2020届高考化学一轮复习铁及其化合物学案

2020届高考化学一轮复习铁及其化合物学案

铁及其化合物 知识结构 ‎1.铁的重要氧化物的比较 铁的氧化物 FeO Fe2O3‎ Fe3O4‎ 色态 ‎/‎ 铁红 磁性氧化铁 铁的价态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 水溶性 ‎+2‎ ‎+3‎ ‎+2、+3‎ 铁的氧化物与盐酸反应 不溶 不溶 不溶 铁的氧化物与Co反应 FeO+2HCl=FeCl+H2O Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O 铁的氧化物与Co反应 FexOy+yCOxFe+yCO2‎ ‎ ‎ ‎2.生铁与钢的比较 铁的合金 生铁 钢 含碳量 ‎2%～4。3%‎ ‎0．03～2%‎ 其它杂质 含硅、锰、硫、磷较多 含硅、锰少量，硫和磷几乎没有 机械性能 硬而脆、无韧性 硬而韧、有弹性 机械加工 可铸不可锻 可铸、可锻、可延压 ‎ ‎ ‎3.炼铁和炼钢的比较 ‎ ‎ 炼铁 炼钢 原料 铁矿石、焦炭、石灰石、空气 生铁、空气（或纯氧、氧化铁）、生石灰、脱氧剂 化学原理 在高温下用还原剂从铁矿石里还原出来 在高温下用氧化剂把生铁里过多的碳和其它氧化为气体或炉清除去 主 要 反 应 ‎①还原剂的生成 C+O2CO2+Q CO2+C2CO-Q ‎②铁的还原 ‎①氧化：2Fe+O22FeO FeO氧化铁水里的Si、Mn、C等。如C+FeO Fe+CO Fe2O3+3CO2Fe+3CO2‎ ‎③炉渣的生成 CaCO3CaO+CO2‎ CaO+SiO2CaSiO3‎ ‎②造渣：生成的硅锰氧化物得铁水里的硫、磷跟造渣材料反应形成炉渣排出。‎ ‎③脱氧，并调整Mn、Si含量 ‎2Fe+Si2Fe+SiO2‎ 主要设备 高炉 转炉 ‎ ‎ 三、能力点、知识点提示 ‎1.铁在周期表中的位置及结构 铁位于第四周期第Ⅶ族，原子结构示意图为 ‎2.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，常显+2、+3价，且Fe3+比Fe2+稳定。‎ ‎①铁三角 ‎ ‎ ‎②铁及其重要化合物的转化关系 ‎③Fe2+与Fe3+离子的检验；‎  (1)溶液是浅绿色；‎ Fe2+(2)与KSCN溶液作用不显红色，再滴氯水则变红；‎ ‎(3)加NaOH溶液现象：白色沉淀——灰绿色——红褐色 ‎ ‎ ‎(1)与无色KSCN溶液作用显红色；‎ Fe3+(2)溶液显黄色或棕黄色；‎ ‎(3)加入NaOH溶液，产生红褐色沉淀。‎ ‎3.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。‎ ‎4.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+O2CO2+热 CO2+C 2CO ‎②铁矿石还原成铁 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2↑‎ ‎③除脉石、炉渣的形成 CaCO3CaO+CO2↑‎ SiO2+CaOCaSiO3‎ ‎5.炼钢 ‎(1)设备：氧气顶吹转炉 ‎(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：‎ ‎①氧化剂的生成，热能的来源 2Fe+O22FeO+Q ‎②降低碳的含量 C+FeOCO+Fe-Q ‎③除去S、P等杂质 ‎④加硅铁、锰铁、铝除剩余FeO——脱氧 ‎2FeO+Si2Fe+SiO2‎