第14講鐵的單質(zhì)氧化物和氫氧化物（學(xué)生版）高一化學(xué)講義（人教2019）

第14第14講鐵的單質(zhì)、氧化物和氫氧化物考點考點導(dǎo)航知識精講知識精講知識點一：一、鐵的存在與性質(zhì)1．鐵的存在與冶煉存在含量地殼中的含量僅次于氧、硅和①，居第②位，游離態(tài)③中的鐵以單質(zhì)形態(tài)存在化合態(tài)以④價和⑤價化合物的形態(tài)存在赤鐵礦硫鐵礦磁鐵礦冶煉原理用CO還原鐵礦石(如Fe2O3)⑥2．鐵的性質(zhì)（1）鐵的物理性質(zhì)鐵有和。鐵能導(dǎo)電，但其導(dǎo)電性不如銅和鋁。鐵能被磁體吸引。（2）鐵原子的結(jié)構(gòu)在一定條件下，鐵作為還原劑，遇強氧化劑失去3個電子生成價鐵的化合物，遇到弱氧化劑失去2個電子生成價鐵的化合物。(3)鐵與非金屬單質(zhì)①鐵與氧氣反應(yīng)生成Fe3O4的方程式為。②鐵與Cl2反應(yīng)生成FeCl3的方程式為。(2)鐵與酸反應(yīng)鐵與稀H2SO4反應(yīng)的離子方程式為。(4)鐵與鹽溶液反應(yīng)鐵與CuSO4溶液反應(yīng)的離子方程式為。(5)鐵與水蒸氣反應(yīng)實驗裝置實驗操作及現(xiàn)象導(dǎo)管口冒出大量氣泡，用小試管收集一試管氣體，點燃，聽到①聲，證明生成了②用火柴點燃肥皂液，聽到③聲，證明生成了④實驗結(jié)論在高溫下，鐵能與水蒸氣反應(yīng)生成H2，化學(xué)方程式為⑤3．人體中的鐵元素人體內(nèi)的含鐵化合物主要分為兩類，即和。人體缺鐵，就會發(fā)生。我國已實施在某些醬油中加入的措施?！炯磳W(xué)即練1】1．下列物質(zhì)中，不能由金屬跟非金屬單質(zhì)直接化合而成的是A．Fe3O4 B．CuS C．FeCl3 D．Na2O22．下列關(guān)于鐵及其化合物的說法正確的是A．實驗室保存FeCl2溶液時常加入鐵粉B．常溫下濃硝酸與鐵不反應(yīng)，故常溫下可用鐵質(zhì)容器貯運濃硝酸C．過量的鐵與氯氣反應(yīng)生成氯化亞鐵D．向過量的鐵與稀硝酸充分反應(yīng)后的溶液中滴加KSCN溶液，溶液變紅3．鐵在自然界中分布廣泛，但由于不易冶煉，因而人類對鐵的利用是比較晚的，據(jù)考證，我國在公元前700年左右才知冶鐵。鐵在一定條件下，跟下列有關(guān)物質(zhì)的反應(yīng)，所得產(chǎn)物錯誤的是A．FeFeCl3 B．FeFeSC．FeFe(OH)3 D．FeFe3O44．下列物質(zhì)反應(yīng)后一定有+3價鐵生成的是①過量的Fe與Cl2反應(yīng)②Fe與過量稀硫酸反應(yīng)③FeCl2溶液中通入少量Cl2④Fe和Fe2O3的混合物溶于鹽酸中⑤向Fe(NO3)2溶液中加入過量稀硫酸A．只有① B．只有①③⑤ C．只有①③④⑤ D．全部知識點二：二、鐵的氧化物與氫氧化物1．鐵的氧化物(1)物理性質(zhì)化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4俗稱－①②顏色和狀態(tài)黑色粉末③色粉末④色晶體鐵的價態(tài)⑤價⑥價＋2價、＋3價水溶性⑦⑧⑨(2)化學(xué)性質(zhì)①FeO不穩(wěn)定，在空氣中受熱生成Fe3O4，其化學(xué)方程式為。②FeO和Fe2O3均為氧化物，二者與鹽酸反應(yīng)的離子方程式分別為。2．鐵的氫氧化物(1)制備①②③④(2)Fe(OH)2、Fe(OH)3的比較Fe(OH)2Fe(OH)3顏色和溶解性①②穩(wěn)定性在空氣中易轉(zhuǎn)化為③④(填化學(xué)方程式)與鹽酸反應(yīng)⑤Fe(OH)2＋2H＋=⑥Fe(OH)3＋3H＋=微警示(1)在一定條件下，F(xiàn)e3O4(1)在一定條件下，F(xiàn)e3O4與鹽酸反應(yīng)可生成兩種鹽，即：Fe3O4＋8H＋=Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O。(2)FeO、Fe3O4遇到氧化性酸(如HNO3)可生成Fe3＋?！炯磳W(xué)即練2】1．能夠在人體血管中通行的藥物分子運輸車——“納米藥物分子運輸車”在中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研制成功，該“運輸車”可提高腫瘤的治療效果，其結(jié)構(gòu)如圖所示。下列有關(guān)說法錯誤的是A．包裝上印“OTC”標(biāo)識的藥物為非處方藥B．油脂、蔗糖等這類含碳化合物屬于有機物C．分散質(zhì)粒子直徑在1~100nm的分散系為膠體，該“運輸車”分散于水中所得的分散系不屬于膠體D．該“運輸車”中鐵元素的價態(tài)為+3價2．下列敘述I和II均正確并且有因果關(guān)系的是選項敘述I敘述IIA具有氧化性用溶液可以鑒別B性質(zhì)不穩(wěn)定可加熱制備C具有氧化性可用制作印刷電路板D是一種紅棕色粉末常用作油漆A．A B．B C．C D．DEMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT43．下列說法中，不正確的是（

）A．FeCl3溶液和FeCl2溶液都是黃色的B．Fe(OH)2是白色的，F(xiàn)e(OH)3是紅褐色的C．FeO、Fe2O3都能與鹽酸反應(yīng)D．FeCl3溶液、FeCl2溶液都能與NaOH溶液反應(yīng)4．有關(guān)鐵的氫氧化物的說法中，錯誤的是A．Fe(OH)2是一種黑色固體，不穩(wěn)定，在空氣中易被氧化轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色固體B．Fe(OH)2具有還原性，在空氣中易被氧化為Fe(OH)3C．Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不穩(wěn)定性，受熱能分解D．Fe(OH)3膠體呈紅褐色、透明，能產(chǎn)生丁達(dá)爾現(xiàn)象易易錯精析1．向Fe2O3中加入適量稀鹽酸溶解，然后加入NaOH溶液有什么現(xiàn)象？改加過量鹽酸，又有什么現(xiàn)象？寫出變化過程的離子方程式。【細(xì)剖精析】有紅褐色沉淀生成。剛開始加入NaOH溶液時無明顯現(xiàn)象，隨著NaOH溶液的加入產(chǎn)生紅褐色沉淀：Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O，H＋＋OH－=H2O，F(xiàn)e3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓。2．向FeO中加入適量稀鹽酸溶解，然后加入NaOH溶液，有什么現(xiàn)象？為什么？寫出有關(guān)化學(xué)方程式?！炯?xì)剖精析】生成白色沉淀，迅速變成灰綠色，最后變?yōu)榧t褐色。FeO＋2HCl=FeCl2＋H2O，F(xiàn)eCl2＋2NaOH=Fe(OH)2↓＋2NaCl,4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。3．鐵屑溶于過量稀硫酸，過濾后向濾液中加入過量NaOH溶液，有白色沉淀生成，過濾，在空氣中加熱沉淀至質(zhì)量不再發(fā)生變化為止，得到紅棕色殘渣。上述過程中濾液中的金屬陽離子，白色沉淀，紅棕色殘渣分別是什么？【細(xì)剖精析】Fe2＋、Fe(OH)2、Fe2O3。4．如圖所示。向盛有FeSO4溶液的試管中滴加NaOH溶液可以制得Fe(OH)2。但白色的沉淀迅速變成灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色。為了能較長時間觀察到白色沉淀，同學(xué)們設(shè)計如下實驗裝置(苯是一種密度比水小，且不溶于水的油狀液體)：問題思考：(1)裝置Ⅱ中，F(xiàn)eSO4溶液表面覆蓋一層苯的目的是什么？【細(xì)剖精析】隔絕空氣，防止生成的Fe(OH)2被空氣中的O2氧化為Fe(OH)3。(2)裝置Ⅲ中，實驗時，先使H2SO4與鐵粉反應(yīng)一會兒，再滴加NaOH溶液，為什么？【細(xì)剖精析】先利用Fe與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的H2把裝置中的空氣排盡，以防止生成的Fe(OH)2被O2氧化。(3)裝置Ⅳ：若要生成Fe(OH)2，并能較長時間觀察到白色沉淀，應(yīng)如何操作？【細(xì)剖精析】打開止水夾a，使A管反應(yīng)進(jìn)行一段時間后再夾緊止水夾a，將A管生成的FeSO4溶液壓入B管與NaOH溶液反應(yīng)。5．為了檢驗Fe3O4中鐵元素的價態(tài)，設(shè)計了以下實驗：問題思考：(1)甲實驗中可觀察到什么現(xiàn)象？得出什么結(jié)論？【細(xì)剖精析】溶液紫色退去、棕黃色加深，證明溶液中存在Fe2＋，F(xiàn)e2＋具有還原性。(2)乙實驗中可觀察到什么現(xiàn)象？能否證明Fe2＋的存在？說明理由?！炯?xì)剖精析】有紅褐色沉淀產(chǎn)生；不能證明Fe2＋的存在，因為Fe(OH)3的顏色掩蓋了Fe(OH)2產(chǎn)生的實驗現(xiàn)象。(3)丙實驗可觀察到什么現(xiàn)象？得出什么結(jié)論？【細(xì)剖精析】溶液由棕黃色變?yōu)榧t色，證明有Fe3＋存在。能力拓展能力拓展1．鐵的氫氧化物化學(xué)式Fe(OH)2Fe(OH)3色態(tài)_白色固體___紅褐色固體__溶解性難溶于水難溶于水與鹽酸反應(yīng)_Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2O__Fe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O受熱分解_2Fe(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Fe2O3＋3H2O__制法可溶性亞鐵鹽與堿反應(yīng)：_Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓__可溶性鐵鹽與堿反應(yīng)：_Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓__二者的關(guān)系空氣中，F(xiàn)e(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現(xiàn)象是白色絮狀沉淀迅速變成_灰綠__色，最后變成_紅褐__色，化學(xué)方程式為：_4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3__2．成功制備Fe(OH)2的關(guān)鍵Fe(OH)2具有很強的還原性，易被氧化為Fe(OH)3。在實驗室中制備Fe(OH)2，并使Fe(OH)2長時間保持白色沉淀狀態(tài)，成功的關(guān)鍵有以下兩點：①溶液中不含F(xiàn)e3＋和O2等氧化性物質(zhì)；②制備過程中，保證生成的Fe(OH)2在密閉的隔絕空氣的體系中。3．實驗室中制備Fe(OH)2常用的三種方法方法一：有機層覆蓋法將吸有NaOH溶液的膠頭滴管插到液面以下，并在液面上覆蓋一層苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空氣與Fe(OH)2接觸發(fā)生反應(yīng)，如圖1所示。方法二：還原性氣體保護法用H2將裝置內(nèi)的空氣排盡后，再將亞鐵鹽與NaOH溶液混合，這樣可長時間觀察到白色沉淀，如圖2所示。方法三：電解法用鐵作陽極，電解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆蓋苯(或煤油)，如圖3所示。分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過關(guān)練1．下列各組中的兩物質(zhì)相互反應(yīng)時，若改變溫度、反應(yīng)物濃度或用量等反應(yīng)條件，產(chǎn)物相同的是A．Na和 B．KOH和C．Fe和 D．Cu和2．下列離子方程式正確的是A．鈉與水反應(yīng)：Na+2H2O=Na++2OH+H2↑B．硅酸鈉溶液與醋酸溶液混合：+2H+=H2SiO3↓C．室溫下用稀NaOH溶液吸收Cl2：Cl2+2OH?=ClO?+Cl?+H2OD．濃硝酸中加入過量鐵粉并加熱：Fe+3+6H+Fe3++3NO2↑+3H2OEMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT43．下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化在給定條件下能實現(xiàn)的是A．B．C．D．4．能將溶液中的轉(zhuǎn)化成的物質(zhì)是A． B． C． D．EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT45．《新修本草》中描述“青礬”為“本來綠色，新出窟未見風(fēng)者，正如琉璃……燒之赤色……”。青礬加熱時的反應(yīng)為。下列說法正確的是A．產(chǎn)物中含有3種酸性氧化物 B．所得赤色物質(zhì)為C．反應(yīng)為分解反應(yīng) D．鐵元素被還原EMBEDEquation.DSMT46．某鐵的氧化物()1.04g溶于足量鹽酸中，向所得溶液中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下，恰好將完全氧化。x值為A．0.714 B．0.750 C．0.800 D．0.875EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT47．用如圖實驗裝置(部分夾持裝置略去)進(jìn)行相應(yīng)的實驗，能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖茿．用甲裝置除去溶在中的B．用裝置乙制備氫氧化亞鐵沉淀C．用丙裝置定量測定化學(xué)反應(yīng)速率D．加熱裝置丁中的燒杯分離和高錳酸鉀固體EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT48．下列由實驗現(xiàn)象推出的結(jié)論正確的是A．向某溶液中加入，層顯紫色，說明原溶液中存在B．某溶液中滴加生成白色沉淀，迅速變成灰綠色，最終變成紅褐色，則原溶液有，無C．將通入某溶液中，不能產(chǎn)生白色沉淀，說明原溶液中不含或D．某溶液中加入溶液，生成白色沉淀，加稀鹽酸沉淀不消失，則原溶液中一定含有EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4題組B能力提升練1．元素的價類二維圖是我們學(xué)習(xí)元素及其化合物相關(guān)知識的重要模型和工具，它指的是以元素的化合價為縱坐標(biāo)，以物質(zhì)的類別為橫坐標(biāo)所繪制的二維平面圖像。鐵元素的價類二維圖如圖，其中箭頭表示部分物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，下列說法錯誤的是A．是一種黑色有磁性的鐵的氧化物，可由Fe、水蒸氣高溫反應(yīng)制得B．為實現(xiàn)向的轉(zhuǎn)化，可向含的溶液中通入或者滴加溶液C．由圖可預(yù)測：高鐵酸鹽()具有強氧化性，可將轉(zhuǎn)化為D．FeO、、均可與酸反應(yīng)，只生成一種鹽和水EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT42．把鐵片投入下列溶液中，鐵片溶解，溶液的質(zhì)量減少，但無氣體產(chǎn)生的是A．稀硫酸 B．硫酸鐵C．硫酸銅 D．硫酸鋅3．在pH=4.5時，利用原電池原理，用鐵粉將廢水中無害化處理的實驗如下表：方案一方案二初始條件pH=4.5pH=4.5，F(xiàn)e2+去除率＜50%接近100%24小時pH接近中性接近中性鐵的最終物質(zhì)形態(tài)下列說法正確的是A．該電池中Fe作負(fù)極，可被完全氧化B．正極的電極反應(yīng)為：C．方案二的去除率高，原因可能是Fe2+破壞了FeO(OH)層D．改變鐵粉粒徑大小，的去除速率不變EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT44．《天工開物》中關(guān)于制青瓦有如下記載：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，擇取無沙粘土而為之……凡坯既成，干燥之后，則堆積窯中燃薪舉……澆水轉(zhuǎn)銹，與造磚同法?！毕铝姓f法錯誤的是A．黏土的主要成分為硅酸鹽B．青磚中鐵元素主要以氧化鐵的形式存在C．燒制后自然冷卻不能制成青瓦D．黏土是制作磚瓦和陶瓷的主要原料5．向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入的鹽酸，恰好使混合物完全反應(yīng)，放出(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體，向所得溶液中加入KSCN溶液不變紅色。用足量的CO在高溫下還原相同質(zhì)量的此混合物，所得鐵的質(zhì)量為A．2.8g B．11.2g C．5.6g D．無法計算EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT46．某同學(xué)向一新制的溶液中逐滴滴加溶液直至過量，生成的白色沉淀迅速變成灰綠色，一段時間后，有紅褐色物質(zhì)生成。下列說法正確的是A．灰綠色沉淀為B．紅褐色物質(zhì)灼燒后可得到鐵單質(zhì)C．在隔絕空氣的條件下進(jìn)行上述實驗，可長時間觀察沉淀的顏色D．沉淀顏色變化的過程中未發(fā)生氧化還原反應(yīng)EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT47．關(guān)于Fe(OH)2的實驗室制備，下列說法不正確的是A．常用煮沸的方法除去NaOH溶液中的O2B．將苯換成四氯化碳同樣可以達(dá)到隔絕空氣的作用C．氫氧化鈉與硫酸亞鐵反應(yīng)的離子方程式為：Fe2++2OH=Fe(OH)2↓D．若生成的沉淀暴露于空氣中，白色→灰綠→紅褐色8．下圖中能較長時間看到白色沉淀的是A．①②⑤ B．①③④ C．②④⑤ D．①②③④⑤題組C培優(yōu)拔尖練1．鐵是生產(chǎn)生活中重要的金屬，其單質(zhì)和化合物在生活中有很廣泛的用途。請回答：(1)紅熱的鐵能跟水蒸氣反應(yīng)，有一種產(chǎn)物是可燃性氣體，則其化學(xué)反應(yīng)方程式為___________。(2)缺鐵性貧血患者應(yīng)補充Fe2+。用綠礬制成的補鐵劑藥片外表包有一層特殊的糖衣，試推測糖衣的作用是___________。(3)向某溶液中加入KSCN溶液，溶液立即變成紅色，則原溶液中含有(填離子符號)___________，要除去FeCl3溶液中少量的氯化亞鐵，可行的辦法是___________(填字母)。A．加入銅粉

B．加入鐵粉

C．通入氯氣

D．加入KSCN溶液(4)四氧化三鐵是生產(chǎn)生活常見的一種鐵的氧化物。它溶于鹽酸的離子方程式為___________。(5)高鐵酸鉀，其中鐵為＋6價)可消毒飲用水和除懸浮物。投入水中可發(fā)生如下反應(yīng)：膠體①該反應(yīng)中被氧化的元素是___________(填元素符號)。②高鐵酸鉀能夠消毒飲用水是因為其具有強氧化性，能除懸浮物的原因是___________。EMBEDEquation.