高中化学必修一：3.2-铁和铁的化合价

猎户座流星雨景象狮子座流星划过天空陈列于新疆地质矿产博物馆重达30吨、世界排行第三(按重量)的大陨铁。常见的铁矿石磁铁矿(Fe3O4)赤铁矿(Fe2O3)褐铁矿(Fe2O3·nH2O)黄铁矿(FeS2)陨铁•铁是人体内需要的微量元素。一般人的体内含铁量为4.2～6.1g，相当于一个小铁钉的重量，约占人体体重的0.004%，血红蛋白中的铁是体内氧的输送者。•铁是目前应用最广泛的金属材料，铁的化合物在生产、生活中有着广泛的应用，如Fe2O3用作油漆和涂料的颜料，FeSO4可作为人体补铁剂，也可用作食品抗氧化剂。铁的化合物切开的苹果在空气中会生锈,你注意过吗?如果告诉你是铁引起的，请你分析原因？苹果也会生锈苹果中含有一种带有+2价铁元素的酶,在空气中会被氧化,氧化后变成黄色,就像铁生了锈一样.苹果也会生锈印刷电路板是如何制作的？铁的性质铁的性质性质物理性质化学1、纯铁具有银白色金属光泽，2、有良好的延展性,导电、导热性能。3、密度为7.86g/cm3，4、熔点为1535℃，沸点为2750℃，1．铁在氧气中燃烧3Fe+2O2==Fe3O42．铁与酸反应。盐酸与铁反应Fe＋2HCl＝＝FeCl2＋H2↑3．铁与硫酸铜的反应Fe＋CuSO4＝＝FeSO4＋Cu4.铁与水反应3Fe＋4H2O＝＝Fe3O4＋4H2↑1.你知道的铁的重要化合物有哪些？能不能对这些含铁的化合物分类？分类的依据是什么？铁的氧化物铁的氢氧化物铁盐氢氧化铁氢氧化亚铁氧化亚铁氧化铁四氧化三铁+2价铁盐+3价铁盐2.铁的重要化合物可能具有的性质有哪些？先推测铁的氧化物的性质？猜测的依据是什么？1.铁的氧化物名称氧化亚铁氧化铁四氧化三铁俗称化学式颜色状态水溶性用途分类铁的价态化学性质名称氧化亚铁氧化铁四氧化三铁俗称------------铁红磁性氧化铁化学式FeOFe2O3Fe3O4颜色状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体水溶性不溶不溶不溶用途------------油漆涂料、赤铁矿磁流体分类铁的价态化学性质-------------------1.铁的氧化物碱性氧化物碱性氧化物复杂氧化物FeO+2H+＝Fe2++H2OFe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O+2+3+2，+31.你知道的铁的重要化合物有哪些？能不能对这些含铁的化合物分类？分类的依据是什么？铁的氧化物铁的氢氧化物铁盐氢氧化铁氢氧化亚铁氧化亚铁氧化铁四氧化三铁+2价铁盐+3价铁盐2.铁的重要化合物可能具有的性质有哪些？先推测铁的氧化物的性质？猜测的依据是什么？3.结合对铁的氧化物性质的分析，请你猜测铁的氢氧化物可能具有的性质。Fe(OH)2Fe(OH)32.铁的氢氧化物颜色状态溶解性制备与酸反应热稳定性铁的价态学习比较、分类等科学方法，知道比较、分类等科学方法是化学研究和学习的常用方法。氢氧化亚铁的制备Fe(OH)2Fe(OH)3颜色状态白色絮状红褐色固体溶解性不溶于水制备Fe2++2OH-＝Fe(OH)2↓Fe3++3OH-＝Fe(OH)3↓与酸反应Fe(OH)2+2H+＝Fe2+＋2H2OFe(OH)3+3H＋＝Fe3+＋3H2O热稳定性2Fe(OH)3＝Fe2O3+3H2O铁的价态分解不生成氧化亚铁2.铁的氢氧化物+2+3Fe(OH)2＝FeO+H2O思考：1、实验观察到了什么现象？2、制备氢氧化亚铁注意什么问题？3、哪里会存在氧气？要隔绝氧气有哪些设计思路。Fe(OH)2Fe(OH)3颜色状态白色絮状红褐色固体溶解性不溶于水制备Fe2++2OH-＝Fe(OH)2↓Fe3++3OH-＝Fe(OH)3↓与酸反应Fe(OH)2+2H+＝Fe2+＋2H2OFe(OH)3+3H＋＝Fe3+＋3H2O热稳定性2Fe(OH)3＝Fe2O3+3H2O铁的价态转化4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3(出现白色絮状沉淀，并迅速变成灰绿色，最终变成红褐色)分解不生成氧化亚铁2.铁的氢氧化物+2+3Fe(OH)2＝FeO+H2O用常规方法得不到白色沉淀的原因分析内因Fe(OH)2具有很强的还原性，很不稳定，极易被氧化；外因空气中有O2；溶液中可能有溶解氧；溶液中可能有少量的Fe3+创造条件用常规方法得不到白色沉淀的原因分析内因Fe(OH)2具有很强的还原性，很不稳定，极易被氧化；外因空气中有O2；溶液中可能有溶解氧；溶液中可能有少量的Fe3+无Fe3+的环境；无O2的环境创造条件拓展练习(全国理综，33)（22分）用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。方法一：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。（1）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入。（2）除去蒸馏水中溶解的O2常采用的方法。（3）生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是。方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。（1）在试管Ⅰ里加入的试剂是。（2）在试管Ⅱ里加入的试剂是。（3）为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是。（4）这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是。拓展练习Fe3+的检验在含有Fe3+的溶液中加入KSCN(硫氰化钾)溶液，溶液变成血红色，而在含有Fe2+的溶液中加入KSCN溶液不变红。化学上常用硫氰化钾溶液检验溶液中是否存在Fe3+Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3(血红色)信息提示！Fe2+、Fe3+实验室提供下列试剂：铁粉、0.1mol·L-1FeCl3溶液、0.1mol·L-1FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水1、根据氧化还原反应基本原理，提出Fe2+和Fe3+相互转化条件的假设2、设计Fe2+和Fe3+的相互转化的实验方案，进行实验并记录现象活动与探究Fe2+Fe3+化合价，升高需加入氧化剂。降低还原剂。Fe2+Fe3+化合价，需加入Fe2+、Fe3+的相互转化1、Fe2+→Fe3+:加入氧化剂：O2、氯水、H2O2、酸性KMnO4溶液；实验方案实验现象离子方程式向盛有FeSO4溶液的试管中加入2-3滴KSCN溶液，再加入少量氯水；2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl-加KSCN溶液，无明显现象，再加氯水振荡后，变为红色实验方案实验现象结论、解释离子方程式向盛有酸性KMnO4溶液的试管中加入少量FeSO4溶液————溶液紫红色褪去2、Fe3+→Fe2+:加入还原剂：Fe、Cu、KI溶液实验方案实验现象离子方程式向盛有FeCl3溶液的试管中加入KI溶液，振荡，再加入CCl4，振荡，静置2Fe3++2I-═2Fe2++I2溶液呈棕褐色分层，下层呈紫红色2FeCl3+Fe═3FeCl22Fe3++Fe═3Fe2+2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl22Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+转化类型实验方案现象Fe2+→Fe3+Fe3+→Fe2+KSCNFe2+(一)二、加入氯水后溶液呈血红色一、无明显变化一、溶液呈血红色二、加入铁粉充分震荡后红色逐渐褪去氯水(二)(一)Fe3+KSCNFe(二)离子方程式：Fe2+→Fe3+Fe3+→Fe2+2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-2Fe3++Fe=3Fe2+结论：Fe2+与Fe3+能够相互转化总结：Fe2+与Fe3+的相互转化Fe2+Fe3+氧化剂Fe3+Fe2+还原剂Cl2、Br2、HNO3、MnO4-、H2O2等Cu、Fe、Zn、H2S、S2-、I-、等在配制含Fe2+的溶液时，常向溶液中加入少量,使被氧气氧化形成的Fe3+转化为Fe2+,离子方程式为铁粉2Fe3++Fe=3Fe2+应用：进行如下实验，观察现象并分析原因：用玻璃棒蘸取少量30%的FeCl3溶液，在铜片上画一个“+”，放置片刻后，用少量水将铜片上的溶液冲到小烧杯中。涂有FeCl3溶液处留下了鲜明的“+”2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+利用FeCl3溶液与铜反应可制作印刷电路板。原理：现象：活动与探究Fe2+FeFe3＋强氧化剂Cl2、Br2、O2、浓H2SO4、HNO3酸性KMnO4、Na2O2、H2O2等Fe、Cu、I－、S2-等Fe、Fe2＋、Fe3＋的相互转化——“铁三角”关系•转化中的主要化学反应•(1)常见Fe2＋转化成Fe3＋的离子方程式：2Fe2＋＋Cl2(Br2)===2Fe3＋＋2Cl－(Br－)4Fe2＋＋4H＋＋O2===4Fe3＋＋2H2O3Fe2＋＋4H＋＋NO3-===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O5Fe2＋＋8H＋＋MnO4-===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2OFe2+和Fe3＋的鉴别鉴别方法Fe2＋Fe3＋观察溶液颜色浅绿色黄色与KSCN反应先加入KSCN溶液,不变红;再滴加氯水血变红.溶液变为血红色