古代社会铁器时代大约起始于前2000年，最早发现和使用的铁是来自外空的陨铁。铁是当今社会最重要的金属材料。
1、铁，银白色金属，质软。有磁性。
(1)与F2、Cl2、Br2生成Fe(III)，与I2、S生成Fe(II)，与O2点燃生成Fe3O4。
(2)与高温水蒸气生成Fe3O4。
3Fe＋4H2O(g)=高温=Fe3O4＋4H2
(3)与稀HCl、稀H2SO4反应时，与不活泼金属离子置换时，生成Fe2＋。
(4)与浓H2SO4、浓HNO3在常温下钝化。
(5)与浓H2SO4、浓HNO3在加热下，与过量稀硝酸下生成Fe3＋。
(6)在电化学反应中，生成Fe2＋。
2、铁的氧化物：FeO、Fe2O3、Fe3O4
(1)FeO，氧化亚铁，黑色固体，碱性氧化物，还原性较强。
FeO＋2HCl=FeCl2＋H2O
6FeO＋O2=Δ=2Fe3O4
3FeO＋10HNO3(稀)=Δ=3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O
FeC2O4═Δ═FeO＋CO↑＋CO2↑
(2)Fe2O3，氧化铁，又叫铁红，红棕色固体，主要用作无机颜料，用于油漆、橡胶、塑料、玻璃、建筑等着色。是一种很好的催化剂。
碱性氧化物，氧化性较强。
Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O
Fe2O3＋6HI=2FeI2＋I2＋3H2O
Fe2O3＋3H2=Δ=2Fe＋3H2O
(3)Fe3O4，又称为磁性氧化铁，黑色磁性氧化物，导体。磁性氧化铁粒子在巨磁电阻、磁性液体和磁记录、软磁、永磁、磁致冷、巨磁阻抗材料以及磁光器件、磁探测器等方面应用广泛。
可以近似看作是氧化亚铁与氧化铁组成的化合物(FeO·Fe2O3)。Fe3O4有抗腐蚀效果。
Fe3O4＋8HCl=FeCl2＋2FeCl3＋4H2O
3、铁的氢氧化物：Fe(OH)2、Fe(OH)3。
(1)Fe(OH)2，白色，中强碱。具有还原性。
Fe(OH)2＋2HCl=FeCl2＋2H2O
3Fe(OH)2＋10HNO3=3Fe(NO3)3＋NO↑＋8H2O
不稳定。在空气加热，会被氧气氧化。
4Fe(OH)2＋O2=Δ=2Fe2O3＋4H2O
(2)Fe(OH)3，红褐色，弱碱。具有氧化性。
Fe(OH)3＋3HCl=FeCl3＋3H2O
2Fe(OH)3＋6HI=2FeI2＋I2＋6H2O
不稳定。
2Fe(OH)3=Δ=Fe2O3＋3H2O
4、铁的盐：Fe2＋、Fe3＋。绿矾FeSO4·7H2O，莫尔盐FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O。
(1)亚铁盐：Fe2＋，有还原性。
①与强碱反应：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓
Fe(OH)2在水中不稳定，很快被溶解的氧气氧化。先有白色的氢氧化亚铁沉淀生成，很快变为灰绿色，最后转化为红褐色的氢氧化铁沉淀。
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3
②易被氧化剂氧化。注意I2不能氧化。
2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－
③检验Fe2＋
先用KSCN，溶液颜色无变化，再通氯气，溶液变为血红色。
也可以用K3[Fe(CN)6](赤血盐)，生成蓝色沉淀。
2K3[Fe(CN)6]＋3FeCl2=Fe3[Fe(CN)6]2↓(滕氏蓝)＋6KCl
或者形成蓝色溶液。
K3[Fe(CN)6]＋FeCl2=KFe[Fe(CN)6](蓝色溶液)＋2KCl
(2)铁盐：Fe3＋，有氧化性。
①与强碱反应
Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓
生成红褐色沉淀。
②被金属、S2－、I－等还原。
2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋
2Fe3＋＋S2－=2Fe2＋＋S↓
2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2
③在水溶液中易水解，易形成胶体，有净水作用。在pH值为3左右，就已经完全水解。
Fe3＋＋3H2O=Fe(OH)3＋3H＋
④检验Fe3＋
用KSCN，使溶液变为血红色。
也可以用NaOH，生成红褐色沉淀。
也可以用K4[Fe(CN)6](黄血盐)，生成蓝色沉淀。
3K4[Fe(CN)6]＋4FeCl3=Fe4[Fe(CN)6]3↓(普鲁士蓝)＋12KCl
K4[Fe(CN)6]＋FeCl3=KFe[Fe(CN)6](蓝色溶液)＋3KCl
(3)高铁酸盐
K2FeO4：高铁酸钾，暗紫色粉末，水溶液为浅紫色。有强氧化性，集氧化、吸附、絮凝、沉淀、灭菌、消毒、脱色、除臭等八大特点为一体，是新型非氯绿色高效多功能消毒剂。
制取反应为3KClO＋2Fe(OH)3＋4KOH=2K2FeO4＋3KCl＋5H2O。
5、制铁：
Fe2O3＋3CO=高温=2Fe＋3CO2
3Fe3O4＋8Al=高温=9Fe＋4Al2O3
6、磷酸铁锂电池，也有钒酸电池的大型化效果。
Li＋FePO4=LiFePO4
二、钴Co
灰色金属，质地硬而脆。熔点在1500℃左右，在高温下能够保持较高的强度，有较强的铁磁性。
1、钴的化合价为＋2价和＋3价。＋2价较稳定。其化学性质与铁，镍相似。
在空气中加热至300℃以上时氧化生成灰色CoO(氧化钴)，在白热时燃烧成黑色Co3O4。
钴可溶于稀酸中，在发烟硝酸中因生成一层氧化膜而被钝化。
Co＋2HCl=CoCl2(氯化钴)＋H2↑
2、制造电池设备正极材料LiCoO2是钴最重要的用途。
钴蓝化学成分为铝酸钴Co(AlO2)2，表现为蓝色或蓝绿色调，作为陶瓷、玻璃的着色剂使用。
3、钴酸锂电池
负极是金属锂，正极是LiCoO2。
Li＋LiCoO2=Li2CoO2
成本高，经常被锂锰电池代替。
xLi＋MnO2=LixMnO2
三、镍Ni
银白色，硬而具有铁磁性的金属，它能够高度磨光和抗腐蚀。镍属于亲铁元素。地核主要由铁、镍元素组成。
1、镍化学性质较活泼，但比铁稳定。
在常温下在潮湿空气中表面形成致密的氧化膜，能阻止金属继续氧化。可以在纯氧中燃烧，发出耀眼白光。镍也可以在氯气和氟气中燃烧。
在稀酸中可缓慢溶解，释放出氢气而产生绿色的Ni2＋。
Ni＋2HCl=NiCl2(氯化镍)＋H2↑
发烟硝酸能使镍表面钝化而具有抗腐蚀性。
Ni能吸收相当数量氢气。
2、镍的化合价为＋2价和＋3价。＋2价较稳定，＋3价有强氧化性。NiO(氧化镍)、Ni2O3(氧化高镍)。
NiO＋2HCl=NiCl2＋H2O
NiCl2＋2NaOH=Ni(OH)2↓＋2NaCl
4NiO＋O2=2Ni2O3
Ni2O3＋6HCl=2NiCl2＋Cl2↑＋3H2O
2Ni2O3＋4H2SO4=4NiSO4＋O2↑＋4H2O
2Ni(OH)2＋NaClO＋H2O=2Ni(OH)3＋NaCl
3、镍的抗腐蚀性佳，常被用在电镀上。镍镉电池、镍氢电池含有镍。
主要用于合金(如镍钢和镍银)及用作催化剂(如拉内镍，用作氢化的催化剂)
(1)镍氢电池
正极活性物质为NiOOH，负极活性物质为金属氢化物，也称储氢合金，电解液为6mol/L氢氧化钾溶液。
MH＋NiOOH=放电/充电=M＋Ni(OH)2
(2)镍镉电池
正极活性物质为NiOOH，负极活性物质为金属镉Cd。该电池的缺点是有记忆效应。
Cd＋2NiO(OH)＋2H2O=放电/充电=2Ni(OH)2＋Cd(OH)2
四、铜Cu
铜在自然界中有单质存在。铜是人类最早使用的金属之一。史前时代，人们就开始采掘露天铜矿，并用获取的铜制造武器、工具和其他器皿。
铜矿石主要有孔雀石成Cu2(OH)2CO3，赤铜矿Cu2O，蓝铜矿Cu3(OH)2(CO3)2，黄铜矿CuFeS2，辉铜矿Cu2S。
主要有＋1、＋2价，高温下＋1价稳定，原因是Cu＋是3d10全充满结构。水溶液中＋2价稳定，原因是Cu2＋电荷高且半径小，水合热更大。
1、金属Cu，紫红色金属。
(1)2Cu＋O2=Δ=2CuO
Cu＋Cl2=点燃=CuCl2
2Cu＋I2=Δ=2CuI
2Cu＋S=Δ=Cu2S
(2)铜在潮湿的空气中放久后，表面生成一层铜绿(碱式碳酸铜)，铜绿可防止金属进一步腐蚀。
2Cu＋O2＋H2O＋CO2=Cu2(OH)2CO3
(3)Cu与非氧化性稀酸不反应。与强氧化性的强酸反应。
2Cu＋8HCl(浓)=Δ=2H3[CuCl4]＋H2↑
Cu＋2H2SO4(浓)=Δ=CuSO4＋SO2↑＋2H2O
Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(4)Cu与非氧化性稀酸在有氧气存在的情况下反应。
2Cu＋O2＋2H2SO4=2CuSO4＋2H2O
(5)在电子工业中，常用FeCl3溶液来刻蚀铜，以制造印刷线路。
Cu＋2FeCl3=CuCl2＋2FeCl2
(6)是导电能力非常好的常用金属。在电缆、电气、电子元件是最常用的材料。也可以制成多种合金，铜合金机械性能优异，其中最重要的数青铜(铜锡合金)、黄铜(铜锌合金)、白铜(铜镍合金)。铜是耐用的金属，多次回收无损其机械性能。
是常见重金属之一。
2、CuO，黑色固体。
(1)略显两性。
CuO＋H2SO4=CuSO4＋H2O
2NaOH(浓)＋CuO＋H2O=Na2[Cu(OH)4](四羟基合铜酸钠)
四羟基合铜酸钠溶液
2NaOH(s)＋CuO=Δ=Na2CuO2＋H2O(铜酸钠)
(2)对热稳定，但在高温下分解。
4CuO=高温=2Cu2O＋O2↑
(3)CuO＋H2=Δ=Cu＋H2O
(4)氧化铜主要用于制陶瓷、电池、催化剂、绿色玻璃等。
3、Cu2O，呈鲜红色粉末状固体。
(1)在稀硫酸中歧化为二价铜和铜单质。
Cu2O＋H2SO4=CuSO4＋Cu＋H2O
(2)在湿空气中逐渐氧化成黑色的氧化铜。
2Cu2O＋O2=4CuO
Cu2O＋4NH3·H2O=2[Cu(NH3)2](OH)＋3H2O(无色溶液，但被氧气氧化很快变蓝)
Cu2O＋4HCl=2H[CuCl2]＋H2O
(4)被稀硝酸直接氧化。
3Cu2O＋14HNO3(稀)=6Cu(NO3)2＋2NO↑＋7H2O
(5)氧化亚铜用于制船底防污漆(杀死低级海生动物)。用作杀菌剂、陶瓷和搪瓷的着色剂、红色玻璃染色剂，还用于制造各种铜盐、分析试剂及用于电器工业中的整流电镀、农作物的杀菌剂和整流器的材料等。氧化亚铜也常用于催化剂作用于有机物合成。
3、Cu(OH)2，蓝色粉末。在水溶液中生成时，呈蓝色絮状沉淀。
(1)不稳定，受热易分解。固体状态下或在水中，都易分解。
Cu(OH)2=Δ=CuO＋H2O
(2)微显两性。
Cu(OH)2＋H2SO4=CuSO4＋2H2O
2NaOH(浓)＋Cu(OH)2=Na2[Cu(OH)4](四羟基合铜酸钠)
(3)与醛反应，生成Cu2O。
CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOH=Δ=Cu2O＋CH3COONa＋3H2O
(4)制铜盐的原料。用于媒染剂、催化剂、杀菌剂和颜料，是船底防污漆的组分。
4、CuOH氢氧化亚铜，黄色固体。非常不稳定，室温即可分解。
2CuOH=Cu2O＋H2O
存在水、氧气时，氧化为氢氧化铜。
4CuOH＋O2＋2H2O=4Cu(OH)2
颜色变化为黄色变为绿色，最后变为蓝色。
(3)制取CuOH
用NaOH处理氯化亚铜CuCl在盐酸中的冷溶液。此时析出的是黄色的CuOH沉淀。
H[CuCl2]＋NaOH=CuOH↓＋NaCl＋H2O
5、铜盐
溶于水的盐在稀溶液时，呈现蓝色。在氨水溶液时，呈现深蓝色。在较浓的氯离子溶液中，呈现绿色。
Cu2＋＋4H2O=[Cu(H2O)4]2＋
Cu2＋＋4NH3=[Cu(NH3)4]2＋
Cu2＋＋4Cl－=[CuCl4]2－
与强碱反应，生成蓝色絮状沉淀。
Cu2＋＋2OH－=Cu(OH)2↓
在更浓的强碱性溶液中，会生成铜酸盐[Cu(OH)4]2－。
遇H2S或可溶性硫化物生成难溶黑色沉淀CuS。此反应用于除去废水中的重金属离子。Cu2＋＋S2－=CuS↓
遇活泼金属能发生置换反应。
(1)CuCl2
氯化铜为黄棕色粉末，易溶于水、乙醇、丙酮。氯化铜是共价化合物，为平面链状。易从空气中吸湿而变成蓝绿色晶体二水合物CuCl2·2H2O。
浓溶液为绿色，原因是有黄色的[CuCl4]2－离子存在。
遇还原剂易生成CuCl或Cu。
CuCl2＋Cu=2CuCl
2CuCl2＋SO2＋2H2O=2CuCl↓＋2HCl＋H2SO4
CuCl2＋H2=Δ=Cu＋2HCl
(2)CuSO4
无水硫酸铜为白色粉末，五水合硫酸铜为蓝色晶体。不溶于乙醇，几乎不溶于其他大多数有机溶剂。
①波尔多液：CuSO4与Ca(OH)2的混合浊液。能杀果树的病菌。
②硫酸铜，无色固体，可以检测气体中的水蒸气。从溶液中结晶出来时是CuSO4·5H2O。
(3)Cu(NO3)2，蓝色晶体状粉末。
受热易分解。
2Cu(NO3)2=Δ=2CuO＋4NO2↑＋O2↑
(4)CuCO3，灰色固体。在水中不能产生。遇水立刻水解为Cu2(OH)2CO3和Cu(OH)2的混合物。
2CuCO3＋H2O=Cu2(OH)2CO3＋CO2↑
CuCO3＋H2O=Cu(OH)2＋CO2↑
CuCO3=Δ=CuO＋CO2↑
(5)Cu3(PO4)2，蓝色结晶性粉末。不溶于水，溶于酸、氨水。
3CuCl2＋2H3PO4=Cu3(PO4)2↓＋6HCl
(6)Cu2(OH)2CO3碱性碳酸铜，又名铜锈、铜绿，颜色为蓝色。
Cu2(OH)2CO3=Δ=2CuO＋H2O＋CO2↑
Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4=2CuSO4＋3H2O＋CO2↑
6、亚铜盐
(1)CuCl，白色固体，难溶于水。
溶于浓盐酸。
CuCl＋HCl=H[CuCl2]
Cu2SO4=CuSO4＋Cu
浓硫酸与铜反应时，副反应生成灰黑色硫酸亚铜固体。
(3)CuNO3，溶于水。
(4)Cu2CO3，难溶于水。
2CuCl＋Na2CO3=Cu2CO3＋2NaCl
7、铜酸钠，Na2CuO2。
四羟基铜酸钠，蓝色溶液，固体盐尚未制得。
8、高铜酸钠
9、制取铜
铜火法炼铜：Cu2S＋O2=高温=2Cu＋SO2
湿法炼铜：Fe＋CuSO4=Cu＋FeSO4。
电解精炼铜。
五、锌Zn
主要含Zn矿物有闪锌矿Zns、菱锌矿ZnCO3。
银白色略带淡蓝色金属，表面易形成致密氧化膜，而呈浅灰色。是第四常见的金属。化学性质与铝相似。
1、锌在空气中很难燃烧，在氧气中发出强烈白光，燃烧时冒白烟。
与卤素单质、S、N2等反应。
易溶于酸，也易从溶液中置换金、银、铜等。
溶于强碱和氨水。
Zn＋2NaOH＋2H2O=Na2[Zn(OH)4]＋H2↑
Zn＋4NH3＋2H2O=[Zn(NH3)4](OH)2＋H2↑
2、ZnO和Zn(OH)2，既可溶于酸，又可溶于碱。Zn(OH)2不稳定。
ZnO＋2NaOH＋H2O=Na2[Zn(OH)4]
Zn(OH)2＋2NaOH=Na2[Zn(OH)4]
Zn(OH)2=Δ=ZnO＋H2O
3、锌盐
(1)ZnS，白色固体，很难溶。
ZnSO4＋H2S=ZnS↓＋H2SO4
ZnS与BaSO4共沉淀形成ZnS·BaSO4，又称锌钡白，用作白色颜料。
ZnSO4＋BaS=ZnS·BaSO4↓
(2)ZnCl2＋H2O=H[ZnCl2(OH)]
ZnCl2·H2O=Δ=Zn(OH)Cl＋HCl↑
ZnCl2·H2O＋SOCl2=Δ=ZnCl2＋SO2↑＋2HCl↑
(3)将锌盐与铝盐分离的方法是用过量氨水处理。[Al(OH)3和Zn(OH)2都有两性]
AlCl3＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH4Cl
ZnCl2＋4NH3·H2O=[Zn(NH3)4]Cl2＋4H2O
过滤后将滤渣Al(OH)3加盐酸再处理。
将滤液加盐酸调pH得到Zn(OH)2沉淀，过滤得滤渣Zn(OH)2加盐酸再处理。