铁及化合物

几种重要的金属第三节铁和铁的化合物铁的使用：人类用铁已有约5000千年的历史，最早发现和使用的铁是陨铁。在公元前1500年左右，埃及和美索不达米亚开始有炼铁业，至公元前1000年左右，铁器才基本从日常用具中排挤了铜器而占统治地位。中国商代铜上就镶铸有铁刃，表明中国在公元前1000多年就熟悉了铁的锻造性能。中国铁矿资源丰富。铁的存在：地壳中含量居第四位（氧、硅、铝、铁）铁的发现与存在银白色熔点1535℃、沸点2750℃、在磁场作用下能被磁化而具有磁性结构特点：一、铁的物理性质二、铁的化学性质铁是26号元素位于第四周期Ⅷ族，最外层有2个电子反应中易失去2个或3个电子，因此在化合物中呈+2或+3价。铁的化学性质比较活泼。①最外层仅有2个电子②次外层不饱和过渡元素原子结构特点-2e(弱氧化剂)+2价(Fe2+)-3e(强氧化剂)+3价(Fe3+)（与主族元素的不同）Fe(SCN)3结构特点性质形成络合物位置结构性质第四周期第VIII族Fe还原性金属性Fe142铁的结构1、铁能跟氧气和其它非金属反应Fe+SFe+O2Fe+Cl22、铁与水的反应3、铁与酸的反应Fe+SFeS3Fe+2O2Fe3O42Fe+3Cl22FeCl3△点燃点燃思考：铁与稀盐酸、稀硫酸、硝酸、浓硫酸作用的情况分别如何？写出反应的化学方程式。结论：铁与稀盐酸、稀硫酸可发生置换反应，生成氢气；常温下浓硝酸、浓硫酸使铁发生钝化，在加热条件下铁被氧化；稀硝酸能使铁迅速发生氧化反应。3Fe+4H2OFe3O4+4H2↑高温设计1设计2二、铁的重要化合物1.FeO、Fe2O3、Fe3O42.Fe(OH)2、Fe(OH)33.Fe2+、Fe3+1.铁的氧化物FeOFe3O4Fe2O3名称俗名色态溶解性与盐酸反应与稀硝酸反应铁的价态稳定性与还原剂的作用具有氧化性氧化亚铁四氧化三铁三氧化二铁无磁性氧化铁铁红黑色粉末黑色晶体红棕色粉末难溶于水难溶于水难溶于水FeO+2H+→Fe²++H2OFe3O4+8H+→Fe²++2Fe³++4H2OFe2O3+6H+→2Fe³++3H2O+2+31/3的(+2)2/3的(+3)6FeO+O2===2Fe3O4稳定较稳定3FeO+10HNO3→3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O3Fe3O4+28HNO3→9Fe(NO3)3+NO↑+14H2OFe2O3+6HNO3→2Fe(NO3)3+3H2OFeO+H2→Fe+H2O高温3Fe3O4+8Al→9Fe+4Al2O3高温Fe2O3+3CO→2Fe+3CO2高温Δ不稳定（1）都能和非氧化性酸反应共性：FeO+2HCl→Fe2O3+6HCl→Fe3O4+8HCl→FeCl2+H2O2FeCl3+3H2O2FeCl3+FeCl2+4H2O（2）都能被还原剂COH2还原Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2如2、铁的氢氧化物氢氧化亚铁氢氧化铁颜色状态跟酸反应跟氧气反应受热分解制法白色不溶于水红褐色不溶于水絮状固体固体Fe(OH)2+2H+→Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+→Fe3++3H2O4Fe(OH)2+2H2O+O2→4Fe(OH)3↓Fe3++3OH—→Fe(OH)3↓Fe2++2OH—→Fe(OH)2↓2Fe(OH)3→Fe2O3+3H2OFe(OH)2==FeO+H2O↑隔绝空气小结：铁（纯铁）的化学性质Cl2，Br2，浓硫酸，硝酸等FeFe3+FeFe2+S,I2,H+,Cu2+,Fe3+，Ag+铁和HNO3反应一般不放出H2若HNO3过量，生成的盐是————————若铁无剩余，则生成的盐可能是——————或————————或——————————，若反应铁有剩余，生成的盐是——————————（3）在FeCl2溶液中投入一块Na，反应结束后过滤，把滤渣放入坩埚中加热，最后得到的固体是——————Fe(NO3)3Fe(NO3)3Fe(NO3)2两者混合物Fe(NO3)2Fe2O3?3、铁盐FeCl3、Fe2(SO4)3—棕褐色；FeCl2—浅绿色；FeSO4·7H2O—绿矾（1）+3价铁盐具有氧化性：2FeCl3+Cu→CuCl2+2FeCl22FeCl3+H2S→S↓+2FeCl2+2HCl（2）+2价亚铁盐具有还原性2FeCl2+Cl2→2FeCl3（3）可溶性盐都能与碱反应生成相应的氢氧化物（4）+3价铁离子可以与KSCN反应校本P77已知铁和某硝酸溶液反应的还原产物是NO。若将40克铁粉投入1L的稀硝酸溶液中，铁粉全溶解，硝酸也无余，则此硝酸可能的物质的量浓度是多少？答：1.90摩尔/升《[HNO3]《2.86摩尔/升含a克溶质的稀硝酸溶液跟b克铁恰好反应，铁全部溶解生成NO，已知有a/4克HNO3被还原，则a:b不可能是（）A3∶1B3∶2C4∶1D9∶2答:BFe+Cl2、Br2、O2、S、I2；Fe+HCl、HNO3(2种）Fe+H2O；Fe+硫酸铜、硝酸银、氯化铁FeO、Fe2O3、Fe3O4+HCl、HNO3***Fe（OH)2、Fe(OH)3+HCl、HNO3氯化铁+FeFeCl2+Cl2FeBr2+Br2FeCl3+CuFeCl3+H2S***Fe（OH)2Fe(OH)3Fe2+、Fe3+能变氢氧化亚铁、氢氧化铁？直接观色与KSCN与苯酚*显色反应利用的氧化性利用3Fe与铜片与淀粉KI试纸鉴别方法2Fe3Fe小结：浅绿色棕黄色血红色不显红色不显紫色**显紫色无明显现象Cu被腐蚀溶液变绿色试纸不变蓝试纸变蓝色利用沉淀反应与作用OH白色沉淀迅速变灰绿色最后呈红褐色立即产生红褐色沉淀三、铁的氢氧化物：[思考：]若将NaOH溶液滴到2FeCl溶液中有什么现象？若滴加到3FeCl溶液中呢？请同学们写出相应的化学方程式。1.选择适当的反应物和反应条件,设法完成“铁三角”中六个箭号所表示的化学反应:FeFe²+Fe³+Fe3O4FeFeOFe²+Fe2O3Fe³+FeSFe(OH)2Fe(OH)3Fe、Fe²+、Fe³+的相互转化关系铁三角1、下列有关纯铁的描述正确的是：A、熔点比生铁的低B、与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率比生铁的快C、在潮湿空气中比生铁容易腐蚀D、在冷的浓硫酸中可钝化（D）3、根据下图实验装置和操作，回答有关问题：先出现白色絮状沉淀，然后沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色（２）先打开止水夹ａ，A管开始反应一段时间后再关闭止水夹ａ，实验中在B管能看到打开止水夹时，B管溶液中的导管口有气泡冒出,夹紧夹子后,出现白色絮状沉淀，一段时间内沉淀不变色的现象：（１）先关闭止水夹ａ，在A管开始反应后，B管中能看到现象：稀H2SO4Fe浓NaOHABａ2.某溶液中含有大量Fe2+、Fe3+、Mg2+和NH4+,其[H+]=10-2mol·L-1,在该溶液中可以大量存在的阴离子是()A.SO42-B.NO3-C.SCN-D.CO32-A4.(8分〕提示：某些金属氧化物跟熔融烧碱反应可生成盐。根据以下化学反应框图填空：(1)单质F是_____________________。(2）写出由E生成G的离子（或化学反应）方程式________(3）溶液I中所含金属离子是_______(4）由C到F若改用浓酸，则不能选用的浓酸是（写分子式）_____H2Fe2++2NH3⁇H2O=Fe(OH)2+2NH4+；4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Al3+和Na+浓H2SO4浓HNO３1、区分铁粉和氧化铜粉末的最简单方法是？2、下列物质可用铁桶盛装的是：3FeClA、B、4CuSOC、3/1LHNOmolD、4200398,/84.1SOHcmg3、将铁粉撒入下列溶液中充分反应后，溶液的质量增加但无气体放出的是：2CuCl42SOH23NOHg342SOFeA、B、C、D、一定量的Fe和Fe2O3混合物投入250mL2mol·L-1的HNO3溶液中，反应完全后，无固体剩余，生成1.12LNO气体（标况），再向反应后溶液中加入1mol·L-1的NaOH溶液，要使铁元素全部沉淀下来，所加NaOH溶液的体积最少的是（）A．450mLB．500mLC．400mLD．无法确定A元素守恒法追踪核心元素的始态和终态向一定量的Fe,FeO,Fe2O3的混合物中注入盐酸，加入100mL，1mol/L的盐酸，恰好使混合物溶解，放出224mL（S.T.P)的气体，所得溶液中不含Fe3+，若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物,得到Fe的质量为——?试试看2.8g已知在100毫升某硫酸、硫酸亚铁、硫酸铁混合溶液中，阳离子浓度均相等，硫酸根离子的总浓度是6摩尔/升，此溶液还可以溶解的铁粉的质量是（）克？答：11.2克试试看一般方法：用电荷守恒先算出[氢离子]、[Fe3+]，再分别算出各自耗的铁现在你用什么方法？在100毫升FeBr2的溶液中，通入标准状况下2.24LCl2，充分反应后有1/3的溴离子被氧成Br2。求原溶液的C（FeBr2）得失电子守恒法。注意：还原性顺序：I-＞Fe2+＞Br-答：1.2mol/L铁粉与足量的硝酸钾溶液混合，再加入以下足量的溶液①盐酸②氯化铜③NaClO④氯水最后有三价铁的是？①③④在氯化铁、氯化铜和盐酸混合液中加入铁粉，待反应结束，所余固体滤出后能被磁铁吸引，则反应后溶液中存在较多的阳离子是（）A.Cu2+B.Fe3+C.Fe2+D.H+C将铁、铜与FeCl3、FeCl2、CuCl2溶液一起放入容器，以描述填金属或金属阳离子：1）充分反应后，若铁有余，容器内不可能有？2）充分反应后，若大量的Fe3+有余，容器内还含有？一定无？3）充分反应后，若大量的Cu2+和相当量的Cu，容器内不可能有？Fe3+Cu2+Fe2+Cu2+Fe、CuFe、Fe3+(1999年全国高考题)制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”：发生的反应为2FeCl3+Cu→2FeCl2+CuCl2向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现的是（）A.烧杯中有铜无铁B.烧杯中有铁无铜C.烧杯中铁、铜都有D.烧杯中铁、铜都无B回忆：较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应，生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物强氧化剂+强还原剂→弱还原剂+弱氧化剂强氧化剂+强还原剂→还原产物+氧化产物已知2FeCl2+Cl2→2FeCl3;2FeCl3+Cu→2FeCl2+CuCl2下列物质中氧化性由强到弱的是（）•AFe3+＞Cl2＞Cu2+•BCu2+＞Fe3+＞Cl2•CCl2＞Fe3+＞Cu2+•DCl2＞Cu2+＞Fe3+答案：C(1996年全国高考题)某溶液中有NH4+、Mg2+、Fe2+和Al3+四种离子,若向其中加入过量的氢氧化钠溶液,微热并搅拌,再加入过量盐酸,溶液中大量减少的阳子是().(A)NH4+(B)Mg2+(C)Fe2+(D)Al3+AC在允许加热的条件下，只用一种试剂就可以鉴别硫酸铵、氯化钾、氯化镁、硫酸铝和硫酸铁溶液，这种试剂是（）ANaOHBNH3·H2OCAgNO3DBaCl2A能正确表示下列反应的离子方程式的是（）A．FeCl2溶液中通Cl2Fe2++Cl2→2Cl-+Fe3+B．铝和烧碱溶液：2Al+2OH-+2H2O→2AlO2-+3H2↑C．Fe投入盐酸中：2Fe+6H+→2Fe3++3H2↑D．氯化铝溶液中加入足量的氨水：Al3++3OH-→Al(OH)3↓B某物质A的溶液有如下性质：上述实验现象分析得出（用化学式表示）（1）A是，B是，C是；（2）加入盐酸变红的原因是。练习白色练习：有一黑色固体A，经煅烧得红色粉末B和使溴水褪色的气体，将B溶于盐酸得溶液C,将C分成两份，其中一份加入NaOH溶液后得红褐色沉淀D;向另一份中加入足量铁粉得溶液E，将E也分成两份：一份中加入NaOH溶液得白色沉淀F，F在空气中经一系列变化最终变为D;另一份中加入氯水又生成含C的溶液。则32OFe2FeSB.2)(OHFe3FeClCD.2FeCl3)(OHFeE.F.A.探索性实验思考1.为什么要用煮过的NaOH