《高一化学必修第一册精品讲义（新教材人教版）》课时3.2 铁的重要化合物

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课时 3.2 铁的重要化合物

【学习目标】

1、掌握铁的氧化物的性质及应用

2、掌握 Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质

3、掌握 Fe2＋、Fe3＋间的相互转化以及 Fe3＋、Fe2＋的检验方法

【主干知识梳理】

【归纳】( )处于中间价态既有氧化性又有还原性，但以还原性为主；( )处于最高价，只有氧化性

一、铁的氧化物

1、物理性质比较

氧化物

性质比较 FeO Fe2O3Fe3O4

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

铁的价态＋ 2 ＋ 3 ＋ 2 、＋ 3

水溶性不溶于水

2、化学性质

(1)稳定性

①FeO 不稳定，在空气中受热易被氧化为 Fe3O4：6FeO＋O22Fe3O4

②Fe2O3和四氧化三铁很稳定

(2)与非氧化性酸(如：稀盐酸、稀硫酸)的反应

氧化亚铁和氧化铁属于碱性氧化物，与非强氧化性酸反应生成 Fe 2

＋

和

Fe 3

＋

①FeO 与盐酸反应：FeO＋2HCl===FeCl2＋H2O FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O

②Fe2O3与盐酸反应：Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O

③Fe3O4与盐酸反应：Fe3O4＋8HCl===FeCl2＋2FeCl3＋4H2O Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O

(3)与氧化性酸(如：硝酸、浓硫酸)的反应

①FeO 与稀硝酸反应：3FeO＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O

3FeO＋10H＋＋NO3

－===3Fe3＋＋NO↑＋5H2O

②Fe2O3与稀硝酸反应：Fe2O3＋6HNO3===2Fe(NO3)3＋3H2O

Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O

③Fe3O4与稀硝酸反应：3Fe3O4＋28HNO3===9Fe(NO3)3＋NO↑＋14H2O

3Fe3O4＋28H＋＋NO3

－===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O

(4)与还原性酸(如：HI)的反应

①FeO 与HI 反应：FeO＋2HI===FeI2＋H2O FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O

②Fe2O3与HI 反应：Fe2O3＋6HI===2FeI2＋I2＋3H2O Fe2O3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋3H2O

③Fe3O4与HI 反应：Fe3O4＋8HI===3FeI2＋I2＋4H2O Fe3O4＋8H＋＋2I－===3FeI2＋I2＋4H2O

4、主要用途：氧化铁俗称铁红，常用作红色油漆和涂料，赤铁矿(主要成分是 Fe2O3)是炼铁原料

【微点拨】

① 化合态铁的常见化合价只有＋2价和＋3价，Fe3O4是黑色具有磁性的晶体，可以看成由 FeO 和Fe2O3按物

质的量之比 1 1∶ 组合而成的复杂氧化物，通常也可写成 FeO·Fe2O3的形式，因此 Fe3O4与盐酸反应可分别

看作 Fe2O3、FeO 与盐酸反应，然后把两个反应式相加，Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O

②FeO、Fe2O3属于碱性氧化物，Fe3O4不属于碱性氧化物

③ 从价态分析，FeO 有还原性，Fe2O3有氧化性，Fe3O4既有氧化性又有还原性。但 FeO 与Fe2O3中Fe 元素价

态相邻，两者不会反应。FeO、Fe3O4遇氧化性酸(如：HNO3)发生氧化还原反应，＋2价的铁均被氧化成＋3

价

【即学即练 1】

1、下列关于氧化铁和氧化亚铁的叙述中不正确的是(　　)

A．都是碱性氧化物 B．都能与酸反应生成盐和水

C．都能与水反应生成氢氧化物 D．都能被一氧化碳还原为铁

2、下列说法正确的是(　　)

A．赤铁矿的主要成分是 Fe3O4 B．Fe2O3为碱性氧化物，可与水反应生成 Fe(OH)3

C．铁锈的主要成分是 Fe2O3 D．Fe3O4中铁元素有＋2价和＋3价，Fe3O4是混合物

3、某物质由铁和氧两种元素组成，实验测得铁元素与氧元素的质量比为 21∶8，关于该物质的下列说法中不正

确的是(　　)

A．铁元素与氧元素物质的量比为 3∶4 B．该物质可能为四氧化三铁

C．该物质一定为四氧化三铁 D．该物质可能为混合物

4、“秦砖汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩影。同是由黏土烧制的砖瓦，有的是黑色的，有的却是红色的，

你猜测其中的原因可能是(　　)

A．土壤中含有铁粉、二氧化锰等

B．黑砖瓦是煅烧过程中附着了炭黑，红砖瓦则是添加了红色耐高温染料

C．土壤中含有的铜元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色 CuO 和红色 Cu

D．土壤中含有的铁元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色 Fe3O4或FeO 和红色 Fe2O3

二、铁的氢氧化物

1、物理性质比较

氢氧化物

性质比较 Fe(OH)2Fe(OH)3

物质类别二元弱碱三元弱碱

颜色状态白色固体红褐色固体

铁的价态＋ 2 ＋ 3

溶解性难溶于水

2、化学性质

(1)与非氧化性酸(如：稀盐酸、稀硫酸)的反应

①Fe(OH)2与盐酸反应：Fe(OH)2＋2HCl===FeCl2＋H2O Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋H2O

②Fe(OH)3与盐酸反应：Fe(OH)3＋3HCl===FeCl3＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O

(2)与氧化性酸(如：硝酸、浓硫酸)的反应

①Fe(OH)2与稀硝酸反应：3Fe(OH)2＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋NO↑＋8H2O

3FeO＋10H＋＋NO3

－===3Fe3＋＋NO↑＋8H2O

②Fe(OH)3与稀硝酸反应：Fe(OH)3＋3HNO3===Fe(NO3)3＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O

(3)与还原性酸(如：HI)的反应

①Fe(OH)2与HI 反应：Fe(OH)2＋2HI===FeI2＋H2O FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O

②Fe(OH)3与HI 反应：2Fe(OH)3＋6HI===2FeI2＋I2＋6H2O 2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋6H2O

(4)热稳定性：Fe(OH)2、Fe(OH)3受热均分解生成同价态的氧化物

①Fe(OH)2：Fe(OH)2=====FeO＋H2O (隔绝空气生成 FeO，在空气中最终转化为 Fe2O3)

②Fe(OH)3：2Fe(OH)3=====Fe2O3＋3H2O

(5)Fe(OH)2的还原性：Fe(OH)2具有强还原性，易被空气中的 O2氧化生成 Fe(OH)3

① 转化过程中的特殊现象是：白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色

② 转化的方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

③ 反应类型：化合反应、氧化还原反应

【微点拨】

①Fe(OH)2在空气中加热，在分解同时被 O2氧化，化学方程式为：4Fe(OH)2＋O2=====2Fe2O3＋4H2O，所以

在

空气中加热 Fe(OH)2得不到 FeO

②Fe(OH)2中的 Fe 为+2 价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性，但以还原性为主，与 HNO3、浓硫酸等

强氧化性酸发生的氧化还原反应而不是复分解反应

③Fe(OH)3中的铁为+3 价，处于最高价态，只有氧化性，与 HNO3、浓硫酸等强氧化性酸时发生的是复分解反

应而不能发生氧化还原反应，但与氢碘酸(HI，I—有还原性)反应时则发生氧化还原反应

3、氢氧化铁的制备

实验原理可溶性铁盐[FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3]与碱(强碱或弱碱)反应实验装置

实验操作 ①将 NaOH 溶液滴入 FeCl3溶液中：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓

②将氨水滴入 Fe2(SO4)3溶液中：Fe3+＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH4+

实验现象有红褐色沉淀生成

4、氢氧化亚铁的制备

实验原理可溶性铁盐[FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2]与碱(强碱或弱碱)反应

Fe2+＋2OH－===Fe(OH)2↓ Fe2+＋2NH3·H2O===Fe(OH)2↓＋2NH4+

实验装置

实验操作将吸有 NaOH 溶液的胶头滴管插入新制备的亚铁盐溶液的液面以下，

缓缓挤出 NaOH 溶液

实验现象白色沉淀生成，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色

化学方程式 ①Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色)； ②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

【微点拨】

①Fe2＋极易被氧化，所以 FeSO4溶液要现用现配，并放入少量的铁粉以防止 Fe2+被氧化成 Fe3+

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 溶液的长滴管伸入FeSO4溶液的液面下，再挤出

NaOH 溶液，这样做的目的是防止生成的 Fe(OH)2与空气中的氧气接触而被氧化

④为防止 Fe2＋被氧化，还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油、苯或其他密度小于水而不溶于水

的有机物，以隔绝空气

【拓展】Fe(OH)2的制备的改进方法：为了防止 Fe(OH)2被O2氧化，在制备 Fe(OH)2时，一般从两个角度考虑，

一是反应试剂，二是反应环境。取用最新配制的 FeSO4溶液；NaOH 溶液加热煮沸并冷却后使用，以驱除溶液

中溶解的 O2。

方法 1方法 2

在试管中加入适量的 5% FeSO4溶液，并覆盖一

层苯，再用长滴管注入不含 O2的1 mol·L－

1NaOH 溶液。由于苯的液封作用，防止了生成

的Fe(OH)2被氧化，因而可较长时间观察到白色

的Fe(OH)2沉淀

实验时，先打开弹簧夹 K，再将分液漏斗的旋塞打开，使

稀硫酸与铁粉作用，用产生的 H2排出装置中的空气；然后

关闭K，使生成的 H2将试管中的 FeSO4溶液压入NaOH 溶

液中，则可较长时间观察到生成的白色 Fe(OH)2沉淀。若拔

去广口瓶上的橡皮塞，则白色沉淀迅速变成灰绿色，最后

变成红褐色

【即学即练 2】

1、下列物质不能通过化合反应得到的是(　　)

A．Al(OH)3 B．Fe(OH)3 C．Al2O3 D．Fe3O4

2、下列实验方案可以得到白色纯净的Fe(OH)2的是(　　)

A．在 Fe2(SO4)3溶液中加入过量的铁粉，过滤，在滤液中加入过量的 NaOH 溶液

B．将铁粉与稀硫酸充分反应，然后再加入过量的氨水

C．在 FeCl2溶液上加一层苯，然后将滴管插入到 FeCl2溶液液面以下，慢慢滴加 NaOH 溶液(溶液中不能有气

泡，配制FeCl2溶液和 NaOH 溶液的蒸馏水必须加热煮沸)

D．在生成 Fe(OH)3的悬浊液中加过量的铁粉

3、下列各图中能较长时间看到 Fe(OH)2白色沉淀的是(　　)

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