2024年新高一化学暑假讲义讲义15 铁和铁的氧化物（学生版）

第十五讲铁和铁的氧化物1.了解铁单质在生活中的用途，能从物质分类及化合价角度去分析铁单质的化学性质。2.能设计实验去认识铁与水蒸气的反应，发展科学探究水平，能用符号表示铁与水蒸气的反应原理。3.结合铁的氧化物在生活中的用途，认识铁的氧化物的性质，进一步发展“性质决定用途”的学科观念。铁元素的存在1.人类最早使用的铁，是来自太空的陨铁。2.在自然界中的存在：（1）以单质形式存在：陨铁；（2）主要以+2、+3价化合物形式存在：矿石3.铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅、和铝，居于第四位。铁的单质1.结构：①原子结构示意图：②化合价：+2、+3价，+3价较稳定2.物理性质：纯净的铁是银白色的金属，有金属光泽，铁的熔点较高。有良好的导热性和延展性。能导电，导电性比铜、铝差。能被磁铁吸引。3.化学性质：铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为+2价和+3价。一般来说，铁单质与弱氧化剂反应，产生+2价铁；与强氧化剂反应产生+3价铁。（1）与非金属单质反应非金属单质化学反应方程式或现象O23Fe+2O2Fe3O4(剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体）Cl22Fe+3Cl2FeCl3（产生棕褐色烟）SFe+SFeS（生成黑色固体）注意：①Cl2将Fe氧化至最高价，即使加入过量的铁粉参加反应也不会生成+2价的Fe;②Fe与硫蒸汽反应，Fe被氧化成+2价，生成的是FeS，而不是+3价；Fe与碘蒸汽反应生成的是FeI2而不是FeI3；③K、Ca、Na等活泼金属在空气中易被氧化，生成的氧化物会与空气中的CO2、水蒸气等继续反应；Mg、A1与氧气反应生成致密的氧化膜，能保护内层金属；Fe形成的氧化物疏松，不能保护内层的铁，形成铁锈(Fe2O3·xH2O);铜在空气中形成铜绿[Cu2(OH)2CO3]。（2）与H2O反应常温下，铁与H2O不反应。高温下，铁与水蒸气发生反应，反应方程式为：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2（3）与酸反应酸离子方程式或现象稀H2SO4、HClFe+2H+Fe2++H2↑稀HNO3Fe不足Fe+4H++NO3-Fe3++NO↑+2H2OFe过量3Fe+8H++2NO3-Fe2++2NO↑+4H2O浓HNO3、浓H2SO4常温下钝化 注意：①铁遇冷的浓硝酸、浓硫酸时，表面会生成一层致密的氧化膜，化学上称之为钝化，属于化学变化。②在铁与稀HNO3反应时，应考虑哪种物质过量然后再根据两种物质的量分析讨论判断，根据方程式：HNO3过量：Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O；Fe过量：Fe+2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2与盐反应：铁与硫酸铜溶液反应：Fe+Cu2+Fe2++Cu；铁与硫酸铁溶液反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+铁的氧化物名称（俗名）氧化亚铁氧化铁（铁红）四氧化三铁（磁性氧化铁）化学式FeOFe2O3 Fe3O4铁的化合价+2+3+2、+3色、态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体类别碱性氧化物碱性氧化物复杂氧化物溶解性都不溶于水，但溶于酸溶液稳定性不稳定，在空气中易被氧化成Fe3O4稳定稳定与非氧化性酸的反应FeO+2H+=Fe2++H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2OFe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O氧化性高温下，都能被CO、H2、Al、C等还原用途炼铁炼铁、红色油漆和涂料炼铁1．下列说法正确的是A．我国在战国中期时开始使用铁制品B．自然界中的铁元素只存在于化合物中C．铁能与所有金属的盐溶液反应生成亚铁盐和金属D．高炉炼铁是用还原剂将铁从它的化合物中还原出来2．铁的下列性质中不属于纯铁的物理性质是A．质软 B．银白色 C．能导电 D．易生锈3．下列关于铁的叙述中错误的是A．纯净的铁是光亮的银白色金属B．铁能被磁体吸引C．铁是地壳中含量最多的金属元素D．铁具有延展性和导热性，可制作炊具4．下列物质不能由两种单质直接化合得到的是A．FeCl3 B．FeCl2 C．Fe3O4 D．NaCl5．在一定条件下，下列铁与有关物质的反应，所得产物错误的是A． B．C． D．6．将铁片投入下列溶液，溶液质量增加，但无气体产生的是（）A．AgNO3 B．Cu(NO3)2 C．稀H2SO4 D．FeCl37．还原铁粉与水蒸气反应的装置如图所示，下列有关该实验的说法正确的是A．反应生成FeOB．湿棉花的主要作用是冷却试管，防止炸裂C．肥皂液的主要作用是检验生成的H2D．铁粉与水蒸气反应后，可立即用磁铁将剩余铁粉分离出来8．等量的铁粉分别与足量的盐酸、水蒸气在一定的条件下充分反应，则在相同的条件下，产生氢气的物质的量之比是（

）A．1：1 B．3：4 C．2：3 D．4：39．某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水反应”的实验，并检验产物的性质，请回答下列问题：（1）A装置的作用是________________，B中反应的化学方程式为_____________。（2）D的作用是____________________________________________________________。（3）E中的现象是__________________________________________________________。（4）A、B两个装置中应先点燃_______处的酒精灯，点燃E处酒精灯之前应进行的操作是_______________________________________________________________________。1．由FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的混合物，测得铁元素与氧元素的质量之比为21∶8，这种混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4的物质的量之比可能是()A．1∶2∶1 B．1∶2∶3 C．1∶3∶1 D．1∶1∶32．下列物质反应后，最终可以不含＋3价铁的是①过量Fe与Cl2反应；②Fe与过量稀硫酸反应；③FeI2溶液中通入一定量的Cl2；④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中A．①②④ B．②③ C．②③④ D．全部3．把一定量的铁粉放入氯化铁溶液中，完全反应后，所得溶液中Fe2+和Fe3+的物质的量浓度之比为3:1，则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比为A．1:1 B．2:3 C．2:1 D．3:24．将一枚洁净的铁钉浸入稀硫酸中，下列叙述正确的是()①铁钉表面产生气泡②溶液由无色逐渐变为浅绿色③铁钉的质量减轻④溶液的质量减轻A．②③ B．①②④ C．①②③ D．①②③④5．下列说法正确的是()A．Fe比Al活泼B．Fe与盐酸反应的离子方程式为2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑C．铁与CuSO4溶液反应可置换出铜D．Fe不能与H2O反应6．铁、镁、铝三种金属分别和同体积同浓度的盐酸反应，同温同压下，产生相同体积的氢气，则参加反应的金属A．所失去的电子数相等 B．参加反应的金属质量相等C．参加反应的金属物质的量相同 D．铁、镁、铝的质量比为56：24：277．下列说法正确的是A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4B．Fe2O3为碱性氧化物，可与水反应生成Fe(OH)3C．铁锈的主要成分是Fe2O3D．Fe3O4中铁元素有＋2价和＋3价，Fe3O4是混合物8．用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验（部分夹持装置已略去），下列有关说法不正确的是（）A．装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气B．装置B中发生反应的化学方程式是C．装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰D．点燃装置处的气体前必须检验气体的纯度9．某工程师为了从腐蚀废液(含有、、)中回收铜，并重新获得溶液，准备采用如图所示方案：(1)请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式：①________，②______，③_______，④________，⑤________。(2)请写出相关反应的化学方程式：__________。10．某同学欲在实验室中完成Fe与水蒸气反应的实验,实验装置如图甲、乙所示。已知B中放入的是铁粉与石棉绒的混合物，C中放的是干燥剂，E为酒精喷灯，G为带有铁丝网罩的酒精灯。对比两装置，回答下列问题:（1）如何检查乙装