第一節鐵及其化合物

i鐵的氧化物性質：

鐵單質i鐵的化合物保而獲取花場一廠南落一〕

+2+3

(Fe)；Fe、Fe汨溫「誦謙：一禽柘寫越蛆

素養新目標

1.認識鐵元素的性質與存在。

2.掌握鐵及其重要化合物的性質。

3.學會用實驗的手段研究物質性質的方法。

4.了解鐵及其化合物的廣泛用途。

［預習新知］

一、鐵的單質

1.鐵的存在

鐵在地殼中含量僅次于氧、硅和鋁,居第四位，主要以+2價和+3價化合物的形

式存在。鐵單質在自然界中以隕鐵的形態存在。

2.物理性質

純凈的鐵是光亮的銀白色金屬,密度較大，熔點較高。具有導熱性、導電性、

延展性,能被磁體吸引。

3.化學性質

(1)與非金屬反應

占燃占燃

2Fe+3C12仝也2FeCb3Fe+2。2仝也莊Q

(2)與水反應

3Fe+4Ha(g)角遢FeO+4H2

(3)與酸反應

Fe+2HCl=FeCl2+H2t

(4)與鹽溶液反應

Fe+CuSOi=FeSOi+Cu

結論：鐵在化學反應中做為還原劑:

口一弱氧化劑「2+0Q_強氧化劑口3+

Fe—29e----------H-ebe—3e-------*Fe

二、鐵的重要化合物

1.鐵的氧化物

(1)物理性質

氧化物FeOFe2()3FesOi

顏色狀態黑色粉末紅棕色粉末黑色晶傕

鐵的價態+2+3±2、+3

溶解性都不溶于水

(2)化學性質

①穩定性：Fe2。；、恒魚較穩定;FeO不穩定,受熱能氧化為FeQ。

②與酸反應：FeO、FeM都是堿性氧化物，都能與酸反應生成鹽和水。分別寫出它們與鹽

+2++3+

酸反應的離子方程式：FeO+2H=Fe+H2O,Fe2O3+6H^2Fe+3H2O?

2.鐵的氫氧化物的制備

實驗操作實驗現象結論(用方程式表示)

!NaOH

廣■溶液

試管中有紅褐色沉淀產生Fes++30H-=Fe(0H)1

11躁3

【NaOH2+

Fe+2OH-=Fe(OH)21(白

一溶液

試管中先生成白色沉淀，迅速色)、

變成灰綠色，最后變成紅褐色4Fe(0H)2+02+

：

FeSO42H0=4Fe(OH)3

1F溶液2

3.鐵的氫氧化物的化學性質

氫氧化鐵和氫氧化亞鐵都為不溶性堿，它們具有的性質是

+3+

(1)能與酸反應，它們分別與鹽酸反應的離子方程式是Fe(0H)3+3H=Fe+3H20,

+2+

Fe(OH)2+2H=Fe+2H20。

(2)不穩定，受熱易分解,其化學方程式分別為

①Fe(OH)3：2Fe(OH)3^=Fe203+3H20,

②Fe(OH)2：Fe(OH)2=^=FeO+II2O(隔絕空氣)。

4.鐵鹽和亞鐵鹽

(DFe,’和Fe"的檢驗：

KSCN

「.溶液呈以紅色氯水

Fd)KSCN.溶液顏色無變化空二溶液變成園紅色

(2)Fe?+與Fe"的轉化:

①實驗及現象：

溶液由棕黃色一因淺綠色f溶液81無明顯變化f溶液變成囪紅色.

②反應的離子方程式：

3+2+3+

592Fe+Fe=3Fe,2Fe"+Cl2=2Fe+2C1一。

鐵等強還原劑

③結論：Fe3+Fe2+

氯氣等強氧化劑

［即學即練］

1.判斷正誤，正確的打“J”，錯誤的打“X”

(1)自然界中不存在游離態的鐵。()

(2)Fe3a中化合價有+2和+3價為混合物。()

(3)FeO在空氣中加熱生成FezOs。()

(4)FeO和Fe2()3均為堿性氧化物。()

(5)Fe?+可以被CL氧化為Fe'+,說明Fe"具有氧化性。()

(6)向溶液中加KSCN溶液，溶液變紅色，說明溶液中不含Fe"。()

答案：⑴X(2)X(3)X(4)V(5)X(6)X

2.鐵在一定條件下與02、水蒸氣反應的共同產物是()

A.FeOB.FezOaC.FesOiD.Fe(OH)2

答案：C

3.下列物質反應后一定有+3價鐵生成的是()

①過量的Fe和CL反應

②Fe與過量稀硫酸反應

③FeCL溶液中通入少量CL

@Fe和Fez。,的混合物溶于鹽酸中

A.①B.①③C.①②③D.全部

解析：①中的CL能將鐵氧化為+3價。②中Fe與稀硫酸反應只能生成Fe”。③在溶液中

Fe?+被CL氧化生成Fe"。④中首先發生Fe與鹽酸生成FeCL、FeG與鹽酸生成FeCh的反應,

但題中未給出反應物間相對量的關系，若鐵是足量的，則能將生成的FeCk全部還原為FeCk。

答案：B

4.某鋼鐵廠附近居民經常受到該廠產生的紅棕色煙霧的困擾。據你估計這一空氣污染物

中可能含有()

A.Fe粉塵B.FeO粉塵C.Fe。粉塵D.FeQ3粉塵

答案：D

技能素養

目標一Fe2+.Fe，+的檢驗方法

［例1］要證明某溶液中不含有Fe?+而可能含有Fe",進行如下實驗操作時最佳順序為

()

①加入足量氯水②加入足量KMnCh溶液③加入少量NH6CN溶液

A.①③B.③②

C.③①D.①②③

【解析】加入NH6CN無紅色物質產生證明無F5+,再加氯水，若有Fe?+,則Fe?+可被

氧化為Fe'+,使溶液變紅色；KMnOi酸性溶液也能氧化Fe",但KMnO,本身為紫紅色，加入足

量酸性KMnO,后，使Fe"與NH.SCN反應后溶液的顏色不易被觀察。

【答案】C

［提升1］某溶液中可能存在Mg"、Fe-Fe*加入NaOH溶液，開始時有白色絮狀沉淀

生成，白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，下列結論正確的是()

A.一定有Fe”,一定沒有Fe"、Mg2'

B.一定有Fe，+,可能有Fe",一定沒有M/+

C.一定有Fe^,一定沒有Fe"、Mg2+

D.一定有Fe3可能有Mg?*,一定沒有Fe計

答案：D

［核心能力］

Fe2\Fe”的檢驗方法

(1)直接觀察顏色

溶液呈淺綠色含有Fe2+

If溶液呈棕黃色含有Fe3+

(2)利用氫氧化物沉淀的顏色

-*產生紅褐色沉淀-含有Fe3+

未知Na()H溶液

溶液產生白色沉淀.然后迅速變為灰綠色.

最后變成紅褐色-*含有Fe2

(3)利用顯色反應

溶液呈紅色—含有Fe："

未知KSCN溶液

溶液「新制氯水,

溶液不變紅---------->溶液呈紅色

含有Fe2i

(4)利用+的還原性

未知酸性KMn()|溶液

溶液紫色褪去,說明溶液中存在Fe2+

溶液

(5)利用Fe"的氧化性

未知K1-淀粉溶液…,

?溶液變藍色.說明溶液中存在Fe3+

溶液

除雜問題(括號內為雜質)：

①FeCL溶液(FeCL)：加足量氯水或H4或通入足量Cl2?

②FeCL溶液(FeCL)：加足量鐵粉，充分反應后過濾。

③FeSO,溶液(CuSOj：加足量鐵粉，充分反應后過濾。

④Fe粉(鋁)、Fe203(Al203)：加足量NaOH溶液，充分反應后過濾。

目標二鐵及其化合物之間的轉化

［例2］已知下述三個實驗均能發生化學反應:

①②③

將鐵釘放入硫酸銅溶液中向硫酸亞鐵溶液中滴入幾滴氯水將銅絲放入氯化鐵溶液中

下列判斷正確的是()

A.實驗①中鐵釘只作還原劑

B.實驗②中Fe?+既顯氧化性又顯還原性

C.實驗③中發生的是置換反應

D.上述實驗證明氧化性：Fe3+>Fe2+>Cu2+

【解析】實驗①中鐵釘作還原劑，氧化性Cu'+AFe"；實驗②中Fe"只表現還原性，實

驗③中反應為：2FeC13+Cu=2FeCL+CuC12不是置換反應，分析可知，氧化性：Fe；，+>Cu2+,

綜上可知氧化性Fe">Cu2+>Fe2+,故A正確，B、C、D錯誤。

【答案】A

［提升2］己知A是一種常見金屬，F是一種紅褐色沉淀。試根據圖中轉化關系，回答下

列問題。

鹽酸

由NaOH.甲

回鹽酸

Cl2A

點燃--0^4!

X

推斷題的解題思路：根據物質的物理性質(特別是色、態)和化學性質(相互轉化關系、反

應條件等)，找出具有特征條件的物質，再由相互轉化關系逐步推斷。

(1)寫出A、C、F、G的化學式：

A.；C.；F.；G.o

(2)檢驗D中陽離子的方法為

(3)保存C溶液時要加固體A的原因是

(4)寫出下列轉化的離子方程式：

①D"

②C-D：

⑸寫出E->F的化學方程式：

解析：根據F是紅褐色沉淀知F是Fe(OH)3,從而推知A為Fe,B為FeQ”C是FeCh,D

是FeCb,E為Fe(OH)2,F為Fe(0H)3,G為Fez()3,X為k

答案：

(l)FeFeCLFe(0H)3Fe203

(2)取D溶液少許于試管中，加入幾滴KSCN溶液，溶液變紅色，證明含Fe計

(3)防止Fe"被Ch氧化

3+-

(4)①2Fe"+Fe=3Fe"②2Fe"+Cl2=2Fe+2C1

(5)4Fe(OH)2+02+2H20=4Fe(OH)3

［核心能力］

鐵及其化合物之間的轉化

1.Fe只有還原性，可以被氧化成+2價或+3價的鐵：

較弱氧化劑9

?十

如I2、S、H，、Cu?、Ag"箏

較強氧化劑,

Fe----------------------------->Fe3+

如CigBr2、稀硝酸(足量)等

氧化劑

L一一占7、/Fe3()4(Fe()?Fe2()3)

O2、&()專

占燃高；日

如Fe+2H+=H/t+Fe?+2Fe+3cl2^^:2FeCk3Fe+4H20(g)=^^Fe:tO1+4H2

2.Fe"既有氧化性又有還原性：

強氧化劑”

----------------------------------------->Fe，"

如Cl2,Br,、HN(%、HCI()等

Fe2+—

還原劑

----------------------------?Fe

如C、Al、Zn、C()等

如2Fe°++CL=2Fe3++2C1"Zn+Fe2+=Fe+Zn2+

3.Fe"具有較強的氧化性，可被還原為+2價或0價的鐵：

還原劑9,

----------------/Fe2+

如C'u、Fe等

Fe3+—

還原劑

---------------------->Fe

如C、Zn、C'()等

2+2+

如2Fe"+Cu=2Fe+Cu3C0+Fe曲=￡=2Fe+3C02

與Fe"、Fe”有關的離子共存問題：

①Fe"與「、整-、HS，SOr、HSO「等因發生氧化還原反應而不能大量共存。

②Fe"與MnO；(H+)、NO；(酎)、C1(T等因發生氧化還原反應而不能大量共存。

學考評價

授課提示：對應學生用書41頁

1.下列有關鐵與水反應的說法中正確的是()

A.在任何條件下，鐵與水均能發生反應

B.在高溫時，鐵與水蒸氣反應生成氫氧化鐵和比

C.在高溫時，鐵與水蒸氣反應生成氧化鐵和山

1).在高溫時，鐵與水蒸氣反應生成四氧化三鐵和比

答案：D

2.下列各圖示中能較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀的是()

A.①②B.①③

C.②③D.①②③

解析:因為Fe(OH)z在空氣中易被氧化成Fe(OH)3,故要長時間觀察到Fe(OH)2白色沉淀,

就要排除裝置中的空氣或氧氣。裝置①是先用壓將裝置中的空氣排盡，并使生成的Fe(0H)2

處在氫氣的保護中，③中液面上加苯阻止了空氣進入；②由于能接觸到空氣中的故不能

較長時間觀察到白色沉淀。

答案：B

3.向某溶液中加入含Fe?+的溶液后，無明顯變化。當再滴入幾滴新制氯水后，混合溶液

變成紅色，則下列結論錯誤的是()

A.該溶液中一定含有SCV

3+

B.氧化性:Fe>C12

C.Fe"與SCV不能形成紅色物質

D.Fe，+被氧化為F4+

2+3+

解析：溶液中的Fe2+與加入的新制氯水發生反應：2Fe+Cl2=2Fe+2Cr,故氧化性：

Fe3+<CL；能使含Fe3+的溶液變為紅色，說明原溶液中一定含有SCN一；因原溶液中加入含Fe?

+的溶液后，無明顯變化，說明Fe?+與SC『不能形成紅色物質。

答案：B

4.把表面有氧化物的相同大小的銅片和鐵片一起放入鹽酸中，充分反應后，所得溶液中

的金屬離子為()

A.Fe3+和O?+B.F*和Cu"C.Fe?+和Fe計D.Fe2+

解析：本題涉及的物質的反應有：CuO與鹽酸的反應，Fe、Fe。與鹽酸的反應，Fe計與Fe、

Cu的反應，Fe與C/+的反應等。表面氧化物較少，溶于鹽酸后，生成的Fe，+和C/+較少，分

別被Fe還原為Fe,+和Cu,Cu與鹽酸不反應，Fe與鹽酸反應生成Fe"。

答案：D

5.化合物A、B組成元素相同，且B為白色。C是一種與B含有相同價態該金屬元素的硫

酸鹽，向C中加入適量的NaOH溶液，可觀察到生成的沉淀迅速變為灰綠色，最后變為紅褐色

沉淀A,加熱A可得紅棕色粉末D。回答下列問題：

(1)寫出各物質的化學式：A__、B_、C、D

(2)寫出B轉化為A的化學方程式：

寫出A受熱分解的化學方程式:

解析：解答本題的關鍵是抓住C與NaOH溶液反應的特征現象，確定A是Fe(0H)3,C是

FeSO?B為Fe(OH)z,D為FeQ。

答案：

(l)Fe(OH)3Fe(0H)2FeSO,Fe2O3

(2)4Fe(OH)2+02+2H20=4Fe(OH)3

2Fe(0H)3^=Fe203+3H20

練后感悟

制備Fe(OH)2的注意問題

(DFe"極易被氧化，所以FeSO,溶液要現制現用。

(2)為了防止Fe?+被氧化，配制FeSO,溶液的蒸儲水和NaOH溶液要煮沸，盡可能除去02,

(3)為了防止滴加NaOH溶液時帶入空氣，可將吸有NaOH溶液的長滴管伸入到FeSO,溶液

的液面下，再擠出NaOH溶液。

(4)為防止Fe?+被氧化，還可以向盛有FeSOi溶液的試管中加入少量的煤油或其他密度小

于水而不溶于水的有機物，以隔絕空氣。

課時作業14鐵及其化合物

授課提示：對應學生用書95頁

［學業達標］

1.下列說法正確的是()

A.赤鐵礦的主要成分是FesO”

B.FeG為堿性氧化物，可與水反應生成Fe(0H)3

C.鐵銹的主要成分是FeQ

D.Fe：Q」中鐵元素有+2價和+3價，FeQ,是混合物

解析：赤鐵礦、鐵銹的主要成分是Fez。”A錯誤，C正確；Fe。為堿性氧化物，但不與水

反應，B錯誤；Fe3ch為純凈物，不是混合物，D錯誤。

答案：C

2.下列物質的顏色和性質平用途對應正確的是()

編號S顏色性質/用途

Fe2O3紅棕色紅色油漆、涂料

②Fe(0H)2紅棕色易被氧化成灰綠色，最終變為紅褐色

③Fe(0H)3紅褐色受熱易分解生成紅棕色粉末

④Fe2+黃色具有較強氧化性

⑤Fe計淺綠色具有較強的還原性

A.①④⑤B.②③C.①②③④⑤D.①③

解析：FeSH）,為白色：Fe?+具有較強的還原性，+具有較強的氧化性。

答案：D

3.下列關于Fe?+和Fe，+的敘述中，錯誤的是（）

A.Fe，+的水溶液為淺綠色

B.Fe?+的水溶液為黃色

C.Fe3+具有氧化性，Fe?+具有還原性

D.Fe"溶液中滴入含SCM的溶液，立即出現紅色沉淀

解析：FT+溶液中滴入含SCN-的溶液，生成紅色可溶性物質，不是紅色沉淀。

答案：1）

4.下列離子的檢驗方法合理的是（）

A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈紅色，說明不含Fe?卡

B.向某溶液中通入Ch,然后再加入KSCN溶液變紅色，說明原溶液中含有Fe“

C.向某溶液中加入NaOH溶液，得紅褐色沉淀，說明溶液中含有Fe計

D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又觀察到顏色逐漸變為紅褐色，說明該溶液

中只含有Fe?*,不含有Mg?卡

解析：A項，加入KSCN后呈紅色，說明含Fe3+,但不能說明是否含有Fe?+；B項，通Ck

后再加入KSCN溶液變紅色說明所得的溶液中含有Fe，+,而原溶液中是否含有尸4+、Fe?+無法

判斷；C項，加入NaOH得紅褐色沉淀說明含有Fe計；D項，當溶液中含有Fe?+和其他能與堿

反應生成白色沉淀的離子時，同樣會出現上述現象，因為Fe（OH）z轉變成Fe（OH）?時，紅褐色

很容易掩蓋其他白色沉淀的現象。

答案：C

5.選擇合適試劑完成甲、乙兩組實驗。

甲組：檢驗含Fe："的溶液中是否含有Fe?+；

乙組：檢驗含Fe，+的溶液中是否含有FT+。

下列試劑及加入試劑順序能達到實驗目的的是（）

試劑

甲組乙組

選項

A新制氯水、KSCN溶液NaOH溶液

B酸性KMnOi溶液KSCN溶液

CK0II溶液澳水

D溟水酸性KMnO,溶液

解析：由于Fe"的干擾，在檢驗Fe"時使用酸性KMnOi溶液，只有B正確。

答案：B

6.要除去FeCk溶液中少量的FeCk,下列方法可行的是（）

A.滴入KSCN溶液

B.加入鐵粉

C.通入氯氣

D.加入銅粉

解析：Fe+2FeCl3=3FeCl2,故可用Fe除FeCL中的FeCh。

答案：B

7.在含有1molFeSOi的溶液中投入一小塊金屬鈉，反應完全后，濾出沉淀并洗滌，然

后在空氣中灼燒沉淀得到的固體物質是（）

A.FeOB.Fe

C.Fe(OH)3D.Fe203

解析：金屬鈉投入溶液生成氫氧化鈉和氫氣，氫氧化鈉與FeSO」溶液反應生成Fe(0H)2,

在空氣中灼燒沉淀時，首先Fe(OH)2被氧化為Fe(OH)3,Fe(OII)3再分解生成Fe曲和水。

答案：D

8.將下列四種化合物溶于稀鹽酸，滴加硫氟化鉀溶液，沒有顏色變化，再加氯水即呈現

紅色的是()

A.FeOB.FezOa

C.FeChD.Fez(SO)3

解析：題述現象說明化合物中含有Fe"。

答案：A

9.下列離子方程式正確的是()

3+-

A.將氨水滴入到FeCh溶液中Fe+30H=Fe(0H)3I

+3+

B.氧化鐵與鹽酸反應Fe203+6H=2Fe+3H20

C.向FeCL溶液中加入鐵粉Fe+Fe3+=2Fe2+

2+:,+

D.向氯化亞鐵溶液中通入CkFe+Cl2=Fe+2Cr

解析：A項在書寫離子方程式時，弱電解質NHLHQ不能拆寫成離子的形式；C項離子方

程式中除遵循元素守恒外，電荷也必須守恒，正確的離子方程式應為Fe+2Fe3+=3Fe2+；D

項只符合元素守恒，不符合電荷守恒，正確的離子方程式應為2Fe2++CL=2Fe3++2Cl，

答案：B

10.當向盛有氯化鐵溶液的燒杯中同時加入鐵粉和銅粉，反應結束后，燒杯底部不可能

出現的是()

A.有銅無鐵B.有鐵無銅

C.有鐵有銅D.無鐵無銅

解析：向盛有FeCL溶液的燒杯中同時加入Fe粉和Cu粉，由于Fe的還原性比Cu強，Fe

+首先與Fe反應，如果Fe，+有剩余，剩余的F5+再與Cu反應，Fe粉未反應完時銅粉就不會被

氧化。所以不可能出現燒杯中有鐵無銅的現象，故選B。

答案：B

11.在氯化鐵、氯化銅和鹽酸的混合溶液中加入鐵粉，待反應結束后，所剩余的固體濾

出后能被磁鐵吸引，則反應后溶液中存在較多的陽離子是()

A.Cu2+B.Fe計C.Fe2+D.H+

解析：因所剩固體能被磁鐵吸引，說明Fe有剩余，2Fe3++Fe=3Fe2+,Cu2++Fe=Cu+

2++2+

Fe,2H+Fe=Fe+H21,即Fe"、Cu"、H*等可與Fe反應，不可能存在較多。

答案：C

而NaOH

||卜溶液

野煤油

FeSO

國-溶液4

12.有關鐵的化合物的說法中，錯誤的是()

A.Fe(OH)z是一種黑色固體，不穩定，在空氣中易被氧化轉變為紅褐色

B.由圖示操作可制取Fe(OH)2

C.FeQ/、Fe(OH)3都可以由化合反應制得

D.Fe(0H)3膠體呈紅褐色、透明，能發生丁達爾效應

解析：Fe(OU)?是一種白色固體，A錯誤；煤油能減少FeSO」溶液與氧氣接觸，可以避免試

管中部分氧氣對氫氧化亞鐵的氧化，B正確；鐵在氧氣中燃燒可生成FesO”可通過化合反應:

4Fe(0H)2+2HQ+02=4Fe(0H)3制取Fe(0H)3,C正確;Fe(0H)3膠體呈紅褐色、透明，能發生

丁達爾效應，D正確。

答案：A

13.某同學對未知物A鹽的水溶液進行了鑒定，實驗過程及現象如下圖所示：

E適量硝酸酸化的AgN()s溶液f回白色沉淀)

口迂流一?—也回(紅色溶液)

現對A、B、C、D做出的如下推斷中，不正確的是()

A.A鹽一定是FeCh

B.白色沉淀B可能是AgCl

c「中一宗含Fp3+

D：無法確定A中是否含有Fe?+

解析：因為A中加入了硝酸酸化的AgNQ,溶液，HN(h可以把Fe?+氧化成Fe時,所以A鹽也

可能為Fe能2。

答案：A

14.A,B、C、D、E分別是鐵或鐵的化合物。其中D是一種紅褐色沉淀。其相互反應關系

如圖所示：

______>B?.D

―?A③④⑥

+HC1②

⑦

根據如圖所示變化，按要求回答下列問題：

(1)寫出A、E的化學式：

A________，E________。

⑵寫出其中幾步反應的化學方程式：

C—B：__________________________________________________________________

B-D：

E_*A：__________________________________________________________________

(3)C中加入NaOH溶液，看到的現象是

解析：解答該題的關鍵是D,因為D為紅褐色沉淀，可知D是Fe(OH)3,則E是FezOs,A

是Fe,B是FeCh,C是FeCL

答案：

(l)FeFe2O3

(2)2FeClz+C12=2FeC13(合理即可)

FeCl3+3NaOH=Fe(0H)aI+3NaCl(合理即可)

Fez03+3C0^^2Fe+3coz(或Fe2O3+2A1+A120：()

(3)出現白色沉淀，迅速變成灰綠色，最終變成紅褐色

［等級突破］

15.某化學興趣小組利用如圖裝置進行“鐵與水反應”的實驗，并檢驗產物的性質，請

回答下列問題：

鱉灰H

ABCE

(