高考化学一轮复习铁及其化合物,金属的通性,金属键,合金

1、 铁及其化合物金属人类生产工具的发展历史：石器、青铜器、铁器、铝器。.金属的通性：（ 1 ）常温下，除汞外，其余均为固体；（ 2）大多数金属具有银白色金属光泽，少数有特殊的颜色，如金为黄色，铜为红或紫红色；（ 3）有延展性（与金属键有关）；（ 4）有导电性和导热性，由强到弱依次为：银、铜、金、铝、锌、铁、铅、汞等；（ 5）有不同的密度、硬度和熔沸点；.合金：两种或两种以上的金属，或金属与非金属经熔合形成的均匀而具有金属特性的物质。.合金的性质：硬度比单组成金属的硬度大，熔点比单组成金属的熔点低。.合金在生活的应用：（ 1 ）钢和生铁都是Fe-C 合金。钢铁含Fe、 C、铬、镍、钨、Si、 P、

2、 Mn、 S等元素。钢的含碳量低（0.03% 2.11%），韧性好；生铁的含碳量高（2.11% 4.3%），硬度大。（ 2）不锈钢是含Fe、 C（ 0.24%）、铬（12.8%）、镍（13%）等元素的合金。.金属的分类：（ 1 ）冶金工业分类：黑色金属：铁、铬、锰三种；有色金属：铁、铬、锰以外的全部金属。（ 2）按密度分：轻金属，密度小于4.5g/cm 3，如钾、钠、钙、镁、铝等；重金属，密度大于4.5g/cm3，如锌、铁、锡、铅、铜等（ 3）还可以分为：常见金属：如铁、铝、铜、锌等；稀有金属：如锆、铪、铌、钽等。稀有金属难于从原料中提取，在工业上制备和应用较晚。.金属之最：（ 1 ）熔点最高

3、的金属：钨；（ 2）熔点最低的金属：汞；（ 3）硬度最大的金属：铬；（ 4）密度最大的金属：锇；（ 5）密度最小的金属：锂；（ 6）人类冶炼最多的金属：铁；（ 7）传热导电性最好的金属：银；（ 8）人体内含量最多的金属元素：钙；（ 9）地壳中含量最多的金属元素：铝；（ 10）延展性最好的金属：金；铁单质 （Fe）1. 铁的物理性质：铁具有银白色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，能被磁铁吸引。纯铁比铁合金更耐腐蚀，原因是 。.铁的化学性质：Fe位于元素周期表的第四周期第族，原子序数是26，原子结构示意图为，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

4、单质（O2、 Cl2、 S）反应：2）与水反应反应：3）与酸（稀 H2SO4、浓H2SO4、稀HNO 3）反应：4）与盐溶液（CuSO4）反应：Fe+CuSO4 FeSO4+Cu。5）钝化反应：常温下，铁可在浓硝酸或浓硫酸中发生钝化反应而生成致密的氧化膜。铁的化合物1. 铁的氧化物：化学式FeOFe2O3Fe3O4俗名/铁红磁性氧化铁颜色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铁的化合价23 2，3稳定性不稳定稳定稳定2.铁的氢氧化物：Fe(OH) 2Fe(OH) 3颜色白色固体红褐色固体受热分解Fe(OH) 2FeO H2O2Fe(OH) 3Fe2O3 3H2O制法

5、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注意： 向氯化亚铁溶液中滴加NaOH 溶液，观察到的现象是：先生成白色絮状沉淀，然后变成灰绿色，最后变成红褐色，相关反应为：Fe3 的方法有：Fe2 的方法有：.含有Fe3 的溶液显黄色，检验溶液中（1 ）用KSCN溶液；（2）用NaOH溶液；.含有Fe2 的溶液显浅绿色，检验溶液中（1 ）用KSCN溶液和氯水；（2）用NaOH溶液；. 制备 Fe（OH）2的三种方法：1 ） 有机覆盖层法：将吸有 NaOH 溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油（不能用CCl4），以防止空

6、气与Fe（OH）2接触发生反应，如图1 所示。（ 2）还原性气体保护法：用 长时间观察到白色沉淀，如图3）电解法：用铁作阳极，电解1H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH 溶液混合，这样可2 所示。NaCl（或 NaOH）溶液，并在液面上覆盖苯（或煤油 ），如图所示。3. Fe、 Fe2+、 Fe3+的相互转化：（ 1 ） Fe只有还原性，可以与氧化剂反应：Fe 能被S、 Cu2+、 H +等较弱氧化剂氧化为Fe2+，如Fe+SFeS、 Fe+Cu2+Fe2+CuFe能被Cl2、 Br2、 NO3（H ）等强氧化剂氧化为Fe3+，如2Fe+3C122FeCl3Fe2+既有氧化性，又有还

7、原性，以还原性为主：Fe2+遇到强氧化剂，如Cl2、 HNO3、 KMnO 4时，被氧化为Fe3+，如2Fe2+C12 2Fe3+2C1 -Fe2+遇到C、 Al 、 Zn、 CO 等强还原剂时，可以被还原为Fe，如Fe2+ZnZn2+FeFe3+具有强氧化性，可被还原为Fe2+或 Fe：Fe3+被强还原剂C、 CO、 Al 等还原为Fe，如Fe2O3+3CO2Fe+3CO2、 Fe2O3+2A12Fe+Al2O3Fe3+被弱还原剂Fe、Cu、I-、S2等还原为Fe2+，如2Fe3+Cu 2Fe2+Cu2+、2Fe3+ 2I-2Fe2+I2Fe2 、 Fe3 的水解：（ 1 ） Fe2 的水解

8、，以硫酸亚铁为例：配置硫酸亚铁溶液时，要加入加少量铁粉，防止Fe2 被氧化，并加少量的硫酸，目的是抑制Fe2 水解；Fe3 的水解，以氯化铁为例：配置氯化铁溶液，加少量的盐酸抑制Fe3 水解；Fe2、Fe3与HCO3、AlO2、CO23等发生双水解反应，在溶液中不能大量共存。例 1.现有浓度各为1 mol/L 的 FeCl3、 FeCl2、 CuCl2混合溶液100 mL，加入一定量的铁粉。按下列情况填空：（ 1 ）反应完毕后，铁粉有剩余：溶液中一定含有的阳离子是，为 mol ，一定没有的阳离子是。固体物质干燥后，其中一定有和 ，与反应前加入铁粉的质量相比，固体质量减少g。（ 2）反应完毕后，

9、有铜生成，铁粉无剩余：则反应完毕后溶液中一定含有的阳离子是，该阳离子在溶液中的物质的量的范围是反应后溶液中可能含有的阳离子是，该阳离子在溶液中的物质的量数值范围可能是 TOC o 1-5 h z 溶液中一定不含有的阳离子是。溶液的质量（填“增加”或“减少”）。（ 3）若反应完毕后，无固体沉淀物存在，溶液中一定存在的阳离子是和 ，其物质的量分别为和 。解： （ 1） Fe2+；0.35； Fe3+、 Cu2+； Fe； Cu； 2； （ 2） Fe2+，0.250.35mol ； Cu2+；00.1mol；Fe3+增加；（3） Fe2+； Cu2+； Cu2+-0.1 ； Fe2+-0.10.2

10、5mol例 2.把22.4 g 铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，若反应只收集到0.3 mol NO2和 0.2 mol NO ， 下列 TOC o 1-5 h z 说法正确的是（C ）反应后生成的盐只为Fe（NO3） 3反应后生成的盐只为Fe（NO3）2C.反应后生成的盐为Fe（NO 3）3和 Fe（NO 3）2，其物质的量之比为1 3D. 反应后生成的盐为Fe（NO 3）3和 Fe（NO3）2，其物质的量之比为3 1解： 由于铁的物质的量为22.4 g 1 0.4 mol，所以在反应的过程中它失去的电子数应介于0.856 g m olmol（此时只产生Fe2 ）和 1.2 mol（ 此时只产生

11、Fe3 ）之间，又产生0.3 mol NO 2和 0.2 mol NO ，即反应过程中硝酸得到的电子物质的量为0.3 mol （5 4） 0.2 mol （5 2） 0.9 mol ，所以对应的产物既有Fe（NO3）3又有Fe（NO3）2， 设前者的物质的量为x， 后者的物质的量为y， 则由铁原子守恒可得 x y 0.4 mol，由得失电子守恒得3x 2y 0.9 mol ，解得 x 0.1 mol ， y 0.3 mol 。例 3.如何通过实验证明Fe3O4中含2价和3价的铁元素？解：（1）取少量样品于试管中，加入稀H2SO4充分溶解形成溶液，然后加入KMnO 4溶液，若溶液的紫红色褪去，则

12、证明含2 价铁元素。（2）取少量样品于试管中，加入稀H2SO4充分溶解形成溶液，然后加入KSCN 溶液，若溶液变成红色，则证明含3 价铁元素。变式训练：1. 下图表示人类使用不同金属的大致年代。 TOC o 1-5 h z 这个先后顺序跟下列哪些有关（D ）地壳中金属元素的含量；金属活动性顺序；金属的导电性；金属冶炼的难易程度；金属的延展性；D.A. B.C.最不适宜制作炊事用具的金属是（B ）A.FeB.PbC.AlD.Cu.下列物质中，不属于合金的是（D）D.水银A. 硬铝B. 黄铜C.钢铁.下列关于金属晶体的叙述正确的是（C ）常温下，金属单质都以金属晶体形式存在金属键是阳离子与自由电子

13、之间的相互吸引作用钾的熔、沸点低于钠温度越高，金属的导电性越好.所谓合金，就是不同金属（或金属与非金属）在熔化状态下形成的一种具有金属特性的熔合物。 TOC o 1-5 h z 下列四种金属不能形成合金的是（A） TOC o 1-5 h z A. 铁和钠B.铝和钠C.铁和铜D.铝和铜.下列化合物中，不能由两种单质直接化合制得的是（D ）A.FeSB.FeCl3C. Fe3O4D.FeCl2.下列关于铁的叙述正确的个数是（A ）铁能被磁铁吸引，但纯铁易被腐蚀，人体内的血红蛋白中含有亚铁离子，铁位于元素周期表中第四周期B 族 铁在空气中剧烈燃烧，火星四射，铁与强氧化剂硝酸反应的产物仅是Fe（NO3

14、）3，不能通过化合反应制得FeCl2和 Fe（OH） 3 TOC o 1-5 h z A.2 个B.3 个C.4 个D.5 个.铁锈的主要成分是（B ）A. 氢氧化铁B.氧化铁C.氯化铁D.氧化亚铁.要证明某溶液中不含Fe3 而可能含有Fe2 进行如下实验操作时，最佳顺序为（C）加入足量氯水加入足量KMnO 4溶液加入少量KSCN 溶液A. B.C.D.能与Fe3 反应，且反应中Fe3 显示氧化性的微粒是（C ） SCN Fe Fe2 Cu H2S OHA. B. C.D.如图两圆相交部分A、 B、 C、 D 分别表示两物质间的反应。下列各对应反应的离子方程式书写不正确的是（B ）A.Fe 4

15、H NO3Fe3 NO 2H2OB.Fe3O4 8H Fe2 2Fe3 4H2O 3C.Fe（OH） 3 3H Fe3 3H2OD.3Fe（OH） 2 10H NO3 3Fe3 NO8H2O.已知：2Fe3Br2 2FeBr3、2Fe32I 2Fe2I2，现将Fe（NO3）2溶液分别滴入到以下溶液中： H 2SO4 HNO3 溴水碘水，其中能使Fe2 转变成Fe3 的是（ D ）A. 只有B.C.D.全部.由 FeO、 Fe2O3和 Fe3O4组成的混合物，测得其中铁元素与氧元素的质量比为21 8，则这 TOC o 1-5 h z 种混合物中FeO、 Fe2O3和 Fe3O4的物质的量之比是（

16、D ）A.1 2 1B.2 1 1C.1 3 1D.1 1 3.（双选）将1.12g 铁粉加入到25mL 2mol/L 的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是（BC ）A. 铁有剩余B.往溶液滴入KSCN 溶液显血红色C. 溶液中的Fe2和Fe3的物质的量之比为6：1D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2：5.在 Fe2（SO4）3溶液中，加入a g 铜，完全溶解后，再加b g 铁，充分反应后得到c g 残余固体，且 a c，则下列说法正确的是（）残余固体是铜和铁2最后得到的溶液中一定含有Cu2将残余固体加入稀硫酸中，有气泡产生3最后得到的溶液中可能含有Fe3解： 因为ac，说明b g 铁完全

17、反应，溶液中含Cu2、Fe2，不含Fe3。.如图是一种综合处理SO2废气的工艺流程。下列说法正确的是（A ）向 B 溶液中滴加KSCN 溶液，溶液可能变为血红色溶液B 转化为溶液C 发生反应的离子方程式为4H 2Fe2 O2 2Fe3 2H2O溶液酸性：ABC加氧化亚铁可以使溶液C 转化为溶液A解： 溶液 A 转化为溶液B 发生反应：2Fe3 2H 2O SO2=2Fe2 SO42 4H ； 溶液 B 转化为溶液C 发生反应：4Fe2O24H =4Fe32H2O。向溶液B 中滴加 KSCN 溶液，未与SO2反应的Fe3 与 SCN 反应，有血红色出现，A 项正确；溶液B 转化为溶液C 的离子方

18、程式电荷不守恒，B 项错误；根据反应方程式可知，溶液酸性：BCA ， C 项错误；溶液C 转化为溶液A，可加入三价铁的氧化物，不能加入二价铁的氧化物，D 项错误。.粗制的CuSO4 5H2O 晶体中含有Fe2 。提纯时，为了除去Fe2 ，常加入少量H 2O2，然后再加 TOC o 1-5 h z 入少量碱至溶液pH=4，即可以除去铁离子而不损失硫酸铜。下列说法不正确的是(B )A. 溶解CuSO45H2O 晶体时要加入少量稀H2SO4B.加入H2O2除去Fe2 的离子方程式：2Fe2 H2 O2 4OH 2Fe(OH) 3C.由于CuSO4的催化作用，会使部分H2O2分解而损失D.调溶液 pH

19、=4 的依据是当pH=4 时 Fe(OH) 3沉淀完全，而Cu(OH) 2还未开始沉淀.下列各对试剂中，用来制备硫酸亚铁最合适的是(D)A. 硝酸亚铁和稀硫酸B. 氢氧化亚铁和稀硫酸C. 四氧化三铁和稀硫酸D. 铁和稀硫酸.下列制取绿矾的方法最适宜的是(A )A. 铁屑与稀硫酸B.FeO 与稀硫酸C.Fe(OH) 2与稀硫酸D.Fe2(SO4)3与铜粉.下列各图示中能较长时间看到Fe(OH) 2白色沉淀的是(填序号) 。 .在一定量的稀HNO 3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2 的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。Fe3Fe2Fe、Fe2Fe2、Fe3(1 )AB段铁元素以 形式存在。BC段铁元素以 形式存在。CD段铁元素以 形式存在。AB 段与 BC 段所需 Fe 的质量比为。解： 向稀 HNO 3中加入铁粉，开始时稀HNO 3过量应生成Fe3 ， 随加入铁粉量的增加，HNO3反应完全后，发生反应2Fe3 Fe=3Fe2 ，最后Fe3 全部转化为Fe2 。答案(1) (2)(3)(4)2 122.完成下表：溶液杂质除杂方法FeCl