【本讲教育信息】
一. 教学内容：
铁和铁的化合物
二. 重点、难点
1. 掌握铁的化学性质，理解铁盐和亚铁盐的相互转变。
2. 了解铁的氧化物和氢氧化物。
3. 掌握铁离子的检验方法。了解过渡元素在周期表中的位置，过渡元素的结构、重要物理性质及其主要用途。
4. 本节知识的学习重点是：铁的化学性质；Fe3+和Fe2+之间的转化、即Fe3+的氧化性、Fe2+的还原性；Fe3+的检验。这也是高考中反复考的知识点。
5. 本节知识学习的难点是二价铁和三价铁的相互转化，为突破难点，学生应仔细观察演示实验或学生实验的现象、先有感性认识，然后用氧化还原反应的观点理解转化的实质，用离子方程式表示转化的过程。
三. 知识分析
（一）铁的单质
1. 物理性质：
铁与其他金属一样，具有金属的通性。纯铁为银白色，质软，重金属。
铁位于第四周期第Ⅷ族，是过渡金属，有4个电子层，最外层有2个电子，从它的结构可以看出，铁容易失去最外层的2个电子，同时次外层的1个电子也经常参加反应，因此具有还原性：
2. 化学性质：
（1）与非金属反应
① O2：3Fe＋2O2 =Fe3O4
② Cl2：2Fe＋3Cl2
2FeCl3
③ S：
（2）铁与水的反应
3Fe＋4H2O
Fe3O4＋4H2↑，H2O为氧化剂
（3）铁与酸的反应
Fe＋2H+==Fe2＋＋H2↑
（4）铁与盐的反应
Fe＋Cu2＋== Fe2＋＋Cu
Fe＋2Fe3＋== 3Fe2＋
（二）铁的重要化合物
1. 铁的氧化物
（1）不溶于水，不与水反应
（2）与酸反应
2. 铁的氢氧化物
（红褐色）
（白色）
3. 铁化合物和亚铁化合物的相互转换
2FeCl2＋Cl2 ====2FeCl3
2FeCl3＋Fe =====3FeCl2
（三）Fe3＋的检验
（红色）
【典型例题】
[例1] 将适量铁粉放入三氯化铁溶液中，完全反应后，溶液中的Fe3+和Fe2+浓度相等。则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比是（ ）
A.2:3 B. 3:2 C. 1:2 D. 1:1
答案：A
解析：Fe3+有较强的氧化性，与Fe反应如下：2Fe3++Fe=3Fe2+，由题意：
，而要生成3molFe2+需消耗2molFe3+，显然n（反应Fe3+）: n（未反应Fe3+）=2:3
[例2] 将括号内的气体通入对应的溶液（或水中），气体只作氧化剂，反应后得一种澄清溶液的是（ ）
A. 氢氧化钠溶液（二氧化硫）
B. 氢硫酸（二氧化硫）
C. 水（二氧化氮）
D. 硫酸亚铁溶液（氯气）
答案：D
解析：A中SO2只作一般的反应物；B中溶液会浑浊；C中气体既作氧化剂又作还原剂。D中氯气只作氧化剂，且反应后溶液澄清。
[例3] 在通常情况下，铁与下列物质不反应的是（ ）
A. 水 B. 浓硫酸
C. 浓硝酸 D. 硫酸铜溶液
答案：A
解析：铁与水的反应条件是赤热的铁与水蒸气反应，而通常情况下不反应。
冷的浓硝酸、浓硫酸与铁反应生成致密的氧化物薄膜，可使铁表面钝化。
硫酸铜和铁发生置换反应：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
[例4] A、B、C是中学常见的三种物质，它们之间存在如下转化关系，则A是（ ）
A. Cu B. Fe C. Al D. Fe2O3
答案：B
解析：
（1）H2与Cl2化合的产物溶于水所得的D应为盐酸。Cu与盐酸不反应，Fe2O3与Cl2不反应，此两种物质可先否掉。
（2）A既可与盐酸反应又可与氯气反应，而且与盐酸反应生成的氯化物又可被氯气氧化成高价的氯化物，只有Fe符合题意。
[例5] 能与Fe3+反应，又能证明Fe3+具有氧化性的微粒是（ ）
① ② Fe ③ Fe2+ ④ Cu ⑤ H2S ⑥
A. ④⑤⑥ B. ①②③
C. ①③⑥ D. ②④⑤
答案：D
解析：此题的答案要符合两个条件：一是能与Fe3+反应；二是要发生氧化还原反应，微粒能失电子使Fe3+被还原。
能与Fe3+反应：生成血红色溶液；Fe与Fe3+发生的是氧化还原反应 Fe+2Fe3+=3Fe2+；Fe2+与Fe3+之间无中间价态不反应；Cu与Fe3+发生的是氧化还原反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+；H2S与Fe3+发生的是氧化还原反应2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+；与Fe3+发生的不是氧化还原反应
。
[例6] 把铜粉和过量的铁粉加入到热的浓硝酸中，充分反应后，溶液中大量存在的金属阳离子是（ ）
A. 只有Fe2+ B. 只有Fe3+
C. 有Fe2+和Cu2+ D. 有Fe3+和Cu2+
答案：A
解析：在热的浓HNO3中加铁、铜分别生成Fe3+、Cu2+，过量的铁与Fe3+、Cu2+反应生成Fe2+和Cu。
Fe+2Fe3+=3Fe2+
Fe+Cu2+=Fe2++Cu
所以充分反应后溶液中大量存在的金属阳离子是Fe2+
[例7] 根据图中现象和转化推断A、B、C、D、E、F、G各是什么物质？写出①②反应的离子方程式，③④反应的化学方程式。
答案：A：FeS B：H2S C：FeSO4 D：CuS E：Na2SO4 F： G：S
反应的化学方程式：
① FeS+2H+=Fe2++H2S↑
② H2S+Cu2+=CuS↓+2H+
③
④
解析：此题通过框图表示实验的过程和现象，我们首先要抓变化中的特殊现象去分析推断。关键突破口是白色沉淀在空气中放置发生的变化，可知白色沉淀是，因此F是。而C生成，则C溶液含Fe2+，可知A是Fe或铁的化合物。若A是铁则B是H2，但H2不能与CuSO4溶液生成黑色沉淀，所以A不是铁，确定A是铁的化合物；而D只能是CuS，则A是FeS。进一步证实A是FeS的反应是： B与溶液反应有黄色沉淀生成，根据E与BaCl2溶液反应生成不溶于HCl的白色沉淀和溶液焰色反应为黄色，则E为Na2SO4溶液。
[例8]40g铁粉投入到500g稀HNO3中，若两物质恰好完全反应（HNO3的还原产物为NO），求此稀HNO3的溶质质量分数和生成的气体在标准状况下的体积？
答案：见解析
解析：有三种不同情况：（1）若生成物全部为Fe3+；（2）若生成物全部为Fe2+；（3）若生成物为Fe3+与Fe2+共存的混合物。
解：（1）若生成物全部为Fe3+时情况：设用去HNO3的质量为x。
x V1
解得：硝酸溶液的溶质的质量分数：
生成NO体积；V1=16L
（2）全部是Fe2+时情况：设用去HNO3的质量为Y。
y V2
解得：硝酸溶液的溶质的质量分数：
生成NO体积V2=10.67L
（3）若Fe3+与Fe2+共存：则放出的气体体积为10.67L＜V＜16L。硝酸溶液溶质的质量分数在24％—36％之间。
【模拟试题】（答题时间：60分钟）
1. 下列关于铁的叙述正确的是（ ）
A. 铁是第Ⅷ主族元素
B. 铁的原子序数是28
C. 铁是过渡元素
D. 铁位于第四周期第Ⅷ族
2. 下列关于铁的性质的叙述正确的是（ ）
A. 铁在氯气中燃烧生成FeCl2
B.
C. 铁粉和硫粉混合加热生成硫化亚铁
D. 铁与水在高温下生成氢气
3. 下列物质中，既可作氧化剂，又可作还原剂的是（ ）
A. FeSO4 B. Fe C. F2 D. HCl
4. 不能由单质直接化合而得到的化合物是（ ）
A. FeCl2 B. Al2S3 C. CuCl2 D. Mg3N2
5. 已知：① 2FeCl3+2KI=2FeCl2+I2+2KCl；② 2FeCl2+Cl2=2FeCl3判断下列物质的氧化能力由大到小的顺序是（ ）
A. Fe3+＞Cl2＞I2 B. Cl2＞Fe3+＞I2
C. I2＞Cl2＞Fe3+ D. Cl2＞I2＞Fe3+
6. 为了除去FeSO4溶液中的和CuSO4最好选用（ ）
A. 烧碱溶液 B. 浓氨水
C. 镁粉 D. 铁粉
7. 实验室制取FeSO4溶液应采用的方法是（ ）
A. Fe粉溶解在过量的稀硫酸中
B. FeO溶解在过量的稀硫酸中
C. 在浓硫酸中投入过量的铁屑
D. 在稀硫酸中投入过量的铁粉
8. 500mL 1mol/LFeCl3溶液，加入铁粉至还原完全，除去多余铁粉后加足量NaOH溶液，所得沉淀物的物质的量为（ ）
A. 0.5mol B. 1mol C. 0.75mol D. 不能确定
9. 某溶液由相同物质的量的CuCl2、FeCl2、AlCl3混合而成，向该溶液中加入铁粉，充分搅拌后振荡，铁粉仍有剩余，则溶液中存在较多的阳离子是（ ）
A. Fe3+、Cu2+ B. Fe2+ 、Fe3+
C. Fe3+、Al3+ D. Fe2+、Al3+
10. 下列关于Fe2+和Fe3+的叙述中，错误的是（ ）
A. 的水溶液为黄色
B. Fe3+的水溶液为黄色
C. Fe2+既有氧化性，又有还原性
D. Fe3+溶液中滴入含的溶液，立即出现血红色沉淀
11. 下列试剂不可能将Fe3+转化成Fe2+的是（ ）
A. Fe粉 B. NH3·H2O C. H2S D. Cu
12. 下列离子方程式错误的是（ ）
A. 溴化亚铁溶液中通Cl2
B. 溴化亚铁溶液中通足量的Cl2
C. 铜片放入FeCl3溶液中
2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+
D. 氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应
13. 现有化学方程式为：aFeCl2+bKNO3+cHCl=dFeCl3+eKCl+fx+yH2O，若b=1，d=3，则x的化学式为（ ）
A. N2 B. NO C. NO2 D. NH4Cl
14. 下列各组离子在溶液中不能同时大量共存的（ ）
A. 、Cu2+、Al3+、
B. Fe2+、、H+、
C. Mg2+、、H+、
D. 、、K+、
15. 2.8g CO在高温下与5.8g某种铁的氧化物完全反应，这种氧化物是（ ）
A. Fe3O4 B. Fe2O3
C. FeO D. Fe3O4和Fe2O3的混合物
16. 纯净的铁是光亮的______金属，抗腐蚀能力_______。但通常用的铁因含其它元素，使其熔点______，抗腐蚀能力______。铁有延展性、导热性，还有______性，在磁场的作用下，铁也可以产生______性，铁在一定条件下与______、______、______、______和______发生反应。
17. 下列物质中含有少量杂质，请在横线上填上适宜的试剂（或加热）将杂质除去。
物质 杂质 应加入试剂（或加热）
（1）FeCl3溶液 （FeCl2） ____________
（2）FeCl2溶液 （FeCl3、CuCl2） ____________
（3）FeSO4溶液 （CuSO4） ____________
（4）Fe2O3 （Al2O3） ____________
（5）Fe2O3 （） ____________
（6） （） ____________
18. 已知某三价金属氧化物与某二价金属氧化物，当两者的物质的量相等时，质量比为4:1。今取两种氧化物共60g，与适量盐酸反应生成水22.5g，其中二价金属氧化物生成的水是9g，则二价金属元素、三价金属的相对原子质量分别是______。
19. 两种铁的氧化物A和B，分别重0.4g和0.435g，在加热情况下，均用足量的CO还原，把生成的CO2分别通到足量澄清石灰水中，均得到0.75g沉淀，试确定两种铁的氧化物的化学式A______B______。
20. A、B、C均为单质。B为黄绿色气体，B与C反应后的产物溶于水得无色溶液E。呈酸性；E能作还原剂但其浓溶液不能被浓硫酸氧化；A、B、C之间的其它反应如下图所示，试写出下列物质的化学式。
A______ D______
B______ E______
C______ F______
21. 有一含Fe2O3的铁样品0.776g溶于过量盐酸，反应后无Fe3+存在，将该溶液加水稀释至100mL。取10mL通入14.56mL（标准状况），则溶液中恰好无Fe2+存在。求样品中铁的质量分数。
22. 用足量的稀H2SO4溶解FeS和的混合物共28.3g，得1.6g黄色固体，计算原混合物中FeS的质量。
【试题答案】
1. CD 2. CD 3. AD 4. A
5. B 6. D 7. D 8. C
9. D 10. AD 11. B 12. AB
13. B 14. BD 15. A
16. 银白色；强；降低；减弱；导电；磁；氧、非金属、水、酸、盐
17.
（1）Cl2 （2）Fe粉 （3）Fe粉 （4）NaOH溶液
（5）加热 （6）NaOH溶液
18. 24；56
19. Fe2O3； Fe3O4
20. A：Fe B：Cl2 C：H2 D：FeCl3 E：HCl F：FeCl2
21.
解：设100ml溶液中含xmolFe2+；Fe2O3为ymol；Fe为zmol。
2 1
x
Fe2O3+6H+====2Fe3++3H2O
2y
解得
∴ 质量分数为
22. FeS、分别与H2SO4反应，产物H2S具还原性，与具较强氧化性的Fe3+发生氧化还原反应。生成黄色固体的量取决于FeS或的物质的量。
FeS+H2SO4=FeSO4+H2S↑
若过量，黄色固体的量由FeS的量决定，设FeS含xg
~ ~
88g 32g
x 1.6g
解得：x=4.4g
若FeS过量，黄色固体的量由的量决定，设含yg
~ ~ S
32g
y 1.6g
解得：y=10.7g
FeS的质量
答：略
