铁和铁的化合物知识点总结

铁和铁的化合物知识点总结［重点内容讲析］铁位于元素周期表中第4周期，第哪族，其原子结构示意图为:其失电子情况：Fe-2e-fFe2+或Fe-3e-fFe3+。因而铁是中等活动性的金属，具有可变化合价（+2或+3），在学习中，要牢牢抓住铁的变价特征。铁及其重要化合物的转化关系：隔空气 空气叩 AFeO二一-Fe(QH)2 Ft(OH)3—FesOa隔空气 空气叩 AFeO二一-Fe(QH)2 Ft(OH)3—FesOa燃与温蒸作占霸高水』r見H+空CI诫B□或Or

「或HaSsEZjnFcSHbh或Be?或过量稀!刑6或趟洙HINOjKSCNFefSCNh浓HaSO<一、铁的单质化学性质铁是比较活泼的金属，当铁跟弱氧化剂反应时：Fe-2e-=Fe2+；当跟强氧化剂反应时：Fe-3e-=Fe3+。1•铁跟氧气等其它非金属单质的反应：点燃3Fe+2OFeO (一定要注意产物)2点燃342Fe+3Cl2FeCl2Fe+3Br=2FeBr3人 2 3高温Fe+I=FeIFe+S FeS 3Fe+CFeC2 3高温2•铁跟水的反应：2Fe+4H2O 旄304+4屯匸（注意产物也是旄3°4）在此也可以有意识地总结金属与水反应的基本规律。铁跟酸的反应：①与非氧化性酸：Fe+2H+=Fe2++Hf②与强氧化性酸：Fe+4HN0（稀）=Fe（N0）+NOf+2HO33 2铁和冷浓硝酸、冷浓HSO发生钝化，但在加热条件下，钝化作用立即遭到破坏:4Fe+6HN0(浓)Fe(NO)+3N0f+3HO Fe+6HSO(浓)Fe(SO)+3SOf+3HO3322 2 4 2 4 3 2 2铁和某些盐溶液的作用：Fe+Cu2+=Fe2++CuFe+2Fe3+=3Fe2+这些反应在除杂、鉴别等方面都有一定作用，要理论联系实际，领会和理解反应实质。二、铁的氧化物铁的氧化物FeOFeOFeO铁的化合价+2价+2价(1/3),+3价(2/3)+3价俗 称—磁性氧化铁铁红状态和颜色黑色固体黑色晶体红棕色固体与H2O的关系不反应，不溶解与非氧化性酸的反应FeO+2H+=Fe2++HOFeO+8H+二Fe2++2Fe3++4HO FeO+6H+=2Fe3++3HOO C C O Q氧化性高温下被CO、H、Al、C、Si等还原还原性被热空气氧化成FeO等可被氧化性酸、盐等氧化一般不再被氧化主要用途炼铁炼铁、作热剂、颜料说 明FeO可以看作由FeO、FeO所组成的化合物，其中12'是Fe2+,'是Fe3+三、铁的氢氧化物Fe(OH)可由易溶性的亚铁盐跟碱溶液起反应制得oFe(OH)为白色絮状沉淀，易被空气中O迅速氧化成Fe(OH)；因此，白色絮状沉淀能迅速变成灰绿色，最终变成红褐色。 2Fe2++2OH-=Fe(OH)；，4Fe(OH)+O+2HO=4Fe(OH)2 2 2 3制备时：要将滴管口插入硫酸亚铁液面下，再滴入NaOH溶液;配液时可用加热的方法尽可能除去溶解氧；可在液面加少许汽油或苯等有机溶剂，以隔绝空气。Fe(OH)可由易溶性的铁盐跟碱液起反应制得oFe(OH)为红褐色沉淀，可溶于强酸，受热易分解。3 3AFe3++3OH-=Fe(OH)；，Fe(OH)+3H+=Fe3++3HO，2Fe(OH)FeO+3HO3 2 3 23 2四、"铁三角”关系：Fe1.这三种转化是在有氧化剂的条件下进行的。①Fe-Fe2+需要较弱的氧化剂，如S、Cu2+、Fe3+、H+（稀HSOFe1.这三种转化是在有氧化剂的条件下进行的。①Fe-Fe2+需要较弱的氧化剂，如S、Cu2+、Fe3+、H+（稀HSO、盐酸）等。2 4②Fe—Fe3+和Fe2+—Fe3+需要强的氧化剂:实现Fe-Fe”，可选用Cl2、业2、浓H2SO4（足量）、HNO3（足量）、KMn°4等强氧化剂。注意在用浓或浓HNO3反应时，需加热，否则Fe钝化。实现Fe2+fFe3+可选用O、Cl、Br、222HNO、3浓HSO、KMnO（H+）溶液等。2 4 4（注意Cl与FeBr溶液反应情况：①若Cl通入FeBr溶液，Cl不足时，2Fe2++Cl=2Fe3++2Cl-；222222②Cl足量时，2Fe2++4Br-+3Cl=2Fe3++2Br+6Cl-。）2222.这三种转化是在有还原剂存在的条件下进行的。①Fe2+-Fe，可选用的还原剂为在金属活动性顺序表中排在铁前的金属（如Zn、Al等），或者用碳、CO、H2等。K、Ca、Na等活泼金属在溶液中不能完成此转化，因为它们在水溶液中先与水反应。②Fe3+—Fe,需用H2、CO、Al等强还原剂。如炼铁:Fe2O3+3COAlO+2Fe。2 3高温 高温2Fe+3CO，铝热反应:FeO+2Al2 2 3③Fe3+—Fe2+，实现此转化可选用的还原剂如Zn、Fe、Al、Fe+2Fe3+=3Fe2+，2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+（铁盐腐蚀印刷电路板）2Fe3++2I-=I+2Fe2+。2Cu、HS（或S2-）、I-、SO2-等。2 3,2Fe3++HS=2Fe2++S；+2H+,2注意：Fe3+S；，Fe2+过重H卡无变化。五、重点化学实验现象:（注意这些反应的化学方程式和离子方程式）六、Fe2+、Fe3+的鉴别常用方法：1、KSCN法：加入KSCN或其他可溶性硫氰化物溶液，呈血红色的是Fe3+溶液，而Fe2+的溶液无此现象。这是鉴别时最常用、最灵敏的方法。Fe3++SCN-=[Fe（SCN）]2+。碱液法：取两种溶液分别通入NH或加入氨水或碱液，生成红褐色沉淀的是Fe3+的溶液，生成白色沉淀并迅速变为灰绿色，最后变成红褐色沉淀的是Fe2+的溶液。沉淀颜色变化原因为：4Fe(0H)+O+2H0=4Fe(0H)。TOC\o"1-5"\h\z2 2 2 3H2S法：通入H2S气体或加入氢硫酸，有浅黄沉淀析出的是Fe3+溶液，而Fe2+溶液不反应。淀粉KI试纸法：能使淀粉KI试纸变蓝的是Fe3+溶液，Fe2+溶液无此现象。KMnO法：分别加入少量KMnO(H+)溶液，振荡，能使KMnO溶液褪色的是Fe2+溶液，不褪色的是4 4Fe3+溶液。［典型例题］例1.在含ngHNO3的稀溶液里加mg铁粉，铁完全溶。假设有4gHNO3被还原，则n：m可能是：()A、l：l B、2：l C、3：l D、9：2分析：本题是一道需讨论计算的选择题。要满足题目中所给条件，有三种情况：Fe足量全部生成Fe(NO)，贝V：3Fe+8HNO(稀)=3Fe(NO)+2NOf+4HO,2 3 32 2HNO足量，Fe都生成Fe(NO)，贝V：Fe+4HNO(稀)=Fe(NO)+NOf+2HO,33 3 3 3 2用9若反应产物中既有Fe(NO)，又有Fe(NO)，则3〈曲〈232 33通过此题可看出，铁与硝酸反应时，要注意hno3的浓度及各自物质的量，条件不同，产物不同，应注意讨论。答案：CD 3例2.将纯铁丝5.21g溶于过量的稀HSO，在加热条件下，用2.53gKN0去氧化溶液中的Fe2+。待反2 4 3应完成后，NO-只被还原成一种产物。溶液中剩余的Fe2+尚需12.0moL0.3mol/L的KMnO溶液将其完3 4全氧化。已知MnO-的还原产物为Mn2+，通过计算确定NO-的还原产物为()3A、NO B、NO C、NO D、NH» 2 2 3分析：此题涉及了多个氧化还原反应，如用化学方程式求解，将十分复杂。电子得失守恒法将其化繁为简，此法在氧化还原的判断、计算中有广泛应用。具体解法如下：3.21还原剂是Fe2+：Fe2+〜Fe3+〜失1e-,n(失e-)=n(Fe2+)二兀mol；氧化剂为MnO-和NO-：MnO-〜Mn2+〜5e-,3 4n(MnO-得e-)=5n(MnO-)=5X0.012LX0.3mol/L=0.018mol，所以1molNO-得电子数应为：4 3521'毗加? =3,.・・还原产物为NO。答案：B例3.将27.2gFe与Fe^的混合物投入足量的稀H$04中，反应完毕后，共放出屯2.24L(标况)，在溶液中滴入KSCN溶液后不显红色，则混合物中F；和Fe0的质量各是多少？223分析：根据题目内容，本题所涉及的化学反应有:

TOC\o"1-5"\h\zFe0+3HSO=Fe(SO)+3H0,Fe+Fe(SO)=3FeSO,Fe+HSO(稀)=FeSO+H仁需要用到的关系23 24 2 43 2 c … * c, - -式：Fe〜H,Fe〜Fe0,则:Fe则:Fe设FeO的物质的量为x,H2H22.24234 =0.1molFe〜Fe02 3O.lmol•°.x=0.1mol.x xO.lmol•°.x=0.1mol.56(x+0.1)+160x=27.2,.*.m(FeO)=16g，m(Fe)=(27.2T6)g=11.2g答案：m(F^0)=16g，m(Fe)=11.2g例在加热情况下，用足量CO还原7g铁的氧化物组成的混合物，产生气体全部通入足量石灰水中得到12.5g沉淀，此混合物不可能为：()D、FeO、Fe0、FeO23 34A、FeO、Fe0B、D、FeO、Fe0、FeO23 34TOC\o"1-5"\h\z2 3 34 23 3412.5分析：平均值法。CO〜CO?〜CaCO；n(0)=n(CaC0)^°=0.125mol,m(0)=0.125X16=2g，贝0-眈二2 门(化)二£ 風氏)_1 5 現匹)_2 5"矗)=5宛加厂寿皿。1,所以琐。厂？。而FeO：両〉亍，FeO：亦〈亍,23畑3 5FeO：以°〕斤〉了，・・・B不可能。34答案：B［参考练习］1、 铜粉放入稀硫酸中加热后无明显现象发生，当加入一种盐后，铜粉的质量减少，溶液是蓝色，同时有气体逸出，该盐是()A、Fe(SO) B、NaCO C、KNO D、FeSO2 4 3 2 3 3 42、 某溶液中含有NH+、Mg2+、Fe2+和Ab四种离子，若向其中加入过量氢氧化钠溶液，微热并搅拌，4再加入过量盐酸溶液，溶液中大量减少的阳离子有()A、NH+B、Mg2+ C、Fe2+D、A13+43、 把20g铁粉投到盛得一定量的稀HNO3溶液的烧杯中，HNO3的还原产物为NO,反应停止后，烧杯中溶液的质量增加了12.27g，此时烧杯3中的物质可能是(3)①Fe和Fe(NO) ②Fe和Fe(NO) ③HNO和Fe(NO) ④Fe(NO)和Fe(NO)3 3 3 2 3 32 32 3 3A、①④ B、②③ C、③④ D、②④4、 向相同体积的KI、Na2S和FeBr2溶液中分别通入适量C—待充分反应后(Br-也恰好完全被氧化),3种溶液消耗Cl2的体积相同(同温同压下)，则KI、Na2S和FeBr2溶液的物质的量浓度之比为()A、1：1：2? B、1：2：3 C、6：3：：2 'D、2：1：35、 向一定量的Fe、FeO、Fe^的混合物中，加入100mL1mol/L的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出224mL(标况)气体，所得溶液加KSCN