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时间:2020-03-31
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1、铁和铁的化合物知识点总结[重点内容讲析]铁位于元素周期表中第4周期,第Ⅷ族,其原子结构示意图为: 其失电子情况:Fe-2e-→Fe2+或Fe-3e-→Fe3+。 因而铁是中等活动性的金属,具有可变化合价(+2或+3),在学习中,要牢牢抓住铁的变价特征。 铁及其重要化合物的转化关系: 一、铁的单质化学性质 铁是比较活泼的金属,当铁跟弱氧化剂反应时:Fe-2e-=Fe2+;当跟强氧化剂反应时:Fe-3e-=Fe3+。 1.铁跟氧气等其它非金属单质的反应: 3Fe+2O2Fe3O4 (一定要注意产物) 2Fe+3Cl22FeCl3 2
2、Fe+3Br2=2FeBr3 Fe+I2=FeI2 Fe+SFeS 3Fe+CFe3C 2.铁跟水的反应:2Fe+4H2OFe3O4+4H2↑(注意产物也是Fe3O4) 在此也可以有意识地总结金属与水反应的基本规律。 3.铁跟酸的反应: ①与非氧化性酸:Fe+2H+=Fe2++H2↑ ②与强氧化性酸:Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O 铁和冷浓硝酸、冷浓H2SO4发生钝化,但在加热条件下,钝化作用立即遭到破坏: Fe+6HNO3(浓)Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2OFe+6H2SO4(浓)Fe2
3、(SO4)3+3SO2↑+3H2O 4.铁和某些盐溶液的作用: Fe+Cu2+=Fe2++Cu Fe+2Fe3+=3Fe2+ 这些反应在除杂、鉴别等方面都有一定作用,要理论联系实际,领会和理解反应实质。 二、铁的氧化物铁的氧化物FeOFe3O4Fe2O3铁的化合价+2价+2价(1/3),+3价(2/3)+3价俗 称——磁性氧化铁铁红状态和颜色黑色固体黑色晶体红棕色固体与H2O的关系不反应,不溶解与非氧化性酸的反应FeO+2H+=Fe2++H2O Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O氧化
4、性高温下被CO、H2、Al、C、Si等还原还原性被热空气氧化成Fe3O4等可被氧化性酸、盐等氧化一般不再被氧化主要用途——炼铁炼铁、作热剂、颜料说 明Fe3O4可以看作由FeO、Fe2O3所组成的化合物,其中是Fe2+,是Fe3+三、铁的氢氧化物 1.Fe(OH)2可由易溶性的亚铁盐跟碱溶液起反应制得。Fe(OH)2为白色絮状沉淀,易被空气中O2迅速氧化成Fe(OH)3。因此,白色絮状沉淀能迅速变成灰绿色,最终变成红褐色。 Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 制备时: (1)要将滴管口
5、插入硫酸亚铁液面下,再滴入NaOH溶液; (2)配液时可用加热的方法尽可能除去溶解氧; (3)可在液面加少许汽油或苯等有机溶剂,以隔绝空气。 2.Fe(OH)3可由易溶性的铁盐跟碱液起反应制得。Fe(OH)3为红褐色沉淀,可溶于强酸,受热易分解。Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓,Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O,2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O四、“铁三角”关系:1. 这三种转化是在有氧化剂的条件下进行的。 ①Fe→Fe2+需要较弱的氧化剂,如S、Cu2+、Fe3+、H+(稀H2SO4、盐酸)等。 ②Fe→Fe3+和
6、Fe2+→Fe3+需要强的氧化剂: 实现Fe→Fe3+,可选用Cl2、Br2、浓H2SO4(足量)、HNO3(足量)、KMnO4等强氧化剂。注意在用浓H2SO4或浓HNO3反应时,需加热,否则Fe钝化。 实现Fe2+→Fe3+可选用O2、Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4、KMnO4(H+)溶液等。 (注意Cl2与FeBr2溶液反应情况:①若Cl2通入FeBr2溶液,Cl2不足时,2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-; ②Cl2足量时,2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-。)
7、2. 这三种转化是在有还原剂存在的条件下进行的。 ①Fe2+→Fe,可选用的还原剂为在金属活动性顺序表中排在铁前的金属(如Zn、Al等),或者用碳、CO、H2等。K、Ca、Na等活泼金属在溶液中不能完成此转化,因为它们在水溶液中先与水反应。 ②Fe3+→Fe,需用H2、CO、Al等强还原剂。如炼铁:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,铝热反应:Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe。 ③Fe3+→Fe2+,实现此转化可选用的还原剂如Zn、Fe、Al、Cu、H2S(或S2-)、I-、SO32-等。 Fe+2Fe3+=3Fe2+,2Fe3++C
8、u=Cu2++2Fe2+(铁盐腐蚀印刷电路板),2Fe3++H2S=2Fe2++
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