铁和铁的化合物
1.复习重点
1.铁单质的化学性质
2.铁的重要化合物的氧化还原性;
3.Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)的相互转化是高考的热点。
2.难点聚焦
一、铁的结构和性质
1. 铁是26号元素,位于第四周期第Ⅷ族,属于过渡元素。
原子结构示意图:
主要化合价:+2,+3
2.铁在金属的分类中属于黑色金属,重金属,常见金属。纯净的铁是光亮的银白色金属,密度为7.86g/㎝3,熔沸点高,有较好的导电、传热性,能被磁铁吸引,也能被磁化。还原铁粉为黑色粉末。
3.铁是较活泼的金属元素,在金属活动性顺序表中排在氢的前面。
①跟非金属反应: 点燃 点燃 △
3Fe+2O2 == Fe3O4 2Fe+3Cl2 ==2FeCl3 Fe+S= FeS
Fe+I2= FeI2
②跟水反应: 3Fe+4H2O= Fe3O4+4H2↑
③跟酸作用:Fe+2H+=Fe2++H2↑(遇冷浓硝酸、浓硫酸钝化;与氧化性酸反应不产生H2,且氧化性酸过量时生成Fe3+)
④与部分盐溶液反应:Fe+Cu2+=Fe2++Cu Fe+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[来源:学科网ZXXK] 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