高中化学必修一第三章铁的重要化合物

第三章金属及其化合物第二节几种重要的金属化合物(三)铁的重要化合物设计者：李韬1.了解铁的氧化物的种类、性质和用途。2.了解铁的氢氧化物的性质和制备方法。3.掌握铁盐和亚铁盐之间的相互转化、铁离子的检验方法。学习目标学习重点：铁盐和亚铁盐之间的相互转化、铁离子的检验方法。一、铁的物理性质：颜色延展性、导电性、导热性、银白色金属光泽良好良好良好铁能被磁体吸引，并能被磁化温故知新二、铁的化学性质1.铁与非金属单质的反应3Fe+2O2====Fe3O4（纯氧）点燃在空气中（缓慢氧化反应），铁锈的成分很复杂，主要为氧化铁（Fe2O3）Fe+S===FeS△2Fe+3Cl2===2FeCl3点燃2.铁与水蒸气的反应装置1装置2实验装置气体用小试管收集一试管气体，点燃，听到轻微噗声证明生成了用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证明生成了H2H2原理：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H23.铁与酸Fe+2HCl==FeCl2+H2Fe+H2SO4==FeS04+H2Fe遇冷的浓硝酸、浓硫酸发生钝化4.铁与盐溶液Fe+Cu2+==Fe2++CuFe+2Fe3+==3Fe2+Al、Fe遇冷的浓硝酸、浓硫酸均发生钝化铁是人类使用最广泛的金属，但由于铁的性质比较活泼，一般都是以化合态的形式存在。那铁又有哪些化合物呢？FeO黑色黄铁矿（FeS2）赤铁矿（Fe2O3）磁铁矿（Fe3O4）硫酸亚铁陨铁Fe2O3：红色的油漆(98%Fe）四氧化三铁氧化亚铁氧化铁黑色粉末红棕色粉末黑色晶体名称氧化亚铁四氧化三铁氧化铁化学式俗名——铁化合价色态溶解性与盐酸反应Fe3O4+8H+＝Fe2++2Fe3++4H2O与还原剂用途FeOFe3O4Fe2O3磁性氧化铁铁红黑色粉末黑色晶体红棕色粉末不溶于水不溶于水不溶于水+2+2，+3+3Fe2O3+6H+=3Fe3++3H2OFeO+2H+=Fe2++H2OFexOy+yCOxFe+yCO2高温Fe2O3用作涂料、油漆，赤铁矿炼铁铁的氧化物1、Fe3O4是一种复杂的化合物,可以看作是FeO•Fe2O3,但Fe3O4是纯净物不是混合物!2、Fe2O3是红棕色的,所以红色涂料或漆中含有Fe2O3.３、Fe2O3和Fe3O4用来炼钢．红砖?青砖?同学们大都见过红砖和青砖，你们是否知道它们是由同种砖胚烧制而成的？将用黏土制成的砖胚置于窑内，先用大火将砖胚从外到里烧透，然后停下，使砖和窑体慢慢冷下来。在这个过程中，如氧气非常充足，砖胚中的铁元素被氧化成Fe2O3，它是红色的，砖里有了它就显出红色，这样就得到红砖。那么青砖又是怎样制得的呢？你能解释发生的变化吗？原来在砖胚烧透之后，不让它自然冷却，而从窑顶不断向下淋水使砖冷却，结果砖就变成了青砖。淋水的结果是，水在窑内高温的环境下，迅速变为水蒸气，使窑内压强增大，阻止了空气进入，在窑内形成了一个缺氧的环境，这些水蒸气还与窑内炽热的碳起反应，产生大量还原性气体CO和H2，将砖体内的Fe2O3转化为FeO或Fe3O4，由于它们都是黑色的，所以烧出来的就是青砖。•玉石中的氧化亚铁经氧化而成三价铁，颜色变成红棕色，特别是裂缝部位或有空隙的部位，还有暴露在外的截面部分也容易氧化而成红棕色。二、铁的氢氧化物有两种：Fe(OH)3、Fe(OH)2如何制备Fe(OH)3、Fe(OH)2？铁的两种氢氧化物可以分别由相对应的可溶性盐和碱溶液反应制得。二、铁的氢氧化物1.氢氧化铁和氢氧化亚铁的制备【实验3-9】红褐白灰绿红褐Fe2+＋2OH-=Fe(OH)2↓4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3Fe3＋＋3OH-=Fe(OH)3↓实验操作实验现象离子方程式试管中有色沉淀生成试管中先生成色絮状沉淀，迅速变成色,最后变成色点击试管1：Fe(OH)3红褐色试管2：Fe(OH)2转变为Fe(OH)3的过程→→白色沉淀灰绿色红褐色Fe(OH)2在空气中极易被氧化，实验室如何采取措施来制取白色的Fe(OH)2沉淀呢？要点：隔绝空气（避免氢氧化亚铁与氧气相接触）①、把滴管插入溶液深处滴加氢氧化钠溶液（溶液深处溶解的氧气较少）②、用煮沸的蒸馏水配制FeSO4、NaOH溶液（煮沸可以使溶解的O2被赶出）③、配好的FeSO4溶液上面滴加几滴植物油隔绝空气1.Fe(OH)2在空气中加热能得到FeO吗？不能。Fe(OH)2在空气中被氧化，最终得Fe2O32．能否通过化合反应制得Fe(OH)3?能。Fe(OH)2和O2、H2O反应即可。①Fe2＋必须新制且放入Fe粉以防Fe2＋被氧化②除去溶液中溶解的O2，即加热煮沸NaOH溶液；③必要时可在液面上加植物油或苯进行液封。3.制备Fe(OH)2时，需注意哪些问题？学与思⑵铁的氢氧化物的化学性质：Fe(OH)2+2H+==Fe2++2H2O；Fe(OH)3+3H+==Fe3++3H2O；△2Fe(OH)3====Fe2O3+3H2O；与酸反应的离子方程式Fe(OH)2Fe(OH)3颜色溶解性稳定性与酸反应制备转化不溶于水不溶于水白色在空气中易被氧化Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2OFe2＋＋2OH-=Fe(OH)2↓Fe3＋＋3OH-=Fe(OH)3↓4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3红褐色铁的氢氧化物2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O△1.Fe3+的检验【实验3-10】棕黄不变红实验操作现象结论与应用溶液的颜色由色变成色溶液的颜色三、铁盐和亚铁盐显示反应：原理：Fe3++3SCN-==Fe(SCN)3（没有沉淀，一种络合物）可以利用该反应检验Fe3+的存在点击1.颜色：Fe2+Fe3+.Fe2+和Fe3+的鉴别方法浅绿色黄色2.KSCN法：滴入KSCN溶液，呈______色的溶液中含有Fe3+血红3.碱液法：分别加入碱液（或氨水），生成。色沉淀的溶液中含有Fe3+，先生成色沉淀，又迅速转变为色，最后变为的溶液中含有Fe2+红褐白灰绿红褐色溶液先变成色，加KSCN溶液.浅绿不变色红步骤(1)步骤(2)实验操作实验现象溶液变成色离子方程式科学探究2.Fe2+和Fe3+的转化Fe+2Fe3+=3Fe2+2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-点击点击如何检验Fe2+、Fe3+的存在？检验Fe2+的存在向溶液中滴加NaOH溶液，先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变为红褐色检验Fe3+的存在铁化合物和亚铁化合物的相互转变氧化性还原性还原性氧化性FeFe2+Fe3+H+、Cu2+、Fe3+、S、I2还原剂CO、H2强氧化剂Cl2、Br2、KMnO4H2O2、HNO3还原剂Fe、Zn、Cu、SO2、H2S、KI还原剂C、CO、Al还原剂C、CO、Al铁及其化合物的性质：Fe隔绝空气加热Fe3O4FeOFe2O3⑩⑾⑨①③④⑥⑦⑧⒀⑿⒁⒂⒃FeCl2Fe(OH)2Fe(OH)3FeCl3⑤①②③④⑥⑦⑤3Fe＋2O2===Fe3O4点燃2Fe＋O2===FeO点燃FeO＋2HCl＝FeCl2+H2OFe(OH)2+2HCl=FeCl2+2H2OFeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaClFe+2HCl=FeCl2+H2↑2Fe＋3O2===Fe2O3⑩⑾⑨⑧⑿Fe2O3＋6HCl＝2FeCl3＋3H2OFeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaClFe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2O△2Fe(OH)3===Fe2O3+3H2O2Fe＋3Cl2===2FeCl3(棕黄色烟)点燃⒀⒁⒂⒃2FeCl2+Cl2=2FeCl32FeCl3+Fe=3FeCl24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3↓△2Fe(OH)2===FeO+H2O隔氧【小结】：常见的阳离子的检验：离子加入的试剂或操作实验现象K+Na+Ca2+Mg2+Al3+用铂丝蘸取含该离子的溶液在无色火焰灼烧透过蓝色钴玻璃，火焰呈紫色用铂丝蘸取含该离子的溶液在无色火焰灼烧火焰呈黄色Na2CO3溶液产生白色沉淀NaOH溶液滴加NaOH溶液至过量产生白色沉淀先产生白色沉淀，后消失Fe3+Fe2+①NaOH溶液；②KSCN溶液①红褐色沉淀；②溶液变成红色NaOH溶液白色沉淀→迅速变成灰绿色→红褐色KSCN溶液和氯水先无明显变化，后溶液变成红色离子加入的试剂或操作实验现象练习1、下列4种铁的化合物溶于稀盐酸后，滴加KSCN溶液没有颜色变化，再加氯水呈红色的是（）A.FeOB.Fe2O3C.FeCl3D.FeSO42、为了防止试剂变质，配制FeSO4溶液时，除了在试剂瓶中加入少量H2SO4外，还要加入（）A.加入CuB.通入Cl2C.加入Fe粉D.加入KSCNA、DC3．只用一种试剂就可将AgNO3、KSCN、稀H2SO4、NaOH四种无色溶液区分开，这种试剂是（）A．BaCl2溶液B．FeCl2溶液C．FeCl3溶液D．Fe(NO3)3溶液4．证明某溶液只含有Fe2+而不含Fe3+的实验方法是（）A、先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色B、先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色C、滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后变灰绿，最后显红褐色D、只需滴加KSCN溶液CBC