人教版陕西省蓝田县高中化学 第三章 金属及其化合物 3.2 铁和铁的化合价课件 新人教必修1.ppt

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1、2021/8/9 星期一1猎户座流星雨景象猎户座流星雨景象 狮子座流星划过天空狮子座流星划过天空2021/8/9 星期一2陈列于新疆地质矿产博物馆重达陈列于新疆地质矿产博物馆重达30吨、吨、世界排行第三世界排行第三(按重量按重量)的大陨铁。的大陨铁。2021/8/9 星期一3常见的铁矿石常见的铁矿石磁铁矿磁铁矿(Fe3O4)赤铁矿赤铁矿(Fe2O3)褐铁矿褐铁矿(Fe2O3nH2O)黄铁矿黄铁矿(FeS2)陨铁陨铁2021/8/9 星期一42021/8/9 星期一5铁是人体内需要的微量元素。一般人的体内含铁量为4.26.1g，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

2、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。2021/8/9 星期一6铁的化合物铁的化合物2021/8/9 星期一7 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？苹果也会生锈苹果也会生锈2021/8/9 星期一8 苹果中含有一种带有苹果中含有一种带有+2+2价价铁元素铁元素的酶的酶,在空气中会被氧化在空气中会被氧化,氧化后变成氧化后变成黄色黄色,就像铁生了锈一样就像铁生了锈一样.苹果也会生锈苹果也会生锈2021/8/9 星期一9印刷电路板是

3、如何印刷电路板是如何制作的？制作的？2021/8/9 星期一10铁的性质铁的性质铁铁的的性性质质性性质质物物理理性性质质化化学学1、纯铁具有银白色金属光泽，、纯铁具有银白色金属光泽，2、有良好的延展性有良好的延展性,导电、导热性能。导电、导热性能。3、密度为密度为7.86g/cm3，4、熔点为熔点为1535，沸点为，沸点为2750，1 铁在氧气中燃烧铁在氧气中燃烧 3Fe+2O2=Fe3O4 2 铁与酸反应。铁与酸反应。盐酸与铁反应盐酸与铁反应 Fe2HClFeCl2H2 3 铁与硫酸铜的反应铁与硫酸铜的反应 FeCuSO4FeSO4Cu 4.铁与水反应铁与水反应 3 Fe4H2O Fe3O4

4、 4H2 2021/8/9 星期一111.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？铁的氧化物铁的氧化物铁的氢氧化物铁的氢氧化物铁盐铁盐氢氧化铁氢氧化铁氢氧化亚铁氢氧化亚铁氧化亚铁氧化亚铁氧化铁氧化铁四氧化三铁四氧化三铁+2价铁盐价铁盐+3价铁盐价铁盐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？预测与猜想预测与猜想2021/8/9 星期一12 名称名称氧化亚铁氧化亚铁氧化铁氧化铁四氧化三铁四氧化三铁 俗称俗称俗称俗称化学式化学式化学式化学式颜色状态颜色状态颜色状态颜色状态水溶性水溶性水溶性水溶性用途用途用途用途分类分类分

5、类分类铁的价态铁的价态铁的价态铁的价态化学性质化学性质化学性质化学性质阅读教材阅读教材59页内容页内容2021/8/9 星期一13 名称名称名称名称氧化亚铁氧化亚铁氧化亚铁氧化亚铁氧化铁氧化铁氧化铁氧化铁四氧化三铁四氧化三铁四氧化三铁四氧化三铁 俗称俗称俗称俗称-铁红铁红铁红铁红磁性氧化铁磁性氧化铁磁性氧化铁磁性氧化铁 化学式化学式化学式化学式FeOFeOFeFe2 2OO3 3FeFe3 3OO4 4颜色状态颜色状态颜色状态颜色状态黑色黑色黑色黑色粉末粉末粉末粉末红棕色红棕色红棕色红棕色粉末粉末粉末粉末黑色黑色黑色黑色晶体晶体晶体晶体水溶性水溶性水溶性水溶性不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不

6、溶不溶不溶不溶用途用途用途用途-油漆涂料、赤铁矿油漆涂料、赤铁矿油漆涂料、赤铁矿油漆涂料、赤铁矿磁流体磁流体磁流体磁流体分类分类分类分类铁的价态铁的价态铁的价态铁的价态 化学性质化学性质化学性质化学性质 -碱性氧化物碱性氧化物碱性氧化物碱性氧化物 碱性氧化物碱性氧化物碱性氧化物碱性氧化物 复杂氧化物复杂氧化物复杂氧化物复杂氧化物FeO+2HFeO+2H+FeFe2+2+H+H2 2O FeO Fe2 2O O3 3+6H+6H+2Fe2Fe3+3+3H+3H2 2O O+2 +3 +2+2 +3 +2，+3+32021/8/9 星期一141.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

7、物分类？分类的依据是什么？铁的氧化物铁的氧化物铁的氢氧化物铁的氢氧化物铁盐铁盐氢氧化铁氢氧化铁氢氧化亚铁氢氧化亚铁氧化亚铁氧化亚铁氧化铁氧化铁四氧化三铁四氧化三铁+2价铁盐价铁盐+3价铁盐价铁盐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？3.3.结合对铁的氧化物性质的分析，请你猜测铁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。的氢氧化物可能具有的性质。预测与猜想预测与猜想2021/8/9 星期一15Fe(OH)Fe(OH)2 2Fe(OH)Fe(OH)3 3颜色状态颜色状态颜色状态颜色状态溶解性溶解性溶解性溶解性制备制备制备制备与酸反应

8、与酸反应与酸反应与酸反应热稳定性热稳定性热稳定性热稳定性铁的价态铁的价态铁的价态铁的价态2021/8/9 星期一16必修1的实验学习比较、分类等科学习比较、分类等科学方法，知道比较、学方法，知道比较、分类等科学方法是化分类等科学方法是化学研究和学习的常用学研究和学习的常用方法。方法。氢氧化亚铁的制备氢氧化亚铁的制备2021/8/9 星期一17Fe(OH)Fe(OH)2 2Fe(OH)Fe(OH)3 3颜色状态颜色状态颜色状态颜色状态 白色白色白色白色 絮状絮状絮状絮状红褐色红褐色红褐色红褐色 固体固体固体固体溶解性溶解性溶解性溶解性不溶于水不溶于水不溶于水不溶于水制备制备制备制备FeFe2+2

9、+2OH+2OH-Fe(OH)Fe(OH)2 2 FeFe3+3+3OH+3OH-Fe(OH)Fe(OH)3 3 与酸反应与酸反应与酸反应与酸反应Fe(OH)Fe(OH)2 2+2H+2H+FeFe2+2+2H2H2 2OO Fe(OH)Fe(OH)3 3+3H+3H FeFe3+3+3H3H2 2OO热稳定性热稳定性热稳定性热稳定性2Fe(OH)2Fe(OH)3 3 FeFe2 2OO3 3+3H+3H2 2OO铁的价态铁的价态铁的价态铁的价态分解不生成氧化亚铁+2 +3+2 +3Fe(OH)Fe(OH)2 2 FeO+HFeO+H2 2O O2021/8/9 星期一18思考：1、实验观察到

10、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。2021/8/9 星期一19Fe(OH)Fe(OH)2 2Fe(OH)Fe(OH)3 3颜色状态颜色状态颜色状态颜色状态 白色白色白色白色 絮状絮状絮状絮状红褐色红褐色红褐色红褐色 固体固体固体固体溶解性溶解性溶解性溶解性不溶于水不溶于水不溶于水不溶于水制备制备制备制备FeFe2+2+2OH+2OH-Fe(OH)Fe(OH)2 2 FeFe3+3+3OH+3OH-Fe(OH)Fe(OH)3 3 与酸反应与酸反应与酸反应与酸反应Fe(OH)Fe(OH)2 2+2H+2H+FeFe2+2+2H2H2 2OO

11、Fe(OH)Fe(OH)3 3+3H+3H FeFe3+3+3H3H2 2OO热稳定性热稳定性热稳定性热稳定性2Fe(OH)2Fe(OH)3 3 FeFe2 2OO3 3+3H+3H2 2OO铁的价态铁的价态铁的价态铁的价态转化转化转化转化4Fe(OH)4Fe(OH)2 2O O2 22H2H2 2O O4Fe(OH)4Fe(OH)3 3(出现白色絮状沉淀，并迅速变成出现白色絮状沉淀，并迅速变成出现白色絮状沉淀，并迅速变成出现白色絮状沉淀，并迅速变成灰绿色灰绿色灰绿色灰绿色，最终变成，最终变成，最终变成，最终变成红褐色红褐色红褐色红褐色)分解不生成氧化亚铁+2 +3+2 +3Fe(OH)Fe(

12、OH)2 2 FeO+HFeO+H2 2O O2021/8/9 星期一20实验设计实验设计如何更好的制备氢氧化亚铁？如何更好的制备氢氧化亚铁？2021/8/9 星期一21思路分析思路分析2021/8/9 星期一222021/8/9 星期一23创造条件创造条件无无Fe3+的环境；无的环境；无O2的环境的环境创造条件创造条件2021/8/9 星期一242021/8/9 星期一252021/8/9 星期一262021/8/9 星期一272021/8/9 星期一282021/8/9 星期一29拓展练习拓展练习(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Fe

13、3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 。2021/8/9 星期一30方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。（1）在试管里加入的试剂是 。（2）在试管里加入的试剂是 。（3）为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管和中加入试剂，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

14、时间保持白色，其理由是 。拓展练习拓展练习2021/8/9 星期一31Fe3+的检验的检验 在含有在含有FeFe3+3+的溶液中加入的溶液中加入KSCN(KSCN(硫氰化钾硫氰化钾)溶液，溶液变成血红色，而在含有溶液，溶液变成血红色，而在含有 FeFe2+2+的溶的溶液中加入液中加入KSCNKSCN溶液不变红。化学上常用硫氰溶液不变红。化学上常用硫氰化钾溶液检验溶液中是否存在化钾溶液检验溶液中是否存在FeFe3+3+Fe3+3SCN-=Fe(SCN)3 (血红色血红色)信息提示！信息提示！Fe2+、Fe3+2021/8/9 星期一32实验室提供下列试剂：实验室提供下列试剂：铁粉、铁粉、0.1m

15、olL-1FeCl3溶液、溶液、0.1molL-1FeCl2溶溶液、液、KSCN溶液、新制氯水溶液、新制氯水1、根据氧化还原反应基本原理，提出、根据氧化还原反应基本原理，提出Fe2+和和Fe3+相互转化条件的假设相互转化条件的假设2、设计、设计Fe2+和和Fe3+的相互转化的实验方案，进行的相互转化的实验方案，进行实验并记录现象实验并记录现象活动与探究活动与探究2021/8/9 星期一33Fe2+Fe3+化合价化合价 ，升高升高需加入需加入氧化剂氧化剂。降低降低还原剂还原剂。Fe2+Fe3+化合价化合价 ，需加入需加入Fe2+、Fe3+的相互转化的相互转化2021/8/9 星期一341 1、F

16、e2+Fe3+:加入氧化剂：加入氧化剂：O O2 2、氯水、氯水、H H2 2O O2 2、酸性酸性KMnOKMnO4 4溶液；溶液；2021/8/9 星期一35实验实验方案方案实验现实验现象象离子方程式离子方程式向盛有向盛有FeSOFeSO4 4溶液的试管溶液的试管中加入中加入2-32-3滴滴KSCNKSCN溶液，溶液，再加入再加入少量少量氯水；氯水；2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-加加KSCNKSCN溶液，溶液，无明显现象，无明显现象，再加氯水振荡再加氯水振荡后，变为红色后，变为红色 2021/8/9 星期一36实验实验方案方案实验现实验现象象结论结论、解、解释释离子方程式离子方程式 向

17、盛有酸性向盛有酸性KMnOKMnO4 4溶液的溶液的试管中加入试管中加入少量少量FeSOFeSO4 4溶溶液液溶液紫红色溶液紫红色褪去褪去 2021/8/9 星期一372 2、Fe3+Fe2+:加入还原剂：加入还原剂：FeFe、CuCu、KIKI溶液溶液2021/8/9 星期一38实验实验方案方案实验现实验现象象离子方程式离子方程式向盛有向盛有FeClFeCl3 3溶液的试管中溶液的试管中加入加入KIKI溶液，溶液，振荡，振荡，再加入再加入CClCCl4 4，振荡，静置振荡，静置2Fe3+2I-2Fe2+I2溶液呈棕褐色溶液呈棕褐色分层，下层呈分层，下层呈紫红色紫红色2021/8/9 星期一3

18、92FeCl3+Fe 3FeCl22Fe3+Fe 3Fe2+2FeCl3+Cu 2FeCl2 +CuCl22Fe3+Cu 2Fe2+Cu2+2021/8/9 星期一40转化类型转化类型 实验方案实验方案 现象现象 Fe2+Fe3+Fe3+Fe2+KSCNFe2+(一一)二、加入二、加入氯水氯水后后溶液呈溶液呈血红色血红色一、无明显变化一、无明显变化一、溶液呈一、溶液呈血红血红色色二、加入铁粉充二、加入铁粉充分震荡后红色逐分震荡后红色逐渐褪去渐褪去氯水氯水(二二)(一一)Fe3+KSCNFe(二二)2021/8/9 星期一41离子方程式：离子方程式：Fe2+Fe3+Fe3+Fe2+2Fe2+Cl

19、2=2Fe3+2Cl-2Fe3+Fe=3Fe2+结结 论：论：FeFe2+2+与与FeFe3+3+能够相互转化能够相互转化2021/8/9 星期一42总结：总结：Fe2+与与Fe3+的相互转化的相互转化Fe2+Fe3+氧化剂氧化剂Fe3+Fe2+还原剂还原剂Cl2、Br2、HNO3、MnO4-、H2O2等等Cu、Fe、Zn、H2S、S2-、I-、等、等2021/8/9 星期一43在配制含在配制含FeFe2+2+的溶液时，常向溶液中加入的溶液时，常向溶液中加入 少量少量 ,使被氧气氧化形成的使被氧气氧化形成的FeFe3+3+转化为转化为FeFe2+2+,离子方程式为离子方程式为 铁粉铁粉2Fe3

20、+Fe=3Fe2+应用：应用：2021/8/9 星期一44 进行如下实验，观察现象并分析原因进行如下实验，观察现象并分析原因：用玻璃棒蘸取少量用玻璃棒蘸取少量30%30%的的FeClFeCl3 3溶液，在铜片上溶液，在铜片上画一个画一个“+”，放置片刻后，用少量水将铜片上，放置片刻后，用少量水将铜片上的溶液冲到小烧杯中的溶液冲到小烧杯中。涂有涂有FeCl3溶液处留下了鲜明的溶液处留下了鲜明的“+”2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+利用利用 FeClFeCl3 3溶液与铜反应可制作印刷电路板。溶液与铜反应可制作印刷电路板。原理：现象：活动与探究活动与探究2021/8/9 星期一45FeO：C、C

21、O、H2、Al Fe2+：Al、Zn等还原等还原Fe2+FeFe3Fe2O3：C、CO、H2、Al Fe3+：Al、Zn等还原等还原强氧化剂强氧化剂Cl2、Br2、O2、浓、浓H2SO4、HNO3酸性酸性KMnO4、Na2O2、H2O2等等Fe、Cu、I、S2-等等Cl2、Br2、O2、浓、浓H2SO4、HNO3弱氧化剂弱氧化剂S、I2、H+、Cu2+、Fe3+Fe、Fe2 2、Fe3 3的相互转化的相互转化“铁三角铁三角”关系关系2021/8/9 星期一46转化中的主要化学反应(1)常见Fe2转化成Fe3的离子方程式：2Fe2Cl2(Br2)=2Fe32Cl(Br)4Fe24HO2=4Fe32H2O3Fe24HNO3-=3Fe3NO2H2O2Fe2H2O22H=2Fe32H2O5Fe28HMnO4-=5Fe3Mn24H2O2021/8/9 星期一47Fe2+和和Fe3的鉴别的鉴别鉴别方法鉴别方法Fe2Fe3观察溶液颜色观察溶液颜色浅绿色浅绿色黄色黄色与与KSCN反应反应先加入先加入KSCN溶液溶液,不变红不变红;再滴加再滴加氯水氯水血变红血变红.溶液变为溶液变为血红血红色色2021/8/9 星期一48