- 氮、磷及其化合物在科研及生產中均有著重要的應用．（1）室溫下，濃度均為0.1mol/L的亞硝酸（HNO2）、次氯酸兩種溶液，它們的電離常數(shù)Ka分別為：7.1×10
- 鐵,鐵的化合物和鐵的氧化物的性質,反應等
- 煉鐵爐中的二氧化硅高爐煉鐵這個反應中,石灰石怎樣將礦石中的二氧化硅轉化為爐灰
氮、磷及其化合物在科研及生產中均有著重要的應用．（1）室溫下，濃度均為0.1mol/L的亞硝酸（HNO2）、次氯酸兩種溶液，它們的電離常數(shù)Ka分別為：7.1×10
（1）亞硝酸為弱電解質，亞硝酸稀釋，電離程度雖然增大，但溶液中氫離子濃度降低；其電離常數(shù)只與溫度有關，與濃度無關，Ki值不發(fā)生變化，由相同濃度亞硝酸、次氯酸電離常數(shù)可知，亞硫酸酸性比次氯酸強，可能相互之...
鐵,鐵的化合物和鐵的氧化物的性質,反應等
一、鐵的結構和性質
1.x09鐵是26號元素,位于第四周期第Ⅷ族,屬于過渡元素.
主要化合價：+2,+3
2.鐵在金屬的分類中屬于黑色金屬,重金屬,常見金屬.純凈的鐵是光亮的銀白色金屬,密度為7.86g/㎝3,熔沸點高,有較好的導電、傳熱性,能被磁鐵吸引,也能被磁化.還原鐵粉為黑色粉末.
3.鐵是較活潑的金屬元素,在金屬活動性順序表中排在氫的前面.
①跟非金屬反應： 點燃 點燃 △
3Fe+2O2 == Fe3O4 2Fe+3Cl2 ==2FeCl3 Fe+S= FeS
Fe+I2= FeI2
②跟水反應： 3Fe+4H2O= Fe3O4+4H2↑
③跟酸作用：Fe+2H+=Fe2++H2↑(遇冷濃硝酸、濃硫酸鈍化；與氧化性酸反應不產生H2,且氧化性酸過量時生成Fe3+)
④與部分鹽溶液反應：Fe+Cu2+=Fe2++Cu Fe+2Fe3+=3Fe2+
3.生鐵與鋼的比較
鐵的合金x09生鐵x09鋼
含碳量x092%～4.3%x090.03%～2%
其它雜質x09含硅、錳、硫、磷較多x09含硅、錳少量,硫和磷幾乎沒有
機械性能x09硬而脆、無韌性x09硬而韌、有彈性
機械加工x09可鑄不可鍛x09可鑄、可鍛、可壓延
4.煉鐵和煉鋼的比較
x09煉鐵x09煉鋼
原料x09鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣x09生鐵、空氣（或純氧、氧化鐵）、生石灰、脫氧劑
化學原理x09在高溫下用還原劑從鐵礦石里還原出來x09在高溫下用氧化劑把生鐵里過多的碳和其它氧化為氣體或爐清除去
主
要
反
應x09①還原劑的生成
C+O2 CO2
CO2+C 2CO
②鐵的還原
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
③爐渣的生成
CaCO3 CaO+CO2
CaO+SiO2 CaSiO3
①氧化：2Fe+O2 2FeO
FeO氧化鐵水里的Si、Mn、C等.如C+FeO
Fe+CO
②造渣：生成的硅錳氧化物得鐵水里的硫、磷跟造渣材料反應形成爐渣排出.
③脫氧,并調整Mn、Si含量
2FeO+Si 2Fe+SiO2
主要設備x09高爐x09轉爐
1.過渡元素位于周期表中中部從ⅢB～ⅡB族十個縱行,分屬于第四周期至第七周期.過渡元素都是金屬,又叫過渡金屬.
過渡金屬的密度一般比較大,熔沸點較高,有較高的硬度、較好的延展性和機械加工性能,較好的導電、導熱性能和耐腐蝕性能.
過渡元素的原子最外層電子數(shù)不超過兩個,在化學反應中,最外層和次外層都容易失去電子,因此過渡元素有可變化合價.所以當Fe與弱氧化劑反應時,只失去最外層上的2個電子,形成Fe2+；當Fe與強氧化劑反應時,還能進一步失去次外層上的一個電子,形成Fe3+.這就是鐵在其化合物中通常顯+2價或+3價的原因.則Fe發(fā)生化學反應能得到+2價還是+3價,需看參加反應的氧化劑的強弱,有時還要看反應物的量之間的關系.
例如：①鐵在O2中燃燒的,一定要在集氣瓶低留有少量的水或一層沙子,防止瓶子被炸裂；②Fe與S反應中Fe只能失去其最外層的2個電子而變成+2價,反應開始后撤去酒精燈,反應可以繼續(xù)進行,說明反應放熱；③Fe在Cl2中燃燒時不但能失去最外層的2個電子,而且還可失去次外層的1個電子后成+3價,說明氧化性Cl2>S；④在高溫時能與C、P、Si等化合.
2.鐵的合金
一般地說,含碳量在2%～4.3%的鐵的合金叫做生鐵.生鐵里除含碳外,還含有硅、錳以及少量的硫、磷等,它可鑄不可煅.根據(jù)碳的存在形式可分為煉鋼生鐵、鑄造生鐵和球墨鑄鐵等幾種.
一般地說,含碳量在0.03%～2%的鐵的合金叫做鋼.鋼堅硬有韌性、彈性,可以鍛打、
壓延,也可以鑄造.
鋼的分類方法很多,如果按化學成分分類,鋼可以分為碳素鋼和合金鋼兩大類.碳素鋼就是普通的鋼.合金鋼也叫特種鋼,是在碳素鋼是適當?shù)丶尤胍环N或幾種,如錳、鉻、鎳、鎢、銅等合金元素而制成的.合金元素使合金鋼具有各種不同的特殊性能.
3.煉鐵
(1)反應原理：利用氧化——還原反應,在高溫下,用還原劑(主要是CO)把鐵從鐵礦石里還原出來.
(2)原料：鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣
(3)設備：高爐
(4)生產過程
①還原劑的生成
C+O2 CO2 CO2+C 2CO
②鐵礦石還原成鐵
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2↑
③除脈石、爐渣的形成
CaCO3 CaO+CO2↑
SiO2+CaO CaSiO3
4.煉鋼
(1)設備：氧氣頂吹轉爐
(2)主要原料：煉鋼生鐵、生石灰、氧氣.
(3)反應原理：利用氧化還原反應,在高溫下,用氧化劑把生鐵中過多的碳和其它雜質氧化為氣體或爐渣除去.
(4)煉鋼時的主要反應：
①氧化劑的生成,熱能的來源 2Fe+O2 2FeO
②降低碳的含量 C+FeO CO+Fe
③除去S、P等雜質
④加硅鐵、錳鐵、鋁除剩余FeO——脫氧
2FeO+Si 2Fe+SiO2
二、鐵的氧化物和氫氧化物
1.鐵的氧化物的比較
鐵的氧
化物x09FeOx09Fe2O3x09Fe3O4
俗稱x09x09鐵紅x09磁性氧化鐵
色、態(tài)x09黑色粉末x09黑色晶體x09紅棕色粉末
鐵的價態(tài)x09+2x09+3x09+2、+3
水溶性x09難溶于水
穩(wěn)定性x09不穩(wěn)定性
6FeO+O2=2Fe3O4x09穩(wěn)定x09穩(wěn)定
與酸的反應x09FeO+2H+=Fe2++H2Ox09Fe2O3+6H+=2Fe3+
+3H2Ox09Fe3O4+8H+=2Fe3++ Fe2++4H2O
與CO的反應x09FexOy+yCO=xFe+yCO2
制取x09高溫熔融,過量的鐵與氧氣反應
2Fe+O2=2FeOx09Fe(OH)3的分解
2Fe(OH)3=Fe2O3
+3H2Ox09鐵在氧氣中燃燒
3Fe+2O2=Fe3O4
2.鐵的氫氧化物的比較
x09Fe(OH)2x09Fe(OH)3
物理性質x09白色,難溶于水的固體x09紅褐色,難溶于水的固體
化學性質x09（1）與非氧化性強酸反應
Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O
(2)與氧化性酸反應
3Fe(OH)2+10HNO3=3Fe(NO3)3+NO↑+8H2O
（3）空氣中放置被氧化
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3x09（1）與酸反應
Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
（2）受熱分解
2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O
制備x09①煮沸蒸餾水,趕走溶解的氧氣②煮沸NaOH溶液,趕走溶解的氧氣③配制FeSO4溶液,加少量的還原鐵粉④用長滴管將NaOH溶液送入FeSO4溶液液面以下
Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓x09將NaOH溶液滴入Fe2(SO4)3溶液中
Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
1. Fe3O4是復雜的化合物,經(jīng)研究證明,在Fe3O4晶體中有1/3的Fe是+2價,有2/3的Fe是+3價,可看成FeO?Fe2O3,實際應寫成Fe(FeO2)2,即鐵酸亞鐵鹽,不是一般的氧化物.
2.Fe(OH)2和Fe(OH)3從溶液中析出的現(xiàn)象不同,前者是白色絮狀沉淀,后者是紅褐色沉淀.而Fe(OH)2極不穩(wěn)定,易被氧化成Fe(OH)3,反應現(xiàn)象是：白色→灰綠色→紅褐色.
若要觀察到白色的Fe(OH)2沉淀,需要創(chuàng)造以下條件：
（1）排除亞鐵鹽溶液里的Fe3+離子,以免Fe3+離子直接與OH-結合生成Fe(OH)3.
（2）盡量排除溶液中溶解的氧氣（絕對排除是辦不到的）,以減慢生成的Fe(OH)2被氧化成Fe(OH)3的速度.
反應要用新制備的亞鐵鹽溶液,并放入少量的鐵以防止Fe3+離子產生.亞鐵鹽溶液與堿溶液在混合前分別加熱以排除溶有的空氣,然后,把堿溶液沿著試管壁加入盛亞鐵鹽溶液的試管中,或把滴管尖嘴直接插入液面下再加入堿溶液,可觀察到白色絮狀沉淀.
三、Fe、Fe2+和Fe3+之間相互轉化及檢驗
從Fe、Fe2+和Fe3+的結構可知:Fe只有還原性,Fe3+通常只有氧化性,Fe2+既具有氧化性又具有還原性.上述微粒通過跟一定的氧化劑或還原劑發(fā)生氧化還原反應,才能實現(xiàn)不同價態(tài)的鐵相互轉化,如下圖（常稱為鐵三角）：
Fe
Cl2
CO Fe3+ CO O2
Zn Cu2+ H2 HNO3
I-、I2、S Al KMnO4
Cl2、O2、HNO3、KMnO4、H2O2
Fe2+ Fe、Cu、I-、S2-、H2S Fe3+
（溶液為綠色） （溶液為棕黃色）
1.學習鐵及其化合物的性質要注意：
(1)抓價態(tài)：從鐵元素三種價態(tài)的相互轉化(鐵三角關系)去認識鐵及其化合物間的氧化—還原反應規(guī)律.
(2)想屬類：如鐵是一種比較活潑的過渡金屬,氧化亞鐵、氧化鐵為堿性氧化物,氫氧化亞鐵、氫氧化鐵為不溶性弱堿,氯化鐵為強酸弱堿鹽,由此去分析理解它們各自所具有的性質.
2.鐵元素的原子在化學反應中,當遇弱氧化劑(如S、H+、Cu2+、I2等)時,鐵只能失去最外層的兩個電子,而生成+2價鐵的化合物,當遇到強氧化劑(如Cl2、Br2、HNO3等)時,鐵原子可以再失去次外層上的一個電子而生成+3價鐵的化合物.
3.具體反應有：
（1）Fe2+→Fe3+
①2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-（在亞鐵鹽溶液中通入氯氣,溶液由淺綠色變?yōu)樽攸S色）.
②4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O（亞鐵鹽溶液在空氣中容易變質,如綠礬露置于空氣中則是：12FeSO4+3O2=4Fe2(SO4)3+2Fe2O3）
③3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++2H2O+NO↑
④5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++4H2O+Mn2+
如在FeCl2溶液中滴加酸性KMnO4溶液,溶液由淺綠色變棕黃色,在酸性KMnO4溶液滴加FeCl2溶液,溶液由紫紅變棕黃.
⑤2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
（2）Fe3+→Fe2+
①2Fe3++S2+=2Fe2++S,如在FeCl3溶液中滴加適量的Na2S溶液,溶液變渾濁,濾去沉淀則濾液為淺綠色；如加入過量的Na2S溶液,則又有黑色沉淀生成（FeS）,向Fe3+溶液中通入H2S氣體的離子方程式為：2Fe2++H2S=2Fe3++2H++S↓.
②2Fe3++SO32－+2H2O=2Fe2++SO42-+2H+
③2Fe3++Fe=3Fe2+,在FeSO3溶液中往往要加鐵的原因是可以防止Fe2+被氧化為Fe3+.
④2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,電路板的制作是利用FeCl3溶液與的銅反應.
⑤2Fe3++2I－=2Fe2++I2
4.Fe2+和Fe3+的檢驗
（1）Fe2+的檢驗：
方法一：滴加KSCN溶液,無明顯現(xiàn)象,再滴加新制氯水,溶液立即變紅色.
方法二：滴加NaOH溶液,生成白色絮狀沉淀,該沉淀迅速變?yōu)榛揖G色,最后變?yōu)榧t褐色.
（2）Fe3+的檢驗：
方法一：滴加KSCN溶液或NH4SCN溶液,溶液立即變?yōu)檠t色.
方法二：滴加NaOH溶液,出現(xiàn)紅褐色沉淀.
1.Fe2+和Fe3+的相互轉化
Fe2+有還原性,高錳酸鉀、重鉻酸鉀、過氧化氫等氧化劑能把它氧化成Fe3+：
MnO-4+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
H2O2+2Fe2++2H+=2F3++2H2O
在酸性溶液中,空氣中的氧也能把Fe2+氧化：
4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
在堿性溶液中,Fe2+的還原性更強,它能把NO-3和NO-2還原成NH3,能把Cu2+還原成金屬銅.Fe3+具有氧化性,它能把I-氧化成I2：
2Fe3++2I-=2Fe2++I2
在無線電工業(yè)上,常利用FeCl3溶液來刻蝕銅,制造印刷線路,它們反應的化學方程式是：
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
因此,銅在氯化鐵溶液中能作還原劑,而FeCl3是氧化劑.
Fe3+在酸性溶液中容易被H2S、SnCl2等還原成Fe2+：
2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+
2F3++Sn2+=2Fe2++Sn4+
Fe3+還能被金屬鐵還原：
2Fe3++Fe=3Fe2+
在亞鐵鹽溶液中加入鐵釘可防止Fe2+被氧化為Fe3+.
2.Fe2+和Fe3+的顏色
Fe2+在水溶液中通常以水合離子［Fe(H2O)6］2+形式存在,呈淡綠色,并存在下列平衡：
［Fe(H2O)6］2++H2O ［Fe(H2O)5OH］++H2O+
這個平衡的pK=9.5,水解的程度很小,溶液近于中性.
Fe3+在酸性溶液中,通常以淡紫色的［Fe(H2O)6］3+形式存在.三氯化鐵以及其他+3價鐵鹽溶于水后都發(fā)生顯著的水解,實質是+3價水合鐵離子的水解.只有在PH=0左右時,才有［Fe(H2O)6］3+存在(但由于有陰離子的存在,會生成其他的絡離子,影響淡紫色的觀察).當PH為2～3時,水解趨勢很明顯.它們的水解平衡如下：
［Fe(H2O)6］3++H2O ［Fe(H2O)5(OH)］2++H3O+
K=10-3.05
［Fe(H2O)5(OH)］2++H2O ［Fe(H2O)4(OH)2］++H3O+
K=10-3.26
生成的堿式離子呈黃色,它可聚合成二聚體：
2［Fe(H2O)6］3+ ［Fe2(H2O)8(OH) 2］4++2H3O+
K=10-2.91
二聚體是借OH-為橋把2個Fe3+連結起來形成的多核絡離子.溶液的PH越高,水解聚合的傾向越大,最后逐漸形成膠體,析出紅綜色水合氧化鐵沉淀.
煉鐵爐中的二氧化硅高爐煉鐵這個反應中,石灰石怎樣將礦石中的二氧化硅轉化為爐灰
石灰石是造渣材料,與礦石中的脈石（SiO2）結合生成渣（CaSiO3）將SiO2從鐵礦石中去除.
以上就是【看了3遍都不相信！渣仔卡西歐是真的嗎_渣仔是什么意思啊】的全部內容。
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