铁
自然界中,陨铁含有铁单质。
黑色金属(黑色金属之外叫有色金属,这只是个材料学分类,不代表颜色):铁、铬、锰。
延展性好,导电导热,磁性(磁性是铁的特殊性质)。
铁单质一般只有还原性,强氧化剂把铁氧化成三价,弱氧化剂氧化成两价。(血红蛋白中的是二价铁)
Fe单质
-
与单质
\(2Fe+3Cl_2=^点 2FeCl_3\)
\(3Fe+2O_2=^点 Fe_3O_4(Fe^{2+}O\cdot Fe_2^{3+}O_3)\)
\(Fe+I_2=^{\Delta}FeI_2\)
\(Fe+S=^{\Delta}FeS\) -
与酸
\(Fe+2HCl = FeCl_2 + H_2\uparrow\)
\(3Fe+8HNO_3(少量)=3Fe(NO_3)_2+2NO\uparrow +4H_2O\)
\(Fe+4HNO_3(过量)=Fe(NO_3)_3+NO\uparrow +2H_2O\)
硝酸少量相当于铁过量,铁单质把三价铁还原成二价铁了 -
与盐
\(Fe+CuSO_4=FeSO_4+Cu\)
重点 \(3Fe+4H_2O(g)\xlongequal{高温} Fe_3O_4+4H_2\)
氧化物
FeO 黑色粉末,不稳定,空气中迅速受热被氧化成 Fe2O3
Fe2O3 红(棕)色粉末,稳定,因此可以用作颜料,俗称铁红
Fe3O4 黑色,磁性,俗称磁性氧化铁
使用一些非氧化性酸(如 HCl, H2SO4),可以把氧化亚铁溶解了,得到溶液中的二价铁。
\(FeO+2H^+=Fe^{2+}+H_2O\)
三氧化二铁可以用硝酸融了,离子化学式:
\(Fe_2O_3+6H^+(HNO_3)=2Fe^{3+}+3H_2O\)
四氧化三铁有时不溶于酸,要看题目信息。
\(Fe_3O_4+8H^+=4H_2O+2Fe^{3+}+Fe^{2+}\)
四氧化三铁溶于硝酸:\(Fe_3O4+28HNO_3=9Fe(NO_3)_3+NO\uparrow+14H_2O\)
氢氧化物
Fe(OH)2 不稳定,原先是白色,变成某种水合物后是灰绿色,后来变成氢氧化铁,红褐色。
制取:\(FeSO_4+2NaOH=Fe(OH)_2\downarrow+Na_2SO_4\)(得到 Fe(OH)2 最大的难点就在于防止氧化)
氧化:\(4Fe(OH)_2+O_2+2H_2O=4Fe(OH)_3\)
加热 Fe(OH)3:\(2Fe(OH)_3\xlongequal{\Delta} Fe_2O_3+3H_2O\)(失水反应)
盐
CN:氰,SCN-:硫氰根
硫氰化钾可以检测 Fe3+,生成血红色络合物,对 Fe3+ 无效。
\(Fe^{3+}+3SCN^-\leftrightarrow Fe(SCN)_3(血红色)\)
检验 Fe3+,Fe2+
Fe3+:加 KSCN,血红色
FE2+:加铁氰化钾(\(K_3[Fe^{3+}(CN)^-_6]\)),出现蓝色沉淀(\(Fe^{2+}_3[Fe^{3+}(CN)^-_6]^{3-}_2\))
铁三角
Fe 强氧化剂变成 Fe3+,\(2Al+Fe_2O_3=Al_2O_3+2Fe\) 铝热反应将三价铁变成铁,其余都是常规。
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