一轮复习铁及其化合物

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1、课时课时14铁及其化合物铁及其化合物21017.10.19目前使用的大部分脱氧剂都是基于铁粉氧目前使用的大部分脱氧剂都是基于铁粉氧化反应。这种铁系脱氧剂可做成袋状，放化反应。这种铁系脱氧剂可做成袋状，放入包装内，使氧的浓度降到入包装内，使氧的浓度降到0.01%。一般。一般要求要求1g铁粉能和铁粉能和300mL的氧反应，使用时的氧反应，使用时可根据包装后残存的氧气量和包装膜的透可根据包装后残存的氧气量和包装膜的透氧性选择合适的用量。氧性选择合适的用量。【考纲解读】【考纲解读】1、掌握、掌握铁铁的原子结构和化学性质的原子结构和化学性质，以，以Fe2、Fe3的相互转化为例，的相互转化为例，了解变价金

2、属的氧化了解变价金属的氧化性和还原性性和还原性。2、了解、了解铁铁的的氧化物和氢氧化物氧化物和氢氧化物的制备和性质，的制备和性质，掌握掌握Fe2、Fe3的检验方法的检验方法。铁铁 原子结构示意图原子结构示意图 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，属过渡元素族，属过渡元素 存在存在 游离态：少量存在于陨石中游离态：少量存在于陨石中化合态：赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿等化合态：赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿等单质单质 物理性质物理性质 化学性质化学性质 银白色，银白色，= 7.86gcm-3，熔点，熔点1535 纯铁抗蚀能力较强，能被磁铁吸引和磁化纯铁抗蚀能力较强，能被磁铁吸引和磁化

3、与非金属：与非金属： Cl2 O2、S、I2与酸与酸 ：非氧化性酸、非氧化性酸、强氧化性酸（钝化）强氧化性酸（钝化） 与盐与盐 ：与水：与水： 主要化合价：主要化合价：+2、+33Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2高温高温一一. .铁的原子结构、存在、性质铁的原子结构、存在、性质Fe反应后形成的产物呈何价态？反应后形成的产物呈何价态？(1)氧化剂的氧化性强弱氧化剂的氧化性强弱.强氧化剂强氧化剂Fe3Fe2Fe S、I2、H、Cu2、Fe3等等弱氧化剂弱氧化剂H2O(g)、O2Fe2 Fe3Cl2、Br2、热浓、热浓H2SO4、HNO3等等注意注意:钢铁发生电化腐蚀时，钢铁发生电化腐蚀时，

4、Fe参与电极反应的产参与电极反应的产物为物为Fe2，后与，后与OH反应生成反应生成Fe(OH)2；因其不稳定，；因其不稳定，又转变成又转变成Fe(OH)3失去部分水变成失去部分水变成Fe2O3nH2O.(2)反应条件或反应物之间的量反应条件或反应物之间的量 FeHNO3(浓浓) 钝化钝化 Fe4HNO3(过量过量)Fe(NO3)32H2ONO 3Fe(过量过量)8HNO33Fe(NO3)24H2O2NO常温常温要注意要注意Fe2+是是Fe3+和过量的和过量的Fe反应的产物。反应的产物。（3 3）与水的反应）与水的反应 3Fe +4H2O(g) Fe3O4 +4H2 高温高温对比对比2Na+2H

5、2O=2NaOH+H22Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2二、铁的重要化合物二、铁的重要化合物1、铁的氧化物、铁的氧化物铁红铁红磁性氧化铁磁性氧化铁黑色粉末黑色粉末红棕色粉末红棕色粉末黑色晶体黑色晶体 +2+3+2、+3都不溶于水都不溶于水稳定稳定稳定稳定不稳定，在不稳定，在空气中加热空气中加热迅速被氧化迅速被氧化6FeO3O22Fe3O4FeO2HFe2H2OFe2O36H2Fe33H2OFe3O48HFe22Fe3+4H2O碱性氧化物碱性氧化物碱性氧化物碱性氧化物复杂氧化物复杂氧化物3FeO10HNO3（稀）（稀）3Fe(NO3)3NO5H2O同上同上3Fe3O428HNO3（稀）（

6、稀）9Fe(NO3)3NO 14H2O高温时，都能被高温时，都能被C、CO、H2、Al等还原剂等还原剂还原，还原过程中铁的化合价都逐渐降低，还原，还原过程中铁的化合价都逐渐降低，最终生成铁。最终生成铁。油漆、涂料、油漆、涂料、炼铁原料炼铁原料做磁铁、做磁铁、炼铁原料炼铁原料 2、铁的氢氧化物、铁的氢氧化物白色沉淀白色沉淀红褐色沉淀红褐色沉淀都难溶于水都难溶于水很不稳定，易被很不稳定，易被氧化为氧化为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

7、)3Fe(NO3)3NO8H2O同上同上4Fe(OH)2O22H2O4 Fe(OH)3制备原理：制备原理：思考：如何制取铁的氢氧化物？思考：如何制取铁的氢氧化物？由对应的由对应的可溶性盐可溶性盐与与可溶性碱可溶性碱反应制取反应制取实验一：实验一：向盛有向盛有FeCl3溶液的试管中滴加溶液的试管中滴加NaOH溶溶液，液， 观察发生的现象。观察发生的现象。实验二：实验二：向向新制新制FeSO4溶液中，滴入经溶液中，滴入经煮沸煮沸的的NaOH溶液，溶液，胶头滴管尖端伸入溶液下面，胶头滴管尖端伸入溶液下面，轻轻挤出轻轻挤出NaOH溶液，观察发生的现象。溶液，观察发生的现象。 Fe33OHFe(OH)3

8、 （红褐色）（红褐色） Fe22OHFe(OH)2 （白色）（白色）4Fe(OH)2 O2 2H2O 4Fe(OH)3灰白色灰白色- -灰绿色灰绿色- -红褐色沉淀红褐色沉淀思考：思考：1、实验中为什么要用、实验中为什么要用新制新制的的硫酸亚铁溶液硫酸亚铁溶液?2、实验中为什么滴入、实验中为什么滴入经煮沸经煮沸的的NaOH溶液溶液?3、实验中为什么要将、实验中为什么要将滴管尖滴管尖端插入试管里溶液底部端插入试管里溶液底部，慢慢，慢慢挤出挤出NaOH溶液溶液? 4、还可以采用什么方法和措、还可以采用什么方法和措施以保证制得氢氧化亚铁施以保证制得氢氧化亚铁?2、用下面两种方法可以制得白色的、用下面

9、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溶液与不含溶液与不含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。（1）用硫酸亚铁晶体配制上述）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加溶液时还需加入入 。（2）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。（3）生成白色）生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取沉淀的操作是用长滴管吸取不含不含O2的的NaOH溶液，插入溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤溶液液面下，再挤出出NaOH溶液。这样操作的理由是溶液。这样操作的理由是: 。稀稀H2S

10、O4 和铁屑和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方法二：在如图装置中，用方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、溶液、铁屑、稀铁屑、稀H2SO4等试剂制备。等试剂制备。（1）在试管）在试管里加入的试剂里加入的试剂 是是 。 （2）在试管）在试管里加入的试剂是里加入的试剂是 。（3）为了制得白色）为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管沉淀，在试管和和中加中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是：是： 。（4）这样生成的）这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，沉淀能较长时间保持白色，其理由是：其理由是： 。稀稀

11、 H2SO4 和铁屑和铁屑NaOH溶液溶液 检验试管检验试管出口处排出的氢气的纯度。出口处排出的氢气的纯度。当排出的当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹纯净时，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。小结：小结：（1）亚铁盐的性质）亚铁盐的性质Fe2的溶液通常显的溶液通常显浅绿色浅绿色，主要表现，主要表现还原性还原性。亚铁盐溶液在空气中易被亚铁盐溶液在空气中易被O2氧化而变质，故保氧化而变质，故保存时要加少量存时要加少量铁屑铁屑，防止其氧化防止其氧化，加，加少量相应的少量相应的酸，酸，抑制水解抑制水解。亚铁盐溶

12、液与可溶性碱反应，生成亚铁盐溶液与可溶性碱反应，生成Fe(OH)2。2Fe2H2O22H2Fe32H2O3Fe2NO34H3Fe3NO2H2O3Fe22NH3H2O3Fe(OH)22NH4三三. .亚铁盐和铁盐亚铁盐和铁盐（2）铁盐的性质）铁盐的性质Fe3的溶液通常显的溶液通常显棕黄色棕黄色，主要表现，主要表现氧化性氧化性。因因Fe3易水解，易水解，FeCl3等固体还易潮解，故其等固体还易潮解，故其固体应密封保存。配制溶液时应将铁固体应密封保存。配制溶液时应将铁盐溶于少量盐溶于少量相应的酸相应的酸中，中，再加水稀释再加水稀释，以，以抑制其水解抑制其水解。铁盐溶液与铁盐溶液与KSCN溶液反应，溶

13、液变成红色。溶液反应，溶液变成红色。2Fe3Cu2Fe2Cu22Fe3H2S2Fe2S2H2Fe32I2Fe2I22Fe33SCNFe（SCN）3四、铁三角四、铁三角铁三角铁三角FeFe2+Fe3+123456弱氧化剂：弱氧化剂：H+、Cu2+、S、I2、Fe3+等等 强氧化剂：强氧化剂：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的检验方法的检验方法直接观色显色显色反应反应与KSCN与苯酚利用Fe3+的氧化性利用沉淀反应与OH作用浅绿色 棕黄色血红色不显紫色显紫色无明显现象

14、Cu被腐蚀溶液变绿色与铜片与淀粉KI试纸试纸不变蓝试纸变蓝色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不显红色。若再通若再通Cl2，则变血红色则变血红色六、铁的冶炼六、铁的冶炼原料原料:设备设备:炼铁高炉（简称高炉）炼铁高炉（简称高炉）原理：原理： 用还原剂将铁矿石中铁元素还原为单质用还原剂将铁矿石中铁元素还原为单质铁矿石、焦碳、空气、石灰石等铁矿石、焦碳、空气、石灰石等反应：反应：CO2CO2（放出大量的热）放出大量的热）点燃点燃CO2 C CO（制备还原剂）制备还原剂）高温高温3COFe2O32Fe3CO2高温高温CaCO3 CaO CO2高温高温SiO2CaO CaSiO3(炉渣的主要成分炉渣的主要成分)高温高温产品：产品：生铁（含碳生铁（含碳2%-4.5%）