高中化學(xué)必修一 《第一節(jié) 鐵及其化合物》集體備課課件

1、第一節(jié) 鐵及其化合物第三章 鐵 金屬材料（鐵的化合物）高效污水處理絮凝劑聚合FeCl3氯化亞鐵 氯化鐵硫酸亞鐵 硫酸鐵 你知道故宮的外墻是用什么顏料粉刷？ 鐵的化合物很多。氧化物主要有黑色的氧化亞鐵、紅棕色的三氧化二鐵和具有磁性的黑色四氧化三鐵。含有鐵元素的鹽有硫酸亞鐵、氯化鐵等。鐵的氫氧化物為氫氧化亞鐵和氫氧化鐵。氫氧化亞鐵是白色固體，不溶于水，很不穩(wěn)定，容易被氧化。硫酸亞鐵與NaOH溶液反應(yīng)生成的氫氧化亞鐵沉淀，在空氣中迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色。這是因?yàn)闅溲趸瘉嗚F被空氣中的氧氣氧化成了紅褐色的氫氧化鐵。 鐵的化合物在自然界中主要以礦石的形式存在，如黃鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦等。 唐朝杜甫

2、自京赴奉先詠懷五百字詩：“朱門酒肉臭，路有凍死骨?！币馑际钦f富貴人家酒肉多得吃不完而腐臭，窮人們卻在街頭因凍餓而死。形容貧富懸殊的社會(huì)現(xiàn)象。為何稱為“朱門”？磁鐵礦 FeO是一種黑色粉末，不穩(wěn)定，在空氣里會(huì)迅速被氧化為Fe3O4。主要成分：Fe3O4（俗稱磁性氧化鐵）FeO 黑色黃鐵礦（FeS2）赤鐵礦（Fe2O3）磁鐵礦（Fe3O4）硫酸亞鐵隕鐵Fe2O3：紅色的油漆二、鐵的重要化合物1.鐵的氧化物氧化鐵常用于制造紅色油漆和涂料氧化鐵作外墻涂料 Fe3O4用于制錄音磁帶和電訊器材。鐵的氧化物的用途赤鐵礦作為冶煉金屬鐵的原料Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2高溫青 磚？紅 磚？ 將用

3、黏土制成的磚胚置于窯內(nèi)，先用大火將磚胚從外到里燒透，然后停下，使磚和窯體慢慢冷下來。在這個(gè)過程中，如氧氣非常充足，磚胚中的鐵元素被氧化成Fe2O3，它是紅色的，磚里有了它就顯出紅色，這樣就得到紅磚 那么青磚又是怎樣制得的呢？你能解釋發(fā)生的變化嗎？原來在磚胚燒透之后，不讓它自然冷卻，而從窯頂不斷向下淋水使磚冷卻，結(jié)果磚就變成了青磚。 淋水的結(jié)果是，水在窯內(nèi)高溫的環(huán)境下，迅速變?yōu)樗魵?，使窯內(nèi)壓強(qiáng)增大，阻止了空氣進(jìn)入，在窯內(nèi)形成了一個(gè)缺氧的環(huán)境，這些水蒸氣還與窯內(nèi)熾熱的碳起反應(yīng)，產(chǎn)生大量還原性氣體CO和H2，將磚體內(nèi)的Fe2O3轉(zhuǎn)化為FeO或Fe3O4，由于它們都是黑色的，所以燒出來的就是青磚 F

4、eCl3 FeSO4加入NaOH溶液的現(xiàn)象離子方程式產(chǎn)生紅褐色的沉淀先有白色的沉淀，迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色Fe3+3OH=Fe(OH)3 Fe2+2OH=Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3實(shí)驗(yàn)3-9：在FeCl3、FeSO4分別加入NaOH溶液 鐵的兩種氫氧化物可以分別由相對應(yīng)的可溶性鹽和堿溶液反應(yīng)制得。2. 鐵的氫氧化物FeCl3溶液FeSO4溶液加NaOH溶液離子方程式Fe3+ + 3OH- Fe(OH)3Fe2+ + 2OH- Fe(OH)2紅褐色沉淀迅速變成灰綠色 -最后變成紅褐色生成白色絮狀沉淀 為什么實(shí)驗(yàn)中生成的白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最

5、后變成紅褐色呢？4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3二價(jià)鐵具有還原性，容易被氧化思考題: 要想長時(shí)間觀察到白色的Fe(OH)2 ，在配制溶液和操作過程中可以采取哪些措施?4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 加熱氫氧化鈉溶液趕盡空氣、采用新制的硫酸亞鐵溶液，將吸有氫氧化鈉溶液的膠頭滴管插到液面下擠出氫氧化鈉溶液。目的：隔絕空氣中的氧氣方案使用新配制的FeSO4溶液和NaOH溶液。把配制溶液用的蒸餾水事先加熱煮沸一段時(shí)間。滴加NaOH溶液的長膠頭滴管的尖端插入FeSO4溶液液面以下。如果在試管中FeSO4溶液液面上預(yù)先注入一層植物油，則生成的Fe(

6、OH)2保存的時(shí)間會(huì)更長一些。菜籽油NaOH溶液新制FeSO4溶液Fe(OH)2 + 2HCl = FeCl2 + 2H2O Fe(OH)2和Fe(OH)3都是不溶性堿，你能寫出它們與酸反應(yīng)的離子方程式嗎？Fe(OH)3+ 3H+ = Fe3+ + 3H2OFe(OH)3+ 3HCl = FeCl3 + 3H2OFe(OH)2 + 2H+ = Fe2+ + 2H2O 討論：通過以上實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為氫氧化亞鐵的化學(xué)性質(zhì)與一般的氫氧化物有什么異同？(1)氫氧化鐵的性質(zhì)與酸反應(yīng)受熱可分解氫氧化鐵是一種難溶于水的紅褐色固體(2)氫氧化亞鐵的性質(zhì)與酸反應(yīng) 不穩(wěn)定，易被空氣中的氧氣氧化Fe(OH)2+2HCl

7、=FeCl2+2H2O4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3（氧化劑）（還原劑）2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2OFe(OH)3 + 2HCl = FeCl3 + 3H2O化 學(xué) 式Fe(OH)2Fe(OH)3顏 色白紅褐化 合 價(jià)+2+3水 溶 性不溶于水不溶于水穩(wěn) 定 性在空氣中易轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3與鹽酸反應(yīng)Fe(OH)2 + 2H+ Fe2+ + 2H2OFe(OH)3 + 3H+ Fe3+ + 3H2O制 備Fe2+ + 2OH- Fe(OH)2轉(zhuǎn)化化學(xué)方程式4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3白色沉淀迅速變?yōu)開，最終變?yōu)榧t褐

8、色現(xiàn)象性質(zhì)比較灰綠色金屬的氫氧化物通性：少數(shù)易溶于水或微溶于水，水溶液呈堿性多數(shù)難溶于水，受熱易分解生成氧化物和水少數(shù)能直接與酸性氧化物反應(yīng)生成鹽和水能與酸反應(yīng)生成鹽和水少數(shù)能跟鹽溶液反應(yīng)3. 鐵鹽和亞鐵鹽（1）Fe3+離子的檢驗(yàn)向FeCl3和FeCl2溶液中分別加入KSCN溶液 滴入KSCN溶液 FeCl3溶液 FeCl2溶液溶液呈血紅色溶液顏色無變化 交流和討論: 還有哪些方法可以鑒別FeCl3溶液和FeCl2溶液? FeCl2 FeCl3實(shí)驗(yàn)3-10規(guī)律方法指導(dǎo)：(1)含F(xiàn)e3的溶液與含SCN的溶液混合后的現(xiàn)象不是出現(xiàn)紅色沉淀，而是形成紅色溶液。(2)鑒別Fe3與Fe2也可以用其他試劑，

9、如向溶液中分別加入少量KMnO4溶液，振蕩，能使KMnO4溶液褪色的溶液含有Fe2，不能使之褪色的溶液含有Fe3。Fe2+ Fe3+ 失去e-得到e-(2)Fe3+和Fe2+的轉(zhuǎn)化 溶液由棕黃色 溶液 溶液變成 。淺綠色無明顯變化紅色科學(xué)探究P61：在FeCl3溶液中加入足量Fe粉，振蕩。再滴入幾滴KSCN溶液，觀察現(xiàn)象；在以上所得到的FeCl2和KSCN的混合溶液中，滴加氯水(Cl2)，再觀察現(xiàn)象。2Fe3+ + Fe = 3Fe2+現(xiàn)象 反應(yīng)的離子方程式FeCl3溶液中加入Fe粉，KSCN溶液上層清液加氯水，振蕩溶液不顯血紅色溶液變成血紅色2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ +2Cl寫

10、出下列反應(yīng)的離子方程式:FeCl3溶液與鐵粉:2Fe3+Fe=3Fe2+。FeCl2溶液與氯水:2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-。FeCl3溶液與覆銅板:2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+?！舅伎寂c討論】Fe、FeSO4和Fe2(SO4)3三種物質(zhì)中,哪種物質(zhì)可做氧化劑,哪種可做還原劑,哪種既可做氧化劑又可做還原劑?提示Fe、FeSO4和Fe2(SO4)3三種物質(zhì)中鐵元素的化合價(jià)分別為0、+2、+3價(jià),根據(jù)含元素最高價(jià)的物質(zhì)只能做氧化劑,含元素最低價(jià)的物質(zhì)只能做還原劑,處于中間價(jià)態(tài)的物質(zhì)既可做氧化劑又可做還原劑得出結(jié)論:Fe2(SO4)3可做氧化劑,Fe可做還原劑,FeSO4既可做氧化劑又可

11、做還原劑。【思考】如何證明含有Fe3+的溶液中是否含有Fe2+?提示:由于溶液中含有Fe3+,利用NaOH溶液或KSCN溶液都無法證明溶液中是否含有Fe2+;可以利用Fe2+的還原性,向溶液中加入酸性KMnO4溶液,溶液紫紅色褪去,證明溶液中含有Fe2+。 鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化“鐵三角” 鐵元素有三種常見價(jià)態(tài)：0價(jià)、2價(jià)和3價(jià)，這三種價(jià)態(tài)的鐵在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化，我們稱之為“鐵三角”。 (1)Fe只有還原性；Fe2既有還原性，又有氧化性；Fe3只有氧化性。 (2)利用Fe、Fe2、Fe3的相互轉(zhuǎn)化，可以應(yīng)用于試劑的保存、配制及除雜，如配制硫酸亞鐵溶液時(shí)加入少量的鐵粉以防止Fe2被氧化。 (3)

12、“變價(jià)金屬元素、紅褐色沉淀、遇SCN溶液變紅色”等，是有關(guān)鐵及其化合物推斷題的突破口。練習(xí) 1、下列物質(zhì)跟鐵反應(yīng)后的生成物，能跟KSCN溶液作用生成紅色溶液的是（ ） A. 鹽酸 B. 氯氣 C. CuSO4溶液 D. 稀硫酸2、既有氧化性，又有還原性的微粒是（ ） A. Fe B. Fe2+ C. Fe3+BB 3、要除去FeCl2溶液中的少量FeCl3，可行的辦法是（ ） A. 滴入KSCN溶液 B. 通入氯氣 C. 加入銅粉 D. 加入鐵粉D4. 要證明某溶液中不含F(xiàn)e3+，而可能含有Fe2+，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作時(shí)最佳順序?yàn)椋?） 滴入足量氯水 加入鐵粉 滴入KSCN溶液 滴入NaOH溶液

13、 A. B. C. D. C5. 已知有以下物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化:試回答:(1)B的化學(xué)式為,D的化學(xué)式為。(2)寫出由E轉(zhuǎn)變成F的化學(xué)方程式:。(3)常用檢驗(yàn)G中的陽離子,其現(xiàn)象為。(4)向G溶液加入A的有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為。解析根據(jù)流程圖,推知D溶液為KCl溶液,H為AgCl,E為Fe(OH)2,F為Fe(OH)3,G為FeCl3,然后根據(jù)圖中物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,推知A為Fe,B為FeCl2,C為KOH。答案(1)FeCl2KCl(2)4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3(3)KSCN溶液棕黃色溶液變?yōu)榧t色溶液(4)2Fe3+Fe=3Fe2+6. 按下圖要求寫出下列三個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式,屬于離子反應(yīng)的只寫出離子方程式。解析此題從反應(yīng)轉(zhuǎn)化過程來看,唯一能作為解題突破口的是紅褐色固體F。結(jié)合題意不妨設(shè)F即為Fe(OH)3固體。由題可知,A在不同條件