铁和铁的化合物知识点总结
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铁和铁的化合物知识点总结-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
铁和铁的化合物知识点总结
[重点内容讲析]铁位于元素周期表中第4周期,第Ⅷ族,其原子结构示意图为:
其失电子情况: Fe-2e-→Fe2+或Fe-3e-→Fe3+。
因而铁是中等活动性的金属,具有可变化合价(+2或+3),在学习中,要牢牢抓住铁的变价特征。
铁及其重要化合物的转化关系:
一、铁的单质化学性质
铁是比较活泼的金属,当铁跟弱氧化剂反应时:Fe-2e-=Fe2+;当跟强氧化剂反应时:Fe-3e-=Fe3+。
1.铁跟氧气等其它非金属单质的反应:
3Fe+2O2Fe3O4 (一定要注意产物)
2Fe+3Cl22FeCl3 2Fe+3Br2=2FeBr3
Fe+I2=FeI2 Fe+S FeS 3Fe+C Fe3C
2.铁跟水的反应:2Fe+4H2O Fe3O4+4H2↑(注意产物也是Fe3O4)在此也可以有意识地总结金属与水反应的基本规律。
3.铁跟酸的反应:
①与非氧化性酸:Fe+2H+=Fe2++H2↑
②与强氧化性酸:Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
铁和冷浓硝酸、冷浓H2SO4发生钝化,但在加热条件下,钝化作用立即遭到破坏:Fe+6HNO3(浓)Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2↑
+3H2O
4.铁和某些盐溶液的作用:
Fe+Cu2+=Fe2++Cu Fe+2Fe3+=3Fe2+
这些反应在除杂、鉴别等方面都有一定作用,要理论联系实际,领会和理解反应实质。
二、铁的氧化物
铁的氧化物FeO Fe3O4Fe2O3
铁的化合价+2价+2价(1/3),+3价(2/3)+3价
俗称——磁性氧化铁铁红
状态和颜色黑色固体黑色晶体红棕色固体
与H2O的关系不反应,不溶解
与非氧化性酸的反应FeO+2H+=Fe2++H2O Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O 氧化性高温下被CO、H2、Al、C、Si等还原
还原性被热空气氧化成Fe3O4等可被氧化性酸、盐等氧化一般不再被氧化
主要用途——炼铁炼铁、作热剂、颜料
说明
Fe3O4可以看作由FeO、Fe2O3所组成的化合物,其中是Fe2+,是Fe3+
三、铁的氢氧化物
1.Fe(OH)2可由易溶性的亚铁盐跟碱溶液起反应制得。Fe(OH)2为白色絮状沉淀,易被空气中O2迅速氧化成Fe(OH)3。因此,白色絮状沉淀能迅速变成灰绿色,最终变成红褐色。
Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
制备时:
(1)要将滴管口插入硫酸亚铁液面下,再滴入NaOH溶液;
(2)配液时可用加热的方法尽可能除去溶解氧;
(3)可在液面加少许汽油或苯等有机溶剂,以隔绝空气。
2.Fe(OH)3可由易溶性的铁盐跟碱液起反应制得。Fe(OH)3为红褐色沉淀,可溶于强酸,受热易分解。
Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓,Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O,2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O
四、“铁三角”关系:
1.
这三种转化是在有氧化剂的条件下进行的。
①Fe→Fe2+需要较弱的氧化剂,如S、Cu2+、Fe3+、H+(稀H2SO4、盐酸)等。
②Fe→Fe3+和Fe2+→Fe3+需要强的氧化剂:
实现Fe→Fe3+,可选用Cl2、Br2、浓H2SO4(足量)、HNO3(足量)、KMnO4等强氧化剂。注意在用浓H2SO4或浓HNO3反应时,需加热,否则Fe钝化。
实现Fe2+→Fe3+可选用O2、Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4、KMnO4(H+)溶液等。
(注意Cl2与FeBr2溶液反应情况:①若Cl2通入FeBr2溶液,Cl2不足时,
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;
②Cl2足量时,2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-。)
2.
这三种转化是在有还原剂存在的条件下进行的。
①Fe2+→Fe,可选用的还原剂为在金属活动性顺序表中排在铁前的金属(如Zn、Al等),或者用碳、CO、H2等。K、Ca、Na等活泼金属在溶液中不能完成此转化,因为它们在水溶液中先与水反应。
②Fe3+→Fe,需用H2、CO、Al等强还原剂。如炼铁:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,铝热反应:Fe2O3+2Al Al2O3+2Fe。
③Fe3+→Fe2+,实现此转化可选用的还原剂如Zn、Fe、Al、Cu、H2S(或S2-)、I-、SO32-等。
Fe+2Fe3+=3Fe2+,2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+(铁盐腐蚀印刷电路板),
2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+,
2Fe3++2I-=I2+2Fe2+。
注意:Fe3+S↓,Fe2+无变化。
五、重点化学实验现象:
(注意这些反应的化学方程式和离子方程式)
六、Fe2+、Fe3+的鉴别常用方法:
七、1、KSCN法:加入KSCN或其他可溶性硫氰化物溶液,呈血红色的是Fe3+溶液,而Fe2+的溶液无此现象。这是鉴别时最常用、最灵敏的方法。Fe3++SCN-=[Fe(SCN)]2+。
八、
九、2.碱液法:取两种溶液分别通入NH3或加入氨水或碱液,生成红褐色沉淀的是Fe3+的溶液,生成白色沉淀并迅速变为灰绿色,最后变成红褐色沉淀的是Fe2+的溶液。沉淀颜色变化原因为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
十、
十一、3.H2S法:通入H2S气体或加入氢硫酸,有浅黄沉淀析出的是Fe3+溶液,而Fe2+溶液不反应。
十二、
十三、4.淀粉KI试纸法:能使淀粉KI试纸变蓝的是Fe3+溶液,Fe2+溶液无此现象。
十四、
十五、5.KMnO4法:分别加入少量KMnO4(H+)溶液,振荡,能使KMnO4溶液褪色的是Fe2+溶液,不褪色的是Fe3+溶液。
[典型例题]例1.在含ng HNO3的稀溶液里加mg铁粉,铁完全溶。假设有g HNO3被还原,则n∶m可能是:()
A、1∶1
B、2∶1
C、3∶1
D、9∶2
分析:本题是一道需讨论计算的选择题。要满足题目中所给条件,有三种情况:
①Fe足量全部生成Fe(NO3)2,则:3Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O, =3