高考一輪復(fù)習(xí)鐵及其化合物

常見的金屬及其化合物第12講

鐵及其化合物——化合態(tài)存在于各種含鐵礦石中新疆地質(zhì)礦產(chǎn)博物館重30噸隕鐵。赤鐵礦(Fe2O3)磁鐵礦(Fe3O4)褐鐵礦(Fe2O3·nH2O)黃鐵礦(FeS2

)1、鐵的存在——游離態(tài)鐵只存在于鐵隕石中含鐵礦石：常見的鐵礦石磁鐵礦(Fe3O4)赤鐵礦(Fe2O3)黃鐵礦(FeS2

)褐鐵礦(Fe2O3·nH2O)我國大型鐵礦：遼寧鞍山、湖北大冶、四川攀枝花，安徽省馬鞍山2、鐵的冶煉（1）.原理：鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石（3）設(shè)備：（2）原料：高溫Fe2O3+3CO＝2Fe+3CO2煉鐵高爐（4）主要反應(yīng)過程：還原劑的生成、鐵礦石的還原、脈石的除去5.產(chǎn)品：

生鐵(C%=2—4.3%)鋼(C%=0.03—2%)煉鋼請寫出反應(yīng)方程式①產(chǎn)生還原劑：

C+O2=CO2CO2+C=2CO

（空氣，焦炭）

②還原鐵礦石：

Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2

（鐵礦石）高溫

③造渣（除脈石）：

CaCO3===CO2+CaOCaO+SiO2=CaSiO3

（熔劑：石灰石）高溫鞍鋼2000立方米高爐外景圖1、鐵的結(jié)構(gòu)原子序數(shù)周期表中位置 第四周期、第Ⅷ族原子結(jié)構(gòu)示意圖過渡元素結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

最外層1-2個(gè)電子(多為2個(gè))、次外層往往未達(dá)飽和過渡元素性質(zhì)特點(diǎn) 可失去最外層電子、也可進(jìn)一步失去次外層電子二、鐵的性質(zhì)Fe-2e-=Fe2+Fe-3e-=Fe3+28142+262.鐵的物理性質(zhì)鐵具有銀白色金屬光澤，純鐵質(zhì)軟，密度大,熔沸點(diǎn)高，有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性，有鐵磁性.3.鐵的化學(xué)性質(zhì)與非金屬、水、酸、氧化物、鹽等反應(yīng)(1)與非金屬反應(yīng)(O2、S、Cl2等反應(yīng)）3Fe+2O2==Fe3O4點(diǎn)燃Fe+I2==FeI2△2Fe+3Br2==2FeBr3強(qiáng)氧化性：Cl2、Br2、O2弱氧化性：S、I2（2）與水的反應(yīng)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2高溫對比2Na+2H2O===2NaOH+H2↑Mg+2H2O==Mg(OH)2+H2↑(3)與酸反應(yīng)(注意：與鹽酸、稀硫酸、濃硫酸、稀硝酸、濃硝酸等反應(yīng)的區(qū)別）*與非氧化性酸（普通酸如鹽酸、稀硫酸）

*與氧化性酸酸（如濃硝酸、濃硫酸等）

遇冷濃硫酸或濃硝酸鈍化

Fe＋4HNO3(過量)＝Fe(NO3)3＋2H2O＋NO↑3Fe(過量)＋8HNO3＝3Fe(NO3)2＋4H2O＋2NO↑

遇熱濃硫酸或熱濃硝酸反應(yīng)*與氧化性酸酸（稀硝酸）

(3)與鹽反應(yīng)Fe+2Fe3+=3Fe2+a.鐵與氯氣、溴單質(zhì)、硝酸（過量）、濃硫酸（熱）等強(qiáng)氧化劑反應(yīng)可顯+3價(jià)總結(jié)：b.常溫下，鐵遇冷濃硫酸和濃硝酸鈍化。c.鐵與S、I2、H+、Cu2+、Fe3+等弱氧化劑反應(yīng)可顯+2價(jià)d.Fe與過量HNO3→Fe3+Fe與少量HNO3→Fe2+【跟蹤練習(xí)】1、

NA代表阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值，下列敘述正確的是（）A.1molFe與足量S反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3NAB.1molCl2與足量的Fe反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3NA

C.1molCl2與1molFe反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA

D.常溫常壓下，33.6LCl2與56gFe充分反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為3NAC2.下列有關(guān)鐵的說法中正確的()A.Fe位于元素周期表中第四周期ⅧB族B.Fe的原子結(jié)構(gòu)示意圖為：C.生活中的“增鐵醬油”中的鐵指的是鐵元素。D.純鐵熔點(diǎn)比生鐵的低，純鐵比生鐵易生銹E.與同濃度的鹽酸反應(yīng)，生鐵比純鐵速度快F.鐵制容器可貯存冷的濃HNO3與濃H2SO4

是因?yàn)殍F和冷的濃HNO3、濃H2SO4

不反應(yīng)。G.Fe是一種常見的黑色金屬，具有多種變價(jià)。BCEG色態(tài)俗稱價(jià)態(tài)溶解性與HCl反應(yīng)FeOFe2O3

Fe3O4黑色粉末黑色晶體紅棕色粉末+2+3+2、+3FeO+2H+=Fe2++H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2OFe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O鐵紅磁性氧化鐵與COFexOy+yCO=xFe+yCO2高溫若是與硝酸呢3FeO+10H++NO3-=3Fe3++NO↑+5H2O3Fe3O4+28H++NO3-=9Fe3++NO↑+14H2O若是HI酸呢？Fe2O3+6H++2I-＝2Fe2++I2+3H2OFe3O4+8H++2I-＝3Fe2++I2+4H2O難溶于水難溶于水難溶于水三、鐵的化合物1、鐵的氧化物

Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O

Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O

Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O

3Fe(OH)2＋10HNO3(稀)===3Fe(NO3)3＋NO↑＋8H2O鐵的兩種氫氧化物紅褐

白與還原性酸反應(yīng)呢？紅褐白色沉淀灰綠紅褐色H2SO4等非還原性酸HCl等非氧化性酸Fe(OH)2Fe(OH)3白色Fe2+Fe3+堿堿

還原性HI

氧化性HNO3小結(jié)：鐵的氫氧化物3、鐵鹽和亞鐵鹽亞鐵鹽(Fe2+)FeCl2

FeSO4Fe(NO3)2(NH4)2Fe(SO4)2亞鐵鹽(Fe2+)鐵鹽(Fe3+)FeCl3

Fe2(SO4)3Fe(NO3)3鐵鹽(Fe3+)

強(qiáng)氧化劑

Cl2、Br2、HNO3、O2、H2SO4(濃)、H2O2、KMnO4還原劑Fe、Cu、H2S、S2-、I-、練習(xí)1：寫出下述轉(zhuǎn)化離子方程式：Fe2++H++NO3-

→

Fe2++H++NO2-→

Fe2++MnO4-+H+

→

Fe2++H2O2+H+→Fe3++S2-

→

Fe3++H2S→Fe3++Fe→

Fe3++Cu→

Fe3++I-

→練習(xí)2把氯化亞鐵水溶液中的Fe2+氧化為Fe3+，而不引進(jìn)金屬離子或其它原溶液中不含有的陰離子，所用的三種方法的離子方程式分別為：

①:②:③:2Fe2+

+

Cl2

=

2Fe3+

+

2Cl-

2Fe2+

+

H2O2

+

2H+

=

2Fe3+

+

2H2O4Fe2+

+

O2

+

4H+

=4Fe3+

+

2H2O練習(xí)3下列幾種類推的結(jié)論中正確的是:DA.已知Fe2O3＋6HCl=2FeCl3+3H2O,

推測Fe2O3＋6HI=2FeI3+3H2OB.已知Fe2O3和HNO3反應(yīng)的離子方程式是Fe2O3

＋6H＋=2Fe3＋+3H2O,推測FeO和HNO3

反應(yīng)的離子方程式為FeO

＋2H＋=Fe2＋+H2OC.已知Fe3O4可以改寫成FeO·Fe2O3，推測Pb3O4可以改寫成PbO·Pb2O3;已知Fe3O4可以改寫成Fe(Fe2O4)推測Pb3O4可以改寫成Pb(Pb2O4)高溫高溫FeO+CO＝=Fe+CO2，

Fe3O4+4CO==3Fe+4CO2高溫D.已知Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2,推測Cl2、Br2、O2、HClO、HNO3、H2SO4(濃)、KMnO4(H+)等只有還原性只有氧化性既有氧化性又有還原性(較弱氧化性)(強(qiáng)氧化劑)（強(qiáng)氧化劑）(還原劑)FeFe2+Fe3+

Al等Zn、AlCO

等Fe、Zn、Cu、H2S、KI等I2等SH+Cu2+Cl2HNO3H2SO4(濃)

等【“鐵三角”中的轉(zhuǎn)化關(guān)系】(1)判斷離子共存①因互促水解而不能大量共存：

Fe3+與HCO3-、AlO2-、CO32-②因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存：Fe2+與NO3-(H+)、ClO-、MnO4-(H+)；Fe3+與S2-(HS-)、I-、、SO32-(HSO3-)【“鐵三角”的四應(yīng)用】(2)除雜方法①Fe2+(Fe3+)：②FeCl3(FeCl2)：③FeCl2(CuCl2)：④Fe(Al)、Fe2O3(Al2O3、SiO2)：加過量鐵粉過濾加氯水或H2O2加過量鐵粉過濾加過量強(qiáng)堿溶液過濾【“鐵三角”的四應(yīng)用】(3)鹽溶液的保存①含F(xiàn)e2+的溶液：加入少量鐵粉(或鐵釘、鐵屑)，防止Fe2+被氧化；加入少量相應(yīng)的酸，防止Fe2+水解［Fe(NO3)2例外］②含F(xiàn)e3+的溶液：加入少量相應(yīng)的酸，防止Fe3+水解。

【“鐵三角”的四應(yīng)用】(4)物質(zhì)制備向沸水中加入飽和FeCl3溶液，至溶液呈透明的紅褐色。在HCl氣流中加熱蒸干FeCl3溶液。制備Fe(OH)3膠體制備無水FeCl3【“鐵三角”的四應(yīng)用】【Fe2+和Fe3+的檢驗(yàn)】K3［Fe(CN)6］檢驗(yàn)Fe2+3Fe2++2［Fe（CN）6］3-===Fe3［Fe(CN)6］2↓①紅褐色沉淀Fe3++3OH-

=Fe(OH)3↓②生成紅褐色透明液體

Fe3++3H2O(沸水)=Fe(OH)3(膠體)+3H+③生成紅褐色沉淀和無色氣體

2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑④生成淺黃色沉淀2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+⑤生成血紅色溶液Fe3++SCN-=[FeSCN]2+⑥生成淺綠色溶液2Fe3++Fe=3Fe2+⑦生成白色沉淀Ag++Cl-

=AgCl↓⑧使甲基橙變紅色Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+練習(xí)：寫出有FeCl3溶液參加反應(yīng)的離子方程式①紅褐色沉淀②生成紅褐色透明液體③生成紅褐色沉淀和無色氣體④生成淺黃色沉淀⑤生成血紅色溶液⑥生成淺綠色溶液⑦生成白色沉淀⑧使甲基橙變紅色【跟蹤練習(xí)】將幾滴KSCN溶液中加入含有Fe3+的溶液中，溶液變成血紅色。將該紅色溶液分為兩份，①一份中加入適量酸性高錳酸鉀溶液，紅色褪去；②向另一份中通入SO2，紅色也褪去。下列說法正確的是（）A．①紅色褪去的原因高錳酸鉀是將SCN-氧化B．②紅色褪去的原因是SO2將Fe3+氧化為Fe2+C．②紅色褪去的原因是SO2將SCN-還原D．②紅色褪去的原因是SO2將溶液漂白

A（2009年高考）孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3，還含少量Fe、Si的化合物，實(shí)驗(yàn)室以孔雀石為原料制備CuSO4·5H2O及CaCO3，步驟如下：（1）溶液A的金屬離子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。從下列所給試劑中選擇：實(shí)驗(yàn)步驟中試劑①為

（填代號(hào)），檢驗(yàn)溶液A中Fe3+的試劑為

（填代號(hào)）。a．KMnO4

b．(NH4)2c．H2O2d．KSCNcd【直擊高考】【直擊高考】

（2008山東）利用黃銅礦冶煉銅產(chǎn)生的爐渣（含F(xiàn)e2O3、FeO、SiO2、Al2O3）可制備Fe2O3。方法為：①用稀鹽酸浸取爐渣，過濾。②濾液先氧化，再加入過量NaOH溶液，過濾，將沉淀洗滌、干燥、煅燒得Fe2O3。