鐵及其化合物 完整版課件

1、鐵及其化合物位 置結(jié) 構(gòu)性 質(zhì)第四周期 第VIII族 還原性 金屬性 Fe142一.金屬鐵1.在元素周期表中的位置鐵位于第四周期第族，過(guò)渡元素原子結(jié)構(gòu)示意圖為28142+262.鐵的物理性質(zhì) 鐵具有銀白色金屬光澤，純鐵質(zhì)軟，密度大(7.86g/cm3)，熔沸點(diǎn)高(熔點(diǎn)15350C,沸點(diǎn)是27500C) ，有良好的延展性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，有鐵磁性，能被磁鐵吸引3.鐵的化學(xué)性質(zhì) Fe 2e = Fe2+ Fe 3e = Fe3+Fe表現(xiàn)還原性Fe3+比Fe2+穩(wěn)定(1)鐵與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)2Fe + 3Cl2=2FeCl3(棕黃色的煙）點(diǎn)燃Fe+4HNO3(?。?Fe(NO3)3+NO+2H2Oa.鐵

2、與氯氣（液溴）、硝酸、濃硫酸等強(qiáng)氧化劑反應(yīng)可顯+3價(jià)b.常溫下，鐵遇濃硫酸和濃硝酸鈍化。+3+3(2)鐵與弱氧化劑反應(yīng)Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 （稀HCl或稀H2SO4)+2Fe + Cu2+ = CuFe2+ （與鹽的反應(yīng)）+2Fe+2Fe3+=3Fe2+(Fe3+的氧化性)a.鐵與H+、I2、S、Cu2+、Fe3+等弱氧化劑反應(yīng)可顯+2價(jià)3Fe+8HNO3(?。?3Fe(NO3)2+2NO+4H2Ob.Fe與過(guò)量HNO3Fe3+ Fe與少量HNO3Fe2+Fe + I2 = FeI2 Fe + S = FeS +2（3）與水的反應(yīng) 3Fe +4H2O(氣) Fe3O4 +4

3、H2 高溫對(duì)比2Na+2H2O=2NaOH+H2Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2 （4）與氧氣反應(yīng)3Fe + 2O2=Fe3O4 點(diǎn)燃（純氧氣）在潮濕空氣中發(fā)生電化學(xué)腐蝕形成鐵銹（負(fù)極）Fe-2e-=Fe2+（正極）O2+4e-+2H2O=4OH-Fe2+2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)3脫水形成鐵銹Fe2O3.nH2O名 稱(chēng)俗 稱(chēng)化學(xué)式色 態(tài)化合價(jià)水溶性類(lèi) 型氧化亞鐵氧化鐵四氧化三鐵共 性與酸與 還 原劑鐵 紅磁性氧化鐵黑色 粉末紅棕色粉末黑色晶體+ 2+ 3+ 2，+ 3不 溶不 溶不 溶堿 性 氧 化 物都能與酸反應(yīng)。如都能被還原

4、。如高溫二、鐵的氧化物：特殊氧 化 物與酸反應(yīng)：FeO與HI、HCl、稀H2SO4反應(yīng) 與稀HNO3反應(yīng)FeO+2H+=Fe2+2H2O3FeO+10H+NO3-=3Fe3+NO+5H2O（氧化性、酸性）Fe2O3與HNO3 、HCl、稀H2SO4反應(yīng) 與HI稀反應(yīng)Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2OFe2O3+6H+2I-=2Fe2+I2+3H2O(還原性、酸性）思考：Fe3O4與HCl、稀H2SO4反應(yīng) 與稀HNO3反應(yīng) 與稀HI反應(yīng)三、鐵的氫氧化物：實(shí)驗(yàn)與思考：若將溶液滴到溶液中有什么現(xiàn)象？若滴加到溶液中呢？請(qǐng)同學(xué)們寫(xiě)出相應(yīng)的化學(xué)方程式。化學(xué)式Fe(OH)2Fe(OH)3顏 色狀 態(tài)溶

5、解性制備加熱與 H+轉(zhuǎn) 化 白色固體粉末紅褐色固體粉末難溶于水不溶于水Fe(OH)2+2H+=Fe2+2H2OFe(OH)3+3H+= Fe3+3H2O4Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3鐵的氫氧化物性質(zhì)比較Fe2+2OH-=Fe(OH)2Fe3+3OH-=Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O白色絮狀沉淀 灰綠色 紅褐色沉淀在空氣中加熱比較復(fù)雜思考：Fe(OH)2與稀硝酸反應(yīng)Fe(OH)3與氫碘酸溶液反應(yīng)3Fe(OH)2+10H+NO3-=3Fe3+NO+5H2O2Fe(OH)3+6H+2I-=2Fe2+I2+6H2O 直 接 觀 色與KSCN鑒 別方 法 淺

6、綠 色 棕 黃 色血 紅 色不顯紅色與OH-作用白色沉淀迅速變灰綠色最后呈紅褐色立即產(chǎn)生紅褐色沉淀四、Fe2+ 和 Fe3+的檢驗(yàn)方法再滴氯水則顯紅色加入KSCN溶液加入KSCN溶液滴入氯水2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl- Fe3+3SCN=Fe(SCN)3(血紅色)不顯紅色血 紅 色 直 接 觀 色與KSCN與苯 酚顯色反應(yīng) 利 用 的氧化性 利 用與 銅 片與 淀 粉KI 試 紙鑒 別方 法小結(jié)： 淺 綠 色 棕 黃 色血 紅 色不顯紅色不顯紫色 顯 紫 色無(wú)明顯現(xiàn)象 Cu被腐蝕溶液變綠色試紙不變藍(lán) 試紙變藍(lán)色利用沉淀反應(yīng) 與 作用白色沉淀迅速變灰綠色最后呈紅褐色立即產(chǎn)生紅褐 色沉淀五

7、：Fe 2+和Fe3+的相互轉(zhuǎn)變1、Fe2+ Fe3+完成： Fe2+與稀硝酸、氯水的反應(yīng)式2Fe 2+Cl2=2Fe 3+ +2Cl-3Fe 2+ +4H + +NO 3-=3Fe 3+ +2H2O+NO可見(jiàn)，使用強(qiáng)氧化劑（Cl2、Br2、HNO3、MnO4-、 H2O2、濃H2SO4）可將Fe2+ Fe3+2、Fe3+ Fe2+完成： Fe3+加入還原鐵粉的反應(yīng)式2Fe3+Fe=3 Fe2+可見(jiàn)，使用還原劑:H2Su、S2-、I-、Cu、Fe等可將Fe3+ Fe2+？若將鐵粉改為鋅粉，結(jié)果又將如何？寫(xiě)出有關(guān)的離子反應(yīng)方程式。Fe、Fe2、Fe3的相互轉(zhuǎn)化“鐵三角”關(guān)系FeFe3Fe2+S、

8、I2、H+、Cu2+、Ag+Cl2、Br2、O2、濃H2SO4、HNO3Fe2O3：C、CO、H2、Al Fe3+：Al、Zn等還原FeO：C、CO、H2、Al Fe2+：Al、Zn等還原Cl2、Br2、O2、濃H2SO4、HNO3酸性KMnO4、Na2O2、H2O2等Fe、Cu、S2-、I等小結(jié)1、Fe Fe2+弱氧化劑：H+、Cu2+、S、I2、Fe3+等 Fe+2H+=Fe2+H2, Fe+Cu2+=Fe2+CuFe+S=FeS, Fe+I2=FeI2, Fe+2Fe3+=3Fe2+2、Fe Fe3+強(qiáng)氧化劑：Cl2、Br2、KMnO4、HNO3等2Fe+3Cl2=2FeCl3, 2Fe

9、+3Br2=2FeBr3,Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO+2H2O2Fe+6H2SO4(濃)=Fe2(SO4)3+3SO2+6H2O5Fe+3MnO4-+24H+= 5Fe3+3Mn2+12H2O3、Fe2+ Fe3+Cl2、Br2、KMnO4、HNO3、O2等 2Fe2+ +Cl2=2Fe3+2Cl- 2Fe2+ +Br2=2Fe3+2Br- 5Fe2+ +MnO4-+8H+=5Fe3+Mn2+4H2O 3Fe2+4H+NO3-=3Fe3+NO+2H2O4、 Fe3+ Fe2+Zn、Fe、Cu、H2S、HI、SO22Fe3+Zn（不足）=2Fe2+Zn2+ 2Fe3+Cu=2

10、Fe2+Cu2+2Fe3+H2S=2Fe2+2H+S2Fe3+2H+I+=2Fe2+2H+I22Fe3+SO2+2H2O=2Fe2+4H+SO42-5、Fe2+ FeZn、H2、Al、C、CO等 Fe2+Zn=Fe+Zn2+ FeO+H2=Fe+H2O3FeO+2Al=3Fe+Al2O3 2 FeO+C=Fe+CO2高溫高溫高溫6、Fe3+ FeZn、CO、Al等 2Fe3+3Zn(過(guò)量)=2Fe+3Zn2+ Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3高溫高溫銅及其化合物一、銅的物理性質(zhì) 紫紅色金屬，熔沸點(diǎn)高(熔點(diǎn)約1083.4沸點(diǎn)2567)密度大（8.92g

11、/cm3）具有良好的延展性能夠?qū)щ?、?dǎo)熱 二、銅的化學(xué)性質(zhì)1.與氧氣反應(yīng)：2Cu + O2=2CuOb.銅與強(qiáng)氧化性酸（如濃硫酸、硝酸等）能反應(yīng)，但不生成氫氣。2.與酸的反應(yīng)a.銅與非氧化性酸（如鹽酸、稀硫酸等）不反應(yīng)。注Cu + 2Ag+ = Cu2+ + 2Ag3.與鹽溶液的反應(yīng)2 Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+Cu+2H2SO4= CuSO4 + SO2+2H2OCu+4HNO3= Cu(NO3)2 + NO2+2H2O三、銅的重要化合物 1.CuO Cu2O黑色磚紅色2.Cu2（OH）2CO3 銅綠3.CuSO4及 CuSO45H2O硫酸銅晶體（CuSO45H2O）俗

12、名膽礬 或藍(lán)礬。白色藍(lán)色用來(lái)檢驗(yàn)水的存在例：每一方框中的字母代表一種反應(yīng)物或生成物：產(chǎn)物J是含A金屬元素的膠體白色沉淀，I為NaCl溶液，D是淡黃色固體單質(zhì)。試填寫(xiě)下列空白：1、L、F的化學(xué)式 、 。2、寫(xiě)出J受熱分解的化學(xué)方程式 。3、H和G之間反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。SSO2H2SNaClAl(OH)3H2OSNaNa2SAlCl3AlCl2H2O例3、要使Ba2+、Al3+、Cu2+、Mg2+、Ag+五種離子從溶液中逐一沉淀析出，選用的試劑和加入的順序是：A、H2SO4HClK2SNaOHCO2B、NaClNa2SO4Na2SNH3H2OHClC、NaClNa2SO4H2SNaOHCO2D

13、、Na2SNa2SO4NaClNaOHHCl1.淺綠色 Fe(NO3)2 溶液中,存在如下平衡: Fe2 + 2H2O - Fe(OH)2 + 2H若在此溶液中加入少量鹽酸后,溶液的顏色變化及原因. 溶液由淺綠色變?yōu)辄S棕色,原因?yàn)榧尤臌}酸后C(H)增大,在酸性介質(zhì)中NO3可把Fe2 氧化為Fe3故溶液為黃棕色 。2.要證明某溶液中不含 Fe3+ 而可能含F(xiàn)e2+ ,進(jìn)行如 下實(shí)驗(yàn)操作時(shí)的最佳順序?yàn)? ) 加入足量氯水 加入足量I2水 加入 少量KSCN溶液 A. B. C. D. C3.下列離子方程式書(shū)寫(xiě)正確的是A.FeO與稀HNO3反應(yīng)：FeO+ 2H+ = Fe2+ H2OB.Fe與FeC

14、l3反應(yīng)：Fe + Fe3+= 2Fe2+C.Fe(OH)3與HI酸反應(yīng)Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2OD.FeCl3與足量H2S溶液反應(yīng) 2Fe3+ + H2S = 2Fe2+ + S +2H+ 4、為了除去FeSO4溶液中的CuSO4和Fe2（SO4）3雜質(zhì)，可選用的物質(zhì)是 （ ） A.NaOH B .Mg C .氯水 D .Fe D5.向200mL 0.1molL Fe(NO3)2溶液中加入適量NaOH,使Fe2完全反應(yīng),在蒸發(fā)皿中小心加熱此混合物, 直至水分蒸干,然后灼燒到質(zhì)量不再變化,此時(shí)固體的質(zhì)量為( ) A.1.44g B.1.6g C.2.82g D.2.

15、98gB6.在含有Cu(NO3)2、Fe（NO3）3各0.1mol的混合溶液中加入鐵粉,經(jīng)充分?jǐn)嚢韬箬F粉完全溶解,過(guò)濾,從濾渣中分離出3.2gCu,則溶解的鐵粉的質(zhì)量是( )A.5.6g B.2.8g C.14g D.8.4gA例：在托盤(pán)天平的兩個(gè)托盤(pán)上，分別放置質(zhì)量相等的燒杯A和B，燒杯中分別倒入等質(zhì)量的PH=3的鹽酸和醋酸（密度均為1g/cm3），然后向燒杯中分別加入等質(zhì)量且足量的鎂，反應(yīng)過(guò)程中觀察到天平指針 A、開(kāi)始不偏轉(zhuǎn)，后偏轉(zhuǎn)向A B、先偏向B，后轉(zhuǎn)向中間 C、先偏向B，后轉(zhuǎn)向A D、始終不發(fā)生偏轉(zhuǎn)A【例】在天平左右兩盤(pán)上各放一只質(zhì)量相同的燒杯，燒杯中均盛有1mol/L的稀硫酸100mL，然后向一只燒杯中加入ag鎂，向另一只燒杯中加入bg鋁，充分反應(yīng)后平衡仍平衡。試討論a、b的取值范圍及之間應(yīng)滿足的關(guān)系。（1）若鎂、鋁均過(guò)量，（2）若鎂、鋁均不足，（3）若鎂溶解，鋁過(guò)量，（4）若鋁溶解，鎂過(guò)量，a2.4g，b1.8g，且11a/12b0.2a2.4g，b1.8g，且a/b32/33ab2.4ga2.4g，b1.8g，且8b/9a0.21.將一定質(zhì)量的Mg、Zn、Al混合物與足量稀硫酸反應(yīng)，生成H2 2.8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則原混合物的質(zhì)量可能是A、2g B、4g C、8g D