铁及其化合物知识点归纳.ppt

铁及其化合物知识点归纳及其在无机框图题中的突出地位,化学化工学院 08级4班 吴威20081810010010,铁元素概论（1）在周期表中位置：第四周期VIII族，属于过渡元素，属于变价元素，非单一价态元素，原子序数26，相对原子质量56。（2）在地壳中以化合态存在，地壳中的含量仅次于铝，排在金属含量的第二位，陨铁是以游离态存在的的铁。（3）人体内铁的存在形式及其作用。铁存在于人体所有的细胞内，各组织、器官包括各内分泌腺都含有铁。肝脏、脾脏和肺组织内含量较为丰富。大约65的铁存在于血红蛋白中，血红蛋白在人体内主要执行输送氧和携带排出二氧化碳的任务。此外，血红蛋白还有维持血液酸碱平衡的作用。,铁单质概论（1）物理性质：纯净的块状铁单质为银白色，粉末状的铁屑为黑色；密度为7.8gcm-3；熔点1535，沸点2750。（2）物理通性：导电性、导热性、延展性。（3）特性：能被磁铁吸引，进而被磁化，产生磁性。（4）化学性质：铁与非金属单质的反应：、铁在氧气中燃烧：3Fe2O2 Fe3O4说明：Fe3O4可以看作是Fe2O3和FeO的化合物，化学式可以写成Fe(FeO2)2，读成铁酸亚铁。、铁与氯气反应：2Fe+3Cl2 2FeCl3（棕色烟）；说明：卤素与铁反应除碘元素外，其余都生成高价态的铁盐。、铁与硫反应：Fe+S FeS说明：硫与铁反应生成硫化亚铁，说明硫单质的氧化性比同周期的氯气的氧化性弱，比同主族的氧气的氧化性弱。,点燃,点燃,铁与水反应：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2说明：无机框图题的突破口：常见金属、置换反应、高温条件、产生可燃性气体。铁与非氧化性强酸反应铁与盐酸反应：Fe+2HCl=FeCl2+H2铁与氧化性强酸的反应、常温下与浓硫酸、浓硝酸产生致密的氧化物薄膜，阻止继续反应，该现象叫钝化，钝化是一种化学变化。、常温条件下与稀硝酸反应，铁的量不同产物不同Fe（少量）+4HNO3（稀）=Fe(NO3)3+NO+2H2O,3Fe（过量）+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O,铁与强氧化性的盐溶液反应、铁与硝酸应溶液反应，铁的量不同产物不同Fe(少量)+3AgNO3(过量)=Fe(NO3)3+3Ag，Fe(过量)+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag说明：氧化性顺序：Ag+Fe3+Fe2+。、铁粉与FeCl3溶液反应:2FeCl3+Fe=3FeCl2 说明：配制氯化亚铁溶液时加入少量的铁粉，防止氯化亚铁被氧化成氯化铁；除去氯化亚铁中的氯化铁就是利用此原理。、铁粉与硫酸铜溶液反:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 说明：湿法炼铜就是利用此原理，除去硫酸亚铁中的硫酸铜不引入杂质也是利用此原理；铁片放入CuSO4溶液中，充分反应后溶液质量减轻，铁片质量增重。,铁的氧化物概论（1）物理性质：颜色:FeO(黑色)、Fe2O3(红棕色)、Fe3O4（黑色）。说明：Fe2O3（红棕色）、Fe3O4（黑色）无机框图题中的颜色角度的突破口。溶解性：都不溶于水。说明：该氧化物对应的水化物（碱）不能用氧化物与水反应一步生成，必须经过氧化物对应价态的盐对应价态的碱。特性：Fe3O4（黑色）有铁磁性。（2）化学性质：碱性氧化物的通性与非氧化性强酸反应生成盐和水,、与盐酸的反应：氧化亚铁与盐酸反应：FeO2HClFeCl2H2O氧化铁与盐酸反应：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O氧化性、与强还原性金属单质反应：2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe说明：铝热反应用于野外焊接钢轨；无机框图题的突破口：置换反应、高温条件、常见金属、与还原性非金属单质反应：2FeO+Si=SiO2+2Fe说明：炼钢时三个要点：除磷硫、调硅锰、降低含碳量；其中调解硅锰的含量就是利用氧化剂FeO的氧化来实现的。、与一氧化碳的还原反应：3CO+Fe2O3=3CO2+2Fe 说明：冶金工业炼铁的原理；无机框图题突破口：高温条件；化合物+化合物化合物+单质；重要的冶金工业原理。,、与氢碘酸反应：Fe2O3+6HI=2FeI2+I2+3H2O说明：氢碘酸是强还原性强酸；氢碘酸的强酸性将Fe2O3反应成Fe3+，Fe3+再与I-离子反应产生Fe2+和I2。还原性：、FeO与浓硫酸反应：2FeO+4H2SO4(浓)=Fe2(SO4)3+SO2+4H2O、FeO与稀硝酸反应：3FeO+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO+5H2O、FeO与浓硝酸反应：FeO+4HNO3(浓)=Fe(NO3)3+NO2+2H2O,铁元素对应的碱概论（1）物理性质：颜色：Fe(OH)2灰白色；Fe(OH)3红褐色。溶解性：都不溶于水。（2）化学性质共性1 碱性：、氢氧化亚铁与盐酸反应生成亚铁盐和水：Fe(OH)2+2HCl=FeCl2+2H2O说明：现象：白色固体溶解，溶液呈浅绿色。、氢氧化铁与盐酸反应生成铁盐和水：Fe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2O说明：现象：红褐色固体溶解，溶液呈黄色。共性2 热不稳定性：,、氢氧化铁受热分解：2Fe(OH)3 3H2O+Fe2O3（红棕色粉末，俗称铁红）说明：不溶性碱的共性受热分解得到氧化物和水；无机框图题的突破口：红褐色分解得到红棕色。、氢氧化亚铁真空受热分解：Fe(OH)2 H2O+FeO说明：现象：白色变黑色。氧化性：氢氧化铁与氢碘酸反应：2Fe(OH)3+6HI=2FeI2+I2+6H2O还原性（不稳定性）：氢氧化亚铁被氧化成氢氧化铁：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 说明：现象：灰白色Fe(OH)2红褐色Fe(OH)3为无机框图题提供突破口，Fe(OH)2放置在空气中会氧化变质，应该在其表面用矿物油液封，或用氢气等还原 性气体气封。,氢氧化铁胶体概论（1）氢氧化铁胶体的制备：饱和氯化铁溶液滴入到沸水中继续加热直到产生红褐色为止停止加热产生氢氧化铁胶体。有关化学方程式：FeCl3(饱和)+3H2O Fe(OH)3(胶体)+3HCl（2）氢氧化铁胶体的净化将制备氢氧化铁胶体的分散系装入半透膜，将半透膜置于流动的蒸馏水中，直到半透膜外的蒸馏水中滴入硫氰化钾不呈红色或滴入硝酸银溶液不产生白色沉淀为止。（3）氢氧化铁胶体的性质颜色：红褐色电性：氢氧化铁胶粒带正电荷，做电泳实验时，在阴极颜色变深，呈红褐色。,丁达尔效应：用聚光灯照射氢氧化铁胶体，从垂直于灯管的侧面看到一条光亮的通路，这是胶体颗粒对光线散射造成的。凝聚：、在氢氧化铁胶体中加入少量盐酸,产生红褐色沉淀,继续加入大量盐酸，红褐色沉淀溶解，溶液呈黄色。、在氢氧化铁胶体中加入少量氢碘酸,产生红褐色沉淀，继续加入大量氢碘酸，红褐色沉淀溶解。、在氢氧化铁胶体中加入少量氢氧化钠溶液,产生红褐色沉淀,继续加入大量氢氧化钠溶液,红褐色沉淀不溶解。、将氢氧化铁胶体加热，产生红褐色沉淀。（4）氢氧化铁胶体的应用净水：氢氧化铁胶体的胶粒带正电荷，吸附水中带负电的杂质，电性中和后胶体与杂质一并沉淀下来，达到净水的目的。,铁盐概论（1）物理性质：亚铁盐溶液呈浅绿色，铁盐溶液呈黄色。（2）化学性质：亚铁盐的氧化反应（体现还原性）、氯化亚铁溶液与氯气反应生成氯化铁：2FeCl2+Cl2=2FeCl3说明：氯化铁溶液中氯化亚铁杂质的除去方法，溶液由浅绿色变成黄色，杂质转化的同时不引入新杂质。、氯化亚铁溶液在盐酸酸化的条件下通入氧气转化为氯化铁溶液：4FeCl2+4HCl+O2=4FeCl3+2H2O说明：氯化铁溶液中氯化亚铁杂质的除去方法，溶液由浅绿色变成黄色，杂质转化的同时不引入新杂质。,、氯化亚铁溶液在盐酸酸化的条件下加入双氧水转化为氯化铁溶液：2FeCl2+2HCl+H2O2=2FeCl3+2H2O说明：氯化铁溶液中氯化亚铁杂质的除去方法，溶液由浅绿色变成黄色，杂质转化的同时不引入新杂质。、硝酸亚铁溶液在稀硝酸的氧化下成为硝酸铁溶液：3Fe(NO3)2+4HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO+2H2O说明：溶液由浅绿色变成黄色，Fe2+和NO在大量H+存在时不能大量共存。、硫酸亚铁在硫酸酸性条件下氧化成硫酸铁：4FeSO4+2H2SO4+O2=2Fe2(SO4)3+2H2O说明：硫酸亚铁放置在空气中容易变质，除去硫酸铁中的硫酸亚铁可以用此原理。铁盐的还原反应（体现氧化性）,、氯化铁溶液与铁的还原反应：2FeCl3+Fe=3FeCl2说明：除去氯化亚铁中的氯化铁用此原理，配制氯化亚铁溶液时加入少量的铁粉，防止氯化亚铁被氧化成氯化铁。、氯化铁溶液与铜的还原反应：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2说明：用氯化铁溶液腐蚀电路板除去铜线路。、氯化铁溶液与氢硫酸反应：2FeCl3+H2S=2FeCl2+2HCl+S、氯化铁溶液与氢碘酸反应：2FeCl3+2HI=2FeCl2+2HCl+I2，、氯化铁溶液与硫化钾溶液反应量不同产物不同：2FeCl3+K2S（少量）=2FeCl2+2KCl+S；2FeCl3+3K2S（过量）=2FeS+6KCl+S说明：量不同产物不同，用于考查离子方程式书写。,、氯化铁溶液与碘化钾溶液反应：2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2，说明：氯化铁溶液使淀粉碘化钾溶液变蓝就是利用此原理亚铁盐与碱的复分解反应、硫酸亚铁溶液与氢氧化钠溶液的反应：FeSO4+2NaOH=Na2SO4+Fe(OH)2（白色）、硫酸亚铁溶液与氨水的反应：FeSO4+2NH3H2O=(NH4)2SO4+Fe(OH)2（白色）说明：在碱性条件下不会大量存在Fe2+。铁盐与碱的复分解反应、氯化铁溶液与氢氧化钠溶液的反应：FeCl3+3NaOH=3NaCl+Fe(OH)3（红褐色）、氯化铁溶液与氨水的反应：FeCl3+3NH3H2O=3NH4Cl+Fe(OH)3（红褐色）说明：在碱性条件下不会大量存在Fe3+。,铁盐的水解反应，温度不同产物不同、饱和氯化铁溶液滴入沸水中继续加热直到产生红褐色为止停止加热:FeCl3(饱和)+3H2O=Fe(OH)3(胶体)+3HCl、饱和氯化铁溶液滴入到沸水中继续加热直到溶液蒸干：FeCl3+3H2O=Fe(OH)3+3HCl，、饱和氯化铁溶液滴入到沸水中继续加热直到溶液蒸干，然后灼烧产物：2FeCl3+3H2O=Fe2O3+6HCl 氯化铁溶液的络合反应、与硫氰化钾溶液的络合反应：FeCl3+3KSCN=Fe(SCN)3+3KCl说明:实验室检验Fe3+的特征检验法,溶液由黄色变成血红色、与苯酚溶液的络合反应：FeCl3+C6H5OHH3Fe(C6H5O)6+3HCl说明：苯酚遇到氯化铁溶液呈紫色，是苯酚的显色反应，用来鉴别苯酚。,（3）亚铁离子的检验方法：、加入强碱溶液产生灰白色沉淀，一会儿灰白色沉淀转变成灰绿色，最终变成红褐色，说明溶液中含Fe2+。、加入硫氰化钾溶液，溶液不变色，再向溶液中通入氯气，溶液呈红色，说明溶液中含Fe2+。（4）铁离子的检验方法：、加入强碱溶液产生红褐色沉淀，说明溶液中含Fe3+、加入硫氰化钾溶液,溶液呈红色,说明溶液中含Fe3+。（5）FeCl3溶液作为检验试剂一次能鉴别的无色溶液有：KSCN（红色溶液）、C6H5OH（紫色溶液）、AgNO3（白色沉淀和黄色溶液）、NaOH（红褐色沉淀）、CCl4（溶液分层、上层有颜色）、C6H6、（溶液分层、下层有颜色）KI（溶液是浅绿色和褐色的混合色）、KI淀粉溶液（溶液呈蓝色）、K2S（浅绿色溶液中有淡黄色沉淀）、CH3CH2OH（不反应溶液稀释成淡黄色）。,例1：（1999年全国高考试题）提示：某些金属氧化物跟熔融烧碱反应可生成盐，根据图2化学反应方框图填空：（1）单质F是_；（2）写出由F生成G的离子方程式；（3）溶液中所含金属离子是_；（4）由CE+F，若改用浓酸，则不能选用的浓酸是（写分子式）_。【思路】从题设最初条件看,其意义并不明确,但从转化关系方框图中的结果“红褐色沉淀G”可知,其含义明确,故从此入手运用逆推.由红褐色沉淀G逆推可知溶液中含Fe2+,再由逆推知单质C为Fe,单质F为H2;又由单质F(H2)逆推知单质B可为金属Al或者为非金属单质Si,另由溶液加NH3H2O转化为沉淀,溶于强碱溶液,可确定单质为Al,化合物为铁的氧化物。答案：(1)H2；(2)4Fe2+8NH3H2O+O2+2H2O=4Fe(OH)3+8NH3；或Fe2+2NH3H2O=Fe(OH)2+2 NH3（3）Al3+和Na+（4）H2SO4(或HNO3),例2：由A、B两种常见化合物按物质的量之比为12组成混合物，其相互关系如图3。已知A、B的焰色反应均呈黄色，C、D为两种常见的对大气无污染性的无色气体，但D能导致“温室效应”。根据以上条件回答下列问题：（1）E的化学式（2）A的电子式（3）A物质与水反应的化学方程式（4）B溶液与稀硫酸反应的离子方程式为（5）B溶液与F溶液反应的离子方程式为【思路】结合题意可先确定D为CO2,G为Fe(OH)3,且A、B均为含钠化合物。常见化合物中能与水反应生成无污染性气体的只有Na2O2,则C为O2,E为Na2CO3,由于E+CO2 B,且B+Na2O2 O2、B+Na2O2 CO2 因此B为NaHCO3,又结合NaHCO3+FCO2+Fe(OH)3,则推知F为可溶性的铁盐。结合对AG各物质的确定,则不难回答题设的有关的问题。【正确答案】（1）Na2CO3（2）（3）2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2（4）HCO3-+H+=H2O+CO2；（5）Fe3+3HCO3-=Fe(OH)3+3CO2,例3：根据图2-2-2，指出A、B、C、D、E各是什么物质？【解析】在该题中有以下突破口：C中加入硝酸酸化的AgNO3有白色沉淀,推断C中含Cl-,E溶液焰色反应呈浅紫色,推断C中含K+，则C是KCl。白色沉淀在空气中放置变成红褐色沉淀D,可以推断D是Fe(OH)3，E是FeCl3，进而可以推断A是Fe，B是FeCl2。答案A、Fe B、FeCl2 C、KCl D、Fe(OH)3，E、FeCl3,谢谢！,