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1、铁及其铁的化合物知识点整理:rain一、铁的性质1、结构:铁是 26 号元素,位于第四周期第族,属于过渡元素。2.物理性质:铁在金属的分类中属于黑色金属,重金属,常见金属。纯净的铁是光亮的银白色金属,密度为7.86g/3,熔沸点高,有较好的导电、传热性,能被磁铁吸引,也能被磁化。还原铁粉为黑色粉末。3.化学性质:铁是较活泼的金属元素,在金属活动性顺序表中排在氢的前面。跟非金属反应:点燃点燃 3Fe+2O2 =Fe3O4 2Fe+3Cl2 =2FeCl3 Fe+S=FeS Fe+I2=FeI2跟水反应:3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2跟酸作用:Fe+2H+=Fe2+H2(遇冷浓硝酸、浓硫酸钝
2、化;与氧化性酸反应不产生H2,且氧化性酸过量时生成Fe3+)与部分盐溶液反应:Fe+Cu2+=Fe2+Cu Fe+2Fe3+=3Fe2+二、铁的氧化物和氢氧化物1.铁的氧化物的比较铁的氧化物FeO Fe2O3Fe3O4俗称铁红磁性氧化铁色、态黑色粉末黑色晶体红棕色粉末铁的价态+2+3+2、+3 水溶性难溶于水稳定性不稳定性6FeO+O2=2Fe3O4稳定稳定与酸的反应FeO+2H+=Fe2+H2O Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O Fe3O4+8H+=2Fe3+Fe2+4H2O 与 CO的反应FexOy+yCO=xFe+yCO2制取高温熔融,过量的铁与氧气反应2Fe+O2=2FeO Fe
3、(OH)3的分解2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O 铁在氧气中燃烧3Fe+2O2=Fe3O42.铁的氢氧化物的比较Fe(OH)2Fe(OH)3物理性质白色,难溶于水的固体红褐色,难溶于水的固体化学性质(1)与非氧化性强酸反应Fe(OH)2+2H+=Fe2+2H2O(2)与氧化性酸反应3Fe(OH)2+10HNO3=3Fe(NO3)3+NO+8H2O(1)与酸反应Fe(OH)3+3H+=Fe3+3H2O(2)受热分解2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O(3)空气中放置被氧化4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3制备煮沸蒸馏水,赶走溶解的氧气煮沸 NaOH 溶液,赶走溶解的氧气配
4、制FeSO4溶液,加少量的还原铁粉用长滴管将NaOH溶液送入FeSO4溶液液面以下Fe2+2OH-=Fe(OH)2将 NaOH 溶液滴入Fe2(SO4)3溶液中Fe3+3OH-=Fe(OH)3说明:1.Fe3O4是复杂的化合物,经研究证明,在Fe3O4晶体中有1/3 的 Fe 是+2 价,有 2/3 的 Fe是+3 价,可看成FeO Fe2O3,实际应写成Fe(FeO2)2,即铁酸亚铁盐,不是一般的氧化物。2.Fe(OH)2和 Fe(OH)3从溶液中析出的现象不同,前者是白色絮状沉淀,后者是红褐色沉淀。而 Fe(OH)2极不稳定,易被氧化成Fe(OH)3,反应现象是:白色灰绿色红褐色。若要观察
5、到白色的Fe(OH)2沉淀,需要创造以下条件:(1)排除亚铁盐溶液里的Fe3+离子,以免Fe3+离子直接与OH-结合生成Fe(OH)3。(2)尽量排除溶液中溶解的氧气(绝对排除是办不到的),以减慢生成的Fe(OH)2被氧化成Fe(OH)3的速度。反应要用新制备的亚铁盐溶液,并放入少量的铁以防止Fe3+离子产生。亚铁盐溶液与碱溶液在混合前分别加热以排除溶有的空气,然后,把碱溶液沿着试管壁加入盛亚铁盐溶液的试管中,或把滴管尖嘴直接插入液面下再加入碱溶液,可观察到白色絮状沉淀。三、Fe、Fe2+和 Fe3+之间相互转化及检验1、从 Fe、Fe2+和 Fe3+的结构可知:Fe 只有还原性,Fe3+通常
6、只有氧化性,Fe2+既具有氧化性又具有还原性。上述微粒通过跟一定的氧化剂或还原剂发生氧化还原反应,才能实现不同价态的铁相互转化,如下图(常称为铁三角):Fe Cl2 CO Fe3+CO O2 Zn Cu2+H2 HNO3I-、I2、S Al KMnO4 Cl2、O2、HNO3、KMnO4、H2O2 Fe2+Fe、Cu、I-、S2-、H2S Fe3+(溶液为绿色)(溶液为棕黄色)2.铁元素的原子在化学反应中,当遇弱氧化剂(如 S、H+、Cu2+、I2等)时,铁只能失去最外层的两个电子,而生成+2 价铁的化合物,当遇到强氧化剂(如 Cl2、Br2、HNO3等)时,铁原子可以再失去次外层上的一个电子
7、而生成+3价铁的化合物.3.具体反应(1)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,如绿矾露置于空气中则是:12FeSO4+3O2=4Fe2(SO4)3+2Fe2O3)3Fe2+NO3-+4H+=3Fe3+2H2O+NO 5Fe2+MnO4-+8H+=5Fe3+4H2O+Mn2+如在 FeCl2溶液中滴加酸性KMnO4溶液,溶液由浅绿色变棕黄色,在酸性 KMnO4溶液滴加FeCl2溶液,溶液由紫红变棕黄。2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O(2)Fe3
8、+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;如加入过量的Na2S溶液,则又有黑色沉淀生成(FeS),向 Fe3+溶液中通入H2S气体的离子方程式为:2Fe2+H2S=2Fe3+2H+S。2Fe3+SO32+2H2O=2Fe2+SO42-+2H+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+I24.Fe2+和 Fe3+的检验(1)Fe2+的检验:方法一:滴加KSCN 溶液,无明显现象,再滴加新制氯水,溶液立即变红色。方法二:滴加NaOH 溶液,生成白色絮状沉淀,该沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色。(2)Fe3+的检验:方法一:滴加KSCN 溶液或 NH4SCN溶液,溶液立即变为血红色。方法二:滴加NaOH 溶液,出现红褐色沉淀。