铁及其化合物-提高.doc
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1、铁及其化合物铁及其化合物审稿:曹玉婷责 编: 宋杰【学习目标】【学习目标】1、铁的性质;2、铁的重要化合物及其相互转化。【要点梳理】【要点梳理】要点一、要点一、铁铁铁的原子结构示意图如下:【高清课堂:【高清课堂:铁及其化合物】1物理性质常温下,纯铁是银白色具有金属光泽的金属(纯铁的抗蚀力相当强),易导电、导热,有延展性。铁的熔沸点都很高:熔点是 1535,沸点是 2750。铁能被磁体吸引,在磁场的作用下,自身也能产生磁性。【高清课堂:【高清课堂:铁及其化合物】2化学性质当跟弱氧化剂反应时:Fe-2eFe2+;当跟强氧化剂反应时:Fe-3eFe3+。铁与非金属的反应:3Fe+2O2Fe3O42F
2、e+3Cl22FeCl3, 2Fe+3Br22FeBr3Fe+I2FeI2, Fe+SFeS铁和某些盐(如 CuSO4)溶液的反应:Fe+Cu2+Fe2+Cu铁与酸的反应:与非氧化性酸:Fe+2H+Fe2+H2铁与水蒸汽的反应:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2(注意产物是 Fe3O4)注意:该实验所用铁粉为还原铁粉(即刚用还原的方法得到的铁粉) 。实验中收集气体,并通过爆鸣实验来验证氢气的产生。要点二、要点二、铁的化合物铁的化合物1铁的氧化物(1)FeO 不稳定,在空气里受热,就迅速被氧化成 Fe3O4。(2)Fe2O3常用作红色油漆和涂料,赤铁矿(主要成分是 Fe2O3)是炼铁的原料
3、。(3)Fe 的常见化合价只有+2 价和+3 价,Fe3O4可以看成由 FeO 和 Fe2O3按物质的量之比 11 组合而成的复杂氧化物,通常也可写成 FeOFe2O3的形式。FeO、Fe2O3属于碱性氧化物,Fe3O4不属于碱性氧化物。【高清课堂:【高清课堂:铁及其化合物】2铁的氢氧化物名称氢氧化亚铁氢氧化铁化学式Fe(OH)2Fe(OH)3分类碱碱性质色态白色固体红褐色固体水溶性不溶于水不溶于水与酸反应Fe(OH)2+2H+ Fe2+ 2H2OFe(OH)3+3H+Fe3+3H2O还原性稳定性4Fe(OH)2+ O2+ 2H2O 4Fe(OH)32Fe(OH)3Fe2O33H2O(受热分解
4、)制法原理Fe2+2OH- Fe(OH)2Fe3+3OH- Fe(OH)3现象白色絮状沉淀红褐色沉淀要点诠释:要点诠释:Fe(OH)2的制备要点:硫酸亚铁要现配(配制时,蒸馏水要煮沸,以减少蒸馏水中溶解的氧,防止亚铁离子被氧化) 。制取 Fe(OH)2时,要将吸有 NaOH 溶液的胶头滴管插到液面以下,并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用 CCl4) ,以防止空气与 Fe(OH)2接触发生反应。3铁盐和亚铁盐:铁盐(Fe3+)亚铁盐(Fe2+)颜色黄色淡绿色与碱反应Fe3+3OHFe(OH)3Fe2+2OHFe(OH)2氧化性、还原性氧化性2Fe3+Fe3Fe2+氧化性:Fe2+ZnZn2+Fe
5、还原性:2Fe2+Cl22Fe3+2Cl要点三、要点三、Fe2+、Fe3+、Fe 的相互转变的相互转变“铁三角铁三角”1Fe 只具有还原性,可以被氧化剂氧化成 Fe2+、Fe3+。(1)Fe 能被 S、Fe3+、Cu2+、H+等较弱氧化剂氧化为 Fe2+,如 Fe+SFeS,Fe+2Fe3+3Fe2+。(2)Fe 能被 Cl2、Br2、HNO3、浓 H2SO4等强氧化剂氧化为 Fe3+,如 2Fe+3Cl22FeCl3。2Fe2+既具有还原性又具有氧化性,可以被氧化为 Fe3+,也可以被还原为 Fe。(1)当 Fe2+遇到强氧化剂 O2、Cl2、HNO3、KMnO4等时,被氧化为 Fe3+,如
6、 2Fe2+Cl22Fe3+2Cl。(2)当 Fe2+遇到 C、Al、Zn、CO 等还原剂时,可以被还原为 Fe,如 Fe2+ZnZn2+Fe,FeO+COFe+CO2。3Fe3+具有较强氧化性,可被还原为 Fe2+或 Fe。(1)Fe3+被 C、CO、活泼的金属(钾、钠、钙除外)还原为 Fe,如 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3。(2)Fe3+被 KI、H2S、Fe、Cu、SO2等还原为 Fe2+,如 2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+。要点诠释:要点诠释:不同价态的铁及铁的化合物在相互转化时,要注意所用氧化剂和还原剂的强弱不同。利用以上转化关系,可总结
7、出铁及不同价态的铁的化合物的性质、用途、试剂保存、溶液配制、除杂等。如 Fe2+的溶液中含有 Fe3+,可加入 Fe 粉以除去 Fe3+等。【高清课堂:【高清课堂:铁及其化合物】要点四、要点四、Fe2+、Fe3+的鉴别的鉴别鉴别方法Fe2+Fe3+观察法浅绿色黄色加碱(NaOH)法现象:白色沉淀 迅速灰绿色 最终红褐色沉淀反应:Fe2+2OHFe(OH)2(白色)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3(红褐色)现象:红褐色沉淀反应:Fe3+3OHFe(OH)3(红褐色)加盐(SCN)法现象:加入 KSCN 溶液无明显现象,再滴入氯水变成红色溶液反应:2Fe2+Cl22Fe3+2ClF
8、e3+3SCNFe(SCN)3(红色)现象:加入 KSCN 溶液,溶液变为红色反应:Fe3+3SCNFe(SCN)3(红色)【典型例题】【典型例题】类型一:金属与水(水蒸气)反应的实验探究类型一:金属与水(水蒸气)反应的实验探究例 1如下图所示,在玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物,加热并通入水蒸气,用试管收集产生的经干燥的气体,并靠近火焰点火。(1)所观察到的现象是_,有关反应的化学方程式是_。(2)干燥管内可装入的试剂是_,其作用是_。干燥管还可用_(填装置名称)代替。(3) 玻璃管中石棉绒的作用是_。 实验开始时应先点燃_,实验结束时,应先熄灭_。【答案】 (1)红热的铁与水蒸气反应,
9、放出气体,这种气体靠近火焰点火时,能燃烧或发出爆鸣声3Fe+4H2O (g)Fe3O4+4H2(2)碱石灰(或无水 CaCl2、硅胶等)吸收水蒸气,干燥氢气U 形管(3)铁粉的载体,增大铁粉与水蒸气的接触面积酒精灯酒精喷灯【解析】 常温下 Fe 不与 H2O 发生反应, 但在高温下, Fe 与 H2O (g)反应生成 Fe3O4和 H2。 因铁粉和 Fe3O4均为黑色,因此实验过程中固体颜色无明显变化,但产物 H2可用点燃的方法验证。石棉绒成分为硅酸盐,它耐高温且性质稳定,是铁粉的载体。举一反三举一反三:【变式 1】有人设计了如右图所示的实验装置,目的是做钠与水反应的实验并验证:钠的物理性质;
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