铁及其化合物2014

铁及铁的化合物FeO黑色黄铁矿（FeS2）赤铁矿（Fe2O3）磁铁矿（Fe3O4）硫酸亚铁陨铁Fe2O3：红色的油漆铁：银白色，具有金属光泽；质地较软，有良好的导电性、延展性。密度7.86g/cm3,熔沸点较高，纯铁抗腐蚀能力强。铁能被磁体吸引，并能被磁化特性:√一、铁的物理性质●化学性质：●位置：●结构：第四周期，第Ⅷ

族Fe-2e-Fe2+Fe-3e-Fe3+(容易被氧化)(相对稳定)二、铁的结构与性质●请写出铁与Cl2、O2和S反应的化学方程式1)Fe+S2)Fe+O23)Fe+Cl2(Br2/I2)FeSFe3O4(FeO·Fe2O3)FeCl3(FeBr3/Fel2)▲▲点燃1、铁与非金属反应●为什么液氯可以用钢瓶盛装？

铁在常温下、潮湿空气中很容易被腐蚀3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2(置换)高温2.

铁与水反应

高温条件下①铁与非氧化性酸(如稀H2SO4、盐酸等)反应生成Fe2＋，放出H2.其离子方程式为：

.②铁与氧化性酸反应，不放H2.

常温下遇

、

发生钝化．少量铁与稀HNO3反应：

.浓H2SO4浓HNO3Fe＋4HNO3==Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2OFe＋2H＋

==Fe2＋＋H2↑3.铁与酸反应思考并完成下列反应方程式：Fe+Cu2+==Fe+Fe3+==规律●铁能置换活动性比自身弱的金属Cu+Fe3+==比较氧化性：Fe3+>Cu2+>Fe2+4.

铁与盐反应Fe2++Cu23Fe2+2Cu2++2Fe2+铁与不同氧化剂反应的产物判断(1)Fe可被S、I2、H＋、Fe3＋、Cu2＋等氧化为Fe2＋.(2)Fe可被Cl2、Br2、HNO3浓H2SO4(加热)氧化为Fe3＋.(3)Fe与O2(点燃)或H2O(高温)生成Fe3O4.

化学式FeOFe2O3Fe3O4俗名颜色、状态水中溶解性化学性质(碱性氧化物)

FeO+2HCl=FeCl2+H2OFe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O不溶不溶不溶黑色粉末红棕色粉末黑色晶体铁红磁性氧化铁四氧化三铁氧化亚铁氧化铁Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O2、铁的氧化物FeO+2HCl=FeCl2+H2OFe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O铁的氧化物的化学性质：FeO+2H+=Fe2++H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2OFe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O

①不溶于水也不与水反应②与酸反应：③FeO不稳定，空气里受热，迅速被氧化成Fe3O4离子方程式：碱性氧化物Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O

④均能被CO还原成FeFe2O3+3CO===2Fe+3CO2

高温

Fe3O4+4CO===3Fe+4CO2

高温

Fe(OH)2Fe(OH)3颜色

溶解性

与盐酸反应(离子方程式)

白色红褐色不溶于水不溶于水Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O3．铁的氢氧化物4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3白色灰绿红褐●演示:在盛FeSO4的试管中,将吸有NaOH溶液的滴管尖端插入溶液底部,慢慢挤出.观察发生的现象.●原理：Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3●讨论：●现象：白色絮状→灰绿色→红褐色沉淀为什么在制备Fe(OH)2时－定要将碱滴管伸入到Fe2+液面下？氢氧化亚铁制备制备Fe(OH)2时要防止Fe2+和Fe(OH)2被氧化:可采取的措施:

1.

用新配制的纯亚铁盐溶液(溶解亚铁盐的蒸馏水煮沸除去O2、加少量稀硫酸和一枚铁钉)；

2.在亚铁盐溶液液面上加入隔氧剂(如苯、汽油等)；

3.碱液也要煮沸以除去溶解于水中的O2；

4..

将吸有碱液的胶头滴管插入亚铁盐溶液的液面下。4．铁盐(1)Fe3＋主要表现

，其溶液是

色．(2)Fe3＋水解使溶液显酸性，离子方程式为：

.Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋氧化性棕黄⑸与KSCN溶液反应离子方程式为：

.Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)35．亚铁盐(1)Fe2＋既有氧化性，又有还原性，但主要表现

性，其溶液通常显

色．还原浅绿①与Cl2反应离子方程式为：

.②与稀HNO3反应离子方程式为：

.③与H2O2反应离子方程式为：

.2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－3Fe2＋＋4H＋＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O2Fe2＋＋H2O2＋2H＋

===2Fe3＋＋2H2OFe2+FeFe3+O2Cl2Br2HNO3H2O2Na2O2

MnO4-(H+)Fe3+H+Cu2+Ag+I2SCl2Br2HNO3

浓H2SO4CCOSiAlAlZnH2CCOFeCuS2-H2SSO32-SO2I-

HI铁三角1、FeFe2+弱氧化剂：H+、Cu2+、S、I2、Fe3+等Fe+2H+=Fe2++H2↑,Fe+Cu2+=Fe2++CuFe+S==FeS,Fe+I2==FeI2,Fe+2Fe3+==3Fe2+∆2、FeFe3+强氧化剂：Cl2、Br2、KMnO4、HNO3等2Fe+3Cl2==2FeCl3,2Fe+3Br2==2FeBr3Fe+4HNO3(稀)==Fe(NO3)3+NO↑+2H2O2Fe+6H2SO4(浓)==Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O3、Fe2+

FeZn、H2、Al、C、CO等

Fe2++Zn==Fe+Zn2+FeO+H2===Fe+H2O高温4、Fe3+FeZn、CO、Al等

3FeO+2Al===3Fe+Al2O3

2

FeO+C===Fe+CO2↑

Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2

Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高温高温高温高温2FeCl2+Cl2==2FeBr2+Br2==4Fe2++O2+4H+==12Fe2++3O2+6H2O

==4Fe(OH)2+O2+2H2O

==2Fe2++H2O2+2H+==2FeCl32FeBr34Fe(OH)34Fe3++H2O2Fe3++2H2O4Fe(OH)3+8Fe3+3、Fe2+Fe3+Cl2、Br2、KMnO4、HNO3、O2等3Fe2++4H++NO3-==3Fe3++NO↑+2H2O5Fe2++MnO4-+8H+==5Fe3++Mn2++4H2O4、Fe3+Fe2+Zn、Fe、Cu、H2S、HI、SO22Fe3++2HI==2Fe2++2H++I2Fe+2Fe3+==3Fe2+2Fe3++H2S==2Fe3++Cu==2Fe3++S2-==2Fe3++HS-==2Fe3++SO2+2H2O==2Fe3++SO32-+H2O==2Fe2++Cu2+2Fe2++S+2H+2Fe2++S2Fe2++S+H+2Fe2++4H++SO42-2Fe2++2H++SO42-Fe2+FeFe3+O2Cl2Br2HNO3H2O2Na2O2

MnO4-(H+)Fe3+H+Cu2+Ag+I2SCl2Br2HNO3

浓H2SO4CCOSiAlMnAlZnH2CCOFeCuS2-H2SSO32-SO2I-

HI铁三角

直接观色与KSCN与苯酚显色反应利用

的氧化性

利用与铜片与淀粉KI试纸鉴别方法

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四、Fe3+的检验Cl2＞Br2＞Fe3+

＞I2＞

SK+＜Ca2+…＜Fe2+…＜Cu2+

＜Fe3+

＜Ag+…氧化性：还原性：Cl-＜Br-＜Fe2+

＜I-

＜S2-再见(1)在FeCl3和CuCl2的混合溶液中,加入一定量的Fe粉：①完全反应后，溶液中一定有的阳离子是

；②如果反应后有固体剩余，则溶液中一定无

，一定有

；③如果反应后剩余的固体只有Cu，则溶液中一定无

，一定有

，可能有

.④如果反应后剩余的固体为Fe和Cu，则溶液中一定无

和

，一定有

.Fe2+Fe3+Fe2+Fe2+Fe2+Fe3+Fe3+Cu2+Cu2+讨论(1)(3)在FeBr2溶液中通入少量Cl2,一定发生的离子反应是

；(4)在FeI2溶液中通入少量Cl2,一定发生的离子反应是:

;2I-+Cl2=I2+2Cl-2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-还原性:

;

Fe2+>Br-还原性:

;I->Fe2+例9.

所有氮的氧化物都能跟灼热的铁粉按下式反应：4NxOy+3yFe=2xN2+Fe3O4。若将0.2molNxOy通过50g灼热的铁粉，反应完全后恰好生成0.1molN2和0.1molFe3O4，则NxOy的分子式为()A.NOB.NO2C.N2OD.N2O5

由反应物及生成物的物质的量，即可求出反应物及生成物的计量数，由原子守恒法，即可求出x、y值:n(NxOy)∶

n(N2)∶

n(Fe3O4)=0.2∶0.1∶0.1=2∶1∶1=4∶2∶2→4NxOy+3yFe=2xN2+2Fe3O4

则由反应前后质量守恒知：x=1，y=2→即为NO2

解题思路:B应试技能训练例11在100毫升FeBr2溶液中，通入2.24L的标准状况下的氯气，充分反应后，溶液中有1/3的Br-被氧化成溴单质，求原FeBr2溶液的物质的量浓度。1.铜

原子结构示意图

在周期表中位置

第四周期第IB族，属过渡元素

存在

游离态：化合态：黄铜矿、孔雀石等单质

物理性质

化学性质

紫红色，ρ=8.92g·cm-3，熔点1083℃

不能被磁铁吸引和磁化

与非金属：

Cl2O2(铜绿)、S与酸：非氧化性酸（通氧气）、强氧化性酸

与盐：主要化合价：+1、+2FeCl3(制印刷电路板）六.铜的原子结构、存在、性质2.铜的化合物（1）溶液中的Cu2+常为蓝色（浓CuCl2为绿色，稀CuCl2为蓝色），可作为Cu2+的判断依据。（2）Cu2+与碱生成蓝色沉淀Cu(OH)2，沉淀溶于氨水形成深蓝色溶液。Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu（NH3）4](OH)2+4H2O（3）无水CuSO4遇水变蓝色，可用于检验水。（4）Cu2O是一种红色粉末，在非氧化性酸溶液中发生歧化反应。Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O（5）CuO、CuS、Cu2S均为黑色粉末，难溶于水。其中CuS、Cu2S难溶于非氧化性酸。3．胆矾

化学式：CuSO4·5H2O，蓝色晶体，受热分解失水转化成白色粉末。

CuSO4·5H2OCuSO4+5H2O↑△4．碱式碳酸铜化学式Cu2(OH)2CO3，俗名：孔雀石，绿色固体。例如：2NaNO3==2NaNO2+O2↑2Cu(NO3)2==2CuO+4NO2↑+O2↑

2AgNO3==2Ag+2NO2↑+O2↑

硝酸盐的分解规律:亚硝酸盐

+

氧气KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属氧化物

+

二氧化氮

+

氧气

金属

+

二氧化氮

+

氧气(3)产物判断

含有n克HNO3的稀溶液与m克铁粉恰好完全反应，若n/4克HNO3被还原,则n:m不可以是()A.1:1B.3:1C.4:1D.9:2例2.●若只发生①Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑

+2H2O5663mn/4→n:m=9:2●若只发生②3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O3×562×63mn/4→

n:m=3:1●若①、②两个反应都发生,则3:1＜n/m＜9:2解题思路:√铁与稀HNO3反应的分析与产物判断(1)分析关键：①明确哪种物质过量

②根据两种物质的物质的量分析判断(2)反应原理①HNO3过量：Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O②Fe过量时：还发生反应Fe＋2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2，两者相加得总化学反应方程式：

3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O例3.解题思路:

因硫酸中的H+的量是盐酸中H+的量的2倍，而产生气体的质量比

(盐酸与硫酸之比)为3:4，说明加入的铁对盐酸足量，而对硫酸少量，据此可计算铁粉的质量。2H++Fe＝Fe2++H2↑●盐酸生成的H2为:3mol/L×0.1L×1/2=0.15mol●

则硫酸生成的氢气为:0.15mol×4/3＝0.2mol●n(Fe)＝0.2mol→加入的铁的质量为:0.2mol×56g/mol=11.2g有3m01/L的盐酸和3mO1/L的硫酸各100mL，分别加入等质量的铁粉,产生气体的质量之比为3:4，则加入铁粉的质量约为()A.5.6gB.8.4gC.11.2gD.16.8g√下列关于铁的叙述正确的是(

)①铁能被磁铁吸引，但纯铁易腐蚀

②在人体的血红蛋白中含有铁元素

③铁位于元素周期表中第四周期第ⅧB族

④铁能在氧气中剧烈燃烧，但不能在水蒸气中燃烧

⑤铁与强氧化剂硝酸反应的产物仅是Fe(NO3)3⑥不能通过化合反应制得FeCl2和Fe(OH)3A．①③

B．②④

C．②⑤

D．④⑥答案：B例5.Fe3O4若看成是一种复合的氧化物时，可以写成FeO·Fe2O3；若看成是一种盐时，又可写成Fe(FeO2)2(其中Fe2+为金属阳离子，FeO2-为—种铁的含氧酸根)。根据化合价规则和上面的思路，若将Pb3O4用氧化物的形式表示时，其化学式可以写成

；若将其看做一种盐时，其化学式又可写成

。Fe3O4和Pb3O4分别在一定条件下与浓盐酸反应时，高价的铅能将盐酸氧化而放出氯气，而高价的铁却不能。分别写出Fe3O4和Pb3O4与浓盐酸反应的化学方程式

.答案：2PbO·PbO2

，Pb2PbO4Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2OPb3O4+8HCl=3PbCl2+C12↑+4H2O例6.有铁的氧化物样品,用5mol/L盐酸140mL恰好完全溶解,所得溶液还能吸收标准状况下0.56LCl2,使其中的Fe2+全部转化为Fe3+,该样品的化学式是A.Fe2O3B.Fe3O4C.Fe4O5D.Fe5O7因为是“恰好完全”溶解，故所得的溶液为FeC12和FeCl3混合液，应用“Cl-守恒”及“电子守恒”求解:解题思路:●“Cl-守恒”

:2n(Fe2+)+3n(Fe3+)=0.7mol●“电子守恒”

:n(Fe2+)×1e-=0.56L/22.4L·mol-1×2e-→n(Fe2+)＝0.05mol→n(Fe3+)=0.2mol

所以该氧化物中n(Fe2+):n(Fe3+)=1:4

只有D选项符合:Fe5O7=FeO·2Fe2O3√

例7(2003年高考理综·22分）

用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。方法一：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入

；(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用的方法是：

；(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2

的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH

溶液.这样操作的理由

。稀H2SO4

，铁屑煮沸避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2(1)在试管I里加入的试剂是

；(2)在试管II里加入的试剂是

；(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管I和II中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是

.

。

(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是

..

。方法二如右装置，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备：稀H2SO4、铁屑NaOH溶液检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度。当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入ⅠⅡ氧化物色、态

俗名水溶性

与酸