本试题 “铁和铁合金是生活中常用的材料,下列说法正确的是( )A.一定条件下,铁粉可与水蒸气反应B.不锈钢是铁合金,只含金属元素C.铁与盐酸反应,铁合金不与盐酸...” 主要考查您对氧化亚铁
氧化铁
四氧化三铁
氢氧化亚铁
氢氧化铁
合金
等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
氧化亚铁:
(1)色态:黑色粉末
(2)溶解性:不溶于水,不与水反应,溶于盐酸、稀硫酸生成亚铁盐。
(3)稳定性:不稳定,在空气中加热时迅速被氧化成四氧化三铁
(4)氧化性:(高温下)被CO、H2、Al、C、Si等还原
(5)还原性:在空气中加热氧化为Fe3O4
氧化亚铁:
(1)色态:黑色粉末
(2)溶解性:不溶于水,不与水反应,溶于盐酸、稀硫酸生成亚铁盐。
(3)稳定性:不稳定,在空气中加热时迅速被氧化成四氧化三铁
(4)氧化性:(高温下)被CO、H2、Al、C、Si等还原
(5)还原性:在空气中加热氧化为Fe3O4
铁的氧化物:
化学式 | FeO | Fe2O3 | 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 | 不溶 | 不溶 | 不溶 |
与酸反应 | FeO+2H+==Fe2++H2O | Fe2O3+6H+==2Fe3++3H2O | Fe3O4+8H+==Fe2++2Fe3++4H2O |
用途 | 玻璃色料 | 油漆、颜料 | 做颜料和抛光剂 |
氧化性 | 高温时都能与C、CO、H2反应,被还原生成Fe单质 |
氧化亚铁的化学性质:
氧化铁:
化学式Fe2O3,溶于盐酸,为红棕色粉末。其红棕色粉末为一种低级颜料,工业上称氧化铁红,用于油漆、油墨、橡胶等工业中,可做催化剂,玻璃、宝石、金属的抛光剂,可用作炼铁原料。
(1)色态:红色粉末,俗称铁锈(铁红)
(2)溶解性:溶于盐酸、稀硫酸生成+3价铁盐;难溶于水,不与水反应。
(3)氧化性:高温下被CO、H2、Al、C、Si等还原
氧化铁的化学性质:
铁的氧化物:
化学式 | FeO | Fe2O3 | 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 | 不溶 | 不溶 | 不溶 |
与酸反应 | FeO+2H+==Fe2++H2O | Fe2O3+6H+==2Fe3++3H2O | Fe3O4+8H+==Fe2++2Fe3++4H2O |
用途 | 玻璃色料 | 油漆、颜料 | 做颜料和抛光剂 |
氧化性 | 高温时都能与C、CO、H2反应,被还原生成Fe单质 |
四氧化三铁:
又称磁性氧化铁,具有磁性的黑色晶体,不溶于水,具有优良的导电性。
四氧化三铁的性质:
(1)色态:具有磁性的黑色晶体
(2)别名:磁性氧化铁、氧化铁黑、磁铁、磁石、吸铁石、偏铁酸亚铁
(3)矿物:磁铁矿
(4)溶解性:不溶于水,与酸反应生成+2、+3铁盐
(5)稳定性:稳定
(6)还原性:在高温下,易氧化成三氧化二铁。4Fe3O4+O26Fe2O3
(7)氧化性:在高温下可与还原剂H2、CO、Al、C等反应。
铁的氧化物:
化学式 | FeO | Fe2O3 | 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 | 不溶 | 不溶 | 不溶 |
与酸反应 | FeO+2H+==Fe2++H2O | Fe2O3+6H+==2Fe3++3H2O | Fe3O4+8H+==Fe2++2Fe3++4H2O |
用途 | 玻璃色料 | 油漆、颜料 | 做颜料和抛光剂 |
氧化性 | 高温时都能与C、CO、H2反应,被还原生成Fe单质 |
氢氧化亚铁:
化学式为Fe(OH)2,白色固体,难溶于水,碱性较弱,可与常见酸反应;在空气中易被氧化,白色→灰绿色→红褐色。反应方程式如下:
(1)
(2)
(3)
氢氧化亚铁的性质:
氢氧化亚铁极易被氧化,水中的溶解氧就可以把它氧化。
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
4Fe(OH)2+O2=△=2Fe2O3+4H2O
铁的氢氧化物:
Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | |
色态 | 白色固体 | 红褐色固体 |
与盐酸反应 | Fe(OH)2+2H+==Fe2++2H2O | Fe(OH)3+3H+==Fe3++3H2O |
热稳定性 | 在空气中加热迅速生成Fe3O4 | 2Fe(OH)3=(加热)=Fe2O3+3H2O |
二者的关系 | 在空气中Fe(OH)2能够非常迅速地被氧化成Fe(OH)3,现象是:白色迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。反应方程式为:4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 |
氢氧化亚铁的制备:
因Fe(OH)2在空气中易被氧化,4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,故Fe(OH)2在水中不能稳定存在,在实验室制取Fe(OH)2时,一定要用新制的亚铁盐和先加热驱赶掉O2的NaOH溶液,且滴管末端要插入试管内的液面以下,再滴加NaOH溶液,也可以在反应液面上滴加植物油或苯等物质进行液封,以减少Fe(OH)2与O2的接触。关于Fe(OH)2制备的方法很多,核心问题有两点,一是溶液中溶解的氧必须除去,二是反应过程必须与O2隔绝。
1、操作方法:在试管里注入少量新制备的硫酸亚铁溶液,再向其中滴入几滴煤油,用胶头滴管吸取氢氧化钠溶液,将滴管尖端插入试管里溶液液面下,逐滴滴入氢氧化钠溶液,观察现象。另外,为使氢氧化亚铁的制备成功,先将硫酸亚铁溶液加热,除去溶解的氧气。
实验现象:滴入溶液到硫酸亚铁溶液中有白色絮状沉淀生成。白色沉淀放置一段时间,振荡后迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。
注:白色沉淀:Fe(OH)2;灰绿色沉淀:Fe(OH)2和Fe(OH)3的混合物;红褐色沉淀:Fe(OH)3
方法的改进:可在液面上滴加苯或者油进行液封,可有效防止氧的溶解。
【典例】 Ⅰ.用不含Fe3+的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入________。
(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。
(3)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液,这样操作的理由是__________________________________________________________ ________________________________________________________
Ⅱ.在如图所示的装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。
(1)在试管Ⅰ中加入的试剂是________。
(2)在试管Ⅱ中加入的试剂是________。
(3)为了制得Fe(OH)2白色沉淀,在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂,打开止水夹,塞紧塞子后的实验步骤是_____________________________。
(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,理由是_________________________________________________________________。
【答案】:Ⅰ.(1)稀H2SO4、铁屑 (2)煮沸 (3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化 Ⅱ.(1)稀H2SO4和铁屑 (2)NaOH溶液 (3)检验试管Ⅱ出口处排出的H2的纯度,当排出的H2已经纯净时再夹紧止水夹 (4)试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ,故外界O2不易进入
2、电化学制备
【典例】 由于Fe(OH)2极易被氧化,所以实验室难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。若用下图所法实验装置可制得纯净的Fe(OH)2沉淀。两极材料分别为石墨和铁。
①a电极材料为_______,其电极反应式为_______________。
②电解液d可以是_______,则白色沉淀在电极上生成;也可以是_______,则白色沉淀在两极之间的溶液中生成。
A.纯水 B.NaCl溶液 C.NaOH溶液 D.CuCl2溶液
③液体c为苯,其作用是______________,在加入苯之前,对d溶液进行加热处理的目的是___________。
④为了在短时间内看到白色沉淀,可以采取的措施是____________________。
A.改用稀硫酸做电解液 B.适当增大电源电压 C.适当缩小两电极间距离 D.适当降低电解液温度
⑤若d改为Na2SO4溶液,当电解一段时间,看到白色沉淀后,再反接电源,继续电解,除了电极上看到气泡外,另一明显现象为___________。
【答案】:①Fe;Fe-2e-=Fe2+ ②C;B ③隔绝空气防止Fe(OH)2被空气氧化;排尽溶液中的氧气,防止生成的Fe(OH)2在溶液中氧化 ④B、C ⑤白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色
氢氧化铁:
红褐色固体,难溶于水,易与酸反应;加热可分解生成氧化铁。反应方程式如下:
(1)
(2)
(3)
氢氧化铁胶体的制备:
操作步骤:将烧杯中的蒸馏水加热至沸腾,向沸水中滴加5~6滴饱和FeCl3溶液,继续煮沸至呈红褐色为止。
离子方程式:Fe3++3H2O=(加热)=Fe(OH)3(胶体)+3H+
铁的氢氧化物:
Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | |
色态 | 白色固体 | 红褐色固体 |
与盐酸反应 | Fe(OH)2+2H+==Fe2++2H2O | Fe(OH)3+3H+==Fe3++3H2O |
热稳定性 | 在空气中加热迅速生成Fe3O4 | 2Fe(OH)3=(加热)=Fe2O3+3H2O |
二者的关系 | 在空气中Fe(OH)2能够非常迅速地被氧化成Fe(OH)3,现象是:白色迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。反应方程式为:4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 |
合金的概念:
由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
合金的特性:
合金与各成分金属相比,具有许多优良的物理、化学和机械性能。
(1)合金的硬度一般比它的成分金属的大。
(2)合金的熔点一般比它的成分金属的低。
钢:
(1)钢和生铁同属于铁的合金。将铁矿石冶炼成生铁,生铁进一步冶炼可成为钢。
(2)钢是用量最大、用途最广的合金,按其化学成分可分为两大类:碳素钢和合金钢。
(3)碳素钢俗称普通钢。根据含碳量的多少,碳素钢又可以分为三类,见下表:
合金名称 | 含碳 | 主要性质 |
低碳钢 | <0.3% | 韧性、焊接性好,但强度低 |
中碳钢 | 0.3%~0.6% | 强度高,韧性及加工性好 |
高碳钢 | >0.6% | 硬而脆,热处理后弹性好 |
名称 | 其他主要合金元素 | 主要特性 | 主要用途 |
锰钢 | 锰 | 韧性好,硬度大 | 钢轨、轴承、钢磨、挖掘机铲斗、坦克装甲 |
不锈钢 | 铬、镍 | 抗腐蚀性好 | 医疗器械、容器、炊具等 |
硅钢 | 硅 | 导磁性好 | 变压器、发电机和电动机的铁芯 |
钨钢 | 钨 | 耐高温,硬度大 | 刀具 |
其他几种常见合金的主要成分,性能和用途:
合金 | 主要成分 | 主要性能 | 主要用途 |
球墨铸铁 | 铁,碳,硅,锰 | 机械强度好 | 在某些场合可代替钢 |
黄铜 | 铜,锌 | 强度高、可塑性 好、易加工、耐腐蚀 |
机器零件、仪表、日用品 |
青铜 | 铜,锡 | 强度高、可塑性好、 耐磨、耐腐蚀 |
机器零件如轴承、齿轮等 |
白铜 | 镍,铜 | 光泽好、耐磨、 耐腐蚀、易加工 |
钱币、代替银做饰品 |
焊锡 | 锡,铅 | 熔点低 | 焊接金属 |
硬铝 | 铝,铜,锰,镁,硅 | 强度和硬度好 | 火箭、飞机、轮船等制造业 |
钛合金 | 钛,铝,钒 | 耐高温、耐腐蚀、高强度 | 用于宇航、飞机、造船,化学工业 |
金合金 | 金,银,铜,稀土元素 | 有光泽、易加工、耐磨、耐腐蚀、易导电 | 金饰品、电子元件、钱币、笔尖 |
Ti-Fe合金 | Ti,Fe | 室温下吸收H2快,且吸收H2量大,稍稍加热放H2速率快 | 储氢合金 |
合金的分类:
(1)铝合金:常见的有镁铝合金、硬铝等。硬铝密度小,强度高,具有较强的抗腐蚀能力,是制造飞机和字宙飞船的理想材料。
(2)铜合金
(3)
(4)新型合金:钛合金、耐热合金和形状记忆合金等。
几种有色金属材料的比较及新型金属材料:
1.金,银,铜的重要物理性质,性能及应用比较
金 | 银 | 铜 | ||
物理性质 | 颜色 | 黄色 | 银白色 | 紫红色 |
硬度 | Au<Ag<Cu | |||
延展性 | Au>Ag>Cu | |||
导电性 | Ag>Cu>Au | |||
导热性 | Ag>Cu>Au | |||
性能 | 极高的抗腐蚀性 | 催化,抗腐蚀性 | 在潮湿空气中易锈蚀 | |
应用 | 电子工业,航空,航天工业 | 有机合成,能源开发,医用材料制造 | 电气和电子工业,建筑材料 |
2.新型金属材料
(1)铀(U)用作核电站反应堆的核燃抖
(2)镅(Am)在烟雾探测器中用作烟雾监测材料
(3)钛(Ti)被誉为“21世纪的金属”,是一种“亲生物金属”
金属资源的合理开发和利用:
1.合理开采矿物地球上的金属矿产资源是有限的,而且是不可再生的。随着人类不断地开发利用,矿产资源日渐减少,节约并合理地开采矿产资源是合理利用金属资源最直接,最基本水的措施
2.防止金属腐蚀金属制品在使用过程中会因腐蚀而损坏,每年因腐蚀造成的钢铁资源损失占当年总产量的10%以上,因此防腐是避免金属资源损失、浪费的重要手段
3.回收和利用废旧金属回收的废旧金属制品,大部分可以重新制成金属或它们的化合物,再进行使用。例如废旧钢铁可以用于炼钢;废铁屑可用于制铁盐
4.寻找金属替代品随着金属资源的目益减少,利用可再生资源开发、研制出新型材料代替金属材料的应用,是当今社会的一项重要科研课题,例如已经研制出并已实际运用的高硬度、耐高温材料;新型的替代钢铁的无机非金属材料料;有机化工合成的各种强度的橡胶、塑料,复合材料等
与“铁和铁合金是生活中常用的材料,下列说法正确的是( )A.一...”考查相似的试题有: