高考化學(xué)專題：鐵及其化合物

知識(shí)點(diǎn)一鐵的單質(zhì)、氧化物和氫氧化物1．鐵的存在2．鐵的性質(zhì)(1)物理性質(zhì)顏色狀態(tài)導(dǎo)電、導(dǎo)熱性、延展性特性地殼含量銀白色固體良好被磁鐵吸引占第位(2)化學(xué)性質(zhì)(寫出化學(xué)方程式或離子方程式)①與非金屬反應(yīng)與O2反應(yīng)常溫鐵銹(成分為Fe2O3·xH2O)點(diǎn)燃3Fe＋2O2點(diǎn)燃

Fe3O4與Cl2反應(yīng)點(diǎn)燃2Fe＋3Cl2與S、I2反應(yīng)Fe＋S

②與H2O(g)反應(yīng)3Fe＋4H2O(g)

③與酸反應(yīng)與H＋反應(yīng)Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑與稀HNO3反應(yīng)過(guò)量Fe＋4H＋＋NO少量3Fe＋8H＋＋2NO與濃H2SO4、濃HNO3反應(yīng)常溫下鈍化，加熱分別生成SO2、NO2

④與鹽(Cu2＋、Fe3＋)反應(yīng)Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu、Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋[注意]①鐵與一般氧化劑(如S、HCl、FeCl3、CuSO4、I2等)反應(yīng)時(shí)被氧化為Fe2＋，鐵與強(qiáng)氧化劑(如Cl2、Br2、HNO3、濃H2SO4等)反應(yīng)時(shí)被氧化為Fe3＋。②在電化學(xué)中單質(zhì)鐵發(fā)生電極反應(yīng)時(shí)生成Fe2＋，電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋。3.生鐵的冶煉(1)原料：鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石。(2)設(shè)備：高爐。(3)主要反應(yīng)①還原劑的生成：C＋O2②鐵的還原：Fe2O3＋3CO③造渣反應(yīng)：CaCO34．鐵的氧化物化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4俗稱鐵紅磁性氧化鐵色態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體溶解性難溶于水難溶于水難溶于水鐵的價(jià)態(tài)＋2價(jià)＋3價(jià)＋2價(jià)，＋3價(jià)與H＋反應(yīng)的離子方程式FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋=Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O共性高溫時(shí)，都能被C、CO、H2、Al等還原劑還原，生成單質(zhì)鐵

5．鐵的氫氧化物化學(xué)式Fe(OH)2Fe(OH)3色態(tài)白色固體紅褐色固體溶解性難溶于水難溶于水與鹽酸反應(yīng)Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋=

Fe3＋＋3H2O受熱分解2Fe(OH)3制法可溶性亞鐵鹽與堿反應(yīng)：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓可溶性鐵鹽與堿反應(yīng)：Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓二者的關(guān)系空氣中，F(xiàn)e(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現(xiàn)象是白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，化學(xué)方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3

鐵的氧化物組成的判斷方法設(shè)鐵的氧化物中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比為m∶n，則氧化物中n(Fe)∶n(O)＝若a∶b＝1∶1，則鐵的氧化物為FeO；若a∶b＝2∶3，則鐵的氧化物為Fe2O3；若a∶b＝3∶4，則鐵的氧化物是Fe3O4，或FeO與Fe2O3按物質(zhì)的量比1∶1的混合物，或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3物質(zhì)的量之比為1∶1，F(xiàn)e3O4為任意值)。

6．Fe(OH)2的制備方法一：有機(jī)覆蓋層法將吸有NaOH溶液的膠頭滴管插到液面以下，并在液面上覆蓋一層苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空氣與Fe(OH)2接觸發(fā)生反應(yīng)，如圖1所示。方法二：還原性氣體保護(hù)法用H2將裝置內(nèi)的空氣排盡后，再將亞鐵鹽與NaOH溶液混合，這樣可長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色沉淀，如圖2所示。方法三：電解法用鐵作陽(yáng)極，電解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆蓋苯(或煤油)，如圖3所示。

防止Fe(OH)2氧化的方法(1)將配制溶液的蒸餾水煮沸，驅(qū)除溶液中的氧氣。(2)將盛有NaOH溶液的膠頭滴管尖端插入試管的亞鐵鹽溶液底部，并慢慢擠出NaOH溶液。(3)在亞鐵鹽溶液上面充入保護(hù)氣，如H2、N2、稀有氣體等。(4)在亞鐵鹽溶液上面加保護(hù)層，如苯、植物油等。

(5)用Fe作陽(yáng)極，石墨作陰極，電解NaOH溶液，利用新產(chǎn)生的Fe2＋與OH－反應(yīng)制取。

知識(shí)點(diǎn)二“鐵三角”及Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)1．“鐵三角”的轉(zhuǎn)化關(guān)系(1)完成下列變化的離子方程式，體會(huì)Fe2＋與Fe3＋轉(zhuǎn)化條件①將H2S氣體通入FeCl3溶液中產(chǎn)生淡黃色沉淀：2Fe3＋＋H2S=2Fe2＋＋S↓＋2H＋。②將FeCl3溶液滴入KI淀粉溶液，溶液變藍(lán)：2Fe3＋＋2I－=I2＋2Fe2＋。③向FeCl2溶液中滴入H2O2：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O。④FeSO4可使酸性KMnO4溶液褪色：5Fe2＋＋MnO⑤將FeCl2溶液滴入到HNO3溶液中，有無(wú)色氣體放出：3Fe2＋＋4H＋＋NO(2)“鐵三角”轉(zhuǎn)化關(guān)系的應(yīng)用①判斷離子能否共存Fe2＋Fe3＋Fe3＋②鹽溶液的配制與保存

(3)物質(zhì)的制備

2．Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)(1)Fe2＋的檢驗(yàn)①②③(2)Fe3＋的檢驗(yàn)①②(3)混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的檢驗(yàn)①Fe3＋的檢驗(yàn)a.b.②Fe2＋的檢驗(yàn)a.滴加酸性酸性KMnO4溶液紫紅色褪去，說(shuō)明含有Fe2＋b.c.[注意]在水溶液中Fe2＋——淺綠色、Fe3＋——棕黃色。

混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的除去方法

(1)除去Mg2＋中混有的Fe3＋的方法向混合溶液中加入Mg、MgO、MgCO3、Mg(OH)2其中之一，與Fe3＋水解產(chǎn)生的H＋反應(yīng)，促進(jìn)Fe3＋的水解，將Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而除去。(2)除去Cu2＋中混有的Fe3＋的方法向混合溶液中加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3其中之一，與Fe3＋水解產(chǎn)生的H＋反應(yīng)，促進(jìn)Fe3＋的水解，將Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而除去。(3)除去Mg2＋中混有的Fe2＋的方法先加入氧化劑(如H2O2)將溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3＋。(4)除去Cu2＋中混有的Fe2＋的方法先加入氧化劑(如H2O2)將溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按(2)的方法除去溶液中的Fe3＋。檢驗(yàn)Fe2＋和Fe3＋時(shí)的注