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第三章金属及其化合物第二节几种重要的金属化合物第3课时铁的重要化合物1激趣入题2新知预习3预习自测4课堂探究5核心素养6课堂达标7课时作业激趣入题纯净的铁是光亮的银白色金属，密度较大，熔点为1535℃，沸点为2750℃。纯铁的抗蚀力很强，它有良好的延展性和导热性，导电性比铜、铝差，能被磁铁吸引。铁的化合物很多。铁的氧化物主要有黑色的氧化亚铁、红棕色的三氧化二铁和具有磁性的黑色的四氧化三铁。含有铁元素的盐有硫酸亚铁、氯化铁等。铁的氢氧化物为氢氧化亚铁和氢氧化铁。氢氧化亚铁是白色固体，不溶于水，很不稳定，容易被氧化。硫酸亚铁与NaOH溶液反应生成的氢氧化亚铁沉淀，在空气中迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。这是因为氢氧化亚铁被空气中的氧气氧化成了红褐色的氢氧化铁，发生的反应为：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3以上化合物具有怎样的性质，让我们一起学习铁的重要化合物。新知预习一、铁的主要化合物1．铁的含量及存在形态：(1)铁在地壳中的含量仅次于______________，位居第四位。(2)铁元素的化合价主要为____________价，在自然界中主要以_________形式存在。氧、硅、铝＋2、＋3化合态2．铁的氧化物：(1)物理性质。名称氧化亚铁氧化铁四氧化三铁化学式______________________________俗名/______________________铁元素的化合价__________________________颜色、状态黑色粉末________色粉末______色晶体溶解性都不溶于水FeOFe2O3Fe3O4铁红磁性氧化铁＋2＋3＋2、＋3红棕黑(2)化学性质。①稳定性。Fe2O3、Fe3O4较稳定；FeO不稳定，受热能氧化为__________。②与酸反应。与盐酸反应的离子方程式：FeO：_______________________________Fe2O3：_________________________________Fe3O4：_______________________________________点拨：Fe2O3常用作红色油漆和涂料，是赤铁矿的主要成分。Fe3O4FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O3．铁的氢氧化物：(1)物理性质。Fe(OH)2Fe(OH)3颜色、状态______色固体________色固体溶解性______溶于水白红褐难(2)化学性质。①不稳定性：Fe(OH)2在空气中易转化为______________，化学方程式：___________________________________________；反应现象：白色沉淀迅速变为________色，最终变为________色。Fe(OH)3受热易发生分解，化学方程式是____________________________。②与盐酸反应(书写离子方程式)。Fe(OH)2：____________________________________。Fe(OH)3：____________________________________。Fe(OH)34Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3灰绿红褐2Fe(OH)3=====△Fe2O3＋3H2OFe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O(3)铁的氢氧化物的制备铁的氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2操作方法铁的氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2实验现象生成________色沉淀首先生成________絮状沉淀，然后迅速变成________色，最后变成________色离子(或化学)方程式Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(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红褐白色灰绿红褐点拨：制备Fe(OH)2时一定要避免Fe(OH)2与空气中氧气的接触。4．铁盐和亚铁盐：(1)Fe3＋、Fe2＋的检验。(2)Fe2＋与Fe3＋的转化。点拨：Fe只有还原性；Fe2＋既有还原性，又有氧化性；Fe3＋只有氧化性。实验操作实验现象溶液由棕黄色→_______色→溶液___________→溶液变成______离子方程式_________________________________________________结论Fe3＋铁等强还原剂氯气等强氧化剂Fe2＋浅绿无明显变化红色2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－二、铜盐1．物理性质：(1)铜元素的焰色反应为绿色。(2)硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等铜盐溶于水。(3)铜暴露在潮湿空气中会生锈，铜绿的主要成分是__________________。2．化学性质：(1)铜的化学性质不活泼，使用铜质器皿比较安全。(2)铜盐属于__________盐，都有毒，原因是铜离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性而失去生理活性。点拨：常见的变价金属是铁和铜，铁元素的化合价主要为＋2、＋3价，铜的化合价是＋1、＋2价。Cu2(OH)2CO3重金属预习自测1．(2019·湖州高一检测)把生锈的铁钉放入足量稀盐酸中，可能发生的反应是()A．只有置换反应B．只有复分解反应C．置换和复分解反应D．置换和分解反应解析：铁锈的主要成分是Fe2O3，Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O，属于复分解反应，Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，属于置换反应，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，属于氧化还原反应。C2．下列关于铁的叙述正确的是()①铁能被磁铁吸引，但纯铁易锈蚀②人体的血红蛋白中含有铁元素③不能通过化合反应生成FeCl2和Fe(OH)3④铁能在氧气中剧烈燃烧，但不能在水蒸气中燃烧A．①③B．②④C．②③D．①④解析：①中纯铁不易被锈蚀，③中可以通过化合反应生成FeCl2和Fe(OH)3,2FeCl3＋Fe===3FeCl2,4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。B3．(2019·海口高一检测)下列离子方程式中，正确的是()A．铁与盐酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑B．氯气与氯化亚铁溶液反应：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3C．氯化铁溶液与铁反应：Fe3＋＋Fe===2Fe2＋D．氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓解析：由于盐酸中H＋的氧化性弱，故铁与盐酸反应时Fe只能被氧化为Fe2＋，A项错误；B项是化学方程式，不是离子方程式；C项中电荷不守恒，错误。D4．对铁及铁的化合物颜色描述错误的是()A．还原铁粉——银白色B．Fe(OH)3——红褐色C．Fe(SCN)3溶液——红色D．FeSO4溶液——浅绿色5．某溶液中滴入KSCN溶液后变红，说明该溶液中存在()A．Fe2＋B．Fe3＋C．SOD．Mg2＋6．在给定条件下，下列物质间的转化不能实现的是()A．Fe――→Cl2点燃FeCl3B．Fe――→盐酸常温FeCl3C．Fe――→H2O高温Fe3O4D．Fe――→FeCl3溶液常温FeCl2ABB课堂探究问题探究：铁元素有三种价态：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：知识点1Fe、Fe2＋、Fe3＋的相互转化——“铁三角”分析上图，思考下列问题：1．不同价态铁元素之间转化的条件是什么？2．实验室制取FeCl2溶液时为什么要加入少量铁屑？探究提示：1.由高价态转化低价态需要还原剂，由低价态转为高价态需要氧化剂。2．加入铁屑能防止Fe2＋被氧化成Fe3＋。知识归纳总结：1．Fe只有还原性，可以被氧化成＋2或＋3价的铁：如Fe＋2H＋===H2↑＋Fe2＋2Fe＋3Cl2=====点燃2FeCl33Fe＋4H2O=====△Fe3O4＋4H2。2．Fe2＋既有氧化性又有还原性：如2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋。3．Fe3＋具有较强的氧化性，可被还原为＋2价或0价的铁：如2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，3CO＋Fe2O3=====△2Fe＋3CO2。下图是物质间发生化学反应时颜色的变化情况，下列选项中正确的是()典例1CMNPQANH3·H2OBa(OH)2铜石蕊试液BNaBaCl2FeOKSCNCNaOHBa(NO3)2锌粉KSCNDNaHCO3MgCl2Fe石蕊试液解析：硫酸铁与Ba(OH)2反应生成硫酸钡白色沉淀和Fe(OH)3红褐色沉淀，A项错误；硫酸铁与FeO不反应，且FeO难溶于水，B项错误；物质间发生化学反应时颜色的变化情况符合图示，C项正确；硫酸铁与MgCl2溶液不反应，D项错误。〔变式训练1〕(2019·南京高一检测)已知下述三个实验均能发生化学反应，下列判断正确的是()①将铁钉放入硫酸铜溶液中②向硫酸亚铁溶液中滴入几滴双氧水③将铜丝放入氯化铁溶液中A．实验①中铁作氧化剂B．实验②中Fe2＋具有还原性C．实验③中发生的是置换反应D．上述实验证明氧化性Fe3＋Fe2＋Cu2＋B解析：实验①中铁作还原剂，A项错误；实验②中Fe2＋体现还原性，B项正确；实验③中发生的反应不是置换反应，C项错误；根据实验③可知氧化性：Fe3＋Cu2＋，根据实验①可知氧化性Cu2＋Fe2＋，D项错误。问题探究：如何证明FeSO4溶液是否变质？探究提示：变质的FeSO4溶液中含有Fe3＋。用洁净的试管取少量(1～2mL)的样品溶液，向其中滴入KSCN溶液1～2滴，若溶液立即显红色证明含有Fe3＋，即该溶液已变质。知识点2Fe3＋、Fe2＋的检验方法2．用NaOH溶液：(1)流程：溶液加NaOH溶液白色沉淀―→灰绿色―→红褐色―→Fe2＋红褐色沉淀―→Fe3＋(2)有关反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色沉淀)Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(2019·大庆高一检测)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。典例2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__________________。(3)若滴入酸性KMnO4溶液后褪色，滴入KSCN溶液变红，结论是__________________。(4)________(填“能”或“不能”)将酸性KMnO4溶液和KSCN溶液滴入到同一支试管中进行验证，原因是________________________________________________________________________________。补铁药没有变质补铁药完全变质补铁药部分变质不能酸性KMnO4溶液呈紫红色，影响Fe3＋的检验；KSCN具有还原性，影响Fe2＋的检验解析：加入酸性KMnO4溶液褪色说明含有Fe2＋，而加入KSCN溶液变红则说明含有Fe3＋，所以前三问的答案很容易得出。第(4)问中的原因可归纳为两条，一是酸性KMnO4溶液呈紫红色，影响Fe3＋的检验；二是KSCN具有还原性，可以被酸性KMnO4溶液氧化，影响Fe2＋的检验。〔变式训练2〕(2019·廊坊高一检测)下列物质与铁反应后的生成物，能与KSCN溶液作用生成红色溶液的是()A．盐酸B．氯气C．CuSO4溶液D．稀硫酸解析：铁