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铁和典型主族金属元素的主要区别

1、 原子和离子结构:铁原子次外层有3d亚层且只排布了6个电子,它可以形成两种阳离子;当失去4S的2个电子形成Fe 2+ ,若同时又失去3d的一个电子出现3d5半充满结构就形成了Fe 3+ 。两种离子的最外层分别有14和13个电子,都是不饱和结构。而典型主族金属元素原子内层结构都是稳定的,它们只失去最外层的全部电子形成一种阳离子,这些离子最外电子层均是饱和结构。

2、 化合价:铁主要有+2、+3两种正化合价,是一种有可变化合价的金属元素。因此必须注意:铁跟强氧化剂(如Cl2、HNO3、浓H2SO4)反应,显示+3价;和较弱的氧化剂(如S、H 、Cu 2+ )反应,显示+2价;而在一定条件下与O2、H2O等氧化剂反应生成Fe3O4,可认为其中铁同时显+2和+3两种化合价。而典型的主族金属元素参与反应,只显示一种化合价。

3、 氧化物:铁由于显不同化合价而形成FeO、Fe2O3、Fe3O4等氧化物。而典型的主族金属元素只有一种化合价,由于结合氧的含量不同而形成几种氧化物,如Na2O 、Na2O2,可认为其中氧的化合价不同。FeO中+2价铁为中间价态,既表现氧化性(如和C反应)又表现还原性(如和O2反应)。而Na2O2由其中氧的作用,只表现强氧化性。

4、 氢氧化物:铁的氧化物均不与水反应,但对应有两种氢氧化物Fe (OH)2和Fe(OH)3。 Fe(OH)2易被氧化为Fe(OH)3。Fe(OH)2如同FeO一样,溶于非氧化性酸溶液中,其化合价不变;和氧化性酸只有一种,其各种氧化物与水反应,均生成该种氢氧化物,它们与各种酸反应均为中和反应。

5、 盐类:铁能形成亚铁盐和铁盐,氧化、还原性是它们化学性质的核心。Fe 2+主要表现较强还原性,易被Cl2、Br2、O2、HNO3、KMnO4(H )等氧化为Fe 3+ 。而Fe 3+有较强氧化性,易被Cu、Fe、Zn、H2S、S2- 、I等还原为Fe2+ 。因此要格外注意Zn等比Fe活泼些的金属,只能从Fe2+溶液中置换出铁。而典型主族金属元素只形成一种盐,主要从盐的通性去认识其化学性质。此外,Fe2+ 、 Fe3+ 均易形成络合物

制法:自然界中的铁大多氧化物形式存在且为中等活泼金属,因而常用还原剂(CO)将铁从其氧化物中还原出来。典型主族金属元素很活泼,其氯化物普遍存在或易获得,其离子很难获得电子,用电解熔融氯化物的方法制得金属。

(责任编辑:化学自习室)
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