第17讲-铁的单质、氧化物和氢氧化物(原卷版).docx

第17讲 铁的单质、氧化物和氢氧化物
知识梳理

一、铁的单质
1．铁元素的存在及使用
(1)存在：铁在自然界中可以以 形态(陨铁)存在，但主要以 价和 价化合物的形态存在，地壳中含量居第四位，仅次于 、 和 。
(2)工业炼铁的原理(以Fe2O3为例)
3CO＋Fe2O3 ＋3CO2。
2．铁的物理性质
铁有 、 、 ，但其导电性不如铜和铝，铁还能被 吸引。其熔、沸点较高，熔点：1 535 ℃、沸点：2 750 ℃，密度：7.86 g·cm－3。
3．铁的化学性质
(1)与某些非金属单质、酸和盐溶液反应
化学性质
化学方程式举例
①Fe与非金属单质反应

②Fe与非氧化性酸反应(H2SO4)
Fe＋H2SO4=== ＋H2↑
③Fe与盐溶液反应(CuSO4)
Fe＋CuSO4===Cu＋

结论：Fe在反应中作 ，遇到较强的 (如Cl2等)生成＋3价铁的化合物，遇到较弱的氧化剂(如稀硫酸等)生成 价铁的化合物。
(2)实验探究铁粉与水蒸气的反应
实验装置

操作现象
用火柴点燃肥皂液，听到 声，证明生成了H2
实验结论
在高温下，铁能与水蒸气反应，化学方程式为3Fe＋4H2O(g) ＋4H2
二、铁的氧化物和氢氧化物
1．铁的氧化物
物质
氧化亚铁(FeO)
氧化铁(Fe2O3)
四氧化三铁(Fe3O4)
俗称

铁红
磁性氧化铁
颜色、状态
粉末
红棕色粉末
晶体(有磁性)
溶解性
不溶于水
铁的价态
＋2
＋3
＋2、＋3
与H＋反应的离子方程式
FeO＋2H＋=== ＋H2O
6H＋＋Fe2O3===2Fe3＋＋3H2O
Fe3O4＋8H＋=2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O
稳定性
6FeO＋O22Fe3O4
稳定
稳定
与CO、C、H2反应
生成 及CO2或H2O
用途
Fe2O3常用作红色油漆与涂料， 矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁的原料
2.铁的氢氧化物
(1)铁的氢氧化物的制备
实验室制备氢氧化铁和氢氧化亚铁如下图所示：

①图甲实验中观察到的现象是有 沉淀生成，反应的离子方程式是 。
②图乙实验中先观察到有 沉淀生成，在空气中迅速变成 ，最后变成 色，有关反应的离子方程式是 (白色)； 。
(2)Fe(OH)2和Fe(OH)3性质的比较
化学式
Fe(OH)2
Fe(OH)3
物质类别
弱碱
三元弱碱
颜色状态
白色固体
红褐色固体
溶解性
不溶于水
不溶于水
与非氧化性强酸反应
Fe(OH)2＋2H＋=== Fe2＋＋2H2O
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
稳定性
Fe(OH)2 ＋H2O
(隔绝空气)
2Fe(OH)3 ＋3H2O

典例分析

考点一：铁单质
【典例1】类比是化学中非常重要的思想方法，以下类比合理的是（ ）
A．Fe可以从CuSO4溶液中置换出铜，因此Na也可以从CuSO4溶液中置换出铜
B．木炭燃烧时可以用CO2灭火，因此镁带燃烧时也可以用CO2灭火
C．Al可在加热条件下与水反应生成Al(OH)3，因此Fe也可在加热与水反应生成Fe(OH)2
D．Fe 与稀H2SO4反应生成FeSO4和H2，因此Na也可和稀H2SO4反应生成Na2SO4和H2

考点二：铁的氧化物与氢氧化物
【典例2】纳米级可用于以太阳能为热源分解水制，过程如图所示。下列说法中，不正确的是（ ）

A．以太阳能为热源分解水制过程中的催化剂
B．整个过程实现了太阳能向化学能的转化
C．过程I、II的总反应：
D．过程I的反应：
同步训练

一、单选题
1．下列化合物中，不能由单质直接化合而得到的是（ ）
A． B． C． D．
2．下列物质中一定不属于纯净物的是
A．铁水 B．双氧水 C．冰水 D．氯水
3．下列关于铁的说法正确的是（ ）
A．纯铁为灰黑色，所以铁属于黑色金属
B．铁在硫蒸气中燃烧生成
C．纯铁的抗腐蚀能力非常强，铁在干燥的空气里不易被氧化
D．铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在
4．在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是（ ）
A．Na(s) Na2O2(g)    NaOH(aq)B．FeCl2(aq) FeCl3(aq) Fe(OH)3(s)C．HClO(aq) Cl2(g)   FeCl3(s)D．CaCl2(aq)   CaCO3(s) Ca(HCO3)2(aq)
5．常温下，下列物质可用铁制容器盛装的是（ ）
A．稀硝酸 B．硫酸铜溶液 C．浓硫酸 D．氯化铁溶液
6．把铁片放入下列溶液中，铁片溶解，溶液质量增加，但没有气体放出的是（ ）
A．硝酸银溶液 B．硫酸铜溶液 C．稀硫酸 D．硫酸铁溶液
7．下列离子方程式书写正确的是（ ）
A．盐酸中滴入碳酸钠溶液：CO+ 2H+ =H2O + CO2↑
B．铁粉与稀硫酸反应：2Fe + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2↑
C．盐酸中滴入氢氧化钠溶液：HCl + OH-=H2O + C1-
D．稀硫酸滴入氢氧化钡溶液：SO+ H+ + Ba2+ + OH-=BaSO4↓+ H2O
8．下列有关实验安全以及药品保存等说法正确的是（ ）
A．金属钠着火燃烧时用水灭火
B．新制氯水保存在棕色试剂瓶中并放置在阴凉处
C．检验铁和水蒸气反应的气体产物时直接点燃
D．直接向容量瓶中加水稀释浓硫酸
9．下列物质的用途中，利用其物理性质的是（ ）
A．氧气用于炼钢 B．硫酸用于除铁锈
C．干冰用作制冷剂 D．碳酸氢钠用于治疗胃酸过多症
10．铁有价和价两种价态，下列有关反应不涉及铁元素价态变化的是（ ）
A．用铁粉除去氯化亚铁溶液中的少许氯化铁杂质
B．铁在氧气中燃烧，其产物溶于盐酸中可得到两种盐
C．氢氧化亚铁是白色固体，在空气中迅速变成灰绿色，最终变成红褐色
D．氢氧化铁受热分解
二、综合题
11．某化学兴趣小组利用如图装置(夹持装置已省略)进行“铁与水反应”的实验，并检验产物的性质，请回答下列问题：

(1)A装置的作用是____________B中反应的化学方程式为________________________。
(2)D的作用是____________。
(3)A、B两个装置中应先点燃______处的酒精灯，点燃E处酒精灯之前应进行的操作是_____________________________。
12．I.黄铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2等)是生产硫酸的工业废渣，其综合利用对环境保护具有现实意义。利用黄铁矿烧渣为原料制备高档颜料—铁红(Fe2O3)的流程如下：

回答下列问题：
(1)“焙烧”时所添加的最佳还原剂是_______(填序号)。
a.焦炭                  b.硫黄                  c.镁粉                      d.锌粉
(2)“过滤1”后的滤液中溶质的主要成分是_______(填化学式)。
(3)“沉淀反应”时不宜混入过多空气，其原因为_______(用离子方程式表示)。
(4)为检验FeCO3是否洗涤干净，可以向最后一次洗涤液中滴加_______溶液。
(5)在空气中煅烧FeCO3生成铁红和另一种氧化物，反应的化学方程式为_______。
II.为滴定检验提氧化物的纯度，现需配制的硫酸溶液。请回答以下问题：
(6)仪器除量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还需要的仪器是_______。
(7)请将下列各操作，按正确的顺序填在横线上。
A．用30mL水洗涤烧杯和玻璃棒2—3次，洗涤液均注入仪器①中，振荡
B．用量筒准确量取所需体积的浓硫酸，沿玻璃棒倒入盛有少量水的烧杯中，再用玻璃棒慢慢搅动，使其混合均匀
C．将已冷却的硫酸沿玻璃棒注入仪器①中
D．将仪器①盖紧瓶塞，反复上下颠倒，摇匀
E．改用仪器②加水，使溶液凹面恰好与刻度相切
F．继续往仪器①内小心加水，直到液面接近刻度线1—2cm处
其操作正确的顺序依次为_______。
(8)下列哪种情况使所配制的稀硫酸的浓度偏小_______。
A．溶解浓硫酸后未冷却直接配制溶液
B．容量瓶用蒸馏洗涤后残留有少量的水
C．所用过的烧杯、玻璃棒未洗涤
D．用量筒量取浓硫酸时俯视刻度
E．用蒸馏水洗净量筒后直接量取浓硫酸配置溶液