第四章 过渡元素.docx

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第四章过渡元素

第四章过渡元素

第一节过渡元素概述

　　一、过渡元素在元素周期表里的位置和外围电子层排布

　　我们从元素周期表上可以看到，表的中部从ⅢB族到ⅡB族10个纵行，包括镧系和锕系，共有63种元素，这些元素包括了第Ⅷ族和全部副族元素，人们习惯上把它们叫做过渡元素。

它们分属于第四周期到第七周期，如图4-1所示。

　　过渡元素原子的电子层排布有共同的特征。

从图4-1可以看出，它们的最外电子层都有1—2个s电子（Pd除外），随着原子序数的递增，增加的电子大多填充在次外层的d轨道上。

其中镧系和锕系元素的原子，增加的电子主要填充在倒数第三层的f轨道上，少数填充在次外层的d轨道上。

过渡元素原子的外围电子层排布反映了它不同于主族元素原子的核外电子排布的特征。

例如，钪（Sc）的外围电子层排布为3d14S2，铀（U）的外围电子层排布为5F36d17S2。

过渡元素的许多性质，都跟它们这样的外围电子层排布有关。

　　二、过渡元素的通性

　　1．过渡元素都是金属

　　过渡元素都是金属，所以人们又把它们叫做过渡金属。

它们原子的最外层电子数不超过2个，容易失去，原子间也容易形成金属键，固态时呈金属晶体。

过渡金属的原子跟同周期主族元素的金属原子相比，一般具有较小的原子半径。

过渡金属有较大的密度，较高的熔点和沸点。

例如，铂的密度是21.45克/厘米3，约是铝的8倍；钨的熔点是3410℃，是所有金属里最难熔的。

　　此外，过渡金属还往往具有较高的硬度，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，并且可

　　以组成具有多种特性的合金。

例如金、银等金属有优异的延展性，可以抽成极细的金属丝，轧成极薄的金属箔；银、铜等金属具有良好的导电、导热性能，铂、钛、铬、镍等金属都有良好的耐腐蚀性能，等等。

　　2．过渡元素常有多种可变化合价

　　过渡元素在形成化合物时，最外层的s电子和次外层的d电子等都有可能参加成键。

因此，过渡元素往往有变价。

表4-1列出了第四周期过渡元素常见的化合价（下划横线的是比较稳定的价态）。

　　从表4-1可以看出，从ⅢB族到ⅦB族，元素的最高化合价在数值上跟它的族数相等，那是由于这些元素原子的外围电子层的s电子和d电子数目之和跟族数相等。

　　3．过渡元素的化合物往往带有颜色

　　过渡元素的化合物往往带有颜色。

这些颜色跟过渡金属离子的结构有关系，也跟所结合的阴离子的种类、晶体里是否有结晶水等因素有关系。

例如，氟化铜（CuF2）是白色的，硫化铜（CuS）是黑色的；二氯化钴（CoCl2）是蓝色的，六水合二氯化钴（CoCl2·6H2O）是粉红色的；无水硫酸铜（CuSO4）是白色的，五水合硫酸铜（CuSO4·5H2O）是蓝色的。

　　过渡元素的化合物在水溶液里也往往有颜色，这些颜色是过渡金属水合离子的颜色，水合离子的颜色跟化合物晶体的颜色常常是一致的或者相近的，有时也有所不同。

例如，水合铜离子呈蓝色，跟五水合硫酸铜的颜色一致，但跟无水硫酸铜的颜色就有所不同了。

　　此外，过渡元素还容易形成络合物。

关于络合物的知识，我们将在下一节里学习

　　三、过渡元素对于国防和国民经济的重要意义

　　过渡元素对于国防和国民经济各部门有着极其重要的意义。

因为国防和国民经济各部门需要大量的钢铁，同时也需要各种各样的其它过渡金属。

例如，电器工业需要大量的铜，电子工业还需要银、金、铂、钯等金属。

高速飞机、火箭和舰艇的制造需用钛。

铬、锰、镍、锌、钴、钨、钼、钒、铌、钽、镧系元素等，广泛用于生产各种合金或合金钢，而这些合金或合金钢对于制造导弹、坦克、枪炮等武器和各种机器、设备是必不可少的。

锕系元素的铀是原子核反应堆的燃料和制造原子弹的材料。

多种过渡金属如铂、钯、钒、钛、镍、铁等还是化学工业的重要催化剂。

　　我国许多过渡元素（例如镧系元素、钨、钼、锰、钒、钛等）的矿藏十分丰富，这对于我国实现四个现代化是一个有利的条件。

习题

　　1．什么叫过渡元素？

过渡元素的电子层排布有什么特点？

为什么过渡元素常有多种可变化合价？

　　2．为什么过渡元素都是金属？

它们多数具有哪些共同的物理性质？

　　3．硅酸凝胶（简称硅胶）是一种干燥剂，里边加有一定量的显色剂CoCl2以指示吸湿程度。

这种干燥剂未吸水时呈蓝色，吸水过多时则失去吸水能力并呈粉红色。

试说明硅酸凝胶的变色原因。

第二节络合物①　

　　在上节里我们已经知道，白色的无水硫酸铜溶于水，它的水溶液呈蓝色，这是铜的水合离子的颜色。

实验测定，铜的水合离子是一种带有4个水分子的复杂离子[Cu（H2O）4]2+。

下面我们来学习这类复杂离子的知识。

　　一、络合物的组成

　　1．络合物的概念

　　先做下面的实验。

　　[实验4-1]在盛有硫酸铜溶液的试管里滴入少量氢氧化钠溶液，生成蓝色的氢氧化铜沉淀；然后滴入适量浓氨水，沉淀消失，得到深蓝色的溶液。

再滴入少量氢氧化钠溶液，深蓝色溶液不发生变化，不再生成氢氧化铜沉淀。

　　现在让我们来分析这个实验所发生的反应。

　　我们早已知道，硫酸铜跟氢氧化钠起反应能生成氢氧化铜沉淀。

根据物质的溶解性，Cu（OH）2虽然难溶，但终究有一定的溶解度。

因此，Cu（OH）2沉淀跟溶液里微量的Cu2+、OH-之间存在着平衡：

Cu（OH）2

Cu2++2OH-

　　从分析实验证明，当加人氨水后，NH3分子跟溶液里微量的Cu2+结合，在水溶液里生成一种呈深蓝色的复杂离子——[Cu（NH3）4]2+，它叫四氨合铜（Ⅱ）①离子或铜氨络离子。

这个反应可以用离子方程式表示如下：

4NH3+Cu2+=[Cu（NH3）4]2+

　　这样就使溶液里存在的Cu2+离子浓度降低，从而破坏了Cu（OH）2跟Cu2+、OH-之间的平衡，促使Cu（OH）2沉淀逐渐溶解。

这个反应所生成的[Cu（NH3）4]2+在水溶液里较难电离，溶液中存在的Cu2+很少。

因此，当再加入少量OH-时，就不能生成Cu（OH）2沉淀了。

如果把这种溶液浓缩结晶，我们就可以得到一种深蓝色的晶体——[Cu（NH3）4]SO4，它叫硫酸四氨合铜（Ⅱ）或硫酸铜氨。

硫酸铜氮是一种复杂的化合物，在这种化合物里含有复杂的[Cu（NH3）4]2+。

这种由一种离子跟一种分子，或由两种不同的离子所形成的一类复杂离子，叫做络离子。

像硫酸铜氨这样含有络离子的化合物，就属于络合物。

上面讲到的[Cu（H2O）4]2+也是络离子，含有[Cu（H2O）4]2+的胆矾CuSO4·5H2O是一种络合物。

从前学过的冰晶石Na3[AlF6]（六氟合铝酸钠）也是络合物。

　　2．络合物的组成

　　根据研究知道，络合物的结构很复杂，但一般说来，它都有一种成分作为整个络合物的核心，其它成分都围绕这个核心作一定的排列。

例如，在[Cu（NH3）4]SO4这种络合物里，Cu2+就是核心，叫做中心离子，4个NH3分子均匀地分布在它的周围，叫做络合物的配位体。

中心离子和

　　子的关系不像配位体那么密切。

人们把中心离子和配位体一起构成的络离子叫做络合物的内界（在化学式里常用方括号把它们括起来）；把其它部

　　络合物的中心离子，一般都是阳离子。

络合物的配位体可以是分子，也可以是阴离子。

如在[Cu（NH3）4]SO4里，配位体NH3是中性分子，在Na3[AlF6]里，配位体F-是阴离子。

络离子是带电荷的，而络合物呈电中性。

因此，组成络合物的外界离子、中心离子和配位体离子电荷的代数和必定为零。

　　一个中心离子所能结合的配位体的总数，叫做中心离子的配位数①。

在[Cu（NH3）4]2+络离子里，Cu2+的配位数是4，在Na3[AlF6]里，Al3+的配位数是6。

影响中心离子配位数的因素很多，它跟中心离子和配位体的电荷、半径和外围电子层排布等因素都有密切的关系。

　　3．络合物中的化学键

　　络合物的各个部分是靠什么键结合起来的呢？

根据研究知道，络合物的外界离子跟络离子之间以离子键相结合，中心离子跟配位体之间以配位键相结合。

　　我们知道，形成配位键必须具有两个前提，一是一方有空轨道，一是另一方能提供孤对电子。

现在来分析[Cu（NH3）4]2+里配位键的形成。

　　Cu2+的3d轨道没有填满，4s、4p轨道的能级跟3d轨道相近，它们是空的，所以Cu2+有空轨道，而NH3有一对孤对电子：

　　当Cu2+跟NH3作用时，便以配位键形成了[Cu（NH3）4]2+：

　　过渡元素离子如Fe3+、Fe2+、Cu2+、Ag+、Hg2+等都具有空轨道，因此都容易形成络合物，这是过渡元素的特性。

至于F-、Cl-、CN-、SCN-等阴离子或H2O、NH3等分子都有孤对电子，因而都可以成为配位体。

凡是可作配位体（或含有可作配位体的离子）的物质叫做络合剂。

常用的络合剂有氰化物、氟化物和氨等。

络合物在水溶液里的电离平衡

　　络合物的外界跟内界是以离子键结合的，因此，当络合物溶于水时，络合物会发生电离而形成外界和内界两种离子。

同时，络离子在水里也会发生一定程度的电离。

例如：

　　[Cu（NH3）4]2+

Cu2++4NH3

　　[Ag（NH3）2]+

Ag++2NH3

　　二氨合银离子（银氨络离子）

　　[Ag（CN）2）]-

Ag++2CN-

　　二氰合银离子（银氰络离子）

　　不同络离子电离程度的大小不同。

一般说来，配位体是CN-的络离子的电离程度总是很小。

人们利用含氰络离子电离程度很小，即溶液里跟络离子达成平衡的金属离子浓度很小的特点，在电镀工艺中控制金属离子结合电子的速度，从而保证电镀的质量。

所以在电镀工业里配制电镀液时常使用氰化物作络合剂。

但是氰化物有剧毒，因此，现在电镀工业正在研究和使用别的无毒络合剂的无氰电镀工艺。

　　二、络合物的应用

　　络合物在自然界广泛存在，跟人类生活的关系很密切。

例如，在人和动物体内起着输送氧气作用的血红素，是Fe2+的络合物；在植物生长中起光合作用的叶绿素是含Mg2+的络合物。

　　络合物在工农业生产和科学技术方面的应用也很广泛，例如，在冶金、稀有金属的提取、电镀、照相术等方面都有应用，氰化提金法就是用于稀有金属提取的一个例子。

这个方法的原理是：

用稀的氰化钠溶液处理粉碎了的金矿石，通入空气，使金矿石中的金粒溶解，生成能溶于水的络合物Na[Au（CN）2]：

4Au+8NaCN+2H2O+O2=4Na[Au（CN）2]+4NaOH

　　然后再用锌从溶液中把金置换出来：

2Na[Au（CN）2]+Zn=Na2[Zn（CN）4]+2Au↓

　　在照相底片和感光纸定影时，需要应用硫代硫酸钠溶液溶解掉未起反应的溴化银，这是一个络合反应，它的化学方程式如下：

AgBr+2Na2S2O3=Na3[Ag（S2O3）2]+NaBr

　　在化学实验里，还可以利用形成显色的络离子或络合物来鉴定离子。

例如，利用SCN-跟Fe3+反应生成红色的硫氰合铁（Ⅲ）离子[Fe（SCN）]2+，可以判断溶液里Fe3+的存在。

习题

　　1．现有硝酸二氨合银[Ag（NH3）2]NO3和六氟合铝酸钠Na3[AlF6]两种络合物，试指出它们各自的络离子，中心离子和它们的电荷数，配位体和配位数，络合物的内界和外界。

　　2．以[Ag（NH3）2]+为例，说明中心离子跟配位体是怎样结合的。

　　3．氯化钠溶液和硝酸银溶液相遇，会生成白色的氯化银沉淀。

往沉淀里加入氨水，沉淀又溶解了。

怎样解释上述实验现象？

写出反应的离子方程式。

（提示：

参照课文里铜氨络离子的生成，银离子的配位数是2。

）

　　4．为什么无水硫酸铜的白色的晶体溶于水后成为浅蓝色溶液，在这个溶液里滴入少量氨水，溶液又变为深蓝色？

第三节铁

　　一、铁的性质

　　铁在元素周期表里位于第四周期的第Ⅷ族，是一种极为重要的过渡元素。

它有多种可变化合价，铁的化合物及其离子大多呈现颜色，并容易形成络合物。

铁原子的外围电子层排布是3d64S2，最外层4s轨道有2个电子，次外层3d轨道的电子未充满。

在起化学反应的时候，铁原子容易失去2个4s电子，也容易再失去一个3d电子。

所以，铁通常显+2价和+3价。

但是，由于+3价的铁的3d轨道为半充满稳定结构，因此+3价的铁最稳定，其次是+2价的铁。

　　1．铁的物理性质

　　纯净的铁是光亮的银白色金属，它的密度是7.86克/厘米3，熔点是1535℃，沸点是2750℃。

纯铁的抗蚀力相当强，但通常用的铁一般都含有碳和其它元素，因而使它的熔点显著降低，抗蚀力也减弱。

铁有延展性和导热性。

铁也能导电，但是它的导电性比铜、铝都差。

铁能被磁体吸引。

在磁场的作用下，铁自身也能产生磁性。

　　2．铁的化学性质

　　铁是比较活泼的金属，在金属活动性顺序表里它列在氢的前面。

（1）铁跟氧气和其它非金属的反应

　　常温时，铁在干燥的空气里不易跟氧气起反应，但把铁放在氧气里灼烧，就会生成一种黑色的四氧化三铁。

3Fe+2O2

Fe3O4

　　加热时，铁也能跟其它非金属，如硫、氯气等发生反应，分别生成硫化亚铁和氯化铁。

Fe+S

FeS

2Fe+3Cl2

2FeCl3

　　在铁跟硫的反应里，铁原子失去2个4s电子变成+2价的铁。

在铁跟氯气的反应里，铁原子不仅失去2个4s电子，而且还失去1个3d电子，变成+3价的铁。

这是因为氯气是一种更强的氧化剂，它夺取电子的能力比硫强的缘故。

　　在高温下，铁还能跟碳、硅、磷等化合。

例如，铁跟碳能化合而生成一种灰色的、脆、硬而难熔的碳化铁（Fe3C）。

（2）铁跟水的反应

　　红热的铁能跟水蒸气起反应，生成四氧化三铁和氢气。

3Fe+4H2O（气）

Fe3O4+4H2↑

　　在常温下，铁跟水不起反应。

但是，在水和空气里的氧气以及二氧化碳等的共同作用下，铁却很容易发生电化腐蚀。

　　此外，铁还能跟盐酸、稀硫酸和某些金属盐发生置换反应。

例如，铁跟盐酸或稀硫酸起反应，置换出氢气。

Fe+2H+=Fe2++H2↑

　　铁跟比它活动性较弱的铜的盐溶液起反应，置换出金属铜。

Fe+Cu2+=Fe2++Cu

　　二、铁的化合物

　　1．铁的氧化物

　　铁的氧化物有氧化亚铁（FeO）、氧化铁（Fe2O3）和四氧化三铁（Fe3O4）等。

　　氧化亚铁是一种黑色粉末，它不稳定，在空气里加热，即迅速被氧化成四氧化三铁。

　　氧化铁是一种红棕色粉末，俗称铁红，它可用作油漆的颜料等。

　　四氧化三铁是具有磁性的黑色晶体，俗称磁性氧化铁。

四氧化三铁是一种复杂的化合物，在四氧化三铁晶体里存在着铁的两种不同价态的离子，其中1/3是Fe2+，2/3是Fe3+，因此，四氧化三铁可以看成是氧化亚铁跟氧化铁组成的化合物。

　　铁的氧化物都不溶于水，也不跟水起反应。

　　氧化亚铁和氧化铁都能跟酸起反应，分别生成亚铁盐和铁盐。

FeO+2H+=Fe2++H2O

Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O

　　2．铁的氢氧化物

　　跟氧化亚铁和氧化铁相对应的碱分别是氢氧化亚铁[Fe（OH）2]和氢氧化铁[Fe（OH）3]。

这两种氢氧化物都可用相对应的可溶性盐跟碱溶液起反应而制得。

　　[实验4-2]在试管里注入少量新制备的硫酸亚铁溶液，用胶头滴管吸取氢氧化钠溶液，将滴管端插入试管里溶液的液面下，再逐滴滴入氢氧化钠溶液，观察发生的现象。

　　从实验可以看到，滴入氢氧化钠溶液后，开始的时候析出一种白色的絮状沉淀，这就是氢氧化亚铁。

Fe2++2OH-=Fe（OH）2↓

　　但这白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。

这是因为氢氧化亚铁在空气里氧化成了氢氧化铁。

4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3↓

　　[实验4-3]在试管里注入少量氯化铁溶液，再逐滴滴入氢氧化钠溶液。

观察发生的现象。

　　从实验可以看到，滴入氢氧化钠溶液时，立即生成了红褐色的氢氧化铁沉淀。

Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓

　　加热氢氧化铁，它就失去水而生成红棕色的氧化铁粉末。

2Fe（OH）3

Fe2O3+3H2O

　　氢氧化亚铁和氢氧化铁都是不溶性碱，它们能跟酸反应，分别生成亚铁盐和铁盐。

Fe（OH）2+2H+=Fe2++2H2O

Fe（OH）3+3H+=Fe3++3H2O

　　3．铁化合物和亚铁化合物间的相互转变

　　铁化合物遇较强的还原剂会还原成亚铁化合物。

例如，氯化铁溶液遇铁等还原剂，能被还原生成氯化亚铁。

2Fe3++Fe=3Fe2+

　　亚铁化合物在较强的氧化剂的作用下会氧化成铁化合物。

例如，氯化亚铁溶液跟氯气起反应，立即被氧化成氯化铁。

2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-

　　从以上事实可以说明，Fe2+和Fe3+在一定条件下是可以相互转变的。

　　4．铁的络合物和Fe3+的检验

　　铁有多种络合物，重要的有六氰合铁络合物，如六氰合铁（Ⅱ）酸钾K4[Fe（CN）6]（也叫亚铁氰化钾，俗名黄血盐）、六氰合铁（Ⅲ）酸钾K3[Fe（CN）6]（也叫铁氰化钾，俗名赤血盐），以及硫氰合铁（Ⅲ）络离子[Fe（SCN）]2+，等等。

　　[实验4-4]在试管里注入少量氯化铁溶液，再滴入几滴KSCN溶液。

观察发生的现象。

　　[实验4-5]在试管里注入少量氯化铁溶液，滴入几滴稀盐酸，加入少量铁屑，轻轻振荡片刻，再滴入几滴KSCN溶液。

观察发生的现象。

　　我们可以利用无色的SCN-跟Fe3+反应，生成红色的络离子[Fe（SCN）]2+，来检验Fe3+的存在。

但Fe2+跟SCN-反应不显红色。

Fe3++SCN-＝[Fe（SCN）]2+

习题

　　1．填空

（1）铁位于元素周期表中第______周期、第______族。

铁原子的最外电子层上有______个电子，在化学反应中既可失去______层上的______个电子，又可失去______层上的______个电子，因此铁的常见化合价为______价和______价。

（2）将Fe、Cu、FeCl3的混合物放在稀硫酸中加热，待反应完毕后，仍剩有Fe和Cu，此时溶液中存在的主要阳离子是______，有关反应的离子方程式是______。

　　（3）8.56克某三价金属氢氧化物，煅烧后生成6.4克氧化物。

由此可推算出该金属氢氧化物的摩尔质量为______，该金属的原子量是______，它是______元素。

　　2．选择题

（1）下列各物质中，不能由组成它的两种元素的单质直接化合而得到的是______。

[]

　　A．FeSB．Fe3O4

　　C．FeCl2D．FeCl3

（2）将铁片放入下列溶液中，充分反应后溶液质量减轻的是______。

[]

　　A．FeCl3溶液B．稀H2SO4

　　C．CuSO4溶液D．浓HCl

　　（3）在下列各溶液中分别放入铁片，反应一段时间后取出，使“铁片”质量增大的溶液是______。

[]

　　A．FeCl3B．稀H2SO4

　　C．CuSO4D．浓HCl

　　（4）下列各反应中，Fe（Ⅱ）被还原的是______。

[]

　　A．2Fe2++Br2=2Fe3++2Br

　　B．2FeCl2+Cl2=2FeCl3

　　C．2FeO+Si

2Fe+SiO2

　　D．FeO+2H+=Fe2++H2O

　　3．13.9克RSO4·xH2O晶体，完全失水后剩7.6克粉末。

已知R的原子量约为结晶水分子数的8倍，试推算R的原子量。

第三节铁

　　一、铁的性质

　　铁在元素周期表里位于第四周期的第Ⅷ族，是一种极为重要的过渡元素。

它有多种可变化合价，铁的化合物及其离子大多呈现颜色，并容易形成络合物。

铁原子的外围电子层排布是3d64S2，最外层4s轨道有2个电子，次外层3d轨道的电子未充满。

在起化学反应的时候，铁原子容易失去2个4s电子，也容易再失去一个3d电子。

所以，铁通常显+2价和+3价。

但是，由于+3价的铁的3d轨道为半充满稳定结构，因此+3价的铁最稳定，其次是+2价的铁。

　　1．铁的物理性质

　　纯净的铁是光亮的银白色金属，它的密度是7.86克/厘米3，熔点是1535℃，沸点是2750℃。

纯铁的抗蚀力相当强，但通常用的铁一般都含有碳和其它元素，因而使它的熔点显著降低，抗蚀力也减弱。

铁有延展性和导热性。

铁也能导电，但是它的导电性比铜、铝都差。

铁能被磁体吸引。

在磁场的作用下，铁自身也能产生磁性。

　　2．铁的化学性质

　　铁是比较活泼的金属，在金属活动性顺序表里它列在氢的前面。

（1）铁跟氧气和其它非金属的反应

　　常温时，铁在干燥的空气里不易跟氧气起反应，但把铁放在氧气里灼烧，就会生成一种黑色的四氧化三铁。

3Fe+2O2

Fe3O4

　　加热时，铁也能跟其它非金属，如硫、氯气等发生反应，分别生成硫化亚铁和氯化铁。

Fe+S

FeS

2Fe+3Cl2

2FeCl3

　　在铁跟硫的反应里，铁原子失去2个4s电子变成+2价的铁。

在铁跟氯气的反应里，铁原子不仅失去2个4s电子，而且还失去1个3d电子，变成+3价的铁。

这是因为氯气是一种更强的氧化剂，它夺取电子的能力比硫强的缘故。

　　在高温下，铁还能跟碳、硅、磷等化合。

例如，铁跟碳能化合而生成一种灰色的、脆、硬而难熔的碳化铁（Fe3C）。

（2）铁跟水的反应

　　红热的铁能跟水蒸气起反应，生成四氧化三铁和氢气。

3Fe+4H2O（气）

Fe3O4+4H2↑

　　在常温下，铁跟水不起反应。

但是，在水和空气里的氧气以及二氧化碳等的共同作用下，铁却很容易发生电化腐蚀。

　　此外，铁还能跟盐酸、稀硫酸和某些金属盐发生置换反应。

例如，铁跟盐酸或稀硫酸起反应，置换出氢气。

Fe+2H+=Fe2++H2↑

　　铁跟比它活动性较弱的铜的盐溶液起反应，置换出金属铜。

Fe+Cu2+=Fe2++Cu

　　二、铁的化合物

　　1．铁的氧化物

　　铁的氧化物有氧化亚铁（FeO）、氧化铁（Fe2O3）和四氧化三铁（Fe3O4）等。

　　氧化亚铁是一种黑色粉末，它不稳定，在空气里加热，即迅速被氧化成四氧化三铁。

　　氧化铁是一种红棕色粉末，俗称铁红，它可用作油漆的颜料等。

　　四氧化三铁是具有磁性的黑色晶体，俗称磁性氧化铁。

四氧化三铁是一种复杂的化合物，在四氧化三铁晶体里存在着铁的两种不同价态的离子，其中1/3是Fe2+，2/3是Fe3+，因此，四氧化三铁可以看成是氧化亚铁跟氧化铁组成的化合物。

　　铁的氧化物都不溶于水，也不跟水起反应。

　　氧化亚铁和氧化铁都能跟酸起反应，分别生成亚铁盐和铁盐。

FeO+2H+=Fe2++H2O

Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O

　　2．铁的氢氧化物

　　跟氧化亚铁和氧化铁相对应的碱分别是氢氧化亚铁[Fe（OH）2]和氢氧化铁[Fe（OH）3]。

这两种氢氧化物都可用相对应的可溶性盐跟碱溶液起反应而制得。

　　[实验4-2]在试管里注入少量新制备的硫酸亚铁溶液，用胶头滴管吸取氢氧化钠溶液，将滴管端插入试管里溶液的液面下，再逐滴滴入氢氧化钠溶液，观察发生的现象。

　　从实验可以看到，滴入氢氧化钠溶液后，开始的时候析出一种白色的絮状沉淀，这就是氢氧化亚铁。

Fe2++2OH-=Fe（OH）2↓

　　但这白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。

这是因为氢氧化亚铁在空气里氧化成了氢氧化铁。

4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3↓

　　[实验4-3]在试管里注入少量氯化铁溶液，再逐滴滴入氢氧化钠溶液。

观察发生的现象。

　　从实验可以看到，滴入氢氧化钠溶液时，立即生成了红褐色的氢氧化铁沉淀。

Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓

　　加热氢氧化铁，它