铁和铁的化合物知识点总结.docx
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铁和铁的化合物知识点总结
铁和铁的化合物知识点总结
[重点内容讲析]铁位于元素周期表中第4周期,第Ⅷ族,其原子结构示意图为:
其失电子情况:
Fe-2e-→Fe2+或Fe-3e-→Fe3+。
因而铁是中等活动性的金属,具有可变化合价(+2或+3),在学习中,要牢牢抓住铁的变价特征。
铁及其重要化合物的转化关系:
一、铁的单质化学性质
铁是比较活泼的金属,当铁跟弱氧化剂反应时:
Fe-2e-=Fe2+;当跟强氧化剂反应时:
Fe-3e-=Fe3+。
1.铁跟氧气等其它非金属单质的反应:
3Fe+2O2
Fe3O4 (一定要注意产物)
2Fe+3Cl2
2FeCl3 2Fe+3Br2=2FeBr3
Fe+I2=FeI2 Fe+S
FeS 3Fe+C
Fe3C
2.铁跟水的反应:
2Fe+4H2O
Fe3O4+4H2↑(注意产物也是Fe3O4)
在此也可以有意识地总结金属与水反应的基本规律。
3.铁跟酸的反应:
①与非氧化性酸:
Fe+2H+=Fe2++H2↑
②与强氧化性酸:
Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
铁和冷浓硝酸、冷浓H2SO4发生钝化,但在加热条件下,钝化作用立即遭到破坏:
Fe+6HNO3(浓)
Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2OFe+6H2SO4(浓)
Fe2(SO4)3+3SO2↑+3H2O
4.铁和某些盐溶液的作用:
Fe+Cu2+=Fe2++Cu Fe+2Fe3+=3Fe2+
这些反应在除杂、鉴别等方面都有一定作用,要理论联系实际,领会和理解反应实质。
二、铁的氧化物
铁的氧化物
FeO
Fe3O4
Fe2O3
铁的化合价
+2价
+2价(1/3),+3价(2/3)
+3价
俗 称
——
磁性氧化铁
铁红
状态和颜色
黑色固体
黑色晶体
红棕色固体
与H2O的关系
不反应,不溶解
与非氧化性酸的反应
FeO+2H+=Fe2++H2O Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
氧化性
高温下被CO、H2、Al、C、Si等还原
还原性
被热空气氧化成Fe3O4等
可被氧化性酸、盐等氧化
一般不再被氧化
主要用途
——
炼铁
炼铁、作热剂、颜料
说 明
Fe3O4可以看作由FeO、Fe2O3所组成的化合物,其中
是Fe2+,
是Fe3+
三、铁的氢氧化物
1.Fe(OH)2可由易溶性的亚铁盐跟碱溶液起反应制得。
Fe(OH)2为白色絮状沉淀,易被空气中O2迅速氧化成Fe(OH)3。
因此,白色絮状沉淀能迅速变成灰绿色,最终变成红褐色。
Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
制备时:
(1)要将滴管口插入硫酸亚铁液面下,再滴入NaOH溶液;
(2)配液时可用加热的方法尽可能除去溶解氧;
(3)可在液面加少许汽油或苯等有机溶剂,以隔绝空气。
2.Fe(OH)3可由易溶性的铁盐跟碱液起反应制得。
Fe(OH)3为红褐色沉淀,可溶于强酸,受热易分解。
Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓,Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O,2Fe(OH)3
Fe2O3+3H2O
四、“铁三角”关系:
1.
这三种转化是在有氧化剂的条件下进行的。
①Fe→Fe2+需要较弱的氧化剂,如S、Cu2+、Fe3+、H+(稀H2SO4、盐酸)等。
②Fe→Fe3+和Fe2+→Fe3+需要强的氧化剂:
实现Fe→Fe3+,可选用Cl2、Br2、浓H2SO4(足量)、HNO3(足量)、KMnO4等强氧化剂。
注意在用浓H2SO4或浓HNO3反应时,需加热,否则Fe钝化。
实现Fe2+→Fe3+可选用O2、Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4、KMnO4(H+)溶液等。
(注意Cl2与FeBr2溶液反应情况:
①若Cl2通入FeBr2溶液,Cl2不足时,2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;
②Cl2足量时,2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-。
)
2.
这三种转化是在有还原剂存在的条件下进行的。
①Fe2+→Fe,可选用的还原剂为在金属活动性顺序表中排在铁前的金属(如Zn、Al等),或者用碳、CO、H2等。
K、Ca、Na等活泼金属在溶液中不能完成此转化,因为它们在水溶液中先与水反应。
②Fe3+→Fe,需用H2、CO、Al等强还原剂。
如炼铁:
Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2,铝热反应:
Fe2O3+2Al
Al2O3+2Fe。
③Fe3+→Fe2+,实现此转化可选用的还原剂如Zn、Fe、Al、Cu、H2S(或S2-)、I-、SO32-等。
Fe+2Fe3+=3Fe2+,2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+(铁盐腐蚀印刷电路板),2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+,
2Fe3++2I-=I2+2Fe2+。
注意:
Fe3+
S↓,Fe2+
无变化。
五、重点化学实验现象:
(注意这些反应的化学方程式和离子方程式)
六、Fe2+、Fe3+的鉴别常用方法:
1、KSCN法:
加入KSCN或其他可溶性硫氰化物溶液,呈血红色的是Fe3+溶液,而Fe2+的溶液无此现象。
这是鉴别时最常用、最灵敏的方法。
Fe3++SCN-=[Fe(SCN)]2+。
2.碱液法:
取两种溶液分别通入NH3或加入氨水或碱液,生成红褐色沉淀的是Fe3+的溶液,生成白色沉淀并迅速变为灰绿色,最后变成红褐色沉淀的是Fe2+的溶液。
沉淀颜色变化原因为:
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
3.H2S法:
通入H2S气体或加入氢硫酸,有浅黄沉淀析出的是Fe3+溶液,而Fe2+溶液不反应。
4.淀粉KI试纸法:
能使淀粉KI试纸变蓝的是Fe3+溶液,Fe2+溶液无此现象。
5.KMnO4法:
分别加入少量KMnO4(H+)溶液,振荡,能使KMnO4溶液褪色的是Fe2+溶液,不褪色的是Fe3+溶液。
[典型例题]例1.在含ngHNO3的稀溶液里加mg铁粉,铁完全溶。
假设有
gHNO3被还原,则n∶m可能是:
( )
A、1∶1 B、2∶1 C、3∶1 D、9∶2
分析:
本题是一道需讨论计算的选择题。
要满足题目中所给条件,有三种情况:
①Fe足量全部生成Fe(NO3)2,则:
3Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O,
=3
②HNO3足量,Fe都生成Fe(NO3)3,则:
Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,
=
若反应产物中既有Fe(NO3)2,又有Fe(NO3)3,则3<
<
通过此题可看出,铁与硝酸反应时,要注意HNO3的浓度及各自物质的量,条件不同,产物不同,应注意讨论。
答案:
CD
例2.将纯铁丝5.21g溶于过量的稀H2SO4,在加热条件下,用2.53gKNO3去氧化溶液中的Fe2+。
待反应完成后,NO3-只被还原成一种产物。
溶液中剩余的Fe2+尚需12.0moL0.3mol/L的KMnO4溶液将其完全氧化。
已知MnO4-的还原产物为Mn2+,通过计算确定NO3-的还原产物为( )
A、N2O B、NO C、NO2 D、NH3
分析:
此题涉及了多个氧化还原反应,如用化学方程式求解,将十分复杂。
电子得失守恒法将其化繁为简,此法在氧化还原的判断、计算中有广泛应用。
具体解法如下:
还原剂是Fe2+:
Fe2+~Fe3+~失1e-,n(失e- )=n(Fe2+)=
mol;
氧化剂为MnO4- 和NO3-:
MnO4-~Mn2+~5e-,
n(MnO4- 得e- )=5n(MnO4-)=5×0.012L×0.3mol/L=0.018mol,所以1molNO3- 得电子数应为:
=3,∴还原产物为NO。
答案:
B
例3.将27.2gFe与Fe2O3的混合物投入足量的稀H2SO4中,反应完毕后,共放出H2 2.24L(标况),在溶液中滴入KSCN溶液后不显红色,则混合物中Fe和Fe2O3的质量各是多少?
分析:
根据题目内容,本题所涉及的化学反应有:
Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O,Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4,Fe+H2SO4(稀)=FeSO4+H2↑。
需要用到的关系式:
Fe~H2,Fe~Fe2O3,
设Fe2O3的物质的量为x,则:
Fe ~ Fe2O3 Fe ~ H2
x x 0.1mol
=0.1mol
56(x+0.1)+160x=27.2, ∴x=0.1mol,
∴m(Fe2O3)=16g,m(Fe)=(27.2-16)g=11.2g
答案:
m(Fe2O3)=16g,m(Fe)=11.2g
例4.在加热情况下,用足量CO还原7g铁的氧化物组成的混合物,产生气体全部通入足量石灰水中得到12.5g沉淀,此混合物不可能为:
( )
A、FeO、Fe2O3 B、FeO、Fe3O4 C、Fe2O3、Fe3O4 D、FeO、Fe2O3、Fe3O4
分析:
平均值法。
CO~CO2~CaCO3;n(O)=n(CaCO3)=
=0.125mol,m(O)=0.125×16=2g,则:
n(Fe)=
mol,所以
。
而FeO:
>
,Fe2O3:
<
,Fe3O4:
>
,∴B不可能。
答案:
B
[参考练习]
1、铜粉放入稀硫酸中加热后无明显现象发生,当加入一种盐后,铜粉的质量减少,溶液是蓝色,同时有气体逸出,该盐是( )
A、Fe2(SO4)3 B、Na2CO3 C、KNO3 D、FeSO4
2、某溶液中含有NH4+、Mg2+、Fe2+和Al3+四种离子,若向其中加入过量氢氧化钠溶液,微热并搅拌,再加入过量盐酸溶液,溶液中大量减少的阳离子有( )
A、NH4+ B、Mg2+ C、Fe2+ D、Al3+
3、把20g铁粉投到盛得一定量的稀HNO3溶液的烧杯中,HNO3的还原产物为NO,反应停止后,烧杯中溶液的质量增加了12.27g,此时烧杯中的物质可能是( )
①Fe和Fe(NO3)3 ②Fe和Fe(NO3)2 ③HNO3和Fe(NO3)2 ④Fe(NO3)2和Fe(NO3)3
A、①④ B、②③ C、③④ D、②④
4、向相同体积的KI、Na2S和FeBr2溶液中分别通入适量Cl2,待充分反应后(Br-也恰好完全被氧化),3种溶液消耗Cl2的体积相同(同温同压下),则KI、Na2S和FeBr2溶液的物质的量浓度之比为( )
A、1∶1∶2 B、1∶2∶3 C、6∶3∶2 D、2∶1∶3
5、向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中,加入100mL1mol/L的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224mL(标况)气体,所得溶液加KSCN溶液无血红色出现,那么若用足量的CO在高温下还原相同质量的混合物,能得到铁( )
A、11.2g B、2.8g C、5.6g D、无法计算
6、在FeCl3与CuCl2的混合溶液中加入过量的铁粉,反应完毕后,剩余固体的质量恰好与所加铁粉的质量相等,则原混合液中FeCl3与CuCl2的物质的量之比为( )
A、5∶2 B、4∶3 C、2∶7 D、7∶4
7、在Fe(NO3)2溶液中滴加浓盐酸,下列叙述正确的是( )
A、溶液颜色逐渐变浅 B、浅绿色逐渐变深
C、溶液颜色由浅绿色变成黄色 D、溶液颜色不会发生变化
附录资料:
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长方体和正方体知识要点
名称
面
棱
顶点
长方体
有6个面一般情况下6个面都是长方形,相对的面完全相同(特殊情况下有两个相对的面是正方形,其余的4个面是完全相同的长方形)
有12条棱
(相对的4条棱的长度相等)
有8个顶点
正方体
有6个面是6个完全相同的正方形
有12条棱
12条棱的长度都相等
有8个顶点
长方体的棱长总和=长×4+宽×4+高×4或长方体的棱长总和=(长+宽+高)×4
正方体的棱长总和=棱长×12
长方体或正方体六个面的总面积,叫做它的表面积。
长方体的表面积=(长×宽+长×高+宽×高)×2
上面或下面前面或后面左面或右面
正方体的表面积=棱长×棱长×6
一个面的面积6个面
物体所占空间的大小叫做物体的体积。
容器所能容纳物体的体积,叫做这个容器的容积。
常用的体积单位有:
(立方厘米)、(立方分米)、(立方米)。
棱长1厘米的正方体,体积是1立方厘米。
棱长1分米的正方体,体积是1立方分米。
棱长1米的正方体,体积是1立方米。
计量液体的体积,常用(升)和(毫升)作单位。
1立方分米=1升1立方厘米=1毫升
长方体的体积=长×宽×高正方体的体积=棱长×棱长×棱长
V=abhV=a.a.a或V=a3读作a的立方
表示3个a相乘。
长方体和正方体底面的面积,叫做它们的底面积。
长方体和正方体体积计算的统一公式:
长方体(或正方体)的体积=底面积×高V=sh
正方体的棱长扩大缩小若干倍,它的表面积扩大或缩小这个倍数的平方,体积扩大或缩小这个倍数的立方。
长方体的长、宽、高同时扩大缩小若干倍,它的表面积扩大或缩小这个倍数的平方,体积扩大或缩小这个倍数的立方。
分数乘法知识要点:
∙分数与分数相乘,用分子相乘的积作分子,分母相乘的积作分母。
∙分数与分数相乘的计算方法对于整数与分数相乘也适用,因为整数可以化成分母是1的分数。
∙求一个数的几分之几是多少,用乘法计算。
(求一个数的几倍是多少,也用乘法计算)
∙乘积是1的两个数互为倒数。
A、求一个分数的倒数,把它的分子和分母调换位置。
B、整数(0除外)的倒数是
C、1的倒数是1D、0没有倒数。
E、真分数的倒数都大于1,假分数的倒数都小于或等于1。
分数除法知识要点
1、甲数除以乙数(乙数不为0),等于甲数乘乙数的倒数。
2、一个数(不为0),乘一个小于1的数,得数比这个数小;乘一个大于1的数,得数比这个数大。
3、被除数(不为0),除数大于1,商比被除数小;除数小于1,商比被除数大;除数等于1,商等于被除数。
4、做分数乘除法应用题的注意点:
(1)找出关键句,确定单位“1”、比较量,看清单位“1”是已知还是未知。
(2)单位“1”已知,求比较量,用乘法计算。
单位“1”×分率=比较量
单位“1”未知,求单位“1”,用方程或除法计算。
对应量÷对应分率=单位“1”
5、求一个数是另一个数的几分之几用除法计算。
(求一个数是另一个数的几倍,也用除法计算)
求一个数的几分之几是多少,用乘法计算。
(求一个数的几倍是多少,也用乘法计算)
认识比知识要点
1、两个数的比表示求两个数相除,比的前项除以后项所得的商叫做比值。
∙比与除数、分数的联系:
比
前项
后项
比值
除法
被除数
除数
商
分数
分子
分母
分数值
补充:
比的后项不能为0。
比值不能带单位名称。
3、比的基本性质:
比的前项和后项同时乘或除以相同的数(0除外),比值不变。
4、化简比的依据:
比的基本性质。
5、化简比与求比值的区别
化简比:
化成最简单的整数比,有前项、后项和比号;求比值:
是前项除以后项所得的商。
认识百分数知识要点
1表示一个数是另一个数的百分之几的数叫做百分数,也叫做百分率或百分比。
百分数通常用"%"来表示。
百分号“%”是表示百分数的符号。
2、分母是100的分数不一定是百分数。
3、分数既可以表示一个数是另一个数的百分之几(分率),也可以表示具体数量;百分数只表示一个数是另一个数的百分之几(分率)。
百分数不能带单位名称。
4.小数化成百分数:
只要把小数点向右移动两位,同时在后面添上百分号;百分数化成小数:
把百分数化成小数,只要把百分号去掉,同时把小数点向左移动两位。
5.分数化成百分数:
通常先把分数化成小数(除不尽时,通常保留三位小数),再把小数化成百分数。
6.百分数化成分数:
先把百分数改写成分数,能约分的要约成最简分数。
7、求一个数是另一个数的几分之几用除法计算,求一个数是另一个数的百分之几也用除法计算。
常用的数量关系式
1、每份数×份数=总数总数÷每份数=份数总数÷份数=每份数
2、速度×时间=路程路程÷速度=时间路程÷时间=速度
3、单价×数量=总价总价÷单价=数量总价÷数量=单价
4、工作效率×工作时间=工作总量工作总量÷工作效率=工作时间
工作总量÷工作时间=工作效率
5、加数+加数=和一个加数=和-另一个加数
6、被减数-减数=差被减数=差+减数减数=被减数-差
7、因数×因数=积一个因数=积÷另一个因数
8、被除数=商×除数被除数÷除数=商除数=被除数÷商
9、总数÷总份数=平均数
10、相遇问题
相遇路程=速度和×相遇时间相遇时间=相遇路程÷速度和速度和=相遇路程÷相遇时间
运算定律
1.加法交换律:
两个数相加,交换加数的位置,它们的和不变,即a+b=b+a。
2.加法结合律:
三个数相加,先把前两个数相加,再加上第三个数;或者先把后两个数相加,再和第一个数相加它们的和不变,即(a+b)+c=a+(b+c)。
3.乘法交换律:
两个数相乘,交换因数的位置它们的积不变,即a×b=b×a。
4.乘法结合律:
三个数相乘,先把前两个数相乘,再乘第三个数;或者先把后两个数相乘,再和第一个数相乘,它们的积不变,即(a×b)×c=a×(b×c)。
5.乘法分配律:
两个数的和与一个数相乘,可以把两个加数分别与这个数相乘再把两个积相加,即(a+b)×c=a×c+b×c。
6.减法的性质:
从一个数里连续减去几个数,可以从这个数里减去所有减数的和,差不变,即a-b-c=a-(b+c)。
小学数学图形计算公式
1、正方形周长=边长×4正方形面积=边长×边长
长方形周长=(长+宽)×2长方形面积=长×宽
2、三角形面积=底×高÷2三角形高=面积×2÷底三角形底=面积×2÷高
3、平行四边形面积=底×高
4、梯形面积=(上底+下底)×高÷2
5、圆的周长=直径×л或=2×л×半径圆面积=半径2×л
常用单位换算
长度单位换算
1千米=1000米1米=10分米1分米=10厘米1米=100厘米1厘米=10毫米(1米=100厘米)
面积单位换算
1平方千米=100公顷1公顷=10000平方米
1平方米=100平方分米1平方分米=100平方厘米1平方厘米=100平方毫米1平方米=10000平方厘米
体(容)积单位换算
1立方米=1000立方分米1立方分米=1000立方厘米1立方分米=1升
1立方厘米=1毫升1立方米=1000升
质量单位换算
1吨=1000千克1千克=1000克1千克=1公斤
人民币单位换算
1元=10角1角=10分1元=100分
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常用面料知识
一、什么是纤维?
纤维是面料中最普通的一种纤维,提取自然棉花植物,
如果我们将纤维分为归类,主要可分为天然纤维,合成纤维和人造纤维三大种
(1)天然纤维包括:
植物纤维、动物纤维和矿物纤维.如:
棉、麻、羊毛、兔毛、蚕丝等;
(2)合成纤维是:
对化工原料单体的聚合物,具有可纺性的熔体,进行纺丝加工制造出的纤维;
(3)人造纤维:
是植物纤维的重建和化学处理(尼龙)。
(一)棉[COTTON]
优点:
1.吸湿透气性好,手感柔软,穿着舒适;
2.外观朴实富有自然的美感,光泽柔和,染色性能好;
3.耐碱和耐热性特别好。
缺点:
1.缺乏弹性且不挺括,容易皱性;
2.色牢度不高,容易褪色;
3.衣服保型性差,洗后容易缩水和走形(缩水率通常在4%~12%左右);
4.特别怕酸,当浓硫酸沾染棉布时,棉布被烧成洞,当有酸(比如:
醋)不慎弄到衣服上,应及时清洗以免醋酸对衣服产生致命的破坏。
洗涤方法:
1.可用各种洗涤剂,可手洗或机洗,但因棉纤维的弹性较差,故洗涤时不要用大挫洗,以免衣服变型,影响尺寸;
2.白色衣物可用碱性较强的洗涤剂高温洗涤,起漂白作用,贴身内衣不可用热水浸泡,以免出现黄色汗斑。
其他颜色衫最好用冷水洗涤,不可用含有漂白成份的洗涤剂或洗衣粉进行洗涤,以免造成脱色,更不可将洗衣粉直接倒落在棉织品上,以免局部脱色;
3.浅色、白色可浸泡5-10分钟后洗涤去污效果更佳。
深色不要浸泡时间过长,以免褪色,应及时洗涤,水中可加一匙盐,使衣服不易褪色;
4.深色衣服应与其它衣物分开洗涤,以免染色;
5.衣服洗好排水时,应把它叠起来,大把的挤掉水分或是用毛巾包卷起来挤水,切不可用力拧绞,以免衣服走形。
也不可滴干,这样衣服晾干后会过度走形;
6.洗涤脱水后应迅速平整挂干,以减少折皱。
除白色织物外,不要在阳光下暴晒,避免由于曝晒而使得棉布氧化加快,从而降低衣服使用寿命并引起褪色泛黄,若在日光下晾晒时,建议将里面朝外进行晾晒。
(二)粘胶纤维[VISCOSE]
粘胶纤维是以木浆、棉短绒为原料,从中提取自然纤维,在把这些自然纤维经过特殊工艺处理,最后就制成了粘胶纤维。
粘胶纤维包括:
莫代尔纤维、哑光丝、粘纤、人造丝、人造棉(人棉)、人造毛
优点:
1、粘胶具有很好的吸湿性(普通化纤中它的吸湿性是最强的)、透气性,穿着舒适感好;2、粘胶织品光洁柔软,有丝绸感,手感滑爽,具有良好的染色性,而且不宜褪色;
缺点:
1、粘胶纤维手感重,弹性差而且容易褶皱,且不挺括;2、不耐水洗、不耐磨、容易起毛、尺寸稳定性差,缩水率高;3、不耐碱不耐酸。
洗涤:
1.水洗时要随洗随浸,浸泡时间不可超过15分钟,否则洗液中的污物又会浸入纤维;2.胶纤维织物遇水会发硬,纤维结构很不牢固,洗涤时要轻洗,以免起毛或裂口;3..用中性洗涤剂或低碱洗涤剂,洗涤液温度不能超过35度;4.洗后排水时应把衣服叠起来,大把地挤掉水分,切忌拧绞,以免过度走形;5.在洗液中洗好后,要先用干净的温水洗一遍,再用冷水洗,否则会有一部分洗涤剂固在衣服上,不容易洗下来,使浅色衣服泛黄;6.洗后忌暴晒,应在阴凉或通风处晾晒,以免造成褪色和面料寿命下降。
7.对薄的化纤织品,如人造丝被面、人造丝绸等,应干洗,不宜水洗,以免缩水走样。
保养:
1.穿用时要尽量减少磨擦、拉扯,经常换洗,防止久穿变形;2