高二化學(xué)下學(xué)期鐵和鐵的化合物.ppt

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1、第二節(jié)：鐵和鐵的化合物,一、鐵在周期表中的位置、原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及主要物理性質(zhì),1、鐵在周期表中的位置,第四周期第族屬于典型的過渡元素（但不是副族元素）,2、原子結(jié)構(gòu)示意圖為：,第三層尚未排滿，但第四層有兩個電子）；鐵元素是典型的變價元素，其常見化合價為：Fe（+2）、Fe（+3）(期中+3價化合物比+2價化合物穩(wěn)定）。,,3、鐵的物理性質(zhì),純鐵是銀白色金屬，密度為7.86g/cm3(屬于黑色金屬、重金屬類）、質(zhì)硬、熔點(diǎn)高（1535）、有可塑性、傳導(dǎo)性，能被磁鐵吸引，易磁化和去磁。,,四、鐵的化學(xué)性質(zhì),1鐵與非金屬的反應(yīng),2鐵與水的反應(yīng),3鐵與酸的反應(yīng),3Fe+2O2=Fe3O4,2Fe+3Cl2

2、=2FeCl3,Fe+S=FeS,3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2,因?yàn)殍F是較活潑且具有可變化合價的金屬元素，其氧化產(chǎn)物通常為Fe2+和Fe3+兩種。因些它與不同的酸反應(yīng)時，當(dāng)反應(yīng)物用量不同時，會有不同的產(chǎn)物生成。常見的情形有：,1鐵與非氧化性酸（如鹽酸、稀硫酸等）發(fā)生置換反應(yīng)，生成亞鐵鹽如：Fe+H2SO4=FeSO4+H2,2鐵與強(qiáng)氧化性酸（如濃硝酸、濃硫酸等）在常溫下發(fā)生“鈍化”現(xiàn)象，因些，可用鐵制容器（或鋁質(zhì)容器）來成來盛裝和運(yùn)送冷、濃的硫酸和濃硝酸：但在加熱時，可發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成三價鐵鹽。如：Fe+6HNO3(濃熱）=Fe(NO3)3+3NO2+3H2O,3鐵與強(qiáng)氧化性

3、稀酸（如稀硝酸）在常溫下便可發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成三價鐵鹽：Fe+4HNO3(?。?Fe(NO3)3+NO+2H2O,,4鐵與氧化性酸反應(yīng)時，若鐵粉過量，因還存在隱蔽的“后續(xù)”反應(yīng)： 2Fe3++Fe=3Fe2+些時鐵與其反應(yīng)的最終產(chǎn)物為亞鐵鹽而非三價鐵鹽。如Fe+4HNO3（濃、熱）=Fe(NO3)2+2NO2+2H2O 3Fe+8HNO3（?。?3Fe(NO3)2+2NO+4H2O,由此我們可以看出，化學(xué)反應(yīng)的條件很重要，反應(yīng)物相同，若條件不同，反應(yīng)產(chǎn)物則可能不同。鐵與氧化性較強(qiáng)的酸反應(yīng)時，優(yōu)先考慮氧化還原反應(yīng)。鐵元素被氧化成Fe2+形式，當(dāng)與氧化性較弱的酸反應(yīng)時，鐵元素只能被氧化成Fe2+

4、形式,,二、鐵的重要化合物性質(zhì)對比,,FeO,Fe2O3,Fe3O4,+2（亞鐵）,+3（高鐵）,+2占1/3、+3占2/3,鐵紅（紅土）,磁性氧化物,--------,堿性氧化物,堿性氧化物,不是堿性氧化物,黑色粉末,紅棕色色粉末,黑色晶體,不溶于水,不溶于水,不溶于水,FeO+H+=Fe2++H2O,Fe2O3+H+=Fe2++ 2Fe3++H2O,Fe3O4+8H+=Fe2++ 2Fe3+ 4H2O,,Fe(NO3)3(Fe3+被氧化）,Fe(NO3)3(中和反應(yīng)）,Fe(NO3)3即有中和反應(yīng)又有氧化反應(yīng)）,FexOy+yCO=xFe+yCO2,,赤鐵礦,磁鐵礦,Fe(OH)2,Fe(

5、OH)3,白色絮狀,紅褐色膠狀,不溶于水,不溶于水,Fe(OH)2=FeO+H2O（隔絕空氣，若在空氣中加熱則產(chǎn)物是Fe2O3,2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3在空氣中極易被氧化：白色沉淀-灰綠色沉淀-紅褐色沉淀）,Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O,Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O,可溶性亞鐵鹽溶液與可溶性堿反應(yīng) Fe2++2OH-=Fe(OH)2（隔絕空氣） Fe2++2NH3H2O=Fe(OH)2+2NH4+,典型的酸堿中和反應(yīng),Fe(OH)2+2HI=FeI2+2H2O,,2Fe(OH)3+6HI=2FeI2+

6、+I2+6H2O,3Fe(OH)2+10HNO3=3Fe（NO3）3 +NO+8H2O,可溶性鐵鹽溶液與可溶性堿反應(yīng)Fe3++3OH-=Fe(OH)3 Fe3++3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4+,返回,,,三、可溶性三價鐵鹽的“四性”及應(yīng)用,可溶性三價鐵鹽（含F(xiàn)e3+)是一類很重要的鹽，其中以FeCl3為典型代表，其電離出來的Fe3+有以下四個方面的性質(zhì)；,(1)Fe3+的氧化性 Fe3+具有較強(qiáng)的氧化性，可跟Fe 、Cu 、SO2 、H2S 、HI等還原性物質(zhì)反應(yīng)，還原產(chǎn)物為Fe2+。如無線電工業(yè)常用FeCl3溶液刻蝕銅來制作印刷電路板就是應(yīng)用了Cu+2FeCl3=CuCl2+2F

7、eCl2這一反應(yīng)原理。 Fe3+的氧化性強(qiáng)于Cu2+但弱于Ag+，若在含有Cu2+ Ag+和Fe3+的溶液中加入Fe粉，反應(yīng)的順序?yàn)?3Ag++Fe=Fe3+ +3Ag 2Fe3+ +Fe=3Fe2+ Cu2+ +Fe=Fe2+ +Cu2+,（2）Fe3+的水解,Fe3+易水解： Fe3++3H2O=Fe(OH)3+3H+如：,配制或保存FeCl3溶液時，為防止FeCl3水解而變質(zhì)，應(yīng)先在蒸餾水中滴加少量的鹽酸以抑制Fe3+水解：,用FeCl3溶液或晶體制取無水FeCl3時，應(yīng)該在酸性氣氛中加熱蒸發(fā)制取，否則將主要得到其水解產(chǎn)物Fe(OH)3，進(jìn)一步灼燒則得Fe2O3,,因FeCl3和Na2C

8、O3溶液及NaHCO3溶液會發(fā)生完全水解而產(chǎn)生無色氣體和紅褐色沉淀：2Fe3++3CO32-3H2O=2Fe(OH)3+3CO2所以，鑒別FeCl3時可用Na2CO3溶液或NaHCO3溶液。,因FeCl3水解產(chǎn)物Fe(OH)3有類似Al(OH)3一樣的很強(qiáng)的吸附能力，因此可將其用于止血或作凈水劑：,（3）Fe3+離子性（或沉淀性）,Fe3+可以和堿溶液、某些鹽溶液發(fā)生離子互換反應(yīng)及復(fù)分解反應(yīng)而產(chǎn)生沉淀，Cl-也可以和Ag+結(jié)合生成白色AgCl沉淀。如，可以往鐵鹽溶液中加堿產(chǎn)生紅褐色沉淀來檢驗(yàn)Fe3+,Fe3++3OH-=Fe(OH)3,（4）Fe3+的絡(luò)合性,Fe3+可以和某些離子形成特殊顏色

9、的絡(luò)合物。如，檢驗(yàn)或鑒別Fe3+時可加入KSCN溶液，此時Fe3+與SCN反應(yīng)會產(chǎn)生血紅色的絡(luò)離子：,Fe3++3OH-=Fe(OH)3,四、鐵三角關(guān)系,五、Fe2+和Fe3+離子的檢驗(yàn),檢驗(yàn)Fe3+有三種方法：,（1）滴加KSCN溶液或NH4SCN溶液，溶液顯紅色。,Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3(血紅色）,（2）滴加Na(OH)溶液，有紅褐色沉淀生成。,（3）滴加弱酸強(qiáng)堿鹽溶液（如：Na2CO3、NaHCO3溶液等），產(chǎn)生紅褐色沉淀和無色氣體。如,Fe3++3HCO3-=Fe(OH)3+3CO2,檢驗(yàn)Fe2+有兩種常用方法,（1）先滴加KSCN溶液，溶液不顯血紅色，再加氯水或H2O

10、2，若溶顯血紅色，說明原溶液中有Fe2+,(2)滴加NaOH溶液，有白色沉淀生成，沉淀迅速轉(zhuǎn)化為灰綠色，最后沉淀變?yōu)榧t褐色。,Fe2++OH-=Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,六、鐵單質(zhì)及其化合物的顏色反應(yīng)集萃（補(bǔ)充內(nèi)容）,在含鐵元素的物質(zhì)參加的化學(xué)反應(yīng)中，有許多種顏色變化。中學(xué)化學(xué)中的此類反應(yīng)有：,（1）鐵與鹽酸（或稀硫酸）的反應(yīng)在鹽酸溶液中，投入一段擦亮的鐵釘，溶液由無色變?yōu)闇\綠色，并放出氣體,Fe+2HCl=FeCl2+H2,(2)鐵與硫酸銅溶液的反應(yīng),在硫酸銅溶液中，投入一段擦亮的鐵絲，溶液由藍(lán)色變?yōu)闇\綠色，鐵絲表面有紫紅色的銅析出,CuSO4+Fe

11、=FeSO4+Cu,(3)鐵與硝酸銀溶液的反應(yīng),在硝酸銀溶液中，投入一段擦亮的鐵絲，溶液由無色變?yōu)樽攸S色，鐵絲表面呈現(xiàn)出銀白色,3Ag++Fe=Fe3++Ag,(4)鐵與氯化鐵溶液的反應(yīng),在氯化鐵溶液中，加入足量鐵片，溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色,2FeCl3+Fe=3FeCl2,(5)氯化鐵溶液與銅的反應(yīng),在氯化鐵溶液中，投入足量銅片，溶液由棕黃色逐漸變成藍(lán)綠色，銅片漸漸溶解。,2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2,(6)氯化鐵溶液中，投入一段擦亮的鎂條，鎂條表面立即有氣體產(chǎn)生，激烈反應(yīng)后，溶液變?yōu)闇\綠色，液面以上管壁上有紅褐色附著物。因氯化鐵是強(qiáng)酸弱堿鹽，其溶液中存在著水解平衡：,FeC

12、l3+3H2O=Fe(OH)3+3HCl,投入鎂條后Mg+2HCl=MgCl2+H2使上述平衡向右移動而產(chǎn)生沉淀。,（7）氯化鐵溶液與硫化氫氣體的反應(yīng),在氯化鐵溶液中，通入硫化氫氣體，溶液由棕色逐漸變?yōu)闇\綠色并產(chǎn)生淡黃色渾濁。,2FeCl3+H2S=2FeCl2+2HCl+S,(8)氯化鐵溶液與碘化鉀溶液的反應(yīng),在碘化鉀淀粉溶液中滴加氯化鐵溶液，溶液變藍(lán)色。,2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2,(9)氯化鐵溶液與氫氧化鈉溶液時，立即生成紅褐色的氫氧化鐵沉淀,FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3+3NaCl,(10)氯化鐵溶液與硫氰化鉀溶液的反應(yīng),在氯化鐵溶液中，滴加無色的硫氰

13、 化鉀溶液時，溶液立即變成血紅色。,FeCl3+3KSCN=Fe(SCN)3+3KCl,(11)氯化鐵溶液與硫化鈉溶液的反應(yīng),將硫化鈉溶液逐滴加入氯化鐵溶液中，因氯化鐵過量，在此條件下，只發(fā)生Fe3+與S2-間的氧化還原反應(yīng)，溶液中生成淡黃色沉淀，溶液逐漸變成淺綠色。,2Fe3++S2-=2Fe2++S,若將氯化鐵溶液逐滴加入到硫化鈉溶液中，則因硫化鈉過量，F(xiàn)e3+與S2-間發(fā)生氧化還原反應(yīng)后生成的Fe2+又與S2-結(jié)合成黑色沉淀FeS.,2Fe3++3S2-=2FeS+S,(12)硫化亞鐵與稀硫酸的反應(yīng),在稀硫酸中，加入少量的硫化亞鐵顆粒，溶液變?yōu)闇\綠色，并有臭雞蛋氣味的硫化氫氣體放出。,F

14、eS+H2SO4=FeSO4+H2S,(13)氯化亞鐵溶液與氫氧化鈉溶液的反應(yīng),在氯化亞鐵溶液中，加入氫氧化鈉溶液，首先生成白色的氫氧化亞鐵沉淀，隨即變成灰綠色，最后變成紅褐色的氫氧化鐵沉淀。,（14）氯化亞鐵溶液與硫氫化鉀溶液及氯水的反應(yīng),在氯化亞鐵溶液中，滴入少量的硫氰化鉀溶，再加入氯水后，立即有血紅色出現(xiàn)。,先FeCl2+2KSCN=2KCl+Fe(SCN)2:后2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,Fe3+再與硫氰化鉀反應(yīng)產(chǎn)生血紅色絡(luò)合物。,（15）氯化亞鐵溶液與氯水或過氧化氫的反應(yīng),在氯化亞鐵溶液中滴加氯水或過氧化氫溶液后，因Fe2+被氧化成Fe3+而使溶液由淺綠色逐漸變成棕黃煞費(fèi)苦色：,2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,(16)氯化亞鐵溶液與酸性高錳酸鉀溶液或重鉻酸鉀溶液的反應(yīng),在酸性高錳酸鉀溶液（或重鉻酸鉀）中加入氯化亞鐵溶液后，紫色高錳酸鉀溶液褪色：,5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O,