高三一轮复习必修1第三章第三讲 铁及其化合物
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第三章 第三讲铁及其化合物、铜及其化合物学案
一、铁元素在周期表中的位置及结构
铁位于第四周期第Ⅷ族， 电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2
铁是地壳中最丰富的元素之一，含量为4.75%，在金属中仅次于铝。铁分布很广，能稳定地与其他元素结合，常以氧化物的形式存在，有赤铁矿（主要成分是Fe2O3）、磁铁矿（主要成分是Fe3O4）、褐铁矿（主要成分是Fe2O3•3H2O）、菱铁矿（主要成分是FeCO3）、黄铁矿（主要成分是FeS2）、钛铁矿（主要成分是FeTiO3）等。土壤中也含铁1%～6%。铁是活泼的过渡元素。
二、铁及其化合物的性质
1．单质铁的性质：
(1)物理性质
银白色光泽、密度大，熔沸点高，延展性、导电、导热性较好、能被磁铁吸引。
(2)化学性质
铁是较活泼的金属，铁原子的最外层电子数为2个，可失去2个或3个电子而显+2价或+3价，但+3价的化合物较稳定。
①与非金属反应：
3Fe + 2O2 Fe3O4
2Fe + 3C12 2FeCl3 生成棕黄色的烟，加水振荡后，溶液显黄色．
Fe + S FeS
说明 铁跟氯气、硫反应时，分别生成+2价和+3价的铁，说明氧化性：氯气＞硫．
②与水反应：
a．在常温下，在水和空气中的O2、CO2等的共同作用下，Fe易被腐蚀(铁生锈)．
b．在高温下，铁能与水蒸气反应生成H2：3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2
③与酸反应：
a．与非氧化性酸(如稀盐酸、稀H2SO4等)的反应．例如： Fe + 2H＋ ＝ Fe2＋ + H2↑
b．铁遇到冷的浓H2SO4、浓HNO3时，产生钝化现象，因此金属铁难溶于冷的浓H2SO4或浓HNO3中．
④与比铁的活动性弱的金属的盐溶液发生置换反应．例如： Fe + Cu2＋ ＝ Fe2＋ + Cu
归纳：铁的化学性质及在反应后的生成物中显+2价或+3价的规律如下；
2．铁的氧化物：
铁的氧化物有三种：氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁
FeO Fe2O3(铁红) Fe3O4(磁性氧化铁)
化合价 +2 +2 +2、+3
色、态 黑色粉未 红棕色粉未 黑色晶体
水溶性 均不溶于水
与非氧化性酸反应 FeO + 2H+ = Fe2+ + H2O Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O Fe3O4 + 8H+ = 2Fe3+ + Fe2+ + 4H2O
和强氧化性酸反应 3FeO + 10HNO3(稀) = 3Fe(NO3)3 + NO↑+ 5H2O Fe2O3 + 6HNO3 = 2Fe(NO3)3 + 3H2O 3 Fe3O4 + 28HNO3 = 9 Fe(NO3)3 + NO↑+14H2O
稳定性 在空气中氧化为Fe3O4 空气中稳定 在空气中稳定
制备 高温熔融，过量的铁与O2反应：2Fe+O2=2FeO 氢氧化铁加热分解
2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O 铁在氧气中燃烧
3Fe + 2O2 = Fe3O4[
注意：①FeO与非氧化性酸相遇时，发生复分解反应，生成亚铁盐；但与强氧化性酸相遇，Fe2+被氧化成Fe3+，生成铁盐
②Fe3O4在三种氧化物中最为稳定，一般不与酸、碱和氧气反应，所以在铁的表面若能形成Fe3O4膜，便能起到保护作用，防止生锈。Fe3O4是一种复杂的氧化物，它不属于碱性氧化物，可以写成FeO•Fe2O3的形式有+2、+3 价
③FeO、Fe2O3是碱性氧化物
④空气中：6FeO + O2 = 2Fe3O4
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