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铁、铜的性质
【本讲教育信息】 一. 教学内容：
铁、铜的性质
二. 教学目标
认识铁是一种较活泼的金属，了解铁的物理性质，掌握铁的化学性质； 掌握铁的有关性质实验以及对实验现象的分析； 通过演绎法去分析铜及其重要化合物的化学性质。
三. 教学重点、难点
铁的性质及有关性质实验和实验现象的分析
四、教学过程：
（一）铁及其化合物的性质
1、铁在周期表中的位置及结构
2262662
铁位于第四周期第Ⅷ族，电子排布式为：1s2s2p3s3p3d4s
原子结构示意图为
―2+―3+
在化学反应中易失去两个或三个电子形成＋2或＋3价：Fe―2e＝Fe；Fe―3e＝Fe 2、纯铁具有银白色光泽、密度大，熔沸点高，延展性、导电、导热性较好、能被磁铁吸引。纯铁的抗腐蚀能力很强，通常我们所见的铁中由于含有碳等物质，抗腐蚀能力较弱，易发生电化腐蚀。
－2＋＋－
在酸性介质中发生：析氢腐蚀： 负极：Fe－2e＝Fe；正极反应为：2H+2e＝H2；
－2＋
在中性或碱性介质中发生：吸氧腐蚀：负极：Fe－2e＝Fe；正极反应为：2H2O＋O2
＋4e＝4OH
3、化学性质： 铁是较活泼的金属，易失去最外层和次外层的电子，常显+2、+3价，且3+2+
Fe比Fe稳定。
（1）与非金属反应：铁与强氧化剂反应生成＋3价铁的化合物，与弱氧化剂反应生成＋2价铁的化合物。如：
3Fe+2O2Fe3O4；2Fe+3Cl22FeCl3；Fe+SFeS （2）与水反应：铁在加热至红热时能与水蒸气发生反应。 3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2
常温下，铁与水不起反应，但在水和空气里O2、CO2等共同作用下，铁易被腐蚀。
+2+
（3）与酸反应：非氧化性酸：Fe+2H=Fe+H2↑
氧化性酸：常温下，铁遇浓硫酸、浓硝酸会钝化，加热条件下可发生氧化还原反应。 Fe+4HNO3（过量）=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O 3Fe（过量）+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O Fe+6HNO3（浓）Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O
2＋2＋3＋2＋
（4）与盐溶液反应：Fe＋Cu＝Fe＋Cu；Fe＋2Fe＝3Fe 4、铁的重要化合物： 铁的氧化物 名称 化学式
氧化亚铁 FeO 氧化铁 Fe2O3 四氧化三铁 Fe3O4 1
价态 俗名 名称 色态 溶解性 与HCl反应 与HNO3反应 与HI反应 特性 ++2 氧化亚铁 黑色粉末 ① ④ ⑦ 不稳定。在空气中加热，易被氧化成四氧化三铁。 2++3 铁红 氧化铁 红棕色粉末 不溶于水 ② ⑤ ⑧ 用作油漆的颜料等 +3++2、+3 磁性氧化铁 四氧化三铁 黑色晶体 ③ ⑥ ⑨ 具有磁性 ①FeO+2H==Fe+H2O
+2+ 3+
③Fe3O4+8H==Fe+2Fe+4H2O
+3+
⑤Fe2O3+6H==2Fe + 3H2O
+2+
⑦FeO+2H==Fe+H2O ⑨Fe3O4+8HI==3FeI2+I2+4H2O 铁的氢氧化物 名称 化学式 色态 溶解性 与HCl反应 热稳定性 制备 ② Fe2O3+6H==2Fe + 3H2O
④ 3FeO+10HNO3==3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O ⑥ 3Fe3O4+28HNO3==9Fe(NO3)3+NO↑+14H2O ⑧ Fe2O3+6HI==2FeI2+I2+3H2O
氢氧化亚铁 Fe(OH)2 白色固体 难溶于水 Fe(OH)2+2H=Fe+ 2H2O 无O2条件下，生成FeO，有O2时 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 白色→灰绿色→红褐色 Fe+ 2OH==Fe(OH)2↓ 2+－+2+氢氧化铁 Fe(OH)3 红褐色固体 难溶于水 Fe(OH)3+3H=Fe+ 3H2O 2Fe(OH)3==Fe2O3 + 3H2O Fe+ 3OH==Fe(OH)3↓ 3+－+3+说明：
1、铁在化学反应中不仅可失去最外层的电子显＋2价，还可以失去部分次外层的电子显
5
＋3价，当失去d能级中1个电子时，形成3d的半充满状态，比较稳定，因此，铁的＋3价化合物较稳定。
2、铁的三种价态之间的转变：铁三角之间的关系
3、铁在冷的浓硝酸和浓硫酸中钝化，但在热的浓硫酸或浓硝酸中可以发生氧化还原反应。铁在稀硝酸中发生氧化还原反应时，铁元素的价态与铁和硝酸的量的多少有关，当铁过量时，生成＋2价铁，当硝酸过量时，生成＋3价铁。
2＋3＋
4、Fe和Fe的检验
3＋2＋
（1）观察法：其溶液呈棕黄色者是Fe，呈浅绿色者是Fe
3+
（2）H2S法：通入H2S气体或加入氢硫酸，有浅黄色沉淀析出者是Fe，无明显变化的2+
是Fe。
2
（3）KSCN法：加入KSCN或其它可溶性硫氰化物溶液，呈血红色者是Fe，无明显变化2+3+－
的是Fe。Fe＋3SCN＝Fe(SCN)3
3+2+
（4）苯酚法：加入苯酚溶液，呈紫色者是Fe，无明显变化的是Fe。 3+3-+
Fe＋6C6H5OH → [Fe(C6H5O)6]＋6H
3+
（5）碱液法：分别通入氨气或加入氨水或碱液，生成红褐色沉淀者是Fe，生成白色
2+
沉淀，并变为灰绿色，最终变成红褐色者是Fe。
3+2+
（6）淀粉KI试纸法：能使淀粉KI试纸变蓝者为Fe，无明显变化的是Fe。 3+－2+
2Fe＋2I＝2Fe＋I2
3+2+
（7）铜片法：分别加入铜片，铜片溶解且溶液变为蓝色者是Fe，无明显变化的是Fe。3+2+2+
2Fe＋Cu＝2Fe＋Cu
3+
（8）KMnO4法：分别加入少量酸性KMnO4溶液，能使KMnO4溶液的紫红色变浅的是Fe，
2+2+－+3+2+
颜色基本无变化的是Fe：5Fe＋MnO4＋8H＝5Fe＋Mn＋4H2O
例1. 下列物质发生反应时其离子方程式正确的是
3+2+
A. 铁与三氯化铁溶液反应：Fe＋Fe＝2Fe
2+－3+－
B. 足量的氯气通入溴化亚铁溶液中：2Fe＋4Br＋3Cl2＝2Fe＋2Br2＋6Cl
+3+
C. Fe(OH)3跟盐酸反应：Fe(OH)3＋3H＝Fe＋3H2O
+2+
D. FeS跟稀硝酸反应：FeS＋2H＝Fe＋H2S
解析：离子方程式判断正误，主要从元素守恒、电荷守恒、得失电子守恒以及是否符合题意、是否局部化简等角度分析：A中电荷和得失电子均不守恒，不正确；B、C正确；D中
2+
－2价的S和Fe都具有强的还原性，都能被硝酸氧化成高价的物质，故D错误。
答案：BC
例2. 适量铁粉与稀硝酸恰好完全反应，则铁粉与HNO3的质量比不可能为: A. 1∶3 B. 3∶1 C. 2∶9 D. 1∶4 解析：铁与稀硝酸反应的规律：
硝酸过量时按：①Fe＋4HNO3＝Fe（NO3）3＋NO↑＋2H2O 铁过量时按：②3Fe＋8HNO3＝3Fe（NO3）2＋2NO↑＋4H2O
⑴当铁和硝酸的物质的量之比≤1：4，或质量比≤2：9时，按反应①式进行； ⑵当铁和硝酸的物质的量之比≥3：8，或质量比≤1：3时，按反应②式进行；
⑶当1：4≤铁和硝酸的物质的量之比≤3：8时，或质量比在2：9到1：3之间时，按反应①、②式进行，此时，同时生成了Fe（NO3）2和Fe（NO3）3铁粉和硝酸都完全反应。综上所述，本题的答案为B
答案：B
例3. 将13.92克Fe3O4溶于过量稀H2SO4中，再加入0.2mol/LK2Cr2O7溶液50mL，恰好使溶
2＋
液中不再含有Fe，则K2Cr2O7的还原产物中Cr元素的化合价为：
A. ＋6 B. ＋3 C. ＋2 D. ＋1
2+3+2+3+
解析：本题考查的是Fe和Fe之间的相互转化。在酸性条件下K2Cr2O7氧化Fe生成Fe，2+
Fe失去的电子总数＝K2Cr2O7得到的电子总数。由于Fe3O4可以看成是Fe2O3·FeO，则13.92
2+
克Fe3O4含有的Fe总量为13.92g/232g/mol＝0.06mol，转移的电子总数为0.06mol，0.2mol/L×0.05LK2Cr2O7得到的电子总数＝0.06mol，则还原产物中Cr元素的化合价为＋3价
答案：B
3
3+