鐵和鐵的化合物

1、.第三節(jié) 鐵和鐵的化合物知識(shí)導(dǎo)圖一、 鐵物理性質(zhì)銀白色，熔沸點(diǎn)較高，抗腐蝕性強(qiáng)，能被磁鐵吸引，具有金屬的一般物理性質(zhì)。化學(xué)性質(zhì)1、與非金屬的反應(yīng)(1)常溫下：鐵被腐蝕生成鐵銹，其主要成分是Fe2O3。點(diǎn)燃：3Fe2O2Fe3O4.(2)FeSFeS(3)2Fe3Cl22FeCl3（產(chǎn)生棕色的煙）2、與H2O的反應(yīng)3Fe4H2O(g)Fe3O44H23、與酸的反應(yīng)(1)與非氧化性酸(如稀硫酸)：Fe2H+=Fe2+H2(2)氧化性酸稀硝酸HNO3過(guò)量：Fe4 HNO3= Fe(NO3)3NO2H2OFe過(guò)量：3Fe8HNO3= 3Fe(NO3)22NO4H2O濃硝酸：常溫下鈍化濃硫酸：常溫下鈍化

2、4與鹽溶液的反應(yīng)(1)與CuSO4溶液：FeCu2+ = Fe2+Cu(2)與FeCl3溶液：Fe2Fe3+= 3Fe2+二、鐵的氧化物鐵的氧化物FeOFe2O3Fe3O4俗稱/鐵紅磁性氧化鐵色態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體鐵的價(jià)態(tài)+2+3+2、+3水溶性不溶不溶不溶鐵的氧化物與鹽酸反應(yīng)FeO+2HCl=FeCl+H2OFe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2OFe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O鐵的氧化物與CO反應(yīng)FexOy+yCOxFe+yCO2注：1、FeO、Fe3O4與氧化性的酸反應(yīng)時(shí)，其中的+2價(jià)的鐵會(huì)氧化；2、Fe2O3與HI反應(yīng)時(shí)，F(xiàn)e 3+會(huì)氧化I-三、鐵的

3、氫氧化物化學(xué)式Fe(OH)2Fe (OH)3色態(tài)白色固體紅褐色固體與鹽酸反應(yīng)Fe(OH)2+2H+=Fe2+2H2OFe(OH)3+3H+=Fe3+3H2O受熱分解2Fe(OH)3 Fe2O33H2O制備FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2+Na2SO4FeCl3+3NaOH=Fe (OH)3+3NaCl二者的關(guān)系空氣中，F(xiàn)e(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現(xiàn)象是白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，化學(xué)方程式為：4Fe(OH)22H2OO2= 4Fe(OH)3注：制備Fe(OH)2時(shí)，采取哪些措施可防止Fe(OH)2被氧化.提示： 配制溶液的蒸餾水加熱煮沸，除去O2膠

4、頭滴管伸入到液面以下加入液體溶液表面覆蓋植物油(或苯)，以隔絕空氣由于Fe(OH)2具有很強(qiáng)的還原性，易被氧化為Fe(OH)3，在實(shí)驗(yàn)室中制備Fe(OH)2，并使Fe(OH)2長(zhǎng)時(shí)間保持白色沉淀狀態(tài)，成為物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)探究的熱點(diǎn)。制備原理：Fe22OH=Fe(OH)2成功關(guān)鍵：溶液中不含F(xiàn)e3+和O2等氧化性物質(zhì)。制備過(guò)程中，保證生成的Fe(OH)2在密閉的隔絕空氣的體系中。下面是幾種典型的制備方法：例如：方法一隔絕空氣的復(fù)分解反應(yīng)法1、用不含F(xiàn)e3+的FeSO4溶液與不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應(yīng)制備。(1)用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時(shí)還需要加入_。(2)除去蒸餾水中溶解的O

5、2常采用_的方法。(3)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用長(zhǎng)滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再擠出NaOH溶液，這樣操作的理由是_。答案：(1)稀H2SO4、鐵屑(2)煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸O2而被氧化方法二氫氣氛圍中的復(fù)分解反應(yīng)法2、在如圖所示的裝置中，用NaOH溶液、鐵屑、稀H2SO4等試劑制備。(1)在試管中加入的試劑是_。(2)在試管中加入的試劑是_。(3)為了制得Fe(OH)2白色沉淀，在試管和中加入試劑，打開(kāi)止水 夾，塞緊塞子后的實(shí)驗(yàn)步驟是_。(4)這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長(zhǎng)時(shí)間保持白色，理由是_。答案：(1)稀H2SO4和鐵

6、屑(2)NaOH溶液(3)檢驗(yàn)試管出口處排出的H2的純度，當(dāng)排出的H2已經(jīng)純凈時(shí)再夾緊止水夾(4)試管中反應(yīng)生成的H2充滿了試管和試管，故外界O2不易進(jìn)入3、如圖所示制備氫氧化亞鐵的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)：(1)按圖所示組裝儀器，向一支小的具支試管中加入2 mL左右的稀鹽酸，再加入2 mL左右的煤油，玻璃管下端粘住鈉粒(用濾紙吸干表面煤油，切去氧化層)。(2)將鐵絲浸入鹽酸，反應(yīng)放出氫氣，待試管內(nèi)空氣排盡后，向上提拉鐵絲，使鐵絲脫離液面。并關(guān)閉彈簧夾；用另一根細(xì)鐵絲沿玻璃管內(nèi)將鈉粒搗入液體中。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)寫(xiě)出該實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(2)如何檢驗(yàn)試管內(nèi)空氣已排盡(回答具體操作)._。(3

7、)搗入鈉粒后，預(yù)測(cè)具支試管中的現(xiàn)象：_。(4)已知鈉粒的質(zhì)量約0.05 g，實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有以下兩種不同濃度的鹽酸，你選擇(填“A”或“B”)_。A1.1 mol·L1B10 mol·L1答案：(1)Fe2HCl=FeCl2H2，2Na2H2OFeCl2=Fe(OH)22NaClH2也可寫(xiě)成3個(gè)：Fe2HCl=FeCl2H2，2Na2H2O=2NaOHH2，2NaOHFeCl2=Fe(OH)22NaCl(2)在具支試管的出口處用向下排空氣法收集滿一小試管氣體，用拇指堵住管口，移向酒精燈火焰，放開(kāi)拇指，若聽(tīng)到“噗”的一聲，則說(shuō)明空氣已排盡(3)鈉不停地在煤油與稀鹽酸界面處上下跳動(dòng)，

8、并有氣泡產(chǎn)生，下層液體中很快有白色沉淀出現(xiàn)(4)A方法三電解法4、利用電解實(shí)驗(yàn)可以制得純凈的Fe(OH)2白色沉淀，如圖所示，已知兩電極的材料分別為石墨和鐵。(1)a電極的材料應(yīng)為，電極反應(yīng)式為_(kāi)。(2)電解液c可以是_(填編號(hào))。A純水 BNaCl溶液CNaOH溶液 DCuCl2溶液(3)d為苯，其作用是_，在加入苯之前對(duì)電解液c應(yīng)作 何簡(jiǎn)單處理._。(4)為了在較短時(shí)間內(nèi)看到白色沉淀，可采取的措施是_(填編號(hào))。A改用稀H2SO4作電解液B適當(dāng)增大電源的電壓C適當(dāng)減小兩極間的距離D適當(dāng)降低電解液的溫度(5)若c用Na2SO4溶液，當(dāng)電解一段時(shí)間后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接電源電解，

9、除了電極上看到氣泡外，另一明顯現(xiàn)象為_(kāi)。答案：(1)FeFe2e-=Fe2+(2)BC(3)隔絕空氣，防止生成的Fe(OH)2被氧化；加熱煮沸，排出溶解的O2(4)BC(5)白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變成紅褐色四、“鐵三角”1FeFe2+鐵與氧化性比較弱的非金屬(如S、I2)，非氧化性酸(如鹽酸、稀H2SO4)，不活潑金屬的鹽溶液(如CuSO4溶液)，F(xiàn)eCl3溶液反應(yīng)，都可實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化例如：FeCuSO4 = CuFe SO4；Fe2FeCl3=3FeCl3；Fe+2H+=Fe2+H2.2.Fe2+Fe比較活潑的金屬(如Al、Zn)、CO、H2、C等能從亞鐵化合物中置換出鐵來(lái)例如：FeCl

10、2Zn = ZnCl2Fe；FeOH2FeH2O.3FeFe3+鐵與強(qiáng)氧化劑，如Cl2、H2O2、KMnO4(H+)、HNO3、濃H2SO4在一定條件下反應(yīng)都會(huì)實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化例如：2Fe3Cl22FeCl3.4Fe3+Fe可通過(guò)較強(qiáng)還原劑實(shí)現(xiàn)，如Al、Zn、CO、H2等例如：Fe2O33CO2Fe3CO2；Fe2O32Al2FeAl2O3；2FeCl33Zn=2Fe3ZnCl2.5Fe2+Fe3+亞鐵鹽與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)，如Cl2、Br2、HNO3、濃硫酸、H2O2、KMnO4(H)等例如：2FeCl2Cl2=2FeCl3.6Fe3+Fe2+鐵鹽溶液與比較強(qiáng)的還原劑反應(yīng)，如Fe、Cu、碘化物、硫化物

11、等例如：2 Fe3+S2-= 2Fe2+S；2Fe3+Cu = 2Fe2+Cu2+；2Fe3+Fe =3Fe2+；2Fe3+2I-= 2 Fe2+I2應(yīng)用“鐵三角”關(guān)系，可以解決相關(guān)問(wèn)題：(1)判斷離子共存Fe2+、Fe3+均水解，與HCO3-、AlO2-、CO32-等因水解相互促進(jìn)在溶液中不能大量共存。Fe3+與S2-、I-、HS-、SO32-，F(xiàn)e2+與NO(H+)、ClO-、MnO(H+)在溶液中因發(fā)生氧化還原反應(yīng)不能大量共存(2)除雜方法Fe2+(Fe3+)：加Fe粉過(guò)濾；FeCl3(FeCl2)：加氯水或H2O2；FeCl2(CuCl2)：加Fe粉，過(guò)濾五、Fe2+、Fe3+的檢驗(yàn)1

12、、溶液的顏色含有Fe2+、的溶液顯淺綠色含有Fe3+的溶液顯棕黃色2、用KSCN溶液和氯水(1)流程：(2)有關(guān)反應(yīng)：Fe3+3SCN- = Fe(SCN)3(紅色)2Fe2+Cl2 = 2Fe3+2Cl-3、用NaOH溶液(1)流程：(2)有關(guān)反應(yīng)：Fe3+3OH- = Fe(OH)3(紅褐色)Fe2+2OH- = Fe(OH)2(白色沉淀)4Fe(OH)2O22H2O = 4Fe(OH)3六、鐵鹽溶液的配制、保持1、FeCl3溶液：加酸，抑制Fe3+的水解Fe3+3H2OFe(OH)3+3H+2、FeCl2溶液：加酸，抑制Fe2+的水解 加鐵屑，防止Fe2+被氧化七、物質(zhì)制備制備無(wú)水FeC

13、l3：在HCl氣流中加熱蒸干FeCl3溶液。制備Fe(OH)3膠體：向沸水中加入飽和的FeCl3溶液并煮沸至有紅褐色膠狀物出現(xiàn)為止。八、氧化性、還原性的關(guān)系1、氧化性：Cl2Br2Fe3+I2S2、還原性：S2-I-Fe2+Br-Cl-九、雜質(zhì)Fe2+、Fe3+的除去1、Fe3+：Fe3+水解能力強(qiáng)，實(shí)際上pH4時(shí)，F(xiàn)e3+幾乎完全水解生成Fe(OH)3沉淀。欲除去Fe3+，一般加堿或鹽等物質(zhì)，調(diào)節(jié)溶液的pH至pH=4即可。2、Fe2+:一般先向溶液中加入氧化劑（如H2O2），使Fe2+被氧化為Fe3+，然后加堿或鹽等物質(zhì)，調(diào)節(jié)溶液的pH至pH=4即可。1、AI分別表示中學(xué)化學(xué)中常見(jiàn)的物質(zhì)，它們之間相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示(有部分反應(yīng)物、生成物沒(méi)有列出)：已知A、B、C、D、E、F六種物質(zhì)中含有同一種元素，G為主族元素的固態(tài)氧化物(1)寫(xiě)出物質(zhì)的化學(xué)式：E_，F(xiàn)_，J_.(2)寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式：_；_；_