1.知道鐵及其化合物的物理性質。2.了解鐵及其化合物的化學性質
3.了解fe3+的氧化性,認識fe3+ +和fe2+之間的相互轉化 4.學會fe3+ -的檢驗方法
5.了解fe(oh)3的製備方法及其受熱分解。
一、 鐵元素的原子結構與自然界的存在
鐵元素位於週期表__週期__族,其電子排布式為原子結構示意圖為在自然界中主要以形式存在,如磁鐵礦(主要成分為 fe3o4)、赤鐵礦(主要成分為fe2o3)。
二、鐵的性質
1、物理性質:
銀白色光澤、密度大,熔沸點高,延展性、導電、導熱性較好、能被磁鐵吸引。
思考:純鐵抗蝕能力特別強,而我們常見的鐵並非如此,為什麼?
2、化學性質鐵是的金屬,通常顯+2、+3價
思考:比較fe3+與fe2+的電子排布式,誰穩定?
(1)與非金屬單質反應
①與o2反應
②與cl2反應
③與s反應
(2)與水反應
①與水蒸汽反應
②常溫下,鐵與水不起反應,但潮濕的空氣裡,鐵易被腐蝕,形成鐵鏽。
反應方程式為
(3)與酸反應
①非氧化性酸(如稀硫酸、鹽酸)
現象反應離子方程式
②氧化性酸:
常溫下,鐵遇濃硫酸、濃硝酸會
(a) 與過量稀hno3反應
(b) 過量的fe與稀 hno3反應
(c) 與濃hno3共熱
(4)與鹽溶液反應
①與cuso4反應
②與fecl3反應
思考:鐵與其他物質反應時,何時生成+2價鐵的化合物?何時生成+3價鐵的化合物?
三、 鐵的化合物
1、鐵的氧化物
2、鐵的氫氧化物
思考: ①如何避免製取fe(oh)2時fe2+被氧化變質?②如何製備氫氧化鐵膠體?
3、fe2+、fe3+的性質及檢驗
(1)fe2+ 的性質
①水溶液是色
②與kscn溶液再滴則變紅
③與oh-反應現象
反應方程式
④既有又有但主要體現
fe2+ 可被強氧化劑(如可將fe2+氧化成fe3+。
(2)fe3 +的性質
①水溶液是色
②與kscn溶液反應方程式
③與oh-反應現象反應方程式
④只有性,fe3+可被還原劑(如可將fe3+還原成fe2+。
⑤fe3+有較強水解能力。水解方程式為
思考:①能用加熱蒸發fecl3溶液得獲得fecl3固體嗎?fe2(so4)3呢?②fe3+與co32- 、、s2-能共存嗎?
(3)fe2+、fe3+的檢驗
①檢驗fe2+的方法:(a)kscn法:先滴加kscn溶液,若溶液不顯血紅色,再滴加氯水,若溶液顯血紅色。說明原溶液中有fe2+。(b)鹼液法:現象
②檢驗fe3+的方法
(a)kscn法:現象
(b)鹼液法:現象
(c)苯酚法:現象
【例1】在鐵和銅的混合物中,加入不足量的稀硝酸,反應後剩餘金屬m1g;再向其中加入一定量的稀硫酸,充分振盪後 ,剩餘金屬m2g,則m1和 m2之間的關係是( )
a.m1一定大於 可能等於m2 一定等於 可能大於m2
【變式】將鐵屑溶於過量鹽酸後,再加入下列物質,會有三價鐵生成的是
a.硫酸b.氯水c.硝酸鋅d.氯化銅
【例2】 一定量的fe和fe2o3的混合物投入250 ml 2 mol/l硝酸溶液中,反應完全後,生成1.12 l no(標況),再向反應後的溶液中加入1mol/lnaoh溶液,要使鐵元素完全沉澱下來,所加入的naoh溶液體積最少是( )
a、450 ml b、500 ml c、400 ml d、不能確定
【變式】 在由fe、feo、和fe2o3組成的混合物中加入100ml2mol/l的鹽酸,恰好使混合物完全溶解,並放出448ml氣體(標準狀況),此時溶液中無fe3+離子,則下列判斷正確的是( )
a.混合物裡3種物質反應時消耗鹽酸的物質的量濃度之比為1:1:3
b.反應後所得溶液中的fe2+離子與cl-離子的物質的量濃度之比為1:2
c.混合物裡,feo的物質的量無法確定,但fe比fe2o3的物質的量多
d.混合物裡,fe2o3的物質的量無法確定,但fe比feo的物質的量多
【例3】下列離子方程式書寫正確的是( )
a.向溴化亞鐵溶液中通入過量氯氣:fe2++2br-+2cl2==fe3+ + br2+ 4cl-
b.三氯化鐵溶液跟過量氨水反應 fe3++3nh3h2o == fe(oh)3↓+3nh4+
c.硫化亞鐵與鹽酸反應 s2-+2h+==h2s↑
d.過量鐵粉與稀hno3反應:fe+4h++no3-= fe3++no↑+2h2o
【變式】下列各組離子一定能大量共存的是
a.在含大量fe3+的溶液中nh4+、na+、cl-、scn-
b.在強鹼性溶液中na+、k+、alo2-、co32-
c.在c(h+)=10-13mol·l-1的溶液中 nh4+、al3+、so42- 、no3-
d.在ph=1的溶液中k+、fe2+、cl-、no3-
【例4】在鐵和氧化鐵的混合物15g中加入150ml稀h2so4放出氫氣1.68l (標準狀況)。當反應停止後,鐵和氧化鐵均無剩餘,且溶液中無fe3+存在。
為了中和過量h2so4,並使fe2+完全轉化為fe(oh)2沉澱,共耗用3 mol/l naoh,溶液200ml。求:
①混合物中鐵和氧化鐵各多少克? ②稀h2so4的物質的量濃度為多少?
【例1】解析: m1g金屬中的金屬有兩種情況(1)只有銅(2)銅、鐵都有,加入稀硫酸後,若認為稀硫酸只和鐵反應,則會選擇b、c。其實加入稀硫酸後,原溶液中的no3-和稀硫酸中的h+共存,相當於有稀硝酸,則銅、鐵都可繼續反應。
答案:a 【變式】答案:c
【例2】解析: 本題涉及到的反應較多,況且鐵最終是以fe (oh)3還是 fe (oh)2形式沉澱,難以確定;硝酸是否過量也不能確定,看來計算很困難。但若從naoh考慮,加入的naoh恰好使鐵元素沉澱,溶液為硝酸鈉溶液。
不難得出: n(naoh)=n(no3-)=n(hno3)-n(no)= 0.25lχ2 mol/l—0.
5 mol=0.45mol v(naoh)=0.45l=450 ml 答案:
a 【變式】答案:b
【例3】解析: cl2與febr2溶液反應,由於還原性fe2+>br-,cl2應先氧化fe2+,待fe2+被氧化完全後再氧化br-。當cl2少量時,離子方程式為:
cl2 +2fe2+ ==2fe3+ +2 cl-,當過量時:離子方程式為:3 cl2 +2fe2++4br-== 2fe3+ +6cl-+2br2, 所以a錯。
鐵與稀hno3反應,當fe少量時,離子方程式為: fe+4h++no3-== fe3++no↑+2h2o;當fe過量時,離子方程式為: 3fe+8h++2no3-== 3fe2++2no↑+4h2o,所以d錯。
c項fes為難溶物,不能拆開寫成離子形式。。
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