第17講-鐵的單質(zhì)、氧化物和氫氧化物(原卷版)

第17講鐵的單質(zhì)、氧化物和氫氧化物知識(shí)梳理知識(shí)梳理一、鐵的單質(zhì)1．鐵元素的存在及使用(1)存在：鐵在自然界中可以以形態(tài)(隕鐵)存在，但主要以價(jià)和價(jià)化合物的形態(tài)存在，地殼中含量居第四位，僅次于、和。(2)工業(yè)煉鐵的原理(以Fe2O3為例)3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))＋3CO2。2．鐵的物理性質(zhì)鐵有、、，但其導(dǎo)電性不如銅和鋁，鐵還能被吸引。其熔、沸點(diǎn)較高，熔點(diǎn)：1535℃、沸點(diǎn)：2750℃，密度：7.86g·cm－3。3．鐵的化學(xué)性質(zhì)(1)與某些非金屬單質(zhì)、酸和鹽溶液反應(yīng)化學(xué)性質(zhì)化學(xué)方程式舉例①Fe與非金屬單質(zhì)反應(yīng)②Fe與非氧化性酸反應(yīng)(H2SO4)Fe＋H2SO4=＋H2↑③Fe與鹽溶液反應(yīng)(CuSO4)Fe＋CuSO4=Cu＋結(jié)論：Fe在反應(yīng)中作，遇到較強(qiáng)的(如Cl2等)生成＋3價(jià)鐵的化合物，遇到較弱的氧化劑(如稀硫酸等)生成價(jià)鐵的化合物。(2)實(shí)驗(yàn)探究鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置操作現(xiàn)象用火柴點(diǎn)燃肥皂液，聽到聲，證明生成了H2實(shí)驗(yàn)結(jié)論在高溫下，鐵能與水蒸氣反應(yīng)，化學(xué)方程式為3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))＋4H2二、鐵的氧化物和氫氧化物1．鐵的氧化物物質(zhì)氧化亞鐵(FeO)氧化鐵(Fe2O3)四氧化三鐵(Fe3O4)俗稱鐵紅磁性氧化鐵顏色、狀態(tài)粉末紅棕色粉末晶體(有磁性)溶解性不溶于水鐵的價(jià)態(tài)＋2＋3＋2、＋3與H＋反應(yīng)的離子方程式FeO＋2H＋=＋H2O6H＋＋Fe2O3=2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋=2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O穩(wěn)定性6FeO＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2Fe3O4穩(wěn)定穩(wěn)定與CO、C、H2反應(yīng)生成及CO2或H2O用途Fe2O3常用作紅色油漆與涂料，礦(主要成分是Fe2O3)是煉鐵的原料2.鐵的氫氧化物(1)鐵的氫氧化物的制備實(shí)驗(yàn)室制備氫氧化鐵和氫氧化亞鐵如下圖所示：①圖甲實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是有沉淀生成，反應(yīng)的離子方程式是。②圖乙實(shí)驗(yàn)中先觀察到有沉淀生成，在空氣中迅速變成，最后變成色，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式是(白色)；。(2)Fe(OH)2和Fe(OH)3性質(zhì)的比較化學(xué)式Fe(OH)2Fe(OH)3物質(zhì)類別弱堿三元弱堿顏色狀態(tài)白色固體紅褐色固體溶解性不溶于水不溶于水與非氧化性強(qiáng)酸反應(yīng)Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O穩(wěn)定性Fe(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))＋H2O(隔絕空氣)2Fe(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))＋3H2O典例分析典例分析考點(diǎn)一：鐵單質(zhì)【典例1】類比是化學(xué)中非常重要的思想方法，以下類比合理的是（）A．Fe可以從CuSO4溶液中置換出銅，因此Na也可以從CuSO4溶液中置換出銅B．木炭燃燒時(shí)可以用CO2滅火，因此鎂帶燃燒時(shí)也可以用CO2滅火C．Al可在加熱條件下與水反應(yīng)生成Al(OH)3，因此Fe也可在加熱與水反應(yīng)生成Fe(OH)2D．Fe與稀H2SO4反應(yīng)生成FeSO4和H2，因此Na也可和稀H2SO4反應(yīng)生成Na2SO4和H2考點(diǎn)二：鐵的氧化物與氫氧化物【典例2】納米級(jí)可用于以太陽(yáng)能為熱源分解水制，過(guò)程如圖所示。下列說(shuō)法中，不正確的是（）A．以太陽(yáng)能為熱源分解水制過(guò)程中的催化劑B．整個(gè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化C．過(guò)程I、II的總反應(yīng)：D．過(guò)程I的反應(yīng)：同步訓(xùn)練同步訓(xùn)練一、單選題1．下列化合物中，不能由單質(zhì)直接化合而得到的是（）A． B． C． D．2．下列物質(zhì)中一定不屬于純凈物的是A．鐵水 B．雙氧水 C．冰水 D．氯水3．下列關(guān)于鐵的說(shuō)法正確的是（）A．純鐵為灰黑色，所以鐵屬于黑色金屬B．鐵在硫蒸氣中燃燒生成C．純鐵的抗腐蝕能力非常強(qiáng)，鐵在干燥的空氣里不易被氧化D．鐵的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，所以鐵在自然界中全部以化合態(tài)存在4．在給定條件下，下列選項(xiàng)所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實(shí)現(xiàn)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．常溫下，下列物質(zhì)可用鐵制容器盛裝的是（）A．稀硝酸 B．硫酸銅溶液 C．濃硫酸 D．氯化鐵溶液6．把鐵片放入下列溶液中，鐵片溶解，溶液質(zhì)量增加，但沒(méi)有氣體放出的是（）A．硝酸銀溶液 B．硫酸銅溶液 C．稀硫酸 D．硫酸鐵溶液7．下列離子方程式書寫正確的是（）A．鹽酸中滴入碳酸鈉溶液：CO+2H+=H2O+CO2↑B．鐵粉與稀硫酸反應(yīng)：2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑C．鹽酸中滴入氫氧化鈉溶液：HCl+OH-=H2O+C1-D．稀硫酸滴入氫氧化鋇溶液：SO+H++Ba2++OH-=BaSO4↓+H2O8．下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)安全以及藥品保存等說(shuō)法正確的是（）A．金屬鈉著火燃燒時(shí)用水滅火B(yǎng)．新制氯水保存在棕色試劑瓶中并放置在陰涼處C．檢驗(yàn)鐵和水蒸氣反應(yīng)的氣體產(chǎn)物時(shí)直接點(diǎn)燃D．直接向容量瓶中加水稀釋濃硫酸9．下列物質(zhì)的用途中，利用其物理性質(zhì)的是（）A．氧氣用于煉鋼 B．硫酸用于除鐵銹C．干冰用作制冷劑 D．碳酸氫鈉用于治療胃酸過(guò)多癥10．鐵有價(jià)和價(jià)兩種價(jià)態(tài)，下列有關(guān)反應(yīng)不涉及鐵元素價(jià)態(tài)變化的是（）A．用鐵粉除去氯化亞鐵溶液中的少許氯化鐵雜質(zhì)B．鐵在氧氣中燃燒，其產(chǎn)物溶于鹽酸中可得到兩種鹽C．氫氧化亞鐵是白色固體，在空氣中迅速變成灰綠色，最終變成紅褐色D．氫氧化鐵受熱分解二、綜合題11．某化學(xué)興趣小組利用如圖裝置(夾持裝置已省略)進(jìn)行“鐵與水反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)，并檢驗(yàn)產(chǎn)物的性質(zhì)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)A裝置的作用是____________B中反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________。(2)D的作用是____________。(3)A、B兩個(gè)裝置中應(yīng)先點(diǎn)燃______處的酒精燈，點(diǎn)燃E處酒精燈之前應(yīng)進(jìn)行的操作是_____________________________。12．I.黃鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2等)是生產(chǎn)硫酸的工業(yè)廢渣，其綜合利用對(duì)環(huán)境保護(hù)具有現(xiàn)實(shí)意義。利用黃鐵礦燒渣為原料制備高檔顏料—鐵紅(Fe2O3)的流程如下：回答下列問(wèn)題：(1)“焙燒”時(shí)所添加的最佳還原劑是_______(填序號(hào))。a.焦炭

b.硫黃

c.鎂粉

d.鋅粉(2)“過(guò)濾1”后的濾液中溶質(zhì)的主要成分是_______(填化學(xué)式)。(3)“沉淀反應(yīng)”時(shí)不宜混入過(guò)多空氣，其原因?yàn)開______(用離子方程式表示)。(4)為檢驗(yàn)FeCO3是否洗滌干凈，可以向最后一次洗滌液中滴加_______溶液。(5)在空氣中煅燒FeCO3生成鐵紅和另一種氧化物，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。II.為滴定檢驗(yàn)提氧化物的純度，現(xiàn)需配制的硫酸溶液。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：(6)儀器除量筒、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外，還需要的儀器是_______。(7)請(qǐng)將下列各操作，按正確的順序填在橫線上。A．用30mL水洗滌燒杯和玻璃棒2—3次，洗滌液均注入儀器①中，振蕩B．用量筒準(zhǔn)確量取所需體積的濃硫酸，沿玻璃棒倒入盛有少量水的燒杯中，再用玻璃棒慢慢攪動(dòng)，使其混合均勻C．將已冷卻的硫酸沿玻璃棒注入儀器①中D．將儀器①蓋緊瓶塞，反復(fù)上下顛倒，搖勻E．改用