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第13讲铁和铁的氧化物
1.知道铁在自然界中的存在形态。
2.知道铁的物理性质,从氧化还原反应原理理解铁的化学性质。
3.了解铁的氧化物类别、性质及应用,
4.能从物质类别和铁元素化合价的角度认识铁及其化合物的性质,理清铁元素不同价态之间的转化关系,增强证据推理与模型认知的能力。
一、铁的单质
1.存在
游离态
陨铁中的铁以_______形态存在
化合态
以+2价和+3价化合物的形态存在
2.物理性质
纯净的铁是光亮的_______色金属,密度较大,熔点为_______。纯铁的抗腐蚀能力_______,具有良好的_______,导电性比铜、铝差,能被_______吸引。
3.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。一般来说,铁单质与_______反应,产生+2价铁;与_______反应产生+3价铁。
(1)与非金属单质反应
非金属单质
化学反应方程式或现象
O2
3Fe+2O2Fe3O4(剧烈燃烧,火星四射,生成_______固体)
Cl2
2Fe+3Cl2FeCl3(产生_______烟)
S
Fe+SFeS(生成_______)
【归纳总结】①Cl2将Fe氧化至最高价,即使加入过量的铁粉参加反应也不会生成+2价的Fe;
②Fe与硫蒸汽反应,Fe被氧化成+2价,生成的是FeS,而不是+3价;Fe与碘蒸汽反应生成的是FeI2而不是FeI3;
③K、Ca、Na等活泼金属在空气中易被氧化,生成的氧化物会与空气中的CO2、_______等继续反应;Mg、A1与氧气反应生成致密的_______,能保护内层金属;Fe形成的氧化物疏松,不能保护内层的铁,形成铁锈(Fe2O3·xH2O);铜在空气中形成铜绿[Cu2(OH)2CO3]。
(2)与H2O反应
常温下,铁与H2O不反应。高温下,铁与_______发生反应。
实验装置
操作及现象
用火柴点燃肥皂泡,听到爆鸣声,反应后试管内固体仍为黑色
实验结论
红热的铁能与水蒸气反应:3Fe+4H2O(g)eq\o(=====,\s\up7(高温))Fe3O4+4H2
【归纳总结】①试管中湿棉花的作用是_______。
②若用火柴点燃肥皂泡,可能发生的现象是_______。
③该反应体现铁单质具有_______。
④Fe与H2O的反应:Fe不与冷水、热水反应,在常温下Fe暴露在空气中产生铁锈(Fe2O3·xH2O);Fe与水蒸气在高温时反应生成的是Fe3O4而不是Fe2O3。
(3)与酸反应
酸
离子方程式或现象
稀H2SO4、HCl
Fe+2H+Fe2++H2↑
稀HNO3
Fe不足
_______________________________________
Fe过量
_______________________________________
浓HNO3、浓H2SO4
常温下__________
【易错点拨】①铁遇冷的浓硝酸、浓硫酸时,表面会生成一层致密的氧化膜,化学上称之为钝化。铁的钝化是化学变化,而非物理变化。钝化条件——室温,如加热铁是可以反应的。
②在铁与稀HNO3反应时,应考虑哪种物质过量然后再根据两种物质的量分析讨论判断,根据方程式:HNO3过量:Fe+4HNO3===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O;Fe过量:Fe+2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2
(4)与盐反应:
铁与硫酸铜溶液反应:_______________________________________
铁与__________溶液反应:Fe+2Fe3+===3Fe2+
二、铁的氧化物
1.性质比较
氧化物
氧化亚铁
氧化铁(铁红)
四氧化三铁
化学式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
颜色状态
__________
__________
__________
铁的价态
__________
__________
__________
溶解性
都__________溶于水,但都能溶于酸溶液
化学性质
都能与稀盐酸、稀硫酸反应,生成相应的盐和水
都具有氧化性,都能被CO、H2、Al等还原为__________
FeO不稳定,在空气中加热生成稳定的__________
【特别提醒】①Fe3O4的组成可用FeO·Fe2O3表示,但不代表Fe3O4是由FeO和Fe2O3组成的混合物,Fe3O4有固定的组成,是一种纯净物。
②由于Fe3O4与非氧化性酸反应,生成铁盐和亚铁盐,故Fe3O4不属于碱性氧化物,而FeO、Fe2O3属于碱性氧化物。
③稳定性:FeO不稳定,Fe2O3和Fe3O4很稳定。
2.典型反应
(1)分别写出盐酸与下列铁的氧化物反应的离子方程式:
①氧化亚铁:_________________________
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