2025版高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)教師用書第3章金屬及其化合物第9講鐵及其重要化合物的性質(zhì)和應(yīng)用考點(diǎn)一鐵的單質(zhì)氧化物及氫氧化物

鐵的單質(zhì)、氧化物及氫氧化物必備學(xué)問(wèn)·梳理夯實(shí)學(xué)問(wèn)梳理1．鐵的單質(zhì)(1)鐵的位置、結(jié)構(gòu)、化合價(jià)鐵元素是重要的金屬元素，在地殼中的含量?jī)H次于氧、硅、鋁。(2)鐵的物理性質(zhì)純鐵具有金屬的共性，如具有銀白色金屬光澤和良好的延展性，是電和熱的良導(dǎo)體，具有能被磁鐵吸引的特性，熔點(diǎn)1535℃，密度7.86g·cm－3。(3)鐵的化學(xué)性質(zhì)(寫出化學(xué)方程式或離子方程式)常溫下，鐵單質(zhì)比較活潑，具有較強(qiáng)的還原性。產(chǎn)物中Fe元素的主要化合價(jià)為＋2和＋3。①與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(O2\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(常溫下：鐵被腐蝕生成鐵銹，其成分為,Fe2O3·xH2O,點(diǎn)燃：3Fe＋2O2\o(=,\s\up9(點(diǎn)燃))Fe3O4)),Cl2：2Fe＋3Cl2\o(=,\s\up9(點(diǎn)燃))2FeCl3,S、I2：Fe＋S\o(=,\s\up9(△))FeS、Fe＋I(xiàn)2\o(=,\s\up9(△))FeI2))②與水的反應(yīng)常溫下鐵與水不反應(yīng)，在高溫條件下與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up9(高溫))Fe3O4＋4H2。③與酸反應(yīng)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(非氧化性酸：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑,氧化性酸\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(稀硝酸\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Fe過(guò)量：3Fe＋8H＋＋2NO\o\al(－,3)=,3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O,HNO3過(guò)量：Fe＋4H＋＋NO\o\al(－,3)=,Fe3＋＋NO↑＋2H2O)),濃硝酸、濃硫酸：常溫下鈍化，表面生成致,密氧化膜，加熱分別生成NO2、SO2))))④與某些鹽溶液的反應(yīng)(離子方程式)與CuSO4溶液：Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu。與FeCl3溶液：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋。(4)鐵單質(zhì)的制備方法①工業(yè)上利用鐵礦石在高爐中煉鐵，以赤鐵礦為例寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up9(高溫))2Fe＋3CO2。②利用鋁熱反應(yīng)焊接無(wú)縫鋼軌，寫出以氧化鐵和鋁粉為鋁熱劑反應(yīng)的化學(xué)方程式2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up9(高溫))2Fe＋Al2O3。(5)重要的鐵礦石主要成分的化學(xué)式赤鐵礦Fe2O3；磁鐵礦Fe3O4；褐鐵礦2Fe2O3·3H2O；菱鐵礦FeCO3；黃鐵礦FeS2。[微點(diǎn)歸納](1)鐵遇冷的濃硫酸或濃硝酸，表面會(huì)形成一層致密的氧化膜而發(fā)生鈍化，屬于化學(xué)變更。鋁遇冷的濃硝酸或濃硫酸也會(huì)發(fā)生鈍化。鈍化可阻擋內(nèi)部金屬接著與濃酸發(fā)生反應(yīng)，從而表現(xiàn)出較強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性和耐腐蝕性。(2)Fe與Cl2反應(yīng)生成FeCl3而不是FeCl2；Fe與S反應(yīng)生成FeS而不是Fe2S3；Fe與鹽酸反應(yīng)生成FeCl2而不是FeCl3；Fe與I2反應(yīng)生成FeI2而不是FeI3；鐵在潮濕的空氣中生成鐵銹的主要成分是Fe2O3，而鐵在純O2中燃燒的產(chǎn)物是Fe3O4。2．鐵的三種氧化物FeO和Fe2O3都是堿性氧化物，F(xiàn)e3O4不是↑↑氧化物FeOFe2O3Fe3O4俗稱鐵紅磁性氧化鐵顏色、狀態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體(有磁性)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)穩(wěn)定性不穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定與H＋反應(yīng)的離子方程式FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋=2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O與CO的反應(yīng)(煉鐵原理)FexOy＋yCOeq\o(=,\s\up9(高溫))xFe＋yCO2[微點(diǎn)歸納](1)Fe3O4的組成可用氧化物的形式表示為FeO·Fe2O3，即有1/3的鐵顯＋2價(jià)，2/3的鐵顯＋3價(jià)。(2)Fe(NO3)2溶液酸化后，NOeq\o\al(－,3)在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性，會(huì)將Fe2＋氧化成Fe3＋。3．鐵的氫氧化物的性質(zhì)與制備化學(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)3eq\o(=,\s\up9(△))Fe2O3＋3H2O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能夠特殊快速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現(xiàn)象是白色絮狀沉淀快速變成灰綠色，最終變成紅褐色，化學(xué)方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3[微點(diǎn)歸納](1)在推斷鐵的化合物與酸反應(yīng)的產(chǎn)物時(shí)，要留意鐵在化合物中的價(jià)態(tài)，利用鐵的價(jià)態(tài)及與其反應(yīng)的化合物的氧化性或還原性推斷發(fā)生反應(yīng)的類型屬于復(fù)分解反應(yīng)還是氧化還原反應(yīng)。(2)成功制備Fe(OH)2的關(guān)鍵Fe(OH)2具有很強(qiáng)的還原性，易被氧化為Fe(OH)3。在試驗(yàn)室中制備Fe(OH)2，并使Fe(OH)2長(zhǎng)時(shí)間保持白色沉淀狀態(tài)，成功的關(guān)鍵有以下兩點(diǎn)：①溶液中不含F(xiàn)e3＋和O2等氧化性物質(zhì)；②制備過(guò)程中，保證生成的Fe(OH)2在密閉的隔絕空氣的體系中。(3)試驗(yàn)室中制備Fe(OH)2常用的三種方法方法一：有機(jī)層覆蓋法將吸有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：還原性氣體疼惜法用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)間視察到白色沉淀，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