高二化学第二册第四章铁和铁的化合物知识点
<p>铁是一种化学元素，为晶体，它的化学符号是Fe，原子序数是26，在化学元素周期表中位于第4周期、第VIII族，是铁族元素的代表。是最常用的金属。以下是优学化学网整理的第四章铁和铁的化合物知识点，请大家认真学习。</p><p>物理性质编辑</p><p>铁的相对原子质量约为56，基态原子电子排布式为1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2或3d6 4s2</p><p>1. 纯铁具有银白色金属光泽;</p><p>2. 有良好的延展性、导电、导热性能;</p><p>3.有很强的铁磁性，属于磁性材料;</p><p>4. 密度为7.86克/立方厘米;</p><p>5. 在一个标准大气压下熔点为2023 ℃，沸点为2023 ℃;</p><p>6.比热容为460J/(kg℃);</p><p>7.声音在铁中的传播速率：2023m/s</p><p>纯铁质地软，不过如果是铁与其他金属的合金或者是掺有杂质的铁，熔点降低，硬度将增大，具体要看杂质或者合金的性质了。</p><p>化学性质编辑</p><p>铁是工业部门不可缺少的一种金属。铁与少量的碳制成合金钢，磁化之后不易去磁，是优良的硬磁材料，同时也是重要的工业材料，并且也作为人造磁的主要原料。铁有多种同素异形体。</p><p>铁是比较活泼的金属，在金属活动顺序表里排在氢的前面，化学性质比较活泼，是一种良好的还原剂。</p><p>铁是一变价元素，0价只有还原性，+3价只有氧化性，+2价既有还原性又有氧化性。</p><p>常温时，铁在干燥的空气里不易与氧、硫、氯等非金属单质起反应，若有杂质，在潮湿的空气中易锈蚀;在有酸气或卤素蒸气存在的湿空气中生锈更快。在高温时，则剧烈反应，如铁在氧气中燃烧，生成Fe3O4，赤热的铁和水蒸气起反应也生成Fe3O4。加热时均能同卤素、硫、硅、碳、磷等化合。除生成+2和+3价氧化物外，还有复合氧化物Fe3O4(是磁性氧化物)生成。</p><p>铁易溶于稀的无机酸中，生成二价铁盐，并放出氢气。在常温下遇浓硫酸或浓硝酸时，表面生成一层氧化物保护膜，使铁钝化，故可用铁制品盛装冷的浓硫酸或冷的浓硝酸。在加热时，铁可以与浓硫酸或浓硝酸反应，生成+3价的铁盐，同时生成SO2或NO2.</p><p>化学反应编辑</p><p>与酸反应</p><p>铁与非氧化性酸(盐酸)、稀硫酸、硫、硫酸铜溶液等反应时失去两个电子，成为+2价;与氧化性酸：浓硫酸、浓硝酸反应时要看过量与欠量。</p><p>Fe+2HCl===FeCl+H(置换反应)</p><p>2 Fe+6HSO(浓)=加热=Fe(SO)+3SO+6HO(氧化还原反应)</p><p>Fe+HSO(稀)===FeSO+H(置换反应)</p><p>Fe+6HNO(浓)=加热=Fe(NO)+3NO+3HO 浓HNO过量(氧化还原反应)</p><p>Fe+4HNO(浓)=加热=Fe(NO)+2NO+2HO Fe过量(氧化还原反应)</p><p>Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO+2H2O 稀HNO过量(氧化还原反应)</p><p>3Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O Fe过量(氧化还原反应)</p><p>与非金属反应</p><p>1与氧气反应</p><p>3Fe+2O2=高温=Fe3O4</p><p>2与卤素反应</p><p>与Cl、Br、则被氧化成Fe3+。</p><p>铁与氯在加热时反应剧烈(2Fe+3Cl===2FeCl)(化合反应)</p><p>3、与水反应</p><p>铁与氧气或水蒸气反应生成的FeO，可以看成是FeOFeO。</p><p>3Fe+4HO(g)==高温==FeO+4H(g是气体)</p><p>此反应可在两种情况下进行。</p><p>1.Fe和高温水蒸气反应，此时，生成氢气一般不带气体符号。</p><p>2.将灼热的铁迅速扔进冷水。这就是淬火。这时要加气体符号。</p><p>4 与S反应</p><p>Fe+S==FeS</p><p>与盐反应</p><p>能把铜氧化成+2价。在室温条件下可缓慢地从水中置换出氢，在500℃以上反应速率增高：</p><p>2FeCl+Cu===2FeCl+CuCl，常温下即可反应，用于刻蚀铜板。</p><p>CuSO+Fe===FeSO+Cu</p><p>Fe+2FeCl===3FeCl2</p><p>铁也能与硫、磷、硅、碳直接化合。铁与氮不能直接化合，但与氨作用，形成氮化铁FeN。</p><p>二价铁离子呈淡绿色，在碱性溶液中易被氧化成三价铁离子。三价铁离子的颜色随水解程度的增大而由黄色经橙色变到棕色。纯净的三价铁离子为淡紫色。二价和三价铁均易与无机或有机配位体形成稳定的配位化合物，如 Phen为菲罗林，配位数通常为6。零价铁还可与一氧化碳形成各种羰基铁，如Fe(CO)、Fe(CO)、Fe(CO)。羰基铁有挥发性，蒸气剧毒。铁也有+4、+5、+6价态的化合物，但在水溶液中只有+6价的。</p><p>化合物 主要有两大类：亚铁Fe(Ⅱ)和正铁Fe(Ⅲ)化合物，亚铁化合物有氧化亚铁(FeO)、氯化亚铁(FeCl)、硫酸亚铁(FeSO)、氢氧化亚铁{Fe(OH)正铁化合物有三氧化二铁(FeO)、三氯化铁(FeCl)、硫酸铁{Fe(SO)}、氢氧化铁{Fe(OH)}等。</p><p>如在亚铁氰化钾(俗名：黄血盐)和铁氰化钾(俗名：赤血盐)中，铁与环戊二烯的化合物二茂铁，是一种具有夹心结构的金属有机化合物。</p><p>工业制取</p><p>单质铁的制备一般采用冶炼法。以赤铁矿(Fe2O3)和磁铁矿(Fe3O4)为原料，与焦炭和助溶剂在熔矿炉内反应，焦炭燃烧产生二氧化碳(CO2)，二氧化碳与过量的焦炭接触就生成一氧化碳(CO)，一氧化碳和矿石内的氧化铁作用就生成金属铁。加入CaCo3在高温下生成CaO除去铁矿石中的SiO2，生成CaSiO3(炉渣)。</p><p>C+O=点燃=CO(提供热量和CO)</p><p>CO+C=高温=2CO</p><p>FeO+3CO=高温=2Fe+3CO</p><p>FeO+4CO=高温=3Fe+4CO</p><p>CaCO3=高温=CaO+CO2</p><p>SiO2+CaO=CaSiO</p><p>FeO编辑</p><p>氧化亚铁</p><p>相对分子质量：72(71.85)</p><p>物理性质：密度5.7克/厘米3。</p><p>存在形式:黑色(粉末)固体</p><p>化学性质：与酸反应生成二价铁和水，不稳定，在空气中加热时迅速被氧化成四氧化三铁，溶于盐酸、稀硫酸生成亚铁盐。不溶于水，不与水反应。</p><p>反应的离子方程式为：FeO + 2H+ =Fe2+ +H2O 制法:在隔绝空气条件下加热草酸亚铁制得：</p><p>FeC2O4=FeO+CO+CO2氧化铁</p><p>用途</p><p>ferric oxide</p><p>Fe2O3编辑</p><p>氧化铁</p><p>别名：三氧化二铁、铁红(铁锈主要成分)、铁丹</p><p>物理性质</p><p>相对分子质量：160</p><p>相对密度(水=1)：5.24</p><p>熔点：2023℃</p><p>存在形式：矿物：赤铁矿、赭石</p><p>一般性状：红棕色粉末</p><p>溶解性：不溶于水，溶于酸。</p><p>化学性质：与酸反应生成三价铁(棕黄色)和水。是碱性氧化物。</p><p>制法</p><p>在空气中灼烧亚铁化合物或氢氧化铁等可得三氧化二铁。</p><p>用途</p><p>1. 其红棕色粉末为一种低级颜料，工业上称氧化铁红，用于油漆、油墨、橡胶等工业中</p><p>2. 可做催化剂</p><p>3. 玻璃、宝石、金属的抛光剂</p><p>4.用于和CO反应炼制生铁(H2也可) Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2(高温) Fe2O3+3H2=2Fe+3H2O(高温) 2Fe2O3+3C=4Fe+3CO2(气)(高温) Fe3O4+8Al==(高温)4Al2O3+3Fe</p><p>Fe3O4编辑</p><p>四氧化三铁</p><p>ferroferric oxide</p><p>化学式：Fe3O4</p><p>分子量：231.54</p><p>别名：磁性氧化铁、氧化铁黑、磁铁、磁石、吸铁石</p><p>矿物：磁铁矿</p><p>一般性状：具有磁性的黑色晶体</p><p>密度：5.18g/cm^3</p><p>熔点：2023.5K(2023.5℃)</p><p>铁在四氧化三铁中有两种化合价，经研究证明了Fe3O4是一种铁(Ⅲ)酸盐，即FeⅡFeⅢ。黑色晶体，密度5.18克/厘米3。有磁性，故又称磁性氧化铁。潮湿状态的四氧化三铁在空气中容易氧化成三氧化二铁。不溶于水，溶于酸。用作颜料和抛光剂。磁性氧化铁用于制录音磁带和电讯器材。用红热铁跟水蒸气反应制得。</p><p>因它具磁性又名磁性氧化铁。难溶于水，溶于酸(Fe3O4 + 8H+ = Fe2+ + 2Fe3+ + 4H2O)，不溶于碱，也不溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。但是天然的Fe3O4不溶于酸。</p><p>铁丝在氧气里燃烧生成四氧化三铁;铁在空气里加热到500℃，铁跟空气里的氧气起反应也生成四氧化三铁;锻工砧子周围散落的蓝灰色碎屑主要是四氧化三铁;铁跟高温的水蒸汽发生置换反应生成四氧化三铁和氢气;天然磁铁矿的主要成分是四氧化三铁的晶体。四氧化三铁是一种重要的常见铁的化合物。</p><p>四氧化三铁是一种铁酸盐，即Fe2+Fe3+(Fe3+O4)(即FeFe(FeO4)前面2+和3+代表铁的价态)。在Fe3O4里，铁显两种价态，一个铁原子显+2价，两个铁原子显+3价，所以说四氧化三铁可看成是由FeO与Fe2O3组成的化合物，可表示为FeOFe2O3，而不能说是FeO与Fe2O3组成的混合物，它属于纯净物。</p><p>常见化学反应</p><p>(1) 在潮湿的空气中，易氧化成三氧化二铁。</p><p>4Fe3O4+O2==6Fe2O3</p><p>(2) 在高温下可与还原剂H2、CO、Al等反应。</p><p>3Fe3O4+8Al==4Al2O3+9Fe</p><p>Fe3O4+4CO==3Fe+4CO2</p><p>制取方法</p><p>(1)铁丝在氧气中燃烧</p><p>(2)细铁丝在空气中加热到500℃也会燃烧生成四氧化三铁：</p><p>(3)铁在高温下与水蒸气反应：3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2</p><p>用途</p><p>四氧化三铁是一种常用的磁性材料。</p><p>特制的纯净四氧化三铁用来作录音磁带和电讯器材的原材料。</p><p>天然的磁铁矿是炼铁的原料。</p><p>用于制底漆和面漆。</p><p>它的硬度很大，可以作磨料。</p><p>四氧化三铁还可做颜料和抛光剂。</p><p>我们还可以通过某些化学反应，比如使用亚硝酸钠等等，使钢铁表面生成一层致密的四氧化三铁，用来防止或减慢钢铁的锈蚀，例如枪械、锯条等表面的发蓝、发黑。</p><p>参见铁的其它氧化物：氧化铁、四氧化三铁</p><p>【英文名称】 magnetic iron oxide;ferriferrous oxide;ferrpferric oxide</p><p>【密度】 5.18</p><p>【熔点(℃)】 2023</p><p>【性状】 黑色粉末。</p><p>【溶解情况】 溶于酸，不溶于水、乙醇和乙醚。</p><p>【用途】 用作颜料和擦光剂等，特制的磁性氧化铁可用于制录音磁带和电讯器材。</p><p>【制备或来源】 天然产有铁矿。可由铁在蒸气中加热或由氧化铁在400℃下用氢还原而得。</p><p>四氧化三铁，又称氧化铁黑。化学式：Fe3O4，分子量231.54，逆尖晶石型、立方晶系、黑色固体粉末，密度5.18g/cm3。熔点2023.5K(2023.5℃)。</p><p>四氧化三铁可视为FeOFe2O3，经X射线研究认为它是铁(III)酸的盐。</p><p>常见的反应:</p><p>(1)在潮湿的空气中，易氧化成三氧化二铁。</p><p>4Fe3O4+O2==6Fe2O3</p><p>(2)在高温下可与还原剂H2、CO、Al等反应。</p><p>3Fe3O4+8Al==4Al2O3+9Fe</p><p>Fe3O4+4CO==3Fe+4CO2</p><p>制取方法：</p><p>(1)铁丝在氧气中燃烧</p><p>(2)细铁丝在空气中加热到500℃也会燃烧生成四氧化三铁：</p><p>(3)铁在高温下与水蒸气反应</p><p>3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2</p><p>天然的磁铁矿是炼铁的原料。四氧化三铁主要用于制底漆和面漆，它硬度很大，可以作磨料。特制的纯净四氧化三铁用来作录音磁带和电讯器材的原材料。四氧化三铁还可做颜料和抛光剂。</p><p>第四章铁和铁的化合物知识点的全部内容就是这些，更多精彩内容请持续关注优学化学网。</p>
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