2019-2020学年新教材高中化学 3.1 第2课时 铁的重要化合物课件 新人教版必修第一册

第2课时铁的重要化合物第三章铁金属材料课程标准1.通过实验探究了解铁盐和亚铁盐的性质，了解氢氧化铁和氢氧化亚铁的制取及其性质，了解这些物质在生产和生活中的应用。2．了解铁的氧化物的性质及其应用。第三章铁金属材料核心素养1.变化观念：认识铁的重要化合物的化学性质。2．科学探究：通过氢氧化铁和氢氧化亚铁的制取实验，探究其性质；通过实验探究铁盐和亚铁盐的检验，从而探究铁的重要化合物的相互转化。3．证据推理：具有证据意识，能基于证据对铁的重要化合物的性质、物质组成、结构及其变化提出可能的假设，通过分析推理加以证实或证伪。第三章铁金属材料铁的氧化物和氢氧化物一、铁的氧化物1．物理性质氧化物FeOFe2O3Fe3O4颜色状态____________________________________铁的价态________________________溶解性都不溶于水黑色粉末红棕色粉末黑色晶体＋2＋3＋2、＋32.化学性质(1)稳定性：FeO不稳定，在空气里受热，迅速被氧化成______。(2)与酸反应：FeO和Fe2O3属于______氧化物，与盐酸反应的离子方程式分别为________________________，_______________________________________。(3)四氧化三铁(Fe3O4)的化学式可写成FeO·Fe2O3，其溶于盐酸的离子方程式为____________________________________。Fe3O4碱性FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O3．用途Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，赤铁矿的主要成分是______，是炼铁原料，也可作外墙涂料。Fe2O3(1)FeO、Fe2O3属于碱性氧化物，Fe3O4不属于碱性氧化物。(2)Fe3O4与盐酸反应可分别看作Fe2O3、FeO与盐酸反应，然后把两个反应式相加。(3)FeO、Fe3O4遇氧化性酸(如HNO3)发生氧化还原反应，＋2价的铁均被氧化成＋3价。二、铁的氢氧化物1．物理性质Fe(OH)2Fe(OH)3色、态______固体_________固体溶解性______溶于水白色红褐色难2.制备实验Fe(OH)2Fe(OH)3操作现象产生______絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为_____________________________白色红褐色沉淀生成红褐色沉淀Fe(OH)2Fe(OH)3离子方程式Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓；______________________________________Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓实验结论Fe(OH)3与Fe(OH)2分别可用相应的可溶性盐与可溶性碱反应制得4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)33.化学性质Fe(OH)2Fe(OH)3稳定性不稳定，易被O2氧化，受热易分解，但产物复杂不稳定，受热易分解，化学方程式为__________________________与盐酸反应的离子方程式_________________________________________________________________________________2Fe(OH)3Fe(OH)2＋2H＋Fe(OH)3＋3H＋=====△Fe2O3＋3H2O===Fe2＋＋2H2O===Fe3＋＋3H2O制备Fe(OH)2的注意事项(1)Fe2＋必须是新配制的，并加入Fe粉，以防Fe2＋被氧化成Fe3＋；(2)除去溶液中溶解的O2，其方法是加热煮沸NaOH溶液；(3)为了防止滴加NaOH溶液时带入空气，滴管末端要插入试管内的液面以下，再挤出NaOH溶液；(4)必要时可在液面上加植物油或苯进行液封。1．下列说法不正确的是()A．铁的氧化物均为黑色固体，均难溶于水B．Fe(OH)2在空气中易变质，生成红褐色的Fe(OH)3C．铁在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色的Fe3O4D．氢氧化亚铁为白色絮状沉淀解析：选A。FeO是一种黑色粉末，Fe2O3是一种红棕色粉末，Fe3O4是一种具有磁性的黑色晶体。2．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是()A．①②B．①③C．②③D．①②③解析：选B。因为Fe(OH)2在空气中易被氧化成Fe(OH)3，故要长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的空气或氧气。装置①是先用铁与稀硫酸反应生成的H2将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中，③中液面上加苯阻止了生成的Fe(OH)2与空气接触；②由于能接触空气中的O2，故不能较长时间观察到白色沉淀。3．在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀硫酸等试剂制备Fe(OH)2沉淀。(1)在试管Ⅰ中加入的试剂是________。(2)在试管Ⅱ中加入的试剂是________。(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，后续的实验步骤是______________________________________________________________________。(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，理由是___________________________________________________________________________________________________________。解析：该制备方法的原理是利用稀硫酸和铁屑产生氢气，先赶尽装置中的空气。确定空气赶尽后，再夹紧止水夹，通过H2产生的压强将试管Ⅰ中产生的FeSO4溶液压入试管Ⅱ的NaOH溶液中，从而使产生的白色Fe(OH)2沉淀在H2的还原性气氛中得以较长时间保持。答案：(1)稀硫酸、铁屑(2)NaOH溶液(3)检验试管Ⅱ出口处排出氢气的纯度，当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹(4)试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和Ⅱ，且外界空气不容易进入铁盐和亚铁盐1．常见的铁盐有Fe2(SO4)3、FeCl3等，常见的亚铁盐有FeSO4、FeCl2等。2．Fe2＋、Fe3＋的检验方法(1)观察法：浅绿色溶液中含有______；棕黄色溶液中含有______。(2)加碱法：若产生的白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色的为______；若直接产生红褐色沉淀的为______。Fe2＋Fe3＋Fe2＋Fe3＋(3)加KSCN溶液法：无明显现象，再加新制氯水变红色的为______；若溶液直接变红色的为______。3．Fe2＋与Fe3＋的转化Fe2＋Fe3＋(1)在盛有氯化铁溶液的试管中加适量铁粉振荡后，溶液变成______色；再加KSCN溶液，溶液_______；取上层清液再加入氯水后，溶液变成______。(2)上述实验中有关反应的离子方程式是_______________________、_____________________________。(3)结论：Fe2＋和Fe3＋在一定条件下可以相互转化。Fe3＋铁、铜等弱还原剂氯气等强氧化剂Fe2＋浅绿不变色红色2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－1．铁及其化合物的转化——“铁三角”铁元素有三种常见价态：0价、＋2价和＋3价，这三种价态的铁在一定条件下可相互转化，我们称之为“铁三角”。(1)Fe只有还原性，可以被氧化成Fe2＋或Fe3＋①Fe――――――――――――――――→－2e－与S、Fe3＋、Cu2＋、H＋等弱氧化剂反应Fe2＋Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑(非氧化性酸)；Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu；Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。②Fe―→Fe3O43Fe＋2O2=====点燃Fe3O4；3Fe＋4H2O(g)=====高温Fe3O4＋4H2。③Fe―――――――――――――――――――→－3e－与Cl2、足量HNO3、KMnO4（H＋）等强氧化剂反应Fe3＋2Fe＋3X2=====△2FeX3(X代表F、Cl、Br)。(2)Fe2＋既具有还原性又具有氧化性，可以被氧化为Fe3＋，也可以被还原为Fe2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe；FeO＋CO=====△Fe＋CO2。(3)Fe3＋具有较强氧化性，可被还原为Fe2＋或Fe2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋(利用覆铜板制作印刷电路板)；Fe2O3＋3CO=====高温2Fe＋3CO2；Fe2O3＋2Al=====高温2Fe＋Al2O3。金属阳离子被还原不一定得到金属单质。例如：Fe3＋―→Fe2＋。2．Fe3＋、Fe2＋的检验检验方法Fe2＋Fe3＋观察法浅绿色棕黄色加碱法(NaOH溶液)①现象：白色沉淀――→迅速灰绿色――→最终红褐色沉淀②反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色)；4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(红褐色)①现象：红褐色沉淀②反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色)检验方法Fe2＋Fe3＋加盐法(KSCN溶液)①现象：加入KSCN溶液无明显现象，再滴入氯水，溶液变成红色②反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(红色)①现象：加入KSCN溶液，溶液变为红色②反应：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(红色)检验Fe2＋的注意事项(1)只含Fe2＋的溶液检验Fe2＋加入试剂的顺序：待测液―――→KSCN溶液不变色――――→氧化剂如氯水、H2O2红色(含Fe2＋，不含Fe3＋)。①加KSCN溶液前，防止加入氧化性物质[如H2O2、NO－3(H＋)等]，使Fe2＋被氧化。②氧化剂不能选用酸性KMnO4溶液。原因：酸性KMnO4溶液本身显紫红色，对Fe(SCN)3的红色有干扰；酸性KMnO4溶液能氧化KSCN，溶液不变红色，不能证明不含Fe2＋。(2)同时含有Fe2＋和Fe3＋的溶液Fe2＋对检验Fe3＋无干扰，可以滴加KSCN溶液检验Fe3＋；Fe3＋对检验Fe2＋有干扰，不能采用加KSCN溶液检验Fe2＋，通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去说明含有Fe2＋。1．向某溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化，当再滴加几滴新制的氯水后，溶液变成红色，则下列结论错误的是()A．该溶液中一定含有SCN－B．氧化性：Fe3＋Cl2C．Fe2＋与SCN－不能形成红色物质D．Fe2＋被氯水氧化成Fe3＋解析：选B。Cl2将Fe2＋氧化成Fe3＋，说明氧化性：Cl2Fe3＋，选项B不正确。2．已知A为常见的金属单质，根据如图所示的关系，下列叙述中正确的是()A．A为Fe，B为FeOB．C→D溶液的颜色变化：浅绿色→棕黄色C．④的离子方程式：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋D．⑤的离子方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3解析：选B。由“红褐色固体”可知F是Fe(OH)3，从而得出A为Fe，“黑色晶体B”为Fe3O4，继而推出C为FeCl2，D为FeCl3，E为Fe(OH)2。⑤的离子方程式可为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，④的离子方程式可为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。3．某同学为了检验家中的一瓶补铁药(成分为FeSO4)是否变质，查阅了有关资料，得知SCN－、Fe2＋能被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色，并结合已学的知识设计了如下实验；①将药片除去糖衣研细后溶解、过滤。②取滤液分别加入两支试管中，在一支试管中加入酸性KMnO4溶液，在另一支试管中加入KSCN溶液。请完成下列问题：(1)若滴入酸性KMnO4溶液后褪色，滴入KSCN溶液后不变红，结论是____________。(2)若滴入酸性KMnO4溶液后不褪色，滴入KSCN溶液变红，结论是____________。