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 、I 2、H +、Fe 3+、Cu 2+)等反应所得产物为Fe 2+,铁元素的价态为+2价。

（2）铁与强氧化剂(如Cl 2、Br 2、浓H 2SO 4、硝酸等)反应所得产物为Fe 3+,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H 2O(g)反应得到的产物为Fe 3O 4,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Fe 3O 4。

典型例题

1、某稀溶液中含有4mol KNO 3和2.5mol H 2SO 4，向其中加入1.5mol Fe ，充分反应（已知NO 3﹣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 （Fe 2+）：c （Fe 3+）=1：1

C．所得溶液中c（NO

3

﹣）=2.75 mol/L

D．所得溶液中的溶质只有FeSO

4

解：溶液中氢离子总物质的量为：n（H+）=2.5mol×2=5mol，n（NO

3

﹣）=4mol，铁粉的物质的量为1.5mol，

由3Fe+2NO

3﹣+8H+=3Fe2++2NO↑+4H

2

O，

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+NO

3﹣+4H+=Fe3++NO↑+2H

2

O，

若1.5molFe完全反应时，氢离子不足，则两个反应均发生，

Fe+NO

3﹣+4H+=Fe3++NO↑+2H

2

O

x 4x x x

3Fe+2NO

3﹣+8H+=3Fe2++2NO↑+4H

2

O

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CuSO

4

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（CuSO

4

）=1.5mol/L

D．反应后溶液中溶质物质的量浓度：c（FeSO

4

）=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 H

2

（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 Fe

2O

3

Fe

3

O

4

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、H

2

、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

+ O

2

+ 2H

2

O ＝4Fe(OH)

3

2Fe(OH)

3

Fe

2

O

3

＋3H

2

O（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

+O

2

+2H

2

O====4Fe（OH）

3