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文档简介

1、Fe的获取和应用在自然界当中的铁主要是来自于铁陨石,而在自然界当中的铁主要来自于外太空(纯铁),纯铁的硬度比较的小,生铁的硬度稍微大一些(合金的熔点下降时,起硬度将增加)赤铁矿的物理性质赤铁矿(Fe2O3)1.主要成分为Fe2O32.其是具有一定磁性的紫黑色的晶体。(型晶胞结构)磁性:在自然状态下,氧化铁属于型晶胞结构,并不具有磁性。但如果用四氧化三铁经过特殊处理后会形成型晶胞结构,具有磁性,但并不稳定,易变为型。3. 天然的四氧化三铁不溶于酸溶液,潮湿状态下在空气中容易氧化成三氧化二铁。通常用作颜料和抛光剂,也可用于制造录音磁带和电讯器材。4. 熔点1565 .沸点3414 C 水溶性不与水

2、反应 密度5.24 g/cm3.赤铁矿的化学性质铝热反应2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe碳还原性3C+2Fe2O3=高=4Fe+3CO23CO+Fe2O3=2Fe+3CO2氧化铁可以与碳混合后加热,铁和二氧化碳提取出来。氧化铁可以和一氧化碳混合后加热,生成铁和二氧化碳。湿法:FeSO+2NaOHFe(OH)+NaSO(将一定量的5%硫酸亚铁溶液迅速与过量氢氧化钠溶液反应(要求碱过量 0.040.08g/ml)4Fe(OH)+O+2HO4Fe(OH) (在常温下通入空气,使之全部变为红棕色的氢氧化铁胶体溶液,作为沉积氧化铁的晶核:晶体的生长中心。)4FeSO+4HO+O2FeO+4HSO(

3、以上述 HYPERLINK /view/692850.htm t _blank 晶核为载体,以 HYPERLINK /view/264455.htm t _blank 硫酸亚铁为介质,通入空气,在7585,在金属铁存在下,硫酸亚铁与空气中氧气作用生成三氧化二铁(即铁红)沉积在晶核上,)Fe+HSOFeSO+H溶液中的硫酸根又与金属铁作用重新生成硫酸亚铁,硫酸亚铁再被空气氧化成铁红继续沉积,这样循环至整个过程结束,生成红色氧化铁。在空气中灼烧亚铁化合物或氢氧化铁等可得 HYPERLINK /view/456425.htm t _blank 三氧化二铁。4Fe3O4+O2高=温6Fe2O3在潮湿的

4、空气中,钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜,这层水膜里含有少量的H+和OH-,还溶解了氧气,结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液,它跟钢铁里的铁和少量的碳(因钢铁不纯)恰好形成无数微小的原电池。在这些 HYPERLINK /view/61786.htm t _blank 原电池里,铁是负极,碳是正极。铁失去电子而被氧化:负极:2Fe_4e-=2Fe2+正极:2H2O+O2+4e-=4OH-电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。在此之后继续反应:Fe2+2OH-=Fe(OH)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3+nH2O=Fe2O3nH2O+3H2O在初中的化学里,可用盐酸(

5、HCl)来除铁锈。方程式为:Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O2. 铁单质的物理性质和化学性质1)铁在地壳中的含量:铁在地壳中的含量居第四位,仅次于氧、硅和铝铁元素的原子结构:铁的原子序数为26,位于元素周期表第四周期族,属过渡元素铁原子的最外层电子数为2个,可失去2个或3个电子而显+2价或+3价,但+3价的化合物较稳定2)物理性质:纯铁是光亮银白色金属;纯铁的抗蚀力相当强;有延展性、导热性和导电性;具有铁磁性,能被磁铁吸引,在磁场的作用下,自身也能产生磁性。3)化学性质:能与非金属化合,能与水蒸气、酸反应,在冷的浓H2SO4、浓HNO3中钝化、能与盐溶液反应。铁在高温下和水发生反应

6、3Fe+4H2O(g)=高温= Fe3O4+4H2(气体符号)对这个反应的补充:首先这应该是一个可逆反应,因为氢气可以将Fe3o4还原,但是在高中的化学书上并没有标出,是因为在这个反应中,不断地通入反应物之一水蒸气,由于减少产物,反应会向正方向移动,通入的水蒸气不断的将生成物之一氢气带走,使反应不断地向正方向移动,使这个反应最终可以进行到底。如果反过来,用氢气还原四氧化三铁,就要不断通入氢气,把生成的水蒸气带走,使四氧化三铁完全被还原为铁。铁和氧气的反应3Fe+2O2(点燃)=Fe3O4(蓝黑色)(反应当中火星四射,可以生成黑色的固体。在常温的情况下,铁很难和氧气发生反应。纯铁的抗腐蚀能力极强

7、,但是有杂质的铁在潮湿的空气当中却能够有与氧气发生化学反应从而生成铁锈。而这个铁锈当中的主要成分为Fe2O3。)4Fe+3O2(570以上)=2Fe2O3(红色)2Fe+O2(高温)=2FeO(铁过量)铁和非金属发生的反应2Fe+S=Fe2S Fe+S=FeS(条件:高温、加热,生成物FeS为不溶于水的黑色固体)2Fe+3Cl2=2FeCl3(反应会生成棕黄色的烟)和酸发生的反应(1)在常温下,可以和浓H2SO4浓HNO3发生钝化铁遇浓硝酸在常温下会钝化,加热时反应:少量铁:Fe+6HNO3(浓)=Fe(NO3)3+3NO2+3H2O过量铁:Fe+4HNO3(浓)=Fe(NO3)2+2NO2+

8、2H2O铁和稀硝酸反应:少量铁:Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO+2H2O过量铁:3Fe(过量)+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O铁和盐溶液的反应Fe+CuSO4=Cu+FeSO4(湿法炼铜)Fe+2FeCl3=3FeCl2 = 1 * GB3 FeFe2+ = 2 * GB3 FeFe3+ = 3 * GB3 Fe2+Fe3+ = 4 * GB3 Fe 3+Fe2+Fe2+Fe3+2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-在亚铁盐溶液中通入氯气,溶液由浅绿色变为棕黄色4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O亚铁盐溶液在空气中容易变质12FeSO4+3O2=4F

9、e2(SO4)3+2Fe2O3)如绿矾露置于空气中3Fe2+NO3-+4H+=3Fe3+2H2O+NO在FeCl2溶液中滴加酸性KMnO4溶液,溶液由浅绿色变棕黄色5Fe2+MnO4-+8H+=5Fe3+4H2O+Mn2+在酸性KMnO4溶液滴加FeCl2溶液,溶液由紫红变棕黄。MnO-4+5Fe2+8H+=Mn2+5Fe3+4H2OFe2+有还原性,高锰酸钾氧化剂能把它氧化成Fe3+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2OFe2+有还原性,重铬酸钾等氧化剂能把它氧化成Fe3+H2O2+2Fe2+2H+=2Fe3+2H2OFe2+有还原性,过氧化氢等氧化剂能把它氧化成Fe3+在碱性溶液

10、中,Fe2+的还原性更强,它能把NO-3和NO-2还原成NH3,能把Cu2+还原成金属铜.Fe3+具有氧化性,它能把I-氧化成I2:2Fe3+2I-=2Fe2+I2Fe3+Fe2+2Fe3+S2+=2Fe2+S,如在FeCl3溶液中滴加适量的Na2S溶液,溶液变浑浊,滤去沉淀则滤液为浅绿色2Fe3+Fe=3Fe2+在FeSO3溶液中往往要加铁的原因是可以防止Fe2+被氧化为Fe3+。2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+电路板的制作是利用FeCl3溶液与裸露的铜反应。2Fe3+2I=2Fe2+I2铁元素有三种价态:0价、+2价和+3价,这三种价态的铁在一定条件下可相互转化,我们称之为铁三角,现将有

11、关的转化规律分述如下。一、铁三角的相互转化(见下图)1与较强氧化剂反应生成(1)被氯气、溴水氧化:(2)被稀硝酸、浓硝酸、浓硫酸氧化:(3)被氧化:双氧水具有氧化性是因为它有“-1”价态的氧(4)被酸性高锰酸钾、次氯酸氧化:2与弱还原剂反应生成(1)被还原:(2)被还原:(3)被这原:(4)被这原:3与强还原剂反应生成(1)被CO还原:(2)被Al还原:4与较弱氧化剂反应生成(1)与稀盐酸反应:(2)与以应:5与强氧化剂反应生成(1)与反应:(2)与稀硝酸反应:二、铁三角的离子共存1与不能共存的离子(1)发生复分解反应不能共存的离子:、等(2)酸性条件下发生氧化还原反应不能共存的离子:、等。2

12、与不能共存的离子(1)发生复分解反应不能共存的离子:等。(2)发生氧化还原反应不能共存的还原性离子:、等。3铁的氧化物铁的氧化物氧化亚铁氧化铁四氧化三铁化 学 式FeOFe2O3Fe3O4溶 名铁红磁性氧化铁色 态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体化 合 价+2+3+2,+3水 溶 性不 溶跟酸反应:FeO+2H+ Fe2+2H2O Fe3O4+8H+ Fe2+2Fe3+4H2O3FeO+10HNO3(稀) 3Fe(NO3)3+NO+5H2O Fe2O3+6HI 2FeI2+I2+3H2O 氧化亚铁不稳定性:6FeO+O22Fe3O4具有氧化性: FexOy+yCO xFe+yCO2 8Al+3Fe3

13、O4 高温 4Al2O3+9Fe4铁的氢氧化物名 称氢 氧 化 亚 铁氢 氧 化 铁化 学 式Fe(OH)2Fe(OH)3颜 色白色红褐色水 溶 性不溶不溶与酸反应Fe(OH)2)+2HClFeCl2+2H2O3Fe(OH)2+10HNO3(稀)3Fe(NO3)3+NO+8H2OFe(OH)3+3HClFeCl3+3H2O2Fe(OH)3+6HI2FeI2+I2+6H2O加热分解6Fe(OH)2+O22Fe3O4+6H2O 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O还 原 性4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3制 法我们如何来标它的化合价呢?CO2和CS2是相似的,C和S放在一起C是+4

14、价的S是-2价的,那N就为-3价的了于是HSCN呈有氧化性Fe2+2OH-Fe(OH)2Fe3+3OH-Fe(OH)35Fe2+与Fe3+的检验: (1)Fe2的检验方法:含有Fe2的溶液呈浅绿色;向待检液中滴加NaOH溶液或氨水,产生白色絮状沉淀,露置在空气中一段时间后,沉淀变为灰绿色,最后变为红褐色,说明含Fe2这是一个弱的点解质,但是神奇的是这家伙是个可溶的盐!向待检液中先滴加KSCN溶液,无变化,再滴加新制的氯水,溶液显红色,说明含Fe2有关的离子方程式为:2Fe2 + Cl2 2Fe3 + 2Cl Fe3 + 3SCN-Fe(SCN)3(2)Fe3的检验方法:含有Fe3的溶液呈黄色;

15、向待检液中滴加NaOH溶液或氨水,产生红褐色沉淀,说明含Fe3向待检液中滴加KSCN溶液,溶液呈血红色,说明含Fe36Fe3和Fe2的相互转化例如:2Fe3 + Fe 3Fe2应用:除去亚铁盐(含Fe2)溶液中混有的Fe3;亚铁盐很容易被空气中的O2氧化成铁盐,为防止氧化,可向亚铁盐溶液中加入一定量的铁屑例如:2Fe2+ Cl22Fe3+ 2Cl应用:氯化铁溶液中混有氯化亚铁时,可向溶液中通入足量氯气或滴加新制的氯水,除去Fe2离子Fe2 Fe37金属的冶炼1、概念:金属从矿石里提炼出来的过程,叫金属的冶炼。2、步骤:矿石的富集、冶炼、精炼。3、方法:(1)热分解法:适合Hg与Ag的冶炼 2HgO 2Hg + O2(2)热还原法:适合金属活动性顺序表中位于Zn与Cu之间的金属的冶炼Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3 ;Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(3)电解法:适合活泼金属Mg、K、Na、Al的冶炼。 2NaCl(熔融)Na + Cl2 ;2Al2O3(熔融) 4Al + 3O2(4)炼铁和炼钢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

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