一,金屬鐵及其化合物的轉化關系
二,重要物質的性質和化學方程式
1,鐵單質——隻具有還原性
①3Fe+2O2===Fe3O4(反應條件點燃)
②Fe+S===FeS(反應條件加熱)
③2Fe+3Cl2===2FeCl3(反應條件加熱)
④3Fe+4H2O(g)===Fe3O4+4H2(反應條件高溫)
⑤Fe+2H+===Fe2++H2↑(酸為非氧化性酸)
⑥Fe+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O(鐵适量)
⑦3Fe+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O(鐵過量)
⑧Fe+CuSO4===Cu+FeSO4
⑨2FeCl3+Fe===3FeCl2
注意:
(1)Fe與O2、H2O(g)反應的産物都是Fe3O4而不是Fe2O3
(2)Fe與Cl2反應時生成FeCl3,與S反應時生成FeS,與I2反應生成FeI2,與反應物的用量無關。說明Cl2的氧化能力大于S和I2的。(3)常溫下,Fe、Al在冷的濃硫酸和濃硝酸中發生鈍化,但加熱後繼續反應。
(3)過量的Fe與硝酸作用,或在Fe和Fe2O3的混合物中加入鹽酸,均生成Fe2 。要注意産生的Fe3 還可以氧化單質Fe這一隐含反應:Fe 2Fe3 ===3Fe2 。
2,鐵的氧化物和氫氧化物——通常與酸反應, 2價具有還原性, 3價具有氧化性
FeO+2HCl===FeCl2+H2O
Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O
Fe3O4+8HCl===2FeCl3+FeCl2+4H2O
3FeO+10HNO3(稀)===3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O
3Fe3O4+28HNO3(稀)===9Fe(NO3)3+NO↑+14H2O
Fe(OH)2+2HCl===FeCl2+2H2O
Fe(OH)3+3HCl===FeCl3+3H2O
3Fe(OH)2+10HNO3(稀)===3Fe(NO3)3+NO↑+8H2O
2Fe(OH)3+6HI===2FeI2+I2+6H2O
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
注意:
(1)Fe2O3、Fe(OH)3與氫碘酸反應時,涉及Fe3 與I-的氧化還原反應,産物為Fe2 、I2和H2O。
(2)亞鐵鹽及Fe(OH)2易被空氣中氧氣氧化成三價鐵的化合物。如某溶液中加入堿溶液後,最終得到紅褐色沉澱,并不能斷定該溶液中一定含有Fe3 ,也可能含有Fe2 。
(3)制備Fe(OH)2的方法很多,原則有兩點,一是溶液中的溶解氧必須提前除去,二是反應過程中必須與O2隔絕。
3,鐵鹽——與堿反應,可以發生絡合反應, 2價具有還原性, 3價具有氧化性
FeCl2+2NaOH===Fe(OH)2↓+2NaCl
2FeCl2+Cl2===2FeCl3
Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3
FeCl3+3H2O(沸水)===Fe(OH)3(膠體)+3HCl(氫氧化鐵膠體的制備需要小火慢炖的加熱)
Fe2O3·nH2O+3H2O(=====)鐵發生吸氧腐
注意:
(1)FeCl2溶液與NaOH溶液在空氣中反應的現象變化,常用于物質推斷。向Fe2+溶液中加入硝酸、KMnO4溶液、氯水等具有氧化性的物質時,溶液會出現淺綠色→棕色的顔色變化,該現象可用于Fe2+的初步檢驗。
(2)Fe3+的檢驗方法較多,比如觀察溶液顔色法(棕黃色)、加入NaOH溶液法(生成紅褐色沉澱或紅棕色沉澱)、加入KSCN溶液法(生成血紅色溶液),前面兩種方法需溶液中Fe3+濃度較大時才适用,最好也最靈敏的方法是KSCN溶液法;Fe2+的檢驗可采用先加入KSCN溶液後再加入氧化劑的方法,也可以加入鐵氰化鉀溶液(出現藍色沉澱),也可以加入氫氧化鈉溶液(白色沉澱——灰綠色——紅褐色)。
(3)FeCl3溶液加熱濃縮時,因Fe3 水解和HCl的揮發,越熱越水解,得到的固體為Fe(OH)3,灼燒後得到紅棕色Fe2O3固體;而Fe2(SO4)3溶液蒸幹時,因硫酸是難揮發性的酸,将得不到Fe(OH)3固體,最後得到的固體仍為Fe2(SO4)3。
三,實際應用要點
1,Fe在Cl2中燃燒,無論Cl2過量還是不足均生成FeCl3。
2,生成FeCl2除了用Fe和HCl的置換反應外,還可用化合反應:2FeCl3+Fe===3FeCl2;生成Fe(OH)3除了用Fe3+與堿的複分解反應外,還可用化合反應:4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3。
3,配制FeCl2溶液既要防氧化(加入Fe粉),又要防水解(加入鹽酸);配制FeCl3溶液要加入濃鹽酸防止水解。
4,Fe3+必須在酸性條件下才能大量存在,當pH=7時,Fe3+幾乎完全水解生成Fe(OH)3沉澱。
5,除去酸性溶液ZnCl2中的FeCl2,應先通入Cl2或加入H2O2,再加入ZnO,使Fe3+水解生成沉澱過濾除去。
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