1.結(jié)合真實(shí)情境中的應(yīng)用實(shí)例或通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究,了解鐵及其氧化物、氫氧化物的主要性質(zhì)。2.了解鐵及其氧化物、氫氧化物在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。
1.鐵的單質(zhì)(1)鐵元素在周期表中的位置及自然界中的存在
(2)化學(xué)性質(zhì)鐵的化學(xué)性質(zhì)活潑,在反應(yīng)中________電子,具有較強(qiáng)的________性。寫出下列反應(yīng)的化學(xué)(或離子)方程式:?
Fe+2H+═Fe2++H2↑
Fe+2Fe3+═3Fe2+
2.鐵的三種氧化物情境思考Fe3O4是具有磁性的黑色晶體,又稱磁性氧化鐵,常用作顏料和拋光劑,也可用于制造錄音磁帶和電訊器材。(1)Fe3O4________(填“是”或“不是”)堿性氧化物,與稀鹽酸反應(yīng)的離子方程式為________________________________。?(2)Fe3O4可溶于稀硝酸,反應(yīng)的離子方程式為____________________________________。?(3)氫碘酸(HI)是一種還原性強(qiáng)酸,試寫出Fe3O4與氫碘酸反應(yīng)的離子方程式: ____________________________________。?
Fe3O4+8H+══ 2Fe3++Fe2++4H2O
Fe3O4+2I-+8H+══ 3Fe2++I2+4H2O
(2)化學(xué)性質(zhì)①FeO、Fe2O3都是________氧化物,能與強(qiáng)酸(如稀硫酸等)發(fā)生反應(yīng),離子方程式分別為_______________________、_______________________。②高溫下,鐵的氧化物能被C、CO、Al等還原劑還原為單質(zhì)鐵,試寫出Al與Fe2O3反應(yīng)的化學(xué)方程式: __________________________。?
FeO+2H+══ Fe2++H2O
Fe2O3+6H+══ 2Fe3++3H2O
考向1 鐵單質(zhì)的性質(zhì)及應(yīng)用例1(2023·廣東潮州期末)下列有關(guān)鐵及其化合物的說(shuō)法中正確的是(　　)A.鐵在氯氣中燃燒,如果氯氣過(guò)量會(huì)生成FeCl2B.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)
解析 鐵與氯氣反應(yīng)無(wú)論氯氣過(guò)量與否都會(huì)生成氯化鐵,A錯(cuò)誤;紅熱的鐵絲與水蒸氣在高溫下反應(yīng),產(chǎn)生Fe3O4和H2,所以得到的含鐵化合物名稱是四氧化三鐵,B正確;鐵的性質(zhì)很活潑,以化合態(tài)存在,但在隕鐵之中,鐵是以單質(zhì)存在的,C錯(cuò)誤;鐵在純氧中燃燒產(chǎn)物是Fe3O4,其中鐵的化合價(jià)有+2價(jià)和+3價(jià)兩種價(jià)態(tài),D錯(cuò)誤。
[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1] 下列敘述不正確的是(　　)①Fe與S混合加熱生成Fe2S3;②Fe與稀硝酸、稀硫酸反應(yīng)均有氣泡產(chǎn)生,說(shuō)明Fe與兩種酸均發(fā)生置換反應(yīng);③過(guò)量的鐵與濃硝酸在加熱時(shí)反應(yīng)有氣體生成;④FeCl3溶液能與Cu反應(yīng),可用于刻蝕印刷電路板A.①③B.①②C.②④D.②③
解析 Fe是變價(jià)金屬,遇強(qiáng)氧化劑(如HNO3、Cl2等)生成+3價(jià)鐵,遇弱氧化劑(如S、I2等)生成+2價(jià)鐵,故Fe與S混合加熱生成FeS,①錯(cuò)誤;Fe與稀硝酸反應(yīng)生成的氣體為NO,該反應(yīng)不是置換反應(yīng),②錯(cuò)誤。
考向2 鐵的氧化物的性質(zhì)及應(yīng)用例2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)法錯(cuò)誤的是(　　)
A.只有步驟②發(fā)生了氧化還原反應(yīng)B.溶液a中陽(yáng)離子有H+、Fe3+和Fe2+C.溶液b中n(Fe3+)∶n(Cl-)=1∶3D.通過(guò)計(jì)算可得該氧化物的化學(xué)式為Fe4O5
[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2] 有一塊鐵的“氧化物”樣品,用140 mL 5.0 ml·L-1鹽酸恰好將之完全溶解,所得溶液還能吸收0.025 ml Cl2,恰好使其中的Fe2+全部轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3+,則該樣品可能的化學(xué)式為(　　)A.Fe6O7D.Fe3O4
1.Fe(OH)2和Fe(OH)3的比較
白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色
【應(yīng)用示例】已知Fe(OH)2具有還原性,Fe(OH)3具有氧化性。(1)Fe(OH)2能溶于稀硝酸,反應(yīng)的離子方程式為_______________________________________。?(2)Fe(OH)3與HI溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式為_______________________________________。?
2Fe(OH)3+2I-+6H+═2Fe2++I2+6H2O
2.Fe(OH)2的制備(1)制備原理及注意事項(xiàng)①制備原理:利用可溶性亞鐵鹽與強(qiáng)堿(如NaOH等)溶液發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)制備Fe(OH)2,離子方程式為__________________________。?②注意事項(xiàng):制備過(guò)程中,要保證生成的Fe(OH)2在密閉、隔絕空氣的體系中,防止被氧化。
Fe2++2OH-═Fe(OH)2↓
考向 實(shí)驗(yàn)探究Fe(OH)2的制備例某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示裝置(氣密性已檢查)制備Fe(OH)2白色沉淀。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)儀器1的名稱:________。裝置5的作用: _________________________。(2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí),關(guān)閉K2,打開K1,反應(yīng)一段時(shí)間后,再打開K2,關(guān)閉K1,發(fā)現(xiàn)裝置3中溶液不能進(jìn)入裝置4中。請(qǐng)為裝置作一處改進(jìn),使溶液能進(jìn)入裝置4中:________________________________。?(3)裝置改進(jìn)后,將裝置3中反應(yīng)后的溶液壓入裝置4中,在裝置4中析出灰綠色沉淀。從實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程分析沒(méi)有產(chǎn)生白色沉淀的原因: __________________________。?
液封,防止空氣進(jìn)入裝置4
在裝置2、3之間添加控制開關(guān)
裝置4內(nèi)的空氣沒(méi)有排盡
解析 (1)Fe(OH)2易被空氣中的氧氣氧化,故裝置5的作用是防止空氣進(jìn)入裝置4中。(2)由于產(chǎn)生的H2能夠從裝置2逸出,從而不能將液體壓到裝置4中,故需要在裝置2、3之間加一個(gè)控制開關(guān),阻止H2的逸出。(3)反應(yīng)開始時(shí),應(yīng)通過(guò)產(chǎn)生的H2將裝置3、4中的空氣完全排出,防止生成的Fe(OH)2被氧化。
[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]為了長(zhǎng)時(shí)間觀察到Fe(OH)2白色固體,設(shè)計(jì)下列4個(gè)實(shí)驗(yàn),有關(guān)說(shuō)法不正確的是(　　)
A.實(shí)驗(yàn)A先打開K,旋轉(zhuǎn)活塞使稀硫酸滴入與鐵反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,排盡裝置內(nèi)的空氣后關(guān)閉KB.實(shí)驗(yàn)B鐵粉與滴入的稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣可以排盡裝置內(nèi)的空氣,再擠壓長(zhǎng)膠頭滴管C.4個(gè)實(shí)驗(yàn)中,相對(duì)而言,實(shí)驗(yàn)C看到白色沉淀時(shí)間較短D.實(shí)驗(yàn)D,FeSO4溶液上方的苯層可以隔絕空氣,也可以把苯換成四氯化碳
解析 實(shí)驗(yàn)A先打開K,旋轉(zhuǎn)活塞使稀硫酸滴入與鐵反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,利用氫氣將裝置中的空氣排凈,避免后來(lái)生成的Fe(OH)2被氧化,A正確;實(shí)驗(yàn)B鐵粉與滴入的稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣可以排盡裝置內(nèi)的空氣,再擠壓長(zhǎng)膠頭滴管,生成Fe(OH)2白色沉淀,避免后來(lái)生成的Fe(OH)2被氧化,B正確;空氣中的氧氣能進(jìn)入實(shí)驗(yàn)C的溶液中,因此4個(gè)實(shí)驗(yàn)中,相對(duì)而言,實(shí)驗(yàn)C中看到白色沉淀時(shí)間較短,C正確;四氯化碳的密度比水大,會(huì)處于FeSO4溶液下方,不能隔絕空氣,因此不能把苯換成四氯化碳,D錯(cuò)誤。
進(jìn)階1 練易錯(cuò)·避陷阱1.(2023·廣東深圳期末)用如圖所示裝置測(cè)定某鐵礦石中Fe2O3的含量(雜質(zhì)不參與反應(yīng)),稱取4.00 g該鐵礦石于硬質(zhì)玻璃管A中,充分反應(yīng)后測(cè)得干燥管B增重2.64 g,C增重0.44 g,下列相關(guān)說(shuō)法中正確的是(　　)
A.稱量干燥管B后,應(yīng)先加熱硬質(zhì)玻璃管A,再通COB.在硬質(zhì)玻璃管A發(fā)生的反應(yīng)中,CO被還原C.該鐵礦石有效成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為93.3%D.若撤去干燥管C,會(huì)造成測(cè)得的有效成分含量偏高
2.某化學(xué)興趣小組的同學(xué)用如圖裝置測(cè)定氧化鐵樣品(含F(xiàn)eO和Fe2O3)中Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù),下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.實(shí)驗(yàn)室用MnO2和濃鹽酸制備Cl2時(shí)也可用裝置①B.實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先點(diǎn)燃④處酒精燈,再打開彈簧夾C.裝置⑥的作用是吸收④中生成的水蒸氣D.裝置②③盛裝的試劑分別可以為NaOH溶液和濃硫酸
解析 實(shí)驗(yàn)室用MnO2和濃鹽酸反應(yīng)制備Cl2時(shí)需要加熱,不能用裝置①制備Cl2,A錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)時(shí)要先打開彈簧夾,利用①中產(chǎn)生H2排出裝置內(nèi)的空氣,再點(diǎn)燃④處酒精燈加熱,防止混有空氣,加熱時(shí)發(fā)生爆炸,B錯(cuò)誤;裝置⑥的作用是防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置⑤,C錯(cuò)誤;裝置②中可盛放NaOH溶液,用于吸收揮發(fā)出的HCl,裝置③中可盛有濃硫酸,用于干燥氫氣,D正確。
進(jìn)階2 練熱點(diǎn)·提素能3.如圖兩圓相交區(qū)域A、B、C、D分別表示兩物質(zhì)間的反應(yīng)。下列有關(guān)離子方程式或敘述不正確的是(　　)
4.(2024·遼寧名校聯(lián)盟聯(lián)考)一種利用廢舊鍍鋅鐵片制備Fe3O4納米粒子的工藝流程如下:
已知:Zn及其化合物與Al及其化合物的性質(zhì)相似。下列說(shuō)法不正確的是(　　)A.“堿洗”的目的是去除廢舊鍍鋅鐵片表面的油污及鋅B.“氧化”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++ClO-+2H+═2Fe3++Cl-+H2OC.“氧化”后的溶液中主要存在的金屬陽(yáng)離子:Fe3+、Na+D.“加熱沉鐵”時(shí)通入N2是防止空氣中的O2對(duì)產(chǎn)品造成影響
解析 “堿洗”是為了除去鋅,同時(shí)除去油污,A正確;“氧化”時(shí),亞鐵離子與次氯酸根離子發(fā)生氧化還原反應(yīng):2Fe2++ClO-+2H+═2Fe3++Cl-+H2O,故溶液中金屬陽(yáng)離子主要有Fe2+、Fe3+、Na+,B正確、C錯(cuò)誤;“加熱沉鐵”時(shí)N2的作用是保護(hù)氣,防止Fe2+被O2氧化,D正確。
進(jìn)階3 研真題·明考向5.判斷正誤:正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”。(1)(2023·全國(guó)新課標(biāo)卷,7D)古壁畫顏料中所用的鐵紅,其成分為Fe2O3。(　　)(2)(2023·浙江1月選考卷,5D)常溫下鐵與濃硝酸反應(yīng)可制備NO2。(　　)(3)(2022·廣東卷,6C)工人將模具干燥后再注入熔融鋼水,是因?yàn)殍F與H2O高溫下會(huì)反應(yīng)。(　　)(4)(2022·浙江6月選考卷,9C)濃硝酸與鐵在常溫下不反應(yīng),所以可用鐵質(zhì)容器貯運(yùn)濃硝酸。(　　)

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