铁及其化合物

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铁及其化合物

• 铁单质
  • 物理性质
    • 颜色：银白色，具有金属光泽的固体
    • 熔点：熔点较高
    • 有良好的导电性、导热性和延展性
    • 能被磁铁吸引，利用铁能被磁铁吸引可分离出铁
  • 化学性质
    • 与弱氧化剂反应
      • 铁原子+2氯化氢=二氯化铁+氢气
      • 铁原子+硫化铜溶液=硫酸铁+铜单质
    • 与强氧化剂反应
      • 2铁原子+氯气=（点燃）三氯化铁
      • 铁原子（少量）+4稀硝酸=硝酸铁+一氧化氮+2水
    • 与水蒸气反应
      • 3铁原子+4水（水蒸气气体）=（高温）四氧化三铁+4氢气
      • 现象：蒸发皿中产生大量肥皂泡，点燃放出的气体 ，能燃烧或放出爆鸣声，反应后，试管中仍呈黑色
    • 与氧气反应
      • 3铁原子+2氧气=（点燃）四氧化三铁
      • 现象：在氧气中铁丝剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，有黑色固体产生。
• 铁的化合物
  • 铁的氧化物
    • 氧化亚铁FeO
      • 化合价：+2
      • 颜色、状态：黑色粉末
      • 溶解性：难溶与水
      • 稳定性：易被空气氧化为三氧化二铁
      • 与非氧化性酸反应：氧化亚铁+2氢离子=亚铁离子+水
      • 氧化性：高温下被一氧化碳、氢气、炭和铝等还原
      • 用途：冶炼铁
    • 氧化铁Fe2O3
      • 化合价：+3
      • 俗名：铁红
      • 颜色、状态：红棕色粉末
      • 溶解性：难溶于水
      • 稳定性：稳定
      • 与非氧化性酸反应：三氧化二铁+6氢离子=2三价铁离子+3水
      • 氧化性：高温下被一氧化碳、氢气、炭和铝等还原
      • 用途：冶炼铁、用作红色颜料
    • 四氧化三铁Fe3O4
      • 化合价：+3、+4
      • 俗名：磁性氧化铁
      • 颜色：黑色晶体
      • 溶解性：难溶于水
      • 稳定性：稳定
      • 与非氧化性酸反应：四氧化三铁+8氢离子=二价铁离子+三价铁离子+4水
      • 氧化性：高温下被一氧化碳、氢气、炭和铝等还原
      • 用途：冶炼铁、用作磁性材料
  • 铁盐和亚铁盐
    • 性质
      • 二价铁的性质：含有二价铁的溶液呈浅绿色，二价铁处于铁的中间价态，既有氧化性又有还原性
      • 三价铁的性质：含有三价铁的溶液呈棕黄色，三价铁处于铁元素的较高价态，具有较强的氧化性，三价铁可腐蚀印刷电路板上的铜箔。
    • 三价铁的检验方法
      • 沉淀法
        • 加氢氧化钠溶液，生成红褐色沉淀
      • 显色法
        • 加KSCN溶液，溶液变成血红色
      • 注意：沉淀法需要加入的碱量较多，现象也易受到干扰，反应的灵敏度和精确度都不高；显色法所需试剂用量少，现象明显，灵敏度高
    • 三价铁和二价铁的转化
      • 配制二价铁的溶液时，常向溶液中加入少量铁粉，防止溶液中的二价铁被氧化成三价铁
      • 废水处理:为除去水中的二价铁离子，先将二价铁氧化为三价铁（通入氯气），在调节溶液PH，使三价铁转化为红褐色的三氧化铁沉淀析出
      • 检验二价铁的方法：像溶液中加入KSCN溶液，无明显现象，再滴加少量新制氯水，溶液变为血红色，证明原溶液中含有二价铁。、、
      • 铁三角
  • 铁的氢氧化物
    • 氢氧化亚铁
      • 颜色、状态：白色固体
      • 水溶性：难溶
      • 与非氧化性酸反应：氢氧化亚铁+2HCl=FeCl2+2水
      • 与氧化性酸反应：3氢氧化亚铁+10氢离子+硝酸根=3铁离子+NO+8水
      • 与HI反应：氢氧化亚铁+2氢离子=亚铁离子+2水
      • 稳定性：不稳定。在空气中易被氧化，4氢氧化亚铁+氧气+2水=4氢氧化铁
      • 转化：4氢氧化亚铁+氧气+2水=4氢氧化铁 现象：白色絮状沉淀逐步变成灰绿色，最终变成红褐色沉淀
      • 制备
        • 原理：利用亚铁盐与氢氧化钠反应生成白色沉淀氢氧化铁沉淀
        • 步骤：将吸有煮沸氢氧化钠的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或一层煤油，以防空气与氢氧化亚铁接触反应
        • 制备条件的控制：必须使用新制的、不含三价铁的亚铁盐溶液与不含溶解氧的氢氧化钠溶液（检验有无三价铁可以将溶液滴在碘化钾试纸上，若试纸变蓝则说明溶液中含有三价铁：三价铁+碘离子=二价铁+碘）
    • 氢氧化铁
      • 颜色、状态：红褐色固体
      • 水溶性：难溶
      • 与非氧化性酸反应：氢氧化铁+HCl=三氯化铁+水
      • 与氧化性酸反应：氢氧化铁+3氢离子=三价铁离子+水
      • 与HI反应：氢氧化铁+6氢离子+2碘离子=2亚铁离子+碘+水
      • 稳定性：不稳定，比氢氧化亚铁稳定，受热分解：2氢氧化铁=（加热）三氧化亚铁+3水
      • 转化：4氢氧化亚铁+氧气+2水=4氢氧化铁