鐵和鐵的化合物知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

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1、 鐵和鐵的化合物知識(shí)點(diǎn)總結(jié) [重點(diǎn)內(nèi)容講析]鐵位于元素周期表中第4周期，第Ⅷ族，其原子結(jié)構(gòu)示意圖為： 　　其失電子情況： Fe-2e－→Fe2+或Fe-3e－→Fe3+。 　　因而鐵是中等活動(dòng)性的金屬，具有可變化合價(jià)（+2或+3），在學(xué)習(xí)中，要牢牢抓住鐵的變價(jià)特征。 　　鐵及其重要化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系： 　　一、鐵的單質(zhì)化學(xué)性質(zhì) 　　鐵是比較活潑的金屬，當(dāng)鐵跟弱氧化劑反應(yīng)時(shí)：Fe-2e－=Fe2+；當(dāng)跟強(qiáng)氧化劑反應(yīng)時(shí)：Fe-3e－=Fe3+。 　　1．鐵跟氧氣等其它非金屬單質(zhì)的反應(yīng)： 　　　 3Fe+2O2Fe3O4　　（一定要注意產(chǎn)物） 　　　 2Fe+3

2、Cl22FeCl3　　 2Fe+3Br2=2FeBr3 　　　 Fe+I2=FeI2　　 Fe+SFeS　　　 3Fe+CFe3C 　　2．鐵跟水的反應(yīng)：2Fe+4H2OFe3O4+4H2↑（注意產(chǎn)物也是Fe3O4） 　　　 在此也可以有意識(shí)地總結(jié)金屬與水反應(yīng)的基本規(guī)律。 　　3．鐵跟酸的反應(yīng)： 　　①與非氧化性酸：Fe+2H+=Fe2++H2↑ 　?、谂c強(qiáng)氧化性酸：Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O 　　　鐵和冷濃硝酸、冷濃H2SO4發(fā)生鈍化，但在加熱條件下，鈍化作用立即遭到破壞： 　　　Fe+6HNO3(濃)Fe(NO3)3+3NO2

3、↑+3H2O Fe+6H2SO4(濃)Fe2(SO4)3+3SO2↑+3H2O 　　4．鐵和某些鹽溶液的作用： 　　　 Fe+Cu2+=Fe2++Cu　 Fe+2Fe3+=3Fe2+ 　　　 這些反應(yīng)在除雜、鑒別等方面都有一定作用，要理論聯(lián)系實(shí)際，領(lǐng)會(huì)和理解反應(yīng)實(shí)質(zhì)。 　　二、鐵的氧化物 鐵的氧化物 FeO Fe3O4 Fe2O3 鐵的化合價(jià) +2價(jià) +2價(jià)(1/3)，+3價(jià)(2/3) +3價(jià) 俗　　稱(chēng) —— 磁性氧化鐵 鐵紅 狀態(tài)和顏色 黑色固體 黑色晶體 紅棕色固體 與H2O的關(guān)系 不反應(yīng)，不溶解 與非氧化性酸的反應(yīng)

4、FeO+2H＋=Fe2++H2O　 Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O　 Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O 氧化性 高溫下被CO、H2、Al、C、Si等還原 還原性 被熱空氣氧化成Fe3O4等 可被氧化性酸、鹽等氧化 一般不再被氧化 主要用途 —— 煉鐵 煉鐵、作熱劑、顏料 說(shuō)　　明 Fe3O4可以看作由FeO、Fe2O3所組成的化合物，其中是Fe2+，是Fe3+ 三、鐵的氫氧化物 　　1．Fe(OH)2可由易溶性的亞鐵鹽跟堿溶液起反應(yīng)制得。Fe(OH)2為白色絮狀沉淀，易被空氣中O2迅速氧化成Fe(OH)3。因此，白色絮狀沉淀能迅速變成灰綠

5、色，最終變成紅褐色。 　　　 Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 　　　 制備時(shí)： 　　?。?）要將滴管口插入硫酸亞鐵液面下，再滴入NaOH溶液； 　　?。?）配液時(shí)可用加熱的方法盡可能除去溶解氧； 　　　（3）可在液面加少許汽油或苯等有機(jī)溶劑，以隔絕空氣。 　　2．Fe(OH)3可由易溶性的鐵鹽跟堿液起反應(yīng)制得。Fe(OH)3為紅褐色沉淀，可溶于強(qiáng)酸，受熱易分解。 Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓，F(xiàn)e(OH)3+3H+=Fe3++3H2O，2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 四、“

6、鐵三角”關(guān)系： 1． 　　 　這三種轉(zhuǎn)化是在有氧化劑的條件下進(jìn)行的。 　?、貴e→Fe2+需要較弱的氧化劑，如S、Cu2+、Fe3+、H+（稀H2SO4、鹽酸）等。 　　②Fe→Fe3+和Fe2+→Fe3+需要強(qiáng)的氧化劑： 　　　實(shí)現(xiàn)Fe→Fe3+，可選用Cl2、Br2、濃H2SO4(足量)、HNO3(足量)、KMnO4等強(qiáng)氧化劑。注意在用濃H2SO4或濃HNO3反應(yīng)時(shí)，需加熱，否則Fe鈍化。 　　　實(shí)現(xiàn)Fe2+→Fe3+可選用O2、Cl2、Br2、HNO3、濃H2SO4、KMnO4(H+)溶液等。 　?。ㄗ⒁釩l2與FeBr2溶液反應(yīng)情況：①若Cl2通入

7、FeBr2溶液，Cl2不足時(shí)，2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-； 　　　　　　　　　　　　　　　　　 ②Cl2足量時(shí)，2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-。） 　　2． 　　　 這三種轉(zhuǎn)化是在有還原劑存在的條件下進(jìn)行的。 　?、貴e2+→Fe，可選用的還原劑為在金屬活動(dòng)性順序表中排在鐵前的金屬（如Zn、Al等），或者用碳、CO、H2等。K、Ca、Na等活潑金屬在溶液中不能完成此轉(zhuǎn)化，因?yàn)樗鼈冊(cè)谒芤褐邢扰c水反應(yīng)。 　?、贔e3+→Fe，需用H2、CO、Al等強(qiáng)還原劑。如煉鐵：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，鋁熱反應(yīng)：Fe2O3+2Al

8、Al2O3+2Fe。 　?、跢e3+→Fe2+，實(shí)現(xiàn)此轉(zhuǎn)化可選用的還原劑如Zn、Fe、Al、Cu、H2S（或S2-）、I-、SO32-等。 　　　Fe+2Fe3+=3Fe2+，2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+（鐵鹽腐蝕印刷電路板），2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+， 　　　2Fe3++2I-=I2+2Fe2+。 　　注意：Fe3+S↓，F(xiàn)e2+無(wú)變化。 五、重點(diǎn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 　　（注意這些反應(yīng)的化學(xué)方程式和離子方程式） 6、 Fe2+、Fe3+的鑒別常用方法： 　　1、KSCN法：加入KSCN或其他可溶性硫氰化物溶液，呈血紅色的是Fe3+溶液，而

9、Fe2+的溶液無(wú)此現(xiàn)象。這是鑒別時(shí)最常用、最靈敏的方法。Fe3++SCN-=[Fe(SCN)]2+。 　　2．堿液法：取兩種溶液分別通入NH3或加入氨水或堿液，生成紅褐色沉淀的是Fe3+的溶液，生成白色沉淀并迅速變?yōu)榛揖G色，最后變成紅褐色沉淀的是Fe2+的溶液。沉淀顏色變化原因?yàn)椋?Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。 　　3．H2S法：通入H2S氣體或加入氫硫酸，有淺黃沉淀析出的是Fe3+溶液，而Fe2+溶液不反應(yīng)。 　　4．淀粉KI試紙法：能使淀粉KI試紙變藍(lán)的是Fe3+溶液，F(xiàn)e2+溶液無(wú)此現(xiàn)象。 　　5．KMnO4法：分別加入少量KMnO4(H+)

10、溶液，振蕩，能使KMnO4溶液褪色的是Fe2+溶液，不褪色的是Fe3+溶液。 [典型例題]例1．在含ng HNO3的稀溶液里加mg鐵粉，鐵完全溶。假設(shè)有g(shù) HNO3被還原，則n∶m可能是：（　 ） 　　A、1∶1　　　B、2∶1　　　C、3∶1　　　D、9∶2 　　分析：本題是一道需討論計(jì)算的選擇題。要滿(mǎn)足題目中所給條件，有三種情況： 　?、貴e足量全部生成Fe(NO3)2，則：3Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O，=3 ②HNO3足量，F(xiàn)e都生成Fe(NO3)3，則：Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O，=

11、 若反應(yīng)產(chǎn)物中既有Fe(NO3)2，又有Fe(NO3)3，則3<< 　　　通過(guò)此題可看出，鐵與硝酸反應(yīng)時(shí)，要注意HNO3的濃度及各自物質(zhì)的量，條件不同，產(chǎn)物不同，應(yīng)注意討論。答案：CD 例2．將純鐵絲5.21g溶于過(guò)量的稀H2SO4，在加熱條件下，用2.53gKNO3去氧化溶液中的Fe2+。待反應(yīng)完成后，NO3-只被還原成一種產(chǎn)物。溶液中剩余的Fe2+尚需12.0moL 0.3mol/L的KMnO4溶液將其完全氧化。已知MnO4-的還原產(chǎn)物為Mn2+，通過(guò)計(jì)算確定NO3-的還原產(chǎn)物為（　 ） 　　A、N2O　　　B、NO　　　C、NO2　　　　D、NH3 　　分析： 　　此題涉及

12、了多個(gè)氧化還原反應(yīng)，如用化學(xué)方程式求解，將十分復(fù)雜。電子得失守恒法將其化繁為簡(jiǎn)，此法在氧化還原的判斷、計(jì)算中有廣泛應(yīng)用。具體解法如下： 　　還原劑是Fe2+：Fe2+～Fe3+～失1e－，n(失e－　)=n(Fe2+)=mol； 　　氧化劑為MnO4-　和NO3-：MnO4-～Mn2+～5e－， 　　n(MnO4-　得e－　)=5n(MnO4-)=50.012L0.3mol/L=0.018mol，所以1mol NO3-　得電子數(shù)應(yīng)為： 　　=3，∴還原產(chǎn)物為NO。 　　答案：B 　　例3．將27.2g Fe與Fe2O3的混合物投入足量的稀H2SO4中，反應(yīng)完畢后

13、，共放出H22.24L（標(biāo)況），在溶液中滴入KSCN溶液后不顯紅色，則混合物中Fe和Fe2O3的質(zhì)量各是多少？ 　　分析： 　　根據(jù)題目?jī)?nèi)容，本題所涉及的化學(xué)反應(yīng)有： 　　Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O，F(xiàn)e+Fe2(SO4)3=3FeSO4，F(xiàn)e+H2SO4(稀)=FeSO4+H2↑。需要用到的關(guān)系式：Fe～H2，F(xiàn)e～Fe2O3， 　　設(shè)Fe2O3的物質(zhì)的量為x，則： 　　Fe　 ～　 Fe2O3　　　　 Fe　 ～　 H2 　　x　　　　　x　　　　 　0.1mol 　　=0.1mol 　　56(x+0.1)+160x=27.2，　 ∴x=0.1

14、mol， 　　∴m(Fe2O3)=16g，m(Fe)=(27.2-16)g=11.2g 答案： 　　m(Fe2O3)=16g，m(Fe)=11.2g 例4．在加熱情況下，用足量CO還原7g鐵的氧化物組成的混合物，產(chǎn)生氣體全部通入足量石灰水中得到12.5g沉淀，此混合物不可能為：（　 ） 　　A、FeO、Fe2O3　　　　B、FeO、Fe3O4　　　　C、Fe2O3、Fe3O4　　　　　D、FeO、Fe2O3、Fe3O4 　　分析：平均值法。CO～CO2～CaCO3；n(O)=n(CaCO3)==0.125mol，m(O)=0.12516=2g，則：n(Fe)=m

15、ol，所以。而FeO：>，F(xiàn)e2O3：<，F(xiàn)e3O4：>，∴B不可能。 答案：B [參考練習(xí)] 1、銅粉放入稀硫酸中加熱后無(wú)明顯現(xiàn)象發(fā)生，當(dāng)加入一種鹽后，銅粉的質(zhì)量減少，溶液是藍(lán)色，同時(shí)有氣體逸出，該鹽是（　 ） 　　A、Fe2(SO4)3　　B、Na2CO3　　C、KNO3　　　D、FeSO4 2、某溶液中含有NH4+、Mg2+、Fe2+和Al3+四種離子，若向其中加入過(guò)量氫氧化鈉溶液，微熱并攪拌，再加入過(guò)量鹽酸溶液，溶液中大量減少的陽(yáng)離子有（　 ） 　　A、NH4+　　B、Mg2+　　　C、Fe2+　　D、Al3+ 3、把20g鐵粉投到盛得一定量的稀HNO3溶液的燒杯中，HN

16、O3的還原產(chǎn)物為NO，反應(yīng)停止后，燒杯中溶液的質(zhì)量增加了12.27g，此時(shí)燒杯中的物質(zhì)可能是（　 ） 　　①Fe和Fe(NO3)3　 ?、贔e和Fe(NO3)2　　 ③HNO3和Fe(NO3)2　　 ④Fe(NO3)2和Fe(NO3)3 　　A、①④　　　B、②③　　　C、③④　　　D、②④ 4、向相同體積的KI、Na2S和FeBr2溶液中分別通入適量Cl2，待充分反應(yīng)后(Br－也恰好完全被氧化)，3種溶液消耗Cl2的體積相同（同溫同壓下），則KI、Na2S和FeBr2溶液的物質(zhì)的量濃度之比為（　 ） 　　A、1∶1∶2　　　B、1∶2∶3　　　C、6∶3∶2　　　D、2∶1∶3 5

17、、向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中，加入100mL 1mol/L的鹽酸，恰好使混合物完全溶解，放出224mL (標(biāo)況)氣體，所得溶液加KSCN溶液無(wú)血紅色出現(xiàn)，那么若用足量的CO在高溫下還原相同質(zhì)量的混合物，能得到鐵（　 ） 　　A、11.2g　　　　B、2.8g　　　　C、5.6g　　　D、無(wú)法計(jì)算 6、在FeCl3與CuCl2的混合溶液中加入過(guò)量的鐵粉，反應(yīng)完畢后，剩余固體的質(zhì)量恰好與所加鐵粉的質(zhì)量相等，則原混合液中FeCl3與CuCl2的物質(zhì)的量之比為（　 ） 　　A、5∶2　　B、4∶3　　C、2∶7　　D、7∶4 7、在Fe(NO3)2溶液中滴加濃鹽酸，下列敘述正確的是（　 ） 　　A、溶液顏色逐漸變淺　　　　 B、淺綠色逐漸變深 　　C、溶液顏色由淺綠色變成黃色　 D、溶液顏色不會(huì)發(fā)生變化