1、 一、铁的结构和性质 1、铁是 26 号元素，位于第四周期第族，属于过渡元素。 原子结构示意图： 主要化合价：+2，+3 2、铁在金属的分类中属于 黑色金属，重金属，常见金属。纯净的铁是光亮的银白色金属，密度为 7.86gcm3,熔沸 点高， 有较好的导电、 传热性， 能被磁铁吸引， 也能被磁化。 还原铁粉为黑色粉末。 3、 铁是较活泼的金属元素， 在金属活动性顺序表中排在氢的前面。 跟非金属反应： 3Fe+2O2 Fe3O4 2Fe+3Cl2 2FeCl3 Fe+SFeS Fe+I2= FeI2 跟水反应：3Fe+4H2OFe3O4+4H2 跟酸作用：Fe+2H+=Fe2+H2(遇冷浓硝 酸
2、、浓硫酸钝化;与氧化性酸反应不产生 H2，且氧化性酸过量时生成 Fe3+) 与部 分盐溶液反应：Fe+Cu2+=Fe2+Cu Fe+2Fe3+=3Fe2+ 4、生铁与钢的比较 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 5、过渡元素位于周期表中中部从BB 族十个纵行，分属于第四周期至第七周 期。过渡元素都是金属，又叫过渡金属。 过渡金属的密度一般比较大，熔沸点较高， 有较高的硬度、较好的延展性和机械加工性能，较好的导电、导热性能和耐腐蚀
3、性能。 过渡元素的原子最外层电子数不超过两个，在化学反应中，最外层和次外层都容易失去 电子，因此过渡元素有可变化合价。所以当 Fe 与弱氧化剂反应时，只失去最外层上的 2 个电子，形成 Fe2+;当 Fe 与强氧化剂反应时，还能进一步失去次外层上的一个电子，形 成 Fe3+。 这就是铁在其化合物中通常显+2 价或+3 价的原因。 则 Fe 发生化学反应能得到 +2 价还是+3 价，需看参加反应的氧化剂的强弱，有时还要看反应物的量之间的关系。 例如：铁在 O2 中燃烧的，一定要在集气瓶低留有少量的水或一层沙子，防止瓶子被 炸裂;Fe 与 S 反应中 Fe 只能失去其最外层的 2 个电子而变成+2
4、 价，反应开始后撤去 酒精灯，反应可以继续进行，说明反应放热;Fe 在 Cl2 中燃烧时不但能失去最外层的 2 个电子， 而且还可失去次外层的 1 个电子后成+3 价， 说明氧化性 Cl2S;在高温时能 与 C、P、Si 等化合。 6、铁的合金 一般地说，含碳量在 2%4.3%的铁的合金叫 做生铁。生铁里除含碳外，还含有硅、锰以及少量的硫、磷等，它可铸不可煅。根据碳 的存在形式可分为炼钢生铁、铸造生铁和球墨铸铁等几种。 一般地说，含碳量在 0.03%2%的铁的合金叫做钢。钢坚硬有韧性、弹性，可以锻打、压延，也可以铸造。 二、铁的氧化物和氢氧化物 1.铁的氧化物的比较 铁的氧化 物 FeO Fe
5、2O3 Fe3O4 俗称 铁红 磁性氧化铁 色、态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 铁的价态 +2 +3 +2、+3 水溶性 难溶于水 难溶于水 难溶于水 稳定性 不稳定性 6FeO+O2=2Fe3O4 稳定 稳定 与酸的反 应 FeO+2H+=Fe2+H2O Fe2O3+6H+=2Fe3+ +3H2O Fe3O4+8H+=2Fe3+ Fe2+4H 2O 与 CO 的反 应 FexOy+yCOxFe+yCO2 制取 高温熔融，过量的铁与氧气反应 2 Fe+O2=2FeO Fe(OH)3 的分解 2Fe(OH)3=Fe2O3+ 3H2O 铁在氧气中燃烧 3Fe+2O2 Fe3O4 2、铁的氢氧化
6、物的比较 Fe(OH)2 Fe(OH)3 物理 性质 白色，难溶于水的固体 红褐色，难溶于水的固体 化学 性质 (1)与非氧化性强酸反应 Fe(OH)2+2H+=Fe2+2H2O (2)与氧化性酸反应 3Fe(OH)2+10HNO3=3Fe(NO3)3+NO+8H2O (3)空气中放置被氧化 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 (1)与酸反应 Fe(OH)3+3H+=Fe3+3H2O (2)受热分解 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 制备 煮沸蒸馏水， 赶走溶解的氧气煮沸 NaOH 溶液， 赶走溶解的 氧气配制 FeSO4 溶液， 加少量的还原铁粉用长滴管将 NaOH 溶液
7、送入 FeSO4 溶液液面以下： Fe2+2OH-=Fe(OH)2 将 NaOH 溶液滴入 Fe2(SO 4)3 溶液中 Fe3+3OH- =Fe(OH)3 1. Fe3O4 是复杂的化合物，经研究证明，在 Fe3O4 晶体中有 1/3 的 Fe 是+2 价，有 2/3 的 Fe 是+3 价，可看成 FeOFe2O3，实际应写成 Fe(FeO2)2,即铁酸亚铁盐，不是一 般的氧化物。 2.Fe(OH)2 和 Fe(OH)3 从溶液中析出的现象不同，前者是白色絮状沉 淀，后者是红褐色沉淀。而 Fe(OH)2 极不稳定，易被氧化成 Fe(OH)3，反应现象是：白 色灰绿色红褐色。 若要观察到白色的Fe(OH)2沉淀， 需要创造以下条件： (1) 排除亚铁盐溶液里的 Fe3+离子，以免 Fe3+离子直接与 OH-结合生成 Fe(OH)3。 (2) 尽量排除溶液中溶解的氧气(绝对排除是办不到的)，以减慢生成的 Fe(OH)2 被氧化成 Fe(OH)3 的速度。 反应要用新制备的亚铁盐溶液，并放入少量的铁以防止 Fe3+离子 产生。亚铁盐溶液与碱溶液在混合前分别加热以排除溶有的空气，然后，把碱溶液沿着 试管壁加入盛亚铁盐溶液的试管中，或把滴管尖嘴直接插入液面下再加入碱溶液，可观 察到白色絮状沉淀。
