内容正文:
3.1 铁及其化合物
第三章 铁 金属材料
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单质 氧化物 碱 盐
FeO
Fe2O3
Fe3O4
Fe(OH)3
Fe2+
Fe
FeO42-
Fe(OH)2
Fe3+
0
+2
+3
+6
存在
游离态
化合态
陨铁
主要以+2、+3价化合物的形态存在于矿石中
地壳中元素含量:O、Si、Al、Fe
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磁铁矿 Fe3O4
陨铁
赤铁矿 Fe2O3
黄铁矿 FeS2
Fe2O3 +3CO===2Fe+3CO2
高温
菱铁矿 FeCO3
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一、铁单质
熔点:1535℃ 沸点: 2750℃ 密度:7.86g/cm3
1、结构
2、物理性质
银白色,有金属光泽
延展性、导电性、导热性、能被磁铁吸引
铁粉黑色
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一、铁单质
3、化学性质
(1)与非金属单质
铁在氧气中燃烧:3Fe + 2O2 === Fe3O4
点燃
铁在氯气中燃烧: 2Fe +3Cl2 === 2FeCl3
∆
铁与硫反应: Fe + S === FeS
∆
(2)与酸
Fe + 2H+ === Fe2+ + H2↑
常温下在H2O和O2作用下缓慢氧化生成铁锈
Al或Fe在常温下遇浓硫酸或浓硝酸时,表面生成一层氧化物保护膜,发生“钝化”
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一、铁单质
3、化学性质
Fe - 2e- → Fe2+
Fe - 3e- → Fe3+
与较强的氧化剂(如氯气等)
与较弱的氧化剂(如盐酸、硫酸铜等)
Fe + Cu2+ === Fe2+ + Cu
(3)与盐溶液
还原性
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一、铁单质
3、化学性质
(4)与水蒸气
生活经验告诉我们,铁不与冷水、热水反应。而在钢铁厂的生产中规定:炽热的铁水或钢水注入模具之前,模具必须进行充分的干燥处理,不得留有水。
炽热的铁水或钢水
不锈钢或铁制炊具
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一、铁单质
3、化学性质
(4)与水蒸气
3Fe + 4H2O(g)
Fe3O4 + 4H2
高温
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二、铁的氧化物
名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁
化学式
俗称
色态
稳定性
水溶性
与H+反应
铁红
磁性氧化铁
FeO
Fe2O3
Fe3O4
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体
难溶
稳定
稳定
FeO +2H+=Fe2++ H2O
Fe2O3 +6H+=2Fe3++ 3H2O
不稳定
6FeO + O2 === 2Fe3O4
∆
Fe3O4 +8H+=2Fe3++ Fe2++ 4H2O
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二、铁的氧化物
Fe3O4
Fe2O3做外墙涂料
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三、铁的氢氧化物
—FeCl3 溶液
—NaOH溶液
白色
灰绿色
红褐色
红褐色沉淀
4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 === 4Fe(OH)3
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化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
色态
溶解性
制备
化学稳定性
热稳定性
与酸反应
三、铁的氢氧化物
2Fe(OH)3 === Fe2O3+3H2O
∆
白色固体
红褐色固体
难溶
难溶
Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O
Fe(OH)3+3H+=== Fe3++3H2O
Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓
Fe(OH)2 === FeO+H2O(隔绝空气)
∆
4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3
稳定
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三、铁的氢氧化物
如何制备Fe(OH)2?
防氧化
溶液上面加苯或植物油液封,以隔绝空气
配制溶液的蒸馏水要煮沸,尽可能除去溶液中的溶解氧
向装置中通N2、稀有气体等排空气
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四、铁盐和亚铁盐
溶液变为血红色
Fe3+ + SCN- = Fe(SCN)3
左:向FeCl3溶液中加入几滴KSCN溶液
右:向FeCl2溶液中加入几滴KSCN溶液
无明显现象
左:向FeCl3溶液中加入过量铁粉,振荡试管,充分反应后滴入几滴KSCN溶液
右:取上层清液倒入另一支试管,再滴入几滴氯水
2Fe3+ + Fe ===3Fe2+
3Fe 2+ + Cl2 ===2Fe3++2Cl-
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四、铁盐和亚铁盐
1、鉴别区分Fe2+和Fe3+
Fe3+ Fe2+
颜色
加NaOH
特征反应
浅绿色
棕黄色
白色→灰绿色→红褐色
红褐色沉淀
加几滴KSCN溶液,溶液变为血红色
加几滴KSCN溶液,无明显现象,再加入几滴氯水,溶液变为血红色
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四、铁盐和亚铁盐
Fe2+
Fe3+
氧化剂,如C