铁的化学性质
化学性质:
铁是工业部门不可缺少的一种金属。铁与少量的碳制成合金——钢,磁化之后不易去磁,是优良的硬磁材料,同时也是重要的工业材料,并且也作为人造磁的主要原料。铁有多种同素异形体。
铁是比较活泼的金属,在金属活动顺序表里排在氢的前面,化学性质比较活泼,是一种良好的还原剂。铁在空气中不能燃烧,在氧气中却可以剧烈燃烧。
铁是变价元素,0价只有还原性,+6价只有氧化性,+2,+3价既有还原性又有氧化性。在置换反应中一般显+2价,但有少数显+3价,如溴化亚铁和过量氯气反应:
常温时,铁在干燥的空气里不易与氧、硫、氯等非金属单质起反应,若有杂质,在潮湿的空气中易锈蚀;在有酸、碱或盐的溶液存在的湿空气中生锈更快。
在高温时,则剧烈反应,如铁在氧气中燃烧,生成Fe3O4,赤热的铁和水蒸气起反应也生成Fe3O4。加热时均能同卤素、硫、硅、碳、磷等化合。除生成+2和+3价氧化物外,还有复合氧化物Fe3O4(磁铁的主要成分)生成。
铁易溶于稀的无机酸中,生成二价铁盐,并放出氢气。在常温下遇浓硫酸或浓硝酸时,表面生成一层氧化物保护膜,使铁“钝化”,故可用铁制品盛装冷的浓硫酸或冷的浓硝酸。在加热时,铁可以与浓硫酸或浓硝酸反应,生成+3价的铁盐,同时生成SO2或NO2。
扩展资料:
铁与生活
铁元素也是构成人体的必不可少的元素之一。成人体内约有4~5克铁,其中72%以血红蛋白、35%以肌红蛋白、0.2以其它化合物形式存在,其余为储备铁。储备铁约占25%,主要以铁蛋白的形式储存在肝、脾和骨髓中。
成人摄取量是10~15mg。妊娠期妇女需要30mg。 1个月内,女性所流失的铁大约为男性的两倍,吸收铁时需要铜、钴、锰、维生素C。
需要人群:妇女特别是孕妇需要补充铁质,但要注意妊娠期妇女服用过多铁剂会使胎儿发生铁中毒。假如您正在服用消炎药或每天必须服用阿司匹林的话,那么您就需要补充铁。经常喝红茶或咖啡的人请注意,饮用大量的红茶和咖啡会阻碍铁的吸收。
铁在代谢过程中可反复被利用。除了肠道分泌排泄和皮肤、黏膜上皮脱落损失一定数量的铁(1mg/每日),几乎没有其它途径的丢失。
参考资料:百度百科---铁
2024-07-24 广告
铁是比较活泼的金属,在金属活动顺序表里排在氢的前面,化学性质比较活泼,是一种良好的还原剂。
铁是一变价元素,0价只有还原性,+6价只有氧化性,+2,+3价既有还原性又有氧化性 , 在置换反应中永远显 +2价。
铁丝在氧气中的燃烧
常温时,铁在干燥的空气里不易与氧、硫、氯等非金属单质起反应,若有杂质,在潮湿的空气中易锈蚀;在
有酸气或卤素蒸气存在的湿空气中生锈更快。在高温时,则剧烈反应,如铁在氧气中燃烧,生成Fe3O4,赤热的铁和水蒸气起反应也生成Fe3O4。加热时均能同卤素、硫、硅、碳、磷等化合。除生成+2和+3价氧化物外,还有复合氧化物Fe3O4(是磁性氧化物)生成。
铁易溶于稀的无机酸中,生成二价铁盐,并放出氢气。在常温下遇浓硫酸或浓硝酸时,表面生成一层氧化物保护膜,使铁“钝化”,故可用铁制品盛装冷的浓硫酸或冷的浓硝酸。在加热时,铁可以与浓硫酸或浓硝酸反应,生成+3价的铁盐,同时生成SO2或NO2。
1.铁在氧气中燃烧
3Fe+2O2=Fe3O4
铁丝在氧气中的燃烧
在高温时,铁在氧气中燃烧,剧烈反应,生成Fe3O4,赤热的铁和水蒸气起反应也生成Fe3O4。
2.铁与酸反应
a.铁与稀盐酸的反应
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
稀盐酸氧化性较弱,只能将铁氧化成+2价,有气泡产生。
b.铁与稀硫酸的反应
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
一般情况下,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁,有气泡产生。实际情况下则较复杂。但铁遇冷的浓硫酸或浓硝酸会钝化,故可用铁器装运浓硫酸和浓硝酸。[3]
铁与非氧化性酸(盐酸)、硫酸、硫、硫酸铜溶液等反应时失去两个电子,成为+2价;与硝酸反应时要看过量与少量和硝酸的浓稀(下列thick代表浓,scarce代表稀,much代表过量)。
3.铁与盐的反应
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
铁与硫酸铜发生置换反应。
2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂
常温下即可反应,用于刻蚀铜板。
4.与卤素反应
2Fe+3Cl₂=2FeCl₃(化合反应)
铁与氯在加热时反应剧烈,与Cl₂、Br₂、反应被氧化成Fe3+。
5.与水反应
3Fe+4H₂O(g)=高温==Fe₃O₄+4H₂(g)
铁与氧气或水蒸气反应生成的Fe₃O₄,可以看成是FeO·Fe₂O₃。
6.与单质硫反应
Fe+S=FeS
铁也能与硫、磷、硅、碳直接化合。铁与氮不能直接化合,但与氨作用,形成氮化铁Fe₂N。
二价铁离子呈淡绿色,在碱性溶液中易被氧化成三价铁离子。三价铁离子的颜色随水解程度的增大而由黄色经橙色变到棕色。纯净的三价铁离子为淡紫色。二价和三价铁均易与无机或有机配位体形成稳定的配位化合物,如 Phen为菲罗林,配位数通常为6。零价铁还可与一氧化碳形成各种羰基铁,如Fe(CO)₅、Fe₂(CO)₉、Fe₃(CO)₁₂。羰基铁有挥发性,蒸气剧毒。铁也有+4、+5、+6价态的化合物,但在水溶液中只有+6价的。
7.电离能:(单位kJ /mol)
M - M+ 759.3
M+ - M2+ 1561
M2+ - M3+ 2957
M3+ - M4+ 5290
M4+ - M5+ 7240
M5+ - M6+ 9600
M6+ - M7+ 12100
M7+ - M8+ 14575
M8+ - M9+ 22678
M9+ - M10+ 25290
晶体结构:面心立方和体心立方
一\单质有还原性,体现在与非金属氧化物,和酸(包括氧化性酸),还有金属活动顺序排在铁后的高价金属态离子或氧化物:如:
1.铁在氯气中燃烧 2Fe +3Cl2 === 2FeCl3
2. 铁与硫反应 Fe + S === FeS
3,铁与水反应 3Fe + 4H2O === Fe3O4 +4H2↑
4.铁与非氧化性酸反应 Fe +2HCl == FeCl2 + H2↑
5. 铁和过量的稀硝酸反应 Fe + 4HNO3(稀) ==Fe(NO3)3 + NO↑+ 2H2O
6. 过量的铁和稀硝酸反应 3Fe + 8HNO3(稀) == 3Fe(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O
7. 铁与硫酸铜反应 Fe + CuSO4 == FeSO4 + Cu
二\中间价态的铁既可以表现还原性,也可以表现氧化性,(依据金属活动顺序表和化学元素表的相关规律)
如:8.3FeO + 10HNO3(稀) == 3Fe(NO3)3 + NO↑+ 5H2O
9. 氧化铁与酸反应 Fe2O3 + 6HNO3 == 2Fe(NO3)3 + 3H2O
10.. 氢氧化亚铁转化成氢氧化铁 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O == 4Fe(OH)3
11.. 亚铁离子转化成铁单质 Fe2+ + Zn == Fe + Zn2+
12.3Fe(OH)2+ 10HNO3 == 3Fe(NO3)3 + NO↑+ 8H2O
13. 亚铁离子转化成铁离子 2Fe2+ + Cl2 === 2Fe3+ +2Cl
14.. 亚铁离子转化成铁单质 Fe2+ + Zn == Fe + Zn2+
三\最高价的铁即+3价,主要体现氧化性,是一种常见的氧化物
15.. 铁离子转化成亚铁离子 2Fe3+ + Fe ===3 Fe2+
16.铁离子转化成铁 Fe2O3 + 3CO === 2Fe + 3CO2
四\铁的离子形态可形成各种沉淀和络和物
17.氯化铁与氢氧化钠反应 FeCl3 + 3NaOH == Fe(OH)3↓ + 3NaCl
18.硫酸亚铁与氢氧化钠反应 FeSO4 + 2NaOH == Fe(OH)2↓+ Na2SO4
19. 硫酸亚铁与氢氧化钠反应 FeSO4 + 2NaOH == Fe(OH)2↓+ Na2SO4
20.氯化铁与碳酸钠溶 2FeCl3 + Na2CO3 + 3H2O == 2Fe(OH)3↓ +3CO2↑ +6NaCl
五\铁的化合物的其他反应;
21氢氧化铁受热反应 2Fe(OH)3 === Fe2O3 + 3H2O
22. 氧化亚铁与酸反应 FeO +2HCl == FeCl2 + H2O
铁的化学性质之一
比较活泼的金属单质,是还原剂,遇强氧化剂铁呈现高价,遇弱氧化剂铁呈现低价,可以和非金属单质、水、酸、盐溶液等发生反应:
Fe+2HCl==FeCl
2+H2↑
Fe+4HNO
3==Fe(NO3)3+2H2O+NO↑
Fe+CuSO
4==FeSO4+Cu
铁的化学性质之二
铁是中等活泼的重金属,具有磁性,与
O2燃烧生成Fe3O4,加热生成Fe2O3,炼钢炉中氧气不足生成FeO。铁与Cl2、Br2反应得到三价铁的卤化物,与I2、S、H+、Cu2+反应都得到Fe2+化合物。铁与冷浓硫酸或冷浓硝酸钝化。
铁的化学性质之三
在化学反应中铁通常作还原剂,其氧化产物根据氧化剂的氧化性强弱、物质的量的多少、反应条件的不同,可能是铁的化合物,也可能是亚铁化合物。
(1)
与O2反应
纯铁在干燥的情况下稳定,与氧气的反应,条件不同,产物不同。
(2)
与其它非金属反应
与
Cl2、Br2反应铁由0价变为+3价
与
S、I2反应铁由0价变为+2价
说明:
Cl2、Br2的氧化性比S、I2的氧化性强。
(3)
与H2O反应
对比:
Na、Mg、Al与水反应是冷水或加热,生成碱和氢气,而铁与水需高温水蒸气,生成氧化物和氢气,说明铁的金属性比Na、Mg、Al的金属性弱。
(4)
与酸的反应
由于盐酸、稀硫酸中表现氧化性的是
+1价氢,所以盐酸、稀硫酸是弱氧化剂,与铁反应时生成+2价的亚铁盐和氢气。
Fe+2H
+==Fe2++H2↑
冷的浓
HNO3和浓H2SO4使铁钝化,即表面生成一层致密的氧化物保护膜,所以用铁槽车装运浓HNO3、浓H2SO4,但加热时与铁反应生成+3价铁盐。
稀
HNO3与铁反应,也是生成+3价铁盐。
Fe+4HNO
3(稀)==Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
值得注意的是:铁与强氧化性酸反应时,得到
+3价铁盐,若金属铁过量,则+3价铁继续与铁单质反应:2Fe3+ +Fe==3Fe2+,最后生成+2价亚铁盐。
3Fe
(过量)+8HNO3(稀)==3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
(5)
与某些盐溶液的反应
一是根据金属活动性顺序,活动性顺序前边的金属把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来。
Fe+Cu
2+==Fe2++Cu
二是根据氧化还原反应的规律,同种元素的高价态与低价态反应,生成中间价态,即归中规律。
Fe+2Fe
3+==3Fe2+
以上说明:铁较易失电子,表现还原性
(金属性),根据氧化剂的强弱和反应条件被氧化成两种不同价态的产物。
铁Fe,原子序数26,相对原子质量55.847。铁有多种同素异形体,如铁、铁、铁、铁等。铁是比较活泼的金属,在金属活动顺序表里排在氢的前面。常温时,铁在干燥的空气里不易与氧、硫、氯等非金属单质起反应,在高温时,则剧烈反应。铁在氧气中燃烧,生成Fe3O4,赤热的铁和水蒸气起反应也生成Fe3O4。铁易溶于稀的无机酸和浓盐酸中,生成二价铁盐,并放出氢气。在常温下遇浓硫酸或浓硝酸时,表面生成一层氧化物保护膜,使铁“钝化”,故可用铁制品盛装浓硫酸或浓硝酸。铁是一变价元素,常见价态为+2和+3。铁与硫、硫酸铜溶液、盐酸、稀硫酸等反应时失去两个电子,成为+2价。与Cl2、Br2、硝酸及热浓硫酸反应,则被氧化成Fe3+。铁与氧气或水蒸气反应生成的Fe3O4,可以看成是FeO·Fe2O3,其中有1/3的Fe为+2价,另2/3为+3价。铁的+3价化合物较为稳定。
铁的化学性质之二
铁的电子构型为(Ar)3d64s2,氧化态有0、+2、+3、+4、+5、+6。铁的化学性质活泼,为强还原剂,在室温条件下可缓慢地从水中置换出氢,在500℃以上反应速率增高:
3Fe+4H2O→Fe3O4+4H2
铁在干燥空气中很难与氧发生作用,但在潮湿空气中很易腐蚀,若含有酸性气或卤素蒸气时,腐蚀更快。铁可从溶液中还原金、铂、银、汞、铋、锡、镍或铜等离子,如:
CuSO4+Fe→FeSO4+Cu
铁溶于非氧化性的酸如盐酸和稀硫酸中,形成二价铁离子并放出氢气;在冷的稀硝酸中则形成二价铁离子和硝酸铵:
Fe+H2SO4→FeSO4+H2↑
4Fe+10HNO3→4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O
铁溶于热的或较浓的硝酸中,生成硝酸铁并释放出氮的氧化物。在浓硝酸或冷的浓硫酸中,铁的表面形成一层氧化薄膜而被钝化。铁与氯在加热时反应剧烈。铁也能与硫、磷、硅、碳直接化合。铁与氮不能直接化合,但与氨作用,形成氮化铁Fe2N。
铁的最重要的氧化态是+2和+3。二价铁离子呈淡绿色,在碱性溶液中易被氧化成三价铁离子。三价铁离子的颜色随水解程度的增大而由黄色经橙色变到棕色。二价和三价铁均易与无机或有机配位体形成稳定的配位化合物,如
Phen为菲罗林,配位数通常为6。零价铁还可与一氧化碳形成各种羰基铁,如Fe(CO)5、Fe2(CO)9、Fe3(CO)12。羰基铁有挥发性,蒸气剧毒。铁也有+4、+5、+6价态的化合物,但在水溶液中只有+6价的。
化合物
主要有两大类:亚铁Fe(Ⅱ)和正铁Fe(Ⅲ)化合物,亚铁化合物有氧化亚铁、氯化亚铁、硫酸亚铁、氢氧化亚铁等;正铁化合物有三氧化二铁、三氯化铁、硫酸铁、氢氧化铁等。
如在亚铁氰化钾K4[Fe(CN)6]·3H2O和铁氰化钾K3[Fe(CN)6]中。铁与环戊二烯的化合物二茂铁,是一种具有夹心结构的金属有机化合物。
广告 您可能关注的内容 |