金属及化合物铁和铁的化合物2011.10.ppt

金属及其化合物,③铁和铁的化合物,学得辛苦,做得舒服;学得舒服,做得辛苦----牛根生①铁和铁的化合物,铁可以失去最外层的电子显____价,也可以失去次外层 的一个电子显______价,Fe2+主要有_______Fe 2+ 、 Fe3+ 中较为稳定的是____(原子结构3d5半充满 )1.铁在元素周期表中的位置和原子结构特点 铁位于元素周期表第___周期第____族,属于过渡元素 铁的原子结构示意图：,四,+2,还原性,Fe3+,+3,ⅧB,Ⅷ,电子排布式：,1S22S22P63S23P63d64S2,外围电子排布式：,3d64S2,外围电子排布图：,3d 4S,铁的原子结构与性质：,①最外层仅有2个电子,②次外层不饱和,+2价(Fe2+),+3价(Fe3+),+6价(FeO42- ),络合物 [Fe(CO)5],-2e(弱氧化剂),-3e(强氧化剂),偏离6e,接受电子对,,,,,,,,,过渡元素原子结构特点:最外层1~2个电子2、过渡元素:元素周期表中从ⅢB----ⅡB的元素叫过渡元素 过渡元素的四个特点: ①都是金属; ②最外层电子数1-2个,多数有变价; ③化合物往往有颜色; ④过渡元素的离子易形成络合物。

五、铁单质的性质：,银白色,有金属光泽,质软,熔点15350C,沸点27500C;具有良好的延展性;是电和热的良导体;能被磁体吸引,具铁磁性1、铁的物理性质：,②与某些盐溶液反应,如FeCl3、CuSO4溶液等③与酸反应：,a.与非氧化性酸反应,如盐酸、稀硫酸b.与氧化性酸反应,如硝酸、浓硫酸1)常温下发生钝化;,(2)加热时可以反应①与非金属反应,如Cl2、S、O2等2、铁的化学性质：,注意：,跟硝酸反应要看具体条件:Fe+4HNO3(足量)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O3Fe(过量)+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O,2Fe+3Cl2===2FeCl3(棕色的烟),点燃,Fe+S====FeS,点燃,Fe+2Fe3+=3Fe2+,2、铁的化学性质：,铁只有还原性,遇到不同氧化剂时可被氧化为Fe2+或者Fe3+,Fe,Fe2+,Fe3+,,,弱氧化剂:I2、S、 Fe3+ 、H+金属活动性顺序表中铁后面的金属阳离子强氧化剂:Cl2、Br2、HNO3、MnO4-、 H2O2、浓H2SO4O2和水在一定条件下将Fe变成Fe3O4,3Fe+4H2O(g) ===== Fe3O4+4H2,高温,3Fe+2O2 ==== Fe3O4,点燃,例19. 现有两种金属的混合物共4克,与足量氯气反应后,固体增重7.1克。

另取4克该金属混合物,投入到足量盐酸中,产生2.24LH2(标况)则该混合物的组成不可能是 ( )A.Cu、Al B.Mg、Fe C.Zn、Al D.Mg、Zn,B,金属的混合物共4克→,反应的Cl20.1mol→,4克金属失去电子0.2mol→,0.1molCl2得电子0.2mol→,失去1mol电子的金属平均质量20g→,失去1mol电子的金属质量E=M/化合价,E=32、 9,E=12、18.6,E=32.5、9,E=12、32.5,例20. 2004年1月30日美国宇航局宣布,“机遇”号火星探测器利用微型热辐射分光计发现了赤铁矿可能存在的线索这是火星曾经有水的初步证据,赤铁矿通常在有液态水的环境下生成下列反应式表示在天然水体中形成赤铁矿时可能发生的变化,其中错误的是 ( )A.2H2O+O2+4e- =4OH-B.Fe-3e- = Fe3+C.Fe2++2OH- = Fe(OH)2↓D.4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3E.2Fe(OH)3===Fe2O3+3H2O,B,Fe-2e- = Fe2+,△,例21.2006年11月23日中科院网报道,核磁共振造影增强剂用于疾病的诊断,还可以作为药物载体用于疾病的治疗。

为磁性纳米晶体材料在生物医学领域的应用提供了更广泛的前景制备纳米四氧化三铁过程如下：,(1)下列有关叙述不合理的是 ( ) A.纳米四氧化三铁具有磁性作为药物载体用于疾病的治疗 B.纳米四氧化三铁分散在适当溶剂中,它与溶液分散质直径相当 C.在反应②环丙胺的作用可能是促进氯化铁水解D.反应③的化学方程式是：6FeOOH +CO = 2Fe3O4 +3H2O + CO2,B,FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3HCl,例22.在烧制砖瓦时,用粘土做成的坯经过焙烧后,铁的化合物转化成_______而制得红色砖瓦;若烘热后期从窑顶向下慢慢浇水,窑内会产生大量的_________气体,它们把该红色物质还原成黑色的化合物是_____________,同时还原未烧的碳得青色砖瓦Fe2O3,CO、H2,FeO、Fe3O4,铁 红,磁性氧化铁,黑色 粉末,红棕色粉末,黑色晶体,碱 性 氧 化 物,,都能与酸反应: Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O,都能被还原:3CO+Fe2O3=====3CO2+2Fe,高温,Fe2O3,六、铁的化合物：,1、氧化物,FeO,Fe3O4,,,Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓（红褐色）,2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O↑,Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O 请写出与HI的反应式？,2、铁的氢氧化物：,Fe(OH)3 和Fe(OH)2的生成及性质：,Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ (白色絮状沉淀;Fe(OH)2的制备),4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,白色沉淀迅速变成灰绿色最后变成红褐色,Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O 请写出与稀HNO3的反应式？,,Fe2+,Fe3+,,较强氧化剂,,较强还原剂,浅 绿 色,黄 色,3、铁化合物和亚铁化合物的相互转变：,（1）Fe2+→ Fe3+,强氧化剂（Cl2、Br2、HNO3、MnO4-、O2 、O3 、H2O2、浓H2SO4 、HClO 、ClO- ）可将Fe2+→ Fe3+,2Fe 2++Cl2=2Fe 3+ +2Cl-,3Fe 2+ +4H + +NO 3-=3Fe 3+ +2H2O+NO↑,2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,（2）Fe3+→ Fe2+,2Fe3++Fe=3 Fe2+,可见，使用还原剂Cu、Fe、H2S、S2-、SO2、 SO32- 、 HI 、I-可将Fe3+→ Fe2+,H2S+2Fe3+=2Fe2++2H++S↓,2Fe3+ + Cu=2Fe2+ + Cu2+,2Fe3+ + 2I-=2Fe2+ + I2,2Fe3+ + SO2+2H2O=2Fe2+ +SO42-+4H+,S2-+2Fe3+=2Fe2++S↓,3S2-+2Fe3+=2FeS ↓+ S ↓(S2-过量 ),(3)Fe3+和Fe2+的检验,浅绿色,棕黄色,,血红色,不显红色,不显紫色 显紫色,无明显现象,Cu被腐蚀 溶液变绿色,试纸不变蓝 试纸变蓝色,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,,（4）Fe3+ 、Fe2+的水解,Fe2+ + 2H2O Fe(OH)2 + 2H+,Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3+ 3H+,Fe2+ 与AlO2- 双水解，与 ClO- 氧化还原反应，与SiO32- 、CO32-、S2-直接反应不能共存。

2Fe3++3CO32- +3H2O = 2Fe(OH)3↓+3CO2↑,Fe3++3ClO- +3H2O = Fe(OH)3↓+3HClO,Fe3++3AlO2- +6H2O = Fe(OH)3↓+3Al(OH)3↓,Fe3+ 与CO32- 、HCO3- 、ClO- 、AlO2- 、 SiO32 - S2-、HS- 、 SO32- 、 HSO3-不能共存Fe2++2AlO2- +4H2O = Fe(OH)2↓+2Al(OH)3↓,2Fe2++ClO- +2H+ =2 Fe 3++2Cl-+H2O,例23. 将m克含氧化铁、氧化铜和氧化亚铁的样品投入物质的量浓度为1mol/L的2L盐酸溶液中恰好完全反应，若向等质量的该样品中通入足量的氢气并加热充分反应后所得金属的质量是 （ ）A.（m－16）g B.（m +16）g C.（m－32）g D.16 g,A,n(Cl-）=2mol n(O2-)=1mol m(金属)=(m-16)g,1.加热NaOH溶液的作用是:_________________________; 配置FeSO4溶液的蒸馏水要煮沸目的是: _____________________________________。

用新配制的FeSO4溶液优点是: ____________________________________ _________________________________例24.回忆氢氧化亚铁的制取实验进行实验改进,消除NaOH溶液中的氧气,消除溶液中的氧气,防止Fe(OH)2被氧化,新配制的FeSO4溶液中Fe3+少,能生成较纯净的Fe(OH)2,能看到白色沉淀2.在盛FeSO4溶液试管的液面上,加一层植物油, 加植物油的作用是: _________________________________________; 用长滴管吸入NaOH溶液时,先挤出胶囊中的空气再伸入NaOH溶液中吸取溶液,其目的是: ____________________________________； 把滴管插入FeSO4溶液底部加入NaOH溶液, 这种违反常规的操作目的__________________ ______________________________使FeSO4溶液和空气隔绝,防止Fe(OH)2被氧化,防止NaOH溶液中进入空气,氧化Fe(OH)2,防止NaOH溶液和空气同时进入溶液,氧化Fe(OH)2,(2)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作可采用长滴管吸取不含O2的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______________________________例25.用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀： 方法一:用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备 (1)除去蒸馏水中溶解的O2常采用 的方法煮沸,避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2,方法二:在如图装置中,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 (2)在试管Ⅱ里加入的试剂是 (3)为了制得白色Fe(OH)2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，其理由是 ______________________________ ____________________________试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入,稀H2SO4铁屑,NaOH溶液,检验试管Ⅱ出口处排出氢气的纯度。

当排出的H2纯净时,再夹紧止水夹,。