第三章鐵金屬材料第一節(jié)鐵及其化合物[模塊導(dǎo)航]模塊一知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建模塊二基礎(chǔ)知識(shí)梳理模塊三核心考點(diǎn)剖析（精選全國各地期中真題）考點(diǎn)1：鐵單質(zhì)的性質(zhì)考點(diǎn)2：鐵的氧化物的性質(zhì)考點(diǎn)3：鐵的氫氧化物的性質(zhì)考點(diǎn)4：Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)考點(diǎn)5：鐵三角Fe、Fe2＋和Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化模塊四基礎(chǔ)過關(guān)練模塊五能力提升練模塊六教材習(xí)題答案[學(xué)習(xí)目標(biāo)]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)，從化合價(jià)角度理解鐵的化學(xué)性質(zhì)。3.了解鐵的氧化物類別、性質(zhì)及應(yīng)用。4．學(xué)會(huì)制備Fe(OH)2，理解Fe(OH)2、Fe(OH)3的化學(xué)性質(zhì)。5．知道Fe3＋、Fe2＋的檢驗(yàn)原理、試劑的選擇及加入的順序。6．依據(jù)氧化還原反應(yīng)原理理解Fe2＋的強(qiáng)還原性、Fe3＋的強(qiáng)氧化性，以及兩者間的相互轉(zhuǎn)化。[模塊一知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建][模塊二基礎(chǔ)知識(shí)梳理]一、鐵的存在及物理性質(zhì)1.鐵元素的存在(1)人類最早使用的鐵是來自太空的隕鐵。隕鐵中的鐵以的形態(tài)存在。(2)鐵元素在自然界中主要是以價(jià)和價(jià)的形態(tài)存在于礦石中。鐵元素在地殼中的含量?jī)H次于氧、硅和鋁，居第四位。2．鐵的應(yīng)用歷史(1)我國在春秋初年就掌握了冶鐵技術(shù)。戰(zhàn)國中期以后，鐵制工具在社會(huì)生產(chǎn)中發(fā)揮了巨大的作用。(2)現(xiàn)代工業(yè)煉鐵的原理是用的方法把鐵從鐵礦石中提煉出來?；瘜W(xué)方程式為。3．鐵的物理性質(zhì)純凈的鐵是光亮的金屬，密度較大，熔點(diǎn)為1535℃，沸點(diǎn)為2750℃。純鐵的抗蝕力很強(qiáng)，它有良好的，導(dǎo)電性比銅、鋁差，能被吸引。二、鐵單質(zhì)的化學(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)。一般來說，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)(1)與O2反應(yīng)點(diǎn)燃(化學(xué)方程式)：；現(xiàn)象：。常溫：鐵在潮濕的空氣中易被腐蝕，生成，其主要成分為。(2)與Cl2反應(yīng)(化學(xué)方程式)：；現(xiàn)象：。(3)與S反應(yīng)(化學(xué)方程式)：。因?yàn)檠趸裕篊l2>S，所以鐵與Cl2反應(yīng)被氧化為＋3價(jià)，與S反應(yīng)被氧化為＋2價(jià)。2.與水反應(yīng)常溫下，鐵與水是不反應(yīng)的。但高溫下可與水蒸氣反應(yīng)，生成而不是Fe2O3(化學(xué)方程式)：。3.與酸反應(yīng)（1）與非氧化性酸，如鹽酸、稀硫酸反應(yīng)的離子方程式：。（2）在鐵與稀HNO3反應(yīng)時(shí)，應(yīng)考慮哪種物質(zhì)過量然后再根據(jù)兩種物質(zhì)的量分析討論判斷，HNO3過量：Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2OFe過量：Fe+2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2【提分速記】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。4.與鹽溶液反應(yīng)(1)置換反應(yīng)如與CuSO4溶液反應(yīng)(離子方程式)：。(2)與FeCl3溶液反應(yīng)(離子方程式)：。三、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)式顏色狀態(tài)鐵的價(jià)態(tài)溶解性都不溶于水，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)的和水都具有氧化性，都能被CO、H2、Al等還原為FeO不穩(wěn)定，在空氣中加熱生成穩(wěn)定的【提分速記】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.重要反應(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。四、鐵的氫氧化物——Fe(OH)2與Fe(OH)31．Fe(OH)2與Fe(OH)3的比較化學(xué)式Fe(OH)2Fe(OH)3名稱氫氧化亞鐵氫氧化鐵類別二元(弱)堿三元(弱)堿鐵元素化合價(jià)顏色、狀態(tài)固體固體水溶性不溶不溶與酸反應(yīng)Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O穩(wěn)定性不穩(wěn)定，在空氣中易被氧化()，體現(xiàn)還原性：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3不穩(wěn)定，受熱易分解：2Fe(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Fe2O3＋3H2O2．鐵的氫氧化物制備的實(shí)驗(yàn)探究化學(xué)式Fe(OH)3Fe(OH)2實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象生成沉淀首先生成，然后迅速變成，最后變成化學(xué)方程式FeCl3＋3NaOH=Fe(OH)3↓＋3NaClFeSO4＋2NaOH=Fe(OH)2↓＋Na2SO44Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3實(shí)驗(yàn)結(jié)論Fe(OH)3與Fe(OH)2可分別用相對(duì)應(yīng)的可溶性鹽與堿溶液反應(yīng)制得【提分速記】制備Fe(OH)2時(shí)的注意事項(xiàng)：（1）Fe2＋極易被氧化，所以FeSO4溶液要現(xiàn)用現(xiàn)配。（2）為了防止Fe(OH)2被氧化，配制FeSO4溶液所用的蒸餾水和制備Fe(OH)2所用的NaOH溶液都要煮沸，盡可能除去O2。（3）為了防止滴加NaOH溶液時(shí)帶入空氣，可將吸有NaOH溶液的長膠頭滴管伸入FeSO4溶液的液面下，再擠出NaOH溶液。（4）為防止Fe(OH)2被氧化，還可以向盛有FeSO4溶液的試管中加入少量的煤油或其他密度小于水且不溶于水的有機(jī)溶劑，以隔絕空氣。五、鐵鹽和亞鐵鹽1．常見的鐵鹽和亞鐵鹽(1)鐵鹽：Fe2(SO4)3、FeCl3等，其水溶液呈。(2)亞鐵鹽：FeSO4、FeCl2等，其水溶液呈。2．Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)離子Fe3＋Fe2＋實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象溶液變成開始，滴加新制氯水后溶液變成離子方程式Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)32Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，F(xiàn)e3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3結(jié)論Fe3＋遇SCN－顯，可利用此現(xiàn)象檢驗(yàn)Fe3＋的存在Fe2＋和SCN－混合無明顯現(xiàn)象，加入新制氯水后，F(xiàn)e2＋被氧化成Fe3＋；可用先加再加的方法檢驗(yàn)Fe2＋的存在【提分速記】若溶液中同時(shí)含有Fe3＋、Fe2＋，為避免Fe3＋對(duì)Fe2＋的檢驗(yàn)造成干擾，通常取少量溶液于試管中，向溶液中滴加適量酸性高錳酸鉀溶液，若溶液紫紅色褪去，說明原溶液含有Fe2＋；另取少量溶液于試管中，加入KSCN溶液，若溶液顯紅色，說明原溶液含有Fe3＋。Fe3＋和Fe2＋相互轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象加少量鐵粉振蕩后，黃色溶液變成，再加KSCN溶液，溶液顏色向上層清液中滴加新制氯水，溶液變成離子方程式2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3實(shí)驗(yàn)結(jié)論Fe3＋遇到較強(qiáng)的還原劑時(shí)，會(huì)被還原成Fe2＋Fe2＋在較強(qiáng)的氧化劑作用下會(huì)被氧化成Fe3＋【歸納總結(jié)】Fe3＋與Fe2＋的相互轉(zhuǎn)化六、鐵三角：Fe、Fe2＋、Fe3＋之間的三角轉(zhuǎn)化關(guān)系1.Fe只有還原性，可以被氧化成＋2價(jià)或＋3價(jià)的鐵：如Fe＋2H＋=H2↑＋Fe2＋2Fe＋3Cl22FeCl33Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H22.Fe2＋既有氧化性又有還原性，可被強(qiáng)氧化劑[如Cl2、KMnO4(H＋)等]氧化為Fe3＋；可被強(qiáng)還原劑(如CO、C等)還原為Fe。如2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－Zn＋Fe2＋=Fe＋Zn2＋3.Fe3＋具有較強(qiáng)的氧化性，可被還原為＋2價(jià)或0價(jià)的鐵：如2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2[模塊三核心考點(diǎn)剖析]考點(diǎn)1：鐵單質(zhì)的性質(zhì)[典例1]（2425高一上·安徽·期中）下列物質(zhì)中，在一定條件下與鐵反應(yīng)，且鐵元素的化合價(jià)能變?yōu)閮r(jià)的是A．氯化鐵溶液 B．氯氣 C．硫酸銅溶液 D．稀硫酸[變式1]（2425高一上·浙江杭州·期中）實(shí)驗(yàn)室中利用如圖裝置驗(yàn)證鐵與水蒸氣反應(yīng)。下列說法錯(cuò)誤的是B．酒精燈移至濕棉花下方實(shí)驗(yàn)效果更好C．用燃著的火柴點(diǎn)燃肥皂泡檢驗(yàn)生成的氫氣D．熾熱的鐵水注入模具之前，模具必須充分干燥考點(diǎn)2：鐵的氧化物的性質(zhì)[典例2]（2425高一上·浙江衢州·期中）下列有關(guān)鐵及其化合物的說法正確的是A．鐵的化學(xué)性質(zhì)活潑，在自然界中均以化合態(tài)存在B．高溫下，F(xiàn)e和H2O(g)反應(yīng)生成Fe2O3和H2C．鐵的氧化物有FeO、Fe2O3、Fe3O4，它們都是黑色的固體D．FeO不穩(wěn)定，在空氣里受熱，迅速被氧化成Fe3O4A． B． C． D．考點(diǎn)3：鐵的氫氧化物的性質(zhì)A．裝置甲中放入鐵粉、稀硫酸，裝置乙中盛放氫氧化鈉溶液B．裝置甲中鐵粉應(yīng)稍過量，以防止被氧化C．實(shí)驗(yàn)開始階段，應(yīng)把彈簧夾和都打開D．一段時(shí)間后，關(guān)閉彈簧夾和，在乙中生成大量白色絮狀沉淀A．①②③ B．①②④ C．①②③④ D．②③④考點(diǎn)4：Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)[典例4]（2425高一上·福建莆田·期中）下列有關(guān)離子(或物質(zhì))的檢驗(yàn)、現(xiàn)象及結(jié)論，都正確的是A．向某溶液中滴加氯水，再滴加KSCN溶液，溶液變成紅色，該溶液中一定含有Fe2+B．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液變成紅色，該溶液中一定不存在Fe2+C．將某種鐵的氧化物溶于足量的稀硫酸中，取其溶液滴加酸性KMnO4溶液，振蕩，溶液褪色，原氧化物中含有+2價(jià)鐵D．向久置的FeCl2溶液中滴入用硫酸酸化的H2O2溶液，溶液變黃，滴加KSCN溶液，溶液變成紅色，說明發(fā)生氧化還原反應(yīng)，且氧化性：H2O2<Fe3+A．該灰黑色粉末原來可能是鐵粉B．食品包裝盒內(nèi)小袋的作用是抗氧化C．在該檢測(cè)中，氯水可以使用高錳酸鉀溶液替代D．滴加氯水后溶液變紅，使溶液變紅的物質(zhì)是硫氰化鐵考點(diǎn)5：鐵三角——Fe、Fe2＋和Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化[典例5]（2425高一上·浙江杭州·期中）將鐵和氧化鐵的混合物7.76克加入到足量稀硫酸中，充分反應(yīng)后，放出標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體2.24L，向溶液中滴加KSCN溶液，溶液不變色。則下列判斷正確的是A．原混合物中鐵和氧化鐵的物質(zhì)的量之比為1:1B．原混合物中鐵的質(zhì)量為5.6克C．對(duì)收集到的氣體驗(yàn)純，若聽到尖銳的爆鳴聲說明氣體純凈D．理論上向溶液中通入0.065mol，可以將完全轉(zhuǎn)化為[變式5]（2425高一上·上海·期中）向含有Fe3+、Fe2+、Cu2+的蝕刻銅箔回收液中，加入一定量鐵粉，反應(yīng)一段時(shí)間后，對(duì)反應(yīng)后的混合物進(jìn)行分析，下列說法錯(cuò)誤的是A．若有固體剩余，則該固體一定含有CuB．若有固體剩余，則該溶液可能含有Cu2+C．若無固體剩余，則該溶液不可能含有Fe3+D．無論固體是否剩余，該溶液中一定含有Fe2+[模塊四基礎(chǔ)過關(guān)練]1．下列物質(zhì)性質(zhì)與用途具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的是2．下列物質(zhì)轉(zhuǎn)化不能一步實(shí)現(xiàn)的是A．Fe→FeCl3 B．Fe→FeCl2 C．Fe→Fe3O4 D．Fe2O3→Fe(OH)33．部分含鐵物質(zhì)的分類與相應(yīng)化合價(jià)的關(guān)系如圖所示。下列推斷不合理的是A．通過化合反應(yīng)和復(fù)分解反應(yīng)均能直接得到eB．b和g均為堿性氧化物C．a(chǎn)在氧氣中燃燒生成gD．存在c→d→e→f→c的轉(zhuǎn)化關(guān)系5．部分含鐵物質(zhì)的分類與相應(yīng)化合價(jià)關(guān)系如下圖甲所示。下列推斷不合理的是A．N在空氣中不穩(wěn)定，利用圖乙裝置制取N并可減緩其被氧化D．若P為鹽酸鹽，滴到淀粉碘化鉀試紙上，會(huì)出現(xiàn)藍(lán)色現(xiàn)象6．下列物質(zhì)不能通過化合反應(yīng)制取的是7．如圖是鐵與其他物質(zhì)之間的性質(zhì)關(guān)系(“—”表示相連物質(zhì)間能發(fā)生反應(yīng)，“”表示兩種物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，部分物質(zhì)和反應(yīng)條件已略去)，下列有關(guān)說法正確的是B．變化③可通過細(xì)鐵絲在氧氣中燃燒實(shí)現(xiàn)C．變化②的過程中，溶液的質(zhì)量增加8．為了探究鐵及其化合物的氧化性或還原性，某同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)操作，對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)論及離子方程式均正確的是選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論離子方程式A淺綠色溶液變?yōu)闊o色，有黑色固體生成具有還原性B淺綠色溶液變?yōu)樽攸S色具有還原性C棕黃色溶液變?yōu)闇\綠色具有還原性D藍(lán)色溶液變?yōu)樽攸S色具有還原性A．A B．B C．C D．D9．某課題研究小組探究鐵粉還原Fe3＋的最佳反應(yīng)條件，保持其他反應(yīng)條件不變，體系中Fe(Ⅲ)含量隨溶液pH的變化如圖所示。下列說法正確的是A．最佳反應(yīng)的pH是4B．溶液酸性越強(qiáng)越有利于還原Fe3＋D．M點(diǎn)后，F(xiàn)e(Ⅲ)含量增大可能是因?yàn)槿芤褐蠪e3＋變成了Fe(OH)3，更難被鐵粉還原10．下列一定能實(shí)現(xiàn)鐵元素之間相互轉(zhuǎn)化的措施是A．實(shí)現(xiàn)①的轉(zhuǎn)化，用比鐵活潑的金屬 B．實(shí)現(xiàn)②的轉(zhuǎn)化，加入稀鹽酸C．實(shí)現(xiàn)③的轉(zhuǎn)化，加入少量稀硝酸 D．實(shí)現(xiàn)④的轉(zhuǎn)化，加入過量氯氣[模塊五能力提升練]1．下列關(guān)于鐵及其化合物說法不正確的是A．在鋼鐵廠的生產(chǎn)中，熾熱的鐵水注入模具之前，模具必須進(jìn)行充分的干燥2．在給定條件下，下列選項(xiàng)所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化不能實(shí)現(xiàn)的是D．經(jīng)過鐵粉處理的廢液中存在最多的離子是4．用部分被氧化的金屬屑A制備某工業(yè)常用的無水鹽C的步驟如圖所示。將C溶于水，向其中滴入NaOH溶液，出現(xiàn)白色沉淀，后逐漸變?yōu)榧t褐色，下列判斷正確的是A．過濾所得的殘?jiān)幸欢]有金屬AB．濾液可能是CuSO4溶液C．水合鹽B可能是FeSO4?7H2OD．無水鹽C可能是Fe2(SO4)35．如圖為鐵元素的“價(jià)—類”二維圖，箭頭表示部分物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，下列說法正確的是A．將光潔的鐵片加熱至紅熱狀，然后浸入水中的防腐措施俗稱烤藍(lán)，其中涉及的原理為轉(zhuǎn)化①B．轉(zhuǎn)化⑦的現(xiàn)象是綠色沉淀轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀C．Fe(OH)3通過加熱實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化⑥，通過加水實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化③6．下列各組物質(zhì)充分反應(yīng)后，滴入KSCN溶液一定顯紅色的是A．Fe粉加入過量硫酸中C．生了銹的鐵塊加入稀硫酸中A．以上實(shí)驗(yàn)過程中不一定產(chǎn)生B．最終溶液中一定含有8．A為一種金屬單質(zhì)，且B、C中也含A元素；往B的水溶液中加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，有白色沉淀生成；①②③為化合反應(yīng)，④為置換反應(yīng)。下列有關(guān)說法不正確的是A．②中所加物質(zhì)是金屬B．檢驗(yàn)C中金屬陽離子所用的試劑可以是硫氰化鉀溶液與新制氯水C