鐵有關知識（那些關於鐵的事兒）

2023-08-01 13:43:47 1

鐵的物理性質：

合金：是指一種金屬以其他金屬或者非金屬熔合而成的具有金屬特性的混合物。

鐵的幾種合金：

這些合金其熔點通常比起組分的熔點低。例如：

鐵的化學性質：

鐵絲在純氧中劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體。化學反應方程式：

常溫下純鐵不易被氧化，但在潮溼的空氣中能被緩慢氧化，發生複雜的化學反應，生成鐵鏽，其主要成分是氧化鐵（Fe2O3，紅棕色）。

鐵跟非氧化性酸能反應放出氫氣。

同學們知道什麼是氧化性酸嗎？上了高中就想知道了。還有驗證氫氣以及氫氣的點燃都要注意什麼呢？是不是要驗純呢，不然小心炸了哦！！！

鐵跟金屬化合物溶液可以發生置換反應：

為什麼鐵能把銅置換出來呢？因為金屬性活動順序，這個一定要牢記啊！！！

說了這多鐵的性質，那麼鋼鐵是怎麼樣煉成的呢？接下來我們以氧化鐵為例講解一下：

實驗原理：在高溫條件下，利用一氧化碳把鐵從其礦物中還原出來。例如：Fe2O3 3CO=2Fe 3CO2（條件高溫）

實驗裝置如圖：

實驗主要步驟:

1、硬質玻璃管中裝少量氧化鐵粉末。

2、通入一氧化碳（目的是排盡硬質玻璃管內的空氣,防止加熱時硬質玻璃管內的一氧化碳與空氣的混合氣體發生爆炸）。

3、片刻後點燃尖嘴管處酒精燈

4、用酒精燈對著玻璃管中放氧化鐵處加熱

5、當紅棕色粉末移轉變成黑色後，停止加熱，在通一會一氧化碳直至硬質玻璃管冷卻（防止剛生成的鐵在高溫下又與氧氣反應，使實驗失敗）。

6、熄滅酒精燈。

實驗現象及化學方程式

1、玻璃管中的現象：紅棕色的氧化鐵逐漸變為黑色。

化學方程式：Fe2O3 3CO=2Fe 3CO2（條件高溫）

2、澄清石灰水中的現象：澄清石灰水變渾濁。

化學方程式：Ca(OH)2 3CO2=CaCO3(沉澱） H2O

3、尾氣燃燒產生淡藍色火焰。

化學方程式：2CO O2=2CO2 （條件點燃）

尾氣處理。

由於一氧化碳有毒，是一種空氣汙染物故未反應的一氧化碳要進行處理，防止其汙染空氣。處理的方法有：收集法跟燃燒法。

生成物的檢驗

二氧化碳的檢驗：用澄清石灰水檢驗。如果澄清石灰水變渾濁說明有二氧化碳生成。

鐵的檢驗：用磁鐵吸引。若固體生成物能被磁鐵吸引，說明有鐵生成。用稀鹽酸檢驗：將固體生成物加入稀鹽酸中，若有氣泡放出去且溶液變成了淺綠色說明有鐵生成。

由於資源有限，為了可持續發展，我們應該自覺保護金屬資源。第一從資源的採掘與開發方面；第二就是保護金屬材料和製品方面。同學們可以查閱相關資料，自己整理。

接下來我們總結一下鐵的氧化物跟氫氧化物。

同學們知道這之間如何轉化嗎？歡迎評論作答。

最後檢驗一下大家哦！！！！！！

例1、鐵是生產、生活中應用很廣泛的一種金屬。下列是與鐵的性質有關的部分實驗圖，請回答下列問題。

(1)A中細鐵絲燃燒生成黑色固體物質的化學式是___.

(2)B中鐵釘最易生鏽的部位是___(填「a」、「b」或「c」).

(3)C中剛開始無氣泡產生，溶液顏色逐漸由無色變為黃色，此時試管內發生反應的化學方程式是___.

(4)D中反應一段時間後,試管內固體質量比反應前增大,據此推斷,試管內溶液質量與反應前相比___(填「增大」、「不變」或「減小」).

(5)鋼是一種合金,鋼中除了含有鐵元素以外還含有的主要元素是___(填元素符號)，鋼屬於混合物。

分析：

（1）依據鐵絲燃燒的生成物回答；

（2）依據鐵生鏽的條件分析；

（3）依據未打磨的鐵片表面含有鏽，結合實驗的現象寫出反應的方程式；

（4）根據質量守恆定律分析溶液質量的變化；

（5）根據剛的組成分析回答．

解答：

(1)鐵絲的燃燒產物是四氧化三鐵,四氧化三鐵是黑色的固體,故答案為：Fe3O4；

(2)鐵生鏽的條件：鐵與水和氧氣同時接觸，所以因b處與水和氧氣同時充分接觸，所以最易生鏽。

故答案為：b；

(3)未打磨的鐵片表面含有鏽,鏽與硫酸反應產生硫酸鐵是黃色的溶液,故反應的方程式為：Fe2O3 3H2SO4=Fe2(SO4)3 3H2O；

(4)鐵和硫酸銅反應產生硫酸亞鐵和銅,由反應的方程式Fe CuSO4=FeSO4 Cu可知，每56份質量的鐵參加反應生成了64份質量的銅，試管內固體質量比反應前增大，試管內溶液質量與反應前相比減小；故答案為：減小。

(5)鋼是一種合金，鋼中除了含有鐵元素以外還含有的主要元素是碳，化學式是C，鋼屬於混合物。故答案為：C.

例2、鐵、鋁、銅是常見的三種金屬。同學們發現生活中的鋁和銅製品表面一般不用防鏽，而鐵製品一般需要做防鏽處理。

這是不是因為鐵、鋁、銅三種金屬中鐵的活動性最強呢?

同學們對這三種金屬的活動性順序展開了探究，請你參與探究並填寫空格。將粗細相同的鐵絲、鋁絲、銅絲分別插入體積相同、溶質質量分數也相同的稀鹽酸中：

為什麼同一個實驗得出了兩種結論呢?同學們帶著這個疑問查閱了相關資料，明白了鋁絲在稀鹽酸中短時間內無氣泡，是因為鋁表面的氧化物會先與鹽酸反應。

做金屬性質實驗時需將金屬進行打磨，打磨的目的是___.

為了進一步確認鐵、鋁、銅這三種金屬的活動性順序，同學們又將兩根粗細相同的、打磨過的鐵絲分別插入硫酸鋁溶液、硫酸銅溶液中：

寫出鐵與硫酸銅溶液反應的化學方程式___.

(1)若只有一支盛有少量稀鹽酸的試管,只需合理安排金屬絲的插入順序(能與鹽酸反應的要一次將鹽酸消耗完)，也能證明鐵、鋁、銅這三種金屬的活動性順序。金屬絲的插入順序為___.

(2)金屬被人類大規模開發利用的大致年限也與金屬活動性順序有關，請寫出鐵、鋁、銅三種金屬材料被人類利用的先後順序___.

分析：

通常情況下，鋁能和空氣中的氧氣反應生成氧化鋁，氧化鋁和稀鹽酸反應生成氯化鋁和水；

根據實驗現象可以判斷金屬的活潑性；

鐵和硫酸銅反應生成硫酸亞鐵和銅；

金屬越活潑，越不容易被人類認識和利用．

解答：

探究過程如下表所示：

做金屬性質實驗時需將金屬進行打磨，打磨的目的是除去表面的氧化物。

故填：除去表面的氧化物。

探究過程如下表所示：

鐵與硫酸銅溶液反應的化學方程式為：Fe CuSO4═FeSO4 Cu.

故填：Fe CuSO4═FeSO4 Cu.

(1)金屬絲的插入順序為：先插入銅絲，無明顯現象，說明銅排在氫的後面，再同時插入鐵絲和鋁絲，鐵絲和鋁絲表面都產生氣泡，說明鋁和鐵都排在氫的前面，並且鋁絲表面產生氣泡的速率比鐵絲快，說明鋁比鐵活潑，從而證明鋁比鐵活潑，鐵比銅活潑。

故填：銅絲，鐵絲和鋁絲。

(2)鋁比鐵活潑，鐵比銅活潑，因此鐵、鋁、銅三種金屬材料被人類利用的先後順序是銅、鐵、鋁。

故填：銅、鐵、鋁。

同學們記得我們最後的鐵三角作業啊！！！