2023學(xué)年完整公開課版第11講（鐵）

2021屆化學(xué)一輪復(fù)習(xí)：

第三章

第11講鐵及其重要化合物（第一課時）雅禮中學(xué)高二化學(xué)備課組朱鵬飛

2020.上學(xué)期本節(jié)內(nèi)容：一.鐵單質(zhì)及其性質(zhì)：二.鐵的氧化物三.鐵的氫氧化物四.鐵鹽和亞鐵鹽1.鐵鐵位于元素周期表中第

周期

族，是一種應(yīng)用最廣泛的過渡金屬元素；鐵元素是一種典型的變價金屬元素。(1)結(jié)構(gòu)Ⅷ四(2)鐵的物理性質(zhì)銀白色固體，熔點(diǎn)較高，具有良好的導(dǎo)熱、導(dǎo)電、延展性，能被磁鐵吸引。一.鐵單質(zhì)及其性質(zhì)：

存在：常見鐵礦石磁鐵礦（Fe3O4）、赤鐵礦（Fe2O3）和菱鐵礦（FeCO3）黃鐵礦（FeS2）(3)鐵的化學(xué)性質(zhì)鐵元素性質(zhì)活潑，有較強(qiáng)的還原性，主要化合價為＋2價和＋3價。金屬的通性：（回顧一下？）(3)鐵的化學(xué)性質(zhì)鐵元素性質(zhì)活潑，有較強(qiáng)的還原性，主要化合價為＋2價和＋3價。金屬的通性：（回顧一下？）①與非金屬單質(zhì)：Cl2、O2、S反應(yīng)：

；

；

。②與水蒸氣的反應(yīng)：

。③與酸：非氧化性酸(如HCl，H2SO4（?。?的反應(yīng)：

。常溫下鐵與HNO3（濃），H2SO4（濃）)發(fā)生鈍化：與氧化性酸(如HNO3)的反應(yīng)：Fe與過量稀HNO3的反應(yīng)：

。Fe與少量稀HNO3的反應(yīng)：

。④與鹽：與FeCl3溶液的反應(yīng)：

。與CuSO4溶液的反應(yīng)：

。Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu請寫出滿足以下要求的此類置換反應(yīng)的化學(xué)方程式：單質(zhì)（1）+氧化物（1）=氧化物（2）+單質(zhì)（2）（1）金屬單質(zhì)置換金屬單質(zhì)：______（2）金屬單質(zhì)置換非金屬單質(zhì)：______（3）非金屬單質(zhì)置換金屬單質(zhì)：______．（4）非金屬單質(zhì)置換非金屬單質(zhì)：______．O2O2請寫出滿足以下要求的此類置換反應(yīng)的化學(xué)方程式：單質(zhì)（1）+氧化物（1）=氧化物（2）+單質(zhì)（2）（1）金屬單質(zhì)置換金屬單質(zhì)：______（2）金屬單質(zhì)置換非金屬單質(zhì)：______（3）非金屬單質(zhì)置換金屬單質(zhì)：______．（4）非金屬單質(zhì)置換非金屬單質(zhì)：______．O2O2二.鐵的氧化物

化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4俗名

鐵紅磁性氧化鐵顏色狀態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體(有磁性)溶解性難溶于水難溶于水難溶于水鐵的化合價__________________穩(wěn)定性不穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定與H＋反應(yīng)的離子方程式___________________________________________________Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O＋2＋3＋2，＋3FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O與CO反應(yīng)

:FexOy＋yCOxFe＋yCO2解析化合物Fe8O11可以看作由FeO和Fe2O3組成的復(fù)雜氧化物，設(shè)化學(xué)式為nFeO·mFe2O3，則解得n＝2，m＝3，該化合物可以表示為2FeO·3Fe2O3。用守恒思想判斷物質(zhì)的組成1.(2019·武漢高三質(zhì)檢)鐵的常見化合價有＋2價和＋3價。據(jù)研究，鐵在濃HNO3中發(fā)生鈍化時，可生成一種化學(xué)式為Fe8O11的化合物，它可以看作由FeO和Fe2O3組成的復(fù)雜氧化物。該化合物可以表示為A.FeO·3Fe2O3 B.2FeO·3Fe2O3C.FeO·2Fe2O3 D.2FeO·Fe2O3√解析4.00gCaCO3沉淀的物質(zhì)的量為0.04mol，則CO、CO2的物質(zhì)的量也為0.04mol，增加的氧元素為0.04mol，質(zhì)量為0.04mol×16g·mol－1＝0.64g，鐵的氧化物中氧元素質(zhì)量為0.64g，鐵元素質(zhì)量為2.88g－0.64g＝2.24g，鐵的氧化物中鐵元素與氧元素的物質(zhì)的量之比為

22.4/56mol∶0.04mol＝1∶1，則這種鐵的氧化物的化學(xué)式為FeO。2.準(zhǔn)確稱取某種鐵的氧化物2.88g，用足量的CO進(jìn)行還原，將生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4.00g，則這種鐵的氧化物為A.Fe3O4 B.Fe2O3 C.FeO D.以上都不是√解析根據(jù)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，可知鐵的“氧化物”樣品用鹽酸溶解后所得溶液中n(Fe2＋)＝0.025mol×2＝0.05mol，根據(jù)電荷守恒得2n(Fe2＋)＋3n(Fe3＋)＝n(Cl－)，則n(Fe3＋)＝0.2mol，故n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝0.05∶0.2＝1∶4，故該氧化物可表示為FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。3.(2018·營口質(zhì)檢)有一塊鐵的“氧化物”樣品，用140mL5.0mol·L－1鹽酸恰好將之完全溶解，所得溶液還能吸收0.025molCl2，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.Fe2O3 B.Fe3O4 C.Fe4O5 D.Fe5O7√確定鐵的氧化物組成的基本方法設(shè)鐵的氧化物中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比為m∶n，則氧化物中n(Fe)∶n(O)＝

＝a∶b，若a∶b＝1∶1，則鐵的氧化物為FeO；若a∶b＝2∶3，則鐵的氧化物為Fe2O3；若a∶b＝3∶4，則鐵的氧化物是Fe3O4或FeO與Fe2O3按物質(zhì)的量之比為1∶1的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3物質(zhì)的量之比為1∶1，F(xiàn)e3O4為任意值)。歸納總結(jié)4．部分氧化Fe-Cu合金樣品（氧化產(chǎn)物為Fe2O3、CuO）共5.76g，如下處理求：(1)樣品中Fe元素的質(zhì)量=？(2)V=？【解析】涉及反應(yīng)：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑

MO＋H2SO4===MSO4＋3H2OFe2（SO4）3FeSO4

Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu三.鐵的氫氧化物氫氧化亞鐵制備方法的改進(jìn)1.下列各圖示中能較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀的是___________(填序號)。①②③⑤解析因為Fe(OH)2在空氣中很容易被氧化為紅褐色的Fe(OH)3，即4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，因此要較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除裝置中的氧氣或空氣。①②原理一樣，都是先用氫氣將裝置中的空氣排盡，并使生成的Fe(OH)2處在氫氣的保護(hù)中；③的原理為鐵作陽極產(chǎn)生Fe2＋，與電解水產(chǎn)生的OH－結(jié)合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保護(hù)，能防止空氣進(jìn)入；⑤中加苯阻止了空氣進(jìn)入；④由于空氣中的氧氣能迅速將Fe(OH)2氧化，因而不能較長時間看到白色沉淀。2.如下圖所示，此裝置可用來制取和觀察Fe(OH)2在空氣中被氧化的顏色變化。實(shí)驗時必須使用鐵屑和6mol·L－1的硫酸，其他試劑任選。填寫下列空白：(1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中應(yīng)預(yù)先加入的藥品是______。A中反應(yīng)的離子方程式是_______________________。鐵屑Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑解析Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，產(chǎn)生的H2將Fe2＋壓入B中，F(xiàn)e2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓；因為Fe(OH)2在空氣中很容易被氧化為紅褐色的Fe(OH)3，即發(fā)生4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。(2)實(shí)驗開始時先將止水夾a______(填“打開”或“關(guān)閉”)。(3)簡述生成Fe(OH)2的操作過程_________________________________________________________________________________

。(4)實(shí)驗完畢，打開b處止水夾，放入一部分空氣，此時B瓶中發(fā)生的反應(yīng)為_________________________________。打開

待A裝置反應(yīng)一段時間后關(guān)閉止水夾a，產(chǎn)生的H2將FeSO4溶液壓入B中進(jìn)行反應(yīng)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3Fe(OH)2的制備原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。1.成功關(guān)鍵：①溶液中不含F(xiàn)e3＋