内容正文:
专题06 铁、铝及其化合物 金属材料
考点01铁的性质
考点02铁的氧化物和氢氧化物
考点03亚铁盐、铁盐、高铁酸盐
考点04 Fe2+、Fe3+的检验和除杂
考点05铁及其化合物的转化关系
考点06铝及其化合物
考点07合金
01铁的性质
常见价态
+2、+3(还有+6)
物理性质
纯净的铁是光亮的白色金属,有良好的导电性、传热性,延展性,能被磁铁吸引
与单质的反应
O2
3Fe+2O2Fe3O4
Cl2
2Fe+3Cl2FeCl3(无论Fe的量多少,产物都是FeCl3)
S
Fe+SFeS
I2
Fe+I2FeI2(产物不是FeI3)
与H2O反应
3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2(产物是Fe3O4不是Fe2O3)
与非氧化性酸(HCl、H2SO4)
Fe+2H+=Fe2++H2↑
与氧化性酸反应
稀HNO3
3Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
浓HNO3、浓硫酸
常温下,浓硫酸与浓硝酸与铁在常温下发生中钝化。实质是强氧化性的酸使铁、铝的表面生成一层致密的氧化膜,阻止了内部金属与酸继续反应。
与盐溶液反应
发生置换反应:Fe+Cu2+=Fe2++Cu
与FeCl3溶液反应,离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+
02铁的氧化物和氢氧化物
1.铁的氧化物
氧化物
氧化亚铁
三氧化二铁
四氧化三铁
俗名
————
铁红
磁性氧化铁
金属价态
+2
+3
+2、+3
物理性质
色态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体
溶解性
都难溶于水
化学性质
HCl
FeO+2H+=Fe2++H2O
Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O
稀HNO3
3FeO+4H++NO3-
=3Fe3++NO↑+2H2O
Fe2O3+6H+=Fe3++3H2O
————
还原剂
FeO+H2Fe+H2O
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
3Fe3O4+8Al4Al2O3+9Fe
用途
————
颜料
磁性材料
2.铁的氢氧化物
化学式
Fe(OH)2
Fe(OH)3
颜色状态
白色固体
红褐色固体
与盐酸反应
Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O
Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O
受热分解
-
2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O
制备
可溶性亚铁盐与碱溶液反应:
Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓
可溶性铁盐与碱溶液反应:
Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
二者的关系
在空气中,Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3,现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,反应的化学方程式为
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
3.Fe(OH)2的制备
成功关键
①溶液中不含Fe3+和O2等氧化性物质
②制备过程中,保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中
制备方法
方法
装置
说明
隔绝空气
用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备
氢气氛围中
先打开止水夹,生成的氢气排尽装置中的空气,关闭止水夹,生成的硫酸亚铁被压入氢氧化钠溶液
4.实验室制备Fe(OH)2装置的改进
改进后装置①优点:
配制溶液的蒸馏水煮沸,除去溶解的氧气,然后用苯液封,防止空气溶解,装有NaOH溶液的滴管插入液面下慢慢挤出溶液,这些操作均能防止Fe(OH)2与氧气接触,避免其被氧化,因此能较长时间观察到白色沉淀。
装置②优点:
铁粉与稀硫酸反应生成的氢气排除了装置内的空气,同时试管内剩余的氢气起到保护气的作用,防止了Fe(OH)2与氧气接触,避免其被氧化,因此能较长时间观察到白色沉淀。
【疑难点拨】
1.在制备Fe(OH)2时,为什么要用新制的FeSO4溶液并将吸有NaOH溶液的胶头滴管尖嘴插入液面以下?
用新制的FeSO4溶液为了防止Fe2+被氧化成Fe3+;滴管尖嘴插入液面以下是为了防止生成的Fe(OH)2与O2接触而被氧化。
2.在实验中,若想长时间观察到生成的白色Fe(OH)2沉淀,除使用新制FeSO4溶液外,还应创造一个怎样的反应环境?
因为Fe(OH)2易被氧气氧化而发生颜色变化,故应尽可能创造无氧环境以防止Fe(OH)2被氧化。
03 亚铁盐、铁盐、高铁酸盐
亚铁盐
Fe2+既有氧化性,又有还原性,以还原性为主,能被Cl2、Br2、O2、H2O2、ClO-、NO(H+)、MnO(H+)、Cr2O(H+)等氧化
铁盐
Fe3+主要表现