第三章 第二节几种重要的金属化合物
教学目的2:
1. 巩固学习铁、铜等金属重要化合物的主要性质,强化训练。
教学课时:
2.5课时
知识体系 2
4. Fe的性质(B)
⑴ 周期表中的位置
位于第4周期 第Ⅷ族,是过渡元素的代表。它是一种变价元素,通常显示+2价、+3价,其化合物和其水溶液往往带有颜色。
⑵ Fe与O2反应,随着外界条件和两者量的相对多少不同,生成的产物不同。
3Fe + 2O2 (纯) Fe3O4(黑色、有磁性)
2Fe (过量) + O2 2FeO(黑色,该反应在炼钢过程中发生)
4Fe + 3O2 2Fe2O3(红棕色)
生成Fe3O4的反应还有:3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2
⑶ 铁锈的成分及形成
钢铁发生电化腐蚀时,Fe 参与电极反应的产物为Fe2+,后与OH—反应生成Fe(OH)2;因其不稳定,又转变成Fe(OH)3失去部分水变成Fe2O3•nH2O。(在常温下,铁和水不反应。但在水和空气里的氧气、二氧化碳的共同作用下,铁很容易生锈而被腐蚀。)
⑷ 铁与酸的反应:
铁与盐酸、稀硫酸的反应:Fe + 2H+ == Fe2+ + H2O(反应后溶液呈浅绿色)
铁与过量稀硝酸的反应: Fe + 4H+ + NO3- == Fe3+ + NO↑+ 5H2O(反应后溶液呈棕黄色)
Fe +4HNO3 (稀) =Fe(NO3)3 +NO↑+2H2O
铁粉过量: 3Fe +8HNO3 (稀) =3Fe(NO3)2 +2NO↑+4H2O
铁与浓硫酸的反应:常温下,Fe在浓硫酸中被钝化,即由于浓硫酸的强氧化性,使Fe的表面生成一层致密的氧化物薄膜,阻止了内部的金属继续跟浓硫酸反应。
金属钠与金属铁的性质比较
性 质 相 同 点 不 同 点
物理性质 都是银白色的金属,
都能导电、导热。 密度:ρ(Fe)>ρ(Na)
硬度:Fe>Na
熔沸点:Fe>Na
化学性质 都能跟氧气、水等反应 钠更易与氧气、与水等反应
⑸ 铁的氧化物
氧化物 FeO(碱性氧化物) Fe2O3(碱性氧化物) Fe3O4
颜色状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体
溶解性 不 溶 于 水
磁性 无 无 有
与非氧化性酸反应 FeO + 2HCl == FeCl2 + H2O Fe2O3 + 6HCl == 2FeCl3 + 3H2O Fe3O4 + 8HCl == 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O
与强氧化性酸反应 FeO + 4HNO3(浓)== Fe(NO3) 3 +NO2↑+ 2H2O Fe2O3 + 6HNO3== 2Fe(NO3) 3+ 3H2O Fe3O4 + 10HNO3(浓) 3Fe(NO3) 3 +NO2↑+ 5H2O
弱氧化性 与CO、Si、C作用 与CO、Al反应 与CO、Al反应
稳定性 不稳定,可被氧化 稳定 稳定
生成 2Fe(OH) 3 Fe2O3 +3H2O
⑹ 铁的氢氧化物 (C)
氢氧化物 Fe(OH) 3 (弱碱) Fe(OH) 2(弱碱)
颜色状态 红褐色沉淀 白色沉淀
溶解性 难溶 难溶
稳定性 2Fe(OH) 3 Fe2O3 +3H2O 极不稳定,在空气中易转化为Fe(OH) 3 (现象)
与酸反应 Fe(OH) 3 + 3HCl == 2FeCl3 + 3H2O Fe(OH) 2 + 2HCl == FeCl2 + 2H2O
其他性质 有氧化性(较稳定) 有还原性(不稳定)
制备方法
思考:用可溶性碱分别与Fe2+、Fe3+反应可制得Fe(OH)2和Fe(OH)3。通过哪些方法可避免生成Fe(OH)2中会有Fe(OH)3?
提示:关键在于无孔不入的O2及Fe3+存在。4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O == 4Fe(OH)3↓
①驱氧法:如用同煮沸过的NaOH溶液和亚铁盐溶液。
②隔氧法:如用长滴管吸取NaOH溶液后插入亚铁盐溶液面下加入;又如在液面上加某些合适的有机溶剂液封。
③还原法:在FeSO4溶液中加入Fe钉,或者用Fe与稀H2SO4反应新制的FeSO4溶液,生成的H2又可驱赶O2。
⑺ 盐
① Fe、Fe2+、Fe3+的相互转化