3.1.1铁和铁的化合物讲义2026-2027学年高一上学期人教版(2019)化学必修一
铁和铁的化合物(课时1)
铁及其化合物是日常生活中非常重要的金属元素,特别是铁在国民经济中占有极其重要的地位,本考点是历年高考的考查重点,常在选择题中重点考查常见金属元素的基本反应、离子检验及用途,非选择题中常借助工艺流程的形式,以除杂或提纯等相关问题为主线综合考查金属元素化合物的性质。高频考点及可能题型:金属离子如Fe3+、Fe2+等的检验、金属及其化合物的化学方程式的书写或正误判断、金属化合物性质的实验探究、用含多种金属元素的矿物制备某种金属化合物、有关金属及其化合物的计算等,涉及本考点的实验探究题较好地考查了考生的知识迁移和应用能力,以及“证据推理与模型认知”学科素养。
【学习目标】
1、了解铁在自然界中的存在形态及冶炼方法
2、掌握铁的物理性质和化学性质
【主干知识梳理】
一.铁元素的存在形式
1.游离态:单质铁
.
注意 Fe3O4有磁性,能被磁铁吸引,又称磁性氧化铁。
2.铁的物理性质
颜色状态 | 导电、导热性、延展性 | 特性 | 地壳含量 |
银白色固体 | 良好 | 被磁铁吸引 | 占第4位 |
二、铁的化学性质:铁是较活泼的金属,发生化学反应时可生成+2、+3两种价态的化合物,且Fe3+比Fe2+稳定。
在一定条件下,铁作为还原剂能与某些非金属单质、酸和盐溶液反应
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①铁与氧化性较弱的氧化剂(如:盐酸、硫酸铜溶液等)反应,铁原子失去2个电子生成+2价铁的化合物
②铁与氧化性较强的氧化剂(如:氯气、硝酸等)反应,铁原子则失去3个电子生成+3价铁的化合物
1、Fe与非金属反应
(1)Fe与O2的反应:3Fe+2O2Fe3O4 (火星四射、剧烈燃烧、放出大量的热、生成黑色的固体)
(2)Fe在氯气中燃烧:2Fe+3Cl22FeCl3 (产生棕黄色的烟)
(3)Fe与硫的反应:Fe+SFeS
2、Fe与水蒸气的反应
| 装置Ⅰ | 装置Ⅱ |
实验装置 | ||
操作及现象 | 用小试管收集一试管气体,点燃,听到轻微的“噗”声,证明生成了氢气 | 用火柴点燃肥皂泡,听到爆鸣声,证明生成了氢气 |
实验结论 | 红热的铁能与水蒸气反应,化学方程式:3Fe+4H2O(g) | |
【微点拨】
①铁与水蒸气的反应实验中,湿棉花的作用是加热时可产生水蒸气,与铁粉反应生成氢气
②铁与水蒸气反应,日常生活中能用铁壶烧水是因为铁只能在高温下与水蒸气反应,与冷水、热水都不能反应
③常温下,铁与水不起反应,但在水和空气里的O2等共同作用下,铁易被腐蚀
3、Fe与酸的反应
(1)与非氧化性酸(如:稀盐酸、稀硫酸)的反应:Fe+2HCl===FeCl2+H2↑ Fe+2H+===Fe2++H2↑
(2)与氧化性酸(如:硝酸、浓硫酸)的反应
【微点拨】常温下,铁遇冷的浓硫酸、浓硝酸产生钝化现象,即:浓硫酸、浓硝酸将铁的表面氧化成一层致密的氧化物薄膜,这层莫阻止了酸与内层金属的进一步反应。但在加热的条件下铁可以和浓硫酸、浓硝酸反应
①少量的铁与稀硝酸反应:Fe(少量)+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
生成的Fe(NO3)3可以和铁继续反应:Fe+2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2
②过量的铁与稀硝酸反应:3Fe(过量)+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
③少量的铁与浓硝酸共热:Fe+6HNO3(浓)Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O
4、与盐溶液反应:
(1)与硫酸铜溶液的反应:Fe+CuSO4===FeSO4+Cu Fe+Cu2+===Fe2++Cu
(2)与FeCl3溶液的反应:Fe+2FeCl3===3FeCl2 Fe+2Fe3+===3Fe2+
【即学即练1】
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1、判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)铁位于元素周期表中第4周期ⅧB族( )
(2)铁的化学性质比较活泼,所以铁在自然界中全部以化合态存在( )
(3)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3,在少量Cl2中燃烧生成FeCl2( )
(4)Fe分别与氯气、盐酸反应得到相同的氯化物( )
(5)铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4( )
(6)工业上可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸( )
(7)Fe与Cl2反应生成FeCl3,推测Fe与I2反应生成FeI3( )
(8)工业上在高温下用CO还原含Fe2O3的铁矿石炼铁( )
(9)Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生,说明Fe与两种酸均发生置换反应( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)√ (7)× (8)√ (9)×
2、市售的食品包装中常带有一小包铁粉,并标有“吸氧剂”字样,这是利用了铁粉的( B )
A.氧化性 B.还原性 C.吸水性 D.导电性
3、铁在一定条件下分别与O2、水蒸气反应的相同产物是( C )
A.FeO B.Fe2O3 C.Fe3O4 D.Fe(OH)3
4、等物质的量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定条件下充分反应,则在相同的条件下,产生氢气的体积比是( B )
A.1∶1 B.3∶4 C.2∶3 D.4∶3
5、 将金属铜、铁置于氯化铁溶液中充分反应,下列对反应情况设想的评价正确的是( D )
选项 | 反应情况设想 | 评价 |
A | 当铁、铜均不剩余时,溶液中一定有Fe2+、Cu2+,一定无Fe3+ | 正确,Fe3+和Fe、Cu均可反应 |
B | 当铁、铜均有剩余时,溶液中一定有Fe2+、Cu2+,无Fe3+ | 正确,Fe和Cu与Fe3+都反应,故有Fe2+和Cu2+,无Fe3+ |
C | 当铜有剩余,铁无剩余时,溶液中一定只有Fe2+,无Cu2+ | 正确,Cu有剩余,故无Cu2+ |
D | 当铁有剩余,铜无剩余时,溶液中一定有Fe2+、Cu2+ | 不正确,不可能有Fe剩余而无Cu剩余,因为Fe比Cu优先与Fe3+反应 |
6、部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( C )
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