第1節(jié)鐵及其化合物第三章鐵金屬材料人體中的鐵元素鐵在人體中的含量為4~5g，是人體必需微量元素中含量最多的一種。人體內(nèi)的含鐵化合物功能性鐵儲存鐵參與氧的運輸與一些酶結(jié)合缺鐵會造成記憶力、免疫力、對溫度適應(yīng)力下降、貧血等哪些食物在富含鐵？鐵在自然界中的存在隕鐵鐵在自然界中的存在赤鐵礦（Fe2O3）黃鐵礦（FeS2）鐵元素在地殼中的含量排在第四位，僅次于氧硅鋁，是含量第二多的金屬元素鐵在自然界中的存在我國人工冶鐵制品戰(zhàn)國時期最大的鐵器——長方形鐵爐我國目前發(fā)現(xiàn)最早的人工冶鐵制品——銅柄鐵劍鐵的冶煉Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高溫

鐵的物理性質(zhì)光亮的銀白色金屬,密度較大。熔沸點較高：熔點1535℃，沸點2750℃。純鐵有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,導(dǎo)電性比銅、鋁差。鐵能被磁鐵吸引。1、觀察下列化學(xué)反應(yīng)方程式，鐵的化合價變化有何異同？思考·討論Fe+2HCl——2FeCl2+H22Fe+3Cl2——2FeCl3點燃Fe+CuSO4——FeSO4+Cu2Fe+3Cl2——2FeCl3點燃FeFeCl3化合價升高0+3FeFeCl2化合價升高0+2Fe+CuSO4——FeSO4+CuFeFeSO4化合價升高0+2Fe+2HCl——2FeCl2+H22、為什么有的化學(xué)方程式中鐵的化合價變成+2，有的變成+3？①與非氧化性酸（HCl、稀硫酸）反應(yīng)：②與氧化性酸（濃硫酸、硝酸）反應(yīng)：常溫下：濃硫酸和濃硝酸會發(fā)生鈍化Fe+2H+==Fe2++H2稀硝酸：鐵不足：Fe+4HNO3==Fe(NO3)3+NO+2H2O鐵過量：3Fe+8HNO3==3Fe(NO3)2

+2NO+4H2O3、在鋼鐵廠的生產(chǎn)中，熾熱的鐵水或鋼水注入模具之前，模具必須進行充分的干燥處理。這是為什么呢？鋼水注入干燥的模具提示：鐵與水會反應(yīng)嗎？現(xiàn)象：加熱時試管內(nèi)鐵粉紅熱，生成黑色固體，點燃肥皂泡可聽到爆鳴聲。①試管口略向下傾斜；②酒精燈先加熱濕棉花，有水蒸氣后，再移至鐵粉位置；③加熱一會后再將導(dǎo)管插入到肥皂水中；④結(jié)束時，先撤導(dǎo)管，再移酒精燈。3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2用如圖所示裝置進行Fe與水蒸氣反應(yīng)的實驗，下列有關(guān)說法不正確的是()A、裝置A的作用是為實驗提供持續(xù)不斷的水蒸氣B、裝置B中反應(yīng)的化學(xué)方程式是

2Fe+3H2O(g)==Fe2O3+3H2C、裝置C中加入的固體干燥劑可能是堿石灰D、點燃裝置D處的氣體前必須檢驗氣體的純度高溫B如圖所示是某化學(xué)小組設(shè)計還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的實驗，思考并回答下列問題：1．加熱燒瓶中水的目的是什么？2．玻璃管中石棉絨的作用是什么？3．干燥管的作用是什么？4．實驗開始時，是先點燃酒精燈還是先點燃酒精噴燈？為什么？金屬與水反應(yīng)的一般規(guī)律：1、活潑金屬如K、Ca、Na與冷水劇烈反應(yīng)，生成可溶性的堿和氫氣。Ca+2H2O=Ca(OH)2+H22、Mg與冷水反應(yīng)緩慢，但在加熱（或沸水）下反應(yīng)加快。(鋁與冷水很難反應(yīng)，與熱水反應(yīng)緩慢)Mg+2H2O=Mg(OH)2+H23、Zn、Fe、Sn、Pb高溫下與水蒸氣反應(yīng)，生成不溶性的氧化物和氫氣。

3Fe+4H2O=Fe3O4+4H24、Cu、Hg、Ag、Pt、Au與水不反應(yīng)。名稱（俗稱）氧化亞鐵氧化鐵（鐵紅）四氧化三鐵（磁性氧化鐵）化學(xué)式FeOFe2O3

Fe3O4(FeO?Fe2O3)類別堿性氧化物堿性氧化物（特殊）氧化物色態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體溶解性均不溶于水穩(wěn)定性不穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定鐵的氧化物化學(xué)性質(zhì)①相同點a.能與酸反應(yīng)FeO+2HCl=FeCl2+H2O

Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O

Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+3H2O

說明：FeO、Fe2O3為堿性氧化物，F(xiàn)e3O4為復(fù)雜氧化物，也是最穩(wěn)定的氧化物。b.具有氧化性，能被還原為鐵單質(zhì)。FexOy+yCO==xFe+yCO2FexOyxFe②不同點FeO不穩(wěn)定，在空氣中受熱被氧化

6FeO+O2==2Fe3O4高溫Al或H2【例】鐵的常見化合價有+2價和+3價。據(jù)研究，鐵在濃HNO3中發(fā)生鈍化時，可生成一種化學(xué)式為Fe8O11的化合物，它可以看作由FeO和Fe2O3組成的復(fù)雜氧化物。該化合物可以表示為(

)A．FeO·3Fe2O3

B．2FeO·3Fe2O3C．FeO·2Fe2O3

D．2FeO·Fe2O3【解析】合物Fe8O11可以看作由FeO和Fe2O3組成的復(fù)雜氧化物，設(shè)化學(xué)式為nFeO·mFe2O3，則n+2m=8，n+3m=11，解得n＝2，m＝3，該化合物可以表示為2FeO·3Fe2O3?！敬鸢浮緽物質(zhì)Fe(OH)2Fe(OH)3鐵的價態(tài)+2

+3

色、態(tài)白色固體紅褐色固體化學(xué)性質(zhì)與非氧化性酸反應(yīng)Fe(OH)2+2HCl=

FeCl2+2H2OFe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2O與氧化性酸反應(yīng)3Fe(OH)2+10HNO3

=

3Fe(NO3)3+NO↑+8H2OFe(OH)3+3HNO3

=

Fe(NO3)3+3H2O與還原性酸反應(yīng)Fe(OH)2+2HI=FeI2+2H2O2Fe(OH)3+6HI=

2FeI2+I2+6H2O鐵的氫氧化物

熱穩(wěn)定性不穩(wěn)定（易被氧化為Fe(OH)3

）不穩(wěn)定：2Fe(OH)3

==Fe2O3+3H2O制法可溶性堿與亞鐵鹽溶液反應(yīng)可溶性堿與鐵鹽溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)化4Fe(OH)2+O2+2H2O=

4Fe(OH)3，顏色變化：白色→灰綠色→紅褐色△易錯警示1.Fe(OH)2與強氧化性酸(如稀硝酸、濃硫酸)反應(yīng)時，要注意發(fā)生的是氧化還原反應(yīng)，而不是復(fù)分解反應(yīng)。2.Fe(OH)2在空氣中加熱得到的是Fe2O3：4Fe(OH)2+O22Fe2O3+4H2O△

FeCl3溶液

FeSO4溶液加入NaOH溶液紅褐色沉淀白色絮狀沉淀→灰綠色→紅褐色沉淀化學(xué)方程式FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaClFeSO4+2NaOH=Fe(OH)2

+Na2SO44Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3【實驗3-1】鐵的氫氧化物的制備氫氧化亞鐵易被氧化，如何防止其被氧化？探究：Fe(OH)2的制備Fe(OH)2被氧化的原因

反應(yīng)試劑中溶有氧氣配制試劑的蒸餾水要煮沸試劑與空氣接觸①在Fe(OH)2溶液的液面上加少量苯（或植物油）②膠頭滴管插入液面下加入NaOH溶液改進方法改進裝置操作：先滴加稀硫酸，然后收集氫氣并驗純，當(dāng)氫氣純凈后，再滴加NaOH溶液。改進方案NaOH溶液操作：先打開止水夾，在試管Ⅱ出口處收集氫氣并驗純，當(dāng)氫氣純凈后，關(guān)閉止水夾。產(chǎn)生的氫氣使Ⅰ中壓強增大，將生成的硫酸亞鐵溶液從長導(dǎo)管排入Ⅱ中。改進方案稀H2SO4鐵屑改進方案鐵粉稀硫酸NaOH溶液操作：先打開活塞a，在錐形瓶出口處收集氫氣并驗純，當(dāng)氫氣純凈后，關(guān)閉活塞a。產(chǎn)生的氫氣使A中壓強增大，將生成的硫酸亞鐵溶液從長導(dǎo)管排入B中。鐵鹽和亞鐵鹽:Fe3+和Fe2+的鑒別（4）強氧化劑法溶液褪色：Fe2+不褪色：Fe3+加酸性高錳酸鉀或溴水（5）K3[Fe(CN)6]溶液檢驗法溶液生成藍色沉淀：Fe2+無明顯現(xiàn)象：Fe3+K3[Fe(CN)6]溶液注意：①若只檢驗Fe3＋，最好選用KSCN溶液。

②若只檢驗Fe2＋，最好方法是加KSCN溶液無現(xiàn)象，再滴入氯水，溶液變紅。但加入試劑順序不能顛倒。③檢驗Fe3＋是否混有Fe2＋，最好用酸性KMnO4溶液或溴水，不能用NaOH溶液、KSCN等。④檢驗既含F(xiàn)e3＋又含F(xiàn)e2＋，分二次檢驗，用KSCN溶液檢驗Fe3