高中化学知识点：铁及其化合物

高中化学知识点：铁及其化合物

高中化学知识点：铁及其化合物

铁的存在和主要性质 1．铁的存在和位置

2．铁的化学性质

铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。

(1)与非金属单质的反应 ①与O2的反应

常温：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3·xH2O。 点燃

点燃：3Fe＋2O2=====Fe3O4。

点燃

②与Cl2的反应：2Fe＋3Cl2=====2FeCl3。 △

③与S的反应：Fe＋S=====FeS。 (2)与水的反应

常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应： 高温

3Fe＋4H2O(g)=====Fe3O4＋4H2。

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(3)与酸的反应

①与非氧化性酸反应的离子方程式：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。 ②与氧化性酸

遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化，与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反

3＋

应无H2产生。Fe与足量稀HNO3反应的离子方程式为Fe＋4H＋＋NO－3===Fe＋NO↑＋2H2O。

(4)与某些盐溶液的反应

①与CuSO4溶液反应的离子方程式：Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋。 ②与FeCl3溶液反应的离子方程式：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。 铁的重要化合物 1．铁的氧化物

俗名 色态 铁元素价态 说明： ①FeO、Fe2O3、Fe3O4分别与盐酸反应的离子方程式： FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O、 Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、 Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。 ②FeO与硝酸反应的化学方程式：

3FeO＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O。 2．铁的氢氧化物 色态 与H＋反应 二者的关Fe(OH)2 白色固体 Fe(OH)2＋2H＋=== Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3 红褐色固体 Fe(OH)3＋3H＋=== Fe3＋＋3H2O 氧化亚铁(FeO) 氧化铁(Fe2O3) 四氧化三铁(Fe3O4) 黑色粉末 ＋2 铁红 红棕色粉末 ＋3 磁性氧化铁 黑色晶体 ＋2、＋3 在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应方程式为4Fe(OH)2＋ 2 / 11

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系 O2＋2H2O===4Fe(OH)3 说明：Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备可利用相应亚铁盐、铁盐与碱液反应。 3．亚铁盐与铁盐 (1)亚铁盐

含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋既有氧化性，又有还原性，Fe2＋与Zn、Cl2

反应的离子方程式分别为：Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe、2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。

(2)铁盐 ①氧化性

含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋具有氧化性，Fe3＋与Fe、Cu反应的离子方程式分别为：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。

②特性

含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色。

1．易误诊断(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)铁元素性质活泼，自然界中的铁几乎都是以化合态形式存在，只有在陨石中有游离态的铁元素( )

(2)过量的铁与氯气反应，不会生成FeCl2，因为铁还原三价铁必须在水溶液中进行( )

(3)铁能被磁铁吸引，则任何金属都能被磁铁吸引( ) (4)过量的铁粉与稀硝酸溶液反应的离子方程式为

3＋

Fe＋4H＋＋NO－3===Fe＋NO↑＋2H2O( )

(5)将NaOH溶液滴入FeSO4溶液中，可以看到稳定的白色沉淀( ) (6)FeCl2溶液保存时加Fe粉的目的是防止Fe2＋被还原( )

(7)FeCl2溶液中加入KSCN溶液不变红，加入氯水后溶液变红色( ) (8)FeCl3溶液中加入KSCN溶液变红，再加入足量Fe，红色消失( ) 【答案】 (1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)× (7)√ (8)√ 2．下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是________。(填序号)

①过量的Fe与Cl2加热时发生反应 ②Fe与过量稀H2SO4反应后，再向其中加KNO3 ③Fe与过量的S加热时发生反应 ④Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸

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⑤Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中

【答案】 ①②④

3．将Fe3O4投入过量的盐酸中，所得溶液中含的金属阳离子有________，向该溶液中投入足量的Fe粉，发生反应的离子方程式为_______________________________。

【答案】 Fe2＋、Fe3＋ Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑

点燃

Fe→Fe3O4的2个反应：3Fe＋2O2=====Fe3O4 高温

3Fe＋4H2O(g)=====Fe3O4＋4H2

铁的3种氧化物，2种氢氧化物，2种离子的颜色：FeO与Fe3O4均为黑色，Fe2O3为红棕色；Fe(OH)2为白色，Fe(OH)3为红褐色；Fe2＋为浅绿色，Fe3＋为棕黄色。

铁的3种价态转化

2个特殊现象：①Fe(OH)2→Fe(OH)3是白色→灰绿色→红褐色；②Fe3＋

遇SCN－，溶液变红色。

1.“铁三角”中的转化关系

“铁三角”转化关系及其应用

2．主要应用

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(1)除杂：

主要物质 Fe2＋ FeCl3 Fe2＋ Fe Fe2O3 (2)判断离子共存： Fe2＋Fe3＋

2＋

杂质 Fe3＋ FeCl2 Cu2＋ Al 除杂方法 加过量铁屑后过滤 加氯水或H2O2 加过量铁屑后过滤 加过量强碱溶液后过滤 Al2O3、SiO2 加过量强碱溶液后过滤 不共存不共存

3＋

＋－－＋

NO－3(H)、ClO、MnO4(H)。

2－S2－、I－、SO3。

2－

HCO－3、CO3等水解相互促进的离子

Fe、Fe

不共存

(3)盐溶液的配制与保存：

(1)Fe2＋具有较强的还原性，Fe3＋水解能力强，实际上pH>4时，Fe3＋几乎完全生成Fe(OH)3沉淀。

(2)欲除去某溶液中含有的Fe2＋杂质时，一般先向溶液中加入氧化剂(如H2O2)，使Fe2＋被氧化为Fe3＋，然后加入溶于酸的难溶物调节pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀除去。

(2013·北京高考，节选)用含有Al2O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3的铝灰制备Al2(SO4)3·18H2O，工艺流程如下(部分操作和条件略)：

Ⅰ.向铝灰中加入过量稀H2SO4，过滤；

Ⅱ.向滤液中加入过量KMnO4溶液，调节溶液的pH约为3；

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