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1、鐵銅及其化合物 一、鐵的結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 鐵是26號(hào)元素，位于第四周期第Ⅷ族，屬于過渡元素。 原子結(jié)構(gòu)示意圖： 主要化合價(jià)：+2，+3 2.鐵在金屬的分類中屬于黑色金屬，重金屬，常見金屬。純凈的鐵是光亮的銀白色金屬，密度為7.86g/㎝3,熔沸點(diǎn)高，有較好的導(dǎo)電、傳熱性，能被磁鐵吸引，也能被磁化。還原鐵粉為黑色粉末。 3.鐵是較活潑的金屬元素，在金屬活動(dòng)性順序表中排在氫的前面。 ①跟非金屬反應(yīng)： 點(diǎn)燃 點(diǎn)燃 △ 3Fe+2O2 == Fe3O4 2Fe+3Cl2 ==2FeCl3

2、 Fe+S== FeS Fe+I2= FeI2 ②跟水反應(yīng)： 3Fe+4H2O= Fe3O4+4H2↑ ③跟酸作用：Fe+2H+=Fe2++H2↑(遇冷濃硝酸、濃硫酸鈍化；與氧化性酸反應(yīng)不產(chǎn)生H2，且氧化性酸過量時(shí)生成Fe3+) ④與部分鹽溶液反應(yīng)：Fe+Cu2+=Fe2++Cu Fe+2Fe3+=3Fe2+ 。) 二、鐵的氧化物和氫氧化物 1.鐵的氧化物的比較 鐵的氧化物 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗稱 鐵紅 磁性氧化鐵 色、態(tài) 黑色粉末 紅棕色粉末 黑色晶體 鐵的價(jià)態(tài) +2

3、 +3 +2、+3 水溶性 難溶于水 穩(wěn)定性 不穩(wěn)定性6FeO+O2=2Fe3O4 穩(wěn)定 穩(wěn)定 與酸的反應(yīng) FeO+2H+=Fe2++H2O Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2 Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O 與CO的反應(yīng) FexOy+yCO=xFe+yCO2 制取 高溫熔融，過量的鐵與氧氣反應(yīng) 2Fe+O2=2FeO Fe(OH)3的分解2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O 鐵在氧氣中燃3Fe+2O2=Fe3O4 2.鐵的氫氧化物的比較 Fe(OH)2 Fe(OH)3 物理性質(zhì)

4、 白色，難溶于水的固體 紅褐色，難溶于水的固體 化學(xué)性質(zhì) （1）與非氧化性強(qiáng)酸反應(yīng) Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O (2)與氧化性酸反應(yīng) 3Fe(OH)2+10HNO3=3Fe(NO3)3+NO↑+8H2O （3）空氣中放置被氧化4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 受熱分解2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O 制備 ①煮沸蒸餾水，趕走溶解的氧氣 將NaOH溶液滴入Fe2(SO4)3溶液中 ②煮沸NaOH溶液，趕走溶解的氧氣

5、 Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓ ③配制FeSO4溶液，加少量的還原鐵粉 ④用長(zhǎng)滴管將NaOH溶液送入FeSO4溶液液面以下 Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ 1. Fe3O4是復(fù)雜的化合物，經(jīng)研究證明，在Fe3O4晶體中有1/3的Fe是+2價(jià)，有2/3的Fe是+3價(jià)，可看成FeOFe2O3，實(shí)際應(yīng)寫成Fe(FeO2)2,即鐵酸亞鐵鹽，不是一般的氧化物。 2.Fe(OH)2和Fe(OH)3從溶液中析出的現(xiàn)象不同，前者是白色絮狀沉淀，后者是紅褐色沉淀。而Fe(OH)2極不穩(wěn)定，易被氧化成Fe(OH)3，反應(yīng)現(xiàn)象是：白色→灰綠色→紅褐色。 若要

6、觀察到白色的Fe(OH)2沉淀，需要?jiǎng)?chuàng)造以下條件： （1）排除亞鐵鹽溶液里的Fe3+離子，以免Fe3+離子直接與OH-結(jié)合生成Fe(OH)3。 （2）盡量排除溶液中溶解的氧氣（絕對(duì)排除是辦不到的），以減慢生成的Fe(OH)2被氧化成Fe(OH)3的速度。 反應(yīng)要用新制備的亞鐵鹽溶液，并放入少量的鐵以防止Fe3+離子產(chǎn)生。亞鐵鹽溶液與堿溶液在混合前分別加熱以排除溶有的空氣，然后，把堿溶液沿著試管壁加入盛亞鐵鹽溶液的試管中，或把滴管尖嘴直接插入液面下再加入堿溶液，可觀察到白色絮狀沉淀。 三、Fe、Fe2+和Fe3+之間相互轉(zhuǎn)化及檢驗(yàn) 從Fe、Fe2+和Fe3+的結(jié)構(gòu)可知:Fe只有還原性，

7、Fe3+通常只有氧化性，F(xiàn)e2+既具有氧化性又具有還原性。上述微粒通過跟一定的氧化劑或還原劑發(fā)生氧化還原反應(yīng)，才能實(shí)現(xiàn)不同價(jià)態(tài)的鐵相互轉(zhuǎn)化，如下圖（常稱為鐵三角）： Fe Cl2 CO

8、 Fe3+ CO O2 Zn Cu2+ H2 HNO3 I-、I2、S Al KMnO4 Cl2、O2、HNO3、KMnO4、H2O2 Fe2+ Fe、Cu、I-、S2-、H2S Fe3+ （溶液為綠色） （

9、溶液為棕黃色） 1.學(xué)習(xí)鐵及其化合物的性質(zhì)要注意： (1)抓價(jià)態(tài)：從鐵元素三種價(jià)態(tài)的相互轉(zhuǎn)化(鐵三角關(guān)系)去認(rèn)識(shí)鐵及其化合物間的氧化—還原反應(yīng)規(guī)律. (2)想屬類：如鐵是一種比較活潑的過渡金屬，氧化亞鐵、氧化鐵為堿性氧化物，氫氧化亞鐵、氫氧化鐵為不溶性弱堿，氯化鐵為強(qiáng)酸弱堿鹽，由此去分析理解它們各自所具有的性質(zhì). 2.鐵元素的原子在化學(xué)反應(yīng)中，當(dāng)遇弱氧化劑(如S、H+、Cu2+、I2等)時(shí)，鐵只能失去最外層的兩個(gè)電子，而生成+2價(jià)鐵的化合物，當(dāng)遇到強(qiáng)氧化劑(如Cl2、Br2、HNO3等)時(shí)，鐵原子可以再失去次外層上的一個(gè)電子而生成+3價(jià)鐵的化合物. 3.具體反應(yīng)有： （1）F

10、e2+→Fe3+ ①2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-（在亞鐵鹽溶液中通入氯氣，溶液由淺綠色變?yōu)樽攸S色）。 ②4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O（亞鐵鹽溶液在空氣中容易變質(zhì)，如綠礬露置于空氣中則是：12FeSO4+3O2=4Fe2(SO4)3+2Fe2O3） ③3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++2H2O+NO↑ ④5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++4H2O+Mn2+ 如在FeCl2溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液由淺綠色變棕黃色，在酸性KMnO4溶液滴加FeCl2溶液，溶液由紫紅變棕黃。 ⑤2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O

11、 （2）Fe3+→Fe2+ ①2Fe3++S2+=2Fe2++S,如在FeCl3溶液中滴加適量的Na2S溶液,溶液變渾濁，濾去沉淀則濾液為淺綠色；如加入過量的Na2S溶液，，則又有黑色沉淀生成（FeS），向Fe3+溶液中通入H2S氣體的離子方程式為：2Fe2++H2S=2Fe3++2H++S↓。 ②2Fe3++SO32－+2H2O=2Fe2++SO42-+2H+ ③2Fe3++Fe=3Fe2+,在FeSO3溶液中往往要加鐵的原因是可以防止Fe2+被氧化為Fe3+。 ④2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,電路板的制作是利用FeCl3溶液與裸露的銅反應(yīng)。 ⑤2Fe3++2I－=2Fe

12、2++I2 4.Fe2+和Fe3+的檢驗(yàn) （1）Fe2+的檢驗(yàn)： 方法一：滴加KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，再滴加新制氯水，溶液立即變紅色。 方法二：滴加NaOH溶液,生成白色絮狀沉淀，該沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色。 （2）Fe3+的檢驗(yàn)： 方法一：滴加KSCN溶液或NH4SCN溶液，溶液立即變?yōu)檠t色。 方法二：滴加NaOH溶液,出現(xiàn)紅褐色沉淀。 1.Fe2+和Fe3+的相互轉(zhuǎn)化 Fe2+有還原性，高錳酸鉀、重鉻酸鉀、過氧化氫等氧化劑能把它氧化成Fe3+： MnO-4+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O +6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O