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1、鐵和鐵的化合物,一、鐵的單質,1、位置和結構,2、物理性質,純凈的鐵是光亮的銀白色金屬，密度7.86g/cm3,熔沸點較高，抗腐蝕力強，有較好的導電、傳熱性，有較好的延展性，鐵能被磁體吸引。,3、化學性質,（Fe3+、H+、I2、S、鐵后的金屬陽離子 ）,（Cl2、Br2、HNO3、濃H2SO4、MnO4-(H+) ）,(2)與酸的反應,鐵與非氧化性酸反應，產(chǎn)生H2,鐵在常溫下易被濃硝酸、濃硫酸“鈍化”，在加熱條件能繼續(xù)反應，但不會產(chǎn)生H2,1)、Fe+S,2)、Fe+O2,3)、Fe+Cl2,（1）與非金屬的反應,(3)與水反應,(4)與鹽的反應,Fe + Cu2+ ==,Fe + Fe3+

2、 ==,Cu + Fe3+==,二、鐵的重要化合物,1、鐵的氧化物,FeO,Fe3O4,Fe2O3,黑色粉末,黑色晶體,紅棕粉末,與酸反應,FeO + 2H+ = Fe2+ + H2O,Fe3O4 + 8H+ = 2Fe3+ + Fe2+ + 4H2O,Fe2O3+ 6H+ = 2Fe3++3H2O,特例：遇還原性強的酸，如HI。Fe3+會還原為Fe2+ 遇氧化性強的酸，如HNO3。Fe2+會氧化為Fe3+,2、鐵的氫氧化物,氫氧化鐵,Fe(OH)3,紅褐色固體，不溶于水,化學性質：,1)、易溶于酸： Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O,注意還原性強的酸,制備：,Fe3+

3、+ 3OH- == Fe(OH)3,氫氧化亞鐵,Fe(OH)2,白色固體，不溶于水,化學性質：,1)、易溶于酸：,Fe(OH)2 + 2H+ = Fe2+ + 2H2O,4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 ,2)、易氧化：,白色絮狀灰綠色紅褐色沉淀,注意氧化性強的酸,制備：,3、鐵鹽,(1)鹽溶液的保存和配制,Fe2+鹽：因Fe2+易被氧化，其晶體應密封保存。 配制溶液時應加鐵粉和少量相應的酸,Fe3+鹽：FeCl3易潮解，需密閉保存。Fe3+易水解，配制溶液時應將Fe3+鹽溶于相應酸中，再加水稀釋，以抑制其水解,(2)共存問題,三、Fe3+和Fe2+的檢驗,如何檢

4、驗Fe3+？,1、滴加KSCN溶液,2、滴加NaOH溶液,產(chǎn)生紅褐色沉淀,Fe3+ + 3OH- == Fe(OH)3,3、滴加苯酚溶液,紫色溶液,血紅色溶液,Fe2+的檢驗,(2)、滴加堿溶液，生成白色絮狀沉淀，立刻變成灰綠色，最后變成紅褐色沉淀。,(1)、滴加硫氰化鉀溶液，無明顯現(xiàn)象，再滴加氯水（或通氯氣）等強氧化劑，立刻出現(xiàn)紅色。,2Fe2+ + Cl2 === 2Fe3+ + 2Cl-,Fe(),Fe,Fe(),鐵 三 角,O2 Cl2 Br2 HNO3 H2O2 Na2O2 MnO4-(H+),Fe3+ H+ Cu2+ Ag+ I2 S,Cl2 Br2 HNO3 濃H2SO4,C C

5、O Si Al Mn,Al Zn H2 C CO,Fe Cu S2- H2S SO32_SO2I_HI,,,,,,,鐵與較弱的氧化劑反應，例如： S、I2、Cu2+、Fe3+、非氧化性酸（H+）,Fe + Cu2+==,Fe + 2H+ ==,Fe + S ==,,Fe2+與具有還原性的物質反應時， 可還原成鐵，在煉鋼中顯得尤為突 出，如：C、CO、Si、Al、Mn等。,2Fe + SiO2,Fe + CO2,, Fe () Fe,3FeO + 2Al ===,高溫,3Fe +Al2O3,鐵與強氧化劑反應時，如：Cl2 、 Br2、HNO3、熱濃H2SO4等反應時，均可 生成+3價鐵的化合

6、物：, Fe Fe(),,2Fe + 3CO2,, Fe() Fe,Fe2+具有還原性，當遇到強氧化劑時， 如：O2、Cl2、Br2、KMnO4、HNO3、濃H2SO4、 HClO、K2Cr2O7等均可生成+3價鐵。, Fe () Fe(),,2FeCl3 + 2Br2,2FeBr3 +4FeCl3,4Fe3+ +2 H2O,2Fe2++H2O2+2H+ ==,2Fe3++2H2O,2FeBr2 + 3Cl2（足量） ==,6FeCl2 +3Br2 ==,4Fe2+ + O2 + 4H+ ==,6FeBr2 + 3Cl2（少量） ==,2FeCl3 + 4FeBr3,(使溴水褪

7、色）,, Fe() Fe (),當Fe3+ 遇到強還原劑，如：Fe、 Cu、S2-（H2S）、SO32-、SO2、I-（HI）等， 均可將它還原成Fe2+，如：,2Fe2+ + Cu2+,2Fe3+ + H2S==,2Fe3+ + Cu==,2Fe3++ SO2+2H2O==,2Fe2++4H++SO42-,專題一、鐵銅間彼此反應的計算和討論,涉及的物質一般有Fe2+ ， Fe3+， Cu2+， Fe， Cu,涉及的主要反應：,關鍵：判斷反應的先后順序,氧化性 Fe3+ Cu2+,還原性 Fe Cu,1、從反應后不溶物的成分來看溶液中的成分及含量,設Fe3+， Cu2+， Fe， Cu

8、,a mol,b mol,c mol,d mol,（1）若不溶物是Fe和Cu，,則溶液中一定沒有Fe3+和Cu2+,一定有Fe2+，其物質的量為___________,(3/2 a + b)mol,(2)若不溶物只有Cu，則溶液中,一定無Fe3+，一定有Fe2+,其物質的量為__________,( a + c )mol,可能有Cu2+,試討論溶液中的Cu2+的量和原來加入Fe的量之間的關系。,討論,2、從反應后溶液的成分來看不溶物的成分及含量,(1)若溶液中有Fe3+，,則反應后無不溶物。,(2)若溶液中只有Cu2+和Fe2+，,則不溶物中一定無Fe，可能有Cu,試討論Cu的量與原溶液中Fe

9、3+的量之間的關系。,討論,(3)若溶液中只有Fe2+，,則反應后的不溶物中一定有Cu，,其量為(b + d)mol,可能有Fe,試討論Fe的量,討論,例題 在FeCl3和CuCl2的混合溶液中，加入一定量的Fe粉： 完全反應后，溶液中一定有的陽離子是 ； 如果反應后有固體剩余，則溶液中一定無 ， 一定有 ； 如果反應后剩余的固體只有Cu，則溶液中一定 無 ，一定有 ，可能有 . 如果反應后剩余的固體為Fe和Cu，則溶液中一 定無 和 ,一定有 .,Fe2+,Fe3+,Fe2+,Fe2+,Fe2+,Fe3+,Fe3+,Cu2+,Cu2+,一定量的Fe、FeO和Fe2O3的混合

10、物投入250mL 2mol/L的硝酸中，固體完全溶解后，生成1.12L（標準狀況）NO（HNO3的還原產(chǎn)物僅此一種）。再向反應后的溶液中加入1mol/L的NaOH溶液，要使鐵元素恰好完全沉淀，所加入NaOH溶液的體積最少是,由鐵和氧化鐵組成的混合物與稀硫酸作用，固體恰好溶解，所得溶液中不含F(xiàn)e3+，且生成的Fe2+與H2的物質的量之比為4：1。則反應物中Fe2O3、Fe、H2SO4的物質的量之比為,向一定量的FeO、Fe、Fe3O4的混合物種加入100mL 1mol/L的鹽酸，恰好使混合物完全溶解，放出224mL（標準狀況）的氣體，在所得溶液中加入KSCN溶液沒有紅色出現(xiàn)。若用足量的CO在高溫

11、下還原相同質量的此混合物，能得到鐵的質量是,專題二、鐵與稀硝酸的反應,Fe + 4HNO3 = Fe(NO3)3 + NO + 2H2O ,3Fe + 8HNO3 = 3Fe(NO3)2 + 2NO+ 4H2O ,設n(Fe) : n(HNO3)= a，則,a 時，按進行,a 3/8時，按進行, a 3/8時，都有。,可認為是反應后Fe過量。,Fe +2Fe（NO3）3 = 3Fe（NO3）2,例 鐵在熱的稀HNO3中反應， 其主要還原產(chǎn)物為N2O；而在 冷的稀HNO3中反應，其主要還 原產(chǎn)物為NO；當溶液更稀時， 其主要還原產(chǎn)物為NH4+。 分析圖4-2-1，回答下列問題： (1)假設在任一

12、產(chǎn)生的曲線段內只有一種還原產(chǎn)物， 試配平由b點到c點時反應的化學方程式： Fe+HNO3Fe(NO3)3+ + H2O,,8 30 = 8 3 NH4NO3 9,(2)判斷從0點到a點時的還原產(chǎn)物應為 。 (3)從a點到b點時產(chǎn)生還原產(chǎn)物為 ， 其原因是 。 (4)已知到達d點時反應完全結束，此時溶液中的主要 陽離子為 。分析投入金屬鐵的物質的 量之比n(Fe)cn(Fe)d = 。,NO,N2O,a后溫度升高,Fe2+和NH4+,n(Fe3+) n(Fe2+) =23,銅單質的性質,銅排在金屬活動順序表H以后，屬不活動性金屬。在干燥的空氣里性質穩(wěn)定，在潮

13、濕的空氣里或高溫下能與多物質發(fā)生反應。,1、與非金屬反應,O2,潮濕空氣中,2Cu+O2+H2O+CO2==Cu2(OH)2CO3 (銅綠）,Cl2,（棕色的煙，濃溶液為綠色，稀溶液為藍色）,S,2Cu+S===Cu2S,（黑色物質）,2、與某些鹽溶液反應,置換反應：,Cu+Hg(NO3)2==Cu(NO3)2+Hg,其他氧化--還原反應：,Cu+2FeCl3==2FeCl2+CuCl2,銅的氧化物,1、CuO,黑色不溶于水的固體。,與H+反應,CuO+2H+==Cu2++H2O,2、Cu2O,磚紅色不溶于水的固體。,與H+反應,Cu2O+2H+==Cu2++H2O+Cu,已知NaHS、MgS

14、O4、NaHSO3組成的混和物中，硫元素的質量分數(shù)為a%，則混和物中氧元素的質量分數(shù)為 A a% B 2a% C 10.0175a D 10.0075a,C,例、向20mL2mol/L AlCl3溶液中，加入30mL燒堿溶液，充分反應后，得0.78g沉淀，求燒堿溶液的物質的量濃度是多少？,(1) Al3+ 過量,Al3+ + 3OH- ==== Al(OH)3,3mol,78g,0.03 c,0.78g,c = 1 mol/L,(2) Al(OH)3部分溶解,Al3+ + 3OH- ==== Al(OH)3,1mol,3mol,78g,0.04mol,x mol,y

15、 g,x = 0.12 mol y = 3.12 g,Al(OH)3 + OH- ==== AlO2- + 2H2O,78 g,1 mol,(3.12-0.78)g,n mol,c = 5 mol/L,例、有鎂、鋁混合粉末10.2g，將它溶于500mL 4mol/L 的鹽酸里，若要使沉淀質量達到最大值，則需要加入2 mol/L的NaOH溶液的體積為,提示；用終態(tài)法。最終溶液中只有NaCl,1000mL,【例題】向明礬溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至過量。 （1）當明礬為1mol時，試在圖中畫出生成的每種沉淀物質的量隨Ba(OH)2物質的量變化的曲線（表明化學式） （2）當向體積為a

16、升，濃度為Mmol/L的明礬溶液中滴加b升、Nmol/L的Ba(OH)2溶液時，用含a、M、N的代數(shù)式表示： 當b滿足 時，沉淀的總物質量最大 當b滿足 時，氫氧化鋁的物質量最小 （3）若向含m mol KAl(SO4)2的溶液中加入含n mol Ba(OH)2溶液，試討論m/n取不同范圍值時，沉淀中各組分的物質的量是多少？,,向FeCl3溶液中加入ag銅粉，攪拌全部溶解，然后再向其中加入bg鐵粉，經(jīng)充分反應后過濾得濾渣cg，若abc。，試推斷濾液中存在哪些陽離子？,已知Cu +2Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+，Zn +2Fe3+=Zn2+ + 2Fe2+，現(xiàn)將等物質的量的CuSO4、FeCl3和Zn置于水中充分反應后，反應器中所得混合物除了SO42-和Cl-外，還含有哪些。,