第三章　铁　金属材料第一节　铁及其化合物铁元素的存在：铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位，主要以+2价和+3价化合物的形式存在游离态的铁主要是来自太空中的陨铁，化合态的铁主要来自铁矿石常见的铁矿石有赤铁矿（Fe。

2O3）、磁铁矿（Fe3O4）、菱铁矿（FeCO3）等铁的发现和使用：我国在春秋初年已掌握冶铁技术，铁制工具逐渐取代青铜器现代工业冶铁的原理是在炼铁高炉内将铁矿石、焦炭等原料混合，并鼓入空气，在高温条件下用CO将铁还原出来。

一、铁的单质1、物理性质熔点、沸点高，有延展性，能导电、导热，能被磁化日常生活中，常用铁制炊具，利用其导热性其导电性不如铜、铝，一般不会用铁作导线铁能被磁化，其与硅合金可用作导磁材料2、化学性质（1）铁与非金属单质、酸和盐溶液的反应

如，与氧气、氯气、硫、非氧化性酸（盐酸、稀硫酸等）、硫酸铜溶液等的反应：

（2）铁与水的反应通常情况下，铁不能与水反应，如果改变条件，能否反应。实验：铁粉与水蒸气的反应

实验装置：湿棉花提供水蒸气，金属网罩可集中火焰，提高加热的温度实验现象：试管中生成黑色的固体，肥皂泡点燃有爆鸣声，并产生黄色的火焰（肥皂液中含钠元素）实验结论：铁与水蒸气在高温下反应，生成四氧化三铁和氢气。

思考：工业上炽热的钢水或铁水注入模具之前，模具为什么必须干燥？铁与水在高温下反应产生氧化物和氢气，易产生安全事故小结：Fe是一种中等活泼的金属，有较强的还原性Fe与较弱的氧化剂（如盐酸、硫酸铜等）反应，Fe原子失去两个电子生成+2价Fe的化合物；与较强的氧化剂（如氯气）反应，Fe原子失去三个电子生成+3价Fe的化合物；在某些时候会同时生成+2、+3价Fe的化合物。

3、人体内的铁元素：主要形成血红蛋白，参与氧气的运输，还有一部分形成各种酶人缺铁会造成贫血，记忆力、免疫力和对温度的适应能力下降动物的内脏、肉、蛋类食物中含铁较多且易吸收，铁强化酱油也可以减少缺铁性贫血的发生。

二、铁的氧化物铁常见的氧化物有氧化亚铁、氧化铁和四氧化三铁。

注：Fe3O4是纯净物，不是混合物，也不是碱性氧化物。FeO不稳定，在加热条件下能被氧气迅速氧化成Fe3O4。

三、铁的氢氧化物1、铁的氢氧化物的制备铁有氢氧化铁和氢氧化亚铁两种氢氧化物，一般可用其对应的可溶性盐和碱溶液反应制得实验：铁的氢氧化物的制备实验操作：在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeSO4

溶液，然后各滴入NaOH溶液。实验现象及结论：在FeCl3溶液中滴入NaOH溶液，生成红褐色沉淀。

在FeSO4溶液中滴入NaOH溶液，生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变成灰绿色，最后会有红褐色物质生成。

2、铁的氢氧化物的性质氢氧化铁和氢氧化亚铁都是难溶于水的弱碱，都能与酸发生中和反应。在一定条件下可分解得到金属氧化物和水。Fe(OH)2和Fe(OH)3性质的比较：

思考：Fe(OH)2极易被氧气氧化，为了较长时间看到白色沉淀，可采取怎样的措施实验成败的关键是要避免生成的Fe(OH)2与氧气接触被氧化，所以常采用下列措施：①将配制溶液的蒸馏水煮沸，除掉其中溶解的氧气；。

②使用新制取的FeSO4溶液，以避免有铁离子干扰；③将胶头滴管的尖嘴插入到FeSO4溶液内部，加入NaOH溶液，防止滴加液体带入氧气；④在FeSO4溶液表面加少量的苯、植物油等隔绝空气，或在液面上通入氢气等作保护气。

四、铁盐和亚铁盐常见的铁盐：FeCl3、Fe2（SO4）3等，溶于水能电离出铁离子，水溶液为棕黄色常见的亚铁盐：FeCl2、FeSO4等，溶于水能电离出亚铁离子，水溶液为浅绿色1、铁离子和亚铁离子的检验。

实验：铁离子和亚铁离子的检验实验操作：在两支试管中分别加入少量FeCl3 和FeCl2溶液，再各滴入几滴硫氰化钾（KSCN）溶液。现象及结论：FeCl3溶液变红色，FeCl2溶液不变红色。

利用硫氰化钾（KSCN）溶液可以检验溶液中的铁离子2、铁离子和亚铁离子的性质和转化实验：铁离子和亚铁离子的性质和转化实验操作：在盛有2 mLFeCl3溶液的试管中加入过量铁粉，振荡试管，充分反应后，滴入几滴KSCN溶液，观察并记录现象。

将上层清液倒入另一支试管中，再滴入几滴氯水，又发生什么变化

现象及结论：加入足量的铁粉溶液变浅绿色，向上层清液中滴入KSCN溶液不变红色，再滴入氯水溶液变红色。

上述实验说明，铁离子有较强的氧化性，亚铁离子有较强的还原性，常见的一些还原剂和氧化剂可以实现它们的转化：

还原剂如：Fe、Cu、SO2、H2S等，氧化剂如：Cl2、O2、H2O2、HNO3、KMnO4等。亚铁离子也有较弱的氧化性：

3、铁离子和亚铁离子性质的应用（1）用覆铜板制作印刷电路板的原理电子工业中常用覆铜板（以绝缘板为基材，一面或两面覆以铜箔，以热压而成的一种板块材料）为基础材料制作印刷电器板，广泛应用于电视机、计算机、手机等产品中。

利用FeCl3溶液作为“腐蚀液”，将覆铜板上不需要的铜腐蚀。

（2）硫酸亚铁有哪些制取方法。

（3）铁离子和亚铁离子的检验方法①观察法：含亚铁离子的溶液呈浅绿色，含铁离子的溶液呈棕黄色②用碱检验，如NaOH溶液、氨水等：如果生成白色絮状沉淀，迅速变灰绿色，最终生成红褐色沉淀，证明有亚铁离子

③使用KSCN溶液：加入KSCN溶液无明显现象，再滴入氯水变成红色溶液，证明有亚铁离子。

加入KSCN溶液，溶液变为红色，证明有铁离子。

④同时含有亚铁离子和铁离子的溶液：可以使用KSCN溶液检验铁离子；铁离子对亚铁离子的检验有干扰，不能采用KSCN溶液或碱检验亚铁离子，通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去说明含有亚铁离子。

（4）在除杂中的应用FeCl3溶液中的FeCl2：加足量氯水、H2O2溶液或通入足量Cl2FeCl2溶液中的FeCl3：加足量铁粉，充分反应后过滤FeSO4溶液中的CuSO4：加足量铁粉，充分反应后过滤。

本节小结：一、铁的单质Fe有较强的还原性，被较强的氧化剂氧化为+3价Fe，被较弱的氧化剂氧化为+2价Fe，有些氧化剂可将其氧化为四氧化三铁二、铁的氧化物三、铁的氢氧化物四、铁离子和亚铁离子1、铁离子和亚铁离子的检验。

2、铁离子和亚铁离子的性质铁离子具有较强氧化性；亚铁离子有较强的还原性和较弱的氧化性。三种价态的Fe之间的相互转化关系：

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