铁铜及其化合物知识点中学教育高考中学教育高中教育.pdf

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1、一、铁的结构和性质 铁是 26 号元素，位于第四周期第族，属于过渡元素。原子结构示意图：主要化合价：+2，+3 2.铁在金属的分类中属于黑色金属，重金属，常见金属。纯净的铁是光亮的银白色金属，密度为 7.86g/3,熔沸点高，有较好的导电、传热性，能被磁铁吸引，也能被磁化。还原铁粉为黑色粉末。3.铁是较活泼的金属元素，在金属活动性顺序表中排在氢的前面。跟非金属反应：点燃 点燃 3Fe+2O2 =Fe3O4 2Fe+3Cl2 =2FeCl3 Fe+S=FeS Fe+I2=FeI2 跟水反应：3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2 跟酸作用：Fe+2H+=Fe2+H2(遇冷浓硝酸、浓硫酸钝化；与氧化

2、性酸反应不产生H2，且氧化性酸过量时生成 Fe3+)与部分盐溶液反应：Fe+Cu2+=Fe2+Cu Fe+2Fe3+=3Fe2+。)二、铁的氧化物和氢氧化物 1.铁的氧化物的比较 铁的氧化物 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗称 铁红 磁性氧化铁 色、态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 铁的价态+2 +3+2、+3 水溶性 难溶于水 稳定性 不稳定性 6FeO+O2=2Fe3O4 稳定 稳定 与酸的反应 FeO+2H+=Fe2+H2O Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2 Fe3O4+8H+=2Fe3+Fe2+4H2O 与 CO的反应 FexOy+yCO=xFe+yCO2 制取 高温熔融，过量

3、的铁与氧气反应 2Fe+O2=2FeO Fe(OH)3 的分解 2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O 铁在氧气中燃 3Fe+2O2=Fe3O4 2.铁的氢氧化物的比较 Fe(OH)2 Fe(OH)3 物理性质 白色，难溶于水的固体 红褐色，难溶于水的固体 化学性质 （1）与非氧化性强酸反应 Fe(OH)2+2H+=Fe2+2H2O Fe(OH)3+3H+=Fe3+3H2O(2)与氧化性酸反应 3Fe(OH)2+10HNO3=3Fe(NO3)3+NO+8H2O（3）空气中放置被氧化 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 受热分解 2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O 制备 煮沸

4、蒸馏水，赶走溶解的氧气 将 NaOH 溶液滴入 Fe2(SO4)3 溶液中 煮沸 NaOH 溶液，赶走溶解的氧气 Fe3+3OH-=Fe(OH)3 配制 FeSO4溶液，加少量的还原铁粉 用长滴管将 NaOH 溶液送入 FeSO4溶液液面以下 Fe2+2OH-=Fe(OH)2 1.Fe3O4是复杂的化合物，经研究证明，在 Fe3O4晶体中有 1/3 的 Fe 是+2 价，有 2/3的 Fe 是+3 价，可看成 FeOFe2O3，实际应写成Fe(FeO2)2,即铁酸亚铁盐，不是一般的氧化物。(OH)2 和 Fe(OH)3 从溶液中析出的现象不同，前者是白色絮状沉淀，后者是红褐色沉淀。而Fe(OH

5、)2 极不稳定，易被氧化成 Fe(OH)3，反应现象是：白色灰绿色红褐色。若要观察到白色的 Fe(OH)2 沉淀，需要创造以下条件：（1）排除亚铁盐溶液里的 Fe3+离子，以免 Fe3+离子直接与 OH-结合生成 Fe(OH)3。（2）尽量排除溶液中溶解的氧气（绝对排除是办不到的），以减慢生成的 Fe(OH)2 被氧化成 Fe(OH)3 的速度。黑色金属重金属常见金属纯净的铁是光亮的银白色金属密度为熔沸点高有较好的导电传热性能被磁铁吸引也能被磁化还原铁粉为黑色粉末铁是较活泼的金属元素在金属活动性顺序表中排在氢的前面跟非金属反应点燃点燃跟水反应跟氧化物铁的氧化物的比较铁的氧化物俗称铁红磁性氧化铁

6、色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶铁的价态水溶性稳定性难溶于水不稳定性稳定稳定与酸的反应与的反应制取高温熔融过量的铁与氧气反应的分解铁在氧气中燃铁的氢氧化物的置被氧化受热分解制备煮沸蒸馏水赶走溶解的氧气将溶液滴入溶液中煮沸溶液赶走溶解的氧气配制溶液加少量的还原铁粉用长滴管将溶液送入溶液液面以下是复杂的化合物经研究证明在晶体中有的是价有的是价可看成实际应写成即反应要用新制备的亚铁盐溶液，并放入少量的铁以防止 Fe3+离子产生。亚铁盐溶液与碱溶液在混合前分别加热以排除溶有的空气，然后，把碱溶液沿着试管壁加入盛亚铁盐溶液的试管中，或把滴管尖嘴直接插入液面下再加入碱溶液，可观察到白色絮状沉淀。三、Fe、Fe

7、2+和 Fe3+之间相互转化及检验 从 Fe、Fe2+和 Fe3+的结构可知:Fe 只有还原性，Fe3+通常只有氧化性，Fe2+既具有氧化性又具有还原性。上述微粒通过跟一定的氧化剂或还原剂发生氧化还原反应，才能实现不同价态的铁相互转化，如下图（常称为铁三角）：Fe Cl2 CO Fe3+CO O2 Zn Cu2+H2 HNO3 I-、I2、S Al KMnO4 Cl2、O2、HNO3、KMnO4、H2O2 Fe2+Fe、Cu、I-、S2-、H2S Fe3+（溶液为绿色）（溶液为棕黄色）1.学习铁及其化合物的性质要注意：(1)抓价态：从铁元素三种价态的相互转化(铁三角关系)去认识铁及其化合物间的

8、氧化还原反应规律.(2)想属类：如铁是一种比较活泼的过渡金属，氧化亚铁、氧化铁为碱性氧化物，氢氧化亚铁、氢氧化铁为不溶性弱碱，氯化铁为强酸弱碱盐，由此去分析理解它们各自所具有的性质.2.铁元素的原子在化学反应中，当遇弱氧化剂(如 S、H+、Cu2+、I2 等)时，铁只能失去最外层的两个电子，而生成+2 价铁的化合物，当遇到强氧化剂(如 Cl2、Br2、HNO3 等)时，铁原子可以再失去次外层上的一个电子而生成+3 价铁的化合物.3.具体反应有：（1）Fe2+Fe3+2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-（在亚铁盐溶液中通入氯气，溶液由浅绿色变为棕黄色）。黑色金属重金属常见金属纯净的铁是光亮的银白

9、色金属密度为熔沸点高有较好的导电传热性能被磁铁吸引也能被磁化还原铁粉为黑色粉末铁是较活泼的金属元素在金属活动性顺序表中排在氢的前面跟非金属反应点燃点燃跟水反应跟氧化物铁的氧化物的比较铁的氧化物俗称铁红磁性氧化铁色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶铁的价态水溶性稳定性难溶于水不稳定性稳定稳定与酸的反应与的反应制取高温熔融过量的铁与氧气反应的分解铁在氧气中燃铁的氢氧化物的置被氧化受热分解制备煮沸蒸馏水赶走溶解的氧气将溶液滴入溶液中煮沸溶液赶走溶解的氧气配制溶液加少量的还原铁粉用长滴管将溶液送入溶液液面以下是复杂的化合物经研究证明在晶体中有的是价有的是价可看成实际应写成即4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2

10、H2O（亚铁盐溶液在空气中容易变质，如绿矾露置于空气中则是：12FeSO4+3O2=4Fe2(SO4)3+2Fe2O3）3Fe2+NO3-+4H+=3Fe3+2H2O+NO 5Fe2+MnO4-+8H+=5Fe3+4H2O+Mn2+如在 FeCl2 溶液中滴加酸性 KMnO4 溶液，溶液由浅绿色变棕黄色，在酸性 KMnO4 溶液滴加FeCl2 溶液，溶液由紫红变棕黄。2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O（2）Fe3+Fe2+2Fe3+S2+=2Fe2+S,如在 FeCl3 溶液中滴加适量的 Na2S溶液,溶液变浑浊，滤去沉淀则滤液为浅绿色；如加入过量的 Na2S溶液，则又有黑色沉淀生

11、成（FeS），向 Fe3+溶液中通入 H2S气体的离子方程式为：2Fe2+H2S=2Fe3+2H+S。2Fe3+SO32+2H2O=2Fe2+SO42-+2H+2Fe3+Fe=3Fe2+,在 FeSO3溶液中往往要加铁的原因是可以防止 Fe2+被氧化为 Fe3+。2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+,电路板的制作是利用FeCl3 溶液与裸露的铜反应。2Fe3+2I=2Fe2+I2+和 Fe3+的检验（1）Fe2+的检验：方法一：滴加 KSCN溶液，无明显现象，再滴加新制氯水，溶液立即变红色。方法二：滴加 NaOH 溶液,生成白色絮状沉淀，该沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。（2）Fe3+的检验

12、：方法一：滴加 KSCN溶液或 NH4SCN 溶液，溶液立即变为血红色。方法二：滴加 NaOH 溶液,出现红褐色沉淀。+和 Fe3+的相互转化 Fe2+有还原性，高锰酸钾、重铬酸钾、过氧化氢等氧化剂能把它氧化成 Fe3+：MnO-4+5Fe2+8H+=Mn2+5Fe3+4H2O+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O 黑色金属重金属常见金属纯净的铁是光亮的银白色金属密度为熔沸点高有较好的导电传热性能被磁铁吸引也能被磁化还原铁粉为黑色粉末铁是较活泼的金属元素在金属活动性顺序表中排在氢的前面跟非金属反应点燃点燃跟水反应跟氧化物铁的氧化物的比较铁的氧化物俗称铁红磁性氧化铁色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶铁的价态水溶性稳定性难溶于水不稳定性稳定稳定与酸的反应与的反应制取高温熔融过量的铁与氧气反应的分解铁在氧气中燃铁的氢氧化物的置被氧化受热分解制备煮沸蒸馏水赶走溶解的氧气将溶液滴入溶液中煮沸溶液赶走溶解的氧气配制溶液加少量的还原铁粉用长滴管将溶液送入溶液液面以下是复杂的化合物经研究证明在晶体中有的是价有的是价可看成实际应写成即