高二化學(xué)第二冊第四章鐵和鐵的化合物知識點
鐵是一種化學(xué)元素，為晶體，它的化學(xué)符號是Fe，原子序數(shù)是26，在化學(xué)元素周期表中位于第4周期、第VIII族，是鐵族元素的代表。是最常用的金屬。以下是育路小編整理的第四章鐵和鐵的化合物知識點 ，請大家認(rèn)真學(xué)習(xí)。
物理性質(zhì)編輯
鐵的相對原子質(zhì)量約為56，基態(tài)原子電子排布式為1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2或[Ar]3d6 4s2
1. 純鐵具有銀白色金屬光澤;
2. 有良好的延展性、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能;
3.有很強(qiáng)的鐵磁性，屬于磁性材料;
4. 密度為7.86克/立方厘米;
5. 在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下熔點為1535 ℃，沸點為2750 ℃;
6. 比熱容為460J/(kg·℃);
7.聲音在鐵中的傳播速率：5120m/s
純鐵質(zhì)地軟，不過如果是鐵與其他金屬的合金或者是摻有雜質(zhì)的鐵，熔點降低，硬度將增大，具體要看雜質(zhì)或者合金的性質(zhì)了。
化學(xué)性質(zhì)編輯
鐵是工業(yè)部門不可缺少的一種金屬。鐵與少量的碳制成合金——鋼，磁化之后不易去磁，是優(yōu)良的硬磁材料，同時也是重要的工業(yè)材料，并且也作為人造磁的主要原料。鐵有多種同素異形體。
鐵是比較活潑的金屬，在金屬活動順序表里排在氫的前面，化學(xué)性質(zhì)比較活潑，是一種良好的還原劑。
鐵是一變價元素，0價只有還原性，+3價只有氧化性，+2價既有還原性又有氧化性。
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(yīng)，若有雜質(zhì)，在潮濕的空氣中易銹蝕;在有酸氣或鹵素蒸氣存在的濕空氣中生銹更快。在高溫時，則劇烈反應(yīng)，如鐵在氧氣中燃燒，生成Fe3O4，赤熱的鐵和水蒸氣起反應(yīng)也生成Fe3O4。加熱時均能同鹵素、硫、硅、碳、磷等化合。除生成+2和+3價氧化物外，還有復(fù)合氧化物Fe3O4(是磁性氧化物)生成。
鐵易溶于稀的無機(jī)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(hù)膜，使鐵“鈍化”，故可用鐵制品盛裝冷的濃硫酸或冷的濃硝酸。在加熱時，鐵可以與濃硫酸或濃硝酸反應(yīng)，生成+3價的鐵鹽，同時生成SO2或NO2.
化學(xué)反應(yīng)編輯
與酸反應(yīng)
鐵與非氧化性酸(鹽酸)、稀硫酸、硫、硫酸銅溶液等反應(yīng)時失去兩個電子，成為+2價;與氧化性酸：濃硫酸、濃硝酸反應(yīng)時要看過量與欠量。
Fe+2HCl===FeCl₂+H₂↑(置換反應(yīng))
2 Fe+6H₂SO₄(濃)=加熱=Fe₂(SO₄)₃+3SO₂↑+6H₂O(氧化還原反應(yīng))
Fe+H₂SO₄(稀)===FeSO₄+H₂↑(置換反應(yīng))
Fe+6HNO₃(濃)=加熱=Fe(NO₃)₃+3NO₂↑+3H₂O 濃HNO₃過量(氧化還原反應(yīng))
Fe+4HNO₃(濃)=加熱=Fe(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O Fe過量(氧化還原反應(yīng))
Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O 稀HNO₃過量(氧化還原反應(yīng))
3Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O Fe過量(氧化還原反應(yīng))
與非金屬反應(yīng)
1與氧氣反應(yīng)
3Fe+2O2=高溫=Fe3O4
2與鹵素反應(yīng)
與Cl₂、Br₂、則被氧化成Fe3+。
鐵與氯在加熱時反應(yīng)劇烈(2Fe+3Cl₂===2FeCl₃)(化合反應(yīng))
3、與水反應(yīng)
鐵與氧氣或水蒸氣反應(yīng)生成的Fe₃O₄，可以看成是FeO·Fe₂O₃。
3Fe+4H₂O(g)==高溫==Fe₃O₄+4H₂(g是氣體)
此反應(yīng)可在兩種情況下進(jìn)行。
1.Fe和高溫水蒸氣反應(yīng)，此時，生成氫氣一般不帶氣體符號。
2.將灼熱的鐵迅速扔進(jìn)冷水。這就是淬火。這時要加氣體符號。
4 與S反應(yīng)
Fe+S==FeS
與鹽反應(yīng)
能把銅氧化成+2價。在室溫條件下可緩慢地從水中置換出氫，在500℃以上反應(yīng)速率增高：
2FeCl₃+Cu===2FeCl₂+CuCl₂，常溫下即可反應(yīng)，用于刻蝕銅板。
CuSO₄+Fe===FeSO₄+Cu
Fe+2FeCl₃===3FeCl2
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。
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。純凈的三價鐵離子為淡紫色。二價和三價鐵均易與無機(jī)或有機(jī)配位體形成穩(wěn)定的配位化合物，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(Ⅱ)和正鐵Fe(Ⅲ)化合物，亞鐵化合物有氧化亞鐵(FeO)、氯化亞鐵(FeCl₂)、硫酸亞鐵(FeSO₄)、氫氧化亞鐵{Fe(OH)₂}等;正鐵化合物有三氧化二鐵(Fe₂O₃)、三氯化鐵(FeCl₃)、硫酸鐵{Fe₂(SO₄)₃}、氫氧化鐵{Fe(OH)₃}等。
如在亞鐵氰化鉀(俗名：黃血鹽)和鐵氰化鉀(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(jié)構(gòu)的金屬有機(jī)化合物。
工業(yè)制取
單質(zhì)鐵的制備一般采用冶煉法。以赤鐵礦(Fe2O3)和磁鐵礦(Fe3O4)為原料，與焦炭和助溶劑在熔礦爐內(nèi)反應(yīng)，焦炭燃燒產(chǎn)生二氧化碳(CO2)，二氧化碳與過量的焦炭接觸就生成一氧化碳(CO)，一氧化碳和礦石內(nèi)的氧化鐵作用就生成金屬鐵。加入CaCo3在高溫下生成CaO除去鐵礦石中的SiO2，生成CaSiO3(爐渣)。
C+O₂=點燃=CO₂(提供熱量和CO₂)
CO₂+C=高溫=2CO
Fe₂O₃+3CO=高溫=2Fe+3CO₂
Fe₃O₄+4CO=高溫=3Fe+4CO₂
CaCO3=高溫=CaO+CO2↑
SiO2+CaO=CaSiO₃
FeO編輯
氧化亞鐵
相對分子質(zhì)量：72(71.85)
物理性質(zhì)：密度5.7克/厘米3。
存在形式:黑色(粉末)固體
化學(xué)性質(zhì)：與酸反應(yīng)生成二價鐵和水，不穩(wěn)定，在空氣中加熱時迅速被氧化成四氧化三鐵，溶于鹽酸、稀硫酸生成亞鐵鹽。不溶于水，不與水反應(yīng)。
反應(yīng)的離子方程式為：FeO + 2H+ =Fe2+ +H2O 制法:在隔絕空氣條件下加熱草酸亞鐵制得：
FeC2O4=FeO+CO+CO2氧化鐵
用途
ferric oxide
Fe2O3編輯
氧化鐵
別名：三氧化二鐵、鐵紅(鐵銹主要成分)、鐵丹
物理性質(zhì)
相對分子質(zhì)量：160
相對密度(水=1)：5.24
熔點：1565℃
存在形式：礦物：赤鐵礦、赭石
一般性狀：紅棕色粉末
溶解性：不溶于水，溶于酸。
化學(xué)性質(zhì)：與酸反應(yīng)生成三價鐵(棕黃色)和水。是堿性氧化物。
制法
在空氣中灼燒亞鐵化合物或氫氧化鐵等可得三氧化二鐵。
用途
1. 其紅棕色粉末為一種低級顏料，工業(yè)上稱氧化鐵紅，用于油漆、油墨、橡膠等工業(yè)中
2. 可做催化劑
3. 玻璃、寶石、金屬的拋光劑
4.用于和CO反應(yīng)煉制生鐵(H2也可) Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2(高溫) Fe2O3+3H2=2Fe+3H2O(高溫) 2Fe2O3+3C=4Fe+3CO2(氣)(高溫) Fe3O4+8Al==(高溫)4Al2O3+3Fe
Fe3O4編輯
四氧化三鐵
ferroferric oxide
化學(xué)式：Fe3O4
分子量：231.54
別名：磁性氧化鐵、氧化鐵黑、磁鐵、磁石、吸鐵石
礦物：磁鐵礦
一般性狀：具有磁性的黑色晶體
密度：5.18g/cm^3
熔點：1867.5K(1594.5℃)
鐵在四氧化三鐵中有兩種化合價，經(jīng)研究證明了Fe3O4是一種鐵(Ⅲ)酸鹽，即FeⅡFeⅢ[FeⅢO4]。黑色晶體，密度5.18克/厘米3。有磁性，故又稱磁性氧化鐵。潮濕狀態(tài)的四氧化三鐵在空氣中容易氧化成三氧化二鐵。不溶于水，溶于酸。用作顏料和拋光劑。磁性氧化鐵用于制錄音磁帶和電訊器材。用紅熱鐵跟水蒸氣反應(yīng)制得。
因它具磁性又名磁性氧化鐵。難溶于水，溶于酸(Fe3O4 + 8H+ = Fe2+ + 2Fe3+ + 4H2O)，不溶于堿，也不溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑。但是天然的Fe3O4不溶于酸。
鐵絲在氧氣里燃燒生成四氧化三鐵;鐵在空氣里加熱到500℃，鐵跟空氣里的氧氣起反應(yīng)也生成四氧化三鐵;鍛工砧子周圍散落的藍(lán)灰色碎屑主要是四氧化三鐵;鐵跟高溫的水蒸汽發(fā)生置換反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣;天然磁鐵礦的主要成分是四氧化三鐵的晶體。四氧化三鐵是一種重要的常見鐵的化合物。
四氧化三鐵是一種鐵酸鹽，即Fe2+Fe3+(Fe3+O4)(即FeFe(FeO4)前面2+和3+代表鐵的價態(tài))。在Fe3O4里，鐵顯兩種價態(tài)，一個鐵原子顯+2價，兩個鐵原子顯+3價，所以說四氧化三鐵可看成是由FeO與Fe2O3組成的化合物，可表示為FeO·Fe2O3，而不能說是FeO與Fe2O3組成的混合物，它屬于純凈物。
常見化學(xué)反應(yīng)
(1) 在潮濕的空氣中，易氧化成三氧化二鐵。
4Fe3O4+O2==6Fe2O3
(2) 在高溫下可與還原劑H2、CO、Al等反應(yīng)。
3Fe3O4+8Al==4Al2O3+9Fe
Fe3O4+4CO==3Fe+4CO2
制取方法
(1)鐵絲在氧氣中燃燒
(2)細(xì)鐵絲在空氣中加熱到500℃也會燃燒生成四氧化三鐵：
(3)鐵在高溫下與水蒸氣反應(yīng)：3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2
用途
四氧化三鐵是一種常用的磁性材料。
特制的純凈四氧化三鐵用來作錄音磁帶和電訊器材的原材料。
天然的磁鐵礦是煉鐵的原料。
用于制底漆和面漆。
它的硬度很大，可以作磨料。
四氧化三鐵還可做顏料和拋光劑。
我們還可以通過某些化學(xué)反應(yīng)，比如使用亞硝酸鈉等等，使鋼鐵表面生成一層致密的四氧化三鐵，用來防止或減慢鋼鐵的銹蝕，例如槍械、鋸條等表面的發(fā)藍(lán)、發(fā)黑。
參見鐵的其它氧化物：氧化鐵、四氧化三鐵
【英文名稱】 magnetic iron oxide;ferriferrous oxide;ferrpferric oxide
【密度】 5.18
【熔點(℃)】 1538
【性狀】 黑色粉末。
【溶解情況】 溶于酸，不溶于水、乙醇和乙醚。
【用途】 用作顏料和擦光劑等，特制的磁性氧化鐵可用于制錄音磁帶和電訊器材。
【制備或來源】 天然產(chǎn)有鐵礦�？捎设F在蒸氣中加熱或由氧化鐵在400℃下用氫還原而得。
四氧化三鐵，又稱氧化鐵黑�；瘜W(xué)式：Fe3O4，分子量231.54，逆尖晶石型、立方晶系、黑色固體粉末，密度5.18g/cm3。熔點1867.5K(1594.5℃)。
四氧化三鐵可視為FeO·Fe2O3，經(jīng)X射線研究認(rèn)為它是鐵(III)酸的鹽。
常見的反應(yīng):
(1)在潮濕的空氣中，易氧化成三氧化二鐵。
4Fe3O4+O2==6Fe2O3
(2)在高溫下可與還原劑H2、CO、Al等反應(yīng)。
3Fe3O4+8Al==4Al2O3+9Fe
Fe3O4+4CO==3Fe+4CO2
制取方法：
(1)鐵絲在氧氣中燃燒
(2)細(xì)鐵絲在空氣中加熱到500℃也會燃燒生成四氧化三鐵：
(3)鐵在高溫下與水蒸氣反應(yīng)
3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2
天然的磁鐵礦是煉鐵的原料。四氧化三鐵主要用于制底漆和面漆，它硬度很大，可以作磨料。特制的純凈四氧化三鐵用來作錄音磁帶和電訊器材的原材料。四氧化三鐵還可做顏料和拋光劑。
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(責(zé)任編輯：彭海芝)
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