资源简介

(共51张PPT)
[学习目标]
1.掌握铁的主要性质及应用。
2.知道不同价态的铁的氧化物的主要性质和用途。
3.掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的性质及Fe(OH)2的制备方法。
1.铁的位置、存在和物理性质
自然界中_____中的铁元素以游离态的形态存在,含有铁元素的矿石有______、______、________。
4
Ⅷ
银白
陨铁
黄铁矿
赤铁矿
磁铁矿
2.铁的化学性质
铁元素性质活泼,有较强的还原性。
(1)与非金属单质反应
①与Cl2反应的化学方程式:_______________________。
②与O2点燃时反应的化学方程式:______________________。
③与S、I2反应的化学方程式:___________________________。
(2)与水蒸气反应
实验装置
[交流研讨]
①装置中湿棉花的作用是___________________。
②装置中Fe发生反应的化学方程式为_______________________________。
③为了提高铁粉与水蒸气的接触面积,可__________________________。
(3)与氧化性酸(如HNO3)的反应
①Fe与过量稀HNO3的反应:_______________________________。
②Fe与少量稀HNO3的反应:_____________________________________。
(4)与盐溶液的反应
①Fe与CuSO4溶液反应的离子方程式:__________________。
②Fe与FeCl3溶液反应的离子方程式:_________________。
提供反应物水蒸气
将铁粉置于疏松的石棉绒上
Fe+Cu2+=== Fe2++Cu
2Fe3++Fe=== 3Fe2+
[正误辨析]　正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)铁的化学性质比较活泼,所以铁在自然界中全部以化合态形式存在。( )
(2)Fe在足量的O2中燃烧生成Fe2O3。( )
(3)Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同。( )
(4)常温下可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸。( )
(5)Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生,说明Fe与两种酸均发生置换反应。( )
(6)还原铁粉与水蒸气反应生成的气体点燃后有爆鸣声,说明H2O具有还原性。( )
×
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√
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×
1.[走进教材]下列物质反应后,一定有+3价铁的是(　　)
①过量的Fe与Cl2反应　②Fe与稀硝酸反应
③Fe与S反应　④高温下Fe与H2O(g)反应
A.① B.①④
C.①②③ D.全部
解析　①Cl2为强氧化剂,与Fe反应生成FeCl3(+3价铁),即使Fe过量,固态反应中FeCl3不会被还原,故①一定生成+3价铁;②Fe与稀硝酸反应产物取决于Fe的量。若Fe过量,生成Fe2+,因此不一定有+3价铁,不符合题意;③S的氧化性较弱,与Fe反应生成FeS(Fe为+2价),无+3价铁,错误;④高温下,Fe与H2O(g)反应生成Fe3O4,含有+3价铁,正确。
B
2.(2026·柳州月考)为了探究铁与水蒸气的反应产物,某同学设计了如下实验装置,虚线框处用来检验生成的气体。下列说法中正确的是(　　)

A.球形干燥管中可加入CuSO4固体
B.反应后,乙装置中固体颜色由黑变为红棕色
C.虚线框处应选择丙装置,现象为灼热的黑色螺旋状固体变红
D.取适量乙中冷却后的固体,用稀盐酸溶解,滴加KSCN溶液,溶液不一定变红
D
解析　球形干燥管中加入的为干燥剂,用于干燥氢气,CuSO4吸水性较差,可以选择碱石灰等,故A错误;高温加热装置中铁粉与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,四氧化三铁为黑色固体,故B错误;氢气的密度比空气的密度小,虚线框处宜选择装置丁,实验时将螺旋状铜丝加热,变黑后再趁热迅速伸入试管中,变色的物质为氧化铜,氧化铜和氢气加热条件下反应生成铜和水,因此可观察到铜丝由黑色变为红色,故C错误;乙中铁粉可能不能完全反应,用稀盐酸溶解,铁粉可能和铁离子反应,滴加KSCN溶液,溶液不一定变红,故D正确。
(1)铁的氧化规律
铁与弱氧化剂(如S、CuSO4、I2等)反应时被氧化为Fe2+,铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4等)反应时被氧化为Fe3+。
(2)铁与酸反应的规律
①Fe与一般酸反应时只生成Fe2+,与氧化性酸(HNO3)反应时Fe少量生成Fe3+,Fe过量生成Fe2+。
②Fe与浓硫酸、浓硝酸作用时常温钝化(形成致密氧化膜),加热可以持续反应。
[归纳总结]
1.铁的氧化物
(1)物理性质及应用
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
铁的价态 ____ ____ ____________
俗称 — ____ ___________
色态 黑色粉末 __________ 黑色晶体
应用 色素 红色颜料 磁性材料
+2价
+3价
+2价、+3价
铁红
磁性氧化铁
红棕色粉末
(2)化学性质
①FeO、Fe2O3、Fe3O4分别与盐酸反应的离子方程式:____________________、________________________、Fe3O4+8H+=== 2Fe3++Fe2++4H2O。
②FeO与稀硝酸反应的化学方程式:_______________________________________。
③FeO、Fe2O3分别与HI溶液反应的化学方程式:________________________、
Fe2O3+6HI=== 2FeI2+I2+3H2O。
④Fe2O3与Al反应的化学方程式________________________ (该反应又叫______反应)。
FeO+2H+=== Fe2++H2O
Fe2O3+6H+=== 2Fe3++3H2O
3FeO+10HNO3=== 3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O
FeO+2HI=== FeI2+H2O
铝热
2.铁的氢氧化物(是离子反应的写离子方程式)
化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
颜色状态 ___色固体 _____色固体
与盐酸反应 _________________________ _______________________
受热分解 2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O
制备 可溶性亚铁盐与碱溶液反应:
__________________________ 可溶性铁盐与碱溶液反应:
____________________
二者的关系 在水中,Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3,现象是____色沉淀迅速变成______色,最后变成______色,化学方程式为
_______________________________
白
红褐
Fe(OH)2+2H+=== Fe2++2H2O
Fe(OH)3+3H+=== Fe3++3H2O
Fe2++2OH-=== Fe(OH)2↓
Fe3++3OH-=== Fe(OH)3↓
白
灰绿
红褐
4Fe(OH)2+O2+2H2O=== 4Fe(OH)3
[正误辨析]　正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)古壁画颜料中所用的铁红,其成分为Fe2O3。 ( )
(2)FeO有还原性,能被氧化成Fe3O4。 ( )
(3)Fe3O4可用FeO·Fe2O3表示,故Fe3O4为混合物。( )
(4)Fe(OH)3在空气中加热分解生成Fe2O3,则Fe(OH)2在空气中加热分解生成FeO。( )
(5)氢氧化铁与HI溶液反应的离子方程式为Fe(OH)3+3H+=== Fe3++3H2O。( )
(6)Fe2O3不能与水反应生成Fe(OH)3,所以不能通过化合反应生成Fe(OH)3。( )
√
√
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一　铁的氧化物的性质
1.(2025·江西省樟树中学月考)下列有关铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的叙述正确的是(　　)
A.铁的三种氧化物都能与盐酸反应生成盐和水,所以都是碱性氧化物
B.四氧化三铁是由Fe2O3和FeO按物质的量之比为1∶1组成的混合物
C.铁的三种氧化物都能与氢碘酸反应,且都只生成盐和水
D.铁的三种氧化物都能在高温下被焦炭还原为铁,而焦炭可能被氧化为CO或CO2
D
解析　碱性氧化物是能跟酸反应只生成一种盐和水的氧化物。FeO、Fe2O3都能与盐酸反应生成一种盐和水,均为碱性氧化物,而Fe3O4和盐酸反应生成FeCl3、FeCl2和水,生成的盐不只一种,所以Fe3O4不是碱性氧化物,故A错误;四氧化三铁可以看作是由Fe2O3和FeO按物质的量之比为1∶1组成的化合物,Fe3O4不是混合物,是纯净物,故B错误;FeO和氢碘酸发生复分解反应生成FeI2和水,但Fe2O3、Fe3O4和HI溶液反应,由于Fe3+具有氧化性,I-具有还原性,会发生氧化还原反应生成I2,故C错误;铁的三种氧化物都能在高温下被焦炭还原为铁,若焦炭少量,则生成CO2,若焦炭过量,则生成CO,故D正确;故选D。
2.[走进教材]目前人们在铺设无缝铁轨时,常利用铝和氧化铁发生铝热反应,利用得到熔融的铁水焊接铁轨。下列关于铝热反应的认识错误的是(　　)
A.反应过程中放出大量的热
B.将原料混合即可反应
C.铝发生氧化反应
D.该反应还可用于冶炼其它高熔点的金属
B
3.某实验小组测定铁的氧化物FexOy的化学式,已知该氧化物中铁元素只有+2和+3两种价态,实验步骤如下图:
Fe7O10
通过分析和计算可得该氧化物的化学式为:　 　　(x、y是最简整数比)。
解析　步骤②反应为2Fe2++Cl2=== 2Fe3++2Cl-,其中消耗0.05 mol Cl2,则Fe2+的物质的量为0.1 mol,原氧化物中Fe2+为0.1 mol,该氧化物中Fe2+以FeO形式存在,其质量为0.1×72 g=
7.2 g,则其中Fe3+以Fe2O3形式存在,其质量为(55.2-7.2)g=48 g,物质的量为0.3 mol,则该化合物中,FeO∶Fe2O3=0.1∶0.3=1∶3,氧化物可以写成3Fe2O3·FeO,即Fe7O10。
[归纳总结]
B
5.(2025·昆明市云南师范大学附属中学月考)一种制备Fe(OH)2的改进装置如图所示,下列说法错误的是(　　)

A.FeSO4溶液需要现用现配且使用过量的铁
B.实验时先注入稀硫酸,再注入NaOH 溶液和FeSO4溶液
C.装置N 的作用是液封,并判断装置M 中的空气是否排尽
D.该实验可以用铁粉代替Na2CO3粉末
D
解析　FeSO4易被氧化,需要现用现配且使用过量的铁,A正确;实验时先注入稀硫酸,等二氧化碳排出锥形瓶内的空气后再注入NaOH 溶液和FeSO4溶液生成氢氧化亚铁,B正确;烧杯内紫色石蕊溶液变红,说明锥形瓶内空气完全排出,同时装置N 可以防止空气进入锥形瓶,C正确;氢气的密度比空气小,用铁粉代替Na2CO3粉末,不能排尽空气,D错误。
[归纳总结]
1.下列有关铁及其氧化物的说法错误的是(　　)
A.(2025·江西卷T1A)用铁锅烹饪食物可以补铁,但不能代替药物
B.(2025·云南卷T1C)竹胎漆画颜料赭石的主要成分氧化铁,耐酸、碱
C.(2025·广东卷T5B)磁带可由四氧化三铁涂覆在胶带上制成,Fe3O4具有磁性
D.(2025·北京卷T6A)用盐酸除铁锈:Fe2O3·xH2O+6H+=== 2Fe3++(3+x)H2O
解析　铁锅烹饪可能溶出微量的铁元素,但补铁效果有限,不能代替药物,A项正确;氧化铁(Fe2O3)能与酸反应,B项错误;Fe3O4具有磁性,故可用于制作磁带,C项正确;铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O,与盐酸反应生成Fe3+,D项正确。
B
B
解析　铁与水蒸气在高温下反应生成Fe3O4和H2,A项正确;铁与水蒸气反应需在高温下进行,将酒精灯移至湿棉花下方,铁粉处不能产生高温,B项错误;反应生成的氢气可吹出肥皂泡,用火柴点燃肥皂泡,可听到尖锐的爆鸣声,C项正确;由于反应需在高温条件下进行,故需使用耐高温的硬质玻璃试管盛装还原铁粉,D项正确。
3.(2025·浙江6月选考)下列含铁化合物的制备方案正确的是选项(　　)
C
选项 目标产物 制备方案
A FeCl3·6H2O FeCl2溶液通足量Cl2后,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
B Fe2O3 红热的铁粉与水蒸气反应
C FeCl2 FeCl2·4H2O在干燥的HCl气流中脱水
D Fe(OH)2 FeCl2溶液中滴加煮沸过的NaOH溶液,在空气中过滤
解析　FeCl2溶液通足量Cl2后,得到FeCl3溶液,若通过加热蒸发浓缩会促进Fe3+水解且水解生成的HCl挥发,导致生成Fe(OH)3,无法得到FeCl3·6H2O,A错误;红热的铁粉与水蒸气反应会生成Fe3O4,得不到Fe2O3,B错误;Fe2+在水溶液中会水解生成Fe(OH)2且易被空气中的氧气氧化,则让FeCl2·4H2O在干燥的HCl气流中脱水可以得到FeCl2,C正确;FeCl2溶液中滴加煮沸过的NaOH溶液,在空气中过滤,生成的Fe(OH)2易被氧化为Fe(OH)3,D错误;故选C。
[夯基固本练]
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1.(2025·辽宁开学摸底考)打铁花表演中,铁水被击打成微小铁屑后剧烈燃烧,其根本原因是(　　)
A.铁屑温度更高 B.氧气浓度增加
C.铁屑质量更小 D.铁与氧气接触面积增大
解析　铁水被击打后分散成铁屑,温度并未显著升高,A错误;铁水被击打后分散成铁屑,周围环境中的氧气浓度并未改变,B错误;质量小并非根本原因,关键在表面积增大,C错误;铁水被击打成微小铁屑后,表面积增大,与氧气接触更充分,反应速率加快,D正确。
D
2.(2025·南京市期末)下列铁及其化合物的性质与用途不具有对应关系的是(　　)
A.Fe具有导热性,可用作炊具
B.Fe2O3为红棕色,可用作红色颜料
C.FeCl3具有还原性,可用于刻蚀覆铜板
D.Fe粉具有还原性,可用作食品抗氧化剂
解析　Fe具有导热性,传热效果好,可用作炊具,A正确;Fe2O3为红棕色,可用作红色颜料,如红色油漆等,B正确;FeCl3在刻蚀覆铜板的反应中,Fe3+被还原为Fe2+,作氧化剂,C错误;Fe粉具有还原性,能与氧气反应,可用作食品抗氧化剂,D正确;故选C。
C
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3.(2025·上海市育才中学期末)下列铁的化合物中,不能直接通过化合反应得到的是(　　)
A.Fe3O4 B.FeCl2
C.Fe(OH)2 D.Fe(OH)3
C
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4.(2025·广东期末)多角度认识同一物质有利于培养模型认知素养。如图中M 可能为(　　)

A.Fe B.Fe3O4
C.Fe(OH)2 D.FeCl3
解析　Fe只有还原性,没有氧化性,故不选A;Fe3O4是黑色固体,故不选B;Fe(OH)2是白色难溶于水的固体,铁元素显+2价,既有氧化性又有还原性,Fe(OH)2能与盐酸反应生成氯化亚铁和水,故选C;FeCl3是棕红色易溶于水的固体,不能与酸反应,故不选D。
C
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5.(2025·武汉检测)下列有关铁矿石与铁的氧化物的说法正确的是(　　)
A.赤铁矿的主要成分是Fe3O4,磁铁矿的主要成分是Fe2O3,FeO俗称铁红
B.铁矿石的主要成分与铁锈的主要成分相同
C.铁的氧化物都不溶于水,也不与水反应
D.铁的氧化物能与酸反应生成盐和水,因此Fe3O4、Fe2O3、FeO都是碱性氧化物
解析　赤铁矿的主要成分是Fe2O3,磁铁矿的主要成分是Fe3O4,Fe2O3俗称铁红,A错误;铁矿石的成分与矿石的种类有关,铁锈的主要成分是Fe2O3,B错误;铁的氧化物如FeO、Fe2O3和Fe3O4都不溶于水,也不与水反应,C正确;Fe2O3、FeO是碱性氧化物,Fe3O4不是碱性氧化物,D错误。
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C
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6.某同学对铁的氧化物产生了浓厚兴趣,查阅资料后制成以下卡片:
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下列说法正确的是(　　)
A.FeO、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体
B.反应②的温度比反应③的温度高
C.FeO的稳定性强于Fe2O3
D.四氧化三铁中铁元素的化合价较复杂,其组成可表示为FeO·Fe2O3
D
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解析　Fe2O3为红棕色固体,A错误;根据信息可知,Fe在500 ℃时与氧气反应生成Fe3O4,继续升高温度生成Fe2O3,而在1 400 ℃时Fe2O3转化为Fe3O4,则反应②的温度比反应③的温度低,B错误;FeO不稳定,在空气里受热能迅速被氧化为Fe3O4,其稳定性弱于Fe2O3,C错误;Fe3O4中Fe为+2价和+3价,化学式可写为FeO·Fe2O3,D正确。
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[能力技能练]
7.(2025·昭通一中教研联盟期中)向一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入250 mL 2 mol·L-1的稀硝酸恰好使混合物完全溶解,放出2.24 L NO(标准状况),往所得溶液中加入KSCN溶液,无红色出现。若用足量的H2在加热条件下还原相同质量的混合物,所得到的铁的质量为(　　)
A.5.6 g B.11.2 g
C.22.4 g D.44.8 g
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B
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8.(2026·四川省期中)一种铁矿石主要含有Fe2O3,还含有少量SiO2和Al2O3。一种以其为原料制备Fe(OH)3的流程如图所示。已知:“铝热还原”在隔绝空气时进行,Al元素会转化为难溶于酸、碱的熔点高的α Al2O3。下列说法错误的是(　　)

A.“浸渣”回收后可用于制作耐火砖
B.“浸取”时需要远离火源
C.“氧化”时发生反应:2Fe2++H2O2+2H+=== 2Fe3++2H2O
D.生产1.07 kg Fe(OH)3至少需要5 mol·L-1的双氧水10 L
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D
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9.(2025·辽宁沈阳一模)铁与不同浓度硝酸反应时各种还原产物的相对含量与硝酸溶液浓度的关系如图所示(反应后铁在化合物中的化合价为+3),下列说法错误的是(　　)
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C
A.硝酸的浓度越小,其还原产物氮的价态越低的成分越多
B.硝酸与铁反应往往同时生成多种还原产物
C.12.2 mol·L-1硝酸溶液与一定量的铁粉完全反应,得到标准状况下的气体体积为2.24 L,则参加反应的硝酸的物质的量为0.1 mol
D.硝酸浓度为9.75 mol·L-1时,氧化剂与还原剂的物质的量之比可为15∶13
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[素养提升练]
10.(2025·上海复旦附中段考)四氧化三铁(Fe3O4)磁性纳米颗粒稳定、容易生产且用途广泛,是临床诊断、生物技术和环境化学领域多种潜在应用的有力工具。
(1)中国科学院上海硅酸盐研究所研制出“纳米药物分子运输车”,该“运输车”可提高肿瘤的治疗效果,其结构如下图所示。下列有关说法正确的是　　　。
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B
A.该“运输车”中四氧化三铁是碱性氧化物
B.四氧化三铁起到“磁性导航仪”的作用
C.该“运输车”的外壳不含碳元素
D.该“运输车”分散于水中所得的分散系属于胶体
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(2)Fe3O4能和稀硫酸反应,生成的两种盐是　　　 　　　　。铁粉在氧气中燃烧是制取Fe3O4最为快捷的方法,A~D是制取四氧化三铁的系列装置,A装置用于制取二氧化碳气体,并要求气流稳定,流速可控。
根据题目要求,A装置最好选 　。
A.①　　　　　　　 B.②
FeSO4、Fe2(SO4)3
A
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(3)在加入试剂之前,需对装置进行气密性检查,写出检查①的气密性的操作:
___________________,向分液漏斗中加足量水,塞紧玻璃塞,打开玻璃旋塞,过一会儿,水不再下滴,说明装置①的气密性良好,如果把分液漏斗改成恒压滴液漏斗,是否可以用上述步骤检验装置的气密性:_____________________________________________
_______________。
(4)氧化沉淀法也是制取Fe3O4的一种常见方法,其制取流程如下图所示。
用止水夹夹紧橡胶管
不能,将分液漏斗换成恒压滴液漏斗,则漏斗中的液
体一定可以滴下
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①绿矾溶解温度需控制在50 ℃~80℃之间,实验室控制该温度的最佳方法是
　　 　。
②副产品P是　　 　(填写化学式),由溶液N获得该副产品的操作是:加热浓缩→
　　 　→过滤洗涤→晶体加热至完全失去结晶水。
水浴加热
Na2SO4
冷却结晶
解析　(1)碱性氧化物就是能和酸作用,只生成一种盐和水的金属氧化物,四氧化三铁虽可以和酸反应,但同时生成铁盐和亚铁盐两种盐,所以不是碱性氧化物,A错误;四氧化三铁其磁性使其在生物体内的定位和监测具有潜力,起到“磁性导航仪”的作用,B正确;有机物中含有碳元素,C错误;该“运输车”直径200 nm,胶体粒子的直径
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是1~100 nm,因此分散于水中所得的分散系不属于胶体,D错误。(2)Fe3O4中含二价铁和三价铁,和稀硫酸反应,生成的两种盐是FeSO4、Fe2(SO4)3;A装置用于制取CO2,并要求气流稳定,流速可控,因此最好选择装置①,选A。(3)检查装置①气密性的方法为:用止水夹夹紧橡胶管,向分液漏斗中加足量水,过一会儿,水不再滴落,说明气密性良好;如果把分液漏斗改成恒压滴液漏斗,液体一定能滴下,故不可以用上述步骤检验装置的气密性。(4)①反应温度需控制在50 ℃~80 ℃之间,水的沸点是100 ℃,实验室控制该温度的最佳方法是水浴加热。②经分析,滤液中还有钠离子和硫酸根离子,故副产品为Na2SO4;由溶液N获得该副产品的操作是:加热浓缩,冷却结晶,过滤洗涤,晶体加热至完全失去结晶水。

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