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鐵和鐵的化合物 一 鐵的單質(zhì) 1 位置和結(jié)構(gòu) 2 物理性質(zhì) 純凈的鐵是光亮的銀白色金屬 密度7 86g cm3 熔沸點(diǎn)較高 抗腐蝕力強(qiáng) 有較好的導(dǎo)電 傳熱性 有較好的延展性 鐵能被磁體吸引 3 化學(xué)性質(zhì) 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(yīng) 鐵與非氧化性酸反應(yīng) 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(yīng) 但不會產(chǎn)生H2 1 Fe S 2 Fe O2 3 Fe Cl2 1 與非金屬的反應(yīng) 3 與水反應(yīng) 4 與鹽的反應(yīng) Fe Cu2 Fe Fe3 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(yīng) FeO 2H Fe2 H2O Fe3O4 8H 2Fe3 Fe2 4H2O Fe2O3 6H 2Fe3 3H2O 特例 遇還原性強(qiáng)的酸 如HI Fe3 會還原為Fe2 遇氧化性強(qiáng)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(xué)性質(zhì) 1 易溶于酸 Fe OH 3 3H Fe3 3H2O 注意還原性強(qiáng)的酸 制備 Fe3 3OH Fe OH 3 氫氧化亞鐵 Fe OH 2 白色固體 不溶于水 化學(xué)性質(zhì) 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(qiáng)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(yīng)密封保存 配制溶液時應(yīng)加鐵粉和少量相應(yīng)的酸 Fe3 鹽 FeCl3易潮解 需密閉保存 Fe3 易水解 配制溶液時應(yīng)將Fe3 鹽溶于相應(yīng)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(qiáng)氧化劑 立刻出現(xiàn)紅色 2Fe2 Cl2 2Fe3 2Cl Fe Fe Fe 鐵三角 O2Cl2Br2HNO3H2O2Na2O2MnO4 H Fe3 H Cu2 Ag I2S Cl2Br2HNO3濃H2SO4 CCOSiAlMn AlZnH2CCO FeCuS2 H2SSO32 SO2I HI 鐵與較弱的氧化劑反應(yīng) 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(zhì)反應(yīng)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(qiáng)氧化劑反應(yīng)時 如 Cl2 Br2 HNO3 熱濃H2SO4等反應(yīng)時 均可生成 3價鐵的化合物 FeFe 2Fe 3CO2 Fe Fe Fe2 具有還原性 當(dāng)遇到強(qiáng)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 2H2O 2Fe2 H2O2 2H 2Fe3 2H2O 2FeBr2 3Cl2 足量 6FeCl2 3Br2 4Fe2 O2 4H 6FeBr2 3Cl2 少量 2FeCl3 4FeBr3 使溴水褪色 Fe Fe 當(dāng)Fe3 遇到強(qiáng)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(yīng)的計算和討論 涉及的物質(zhì)一般有Fe2 Fe3 Cu2 Fe Cu 涉及的主要反應(yīng) 關(guān)鍵 判斷反應(yīng)的先后順序 氧化性Fe3 Cu2 還原性Fe Cu 1 從反應(yīng)后不溶物的成分來看溶液中的成分及含量 設(shè)Fe3 Cu2 Fe Cu amol bmol cmol dmol 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(zhì)的量為 3 2a 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(zhì)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(guān)系 討論 2 從反應(yīng)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(yīng)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Fe3 的量之間的關(guān)系 討論 3 若溶液中只有Fe2 則反應(yīng)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(yīng)后 溶液中一定有的陽離子是 如果反應(yīng)后有固體剩余 則溶液中一定無 一定有 如果反應(yīng)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(yīng)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的混合物投入250mL2mol L的硝酸中 固體完全溶解后 生成1 12L 標(biāo)準(zhǔn)狀況 NO HNO3的還原產(chǎn)物僅此一種 再向反應(yīng)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(zhì)的量之比為4 1 則反應(yīng)物中Fe2O3 Fe H2SO4的物質(zhì)的量之比為 向一定量的FeO Fe Fe3O4的混合物種加入100mL1mol L的鹽酸 恰好使混合物完全溶解 放出224mL 標(biāo)準(zhǔn)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在高溫下還原相同質(zhì)量的此混合物 能得到鐵的質(zhì)量是 專題二 鐵與稀硝酸的反應(yīng) Fe 4HNO3 Fe NO3 3 NO 2H2O 3Fe 8HNO3 3Fe NO3 2 2NO 4H2O 設(shè)n Fe n HNO3 a 則 a 時 按 進(jìn)行 a 3 8時 按 進(jìn)行 a 3 8時 都有 可認(rèn)為是 反應(yīng)后Fe過量 Fe 2Fe NO3 3 3Fe NO3 2 例鐵在熱的稀HNO3中反應(yīng) 其主要還原產(chǎn)物為N2O 而在冷的稀HNO3中反應(yīng) 其主要還原產(chǎn)物為NO 當(dāng)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(shè)在任一產(chǎn)生的曲線段內(nèi)只有一種還原產(chǎn)物 試配平由b點(diǎn)到c點(diǎn)時反應(yīng)的化學(xué)方程式 Fe HNO3 Fe NO3 3 H2O 830 83NH4NO39 2 判斷從0點(diǎn)到a點(diǎn)時的還原產(chǎn)物應(yīng)為 3 從a點(diǎn)到b點(diǎn)時產(chǎn)生還原產(chǎn)物為 其原因是 4 已知到達(dá)d點(diǎn)時反應(yīng)完全結(jié)束 此時溶液中的主要陽離子為 分析投入金屬鐵的物質(zhì)的量之比n Fe c n Fe d NO N2O a后溫度升高 Fe2 和NH4 n Fe3 n Fe2 2 3 銅單質(zhì)的性質(zhì) 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(zhì)穩(wěn)定 在潮濕的空氣里或高溫下能與多物質(zhì)發(fā)生反應(yīng) 1 與非金屬反應(yīng) 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(lán)色 S 2Cu S Cu2S 黑色物質(zhì) 2 與某些鹽溶液反應(yīng) 置換反應(yīng) Cu Hg NO3 2 Cu NO3 2 Hg 其他氧化 還原反應(yīng) Cu 2FeCl3 2FeCl2 CuCl2 銅的氧化物 1 CuO 黑色不溶于水的固體 與H 反應(yīng) CuO 2H Cu2 H2O 2 Cu2O 磚紅色不溶于水的固體 與H 反應(yīng) Cu2O 2H Cu2 H2O Cu 已知NaHS MgSO4 NaHSO3組成的混和物中 硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a 則混和物中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為Aa B2a C1 0 0175aD1 0 0075a C 例 向20mL2mol LAlCl3溶液中 加入30mL燒堿溶液 充分反應(yīng)后 得0 78g沉淀 求燒堿溶液的物質(zhì)的量濃度是多少 1 Al3 過量 Al3 3OH Al OH 3 3mol 78g 0 03c 0 78g c 1mol L 2 Al OH 3部分溶解 Al3 3OH Al OH 3 1mol 3mol 78g 0 04mol xmol yg x 0 12moly 3 12g Al OH 3 OH AlO2 2H2O 78g 1mol 3 12 0 78 g nmol c 5mol L 例 有鎂 鋁混合粉末10 2g 將它溶于500mL4mol L的鹽酸里 若要使沉淀質(zhì)量達(dá)到最大值 則需要加入2mol 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(dāng)明礬為1mol時 試在圖中畫出生成的每種沉淀物質(zhì)的量隨Ba OH 2物質(zhì)的量變化的曲線 表明化學(xué)式 2 當(dāng)向體積為a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(dāng)b滿足時 沉淀的總物質(zhì)量最大 當(dāng)b滿足時 氫氧化鋁的物質(zhì)量最小 3 若向含mmolKAl SO4 2的溶液中加入含nmolBa 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(zhì)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(yīng)后過濾得濾渣c(diǎn)g 若a b c 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(zhì)的量的CuSO4 FeCl3和Zn置于水中充分反應(yīng)后 反應(yīng)器中所得混合物除了SO42 和Cl 外 還含有哪些