掌握“鐵”知識竅門在方法

1、掌握“鐵”知識 竅門在方法 有關(guān)“鐵”的知識，其知識點貫穿于教材的各個章節(jié)，顯得分散、零亂，一定程度上影響了同學(xué)們的學(xué)習(xí)。為了使同學(xué)們盡快掌握、鞏固、提高“鐵”知識，必須選擇科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，達到事半功倍的效果。以下幾種方法，供同學(xué)們在學(xué)習(xí)時參考：一、構(gòu)建網(wǎng)絡(luò) 鐵及其主要化合物的相互關(guān)系如下：二、列表比較 鐵的主要化學(xué)性質(zhì)小結(jié)如下：三、理解透徹 同學(xué)們學(xué)習(xí)時，需要對以下知識點透徹理解，不能滿足一知半解： 1. 對“鐵是一種化學(xué)性質(zhì)比較活潑的金屬”的理解。鐵在純氧中能燃燒，在空氣中卻相對穩(wěn)定，而鎂能在空氣中燃燒，比較鎂、鐵，可知鐵不如鎂活潑；而鐵與銅相比，鐵可以與硫酸銅溶液發(fā)生置換反應(yīng)，而銅不能跟

2、硫酸亞鐵溶液發(fā)生反應(yīng)，可知鐵又比銅活潑。因此鎂屬于活潑金屬；銅屬于不活潑金屬；鐵的活動性介于鎂、銅之間，所以說鐵是一種化學(xué)性質(zhì)比較活潑的金屬。 2. 對“鐵在一定條件下可以與多種非金屬單質(zhì)和某些化合物反應(yīng)”的理解。首先要知道鐵的活動性與條件有關(guān)。在干燥、低溫和常溫下鐵的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，只有在潮濕的環(huán)境中才與空氣中的氧氣反應(yīng)：4Fe3O22H2O2Fe2O3。在高溫條件下鐵的化學(xué)活潑性大大提高，能與氧氣劇烈反應(yīng)：3Fe2O2。以上二例說明在不同條件下，鐵的化學(xué)活動性是不同的。其次，鐵在一定條件下不僅能與氧氣這種非金屬單質(zhì)及稀硫酸、硫酸銅發(fā)生反應(yīng)，還能與其它非金屬發(fā)生反應(yīng)。鐵在氯氣中燃燒生成三氯

3、化鐵：2Fe3Cl2。鐵能把金屬活動性不如鐵的元素從它的鹽溶液中置換出來：FeHg(NO3)2Fe(NO3)2Hg。 3. 對“鐵在不同的化合物中可以表現(xiàn)出不同的化合價”的理解。一般，鐵在置換反應(yīng)中表現(xiàn)出2價；鐵與氯氣等物質(zhì)化合時生成3價的鐵離子；另外鐵在氧氣中燃燒生成Fe3O4，F(xiàn)e3O4中，鐵元素的“表觀”化合價可看作為價。其實，F(xiàn)e3O4晶體里鐵存在著兩種不同的“表觀”化合價，其中是，是。經(jīng)X射線研究證明：Fe3O4是鐵離子和氧離子構(gòu)成的化合物，其中鐵的化合價有2價，也有3價。可用下式表明它的構(gòu)成： 它的實質(zhì)是一種鐵酸鹽，即。 4. 對“鐵為什么容易生銹及防治鐵生銹應(yīng)采取的措施”的理解。

4、鐵在潮濕的空氣中表面會生成一種棕褐色的、主要成分是氧化鐵的物質(zhì)，俗稱鐵銹，但對鐵沒有保護作用。這是因為它疏松多孔，水分、氧氣、二氧化碳等可以通過它侵蝕內(nèi)部的鐵。不僅如此，由于它疏松多孔，還容易吸收這些有害物質(zhì)，附著灰塵，為侵害自己的“敵人”提供了基地，使內(nèi)部的鐵不斷遭到“攻擊”而一層一層地剝落。由此可見，若破壞鐵生銹條件，即可達到防治鐵制品生銹的目的。常用的防銹措施有三種：一種是物理方法，即在鐵制品表面涂上一層保護膜（如刷油漆、涂油等）；另一種是化學(xué)方法，即在金屬制品表面鑲上其它金屬或通過化學(xué)反應(yīng)使鐵制品的表面生成致密的氧化膜；還有一種方法是改變鐵的組成結(jié)構(gòu)，使其更加穩(wěn)定，如摻加鉻、鎳等元素使

5、之成為不銹鋼。四、善于歸納 同學(xué)們學(xué)習(xí)時，對知識點的歸納也是十分必要的。 1. 鐵的三種氧化物相互轉(zhuǎn)化關(guān)系的歸納。鐵通常有氧化亞鐵（FeO）、氧化鐵（Fe2O3）和四氧化三鐵（Fe3O4）三種氧化物，且能在不同條件下生成不同的氧化物。Fe和O2直接反應(yīng)，在不超過570時灼熱，生成物是Fe3O4；溫度高于570時，生成的是FeO；Fe和O2直接化合，很難生成Fe2O3，當(dāng)溫度高達1300時，生成的FeO才可以進一步氧化生成Fe2O3。而Fe2O3又是最常見的鐵的氧化物，這該如何解釋呢？原因是：Fe和O2雖然不易直接生成Fe2O3，但間接生成卻不難。例如Fe發(fā)生反應(yīng)生成Fe(OH)3、Fe2(SO

6、4)3、Fe(NO)3等鹽比較容易，這些鹽分解或與其它物質(zhì)反應(yīng)不難生成Fe2O3。另外，在有水的情況下鐵很容易和氧氣發(fā)生反應(yīng)生成Fe2O3。因此，要確定哪種氧化物在反應(yīng)中出現(xiàn)，可考慮以下三點：鐵和氧氣在灼熱的情況下，生成物為Fe2O4；鐵鹽分解，鐵的生銹，表現(xiàn)金屬氧化物的典型性質(zhì)時，應(yīng)當(dāng)寫出Fe2O3。中學(xué)里所涉及到的化學(xué)反應(yīng)，大多是Fe2O3參與的反應(yīng)；中學(xué)里講煉鐵、煉鋼時，有FeO出現(xiàn)，其它一些化學(xué)反應(yīng)，很少有FeO參加。 2. 不同的金屬與酸反應(yīng)時放出氫氣量多少的歸納?；顫娊饘伲ㄤ\、鐵、鎂、鋁等）能與酸（鹽酸和硫酸）作用放出氫氣，放出氫氣量的多少一般是通過化學(xué)方程式中反應(yīng)物和生成物之間的

7、質(zhì)量比，以及所給出的金屬或酸的質(zhì)量，求出所放出氫氣的質(zhì)量。但是在許多情況下，并不要求具體數(shù)據(jù)，只需要比較一定量的不同金屬與酸反應(yīng)放出氫氣量的相對多少。 例如：等質(zhì)量的鋅、鎂、鐵、鋁分別與足量的稀硫酸反應(yīng)，放出氫氣量由多到少的順序是怎樣的？根據(jù)化學(xué)方程式可知： ZnH2 FeH2 65 2 56 2 MgH2 2Al3H2 24 2 54 6 不難看出，它們的順序是Al、Mg、Fe、Zn。因而金屬與酸作用放出氫氣的多少，既與該金屬的相對原子質(zhì)量有關(guān)，又與該金屬發(fā)生置換反應(yīng)時，所表現(xiàn)出的化合價有關(guān)。所以相同質(zhì)量的不同金屬與過量的酸反應(yīng)，放出氫氣量的多少與相對原子質(zhì)量的比值有關(guān)。即該比值越大，放出氫

8、氣越少；該比值越小，放出氫氣越多。 3. 鐵的化合物顏色比較及在溶液中顏色成因分析歸納。 鐵與酸反應(yīng)時，溶液由無色逐漸變成淺綠色，即FeCl2和FeSO4的溶液均為淺綠色，CuSO4溶液為藍色。為何這些物質(zhì)的溶液帶有顏色呢？鹽酸、硫酸為無色，可知H+、Cl-、等均無顏色，故而FeCl2、FeSO4溶液之所以顯示淺綠色，是Fe2+存在的緣故，因而某溶液中若存在Fe2+，溶液應(yīng)為淺綠色。同理，F(xiàn)eCl3溶液為黃色，是因Fe3+的存在，所以存在Fe3+的溶液應(yīng)顯示為黃色；CuSO4溶液為藍色，是因Cu2+的存在，所以存在Cu2+的溶液應(yīng)顯示為藍色。 4. 鐵在溶液中發(fā)生置換反應(yīng)時，反應(yīng)前后溶液質(zhì)量變

9、化的歸納。鐵與鹽酸、硫酸等酸發(fā)生置換反應(yīng)，溶液的質(zhì)量是增加還是減少呢？顯然，由于鐵的相對原子質(zhì)量比氫原子相對原子質(zhì)量大許多，因而溶液的質(zhì)量都是增加的；鐵與鹽溶液的置換反應(yīng)，如果兩種金屬元素在鹽中化合價相等，則由置換中金屬原子與被置換的金屬離子相對原子質(zhì)量的相對大小來決定。鐵放入硫酸銅溶液中（FeCuSO4FeSO4Cu），從微觀上講有一個鐵原子失去電子進入溶液，就會有一個銅離子得到電子成為銅原子，從溶液中析出，鐵的相對原子質(zhì)量小于銅的相對原子質(zhì)量，自然溶液的質(zhì)量就會減少了。如果兩種金屬元素在鹽中化合價不相等，這時溶液與金屬的質(zhì)量變化，不僅與兩種金屬元素的相對原子質(zhì)量大小有關(guān)，而且還與元素的化合

10、價有關(guān)，鐵與硝酸銀溶液發(fā)生反應(yīng)時Fe2AgNO3Fe(NO3)2Ag，每個鐵原子失去兩個電子進入溶液，能使兩個銀離子得到電子成為兩個銀原子，從溶液中析出，因此鐵片（鐵釘、鐵絲等）上附著銀后，將增重，而溶液因硝酸銀變成硝酸亞鐵將減少相同的質(zhì)量而減輕。五、典型示例 同學(xué)們學(xué)習(xí)時，更應(yīng)善于抓住典型范例，解決問題，學(xué)以致用。下面是一組鞏固“鐵”知識的典型范例，供同學(xué)們學(xué)習(xí)時訓(xùn)練： 例1. （考查鐵的氧化物的化學(xué)性質(zhì)）粘土中含有鐵質(zhì)，燒磚時，不噴水燒出的磚為什么是紅色的？噴水燒出的磚為什么是青黑色的？ 解析：粘土中的鐵質(zhì)，在高溫時轉(zhuǎn)化為Fe2O3，而使磚塊呈紅色；當(dāng)噴水時，磚窯中灼熱的煤發(fā)生下列反應(yīng)：C

11、H2OH2，由于CO與H2具有還原性，將Fe2O3還原成Fe3O4或FeO（均呈黑色），使磚塊轉(zhuǎn)變?yōu)榍嗪谏?例2. （考查鐵與生鐵的區(qū)別）生鐵能否完全溶解在鹽酸里，為什么？ 解析：生鐵是含碳量24.3之間的鐵合金，此外還含有少量的硅、錳、硫、磷等雜質(zhì)，而碳與其它雜質(zhì)既不能溶解在水中，也不能與鹽酸反應(yīng)，所以生鐵不能完全溶解在鹽酸里。 例3. （考查鐵與酸、鹽反應(yīng)的化學(xué)性質(zhì)）鐵罐、鋼罐能盛放濃硫酸，為什么不能盛放稀硫酸，也不能盛放硫酸銅？ 解析：濃硫酸具有氧化性，鐵遇濃硫酸會形成很薄的致密氧化物保護膜，覆蓋在其表面，使鐵跟酸隔開，阻止反應(yīng)進行。所以鐵罐、鋼罐能盛放濃硫酸。而稀硫酸沒有氧化性，不可

12、能使鐵生成保護膜，鐵能與稀硫酸反應(yīng)而被腐蝕；硫酸銅可以與鐵發(fā)生置換反應(yīng)使硫酸銅變質(zhì)，鐵容器被腐蝕。所以鐵容器不能盛放稀硫酸，也不能盛放硫酸銅。 例4. （考查鐵生銹原因與防銹方法）某同學(xué)晚上幫媽媽做飯，切完青菜就將菜刀放在砧板上，第二天早晨發(fā)現(xiàn)菜刀生銹了。試問：菜刀上是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)；菜刀為什么會生銹？為了防止這把菜刀生銹，該同學(xué)應(yīng)該怎樣做？ 解析：菜刀生銹，說明生成了與鐵不同的物質(zhì)，即生成了新物質(zhì)，發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)；因為用菜刀切青菜，刀上必沾水，放在砧板上又與空氣（氧氣）接觸，滿足了鐵生銹的條件；防止鐵生銹的方法和措施很多，但我們必須考慮到該同學(xué)是在家中，因而要防止菜刀生銹，只需用日常常用且

13、簡便易行的防銹方法。根據(jù)鐵在干燥環(huán)境中相對穩(wěn)定的性質(zhì)，可將菜刀洗凈擦干，放在干燥處即可。若不放心，還可在菜刀表面涂上一層食用油，起到隔絕空氣的作用。 例5. （考查鐵的歷史知識）我們中華民族的祖先在世界冶金史上曾譜寫過輝煌的篇章。早在距今2000余年前的西漢時期，就有“曾青得鐵則化為銅”的記述，此乃現(xiàn)代濕法冶金術(shù)之先驅(qū)。從現(xiàn)代化學(xué)觀點理解，“曾青”應(yīng)賦予的最恰當(dāng)涵義為： A. 銅（單質(zhì)）B. 硫酸銅（溶液） C. 銅的化合物D. 可溶性銅鹽 在宋代初期，人們發(fā)現(xiàn)江西上饒有一苦泉，蒸發(fā)這種苦泉會得到膽礬，熬苦泉水的鐵鍋用久了會變成銅鍋，這也是濕法冶煉銅的起源，試寫出這個反應(yīng)的化學(xué)方程式_。 解析

14、：審題時注意“曾青得鐵則化為銅”是濕法冶金的先驅(qū)，“曾青”是指銅的化合物；“濕法”，意為鐵片放入硫酸銅溶液可置換出單質(zhì)銅來；從現(xiàn)代化學(xué)觀點的理解，鐵片放入氯化銅、硝酸銅等溶液也均可置換出銅來。故“曾青”應(yīng)賦予的最恰當(dāng)涵義應(yīng)為“可溶性銅鹽”溶液。答案選D。熬苦泉水的鐵鍋用久了會變成銅鍋的化學(xué)方程式為： FeCuSO4FeSO4Cu 例6. （考查鐵知識的遷移）在潮濕空氣中，金屬銅表面也會生“銹”，經(jīng)檢驗其主要成分為堿式碳酸銅。請你結(jié)合鐵在潮濕空氣中生銹的知識進行分析。 解析：鐵在潮濕的空氣中生銹，是鐵與空氣中的氧氣、水相互作用，發(fā)生的一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，其主要成分為氧化鐵。銅在潮濕的空氣中也會

15、生“銹”，與鐵生銹有相似之處，即與氧氣和水有關(guān)，但從堿式碳酸銅的化學(xué)式Cu2(OH)2CO3進一步分析會發(fā)現(xiàn)還與空氣中的二氧化碳有關(guān)（可分析碳酸根的來源），即銅在潮濕的空氣中生銹，是銅與空氣中的氧氣、水、二氧化碳相互作用，發(fā)生的一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 2CuO2H2OCO2Cu2(OH)2CO3。 例7. （考查鐵與酸、鹽反應(yīng)后引起溶液質(zhì)量的變化）將鐵片分別投入下列溶液中，溶液質(zhì)量會減少的是（ ） A. 稀鹽酸B. 硫酸鋅溶液 C. 硫酸銅溶液D. 硫酸溶液 解析：鐵片投入某溶液中溶液質(zhì)量變化有以下幾種情況： 若鐵不與該溶液反應(yīng)，則溶液質(zhì)量不變； 若鐵與酸反應(yīng)，放出

16、氣體，參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量大于產(chǎn)生氣體的質(zhì)量，鐵片質(zhì)量減少，溶液質(zhì)量增加； 若鐵與某鹽溶液反應(yīng)，則需要比較參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量與生成金屬的質(zhì)量大小關(guān)系，若參加反應(yīng)的鐵質(zhì)量大于生成金屬的質(zhì)量，則溶液質(zhì)量增加，反之則減少。此題中B不反應(yīng)，排除掉； A、D中，F(xiàn)e2HClFeCl2H2與FeH2SO4FeSO4H2，若有56份質(zhì)量的鐵參加反應(yīng)，只逸出2份質(zhì)量H2，溶液質(zhì)量增加；C中：FeCuSO4FeSO4Cu，若有56份質(zhì)量的鐵參加反應(yīng)，則析出64份質(zhì)量的銅，溶液質(zhì)量減少。答案選C。 例8. （考查鐵知識與其它學(xué)科知識的綜合）如圖1所示，R是滑動變阻器，它的金屬滑片垂直固定在等臂杠桿的中央且可以隨杠桿

17、左右轉(zhuǎn)動。杠桿兩端分別懸掛等質(zhì)量、等體積的鐵球，此時杠桿平衡。再將鐵球同時分別浸沒到密度相同的稀硫酸和硫酸銅溶液中。反應(yīng)一段時間后會觀察到：圖1 杠桿右端的鐵球表面有_色物質(zhì)生成； 金屬滑片向_（填“左”或“右”）偏轉(zhuǎn)； 燈泡L比開始時變_（填“亮”或“暗”）。 解析：此題將杠桿原理、滑動變阻器和化學(xué)置換反應(yīng)串聯(lián)起來研究置換反應(yīng)的質(zhì)量差。題目所設(shè)三問相互聯(lián)系，在回答第一問時，不僅要知道右杯中因Fe置換出CuSO4中的Cu而使鐵球變重，同時還要知道左杯因Fe與H2SO4發(fā)生置換反應(yīng)Fe以Fe2+進入溶液而使鐵球變輕。那么第二問就可根據(jù)杠桿原理回答：金屬滑片向右偏轉(zhuǎn)，而第三問根據(jù)滑動變阻器原理回答：電阻變小，燈泡比開始時變亮。 例9. （考查鐵最新科技前沿知識）納米材料具有特殊的性能，“引火鐵”（極細的鐵粉）是一種準納米材料，這種鐵粉具有很高的反應(yīng)活性，它在空氣受撞擊或受熱會燃燒，甚至能自燃。圖2是用新制的四氧化三鐵與純凈的氫氣制備“引火鐵”的裝置：圖2 寫出四氧化三鐵與氫氣反應(yīng)生成“引火鐵”的化學(xué)方程式：_； 所盛的物質(zhì)分別是：B_、C_； 加熱前，如何用實驗檢驗裝置中的空氣是否排盡？_； 未參加反應(yīng)的氫氣直接排入實驗室中，