铁及其化合物

这是一篇关于铁及其化合物的思维导图。铁与人类生活密切相关,几乎无处不在,地壳中大约5%是铁,达到7.55×10(17)吨，是含量仅次于铝的金属。

铁及其化合物

• 铁单质
  • 物理性质:银白色金属，熔、沸点高，抗腐蚀性强，能被磁铁吸引，导电性、导热性、延展性良好，地壳含量占第四位
  • 化学性质: 铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为+2价和+3价
    • I. 与非金属单质的反应
      • a. 与O₂的反应 常温下，铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe₂O₃ 点燃时，3Fe+2O₂=Fe₃O₄
      • b. 与Cl₂的反应:2Fe+3Cl₂点燃2FeCl₃
      • c. 与S的反应:Fe+S🔺FeS
    • II. 与水的反应 常温下铁与水不反应， 在高温条件下与水蒸气反应:3Fe+4H₂O（g）高温Fe₃O₄+4H₂
    • III. 与酸的反应
      • a. 与非氧化性酸反应的离子方程式:Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑
      • b. 与氧化性酸的反应 稀硝酸 Fe不足:Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O Fe过量:3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O 浓硝酸 常温下钝化
    • IV. 与某些盐溶液的反应
      • a. 与CuSO₄溶液反应的离子方程式:Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu
      • b. 与FeCl₃溶液反应的离子方程式:2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺
• 铁的重要化合物
  • 铁的氧化物
    • 物理性质
      • FeO（氧化亚铁） +2价，黑色粉末
      • Fe₂O₃（氧化铁，铁红） +3价，红棕色粉末，炼铁、铝热剂、油漆、涂料
      • Fe₃O₄（四氧化三铁，磁性氧化铁） +2（+⅓），+3（+⅔）价，黑色晶体，炼铁
    • 化学性质
      • a. 与非氧化性酸（如盐酸）反应:FeO+2H⁺=Fe²⁺+H₂O；Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；Fe₃O₄+8H⁺=Fe+2Fe³⁺+4H₂O
      • b. 与氧化性酸反应（如HNO₃）:3FeO+10H⁺+NO₃⁻=3Fe³⁺+NO↑+5H₂O Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O； 3Fe₃O₄+28H⁺+NO₃⁻=9Fe³⁺+NO↑+14H₂O
      • c. 与还原性物质（如CO）在高温下反应:FeₓOᵧ+yCO高温xFe+yCO₂
  • 铁的氢氧化物
    • Fe（OH）₂:白色难溶于水的固体
      • A. 与酸反应
        • a. 与非氧化性酸反应（如盐酸）:Fe（OH）₂+2H⁺=Fe²⁺+2H₂O
        • b. 与氧化性酸反应（如HNO₃）:3Fe（OH）₂+10H⁺+NO₃⁻=3Fe³⁺+NO↑+8H₂O
      • B. 稳定性 不稳定，在空气中易氧化:4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃ 现象:白色沉淀→灰绿色→红褐色
      • C. 制备 Fe²⁺+2OH⁻=Fe（OH）₂↓（制备时注意防氧化）
    • Fe（OH）₃:红褐色难溶于水的固体
      • A. 与酸反应
        • a. 与非氧化性酸反应（如盐酸）Fe（OH）₃+3H⁺=Fe³⁺+3H₂O
        • b. 与氧化性酸反应（如HNO₃）Fe（OH）₃+3H⁺=Fe³⁺+3H₂O
      • B. 稳定性 不稳定（比氢氧化亚铁稳定） 受热分解:2Fe（OH）₃🔺Fe₂O₃+3H₂O
      • C. 制备 Fe³⁺+3OH⁻=Fe（OH）₃↓
    • 转化: 4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃
• 重要的铁盐
  • 1. 三氯化铁（FeCl₃）:棕黄色固体，一种常见氧化剂，能与多种还原剂发生氧化还原反应，能回收铜，刻制印刷电路板是做“腐蚀液” 其反应的离子方程式为2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺
  • 2. 绿矾（FeSO₄·7H₂O）:一种重要的还原剂，可用作补血剂及植物的补铁剂
  • 3. 高铁酸钾（K₂FeO₄）:深紫色晶体，具有强氧化性，可用作水处理剂和高能电池
  • 4. 铁铵矾[NH₄Fe（SO₄）₂·12H₂O]:无色晶体，易溶于水，常用作化学分析试剂、药物和织物媒染剂
  • 5. 赤血盐[K₃Fe（CN）₆]:红色晶体，易溶于水，用于检验Fe²⁺，生成蓝色沉淀
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• by Zhou Junjie