第8讲 铁及其重要化合物
考纲要求 了解铁及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。 学法点拨 Fe、及其化合物的性质是高考热点之一。铁的性质、铁元素的变价问题等知识点，常在离子共存，离子方程式的书写，物质的鉴别、制取、推断、计算等问题中进行考查。 考点一 铁的性质及其应用
知识梳理Zhi shi shu li
1．铁的位置、结构、化合价
(1)周期表中的位置：__第四周期第Ⅷ族__；原子结构示意图：____。
(2)在参加化学反应时，铁易失去最外层上的2个电子，有时它还失去次外层上的一个电子，所以铁有__＋2、＋3__两种价态，且__＋3__价稳定。
2．铁的物理性质
纯铁具有金属的共性，如具有__银白__色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被__磁铁__吸引的特性。
3．铁的化学性质
铁元素是一种变价金属元素，通常显__＋2__和__＋3__价。 常温下，铁单质比较活泼，具有较强的__还原__性。 (1)与非金属单质的反应。
??
?Cl：__2Fe＋3Cl=====点燃
2FeCl__?△?S：__Fe＋S=====FeS__2
23?常温下：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为__Fe2O3__O2?点燃
?点燃：__3Fe＋2O2=====Fe3O4__
(2)与水的反应。
高温
常温下铁与水不反应，在高温条件下与水反应的化学方程式为：__3Fe＋4H2O(g)=====Fe3O4＋4H2__。
(3)与酸反应。
?Fe过量：__3Fe＋8H＋2NO===__???? __3Fe＋2NO↑＋4HO__?稀硝酸??氧化HNO过量：__Fe＋4H＋NO===__性酸??
??? __Fe＋NO↑＋2HO__??浓硝酸、浓硫酸：常温下__钝化__
＋
－
非氧化性酸：__Fe＋2H===Fe2＋H2↑__
＋＋
32＋
23
＋－
33＋
2
(4)与某些盐溶液的反应(离子方程式)。 ①与CuSO4溶液：__Fe＋Cu2===Fe2＋Cu__。 ②与FeCl3溶液：__Fe＋2Fe3===3Fe2__。 4．铁单质的制备方法
(1)工业上利用铁矿石在高炉中炼铁，以赤铁矿为例写出该反应的化学方程式__Fe2O3＋高温
3CO=====2Fe＋3CO2__。
(2)利用铝热反应焊接无缝钢轨，写出以氧化铁和铝粉为铝热剂反应的化学方程式__2Al高温
＋Fe2O3=====2Fe＋Al2O3__。
特别提醒：
(1)Fe与Cl2反应生成FeCl3而不是FeCl2；Fe与S反应生成FeS而不是Fe2S3；Fe与盐酸反应生成FeCl2而不是FeCl3；Fe与I2反应生成FeI2而不是FeI3。
(2)重要的铁矿石主要成分的化学式：
赤铁矿__Fe2O3__磁铁矿__Fe3O4__褐铁矿__2Fe2O3·3H2O__菱铁矿__FeCO3__黄铁矿__FeS2__。
小题速练Xiao ti su lian
＋
＋
＋
＋
1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。导学号 50812188 (1)铁位于元素周期表中第四周期第ⅧB族( × ) (2)纯净的铁块是银白色的金属( √ ) (3)在人体的血红蛋白中含有铁元素( √ )
(4)铁在常温下与浓硝酸的反应比稀硝酸反应剧烈( × ) (5)铁能在氧气中剧烈燃烧，但是不能在水蒸气中燃烧( √ ) (6)将Fe(OH)2溶液加热蒸干得到的是FeO( × ) (7)铁与硫粉共热，只要硫粉过量，就会制出Fe2S3( × ) (8)过量的铁在加热时与氯气反应，生成氯化亚铁( × )
(9)铁具有导电、导热、延展性及被磁体吸引的特性( √ ) (10)Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同( × ) (11)用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸( √ )
(12)Fe与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应( × ) (13)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2( × ) (14)根据Cl2、S与铁的反应可以判断氯元素和硫元素的非金属性强弱( √ ) (15)过量的铁与稀硝酸反应生成Fe3( × )
2．铁有＋2、＋3价两种价态，单质铁与__①⑥__(填下列编号，下同)反应时只生成＋3价铁；与__④⑤⑦⑧__反应时只生成＋2价铁；与__②③__反应时既生成＋2价铁也生成＋3价铁。导学号 50812189
所选试剂：①Cl2 ②O2 ③H2O(g) ④S ⑤盐酸 ⑥稀硝酸(足量) ⑦稀硫酸 ⑧CuSO4溶液
3．铁、铝遇冷的浓硫酸或浓硝酸发生钝化，是物理变化还是化学变化？导学号 50812190
提示：化学变化。
题组一 铁的存在和性质
1．(2018·安徽安庆模拟)下列叙述不正确的是导学号 50812191( B ) ①Fe与S混合加热生成FeS2
②Fe与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应 ③过量的铁与浓硝酸加热反应有气体生成
④FeCl3溶液能与Cu反应，可用于蚀刻印刷电路板 A．①③ C．②④
B．①② D．②③
＋
[解析] Fe是变价金属，遇强氧化剂(如HNO3、Cl2等)生成＋3价铁，遇弱氧化剂(如S或I2等)生成＋2价铁，故Fe与S混合加热生成FeS，①错误；Fe与稀硝酸反应生成的气体为NO，该反应不是置换反应，②错。
2．(2018·河北衡水检测)下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是导学号 50812192( B ) 选项 A 陈述Ⅰ 铁是地壳中含量最高的金属陈述Ⅱ 铁是人类最早使用的金属材判断 Ⅰ对；Ⅱ对；有
元素 B 常温下铁与稀硫酸反应生成氢气 铁属于过渡元素 在空气中铁的表面能形成致密的氧化膜 料 高温下氢气能还原氧化铁得到铁 铁和铁的某些化合物可用作催化剂 铁不能与氧气反应 Ⅰ对；Ⅱ对；无 C Ⅰ错；Ⅱ对；无 D Ⅰ对；Ⅱ对；有 [解析] 选项A，地壳中含量最高的金属元素是Al元素，而不是Fe元素，由于铁是活泼金属，需通过冶炼方法获得，所以Fe不是人类最早使用的金属材料，陈述Ⅰ、Ⅱ错误，且二者没有因果关系。选项B，Fe能与稀H2SO4发生置换反应而产生H2，但在高温条件下，H2还原性很强，又能还原Fe2O3而得Fe，所以Ⅰ、Ⅱ均正确，二者无因果关系。选项C，铁是过渡元素的说法正确。判断Ⅰ错是错误的。故C选项错误。选项D，铁在空气中不能形成致密的氧化膜，且Fe可与纯净的O2反应生成Fe3O4。
3．铁与水蒸气反应，通常有以下两种装置，请思考以下问题：导学号 50812193
实验 装置 (1)方法一中，装置A的作用__提供水蒸气__。 方法二中，装湿棉花的作用__提供水蒸气__。
(2)实验完毕后，取出装置一的少量固体，溶于足量稀盐酸，再滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，试解释原因：__在溶液中Fe3被未反应的铁粉完全还原为Fe2__。
题组二 铁及其化合物的定量计算
4．(2018·山东滨州高三模拟)把22.4 g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，如反应只收集到0.3 mol NO2和0.2 mol NO，下列说法正确的是导学号 50812194( C )
A．反应后生成的盐只为Fe(NO3)3 B．反应后生成的盐只为Fe(NO3)2
C．反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比为1∶3 D．反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比为3∶1 [解析] 由于铁的物质的量为
22.4 g
－＝0.4 mol，所以在反应的过程中它失去的电子
56 g·mol1
＋
＋
＋
装置一 装置二 数应介于0.8 mol(此时只产生Fe2)和1.2 mol(此时只产生Fe3)之间，又产生0.3 mol NO2和0.2 moL NO，即反应过程中硝酸得到的电子物质的量为0.3 mol×(5－4)＋0.2 mol×(5－2)
＋
＝0.9 mol，所以对应的产物既有Fe(NO3)3又有Fe(NO3)2。设前者的物质的量为x，后者的物质的量为y，则由铁原子守恒可得x＋y＝0.4 mol，由得失电子守恒得3x＋2y＝0.9 mol，解得x＝0.1 mol，y＝0.3 mol。
5．(2018·山东淄博高三检测)在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。导学号 50812195
＋
①Fe3 ②Fe2 ③Fe、Fe2 ④Fe2、Fe3 (1)AB段铁元素以__①__形式存在。 (2)BC段铁元素以__④__形式存在。 (3)CD段铁元素以__③__形式存在。
[解析] 向稀HNO3中加入铁粉，开始时稀HNO3过量应生成Fe3，故AB段铁元素以
＋
＋
＋
＋
＋
＋
Fe3形式存在。随着铁粉的增加，溶液中的Fe3与Fe反应生成Fe2，故BC段铁元素以Fe2
＋
＋＋＋
、Fe3形式存在。Fe3全部转化成Fe2后，铁粉不再溶解，故CD段铁元素以Fe、Fe2形
＋＋＋＋
式存在。
萃取精华：
铁与稀硝酸的反应
稀硝酸能将Fe氧化为Fe(NO3)3：
Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，① Fe过量时：Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2② 两者相加得：
3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O③
??n?HNO?8
?n?Fe?≤3时发生反应③8n?HNO???3 3 3 n?HNO3? ≥4时发生反应①n?Fe? 考点二 铁的氧化物和氢氧化物
2019年高考化学一轮复习学案 第8讲 铁及其重要化合物 精品
