第九讲 铁及其化合物 1．了解铁及其重要化合物的主要性质及其应用。 2．以Fe2＋、Fe3＋的相互转化为例，理解变价金属元素的氧化还原反应。 3．能鉴别溶液中的Fe2＋、Fe3＋。 一、铁在周期表中位置、原子结构和物理性质 1.铁位于第 周期第 族，是过渡金属元素的代表； 2.原子结构示意图为 。 3.核外电子排布式 Fe 1s22s22p63s23p63d64s2 Fe2＋ 1s22s22p63s23p63d6 Fe3＋ 1s22s22p63s23p63d5 4.物理性质 纯铁是一种 色金属，具有能被磁铁吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。 5.自然界存在 铁是地壳中最丰富的元素之一， 在金属中仅次于铝，铁分布很广，能稳定地与其他元素结合，常以氧化物的形式存在，有赤铁矿（主要成分是 ）、磁铁矿（主要成分是 ）、褐铁矿（主要成分是 ）、菱铁矿（主要成分是 ）、黄铁矿（主要成分是 ）、钛铁矿（主要成分是FeTiO3）等 二、铁的重要化学性质 铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。 1.与O2、Cl2、S的反应 （1）与O2反应 常温下：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分是 . 点燃： （ ） （2）与Cl2反应 （不论铁的量多少，与氯气反应产物都是 ） （3）与S反应 不论铁的量多少，与硫反应产物都是 ） 2．与H2O（g）的反应 常温下，铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应， 化学方程式为 . 3.与酸的反应 (1)与非氧化性酸(如稀硫酸)： . (2)氧化性酸 ①稀硝酸 （铁与稀硝酸反应不产生H2） Fe过量： HNO3过量： ②浓硝酸：常温下 ③浓硫酸：常温下 4.与盐溶液反应 ①与CuSO4溶液： 。 ②与FeCl3溶液： 。 三、铁的冶炼 1．原料 、 、 、 ． 2．设备：高炉 3.主要化学反应方程式 (1)一氧化碳的生成： (2)铁矿石被还原： (3)石灰石的作用（造渣）： 四、铁的氧化物 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 _ (有 ) 色态 溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水 价态 ＋2 ＋3 ＋2、＋3 稳定性 不稳定 稳定 稳定 与非氧化性酸反应(H＋) 离子方程式 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋=== 2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋=== Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O 与还原剂(CO、C)反应 FexOy＋yCOxFe＋yCO2 五、铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色态 水溶性 与HCl反应 (离子方程式) 受热分解 易被氧化为Fe(OH)3，在空气中加热得到Fe2O3 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 制法 亚铁盐溶液与可溶性碱反应： Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(防止被氧化) 铁盐溶液与可溶性碱反应： Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 注意： 1.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 迅速变成 ，最后变成 ，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O === 4Fe(OH)3 2.制备Fe(OH)2常用的三种方法 有机覆盖层法 将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应 还原性气体保护法 用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀 电解法 用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯(或煤油) 六、铁三角及其应用 1．“铁三角”的转化关系 完成下列变化的离子方程式，体会Fe2＋与Fe3＋转化条件。 (1)将H2S气体通入FeCl3溶液中产生淡黄色沉淀： H2S＋2Fe3＋===S↓＋2Fe2＋＋2H＋。 (2)将FeCl3溶液滴入KI-淀粉溶液，溶液变蓝： 2I－＋2Fe3＋===I2＋2Fe2＋。 (3)用FeCl3溶液腐蚀废旧线路板上的铜箔： Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋。 (4)将H2O2滴入到酸性FeCl2溶液中： 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。 (5)将FeCl2溶液滴入到HNO3溶液中，有无色气体放出： 3Fe2＋＋NO3－＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 2.Fe3＋的水解 ①Fe3＋半径小，所带电荷多，水解能力较强。 在常温下，Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋ 在沸水中，Fe3＋＋3H2O(沸水)===Fe(OH)3( ... ...
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