高考化学铁和铁的化合物 知识点归纳

考点37铁和铁的化合物

1．复习重点

1．铁单质的化学性质

2．铁的重要化合物的氧化还原性；

3．Fe(Ⅱ）、Fe(Ⅲ)的相互转化是高考的热点。 2．难点聚焦

一、铁的结构和性质

1. 铁是26号元素，位于第四周期第Ⅷ族，属于过渡元素。 原子结构示意图：

主要化合价：+2，+3

2.铁在金属的分类中属于黑色金属，重金属，常见金属。纯净的铁是光亮的银白色金属，密度为7.86g/㎝3,熔沸点高，有较好的导电、传热性，能被磁铁吸引，也能被磁化。还原铁粉为黑色粉末。

3.铁是较活泼的金属元素，在金属活动性顺序表中排在氢的前面。 ①跟非金属反应： 点燃 点燃 △ 3Fe+2O 2 == Fe 3O 4 2Fe+3Cl 2 ==2FeCl 3 Fe+S= FeS Fe+I 2= FeI 2

②跟水反应： 3Fe+4H 2O= Fe 3O 4+4H 2↑

③跟酸作用：Fe+2H +=Fe 2++H 2↑(遇冷浓硝酸、浓硫酸钝化；与氧化性酸反应不产生H 2，且氧化性酸过量时生成Fe 3+) ④与部分盐溶液反应：Fe+Cu 2+=Fe 2++Cu Fe+2Fe 3+=3Fe 2+ 3.生铁与钢的比较

4.炼铁和炼钢的比较

渡金属。

过渡金属的密度一般比较大，熔沸点较高，有较高的硬度、较好的延展性和机械加工性能，较好的导电、导热性

能和耐腐蚀性能。

过渡元素的原子最外层电子数不超过两个，在化学反应中，最外层和次外层都容易失去电子，因此过渡元素有可变化合价。所以当Fe与弱氧化剂反应时，只失去最外层上的2个电子，形成Fe2+；当Fe与强氧化剂反应时，还能进一步失去次外层上的一个电子，形成Fe3+。这就是铁在其化合物中通常显+2价或+3价的原因。则Fe发生化学反应能得到+2价还是+3价，需看参加反应的氧化剂的强弱，有时还要看反应物的量之间的关系。

例如：①铁在O

2

中燃烧的，一定要在集气瓶低留有少量的水或一层沙子，防止瓶子被炸裂；②Fe与S反应中Fe

只能失去其最外层的2个电子而变成+2价，反应开始后撤去酒精灯，反应可以继续进行，说明反应放热；③Fe在Cl

2

中燃烧时不但能失去最外层的2个电子，而且还可失去次外层的1个电子后成+3价，说明氧化性Cl

2

>S；④在高温时能与C、P、Si等化合。

2.铁的合金

一般地说，含碳量在2%～4.3%的铁的合金叫做生铁。生铁里除含碳外，还含有硅、锰以及少量的硫、磷等，它可铸不可煅。根据碳的存在形式可分为炼钢生铁、铸造生铁和球墨铸铁等几种。

一般地说，含碳量在0.03%～2%的铁的合金叫做钢。钢坚硬有韧性、弹性，可以锻打、

压延，也可以铸造。

钢的分类方法很多，如果按化学成分分类，钢可以分为碳素钢和合金钢两大类。碳素钢就是普通的钢。合金钢也叫特种钢，是在碳素钢是适当地加入一种或几种，如锰、铬、镍、钨、铜等合金元素而制成的。合金元素使合金钢具有各种不同的特殊性能。

3.炼铁

(1)反应原理：利用氧化——还原反应，在高温下，用还原剂(主要是CO)把铁从铁矿石里还原出来。

(2)原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气

(3)设备：高炉

(4)生产过程

①还原剂的生成

C+O

2点　燃 CO2 CO2+C

　∆ 2CO

②铁矿石还原成铁

Fe

2O

3

+3CO

　∆ 2Fe+3CO2↑

③除脉石、炉渣的形成CaCO

3

高　温CaO+CO2↑

SiO

2+CaO高　温CaSiO

3

4.炼钢

(2)主要原料：炼钢生铁、生石灰、氧气。

(3)反应原理：利用氧化还原反应，在高温下，用氧化剂把生铁中过多的碳和其它杂质氧化为气体或炉渣除去。

(4)炼钢时的主要反应：

2FeO

①氧化剂的生成，热能的来源 2Fe+O

2高　温

②降低碳的含量 C+FeO高　温CO+Fe

③除去S、P等杂质

④加硅铁、锰铁、铝除剩余FeO——脱氧

2FeO+Si高　温2Fe+SiO

2

二、铁的氧化物和氢氧化物

1.铁的氧化物的比较

2.铁的氢氧化物的比较

1. Fe

3O

4

是复杂的化合物，经研究证明，在Fe

3

O

4

晶体中有1/3的Fe是+2价，有2/3的Fe是+3价，可看成FeO·Fe

2

O

3

，

实际应写成Fe(FeO

2)

2

,即铁酸亚铁盐，不是一般的氧化物。

2.Fe(OH)

2和Fe(OH)

3

从溶液中析出的现象不同，前者是白色絮状沉淀，后者是红褐色沉淀。而Fe(OH)

2

极不稳定，

易被氧化成Fe(OH)

3

，反应现象是：白色→灰绿色→红褐色。

若要观察到白色的Fe(OH)

2

沉淀，需要创造以下条件：

（1）排除亚铁盐溶液里的Fe3+离子，以免Fe3+离子直接与OH-结合生成Fe(OH)

3

。

（2）尽量排除溶液中溶解的氧气（绝对排除是办不到的），以减慢生成的Fe(OH)

2被氧化成Fe(OH)

3

的速度。

反应要用新制备的亚铁盐溶液，并放入少量的铁以防止Fe3+离子产生。亚铁盐溶液与碱溶液在混合前分别加热以排除溶有的空气，然后，把碱溶液沿着试管壁加入盛亚铁盐溶液的试管中，或把滴管尖嘴直接插入液面下再加入碱溶液，可观察到白色絮状沉淀。

三、Fe、Fe2+和Fe3+之间相互转化及检验

从Fe、Fe2+和Fe3+的结构可知:Fe只有还原性，Fe3+通常只有氧化性，Fe2+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，才能实现不同价态的铁相互转化，如下图（常称为铁三角）：

Fe

4

Fe

（溶液为绿色）（溶液为棕黄色）

1.学习铁及其化合物的性质要注意：

(1)抓价态：从铁元素三种价态的相互转化(铁三角关系)去认识铁及其化合物间的氧化—还原反应规律.

(2)想属类：如铁是一种比较活泼的过渡金属，氧化亚铁、氧化铁为碱性氧化物，氢氧化亚铁、氢氧化铁为不溶性弱碱，氯化铁为强酸弱碱盐，由此去分析理解它们各自所具有的性质.

2.铁元素的原子在化学反应中，当遇弱氧化剂(如S、H+、Cu2+、I2等)时，铁只能失去最外层的两个电子，而生成+2价铁的化合物，当遇到强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3等)时，铁原子可以再失去次外层上的一个电子而生成+3价铁的化合物.

3.具体反应有：

（1）Fe2+→Fe3+

①2Fe2++Cl

2

=2Fe3++2Cl-（在亚铁盐溶液中通入氯气，溶液由浅绿色变为棕黄色）。

②4Fe2++O

2+4H+=4Fe3++2H

2

O（亚铁盐溶液在空气中容易变质，如绿矾露置于空气中则是：

12FeSO

4+3O

2

=4Fe

2

(SO

4

)

3

+2Fe

2

O

3

）

③3Fe2++NO

3-+4H+=3Fe3++2H

2

O+NO↑

④5Fe2++MnO

4-+8H+=5Fe3++4H

2

O+Mn2+

如在FeCl

2溶液中滴加酸性KMnO

4

溶液，溶液由浅绿色变棕黄色，在酸性KMnO

4

溶液滴加FeCl

2

溶液，溶液由紫红变