内容正文:
专题08 铁铜及其及其化合物
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四周期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、ClO-等水解呈碱性的离子不能大量共存。、CO、AlO
例1 (黑龙江省哈尔滨市第三中学2019届高三第三次模拟考试)实验室用下图所示装置制备KClO溶液,再用KClO溶液与KOH、Fe(NO3)3溶液反应制备高效净水剂K2FeO4。
已知:Cl2与KOH溶液在20℃以下反应生成KClO,在较高温度下则生成KClO3;K2FeO4易溶于水、微溶于浓KOH溶液,在0℃~5℃的强碱性溶液中较稳定。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称___________,装置C中三颈瓶置于冰水浴中的目的是______________________。
(2)装置B吸收的气体是____________(写化学式),装置D的作用是____________________。
(3)装置C中得到足量KClO后,将三颈瓶上的导管取下,依次加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液,控制水浴温度为25℃,搅拌1.5 h,溶液变为紫红色(含K2FeO4),反应的离子方程式为____________________。再加入饱和KOH溶液,析出紫黑色晶体,过滤,得到K2FeO4粗产品。
(4)K2FeO4粗产品含有Fe(OH)3、K