2020版高考化学大一轮复习第3讲元素化学考点14铁及其重要化合物学案

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1、考点14　铁及其重要化合物知识条目必考要求加试要求1.自然界铁的存在形式，铁的物理性质aa2.工业炼铁的反应原理bb3.铁的化学性质(跟某些非金属、酸、盐的反应)bb4.Fe2＋、Fe3＋的性质及转化cc5.检验Fe2＋、Fe3＋的常用方法bc6.不锈钢的主要组成元素及其用途a一、铁的原子结构及位置铁位于元素周期表中第四周期Ⅷ族，原子结构示意图为，最外层有2个电子，在化学反应中易失去2个或3个电子而表现为＋2价或＋3价。铁在地壳中的含量占第4位。自然界中铁元素主要以化合态形式存在，如赤铁矿(Fe2O3)、

2、磁铁矿(Fe3O4)、菱铁矿(FeCO3)、硫铁矿等。二、铁的性质1．物理性质：纯铁具有金属的共性，如具有银白色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被磁铁吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。2．化学性质：铁是较活泼的金属，发生化学反应时可生成＋2、＋3两种价态的化合物。①与非金属单质的反应：a．与O2的反应：常温下：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3·nH2O。点燃时：3Fe＋2O2Fe3O4。b．与Cl2的反应：2Fe＋3Cl2,2FeCl3。(现象：剧烈反应，有棕褐色烟生成。)c．与

3、S的反应：Fe＋SFeS。②与水的反应：常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。③与酸的反应：a．与非氧化性酸反应的离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。b．与氧化性酸：遇冷的浓硫酸或浓硝酸发生钝化，与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应，但无H2产生。(当稀硝酸和铁反应时，若稀硝酸过量，则产物为硝酸铁；若铁过量，则产物为硝酸亚铁)④与某些盐溶液的反应：a．与CuSO4溶液反应的离子方程式为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。b．与FeCl3溶

4、液反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。三、铁的氧化物和氢氧化物1．铁的氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4俗名铁红磁性氧化铁色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化合价＋2＋3＋2，＋3稳定性不稳定稳定稳定与HCl反应FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O与稀HNO3反应3FeO＋10H＋＋NO===3Fe3＋＋5H2O＋NO↑Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋

5、＋3H2O3Fe3O4＋28H＋＋NO===9Fe3＋＋14H2O＋NO↑2.铁的氢氧化物化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色态白色固体红褐色固体与盐酸Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O受热2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O制法可溶性亚铁盐与碱溶液反应Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓可溶性铁盐与碱溶液反应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，现象是白色絮状沉淀迅

6、速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3四、Fe2＋和Fe3＋的性质及其检验方法1．Fe2＋、Fe3＋的性质a．Fe2＋的氧化性和还原性Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以还原性为主，如：Fe2＋遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表现还原性。b．Fe3＋的氧化性Fe3＋处于铁的高价态，只有氧化性，如：它能氧化Fe、Cu、HI、H2S等。c．Fe2＋与Fe3＋的相互转化Fe2＋Fe3＋用离子方程式表示其转化关系：①2

7、Fe2＋＋Cl2===Fe3＋＋2Cl－；②3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋2H2O＋NO↑；③2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；④Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu；⑤2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I22．Fe2＋、Fe3＋的检验方法a．直接观察颜色：Fe2＋溶液呈浅绿色，Fe3＋溶液呈黄色。b．利用显色反应(形成络离子)②c．利用铁的氢氧化物的颜色d．利用Fe3＋的氧化性e．利用Fe2＋的还原性3．“铁三角”及其重要应用a．“铁三角”中的转化关系b．重要应用①判断离子共存：Fe2＋与N

8、O(H＋)、ClO－、MnO(H＋)，Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存。②盐溶液的保存。a．含Fe2＋的溶液：加入少量铁粉，防止Fe2＋被氧化；加入少量非氧化性酸，防止Fe2＋水解。b．含Fe3＋的溶液：加入少量非氧化性酸，防止Fe3＋水解。五、铁的冶炼及其应用1．铁的冶炼a．制备：①原理：工业上冶炼铁的反应方程式为3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2。②原料：铁矿石(提供铁元素)，焦