铁和铁的化合物
[铁]
(1)铁在地壳中的含量:铁在地壳中的含量居第四位,仅次于氧、硅和铝.
(2)铁元素的原子结构:铁的原子序数为26,位于元素周期表第四周期Ⅶ族,属过渡元素.铁原子的最外层电子数为2个,可失去2个或3个电子而显 2价或 3价,但 3价的化合物较稳定.
(3)铁的化学性质:
①与非金属反应:
3Fe 2O2Fe3O4
2Fe 3C122FeCl3
说明 铁丝在氯气中燃烧时,生成棕黄色的烟,加水振荡后,溶液显黄色.
Fe SFeS
说明 铁跟氯气、硫反应时,分别生成 2价和 3价的铁,说明氧化性:氯气>硫.
②与水反应:
a.在常温下,在水和空气中的O2、CO2等的共同作用下,Fe易被腐蚀(铁生锈).
b.在高温下,铁能与水蒸气反应生成H2:3Fe 4H2O(g) Fe3O4 4H2
③与酸反应:
a.与非氧化性酸(如稀盐酸、稀H2SO4等)的反应.例如: Fe 2H+ = Fe2+ H2↑
b.铁遇到冷的浓H2SO4、浓HNO3时,产生钝化现象,因此金属铁难溶于冷的浓H2SO4或浓HNO3中.
④与比铁的活动性弱的金属的盐溶液发生置换反应.例如: Fe Cu2+ = Fe2+ Cu
归纳:铁的化学性质及在反应后的生成物中显 2价或 3价的规律如下;
[铁的氧化物的比较]
铁的氧化物 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁
俗 称 铁红 磁性氧化铁
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
铁的价态 2价 3价 2价和 3价
颜色、状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体
水溶性 都不溶于水
化学性质 ①在空气中加热时,被迅速氧化;6FeO O2 2Fe3O4②与盐酸等反应:FeO 2H+=Fe2+ H2O ①与盐酸等反应:Fe2O3 6H+=2Fe3+ 3H2O②在高温时,被CO、C、A1等还原:Fe2O3 3CO 2Fe 3CO2 兼有FeO和Fe2O3的性质,如Fe3O4 8H+=2Fe3+ Fe2+ 4H2O
[氢氧化亚铁和氢氧化铁的比较]
Fe(OH)2 Fe(OH)3
颜色、状态 在水中为白色絮状沉淀 在水中为红褐色絮状沉淀
水溶性 难溶于水 难溶于水
制 法 可溶性亚铁盐与强碱溶液或氨水反应:
注:制取时,为防止F e2+被氧化,应将装有NaOH溶液的滴管插入FeSO4溶液的液面下
可溶性铁盐与强碱溶液、氨水反应:
化学性质 ①极易被氧化:
沉淀颜色变化:白色→灰绿色→红褐色
②与非氧化性酸如盐酸等中和:
①受热分解;
固体颜色变化:红褐色→红棕色
②与酸发生中和反应:
[Fe3+和Fe2+的相互转化]
例如:2Fe3+ Fe = 3Fe2+
应用:①除去亚铁盐(含Fe2+)溶液中混有的Fe3+;②亚铁盐很容易被空气中的O2氧化成铁盐,为防止氧化,可向亚铁盐溶液中加入一定量的铁屑.
例如:2Fe2+ Cl2=2Fe3+ 2Cl-
应用:氯化铁溶液中混有氯化亚铁时,可向溶液中通入足量氯气或滴加新制的氯水,除去Fe2+离子.
Fe2+ Fe3+
[Fe2+、Fe3+的检验]
(1)Fe2+的检验方法:
①含有Fe2+的溶液呈浅绿色;
②向待检液中滴加NaOH溶液或氨水,产生白色絮状沉淀,露置在空气中一段时间后,沉淀变为灰绿色,最后变为红褐色,说明含Fe2+.
③向待检液中先滴加KSCN溶液,无变化,再滴加新制的氯水,溶液显红色,说明含Fe2+.有关的离子方程式为:
2Fe2+ Cl2 = 2Fe3+ 2Cl- Fe3+ 3SCN- = Fe(SCN)3
(2)Fe3+的检验方法:
①含有Fe3+的溶液呈黄色;
②向待检液中滴加NaOH溶液或氨水,产生红褐色沉淀,说明含Fe3+.
③向待检液中滴加KSCN溶液,溶液呈血红色,说明含Fe3+.
进行铁及其化合物的计算时应注意的事项:
(1)铁元素有变价特点,要正确判断产物;
(2)铁及其化合物可能参加多个反应,要正确选择反应物及反应的化学方程式;
(3)反应中生成的铁化合物又可能与过量的铁反应,因此要仔细分析铁及其化合物在反应中是过量、适量,还是不足量;
(4)当根据化学方程式或离子方程式计算时,找出已知量与未知量的关系,列出方程式或方程式组;
(5)经常用到差量法、守恒法.