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铁及其化合物
知识点一、铁单质简介
物理性质：纯净的铁是光亮的银白色金属，密度较大，熔点为1 535℃，沸点为2 750℃。纯铁的抗蚀力很强，它有良好的延展性、导热性和导电性，导电性比铜、铝差，能被磁铁吸引；Fe粉为黑色。
存在形式：游离态（陨铁中的铁以 单质 形态存在）、化合态（主要是以 ＋2 价和 ＋3 价 化合物 的形态存在于矿石中）。铁元素在地壳中的含量仅次于 氧 、 硅 和 铝 ，居第四位。
知识点二、铁单质的化学性质
1.与非金属单质反应：
①点燃(化学方程式)：3Fe＋2O2Fe3O4；现象：剧烈燃烧，火星四射。
常温：铁在潮湿的空气中易被腐蚀，生成铁锈，其主要成分为Fe2O3·xH2O。
②2Fe＋3Cl22FeCl3；现象：剧烈燃烧，棕红色烟。
注：铁在氯气中燃烧，只生成FeCl3，与反应物量比无关
③Fe＋SFeS（氧化性：Cl2 > S）
2.与化合物反应：
①与H2O：常温下，铁与水是不反应的。
但高温下可与水蒸气反应(化学方程式)：3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2。在水和空气中O2和CO2的共同作用下，铁却很容易被腐蚀(生锈/电化学腐蚀)
实验装置
操作现象 用火柴点燃肥皂液，听到__爆鸣__声，证明生成了__H2__实验中湿棉花的作用是提供水蒸气。
实验结论 在高温下，铁能与水蒸气反应生成H2，化学方程式为__3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2__。
②与酸反应：如非氧化性酸反应的离子方程式：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
氧化性酸：（硝酸、浓硫酸）
硝酸：常温钝化（并非不反应，而是迅速生成一层致密的膜）
加热条件：铁不足：Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O
铁过量：3Fe + 8HNO3 3Fe(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
浓硫酸：常温钝化（并非不反应，而是迅速生成一层致密的膜）
加热条件:2Fe +6 H2SO4(浓） Fe2(SO4)3 +3SO2↑ +6H2O
③与盐溶液反应
置换:Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
Fe +2NaHSO4 = FeSO4+NaSO4+H2↑(类似铁与酸反应）
补充：Fe+Fe2O3FeO
铁单质的冶炼及铁的合金
铁的合金 生铁 钢
含碳量 2%～4.3% 0.03%～2%
其它杂质 含硅、锰、硫、磷较多 含硅、锰少量，硫和磷几乎没有
机械性能 硬而脆、无韧性 硬而韧、有弹性
机械加工 可铸不可锻 可铸、可锻、可压延
分类 炼钢生铁、铸造生铁和球墨铸铁等 碳素钢和合金钢
炼铁 炼钢
原料 铁矿石、焦炭、石灰石、空气 生铁、空气（或纯氧、氧化铁）、生石灰、脱氧剂
化学原理 在高温下用还原剂从铁矿石里还原出来 在高温下用氧化剂把生铁里过多的碳和其它氧化为气体或炉清除去
主 要 反 应 ①还原剂的生成 C+O2CO2 ； CO2+C2CO ②铁的还原 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 ③炉渣的生成 CaCO3CaO+CO2 CaO+SiO2CaSiO3 ①氧化：2Fe+O22FeO FeO氧化铁水里的Si、Mn、C等。 如C+FeOFe+CO ②造渣：生成的硅锰氧化物得铁水里的硫、磷跟造渣材料反应形成炉渣排出。 ③脱氧，并调整Mn、Si含量 2FeO+Si2Fe+SiO2
设备 高炉 转炉
知识点三、铁的化合物
1.铁的氧化物
物质 氧化亚铁(FeO) 氧化铁(Fe2O3) 四氧化三铁(Fe3O4)
俗称 铁红 磁性氧化铁
颜色、状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体(有磁性)
溶解性 不溶于水
类别 碱性氧化物 碱性氧化物 不是碱性氧化物
铁的价态 ＋2 ＋3 ＋2、＋3
与H＋反应的离子方程式 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O 6H＋＋Fe2O3===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O
稳定性 6FeO＋O22Fe3O4 稳定 稳定
与CO、C、H2反应 生成单质铁及CO2或H2O
用途 Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁的原料
铁的氢氧化物
①铁的氢氧化物的制备：
反应原理：Fe(OH)3与Fe(OH)2分别可用相应的可溶性盐与碱溶液反应制得
Fe(OH)2 Fe(OH)3
操作
现象 产生白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色沉淀 生成红褐色沉淀
离子方程式 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓； 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
实验结论 Fe(OH)2很不稳定，极易转化为Fe(OH)3
②Fe(OH)2和Fe(OH)3的比较
化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
颜色状态 白色固体 红褐色固体
溶解性 不溶于水 不溶于水
与非氧化性强酸反应的离子方程式 Fe(OH)2＋2H＋=== Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
稳定性 Fe(OH)2FeO＋H2O(隔绝空气) 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O
思考：Fe(OH)2是白色的固体，但在实验中很难观察到它的白色，如何使生成的白色Fe(OH)2保持较长时间以便于观察？
总结归纳：1.制备Fe(OH)2的实验操作
将吸有NaOH溶液的胶头滴管插入新制备的硫酸亚铁溶液的液面以下，缓慢挤出NaOH溶液。
2.制备Fe(OH)2的装置改进

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