铁和铁的化合物

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1、知识导图具有金属的物理性质银白色，熔沸点较高，抗腐蚀性强，能被磁铁吸弓I, 化学性质1、与非金属的反应(1)常温下：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分是 点燃：3Fe+2oMFe3Q.(2)Fe +SFeSFezQ。第三节铁和铁的化合物一与J、反应一与水反应一与酸反应一与盐溶液反应一F产的还原性F产的氧化性“铁三角”- FXFV1的检验般物理性质。2Fe +3Cl22FeCl3 (产生棕色的烟)2、与H2O的反应3Fe+4屋0(g)局温 Fe3Q+4H3、与酸的反应(1)与非氧化性酸(如稀硫酸)：Fe+ 2H+=Fe2+Hd(2)氧化性酸稀硝酸HNOfci 量：Fe+ 4 HNQ= Fe(NO3)3

2、+NOT + 2H2。Fe 过量：3Fe+8HNO = 3Fe(N0 3) 2+2NOT + 4H2。浓硝酸：常温下钝化浓硫酸：常温下钝化4.与盐溶液的反应(1)与 CuSO溶液：Fe+Cu+ = Fe 2+ Cu(2)与 FeCl3溶液：Fe+2Fe3+= 3Fe2+二、铁的氧化物铁的氧化物FeOFezQFe3Q俗称/铁红磁性氧化铁色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体铁的价态+2+3+2、+3水溶性不溶不溶不溶铁的氧化物与盐酸反 应FeO+2HCl=FeCl+H2OFe2Q+6HCl=2FeCl3+3H2OFe3Q+8HCl=FeCl 2+2FeCl 3+4H2O铁的氧化物与 CO反 应FexOy

3、+yCQSLJh xFe+yCO注：1、FeQ F&Q与氧化性的酸反应时，其中的+2价的铁会氧化;2、FezQ与HI反应时，Fe 3+会氧化I-三、铁的氢氧化物化学式Fe(OH)2Fe (OH) 3色态白色固体P红褐色固体与盐酸反应Fe(OH)2+2H=Fe2+2H2OFe(OH)3+3H+=Fe +3HO受热分解2Fe(OH)3=Fe 2Q+ 3H2。制备FeSO+2NaOH=Fe(OH)2j +NaSOFeCl3+3NaOH=Fe (OH) 3+3NaCl二者的关系空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3,现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为：4

4、Fe(OH)2+2H2O+ O= 4Fe(OH) 3注：制备Fe(OH)2时，采取哪些措施可防止 Fe(OH)2被氧化？提示：配制溶液的蒸储水加热煮沸，除去 Q胶头滴管伸入到液面以下加入液体.溶液表面覆盖植物油(或苯)，以隔绝空气.由于Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为Fe(OH)3,在实验室中制备 Fe(OH)2,并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态，成为物质制备实验探究的热点。制备原理：Fe2+ + 2OH =Fe(OH) J成功关键：溶液中不含Fe3+和Q等氧化性物质。制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。下面是几种典型的制备方法：例如：方法一隔绝空气

5、的复分解反应法1、用不含Fe3+的FeSO溶液与不含Q的蒸储水配制的NaOH液反应制备。(1)用硫酸亚铁晶体配制上述 FeSO溶液时还需要加入 。(2)除去蒸储水中溶解的 Q常采用 的方法。(3)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含Q的NaOH液，插入FeSO溶液液面下，再挤出 NaOHB液，这样操彳的理由是 。答案：(1)稀H2SO、铁屑(2)煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触Q而被氧化方法二 氢气氛围中的复分解反应法2、在如图所示的装置中，用NaOH容液、铁屑、稀H2SQ等试剂制备。(1)在试管中加入的试剂是 。(2)在试管n中加入的试剂是 。(3)为了制得Fe(OH

6、)2白色沉淀，在试管I和n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，理由是答案：(1)稀H2SO和铁屑(3)检验试管n出口处排出的H2的纯度，当排出的 Hk已经纯净时再夹紧止水夹(4)试管I中反应生成的 H2充满了试管I和试管n ,故外界3、如图所示制备氢氧化亚铁的改进实验：(1)按图所示组装仪器， 向一支小的具支试管中加入 2 mL左 右的稀盐酸，再加入 2 mL左右的煤油，玻璃管下端粘住钠 粒(用滤纸吸干表面煤油，切去氧化层)。(2)将铁丝浸入盐酸，反应放出氢气，待试管内空气排尽后， 向上提拉铁丝，使铁丝脱离液面。 并关闭弹簧夹

7、；用另一根 细铁丝沿玻璃管内将钠粒捣入液体中。请回答下列问题：(1)写出该实验中发生反应的化学方程式： 。Q不易进入(2)如何检验试管内空气已排尽(回答具体操作)?(3)捣入钠粒后，预测具支试管中的现象:(4)已知钠粒的质量约 0.05 g ,实验室现有以下两种不同浓度的盐酸，你选择 (填“A”或 “B )。A. 1.1 mol L 1B. 10 mol - L 1答案：(1)Fe + 2HCl=FeCb+ H2T , 2Na+ 2H2O+ FeCl2=Fe(OH J + 2NaCl + H2T 也可写成 3 个：Fe + 2HCl=FeCl2+H4 , 2Na+ 2H2O=2NaOH H2T

8、 ,2NaOHF FeCl2=Fe(OH)4 + 2NaCl(2)在具支试管的出口处用向下排空气法收集满一小试管气体，用拇指堵住管口，移向酒精 灯火焰，放开拇指，若听到“噗”的一声，则说明空气已排尽(2)NaOH 溶液(3)钠不停地在煤油与稀盐酸界面处上下跳动，并有气泡产生，下层液体中很快有白色沉淀出现(4)A方法三电解法4、利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，如图所示,知两电极的材料分别为石墨和铁。(1)a电极的材料应为 ,电极反应式为 (2)电解液c可以是(填编号)。A.纯水B. NaCl溶液C. NaOH液D. CuCl2溶液(3)d为苯，其作用是 ,在加入苯之前对电解液c

9、应作何简单处理？ (4)为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是 (填编号)。A.改用稀H2SO作电解液B.适当增大电源的电压C.适当减小两极间的距离D.适当降低电解液的温度(5)若c用NS2SQ溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接电源电解， 除了电极上看到气泡外，另一明显现象为 。答案： Fe Fe2e=Fe1 2 3+(2)BC(3)隔绝空气，防止生成的 Fe(OH)2被氧化；加热煮沸，排出溶解的 Q(4)BC(5)白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色四、“铁三角”2+例如：2Fe+ 3Cl 22FeCl 3.4. Fe+Fe可通过较强还原剂实现，如 Al、Zn、

10、CO Hb等.例如：Fe2Q + 3CO2Fe+3CO; FezQ+2Al =12L2Fe+Al 2O3；2FeCl3+ 3Zn=2F计 3ZnCl2.5. Fe2+ Fe3+亚铁盐与强氧化剂反应，如Cl 2、B2、HNQ 浓硫酸、HbQ、KMnQH*)等.例如：2FeCl2+ Cl 2=2FeCb.6. Fe3 Fe2铁盐溶液与比较强的还原剂反应，如Fe、Cu、碘化物、硫化物等.例如：2 Fe3+ + S2- = 2Fe2+Sj ; 2Fe3+Cu = 2Fe 2+Cu2+;2Fe3+ + Fe =3Fe2+; 2Fe3+2I- = 2 Fe 2+ 12应用“铁三角”关系，可以解决相关问题：

11、(1)判断离子共存Fe，Fe3+均水解，与HCO、AQ-、CO2-等因水解相互促进在溶液中不能大量共存。Fe3+与S2-、I-、HS、SO2-, Fe2+与NG(H+)、ClO-、MnO(H+)在溶液中因发生氧化还原反应 不能大量共存.(2)除杂方法Fe2+ (Fe 3+):加Fe粉过滤； FeCl3 (FeCl 2)：加氯水或 HbQ; FeCl2(CuCl2)：力口 Fe 粉，过滤.五、Fe?+、Fe3+的检验1、溶液的颜色含有Fe2+、的溶液显浅绿色含有Fe3+的溶液显棕黄色2、用KSCN和氯水流程：将加KSCN溶漕.无明显现象四火溶液变红色一帝.液L溶液变红色(2)有关反应：Fe3+

12、+ 3SCN = Fe(SCN) 3(红色)2Fe2+ + Cl2 = 2Fe 3+ 2Cl-3、用 NaOHm流程：济加N.OH溶液白色沉淀一灰绿色一红褐色一F方液一红褐色沉淀一 FJ+(2)有关反应：Fe3+ 3OH = Fe(OH) 3 J (红褐色)Fe2+ + 2OH = Fe(OH) 2J (白色沉淀)4Fe(OHh+Q +2H2O = 4Fe(OH) 3六、铁盐溶液的配制、保持1、FeCl3溶液：加酸，抑制 Fe3+的水解Fe3+ + 3H2O-Fe(OH)3 +3H+2、FeCl2溶液：加酸，抑制 Fe2+的水解加铁屑，防止Fe2+ 被氧化七、物质制备制备无水FeCl3：在HC

13、l气流中加热蒸干 FeCl3溶液。制备Fe(OH)3胶体：向沸水中加入饱和的FeCl3溶液并煮沸至有红褐色胶状物出现为止。八、氧化性、还原性的关系1、氧化性：Cl2B2Fe3+I2S2、还原性：S2-I - Fe2+Br-Cl-九、杂质Fe2+、Fe3+的除去1、Fe3+: Fe3+水解能力强，实际上 pH 4时，Fe3+几乎完全水解生成 Fe(OH)3沉淀。欲除去Fe3+, 一般加碱或盐等物质，调节溶液的 pH至pH=4即可。2、Fe2+:一般先向溶液中加入氧化剂(如HkQ),使Fe2+被氧化为Fe3+,然后加碱或盐等物质,调节溶液的pH至pH=4即可。1、AI分别表示中学化学中常见的物质，

14、它们之间相互转 化关系如下图所示(有部分反应物、生成物没有列出 广. B区型在空气中氨水 二。已知A、R C、Dk E、F六种物质中含有同一种元素，G为主族元素的固态氧化物.(1)写出物质的化学式：E, F, J.(2)写出反应的化学方程式：解析：由两条线索展开分析，一是 G为主族元素的固态氧化物，既溶解于碱又可电解，可推知为A12O3;二是E和F均是与碱反应后的产物，且E可被空气中的 O2氧化成F,可推知E为 Fe(OH)2 ， F 为 Fe(OH)3.答案：(1)Fe(OH)2 Fe(OH)3 NaAlO2(2) Fe3O4+ 8HCl = FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O 4F

15、e(OH)2 + O2+ 2H2O = 4Fe(OH)3 Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2+ H2O1. Fe Fe铁与氧化性比较弱的非金属 (如S、I2),非氧化性酸(如盐酸、稀H2SO4),不活泼金属的盐溶液(如CuSO), FeCl3溶液反应，都可实现这种 转化.+2+例如：Fe+CuSO = Cu+Fe SO4； Fe+2FeCl3 =3FeCl 3； Fe+2H=Fe +H4 .2. Fe 2+-Fe比较活泼的金属(如Al、Zn)、CO H2、C等能从亚铁化合物中置换出铁来.例如：FeCL + Zn = ZnCl 2+Fe； FeO+ H2Fe+ H2O.3+3. FeFe铁与强氧化剂，如 Cl2、HQ、KMnQH+)、HN浓HbSO在一定条件下反应都会实现这种转 化.