铁总结[上学期]
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文档简介
铁总结
1、过渡元素通性
a、都是金属 b、与同周期主族元素原子半径比较有较小半径、较高密度、熔沸点
c、有较高硬度、较好延展性机械加工性能、导电导热耐腐蚀
d、多种可变化合价 e、过渡元素化合物往往有颜色
过渡元素化合物颜色与金属离子，阴离子种类、结晶水合物有关。
无水Fe2[SO4]3、CuSO4——白色 无水CuCl2—棕黄色 无水FeCl3—紫黑色 CuSO4·5H2O—蓝色
f、过渡元素易形成络合物
2、铁的存在 地壳中含5%的Fe元素，主要以化合态存在。铁矿石如下：
赤铁矿石——Fe2O3 磁铁矿石—Fe3O4 褐铁矿石——2 Fe2O3·3 H2O
菱铁矿石——FeCO3 黄铁矿石—FeS2 黄铜矿——CuFeS2
3、含Fe化合物颜色 FeSO4溶液——浅绿色 Fe{[C6H5O] 6}3———紫色
Fe3O4—黑色 Fe2O3—红棕色 FeO——黑色 FeS2—黄色
Fe(Fe3C)—白口铁 FeCl3·6H2O——深黄色 Fe[SCN]2+—红色 FeCl2·4H2O—淡绿色
Fe(OH)3——红褐色 Fe(OH)2——白色絮状
Fe3O4结构 O——Fe ====O
Fe 铁酸亚铁
O——Fe===== O
4、Fe3+ 、Fe2+ 检验
A、观察法 Fe3+盐溶液呈棕黄色，Fe2+盐溶液呈浅绿色。
B、SCN—法 滴入SCN—或其它可溶性硫氰化物溶液，呈红色的是Fe3+，无色为Fe2+
C、碱液法 分别加入碱液（氨水也可），生成红褐色沉淀的是，Fe3+，生成白色絮状沉淀，又转变为灰绿色，最后变为红褐色的是Fe2+。
D、H2S法 分别通入H2S气体或加入氢硫酸，有浅黄色沉淀析出（或变浑浊）的是Fe3+，
无现象的是Fe2+。
E、苯酚法 分别滴入苯酚溶液，溶液呈紫色的是Fe3+，无现象的是Fe2+。
F、KI淀粉试纸法 能使试纸变蓝的是Fe3+，无现象的是Fe2+。
G、KMnO4、Br2水法 分别加入少量KMnO4或Br2水，能使之褪色的是Fe2+。
H、铜片法 分别加入铜片，溶液变为蓝绿色的是Fe3+，无现象的是Fe2+。
5、Fe3+ 、Fe2+与其它离子不共存情况
Fe3+——CO32—、HCO3—、AlO2—双水解 Fe3+——OH—复分解 Fe3+—S2—、I—氧化还原
Fe2+——OH—、S2—、SO32—复分解 Fe2+——CO32—、HCO3—、AlO2—双水解
H+、Fe2+——与NO3—、MnO4—、ClO—不共存
6、铁合金：生铁—含C 2%～4.3% 钢——C 0.03%～2%
炼钢生铁：C以Fe3C形式存在 合金钢：含合金元素
生 铸造生铁：C以片状石墨形式存在 钢 碳 低碳钢：含C＜0.3%
铁 球墨铸铁：C以球状石墨形式存在 素 中碳钢：含C0.3%～0.6%
合金生铁：含一定量的Si、Mn等 钢 高碳钢：含C0.6%～2%
7、铁的物理性质 Fe在150℃干燥空气中稳定 ρ= 7.86 熔点 1535℃ 沸点2750℃ 生铁熔点1100℃～1200℃
8、铁的化学性质 与S、O 2、Cl2、H2SO4、HCl、Br2、Fe3+、Cu2+、H2O反应
9、Fe3+可氧化：H2S、Na2S、KI、SO 2、Cu、Mg、Al
10、铁的氧化物生成温度：Fe2O3 ——＜1525℃ Fe3O4—1525℃～2428℃ FeO—2428℃～3234℃
11、铁在酸性环境生锈过程： 在中性环境生锈过程
A、Fe+CO2+H2O==FeCO3+H2↑ A、2Fe+ O2+2 H2O==2Fe[OH]2
B、4 FeCO3+O2+6 H2O==4Fe[OH]3+4 CO2 B、4Fe[OH]2+ O2+2 H2O==4Fe[OH]3
C、4Fe[OH]3=== 2 Fe2O3·3 H2O+ 3H2O C、4Fe[OH]3=== 2 Fe2O3·3 H2O+ 3H2O
12、生铁中杂质存在形式：C以Fe3C形式存在、S以FeS形式存在、P、Si、Mn以单质形式存在
13、金属钝化问题：通常情况下Fe、Al在浓H2SO4、浓HNO3中发生钝化
Fe在浓HNO3中发生钝化后氧化膜厚 30×10—10～40×10—10米，钝化后的铁不能从CuSO4中置换出Cu
14、常见使金属钝化的物质：HClO3、HIO3、K2Cr2O7、KMnO4
可发生钝化的金属：Cr、Ni、Co、Mo、Al、Ta、Nb、W 最易钝化的：Cr、Mo、Al、Ni、Fe
Mg在HF中钝化、Mo、Nb在HCl中钝化
15、炼铁：焦炭烧热成氧碳、还原石灰成灰渣 C+ O2==CO2放热 CO2+ C == 2CO Fe2O3+ CO=2Fe+3 CO2
CaCO3==CaO+ CO2 CaO+SiO2=Ca SiO3
炼钢：通氧亚铁Si、Mn、C 除S除P亚铁调 2Fe+ O2=2FeO 2FeO+Si==2Fe+ SiO2 （除Si杂质）
FeO+Mn=MnO+Fe C+FeO=Fe+CO（除Mn、C） FeS+CaO=CaS+FeO 2P+5FeO+3CaO=Ca3[PO4]2+5Fe（CaO除S、P）
2FeO+Si=2Fe+ SiO2 （Si除FeO即脱氧，调节Si含量）
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16、过渡元素常见离子颜色
[CuCl4]2———黄色 Cu(H2O)42+——蓝色 CuCl2溶液颜色 黄[浓]—绿[中]—蓝绿——蓝色
中间浓度由[CuCl4]2—、Cu(H2O)42+共同混色 浓溶液由[CuCl4]2—决定
物质 颜色 物质 颜色 物质 颜色 物质 颜色
Cu2O 红色 KMnO4 紫黑色 CuCl2·2H2O 亮蓝色 CuF2 白色
MnO4— 紫红色 K 2Cr2O7 橙黄 FeCl3·6H2O 深黄色 CoCl2·6H2O 粉红色
Cr2O72— 橙黄 无水CuCl2 棕黄色 Fe[H2O]62+ 淡紫色 CoCl2 蓝色
HgO 红色 无水FeCl3 紫黑色 HgS 黑色 无水CuSO4 白色
17、金属与酸反应规律
A、金属失去电子的物质的量=生成的氢原子的物质的量=生成氢气物质的量的一半
B、参加反应的金属质量与产生的H2的质量差==反应后溶液的质量增量
C、等物质的量的金属与足量的酸反应产生的H2的量之比==反应后金属的化合价之比
D、等质量的金属与足量的酸反应产生的H2的量之比==失去1mol电子的金属质量的反比
E、产生等量的H2所需金属物质的量之比===反应后金属的化合价倒数之比
F、产生等量的H2所需金属质量之比===失去1mol电子的金属质量之比
18、几种极端反应
A、 Fe2O3+3H2SO4==Fe2[SO4]3+3 H2O B、 2Fe[OH]3+3H2SO4==Fe2[SO4]3+6 H2O
Fe2O3+Cu+3H2SO4==2FeSO4+Cu SO4+3H2O 2 Fe[OH]3+FeS+3H2SO4==3 FeSO4+S↓+6 H2O
Fe2O3+3H2SO4==Fe2[SO4]3+3 H2O FeS+H2SO4== FeSO4+ H2S↑
C、 Fe2O3+FeS+3H2SO4==3 FeSO4+S↓+3 H2O D、 Fe2O3+3H2SO4==Fe2[SO4]3+3 H2O
FeS+H2SO4== FeSO4+ H2S↑ Fe2O3+Fe+3H2SO4==3FeSO4+ 3H2O
Fe3O4+4H2SO4==Fe2[SO4]3+ FeSO4+4 H2O Fe+H2SO4== FeSO4+ H2↑
E、 Fe3O4+ Fe+4H2SO4==4FeSO4+ 4H2O F、 3Fe+8HNO3[稀]===3Fe[NO3]2+2NO↑+4 H2O
Fe+H2SO4== FeSO4+ H2↑ Fe+4HNO3[稀]===Fe[NO3]3+NO↑+2 H2O
G、 Fe+4HNO3[浓]=== Fe[NO3] 2+2NO2↑+2 H2O H、 4Na2O2+4FeCl2+ H2O ==4Fe[OH]3↓+8NaCl+3O2↑
Fe+6HNO3[浓]=== Fe[NO3]3+3NO2↑+3 H2O I、 2FeI2+3H2O2==2Fe[OH]3↓+I2
J、9Fe[NO3] 2+12HCl==4FeCl3+5 Fe[NO3]3+3 NO↑+6 H2O K、6Fe2++3ClO—+3H2O=2Fe[OH]3↓+4Fe3++3Cl—
L、6Fe2++3 H2O2==2Fe[OH]3↓+4Fe3+ M、Na2O2+2I—+2 H2O ==2Na++I2+4OH—
练习
1、54.4g铁和铁的氧化物的混合物粉末,投入足量的稀硫酸中充分反应收集到44.8LH2(S.T.P.),并测得溶液中既没有Fe3+,也没有残余固体。求原混合物中各物质质量？反应中消耗硫酸物质的量？反应得固体FeSO4？
2、由FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的混合物，测得Fe、O质量比为21：8，则这种混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4物质的量比为 A、1：2：1 B、2：1：1 C、1：1：1 D、1：1：3
3、A、B、C均为单质，已知B+C E，E溶于水得无色溶液。A+B F B+C E
A+E D+C F+A D。 B、F、D的水溶液及E均显酸性。E能作还原剂，但其浓溶液不能被H2SO4氧化；试写出各物质的化学式。
4、在2LFe2[SO4]3和CuSO4的混合物溶液中，加入30g纯铁粉，最后得到2L 0.25mol/l 的FeSO4溶液以及26g固体,求原溶液中Fe2[SO4]3和CuSO4物质的量浓度.
5、向Fe和Fe2O混合物中加入足量稀硫酸，充分反应后生成FeSO4溶液，当生成的Fe2+与H2的物质的量比为4：1时，反应中关系量正确的是 A、被氧化的Fe与被还原的Fe2+的物质的量比为1：1 B、上述比值为2：1 C、上述比值为1：2 D、上述比值为1：3
6、我国在春秋战国时期就懂得将白口铁褪火处理得相当于铸钢的物器（如锋利的刀剑），这一技术比欧洲是近两千年，那么，白口铁褪火处理的主要作用 A、除S、P杂质 B、适当降低含C量 C、加入较多的硅铁 D、掺入含P较多的废钢
7、已知常温下列反应在水溶液中能发生：2Fe3++Cu==2 Fe2++Cu2+。将22.4gCu与Fe2O3混合粉末加入浓度为1mol/l的硫酸中进行反应A、若固体恰好溶解，消耗H2SO4的体积为VL，求V的取值范围。
B、若硫酸过量，反应后溶液体积为1L，测得经此溶液中Fe2+为0.1mol/l求原混合物中Cu的质量
8、向500ml含FeCl3和AlCl3溶液中通入一定量H2S，恰好完全反应。过滤，所得滤液的质量比原溶液的质量增加1g，则原FeCl3物质的量浓度。
9、有一溶液中含有xmol FeCl3和ymolCuCl2，向溶液中加入足量铁粉，充分反应后，再过滤，其残渣质量小于加入的铁粉质量，则x：y 为 A、2：7 B、大于2：7 C、小于2：7 D、 不能确定
10、40g铁粉投入500g稀硝酸中，若两物质恰好反应完全，HNO3的还原产物为NO，求此硝酸的质量分数及放出的气体体积？ 页码 2
O——Fe====O
Fe
O——Fe====O
1、过渡元素通性
a、都是金属 b、与同周期主族元素原子半径比较有较小半径、较高密度、熔沸点
c、有较高硬度、较好延展性机械加工性能、导电导热耐腐蚀
d、多种可变化合价 e、过渡元素化合物往往有颜色
过渡元素化合物颜色与金属离子，阴离子种类、结晶水合物有关。
无水Fe2[SO4]3、CuSO4——白色 无水CuCl2—棕黄色 无水FeCl3—紫黑色 CuSO4·5H2O—蓝色
f、过渡元素易形成络合物
2、铁的存在 地壳中含5%的Fe元素，主要以化合态存在。铁矿石如下：
赤铁矿石——Fe2O3 磁铁矿石—Fe3O4 褐铁矿石——2 Fe2O3·3 H2O
菱铁矿石——FeCO3 黄铁矿石—FeS2 黄铜矿——CuFeS2
3、含Fe化合物颜色 FeSO4溶液——浅绿色 Fe{[C6H5O] 6}3———紫色
Fe3O4—黑色 Fe2O3—红棕色 FeO——黑色 FeS2—黄色
Fe(Fe3C)—白口铁 FeCl3·6H2O——深黄色 Fe[SCN]2+—红色 FeCl2·4H2O—淡绿色
Fe(OH)3——红褐色 Fe(OH)2——白色絮状
Fe3O4结构 O——Fe ====O
Fe 铁酸亚铁
O——Fe===== O
4、Fe3+ 、Fe2+ 检验
A、观察法 Fe3+盐溶液呈棕黄色，Fe2+盐溶液呈浅绿色。
B、SCN—法 滴入SCN—或其它可溶性硫氰化物溶液，呈红色的是Fe3+，无色为Fe2+
C、碱液法 分别加入碱液（氨水也可），生成红褐色沉淀的是，Fe3+，生成白色絮状沉淀，又转变为灰绿色，最后变为红褐色的是Fe2+。
D、H2S法 分别通入H2S气体或加入氢硫酸，有浅黄色沉淀析出（或变浑浊）的是Fe3+，
无现象的是Fe2+。
E、苯酚法 分别滴入苯酚溶液，溶液呈紫色的是Fe3+，无现象的是Fe2+。
F、KI淀粉试纸法 能使试纸变蓝的是Fe3+，无现象的是Fe2+。
G、KMnO4、Br2水法 分别加入少量KMnO4或Br2水，能使之褪色的是Fe2+。
H、铜片法 分别加入铜片，溶液变为蓝绿色的是Fe3+，无现象的是Fe2+。
5、Fe3+ 、Fe2+与其它离子不共存情况
Fe3+——CO32—、HCO3—、AlO2—双水解 Fe3+——OH—复分解 Fe3+—S2—、I—氧化还原
Fe2+——OH—、S2—、SO32—复分解 Fe2+——CO32—、HCO3—、AlO2—双水解
H+、Fe2+——与NO3—、MnO4—、ClO—不共存
6、铁合金：生铁—含C 2%～4.3% 钢——C 0.03%～2%
炼钢生铁：C以Fe3C形式存在 合金钢：含合金元素
生 铸造生铁：C以片状石墨形式存在 钢 碳 低碳钢：含C＜0.3%
铁 球墨铸铁：C以球状石墨形式存在 素 中碳钢：含C0.3%～0.6%
合金生铁：含一定量的Si、Mn等 钢 高碳钢：含C0.6%～2%
7、铁的物理性质 Fe在150℃干燥空气中稳定 ρ= 7.86 熔点 1535℃ 沸点2750℃ 生铁熔点1100℃～1200℃
8、铁的化学性质 与S、O 2、Cl2、H2SO4、HCl、Br2、Fe3+、Cu2+、H2O反应
9、Fe3+可氧化：H2S、Na2S、KI、SO 2、Cu、Mg、Al
10、铁的氧化物生成温度：Fe2O3 ——＜1525℃ Fe3O4—1525℃～2428℃ FeO—2428℃～3234℃
11、铁在酸性环境生锈过程： 在中性环境生锈过程
A、Fe+CO2+H2O==FeCO3+H2↑ A、2Fe+ O2+2 H2O==2Fe[OH]2
B、4 FeCO3+O2+6 H2O==4Fe[OH]3+4 CO2 B、4Fe[OH]2+ O2+2 H2O==4Fe[OH]3
C、4Fe[OH]3=== 2 Fe2O3·3 H2O+ 3H2O C、4Fe[OH]3=== 2 Fe2O3·3 H2O+ 3H2O
12、生铁中杂质存在形式：C以Fe3C形式存在、S以FeS形式存在、P、Si、Mn以单质形式存在
13、金属钝化问题：通常情况下Fe、Al在浓H2SO4、浓HNO3中发生钝化
Fe在浓HNO3中发生钝化后氧化膜厚 30×10—10～40×10—10米，钝化后的铁不能从CuSO4中置换出Cu
14、常见使金属钝化的物质：HClO3、HIO3、K2Cr2O7、KMnO4
可发生钝化的金属：Cr、Ni、Co、Mo、Al、Ta、Nb、W 最易钝化的：Cr、Mo、Al、Ni、Fe
Mg在HF中钝化、Mo、Nb在HCl中钝化
15、炼铁：焦炭烧热成氧碳、还原石灰成灰渣 C+ O2==CO2放热 CO2+ C == 2CO Fe2O3+ CO=2Fe+3 CO2
CaCO3==CaO+ CO2 CaO+SiO2=Ca SiO3
炼钢：通氧亚铁Si、Mn、C 除S除P亚铁调 2Fe+ O2=2FeO 2FeO+Si==2Fe+ SiO2 （除Si杂质）
FeO+Mn=MnO+Fe C+FeO=Fe+CO（除Mn、C） FeS+CaO=CaS+FeO 2P+5FeO+3CaO=Ca3[PO4]2+5Fe（CaO除S、P）
2FeO+Si=2Fe+ SiO2 （Si除FeO即脱氧，调节Si含量）
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16、过渡元素常见离子颜色
[CuCl4]2———黄色 Cu(H2O)42+——蓝色 CuCl2溶液颜色 黄[浓]—绿[中]—蓝绿——蓝色
中间浓度由[CuCl4]2—、Cu(H2O)42+共同混色 浓溶液由[CuCl4]2—决定
物质 颜色 物质 颜色 物质 颜色 物质 颜色
Cu2O 红色 KMnO4 紫黑色 CuCl2·2H2O 亮蓝色 CuF2 白色
MnO4— 紫红色 K 2Cr2O7 橙黄 FeCl3·6H2O 深黄色 CoCl2·6H2O 粉红色
Cr2O72— 橙黄 无水CuCl2 棕黄色 Fe[H2O]62+ 淡紫色 CoCl2 蓝色
HgO 红色 无水FeCl3 紫黑色 HgS 黑色 无水CuSO4 白色
17、金属与酸反应规律
A、金属失去电子的物质的量=生成的氢原子的物质的量=生成氢气物质的量的一半
B、参加反应的金属质量与产生的H2的质量差==反应后溶液的质量增量
C、等物质的量的金属与足量的酸反应产生的H2的量之比==反应后金属的化合价之比
D、等质量的金属与足量的酸反应产生的H2的量之比==失去1mol电子的金属质量的反比
E、产生等量的H2所需金属物质的量之比===反应后金属的化合价倒数之比
F、产生等量的H2所需金属质量之比===失去1mol电子的金属质量之比
18、几种极端反应
A、 Fe2O3+3H2SO4==Fe2[SO4]3+3 H2O B、 2Fe[OH]3+3H2SO4==Fe2[SO4]3+6 H2O
Fe2O3+Cu+3H2SO4==2FeSO4+Cu SO4+3H2O 2 Fe[OH]3+FeS+3H2SO4==3 FeSO4+S↓+6 H2O
Fe2O3+3H2SO4==Fe2[SO4]3+3 H2O FeS+H2SO4== FeSO4+ H2S↑
C、 Fe2O3+FeS+3H2SO4==3 FeSO4+S↓+3 H2O D、 Fe2O3+3H2SO4==Fe2[SO4]3+3 H2O
FeS+H2SO4== FeSO4+ H2S↑ Fe2O3+Fe+3H2SO4==3FeSO4+ 3H2O
Fe3O4+4H2SO4==Fe2[SO4]3+ FeSO4+4 H2O Fe+H2SO4== FeSO4+ H2↑
E、 Fe3O4+ Fe+4H2SO4==4FeSO4+ 4H2O F、 3Fe+8HNO3[稀]===3Fe[NO3]2+2NO↑+4 H2O
Fe+H2SO4== FeSO4+ H2↑ Fe+4HNO3[稀]===Fe[NO3]3+NO↑+2 H2O
G、 Fe+4HNO3[浓]=== Fe[NO3] 2+2NO2↑+2 H2O H、 4Na2O2+4FeCl2+ H2O ==4Fe[OH]3↓+8NaCl+3O2↑
Fe+6HNO3[浓]=== Fe[NO3]3+3NO2↑+3 H2O I、 2FeI2+3H2O2==2Fe[OH]3↓+I2
J、9Fe[NO3] 2+12HCl==4FeCl3+5 Fe[NO3]3+3 NO↑+6 H2O K、6Fe2++3ClO—+3H2O=2Fe[OH]3↓+4Fe3++3Cl—
L、6Fe2++3 H2O2==2Fe[OH]3↓+4Fe3+ M、Na2O2+2I—+2 H2O ==2Na++I2+4OH—
练习
1、54.4g铁和铁的氧化物的混合物粉末,投入足量的稀硫酸中充分反应收集到44.8LH2(S.T.P.),并测得溶液中既没有Fe3+,也没有残余固体。求原混合物中各物质质量？反应中消耗硫酸物质的量？反应得固体FeSO4？
2、由FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的混合物，测得Fe、O质量比为21：8，则这种混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4物质的量比为 A、1：2：1 B、2：1：1 C、1：1：1 D、1：1：3
3、A、B、C均为单质，已知B+C E，E溶于水得无色溶液。A+B F B+C E
A+E D+C F+A D。 B、F、D的水溶液及E均显酸性。E能作还原剂，但其浓溶液不能被H2SO4氧化；试写出各物质的化学式。
4、在2LFe2[SO4]3和CuSO4的混合物溶液中，加入30g纯铁粉，最后得到2L 0.25mol/l 的FeSO4溶液以及26g固体,求原溶液中Fe2[SO4]3和CuSO4物质的量浓度.
5、向Fe和Fe2O混合物中加入足量稀硫酸，充分反应后生成FeSO4溶液，当生成的Fe2+与H2的物质的量比为4：1时，反应中关系量正确的是 A、被氧化的Fe与被还原的Fe2+的物质的量比为1：1 B、上述比值为2：1 C、上述比值为1：2 D、上述比值为1：3
6、我国在春秋战国时期就懂得将白口铁褪火处理得相当于铸钢的物器（如锋利的刀剑），这一技术比欧洲是近两千年，那么，白口铁褪火处理的主要作用 A、除S、P杂质 B、适当降低含C量 C、加入较多的硅铁 D、掺入含P较多的废钢
7、已知常温下列反应在水溶液中能发生：2Fe3++Cu==2 Fe2++Cu2+。将22.4gCu与Fe2O3混合粉末加入浓度为1mol/l的硫酸中进行反应A、若固体恰好溶解，消耗H2SO4的体积为VL，求V的取值范围。
B、若硫酸过量，反应后溶液体积为1L，测得经此溶液中Fe2+为0.1mol/l求原混合物中Cu的质量
8、向500ml含FeCl3和AlCl3溶液中通入一定量H2S，恰好完全反应。过滤，所得滤液的质量比原溶液的质量增加1g，则原FeCl3物质的量浓度。
9、有一溶液中含有xmol FeCl3和ymolCuCl2，向溶液中加入足量铁粉，充分反应后，再过滤，其残渣质量小于加入的铁粉质量，则x：y 为 A、2：7 B、大于2：7 C、小于2：7 D、 不能确定
10、40g铁粉投入500g稀硝酸中，若两物质恰好反应完全，HNO3的还原产物为NO，求此硝酸的质量分数及放出的气体体积？ 页码 2
O——Fe====O
Fe
O——Fe====O