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铁及其化合物教学流程

目录

02

铁的氧化物

01

铁的基本性质

03

铁的氢氧化物

04

铁盐及其应用

05

铁及其化合物的实验教学

06

铁及其化合物的环保与健康

01

铁的基本性质

Chapter

银白色，有金属光泽。

颜色和光泽

具有铁磁性，能被磁铁吸引，同时也具有良好的导电性。

磁性和导电性

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纯铁密度7.86g/cm³，熔点1539℃。

密度和熔点

铁具有良好的延展性，可以拉成细丝或打成薄片。

延展性

铁的物理性质

与氧反应

铁在潮湿的空气中容易与氧反应生成三氧化二铁，即铁锈。

与酸反应

铁能与稀酸（如稀硫酸、稀盐酸）反应生成氢气。

与非金属元素反应

铁能与一些非金属元素（如碳、硫、磷等）化合，生成相应的化合物。

铁的配合物

铁还可以与一些配体形成配合物，这些配合物在化学分析中有重要应用。

铁的化学性质

铁在自然界中的存在形式

矿物形式

铁在自然界中主要以矿物的形式存在，如赤铁矿（主要是三氧化二铁）、磁铁矿（主要是四氧化三铁）和菱铁矿（主要是碳酸亚铁）等。

岩石和土壤中的铁

铁也是岩石和土壤中的重要成分之一，通常以铁氧化物的形式存在。

水中的铁

虽然铁在水中的溶解度很低，但水中仍含有微量的铁元素，主要以二价铁离子（Fe²⁺）和三价铁离子（Fe³⁺）的形式存在。

02

铁的氧化物

Chapter

氧化亚铁（FeO）

化学式

FeO，是铁的氧化物之一。

外观

黑色粉末。

形成

由氧化态为+2价的铁与氧共价结合形成。

矿物形式

方铁矿（wüstite）。

特性

易与铁锈混淆，但铁锈的主要成分为水合氧化铁；属于非整比化合物。

化学式

Fe2O3，是一种无机化合物。

用途

主要用作无机颜料，用于油漆、橡胶、塑料、建筑等的着色；也可用作磁性材料、食用红色素、分析试剂、催化剂和抛光剂等。

外观

红棕色粉末。

致癌性

2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单中，氧化铁在2B类致癌物清单中。

氧化铁（Fe2O3）

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四氧化三铁（Fe3O4）

化学式

Fe3O4，是一种无机化合物。

外观

具有磁性的黑色晶体。

别名

磁性氧化铁。

形成

不可将其看作偏铁酸亚铁[Fe(FeO2)2]，也不可以看作氧化亚铁（FeO）与氧化铁（Fe2O3）组成的混合物，但可以近似地看作是氧化亚铁与氧化铁组成的化合物。

03

铁的氢氧化物

Chapter

受热易分解，为中强碱，易溶于酸，难溶于碱。易被氧化。

化学性质

用强碱溶液跟亚铁盐溶液反应可制得。

制备方法

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白色固体，难溶于水。密度3.4g/cm。

物理性质

氢氧化亚铁在工业生产中有一定的应用价值。

用途

氢氧化亚铁（Fe(OH)2）

氢氧化铁（Fe(OH)3）

棕色立方晶体或棕色絮凝沉淀。不溶于水、乙醇和乙醚。

物理性质

新制得的易溶于无机酸和有机酸，放置陈化则难于溶解。加热至500℃以上脱水变成三氧化二铁。

氢氧化铁可用作净化剂、吸收剂，用于制颜料、药物、解砷毒药等。与氧化钙混和可除去煤气中的氰化物和硫化氢等。

化学性质

由硝酸铁或氯化铁与氨水反应生成沉淀而制得。

制备方法

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用途

氢氧化铁的热分解

分解反应

加热至500℃以上，氢氧化铁会脱水变成三氧化二铁。

产物性质

三氧化二铁是红棕色粉末，溶于盐酸、稀硫酸中而生成相应的铁(III)盐。

分解温度

氢氧化铁的热分解温度较高，需要达到500℃以上才能发生明显的分解反应。

应用领域

氢氧化铁的热分解产物三氧化二铁在颜料、催化剂等领域有广泛的应用。

04

铁盐及其应用

Chapter

蓝绿色单斜结晶或颗粒，无气味，相对密度(d15)1.897。

溶于水，几乎不溶于乙醇；水溶液冷时在空气中缓慢氧化，在热时较快氧化；加入碱或露光能加速其氧化。

可通过铁与硫酸反应制备，也可通过硫酸铁与铁反应制备。

用于制备净水剂、聚合硫酸铁等水处理剂；还用于颜料、电子工业等领域。

硫酸亚铁（FeSO4）

物理性质

化学性质

制备方法

用途

物理性质

具有氧化性，可以与还原性物质反应；在溶液中发生水解生成氢氧化铁胶体；能与碱反应生成氢氧化铁沉淀。

化学性质

制备方法

黑棕色结晶，也有薄片状，熔点306℃、沸点316℃，易溶于水并且有强烈的吸水性，六水合氯化铁是橘黄色的晶体。

用作絮凝剂、颜料、净水剂、催化剂等；在电子工业中用作铁盐溶液，用于制造印刷电路板和集成电路等。

可通过铁与氯气反应制备，也可通过铁的其他化合物与盐酸反应制备。

氯化铁（FeCl3）

用途

电子工业

铁盐在电子工业中有广泛应用，如制备印刷电路板、集成电路等。此外，铁还用于制造磁性材料、半导体材料等。

净水剂

铁盐在水中可以水解生成氢氧化铁胶体，具有很强的吸附能力，可以吸附水中的悬浮物、有机物等