专题14 铁及其化合物-【题高分】2022-2023学年高一化学同步教学专题讲义（人教版2019必修第一册）

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专题 14 铁及其化合物
铁的存在和冶炼，物理性质和应用
铁的化学性质
铁的氧化物
铁的氢氧化物
知识点一 铁的存在和冶炼，物理性质和应用
1．自然界中铁的存在
铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅、铝元素，居第四位。
铁元素在自然界中主要以+2 价和+3 价化合物的形式存在于铁矿石。
2．铁的冶炼（高炉炼铁）
原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气
工业炼铁得到的铁是：生铁（混合物）
高炉（炼铁炉）：从下到上化学方程式为：
C+O2=====CO2 C+CO2=====2CO（吸收热量） 3CO + Fe2O3=====2Fe + 3CO2
焦炭的作用：
①提供热量 C+O2===== CO2（放热反应） ②提供还原剂：C+CO2=====2CO
炼铁过程中 石灰石的主要作用是：将矿石中的二氧化硅转变为炉渣
3．铁的物理性质和应用
(1)物理性质
纯铁具有银白色金属光泽，质软，有良好的延展性，密度是 7.86g.cm-3,熔点为 1535℃，沸
点为 2750℃，铁是电和热的良导体，铁可以被磁铁吸引。
(2)应用
钢铁是人类生活和生产中非常重要的材料，广泛应用用于生活用具、生产工具、建筑、机
械、电力、桥梁、国防等领域。
【典例 1】★☆☆☆☆
高炉炼铁的过程中既被氧化又被还原的元素是(　　)
A．铁　　　　　　 B．氮 C．氧 D．碳
【答案】D
【解析】高炉炼铁过程包括：C+O2=====CO2，C+CO2=====2CO（吸收热量）
3CO + Fe2O3=====2Fe + 3CO2等反应，碳元素的化合价既有升高又有降低，氧元素化合价
降低，铁元素化合价降低。
【训练 1】★☆☆☆☆
在高炉炼铁中将铁的氧化物还原成单质铁的主要还原剂是(　　)
A．CaCO3　　　　　　 B．C C．SiO2 D．CO
【答案】D
【解析】在高炉炼铁生产中，投入的原料是焦炭，焦炭与氧气反应生成 CO，该反有两个
作用：①提供热量②提供还原剂。CO 将铁的氧化物还原为铁。
知识点二 铁的化学性质
1．铁与非金属单质反应
（1）铁与氧气反应：3Fe+2O2(纯) =====Fe3O4
现象：剧烈燃烧，放出大量热，火星四射，产生黑色固体。
（2）铁与氯气反应: 2Fe+3Cl2======2FeCl3
现象：剧烈燃烧，放出大量热，产生棕黄色烟。
（3）铁与硫反应：Fe+S=====FeS
2．铁与酸(非氧化性酸)反应
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
3．铁与盐（溶液）反应
（1）与铜盐：Fe+Cu2+= Fe2＋＋Cu
（2）与铁盐：Fe+ 2Fe3＋=3Fe2＋
4．铁与水反应
铁不能与冷水、热水反应，但能和水蒸气反应。
反应的化学方程式为 3Fe＋4H2O(g)=====Fe3O4＋4H2；
现象为加热时试管内铁粉红热，点燃从试管中逸出的气体可听到爆鸣声。
【典例 1】★☆☆☆☆
下列叙述正确的是(　　)
A．足量的 Fe 在Cl2中燃烧生成 FeCl2和FeCl3
B．Fe 与S混合加热生成 FeS2
C．3mol 单质 Fe 完全转化为 Fe3O4，失去 8NA 个电子
D．Fe 与Cu2+反应生成 Fe3+
【答案】C
【解析】3Fe+Cl2======2FeCl3，所以 A错；Fe+S=====FeS，所以 B错。铁与水蒸汽反应
3Fe＋4H2O(g)=====Fe3O4＋4H2此反应 3mol 铁原子转移 8mol 电子，所以 C正确；铁与铜
盐反应:Fe+Cu2+= Fe2＋＋Cu,生成二价铁，所以 D错。
【训练 1】★★☆☆☆
某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水反应”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____________________________________________，
B中反应的化学方程式为_______________________________________。
(2)D 装置的作用是___________________________________________。
(3)E 装置中的现象是________________________________________。
(4)A、B两个装置中应先点燃________处的酒精(喷)灯，点燃 E处酒精灯之前应进行的操作
是___________________________________________________
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