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Jan 15, 2016
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铁
远自我国夏朝(公元前2140年──前1711年)开始有青铜铸品,距今四千年以上。
人类最早发现和冶炼的是铜
地壳中含量最高的金属元素──铝
导电、导热性最好的金属──银
熔点最高的金属──钨
熔点最低的金属──汞
硬度最小的是钠。钠非常柔软,可用小刀切割。
各金属特点
⑴ 熔点最低的金属——汞。熔点 -39.3℃ ,常温呈液态,可填充在温度计中。 ⑵ 熔点最高的金属——钨。熔点 3410℃ ,常用作灯丝。 ⑶ 地壳中含量最多的金属元素——铝。日常生活中,用于保护钢铁制品所使用的“银粉”实际上是金属铝的粉末。 ⑷ 导电性最强的金属——银。家用热水瓶内壁上的金属是银。
各金属特点 -2
⑸ 制造新型高速飞机最重要的金属——钛。被科学家称为“二十一世纪的金属”或“未来的钢铁”。 ⑹ 海水中储量最大的放射性元素——铀。 ⑺ 展性最强的金属——金。最薄的金厚度只有1/10000mm 。 ⑻ 延性最好的金属——铂。最细的铂丝直径只有1/5000mm 。常说的“白金”首饰是用铂加工而成的。
各金属特点 -3
有金属光泽 导电 导热性
良好的 延展性和机械加工性.
易失电子,具有还原性.
物理 :
化学:
金属的通性
1 . 银白色 , 有金属光泽 , 质软 ;
2. 具有良好的延展性 ;
3. 是电和热的良导体 ;
5. 特性 : 能被磁体吸引,具铁磁性 .
4 . 密度是 7.86g/cm3, 熔点 1535oC, 沸点是2750oC
一、铁的物理性质
位 置
结 构 性 质
第四周期第 VIII 族
Fe 还原性
Fe
14 2
1 、与非金属反应 , 如 SOCl ,, 22,Br2,I2 等。
小结:铁与强氧化剂生成 Fe3+ 与弱氧化剂反应生成 Fe2+ ,与 O2 反应既有 Fe3+ 又有
Fe2+
△Fe + I2 = FeI2
3Fe+2O2 = Fe3O4
2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3
Fe + S = FeS
Fe +Br2(g)= FeBr3
燃烧
△
△
△
二、铁的化学性质
常温下通常不与水反应
高温时可以反应高温
3Fe+4H2O(g)==Fe3O4+4H2↑
2 、与水反应
a. 与非氧化性酸反应,如盐酸、稀硫酸:
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
Fe+H2SO4 =FeSO4+H2↑
3 、与酸反应
1. 常温下发生钝化,不能继续反应
2. 加热时可以反应。
Fe+4HNO3(稀 )=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O(铁不足 )
3Fe+8HNO3(稀 )=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2
O(铁过量 )2Fe+6H2SO4(浓 ) = Fe2(SO4)3+3SO2 ↑+6H2O
△
b. 与氧化性酸反应,如硝酸、浓硫酸
1 、区分铁粉和氧化铜粉末的最简单方法是?
2 、下列物质可用铁桶盛装的是:
3C 1 /mol LHNO、
3A FeCl、
4B CuSO、
3 00 2 4D 1.84 / ,98g cm H SO 、
练习 -1
加入磁铁
2FeCl3+Fe→3FeCl2
CuSO4+Fe→FeSO4+Cu
3Fe+8HNO3(稀 )=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
浓硫酸会钝化
将铁粉撒入下列溶液中充分反应后,溶液的质量增加但无气体放出的是:
2 4 3D Fe SO、
2A CuCl、
2 4B H SO、
3 2C Hg NO、
3
CuCl2+Fe→FeCl2+Cu56 64
溶液质量减轻
有氢气放出
置换出 Hg ,溶液质量减轻
生成 FeSO4 溶液质量增加
5.6g 铁粉和 4.0g硫粉混合后放在石棉网上加热,充分反应后,留下的固体是( )
A. 全部是 FeS B. 有 Fe 和 FeS
C. 有 Fe 和 S D. 有 Fe 、 FeS 和 S
4=0.1mol >0.1mol
Fe+S→FeSS 过量 ——继续与氧气反应
在氯化铁和氯化铜的混合溶液中 , 加入过量的铁粉 , 若充分反应后溶液的质量没有发生改变 , 则原混合溶液中 Fe3+ 和 Cu2+ 的物质的量之比为 ( )
A.14:5 B.5:14
C.7:2 D.2:7
5全部生成FeCl2
2Fe3++Fe→3Fe2+—增加 56g
Cu2++Fe→Fe2+—减小 (64-56)=8g应该减小 56g
7 倍
将 56g 铁粉和 16g硫粉隔绝空气加热,使其充分反
应后,再加入适量盐酸,最后可得气体,体积为(标准状况)( )A. 5.6L B. 11.2L C. 22.4L D. 44.8L
6
Fe+S→FeS
=1mol =0.5mol
—剩余 0.5molFe
0.5mol
0.5molH2 0.5molH2S+
将 20克铁放入一定量的稀硝酸中 , 充分反应后放出气体 2.24 升 ( 标准状况下 ) 铁粉有剩余 , 则剩余的铁粉质量为 ( )
A.14.4g B.11.6g
C.8.8g D.3.2 g
7
3Fe+8HNO3(稀 )=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O 0.1mol(2.24L)0.15mol
=8.4g
20-8.4=11.6
FeFe2+
Fe3+
弱氧化剂
强氧化剂
( Fe3+ 、 H+ 、 I2 、 S 、铁后的金属阳离子… )
( Cl2 、 Br2 、 HNO3 、浓 H2SO4 、 MnO4-
(H+) … )
与酸的反应
铁与非氧化性酸反应,产生 H2
铁在常温下易被浓硝酸、浓硫酸“钝化”,在加热条件能继续反应,但不会产生 H2
铁单质
1 、铁的氧化物
FeO Fe3O4 Fe2O3
黑色粉末 黑色晶体 红棕粉末
与酸反应 FeO + 2H+ = Fe2+ + H2OFe3O4 + 8H+ = 2Fe3+ + Fe2+ + 4H2OFe2O3+ 6H+ = 2Fe3++3H2O
特例:遇还原性强的酸,如 HI 。 Fe3+ 会还原为Fe2+
遇氧化性强的酸,如 HNO3 。 Fe2+ 会氧化为 Fe3+
二、铁的重要化合物
氢氧化铁 Fe(OH)3 红褐色固体,不溶于水
化学性质:
1)、易溶于酸: Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O
2)、受热分解: 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O
注意还原性强的酸
制备:Fe3+ + 3OH- == Fe(OH)3↓
2 、铁的氢氧化物
Fe(OH)2 白色固体,不溶于水
化学性质:1)、易溶于酸:Fe(OH)2 + 2H+ = Fe2+ + 2H2O
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 ↓2)、易氧化:
白色絮状→灰绿色→红褐色沉淀
注意氧化性强的酸
制备:
氢氧化亚铁
隔绝氧气
(1) 盐溶液的保存和配制
Fe2+盐:因 Fe2+ 易被氧化,其晶体应密封保存。 配制溶液时应加铁粉和少量相应的酸
Fe3+盐: FeCl3 易潮解,需密闭保存。 Fe3+ 易水解,配制溶液时应将 Fe3+盐溶于相应酸中,再加水稀释,以抑制其水解
(2) 共存问题
3、铁盐
如何检验Fe3+ ?1 、滴加 KSCN溶液
Fe3++3SCN- == Fe(SCN)3
2 、滴加 NaOH溶液产生红褐色沉淀Fe3+ + 3OH- == Fe(OH)3↓
3、滴加苯酚溶液 紫色溶液
血红色溶液
三、 Fe3+ 和 Fe2+ 的检验
(2)、滴加碱溶液,生成白色絮状沉淀,立刻变成灰绿色,最后变成红褐色沉淀。
(1)、滴加硫氰化钾溶液,无明显现象,再滴加氯水(或通氯气)等强氧化剂,立刻出现红色。
2Fe2+ + Cl2 === 2Fe3+ + 2Cl-
Fe2+ 的检验
2Fe 3Fe
相互转化 Fe2+ Fe3+
O2 、 Cl2 、 Br2 、 HNO3 、 HClO 、HMnO4
Fe 、 Cu 、 I- 、 S2- 、 SO2 、
鉴 别 方
法
直接观色 浅 绿 色 棕 黄 色显色反应
与 KSCN
与苯酚
不显红色 血 红 色
不显紫色 显 紫 色
Fe3
+
氧化性
与 铜 片
与淀粉 KI
无明显现象 Cu 被腐蚀溶液变绿色
试纸不变蓝 试纸变蓝色
与碱反应 白色沉淀迅速变灰绿色最后呈红褐色
立即产生红褐 色沉淀
3 、铁盐与亚铁盐
Fe(Ⅱ)
Fe
Fe(Ⅲ)O2 Cl2 Br2 HNO3 H2O2 Na2O2
MnO4-
(H+)
Fe3+
H+
Cu
2+ A
g+
I 2 S Cl
2 Br2 H
NO
3 浓H
2 SO4
C CO
Si A
l Mn
Al Zn H2 C
CO
Fe Cu S2- H2S SO32- SO2 I-
HI
铁三角
FeS
Fe2++ Cu
Fe2++H2↑
铁与较弱的氧化剂反应,例如: S 、 I2 、 Cu2+ 、 Fe3+ 、非氧化性酸( H+ )
Fe + Cu2+ ==
Fe + 2H+ ==
Fe + S == △
⑴ Fe Fe(Ⅱ)
⑴ Fe → Fe(Ⅱ)
Fe2+ 与具有还原性的物质反应时,可还原成铁,在炼钢中显得尤为突出,如:C 、 CO 、 Si 、 Al 、 Mn 等。
FeO + CO ===高温
2FeO + Si ==高温 2Fe + SiO2
Fe + CO2
3FeO + 2Al ===
高温3Fe +Al2O3
⑵ Fe (Ⅱ)→Fe
Fe ( NO3 ) 3+3NO2↑+H2O Fe+6HNO3 ==△
铁与强氧化剂反应时,如:Cl2 、 Br2 、 HNO3 、热浓 H2SO4 等反应时,均可生成 +3 价铁的化合物:
2FeCl32Fe + 3Cl2
===
点燃
2Fe + 6H2SO4( 浓)==
Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O
⑶ Fe→Fe(Ⅲ)
+3 价铁的化合物与 Al 、 H2 、 C 、 CO
等还原剂反应均可还原成铁,如:
高温Fe2O3 + 2Al ===
Fe2O3 + 3CO ===高温
2Fe + 3CO2
2Fe + Al2O3 (铝热反应 )
⑷ Fe(Ⅲ)→Fe
Fe2+ 具有还原性,当遇到强氧化剂时,如:O2 、 Cl2 、 Br2 、 KMnO4 、 HNO3 、浓H2SO4 、 HClO 、 K2Cr2O7 等均可生成 +3 价铁。
2FeCl3 + 2Br2
2FeBr3 +4FeCl34Fe3+ +2H2O
2Fe2++H2O2+2H+
==
2Fe3++2H2O
2FeBr2 + 3Cl2 (足量) ==
6FeCl2 +3Br2
==4Fe2+ + O2 + 4H+
==
6FeBr2 + 3Cl2 (少量) ==2FeCl3 + 4FeBr3
(使溴水褪色)
⑸ Fe (Ⅱ)→Fe(Ⅲ)
当 Fe3+ 遇到强还原剂,如: Fe 、 Cu 、 S2-
( H2S )、 SO32- 、 SO2 、 I- ( HI )等,均可将
它还原成 Fe2+ ,如:2Fe2+ + Cu2+
2Fe2+ + S↓+ 2H+
2FeS↓+ S↓
2Fe3+ + H2S==
2Fe3+ + Cu==
2Fe3+ + S2- ==
2Fe3+ + HS-==4Fe3++ 6HS-==
2Fe3++ SO2+2H2O==
2Fe3++ SO32-+H2O==
2Fe2+ + S↓+ H+
3Fe2+ + FeS↓+ 2S↓+ 3H2S
2Fe2++4H++SO42-
2Fe2++2H++SO42-
⑹ Fe3+→Fe2+
涉及的物质一般有 Fe2+ 、 Fe3+ 、 Cu2+ 、 Fe 、 Cu
涉及的主要反应:
2Fe3+ + Cu→2Fe2+ + Cu2+
Fe + Cu2+ → Fe2++ Cu
2Fe3+ + Fe→3Fe2+
关键:判断反应的先后顺序
氧化性 Fe3+ > Cu2+
还原性 Fe > Cu
专题 -铁铜间彼此反应的计算和讨论
在 FeCl3 和 CuCl2 的混合溶液中,加入一定量的 Fe 粉:
①完全反应后,溶液中一定有的阳离子是 ;②如果反应后有固体剩余,则溶液中一定无 , 一定有 ;③如果反应后剩余的固体只有 Cu ,则溶液中一定 无 ,一定有 ,可能有 .④如果反应后剩余的固体为 Fe 和 Cu ,则溶液中一 定无 和 , 一定有 .
Fe2+
Fe3+
Fe2+
Fe2+
Fe2+
Fe3+
Fe3+
Cu2+
Cu2+
例题