鐵及其化合物2014

鐵及鐵的化合物FeO黑色黃鐵礦（FeS2）赤鐵礦（Fe2O3）磁鐵礦（Fe3O4）硫酸亞鐵隕鐵Fe2O3：紅色的油漆鐵：銀白色，具有金屬光澤；質(zhì)地較軟，有良好的導(dǎo)電性、延展性。密度7.86g/cm3,熔沸點(diǎn)較高，純鐵抗腐蝕能力強(qiáng)。鐵能被磁體吸引，并能被磁化特性:√一、鐵的物理性質(zhì)●化學(xué)性質(zhì)：●位置：●結(jié)構(gòu)：第四周期，第Ⅷ

族Fe-2e-Fe2+Fe-3e-Fe3+(容易被氧化)(相對穩(wěn)定)二、鐵的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)●請寫出鐵與Cl2、O2和S反應(yīng)的化學(xué)方程式1)Fe+S2)Fe+O23)Fe+Cl2(Br2/I2)FeSFe3O4(FeO·Fe2O3)FeCl3(FeBr3/Fel2)▲▲點(diǎn)燃1、鐵與非金屬反應(yīng)●為什么液氯可以用鋼瓶盛裝？

鐵在常溫下、潮濕空氣中很容易被腐蝕3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2(置換)高溫2.

鐵與水反應(yīng)

高溫條件下①鐵與非氧化性酸(如稀H2SO4、鹽酸等)反應(yīng)生成Fe2＋，放出H2.其離子方程式為：

.②鐵與氧化性酸反應(yīng)，不放H2.

常溫下遇

、

發(fā)生鈍化．少量鐵與稀HNO3反應(yīng)：

.濃H2SO4濃HNO3Fe＋4HNO3==Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2OFe＋2H＋

==Fe2＋＋H2↑3.鐵與酸反應(yīng)思考并完成下列反應(yīng)方程式：Fe+Cu2+==Fe+Fe3+==規(guī)律●鐵能置換活動(dòng)性比自身弱的金屬Cu+Fe3+==比較氧化性：Fe3+>Cu2+>Fe2+4.

鐵與鹽反應(yīng)Fe2++Cu23Fe2+2Cu2++2Fe2+鐵與不同氧化劑反應(yīng)的產(chǎn)物判斷(1)Fe可被S、I2、H＋、Fe3＋、Cu2＋等氧化為Fe2＋.(2)Fe可被Cl2、Br2、HNO3濃H2SO4(加熱)氧化為Fe3＋.(3)Fe與O2(點(diǎn)燃)或H2O(高溫)生成Fe3O4.

化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4俗名顏色、狀態(tài)水中溶解性化學(xué)性質(zhì)(堿性氧化物)

FeO+2HCl=FeCl2+H2OFe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O不溶不溶不溶黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體鐵紅磁性氧化鐵四氧化三鐵氧化亞鐵氧化鐵Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O2、鐵的氧化物FeO+2HCl=FeCl2+H2OFe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O鐵的氧化物的化學(xué)性質(zhì)：FeO+2H+=Fe2++H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2OFe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O

①不溶于水也不與水反應(yīng)②與酸反應(yīng)：③FeO不穩(wěn)定，空氣里受熱，迅速被氧化成Fe3O4離子方程式：堿性氧化物Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O

④均能被CO還原成FeFe2O3+3CO===2Fe+3CO2

高溫

Fe3O4+4CO===3Fe+4CO2

高溫

Fe(OH)2Fe(OH)3顏色

溶解性

與鹽酸反應(yīng)(離子方程式)

白色紅褐色不溶于水不溶于水Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O3．鐵的氫氧化物4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3白色灰綠紅褐●演示:在盛FeSO4的試管中,將吸有NaOH溶液的滴管尖端插入溶液底部,慢慢擠出.觀察發(fā)生的現(xiàn)象.●原理：Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3●討論：●現(xiàn)象：白色絮狀→灰綠色→紅褐色沉淀為什么在制備Fe(OH)2時(shí)－定要將堿滴管伸入到Fe2+液面下？氫氧化亞鐵制備制備Fe(OH)2時(shí)要防止Fe2+和Fe(OH)2被氧化:可采取的措施:

1.

用新配制的純亞鐵鹽溶液(溶解亞鐵鹽的蒸餾水煮沸除去O2、加少量稀硫酸和一枚鐵釘)；

2.在亞鐵鹽溶液液面上加入隔氧劑(如苯、汽油等)；

3.堿液也要煮沸以除去溶解于水中的O2；

4..

將吸有堿液的膠頭滴管插入亞鐵鹽溶液的液面下。4．鐵鹽(1)Fe3＋主要表現(xiàn)

，其溶液是

色．(2)Fe3＋水解使溶液顯酸性，離子方程式為：

.Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋氧化性棕黃⑸與KSCN溶液反應(yīng)離子方程式為：

.Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)35．亞鐵鹽(1)Fe2＋既有氧化性，又有還原性，但主要表現(xiàn)

性，其溶液通常顯

色．還原淺綠①與Cl2反應(yīng)離子方程式為：

.②與稀HNO3反應(yīng)離子方程式為：

.③與H2O2反應(yīng)離子方程式為：

.2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－3Fe2＋＋4H＋＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O2Fe2＋＋H2O2＋2H＋

===2Fe3＋＋2H2OFe2+FeFe3+O2Cl2Br2HNO3H2O2Na2O2

MnO4-(H+)Fe3+H+Cu2+Ag+I2SCl2Br2HNO3

濃H2SO4CCOSiAlAlZnH2CCOFeCuS2-H2SSO32-SO2I-

HI鐵三角1、FeFe2+弱氧化劑：H+、Cu2+、S、I2、Fe3+等Fe+2H+=Fe2++H2↑,Fe+Cu2+=Fe2++CuFe+S==FeS,Fe+I2==FeI2,Fe+2Fe3+==3Fe2+?2、FeFe3+強(qiáng)氧化劑：Cl2、Br2、KMnO4、HNO3等2Fe+3Cl2==2FeCl3,2Fe+3Br2==2FeBr3Fe+4HNO3(稀)==Fe(NO3)3+NO↑+2H2O2Fe+6H2SO4(濃)==Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O3、Fe2+

FeZn、H2、Al、C、CO等

Fe2++Zn==Fe+Zn2+FeO+H2===Fe+H2O高溫4、Fe3+FeZn、CO、Al等

3FeO+2Al===3Fe+Al2O3

2

FeO+C===Fe+CO2↑

Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2

Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高溫高溫高溫高溫2FeCl2+Cl2==2FeBr2+Br2==4Fe2++O2+4H+==12Fe2++3O2+6H2O

==4Fe(OH)2+O2+2H2O

==2Fe2++H2O2+2H+==2FeCl32FeBr34Fe(OH)34Fe3++H2O2Fe3++2H2O4Fe(OH)3+8Fe3+3、Fe2+Fe3+Cl2、Br2、KMnO4、HNO3、O2等3Fe2++4H++NO3-==3Fe3++NO↑+2H2O5Fe2++MnO4-+8H+==5Fe3++Mn2++4H2O4、Fe3+Fe2+Zn、Fe、Cu、H2S、HI、SO22Fe3++2HI==2Fe2++2H++I2Fe+2Fe3+==3Fe2+2Fe3++H2S==2Fe3++Cu==2Fe3++S2-==2Fe3++HS-==2Fe3++SO2+2H2O==2Fe3++SO32-+H2O==2Fe2++Cu2+2Fe2++S+2H+2Fe2++S2Fe2++S+H+2Fe2++4H++SO42-2Fe2++2H++SO42-Fe2+FeFe3+O2Cl2Br2HNO3H2O2Na2O2

MnO4-(H+)Fe3+H+Cu2+Ag+I2SCl2Br2HNO3

濃H2SO4CCOSiAlMnAlZnH2CCOFeCuS2-H2SSO32-SO2I-

HI鐵三角

直接觀色與KSCN與苯酚顯色反應(yīng)利用

的氧化性

利用與銅片與淀粉KI試紙鑒別方法

淺綠色棕黃色血紅色不顯紅色不顯紫色顯紫色無明顯現(xiàn)象

Cu被腐蝕溶液變綠色試紙不變藍(lán)試紙變藍(lán)色利用沉淀反應(yīng)與作用白色沉淀迅速變灰綠色最后呈紅褐色立即產(chǎn)生紅褐色沉淀四、Fe3+的檢驗(yàn)Cl2＞Br2＞Fe3+

＞I2＞

SK+＜Ca2+…＜Fe2+…＜Cu2+

＜Fe3+

＜Ag+…氧化性：還原性：Cl-＜Br-＜Fe2+

＜I-

＜S2-再見(1)在FeCl3和CuCl2的混合溶液中,加入一定量的Fe粉：①完全反應(yīng)后，溶液中一定有的陽離子是

；②如果反應(yīng)后有固體剩余，則溶液中一定無

，一定有

；③如果反應(yīng)后剩余的固體只有Cu，則溶液中一定無

，一定有

，可能有

.④如果反應(yīng)后剩余的固體為Fe和Cu，則溶液中一定無

和

，一定有

.Fe2+Fe3+Fe2+Fe2+Fe2+Fe3+Fe3+Cu2+Cu2+討論(1)(3)在FeBr2溶液中通入少量Cl2,一定發(fā)生的離子反應(yīng)是

；(4)在FeI2溶液中通入少量Cl2,一定發(fā)生的離子反應(yīng)是:

;2I-+Cl2=I2+2Cl-2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-還原性:

;

Fe2+>Br-還原性:

;I->Fe2+例9.

所有氮的氧化物都能跟灼熱的鐵粉按下式反應(yīng)：4NxOy+3yFe=2xN2+Fe3O4。若將0.2molNxOy通過50g灼熱的鐵粉，反應(yīng)完全后恰好生成0.1molN2和0.1molFe3O4，則NxOy的分子式為()A.NOB.NO2C.N2OD.N2O5

由反應(yīng)物及生成物的物質(zhì)的量，即可求出反應(yīng)物及生成物的計(jì)量數(shù)，由原子守恒法，即可求出x、y值:n(NxOy)∶

n(N2)∶

n(Fe3O4)=0.2∶0.1∶0.1=2∶1∶1=4∶2∶2→4NxOy+3yFe=2xN2+2Fe3O4

則由反應(yīng)前后質(zhì)量守恒知：x=1，y=2→即為NO2

解題思路:B應(yīng)試技能訓(xùn)練例11在100毫升FeBr2溶液中，通入2.24L的標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氯氣，充分反應(yīng)后，溶液中有1/3的Br-被氧化成溴單質(zhì)，求原FeBr2溶液的物質(zhì)的量濃度。1.銅

原子結(jié)構(gòu)示意圖

在周期表中位置

第四周期第IB族，屬過渡元素

存在

游離態(tài)：化合態(tài)：黃銅礦、孔雀石等單質(zhì)

物理性質(zhì)

化學(xué)性質(zhì)

紫紅色，ρ=8.92g·cm-3，熔點(diǎn)1083℃

不能被磁鐵吸引和磁化

與非金屬：

Cl2O2(銅綠)、S與酸：非氧化性酸（通氧氣）、強(qiáng)氧化性酸

與鹽：主要化合價(jià)：+1、+2FeCl3(制印刷電路板）六.銅的原子結(jié)構(gòu)、存在、性質(zhì)2.銅的化合物（1）溶液中的Cu2+常為藍(lán)色（濃CuCl2為綠色，稀CuCl2為藍(lán)色），可作為Cu2+的判斷依據(jù)。（2）Cu2+與堿生成藍(lán)色沉淀Cu(OH)2，沉淀溶于氨水形成深藍(lán)色溶液。Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu（NH3）4](OH)2+4H2O（3）無水CuSO4遇水變藍(lán)色，可用于檢驗(yàn)水。（4）Cu2O是一種紅色粉末，在非氧化性酸溶液中發(fā)生歧化反應(yīng)。Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O（5）CuO、CuS、Cu2S均為黑色粉末，難溶于水。其中CuS、Cu2S難溶于非氧化性酸。3．膽礬

化學(xué)式：CuSO4·5H2O，藍(lán)色晶體，受熱分解失水轉(zhuǎn)化成白色粉末。

CuSO4·5H2OCuSO4+5H2O↑△4．堿式碳酸銅化學(xué)式Cu2(OH)2CO3，俗名：孔雀石，綠色固體。例如：2NaNO3==2NaNO2+O2↑2Cu(NO3)2==2CuO+4NO2↑+O2↑

2AgNO3==2Ag+2NO2↑+O2↑

硝酸鹽的分解規(guī)律:亞硝酸鹽

+

氧氣KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金屬氧化物

+

二氧化氮

+

氧氣

金屬

+

二氧化氮

+

氧氣(3)產(chǎn)物判斷

含有n克HNO3的稀溶液與m克鐵粉恰好完全反應(yīng)，若n/4克HNO3被還原,則n:m不可以是()A.1:1B.3:1C.4:1D.9:2例2.●若只發(fā)生①Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑

+2H2O5663mn/4→n:m=9:2●若只發(fā)生②3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O3×562×63mn/4→

n:m=3:1●若①、②兩個(gè)反應(yīng)都發(fā)生,則3:1＜n/m＜9:2解題思路:√鐵與稀HNO3反應(yīng)的分析與產(chǎn)物判斷(1)分析關(guān)鍵：①明確哪種物質(zhì)過量

②根據(jù)兩種物質(zhì)的物質(zhì)的量分析判斷(2)反應(yīng)原理①HNO3過量：Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O②Fe過量時(shí)：還發(fā)生反應(yīng)Fe＋2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2，兩者相加得總化學(xué)反應(yīng)方程式：

3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O例3.解題思路:

因硫酸中的H+的量是鹽酸中H+的量的2倍，而產(chǎn)生氣體的質(zhì)量比

(鹽酸與硫酸之比)為3:4，說明加入的鐵對鹽酸足量，而對硫酸少量，據(jù)此可計(jì)算鐵粉的質(zhì)量。2H++Fe＝Fe2++H2↑●鹽酸生成的H2為:3mol/L×0.1L×1/2=0.15mol●

則硫酸生成的氫氣為:0.15mol×4/3＝0.2mol●n(Fe)＝0.2mol→加入的鐵的質(zhì)量為:0.2mol×56g/mol=11.2g有3m01/L的鹽酸和3mO1/L的硫酸各100mL，分別加入等質(zhì)量的鐵粉,產(chǎn)生氣體的質(zhì)量之比為3:4，則加入鐵粉的質(zhì)量約為()A.5.6gB.8.4gC.11.2gD.16.8g√下列關(guān)于鐵的敘述正確的是(

)①鐵能被磁鐵吸引，但純鐵易腐蝕

②在人體的血紅蛋白中含有鐵元素

③鐵位于元素周期表中第四周期第ⅧB族

④鐵能在氧氣中劇烈燃燒，但不能在水蒸氣中燃燒

⑤鐵與強(qiáng)氧化劑硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物僅是Fe(NO3)3⑥不能通過化合反應(yīng)制得FeCl2和Fe(OH)3A．①③

B．②④

C．②⑤

D．④⑥答案：B例5.Fe3O4若看成是一種復(fù)合的氧化物時(shí)，可以寫成FeO·Fe2O3；若看成是一種鹽時(shí)，又可寫成Fe(FeO2)2(其中Fe2+為金屬陽離子，F(xiàn)eO2-為—種鐵的含氧酸根)。根據(jù)化合價(jià)規(guī)則和上面的思路，若將Pb3O4用氧化物的形式表示時(shí)，其化學(xué)式可以寫成

；若將其看做一種鹽時(shí)，其化學(xué)式又可寫成

。Fe3O4和Pb3O4分別在一定條件下與濃鹽酸反應(yīng)時(shí)，高價(jià)的鉛能將鹽酸氧化而放出氯氣，而高價(jià)的鐵卻不能。分別寫出Fe3O4和Pb3O4與濃鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式

.答案：2PbO·PbO2

，Pb2PbO4Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2OPb3O4+8HCl=3PbCl2+C12↑+4H2O例6.有鐵的氧化物樣品,用5mol/L鹽酸140mL恰好完全溶解,所得溶液還能吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下0.56LCl2,使其中的Fe2+全部轉(zhuǎn)化為Fe3+,該樣品的化學(xué)式是A.Fe2O3B.Fe3O4C.Fe4O5D.Fe5O7因?yàn)槭恰扒『猛耆比芙?，故所得的溶液為FeC12和FeCl3混合液，應(yīng)用“Cl-守恒”及“電子守恒”求解:解題思路:●“Cl-守恒”

:2n(Fe2+)+3n(Fe3+)=0.7mol●“電子守恒”

:n(Fe2+)×1e-=0.56L/22.4L·mol-1×2e-→n(Fe2+)＝0.05mol→n(Fe3+)=0.2mol

所以該氧化物中n(Fe2+):n(Fe3+)=1:4

只有D選項(xiàng)符合:Fe5O7=FeO·2Fe2O3√

例7(2003年高考理綜·22分）

用下面兩種方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。方法一：用不含F(xiàn)e3＋的FeSO4溶液與用不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應(yīng)制備。(1)用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時(shí)還需加入

；(2)除去蒸餾水中溶解的O2常采用的方法是：

；(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用長滴管吸取不含O2

的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再擠出NaOH

溶液.這樣操作的理由

。稀H2SO4

，鐵屑煮沸避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸O2(1)在試管I里加入的試劑是

；(2)在試管II里加入的試劑是

；(3)為了制得白色Fe(OH)2沉淀，在試管I和II中加入試劑，打開止水夾，塞緊塞子后的實(shí)驗(yàn)步驟是

.

。

(4)這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長時(shí)間保持白色，其理由是

..

。方法二如右裝置，用NaOH溶液、鐵屑、稀H2SO4等試劑制備：稀H2SO4、鐵屑NaOH溶液檢驗(yàn)試管Ⅱ出口處排出的氫氣的純度。當(dāng)排出的H2純凈時(shí)，再夾緊止水夾試管Ⅰ中反應(yīng)生成的H2充滿了試管Ⅰ和試管Ⅱ，且外界空氣不容易進(jìn)入ⅠⅡ氧化物色、態(tài)

俗名水溶性

與酸