内容正文:
第9讲 铁及其重要化合物
课程内容 1.结合真实情景中的应用实例或通过实验探究,了解铁及其重要化合物的主要性质,了解其在生产、生活中的应用。2.结合实例认识铁及其化合物性质的多样性,了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质的转化,认识物质及其转化在自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。
考点一 铁及其重要化合物的性质
1.铁
铁位于元素周期表中第4周期Ⅷ族,是一种应用最广泛的过渡金属元素;铁元素是一种典型的变价金属元素。
(1)结构
(2)铁的物理性质:银白色固体,熔点较高,具有良好的导热、导电、延展性,能被磁铁吸引。
(3)铁的化学性质:铁元素性质活泼,有较强的还原性,主要化合价为+2价和+3价。
按要求书写下列反应的方程式:
①Fe与Cl2、S反应的化学方程式:
2Fe+3Cl22FeCl3;
Fe+SFeS。
②Fe与水蒸气的反应:
3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。
③与氧化性酸(如HNO3)的反应(写离子方程式)。
Fe与过量稀HNO3的反应:
Fe+NO+4H+===Fe3++NO↑+2H2O。
Fe与少量稀HNO3的反应:
3Fe+2NO+8H+===3Fe2++2NO↑+4H2O。
④Fe与FeCl3溶液的反应(写离子方程式):
Fe+2Fe3+===3Fe2+。
2.铁的氧化物
化学式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗名
铁红
磁性氧化铁
颜色状态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体(有磁性)
溶解性
难溶于水
难溶于水
难溶于水
铁的化合价
+2
+3
+2,+3
稳定性
不稳定
稳定
稳定
与H+反应的离子方程式
FeO+2H+===Fe2++H2O
Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O
3.铁的氢氧化物
(1)Fe(OH)2是白色絮状物,易被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3,颜色由白色变为灰绿色,最后变为红褐色,方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3。
(2)Fe(OH)3是红褐色、难溶于水的固体,在空气中久置会部分失水生成铁锈(Fe2O3·xH2O),受热易分解,方程式为2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O;制取Fe(OH)3用可溶性铁盐与碱反应,离子方程式:Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓。
4.亚铁盐
(1)Fe2+的氧化性和还原性
含有Fe2+的溶液呈浅绿色,Fe2+处于铁的中间价态,既有氧化性,又有还原性,其中以还原性为主,如:遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H+)等均表现为还原性。
Fe2+的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式:2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O。
(2)可水解
Fe(OH)2是弱碱,含Fe2+的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制Fe2+的水解,加少量铁屑防止Fe2+被氧化。
5.铁盐的性质及应用
(1)氧化性:含有Fe3+的溶液呈棕黄色,Fe3+处于铁的高价态,遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现为氧化性。
①Fe3+与S2-、I-、HS-、SO等具有较强还原性的离子不能大量共存。
②Fe3+可腐蚀印刷电路板上的铜箔,反应的离子方程式为2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+。
(2)易水解:Fe(OH)3是很弱的碱,且溶度积很小,因而Fe3+极易水解,只能存在于酸性较强的溶液中。
①利用Fe3+易水解的性质,实验室可用FeCl3滴入沸水中制取氢氧化铁胶体,反应的化学方程式:FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl。
②利用Fe3+易水解的性质,工业上常用调节pH方法除去溶液中的铁离子。
③利用Fe3+易水解的性质,实验室配制氯化铁溶液,通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中,然后再稀释至所需浓度。
④Fe3+与HCO、[Al(OH)4]-、CO、ClO-等水解呈碱性的离子不能大量共存。
(1)铁位于元素周期表中第4周期ⅧB族( )
(2)铁的化学性质比较活泼,所以铁在自然界中全部以化合态存在( )
(3)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3,在少量Cl2中燃烧生成FeCl2( )
(4)Fe分别与氯气、盐酸反应得到相同的氯化物( )
(5)Fe3O4中Fe的化合价有+2价和+3价,因而Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物( )
(6)FeCl3可与铜发生置换反应( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
1.铁有+2、+3价两种价态,单质铁与________(填下列编号,下同)反应时只生成+3价铁;与______________反应时只生成+2价铁;与________反应时既生成+2价铁也生成+3价铁。
所