铁元素：

在元素周期表中的位置：铁的原子序数26，位于周期表中第四周期，第Ⅷ族。
(1)物理性质：银白色、有金属光泽，密度较大，熔点较高，硬度较小，具有导电、导热、延展性，可被磁铁吸引。
(2)化学性质：较活泼的金属，+2、+3价两种价态
①与强氧化剂反应(如：Cl₂ Br₂ 过量稀HNO₃)生成+3价铁的化合物。如：


注：铁常温下在浓硫酸和浓硝酸中钝化，但加热可以反应，且被氧化成Fe³⁺
②与弱氧化剂反应(如S I₂ H⁺ Cu²⁺)生成+2价铁的化合物，如：


③铁与氧气、水蒸气反应生成Fe₃O₄(FeO·Fe₂O₃)

铁的性质：

1. 物理性质：铁是黑色金属，具有铁磁性
2. 铁的化学性质：
    ①与强氧化剂反应(如：Cl_2、 Br₂ 、过量稀HNO₃)生成+3价铁的化合物。如：
   
   
   注：铁常温下在浓硫酸和浓硝酸中钝化，但加热可以反应，且被氧化成Fe³⁺
   ②与弱氧化剂反应(如S、 I₂ 、H⁺ 、Cu²⁺)生成+2价铁的化合物，如：
   
   
   ③铁与氧气、水蒸气反应生成Fe₃O₄(FeO·Fe₂O₃)
   
   
   

铁与稀硝酸的反应：

1. 铁少量时：
2. 铁过量时：3Fe+8HNO₃==3Fe(NO₃)₂+2NO+4H₂O

两式可通过2Fe³⁺+Fe==3Fe²⁺联系起来。

注意：

1. 铁元素性质活泼，自然界中的铁元素几乎都是以化合态存在，只有在陨石中存在游离态的铁元素。
2. 过量的铁与氯气反应，不会生成FeCl₂，因为铁还原三价铁必须在水溶液中进行。
3. 金属与强氧化性酸反应，不会生成H₂。

化学性质：

铁元素性质活泼，有较强的还原性。

铁三角关系：

硅：

①元素符号：Si
②原子结构示意图：
③电子式：
④周期表中位置：第三周期ⅣA族
⑤含量与存在：在地壳中的含量为26．3％，仅次于氧，在自然界中只以化合态存在
⑥同素异形体：晶体硅和无定形硅

硅的物理性质和化学性质：

（1）物理性质：晶体硅是灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体，它的结构类似金刚石，具有较高的沸点和熔点，硬度也很大，它的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。 （2）化学性质：化学性质不活泼
①常温下，除与氟气、氢氟酸及强碱溶液反应外，与其他物质不反应

(雕刻玻璃)

②在加热条件下，能与氧气、氯气等少数非金属单质化合


(4)制备：在电炉里用碳还原二氧化硅先制得粗硅：，将制得的粗硅，再与Cl₂反应后，蒸馏出SiCl₄，然后用H₂还原SiCl₄可得到纯硅。有关的反应为：。

碳族元素中碳和硅的一些特殊规律:

1.金刚石和晶体硅都是原子晶体，但金刚石不导电，晶体硅能导电．且金刚石的熔点(大于3550℃)比硅的熔点(1410℃)高；石墨是过渡型晶体或混合型晶体，也能导电。
2.碳和硅都能跟O2反应生成氧化物，碳的两种氧化物CO和CO2在常温下是气体，而硅的氧化物SiO2 在常温下是固体。
3.碳跟碱溶液不反应，而硅跟碱溶液能反应。
Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑
4．碳在高温时能跟水蒸气反应，而硅不能。
C+H2O(g)CO+H2
5．碳跟氢氟酸不反应，而硅能跟氢氟酸反应。
Si+4HF==SiF4↑+2H2↑
6．碳能被浓硫酸(或浓硝酸)氧化生成二氧化碳，但硅不能被浓硫酸(或浓硝酸)氧化。
C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
C+4HNO3(浓)4NO2↑+2H2O+CO2↑
7．碳和硅都具有还原性，且硅的还原性比碳强，但在高温时碳能把硅从SiO2中还原出来。
2C+SiO2Si+2CO↑
8．碳的氯化物都不能自燃，而SiH4能自燃。
SiH4+2O2==SiO2+2H2O
9．通常情况下，周态CO、CO2都是分子晶体，熔、沸点都很低；而SiO2是原子晶体，熔、沸点较高。
10．CO2溶于水且能跟水反应生成碳酸，SiO2却不能.
11．CO2跟氢氟酸不反应，而SiO2能跟氢氟酸反应.
SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O
12．CO2跟碱溶液反嘘生成正盐或酸式盐，而SiO2 跟碱溶液反应只生成正盐。
CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O
CO2+NaOH==NaHCO3
SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
13．在溶液中Na2SiO3可转变为Na2CO3，而在高温条件下Na2CO3又可转变为Na2SiO3。
Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3↓
Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑

硅及其化合物的几种反常现象:

1．Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si 可从平衡移动的角度理解，由于高温下生成了气态物质CO2它的放出降低了生成物的浓度，有利于应反正向进行，故可发生反应：SiO2+2CSi+2CO↑
2．部分非金属单质能与碱溶液反应，但其中只有 Si与碱反应放出H2 常见的非金属单质与碱溶液的反应有：
Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O①
3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O②
Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑③
在反应①②中，Cl2、S既作氧化剂又作还原剂：在反应③中，Si为还原剂。
3．非金属单质一般不与弱氧化性酸反应，而硅不但能与氢氟酸反应，而且还会产生H2
4．硅酸不能由相应的酸酐与水反应制得制取硅酸的实际过程很复杂，条件不同可得到不同的产物，通常包括原硅酸(H2SiO4)及其脱水得到的一系列酸。原硅酸经两步脱水变为SiO2，SiO2是硅酸的酸酐，是一种不溶于水的同体，不能直接用它制备硅酸，用SiO2制取硅酸时，可先将SiO2溶于烧碱中，再向溶液中加入足量的盐酸或通入过量的CO2，析出的胶状物就是原硅酸，将原硅酸在空气中脱水即得硅酸，反应原理可理解为：
SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
Na2SiO3+CO2+2H2O==Na2CO3+H4SiO4↓
H4SiO4==H2SiO3+H2O
5．非金属氧化物的熔沸点一般较低，但SiO2的熔沸点却很高非金属氧化物一般为分子晶体，但SiO2为原子晶体。分子晶体中分子以分子问作用力相结合，而分子间作用力很弱，破坏它使晶体变为液体或气体比较容易；而在SiO2晶体中每个硅原子与四个氧原子相结合，形成硅氧四面体，在每个硅氧四面体结构单元中Si—O 键的键能很高，同时硅氧四面体结构单元可通过共用顶角氧原子连成立体网状结构，所以要使它熔融，必须消耗更多的能量，因此SiO2的熔沸点很高。
6．SiO2是酸性氧化物却能跟HF作用
SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O，此反应并不是因为HF的酸性，而是因为为常温下SiF4为气态物质，有利于反应正向进行，这是SiO2的突出特性，当然也是HF 的特性。
7．H2CO3的酸性强于H2SiO3。但却能发生如下反应：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑
强酸制备弱酸作为判断反应方向的依据，只适用于水溶液体系，而在非水溶液的条件下不一定适用，在高温下能发生反应：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+ CO2↑的原因是H2SiO3难挥发，H2CO3易挥发，这符合高沸点物质制低沸点物质的反应规律，与此反应类似的还有：
2NaCl+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑
NaNO3+H2SO4(浓)NaHSO4+HNO3↑
上述两反应并不是由于H2SO4的强酸性，而是由于H2SO4为高沸点酸，HCl、HNO3为低沸点酸。

硅的用途：

高纯硅可作半导体材料，制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制造太阳能电池。硅的合金用途也很广，如含硅4%的钢具有良好的导磁性，可用来制造变压器的铁芯；含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性，可用来制造耐酸设备。

氯水的成分：

新制氯水中存在的分子有盐酸（HCl)、次氯酸（HClO)，水（H₂O)、还有氯气

氯水的性质：

新制氯水呈黄绿色、有刺激性气味，属于混合物，其所含的多种微粒使氯水的化学性质表现出多重性。
①氯水的Cl₂氧化性，只表现氯水的氧化性
A. 在某些含非金属阴离子的溶液中加氯水。

氯水滴加溶液	反应方程式	实验现象
KI溶液	2KI+Cl2==2KCl+I2	溶液由无色变橙黄色
NaBr溶液	2NaBr+Cl2==NaCl+Br2	溶液由无色变橙色
K2S溶液	K2S+Cl2==2KCl+S↓	溶液变浑浊
Na2SO3溶液	Na2SO3+Cl2+H2O==Na2SO4+2HCl	氯水颜色褪去

B. 在某些含有较强还原性阳离子的溶液中滴加氯水。如：在FeCl₂溶液中滴加氯水，溶液由浅绿色变成棕黄色，是由于Cl₂将Fe²⁺氧化Fe³⁺的缘故。2FeCl₂+Cl₂==2FeCl₃
C. 某些强还原性的气体通入氯水中，氯气将其氧化。

通入的气体	化学方程式	实验现象
H2S	H2S+Cl2==2HCl+S↓	溶液出现浑浊
HBr	2HBr+Cl2==2HCl+Br2	溶液由浅黄绿色变橙色
HI	2HI+Cl2==2HCl+I2	溶液由浅黄色变橙黄色
SO2	SO2+Cl2+2H2O==H2SO4+2HCl	溶液浅黄色褪去

②氯水中的盐酸和次氯酸起作用。
A. 新制氯水滴入NaOH溶液等强碱溶液中，氯水褪色：

B. 新制氯水中滴加紫色石蕊试液时，溶液先变红色，后褪色，是盐酸的强酸性和次氯酸的强氧化性共同作用的结果。 ③氯水中次氯酸的强氧化性。
新制氯水起漂白作用时，是由于HClO的强氧化性将色素氧化使之褪色的结果，也是Cl₂的漂白、杀菌、消毒作用必须有水存在的根本原因。
④氯水中盐酸的强酸性。
在AgNO₃溶液中滴加适量的氯水，有白色沉淀生成。是氯水中的HCl与AgNO₃作用的结果。
⑤氯水中盐酸的强酸性和氯气的强氧化性共同起作用。
向氯水中加镁粉、铝粉等活泼金属时，可观察到氯水颜色褪去且有气泡冒出，氯水中的Cl₂和HCl与镁、铝共同作用的结果。

有关氯水问题的分析方法：

 1．氯水性质的多样性
氯气溶于水形成的溶液叫氯水，新制的氯水呈浅黄绿色，有刺激性气味。氯水中存在三个平衡：，，。所以，在氯水中存在三种分子：Cl₂、 H₂O、HClO；四种离子：H⁺、Cl^-、ClO^-及少量OH^-。由于在光照条件下HClO可分解，故久置的氯水为盐酸。
(1)氯水的性质氯水在与不同物质发生反应时，表现出成分的复杂性和性质的多样性。

说明：
①氯水通常现用现制，可短时间密封保存于棕色试剂瓶中(见光或受热易分解的物质均保存在棕色试剂瓶中)；
②Cl：使湿润的蓝色石蕊试纸先变红，后褪色。
(2)新制氯水、久置氯水、液氯的区别

外界因素对平衡的影响:

卤离子的检验方法：

1.银盐法：

特别提醒：加入稀HNO₃的目的是防止CO₃^2-、 PO₄^3-等离子的干扰。有关反应为：

2．置换一萃取法

3．置换一淀粉法检验I^-

硝酸的分子结构:

化学式(分子式)：HNO3，结构式：HO—NO2。 HNO3是由极性键形成的极性分子，故易溶于水，分子问以范德华力结合，固态时为分子晶体。

硝酸的物理性质和化学性质:

(1)物理性质：纯硝酸是无色油状液体, 开盖时有烟雾，挥发性酸[沸点低→易挥发→酸雾]
熔点：-42℃，沸点：83℃。密度：1.5 g/cm³，与水任意比互溶，98%的硝酸为发烟硝酸，69%以上的硝酸为浓硝酸。
(2)化学性质：
①具有酸的一些通性：例如：
(实验室制CO₂气体时，若无稀盐酸可用稀硝酸代替)
②不稳定性：HNO₃见光或受热发生分解，HNO3越浓，越易分解．硝酸分解放出的NO₂溶于其中而使硝酸呈黄色。有关反应的化学方程式为：
③强氧化性：不论是稀HNO₃还是浓HNO₃，都具有极强的氧化性，HNO3浓度越大，氧化性越强。其氧化性表现在以下几方面
A. 几乎能与所有金属(除Hg、Au外)反应。当HNO₃与金属反应时，HNO₃被还原的程度(即氮元素化合价降低的程度)取决于硝酸的浓度和金属单质还原性的强弱。对于同一金属单质而言，HNO₃的浓度越小，HNO₃被还原的程度越大，氮元素的化合价降低越多。一般反应规律为：
    金属 + HNO₃(浓) → 硝酸盐 + NO₂↑ + H₂O
    金属 + HNO₃(稀) → 硝酸盐 + NO↑ + H₂O
    较活泼的金属(如Mg、Zn等) + HNO₃(极稀) → 硝酸盐 + H₂O + N₂O↑(或NH₃等)
金属与硝酸反应的重要实例为：
①
该反应较缓慢，反应后溶液显蓝色，反应产生的无色气体遇到空气后变为红棕色(无色的NO被空气氧化为红棕色的NO₂)。实验室通常用此反应制取NO气体。
②
该反应较剧烈，反应过程中有红棕色气体产生。此外，随着反应的进行，硝酸的浓度渐渐变稀，反应产生的气体是NO₂、NO等的混合气体。

B. 常温下，浓HNO₃能将金属Fe、A1钝化，使Fe、A1的表面氧化生成一薄层致密的氧化膜。因此，可用铁或铝制容器盛放浓硝酸，但要注意密封，以防止硝酸挥发变稀后与铁、铝反应。(与浓硫酸相似)

C. 浓HNO₃与浓盐酸按体积比1∶3配制而成的混合液叫王水。王水溶解金属的能力更强，能溶解金属Pt、Au。

D. 能把许多非金属单质(如C、S、P等)氧化，生成最高价含氧酸或最高价非金属氧化物。例如：


E．能氧化某些具有还原性的物质，如等，应注意的是NO₃^-无氧化性，而当NO₃^-在酸性溶液中时，则具有强氧化性。例如，在Fe(NO₃)₂溶液中加入盐酸或硫酸，因引入了H⁺而使Fe²⁺被氧化为Fe³⁺；又如，向浓HNO₃与足量的Cu反应后形成的Cu(NO₃)₂中再加入盐酸或硫酸，则剩余的Cu会与后来新形成的稀HNO₃继续反应。 F. 能氧化并腐蚀某些有机物，如皮肤、衣服、纸张、橡胶等。因此在使用硝酸(尤其是浓硝酸)时要特别小心，万一不慎将浓硝酸弄到皮肤上，应立即用大量水冲洗，再用小苏打或肥皂液洗涤。
(3)保存方法：硝酸易挥发，见光或受热易分解，具有强氧化性而腐蚀橡胶，因此，实验室保存硝酸时，应将硝酸盛放在带玻璃塞的棕色试剂瓶中，并贮存在黑暗且温度较低的地方。
(4)用途：硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、染料、塑料、硝酸盐等。

三大强酸:

几种常见酸的比较:

浓硝酸与稀硝酸的氧化性比较：

由铜与硝酸反应的化学方程式知，浓硝酸被还原为NO2，氮的化合价由+5→+4；而稀硝酸被还原为NO，氮的化合价由+5→+2，由此得出稀硝酸具有更强的氧化能力的结论是错误的。因为氧化剂氧化能力的强弱取决于得电子能力的强弱，而不是本身被还原的程度。实验证明，硝酸越浓，得电子的能力越强，因而其氧化能力越强。如稀硝酸能将HI氧化为I2，而浓硝酸可将HI氧化为HIO3。


硝酸在氧化还原反应中，其还原产物可能有多种价态的物质：等，这取决于硝酸的浓度和还原剂还原性的强弱。除前面的实例外，锌与硝酸可发生如下反应：

浓硝酸的漂白作用:

在浓硝酸中滴入几滴紫色石蕊试液，微热，可观察到：溶液先变红后褪色，说明浓硝酸具有强氧化性，可以使某些有色物质褪色(氧化漂白)。但一般不用它作漂白剂，因为它还具有强腐蚀性。新制氯水或浓硝酸能使淀粉碘化钾试纸先变蓝后褪色，这不是因为它们的漂白性，而是因为发生了如下的化学反应：

这是因为过量的氯水或硝酸又把I2氧化成了HIO3而使试纸褪色的。
另外，浓H2SO4遇湿润的蓝色石蕊试纸的现象是先变红后变黑。这是由浓H2SO4的强酸性和脱水性造成的(脱水炭化而变黑)。