《高考化学复习学案》——18、铁及其化合物（上）

高考化学复习学案

第18课 铁及其化合物

一、Fe元素的存在和原子结构

存在：少量Fe以游离态存在于陨铁中，Fe主要以化合态的形式存在于自然界，如氧化铁、四氧化三铁是铁矿石的主要成分。Fe元素的含量在地壳中居第4位，在金属中仅次于Al。

在周期表中的位置：第四周期第Ⅷ族，属于d区元素。

原子结构：价层电子排布为3d64s2，最外层有2个电子。

二、Fe的性质

物理性质：

银白色金属，铁粉为黑色，熔点高，是电和热的良导热，有延展性，能被磁化。

其合金生铁和钢是日常生活和工农业生产中最广泛使用的金属。

化学性质：

Fe在化学变化中可以失去2个电子，也可失去3个电子，表现出较强的还原性。

常见的强氧化剂：  

常见的弱氧化剂：

注意：

Fe在氧气中燃烧生成Fe3O4，而在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀，生成Fe2O3·xH2O（铁锈）。

Fe与浓硫酸、浓硝酸在常温下，会被氧化成致密的氧化膜，即钝化，加热时可完全反应。

Fe与稀硝酸反应可氧化成+3价Fe，而Fe过量时，则可生成+2价Fe.  

三、铁的氧化物

常见的铁的氧化有氧化亚铁、氧化铁（三氧化二铁）和四氧化三铁三种。下表是三种氧化物的比较：       

注意：

FeO不稳定，在空气中加热，能迅速氧化成Fe3O4。

三种氧化物都能溶于强酸：

FeO和Fe3O4中含有+2价Fe，有较强的还原性，在溶于强氧化性酸如硝酸时，会发生氧化还原反应。Fe2O3和Fe3O4中含有+3价Fe，有较强的氧化性，在溶于强还原性酸如氢碘酸、氢硫酸时，会发生氧化还原反应。  

热还原法是冶炼铁的常用方法。

四、铁的氢氧化物

氢氧化亚铁和氢氧化铁的比较：       

注意：

Fe(OH)2有很强的还原性，极易被氧化，制取的白色絮状沉淀在空气中迅速变灰绿色，最终变红褐色。

为了较长时间观察到白色沉淀，在制取过程中要避免与空气（氧气）接触，需要采取一些措施，如：  

将配制溶液的蒸馏水加热煮沸除去溶解的氧气；在溶液表面滴几滴植物油或苯，隔绝空气；将吸有NaOH溶液的胶头滴管尖嘴伸入溶液内部滴加；在保护气如氢气、氮气中反应，等等。

氢氧化铁胶体可用于净水。

练习：

1、判断下列说法的正误：

(1)浓硝酸与铁在常温下不反应，所以可用铁质容器贮运浓硝酸。

(2)工人将模具干燥后再注入熔融钢水，是因为铁与H2O高温下会反应。

(3)将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2。

(4)铁锈的主要成分可表示为Fe2O3·nH2O。

(5)FeS2在沸腾炉中与O2反应主要生成SO3。

(6)Mg加入到过量FeCl3溶液中可得Fe。

(7)钢铁在潮湿空气中生锈主要是发生了电化学腐蚀。

(8)室温下，Fe与浓H2SO4反应生成FeSO4。

答案：(1)(7)正确。

2、(2019·浙江4月选考，28)某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。

请回答：

(1)仪器1的名称____。装置5的作用______。

(2)实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进，使溶液能进入4中______。

(3)装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因____。  

答案：

(1)分液漏斗　液封，防止空气进入装置4

(2)在装置2、3之间添加控制开关

(3)装置4内的空气没有排尽