2025版高考化学一轮总复习教师用书第3章金属及其化合物第9讲铁及其重要化合物的性质和应用考点一铁的单质氧化物及氢氧化物

铁的单质、氧化物及氢氧化物必备学问·梳理夯实学问梳理1．铁的单质(1)铁的位置、结构、化合价铁元素是重要的金属元素，在地壳中的含量仅次于氧、硅、铝。(2)铁的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，熔点1535℃，密度7.86g·cm－3。(3)铁的化学性质(写出化学方程式或离子方程式)常温下，铁单质比较活泼，具有较强的还原性。产物中Fe元素的主要化合价为＋2和＋3。①与非金属单质的反应eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(O2\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(常温下：铁被腐蚀生成铁锈，其成分为,Fe2O3·xH2O,点燃：3Fe＋2O2\o(=,\s\up9(点燃))Fe3O4)),Cl2：2Fe＋3Cl2\o(=,\s\up9(点燃))2FeCl3,S、I2：Fe＋S\o(=,\s\up9(△))FeS、Fe＋I2\o(=,\s\up9(△))FeI2))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的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up9(高温))Fe3O4＋4H2。③与酸反应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过量：3Fe＋8H＋＋2NO\o\al(－,3)=,3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O,HNO3过量：Fe＋4H＋＋NO\o\al(－,3)=,Fe3＋＋NO↑＋2H2O)),浓硝酸、浓硫酸：常温下钝化，表面生成致,密氧化膜，加热分别生成NO2、SO2))))④与某些盐溶液的反应(离子方程式)与CuSO4溶液：Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu。与FeCl3溶液：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋。(4)铁单质的制备方法①工业上利用铁矿石在高炉中炼铁，以赤铁矿为例写出该反应的化学方程式Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up9(高温))2Fe＋3CO2。②利用铝热反应焊接无缝钢轨，写出以氧化铁和铝粉为铝热剂反应的化学方程式2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up9(高温))2Fe＋Al2O3。(5)重要的铁矿石主要成分的化学式赤铁矿Fe2O3；磁铁矿Fe3O4；褐铁矿2Fe2O3·3H2O；菱铁矿FeCO3；黄铁矿FeS2。[微点归纳](1)铁遇冷的浓硫酸或浓硝酸，表面会形成一层致密的氧化膜而发生钝化，属于化学变更。铝遇冷的浓硝酸或浓硫酸也会发生钝化。钝化可阻挡内部金属接着与浓酸发生反应，从而表现出较强的化学稳定性和耐腐蚀性。(2)Fe与Cl2反应生成FeCl3而不是FeCl2；Fe与S反应生成FeS而不是Fe2S3；Fe与盐酸反应生成FeCl2而不是FeCl3；Fe与I2反应生成FeI2而不是FeI3；铁在潮湿的空气中生成铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯O2中燃烧的产物是Fe3O4。2．铁的三种氧化物FeO和Fe2O3都是碱性氧化物，Fe3O4不是↑↑氧化物FeOFe2O3Fe3O4俗称铁红磁性氧化铁颜色、状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铁的价态＋2价＋3价＋2价，＋3价稳定性不稳定稳定稳定与H＋反应的离子方程式FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋=2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O与CO的反应(炼铁原理)FexOy＋yCOeq\o(=,\s\up9(高温))xFe＋yCO2[微点归纳](1)Fe3O4的组成可用氧化物的形式表示为FeO·Fe2O3，即有1/3的铁显＋2价，2/3的铁显＋3价。(2)Fe(NO3)2溶液酸化后，NOeq\o\al(－,3)在酸性条件下具有强氧化性，会将Fe2＋氧化成Fe3＋。3．铁的氢氧化物的性质与制备化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色态白色固体红褐色固体溶解性难溶于水难溶于水与盐酸反应Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O受热分解2Fe(OH)3eq\o(=,\s\up9(△))Fe2O3＋3H2O制法可溶性亚铁盐与碱反应Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓可溶性铁盐与碱反应Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓二者的关系空气中，Fe(OH)2能够特殊快速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀快速变成灰绿色，最终变成红褐色，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3[微点归纳](1)在推断铁的化合物与酸反应的产物时，要留意铁在化合物中的价态，利用铁的价态及与其反应的化合物的氧化性或还原性推断发生反应的类型属于复分解反应还是氧化还原反应。(2)成功制备Fe(OH)2的关键Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为Fe(OH)3。在试验室中制备Fe(OH)2，并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态，成功的关键有以下两点：①溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质；②制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。(3)试验室中制备Fe(OH)2常用的三种方法方法一：有机层覆盖法将吸有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)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应，如图1所示。方法二：还原性气体疼惜法用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间视察到白色沉淀，如图2所示。方法三：电解法用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆