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1、铁和铁的化合物1 .复习重点1 .铁单质的化学性质2铁的重要化合物的氧化还原性；3. Fe（II）、Fe（m）的相互转化是高考的热点。2. 难点聚焦一、铁的结构和性质1. 铁是26号元素，位于第四周期第伽族，属于过渡元素。原子结构示意图：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/cm 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 = Fe3O42Fe+3Cl2 =2FeCl3 Fe+S= FeSF
2、e+I2= FeI2 跟水反应：3Fe+4H2O= Fe3O4+4H2 f 跟酸作用：Fe+2H+=Fe2+H2 f （遇冷浓硝酸、浓硫酸钝化；与氧化性酸反应不产生H2，且氧化性酸过量时生成Fe3+）22 与部分盐溶液反应：Fe+Cu2+=Fe2+CuFe+2Fe3+=3Fe2+3. 生铁与钢的比较铁的合金生铁钢含碳量2% 4.3%0.03% 2%其它杂质含硅、锰、硫、磷较 多含硅、锰少量，硫和磷几 乎没有机械性能硬而脆、无韧性硬而韧、有弹性机械加工可铸不可锻可铸、可锻、可压延4.炼铁和炼钢的比较炼铁炼钢原料铁矿石、焦炭、石灰石、空气生铁、空气（或纯氧、氧化铁）、生石灰、 脱氧剂化学在高温下用
3、还原剂从铁矿石在高温下用氧化剂把生铁里过多的碳和原理里还原出来其它氧化为气体或炉清除去主 要 反 应 还原剂的生成C+O2CO2CO2+C 高温 2CO 铁的还原Fe2O3+3CO 高温 2Fe+3CO2 炉渣的生成CaCO3 高温 CaO+CO2CaO+SiO2 高温 CaSiO3 氧化：2Fe+O2高温2FeOFeO氧化铁水里的Si、Mn、C等。如C+FeO高温Fe+CO 造渣：生成的硅锰氧化物得铁水里的 硫、磷跟造渣材料反应形成炉渣排出。 脱氧，并调整Mn、Si含量2FeO+Si 高 温 2Fe+SiO-2主要 设备高炉转炉1.过渡元素位于周期表中中部从IIIBIIB族十个纵行，分属于第
4、四周期至第七周期。 过渡元素都是金属，又叫过渡金属。过渡金属的密度一般比较大，熔沸点较高，有较高的硬度、较好的延展性和机械加工性 能，较好的导电、导热性能和耐腐蚀性能。过渡元素的原子最外层电子数不超过两个，在化学反应中，最外层和次外层都容易失去 电子，因此过渡元素有可变化合价。所以当Fe与弱氧化剂反应时，只失去最外层上的2个 电子，形成Fe2+；当Fe与强氧化剂反应时，还能进一步失去次外层上的一个电子，形成Fe3+。 这就是铁在其化合物中通常显+2价或+3价的原因。则Fe发生化学反应能得到+2价还是+3 价，需看参加反应的氧化剂的强弱，有时还要看反应物的量之间的关系。例如：铁在O2中燃烧的，一
5、定要在集气瓶低留有少量的水或一层沙子，防止瓶子被 炸裂；Fe与S反应中Fe只能失去其最外层的2个电子而变成+2价，反应开始后撤去酒精 灯，反应可以继续进行，说明反应放热；Fe在C12中燃烧时不但能失去最外层的2个电子， 而且还可失去次外层的1个电子后成+3价，说明氧化性C12S；在高温时能与C、P、Si 等化合。22. 铁的合金一般地说，含碳量在2%4.3%的铁的合金叫做生铁。生铁里除含碳外，还含有硅、锰 以及少量的硫、磷等，它可铸不可煅。根据碳的存在形式可分为炼钢生铁、铸造生铁和球墨 铸铁等几种。一般地说，含碳量在0.03%2%的铁的合金叫做钢。钢坚硬有韧性、弹性，可以锻打、 压延，也可以铸
6、造。钢的分类方法很多，如果按化学成分分类，钢可以分为碳素钢和合金钢两大类。碳素钢 就是普通的钢。合金钢也叫特种钢，是在碳素钢是适当地加入一种或几种，如锰、铬、镍、 钨、铜等合金元素而制成的。合金元素使合金钢具有各种不同的特殊性能。3. 炼铁(1) 反应原理：利用氧化一一还原反应，在高温下，用还原剂:主要是CO)把铁从铁矿石 里还原出来。(2) 原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气(3) 设备：高炉(4) 生产过程 还原剂的生成C+O2 点燃 CO2CO2+C 2CO 铁矿石还原成铁Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 f 除脉石、炉渣的形成CaCO3 高温 CaO+CO2 fSiO2+CaO 高
7、温 CaSiO34. 炼钢(1) 设备：氧气顶吹转炉(2) 主要原料：炼钢生铁、生石灰、氧气。(3) 反应原理：利用氧化还原反应，在高温下，用氧化剂把生铁中过多的碳和其它杂质 氧化为气体或炉渣除去。(4) 炼钢时的主要反应： 氧化剂的生成，热能的来源2Fe+O2高温2FeO 降低碳的含量C+FeO高温CO+Fe 除去S、P等杂质 加硅铁、锰铁、铝除剩余FeO脱氧2FeO+Si 高 温 2Fe+SiO2二、铁的氧化物和氢氧化物1. 铁的氧化物的比较铁的氧 化物FeOFe2O3Fe3O4俗称铁红磁性氧化铁色、态黑色粉末黑色晶体红棕色粉末铁的价态+2+3+2、+3水溶性难溶于水稳定性不稳定性 6Fe
8、O+O=2FeO.稳定稳定与酸的反 应23 4FeO+2H+=Fe2+H2OFe2O3+6H+=2Fe3+ +3HOFe3O4+8H+=2Fe3+Fe2+4HO与CO的 反应22Fe O +yCO=xFe+yCO2制取高温熔融，过量的 铁与氧气反应 2Fe+O=2FeOFe(OH) 3的分解 2Fe(OH) 3=Fe2O3 +3HO铁在氧气中燃烧3Fe+2O =Fe O23 4222. 铁的氢氧化物的比较Fe(OH)2Fe(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(2)与氧化性酸反应3Fe(OH) 2+
9、10HNO3=3Fe(NO3) 3+NOf +8HO2(3)空气中放置被氧化4Fe(OH)+2H O+O =4Fe(OH).(1) 与酸反应Fe(OH) 3+3H+=Fe3+3H2O(2) 受热分解22Fe(OH) 3=Fe2O3+3H2O制备2223 煮沸蒸馏水，赶走溶解的氧气 煮沸NaOH溶液，赶走溶解的 氧气配制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)将NaOH溶液滴入Fe2 (SO4) 3 溶液中 Fe3+3OH-=Fe(OH) 3 ；21. Fe3O4是复杂的化合物，经研究证明，在Fe3O4晶体中有1/3的Fe
10、是+2价，有2/3的 Fe是+3价可看成FeO - Fe2O3，实际应写成Fe(FeO)2，即铁酸亚铁盐，不是一般的氧化物。2. Fe(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)：极不稳定:易被氧化成Fe(OH)3，反应现象是：白色一灰绿色一红褐色。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)3o(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F；(OH)2被氧化成Fe(OH) 3的速度。2反应要用新制备的亚铁盐溶液
11、，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、Fe2+和 Fe3+之间相互转化及检验(溶液为绿色1.学习铁及其化合物的性质要注意: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)：(溶液为棕黄色)(1) 抓价态：从铁元素三种价态的相互转化(铁三角关系)去认
12、识铁及其化合物间的氧化 一还原反应规律.(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，当遇弱氧化齐K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+fFe3+ 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)。 4Fe2+
13、O2；4H+=4Fe3+2H2O (亚铁盐溶液在空气中容易变质，如绿矶露置于空气中则是： 12FeSO +3O =4Fe (SO ) +2Fe O )4224 32 3 3Fe2+NO+4H+=3Fe3+2H2O+NO f 5Fe2+MnO -+8H+=5Fe3+4H O+Mn2+42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。44 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
14、色；如加入过量的NaS溶液，则又有黑色沉淀生成(FeS)，向Fe3+溶液中通入2H2S气体的离子方程式为：2Fe2+H S=2Fe3+2H+S I。2 2Fe3+SO：-+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+I24. Fe2+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：方法一：滴加KSCN溶液或NH SCN溶液，溶液立即变为血红色。4方法二：滴加NaOH溶液，出现红褐色沉淀。1. Fe2+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+4H2OCr O2- +6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H O2 72H2O2+2Fe2+2H+=2F3+2H2O在酸性溶液中，空气
