金属铁及其化合物的相互转化
第三章第12讲铁及其化合物的转化关系2025年高考化学一轮复习
第三章 金属及其化合物
第12讲 铁及其化合物的转化关系
化学
高考总复习精准备考方案
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[复习目标] 1.基于“价—类”二维图认识铁及其重要化合物之间的转化关系，并应 用于分析、解决相关问题。2.通过实验探究亚铁盐、铁盐的化学性质及相互转化关系。
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考点一 基于“价—类”二维图理 解铁及其化合物的转化 考点二 “铁三角”的相互转化及实 验探究
棕黄色溶液
＋Cu2＋
化性
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答案
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【解析】 向 FeCl2 溶液中通入 Cl2，Fe2＋被氧化为 Fe3＋，溶液变成棕黄色，Fe2＋作还原 剂，表现还原性，A 正确；向 FeCl2 溶液中加入锌片，Zn 将 Fe2＋还原为 Fe，溶液变成无色， Fe2＋作氧化剂，表现氧化性，B 正确；向 FeCl3 溶液中加入铁粉，发生反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2 ＋，Fe 作还原剂，表现还原性，C 正确；向 FeCl3 溶液中加入铜粉，发生反应：2Fe3＋＋Cu===2Fe2 ＋＋Cu2＋，溶液由棕黄色变为蓝色，Fe3＋作氧化剂，表现氧化性，D 错误。
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
。
(3)向 FeSO4 溶液中滴加 KMnO4(H＋)：
5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O
。
(4)将 FeCl2 溶液滴入稀硝酸中，有无色气体放出：
3Fe2＋＋NO－ 3 ＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
。
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解析
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二、实验探究“铁三角”的转化关系
3．(教材改编题)为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性，某同学设计了如下实验
铁及其化合物的化学方程式和离子方程式答案
铁及其化合物的化学方程式和离子方程式答案铁及其化合物的化学方程式和离子方程式总结铁是一种常见的金属元素，它在不同条件下可以与氧气、氯气、硫、水蒸气等反应。
其中，铁在氧气中燃烧的化学方程式为3Fe＋2O2→2Fe3O4，而在氯气中燃烧的方程式为2Fe＋3Cl2→2FeCl3.此外，常温条件下铁锈的形成是由4Fe＋3O2＋2H2O→2Fe2O3·H2O引起的。
氧化亚铁是铁的一种氧化物，它也可以与一氧化碳、铝粉等物质发生反应。
例如，氧化亚铁在空气中加热会发生6FeO ＋O2→2Fe3O4的反应，而与一氧化碳高温反应的方程式为FeO＋CO→Fe＋CO2.此外，氧化亚铁与铝粉在高温下反应的方程式为3FeO＋2Al→Al2O3＋3Fe。
铁和硫的共热反应的方程式为Fe＋S→FeS，而铁和水蒸气在高温条件下反应的方程式为3Fe＋4H2O→Fe3O4＋4H2.铁还可以与稀硫酸、浓硫酸、稀硝酸、浓硝酸等酸性物质反应，生成不同的产物和离子。
例如，铁与稀硫酸反应的方程式为Fe＋H2SO4→FeSO4＋H2↑，而少量的铁与浓硝酸共热的方程式为Fe＋6HNO3(浓)→Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O。
需要注意的是，有些段落中出现了格式错误和明显有问题的内容，需要删除或修改。
例如，第10段中的化学方程式和离子方程式之间的符号错误，需要进行修改。
铁的化学性质1.氢氧化亚铁与浓硫酸反应，生成二价铁离子和二氧化硫气体，反应式为：2Fe(OH)2 + 4H2SO4 → Fe2+ + 2H2O +4SO2↑。
2.氢氧化亚铁与浓硝酸反应，生成二价铁离子和一氧化氮气体，反应式为：Fe(OH)2 + 4HNO3 → Fe2+ + 2NO↑ + 3H2O。
3.氢氧化亚铁与稀硝酸反应，生成二价铁离子和一氧化氮气体，反应式为：3Fe(OH)2 + 10HNO3 → 3Fe2+ + 2NO↑ +8H2O。
4.氢氧化亚铁在空气中被氧化，生成三价铁离子和水，反应式为：4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe3+ + 4OH^-。
【新教材】3.1.2 铁及其化合物之间的转化关系教学设计(2)-鲁科版高中化学必修第一册 (2)
3.1.2 铁及其化合物之间的转化关系本节教学内容是鲁教版高中化学必修第一册第三章第一节《铁的多样性》的第二课时。
该部分的教学内容涉及到铁元素的相关知识和概念，铁的各种重要化合物的相关性质和反应现象，不同铁的化合物的用途。
通过研究铁的化合物的性质和用途，可以使我们从物质类别和元素价态的视角认识物质间的转化关系，深化对物质及其变化多样性的认识。
本节安排了“铁及其化合物的“价----类”二维图”、“补铁剂中铁元素价态检验”这两部分内容。
通过学习这部分知识，学生将学习并掌握铁的氧化物及相关反应；学习并掌握铁盐和亚铁盐及相关反应；学习并掌握铁的氢氧化物及相关反应。
通过本节内容的学习，学生将感受铁元素的多种化合物的不同特性和用途。
并学习到检验溶液中三价铁原子的方法。
宏观辨识与微观探析：从宏观上学习铁的多种化合物的特点和用途，从微观上辨析不同化合物之间的区别与相似点，体会微观粒子的变化对宏观物质的性质的影响。
证据推理与模型认知：通过物质分类的基本模型，理解铁元素的氧化物、氢氧化物和各类铁盐、亚铁盐的区别，通过结合理论与实际感知化学学习的魅力，为后续的化学知识的学习奠定坚实的方法基础。
科学探究与创新意识：熟悉并掌握多种铁的化合物的概念，熟练掌握通过实验分析不同化合物的性质和用途的能力，体会化学研究过程中的科学方法。
科学精神与社会责任：通过对铁单质以及铁的化合物的规律的学习和探究，掌握更高效的学习方法，建立高效学习的科学精神。
重点：学习并掌握铁的氧化物及相关反应；学习并掌握铁盐和亚铁盐及相关反应；学习并掌握铁的氢氧化物及相关反应多媒体、某补铁口服液、稀硫酸溶液、氢氧化钠溶液、酸性高锰酸钾溶液、氯水、硫氰化钾溶液、试管、胶头滴管一、知识回顾1.铁元素可以形成三种氧化物，分别是氧化亚铁（FeO）、氧化铁（Fe2O3）和四氧化三铁（Fe3O4）。
2.铁有两种氢氧化物，氢氧化铁（Fe(OH)3）和氢氧化亚铁（Fe(OH)2）它们可以分别由相对的可溶性盐与碱溶液反应而制得。
探究铁及其化合物的转化
一、反应的合理选择
1、物质转化的设计思路 (1) 明确目标产物是什么； (2) 根据产物的特性选择反应原料和可能的反应路径； (3) 确定反应的类型和反应条件； (4) 依据发生的化学反应和产物分离的要求合理选择反 应的装置等。
2、以铁屑为原料制取氯化铁的方案设计
方案一：Fe → FeCl3，涉及的化学方程式如下：
归纳提升
1、 Fe、Fe2+、Fe3+常见的转化反应如下：
(1) Fe→Fe2+：加弱氧化剂，如I2、H+、Cu2+、Fe3+等。
Fe+2H+ ═ Fe2++H2↑，Fe+Cu2+ ═ Fe2++Cu，Fe+2Fe3+ ═ 3Fe2+。
(2) Fe→Fe3+：加强氧化剂，如O2、Cl2、Br2等。
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ①②③
练后感悟
制备 Fe(OH)2 的注意问题 (1)Fe2＋极易被氧化，所以 FeSO4 溶液要现制现用。 (2)为了防止 Fe2＋被氧化，配制 FeSO4 溶液的蒸馏水和 NaOH 溶液要煮沸，尽可能除去 O2。 (3)为了防止滴加 NaOH 溶液时带入空气，可将吸有 NaOH 溶
呈血红色
探究任务1 ： Fe、Fe2+、Fe3+间的相互转化
取少量FeCl3溶液放入试管中，进行下列操作，请解释 实验现象。
根据上述实验，思考回答下列问题：
1、FeCl3溶液中混有FeCl2时，如何除去杂质? 提示：向溶液中加入足量的氯水，使FeCl2转化为FeCl3。 2、FeCl2溶液中混有少量FeCl3时，如何除去杂质? 提示：向溶液中加入足量的铁粉，使FeCl3与Fe充分反 应生成FeCl2，然后过滤除去多余的Fe。
2022届高三化学高考备考一轮复习第3章金属及其重要化合物第2讲铁及其重要化合物讲义
第2讲 铁及其重要化合物[课程标准]1．结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解铁及其重要化合物的主要性质，了解这些物质在生产、生活中的应用。
2．结合实例认识铁及其化合物的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化，认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。
考点一 铁的单质、氧化物和氢氧化物1．铁的单质(1)原子结构铁位于元素周期表第四周期第Ⅷ族，原子结构示意图为，化学反应中易失去2个或3个电子而表现为＋2价或＋3价。
铁在地壳中的含量居第四位。
(2)物理性质纯铁具有银白色的金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被磁体吸引的特性；纯铁有很强的抗腐蚀能力。
(3)化学性质铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。
①Fe 与Cl 2、S 反应的化学方程式：2Fe ＋3Cl 2=====△2FeCl 3；Fe ＋S=====△FeS 。
②Fe 与水蒸气反应的化学方程式：3Fe ＋4H 2O(g)=====高温Fe 3O 4＋4H 2。
③Fe 与氧化性酸(如HNO 3)的反应(写离子方程式，下同)Fe 与过量稀HNO 3的反应：Fe ＋NO －3＋4H ＋===Fe 3＋＋NO↑＋2H 2O ；F e 与少量稀HNO 3的反应：3Fe ＋2NO －3＋8H ＋===3Fe 2＋＋2NO↑＋4H 2O 。
④Fe 与FeCl 3溶液的反应：Fe ＋2Fe 3＋===3Fe 2＋。
[点拨] ①铁分别与氯气和盐酸反应所得的产物中铁元素的价态不同，Fe 与Cl 2反应无论用量多少都生成FeCl 3，而Fe 与盐酸反应生成FeCl 2。
②铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe 2O 3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe 3O 4。
2．铁的氧化物(1)物理性质 化学式 FeO Fe 2O 3 Fe 3O 4 俗称— 铁红 磁性氧化铁 色、态黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 铁的价态＋2价 ＋3价 ＋2价、＋3价 (2)化学性质①FeO、Fe 2O 3、Fe 3O 4分别与盐酸反应的离子方程式：FeO ＋2H ＋===Fe 2＋＋H 2O ；Fe 2O 3＋6H ＋===2Fe 3＋＋3H 2O ；Fe 3O 4＋8H ＋===2Fe 3＋＋Fe 2＋＋4H 2O 。
铁及其化合物之间的转化关系
知识铺垫
新知预习
自主测试
1.绘制铁及其化合物的“价—类”二维图,并表示各物质之间的转 化关系,示例如下:
知识铺垫
新知预习
自主测试
1.下列物质中,不能由两种单质直接化合得到的是 ( )
A.FeCl2 答案:A
B.CuCl2 C.HCl
D.Na2O2
解析:Fe和Cl2反应生成FeCl3,所以FeCl2不能由两种单质直接化合 得到,A项符合题意;Cu与Cl2反应生成CuCl2,CuCl2能由两种单质直 接化合得到,B项不符合题意;H2、Cl2点燃生成HCl,HCl能由两种单 质直接化合得到,C项不符合题意;Na与O2在加热时生成 Na2O2,Na2O2能由两种单质直接化合得到,D项不符合题意。
知识铺垫
新知预习
自主测试
2.补铁剂中铁元素价态的检验 (1)Fe3+的检验方法很多,但在没有特殊要求的条件下,最好选择 KSCN溶液,此法灵敏且现象明显。 (2)检验Fe2+的最好方法是加KSCN溶液(无明显现象),然后加氯水 (溶液变红色)。 【微思考1】如何检验某铁的氧化物中含有Fe2+? 提示:取少量固体置于试管中,向其中加入稀盐酸配制成溶液,加 入酸性高锰酸钾溶液,高锰酸钾溶液褪色,证明氧化物中含有Fe2+。 【微思考2】碱性氧化物是否都能与水反应生成相应的碱?FeO 与硝酸(具有强氧化性)反应是氧化还原反应吗? 提示:碱性氧化物不一定都能溶于水与水反应,如FeO、Fe2O3都 难溶于水,与水不反应,因此不能与水反应生成相应的碱。FeO具有 还原性,与硝酸反应生成硝酸铁和氮的氧化物,属于氧化还原反应。
高中金属化学方程式大全
高中金属化学方程式大全金属钠及其重要化合物的相互转化可以用离子方程式表示如下：1.NaCl + Na2O → 2Na + Cl2O2.2Na + O2 → 2Na2O3.2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑4.Na2O + H2O → 2NaOH5.2Na2O2 + 2H2O → 4NaOH + O2↑6.2Na2O2 + 2CO2 → 2Na2CO3 + O27.2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O8.Na2CO3 + CO2 + H2O → 2NaHCO39.NaOH + HCl → NaCl + H2O10.Na2CO3 + Ca(OH)2 → 2NaOH + CaCO3↓11.2NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2↑ + H2O12.Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + CO2↑ + H2O13.2NaCl + 2H2O (电解) → 2NaOH + H2↑ + Cl2↑ (电解) → 2OH- + H2↑ + Cl2↑14.NH3 + NaCl + H2O + CO2 → NaHCO3↓ + NH4Cl金属钠及其化合物的相互转化是化学反应中的重要部分。
其中，金属钠可以与氧气反应生成氧化钠，也可以与水反应生成氢氧化钠和氢气。
氢氧化钠还可以与二氧化碳反应生成碳酸钠。
碳酸钠还可以与盐酸反应生成碳酸氢钠和氯化钠。
此外，还有一些其他的反应，如碳酸钠与氢氧化钙反应生成氢氧化钠和碳酸钙。
这些反应在制造化学品、药品和其他工业产品中发挥着重要的作用。
删除明显有问题的段落，进行小幅度改写：化学反应方程式：1.2 NaHCO3 + CO2 → Na2CO3 + H2O + CO2↑ + NH4+2.NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2O（HCO^- + OH^- → CO2^- + H2O）3.NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2↑ + H2O（HCO3^- + H^+ → CO2↑ + H2O）4.2 NaHCO3 + H2SO4 → Na2SO4 + 2 CO2↑ + 2 H2O （HCO3^- + H^+ → CO2↑ + H2O）金属铝及其重要化合物的相互转化：1.4Al + 3O2 → 2Al2O32.2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe3.2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑（2Al + 6H+ → 2Al3+ +3H2↑）4.2Al2O3（熔融）→ 4Al + 3O2↑5.Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O（Al2O3 + 6H → 2Al3+ + 3H2O）6.Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O（Al2O3 + 2OH^- → 2AlO2^- + H2O）7.Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2O（Al(OH)3 + 3H+ → Al3+ + 3H2O）8.Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O（Al(OH)3 + OH^- → AlO2^- + 2H2O）9.AlCl3 + 3NH3·H2O → Al(OH)3↓ + 3NH4Cl（Al3+ +3NH3·H2O → Al(OH)3↓ + 3NH4+）10.AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3↓ + 3NaCl（Al3+ + 3OH^- → Al(OH)3↓）1.化学方程式4NaOH + Al → NaAlO2 + 2H2OAl3+ + 4OH- → AlO2- + 2H2ONaAlO2 + 4HCl → AlCl3 + NaCl + 2H2OAlO2- + 4H+ → Al3+ + 2H2ONaAlO2 + CO2 + 2H2O → Al(OH)3 ↓ + NaHCO3 或2NaAlO2 + CO2 + 3H2O → 2Al(OH)3 ↓ + Na2CO3Al3+ + 3H2O ≒ Al(OH)3（胶体）+ 3H+3NaAlO2 + AlCl3 + 6H2O → 4Al(OH)3 ↓ + 3NaCl2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O2.金属铁及其化合物的相互转化（括号内写离子方程式）高温下：Fe(OH)2 → Fe3O4 + 2H2O3Fe + 4H2O(g) → Fe3O4 + 4H2(g)点燃：3Fe + 2O2 → Fe3O43Cl2 + 2Fe → 2FeCl3Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑（Fe + 2H → Fe + H2S⒄；FeSO4）K3[Fe(CN)6] + Fe → Fe3[Fe(CN)6]2 + 3K+FeCl2 + Cu → Fe + CuCl2Fe(OH)3 → FeO + H2O吸氧：2Fe2+ + O2 → 2Fe3+CO + Al → Fe腐蚀：Fe3O4 → 2Fe2+ + Fe3+ + O2-2H+ + Cu + Fe → Fe2+ + Cu2+Fe + S → FeSFe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3Fe(OH)2 + H2SO4 → FeSO4 + 2H2OFe(OH)3 + 3HCl → FeCl3 + 3H2O2Fe(OH)3 → FeO + 3H2OFeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2 ↓ + Na2SO41.化学方程式需要使用上下标，例如Fe(OH)2.2.删除第5段，因为它只是列举了一些氧化剂和还原剂，没有具体的化学反应。
铁及其化合物转化关系的应用(解析版)
第三章铁金属材料第一节铁及其化合物3.1.4铁及其化合物转化关系的应用板块导航01/学习目标明确内容要求，落实学习任务02/思维导图构建知识体系，加强学习记忆03/知识导学梳理教材内容，掌握基础知识04/效果检测课堂自我检测，发现知识盲点05/问题探究探究重点难点，突破学习任务06/分层训练课后训练巩固，提升能力素养1．掌握铁及其化合物的转化关系及应用。
2．理解化工流程及实验室中实现铁及其化合物的转化原理和条件分析。
重点:铁及其化合物相互转化。
难点:铁及其化合物相互转化的实质。
一、铁及其化合物之间的转化——“铁三角”从Fe 、Fe 2+和Fe 3+的结构可知：Fe 只有还原性，Fe 3+通常只有氧化性，Fe 2+既具有氧化性又具有还原性。
上述微粒通过跟一定的氧化剂或还原剂发生氧化还原反应，才能实现不同价态铁的相互转化，我们把这个相互转化设计成三角形，常称为铁三角。
1．Fe 3+的形成由于Fe 3+的氧化性较强，要想生成Fe 3+，需要强氧化剂，通常有：Cl 2、Br 2、HNO 3、浓H 2SO 4、KMnO 4(H +)。
与Cl 2反应：2Fe 2++Cl 2===2Fe 3++2Cl −、2Fe+3Cl 22FeCl 3；与KMnO 4反应：5Fe 2++MnO 4-+8H +===5Fe 3++Mn 2++4H 2O 。
2．0Fe 的形成单质Fe 的还原性较强，要想生成单质Fe ，得需强还原剂，通常有：Al 、Zn 、CO 、H 2。
Fe 2++Zn===Fe+Zn 2+；FeO+Al(CO 、H 2)−−−→高温Fe+Al 2O 3(CO 2、H 2O)；Fe 2O 3+Al(CO 、H 2)−−−→高温Fe+Al 2O 3(CO 2、H 2O)。
3．Fe 2+的形成Fe 2+的氧化性、还原性都不强，所以，从Fe→Fe 2+，弱氧化剂即可，通常有：S 、H +、Cu 2+、Fe 3+；从Fe 3+→Fe 2+，能被Fe 3+氧化的还原剂有：Fe 、Cu 、I −、S 2−、HS −、SO 2、SO 32-。