一輪復(fù)習(xí)鐵及其化合物

1、課時(shí)課時(shí)14鐵及其化合物鐵及其化合物21017.10.19目前使用的大部分脫氧劑都是基于鐵粉氧目前使用的大部分脫氧劑都是基于鐵粉氧化反應(yīng)。這種鐵系脫氧劑可做成袋狀，放化反應(yīng)。這種鐵系脫氧劑可做成袋狀，放入包裝內(nèi)，使氧的濃度降到入包裝內(nèi)，使氧的濃度降到0.01%。一般。一般要求要求1g鐵粉能和鐵粉能和300mL的氧反應(yīng)，使用時(shí)的氧反應(yīng)，使用時(shí)可根據(jù)包裝后殘存的氧氣量和包裝膜的透可根據(jù)包裝后殘存的氧氣量和包裝膜的透氧性選擇合適的用量。氧性選擇合適的用量。【考綱解讀】【考綱解讀】1、掌握、掌握鐵鐵的原子結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)，以，以Fe2、Fe3的相互轉(zhuǎn)化為例，的相互轉(zhuǎn)化為例，了解變價(jià)金

2、屬的氧化了解變價(jià)金屬的氧化性和還原性性和還原性。2、了解、了解鐵鐵的的氧化物和氫氧化物氧化物和氫氧化物的制備和性質(zhì)，的制備和性質(zhì)，掌握掌握Fe2、Fe3的檢驗(yàn)方法的檢驗(yàn)方法。鐵鐵 原子結(jié)構(gòu)示意圖原子結(jié)構(gòu)示意圖 在周期表中位置在周期表中位置 第四周期第第四周期第VIII族，屬過(guò)渡元素族，屬過(guò)渡元素 存在存在 游離態(tài)：少量存在于隕石中游離態(tài)：少量存在于隕石中化合態(tài)：赤鐵礦、磁鐵礦、黃鐵礦等化合態(tài)：赤鐵礦、磁鐵礦、黃鐵礦等單質(zhì)單質(zhì) 物理性質(zhì)物理性質(zhì) 化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì) 銀白色，銀白色，= 7.86gcm-3，熔點(diǎn)，熔點(diǎn)1535 純鐵抗蝕能力較強(qiáng)，能被磁鐵吸引和磁化純鐵抗蝕能力較強(qiáng)，能被磁鐵吸引和磁化

3、與非金屬：與非金屬： Cl2 O2、S、I2與酸與酸 ：非氧化性酸、非氧化性酸、強(qiáng)氧化性酸（鈍化）強(qiáng)氧化性酸（鈍化） 與鹽與鹽 ：與水：與水： 主要化合價(jià)：主要化合價(jià)：+2、+33Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2高溫高溫一一. .鐵的原子結(jié)構(gòu)、存在、性質(zhì)鐵的原子結(jié)構(gòu)、存在、性質(zhì)Fe反應(yīng)后形成的產(chǎn)物呈何價(jià)態(tài)？反應(yīng)后形成的產(chǎn)物呈何價(jià)態(tài)？(1)氧化劑的氧化性強(qiáng)弱氧化劑的氧化性強(qiáng)弱.強(qiáng)氧化劑強(qiáng)氧化劑Fe3Fe2Fe S、I2、H、Cu2、Fe3等等弱氧化劑弱氧化劑H2O(g)、O2Fe2 Fe3Cl2、Br2、熱濃、熱濃H2SO4、HNO3等等注意注意:鋼鐵發(fā)生電化腐蝕時(shí)，鋼鐵發(fā)生電化腐蝕時(shí)，

4、Fe參與電極反應(yīng)的產(chǎn)參與電極反應(yīng)的產(chǎn)物為物為Fe2，后與，后與OH反應(yīng)生成反應(yīng)生成Fe(OH)2；因其不穩(wěn)定，；因其不穩(wěn)定，又轉(zhuǎn)變成又轉(zhuǎn)變成Fe(OH)3失去部分水變成失去部分水變成Fe2O3nH2O.(2)反應(yīng)條件或反應(yīng)物之間的量反應(yīng)條件或反應(yīng)物之間的量 FeHNO3(濃濃) 鈍化鈍化 Fe4HNO3(過(guò)量過(guò)量)Fe(NO3)32H2ONO 3Fe(過(guò)量過(guò)量)8HNO33Fe(NO3)24H2O2NO常溫常溫要注意要注意Fe2+是是Fe3+和過(guò)量的和過(guò)量的Fe反應(yīng)的產(chǎn)物。反應(yīng)的產(chǎn)物。（3 3）與水的反應(yīng)）與水的反應(yīng) 3Fe +4H2O(g) Fe3O4 +4H2 高溫高溫對(duì)比對(duì)比2Na+2H

5、2O=2NaOH+H22Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2二、鐵的重要化合物二、鐵的重要化合物1、鐵的氧化物、鐵的氧化物化化 學(xué)學(xué) 式式FeOFe2O3Fe3O4俗稱俗稱顏色、狀態(tài)顏色、狀態(tài)鐵的價(jià)態(tài)鐵的價(jià)態(tài)水溶水溶 性性穩(wěn)定性穩(wěn)定性鐵紅鐵紅磁性氧化鐵磁性氧化鐵黑色粉末黑色粉末紅棕色粉末紅棕色粉末黑色晶體黑色晶體 +2+3+2、+3都不溶于水都不溶于水穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定不穩(wěn)定，在不穩(wěn)定，在空氣中加熱空氣中加熱迅速被氧化迅速被氧化6FeO3O22Fe3O4化化 學(xué)學(xué) 式式FeOFe2O3Fe3O4與非氧與非氧化性酸化性酸的反應(yīng)的反應(yīng)與氧化與氧化性酸的性酸的反應(yīng)反應(yīng)用途用途共性共性FeO2HFe

6、2H2OFe2O36H2Fe33H2OFe3O48HFe22Fe3+4H2O堿性氧化物堿性氧化物堿性氧化物堿性氧化物復(fù)雜氧化物復(fù)雜氧化物3FeO10HNO3（稀）（?。?Fe(NO3)3NO5H2O同上同上3Fe3O428HNO3（稀）（?。?Fe(NO3)3NO 14H2O高溫時(shí)，都能被高溫時(shí)，都能被C、CO、H2、Al等還原劑等還原劑還原，還原過(guò)程中鐵的化合價(jià)都逐漸降低，還原，還原過(guò)程中鐵的化合價(jià)都逐漸降低，最終生成鐵。最終生成鐵。油漆、涂料、油漆、涂料、煉鐵原料煉鐵原料做磁鐵、做磁鐵、煉鐵原料煉鐵原料 2、鐵的氫氧化物、鐵的氫氧化物化學(xué)式化學(xué)式Fe(OH)2Fe(OH)3顏色狀態(tài)顏色狀態(tài)

7、溶解性溶解性穩(wěn)定性穩(wěn)定性與非氧化性與非氧化性酸的反應(yīng)酸的反應(yīng)與氧化性酸與氧化性酸的反應(yīng)的反應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系轉(zhuǎn)化關(guān)系白色沉淀白色沉淀紅褐色沉淀紅褐色沉淀都難溶于水都難溶于水很不穩(wěn)定，易被很不穩(wěn)定，易被氧化為氧化為Fe(OH)32Fe(OH) 3=FeFe2 2O O3 3 3H3H2 2O O Fe(OH) 3 3H Fe3 3H2OFe(OH) 2 2H Fe2 2H2O3Fe(OH)210HNO3(稀稀)3Fe(NO3)3NO8H2O同上同上4Fe(OH)2O22H2O4 Fe(OH)3制備原理：制備原理：思考：如何制取鐵的氫氧化物？思考：如何制取鐵的氫氧化物？由對(duì)應(yīng)的由對(duì)應(yīng)的可溶性鹽可溶性鹽與與

8、可溶性堿可溶性堿反應(yīng)制取反應(yīng)制取實(shí)驗(yàn)一：實(shí)驗(yàn)一：向盛有向盛有FeCl3溶液的試管中滴加溶液的試管中滴加NaOH溶溶液，液， 觀察發(fā)生的現(xiàn)象。觀察發(fā)生的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)二：實(shí)驗(yàn)二：向向新制新制FeSO4溶液中，滴入經(jīng)溶液中，滴入經(jīng)煮沸煮沸的的NaOH溶液，溶液，膠頭滴管尖端伸入溶液下面，膠頭滴管尖端伸入溶液下面，輕輕擠出輕輕擠出NaOH溶液，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。溶液，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。 Fe33OHFe(OH)3 （紅褐色）（紅褐色） Fe22OHFe(OH)2 （白色）（白色）4Fe(OH)2 O2 2H2O 4Fe(OH)3灰白色灰白色- -灰綠色灰綠色- -紅褐色沉淀紅褐色沉淀思考：思考：1、實(shí)驗(yàn)中為

9、什么要用、實(shí)驗(yàn)中為什么要用新制新制的的硫酸亞鐵溶液硫酸亞鐵溶液?2、實(shí)驗(yàn)中為什么滴入、實(shí)驗(yàn)中為什么滴入經(jīng)煮沸經(jīng)煮沸的的NaOH溶液溶液?3、實(shí)驗(yàn)中為什么要將、實(shí)驗(yàn)中為什么要將滴管尖滴管尖端插入試管里溶液底部端插入試管里溶液底部，慢慢，慢慢擠出擠出NaOH溶液溶液? 4、還可以采用什么方法和措、還可以采用什么方法和措施以保證制得氫氧化亞鐵施以保證制得氫氧化亞鐵?2、用下面兩種方法可以制得白色的、用下面兩種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F(xiàn)e3的的FeSO4溶液與不含溶液與不含O2的蒸餾的蒸餾水配制的水配制的NaOH溶液反應(yīng)制備。溶液反應(yīng)制備。（1）用硫酸亞

10、鐵晶體配制上述）用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時(shí)還需加溶液時(shí)還需加入入 。（2）除去蒸餾水中溶解的）除去蒸餾水中溶解的O2常采用常采用 的方法。的方法。（3）生成白色）生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用長(zhǎng)滴管吸取沉淀的操作是用長(zhǎng)滴管吸取不含不含O2的的NaOH溶液，插入溶液，插入FeSO4溶液液面下，再擠溶液液面下，再擠出出NaOH溶液。這樣操作的理由是溶液。這樣操作的理由是: 。稀稀H2SO4 和鐵屑和鐵屑煮沸煮沸避免生成的避免生成的 Fe(OH)2沉淀接觸沉淀接觸O2方法二：在如圖裝置中，用方法二：在如圖裝置中，用NaOH溶液、溶液、鐵屑、稀鐵屑、稀H2SO4等試劑制備。等試劑制備

11、。（1）在試管）在試管里加入的試劑里加入的試劑 是是 。 （2）在試管）在試管里加入的試劑是里加入的試劑是 。（3）為了制得白色）為了制得白色Fe(OH)2沉淀，在試管沉淀，在試管和和中加中加入試劑，打開(kāi)止水夾，塞緊塞子后的實(shí)驗(yàn)步驟入試劑，打開(kāi)止水夾，塞緊塞子后的實(shí)驗(yàn)步驟是：是： 。（4）這樣生成的）這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長(zhǎng)時(shí)間保持白色，沉淀能較長(zhǎng)時(shí)間保持白色，其理由是：其理由是： 。稀稀 H2SO4 和鐵屑和鐵屑NaOH溶液溶液 檢驗(yàn)試管檢驗(yàn)試管出口處排出的氫氣的純度。出口處排出的氫氣的純度。當(dāng)排出的當(dāng)排出的H2純凈時(shí)，再夾緊止水夾純凈時(shí)，再夾緊止水夾試管試管中反應(yīng)生成的中反應(yīng)生成

12、的H2充滿了試管充滿了試管和試管和試管，且外界空氣不容易進(jìn)入。，且外界空氣不容易進(jìn)入。小結(jié)：小結(jié)：（1）亞鐵鹽的性質(zhì)）亞鐵鹽的性質(zhì)Fe2的溶液通常顯的溶液通常顯淺綠色淺綠色，主要表現(xiàn)，主要表現(xiàn)還原性還原性。亞鐵鹽溶液在空氣中易被亞鐵鹽溶液在空氣中易被O2氧化而變質(zhì)，故保氧化而變質(zhì)，故保存時(shí)要加少量存時(shí)要加少量鐵屑鐵屑，防止其氧化防止其氧化，加，加少量相應(yīng)的少量相應(yīng)的酸，酸，抑制水解抑制水解。亞鐵鹽溶液與可溶性堿反應(yīng)，生成亞鐵鹽溶液與可溶性堿反應(yīng)，生成Fe(OH)2。2Fe2H2O22H2Fe32H2O3Fe2NO34H3Fe3NO2H2O3Fe22NH3H2O3Fe(OH)22NH4三三. .

13、亞鐵鹽和鐵鹽亞鐵鹽和鐵鹽（2）鐵鹽的性質(zhì)）鐵鹽的性質(zhì)Fe3的溶液通常顯的溶液通常顯棕黃色棕黃色，主要表現(xiàn)，主要表現(xiàn)氧化性氧化性。因因Fe3易水解，易水解，F(xiàn)eCl3等固體還易潮解，故其等固體還易潮解，故其固體應(yīng)密封保存。配制溶液時(shí)應(yīng)將鐵固體應(yīng)密封保存。配制溶液時(shí)應(yīng)將鐵鹽溶于少量鹽溶于少量相應(yīng)的酸相應(yīng)的酸中，中，再加水稀釋再加水稀釋，以，以抑制其水解抑制其水解。鐵鹽溶液與鐵鹽溶液與KSCN溶液反應(yīng)，溶液變成紅色。溶液反應(yīng)，溶液變成紅色。2Fe3Cu2Fe2Cu22Fe3H2S2Fe2S2H2Fe32I2Fe2I22Fe33SCNFe（SCN）3四、鐵三角四、鐵三角鐵三角鐵三角FeFe2+Fe3+

14、123456弱氧化劑：弱氧化劑：H+、Cu2+、S、I2、Fe3+等等 強(qiáng)氧化劑：強(qiáng)氧化劑：Cl2、Br2、HNO3等等Cl2、Br2、HNO3、O2等等Zn、Fe、Cu、HI等等Zn、H2、Al、C等等 Zn、CO、Al等等五、五、Fe2 和和 Fe3的檢驗(yàn)方法的檢驗(yàn)方法鑒鑒 別方別方 法法Fe2Fe3直接觀色顯色顯色反應(yīng)反應(yīng)與KSCN與苯酚利用Fe3+的氧化性利用沉淀反應(yīng)與OH作用淺綠色 棕黃色血紅色不顯紫色顯紫色無(wú)明顯現(xiàn)象 Cu被腐蝕溶液變綠色與銅片與淀粉KI試紙?jiān)嚰埐蛔兯{(lán)試紙變藍(lán)色白色沉淀迅速變灰綠色最后呈紅褐色立即產(chǎn)生紅褐色沉淀不顯紅色。若再通若再通Cl2，則變血紅色則變血紅色六、鐵的冶煉六、鐵的冶煉原料原料:設(shè)備設(shè)備:煉鐵高爐（簡(jiǎn)稱高爐）煉鐵高爐（簡(jiǎn)稱