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第九章 铁

第九章 铁 一、铁及其化合物 FeO Fe —→ Fe3O4 —→ —→ Fe2O3 二、铜、镁及化合物简介 三、炼铁、炼钢 第一部分 铁及其化合物 一、过渡元素 1、包括 1)ⅢB~ⅡB族共10个纵行 2)包括镧系和锕系 3)副族7个和1个第Ⅷ族 4)共68种元素(A:38 O:6) 2、通性 1)全为金属(同一周期过渡元素有许多相似性) 2)金属单质还原性较强 3)常有变价(均以正价形式) 4)水合离子和酸根离子常呈一定的颜色 eg: Fe3+ 棕红色 Fe2+ 浅绿色 Cu2+ 蓝色 MnO4— 紫色 Cr2O7— 橙色 Cr3— 绿色(Cr2+ 蓝色) 5)易形成配合物 3、铁属于过渡元素 1)第Ⅷ族(铁系元素:Fe、Co、Ni) 2) 4、铁的存在 1)含量:O、Si、Al、Fe(地壳中的质量约占5%)(常见金属) 2)均以化合态存在,游离态只能从陨石中得到。 3)铁矿石 磁铁矿:Fe3O4 褐铁矿:mFe2O3 · nH2O 赤铁矿:Fe2O3 凌铁矿:FeCO3 黄铁矿:FeS2 二、铁 1、物性 1)光亮的银白色金属(纯净)(黑色金属) 2)密度:7.86g/cm3(重金属) 3)熔沸点较高(T熔=1808K) 4)纯铁抗蚀力较强,但含杂质易被腐蚀。 5)延展性、导电性、导热性好。 6)铁磁性:能被磁铁吸引和磁化(Fe、Co、Ni) 2、化性 还原性 1)强氧化性—→Fe ①HNO3、H2SO4 (浓) a. 常温、浓——钝化;加热则反应。 b. 氧化剂足量—→Fe3+ Fe足量 —→ Fe2+ eg: Fe + 4HNO3稀 == Fe(NO3)3 + NO↑+ 2H2O 3Fe + 8HNO3稀 == 3Fe(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O Ⅰ. —→运用 Ⅱ. Ⅲ. 例:向含ag HNO3稀中加入bg铁粉充分反应,铁全部溶解,已知有g HNO3被还原,则a:b不可能的是 A A、1:1 B、3:1 C、4:1 D、9:2 ②卤素单质(Cl2、Br2、I2) Fe ———→ Fe3+ Fe ———→ Fe2+ 还原性:I— Fe2+ Br— Fe2+ + Br2 —→ Fe3+ + Br— (Fe2+ Br—) Fe3+ + I— —→ I2 + Fe2+ (I— Fe2+) ③O2 a. 铁在干燥空气中与O2反应 b. 铁在潮湿空气中易发生电化腐蚀 4Fe + 2H2O + 3O2 == 2(Fe2O3 · H2O) (铁锈) c. 铁在纯氧中点燃或灼烧 3Fe + 4O2 ==== Fe3O4(现象:…… 操作:……) d. 过量的铁在高温下吹入纯氧 2Fe + O2 ==== 2FeO —→ Fe3O4 发散:Fe在纯氧中反应,温度不同,产物不同。 500℃ —→Fe3O4 Fe —→ 500℃ —→Fe2O3 1400℃—→FeO ④H2O 3Fe + 4H2O (g) === Fe3O4 + 4H2↑ 发散Ⅰ. 区别Na、Mg、Al与H2O反应 Ⅱ. 反应实验 Ⅲ. 4H2 + Fe3O4 === 3Fe + 4H2O “引火铁”(易燃、易爆炸) 2)弱氧化剂 Fe Fe2+ Fe + 2Ag+ == 2Ag + Fe2+ (Fe3+) ? Fe + 2Fe3+ == 3Fe2+ Fe + Cu2+ == Cu + Fe2+ Fe + 2H+ == H2↑+ Fe2+ 非氧化性酸(HCl、H2SO4浓) 氧化性:Ag+ Fe3+ Cu2+ H+ 3、铁(钢铁)的腐蚀 1)两大类 化学腐蚀:与非电解质接触,直接反应。 电化腐蚀:以原电池反应为依据,存在电解溶液的条件下,铁失电子而腐蚀。 2)电化腐蚀 ①腐蚀条件:金属表面形成电解质溶液薄膜。 酸性介质——析氢 酸性较弱或呈中性——吸氧(主要) ②腐蚀原理 a. 析氢:介质形成: CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3— 原电池形成:Fe (-) —— C(+) 反应:负极:Fe – 2e = Fe2+ 正极:2H+ + 2e = H2↑ b. 吸氧:介质形成:空气中O2溶于水膜 反应:负极:Fe – 2e = Fe2+ 正极:O2 + 2H2O + 4e = 4OH— Fe2O3 · nH2O ←— Fe(OH)3 ←— Fe(OH)2 铁锈 三、铁的化合物

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