生物神经课件第8讲

1、钢铁的钢铁的析氢腐蚀析氢腐蚀示意示意图图钢铁的钢铁的吸氧腐蚀吸氧腐蚀示意示意图图正极（正极（C）：）：负极（负极（Fe）：）：Fe2e = Fe2+2H+2e = H2 2H2O+O2+4e = 4OH-2Fe4e = 2Fe2+总反应：总反应：Fe +2H+ = Fe2+ + H22Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2条件：条件：水膜呈酸性水膜呈酸性水膜呈中性或弱酸性水膜呈中性或弱酸性以吸氧腐蚀为主，以吸氧腐蚀为主，Fe均被氧化为均被氧化为Fe2+钢铁腐蚀钢铁腐蚀选选4 P85一、铁一、铁针对训练针对训练1把表面有氧化物的相同大小的铜片和铁片把表面有氧化物的相同大小的铜片和铁片一起放入足量

2、盐酸中充分反应，所得溶液中的金属离一起放入足量盐酸中充分反应，所得溶液中的金属离子子A.是是Fe3+ 和和Cu2+ B.是是Fe2+ 和和Cu2+C.是是Fe2+和和Fe3+ D.只有只有Fe2+D针对训练针对训练2常温下，把铁片投入到下列溶液中，铁片常温下，把铁片投入到下列溶液中，铁片溶解，溶液质量增加，但是没有气体产生的是（溶解，溶液质量增加，但是没有气体产生的是（ ）A.硫酸铁溶液硫酸铁溶液 B.浓浓HNO3C.盐酸盐酸 D.硫酸锌溶液硫酸锌溶液A钝化钝化产生气体产生气体不反应不反应针对训练针对训练3向含有向含有0.8mol的稀硝酸溶液中慢慢加入的稀硝酸溶液中慢慢加入22.4g的铁粉。的

3、铁粉。假设反应分为两个阶段。假设反应分为两个阶段。(1)写出这两个阶段反应的离子方程式。写出这两个阶段反应的离子方程式。(2)求这两个阶段反应中求这两个阶段反应中，加入铁粉的物加入铁粉的物质的量和溶液中铁元素存在的形式。质的量和溶液中铁元素存在的形式。(3)在图中画出溶液中在图中画出溶液中Fe2+、NO3-离子离子的物质的量随加入铁粉的物质的量变的物质的量随加入铁粉的物质的量变化的关系图象化的关系图象(纵坐标是溶液中离子纵坐标是溶液中离子的物质的量的物质的量)。(1) Fe+4H+NO3 = Fe3+ +NO+2H2O2Fe3+ +Fe = 3Fe2+(2)加入加入Fe粉为粉为00.2mol时

4、时,存在形式为存在形式为Fe3+加入铁粉为加入铁粉为0.20.3mol时时,存在形式为存在形式为Fe2+和和Fe3+加加Fe粉为粉为n(Fe)0.3mol时时,存在形式为存在形式为Fe2+0.2 0.8 0.2 0.20.2 0.1 0.3 FeOFe2O3Fe3O4俗称俗称颜色颜色化合价化合价水溶性水溶性类别类别稳定性稳定性与非氧与非氧化性酸化性酸与氧化与氧化性酸性酸铁红铁红磁性氧化铁磁性氧化铁黑色黑色红棕色红棕色黑色黑色难溶于水难溶于水碱性氧化物碱性氧化物碱性氧化物碱性氧化物特殊氧化物特殊氧化物不稳定不稳定稳定稳定稳定稳定二、铁的氧化物二、铁的氧化物2、 332Fe3O4+4H2SO4=F

5、eSO4+4H2O+Fe2(SO4)3Fe2O3 + 3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2OFeO + H2SO4 = FeSO4 + H2O3FeO + 10HNO3(稀稀) = 3Fe(NO3)3 + NO+ 5H2OFe2O3 + 6HNO3(稀稀) =Fe(NO3)3 +3H2O3Fe3O4+ 28HNO3(稀稀) = 9Fe(NO3)3 + NO +14H2OFeOFe2O3Fe3O4与与CO、H2或或Al反应反应用途用途用于电磁领域用于电磁领域红色油漆和涂料红色油漆和涂料铝热剂：铝热剂：Al和某些和某些难熔难熔金属氧化物金属氧化物（ Fe2O3、 MnO2 、 Cr2O3 、

6、V2O5 ）按一定比例组成的按一定比例组成的混合物混合物。反应放出。反应放出大量的热。大量的热。铝热反应铝热反应的应用：冶炼某些的应用：冶炼某些难熔难熔金属、金属、 焊接铁轨。焊接铁轨。二、铁的氧化物二、铁的氧化物必必2 P89 铝热反应铝热反应Fe2O3 + 3CO=2Fe + 3CO2必必2 P50 高炉炼铁高炉炼铁高温高温Fe2O3 + 2Al=2Fe + Al2O3高温高温Fe(OH)2Fe(OH)3铁的价态铁的价态颜色状态颜色状态与与酸酸反反应应HC1HNO3HI稳定性稳定性制备制备32白色不溶于水的固体白色不溶于水的固体红褐色不溶于水的固体红褐色不溶于水的固体在空气中转变成在空气中

7、转变成Fe(OH)3Fe(OH)2+2HI=FeI2+2H2O3Fe(OH)2+10HNO3 =3Fe(NO3)3+NO+8H2OFe(OH)2+2HCl = FeCl2+2H2O常温稳定，加热易分解常温稳定，加热易分解2Fe(OH)3+6HI =2FeI2+I2+6H2OFe(OH)3+3HNO3 = Fe(NO3)3+3H2OFe(OH)3+3HCl = FeCl3+3H2O4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3实验时注意隔绝空气实验时注意隔绝空气Fe2+2OH =Fe(OH)2Fe3+3OH =Fe(OH)3 2Fe(OH)3= Fe2O3+ 3H2O 三、铁的氢

8、氧化物三、铁的氢氧化物 关于关于Fe(OH)2制备的方法很多，核心问题两点：一制备的方法很多，核心问题两点：一是溶液中的是溶液中的溶解氧溶解氧(O2)必须除去，二是反应过程必须必须除去，二是反应过程必须与与O2隔绝。隔绝。用用煮沸煮沸过的蒸馏水配制有关溶液；过的蒸馏水配制有关溶液；将将吸有吸有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入溶液的胶头滴管尖端插入FeSO4溶液液面以溶液液面以下再滴加碱液；下再滴加碱液；对对FeSO4溶液进行液封（密度小于溶液进行液封（密度小于水且不溶于水的有机物，如苯、植物油）。水且不溶于水的有机物，如苯、植物油）。4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3

9、实验探究实验探究Fe(OH)2制备制备针对练习针对练习4用下面两种方法可以制得白色的用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。沉淀。 方法一：用不含方法一：用不含Fe3+的的FeSO4溶液与用不含溶液与用不含O2的蒸馏的蒸馏水配制的水配制的NaOH溶液反应制备。溶液反应制备。用硫酸亚铁晶体配制上述用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入溶液时还需加入 ；除去蒸馏水中溶解的除去蒸馏水中溶解的O2常采用常采用_的方法。的方法。 稀稀H2SO4、铁屑、铁屑 煮沸煮沸 避免生成的避免生成的 Fe(OH)2沉淀接触沉淀接触O2 生成白色生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含沉淀的

10、操作是用长滴管吸取不含O2的的NaOH溶液，溶液，插入插入FeSO4溶液液面下，再挤出溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是溶液。这样操作的理由是 。(1)在如右图所示装置中，用在如右图所示装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备等试剂制备Fe(OH)2 。在试管在试管I里加入的试剂是里加入的试剂是 ； 在试管在试管里加入的试剂是里加入的试剂是 ；I和和中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤子后的实验步骤是是 为了制得白色为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管沉淀，在试管这样生成的这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持

11、白色，其理沉淀能较长时间保持白色，其理由是由是 稀稀H2SO4、铁屑、铁屑 NaOH溶液溶液 检验试管检验试管出口处出口处排出的氢气的纯度。当排出的排出的氢气的纯度。当排出的H2纯净时，纯净时，再夹紧止水夹。再夹紧止水夹。 试管试管中反应生成的中反应生成的H2充满了试管充满了试管和试管和试管，且外界空气不容易进入。且外界空气不容易进入。 (2)利用电解实验可以制得纯净的利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2 白色沉淀，白色沉淀，如右图所示，已知两电极的材料分别为如右图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁石墨和铁。a电极的材料应为电极的材料应为_,电极反应式为电极反应式为_电解液电解液c可以是

12、可以是_(填编号填编号)A.纯水纯水 B.NaCl溶液溶液C.NaOH溶液溶液 D.CuCl2溶液溶液d为苯，其作用是为苯，其作用是_在加入苯之前对电解液在加入苯之前对电解液c应作何简单处应作何简单处理？理？若若c用用Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为外，另一明显现象为_FeFe2e=Fe2+BC 隔绝空气，防止隔绝空气，防止生成的生成的Fe(OH)2 被氧化被氧化加热煮沸，排出溶解的加热煮沸，排出溶解的O2白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色

13、白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色巩固提升巩固提升 下列反应后一定有下列反应后一定有3价铁生成的是价铁生成的是()过量的过量的Fe与与Cl2反应；反应；Fe与过量稀与过量稀H2SO4反应后，反应后，再向其中加再向其中加KNO3；Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸；溶液中加少量盐酸；把把Fe和和Fe2O3的混合物溶于盐酸中。的混合物溶于盐酸中。A只有只有 B只有只有C只有只有 D全部全部CFe2+Fe3+ HNO3 FeFeCl2H+1. 1. Fe、Fe2+、Fe3+的转化关系的转化关系“铁三角铁三角”二、二、“铁三角铁三角”及其应用及其应用Fe2+Fe3+O2 Cl2 、Br2 、H2O2

14、、HNO3、浓、浓H2SO4、KMnO4Zn、Fe、Cu、I-、S2- 、SO32-还原性还原性氧化性氧化性FeCl2、Br2Fe3+Cu2+SH+Fe2O3可被可被C、CO、Al、H2等还原等还原还原性还原性氧化性氧化性Zn、MgFeO可被可被Al、C、CO、H2还原还原I2HNO3浓浓H2SO4 思考思考：“把把Fe和和Fe2O3的混合物溶于盐酸中的混合物溶于盐酸中”如何检验溶液中是否有如何检验溶液中是否有Fe3+？ HNO3 FeO22. 2. Fe2+、Fe3+的鉴别方法的鉴别方法 P52 P52 考点一考点一二、二、“铁三角铁三角”及其应用及其应用方法方法试剂试剂Fe2+Fe3+KS

15、CN 溶液不变色溶液不变色溶液呈红色溶液呈红色KMnO4紫红色褪去紫红色褪去溶液不褪色溶液不褪色显色显色反应反应利用利用Fe3+的的氧化性氧化性利用利用Fe2+的还原性的还原性观察法观察法碱液碱液法法2. 2. Fe2+、Fe3+的鉴别方法的鉴别方法 P52 P52 考点一考点一二、二、“铁三角铁三角”及其应用及其应用方法方法试剂试剂Fe2+Fe3+观察法观察法溶液呈溶液呈KSCN 溶液不变色溶液不变色溶液呈溶液呈红色红色苯酚苯酚溶液不变色溶液不变色溶液呈溶液呈碱液碱液法法沉淀：白色沉淀：白色灰绿色灰绿色红褐色红褐色 红褐色红褐色沉淀沉淀KMnO4紫红色褪去紫红色褪去溶液不褪色溶液不褪色淀粉淀

16、粉-KI试纸不变蓝试纸不变蓝试纸变试纸变铜片铜片铜片不溶解铜片不溶解铜片溶解，铜片溶解，溶液变溶液变显色显色反应反应产生产生沉淀沉淀H2S溶液不变色溶液不变色利用利用Fe3+的的氧化性氧化性利用利用Fe2+的还原性的还原性溴水溴水橙黄色褪去橙黄色褪去溶液不褪色溶液不褪色NaOH d 铁钉表面被钝化铁钉表面被钝化直击高考直击高考1工业上常用铁质容器盛装冷浓酸。工业上常用铁质容器盛装冷浓酸。（1）将已去除表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，）将已去除表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，10分钟后移人硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明分钟后移人硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表

17、面无明显变化，其原因是显变化，其原因是 。（2）另称取铁钉）另称取铁钉6.0g放入放入15.0ml.浓硫酸中，加热，充分应后得浓硫酸中，加热，充分应后得到溶液到溶液X并收集到气体并收集到气体Y。甲同学认为。甲同学认为X中除中除Fe3+外还可能含有外还可能含有Fe2+。若要确认其中含有。若要确认其中含有Fe2+，应选用，应选用 选填序号）。选填序号）。aKSCN溶液和氯水溶液和氯水 b铁粉和铁粉和KSCN溶液溶液 c浓氨水浓氨水 d酸性酸性KMnO4溶液溶液 思考：若溶液中既有思考：若溶液中既有Fe2+又有又有SO32-，能否直接用酸性，能否直接用酸性KMnO4溶液溶液检验存在检验存在Fe2+，

18、为什么？，为什么？不能，不能， SO32-具有还原性，也能使酸性具有还原性，也能使酸性KMnO4溶液褪色。溶液褪色。P54 例例2直击高考直击高考2黄铁矿（主要成分为黄铁矿（主要成分为FeS2）是一种重要的工业原料，）是一种重要的工业原料，其煅烧产物为其煅烧产物为SO2和和Fe3O4 。（1）将黄铁矿的煅烧产物将黄铁矿的煅烧产物Fe3O4溶于溶于H2SO4后，加入后，加入 ，可制备可制备FeSO4。中需保持溶液足够酸性，其原因是中需保持溶液足够酸性，其原因是 、 ；（2）如何证明）如何证明Fe3+已完全转化为已完全转化为Fe2+（实验操作）（实验操作） ；（3）硫酸亚铁在酸性条件下将硫酸亚铁在

19、酸性条件下将MnO2还原为还原为MnSO4，酸浸时发生，酸浸时发生的主要反应的化学方程式为的主要反应的化学方程式为 。（4）若要制备无水）若要制备无水FeCl3，先用稀盐酸溶解，先用稀盐酸溶解Fe3O4 ，再往溶液中通，再往溶液中通入入 （气体）（气体）或或加入加入 （液体）氧化（液体）氧化Fe2+，经，经一系列操作，可得一系列操作，可得FeCl36H2O，将其转移至硬质玻璃管中，在，将其转移至硬质玻璃管中，在 中加热中加热FeCl36H2O可得无水可得无水FeCl3。抑制抑制Fe2+、Fe3+的水解的水解防止防止Fe2+被氧化成被氧化成Fe3+MnO2 +2FeSO4 + 2H2SO4 =

20、MnSO4 + Fe2(SO4)3 + 2H2O 过量铁粉过量铁粉取少量反应液于试管中，滴加取少量反应液于试管中，滴加12滴滴KSCN溶液，溶液不显红色溶液，溶液不显红色Cl2H2O2干燥的干燥的HCl气流气流3. 3. Fe2+、Fe3+的水解的水解（1）盐溶液的配置与保存）盐溶液的配置与保存二、二、“铁三角铁三角”及其应用及其应用 Fe2+的盐的盐溶溶液：将亚铁液：将亚铁盐盐溶解在相应的较浓的酸中溶解在相应的较浓的酸中，再稀释成，再稀释成所需浓度，所需浓度，防止防止Fe2+水解；水解；加入加入少量铁粉少量铁粉，抑制，抑制Fe2+被氧化。被氧化。 Fe3+的盐的盐溶溶液：将铁液：将铁盐盐溶解

21、在相应的酸中溶解在相应的酸中，再稀释成所需浓度，再稀释成所需浓度， 抑制抑制Fe3+水解。水解。（3）制取）制取Fe(OH)3胶体胶体（2）制备无水）制备无水FeCl3FeCl3 6H2O FeCl3 + 6H2OHCl气流中气流中（5）离子共存）离子共存 Fe2+ 、Fe3+均水解，与均水解，与HCO3、AlO2 、CO32等因发生双水解，等因发生双水解，在溶液中不能大量共存。在溶液中不能大量共存。 Fe3+与与S2 、I 、HS 、SO32， Fe2+与与NO3(H+)、ClO 、MnO4在溶液中因氧化还原反应不能大量共存。在溶液中因氧化还原反应不能大量共存。Fe3+3H2O(沸水沸水)Fe(OH)3(胶体胶体)+3H+（4）化工流程中除杂）化工流程中除杂Fe2+ Fe3+ Fe(OH)3氧化氧化调节调节pHH2O2、Cl2、NaClO难溶的主体金属的氧化物、难溶的主体金属的氧化物、氢氧化物、碳酸盐氢氧化物、碳酸