备考2020高考化学第一轮复习 第3章 金属及其化合物 第3节 铁及其重要化合物学案 必修1 6页

第三节 铁及其重要化合物 一、铁的性质 ‎1．物理性质： 色固态，密度较 ，熔沸点较 ，延展性、导电、导热性较好、能被 吸引。‎ ‎2．化学性质：结构分析——可失去2个或3个电子而显+2价或+3价，铁是一种中等活泼的金属。‎ ‎⑴与非金属反应：‎ ‎①与氧气： ，燃烧现象： 。‎ ‎②与氯气： ，燃烧时现象： 。‎ 加水振荡后，溶液显 色）‎ ‎③与硫： ，现象： 。‎ 特别注意：只能生成 价Fe，由此可证明硫单质氧化性 （强于、弱于）氯气氧化性 ‎⑵与水反应：‎ ‎①在高温下，铁能与水蒸气反应生成H2： 。‎ ‎②在常温下，在水和空气中的O2、CO2等的共同作用下，Fe易发生电化腐蚀(铁生锈Fe2O3) ， ， 。‎ ‎⑶ 与酸反应：‎ ‎①与非氧化性酸(如稀盐酸、稀H2SO4等)的反应离子方程式： 。‎ ‎②与氧化性酸。‎ a．铁遇 时，有钝化现象，因此浓H2SO4或浓HNO3可盛放在铁容器中．‎ b．铁粉少量与HNO3(稀)生成Fe3＋： 。‎ c．铁粉过量与HNO3(稀)生成Fe2＋： 。‎ ‎(4)铁与盐溶液的反应 ‎①铁能置换比它活动性弱的金属如CuSO4溶液： 。‎ ‎②铁能与FeCl3溶液反应生成FeCl2。离子方程式： 。‎ 二、铁的重要化合物的主要性质及应用 ‎1.铁的氧化物 化学式 FeO Fe2O3‎ Fe3O4‎ 俗称 无 Fe化合价 色态、水溶性 ‎ 色粉未， 溶于水 ‎ 色粉未， 溶于水 ‎ 色晶体， 溶于水 6‎ 类别 ‎ 氧化物 ‎ 氧化物 特殊氧化物 和H+反应 与CO反应 稳定性 在空气中氧化为Fe3O4‎ 空气中稳定 在空气中稳定 制备 高温，过量铁与O2反应：‎ ‎2 Fe+ O2 2FeO ‎ 氢氧化铁加热分解 ‎2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O ‎ 铁在氧气中燃烧 ‎3Fe + 2O2 Fe3O4 ‎ ‎【特别提醒】：‎ ‎①FeO与稀硝酸反应的化学方程式： 。‎ ‎②FeO与HI溶液反应的化学方程式： 。‎ Fe2O3与HI溶液反应的化学方程式： 。‎ ‎2.铁的氢氧化物 物质 氢氧化亚铁 Fe(OH)2‎ 氢氧化铁 Fe(OH)3‎ 色态、水溶性 ‎ 色絮状固体， 溶于水 ‎ 色絮状固体， 溶于水 稳定性 很易被氧化，‎ ‎ ‎ 受热易分解，‎ ‎ ‎ 与酸反应 制取方法 新制FeSO4溶液与NaOH溶液 反应：‎ Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2↓‎ 铁盐与可溶性碱反应：‎ Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3↓‎ 二者的关系 在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3。‎ 现象是： 色→ 色→ 色。‎ 规律总结 一、铁的三角转化关系及应用 ‎⑴结论归纳：‎ 6‎ ‎①Fe与强氧化剂如 反应时生成+3价；‎ ‎②Fe与与弱氧化剂如 反应时生成+2价。‎ ‎③Fe3＋与S2－、SO、I－；Fe2＋(与ClO－、MnO、（NO(+H＋）在溶液中因 不能大量共存（Fe3＋与Fe2＋共存）。‎ ‎⑵除杂方法(括号内为杂质) ‎ ‎①Fe2+(Fe3+)： ； ②FeCl3(FeCl2)： ；‎ ‎③FeCl2(CuCl2)： ； ④Fe(Al)、Fe2O3(Al2O3、SiO2)： 。‎ ‎⑶盐溶液的配制与保存 ‎①Fe2＋的盐溶液：加 ，防止 ；再加少量相应的酸，防止 。‎ ‎②Fe3＋的盐溶液：加少量 防止Fe3＋水解。‎ ‎⑷制备物质：①制备无水FeCl3——在 中加热蒸干FeCl3溶液。‎ ‎②制备Fe(OH)3胶体——向沸水中加入饱和FeCl3溶液并煮沸至 为止。‎ 二、Fe2+和Fe3+的检验 ‎1．Fe3+的检验 ‎⑴用KSCN溶液： 未知液 →加KSCN溶液变 色，证明溶液中含有Fe3+。‎ ‎⑵用NaOH溶液： 未知液→加NaOH 溶液，有 色沉淀，证明溶液中含有Fe3+。‎ ‎⑶依据溶液颜色粗略判断：未知液→显 色，可能含（注意不是一定含）有Fe3+。‎ ‎2．Fe2+的检验 ‎⑴用KSCN溶液和氯水：未知液 →加KSCN溶液 ，→ 再加入氯水后溶液变 色，证明溶液中含有Fe2+。相关方程式： ； 。‎ ‎⑵ 用NaOH溶液：未知液→加NaOH 溶液，产生 色沉淀，随后变成 色，后变成 色，证明溶液中含有Fe2+。相关方程式： ， 。‎ ‎⑶用铁氰化钾溶液：未知液→加K3[Fe(CN)6] 溶液，有 色沉淀，证明溶液中含有Fe2+。相关方程式： 。‎ ‎3．关于检验Fe2+的特别提示：‎ ‎⑴ 若溶液中存在Fe3+，不可使用上述⑴ 、⑵ 两种方法，因为溶液直接变色，无法检验Fe2+。‎ ‎⑵ 在特定条件下，有时用酸性KMnO4溶液检验Fe2+，若溶液中存在Cl-等还原性离子，则不能使用该法。‎ ‎⑶用铁氰化钾溶液没有干扰离子，属于较好的方法。‎ 三、铜及其化合物 ‎1．单质铜 ‎(1)物理性质： 色固体，具有良好的延展性、导电性和导热性。‎ ‎(2)化学性质：‎ 6‎ ‎①与非金属的反应：‎ a.与O2加热反应： 。现象：固体变 色。‎ b.常温下在潮湿的空气中生成铜绿： 。‎ c．与Cl2点燃反应： 。现象：产生 色烟。‎ ‎②与酸的反应:‎ a.与非氧化性酸,如盐酸、稀硫酸， 。‎ b.与氧化性酸反应：‎ 与浓硫酸的反应： 。‎ 与浓硝酸的反应： 。‎ 与稀硝酸的反应： 。‎ ‎③与盐溶液的反应(用离子方程式表示)‎ a.与硝酸银溶液的反应： 。‎ b.与氯化铁溶液的反应： 。‎ ‎2．氧化铜和氧化亚铜 名称 氧化铜（CuO）‎ 氧化亚铜（Cu2O）‎ 类别 ‎ 氧化物 特殊氧化物（Cu是 价）‎ 颜色 ‎ 色粉末状固体 ‎ 色固体 与酸反应(H＋)‎ 与H2反应 转化关系 ‎3．氢氧化铜 ‎(1)物理性质： 色 溶于水的固体。‎ ‎(2)化学性质：Cu(OH)2属于 碱 ，能与酸反应生成盐和水。‎ ‎4．CuSO4·5H2O ‎(1)CuSO4·5H2O为 色晶体，俗称 、 。‎ ‎(2)无水CuSO4为 色粉末，遇水变 色(生成CuSO4·5H2O)，可作为 水存在的试剂，但不能作 。‎ ‎1．下列离子的检验方法合理的是( )‎ A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2+‎ B.向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2+‎ C.向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3+‎ 6‎ D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2+，不含有Mg2+‎ ‎【第三节 铁及其重要化合物参考答案】‎ ‎【基础落实】‎ 一、铁的性质 ‎1. 银白 大 高 磁铁 ‎ ‎2. ⑴① 3 Fe + 2 O2Fe3O4 火星四射，生成黑色固体 ②2 Fe + ‎3 C122FeCl3 生成棕黄 色的烟 黄 ③Fe + SFeS 混合物保持红热状态 +2 弱于 ‎⑵①3 Fe +4 H2O(g) Fe3O4 + 4H2 ②2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3 2Fe(OH)3 =Fe2O3+3H2O ‎⑶①Fe + 2H+ ＝ Fe2+ + H2↑②冷的浓H2SO4、浓HNO3 Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O 3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O ‎(4) Fe＋ CuSO4===Cu＋FeSO4 2Fe3+＋Fe===3Fe2+‎ 二、铁的重要化合物的主要性质及应用 ‎1. 铁红 磁性氧化铁 +2 +3 +2、+3 黑 不 红棕 不 黑 不 碱性 碱性 FeO + 2H+ = Fe2+ + H2O Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O Fe3O4+ 8H+ = 2Fe3+ + Fe2+ + 4H2O FeO＋CO=Fe＋CO2 Fe2O3＋3CO=2Fe＋3CO2 Fe3O4＋4CO=3Fe＋4CO2‎ ‎【特别提醒】：3FeO+10HNO3====3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O ‎ FeO+2HI==FeI2+H2O Fe2O3+6HI==2FeI2+I2+3H2O ‎2. 白 难 红褐 难 4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3 2 Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O Fe(OH)2+2 H+====Fe2++2H2O Fe(OH)3 + 3 H+ = Fe3+ + 3H2O 隔绝空气 白 灰绿 红褐 ‎ ‎【规律总结】‎ 一、铁的三角转化关系及应用 ‎⑴①Cl2 、HNO3 、 浓H2SO4 ②I2 、S 、H+ 、Cu2+ ③发生氧化还原反应 ‎⑵加过量铁粉过滤 氯水或H2O2 加过量铁粉过滤 加过量强碱 过滤 ‎⑶少量铁粉 防止Fe2＋被氧化 Fe2＋水解 相应的酸 ‎⑷HCl气流 液体变红褐色 二、Fe2+和Fe3+的检验 ‎1．红 红褐 黄 ‎ ‎2．⑴不变化 红 2Fe2+ + Cl2 ＝ 2Fe3+ + 2Cl- Fe3+ + 3SCN－ ＝ Fe(SCN)3‎ ‎⑵白 灰绿 红褐 Fe2+＋2OH－===Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 ‎ ‎⑶蓝 3Fe2++2[Fe(CN)6]3-== Fe3[Fe(CN)6]2↓‎ 三、铜及其化合物 ‎1．(1)紫红 ‎ ‎(2) ①2Cu＋O2= 2CuO 黑 2Cu+O2+H2O+CO2 = Cu2(OH)2CO3 Cu＋Cl2CuCl2 棕黄 ‎②不反应 Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O ‎ Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O ‎ ‎3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O ‎ ‎③Cu+2Ag+====Cu2++2Ag 2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+‎ ‎2．碱性 +1 黑 红 CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O ‎ 6‎ CuO＋H2 Cu＋H2O Cu2O＋H2 2Cu＋H2O 4CuO2Cu2O＋O2↑‎ ‎3．蓝 不 弱 ‎4．蓝 蓝矾 胆矾 白 蓝 检验 吸收水的干燥剂 ‎【对点训练】1．C 6‎