高考化学考点复习铁和铁的化合物Word格式.docx

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④与部分盐溶液反应：

Fe+Cu2+=Fe2++CuFe+2Fe3+=3Fe2+

3.生铁与钢的比较

铁的合金

生铁

钢

含碳量

2%～4.3%

0.03%～2%

其它杂质

含硅、锰、硫、磷较多

含硅、锰少量，硫和磷几乎没有

机械性能

硬而脆、无韧性

硬而韧、有弹性

机械加工

可铸不可锻

可铸、可锻、可压延

4.炼铁和炼钢的比较

炼铁

炼钢

原料

铁矿石、焦炭、石灰石、空气

生铁、空气（或纯氧、氧化铁）、生石灰、脱氧剂

化学原理

在高温下用还原剂从铁矿石里还原出来

在高温下用氧化剂把生铁里过多的碳和其它氧化为气体或炉清除去

主

要

反

应

①还原剂的生成

C+O2

CO2

CO2+C

2CO

②铁的还原

Fe2O3+3CO

2Fe+3CO2

③炉渣的生成

CaCO3

CaO+CO2

CaO+SiO2

CaSiO3

①氧化：

2Fe+O2

2FeO

FeO氧化铁水里的Si、Mn、C等。

如C+FeO

Fe+CO

②造渣：

生成的硅锰氧化物得铁水里的硫、磷跟造渣材料反应形成炉渣排出。

③脱氧，并调整Mn、Si含量

2FeO+Si

2Fe+SiO2

主要设备

高炉

转炉

1.过渡元素位于周期表中中部从ⅢB～ⅡB族十个纵行，分属于第四周期至第七周期。

过渡元素都是金属，又叫过渡金属。

过渡金属的密度一般比较大，熔沸点较高，有较高的硬度、较好的延展性和机械加工性能，较好的导电、导热性能和耐腐蚀性能。

过渡元素的原子最外层电子数不超过两个，在化学反应中，最外层和次外层都容易失去电子，因此过渡元素有可变化合价。

所以当Fe与弱氧化剂反应时，只失去最外层上的2个电子，形成Fe2+；

当Fe与强氧化剂反应时，还能进一步失去次外层上的一个电子，形成Fe3+。

这就是铁在其化合物中通常显+2价或+3价的原因。

则Fe发生化学反应能得到+2价还是+3价，需看参加反应的氧化剂的强弱，有时还要看反应物的量之间的关系。

例如：

①铁在O2中燃烧的，一定要在集气瓶低留有少量的水或一层沙子，防止瓶子被炸裂；

②Fe与S反应中Fe只能失去其最外层的2个电子而变成+2价，反应开始后撤去酒精灯，反应可以继续进行，说明反应放热；

③Fe在Cl2中燃烧时不但能失去最外层的2个电子，而且还可失去次外层的1个电子后成+3价，说明氧化性Cl2>

S；

④在高温时能与C、P、Si等化合。

2.铁的合金

一般地说，含碳量在2%～4.3%的铁的合金叫做生铁。

生铁里除含碳外，还含有硅、锰以及少量的硫、磷等，它可铸不可煅。

根据碳的存在形式可分为炼钢生铁、铸造生铁和球墨铸铁等几种。

一般地说，含碳量在0.03%～2%的铁的合金叫做钢。

钢坚硬有韧性、弹性，可以锻打、

压延，也可以铸造。

钢的分类方法很多，如果按化学成分分类，钢可以分为碳素钢和合金钢两大类。

碳素钢就是普通的钢。

合金钢也叫特种钢，是在碳素钢是适当地加入一种或几种，如锰、铬、镍、钨、铜等合金元素而制成的。

合金元素使合金钢具有各种不同的特殊性能。

3.炼铁

（1）反应原理：

利用氧化——还原反应，在高温下，用还原剂（主要是CO）把铁从铁矿石里还原出来。

（2）原料：

铁矿石、焦炭、石灰石和空气

（3）设备：

（4）生产过程

CO2CO2+C

2CO

②铁矿石还原成铁

Fe2O3+3CO

2Fe+3CO2↑

③除脉石、炉渣的形成

CaO+CO2↑

SiO2+CaO

4.炼钢

（1）设备：

氧气顶吹转炉

（2）主要原料：

炼钢生铁、生石灰、氧气。

（3）反应原理：

利用氧化还原反应，在高温下，用氧化剂把生铁中过多的碳和其它杂质氧化为气体或炉渣除去。

（4）炼钢时的主要反应：

①氧化剂的生成，热能的来源2Fe+O2

②降低碳的含量C+FeO

CO+Fe

③除去S、P等杂质

④加硅铁、锰铁、铝除剩余FeO——脱氧

二、铁的氧化物和氢氧化物

1.铁的氧化物的比较

铁的氧

化物

FeO

Fe2O3

Fe3O4

俗称

铁红

磁性氧化铁

色、态

黑色粉末

黑色晶体

红棕色粉末

铁的价态

+2

+3

+2、+3

水溶性

难溶于水

稳定性

不稳定性

6FeO+O2=2Fe3O4

稳定

与酸的反应

FeO+2H+=Fe2++H2O

Fe2O3+6H+=2Fe3+

+3H2O

Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O

与CO的反应

FexOy+yCO=xFe+yCO2

制取

高温熔融，过量的铁与氧气反应

2Fe+O2=2FeO

Fe（OH）3的分解

2Fe（OH）3=Fe2O3

铁在氧气中燃烧

3Fe+2O2=Fe3O4

2.铁的氢氧化物的比较

Fe（OH）2

Fe（OH）3

物理性质

白色，难溶于水的固体

红褐色，难溶于水的固体

化学性质

（1）与非氧化性强酸反应

Fe（OH）2+2H+=Fe2++2H2O

（2）与氧化性酸反应

3Fe（OH）2+10HNO3=3Fe（NO3）3+NO↑+8H2O

（3）空气中放置被氧化

4Fe（OH）2+2H2O+O2=4Fe（OH）3

（1）与酸反应

Fe（OH）3+3H+=Fe3++3H2O

（2）受热分解

2Fe（OH）3=Fe2O3+3H2O

制备

①煮沸蒸馏水，赶走溶解的氧气②煮沸NaOH溶液，赶走溶解的氧气③配制FeSO4溶液，加少量的还原铁粉④用长滴管将NaOH溶液送入FeSO4溶液液面以下

Fe2++2OH-=Fe（OH）2↓

将NaOH溶液滴入Fe2（SO4）3溶液中

Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓

1.Fe3O4是复杂的化合物，经研究证明，在Fe3O4晶体中有1/3的Fe是+2价，有2/3的Fe是+3价，可看成FeO·

Fe2O3，实际应写成Fe（FeO2）2,即铁酸亚铁盐，不是一般的氧化物。

2.Fe（OH）2和Fe（OH）3从溶液中析出的现象不同，前者是白色絮状沉淀，后者是红褐色沉淀。

而Fe（OH）2极不稳定，易被氧化成Fe（OH）3，反应现象是：

白色→灰绿色→红褐色。

若要观察到白色的Fe（OH）2沉淀，需要创造以下条件：

（1）排除亚铁盐溶液里的Fe3+离子，以免Fe3+离子直接与OH-结合生成Fe（OH）3。

（2）尽量排除溶液中溶解的氧气（绝对排除是办不到的），以减慢生成的Fe（OH）2被氧化成Fe（OH）3的速度。

反应要用新制备的亚铁盐溶液，并放入少量的铁以防止Fe3+离子产生。

亚铁盐溶液与碱溶液在混合前分别加热以排除溶有的空气，然后，把碱溶液沿着试管壁加入盛亚铁盐溶液的试管中，或把滴管尖嘴直接插入液面下再加入碱溶液，可观察到白色絮状沉淀。

三、Fe、Fe2+和Fe3+之间相互转化及检验

从Fe、Fe2+和Fe3+的结构可知:

Fe只有还原性，Fe3+通常只有氧化性，Fe2+既具有氧化性又具有还原性。

上述微粒通过跟一定的氧化剂或还原剂发生氧化还原反应，才能实现不同价态的铁相互转化，如下图（常称为铁三角）：

Fe

Cl2

COFe3+COO2

ZnCu2+H2HNO3

I-、I2、SAlKMnO4

Cl2、O2、HNO3、KMnO4、H2O2

Fe2+Fe、Cu、I-、S2-、H2SFe3+

（溶液为绿色）（溶液为棕黄色）

1.学习铁及其化合物的性质要注意：

（1）抓价态：

从铁元素三种价态的相互转化（铁三角关系）去认识铁及其化合物间的氧化—还原反应规律.

（2）想属类：

如铁是一种比较活泼的过渡金属，氧化亚铁、氧化铁为碱性氧化物，氢氧化亚铁、氢氧化铁为不溶性弱碱，氯化铁为强酸弱碱盐，由此去分析理解它们各自所具有的性质.

2.铁元素的原子在化学反应中，当遇弱氧化剂（如S、H+、Cu2+、I2等）时，铁只能失去最外层的两个电子，而生成+2价铁的化合物，当遇到强氧化剂（如Cl2、Br2、HNO3等）时，铁原子可以再失去次外层上的一个电子而生成+3价铁的化合物.

3.具体反应有：

（1）Fe2+→Fe3+

①2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-（在亚铁盐溶液中通入氯气，溶液由浅绿色变为棕黄色）。

②4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O（亚铁盐溶液在空气中容易变质，如绿矾露置于空气中则是：

12FeSO4+3O2=4Fe2（SO4）3+2Fe2O3）

③3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++2H2O+NO↑

④5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++4H2O+Mn2+

如在FeCl2溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液由浅绿色变棕黄色，在酸性KMnO4溶液滴加FeCl2溶液，溶液由紫红变棕黄。

⑤2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O

（2）Fe3+→Fe2+

①2Fe3++S2+=2Fe2++S,如在FeCl3溶液中滴加适量的Na2S溶液,溶液变浑浊，滤去沉淀则滤液为浅绿色；

如加入过量的Na2S溶液，，则又有黑色沉淀生成（FeS），向Fe3+溶液中通入H2S气体的离子方程式为：

2Fe2++H2S=2Fe3++2H++S↓。

②2Fe3++SO32－+2H2O=2Fe2++SO42-+2H+

③2Fe3++Fe=3Fe2+,在FeSO3溶液中往往要加铁的原因是可以防止Fe2+被氧化为Fe3+。

④2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,电路板的制作是利用FeCl3溶液与裸露的铜反应。

⑤2Fe3++2I－=2Fe2++I2

4.Fe2+和Fe3+的检验

（1）Fe2+的检验：

方法一：

滴加KSCN溶液，无明显现象，再滴加新制氯水，溶液立即变红色。

方法二：

滴加NaOH溶液,生成白色絮状沉淀，该沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。

（2）Fe3+的检验：

滴加KSCN溶液或NH4SCN溶液，溶液立即变为血红色。

滴加NaOH溶液,出现红褐色沉淀。

1.Fe2+和Fe3+的相互转化

Fe2+有还原性，高锰酸钾、重铬酸钾、过氧化氢等氧化剂能把它氧化成Fe3+：

MnO-4+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O

+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O

H2O2+2Fe2++2H+=2F3++2H2O

在酸性溶液中，空气中的氧也能把Fe2+氧化：

4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O

在碱性溶液中，Fe2+的