【種花家務·化學】3-5-02鐵的化合物——『數(shù)理化自學叢書6677版』
【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學叢書6677版』,此版叢書是“數(shù)理化自學叢書編委會”于1963-1966年陸續(xù)出版,并于1977年正式再版的基礎自學教材,本系列叢書共包含17本,層次大致相當于如今的初高中水平,其最大特點就是可用于“自學”。當然由于本書是大半個世紀前的教材,很多概念已經(jīng)與如今迥異,因此不建議零基礎學生直接拿來自學。不過這套叢書卻很適合像我這樣已接受過基礎教育但卻很不扎實的學酥重新自修以查漏補缺。另外,黑字是教材原文,彩字是我寫的備注。
【山話嵓語】『數(shù)理化自學叢書』其實還有新版,即80年代的改開版,改開版內容較新而且還又增添了25本大學基礎自學內容,直接搞出了一套從初中到大學的一條龍數(shù)理化自學教材大系列。不過我依然選擇6677版,首先是因為6677版保留了很多古早知識,讓我終于搞明白了和老工程師交流時遇到的奇特專業(yè)術語和計算模式的來由。另外就是6677版的版權風險極小,即使出版社再版也只會再版80年代改開版。我認為6677版不失為一套不錯的自學教材,不該被埋沒在故紙堆中,是故才打算利用業(yè)余時間,將『數(shù)理化自學叢書6677版』上傳成文字版。??

第五章鐵
§5-2鐵的化合物
【01】這一節(jié)里我們將研究鐵的氧化物、氫氧化物、鐵的鹽類以及鐵鹽的檢驗。
【02】在上一節(jié)【山注,化3-5-01第05段,傳送門CV21946468】里我們已經(jīng)知道,鐵跟別的物質起反應通常會失去2個或3個電子,因此,鐵能形成+2價和+3價的兩類化合物,下面所研究的鐵的氧化物、氫氧化物和鹽類中,各都有+2價和+3價的兩類化合物。
鐵的氧化物
【03】鐵的氧化物有氧化亞鐵、氧化鐵、四氧化三鐵三種。鐵在空氣里灼熱或在氧氣里燃燒時,都有黑色的氧化亞鐵FeO伴同紅色的氧化鐵Fe?O?生成:

【04】氧化亞鐵跟氧化鐵會結合生成暗褐色的四氧化三鐵Fe?O?。在錘擊赤熱的鐵時,生成的“鐵渣”就是Fe?O?。赤熱的鐵跟水蒸氣反應時,也生成Fe?O?(§5-1)【山注,化3-5-01第07段,傳送門CV21946468】。
【05】氧化鐵在高溫下跟氫氣或一氧化碳反應,會生成氧化亞鐵:

【06】鐵的氧化物都不溶于水,和水不發(fā)生反應.但它們都是堿性氧化物,能跟酸起反應生成鹽。例如:
鐵的氫氧化物
【07】與氧化亞鐵和氧化鐵相對應的堿是氫氧化亞鐵Fe(OH)?和氫氧化鐵Fe(OH)?。這二種氫氧化物都可用相應的可溶性鐵鹽跟堿溶液反應而制得。如亞鐵鹽(即+2價的鐵鹽)溶液跟堿溶液起反應,就生成氫氧化亞鐵的沉淀。例如:
【08】用簡化離子方程式表示:
【09】氫氧化亞鐵是絮狀的白色沉淀,在空氣里很快地被氧化,先變成淡藍色,再變成淡綠色,最后變成紅褐色的氫氧化鐵:
【10】鐵鹽(即+3價的鐵鹽)溶液跟堿溶液起反應,就生成氫氧化鐵的絮狀紅褐色沉淀。例如:
【11】用簡化離子方程式表示:
【12】氫氧化鐵受熱,會失水而生成紅色的氧化鐵粉末:
【13】氫氧化亞鐵和氫氧化鐵都是不溶于水的堿。
鐵的鹽類
【14】鐵由于它的化合價的不同而生成兩種鹽類:+2價鐵鹽類(亞鐵鹽)和+3價鐵鹽類(鐵鹽)。較重要的鐵的鹽類有硫酸亞鐵和氯化鐵。
1、硫酸亞鐵FeSO?
【15】通常所見的綠礬,就是含有7個結晶水的硫酸亞鐵晶體FeSO?·7H?O,呈淺綠色,很易溶解于水。在空氣里,硫酸亞鐵晶體易失去結晶水,同時氧化成黃褐色的硫酸鐵Fe?(SO?)?。
【16】硫酸亞鐵可用鐵屑跟稀硫酸反應而制得:
【17】硫酸亞鐵可用來殺滅農(nóng)作物害蟲,在工業(yè)上,用來制造某些顏料,墨水以及在織物染色時用作媒染劑等。
2、氯化鐵FeCl?
【18】氯化鐵是棕黑色固體,常見的是含有6個結晶水的深黃色固體,容易潮解。
【19】氯化鐵溶液遇某些還原劑(如H?,Fe等),能被還原生成氯化亞鐵:

【20】氯化鐵可用氧化鐵跟鹽酸反應或由氯化亞鐵跟氯氣反應而制得:

【21】氯化鐵在醫(yī)藥上用作止血劑,在染料工業(yè)上用作氧化劑。
【22】從氯化鐵的性質和制法中我們看到,氯化鐵在某些還原劑的作用下可以變成氯化亞鐵;氯化亞鐵在某些氧化劑的作用下可以變成氯化鐵。這一事實說明了+2價鐵和+3價鐵在一定的條件下是可以相互轉化的:
鐵鹽的檢驗
【23】我們可以利用無色的硫氰化鉀KCNS的溶液來檢驗可溶性鐵鹽(也就是檢驗Fe???)。在鐵鹽溶液里滴入幾滴硫氰化鉀的溶液,鐵鹽溶液立刻變成深紅色,這是由于生成深紅色的硫氰化鐵Fe(CNS)?的緣故。這個反應的化學方程式是:
【24】簡化離子方程式是:
【25】亞鐵鹽遇硫氰化鉀溶液不顯紅色。
習題5-2
1、寫出制取硫酸亞鐵和氯化鐵的化學方程式。它們的主要用途是什么?
2、寫出下列一系列反應的化學方程式:
(1)FeO→Fe→FeCl?→Fe(OH)?→Fe(OH)?→Fe?(SO?)?;
(2)FeCl?FeCl?。
3、為什么鐵的表面會生銹?怎樣用化學方法去掉鐵表面的銹斑?
4、用硫酸亞鐵溶液跟氫氧化物溶液反應時,可以看到有絮狀白色沉淀生成,但立刻就變?yōu)榈{色,再變?yōu)榈G色,最后變成紅褐色。這是什么緣故?寫出有關的化學方程式。
5、將新制的氯化亞鐵溶液分裝在兩個試管里。在一試管里加入幾滴氫氧化鈉溶液;在另一試管里,加入少量新制的氯水,振蕩,再加入幾滴氫氧化鈉溶液。分別能看到什么現(xiàn)象?說明理由,并寫出有關的化學方程式和簡化離子方程式。
6、在氯化亞鐵溶液里加入幾滴硫氰化鉀溶液,有沒有變化?如果再加入少量氯水,振蕩,會發(fā)生什么現(xiàn)象?為什么?
7、在少量氯化鐵溶液里加入稀鹽酸和鋅粒,將看到什么現(xiàn)象?為什么?寫出有關的化學方程式。反應完畢后,在這種溶液里滴入少量KCNS溶液,結果如何?為什么?
8、在200毫升0.5克分子濃度的硫酸亞鐵溶液里,鐵的含量是多少克?【5.6克】
9、1克鐵的氯化物跟過量的硝酸銀反應,得到2.65克的氯化銀,問參加反應的是氯化鐵還是氯化亞鐵?用計算加以證實。[提示:從FeClx+xAgNO?=xAgCl↓+Fe(NO?)x,求氯的克原子數(shù)與鐵的克原子數(shù)的比]【是FeCl?】