第二單元 鐵、銅的獲取及應用

第二單元  鐵、銅的獲取及應用

單元小結(jié)

一、鐵

1.鐵的性質(zhì)

（1）物理性質(zhì)：鐵是一種可以被磁鐵吸引的銀白色金屬，純鐵的熔點較高（1535℃），防腐能力強。密度7.83g/cm3，是電和熱的良導體。但是通常煉制的鐵中含有碳等雜質(zhì)，使鐵的熔點降低，防腐能力大大下降。

（2）化學性質(zhì)：鐵是活潑的金屬，在自然界中只有化合態(tài)形式，如磁鐵礦（fe3o4），赤鐵礦(fe2o3)等。

①     與非金屬單質(zhì)反應：3fe + 2o2  fe3o4(fe2o3·feo),

2fe + 3cl2 2fecl3,  2fe + 3br2 2febr3,

fe + i2 fei2 , fe + s  fes

②高溫與水蒸氣反應：3fe + 4h2o(g) fe3o4 + 4h2↑。

③與酸反應：強氧化性酸：常溫下濃硫酸和濃硝酸使鐵鈍化。

非強氧化性酸：鐵與酸反應有氫氣放出。

④與某些鹽溶液反應：如fe + cuso4 == cu + feso4 ,  fe +2 fecl3 == 3fecl2等。

2、鐵的氧化物

feo

fe2o3

fe3o4（fe2o3·feo）

鐵元素的價態(tài)

＋2

＋3

＋2、＋3

俗稱

鐵紅

磁性氧化鐵

色態(tài)

黑色粉末

紅棕色粉末

黑色晶體

類別

堿性氧化物

堿性氧化物

復雜氧化物

水溶性

難溶

難溶

難溶

穩(wěn)定性

不穩(wěn)定

穩(wěn)定

穩(wěn)定

主要化學性質(zhì)

有一定的還原性易被氧化為三價鐵的化合物

與酸反應生成三價鐵鹽

化合物中＋2的鐵有還原性，易被氧化。

3、鐵的氫氧化物

fe(oh)2

fe(oh)3

主要性質(zhì)

白色難溶于水的沉淀，不穩(wěn)定，易被氧化成氫氧化鐵，顏色變化為：白色－灰綠色－紅褐色。反應式：4fe(oh)2 + o2 + 2h2o == 4fe(oh)3。因此在制備時常采取措施：除溶液中的氧；加有機溶劑封住液面；膠頭滴管要伸入到溶液中。

紅褐色難溶于水的沉淀，受熱易分解。2fe(oh)3  fe2o3 + 3h2o ,能溶于強酸溶液，生成相應的鹽。

4、fe2+、fe3+的檢驗：

離子

fe2+

fe3+

常見方法

①直接觀察溶液是淺綠色；

②滴加氫氧化鈉溶液，出現(xiàn)沉淀的顏色變化是：白色－灰綠色－紅褐色；

③滴加kscn溶液，無明顯變化，再加氯水，溶液變血紅色。

①直接觀察溶液是黃色；

②滴加氫氧化鈉溶液，出現(xiàn)紅褐色沉淀；

③滴加kscn溶液，有血紅色溶液出現(xiàn)。 5、fe、fe2＋、fe3＋的相互轉(zhuǎn)化 （一）“鐵三角”關(guān)系

（二）具體方程式：

　6、鐵的冶煉

原料：鐵礦石（提供鐵元素）、焦炭（提供熱量和還原劑）、空氣（提供氧氣）、石灰石（除去鐵礦石中的二氧化硅雜質(zhì)）。

設(shè)備：高爐。

主要反應：c + o2 co2 , c + co2  2co （這兩個反應是制造還原劑并提供熱量）,

3co + fe2o3  2fe ＋ 3co2 ,

caco3  cao + co2↑ ,

cao + sio2  casio3.

從高爐中出來的鐵含有2－4.5％的c和其他雜質(zhì)，性能差，需進一步的煉制得到性能較好的鋼。高爐的尾氣常含有co有毒氣體，常采取凈化后循環(huán)使用的方法。

7、鋼鐵的腐蝕及防腐

（1）鋼鐵的腐蝕有化學腐蝕和電化腐蝕。

化學腐蝕：是指鋼鐵等金屬遇周圍的物質(zhì)接觸直接發(fā)生化學反應而引起的腐蝕。如鐵與氯氣的反應腐蝕。

電化腐蝕：是指鋼鐵在表面有電解質(zhì)的環(huán)境下，鐵失去電子，鋼鐵內(nèi)的碳周圍的氧氣和水或氫離子得到電子而引起的腐蝕。如是氧氣和水得到電子的腐蝕稱吸氧腐蝕；而氫離子得電子的腐蝕稱析氫腐蝕。我們在生活中常見到得鐵銹就是鋼鐵得吸氧腐蝕得結(jié)果。吸氧腐蝕是鋼鐵電化腐蝕的主要形式。