ren铁及化合物

1、铁及其化合物铁及其化合物复习复习 铁及铁及 铁的化合物铁的化合物一、一、 铁铁三、氢氧化物三、氢氧化物四、盐四、盐二、氧化物二、氧化物铁元素在自然界中的存在铁元素在自然界中的存在人体中的铁元素人体中的铁元素一个成年人体内约含铁一个成年人体内约含铁3-5g,其中其中70%以上在血红蛋白中以上在血红蛋白中.人体缺铁会人体缺铁会造成缺铁性贫血造成缺铁性贫血.含铁较多的食物有动含铁较多的食物有动物的肝脏物的肝脏,苋菜苋菜,芹菜芹菜,番茄等番茄等. Fe2eFe2 Fe3eFe3 铁元素的化合价为铁元素的化合价为2价或价或3价价1、铁元素在元素周期表中的位置、铁元素在元素周期表中的位置（2）铁位于元素周

2、期表中）铁位于元素周期表中（1）铁的原子结构）铁的原子结构+6价价(FeO4 2- ) 第四周期第第四周期第族族2、铁的物理性质、铁的物理性质银白色，金属光泽银白色，金属光泽质软质软良好良好良好良好(与铜、铝比较）与铜、铝比较）7.86g/cm3，属于重金属属于重金属1535、2750较强较强,含杂质含杂质 而减弱而减弱C颜颜 色：色：硬硬 度：度：延延 展展 性：性：电热导性：电热导性：密密 度：度：熔熔 沸沸 点：点：抗腐蚀性抗腐蚀性:铁能被磁体吸引铁能被磁体吸引金属活动顺序表金属活动顺序表: K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au3、铁（

3、纯铁）的化学性质、铁（纯铁）的化学性质铁的化学性质比较活泼铁的化学性质比较活泼1）铁与非金属的反应）铁与非金属的反应现象：火星四射、生成黑现象：火星四射、生成黑色固体、放出大量的热色固体、放出大量的热条件：点燃条件：点燃3Fe+2O2=Fe3O43、铁（纯铁）的化学性质、铁（纯铁）的化学性质点燃点燃(1)与氧气反应与氧气反应（2 2）在空气中：）在空气中：a.a.干燥空气中干燥空气中 在水中在水中c.c.在潮湿空气中在潮湿空气中不生锈不生锈 不生锈不生锈 生锈生锈有待探讨有待探讨?钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3 nH2O（铁锈铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以

4、后者更普遍。通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀条件条件水膜呈水膜呈酸性酸性水膜呈水膜呈中性中性或或酸性很弱或碱性酸性很弱或碱性电极反应电极反应负极负极Fe(- )Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+正极正极C(+)2H+2e-=H2O2+2H2O+4e-=4OH-总反应总反应:Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系联系 棕色的烟棕色的烟 2Fe+3Cl2Fe+3Cl2 2=2FeCl=2FeCl3 3点燃点燃Fe+S=FeS(Fe+S=FeS(黑色

5、固体黑色固体) ) 通过铁与氯气及硫的反应，通过铁与氯气及硫的反应，比较氯气和硫的氧化性的强弱。比较氯气和硫的氧化性的强弱。（3）与其它非金属的反应）与其它非金属的反应2 2）铁跟酸的反应）铁跟酸的反应（1）铁与）铁与盐酸盐酸反应：反应：（2）铁与）铁与稀硫酸稀硫酸的反应：的反应：Fe + 2H+= Fe2+ H2反应实质反应实质:非氧化性酸非氧化性酸有弱氧化性有弱氧化性(H+)（3）铁与）铁与氧化性酸氧化性酸反应：反应：a.a.浓硝酸浓硝酸 b.b.稀硝稀硝酸酸Fe (少少)+4HNO3 （稀）（稀） =Fe（NO3）3+NO +2H2OFe(少少)+6HNO3（浓）（浓） = Fe（NO3

6、）3+3NO2 +3H2O 加热时反应生成加热时反应生成NONO2 2 常温下钝化常温下钝化Fe(过量过量)+4HNO3（浓）（浓） = Fe（NO3）2+2NO2 +2H2O 3Fe (多多)+8HNO3 （稀）（稀） =3Fe（NO3）2+2NO +4H2Oc.c.浓硫酸浓硫酸加热时反应生成加热时反应生成SOSO2 22Fe (少量少量) +6H2SO4（浓）（浓）=Fe2（SO4）3+3SO2+6H2O 常温下钝化常温下钝化2Fe(过量过量) +2H2SO4（浓）（浓） = 2FeSO4+SO2 +2H2O 3 3）铁与水蒸汽的反应）铁与水蒸汽的反应高温下高温下3Fe+4H3Fe+4H2

7、 2O(g)=O(g)=FeFe3 3O O4 4+4H+4H2 2高温高温常见的金属与水反应的情况常见的金属与水反应的情况: K Ca Na Mg Al Zn Fe水蒸气水蒸气与水反应越来越难与水反应越来越难比较比较:它们的生成物相同吗它们的生成物相同吗?冷水冷水热水热水4 4）铁与盐溶液的反应）铁与盐溶液的反应我国古代人民智慧的体现我国古代人民智慧的体现之一之一： 湿法炼铜湿法炼铜实质实质:Fe:Fe+ +CuCu2+2+=FeFe2+2+ + CuCu 2FeCl3 + Fe 3FeCl2 2Fe3+ + Fe 3Fe2+ 化学性质小结化学性质小结FeFe2+Fe3+弱氧化剂弱氧化剂强氧

8、化剂强氧化剂O2 Cl2 Br2 HNO3 H2SO4(浓浓)S I2 H+ Cu2+O2、H2O二、铁的化合物二、铁的化合物化学式FeOFe2O3Fe3O4俗名颜色状态铁元素价态水溶性与盐酸反应非氧化性酸与稀HNO3氧化性酸 1、铁的氧化物的性质：、铁的氧化物的性质：FeO+2HClFeCl2+H2OFe2O3+6HCl2FeCl3+3H2OFe3O4+8HClFeCl2+2FeCl3+4H2O 3FeO+10HNO33Fe（NO3）3+NO+5H2O Fe2O3+6HNO32Fe（NO3）3+3H2O 3Fe3O4 + 28HNO3 9FeNO3）3+NO+14H2O 铁红磁性氧化铁黑色粉

9、末红棕色固体黑色晶体+2、+3+3+2不溶不溶不溶化学式FeOFe2O3Fe3O4与还原性酸HI与CO反应(书写化学方程式通式)铁的氧化物的性质：铁的氧化物的性质：FexOy+yCO = xFe+yCO2 FeO+2HIFeI2+H2O Fe2O3+6HI2FeI2+I2+3H2O Fe3O4 + 8HI 3FeI2+I2+4H2O 高温2、铁的氢氧化物、铁的氢氧化物化学式化学式溶解性溶解性与与HCl反应反应稳定性稳定性制制 法法关关 系系色色 态态Fe(OH)2Fe(OH)3白色固体白色固体红褐色红褐色固体固体难溶于水难溶于水难溶于水难溶于水Fe(OH) 2+ 2H+ = Fe2+ + 2H

10、2O Fe(OH)3+3H+= Fe3+3H2O不稳定，空气中易被氧化不稳定，空气中易被氧化受热易分解受热易分解4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O= 4Fe(OH)32Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2OFe2+ + 2OH- = Fe(OH)2Fe3+3OH-=Fe(OH)32H2O+O2+4Fe(OH)2=4Fe(OH)3白色白色灰绿色灰绿色红褐色红褐色与稀与稀HNO3与与Hl反应反应3Fe(OH) 2+ 10H+ +NO3- = 3Fe3+ + 8H2O +NOFe(OH)3+3H+= Fe3+3H2OFe(OH) 2+ 2H+ = Fe2+ + 2H2O 2Fe(OH)3

11、 +6H+ +2I- = 2Fe2+6H2O +I2 Fe(OH)2 = FeO+H2O 隔绝空气隔绝空气实验室制备氢氧化亚铁实验室制备氢氧化亚铁新制硫酸亚铁溶液，为了防止氧化加入加入铁粉铁粉，为了防止水解，加入少量为了防止水解，加入少量稀硫酸。稀硫酸。长胶头滴管 煮沸过的氢氧化钠溶液 把胶头滴管 硫酸亚铁溶液的 ，再轻轻挤捏滴管的胶头，逐滴加入氢氧化钠溶液。 插入插入 底部底部 注意事项： 煮沸过的蒸馏水Fe 2+ + 2OH- = Fe(OH)2 有同学提出：为使实验现象更明显，可在硫酸亚铁溶液液面上加隔离剂，这样可以更好地看到白色沉淀。现有汽油和四氯化碳两种液体，你会选用 作为隔离剂，原

12、因是 。 汽油四氯化碳密度大于硫酸亚铁溶液，不能起到隔离作用汽油四氯化碳其它方法探究其它方法探究1、在如图装置中，用在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、溶液、铁屑、稀稀H2SO4等试剂制备。等试剂制备。(1)在试管在试管里加入铁屑和稀里加入铁屑和稀H2SO4；(2)在试管在试管里加入里加入NaOH溶液；溶液；(3)在试管在试管和和中加入试剂后，打开中加入试剂后，打开止水夹，塞紧塞子，检验试管止水夹，塞紧塞子，检验试管出口处排出口处排出的氢气的纯度，当排出的出的氢气的纯度，当排出的H2纯净时，再纯净时，再夹紧止水夹。夹紧止水夹。（4 4）过一会可以看到试管）过一会可以看到试管中液体流入试管中液体

13、流入试管 中，中， 试管试管 中中观察到白色絮状沉淀观察到白色絮状沉淀并能保持并能保持较长时间。较长时间。 电极材料：铁、电极材料：铁、C棒棒电解质溶液电解质溶液:NaCl溶液溶液电极反应：电极反应：阳极电极反应式为阳极电极反应式为: Fe2e- = Fe2+阴极电极反应式为阴极电极反应式为: 2H+ +2e - = H2总反应：总反应：反应现象：反应现象：NaCl、Na2SO4 : 白色沉淀在两极之间的溶液中生成白色沉淀在两极之间的溶液中生成NaOH: 此时白色沉淀在电极上生成此时白色沉淀在电极上生成Fe+ 2H2O = Fe （OH） 2 + H22、电解法、电解法a电极材料：电极材料：b

14、电极材料：电极材料：铁铁C棒棒(3)液体液体c为苯，其作用是隔绝为苯，其作用是隔绝空气，防止空气，防止Fe(OH)2被空气氧化；被空气氧化；在加入苯之前，对溶液进行加在加入苯之前，对溶液进行加热处理的目的是赶走电解液热处理的目的是赶走电解液中溶解的氧气。中溶解的氧气。(4)为了在较短时间内看到白色沉淀，可为了在较短时间内看到白色沉淀，可以采取的合理措施有适当以采取的合理措施有适当增大两极间电压增大两极间电压或适当或适当缩小两极板间距离缩小两极板间距离。(5)若若d改为硫酸钠溶液，当电解一段改为硫酸钠溶液，当电解一段时间看到白色沉淀后，再反接电源继时间看到白色沉淀后，再反接电源继续电解，有什么现

15、象？续电解，有什么现象？除了在电极上看到除了在电极上看到气泡气泡外，另一明显现象是外，另一明显现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变为红褐色白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变为红褐色。2003年高考理综第年高考理综第33题题用下面两种方法可以制得白色的用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。沉淀。方法一：用不含方法一：用不含Fe3的的FeSO4溶液与用不含溶液与用不含O2的蒸馏水的蒸馏水配制的配制的NaOH溶液反应制备。溶液反应制备。 （1）用硫酸亚铁晶体配制上述）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加溶液时还需加入入 。（2）除去蒸馏水中溶解的）除去蒸馏水中溶解的O2常采用常采用 的

16、方法。的方法。（3）生成白色）生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的的NaOH溶液，溶液， 插入插入 FeSO4溶液液面下，再挤出溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样溶液。这样操作的理由是操作的理由是 _ 稀稀H2SO4 、铁屑铁屑 煮沸煮沸 避免生成的避免生成的 Fe(OH)2沉淀接触沉淀接触O2 方法二：在如图装置中，用方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、溶液、铁屑、稀铁屑、稀H2SO4等试剂制备。等试剂制备。（1）在试管）在试管里加入的试剂是里加入的试剂是 。（2）在试管）在试管里加入的试剂是里加入的试剂是 。（3）为了制得白色）为了制得白

17、色Fe(OH)2沉淀，在试管沉淀，在试管和和中中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是 （4）这样生成的）这样生成的Fe(OH)2沉淀能长时间保持白色，沉淀能长时间保持白色，其理由是其理由是_ 稀稀H2SO4 、铁屑铁屑 NaOH溶液溶液 检验试管检验试管出口出口处排出的氢气的纯度。当排出的处排出的氢气的纯度。当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹纯净时，再夹紧止水夹 。 试管试管中反应生成的中反应生成的H2充满了试管充满了试管和试管和试管，且外界空气不容易进入。且外界空气不容易进入。拓展拓展 应用右图所示的电解实验可以制得白色的纯净的应用右图所示的

18、电解实验可以制得白色的纯净的 Fe(OH)2沉沉淀。两电极材料分别为石墨和铁。淀。两电极材料分别为石墨和铁。（1）a电极材料应为电极材料应为 ，电极反应式为电极反应式为 。（2）电解液）电解液C可以（填编号）是可以（填编号）是 。 A纯水纯水 BNaCl溶液溶液 CNaOH溶液溶液 DCuCl2溶液溶液（3）d为苯，其作用是为苯，其作用是 ，在加入苯之前，在加入苯之前对对C应作何简单处理应作何简单处理 。（4）若）若C中用中用Na2SO4溶液，当电解一段时间看到白色溶液，当电解一段时间看到白色Fe(OH)2沉沉淀后，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，混合物中另一淀后，再反接电源电解，除了电

19、极上看到气泡外，混合物中另一现象是现象是 FeFe2eFe2B、C隔绝空气隔绝空气煮沸煮沸白色沉淀变成红褐色白色沉淀变成红褐色（2）亚铁化合物）亚铁化合物 亚铁化合物既具有亚铁化合物既具有氧化性氧化性又具有又具有还原性还原性 氧化性：氧化性：如：如：Fe2+ + Zn = Zn2+ + Fe 还原性还原性：2Fe2+ + Cl2 2Fe3+ + 2Cl- 4Fe2+ + O2 + 4H+ 4Fe3+ + 2H2O Fe2+FeZn、 Al、Mg等等强还原剂强还原剂Fe2+Fe3+Br2、Cl2、O2、浓浓H2SO4、HNO3等等强氧化剂强氧化剂C、CO、+3价铁具有价铁具有强强氧化性氧化性2F

20、e3+ + 2I- 2Fe2+ + I2 2Fe3+ + S2- 2Fe2+ + S 2Fe3+ + Cu 2Fe2+ + Cu2+ 2Fe3+ + Fe 3Fe2+ （3）三价铁的化合物）三价铁的化合物Fe3+FeC、 CO、 H2、 Al、Fe3+Fe2+I-、S2-、H2S、 SO2、 Fe、 Cu等等弱还原剂弱还原剂（溶液中）（溶液中）Zn等等 2Fe3+ + 2 H2O+SO2 2Fe2+ + SO42- + 4 H+2FeCl 3 + 2KI 2FeCl2 + I2 +2KCl 2Fe3+ + 3Zn（足量）（足量） 2Fe + 3Zn2+强还原剂强还原剂 2Fe3+ + H2S

21、2Fe2+ + S+2 H+S 、I2、Cu2+ H+等等Cl2、Br2、HNO3 H2SO4(浓浓)等等Cl2、Br2、HNO3 、O2、H2SO4(浓浓)、H2O2、MnO4-等等Fe、Cu、H2S、S2-、I-、等、等H2、CO、C、活泼金属等活泼金属等H2、CO、C、活泼金属等、活泼金属等铁三角铁三角溶液颜色溶液颜色 Fe2+和和Fe3+的检验的检验Fe2+Fe3+浅绿色浅绿色棕黄色棕黄色加碱溶液加碱溶液白色沉淀白色沉淀灰绿色灰绿色红褐色红褐色红褐色红褐色沉淀沉淀加加KSCN溶液溶液无现象无现象溶液变为溶液变为血红色血红色 苯酚苯酚酸性酸性KMnO4液液淀粉淀粉KI试纸试纸溶液呈溶液呈

22、紫紫色色溶液溶液不呈紫色不呈紫色KMnO4溶液溶液褪色褪色KMnO4溶液溶液不褪色不褪色湿润的淀粉湿润的淀粉KI试纸试纸变蓝变蓝湿润的淀粉湿润的淀粉KI试纸试纸不变蓝不变蓝再加再加ClCl2 2水或双氧水水或双氧水K3【Fe(CN) 6】溶液无沉淀无沉淀Fe3【Fe(CN) 6】2蓝色沉淀蓝色沉淀原物质原物质所含杂质所含杂质除杂质除杂质 试剂试剂 主要操作主要操作方法方法Fe2O3Al2O3FeAlCuSO4Fe 3+Mg 2+Fe 3+Mg 2+Fe 2+FeCl3溶液溶液FeCl2FeCl2溶液溶液FeCl3FeCl3溶液溶液CuCl2NaOH溶液溶液过滤过滤NaOH溶液溶液过滤过滤过滤过

23、滤过滤过滤加加CuO或或Cu（OH）2调节调节PH至至3.7加过量加过量Mg置换置换过滤过滤过滤过滤或先加或先加H2O2过滤过滤通通Cl2Fe转化法转化法Fe、Cl2再加再加MgO等等或或MgO或或Mg（OH）2等等加过量加过量Mg置换置换离子共存离子共存与与 （ NO3 + H+）、）、ClO-、MnO4-因氧化还原因氧化还原不能共存不能共存Fe 2+：Fe 3+： 与与OH-、SCN- 无水氯化铁、无水硫酸亚铁的制取无水氯化铁、无水硫酸亚铁的制取1.无水氯化铁制取无水氯化铁制取(1)由氯化铁溶液制取：由氯化铁溶液制取：氯化铁溶液直接蒸干时，由于氯化铁的水解，氯化铁溶液直接蒸干时，由于氯化铁

24、的水解，将不能得到无水氯化铁。必须在将不能得到无水氯化铁。必须在氯化氢气流中氯化氢气流中加热蒸干加热蒸干氯化铁溶液氯化铁溶液。(2)铁粉与干燥的氯气共热制取铁粉与干燥的氯气共热制取2.无水硫酸亚铁制取无水硫酸亚铁制取将绿矾将绿矾FeSO47H2O在保护气在保护气(如氮气等如氮气等)中灼烧中灼烧即可得到无水即可得到无水FeSO4。铁盐、亚铁盐溶液的配制和保存铁盐、亚铁盐溶液的配制和保存FeSO4+2H2O Fe(OH)2+H2SO4Q或或Fe2+2H2O Fe(OH)2+2H+ Q怎样配制和保存怎样配制和保存硫酸亚铁硫酸亚铁溶液？溶液？加加硫酸硫酸抑制水解抑制水解，加，加Fe粉粉防止氧化防止氧化

25、怎样配制和保存怎样配制和保存硫酸铁硫酸铁溶液？溶液？加加硫酸硫酸抑制水解抑制水解， 要证明某溶液中不含要证明某溶液中不含Fe3+而而可能含有可能含有Fe2+，进行如下实验，进行如下实验操作时最佳顺序为操作时最佳顺序为 （ ） 加入足量氯水加入足量氯水 加入足量加入足量KMnO4酸溶液酸溶液 加少量加少量NH4SCN A、 B、 C、 D、CFe(OH)2FeOFe 2+Fe(OH)3Fe3O4Fe2O3FeFe 3+mFe(OH)2nFe(OH)3铁及其化合物知识网络铁及其化合物知识网络金属的通性颜色颜色: : 状态状态: :导电、导热导电、导热: :延展性延展性: :硬度、熔点、密度硬度、熔

26、点、密度: :通常情况下通常情况下, ,除金、铜、铋除金、铜、铋有颜色有颜色外，大多数都为外，大多数都为银白色银白色通常情况下，除通常情况下，除汞为液体汞为液体外，其外，其余都是固体余都是固体都易导电、导热都易导电、导热都具有延展性都具有延展性金属的冶炼金属的冶炼v1.K Na Ca Al等几种金属用等几种金属用 来冶炼来冶炼.v2.位于中部金属位于中部金属(Zn-Cu)如如Fe Cr W用用 v 冶炼冶炼v3.位于位于Cu后面后面的不活泼金属用的不活泼金属用 能能获得获得.v 如如Hg Ag等等 电解法电解法熔融态熔融态热还原法热还原法热分解法热分解法3 3、冶炼、冶炼 冶炼方法冶炼方法化学

27、方程式化学方程式钠钠镁镁铝铝铁铁银银钾钾铷铷电解法电解法电解法电解法热还原法热还原法22ClMgMgCl电解熔化232342OAlOAl电解熔化232323COFeCOOFe高温电解法电解法222ClNaNaCl电解熔化热分解法热分解法 AgNO3= Ag+NO2+O2 平衡移动法平衡移动法平衡移动法平衡移动法 2、将、将Fe粉、粉、Cu粉、粉、FeCl3溶液、溶液、FeCl2溶液和溶液和CuCl2溶液，混合于某容器中充分反溶液，混合于某容器中充分反应，试判断下列情况下溶液中存在的金属应，试判断下列情况下溶液中存在的金属离子和金属单质。离子和金属单质。（1）若铁粉有剩余，则容器中）若铁粉有剩余，则容器中 不可能有不可能有 ；（2）若氯化铜有剩余，则容器中）若氯化铜有剩余，则容器中 不可能有不可能有 ；（3）若氯化铁有剩余则容器中）若氯化铁有剩余则容器中 不可能有不可能有 。Fe3、Cu2FeFe、Cu巩固反馈巩固反馈3、(2008北京北京)由由Fe2O3、Fe、CuO、C、Al中的几种物质组中的几种物质组成的混合粉末，取样品进行下列实验成的混合粉