铁铜及其化合物

答案:B
解析:铁元素被氧化后生成了Fe2O3显红色｡
（三）、铁的氢氧化物性质比较
化学式 颜 色状 态 溶解性 制备 热稳定性
Fe(OH)2
Fe(OH)3
白色固体粉末 不溶于水
红褐色固体粉末 难溶于水
FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓ Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
实验创新 方案Ⅰ：装置如图8－1所示。 在试管中加入适量的5% FeSO4溶液，并覆 盖一层苯，再用长滴管注入不含O2的1 mol · － L 1NaOH溶液。由于苯的液封作用，防止生成的 Fe(OH) 2被氧化，因而可较长时间观察到白色 Fe(OH) 2沉淀。
要点探究
方案Ⅱ：装置如图8－2所示。 实验时，先打开活塞K，再将分液漏斗的旋塞打开，稀H2SO4 与铁粉作用，用产生的H2排出装置中的空气；然后关闭K，使 生成的H2将试管中的FeSO4溶液压入NaOH溶液中，则可较长 时间观察到生成的白色Fe(OH)2沉淀。若拔去广口瓶上的橡皮 塞，则白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。
与非氧化性酸反应 都能与酸反应。如 Fe2O3 +6H+ =2F3+ + 3H2O 均有氧化性，与CO ,H2，Al 还原剂反应 FeOFe3O4有还原 性Fe2O3无 如： Fe2O3 + 3CO = 2Fe +3CO2 3FeO +10HNO3 =3Fe(NO3)3 +NO +5H20 3Fe3O4 + 28HNO3 = 9Fe(NO3)3+NO+14H2O
一、铁及其化合物
（一）.金属铁
1.在元素周期表中的位置 铁位于第四周期第Ⅷ族，过渡元素原子结构示意图为
+26 2 8 14 2
核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2
2.铁的物理性质 铁具有银白色金属光泽，纯铁质软，密(7.86g/cm3)， 熔沸点高(熔点15350C,沸点是27500C) ，有良好的延展 性、导电性和导热性，有铁磁性，能被磁铁吸引
• • • • • 铁与浓硫酸反应 △ Fe少量：2Fe + 6H2SO4(浓） = Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O △ Fe过量：Fe + 2H2SO4(浓） = FeSO4 + SO2 + 2H2O Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 n(Fe):n(浓H2SO4) = 1：3时不能只得到硫酸铁
____________(填编号)．
A．改用稀H2SO4作电解液 C．适当减小两极间的距离 B．适当增大电源的电压 D．适当降低电解液的温度
⑤若c用Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2 沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，另一明显
现象为________________________．
②在试管Ⅱ里加入的试剂是______.
③为了制得Fe(OH)2白色沉淀，在试管Ⅰ和 Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实
验步骤是____________________________．
④这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，理由是 ___________________________________． 【答案】 (2)①稀H2SO4和铁屑 ②NaOH溶液 ③检验试管Ⅱ出口
3.铁的化学性质
铁的常见化合价有几种？
• 单质铁中铁的化合价为最低价0价，所以铁 只有还原性
3.铁的化学性质 Fe表现还原性
Fe – 2e = Fe2+ Fe3+比Fe2+稳定 Fe – 3e = Fe3+
(1)铁与氯气、硝酸、浓硫酸等强氧化剂反应可显+3价
点燃 +3 +3
2Fe + 3Cl2==2FeCl3
(2)为了研究一定时间内铁粉的转化率,他们设计了如下实验: 准确称量一定质量的铁粉进行反应,收集并测量反应后生 成气体的体积,计算出铁粉的转化率｡
B ①收集并测量气体体积应选上图中的__________装置｡ ②称取0.24 g铁粉与适量石棉绒混合,然后加热至无气体放出 B ｡若室温下氢气密度约为0.088 g/L,最好选用______规格
A．纯水
B．NaCl溶液
C．NaOH溶液
D．CuCl2溶液
【答案】 (3)①Fe ②BC
Fe－2e－ === Fe2＋
③d为苯，其作用是____________________，在加入苯之 前对电解液c应作何简单处理？________________. ④为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是
经典例题
下面是制备Fe(OH)2白色沉淀的几种方案．请回答下列各问 题： (1)用不含Fe3＋的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH 溶液反应制备． ①用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入
__________________．
②除去蒸馏水中溶解的O2常采用____________的方法． ③生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的
体验热身 1.(2009·靖江模拟)红珊瑚栖息于200~2 000 m的海域,产于 台湾海峡､中国南海,它与琥珀､珍珠被统称为有机宝石｡在
中国,珊瑚是吉祥富有的象征,一直用来制做珍贵的工艺品｡
红珊瑚是无数珊瑚虫分泌的石灰质大量堆积形成的干支状 物,呈红色是因为在海底长期积淀某种元素,该元素是( A.Na C.Si B.Fe D.Cu )
NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液．这样
操作的理由是________________________________________． 【答案】 (1)①稀H2SO4、铁屑 ②煮沸 ③避免生成的
Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化
(2)在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂 制备． ①在试管Ⅰ里加入的试剂是___________．
• （3）滴加苯酚，溶液显紫色，证明有Fe3＋
• 2．Fe2＋的检验 • (1)在被检验的溶液中加碱，产生白色絮 状沉淀，白色沉淀迅速变成灰绿色，最终 变为红褐色，证明有Fe2＋存在． • Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ • 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
加入少量铁屑防止氧化
4、显色反应:用于鉴别Fe3+
• (1)Fe3++3SCN-＝Fe(SCN)3 血红色溶液
(2)加苯酚 溶液显紫色
要点深化： Fe3＋、 Fe2＋的检验
• 1．Fe3＋的检验 • (1)加入NaOH等碱溶液，生成红褐色沉 淀． • Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色) • (2)加入KSCN溶液，溶液变为红色． • Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(红色)
转 化
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3
白色絮状沉淀
灰绿色
红褐色沉淀
．制备Fe(OH)2时，采取哪些措施可防止Fe(OH)2被氧化？
①配制溶液的蒸馏水加热煮沸，除去O2.
②用新制的Fe2+(或向溶液中加铁粉排除其中的Fe3+; ③对NaOH溶液进行加热,驱赶其中溶解的氧气;
④长胶头滴管伸入到液面以下加入液体． ⑤溶液表面覆盖植物油(或苯)，以隔绝空气．
同理也可利用生成的氢气体积求出参与反应的铁粉质量,
进而求出铁粉的转化率｡
（二）、铁的氧化物：
名 称 俗 称
化学式 色 态 化合价 水溶性 类 型 FeO 黑色 粉末
氧化亚铁
氧化铁
四氧化三铁 磁性氧化铁 Fe3O4
黑色晶体 + 2，+ 3 不 溶
铁 红 Fe2O3
红棕色粉末 +3 不 溶
+2
不 溶 碱性氧化物
【答案】 ③隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化 排出溶解的O2 红褐色 ④BC 加热煮沸，
⑤白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成
（四）、铁盐亚铁盐的性质
• 1、可溶性亚铁盐、铁盐可与碱反应 • Fe3+ + OH- = Fe(OH)3 红褐色 • Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2 白色，极不稳定， 易被空气氧化 • Fe3+ + 3NH3.H2O = Fe(OH)3 + 3NH4+ • Fe2+ + 2NH3.H2O = Fe(OH)2 + 2NH4+
b.常温下，铁遇浓硫酸和浓硝酸钝化。
(2)铁与H+、Cu2+、Fe3+等弱氧化剂反应可显+2价
Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑ （稀HCl或稀H2SO4) +2 Fe + Cu2+ = Cu＋Fe2+ （与盐的反应） +2 Fe+2Fe3+=3Fe2+ (Fe3+的氧化性)
+2
（3）与水的反应
的量筒(填字母)｡
A.100 mL C.500 mL B.200 mL D.1 000 mL
7.7V×100% ③收集的气体体积为V L,则铁粉的转化率为___________｡
解析:铁与水蒸气反应,生成铁的氧化物和氢气,因此可以通过 验证有氢气产生来判断铁与水蒸气是否反应;可以通过测 量排出液体的体积(即生成气体的体积)来计算铁粉的转化 率,A图广口瓶中的进气管长,而排液管短,不能排出液体,故 不能使用;铁粉质量为0.24 g,由3Fe~4H2和H2的密度计算 可知理论上能生成氢气130 mL,所以应选用200 mL的量筒;
Fe少量：Fe+4HNO3(稀）==Fe(NO3)3+NO↑+2H2O Fe过量：3Fe+8HNO3(稀）==3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
Fe少量：Fe + 6HNO3（浓） = Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
△
• 一段时间后：Fe+4HNO3(稀）=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O 最后：Fe+2Fe(NO3)3==3Fe(NO3)2
处排Βιβλιοθήκη Baidu的H2的纯度，当排出的H2已经纯净时再夹紧止水夹④试管
Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界O2不易进入
(3)利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀．如图所示， 已知两电极的材料分别为石墨和铁．
①a电极的材料应为__________，电极反应式___________． ②电解液c可以是______(填编号)．
高温 3Fe +4H2O(气) Fe3O4 +4H2↑ 对比 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
（4）与氧气反应
a、常温干燥的空气中，铁与氧气不反应
b、常温潮湿的空气中，铁与氧气、水作用生成铁锈
c、3Fe + 2O2==Fe3O4 （纯氧气）
点燃
6.某研究小组为了探究“铁与水蒸气”能否发生反应及反应 的产物,进行了下列实验｡ (1)用如图所示实验装置,在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石 棉绒的混合物,加热,并通入水蒸气,就可以完成高温下“Fe 与水蒸气的反应实验”(石棉绒是耐高温材料,不与水反应) ｡
2、水解反应
• a、和CO32- 、HCO3-、双水解,写出方程 式 • b、制氢氧化铁胶体Fe3++3H2O(沸水)＝ Fe(OH)3＋3H+ 加入少量相应酸溶液以防止Fe3+ Fe2+的水解
3、氧化还原性
• Fe3+具有氧化性，能被FeCuI-S2-H2SSO2 等还原为Fe2+ • 写出FeCl3与FeCuHINa2SH2S反映的方程 式 • Fe2+既有氧化性，又有还原性，能被 Cl2Br2KMnO4HNO3等氧化为Fe3+，能被 ZnAl等还原为Fe • 写出FeCl2与Cl2HNO3反映的方程式 • FeBr2FeI2与Cl2反应的方程式
Fe(OH)2 = FeO + H2O(隔绝空气）
2Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O
Fe(OH)3+3H+= Fe3++3H2O
与 H+
氧化还原性
Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O
Fe(OH)2有还原性：3Fe(OH)2 +10HNO3 = 3Fe(NO3)3 +NO +8H2O Fe(OH)3有氧化性：2 Fe(OH)3 +6HI = 2FeI2 + I2 + 6H2O 2Fe(OH)3 + 3H2S = 2FeS + S + 6H2O
反应一段时间后,有肥皂泡吹起时,用点燃的火柴靠近肥皂泡, 肥皂泡破裂,有爆鸣声 当__________________时(填实验现象),说明“铁与水蒸 气”能够进行反应｡写出铁与水蒸气反应的化学方程式
3Fe 4H 2O g Fe3O4 4H 2 ________________________________________｡