轻松快乐掌握铁及其铁的性质.doc

Fe
Fe2O3（大儿子） Fe(OH)3
铁系家族成员：铁（爷爷） Fe3O4（二儿子） 比较可怜无子嗣
FeO（三儿子） Fe(OH)2 Fe3+ Fe2+
扩展视野 学无止尽，年纪不是距离，都是可以互相学习
铁位于第 四 周期第 八 族，是地壳中含量 第二 的金属元素。铁分布很广，能稳定地与其他元素结合，常以氧化物的形式存在，有赤铁矿（主要成分是Fe2O3）、磁铁矿（主要成分是Fe3O4）、褐铁矿（主要成分是Fe2O3·3H2O）、菱铁矿（主要成分是FeCO3）、黄铁矿（主要成分是FeS2）、钛铁矿（主要成分是FeTiO3）等。铁是活泼的过渡元素。

铁
知识梳理：
一．铁的原子结构示意图
Fe―2e―＝Fe2+ Fe―3e―＝Fe3+

二．铁的性质
1、物理性质：银白色光泽、密度大，熔沸点高，延展性、导电、导热性较好、能被磁铁吸引。
2、化学性质：铁的化学性质及在反应后的生成物中显+2价或+3价的规律如下；

三．铁的氧化物
不甘示弱 的 三个父亲

FeO
Fe2O3
Fe3O4
铁的化合价
+2
+3
+2、+3
颜色、状态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体
俗名

铁红
磁性氧化铁
水溶性
不溶于水
不溶于水
不溶于水
氧化物类别
碱性氧化物
碱性氧化物

与非氧化性酸反应
FeO+2H + =Fe2+ +H2O
Fe2O3+6H + =2Fe3+ +3H2O
Fe3O4+8H + =2Fe3+ + Fe2++4H2O
与还原剂反应
(H2、CO、Al等)
FeO+COFe+CO2
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
3Fe3O4+8Al9Fe+4Al2O3
用途

用作红色油漆和涂料；赤铁矿是炼铁原料

说明：
①FeO与非氧化性酸相遇时，发生复分解反应，生成亚铁盐；但与强氧化性酸相遇，Fe2+被氧化成Fe3+，生成铁盐
②Fe3O4在三种氧化物中最为稳定，一般不与酸、碱和氧气反应，所以在铁的表面若能形成Fe3O4膜，便能起到保护作用，防止生锈。Fe3O4是一种复杂的氧化物，它不属于碱性氧化物，可以写成FeO·Fe2O3的形式有+2、+3 价
③FeO、Fe2O3是碱性氧化物
④空气中：6FeO + O2 = 2Fe3O4

四．铁的两种氢氧化物的比较及制备
1、童真却爱比较 的 两孩子：
化学式
Fe(OH)2
Fe(OH)3
色、态
白色固体
红褐色固体
溶解性
难溶于水
难溶于水
物质类别
二元弱碱
三元弱碱
与非氧化性酸的反应
Fe(OH)2+H2SO4=FeSO4+2H2O
Fe(OH)2+2H + =Fe2+ +2H2O
2Fe(OH)3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+6H2O
Fe(OH)3+3H + =Fe3+ +3H2O
与氧化性酸的反应
3Fe(OH)2+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO↑+8H2O
3Fe(OH)2+10H + +NO3 -=3Fe 3+ +NO↑+8H2O
Fe(OH)3+3HNO3(稀)=Fe(NO3)3+3H2O
Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
与还原性酸的反应
Fe(OH)2+2HI=FeI2+2H2O
Fe(OH)2+2H+ =Fe2++2H2O
2Fe(OH)3+6HI=2FeI2+6H2O+I2
2Fe(OH)3+6H + +2I-=2Fe2++6H2O+I2
热稳定性
分解产物复杂
2Fe(OH)3 Fe2O3 +3H2O

2、制备:
（1）Fe(OH)2的制备
Fe(OH)2易被氧化，在制备时应注意：
⑴ FeSO4晶体中不能有 Fe3+；
⑵配制后的FeSO4溶液中要加入少量铁粉；
⑶配制溶液的蒸馏水以及所用NaOH溶液均须煮沸以除去其中溶解的氧气；

FeSO4溶液中加NaOH.
①现象： 生成白色沉淀，后又迅速转变为灰绿色，最后生成红褐色

②Fe2+容易被氧化,所以FeSO4溶液要新配制.

③为了防止滴加NaOH时带入空气,可将吸收NaOH的长滴管伸入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液.

④为了防止Fe2+被氧化,还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量煤油或其它密度比水小但不溶于水的有机物以隔绝空气.

化学方程式： FeSO4 + 2NaOH = Fe(OH)2↓+Na2SO4
Fe2++ 2OH -= Fe(OH)2↓（白色）
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3（红褐色）
（白色→灰绿色→红褐色）

（2）Fe(OH)3的制备

实验:FeCl3溶液中加NaOH溶液.

①现象：生成红褐色沉淀

②化学方程式：FeCl3+3NaOH= Fe(OH)3↓+3NaCl Fe 3++ 3OH -= Fe(OH)3↓（红褐色）

③热稳性：Fe(OH)3对热不稳定,受热能失去水生成红棕色的Fe2O3粉末.
化学方程式： 2Fe(OH)3 Fe2O3 +3H2O

（3）Fe(OH)3胶体的制备 （克隆品更有用）
向加热沸腾的蒸馏水中加入FeCI3溶液，待出现红褐色时，停止加热，便可得到 Fe(OH)3胶体。
制备时要注意：⑴不可长时间加热，因为加热会使胶体凝聚；
⑵不能用自来水，因为自来水中的电解质也可使胶体凝聚。

五、总决赛：聚焦于溶液世界里 Fe3+ 　ＰＫ 　 Fe2+
1、如何在溶液中发现他们？
Fe3+的检验:
1）Fe3+盐溶液中滴加KSCN溶液。
现象:溶液变红色 ，反应方程式： FeCl3+3KSCN= Fe(SCN)3+3KCl
Fe 3++3SCN -= Fe(SCN)3（红色）
2）向Fe3+盐溶液中滴加NaOH溶液。
现象:产生红褐色沉淀，反应方程式：FeCl3+3NaOH= Fe(OH)3↓+3NaCl
Fe 3++ 3OH -= Fe(OH)3↓（红褐色）
3） 向Fe3+盐溶液中滴加苯酚溶液。
现象:溶液变为紫色，则证明溶液中含有Fe3+。

Fe2+的检验:
1）向Fe2+盐溶液中滴加KSCN溶液，再滴加氯水（硝酸、H2O2等）。
现象:先无现象，加氯水后溶液呈红色
反应方程式：2FeCl2+Cl2=2FeCl3
FeCl3+3KSCN= Fe(SCN)3+3KCl
2）向Fe2+盐溶液中滴加NaOH溶液。
现象:产生白色沉淀迅速转变为灰绿色，最后变成红褐色沉淀
反应方程式：FeCl2+2NaOH= Fe(OH)2↓+2NaCl
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3（红褐色）

2、他们的核心竞争力是什么？
Fe3+的氧化性：
向FeCl3溶液中加入铁粉
现象:溶液由棕黄色变为浅绿色
化学反程式2FeCl3+Fe=2FeCl2
2Fe3+（棕黄色）+Fe=3Fe2+（浅绿色）
Fe3+还可以与Cu、HI、H2S等反应
2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 对应离子方程式：2Fe 3++ Cu = 2Fe 2++ Cu 2+
2FeCl3+2HI=2FeCl2+2HCl+ I2 对应离子方程式：2Fe 3++ 2I- =2Fe 2+ + I2
2FeCl3+H2S=2FeCl2+2HCl+S↓ 对应离子方程式：2Fe 3++ H2S =2Fe 2++2H + + S↓
Fe2+的还原性：
向FeCl2溶液中通入氯气
现象:溶液由浅绿色变为棕黄色
化学反程式：2FeCl2+Cl2=2FeCl3
2Fe2++Cl2= 2Fe3++2Cl-
3、如何把他们完全分开？
除杂：FeCl3(FeCl2) 滴加氯水 FeCl2 (FeCl3) 加入铁粉

4、如何在溶液中更好保存他们？
⑴ FeCI2、FeSO4 等亚铁盐溶液保存：要加入少量铁屑（防止 Fe2+被氧化）和滴入少量相应的酸溶液 ( 抑制 Fe2+水解) 。另外要注意，保存 Fe(NO3)2 溶液时，只要加铁屑防止氧化即可，不能加HNO3来防止水解。
⑵ FeCl3、Fe2(SO4)3 等铁盐溶液保存：要加少量相应的酸溶液（抑制Fe3+水解）。

5、FeSO4溶液是否变质？ 加KSCN溶液就知道了