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1、鐵的化學性質(zhì)之一 鐵Fe,原子序數(shù)26,相對原子質(zhì)量55.847。鐵有多種同素異形體,如鐵、鐵、鐵、鐵等。鐵是比較活潑的金屬,在金屬活動順序表里排在氫的前面。常溫時,鐵在干燥的空氣里不易與氧、硫、氯等非金屬單質(zhì)起反應,在高溫時,則劇烈反應。鐵在氧氣中燃燒,生成Fe3O4,赤熱的鐵和水蒸氣起反應也生成Fe3O4。鐵易溶于稀的無機酸和濃鹽酸中,生成二價鐵鹽,并放出氫氣。在常溫下遇濃硫酸或濃硝酸時,表面生成一層氧化物保護膜,使鐵“鈍化”,故可用鐵制品盛裝濃硫酸或濃硝酸。鐵是一變價元素,常見價態(tài)為+2和+3。鐵與硫、硫酸銅溶液、鹽酸、稀硫酸等反應時失去兩個電子,成為+2價。與Cl2、Br2、硝酸及熱濃
2、硫酸反應,則被氧化成Fe3+。鐵與氧氣或水蒸氣反應生成的Fe3O4,可以看成是FeOFe2O3,其中有13的Fe為+2價,另2/3為+3價。鐵的+3價化合物較為穩(wěn)定。 鐵的化學性質(zhì)之二 鐵的電子構型為(Ar)3d64s2,氧化態(tài)有0、+2、+3、+4、+5、+6。鐵的化學性質(zhì)活潑,為強還原劑,在室溫條件下可緩慢地從水中置換出氫,在500以上反應速率增高: 3Fe+4H2OFe3O4+4H2 鐵在干燥空氣中很難與氧發(fā)生作用,但在潮濕空氣中很易腐蝕,若含有酸性氣或鹵素蒸氣時,腐蝕更快。鐵可從溶液中還原金、鉑、銀、汞、鉍、錫、鎳或銅等離子,如: CuSO4+FeFeSO4+Cu 鐵溶于非氧化性的酸如
3、鹽酸和稀硫酸中,形成二價鐵離子并放出氫氣;在冷的稀硝酸中則形成二價鐵離子和硝酸銨: Fe+H2SO4FeSO4+H2 4Fe+10HNO34Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O 鐵溶于熱的或較濃的硝酸中,生成硝酸鐵并釋放出氮的氧化物。在濃硝酸或冷的濃硫酸中,鐵的表面形成一層氧化薄膜而被鈍化。鐵與氯在加熱時反應劇烈。鐵也能與硫、磷、硅、碳直接化合。鐵與氮不能直接化合,但與氨作用,形成氮化鐵Fe2N。 鐵的最重要的氧化態(tài)是+2和+3。二價鐵離子呈淡綠色,在堿性溶液中易被氧化成三價鐵離子。三價鐵離子的顏色隨水解程度的增大而由黃色經(jīng)橙色變到棕色。二價和三價鐵均易與無機或有機配位體形成穩(wěn)定的配位化合
4、物,如 Phen為菲羅林,配位數(shù)通常為6。零價鐵還可與一氧化碳形成各種羰基鐵,如Fe(CO)5、Fe2(CO)9、Fe3(CO)12。羰基鐵有揮發(fā)性,蒸氣劇毒。鐵也有+4、+5、+6價態(tài)的化合物,但在水溶液中只有+6價的。 化合物 主要有兩大類:亞鐵Fe()和正鐵Fe()化合物,亞鐵化合物有氧化亞鐵、氯化亞鐵、硫酸亞鐵、氫氧化亞鐵等;正鐵化合物有三氧化二鐵、三氯化鐵、硫酸鐵、氫氧化鐵等。 如在亞鐵氰化鉀K4Fe(CN)63H2O(俗名:黃血鹽)和鐵氰化鉀K3Fe(CN)6(俗名:赤血鹽)中。鐵與環(huán)戊二烯的化合物二茂鐵,是一種具有夾心結構的金屬有機化合物。 【鐵的化學性質(zhì)之三種狀態(tài)】 鐵的電子構型為(Ar)3d64s2,氧化態(tài)有0、+2、+3、+4、+5、+6。鐵的化學性質(zhì)活潑,為強還原劑,在室溫條件下可緩慢地從水中置換出氫,在500以上反應速率增高: 3Fe+4H2OFe3O4+4H2 鐵在干燥空氣中很難與氧發(fā)生作用,但在潮濕空氣中很易腐蝕,若含有酸性氣或鹵素蒸氣時,腐蝕更快。鐵可從溶液中還原金、鉑、銀、汞、鉍、錫、鎳或銅等離子,如: CuSO4+FeFeSO4+Cu 鐵溶于非氧化性的酸如鹽酸和稀硫酸中,形成二價鐵離子并放出氫氣;在冷的稀硝酸中則形成二價鐵離子和硝酸銨: Fe+H2SO4FeSO4+H2 4Fe+10HNO34Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O