高中化学第3讲 铁及其重要化合物(教案)

第3课时 必备知识——铁及其重要化合物

知识清单

[重要物质]①铁；②铁的氧化物(FeO 、Fe 2O 3和Fe 3O 4)；③铁的氢氧化物[Fe(OH)2

和Fe(OH)3]；④铁盐和亚铁盐

[基本规律]①“铁三角”之间的转化规律；②Fe 2＋

和Fe 3＋

的检验方法

知识点1 铁的氧化物和氢氧化物

1．铁的存在及性质 (1)铁的存在

(2)铁的物理性质

颜色状态 导电、导热 性、延展性 特性 地壳含量 银白色固体

良好

被磁铁吸引

占第4位

(3)从原子结构角度认识铁的化学性质

铁元素在元素周期表中处于第四周期第Ⅷ族，其原子结构示意图为，最外层

有2个电子，在反应中易失去电子，故铁单质的化学性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。

①与非金属的反应

与O 2反应

常温

铁锈(成分为Fe 2O 3·x H 2O) 点燃 3Fe ＋2O 2=====点燃

Fe 3O 4 与Cl 2反应 点燃

2Fe ＋3Cl 2=====点燃

2FeCl 3 与S 、I 2反应

Fe ＋S=====△

FeS 、Fe ＋I 2=====△

FeI 2

②与H 2O(g)反应：3Fe ＋4H 2O(g)=====高温

Fe 3O 4＋4H 2。 ③与酸的反应 与H ＋

反应 Fe ＋2H ＋===Fe 2＋

＋H 2↑

与稀 HNO 3 反应 过量 Fe ＋4H ＋

＋NO －

3 ===Fe 3＋

＋NO ↑＋2H 2O 少量

3Fe ＋8H ＋

＋2NO －

3 ===3Fe 2＋

＋2NO ↑＋4H 2O 与浓H 2SO 4、 浓HNO 3反应

常温下钝化，加热分别生成SO 2、NO 2

④与盐(Cu 2＋

、Fe 3＋

)的反应：Fe ＋Cu 2＋

===Fe 2＋

＋Cu 、Fe ＋2Fe 3＋

===3Fe 2＋

。

铁是变价金属元素，与弱氧化剂(如S 、HCl 、FeCl 3、CuSO 4、I 2等)反应时被氧

化为Fe 2＋

，铁与强氧化剂(如Cl 2、Br 2、HNO 3、浓H 2SO 4等)反应时被氧化为Fe 3＋

。

2．列表比较铁的三种氧化物的性质

FeO Fe 2O 3 Fe 3O 4 俗称 —— 铁红 磁性氧化铁 颜色、 状态 黑色粉末

红棕色粉末

黑色晶体 物质类别 碱性氧化物

不是碱性 氧化物

铁的价态 ＋2价

＋3价

＋2价，＋3价 与H ＋ 的反应 (写离子 方程式) FeO ＋2H ＋

=== Fe 2＋

＋H 2O

Fe 2O 3＋6H ＋

=== 2Fe 3＋

＋3H 2O

Fe 3O 4＋8H ＋

===Fe 2＋

＋ 2Fe 3＋

＋4H 2O

共同 性质

高温时，都能被C 、CO 、H 2、Al 等还原剂还原，生成单质铁

①FeO 和Fe 3O 4与HNO 3反应时，除考虑与H ＋

的反应外，还考虑Fe 2＋

被HNO 3

氧化成Fe 3＋

。②Fe 2O 3、Fe 3O 4与HI 反应时，除考虑与H ＋

的反应外，还考虑Fe 3＋

被I －

还原为Fe 2＋

。

3．列表比较铁的两种氢氧化物的性质

Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色、状态 白色固体 红褐色固体 溶解性 难溶于水 难溶于水 与盐酸反应

Fe(OH)2＋2H ＋

Fe(OH)3＋3H ＋

===

(写离子 方程式) ===_Fe 2＋

＋2H 2O

Fe 3＋

＋3H 2O

热稳定性

2Fe(OH)3=====△

Fe 2O 3＋3H 2O 制备方法 可溶性亚铁盐与碱

反应：Fe 2＋＋2OH －

===Fe(OH)2↓

可溶性铁盐与碱反应：

Fe 3＋

＋3OH －

===Fe(OH)3↓

二者的转化

在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，

白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色：4Fe(OH)2＋O 2

＋2H 2O===4Fe(OH)3

①Fe(OH)2与稀硝酸反应时，除考虑与H ＋

的反应外，还考虑Fe 2＋

与NO －

3 、H

＋

发生氧化还原反应。② Fe(OH)3与HI 反应时，除考虑与H ＋

的反应外，还考虑Fe 3＋

被I －

还原为Fe 2＋

。

[通关1] (易错排查)判断正误

(1)(2019·海南卷)Fe 3O 4和Pb 3O 4中的金属都呈现两种价态(√)

(2)(2019·天津卷)将废铁屑加入FeCl 2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl 2(√) (3)(2019·江苏卷)稀硫酸具有酸性，可用于除去铁锈(√)

(4)(2018·江苏卷)在给定条件下，能实现转化关系：Fe 2O 3(s)――→Al

高温 Fe(s)――→HCl （aq ）

FeCl 3(aq)(×)

(5)(2018·北京卷)将NaOH 溶液滴入FeSO 4溶液中，观察到产生白色沉淀，随后变为红褐色(√)

[通关2] (人教必修1·P70，2题改编)把铁片放入下列溶液中，发生化学反应且溶液的质量减小的是( )

A ．稀盐酸

B ．CuCl 2溶液

C ．FeCl 3溶液

D ．Na 2SO 4溶液

B [铁与稀盐酸发生反应：Fe ＋2HCl===FeCl 2＋H 2↑，消耗1 mol Fe 生成1 mol H 2，溶液质量增重54 g ，A 项错误；铁与CuCl 2溶液发生反应：Fe ＋CuCl 2===FeCl 2＋Cu ，消耗1 mol Fe 析出1 mol Cu ，溶液质量减轻8 g ，B 项正确；铁与FeCl 3溶液发生反应：2FeCl 3＋Fe===3FeCl 2，消耗1 mol Fe ，溶液质量增加56 g ，

C 项错误；铁与Na 2SO 4溶液不发生反应，

D 项错误。]

[通关3] (新教材链接)(人教必修第一册·P72，3题改编)下列物质中，在一定条件下与铁反应，且铁元素的化合价能变为＋2价的是( )