鐵和鐵的化合物PPT課件

1、鐵和鐵的鐵和鐵的化合物化合物一、鐵的單質(zhì)一、鐵的單質(zhì)1 1、位置和結(jié)構(gòu)、位置和結(jié)構(gòu)2 2、物理性質(zhì)物理性質(zhì)純凈的鐵是光亮的銀白色金屬，密度純凈的鐵是光亮的銀白色金屬，密度7.867.86g/cm3,g/cm3,熔熔沸點(diǎn)較高，抗腐蝕力強(qiáng)，有較好的導(dǎo)電、傳熱性，沸點(diǎn)較高，抗腐蝕力強(qiáng)，有較好的導(dǎo)電、傳熱性，有較好的延展性，鐵能被磁體吸引。有較好的延展性，鐵能被磁體吸引。3 3、化學(xué)性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)FeFe2+Fe3+ 弱氧化劑弱氧化劑強(qiáng)氧化劑強(qiáng)氧化劑（FeFe3+3+、H H+ +、I I2 2、S S、鐵后的金屬陽離子鐵后的金屬陽離子 ）（Cl Cl2 2、BrBr2 2、HNOHNO3 3、濃濃H

2、 H2 2SOSO4 4、MnOMnO4 4- -( (H H+ +) ) ）(2)(2)與酸的反應(yīng)與酸的反應(yīng)鐵與鐵與非氧化性酸非氧化性酸反應(yīng)，產(chǎn)生反應(yīng)，產(chǎn)生H H2 2鐵在常溫下易被濃硝酸、濃硫酸鐵在常溫下易被濃硝酸、濃硫酸“鈍化鈍化”，在加熱條件能繼續(xù)反應(yīng)，但不會產(chǎn)生在加熱條件能繼續(xù)反應(yīng)，但不會產(chǎn)生H H2 21)1)、Fe+SFe+S2)2)、Fe+OFe+O2 23)3)、Fe+ClFe+Cl2 2（1 1）與非金屬的反應(yīng)）與非金屬的反應(yīng)(3)(3)與水反應(yīng)與水反應(yīng) 3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 +4 H2 高溫高溫(4)(4)與鹽的反應(yīng)與鹽的反應(yīng)Fe + Cu2+ =Fe

3、+ Fe3+ =Cu + Fe3+=二、鐵的重要化合物二、鐵的重要化合物1 1、鐵的氧化物、鐵的氧化物FeOFe3O4Fe2O3黑色粉末黑色粉末黑色晶體黑色晶體紅棕粉末紅棕粉末與酸反應(yīng)與酸反應(yīng)FeOFeO + 2H + 2H+ + = Fe= Fe2+ 2+ + H+ H2 2O OFeFe3 3O O4 4 + 8H+ 8H+ + = 2Fe= 2Fe3+ 3+ + Fe+ Fe2+ 2+ + 4H+ 4H2 2O OFeFe2 2O O3 3+ 6H+ 6H+ + = 2Fe= 2Fe3+3+3H+3H2 2O O特例：遇還原性強(qiáng)的酸，如特例：遇還原性強(qiáng)的酸，如HI。Fe3+會還原為會還原

4、為Fe2+遇氧化性強(qiáng)的酸，如遇氧化性強(qiáng)的酸，如HNO3。Fe2+會氧化為會氧化為Fe3+2 2、鐵的氫氧化物、鐵的氫氧化物氫氧化鐵氫氧化鐵Fe(OH)3紅褐色固體，不溶于水紅褐色固體，不溶于水化學(xué)性質(zhì)：化學(xué)性質(zhì)：1)1)、易溶于酸：、易溶于酸： Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O2)2)、 受熱分解：受熱分解： 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O注意還原性強(qiáng)的酸注意還原性強(qiáng)的酸制備：制備：Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3氫氧化亞鐵氫氧化亞鐵Fe(OH)2白色固體，不溶于水白色固體，不溶于水化學(xué)性質(zhì)：化學(xué)性質(zhì)：1 1) )、易溶于酸：易溶于酸： Fe(O

5、H)2 + 2H+ = Fe2+ + 2H2O4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 2)2)、易氧化：易氧化：白色絮狀白色絮狀灰綠色灰綠色紅褐色沉淀紅褐色沉淀注意氧化性強(qiáng)的酸注意氧化性強(qiáng)的酸制備：制備：3 3、鐵鹽、鐵鹽(1)(1)鹽溶液的保存和配制鹽溶液的保存和配制FeFe2+2+鹽鹽：因：因FeFe2+2+易被氧化，其晶體應(yīng)密封保存。易被氧化，其晶體應(yīng)密封保存。 配制溶液時配制溶液時應(yīng)加鐵粉和少量相應(yīng)的酸應(yīng)加鐵粉和少量相應(yīng)的酸FeFe3+3+鹽鹽：FeClFeCl3 3易潮解，需密閉保存。易潮解，需密閉保存。FeFe3+3+易水解，易水解，配制溶液時應(yīng)配制溶液時應(yīng)

6、將將FeFe3+3+鹽溶于相應(yīng)酸鹽溶于相應(yīng)酸中，再加水稀中，再加水稀釋，以抑制其水解釋，以抑制其水解(2)(2)共存問題共存問題三、三、Fe3+和和Fe2+的檢驗(yàn)的檢驗(yàn)如何檢驗(yàn)如何檢驗(yàn)FeFe3+3+？1 1、滴加滴加KSCN溶液溶液Fe3+3SCN- Fe(SCN)32 2、滴加滴加NaOH溶液溶液產(chǎn)生紅褐色沉淀產(chǎn)生紅褐色沉淀Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)33 3、滴加苯酚溶液滴加苯酚溶液紫色溶液紫色溶液血紅色溶液血紅色溶液FeFe2+2+的檢驗(yàn)的檢驗(yàn)(2)(2)、滴加堿溶液，生成白色絮狀沉淀，、滴加堿溶液，生成白色絮狀沉淀，立刻變成灰綠色，最后變成紅褐色沉淀。立刻變成灰綠色，最后

7、變成紅褐色沉淀。(1)(1)、滴加硫氰化鉀溶液，無明顯現(xiàn)象，再滴加、滴加硫氰化鉀溶液，無明顯現(xiàn)象，再滴加氯水（或通氯氣）等強(qiáng)氧化劑，立刻出現(xiàn)紅色。氯水（或通氯氣）等強(qiáng)氧化劑，立刻出現(xiàn)紅色。2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl-Fe() FeFe()O2 Cl Cl2 2 BrBr2 2 HNOHNO3 3 H H2 2O O2 2 Na Na2 2O O2 2 MnOMnO4 4- -( (H H+ +) )FeFe3+ 3+ H H+ + CuCu2+ 2+ Ag Ag+ + I I2 2 S SCl Cl2 2 Br Br2 2 HNO HNO3 3 濃濃H H2 2SOSO

8、4 4C CO C CO SiSi Al Al MnMnAl Zn HAl Zn H2 2 C CO C COFe Cu Fe Cu S S2 2- - H H2 2S SOS SO3 32 2_ _SOSO2 2I I_ _HIHIFeS Fe2+ Cu Fe2+H2 鐵與較弱的氧化劑反應(yīng)，例如：鐵與較弱的氧化劑反應(yīng)，例如： S S、I I2 2、CuCu2+2+、FeFe3+3+、非氧化性酸非氧化性酸（H H+ +）Fe + Cu2+=Fe + 2H+ = Fe + S = Fe Fe() FeFe2+2+與具有還原性的物質(zhì)反應(yīng)時，與具有還原性的物質(zhì)反應(yīng)時，可還原成鐵，在煉鋼中顯得尤為突可

9、還原成鐵，在煉鋼中顯得尤為突出，如：出，如：C C、COCO、SiSi、AlAl、MnMn等。等。FeO + CO =高溫 2FeO + Si =高溫2Fe + SiO2Fe + CO2 Fe () Fe3FeO + 2Al =高溫高溫3Fe +Al2O3 Fe（NO3）3+3NO2 +H2O Fe+6HNO3 = 鐵與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)時，如：鐵與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)時，如：ClCl2 2 、BrBr2 2、HNOHNO3 3、熱濃熱濃H H2 2SOSO4 4等反應(yīng)時，均可等反應(yīng)時，均可生成生成+3+3價鐵的化合物：價鐵的化合物：2FeCl32Fe + 3Cl2 =點(diǎn)燃點(diǎn)燃 Fe Fe() 2Fe +

10、6H2SO4(濃）濃）=Fe2(SO4)3+3SO2+6H2O+3+3價鐵的化合物與價鐵的化合物與AlAl、H H2 2、C C、COCO等還原劑反應(yīng)均可還原成鐵，如：等還原劑反應(yīng)均可還原成鐵，如：高溫Fe2O3 + 2Al =Fe2O3 + 3CO=高溫2Fe + 3CO2 Fe() Fe2Fe + Al2O3(鋁熱反應(yīng)鋁熱反應(yīng)) Fe2+具有還原性，當(dāng)遇到強(qiáng)氧化劑時具有還原性，當(dāng)遇到強(qiáng)氧化劑時，如：如：O2、Cl2、Br2、KMnO4、HNO3、濃濃H2SO4、 HClO、K2Cr2O7等均可生成等均可生成+3價鐵。價鐵。 Fe () Fe() 2FeCl3 + 2Br22FeBr3 +4

11、FeCl34Fe3+ +2 H2O2Fe2+H2O2+2H+ =2Fe3+2H2O2FeBr2 + 3Cl2（足量）足量） =6FeCl2 +3Br2 =4Fe2+ + O2 + 4H+ =6FeBr2 + 3Cl2（少量）少量） =2FeCl3 + 4FeBr3(使溴水褪色）使溴水褪色） Fe() Fe () 當(dāng)當(dāng)FeFe3+ 3+ 遇到強(qiáng)還原劑，如：遇到強(qiáng)還原劑，如：FeFe、 CuCu、S S2-2-（H H2 2S S）、SOSO3 32-2-、SOSO2 2、I I- -（HIHI）等，等，均可將它還原成均可將它還原成FeFe2+2+，如：如：2Fe2+ + Cu2+2Fe2+ +

12、S + 2H+2Fe3+ + H2S=2Fe3+ + Cu=2Fe3+ SO2+2H2O=2Fe2+4H+SO42-專題一、鐵銅間彼此反應(yīng)的計(jì)算和討論專題一、鐵銅間彼此反應(yīng)的計(jì)算和討論涉及的物質(zhì)一般有涉及的物質(zhì)一般有Fe2+ ， Fe3+， Cu2+， Fe， Cu涉及的主要反應(yīng)：涉及的主要反應(yīng)：2Fe3+ + Cu 2Fe2+ + Cu2+Fe + Cu2+ Fe2+ Cu2Fe3+ + Fe 3Fe2+關(guān)鍵：判斷反應(yīng)的先后順序關(guān)鍵：判斷反應(yīng)的先后順序氧化性氧化性 Fe3+ Cu2+還原性還原性 Fe Cu1 1、從反應(yīng)后不溶物的成分來看溶液中的成分及含量、從反應(yīng)后不溶物的成分來看溶液中的成

13、分及含量設(shè)設(shè)Fe3+， Cu2+， Fe， Cua molb molc mold mol（1）若不溶物是）若不溶物是Fe和和Cu， 則溶液中一定沒有則溶液中一定沒有Fe3+和和Cu2+一定有一定有Fe2+，其物質(zhì)的量為其物質(zhì)的量為_(3/2 a + b)mol(2)若不溶物只有若不溶物只有Cu，則溶液中則溶液中 一定無一定無Fe3+，一定有一定有Fe2+其物質(zhì)的量為其物質(zhì)的量為_( a + c )mol可能有可能有Cu2+試討論溶液中的試討論溶液中的Cu2+的量和原來加入的量和原來加入Fe的量之間的關(guān)系。的量之間的關(guān)系。討論討論2 2、從反應(yīng)后溶液的成分來看不溶物的成分及含量、從反應(yīng)后溶液的成

14、分來看不溶物的成分及含量(1)若溶液中有若溶液中有Fe3+， 則反應(yīng)后無不溶物。則反應(yīng)后無不溶物。(2)若溶液中只有若溶液中只有Cu2+和和Fe2+，則不溶物中一定無則不溶物中一定無Fe，可能有可能有Cu試討論試討論Cu的量與原溶液中的量與原溶液中Fe3+的量之間的關(guān)系。的量之間的關(guān)系。討論討論(3)若溶液中只有若溶液中只有Fe2+， 則反應(yīng)后的不溶物中一定有則反應(yīng)后的不溶物中一定有Cu，其量為其量為(b + d)mol可能有可能有Fe試討論試討論Fe的量的量討論討論例題例題在在FeClFeCl3 3和和CuClCuCl2 2的混合溶液中，加入一定量的的混合溶液中，加入一定量的FeFe粉：粉：

15、完全反應(yīng)后，溶液中一定有的陽離子是完全反應(yīng)后，溶液中一定有的陽離子是 ；如果反應(yīng)后有固體剩余，則溶液中一定無如果反應(yīng)后有固體剩余，則溶液中一定無 ， 一定有一定有 ；如果反應(yīng)后剩余的固體只有如果反應(yīng)后剩余的固體只有CuCu，則溶液中一定則溶液中一定 無無 ，一定有，一定有 ，可能有，可能有 . .如果反應(yīng)后剩余的固體為如果反應(yīng)后剩余的固體為FeFe和和CuCu，則溶液中一則溶液中一 定無定無 和和 , ,一定有一定有 . .Fe2+Fe3+Fe2+Fe2+Fe2+Fe3+Fe3+Cu2+Cu2+ 一定量的一定量的FeFe、FeOFeO和和FeFe2 2O O3 3的混合物投入的混合物投入250

16、250mL mL 2mol/L2mol/L的硝酸中，固體完全溶解后，生的硝酸中，固體完全溶解后，生成成1.121.12L L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）標(biāo)準(zhǔn)狀況）NONO（HNOHNO3 3的還原產(chǎn)物僅此的還原產(chǎn)物僅此一種）。再向反應(yīng)后的溶液中加入一種）。再向反應(yīng)后的溶液中加入1 1mol/Lmol/L的的NaOHNaOH溶液，要使鐵元素恰好完全沉淀，所加入溶液，要使鐵元素恰好完全沉淀，所加入NaOHNaOH溶液的體積最少是溶液的體積最少是 由鐵和氧化鐵組成的混合物與稀硫酸作用，固由鐵和氧化鐵組成的混合物與稀硫酸作用，固體恰好溶解，所得溶液中不含體恰好溶解，所得溶液中不含F(xiàn)eFe3+3+，且生成的且生成的Fe

17、Fe2+2+與與H H2 2的物質(zhì)的量之比為的物質(zhì)的量之比為4 4：1 1。則反應(yīng)物中。則反應(yīng)物中FeFe2 2O O3 3、FeFe、H H2 2SOSO4 4的物質(zhì)的量之比為的物質(zhì)的量之比為 向一定量的向一定量的FeOFeO、FeFe、FeFe3 3O O4 4的混合物種加入的混合物種加入100100mL mL 1mol/L1mol/L的鹽酸，恰好使混合物完全溶解，放的鹽酸，恰好使混合物完全溶解，放出出224224mLmL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的氣體，在所得溶液中加入標(biāo)準(zhǔn)狀況）的氣體，在所得溶液中加入KSCNKSCN溶液沒有紅色出現(xiàn)。若用足量的溶液沒有紅色出現(xiàn)。若用足量的COCO在高溫下還在高溫下還

18、原相同質(zhì)量的此混合物，能得到鐵的質(zhì)量是原相同質(zhì)量的此混合物，能得到鐵的質(zhì)量是專題二、鐵與稀硝酸的反應(yīng)專題二、鐵與稀硝酸的反應(yīng)Fe + 4HNO3 = Fe(NO3)3 + NO + 2H2O 3Fe + 8HNO3 = 3Fe(NO3)2 + 2NO+ 4H2O 設(shè)設(shè)n(Fe) : n(HNO3)= a，則則a 時，按時，按進(jìn)行進(jìn)行 a 3/8時，按時，按進(jìn)行進(jìn)行 a 3/8時，都有。時，都有?？煽烧J(rèn)為是認(rèn)為是反應(yīng)后反應(yīng)后Fe過量。過量。Fe +2Fe（NO3）3 = 3Fe（NO3）2 例例 鐵在熱的稀鐵在熱的稀HNOHNO3 3中反應(yīng)，中反應(yīng)，其主要還原產(chǎn)物為其主要還原產(chǎn)物為N N2 2O

19、 O；而在而在冷的稀冷的稀HNOHNO3 3中反應(yīng)中反應(yīng)，其主要還其主要還原產(chǎn)物為原產(chǎn)物為NONO；當(dāng)溶液更稀時，當(dāng)溶液更稀時，其主要還原產(chǎn)物為其主要還原產(chǎn)物為NHNH4 4+ +。 分析圖分析圖4-2-14-2-1，回答下列問題：，回答下列問題：(1)(1)假設(shè)在任一產(chǎn)生的曲線段內(nèi)只有一種還原產(chǎn)物，假設(shè)在任一產(chǎn)生的曲線段內(nèi)只有一種還原產(chǎn)物， 試配平由試配平由b b點(diǎn)到點(diǎn)到c c點(diǎn)時反應(yīng)的化學(xué)方程式：點(diǎn)時反應(yīng)的化學(xué)方程式： Fe+Fe+HNOHNO3 3FeFe( (NONO3 3) )3 3+ + + + H H2 2O O8 30 = 8 3 NH4NO3 9aabcdbcdn(Fe)V(

20、標(biāo)況)0(2)(2)判斷從判斷從0 0點(diǎn)到點(diǎn)到a a點(diǎn)時的還原產(chǎn)物應(yīng)為點(diǎn)時的還原產(chǎn)物應(yīng)為 。( (3)3)從從a a點(diǎn)到點(diǎn)到b b點(diǎn)時產(chǎn)生還原產(chǎn)物為點(diǎn)時產(chǎn)生還原產(chǎn)物為 ， 其原因是其原因是 。(4)(4)已知到達(dá)已知到達(dá)d d點(diǎn)時反應(yīng)完全結(jié)束點(diǎn)時反應(yīng)完全結(jié)束，此時溶液中的主要此時溶液中的主要 陽離子為陽離子為 。分析投入金屬鐵的物質(zhì)的。分析投入金屬鐵的物質(zhì)的 量之比量之比n n( (FeFe) )c cn n( (FeFe) )d d = = 。NON2Oa后溫度升高后溫度升高Fe2+和和NH4+n(Fe3+) n(Fe2+) =2 3銅單質(zhì)的性質(zhì)銅單質(zhì)的性質(zhì) 銅排在金屬活動順序表銅排在金屬活

21、動順序表H以后，屬不活動性金屬。在干以后，屬不活動性金屬。在干燥的空氣里性質(zhì)穩(wěn)定，在潮濕的空氣里或高溫下能與多物燥的空氣里性質(zhì)穩(wěn)定，在潮濕的空氣里或高溫下能與多物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。1、與非金屬反應(yīng)、與非金屬反應(yīng)O22Cu+O2=2CuO潮濕空氣中潮濕空氣中2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2(OH)2CO3 (銅綠）銅綠）Cl2（棕色的煙，濃溶液為綠色，稀溶液為藍(lán)色）（棕色的煙，濃溶液為綠色，稀溶液為藍(lán)色）S2Cu+S=Cu2SCu+Cl2=CuCl2點(diǎn)燃點(diǎn)燃（黑色物質(zhì)）（黑色物質(zhì)）2、與某些鹽溶液反應(yīng)、與某些鹽溶液反應(yīng)置換反應(yīng)：置換反應(yīng)：Cu+Hg(NO3)2=Cu(NO3)2+Hg其

22、他氧化其他氧化-還原反應(yīng)：還原反應(yīng)：Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2銅的氧化物銅的氧化物1、CuO黑色不溶于水的固體。黑色不溶于水的固體。與與H+反應(yīng)反應(yīng)CuO+2H+=Cu2+H2O2、Cu2O磚紅色不溶于水的固體磚紅色不溶于水的固體。與與H+反應(yīng)反應(yīng)Cu2O+2H+=Cu2+H2O+Cu 已知已知NaHS、MgSO4、NaHSO3組成的混和物組成的混和物中，硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為中，硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a%，則混和物中氧元則混和物中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 A a% B 2a% C 10.0175a D 10.0075aC例、向例、向20mL2mol/L AlCl3溶液中，加

23、入溶液中，加入30mL燒堿溶液，充燒堿溶液，充分反應(yīng)后，得分反應(yīng)后，得0.78g沉淀，求燒堿溶液的物質(zhì)的量濃度是多沉淀，求燒堿溶液的物質(zhì)的量濃度是多少？少？(1) Al3+ 過量過量Al3+ + 3OH- = Al(OH)33mol78g0.03 c0.78g c = 1 mol/L(2) Al(OH)3部分溶解部分溶解Al3+ + 3OH- = Al(OH)3 1mol3mol78g0.04mol x mol y g x = 0.12 mol y = 3.12 g Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O78 g1 mol(3.12-0.78)g n mol c = 5 mol/L 例、有鎂、鋁混合粉末例、有鎂、鋁混合粉末10.2g，將它溶于將它溶于500mL 4mol/L 的鹽的鹽酸里，若要使沉淀質(zhì)量達(dá)到最大值，則需要加入酸里，若要使沉淀質(zhì)量達(dá)到最大值，則需要加入2 mol/L的的NaOH溶液的體積為溶液的體積為提示；用終態(tài)法。最終溶液中只有提示；用終態(tài)法。最終溶液中只有NaCl