《铁的重要化合物》.ppt

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1、铁的重要化合物铁的重要化合物教学目标教学目标知识与能力：知识与能力： 铁的氧化物的性质与比较；铁的氢氧化物的性质与比较；Fe3+ 离子的检验；“铁三角”（即Fe. Fe2+ .Fe3+之间的转化）教学方法教学方法： 通过讨论、发现问题、实验探究、类比、构建思维导图等方法一、铁的氧化物1、铁的氧化物的性质比较、铁的氧化物的性质比较氧化亚铁氧化铁四氧化三铁化学式俗称色、态化合价水溶性与盐酸反应 FeO Fe2O3 Fe3O4 无无 铁红铁红 磁性氧化铁磁性氧化铁 黑色粉末黑色粉末 红棕色粉末红棕色粉末 黑色晶体黑色晶体+2 +3 +2 、+3不溶不溶 不溶不溶 不溶不溶FeO+2H+=Fe2+H2

2、O Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O Fe3O4+8H+=2Fe3+ Fe2+ + 4H2O2、 铁的氧化物铁的氧化物 的用途的用途作为冶炼金属的原料作为冶炼金属的原料Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2.氧化铁常用于制造红色油漆和涂料氧化铁常用于制造红色油漆和涂料氧化铁作外墙涂料氧化铁作外墙涂料 高温高温二、铁的氢氧化物铁的氢氧化物有两种：有两种：Fe(OH)3 、Fe(OH) 2 如何制备如何制备Fe(OH)3 、Fe(OH)2 ？实验实验3-9在在FeCl3、FeSO4分别加入分别加入NaOH溶液溶液 FeCl3 FeSO4加入加入NaOH溶溶液产生的现液产生的现象象离子方程式离子

3、方程式产生产生红褐色红褐色的沉淀的沉淀先有灰白色的沉淀，先有灰白色的沉淀，迅速变成迅速变成灰绿色灰绿色，最后变成最后变成红褐色红褐色Fe3+3OH=Fe(OH)3 Fe2+2OH=Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2转变过程转变过程FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2+Na2SO44Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3思考与交流思考与交流既然既然Fe(OH)2 容易被空气中的氧气氧化容易被空气中的氧气氧化,那么在那么在制备制备Fe(OH)2时应采取哪些措施防止其被氧化时应采取哪些措施防止其被氧化?煮沸、胶头滴管伸入、油封煮

4、沸、胶头滴管伸入、油封 使生成的使生成的Fe(OH)Fe(OH)2 2不与空气接触。不与空气接触。探究：1、可用两种方法制得白色的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,为防止氧化,还需加入 。(2)除去蒸馏水中的O2常采用 方法。(3)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，这种操作的理由 方法二：在图2装置中用 NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。 (1)在试管A里加入的试剂是 。(2)在试管B里加入的试剂是 。(3)为了制得白色

5、Fe(OH)2沉淀，在试管A和B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 。 三、铁盐和亚铁盐三、铁盐和亚铁盐 1、常见的铁盐和亚铁盐铁盐：铁盐：FeCl3 、 Fe2(SO4)3 、 Fe(NO3)3亚铁盐：亚铁盐： FeCl2 、FeSO4 、Fe(NO3)2(1)(1)、Fe3+离子的检验离子的检验 向向FeCl3和和FeCl2溶液中分别滴入溶液中分别滴入KSCN溶液溶液 滴入滴入KSCN溶液溶液 FeCl3溶液溶液 FeCl2溶液溶液溶液呈血红色溶液呈血红色溶液颜色无变化溶液颜色无变化 有哪些方法可以鉴别有哪些方法可

6、以鉴别 FeCl3溶液和溶液和FeCl2溶液？溶液？（1）颜色：）颜色：Fe 2+ Fe3+ .Fe2+ 和和Fe3+的鉴别方法的鉴别方法: :浅绿色浅绿色黄色黄色（2）KSCN法：滴入法：滴入KSCN溶液，呈溶液，呈_ 色的溶液中含有色的溶液中含有Fe 3+血红血红（3）碱液法：分别加入碱液（或氨水），生）碱液法：分别加入碱液（或氨水），生成成 色沉淀的溶液中含有色沉淀的溶液中含有Fe3+，先生，先生成成 色沉淀，又迅速转变为色沉淀，又迅速转变为 色，最后色，最后变为变为 的溶液中含有的溶液中含有Fe2+红褐红褐白白灰绿灰绿红褐红褐(2)(2)、Fe3+的氧化性的氧化性( (科学探究科学探究

7、) ) 实验实验(1):在在FeCl3溶液中加入溶液中加入Fe粉粉,振荡。再滴入几振荡。再滴入几滴滴KSCN溶液溶液现象：现象：结论：结论：2FeCl3 + Fe = 3FeCl2 反应方程式：反应方程式：（氧化剂）（氧化剂） （还原剂）（还原剂）离子方程式：离子方程式：2FeCl3 + Cu = 2FeCl2+CuCl2（氧化剂）（氧化剂）（还原剂）（还原剂）溶液溶液不显不显血红色血红色溶液中不含溶液中不含Fe3+2Fe3+ Fe = 3Fe2+金属铜也能将金属铜也能将FeFe3 3还原：还原：实验实验2：在以上所得到的在以上所得到的FeCl2和和KSCN的混合的混合 溶液中，滴加氯水溶液中

8、，滴加氯水(Cl2)现象：现象：溶液变成溶液变成血红色血红色结论：结论：原溶液中的原溶液中的FeFe2+2+转变成转变成FeFe3+3+反应方程式：反应方程式：2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3离子方程式：离子方程式：2Fe2 + Cl2 = 2Fe3 2Cl(还原剂还原剂)(氧化剂氧化剂)研究课题一 Fe3+转化为Fe2+讨论：1.常见的还原剂： Fe (H2S、I-、Cu、Zn等)四.Fe2+和Fe3+ 的相互转化探究实验1-1： Fe3+被Fe还原 操作步骤实验现象反应原理溶液变成浅绿色Fe+2Fe3+=3Fe2+(1)取几小块铁片于试管(2)向试管中加入12ml FeCl3溶液

9、,并加热探究实验1-2： Fe3+被Cu还原 操作步骤实验现象反应原理溶液变成蓝绿色Cu+2Fe3+=2Fe2+Cu2+(1)取几小块铜片于试管(2)向试管中加入12ml FeCl3溶液(3)加热探究实验2： Fe3+被I-还原操作步骤实验现象反应原理2Fe3+2I-=2Fe2+I2颜色变深黄色下层溶液呈紫色(1)向FeCl3溶液中加几滴KI溶液(2)向上述溶液中加12ml CCl4，振荡研究课题二 Fe2+转化为Fe3+讨论：1.常见的氧化剂：Cl2(Br2、O2、H2O2、HNO3、浓硫酸、KMnO4等)探究实验3： Fe2+被 KMnO4氧化实验现象紫色褪去溶液变红色5Fe2+MnO4-

10、+8H+= 5Fe3+Mn2+4H2OFe3+3SCN-=Fe(SCN)3反应原理操作步骤(1)将FeSO4滴入酸性KMnO4溶液中(2)再向上述溶液中滴几滴KSCN注:KMnO4溶液都要用稀硫酸酸化.探究实验4：Fe2+被 H2O2氧化操作步骤实验现象反应原理无明显变化溶液立即变红Fe3+3SCN-=Fe(SCN)32Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O(1)在FeSO4溶液中加几滴KSCN溶液(2)再滴加几滴H2SO4和H2O2注:FeSO4或FeCl3溶液是强酸弱碱盐,显酸性,必有H+存在.探究实验5：Fe2+被 Br2水氧化操作步骤实验现象反应原理无明显变化溶液立即变红Fe3+

11、3SCN-=Fe(SCN)32Fe2+Br2=2Fe3+2Br-(1)在FeSO4溶液中加几滴KSCN溶液(2)再滴加几滴Br2水6FeSO4+3Br2=2Fe2(SO4)3+2FeBr3Fe2+Fe3+氧化性还原性氧化性氧化剂CI2、Br2、O2 、KMnO4、H2O2还原剂Zn,Fe,Cu,S2-,I-总结: 直接观色与KSCN色反应利用显与铜片与淀粉KI试纸鉴别方法2Fe3Fe 浅绿色 棕黄色血红色不显红色无明显现象Cu被腐蚀,溶液变蓝绿色试纸不变蓝利用沉淀反应 与OH-作用白色沉淀迅速变灰绿色最后呈红褐色立即产生红褐色沉淀 的氧化性 利用Fe3+试纸变蓝色铁三角铁三角 红色：Cu、Cu

12、2O 蓝色：胆矾、Cu2+溶液 绿色：铜绿Cu2(OH)2CO3 白色： CuSO4、（CuI） 棕黄色：固体CuCl2 黑色：CuO、Cu2S、CuS Cu元素所形成的物质中：含有Cu2O的红色玻璃【课堂习题课堂习题】1.1.为什么实验室在配制为什么实验室在配制FeCl2或或FeSO4溶液时，溶液时，通常还要往溶液中加入铁钉或铁粉？通常还要往溶液中加入铁钉或铁粉？ 答：防止答：防止Fe2+被氧化成被氧化成Fe3+ Fe+2Fe3+Fe2+2.2.除去除去FeCl2溶液中的少量溶液中的少量FeCl3，可加，可加入入 ；除去；除去FeCl3溶液中的少量溶液中的少量FeCl2，可加入可加入 ；除去

13、；除去FeCl2溶液中的少量溶液中的少量CuCl2，可加入，可加入 。Fe粉粉氯水氯水Fe粉粉课堂练习：1.将下列四种化合物溶于稀盐酸，滴加硫氰化钾溶将下列四种化合物溶于稀盐酸，滴加硫氰化钾溶液液没有没有颜色变化的是：颜色变化的是： （ ） A.FeS B.Fe2O3 C.FeCl3 D.Fe2(SO4)3A课堂练习课堂练习: : 2. 硫酸亚铁溶液含有杂质硫酸铜和硫酸铁硫酸亚铁溶液含有杂质硫酸铜和硫酸铁,为除去为除去杂质杂质,提纯硫酸亚铁，应该加入下列哪种物质提纯硫酸亚铁，应该加入下列哪种物质 （ ） A锌粉锌粉 B镁粉镁粉 C铁粉铁粉 D 铝粉铝粉C3、将铁粉撒入下列溶液中充分反应后，溶液

14、的质量增加但无气体放出的是：2CuCl42SOH23NOHg342SOFeA、B、C、D、课堂练习课堂练习: : 4.将Na2O2投入到FeCl2溶液中，可以观察到的现象是A、生成白色沉淀 B、生成红褐色沉淀C、有气泡产生 D、溶液变成棕黄色BC5、验证FeSO4晶体已部分被氧化的化学方法是什么？ (1)Fe3+检验取样溶解，滴加少量KSCN溶液，显红色，证明有Fe3+存在。 (2)Fe2+检验取样溶解，滴加到溴水(或KMnO4)中，溴水褪色，则证明Fe2+存在。典题典题 讲与练讲与练一、铁和铁的氧化物的性质例1 以下一些氧化物和单质之间可发生如下图所示的反应，其中，氧化物()是红棕色固体、氧

15、化物()、氧化物()、氧化物()在反应条件下都是气体。(1)氧化物()的化学式是_。氧化物()的化学式是_。(2)反应的化学方程式是_。反应的化学方程式是_。反应的化学方程式是_。【解析】氧化物()为红棕色固体，故其为Fe2O3；根据Fe2O3氧化物()单质()氧化物()，可推断单质()应为铁，氧化物()应为CO，则氧化物()为CO2。又知CO氧化物()CO2单质()，氧化物()单质()单质()CO，综合分析可推断氧化物应为H2O，单质应为H2，单质应为C，单质为Fe。【答案】(1)Fe2O3CO(2)Fe2O33CO 2Fe2CO2COH2O CO2H2H2OC H2CO【点拨】本题的突破口

16、在于氧化物()是红棕色固体，可知其为Fe2O3。反应都是在高温条件下进行的反应。体验感悟1某铁的“氧化物”样品，用5 mol/L盐酸140 mL恰好完全溶解，所得溶液还能吸收标准状况下0.56 L氯气，使其中Fe2全部转化为Fe3。该样品可能的化学式是()AFe2O3 BFe3O4CFe4O5 DFe5O7再依据Cl原子守恒知Fe2结合Cl的物质的量为0.0520.1 mol。Fe3结合Cl的物质的量为0.70.10.6 mol由FeCl3=Fe33Cl知FeCl3的物质的量为0.2 mol即n(Fe3)0.2 mol则n(Fe2) n(Fe3)0.05 0.21 4故FeO2Fe2O3即Fe

17、5O7【答案】D【答案】B【点拨】本题集Fe2与Fe3的相互转化、Fe3的检验以及混合物的计算于一体，考查学生的综合应用能力。体验感悟2向一定量的FeO、Fe、Fe3O4的混合物中加入100 mL 1 molL1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出224 mL(标准状况)的气体，在所得溶液中经检验无Fe3。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，能得到铁的质量是()A11.2 g B5.5 gC2.8 g D无法计算【答案】C三、铁的氢氧化物例3 下图中，当容器A中的反应开始后，分别进行下列操作，请回答有关问题：(1)若弹簧夹C打开，B容器中有什么现象发生？_。(2)若弹簧夹C关闭一会儿，

18、容器A中的反应还在进行时，B容器中有什么现象发生_ _，写出B容器中有关反应的化学方程式：_。(3)若先打开弹簧夹C一段时间，容器A中的反应还在进行时，再关闭弹簧夹C一会儿，B容器中有什么现象发生_。 【解析】此题是一道综合性和实验操作的复合实验题，因此，在解答该题时必须明确：当氢氧化钠中空气未排尽时，氢氧化钠与硫酸亚铁反应的产物氢氧化亚铁只能短暂存在，但当通入氢气一段时间后，即认为其中的空气已排净，生成的Fe(OH)2能较长时间存在。 【答案】(1)容器B中的导管口有气泡冒出(2)容器A中溶液进入容器B，容器B中有白色沉淀生成，沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色2NaOHFeSO4=Fe(O

19、H)2Na2SO4、4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(3)开始时容器B中的导管口有气泡冒出，弹簧夹关闭后容器A中溶液进入容器B，有白色沉淀生成。【点拨】实验的关键是Fe(OH)2生成时要在还原性气氛中，阻止被氧化。体验感悟3写出下列难溶性氢氧化物热分解的化学方程式：Fe(OH)3Cu(OH)2Mg(OH)2Al(OH)3【解析】难溶氢氧化物的热分解一般是非氧化还原反应，无电子转移，因此，所得金属氧化物中金属元素的化合价与其在原氢氧化物中是一致的。【答案】2Fe(OH)3 Fe2O33H2OCu(OH)2 CuOH2OMg(OH)2 MgOH2O2Al(OH)3 Al2O33H2O