第13講鐵和鐵的氧化物1．知道鐵在自然界中的存在形態(tài)。2．知道鐵的物理性質(zhì)，從氧化還原反應(yīng)原理理解鐵的化學(xué)性質(zhì)。3．了解鐵的氧化物類別、性質(zhì)及應(yīng)用，4.能從物質(zhì)類別和鐵元素化合價(jià)的角度認(rèn)識(shí)鐵及其化合物的性質(zhì)，理清鐵元素不同價(jià)態(tài)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，增強(qiáng)證據(jù)推理與模型認(rèn)知的能力。一、鐵的單質(zhì)1．存在游離態(tài)隕鐵中的鐵以_______形態(tài)存在化合態(tài)以＋2價(jià)和＋3價(jià)化合物的形態(tài)存在2．物理性質(zhì)純凈的鐵是光亮的_______色金屬，密度較大，熔點(diǎn)為_(kāi)______。純鐵的抗腐蝕能力_______，具有良好的_______，導(dǎo)電性比銅、鋁差，能被_______吸引。3.化學(xué)性質(zhì)鐵元素性質(zhì)活潑，有較強(qiáng)的還原性，主要化合價(jià)為+2價(jià)和+3價(jià)。一般來(lái)說(shuō)，鐵單質(zhì)與_______反應(yīng)，產(chǎn)生+2價(jià)鐵；與_______反應(yīng)產(chǎn)生+3價(jià)鐵。（1）與非金屬單質(zhì)反應(yīng)非金屬單質(zhì)化學(xué)反應(yīng)方程式或現(xiàn)象O2Cl2SFe+SFeS（生成_______）【歸納總結(jié)】①Cl2將Fe氧化至最高價(jià)，即使加入過(guò)量的鐵粉參加反應(yīng)也不會(huì)生成+2價(jià)的Fe;②Fe與硫蒸汽反應(yīng)，F(xiàn)e被氧化成+2價(jià)，生成的是FeS，而不是+3價(jià)；Fe與碘蒸汽反應(yīng)生成的是FeI2而不是FeI3；③K、Ca、Na等活潑金屬在空氣中易被氧化，生成的氧化物會(huì)與空氣中的CO2、_______等繼續(xù)反應(yīng)；Mg、A1與氧氣反應(yīng)生成致密的_______，能保護(hù)內(nèi)層金屬；Fe形成的氧化物疏松，不能保護(hù)內(nèi)層的鐵，形成鐵銹(Fe2O3·xH2O);銅在空氣中形成銅綠[Cu2(OH)2CO3]。（2）與H2O反應(yīng)常溫下，鐵與H2O不反應(yīng)。高溫下，鐵與_______發(fā)生反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)裝置操作及現(xiàn)象用火柴點(diǎn)燃肥皂泡，聽(tīng)到爆鳴聲，反應(yīng)后試管內(nèi)固體仍為黑色實(shí)驗(yàn)結(jié)論紅熱的鐵能與水蒸氣反應(yīng)：3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe3O4＋4H2【歸納總結(jié)】①試管中濕棉花的作用是_______。②若用火柴點(diǎn)燃肥皂泡，可能發(fā)生的現(xiàn)象是_______。③該反應(yīng)體現(xiàn)鐵單質(zhì)具有_______。④Fe與H2O的反應(yīng)：Fe不與冷水、熱水反應(yīng)，在常溫下Fe暴露在空氣中產(chǎn)生鐵銹(Fe2O3·xH2O)；Fe與水蒸氣在高溫時(shí)反應(yīng)生成的是Fe3O4而不是Fe2O3。（3）與酸反應(yīng)酸離子方程式或現(xiàn)象稀H2SO4、HClFe+2H+Fe2++H2↑稀HNO3Fe不足_______________________________________Fe過(guò)量_______________________________________濃HNO3、濃H2SO4常溫下__________ 【易錯(cuò)點(diǎn)撥】①鐵遇冷的濃硝酸、濃硫酸時(shí)，表面會(huì)生成一層致密的氧化膜，化學(xué)上稱之為鈍化。鐵的鈍化是化學(xué)變化，而非物理變化。鈍化條件——室溫，如加熱鐵是可以反應(yīng)的。②在鐵與稀HNO3反應(yīng)時(shí)，應(yīng)考慮哪種物質(zhì)過(guò)量然后再根據(jù)兩種物質(zhì)的量分析討論判斷，根據(jù)方程式：HNO3過(guò)量：Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O；Fe過(guò)量：Fe+2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2（4）與鹽反應(yīng)：鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)：_______________________________________鐵與__________溶液反應(yīng)：Fe+2Fe3+=3Fe2+二、鐵的氧化物1.性質(zhì)比較氧化物氧化亞鐵氧化鐵(鐵紅)四氧化三鐵化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4顏色狀態(tài)______________________________鐵的價(jià)態(tài)______________________________溶解性都__________溶于水，但都能溶于酸溶液化學(xué)性質(zhì)都能與稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)，生成相應(yīng)的鹽和水都具有氧化性，都能被CO、H2、Al等還原為_(kāi)_________FeO不穩(wěn)定，在空氣中加熱生成穩(wěn)定的__________【特別提醒】①Fe3O4的組成可用FeO·Fe2O3表示，但不代表Fe3O4是由FeO和Fe2O3組成的混合物，F(xiàn)e3O4有固定的組成，是一種純凈物。②由于Fe3O4與非氧化性酸反應(yīng)，生成鐵鹽和亞鐵鹽，故Fe3O4不屬于堿性氧化物，而FeO、Fe2O3屬于堿性氧化物。③穩(wěn)定性：FeO不穩(wěn)定，F(xiàn)e2O3和Fe3O4很穩(wěn)定。2.典型反應(yīng)(1)分別寫出鹽酸與下列鐵的氧化物反應(yīng)的離子方程式：①氧化亞鐵：_______________________________________②氧化鐵：_______________________________________③磁性氧化鐵：_______________________________________(2)氧化鐵與鋁粉在高溫下可發(fā)生鋁熱反應(yīng)，其化學(xué)方程式為2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋Al2O3，該反應(yīng)常用于__________，它體現(xiàn)了氧化鐵的__________性。考點(diǎn)一：鐵的性質(zhì)【例1】（2022年江西省上饒市期末）人體血液中如果缺乏亞鐵離子，就會(huì)造成缺鐵性貧血。市場(chǎng)出售的某種麥片中含有微量、顆粒細(xì)小的鐵粉，這些鐵粉在人體胃酸(主要成分是HCl)作用下轉(zhuǎn)化成亞鐵鹽。下列敘述錯(cuò)誤的是A．鐵粉具有還原性 B．鐵是人體必需的微量元素C．亞鐵鹽溶液呈淺綠色 D．Fe＋2H＋Fe3＋＋H2↑考點(diǎn)二：鐵與水蒸氣的反應(yīng)【例2】還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的裝置如圖所示，下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法正確的是A．反應(yīng)生成FeOB．濕棉花的主要作用是冷卻試管，防止炸裂C．肥皂液的主要作用是檢驗(yàn)生成的H2D．鐵粉與水蒸氣反應(yīng)后，可立即用磁鐵將剩余鐵粉分離出來(lái)考點(diǎn)三：鐵的氧化物【例3】下列說(shuō)法正確的是A．赤鐵礦的主要成分是Fe3O4B．Fe2O3為堿性氧化物，可與水反應(yīng)生成Fe(OH)3C．鐵銹的主要成分是Fe2O3D．Fe3O4中鐵元素有＋2價(jià)和＋3價(jià)，F(xiàn)e3O4是混合物考點(diǎn)四：鐵的氧化物的計(jì)算【例4】某實(shí)驗(yàn)小組測(cè)定鐵的氧化物FexOy的化學(xué)式，已知該氧化物中鐵元素只有＋2和＋3兩種價(jià)態(tài)，實(shí)驗(yàn)步驟如圖，下列說(shuō)法正確的是A．步驟①和步驟②都發(fā)生了氧化還原反應(yīng) B．溶液a中陽(yáng)離子只有Fe3＋和Fe2＋C．溶液b中n(Fe3＋)∶n(Cl－)＝1∶3 D．通過(guò)計(jì)算可得該氧化物的化學(xué)式為：Fe4O51．（2022秋·上海寶山·高二校考期中）純凈鐵的物理性質(zhì)有①光亮的銀白色②黑色③在潮濕的空氣中易被腐蝕④有延展性⑤能導(dǎo)電導(dǎo)熱⑥硬而脆⑦能被磁鐵吸，引易被磁化A．①③④⑤⑦ B．①④⑤⑦ C．①③⑤⑦ D．全部2．（2022秋·天津東麗·高一統(tǒng)考期末）下列關(guān)于鐵及其化合物的敘述正確的是C．不穩(wěn)定，在空氣里受熱，能迅速被氧化3．（2022秋·云南玉溪·高一?？计谀┫铝杏嘘P(guān)鐵及其化合物的說(shuō)法中正確的是A．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B．鐵在純氧中燃燒或在氯氣中燃燒所得產(chǎn)物中鐵元素的化合價(jià)均為+3價(jià)C．鐵在氯氣中燃燒如果鐵過(guò)量會(huì)生成FeCl2D．工業(yè)上用CO在高溫條件下還原含F(xiàn)e2O3的鐵礦石煉鐵4．（2023秋·山東菏澤·高一統(tǒng)考期末）利用下列裝置(夾持裝置省略)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖茿．制備干燥純凈的B．驗(yàn)證鐵與水蒸氣能發(fā)生反應(yīng)D．測(cè)定新制氯水的A．A B．B C．C D．D5．（2023秋·新疆烏魯木齊·高一烏魯木齊市第四中學(xué)?？计谀┫铝嘘P(guān)于鐵的性質(zhì)的描述中，不正確的是A．具有還原性，易被氧化 B．高溫下能與水蒸氣反應(yīng)產(chǎn)生氫氣C．能在氯氣中燃燒產(chǎn)生棕黃色的煙 D．鐵的氧化物均能溶于水且與水發(fā)生反應(yīng)6．（2023秋·廣東湛江·高一統(tǒng)考期末）鐵制工具在社會(huì)生產(chǎn)中發(fā)揮了巨大作用，下面是冶鐵的部分原理：下列說(shuō)法正確的是A．常溫下，F(xiàn)e2O3能與水反應(yīng)生成Fe(OH)3C．Fe2O3俗稱鐵紅，可用作紅色顏料D．以上二個(gè)反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)Ⅱ也是置換反應(yīng)7．（2022春·上?！じ咭蝗A東政法大學(xué)附屬中學(xué)校考期中）下列物質(zhì)反應(yīng)后，加入KSCN溶液一定變紅的是A．Fe在足量Cl2中燃燒 B．Fe與稀硫酸反應(yīng)C．Fe與硫酸銅反應(yīng) D．Fe和Fe2O3的混合物溶于鹽酸8．（2023秋·四川成都·高一成都七中校考期末）向氧化鐵、氧化銅、鐵、銅的混合粉末中加入過(guò)量的稀鹽酸，充分反應(yīng)后，仍有紅色粉末存在，則關(guān)于溶液中陽(yáng)離子的判斷正確的是9．（2023秋·吉林·高一統(tǒng)考期末）富脂食品密封保存往往需要在包裝袋內(nèi)裝一小包脫氧劑(有效成分是還原鐵粉)，某小組為探究脫氧劑中鐵粉是否變質(zhì)，取少量樣品溶于稀鹽酸，再進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論的說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．若加鹽酸時(shí)有氣體產(chǎn)生，不能證明脫氧劑未變質(zhì)B．若滴加KSCN溶液，無(wú)明顯變化，再滴加氯水顯血紅色，則證明脫氧劑未變質(zhì)C．若滴加KSCN溶液，溶液顯血紅色，則證明脫氧劑已變質(zhì)D．若加入銅粉充分反應(yīng)后，溶液呈藍(lán)色，則證明脫氧劑已變質(zhì)10．（2023春·江西撫州·高一江西省撫州市第一中學(xué)?？计谥校┰O(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是A．足量S粉與56g的Fe粉充分反應(yīng)，生成Fe2S3的粒子數(shù)為0.5NAB．常溫常壓下，7.8g過(guò)氧化鈉含有的離子數(shù)為0.3NAC．18g水所含的電子數(shù)目為10NAD．3.2gO2、O3混合物中所含氧原子一定是0.2NA一、單選題1．（2023秋·廣東潮州·高一統(tǒng)考期末）下列有關(guān)鐵及其化合物的說(shuō)法中正確的是B．紅熱的鐵絲與水蒸氣反應(yīng)，得到的含鐵化合物是四氧化三鐵C．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D．鐵在純氧中燃燒或在氯氣中燃燒所得產(chǎn)物鐵元素的化合價(jià)均為＋3價(jià)2．（2023秋·新疆昌吉·高一新疆昌吉回族自治州第二中學(xué)?？计谀┫铝杏嘘P(guān)鐵、鐵礦石與鐵的氧化物的說(shuō)法正確的是A．在自然界中，不可能有游離態(tài)的鐵存在B．赤鐵礦的主要成分是Fe2O3，磁鐵礦的主要成分是Fe3O4，F(xiàn)e2O3俗稱鐵紅C．FeO不穩(wěn)定，在空氣中加熱迅速被氧化成Fe2O3D．鐵的氧化物能與酸反應(yīng)生成鹽和水，因此Fe3O4、Fe2O3、FeO都是堿性氧化物D．鐵氧化合物循環(huán)制具有節(jié)約能源、產(chǎn)物易分離等優(yōu)點(diǎn)4．（2023秋·廣東梅州·高一廣東梅縣東山中學(xué)校聯(lián)考期末）下列含F(xiàn)e元素的物質(zhì)反應(yīng)的離子方程式書寫正確的是5．（2022秋·天津?yàn)I海新·高一大港一中?？计谥校┫铝姓f(shuō)法不正確的是B．鐵是人體必需微量元素中含量最多的一種C．鐵的化學(xué)性質(zhì)活潑，所以鐵在自然界中全部以化合態(tài)存在D．鐵在高溫下與水蒸氣發(fā)生的反應(yīng)是置換反應(yīng)6．（2023秋·河北石家莊·高一石家莊二中?？计谀├酶层~板制作圖案時(shí)常用氯化鐵溶液作為“腐蝕液”，發(fā)生的反應(yīng)為2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2.現(xiàn)有鐵、銅混合粉末18.0g加入到100mL5.0mol/LFeCl3溶液中，充分反應(yīng)后，剩余固體質(zhì)量為2.8g，下列說(shuō)法正確的是A．反應(yīng)后溶液中c(Fe2+)=0.6mol/LB．剩余固體是鐵、銅混合物。C．原固體混合物中銅的質(zhì)量是12.4gD．反應(yīng)后溶液中n(Fe2+)+n(Cu2+)=1.5mol二、實(shí)驗(yàn)題7．（2023秋·云南大理·高一校考期末）為探究鐵和鐵的化合物的一些化學(xué)性質(zhì)，某學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)。(1)高溫下，讓鐵粉與水蒸氣反應(yīng)，見(jiàn)題圖。試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________，其中___________為氧化劑。(2)根據(jù)圖回答問(wèn)題①往A、B溶液中分別滴入幾滴KSCN溶液，溶液的顏色A___________、B___________。②寫出上述過(guò)程中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：Fe2O3→A___________；A→B___________。③B→C可看到的現(xiàn)象是___________。④將A的飽和溶液滴入沸水中并不斷加熱，可制得___________膠體；當(dāng)光束通過(guò)該膠體時(shí)，可看到一條光亮的“通路”，這種現(xiàn)象稱為_(kāi)__________效應(yīng)。8．（2023秋·浙江金華·高一統(tǒng)考期末）鐵常見(jiàn)的化合價(jià)有0、+2、+3，某化學(xué)興趣小組利用如圖裝置進(jìn)行“鐵與水反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)，并檢驗(yàn)產(chǎn)物，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)A、B、E三個(gè)裝置中應(yīng)先點(diǎn)燃_________處的酒精(噴)燈，反應(yīng)結(jié)束時(shí)，應(yīng)先熄滅_________處的酒精(噴)燈。(2)裝置C的作用是_________。(3)E處的裝置可以用_________(填“甲”或“乙”)代替；實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先將螺旋狀銅絲加熱，變黑后再趁熱迅速伸入該裝置中。(4)B裝置硬質(zhì)玻璃管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)________。(5)反應(yīng)結(jié)束后，取B裝置硬質(zhì)玻璃管中的固體物質(zhì)，用足量稀鹽酸溶解得溶液X，向溶液X中加入少量KSCN溶液，無(wú)明顯現(xiàn)象，請(qǐng)解釋原因_________。放置一段時(shí)間后，溶液呈現(xiàn)淺紅色，請(qǐng)用離子方程式表示該變化的原因_________。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)“酸溶”時(shí)，攪拌的目的是_______。(3)“洗滌”時(shí)，能證明濾渣洗滌干凈的操作及現(xiàn)象為_(kāi)______。(4)麥片中常添加微量還原性鐵粉，用于補(bǔ)充入體所需的鐵元素，這些鐵粉在胃酸(主要成分為鹽酸)的作用下發(fā)生反應(yīng)變成人體容易吸收的鐵元素，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)______；人體補(bǔ)鐵時(shí)，同時(shí)服用維生素C能促進(jìn)亞鐵離子被吸收，說(shuō)明維生素C具有_______(填“氧化性”或“還原性”