高三化学总复习(10)之铁及其化合物的性质

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[h2title]一、铁的性质[/h2title]

1、物理性质

铁是银白色金属,熔、沸点较高,能被磁铁吸引    ,具有良好的导电性、导热性和延展性。

2、化学性质

1）、与非金属单质

Fe与不同的非金属单质反应：

和硫反应，生成+2价；和氧气反应，生成+价；和氯气反应，生成+3价。

可说明氧化性：Cl₂>O₂>S

2）、与酸

①与强氧化性酸（冷的浓硫酸、浓硝酸）发生钝化，表面生成致密氧化膜。

Fe_(少量)＋4HNO_3（稀）=Fe(NO₃)₃+NO↑+2H₂O                                 ①

2Fe(NO₃)₃+Fe=3Fe(NO₃)₂                                                 （过渡方程式） ②

2×①+②得：

3Fe_(过量)＋8HNO_3（稀）=3Fe(NO₃)₃+2NO↑+4H₂O

②与弱氧化性酸反应

Fe＋2HCl=FeCl₂＋H₂↑

3）、与某些盐的反应

Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄

金属性强的置换金属性弱的。

Fe+2FeCl₃=3FeCl₂ (归中反应)

4）、与水

3Fe＋4H₂OFe₃O₄＋4H₂

[h2title]二、铁的重要化合物[/h2title]

1.铁的氧化物

	氧化亚铁(FeO)	氧化铁(Fe2O3)	四氧化三铁(Fe3O4)
俗名	无	铁红	磁性氧化铁
用途	在空气中不能存在	红色油漆、涂料	磁铁
色、态	黑色粉末	红棕色粉末	黑色晶体
铁元素价态	+2	+3	+2、+3
与盐酸反应	FeO+2H+=Fe2++H2O	Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O	Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O
与还原剂反应（H2、CO、C）	FeO+COFe+CO2	Fe2O3+3COFe+3CO2	Fe3O4+4COFe+4CO2

2.铁的氢氧化物

	氢氧化亚铁[Fe(OH)2]	氢氧化铁[Fe(OH)3]
形态	白色固体	红褐色固体
与盐酸反应	Fe(OH)2+2H+=  Fe2++2H2O	Fe(OH)3+3H+=   Fe3++3H2O
受热分解	在空气中不能稳定存在，极易被氧气氧化	2Fe(OH)3   Fe2O3+3H2O
制法	可溶性亚铁盐与碱溶液反应: Fe2++2OH- =   Fe(OH)2↓	可溶性铁盐与碱溶液反应: Fe3++3OH- =    Fe(OH)3
转化关系	在空气中,Fe(OH)2能够迅速被氧气氧化成Fe(OH)3,现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,反应方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O =    4Fe(OH)3

3.亚铁盐和铁盐

1)、亚铁盐

含有Fe²⁺的溶液呈浅绿色,Fe²⁺既有氧化性,又有还原性,Fe²⁺与Zn、Cl₂反应的离子方程式分别为：

Zn+Fe²⁺= Zn²⁺+Fe            2Fe²⁺+Cl₂= 2Fe³⁺+2Cl^-

2)、铁盐

A、氧化性:含有Fe³⁺的溶液呈棕黄色,Fe³⁺具有氧化性,Fe³⁺与Fe、Cu反应的离子方程式分别为：

2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺         2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺

B、特性:含有Fe³⁺的溶液遇到KSCN溶液时变成红色。

[h2title]三、铁及其化合物之间的相互转化[/h2title]

1、“铁三角”转化关系

铁与氧化性比较弱的非金属单质(如S、I₂)、非氧化性酸(如盐酸、稀H₂SO₄)、不活泼金属的盐溶液(如CuSO₄溶液)反应。如:

Fe+2H⁺= Fe²⁺+H₂↑

Fe+CuSO₄= Cu+FeSO₄

亚铁盐与强氧化剂[如Cl₂、Br₂、HNO₃、浓硫酸、KMnO₄(H⁺)、H₂O₂等]反应。如:

2Fe²⁺+Cl₂= 2Fe³⁺+2Cl^-

2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺= 2Fe³⁺+2H₂O

3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-= 3Fe³⁺+NO↑+2H₂O
(3)Fe³⁺Fe

可通过较强还原剂实现,如Al、CO、H₂等。如:

铁与强氧化剂(如Cl₂、HNO₃)在一定条件下反应可实现该转化。如:

铁盐溶液与某些还原剂(如Fe、Cu、I^-、S^2-等)反应。如:

2Fe³⁺+S^2-= 2Fe²⁺+S↓

2Fe³⁺+Cu= 2Fe²⁺+Cu²⁺

2Fe³⁺+Fe= 3Fe²⁺

2Fe³⁺+2I^-= 2Fe²⁺+I₂

亚铁化合物与比较活泼的金属(如Al、Zn)、CO、H₂、C等反应。如:

FeCl₂+Zn= ZnCl₂+Fe

FeO+H₂ Fe+H₂O

2、“铁三角”的应用

1)、判断离子共存

①Fe²⁺与 NO₃^-(H⁺)、ClO^-、MnO₄^-(H⁺)不共存(因氧化还原反应)。

②Fe³⁺与 S^2-、I^-、SO₃^2-、HSO₃^-不共存(因氧化还原反应)。

③Fe²⁺、Fe³⁺与HCO₃^-、CO₃^2-、AlO₃^-等不共存(因发生相互促进的水解反应)。

2)、除杂(括号中为杂质)

①Fe²⁺(Fe³⁺):加过量铁粉,过滤。

②FeCl₃(FeCl₂):加氯水或H₂O₂溶液。

③FeCl₂(CuCl₂):加过量铁粉,过滤。

④Fe(Al)、Fe₂O₃(Al₂O₃、SiO₂):加过量强碱溶液,过滤。

⑤Cu²⁺(Fe³⁺):加CuO或Cu(OH)₂或Cu₂(OH)₂CO₃调节pH至3.7左右。

3)、盐溶液的保存

4)、物质制备

Fe²⁺具有较强的还原性;Fe³⁺水解能力强,pH>3.7时,Fe³⁺几乎完全水解生成Fe(OH)₃沉淀。欲除去某溶液中含有的Fe²⁺杂质,一般先向溶液中加入氧化剂(如H₂O₂),将Fe²⁺氧化为Fe³⁺,然后加碱或盐调节pH,使Fe³⁺转化为Fe(OH)₃沉淀而除去。

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