Fe及其化合物.

第三章金属及其化合物铁一、存在形式化合态、游离态（陨铁）二、铁的物理性质Fe:银白色固体，重金属，纯铁质软，能被磁铁吸引。在日常生活中见到的通常不是纯铁，一般都是含有碳和其它元素的合金，因而使它的熔点显著降低，抗蚀力也减弱。三、铁的化学性质1、与非金属单质的反应（1）与氧气反应•铁丝在潮湿的空气中生锈•铁丝在氧气中燃烧4Fe＋3O2=2Fe2O33Fe＋2O2=Fe3O4点燃（2）与其他非金属反应2、与水的反应2Fe＋3Cl2=2FeCl3点燃铁和水蒸气反应Fe+S=FeS3Fe＋4H2O(g)＝Fe3O4＋4H2高温3、与酸反应Fe＋2H+＝Fe2+＋H2↑常温下，Fe、Al可被浓硝酸、浓硫酸钝化——在铁、铝表面形成一层致密的保护膜，阻止了内部金属的进一步氧化。因此，可用铁制容器或铝制容器盛放浓硫酸和浓硝酸。4、盐溶液反应Fe＋Cu2+＝Fe2+＋Cu小结：金属的化学性质一.金属与氧气的反应4Al+3O2=2Al2O32Na+O2=Na2O23Fe+2O2点燃Fe3O4二.金属与稀盐酸、稀硫酸反应（置换反应）Zn+2H+=Zn2++H2↑Mg+2H+=Mg2++H2↑Fe+2H+=Fe2++H2↑三.金属与某些化合物溶液反应（置换反应）Cu+2Ag+=Cu2++2Ag2Al+3Cu2+=2Al3++3CuFe＋Cu2+＝Fe2+＋Cu四、铁的用途•建筑•桥梁•器械•车辆、飞机、舰艇•生活用具五、铁的重要化合物1.氧化物FeOFe2O3(铁红)Fe3O4（磁性氧化铁）物性与H+反应还原性氧化性黑色粉末难溶于水FeO+2H+=Fe2++H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2OFe3O4+8H+=Fe2+2Fe3++4H2O红棕色粉末难溶于水黑色晶体难溶于水Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2加热FeO+H2=Fe+H2O加热3Fe3O4+8Al=9Fe+4Al2O3加热有还原性无还原性FeO•Fe2O3有还原性实验：在FeCl3、FeSO4分别加入NaOH溶液FeCl3FeSO4加入NaOH溶液产生的现象化学方程式产生红褐色的沉淀先有灰白色的沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3+3NaClFeSO4+2NaOH=Fe(OH)2+Na2SO44Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3物理性质化学性质与酸不稳定性转化制法2.氢氧化物红褐色、不溶于水固体白色、不溶于水固体Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2OFe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O加热Fe(OH)2=FeO+H2O(隔绝空气)加热4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓3.亚铁盐和铁盐（1）Fe3+离子的检验向FeCl3和FeCl2溶液中分别加入KSCN溶液滴入KSCN溶液FeCl3溶液FeCl2溶液溶液呈血红色溶液颜色无变化交流和讨论:有哪些方法可以签别FeCl3溶液和FeCl2溶液（2）Fe3+离子的氧化性及Fe2+的还原性实验1:在FeCl3溶液中加入Fe粉，振荡。2FeCl3+Fe==3FeCl2反应方程式：请写出该反应的离子方程式2Fe3++Fe==3Fe2+Fe3+也能与Cu、I-反应，请写出方程式。（氧化剂）（还原剂）工业应用：印刷线路版操作程序：复合铜板——制作线路——涂保护层——腐蚀铜版——清洗得线路版实验2：在以上所得到的FeCl2和KSCN的混合溶液中，滴加氯水(Cl2)现象：溶液变成血红色结论：原溶液中的Fe2+转变成Fe3+反应方程式：2FeCl2+Cl2==2FeCl3氧化剂还原剂总结：还原剂+氧化剂(Cl2等)+还原剂(Fe等)氧化剂Fe2+Fe3+思考：O2、H2O2、MnO4-是否氧化Fe2+？小结1：①判断溶液中有Fe3+的依据是：——与KSCN混合溶液呈红色——与NaOH溶液混合产生红褐色沉淀②判断溶液中有Fe2+的依据是：——加KSCN溶液无明显现象，再加氯水溶液呈红色——与NaOH溶液混合产生白色沉淀→灰绿色→红褐色Fe2+Fe小结2：Fe、Fe2+、Fe3+相互转变Fe3+氧化剂：O2、Cl2、Br2等还原剂：S2-、I-、SO32-、Cu、Fe小常识：铁是人体必需的微量元素之一，成人体内约含有3~5g的铁。70%以上的铁结合在血红蛋白中，具有携氧的功能。当人体内的铁含量过少时就会引起缺铁性贫血。治疗方法之一就是口服铁剂（亚铁化合物，如：硫酸亚铁，琥珀酸亚铁等）。思考：如何检测长期放置的抗贫血药（主要成分：琥珀酸亚铁）是否已变质？磨碎——溶解——取上层清液——检测是否含Fe3+科学探究：铝盐和铁盐的净水作用不加试剂加入明矾加入硫酸铁溶液2min5min无明显变化有明显沉降溶液半透明有明显沉降溶液半透明沉淀沉在底部溶液接近透明沉淀沉在底部溶液接近透明浑浊，略有沉降明矾和硫酸铁溶液可以和悬浮于水中的泥沙形成絮状不溶物沉降下来，使水澄清，可用做净水剂结论硫酸铝钾——KAl(SO4)2明矾晶体：十二水合硫酸铝钾：KAl(SO4)2·12H2O明矾为无色晶体，易溶于水，溶于水时发生水解反应，其水溶液显酸性。常用作净水剂KAl(SO4)2＝K++Al3++2SO42-Al3++3H2OAl(OH)3＋3H+具有吸附性由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的化合物（复盐）。①金属与水反应的难易。与水反应越容易，反应越剧烈，金属越活泼。比较金属活动性强弱有哪些实验方法？②金属与酸反应的难易。与酸反应产生H2越容易，反应越剧烈，金属越活泼。③金属之间的置换反应。练习：1.除去FeCl2溶液中的少量FeCl3，可加入，除去FeCl3溶液中的少量FeCl2，可加入，除去FeCl2溶液中的少量CuCl2，可加入。2.下列各组离子在溶液中能大量共存的是（）（A）Fe3+、Br-、I-、NH4+（B）Fe2+、NO3-、Cl-、H+（C）Fe2+、SO42-、H+、MnO4-（D）Fe3+、H+、SO42-、Cl-D铁粉氯水铁粉3.在CuCl2、FeCl3混合溶液中加入铁屑，反应结束后滤出固体。滤液中存在的金属阳离子可能是。（1）若滤出固体为铁和铜的混合物，（2）若滤出固体为铜，则溶液中阳离子为Fe2+，则溶液中阳离子为Fe2+（铁恰好与溶液中的Fe3+、Cu2+完全反应），或Fe2+和Cu2+（铁与溶液中的Fe3+反应后，与部分Cu2+反应）。4.在烧制砖瓦时，用粘土做成的坯经过焙烧后，铁的化合物转化成而制得红色砖瓦；若烘热后期从窑顶向下慢慢浇水，窑内会产生大量的＿＿＿＿气体，它们把该红色物质还原成黑色的化合物是，同时还原未烧的碳得青色砖瓦。Fe2O3CO、H2FeO和Fe3O45.在CuO和Fe粉的混合物中，加入一定量的稀硫酸，并微热，当反应停止后，滤出不溶物，并向滤液中插入一枚铁钉，发现铁钉并无任何变化。根据上述现象，确定下面结论正确的是（）A.不溶物一定是CuB.不溶物一定含铜，但不一定含铁C.不溶物一定是FeD.滤液中一定含有Fe2+，但不一定含有Cu2+B3Fe＋4H2O(g)＝Fe3O4＋4H2高温视频在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应，可以得到铁的氧化物，该氧化物又可以经过此反应的逆反应，生成颗粒很细的铁粉，这种铁粉具有很高的反应活性，在空气中受撞击或受热时会燃烧，所以俗称“引火铁”，请分别用下图中示意的两套仪器装置，制取上速铁的氧化物和“引火铁”，实验中必须使用普通铁粉、6molL-1盐酸，其它试剂自选（装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去）。填写下列空白：（1）实验进行时试管A中应加入的试剂是；烧瓶B的作用是；烧瓶C的作用是；在试管D中收集得到的是；（2）实验时，U型管G中应加入的试剂是；分液漏斗H中应加入；（3）两套装置中，在实验时需要加热的仪器是（填该仪器对应字母动手动脑：请用FeCl3溶液和以下还原性的物质：KI溶液、Cu丝，选择有关仪器，设计实验方案，实现Fe3+向Fe2+的转化。（1）KI溶液2Fe3++2I-=2Fe2++I2（2）铜丝2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+工业应用：印刷线路版操作程序：复合铜板——制作线路——涂保护层——腐蚀铜版——清洗得线路版