第二节 铁及其化合物

考纲定位 核心素养 1.宏观辨识——认识铁及其化合物的性质及应1.掌握铁的主要性质及应用。 2.掌握铁的重要化合物的主要性质及应用。 3.了解铁及其重要化合物的制备方法。 4.了解Fe、Fe的检验方法。 2＋3＋用，能以“铁三角”转化关系理解变价元素的转化条件。 2.科学探究——能提出有价值的Fe(OH)2的制备方案，并进行实验探究。 3.科学态度——利用铁及其化合物的性质，科学认识铁及其化合物的分离，提纯和制备工艺流程，同时具有严谨求实的科学态度和崇尚真理的意识。 考点一| 铁的单质、氧化物及氢氧化物

1．铁的位置、存在和物理性质

2．化学性质

铁单质性质活泼，有较强的还原性。 (1)与非金属单质的反应

△

Fe与S反应：Fe＋S=====FeS。 (2)与水的反应

高温

常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)=====Fe3O4＋4H2。 (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与氧化性酸反应：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、浓硝酸反应无H2产生。

(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＋。

提醒：(1)铁分别与氯气和盐酸反应所得的产物中铁元素的价态不同，Fe与Cl2反应生成FeCl3，而Fe与盐酸反应生成FeCl2；(2)铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4；(3)铁与硫蒸气反应生成的是FeS而不是Fe2S3；铁与碘蒸气反应生成的是FeI2而不是FeI3。

3．铁的三种典型氧化物 (1)物理性质

化学式 俗称 色态 溶解性 铁的价态 (2)化学性质 ①FeO、Fe2O3、Fe3O4分别与盐酸反应的离子方程式为

FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O，Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。 △

②FeO不稳定，在空气中受热生成Fe3O4，其方程式为6FeO＋O2=====2Fe3O4。

12

提醒：(1)Fe3O4的组成可用氧化物的形式表示为FeO·Fe2O3，即有3的铁显＋2价，3的铁显＋3价；(2)Fe3O4与一般酸反应生成两种盐，Fe3O4与稀硝酸反应生成一种盐[Fe(NO3)3]。

4．铁的氢氧化物的性质与制备

Fe(OH)2

FeO — 黑色粉末 难溶于水 ＋2价 Fe2O3 铁红 红棕色粉末 难溶于水 ＋3价 Fe3O4 磁性氧化铁 黑色晶体 难溶于水 ＋2价、＋3价 Fe(OH)3 颜色状态 与H反应 受热分解 制法 ＋白色固体 Fe(OH)2＋2H===Fe2＋2H2O ＋＋红褐色固体 Fe(OH)3＋3H===Fe3＋3H2O ＋＋— 可溶性亚铁盐与碱溶液反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ △2Fe(OH)3=====Fe2O3＋3H2O 可溶性铁盐与碱溶液反应： Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象二者的关系 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＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 [应用体验] 1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)FeS、FeCl2、FeCl3均可以通过单质化合得到。

(2)铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分为Fe2O3·xH2O。 (3)常温下，用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸。

( ) ( ) ( )

(4)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2。 ( )

(5)向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁。 答案：(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)×

2．铁有＋2、＋3价两种价态，单质铁与________(填下列编号，下同)反应时只生成＋3价铁；与________反应时只生成＋2价铁；与________反应时既生成＋2价铁也生成＋3价铁。

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 ⑨FeCl2溶液 ⑩FeCl3溶液 答案：①⑥ ④⑤⑦⑧⑩ ②③

⊙考法1 铁的单质、氧化物及其氢氧化物的性质及制备

1．(2019·望都模拟)“秦砖汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩影。同是由黏土烧制的砖瓦，有的是黑色的，有的却是红色的，你猜测其中的原因可能是 ( )

A．土壤中含有铁粉、二氧化锰等

B．黑砖瓦是煅烧过程中附着了炭黑，红砖瓦则是添加了红色耐高温染料 C．土壤中含有的铜元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色CuO和红色Cu

D．土壤中含有的铁元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色Fe3O4或FeO和红色Fe2O3

D [A项，土壤中不含铁粉；B项，黑砖瓦中含有C、Fe3O4、FeO等，红砖瓦含有Fe2O3；C项，

煅烧生成Cu2O红色物质，不是Cu。]

2．下列有关铁元素的叙述中正确的是( )

A．Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2

A [铁与单质碘化合生成的是FeI2，选项B不正确；铁离子能把碘离子氧化成单质碘，选项C不正确；D项，得到的是Fe(OH)3沉淀，因而不正确。]

3．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是________(填序号)。

解析：因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排出装置中的氧气或空气。①、②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；③的原理为铁作阳极产生Fe2＋，与电解水产生的OH－结合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保护，能防止空气进入；⑤中液面加苯阻止了空气进入；④由于空气中的氧气，能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。

答案：①②③⑤

[思维建模] Fe?OH?2制备的三种思维方法 方法一：有机覆盖层法 将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油防止空气与2接触发生反应，如题中的③⑤。 不能用CCl4，以方法二：还原性气体保护法