高中化学必修一铁及其化合物.pdf

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1、高中化学必修一铁及其化合物高中化学必修一铁及其化合物要点一：单质铁的物理及化学性质要点一：单质铁的物理及化学性质1、铁单质的物理性质铁具有金属的通性,具有被吸引的特性，一般铁粉为黑色，铁块为银白色。2、化学性质3、注意事项（1）铁与弱氧化剂(如 S、I2、H+、Fe3+、Cu2+)等反应所得产物为 Fe2+,铁元素的价态为+2 价。（2）铁与强氧化剂(如 Cl2、Br2、浓H2SO4、硝酸等)反应所得产物为 Fe3+,铁元素的价态为+3 价。在氯气中燃烧，只生成氯化铁；与稀硝酸反应时则先产生3 价铁，若铁过量时则3价铁再变为2 价铁；铁在常温下遇到冷的浓硫酸、浓硝酸时发生钝化，属于化学反应。（

2、3）铁在纯氧中燃烧以及在高温下与H2O(g)反应得到的产物为 Fe3O4,铁元素的价态为+2、+3 价。（4）铁不能与冷、热水反应，但能与水蒸气反应，与水蒸汽反应的产物也是Fe3O4。典型例题典型例题1、某稀溶液中含有4mol KNO3和 2.5mol H2SO4，向其中加入1.5mol Fe，充分反应（已知 NO3被还原为 NO）下列说法正确的是（）A反应后生成 NO 的体积为 28 LB所得溶液中 c（Fe2+）：c（Fe3+）=1：1C所得溶液中 c（NO3）=2.75 mol/LD所得溶液中的溶质只有 FeSO4解：溶液中氢离子总物质的量为：n（H+）=2.5mol2=5mol，n（N

3、O3）=4mol，铁粉的物质的量为 1.5mol，由3Fe+2NO3+8H+=3Fe2+2NO+4H2O，3281.5mol1mol 4mol，则 1.5molFe 完全反应时，硝酸根离子与氢离子均过量，则发生 Fe+NO3+4H+=Fe3+NO+2H2O，若 1.5molFe 完全反应时，氢离子不足，则两个反应均发生，Fe+NO3+4H+=Fe3+NO+2H2Ox4xxx3Fe+2NO3+8H+=3Fe2+2NO+4H2Oyyyy则：x+y=1.5、4x+y=5，解得：x=0.75mol，y=0.75mol生成 NO 的体积为（0.75mol+0.75mol）22.4L/mol=28L，A根

4、据分析可知，反应后生成标况下 28LNO，不是标况下，NO 气体不一定为 28L，故 A 错误；B反应后生成铁离子为 0.75mol，亚铁离子为 0.75mol，c（Fe2+）：c（Fe3+）=n（Fe2+）：n（Fe3+）=1：1，故 B 正确；C反应消耗硝酸根离子等于生成 NO 的量=0.75mol+0.75mol=1.25mol，缺少溶液体积，无法计算溶液中硝酸根离子浓度，故C 错误；D反应后中含有硫酸铁和硫酸亚铁，故 D 错误；故选 B变式训练变式训练1、向 500mL 2mol/L 的 CuSO4溶液中插入一块铁片，反应片刻后取出铁片，经洗涤、烘干，称其质量比原来增重 2.0g 下列

5、说法错误的是（设反应后溶液的体积不变）（）A则此过程中参加反应的铁的质量是 14gB析出铜物质的量是 0.25molC反应后溶液中溶质物质的量浓度：c（CuSO4）=1.5mol/LD反应后溶液中溶质物质的量浓度：c（FeSO4）=1.5mol/L2、将 15g 两种金属的混合物投入足量的盐酸中，反应完全后得到 11.2L H2（标准状况），该混合物的组成可能是（）A钠和铁B镁和铜C铝和镁D锌和铁要点二：铁的氧化物要点二：铁的氧化物化学式俗名颜色状态溶解性铁的化合价稳定性与 H+反应的离子方程式共性FeOFeO黑色粉末难溶于水+2不稳定FeFe2 2O O3 3铁红红棕色粉末难溶于水+3稳定F

6、eFe3 3O O4 4磁性氧化铁黑色晶体（有磁性）难溶于水+2，+3稳定高温时，都能被 C、CO、H2、Al 等还原剂还原，生成单质铁要点三：铁的氢氧化物要点三：铁的氢氧化物1、常见的物理及化学性质名称化学式分类色态水溶性性质还原性稳定性原理制法现象与酸反应氢氧化亚铁Fe(OH)2碱白色固体不溶于水Fe(OH)2+2H+Fe2+2H2O氢氧化铁Fe(OH)3碱红褐色固体不溶于水Fe(OH)3+3H+Fe3+3H2O4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)32Fe(OH)3Fe2O33H2O（受热分解）Fe3+3OH-Fe(OH)3红褐色沉淀Fe2+2OH-Fe(OH)2白色絮状沉淀在

7、空气中，Fe（OH）2能迅速地被氧化成 Fe（OH）3，现象是二者的关系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+O2+2H2O=4Fe（OH）3（2）Fe（OH）2的制备Fe(OH)2易被空气中的氧气氧化，生成 Fe(OH)3，所以在制备 Fe(OH)2时：要确保 Fe2溶液中无 Fe3，故需加 Fe 粉，把 Fe3转化为 Fe2。要尽量减少与 O2的接触，故采取加热的方法赶走所需溶液中溶解的 O2，冷却后再反应，同时应防止空气中的 O2再溶于溶液。常用的方法有两种：典型例题典型例题1、如图，已知有以下物质相互转化（1）A 转化为 B 及气体这步反应中应加入

8、的试剂是（填化学式）（2）写出 B 的化学式，F 的化学式（3）写出由 G 转变成 H 的化学方程式（4）写出检验I 溶液中阳离子的离子方程式；向I 溶液中加入 A 的有关离子反应方程式是【解答】解：F 与硝酸酸化的硝酸银溶液产生白色沉淀J，则 F 中含有氯离子，J 是 AgCl，所得溶液焰色反应呈紫色，则溶液中含有钾离子，根据元素守恒知，F 为 KCl，白色沉淀 G 在空气中转化为红褐色沉淀 H，则 G 是 Fe（OH）2，H 是 Fe（OH）3，氢氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水，则 I 是 FeCl3；B 和 E 发生复分解反应生成 KCl 和 Fe（OH）2，且氯化铁和 A 反应生成 B

9、，则 B 为 FeCl2，A 是 Fe，E 为 KOH，由 A 与试剂反应生成 B 与气体，则试剂为盐酸、气体为氢气，B 与足量的气体 C 反应生成 I，则 C 为氯气，（1）通过以上分析知，A 转化为 B 及气体这步反应中应加入的试剂是盐酸，故答案为：HCl；（2）由上述分析可知，B 的化学式为 FeCl2，F 的化学式 KCl，故答案为：FeCl2；KCl；（3）Fe（OH）2被氧气氧化生成氢氧化铁，反应方程式为 4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，故答案为：4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3；（3）I 是 FeCl3，铁离子和硫氰化钾溶液反应生成血红色溶液

10、，所以铁离子可以用硫氰化钾溶液检验，反应离子方程式为：Fe3+3SCN=Fe（SCN）3；氯化铁和铁反应生成氯化亚铁，反应离子反应方程式为 2Fe3+Fe=3Fe2+，故答案为：Fe3+3SCN=Fe（SCN）3；2Fe3+Fe=3Fe2+变式训练1、在 40mL 稀硫酸中加入 1.6g 氧化铁后溶液仍呈酸性，再加入 5g 铁粉后，滴入硫氰化钾溶液，没有红色出现，此时溶液尚残留铁粉 1.64g，原硫酸溶液的物质的量浓度是（）A4 mol/L B3.5 mol/LC3 mol/LD2 mol/L要点四：铁盐及要点四：铁盐及“铁三角铁三角”1、铁盐、亚铁盐离子水溶液中的颜色氧化还原性离子与碱的反应

11、Fe2+浅绿色既有氧化性，又有还原性Fe2+Fe2+2OH-=4Fe（OH）2Fe 3+棕黄色只有氧化性Fe3+Fe3+3OH-=Fe（OH）32、记住铁、铜及其化合物的特殊颜色（1）铁及其化合物常见的颜色FeFe2(aq)Fe3(aq)黑色浅绿色棕黄色Fe(OH)2Fe(OH)3FeO 和 Fe3O4Fe2O3Fe(SCN)3CuCuOCu2OCu（OH）2Cu2+白色红褐色黑色红棕色血红色紫红色黑色砖红色蓝色蓝色（2）铜及其化合物常见的颜色3、“铁三角”的转化关系写出以下反应的离子方程式：_；_；_；_；Fe+HNO3（稀）：Fe+Fe3+：4、Fe2+、Fe3+的鉴别鉴别方法观察法Fe2

12、+浅绿色迅速最终灰绿色 现象：白色沉淀Fe3+黄色现象：红褐色沉淀反应：Fe3+3OHFe(OH)3（红褐色）加碱（NaOH）法2+红褐色沉淀反应：Fe+2OH Fe(OH)2（白色）4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3（红褐色）现象：加入KSCN 溶液无明显现象，再滴现象：加入 KSCN 溶液，溶液变为红色反应：Fe3+3SCNFe(SCN)3（红色）加盐（SCN）法入氯水变成红色溶液反应：2Fe2+Cl22Fe3+2ClFe3+3SCN Fe(SCN)3（红色）典型例题典型例题1、某稀溶液中含有 Fe（NO3）3、Cu（NO3）2、HNO3，向其中逐渐加入铁粉，溶液中Fe2+的

13、浓度与加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示 则溶液中 Fe（NO3）Cu（NO3）3、2、HNO3物质的量浓度之比为（）A1：1：1 B1：3：1 C2：1：4 D1：1：4解：稀溶液中各物质的氧化性顺序为HNO3Fe（NO3）3Cu（NO3）2，加入铁后会依次发生氧化还原反应，Fe+4HNO3=Fe（NO3）3+NO+2H2O；Fe+2Fe3+=3Fe2+；Fe+Cu2+=Cu+Fe2+；从图象中可知铁为1mol时，无Fe2+生成，发生的反应是消耗硝酸为4mol，生成Fe3+1mol；再加入 1mol 铁发生反应生成 Fe2+物质的量为 3mol，反应的 Fe3+物质的量为 2mol，其中原

14、溶液中的 Fe3+物质的量 1mol；再加入 1mol 铁发生反应，此时又生成Fe2+物质的量为 1mol，说明原溶液中Cu2+物质的量为 1mol；综上所述可知原溶液中 Fe（NO3）3为 1mol，Cu（NO3）2物质的量为 1mol，HNO3物质的量为 4mol，物质的量浓度之比为 1：1：4；故选：D。2、用 FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得的溶液中加入铁粉对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是（）A若无固体剩余，则溶液中一定有 Fe3+B若有固体存在，则溶液中一定有 Fe2+C若溶液中有 Cu2+，则一定没有固体析出D若溶液中有 Fe2+，则一定有 Cu 析出【解答】解：A无

15、固体剩余，说明铜全部以铜离子形式存在，加入的铁完全反应，溶液中一定含有 Fe2+，可能含有 Fe3+，故 A 错误；B若有固体存在，固体中一定有铜，可能有铁，溶液中一定有含有 Fe2+，故 B 正确；C若溶液中有 Cu2+，加入的铁量不足，可能只与 Fe3+反应，也可能与 Fe3+反应，剩余部分与 Cu2+反应生成铜，所以可能有固体析出，故C 错误；D当加入的铁较少时，只发生 Fe+2Fe3+=3Fe2+时，不会有铜析出，故 D 错误；故选：B。变式训练变式训练1、向一定量的Fe、FeO 和 Fe2O3的混合物中加入 120mL 4mol/L的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，放出 1.344LNO（标准状况），往所得溶液中加入 KSCN 溶液，无红色出现 若用足量的 CO 在加热下还原相同质量的混合物，最终得到铁的物质的量为（）A0.21mol B0.24mol C0.16mol D0.14mol2、已知 2Fe+3Br2=2FeBr3、2Fe3+2I=2Fe2+I2 现将 Fe（NO3）2溶液分别滴入到H2SO4HNO3溴水 碘水等溶液中，其中能使 Fe2+变成 Fe3+的是（）AB只有CD