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

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。

①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；②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。

（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

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）．下列说确的是（）

A．反应后生成NO的体积为28 L

B．所得溶液中c（Fe2+）：c（Fe3+）=1：1

C．所得溶液中c（NO3﹣）=2.75 mol/L

D．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+）=2.5mol×2=5mol，n（NO3﹣）=4mol，铁粉的物质的量为1.5mol，

由3Fe+2NO3﹣+8H+=3Fe2++2NO↑+4H2O，

3 2 8

1.5mol 1mol 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↑+2H2O

x 4x x x

3Fe+2NO3﹣+8H+=3Fe2++2NO↑+4H2O

y y y y

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

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14g

B．析出铜物质的量是0.25mol

C．反应后溶液中溶质物质的量浓度：c（CuSO4）=1.5mol/L

D．反应后溶液中溶质物质的量浓度：c（FeSO4）=1.5mol/L

2、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

化学式FeO Fe2O3Fe3O4

俗名——铁红磁性氧化铁颜色状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体（有磁性）溶解性难溶于水难溶于水难溶于水铁的化合价+2 +3 +2，+3

稳定性不稳定稳定稳定

与H+反应的离子

方程式

共性高温时，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

1、常见的物理及化学性质

名称氢氧化亚铁氢氧化铁

化学式Fe(OH)2Fe(OH)3

分类碱碱

性质

色态白色固体红褐色固体

水溶性不溶于水不溶于水

与酸反应Fe(OH)2+2H+＝Fe2+ + 2H2O Fe(OH)3+3H+＝Fe3++3H2O

还原性

稳定性

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O ＝4Fe(OH)3

2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O（受热分解）

制法

原理Fe2+ +2OH-＝Fe(OH)2↓Fe3+ +3OH-＝Fe(OH)3↓

现象白色絮状沉淀红褐色沉淀

二者的关系在空气中，Fe（OH）2能迅速地被氧化成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+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：

①要确保Fe2＋溶液中无Fe3＋，故需加Fe粉，把Fe3＋转化为Fe2＋。

②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

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），且氯化铁和A反应生成B，则B为FeCl2，A是Fe，E为KOH，由A与试剂反应生成2

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，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（）

A．4 mol/L B．3.5 mol/L C．3 mol/L D．2 mol/L

要点四：铁盐及“铁三角”

1、铁盐、亚铁盐

（1）铁及其化合物常见的颜色