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高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物第1课时学案
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这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物第1课时学案，共13页。
第1课时 铁的单质、氧化物和氢氧化物
[核心素养发展目标] 1.结合生活中铁制品的应用，了解单质铁、铁的氧化物的性质及用途，培养化学服务社会的责任意识。2.通过探究实验，认识铁单质与水蒸气反应的条件，对比钠与水的反应，加深对微观原子结构决定物质宏观性质的认识，培养宏观辨识与微观探析的能力。3.通过实验掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质。
一、铁的单质
1．铁的存在和冶炼
(1)存在
铁在自然界中可以以单质形态(陨铁)存在，但主要是以＋2价和＋3价化合物的形态存在于矿石中。铁元素在地壳中的含量居第四位，仅次于氧、硅和铝。
(2)冶炼
工业炼铁的原理是用还原法把铁从铁矿石中提炼出来，化学方程式(以Fe2O3为例)：3CO＋Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2。
2．铁的物理性质
铁有延展性、导热性、导电性，但其导电性不如铜和铝，铁还能被磁体吸引，其熔、沸点较高。
思考1 为什么铁片是银白色，而铁粉却是黑色？
提示 金属小颗粒能反射光线。小颗粒的分布是非常混乱的，所以不能像镜面一样把入射光线定向地反射回去。入射光线进到金属小颗粒中，就像进了“迷魂阵”，从一个小颗粒反射到另一个颗粒，这样反射过来又反射回去，光线越来越弱，很少按入射方向返回去，因此看上去是黑色的。
3．铁的化学性质
(1)与某些非金属单质、非氧化性酸和盐溶液反应。
写出下列有关反应的化学方程式，是离子反应的写出离子方程式。
①Fe与非金属单质反应
②Fe与非氧化性酸反应(如盐酸)
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
③Fe与盐溶液反应(如CuSO4溶液)
Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋。
思考2 上述反应中，铁的化合价的变化有何异同？为什么会有这样的异同？
提示 在一定条件下，铁作为还原剂能与某些金属单质、酸和盐溶液反应。铁与弱氧化剂(如盐酸、CuSO4等)反应，生成＋2价铁的化合物，而与较强的氧化剂(如Cl2等)反应，生成＋3价铁的化合物。
(2)实验探究铁粉与水蒸气的反应
思考3 在钢铁厂的生产中，炽热的铁水注入模具之前，模具为什么必须进行充分的干燥处理？
提示 在高温下，铁能与水发生反应。
用燃着的火柴去点肥皂泡，观察到的现象是肥皂泡燃烧，听到爆鸣声，证明生成了H2，则该反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2。上述实验装置中，湿棉花的作用是受热时提供反应所需的水蒸气。
铁在氧气中燃烧或与水蒸气反应生成既有＋2价又有＋3价铁元素的氧化物Fe3O4。
1．判断正误
(1)由于铁单质性质比较活泼，所以自然界中没有游离态的铁单质( )
(2)铁与AgNO3、ZnCl2等盐溶液均能发生反应生成Fe2＋( )
(3)分离铁粉与铜粉的混合物时，只能用化学方法( )
(4)1 ml Fe与水蒸气高温下反应转移eq \f(8,3) ml e－( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√
2．下列有关铁的说法不正确的是( )
A．铁与水蒸气的反应中铁为还原剂
B．铁和稀硫酸反应的离子方程式为2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
C．铁在纯氧中燃烧生成Fe3O4
D．工业上用CO在高温条件下还原含Fe2O3的矿石炼铁
答案 B
解析 铁和稀硫酸反应的离子方程式应为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
二、铁的氧化物和氢氧化物
1．铁的氧化物
阅读课本，填写下表空白：
2.铁的氢氧化物
(1)铁的氢氧化物的制备
反应原理：Fe(OH)3与Fe(OH)2分别由相应的可溶性盐与可溶性碱反应而制得。
思考 如图是制备氢氧化亚铁的改进装置，思考并回答下列问题：
(1)配制NaOH和FeSO4溶液的蒸馏水要经过______，目的是_________________________。
(2)在FeSO4溶液表面覆盖一层苯(一种有机溶剂，难溶于水，密度比水小)的作用是_________。
(3)将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液液面以下，其目的是_________________。
提示 (1)加热煮沸 赶走溶解的氧气
(2)隔绝空气，防止生成的氢氧化亚铁被氧化
(3)防止滴加NaOH溶液时带入空气氧化Fe(OH)2
(2)Fe(OH)2和Fe(OH)3的比较
1．判断正误
(1)磁铁矿的主要成分是Fe3O4( )
(2)FeO在空气中加热生成Fe2O3( )
(3)Fe3O4中铁的化合价有＋2和＋3价，是一种混合物( )
(4)Fe(OH)3不能利用化合反应生成( )
(5)因为Fe(OH)2易被氧化，所以在制备时要隔绝空气( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√
2．下列有关铁的化合物的说法不正确的是( )
A．Fe(OH)2不稳定，具有较强的氧化性
B．FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，均可与盐酸反应
C．Fe(OH)3可通过化合反应得到，Fe(OH)2则不能
D．Fe3O4为磁性氧化铁，其中铁的化合价为＋2和＋3
答案 A
解析 Fe(OH)2中的Fe2＋具有还原性，可被空气中的O2氧化为Fe(OH)3，A项错误；FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，故具有碱性氧化物的通性，都能与盐酸反应，B项正确；Fe(OH)2只能通过复分解反应得到，Fe(OH)3可由Fe(OH)2与O2、H2O发生化合反应得到，C项正确；Fe3O4俗称磁性氧化铁，其组成可表示为FeO·Fe2O3，Fe元素的化合价为＋2和＋3，D项正确。
1．(2022·黑龙江宾县二中高一月考)下列关于铁的叙述错误的是( )
A．纯净的铁是光亮的银白色金属
B．铁能被磁体吸引
C．铁是地壳中含量最多的金属元素
D．铁具有延展性和导热性，可制作炊具
答案 C
解析 铝是地壳中含量最多的金属元素，铁是地壳中含量排在第二位的金属元素，C错误。
2．铁与水蒸气反应实验改进前后的装置如图所示：
下列说法错误的是( )
A．将湿棉花改为浸水的尿不湿，酒精灯由单头改为双头，可提供足量的水蒸气
B．用具支试管可将试管口附近冷凝的水导出
C．将肥皂液改为吹泡泡水，收集H2的效果更好，点燃效果更明显
D．改进后，悬挂的磁铁能吸引铁粉，实验过程中，我们能看到具支试管中有黑色固体不断落下
答案 D
解析 尿不湿可吸附更多的水，且不易洒出，酒精灯改为双头的可增加受热面积，故可提供足够多的水蒸气，A项正确；具支试管的结构中含支管，冷凝的水可从支管中流出，B项正确；吹泡泡水易起泡，收集H2更容易，点燃效果更好，C项正确；磁铁可以吸引单质铁和Fe3O4，D项错误。
3.如图所示装置可用来制取Fe(OH)2并观察其在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑、稀硫酸和NaOH溶液。
(1)在试管Ⅰ中加入的试剂是________________。
(2)在试管Ⅱ中加入的试剂是_________________________________________。
(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和试管Ⅱ中加入试剂，塞紧塞子后的实验步骤是_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是____________________________。
(5)实验完毕，拔去试管Ⅱ中的橡胶塞，放入一部分空气，此时试管Ⅱ中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
答案 (1)稀硫酸、铁屑 (2)NaOH溶液
(3)打开止水夹a，待试管Ⅰ中反应生成的氢气排尽装置中的空气后，再关闭止水夹a
(4)试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入
(5)4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3
题组一 铁的单质
1．我国宋代《开宝本草》中记载了中药材铁华粉的制作方法：“取钢煅作叶，如笏或团，平面磨错令光、净，以盐水洒之，于醋瓮中阴处埋之一百日，铁上衣生，铁华成矣。”下列说法错误的是( )
A．“取钢煅作叶，如笏或团”说明金属铁有较好的延展性
B．“平面磨错令光、净”的目的是除去表面的铁锈
C．“铁上衣生”的原因是铁被氧气氧化
D．中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁
答案 C
解析 把钢煅制成长或圆的叶子形状，说明金属铁有良好的延展性，故A正确；中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁，故开始要除去铁锈，防止三价铁影响产物纯度，故B正确；金属铁在醋瓮中密封保存，隔绝空气，不能与氧气反应，故C错误；隔绝空气，铁与醋酸反应生成醋酸亚铁，故D正确。
2．(2022·桂林高一检测)下列各项物质间的转化不能通过反应一步完成的是( )
A．Fe→Fe3O4 B．Fe→FeCl3
C．Fe→FeCl2 D．Fe→Fe(OH)3
答案 D
解析 Fe与O2点燃可得到Fe3O4，A不符合题意；Fe与Cl2点燃可得到FeCl3，B不符合题意；Fe与盐酸反应可得到FeCl2，C不符合题意；Fe不能通过反应一步生成Fe(OH)3，D符合题意。
3．类比是研究物质的常用方法之一，可预测许多物质的性质。下列类比推测中正确的是( )
A．Fe和O2能直接化合生成Fe3O4，推测Cu和O2可直接化合生成Cu3O4
B．Na和H2O反应生成NaOH和H2，推测Fe和H2O反应生成Fe(OH)3和H2
C．Fe能与CuSO4溶液发生反应，推测Fe能与AgNO3溶液发生反应
D．Na在常温下能与H2O反应，推测Fe在常温下也能与H2O反应
答案 C
解析 Fe和O2反应生成Fe3O4，Cu和O2反应生成CuO，A项错误；Fe和H2O(g)反应生成Fe3O4和H2，B项错误；Fe与H2O(g)在高温下才能反应，D项错误。
4．(2022·陕西长安一中高一月考)将铁片放入下列溶液中，溶液质量减轻的是( )
A．稀硫酸 B．硫酸铜溶液
C．稀盐酸 D．AlCl3溶液
答案 B
解析 铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，由于每溶解56 g Fe，溶液中逸出2 g H2，所以溶液质量增加，A错误；铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，由于每溶解56 g Fe，溶液中析出64 g Cu，所以溶液质量减轻，B正确；铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，由于每溶解56 g Fe，溶液中逸出2 g H2，所以溶液质量增加，C错误；Fe与AlCl3溶液不发生反应，溶液质量不变，D错误。
题组二 铁的氧化物
5．(2023·长春检测)下列关于铁的氧化物的说法错误的是( )
A．FeO不稳定，在空气中加热迅速变为Fe2O3
B．Fe2O3俗称铁红，可用作油漆的红色颜料
C．Fe3O4中Fe呈现＋2和＋3两种价态
D．Fe3O4晶体俗称磁性氧化铁，具有磁性
答案 A
解析 FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，被氧化成Fe3O4，A错误。
6．建筑用的红砖和青砖，其颜色是由其中含有的不同价态的铁氧化物所致。我国古代砖瓦建筑能够保持到现在的，几乎无一例外是由青砖建成的。有人提出以下可能的原因：①青砖中含有Fe2O3；②青砖中含FeO或Fe3O4；③Fe2O3长期遇酸雨侵蚀会风化溶解使砖瓦强度降低；④Fe3O4性质更稳定；⑤FeO或Fe3O4更不容易被氧化。你认为以上说法合理的是( )
A．①③⑤ B．②③④
C．③⑤ D．①②③④⑤
答案 B
解析 Fe2O3呈红棕色，则红砖中含有Fe2O3，青砖中不含有Fe2O3，①不符合题意；根据青砖颜色可知，青砖中含有FeO或Fe3O4，②符合题意；Fe2O3为碱性氧化物，能与酸反应使砖瓦强度降低，③符合题意；根据题中所述，古代砖瓦能够保持到现在的，几乎无一例外是由青砖建成的，说明Fe3O4性质更稳定，④符合题意；FeO性质不稳定，易被氧化，⑤不符合题意。
题组三 铁的氢氧化物
7．(2022·广东惠州高一期末)将铁屑溶于过量的稀盐酸后加入过量的NaOH溶液，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热至沉淀质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣。上述沉淀和残渣分别是( )
A．Fe(OH)3；Fe2O3
B．Fe(OH)2；Fe2O3
C．Fe(OH)2；Fe(OH)3、Fe3O4
D．Fe2O3；Fe(OH)3
答案 B
解析 铁屑溶于过量的稀盐酸后生成氯化亚铁，加入过量的NaOH溶液，生成Fe(OH)2白色沉淀，Fe(OH)2在空气中易被氧化为Fe(OH)3，Fe(OH)3受热分解生成水和红棕色的Fe2O3，故B正确。
8．(2022·上海高一检测)下列有关铁的氢氧化物的说法错误的是( )
A．Fe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化为红褐色固体
B．Fe(OH)2具有还原性，在空气中易被氧化为Fe(OH)3
C．Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热都能分解
D．Fe(OH)3胶体透明、呈红褐色，能产生丁达尔效应
答案 A
解析 Fe(OH)2是一种白色固体，不稳定，具有还原性，在空气中易被氧化为红褐色的Fe(OH)3：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，故A错误、B正确；Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热能分解为氧化物和水，故C正确。
9．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是( )
A．①②④ B．①②③ C．①② D．②③④
答案 A
解析 Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生反应：4Fe(OH)2 ＋O2 ＋2H2O===4Fe(OH)3，若要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，则要排尽装置中的氧气或空气。①②原理相同，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处于氢气的保护中；③由于溶液与空气直接接触，空气中的氧气能迅速将 Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀；④中苯在FeSO4溶液的液面上，阻止了空气的进入，能较长时间看到白色沉淀。
10．(2022·长沙高一质检)等量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定条件下充分反应，则在相同的条件下，产生氢气的体积比是( )
A．1∶1 B．3∶4
C．2∶3 D．4∶3
答案 B
解析 根据反应的化学方程式：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑、3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2可知，1 ml Fe与盐酸反应生成1 ml H2,1 ml Fe与水蒸气反应生成eq \f(4,3) ml H2，故在相同条件下，产生H2的体积比是3∶4。
11．(2022·内蒙古赤峰二中高一月考)将磁性氧化铁放入稀HNO3中可发生如下反应：
3Fe3O4＋28HNO3===9Fe(NO3)x＋NO↑＋14H2O，下列判断正确的是( )
A．Fe(NO3)x中的x为2
B．反应中每生成0.2 ml还原产物，就有0.6 ml电子转移
C．HNO3在反应中全部被还原
D．磁性氧化铁中的铁元素全部被氧化
答案 B
解析 由N原子守恒可知，28＝9x＋1，解得x＝3，故A项错误；N元素的化合价由＋5价降低为＋2价，则反应中每生成0.2 ml还原产物，就有0.2 ml×(5－2)＝0.6 ml电子转移，故B项正确；稀HNO3在反应中生成硝酸盐和NO，则HNO3在反应中部分被还原，故C项错误；磁性氧化铁中的Fe元素有＋2价和＋3价，则铁元素部分被氧化，故D项错误。
12．以某硫酸渣(含Fe2O3等)为原料制备FeOOH(铁黄)的一种工艺流程如下：
下列说法不正确的是( )
A．“酸溶”后溶液中金属阳离子主要是Fe3＋
B．滤渣的主要成分是Fe
C．“沉铁”过程中生成Fe(OH)2的化学方程式为FeSO4＋2NH4HCO3===Fe(OH)2↓＋(NH4)2SO4＋2CO2↑
D．“氧化”Fe(OH)2浆液时，可用氯气代替空气
答案 D
解析 B项，根据流程图分析可知，滤渣的主要成分是Fe，正确；C项，由图示可知，“沉铁”过程中反应物为FeSO4和NH4HCO3，生成物有CO2和Fe(OH)2，故化学方程式为FeSO4＋2NH4HCO3===Fe(OH)2↓＋(NH4)2SO4＋2CO2↑，正确；D项，“氧化”Fe(OH)2浆液时，若用氯气代替空气，制备的FeOOH中会有含氯化合物，导致FeOOH的含量较低且有杂质，错误。
13．金属单质A可发生以下反应。试推断：
(1)A、B、C、D、E分别是(写化学式，B写主要成分)：
A____________、B____________、C___________、D____________、E__________。
(2)写出反应③和⑤的离子方程式：
③________________________________________________________________________；
⑤________________________________________________________________________。
答案 (1)Fe Fe2O3 Fe3O4 Cu H2
(2)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
14．(2022·广东梅州高一检测)某化学兴趣小组利用如图所示装置进行铁粉与水蒸气反应的实验，并检验产物的性质。请回答下列问题：
(1)A装置的作用是_____________________________________________________________，
D装置的作用是________________________________________________________________。
(2)写出B装置中发生反应的化学方程式：_________________________________________。
(3)A、B、E装置中应先点燃________________处的酒精灯，点燃E处酒精灯之前应进行的操作是________________。
(4)铁粉与水蒸气发生了反应，则E处的实验现象是________________。
答案 (1)提供水蒸气 除去未反应的水蒸气(或干燥生成的气体)
(2)3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2
(3)A 检验氢气纯度
(4)黑色氧化铜粉末变红色
解析 (1)铁与水蒸气的反应条件是高温，水的状态是气体，所以A装置的作用是提供水蒸气；E是氢气还原氧化铜的装置，气体进入E装置前要干燥，否则会有危险，硬质玻璃管可能炸裂，因此D装置的作用是除去未反应的水蒸气(或干燥生成的气体)。(2)B装置中铁与水蒸气反应生成氢气和四氧化三铁，反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2。(3)若先点燃B处酒精灯，铁会与氧气发生反应，所以应先点燃A处酒精灯；氢气是可燃性气体，混有空气加热时会发生爆炸，所以点燃E处酒精灯之前应进行的操作是收集H2并检验其纯度。(4)氢气还原氧化铜得到铜和水，即H2＋CuOeq \(=====,\s\up7(△))Cu＋H2O，所以E装置中的实验现象是硬质玻璃管中黑色氧化铜粉末变红色。
15.某化学学习小组设计了下列方法探究氢氧化亚铁的制备等相关问题。
(1)用NaOH溶液和FeSO4溶液直接反应能观察到白色的Fe(OH)2沉淀(方法如图)，但沉淀颜色快速发生变化。请分析沉淀颜色变化的原因：_____________________________(用化学方程式表示)。
(2)该小组为探究反应物浓度对Fe(OH)2制备效果的影响，以Fe(OH)2沉淀白色持续时间(t)为指标，t越大，实验效果越好。部分实验数据如表(w代表质量分数)：
①实验i、ii、iii的目的是______________________________________________。
②该小组同学通过实验推断：其他条件不变时，所用NaOH溶液的浓度越大，实验效果越好。推断的证据是_________________________________________________________。
③由绿矾晶体(FeSO4·7H2O)配制250 mL 0.10 ml·L－1 FeSO4溶液，需要用到的仪器有药匙、玻璃棒、烧杯、托盘天平、250 mL容量瓶、__________________________________________。
以下操作会导致所配溶液浓度偏低的是_____________________________________________
(填字母)。
A．容量瓶中含有少量蒸馏水
B．洗涤烧杯和玻璃棒的溶液未转入容量瓶中
C．定容时俯视刻度线
D．定容摇匀后发现溶液体积低于刻度线，再补加少量蒸馏水至刻度线
(3)若向FeSO4溶液中加入足量Na2O2，观察到的现象是_______________________。
答案 (1)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 (2)①探究其他条件相同时，FeSO4溶液浓度对Fe(OH)2制备效果的影响 ②沉淀持续时间：v>iv>ii ③胶头滴管 BD (3)有红褐色沉淀生成，有气体放出
解析 (1) FeSO4和NaOH发生复分解反应生成Fe(OH)2，Fe(OH)2被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
(2)①实验i、ii、iii的变量是FeSO4溶液浓度，目的是探究其他条件相同时，FeSO4溶液浓度对Fe(OH)2制备效果的影响。②实验v、iv、ii的变量是NaOH溶液浓度，其他条件不变时，所用NaOH溶液的浓度越大，沉淀持续时间越长，实验效果越好，则证据是沉淀持续时间： v>iv>ii。③配制一定物质的量浓度溶液的步骤：计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容等，用到的仪器：药匙、玻璃棒、烧杯、托盘天平、250 mL容量瓶、胶头滴管。定容时还需要加入蒸馏水，则容量瓶中含有少量蒸馏水对所配溶液浓度无影响，A不选；洗涤烧杯和玻璃棒的溶液未转入容量瓶中，则残留在杯壁上的溶质没有完全转移到容量瓶，导致所配溶液浓度偏低，B选；定容时俯视刻度线导致溶液体积偏小，依据c＝eq \f(n,V)可知溶液浓度偏高，C不选；定容摇匀后发现溶液体积低于刻度线，再补加少量蒸馏水至刻度线，导致加入水的体积增大，溶液浓度偏低，D选。氧化亚铁(FeO)
氧化铁(Fe2O3)
四氧化三铁(Fe3O4)
俗称
—
铁红
磁性氧化铁
颜色、状态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体(有磁性)
溶解性
不溶于水
类别
碱性氧化物
碱性氧化物
－
铁的价态
＋2
＋3
＋2、＋3
与H＋反应的离子方程式
FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O
6H＋＋Fe2O3===2Fe3＋＋3H2O
Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O
稳定性
6FeO＋O2eq \(=====,\s\up7(△))2Fe3O4
稳定
稳定
与CO、C、H2反应
生成单质铁及CO2或H2O
用途
Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁的原料
Fe(OH)2
Fe(OH)3
操作
现象
产生白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色沉淀
生成红褐色沉淀
离子方程式
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓；
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
实验结论
Fe(OH)2很不稳定，极易转化为Fe(OH)3
Fe(OH)2
Fe(OH)3
颜色、状态
白色固体
红褐色固体
溶解性
不溶于水
不溶于水
与非氧化性强酸反应的离子方程式
Fe(OH)2＋2H＋=== Fe2＋＋2H2O
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
稳定性
Fe(OH)2eq \(=====,\s\up7(△))FeO＋H2O(隔绝空气)
2Fe(OH)3eq \(=====,\s\up7(△))Fe2O3＋3H2O
实验
序号
w(FeSO4)/%
w(NaOH)/%
t/s
i
2.5
15
149
ii
5
15
138
iii
10
15
93
iv
5
25
142
v
5
35
180
第1课时 铁的单质、氧化物和氢氧化物
[核心素养发展目标] 1.结合生活中铁制品的应用，了解单质铁、铁的氧化物的性质及用途，培养化学服务社会的责任意识。2.通过探究实验，认识铁单质与水蒸气反应的条件，对比钠与水的反应，加深对微观原子结构决定物质宏观性质的认识，培养宏观辨识与微观探析的能力。3.通过实验掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质。
一、铁的单质
1．铁的存在和冶炼
(1)存在
铁在自然界中可以以单质形态(陨铁)存在，但主要是以＋2价和＋3价化合物的形态存在于矿石中。铁元素在地壳中的含量居第四位，仅次于氧、硅和铝。
(2)冶炼
工业炼铁的原理是用还原法把铁从铁矿石中提炼出来，化学方程式(以Fe2O3为例)：3CO＋Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2。
2．铁的物理性质
铁有延展性、导热性、导电性，但其导电性不如铜和铝，铁还能被磁体吸引，其熔、沸点较高。
思考1 为什么铁片是银白色，而铁粉却是黑色？
提示 金属小颗粒能反射光线。小颗粒的分布是非常混乱的，所以不能像镜面一样把入射光线定向地反射回去。入射光线进到金属小颗粒中，就像进了“迷魂阵”，从一个小颗粒反射到另一个颗粒，这样反射过来又反射回去，光线越来越弱，很少按入射方向返回去，因此看上去是黑色的。
3．铁的化学性质
(1)与某些非金属单质、非氧化性酸和盐溶液反应。
写出下列有关反应的化学方程式，是离子反应的写出离子方程式。
①Fe与非金属单质反应
②Fe与非氧化性酸反应(如盐酸)
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
③Fe与盐溶液反应(如CuSO4溶液)
Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋。
思考2 上述反应中，铁的化合价的变化有何异同？为什么会有这样的异同？
提示 在一定条件下，铁作为还原剂能与某些金属单质、酸和盐溶液反应。铁与弱氧化剂(如盐酸、CuSO4等)反应，生成＋2价铁的化合物，而与较强的氧化剂(如Cl2等)反应，生成＋3价铁的化合物。
(2)实验探究铁粉与水蒸气的反应
思考3 在钢铁厂的生产中，炽热的铁水注入模具之前，模具为什么必须进行充分的干燥处理？
提示 在高温下，铁能与水发生反应。
用燃着的火柴去点肥皂泡，观察到的现象是肥皂泡燃烧，听到爆鸣声，证明生成了H2，则该反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2。上述实验装置中，湿棉花的作用是受热时提供反应所需的水蒸气。
铁在氧气中燃烧或与水蒸气反应生成既有＋2价又有＋3价铁元素的氧化物Fe3O4。
1．判断正误
(1)由于铁单质性质比较活泼，所以自然界中没有游离态的铁单质( )
(2)铁与AgNO3、ZnCl2等盐溶液均能发生反应生成Fe2＋( )
(3)分离铁粉与铜粉的混合物时，只能用化学方法( )
(4)1 ml Fe与水蒸气高温下反应转移eq \f(8,3) ml e－( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√
2．下列有关铁的说法不正确的是( )
A．铁与水蒸气的反应中铁为还原剂
B．铁和稀硫酸反应的离子方程式为2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
C．铁在纯氧中燃烧生成Fe3O4
D．工业上用CO在高温条件下还原含Fe2O3的矿石炼铁
答案 B
解析 铁和稀硫酸反应的离子方程式应为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
二、铁的氧化物和氢氧化物
1．铁的氧化物
阅读课本，填写下表空白：
2.铁的氢氧化物
(1)铁的氢氧化物的制备
反应原理：Fe(OH)3与Fe(OH)2分别由相应的可溶性盐与可溶性碱反应而制得。
思考 如图是制备氢氧化亚铁的改进装置，思考并回答下列问题：
(1)配制NaOH和FeSO4溶液的蒸馏水要经过______，目的是_________________________。
(2)在FeSO4溶液表面覆盖一层苯(一种有机溶剂，难溶于水，密度比水小)的作用是_________。
(3)将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液液面以下，其目的是_________________。
提示 (1)加热煮沸 赶走溶解的氧气
(2)隔绝空气，防止生成的氢氧化亚铁被氧化
(3)防止滴加NaOH溶液时带入空气氧化Fe(OH)2
(2)Fe(OH)2和Fe(OH)3的比较
1．判断正误
(1)磁铁矿的主要成分是Fe3O4( )
(2)FeO在空气中加热生成Fe2O3( )
(3)Fe3O4中铁的化合价有＋2和＋3价，是一种混合物( )
(4)Fe(OH)3不能利用化合反应生成( )
(5)因为Fe(OH)2易被氧化，所以在制备时要隔绝空气( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√
2．下列有关铁的化合物的说法不正确的是( )
A．Fe(OH)2不稳定，具有较强的氧化性
B．FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，均可与盐酸反应
C．Fe(OH)3可通过化合反应得到，Fe(OH)2则不能
D．Fe3O4为磁性氧化铁，其中铁的化合价为＋2和＋3
答案 A
解析 Fe(OH)2中的Fe2＋具有还原性，可被空气中的O2氧化为Fe(OH)3，A项错误；FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，故具有碱性氧化物的通性，都能与盐酸反应，B项正确；Fe(OH)2只能通过复分解反应得到，Fe(OH)3可由Fe(OH)2与O2、H2O发生化合反应得到，C项正确；Fe3O4俗称磁性氧化铁，其组成可表示为FeO·Fe2O3，Fe元素的化合价为＋2和＋3，D项正确。
1．(2022·黑龙江宾县二中高一月考)下列关于铁的叙述错误的是( )
A．纯净的铁是光亮的银白色金属
B．铁能被磁体吸引
C．铁是地壳中含量最多的金属元素
D．铁具有延展性和导热性，可制作炊具
答案 C
解析 铝是地壳中含量最多的金属元素，铁是地壳中含量排在第二位的金属元素，C错误。
2．铁与水蒸气反应实验改进前后的装置如图所示：
下列说法错误的是( )
A．将湿棉花改为浸水的尿不湿，酒精灯由单头改为双头，可提供足量的水蒸气
B．用具支试管可将试管口附近冷凝的水导出
C．将肥皂液改为吹泡泡水，收集H2的效果更好，点燃效果更明显
D．改进后，悬挂的磁铁能吸引铁粉，实验过程中，我们能看到具支试管中有黑色固体不断落下
答案 D
解析 尿不湿可吸附更多的水，且不易洒出，酒精灯改为双头的可增加受热面积，故可提供足够多的水蒸气，A项正确；具支试管的结构中含支管，冷凝的水可从支管中流出，B项正确；吹泡泡水易起泡，收集H2更容易，点燃效果更好，C项正确；磁铁可以吸引单质铁和Fe3O4，D项错误。
3.如图所示装置可用来制取Fe(OH)2并观察其在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑、稀硫酸和NaOH溶液。
(1)在试管Ⅰ中加入的试剂是________________。
(2)在试管Ⅱ中加入的试剂是_________________________________________。
(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和试管Ⅱ中加入试剂，塞紧塞子后的实验步骤是_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是____________________________。
(5)实验完毕，拔去试管Ⅱ中的橡胶塞，放入一部分空气，此时试管Ⅱ中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
答案 (1)稀硫酸、铁屑 (2)NaOH溶液
(3)打开止水夹a，待试管Ⅰ中反应生成的氢气排尽装置中的空气后，再关闭止水夹a
(4)试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入
(5)4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3
题组一 铁的单质
1．我国宋代《开宝本草》中记载了中药材铁华粉的制作方法：“取钢煅作叶，如笏或团，平面磨错令光、净，以盐水洒之，于醋瓮中阴处埋之一百日，铁上衣生，铁华成矣。”下列说法错误的是( )
A．“取钢煅作叶，如笏或团”说明金属铁有较好的延展性
B．“平面磨错令光、净”的目的是除去表面的铁锈
C．“铁上衣生”的原因是铁被氧气氧化
D．中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁
答案 C
解析 把钢煅制成长或圆的叶子形状，说明金属铁有良好的延展性，故A正确；中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁，故开始要除去铁锈，防止三价铁影响产物纯度，故B正确；金属铁在醋瓮中密封保存，隔绝空气，不能与氧气反应，故C错误；隔绝空气，铁与醋酸反应生成醋酸亚铁，故D正确。
2．(2022·桂林高一检测)下列各项物质间的转化不能通过反应一步完成的是( )
A．Fe→Fe3O4 B．Fe→FeCl3
C．Fe→FeCl2 D．Fe→Fe(OH)3
答案 D
解析 Fe与O2点燃可得到Fe3O4，A不符合题意；Fe与Cl2点燃可得到FeCl3，B不符合题意；Fe与盐酸反应可得到FeCl2，C不符合题意；Fe不能通过反应一步生成Fe(OH)3，D符合题意。
3．类比是研究物质的常用方法之一，可预测许多物质的性质。下列类比推测中正确的是( )
A．Fe和O2能直接化合生成Fe3O4，推测Cu和O2可直接化合生成Cu3O4
B．Na和H2O反应生成NaOH和H2，推测Fe和H2O反应生成Fe(OH)3和H2
C．Fe能与CuSO4溶液发生反应，推测Fe能与AgNO3溶液发生反应
D．Na在常温下能与H2O反应，推测Fe在常温下也能与H2O反应
答案 C
解析 Fe和O2反应生成Fe3O4，Cu和O2反应生成CuO，A项错误；Fe和H2O(g)反应生成Fe3O4和H2，B项错误；Fe与H2O(g)在高温下才能反应，D项错误。
4．(2022·陕西长安一中高一月考)将铁片放入下列溶液中，溶液质量减轻的是( )
A．稀硫酸 B．硫酸铜溶液
C．稀盐酸 D．AlCl3溶液
答案 B
解析 铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，由于每溶解56 g Fe，溶液中逸出2 g H2，所以溶液质量增加，A错误；铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，由于每溶解56 g Fe，溶液中析出64 g Cu，所以溶液质量减轻，B正确；铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，由于每溶解56 g Fe，溶液中逸出2 g H2，所以溶液质量增加，C错误；Fe与AlCl3溶液不发生反应，溶液质量不变，D错误。
题组二 铁的氧化物
5．(2023·长春检测)下列关于铁的氧化物的说法错误的是( )
A．FeO不稳定，在空气中加热迅速变为Fe2O3
B．Fe2O3俗称铁红，可用作油漆的红色颜料
C．Fe3O4中Fe呈现＋2和＋3两种价态
D．Fe3O4晶体俗称磁性氧化铁，具有磁性
答案 A
解析 FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，被氧化成Fe3O4，A错误。
6．建筑用的红砖和青砖，其颜色是由其中含有的不同价态的铁氧化物所致。我国古代砖瓦建筑能够保持到现在的，几乎无一例外是由青砖建成的。有人提出以下可能的原因：①青砖中含有Fe2O3；②青砖中含FeO或Fe3O4；③Fe2O3长期遇酸雨侵蚀会风化溶解使砖瓦强度降低；④Fe3O4性质更稳定；⑤FeO或Fe3O4更不容易被氧化。你认为以上说法合理的是( )
A．①③⑤ B．②③④
C．③⑤ D．①②③④⑤
答案 B
解析 Fe2O3呈红棕色，则红砖中含有Fe2O3，青砖中不含有Fe2O3，①不符合题意；根据青砖颜色可知，青砖中含有FeO或Fe3O4，②符合题意；Fe2O3为碱性氧化物，能与酸反应使砖瓦强度降低，③符合题意；根据题中所述，古代砖瓦能够保持到现在的，几乎无一例外是由青砖建成的，说明Fe3O4性质更稳定，④符合题意；FeO性质不稳定，易被氧化，⑤不符合题意。
题组三 铁的氢氧化物
7．(2022·广东惠州高一期末)将铁屑溶于过量的稀盐酸后加入过量的NaOH溶液，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热至沉淀质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣。上述沉淀和残渣分别是( )
A．Fe(OH)3；Fe2O3
B．Fe(OH)2；Fe2O3
C．Fe(OH)2；Fe(OH)3、Fe3O4
D．Fe2O3；Fe(OH)3
答案 B
解析 铁屑溶于过量的稀盐酸后生成氯化亚铁，加入过量的NaOH溶液，生成Fe(OH)2白色沉淀，Fe(OH)2在空气中易被氧化为Fe(OH)3，Fe(OH)3受热分解生成水和红棕色的Fe2O3，故B正确。
8．(2022·上海高一检测)下列有关铁的氢氧化物的说法错误的是( )
A．Fe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化为红褐色固体
B．Fe(OH)2具有还原性，在空气中易被氧化为Fe(OH)3
C．Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热都能分解
D．Fe(OH)3胶体透明、呈红褐色，能产生丁达尔效应
答案 A
解析 Fe(OH)2是一种白色固体，不稳定，具有还原性，在空气中易被氧化为红褐色的Fe(OH)3：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，故A错误、B正确；Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热能分解为氧化物和水，故C正确。
9．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是( )
A．①②④ B．①②③ C．①② D．②③④
答案 A
解析 Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生反应：4Fe(OH)2 ＋O2 ＋2H2O===4Fe(OH)3，若要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，则要排尽装置中的氧气或空气。①②原理相同，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处于氢气的保护中；③由于溶液与空气直接接触，空气中的氧气能迅速将 Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀；④中苯在FeSO4溶液的液面上，阻止了空气的进入，能较长时间看到白色沉淀。
10．(2022·长沙高一质检)等量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定条件下充分反应，则在相同的条件下，产生氢气的体积比是( )
A．1∶1 B．3∶4
C．2∶3 D．4∶3
答案 B
解析 根据反应的化学方程式：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑、3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2可知，1 ml Fe与盐酸反应生成1 ml H2,1 ml Fe与水蒸气反应生成eq \f(4,3) ml H2，故在相同条件下，产生H2的体积比是3∶4。
11．(2022·内蒙古赤峰二中高一月考)将磁性氧化铁放入稀HNO3中可发生如下反应：
3Fe3O4＋28HNO3===9Fe(NO3)x＋NO↑＋14H2O，下列判断正确的是( )
A．Fe(NO3)x中的x为2
B．反应中每生成0.2 ml还原产物，就有0.6 ml电子转移
C．HNO3在反应中全部被还原
D．磁性氧化铁中的铁元素全部被氧化
答案 B
解析 由N原子守恒可知，28＝9x＋1，解得x＝3，故A项错误；N元素的化合价由＋5价降低为＋2价，则反应中每生成0.2 ml还原产物，就有0.2 ml×(5－2)＝0.6 ml电子转移，故B项正确；稀HNO3在反应中生成硝酸盐和NO，则HNO3在反应中部分被还原，故C项错误；磁性氧化铁中的Fe元素有＋2价和＋3价，则铁元素部分被氧化，故D项错误。
12．以某硫酸渣(含Fe2O3等)为原料制备FeOOH(铁黄)的一种工艺流程如下：
下列说法不正确的是( )
A．“酸溶”后溶液中金属阳离子主要是Fe3＋
B．滤渣的主要成分是Fe
C．“沉铁”过程中生成Fe(OH)2的化学方程式为FeSO4＋2NH4HCO3===Fe(OH)2↓＋(NH4)2SO4＋2CO2↑
D．“氧化”Fe(OH)2浆液时，可用氯气代替空气
答案 D
解析 B项，根据流程图分析可知，滤渣的主要成分是Fe，正确；C项，由图示可知，“沉铁”过程中反应物为FeSO4和NH4HCO3，生成物有CO2和Fe(OH)2，故化学方程式为FeSO4＋2NH4HCO3===Fe(OH)2↓＋(NH4)2SO4＋2CO2↑，正确；D项，“氧化”Fe(OH)2浆液时，若用氯气代替空气，制备的FeOOH中会有含氯化合物，导致FeOOH的含量较低且有杂质，错误。
13．金属单质A可发生以下反应。试推断：
(1)A、B、C、D、E分别是(写化学式，B写主要成分)：
A____________、B____________、C___________、D____________、E__________。
(2)写出反应③和⑤的离子方程式：
③________________________________________________________________________；
⑤________________________________________________________________________。
答案 (1)Fe Fe2O3 Fe3O4 Cu H2
(2)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
14．(2022·广东梅州高一检测)某化学兴趣小组利用如图所示装置进行铁粉与水蒸气反应的实验，并检验产物的性质。请回答下列问题：
(1)A装置的作用是_____________________________________________________________，
D装置的作用是________________________________________________________________。
(2)写出B装置中发生反应的化学方程式：_________________________________________。
(3)A、B、E装置中应先点燃________________处的酒精灯，点燃E处酒精灯之前应进行的操作是________________。
(4)铁粉与水蒸气发生了反应，则E处的实验现象是________________。
答案 (1)提供水蒸气 除去未反应的水蒸气(或干燥生成的气体)
(2)3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2
(3)A 检验氢气纯度
(4)黑色氧化铜粉末变红色
解析 (1)铁与水蒸气的反应条件是高温，水的状态是气体，所以A装置的作用是提供水蒸气；E是氢气还原氧化铜的装置，气体进入E装置前要干燥，否则会有危险，硬质玻璃管可能炸裂，因此D装置的作用是除去未反应的水蒸气(或干燥生成的气体)。(2)B装置中铁与水蒸气反应生成氢气和四氧化三铁，反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2。(3)若先点燃B处酒精灯，铁会与氧气发生反应，所以应先点燃A处酒精灯；氢气是可燃性气体，混有空气加热时会发生爆炸，所以点燃E处酒精灯之前应进行的操作是收集H2并检验其纯度。(4)氢气还原氧化铜得到铜和水，即H2＋CuOeq \(=====,\s\up7(△))Cu＋H2O，所以E装置中的实验现象是硬质玻璃管中黑色氧化铜粉末变红色。
15.某化学学习小组设计了下列方法探究氢氧化亚铁的制备等相关问题。
(1)用NaOH溶液和FeSO4溶液直接反应能观察到白色的Fe(OH)2沉淀(方法如图)，但沉淀颜色快速发生变化。请分析沉淀颜色变化的原因：_____________________________(用化学方程式表示)。
(2)该小组为探究反应物浓度对Fe(OH)2制备效果的影响，以Fe(OH)2沉淀白色持续时间(t)为指标，t越大，实验效果越好。部分实验数据如表(w代表质量分数)：
①实验i、ii、iii的目的是______________________________________________。
②该小组同学通过实验推断：其他条件不变时，所用NaOH溶液的浓度越大，实验效果越好。推断的证据是_________________________________________________________。
③由绿矾晶体(FeSO4·7H2O)配制250 mL 0.10 ml·L－1 FeSO4溶液，需要用到的仪器有药匙、玻璃棒、烧杯、托盘天平、250 mL容量瓶、__________________________________________。
以下操作会导致所配溶液浓度偏低的是_____________________________________________
(填字母)。
A．容量瓶中含有少量蒸馏水
B．洗涤烧杯和玻璃棒的溶液未转入容量瓶中
C．定容时俯视刻度线
D．定容摇匀后发现溶液体积低于刻度线，再补加少量蒸馏水至刻度线
(3)若向FeSO4溶液中加入足量Na2O2，观察到的现象是_______________________。
答案 (1)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 (2)①探究其他条件相同时，FeSO4溶液浓度对Fe(OH)2制备效果的影响 ②沉淀持续时间：v>iv>ii ③胶头滴管 BD (3)有红褐色沉淀生成，有气体放出
解析 (1) FeSO4和NaOH发生复分解反应生成Fe(OH)2，Fe(OH)2被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
(2)①实验i、ii、iii的变量是FeSO4溶液浓度，目的是探究其他条件相同时，FeSO4溶液浓度对Fe(OH)2制备效果的影响。②实验v、iv、ii的变量是NaOH溶液浓度，其他条件不变时，所用NaOH溶液的浓度越大，沉淀持续时间越长，实验效果越好，则证据是沉淀持续时间： v>iv>ii。③配制一定物质的量浓度溶液的步骤：计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容等，用到的仪器：药匙、玻璃棒、烧杯、托盘天平、250 mL容量瓶、胶头滴管。定容时还需要加入蒸馏水，则容量瓶中含有少量蒸馏水对所配溶液浓度无影响，A不选；洗涤烧杯和玻璃棒的溶液未转入容量瓶中，则残留在杯壁上的溶质没有完全转移到容量瓶，导致所配溶液浓度偏低，B选；定容时俯视刻度线导致溶液体积偏小，依据c＝eq \f(n,V)可知溶液浓度偏高，C不选；定容摇匀后发现溶液体积低于刻度线，再补加少量蒸馏水至刻度线，导致加入水的体积增大，溶液浓度偏低，D选。氧化亚铁(FeO)
氧化铁(Fe2O3)
四氧化三铁(Fe3O4)
俗称
—
铁红
磁性氧化铁
颜色、状态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体(有磁性)
溶解性
不溶于水
类别
碱性氧化物
碱性氧化物
－
铁的价态
＋2
＋3
＋2、＋3
与H＋反应的离子方程式
FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O
6H＋＋Fe2O3===2Fe3＋＋3H2O
Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O
稳定性
6FeO＋O2eq \(=====,\s\up7(△))2Fe3O4
稳定
稳定
与CO、C、H2反应
生成单质铁及CO2或H2O
用途
Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁的原料
Fe(OH)2
Fe(OH)3
操作
现象
产生白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色沉淀
生成红褐色沉淀
离子方程式
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓；
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
实验结论
Fe(OH)2很不稳定，极易转化为Fe(OH)3
Fe(OH)2
Fe(OH)3
颜色、状态
白色固体
红褐色固体
溶解性
不溶于水
不溶于水
与非氧化性强酸反应的离子方程式
Fe(OH)2＋2H＋=== Fe2＋＋2H2O
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
稳定性
Fe(OH)2eq \(=====,\s\up7(△))FeO＋H2O(隔绝空气)
2Fe(OH)3eq \(=====,\s\up7(△))Fe2O3＋3H2O
实验
序号
w(FeSO4)/%
w(NaOH)/%
t/s
i
2.5
15
149
ii
5
15
138
iii
10
15
93
iv
5
25
142
v
5
35
180
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