1、8.1.2 應(yīng)用廣泛的金屬材料鋼鐵一 鐵的性質(zhì)(1)物理性質(zhì)純鐵具有金屬的共性，如具有銀白色金屬光澤和良好的延展性，是電和熱的良導(dǎo)體，具有能被磁鐵吸引的特性，純鐵有很強的抗腐蝕能力。(2) 化學(xué)性質(zhì)：鐵是較活潑的金屬，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時可生成2、3兩種價態(tài)的化合物。二 鐵的化合物及其性質(zhì)(1)鐵的氧化物化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4俗名鐵紅磁性氧化鐵顏色狀態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體(有磁性)溶解性難溶于水難溶于水難溶于水鐵的化合價232，3穩(wěn)定性不穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定與H反應(yīng)的離子方程式FeO2HFe2H2OFe2O36H2Fe33H2OFe3O48HFe22Fe34H2O(2)鐵的氫氧化物Fe(OH

2、)2Fe(OH)3色態(tài)白色固體紅褐色固體與鹽酸反應(yīng)Fe(OH)22HFe22H2OFe(OH)33HFe33H2O受熱分解2Fe(OH)3Fe2O33H2O（加熱）制法可溶性亞鐵鹽與堿溶液反應(yīng)Fe22OHFe(OH)2可溶性鐵鹽與堿溶液反應(yīng)Fe33OHFe(OH)3二者的關(guān)系在空氣中，F(xiàn)e(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現(xiàn)象是白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，反應(yīng)方程式為4Fe(OH)2O22H2O4Fe(OH)3例題1 鐵有很強的抗腐蝕能力，為什么日常生活中的鐵制品容易生銹？答案主要因為鐵不純，往往含有碳等雜質(zhì)，當(dāng)這些鐵制品在潮濕的空氣中或接觸到電解質(zhì)溶液(如食

3、鹽水)時會發(fā)生電化學(xué)腐蝕。2 鐵、鋁遇濃硫酸或濃硝酸發(fā)生鈍化，是物理變化還是化學(xué)變化？答案常溫下鐵、鋁遇冷的濃HNO3、濃H2SO4時表面會生成一層致密的氧化物薄膜，化學(xué)上稱為鈍化，屬于化學(xué)變化。3 鐵元素是典型的變價金屬元素，它在化合物中主要表現(xiàn)為2價和3價，請歸納總結(jié)：(1)Fe單質(zhì)通常與哪些氧化劑反應(yīng)生成2價？寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式。答案FeFe2：鐵與氧化性比較弱的非金屬單質(zhì)(如S、I2)，非氧化性酸(如鹽酸、稀硫酸)，不活潑金屬的鹽溶液(如CuSO4溶液)反應(yīng)，都可實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化。如：FeSFeS（加熱）,2HFeFe2H2，Cu2FeFe2Cu。(2)Fe單質(zhì)通常與哪些

4、氧化劑反應(yīng)生成3價？寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。答案FeFe3：鐵與強氧化劑(如Cl2、HNO3、濃硫酸)在一定條件下反應(yīng)都會實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化。例如：2Fe3Cl22FeCl3， Fe4HNO3(稀）Fe(NO3)3NO2H2O, 2Fe6H2SO4(濃)Fe2(SO4)33SO26H2O。（加熱）4 FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3是否都可以通過化合反應(yīng)制取？答案都可以。2Fe3Cl22FeCl3，2FeCl3Fe3FeCl2。4Fe(OH)2O22H2O4Fe(OH)3練習(xí)1 鐵屑溶于過量稀硫酸，過濾后向濾液中加入過量氨水，有白色沉淀生成，過濾，在空氣中加熱沉淀至質(zhì)量不再發(fā)生變化為止，得到

5、紅棕色殘渣，上述沉淀和殘渣分別是()AFe(OH)3Fe2O3 BFe(OH)2Fe2O3 CFe(OH)2Fe(OH)3 DFe(OH)2Fe3O42 鐵與水蒸氣反應(yīng)，通常有以下兩種裝置，請思考以下問題：裝置一裝置二實驗裝置(1)方法一中，裝置A的作用_。方法二中，裝濕棉花的作用_。(2)實驗完畢后，取出裝置一的少量固體，溶于足量稀鹽酸，再滴加KSCN溶液，溶液顏色無明顯變化，試解釋原因：_。3 由FeO、Fe2O3和Fe3O4組成的混合物，測得其中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比為218，則這種混合物中FeO、Fe2O3和Fe3O4的物質(zhì)的量之比是 ()A121 B211 C131 D1134含有C

6、u(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.1 mol 的混合溶液中加入0.1 mol鐵粉，充分?jǐn)嚢韬螅現(xiàn)e溶解，溶液中不存在Fe3，同時析出0.1 mol Ag，下列結(jié)論錯誤的是(雙選)()A溶液質(zhì)量不變 BFe3的氧化性大于Cu2 C溶液中Cu2與Fe2的物質(zhì)的量比為11 D1 mol Fe可還原2 mol Fe35 在一定量的稀HNO3中慢慢加入鐵粉，得到的Fe2的物質(zhì)的量(縱坐標(biāo))與所加鐵粉的物質(zhì)的量(橫坐標(biāo))的關(guān)系如圖所示。請將正確答案的序號填在相應(yīng)的橫線上。Fe3Fe2Fe、Fe2 Fe2、Fe3(1)AB段鐵元素以_形式存在。(2)BC段鐵元素以_形式存在

7、。(3)CD段鐵元素以_形式存在。三、難點提升1 Fe2的氧化性和還原性Fe2處于鐵的中間價態(tài)，既有氧化性，又有還原性。在中學(xué)階段接觸Fe2的氧化還原反應(yīng)中其主要表現(xiàn)還原性，如：Fe2遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H)等均表現(xiàn)還原性。2 Fe3的氧化性Fe3處于鐵的高價態(tài)，表現(xiàn)較強的氧化性，如：它能氧化Fe、Cu、HI、H2S等。3 Fe2與Fe3的相互轉(zhuǎn)化用離子方程式實現(xiàn)下列轉(zhuǎn)化：Fe2Fe32Fe2Cl2=2Fe32Cl；3Fe24HNO=3Fe32H2ONO；2Fe3Fe=3Fe2；Cu2Fe3=Cu22Fe2。課堂提高1 下列試劑中，不能使Fe2轉(zhuǎn)化為Fe3的是 ()氯氣NaCl溶

8、液KMnO4溶液稀硝酸鹽酸NaNO3溶液A B C D2將鐵屑溶于過量鹽酸后，再加入下列物質(zhì)，會有三價鐵生成的是(雙選)()A硫酸 B氯水 C硝酸鋅 D氯化銅3 在含有Fe3、Fe2、Al3、NH的稀溶液中加入足量Na2O2固體，充分作用后，再加入過量稀鹽酸，完全反應(yīng)，則離子數(shù)目沒有變化的是 ()AFe3、Al3 BAl3 CFe2、NH DFe34 硫酸亞鐵溶液含有雜質(zhì)硫酸銅和硫酸鐵，為除去雜質(zhì)，提純硫酸亞鐵，應(yīng)該加入下列物質(zhì)中的() A鋅粉 B鎂粉 C鐵粉 D鋁粉5 如何除去括號中的雜質(zhì)(1)Fe2(Fe3)： ； (2)FeCl3(FeCl2)： ； (3)FeCl2(CuCl2)： ；

9、 (4)Fe(Al)： ； (5)Fe2O3(Al2O3、SiO2)： ； 6 為了驗證Fe3的性質(zhì)，某化學(xué)興趣小組設(shè)計了下圖所示的一組實驗，其中實驗方案設(shè)計錯誤的是 ()A B C D7 要證明某溶液中不含F(xiàn)e3而可能含有Fe2進行如下實驗操作時，最佳順序為 ()加入足量氯水加入足量KMnO4溶液加入少量NH4SCN溶液A B C D8 下列離子的檢驗方法合理的是 ()A向某溶液中滴入KSCN溶液呈血紅色，說明不含F(xiàn)e2B向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液變血紅色，說明原溶液中含有Fe2C向某溶液中加入NaOH溶液，得紅褐色沉淀，說明溶液中含有Fe3D向某溶液中加入NaOH溶液得白

10、色沉淀，又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色，說明該溶液中只含有Fe2，不含有Mg2四、知識總結(jié)：檢驗Fe2、Fe3的常用方法1溶液顏色： 含有Fe2的溶液顯淺綠色 含有Fe3的溶液顯黃色2用KSCN溶液和氯水(1)流程：溶液 (2)有關(guān)反應(yīng)：Fe33SCNFe(SCN)3(血紅色) 2Fe2Cl2=2Fe32Cl3用NaOH溶液(1)流程：溶液(2)有關(guān)反應(yīng)：Fe33OH=Fe(OH)3(紅褐色沉淀)Fe22OH=Fe(OH)2(白色沉淀)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3四Fe、Fe2+、Fe3+的相互轉(zhuǎn)化1Fe只具有還原性，可以被氧化劑化(1)與弱氧化劑反應(yīng) Fe能被S、Cu2+、H+

11、等較弱氧化劑氧化為Fe2+，如Fe+SFeS，F(xiàn)e+Cu2+Fe2+Cu。(2)與強氧化劑反應(yīng)：Fe能被Cl2、HN03等強氧化劑氧化為Fe3+，如：2Fe+3C122FeCl32Fe2+既具有氧化性又具有還原性(1)與強氧化劑反應(yīng)：Fe2+遇到強氧化劑(如Cl2、HN03、KMn04)時，被氧化為Fe3+，2Fe2+C12=2Fe3+2C1-。(2)與強還原劑反應(yīng)：當(dāng)Fe2+遇到C、Al、Zn、C0等強還原劑時，可以被還原為Fe，F(xiàn)e2+ZnZn2+Fe，3Fe3+具有較強氧化性，可被還原為Fe2+或Fe(1)Fe3+被強還原劑C、C0、Al等還原為Fe，如：Fe203+3CO2Fe+3C0

12、2 、Fe203+2A12Fe+Al203。(2)Fe3+被弱還原劑Fe、Cu、I-等還原為Fe2+，如：2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+。4、判斷離子共存Fe2、Fe3均水解，與HCO、AlO、CO等因水解相互促進，在溶液中不能大量共存。Fe3與S2、I、HS、SO，F(xiàn)e2與NO(H)、ClO、MnO(H)在溶液中因發(fā)生氧化還原反應(yīng)不能大量共存。5、鹽溶液的配制與保存Fe2的鹽溶液：加少量鐵粉，防止Fe2被氧化；加少量相應(yīng)的酸，防止Fe2水解。Fe3的鹽溶液：加少量相應(yīng)的酸防止Fe3水解。 課后習(xí)題1能與Fe3反應(yīng)，且反應(yīng)中Fe3顯示氧化性的微位是 SCN Fe Fe2 Cu H2S OH

13、A B C D 2將鐵屑溶于過量鹽酸后，再加入下列物質(zhì)，會有三價鐵生成的是 A 稀硫酸 B 氯水 C 硫酸鋅 D 氯化銅3下列反應(yīng)中沒有Fe3Fe2的變化的是 A 將鐵屑投入到略帶黃色的粗鹽酸中 B 過量的鐵屑與稀硝酸反應(yīng) C 向氯化鐵溶液中投入銅片 D 過量的稀硝酸與鐵屑反應(yīng)4將鐵屑溶于過量稀鹽酸后，再加入少量下列物質(zhì)，會有三價鐵生成的是 A 硫酸 B 氯水 C 硝酸鋅 D 氯化銅5下列各對試劑中，用來制備硫酸亞鐵最合適的是 A 硝酸亞鐵和稀硫酸 B 氫氧化亞鐵和稀硫酸 C 四氧化三鐵和稀硫酸 D 鐵和稀硫酸6下列制取綠礬的方法最適宜的是 A 鐵屑與稀硫酸 B FeO與稀硫酸 C Fe(OH

14、)2與稀硫酸 D Fe2(SO4)3與銅粉7 鐵屑溶于過量的稀硫酸，過濾后向濾液中加入適量硝酸，再加入過量的氨水，有紅褐色沉淀生成。過濾，加熱沉淀物至質(zhì)量不再發(fā)生變化，得 到紅棕色的殘渣。上述沉淀和殘渣分別為 A Fe(OH)3；Fe2O3 B Fe(OH)2；FeO C Fe(OH)2、Fe(OH)3；Fe3O4 D Fe2O3；Fe(OH)38下列物質(zhì)：稀硝酸 碳酸氫鈉溶液 碘化鉀溶液 偏鋁酸鈉溶 硫氰化鉀溶液 酸性高錳酸鉀溶液，與硫酸鐵不反應(yīng)的是 A B C D 9某溶液中有NH4、Mg2、Fe2、Al3四種離子，若向其中加入過量的NaOH溶液，微熱并攪拌，再加入過量鹽酸，溶液中大量存在

15、的離子是 A NH4 B Mg2 C Fe2 D Al310向含有NH4、Mg2、Fe2和Al3的溶液中加入足量Na2O2微熱并攪拌后，再加入過量稀鹽酸，溶液中大量減少的離子是 A NH4 B NH4、Fe2 C Al3、Mg2 D Al311在含有FeCl3和BaCl2的酸性混合溶液中，通入足量的SO2氣體，有白色沉淀生成，過濾后向溶液中滴入KSCN溶液，未見血紅產(chǎn)生，由此得出的結(jié)論是A 白色沉淀是BaSO3 B 白色沉淀是BaSO4 C 白色沉淀是BaSO4和S的混合物 D FeCl3被SO2還原成FeCl212已知：2Fe3Br22FeBr3 2Fe32I2Fe2I2，現(xiàn)將Fe(NO3)

16、2溶液分別滴入到以下溶液中：H2SO4 HNO3 溴水 碘水，其中能使Fe2轉(zhuǎn)變成Fe3的是 A 只有 B C D 全部135.6g鐵加入含有0.3mol硫酸鐵的溶液，充分反應(yīng)后 A Fe完全被氧化 B Fe部分被氧化 C Fe3完全被還原 D Fe3部分被還原14某500mL溶液中含0.1molFe2、0.2molFe3，加入0.2mol鐵粉，待Fe3完全還原后，溶液中Fe2的物質(zhì)的量濃度為（假設(shè)反應(yīng)前后體積不變） A 0.4mol/L B 0.6mol/L C 0.8mol/L D 1.0mol/L15現(xiàn)有3mol/L的鹽酸和硫酸各100mL，分別加入等質(zhì)量的鐵粉，反應(yīng)完畢后產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量

17、之比為34，則鹽酸中加入鐵粉的質(zhì)量為 A 11.2g B 16.8g C 5.6g D 8.4g16將適量鐵粉放入三氯化鐵溶液中，完全反應(yīng)后，溶液中的Fe2和Fe3的物質(zhì)的量濃度相等，則已反應(yīng)的Fe3和未反應(yīng)的Fe3的物質(zhì)的量之比是 A 23 B 32 C 12 D 1117將1.12g鐵粉加入到25mL 2mol/L的氯化鐵溶液中，充分反應(yīng)后，其結(jié)果是 A 鐵有剩余 B 往溶液滴入KSCN溶液顯紅色 C 溶液中的Fe2和Fe3的物質(zhì)的量之比為61 D 氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)量之比為2518往由鐵的氧化物組成的樣品中加入一定量的鹽酸，該樣品恰好與鹽酸完全反應(yīng)而溶解。再往溶液中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下的

18、氯氣0.56L，氯氣完全轉(zhuǎn)化為Cl，所得溶液中溶質(zhì)僅為FeCl3，且Cl的物質(zhì)的量為0.75mol。則該樣品中Fe2與Fe3物質(zhì)的量之比是 A 41 B 14 C 12 D 2119向100mL FeBr2溶液中通人標(biāo)準(zhǔn)狀況下的Cl2 3.36L，全部被還原，測得溶液中c(Br)c(Cl)，則原FeBr2溶液的物質(zhì)的量濃度是 A 0.75mol/L B 1.5mol/L C 2mol/L D 3mol/L20用稀硫酸溶解FeS和Fe(OH)3的混和物28.3g，可得到1.6g硫單質(zhì)，則原混和物中FeS的質(zhì)量可能是 A 10.7g B 4.4g C 23.9g D 17.6g21在氧化鐵和鐵的混和物中加入足量的稀硫酸，充分反應(yīng)后生成硫酸亞鐵溶液，當(dāng)生成的亞鐵離子與氫氣的質(zhì)量比為1121時，則混和物中氧化鐵與鐵的質(zhì)量比為 A 12 B 107 C 207 D 402122將氧化鐵和鐵16.4g中加入足量稀硫酸后收集到標(biāo)況下2.24L氫氣，若向此溶液中加入KSCN溶液，不見紅色，則氧化鐵的質(zhì)量為 A 8.0g B 8