铁教案

第四节铁及其化合物

一、铁

1、铁在周期表中的位置及结构

铁位于第四周期第Ⅷ族，原子结构示意图为

Fe―2e―＝Fe2+Fe―3e―＝Fe3+

2、物理性质

银白色光泽、密度大，熔沸点高，延展性、导电、导热性较好、能被磁铁吸引。

[思考]：纯铁抗蚀能力特别强，而我们常见的铁并非如此，为什么？

3、化学性质

铁是较活泼的金属，常显+2、+3价，且Fe3+比Fe2+稳定。

（1）与非金属反应

3Fe+2O2Fe3O42Fe+3Cl22FeCl3Fe+S FeS

（2）与水反应

铁在加热至红热时能与水蒸气发生反应。

3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2

常温下，铁与水不起反应，但在水和空气里O2、CO2等共同作用下，铁易被腐蚀。

（3）与酸反应

非氧化性酸：Fe+2H+=Fe2++H2↑

氧化性酸：常温下，铁遇浓硫酸、浓硝酸会钝化，加热条件下可发生氧化还原反应。

Fe+4HNO3（过量）=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O

3Fe（过量）+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O

Fe+6HNO3（浓）Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O

[例1]2.8g铁与160mL1mol/L稀硝酸作用放出NO气体，反应中HNO3共得到电子mol （4）与盐溶液反应

Fe+Cu2+=Fe2++Cu

[例2]把金属铁加入含FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合液中充分反应后过滤，滤出不溶物有铜，则滤液中肯定有阳离子，肯定不存在阳离子，可能有阳离子（若铁过量呢？）

二、铁的重要化合物

1、铁的氧化物

名称氧化亚铁氧化铁四氧化三铁

化学式FeO Fe2O3Fe3O4

价态+2 +3 +2、+3

俗名铁红磁性氧化铁名称氧化亚铁氧化铁四氧化三铁色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体溶解性不溶于水

与HCl反应①②③

与HNO3反应④⑤⑥

与HI反应⑦⑧⑨

特性不稳定。在空气中

加热，易被氧化成

四氧化三铁。

用作油漆的颜料等具有磁性

①FeO+2H+==Fe2++H2O

②Fe2O3+6H+==2Fe3+ + 3H2O

③Fe3O4+8H+==Fe2+ +2Fe3+ +4H2O

④3FeO+10HNO3==3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O

⑤Fe2O3+6H+==2Fe3+ + 3H2O

⑥3Fe3O4+28HNO3==9Fe(NO3)3+NO↑+14H2O

⑦FeO+2H+==Fe2++H2O

⑧Fe2O3+6HI==2FeI2+I2+3H2O

⑨Fe3O4+8HI==3FeI2+I2+4H2O

2、铁的氢氧化物

名称氢氧化亚铁氢氧化铁

化学式Fe(OH)2Fe(OH)3

色态白色固体红褐色固体

溶解性难溶于水难溶于水

与HCl反应Fe(OH)2+2H+=Fe2++ 2H2O Fe(OH)3+3H+=Fe3++ 3H2O

热稳定性

无O2条件下，生成FeO

4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3

白色→灰绿色→红褐色

2Fe(OH)3==Fe2O3 + 3H2O

制备Fe2++ 2OH－==Fe(OH)2↓Fe3++ 3OH－==Fe(OH)3↓

[例3](1)配制FeSO4溶液时，需加入和，其作用分别是、。

(2)制取Fe(OH)2时，为什么要用新制的FeSO4溶液？为什么要将吸有NaOH溶液的胶头滴管插入液面以下？

(3)烧过菜的铁锅未及时洗干净（残液中含NaCl），第二天便出现红棕色锈斑[Fe(OH)3失水的产物]，试用有关的电极反应式和化学方程式表示Fe(OH)3的生成过程3、铁的三种价态之间的相互转化

（1）Fe→Fe（Ⅲ）

需加入强氧化剂，如：Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4等；

（2）Fe→Fe（Ⅱ）

需加入弱氧化剂，如：Fe3+、Cu2+、S、I2、H+等；

（3）Fe（Ⅱ）→Fe（Ⅲ）

需加入氧化剂，如：Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4、O2、H2O2、KMnO4/H+等；

（4）Fe（Ⅲ）→Fe（Ⅱ）

需加入还原剂，如：I－（HI）、S2－（H2S）、SO2、Fe、Cu等；

（5）Fe（Ⅲ）、Fe（Ⅱ）→Fe

需加入还原剂，如：Al、C、CO、H2、Zn等

4、Fe2+和Fe3+的检验

（1）、观察法：其溶液呈棕黄色者是Fe3+，呈浅绿色者是Fe2+

（2）、H2S法：通入H2S气体或加入氢硫酸，有浅黄色沉淀析出者是Fe3+，无明显变化的是Fe2+。

（3）、KSCN法：加入KSCN或其它可溶性硫氰化物溶液，呈血红色者是Fe3+，无明显变化的是Fe2+。Fe3++ 3SCN－= Fe(SCN)3

（4）、苯酚法：加入苯酚溶液，呈紫者是Fe3+，无明显变化的是Fe2+。

Fe3++6C6H5OH →[Fe(C6H5O)6]3-+ 6H+

（5）、碱液法：分别通入氨气或加入氨水或碱液，生成红褐色沉淀者是Fe3+，生成白色沉淀，并变为灰绿色，最终变成红褐色者是Fe2+。

（6）、淀粉KI试纸法：能使淀粉KI试纸变蓝者Fe3+，无明显变化的是Fe2+。

2Fe3+ + 2I－= 2Fe2+ + I2

（7）、铜片法：分别加入铜片，铜片溶解且溶液变为蓝色者是Fe3+，无明显变化的是Fe2+。Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+

（8）、KMnO4法：分别加入少量酸性KMnO4溶液，能使KMnO4溶液的紫红色变浅的是