（浙江选考）2018高考化学大一轮复习 专题3 从矿物到基础材料 第2单元 铁 - 铜的获取及应用教师用书

第二单元 铁、铜的获取及应用

浙江考试标准 知识条目 (1)自然界铁、铜的存在形式，铁、铜的物理性质 (2)工业炼铁的反应原理 (3)铁、铜的化学性质(跟某些非金属、酸、盐的反应) (4)Fe、Fe的性质及转化 (5)检验Fe、Fe的常用方法 (6)不锈钢的主要组成元素及其用途 考点1| 铁及其化合物的性质与应用 [基础知识自查]

1．铁的位置与结构、物理性质

2＋3＋2＋3＋必考要求 a b b c 加试要求 a b b c c a

2．铁的化学性质

铁的性质活泼，有较强的还原性。

(1)与非金属单质的反应 ①与O2的反应。

常温：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3。 点燃

点燃：3Fe＋2O2=====Fe3O4。

点燃

②与Cl2的反应：2Fe＋3Cl2=====2FeCl3。 △

③与S的反应：Fe＋S=====FeS。 (2)与水的反应

常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应： 高温

3Fe＋4H2O(g)=====Fe3O4＋4H2。 (3)与酸的反应

(4)与某些盐溶液的反应

①与CuSO4溶液反应的离子方程式：Fe＋Cu===Cu＋Fe。 ②与FeCl3溶液反应的离子方程式：Fe＋2Fe===3Fe。 3．铁的冶炼

(1)原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气。 (2)设备：炼铁高炉。

(3)原理：铁的冶炼过程中的主要反应(写化学方程式) 点燃高温

①还原剂的生成：C＋O2=====CO2、C＋CO2=====2CO； 高温

②铁矿石的还原：Fe2O3＋3CO=====2Fe＋3CO2；

高温

③炉渣的形成：CaCO3=====CaO＋CO2↑、CaO＋SiO2===CaSiO3。 4．铁的三种氧化物的主要性质

俗名 色态 氧化亚铁(FeO) — 黑色粉末 氧化铁(Fe2O3) 铁红 红棕色粉末 四氧化三铁(Fe3O4) 磁性氧化铁 黑色晶体 3＋

2＋

2＋

2＋

铁元素价态 (1)与非氧化性酸反应 ＋2 ＋3 ＋2、＋3 FeO、Fe2O3分别与盐酸反应的离子方程式为FeO＋2H===Fe＋H2O、Fe2O3＋6H===2Fe＋3H2O，故二者均是碱性氧化物。

△

(2)FeO不稳定，在空气中受热生成Fe3O4，其方程式为6FeO＋O2=====2Fe3O4。 高温

(3)与Al发生铝热反应(以Fe3O4为例)方程式为3Fe3O4＋8Al=====9Fe＋4Al2O3。 5．铁的氢氧化物 颜色 状态 与H 反应 受热 分解 制法 ＋＋2＋＋3＋

Fe(OH)2 白色固体 红褐色固体 Fe(OH)3 Fe(OH)2＋2H===Fe＋2H2O ＋2＋Fe(OH)3＋3H===Fe＋3H2O △2Fe(OH)3=====Fe2O3＋3H2O 2＋－＋3＋— 可溶性亚铁盐与碱溶液反应Fe＋2OH===Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱溶液反应Fe＋3OH===Fe(OH)3↓ 3＋－二者 的关 系 在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 【特别提醒】 用FeSO4和NaOH试剂制备Fe(OH)2沉淀，实验时应注意的操作有： (1)配制FeSO4溶液的蒸馏水和NaOH溶液要加热煮沸除去溶液中的O2。 (2)用长滴管吸取NaOH溶液插入FeSO4溶液液面以下挤出NaOH溶液。

[核心要点提升]

1．“铁三角”及其重要应用 (1)“铁三角”的转化关系

(2)重要应用 ①判断离子大量共存

Fe与S、I、HS、SO3，Fe与NO3(H)、ClO、MnO4(H)在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存。

②盐溶液的配制与保存

a．Fe的盐溶液：加少量铁粉防止Fe被氧化；加少量相应的酸防止Fe水解。 b．Fe的盐溶液：加少量相应的酸防止Fe水解。 ③制取Fe(OH)3胶体

△

＋

Fe＋3H2O=====Fe(OH)3(胶体)＋3H。

3＋

3＋

3＋

2＋

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2＋

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2＋

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－

＋

④制备无水FeCl3

HCl气流中

FeCl3·6H2O=====FeCl3＋6H2O。

△(从MgCl2·6H2O中提取MgCl2，原理相同) ⑤相关除杂(括号内为杂质)

a．Fe(Fe)：加足量铁粉，充分搅拌，过滤。 b．FeCl3(FeCl2)：加氯水或双氧水。

c．FeCl2(CuCl2)：加过量Fe粉，充分反应，过滤。 2．成功制备Fe(OH)2的两个关键

(1)溶液中不含Fe和O2等氧化性物质。如在配制溶液时，可把蒸馏水加热煮沸，除去溶解在水中的氧气。

(2)制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。如可在溶液表面加植物油或苯以隔绝氧气，滴加液体时，可将胶头滴管伸入到液面以下防止氧气进入，也可用铁粉和硫酸反应产生的氢气排净装置中的空气。

【易错警示】 (1)Fe具有较强的还原性，Fe水解能力强，实际上pH>3.7时，Fe

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2＋

3＋

几乎完全水解生成Fe(OH)3沉淀。欲除去某溶液中含有的Fe杂质时，一般先向溶液中加入氧化剂(如H2O2)，使Fe被氧化为Fe，然后加碱或盐调节pH，使Fe转化为Fe(OH)3沉淀除去。

(2)Fe既具有较强的氧化性又易水解，当遇到还原性离子(如I、S、SO3)时，优先考虑氧化还原反应。

(3)Fe主要表现为还原性，Fe与NO3可共存，但有H存在时不共存。

[典型例题讲解]

把22.4 g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，如反应只收集到0.3 mol

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