一轮复习铁及其化合物

课时14铁及其化合物21017.10.19目前使用的大部分脱氧剂都是基于铁粉氧化反应。这种铁系脱氧剂可做成袋状，放入包装内，使氧的浓度降到0.01%。一般要求1g铁粉能和300mL的氧反应，使用时可根据包装后残存的氧气量和包装膜的透氧性选择合适的用量。【考纲解读】1、掌握铁的原子结构和化学性质，以Fe2＋、Fe3＋的相互转化为例，了解变价金属的氧化性和还原性。2、了解铁的氧化物和氢氧化物的制备和性质，掌握Fe2＋、Fe3＋的检验方法。铁原子结构示意图在周期表中位置第四周期第VIII族，属过渡元素存在游离态：少量存在于陨石中化合态：赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿等单质物理性质化学性质银白色，ρ=7.86g·cm-3，熔点1535℃纯铁抗蚀能力较强，能被磁铁吸引和磁化与非金属：Cl2O2、S、I2与酸：非氧化性酸、强氧化性酸（钝化）与盐：与水：主要化合价：+2、+33Fe+4H2O(g)===Fe3O4+4H2高温一.铁的原子结构、存在、性质Fe反应后形成的产物呈何价态？(1)氧化剂的氧化性强弱.强氧化剂Fe3＋Fe2＋FeS、I2、H＋、Cu2＋、Fe3＋等弱氧化剂H2O(g)、O2Fe2＋Fe3＋Cl2、Br2、热浓H2SO4、HNO3等注意:钢铁发生电化腐蚀时，Fe参与电极反应的产物为Fe2＋，后与OH－反应生成Fe(OH)2；因其不稳定，又转变成Fe(OH)3失去部分水变成Fe2O3·nH2O.(2)反应条件或反应物之间的量Fe＋HNO3(浓)钝化Fe＋4HNO3(过量)＝Fe(NO3)3＋2H2O＋NO↑3Fe(过量)＋8HNO3＝3Fe(NO3)2＋4H2O＋2NO↑常温要注意Fe2+是Fe3+和过量的Fe反应的产物。（3）与水的反应3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2高温对比2Na+2H2O===2NaOH+H2↑2Al+6H2O==2Al(OH)3+3H2↑二、铁的重要化合物1、铁的氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4俗称颜色、状态铁的价态水溶性稳定性铁红磁性氧化铁黑色粉末红棕色粉末黑色晶体+2+3+2、+3都不溶于水稳定稳定不稳定，在空气中加热迅速被氧化6FeO＋3O2＝＝2Fe3O4△化学式FeOFe2O3Fe3O4与非氧化性酸的反应与氧化性酸的反应用途共性FeO＋2H＋＝Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋＝2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋＝Fe2＋＋2Fe3+＋4H2O碱性氧化物碱性氧化物复杂氧化物3FeO＋10HNO3（稀）＝3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O同上3Fe3O4＋28HNO3（稀）＝9Fe(NO3)3＋NO↑＋14H2O高温时，都能被C、CO、H2、Al等还原剂还原，还原过程中铁的化合价都逐渐降低，最终生成铁。油漆、涂料、炼铁原料做磁铁、炼铁原料2、铁的氢氧化物化学式Fe(OH)2Fe(OH)3颜色状态溶解性稳定性与非氧化性酸的反应与氧化性酸的反应转化关系白色沉淀红褐色沉淀都难溶于水很不稳定，易被氧化为Fe(OH)32Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O△Fe(OH)3＋3H＋＝Fe3＋＋3H2OFe(OH)2＋2H＋＝Fe2＋＋2H2O3Fe(OH)2＋10HNO3(稀)＝3Fe(NO3)3＋NO↑＋8H2O同上4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3制备原理：思考：如何制取铁的氢氧化物？由对应的可溶性盐与可溶性碱反应制取实验一：向盛有FeCl3溶液的试管中滴加NaOH溶液，观察发生的现象。实验二：向新制FeSO4溶液中，滴入经煮沸的NaOH溶液，胶头滴管尖端伸入溶液下面，轻轻挤出NaOH溶液，观察发生的现象。Fe3＋＋3OH－＝Fe(OH)3↓（红褐色）Fe2＋＋2OH－＝Fe(OH)2↓（白色）4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3灰白色-灰绿色-红褐色沉淀思考：1、实验中为什么要用新制的硫酸亚铁溶液?2、实验中为什么滴入经煮沸的NaOH溶液?3、实验中为什么要将滴管尖端插入试管里溶液底部，慢慢挤出NaOH溶液?4、还可以采用什么方法和措施以保证制得氢氧化亚铁?2、用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。方法一：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。（1）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入。（2）除去蒸馏水中溶解的O2常采用的方法。（3）生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是:。稀H2SO4和铁屑煮沸避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。（1）在试管Ⅰ里加入的试剂是。（2）在试管Ⅱ里加入的试剂是。（3）为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是：。（4）这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是：。稀H2SO4和铁屑NaOH溶液检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度。当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入。小结：（1）亚铁盐的性质①Fe2＋的溶液通常显浅绿色，主要表现还原性。②亚铁盐溶液在空气中易被O2氧化而变质，故保存时要加少量铁屑，防止其氧化，加少量相应的酸，抑制水解。③亚铁盐溶液与可溶性碱反应，生成Fe(OH)2。2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O3Fe2＋＋NO3－＋4H＋＝3Fe3＋＋NO↑＋2H2O3Fe2＋＋2NH3·H2O＝3Fe(OH)2↓＋2NH4＋三.亚铁盐和铁盐（2）铁盐的性质①Fe3＋的溶液通常显棕黄色，主要表现氧化性。②因Fe3＋易水解，FeCl3等固体还易潮解，故其固体应密封保存。配制溶液时应将铁盐溶于少量相应的酸中，再加水稀释，以抑制其水解。③铁盐溶液与KSCN溶液反应，溶液变成红色。2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋2Fe3＋＋H2S＝2Fe2＋＋S↓＋2H＋2Fe3＋＋2I－＝2Fe2＋＋I22Fe3＋＋3SCN－＝Fe（SCN）3四、铁三角铁三角FeFe2+Fe3+123456强氧化剂：Cl2、Br2、HNO3等Zn、CO、Al等五、Fe2＋和Fe3＋的检验方法鉴别方法Fe2＋Fe3＋直接观色显色反应与KSCN与苯酚利用Fe3+的氧化性利用沉淀反应与OH－作用浅绿色棕黄色血红色不显紫色显紫色无明显现象Cu被腐蚀溶液变绿色与铜片与淀粉KI试纸试纸不变蓝试纸变蓝色白色沉淀迅速变灰绿色最后呈红褐色立即产生红褐色沉淀不显红色。若再通Cl2，则变血红色六、铁的冶炼原料:设备:炼铁高炉（简称高炉）原理：用还原剂将铁矿石中铁元素还原为单质铁矿石、焦碳、空气、石灰石等反应：C＋O2＝＝CO2（放出大量的热）点燃CO2＋C＝＝CO（制备还原剂）高温3CO＋Fe2O3＝＝2Fe＋3CO2高温CaCO3＝＝CaO＋CO2↑高温SiO2＋CaO＝＝CaSiO3(炉渣的主要成分)高温产品：生铁（含碳2%--4.5%）