鐵銅及其化合物一、鐵的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)鐵是26號(hào)元素，位于第四周期第族，屬于過(guò)渡元素。原子結(jié)構(gòu)示意圖：主要化合價(jià)：+2，+32.鐵在金屬的分類(lèi)中屬于黑色金屬，重金屬，常見(jiàn)金屬。純凈的鐵是光亮的銀白色金屬，密度為7.86g/3,熔沸點(diǎn)高，有較好的導(dǎo)電、傳熱性，能被磁鐵吸引，也能被磁化。還原鐵粉為黑色粉末。3.鐵是較活潑的金屬元素，在金屬活動(dòng)性順序表中排在氫的前面。跟非金屬反應(yīng)： 點(diǎn)燃 點(diǎn)燃 3Fe+2O2 = Fe3O4 2Fe+3Cl2 =2FeCl3 Fe+S= FeS Fe+I2= FeI2跟水反應(yīng)： 3Fe+4H2O= Fe3O4+4H2跟酸作用：Fe+2H+=Fe2+H2(遇冷濃硝酸、濃硫酸鈍化；與氧化性酸反應(yīng)不產(chǎn)生H2，且氧化性酸過(guò)量時(shí)生成Fe3+)與部分鹽溶液反應(yīng)：Fe+Cu2+=Fe2+Cu Fe+2Fe3+=3Fe2+。)二、鐵的氧化物和氫氧化物1.鐵的氧化物的比較鐵的氧化物FeOFe2O3 Fe3O4俗稱(chēng)鐵紅磁性氧化鐵色、態(tài)黑色粉末 紅棕色粉末黑色晶體鐵的價(jià)態(tài)+2 +3+2、+3水溶性難溶于水穩(wěn)定性不穩(wěn)定性6FeO+O2=2Fe3O4穩(wěn)定穩(wěn)定與酸的反應(yīng)FeO+2H+=Fe2+H2OFe2O3+6H+=2Fe3+3H2 Fe3O4+8H+=2Fe3+Fe2+4H2O與CO的反應(yīng)FexOy+yCO=xFe+yCO2制取高溫熔融，過(guò)量的鐵與氧氣反應(yīng)2Fe+O2=2FeOFe(OH)3的分解2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O鐵在氧氣中燃3Fe+2O2=Fe3O42.鐵的氫氧化物的比較Fe(OH)2Fe(OH)3物理性質(zhì)白色，難溶于水的固體紅褐色，難溶于水的固體化學(xué)性質(zhì)（1）與非氧化性強(qiáng)酸反應(yīng)Fe(OH)2+2H+=Fe2+2H2O Fe(OH)3+3H+=Fe3+3H2O(2)與氧化性酸反應(yīng)3Fe(OH)2+10HNO3=3Fe(NO3)3+NO+8H2O（3）空氣中放置被氧化4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3受熱分解2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O制備煮沸蒸餾水，趕走溶解的氧氣 將NaOH溶液滴入Fe2(SO4)3溶液中煮沸NaOH溶液，趕走溶解的氧氣 Fe3+3OH-=Fe(OH)3配制FeSO4溶液，加少量的還原鐵粉用長(zhǎng)滴管將NaOH溶液送入FeSO4溶液液面以下Fe2+2OH-=Fe(OH)2 1. Fe3O4是復(fù)雜的化合物，經(jīng)研究證明，在Fe3O4晶體中有1/3的Fe是+2價(jià)，有2/3的Fe是+3價(jià)，可看成FeOFe2O3，實(shí)際應(yīng)寫(xiě)成Fe(FeO2)2,即鐵酸亞鐵鹽，不是一般的氧化物。2.Fe(OH)2和Fe(OH)3從溶液中析出的現(xiàn)象不同，前者是白色絮狀沉淀，后者是紅褐色沉淀。而Fe(OH)2極不穩(wěn)定，易被氧化成Fe(OH)3，反應(yīng)現(xiàn)象是：白色灰綠色紅褐色。若要觀察到白色的Fe(OH)2沉淀，需要?jiǎng)?chuàng)造以下條件：（1）排除亞鐵鹽溶液里的Fe3+離子，以免Fe3+離子直接與OH-結(jié)合生成Fe(OH)3。（2）盡量排除溶液中溶解的氧氣（絕對(duì)排除是辦不到的），以減慢生成的Fe(OH)2被氧化成Fe(OH)3的速度。反應(yīng)要用新制備的亞鐵鹽溶液，并放入少量的鐵以防止Fe3+離子產(chǎn)生。亞鐵鹽溶液與堿溶液在混合前分別加熱以排除溶有的空氣，然后，把堿溶液沿著試管壁加入盛亞鐵鹽溶液的試管中，或把滴管尖嘴直接插入液面下再加入堿溶液，可觀察到白色絮狀沉淀。三、Fe、Fe2+和Fe3+之間相互轉(zhuǎn)化及檢驗(yàn)從Fe、Fe2+和Fe3+的結(jié)構(gòu)可知:Fe只有還原性，F(xiàn)e3+通常只有氧化性，F(xiàn)e2+既具有氧化性又具有還原性。上述微粒通過(guò)跟一定的氧化劑或還原劑發(fā)生氧化還原反應(yīng)，才能實(shí)現(xiàn)不同價(jià)態(tài)的鐵相互轉(zhuǎn)化，如下圖（常稱(chēng)為鐵三角）： Fe Cl2 CO Fe3+ CO O2 Zn Cu2+ H2 HNO3 I-、I2、S Al KMnO4 Cl2、O2、HNO3、KMnO4、H2O2 Fe2+ Fe、Cu、I-、S2-、H2S Fe3+ （溶液為綠色） （溶液為棕黃色） 1.學(xué)習(xí)鐵及其化合物的性質(zhì)要注意：(1)抓價(jià)態(tài)：從鐵元素三種價(jià)態(tài)的相互轉(zhuǎn)化(鐵三角關(guān)系)去認(rèn)識(shí)鐵及其化合物間的氧化還原反應(yīng)規(guī)律.(2)想屬類(lèi)：如鐵是一種比較活潑的過(guò)渡金屬，氧化亞鐵、氧化鐵為堿性氧化物，氫氧化亞鐵、氫氧化鐵為不溶性弱堿，氯化鐵為強(qiáng)酸弱堿鹽，由此去分析理解它們各自所具有的性質(zhì).2.鐵元素的原子在化學(xué)反應(yīng)中，當(dāng)遇弱氧化劑(如S、H+、Cu2+、I2等)時(shí)，鐵只能失去最外層的兩個(gè)電子，而生成+2價(jià)鐵的化合物，當(dāng)遇到強(qiáng)氧化劑(如Cl2、Br2、HNO3等)時(shí)，鐵原子可以再失去次外層上的一個(gè)電子而生成+3價(jià)鐵的化合物. 3.具體反應(yīng)有： （1）Fe2+Fe3+ 2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-（在亞鐵鹽溶液中通入氯氣，溶液由淺綠色變?yōu)樽攸S色）。4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O（亞鐵鹽溶液在空氣中容易變質(zhì)，如綠礬露置于空氣中則是：12FeSO4+3O2=4Fe2(SO4)3+2Fe2O3）3Fe2+NO3-+4H+=3Fe3+2H2O+NO5Fe2+MnO4-+8H+=5Fe3+4H2O+Mn2+如在FeCl2溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液由淺綠色變棕黃色，在酸性KMnO4溶液滴加FeCl2溶液，溶液由紫紅變棕黃。2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O（2）Fe3+Fe2+2Fe3+S2+=2Fe2+S,如在FeCl3溶液中滴加適量的Na2S溶液,溶液變渾濁，濾去沉淀則濾液為淺綠色；如加入過(guò)量的Na2S溶液，則又有黑色沉淀生成（FeS），向Fe3+溶液中通入H2S氣體的離子方程式為：2Fe2+H2S=2Fe3+2H+S。2Fe3+SO32+2H2O=2Fe2+SO42-+2H+2Fe3+Fe=3Fe2+,在FeSO3溶液中往往要加鐵的原因是可以防止Fe2+被氧化為Fe3+。2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+,電路板的制作是利用FeCl3溶液與裸露的銅反應(yīng)。2Fe3+2I=2Fe2+I24.Fe2+和Fe3+的檢驗(yàn)（1）Fe2+的檢驗(yàn)：方法一：滴加KSCN溶液，無(wú)明顯現(xiàn)象，再滴加新制氯水，溶液立即變紅色。方法二：滴加NaOH溶液,生成白色絮狀沉淀，該沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色。（2）Fe3+的檢驗(yàn)：方法一：滴加KSCN溶液或NH4SCN溶液，溶液立即變?yōu)檠t色。方法二：滴加NaOH溶液,出現(xiàn)紅褐色沉淀。1.Fe2+和Fe3+的相互轉(zhuǎn)化Fe2+有還原性，高錳酸鉀、重鉻酸鉀、過(guò)氧化氫等氧化劑能把它氧化成Fe3+：MnO-4+5Fe2+8H+=Mn2+5Fe3+4H2O+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O