- 银白色固体,有金属性光泽
- 容易被磁铁吸引
- 地壳中居第四位
铁元素性质活泼,有较强的还原性,主要化合价为+2 价和+3 价
-
与非金属单质反应
-
$\ce{3Fe + 2O2 \xlongequal{点燃} Fe3O4}$ -
$\ce{2Fe + 3Cl2 \xlongequal{点燃} FeCl3}$ -
$\ce{Fe + S \xlongequal{\Delta} FeS}$
-
-
与水反应
- 铁在高温下与水蒸气反应:$\ce{3Fe + 4H2O(g) \xlongequal{高温} Fe3O4 + 4H2}$
-
与酸反应
-
与非还原性酸:$\ce{Fe + 2H+ \xlongequal{} Fe^2+ + H2 ^}$
-
与少量稀硝酸:$\ce{3Fe + 8H+ + 2NO^-_3 \xlongequal{} 3Fe^2+ + 2NO ^ + 4H2O}$
-
与过量稀硝酸:$\ce{Fe + 4H+ + NO^-_3 \xlongequal{} Fe^3+ + NO ^ + 2H2O}$
-
铁遇到冷的浓硫酸或浓硝酸会钝化
常考:对于特定比例的
$\ce{Fe}$ 与$\ce{HNO3}$ 进行反应的方程式-
当比例大于等于
$3:8$ ,此时铁过量,生成物全部都是亚铁$\ce{3Fe(过量) +8HNO3(稀) \xlongequal{} 3Fe(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O}$ -
比例介于
$3:8$ 和$1:4$ 之间,则会有部分二价铁继续被硝酸氧化成三价铁
$\ce{3Fe(NO3)2 +4HNO3(稀) \xlongequal{} 3Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O}$ -
比例小于等于
$1:4$ ,此时稀硝酸足量,铁单质全都被氧化成三价铁$\ce{Fe +4HNO3(稀) \xlongequal{} Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O}$
-
-
-
与盐溶液反应
-
置换反应:$\ce{Fe + Cu^2+ \xlongequal{} Fe^2+ + Cu}$
-
与氯化铁溶液:$\ce{Fe + 2Fe^3+ \xlongequal{} 3Fe^2+}$
-
名称 | 氧化亚铁 |
氧化铁 |
四氧化三铁 |
---|---|---|---|
俗称 | - | 铁红 | 磁性氧化铁 |
化合价 | 两个 |
||
物理性质 | 黑色粉末 | 红褐色粉末 | 黑色粉末 |
用途 | - | 炼铁、铝热剂、油漆、涂料 | 炼铁 |
-
与非氧化性酸(盐酸
$\ce{HCl}$ )反应:-
氧化亚铁
$\ce{FeO}$ :$\ce{FeO + 2H+} \xlongequal{} \ce{Fe^2+ + H2O}$ -
氧化铁
$\ce{Fe2O3}$ :$\ce{Fe2O3 + 6H+} \xlongequal{} \ce{2Fe^3+ + 3H2O}$ -
四氧化三铁
$\ce{Fe3O4}$ :$\ce{Fe3O4 + 8H+} \xlongequal{} \ce{Fe^2+ + 2Fe^3+ + 4H2O}$
-
-
与氧化性酸(过量稀硝酸
$\ce{HNO3}$ )反应:-
氧化亚铁
$\ce{FeO}$ :$\ce{3FeO + 10H+ +NO^-_3} \xlongequal{} \ce{3Fe^3+ +NO ^ + 5H2O}$ -
氧化铁
$\ce{Fe2O3}$ :$\ce{Fe2O3 + 6H+} \xlongequal{} \ce{2Fe^3+ + 3H2O}$ -
四氧化三铁
$\ce{Fe3O4}$ :$\ce{3Fe3O4 + 28H^+ +NO^-_3} \xlongequal{} \ce{9Fe^3+ +NO ^ + 14H2O}$
-
-
与氧化性酸(少量稀硝酸
$\ce{HNO3}$ )反应:-
氧化亚铁
$\ce{FeO}$ :$\ce{FeO + 2HNO3 \xlongequal{} Fe(NO3)2 + H2O}$ -
氧化铁
$\ce{Fe2O3}$ :$\ce{Fe2O3 + 6HNO3 \xlongequal{} 2Fe(NO3)3 + 3H2O}$ -
四氧化三铁
$\ce{Fe3O4}$ :$\ce{Fe3O4 + 8HNO3 \xlongequal{} 3Fe(NO3)3 + 2H2O}$
-
-
与还原性酸( 氢碘酸
$\ce{HI}$ ) 反应:-
氧化亚铁
$\ce{FeO}$ :$\ce{FeO + 2H+} \xlongequal{} \ce{Fe^2+ + H2O}$ -
氧化铁
$\ce{Fe2O3}$ :$\ce{Fe2O3 + 6H+ +2I-} \xlongequal{} \ce{2Fe^2+ +I2 + 3H2O}$ -
四氧化三铁
$\ce{Fe3O4}$ :$\ce{Fe3O4 + 8H+ +2I-} \xlongequal{} \ce{3Fe^2+ +I2 + 4H2O}$
-
-
与还原性物质(
$\ce{CO}$ )反应:-
氧化亚铁
$\ce{FeO}$ :$\ce{FeO + CO} \xlongequal{} \ce{Fe + CO2}$ -
氧化铁
$\ce{Fe2O3}$ :$\ce{Fe2O3 + 3CO} \xlongequal{} \ce{2Fe + 3CO2}$ -
四氧化三铁
$\ce{Fe3O4}$ :$\ce{Fe3O4 + 4CO} \xlongequal{} \ce{3Fe + 4CO2}$
-
名称 | 氢氧化亚铁 |
氢氧化铁 |
---|---|---|
颜色状态 | 白色固体 | 红褐色固体 |
水溶性 | 难溶 | 难溶 |
-
与非氧化性酸(盐酸
$\ce{HCl}$ )反应:-
氢氧化亚铁
$\ce{Fe(OH)2}$ :$\ce{Fe(OH)2 + 2HCl} \xlongequal{} \ce{FeCl2 + 2H2O}$ -
氢氧化铁
$\ce{Fe(OH)3}$ :$\ce{Fe(OH)3 + 3HCl} \xlongequal{} \ce{FeCl3 + 3H2O}$
-
-
与氧化性酸(稀硝酸
$\ce{HNO3}$ )反应:-
氢氧化亚铁
$\ce{Fe(OH)2}$ :$\ce{Fe(OH)2 + 2HNO3(少量) \xlongequal{} Fe(NO3)2 + 2H2O\3Fe(OH)2 + 10HNO3(过量) \xlongequal{} 3Fe(NO3)3 + NO ↑+ 8H2O}$ -
氢氧化铁
$\ce{Fe(OH)3}$ :$\ce{Fe(OH)3 + 3HNO3} \xlongequal{} \ce{Fe(NO3)3 + 3H2O}$
-
-
与还原性酸( 氢碘酸
$\ce{HI}$ ) 反应:-
氢氧化亚铁
$\ce{Fe(OH)2}$ :$\ce{Fe(OH)2 + 2HI} \xlongequal{} \ce{FeI2 + 2H2O}$ -
氢氧化铁
$\ce{Fe(OH)3}$ :$\ce{Fe(OH)3 + 3HI} \xlongequal{} \ce{FeI3 + 3H2O}$
-
-
稳定性
-
$\ce{Fe(OH)2}$ 不稳定,在空气中易被氧化$\ce{4Fe(OH)2 +O2 +2H2O \xlongequal{} 4Fe(OH)2}$ -
$\ce{Fe(OH)3}$ 不稳定(但较$\ce{Fe(OH)2}$ 稳定),受热分解$\ce{2Fe(OH)3 \xlongequal{\Delta} Fe2O3 +3H2O}$
-
-
制备
-
$\ce{Fe(OH)2}$ :$\ce{Fe^2+ + 2OH- \xlongequal{} Fe(OH)2 v}$(将含有
$\ce{NaOH}$ 的滴管插入到含$\ce{Fe^2+}$ 的溶液中,防止被空气中的$\ce{O2}$ 氧化) -
$\ce{Fe(OH)3}$ :$\ce{Fe^2+ + 3OH- \xlongequal{} Fe(OH)3 v}$
-
-
转化
$\ce{4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O \xlongequal{} 4Fe(OH)3}$
含有
- 氧化性:$\ce{Zn + Fe^2+ \xlongequal{} Fe + Zn^2+}$
- 还原性:$\ce{Cl2 + 2Fe^2+ \xlongequal{} 2Fe^3+ + 2Cl^-}$
- 特性:含有
$\ce{Fe^2+}$ 的盐溶液遇铁氰化钾$\ce{K3[Fe(CN)6]}$ 生成蓝色沉淀
含有
-
氧化性
-
铁离子与铜($\ce{Cu}$)的反应:$\ce{Fe^3+ + Cu \xlongequal{} Fe^2+ + Cu^2+}$
-
铁离子与碘离子($\ce{I^-}$)的反应:$\ce{2Fe^3+ + 2I^- \xlongequal{} 2Fe^2+ + I2}$
-
铁离子与硫离子($\ce{S^2-}$)的反应:$\ce{2Fe^3+ + 3S^2- \xlongequal{} Fe2S3}$
-
-
特性:含有
$\ce{Fe^3+}$ 的盐溶液遇$\ce{KSCN}$ 溶液 变成红色
-
三氯化铁
$\ce{FeCl3}$ :棕黄色固体,一种常见的氧化剂,能与多种还原剂发生氧化还原反应,能回收废铜,刻制印刷电路板时作腐蚀液,其反应的离子方程式为$\ce{2Fe^3+ + Cu \xlongequal{} 2Fe^2+ + Cu^2+}$ - 制备无水
$\ce{FeCl3}$ :在$\ce{HCl}$ 气氛中加热蒸干$\ce{FeCl3}$ 溶液,抑制$\ce{FeCl3 +3H2O<=>Fe(OH)3 +3HCl}$ 正移 - 制备
$\ce{Fe(OH)3}$ 胶体:向沸水中滴入饱和$\ce{FeCl3}$ 溶液并煮沸至溶液呈红褐色为止
- 制备无水
-
绿矾
$\ce{FeSO4\cdot 7H2O}$ :一种重要的还原剂,可用作补血剂及植物的补铁剂 -
高铁酸钾
$\ce{K2FeO4}$ :深紫色晶体,具有强氧化性,可用作水处理剂和高能电池 -
铁铵矾
$\ce{NH4Fe(SO4)2·12H2O}$ :无色晶体,易溶于水,常用作化学分析试剂药物和织物媒染剂 -
赤血盐
$\ce{K3[Fe(CN)6]}$ :红色晶体,易溶于水,常用于检验$\ce{Fe^2+}$ ,生成蓝色沉淀
-
$\ce{Fe^2+}$ 的盐溶液:加入少量铁粉,防止$\ce{Fe^2+}$ 被氧化;加入少量对应的酸,抑制$\ce{Fe^2+}$ 水解 -
$\ce{Fe^3+}$ 的盐溶液:加入少量对应的酸,抑制$\ce{Fe^3+}$ 水解
-
直接观察颜色
- 含有
$\ce{Fe^2+}$ 的溶液呈浅绿色 - 含有
$\ce{Fe^3+}$ 的溶液呈黄色
- 含有
-
利用显色反应
-
$\ce{KSCN}$ 溶液- 溶液变红色:$\ce{Fe^3+}$
- 溶液不变色,加入
$\ce{HCl}$ / 氯水,变红色:$\ce{Fe^2+}$
- 苯酚
- 溶液呈紫色:$\ce{Fe^2+}$
-
-
利用
$\ce{Fe(OH)3}$ 沉淀的颜色-
$\ce{NaOH}$ 溶液-
红褐色沉淀:$\ce{Fe^3+}$
-
生成白色絮状沉淀,白色沉淀变为灰绿色,最后变为红褐色:$\ce{Fe^2+}$
-
-
-
利用
$\ce{Fe^3+}$ 的氧化性-
$\ce{Cu}$ 片- 铜被腐蚀,溶液变为蓝绿色:$\ce{Fe^3+}$
- 淀粉$\ce{-KI}$ 试纸
- 变蓝:$\ce{Fe^3+}$
-
$\ce{H2S}$ 水溶液- 产生淡黄色沉淀:$\ce{Fe^3+}$
-
-
利用
$\ce{Fe^2+}$ 的还原性- 溴水
- 溴水褪色:
$\ce{Fe^2+}$
- 溴水褪色:
-
$\ce{KMnO4}$ 溶液- 紫色褪去:$\ce{Fe^2+}$
- 溴水
-
利用
$\ce{Fe^2+}$ 的特殊反应-
$\ce{K3 [Fe(CN)6]}$ - 生成蓝色沉淀:$\ce{KFe [Fe(CN)6] }$
-