新人教版高中化學(xué)教材第三章第一節(jié)鐵及其化合物省賽一等獎

第三章鐵金屬材料第一節(jié)鐵及其化合物人教版必修1（高一化學(xué)第一學(xué)期）鋼鐵的生產(chǎn)和使用是人類文明和社會進(jìn)步的一個重要標(biāo)志。春秋戰(zhàn)國時期我國勞動人民就開始生產(chǎn)和使用鐵器。鐵在自然界中是以單質(zhì)的形式存在的，人們是如何把鐵從鐵礦石中還原出來的？人體中的鐵元素1、鐵植物中的鐵元素一個成人體中含鐵約3~5g,70%集中在血紅蛋白中，人體缺鐵會造成貧血。鐵是植物制造葉綠素時不可缺少的催化劑。地殼中:含量475%,占第四位；地下3000m深處：液態(tài)鐵鎳；隕鐵：含單質(zhì)鐵90%以上。顏色：硬度：延展性：電熱導(dǎo)性：密度：熔沸點：抗腐蝕性:鐵的物理性質(zhì)銀白色，金屬光澤質(zhì)軟良好良好與銅、鋁比較）31535℃、2750℃較強,含雜質(zhì)C、Si等減弱鐵能被磁體吸引,并能被磁化鐵的化學(xué)性質(zhì)鐵位于元素周期表中第26位當(dāng)鐵與得電子能力弱的物質(zhì)作用，只失最外層二個電子而顯2價，當(dāng)與得電子能力強的物質(zhì)作用時，還會再失去次外層上的一個電子而顯3價。鐵是一種化學(xué)性質(zhì)比較活潑的金屬。原子核外最外層電子數(shù)為2易____電子。失去請寫出鐵與Cl2、O2和S反應(yīng)的化學(xué)方程式Cl2>O2>SFeS▲（1）鐵與非金屬的反應(yīng)Fe3O4▲322FeCl3點燃23（2）鐵與氧化性物質(zhì)作用時產(chǎn)物價態(tài)規(guī)律：鐵遇弱氧化劑如H、Fe3、S、I2等生成FeⅡ化合物,遇強氧化劑如Cl2、Br2、HNO3、MnO4-等生成FeⅢ化合物。思考（1）以上反應(yīng)說明物質(zhì)氧化性強弱為：

（1）Fe+S（2）Fe+O2（3）Fe+Cl21)、常溫下，鐵是否可與純水反應(yīng)？2)、鐵在什么條件下才能和水進(jìn)行反應(yīng)？3)、為何鐵在潮濕的環(huán)境中會“生銹”？鐵在常溫下不會和水發(fā)生反應(yīng)，但在水和空氣中O2和CO2的共同用下，鐵卻很容易被腐蝕，生成鐵銹（Fe2O3）生銹/電化學(xué)腐蝕。3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2高溫（2）鐵與水的反應(yīng)思考小結(jié)鐵與非氧化性酸反應(yīng)，產(chǎn)生H2；（3）鐵與酸的反應(yīng)小結(jié)鐵在常溫下易被濃硝酸、濃硫酸“鈍化”，在加熱條件能繼續(xù)反應(yīng)，但不會產(chǎn)生H2。（2）2Fe+6H2SO4(濃）加熱Fe2(SO4)3+3SO2↑

+6H2O（3）Fe+4HNO3(?。〧e(NO3)3+NO↑+2H2O（4）Fe+6HNO3(濃）加熱Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O（1）Fe+H2SO4(稀）FeSO4+H2↑1）FeCu2=2）FeFe3=3）CuFe3=Fe3>Cu2>Fe2Fe2Cu23Fe22Cu22Fe2（4）鐵與鹽的反應(yīng)比較Cu2、Fe2、Fe3氧化性的強弱：印刷電路板：思考四氧化三鐵氧化亞鐵氧化鐵2、鐵的氧化物化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4俗名色態(tài)鐵的價態(tài)水溶性穩(wěn)定性與非氧化性酸反應(yīng)氧化性——鐵紅磁性氧化鐵黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體232、3不溶不溶不溶穩(wěn)定穩(wěn)定FeO2H=Fe2H2OFe2O36H=2Fe33H2OFe3O48H=Fe22Fe34H2O高溫時，都能與C、CO、H2反應(yīng)，被還原生成Fe煉鐵原理不穩(wěn)定FeO2HCl=FeCl2H2OFe2O36HCl=2FeCl33H2O化學(xué)性質(zhì)：①不溶于水也不與水反應(yīng)②與酸反應(yīng)：Fe3O48HCl=2FeCl3FeCl24H2O特例：3FeO10HNO3=3FeNO33NO↑5H2OFe2O36HI=2FeI2I23H2O堿性氧化物④均能被CO、H2、C還原成FeFe3O4+4CO=3Fe+4CO2

高溫

Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2

高溫

FexOy+yCO===xFe+yCO2高溫FeO+CO=Fe+CO2高溫

③FeO不穩(wěn)定6FeO+O2=2Fe3O4鐵的氧化物的用途（1）作為冶煉金屬的原料（2）Fe2O3用于制紅色油漆和涂料（3）Fe3O4用于制錄音磁帶和電訊器材。1在燒制磚瓦時，用粘土做成的坯經(jīng)過焙燒后，鐵的化合物轉(zhuǎn)化成而制得；若烘熱后期從窯頂向下慢慢澆水，窯內(nèi)產(chǎn)生大量的氣體，它們是，同時加上未燃燒的碳得青色磚瓦。Fe2O3CO、H2FeO、Fe3O4練習(xí)紅色磚瓦合物把該紅色物質(zhì)還原成黑色的化方案三：用可溶性鐵鹽、亞鐵鹽與堿溶液反應(yīng)？3、鐵的氫氧化物（2）如何制備鐵的氫氧化物？（1）鐵有哪些氫氧化物？思考方案一：能否通過鐵和水反應(yīng)制得？方案二：能否通過鐵的氧化物和水反應(yīng)得到？鐵有兩種價態(tài)：2和3，對應(yīng)兩種氫氧化物。不行。鐵與水反應(yīng)的產(chǎn)物特殊。不行。鐵的氧化物不溶于水且不與水反應(yīng)。可行。鹽堿——新鹽新堿氫氧化鐵FeOH3氫氧化亞鐵FeOH21制備：用一支試管取2mLFeCl3溶液，使用膠頭滴管向其中加入少量NaOH溶液。FeCl33NaOH=FeOH3↓3NaClFe3＋3OH－=FeOH3↓紅褐色沉淀產(chǎn)生紅褐色沉淀。實驗：現(xiàn)象：實驗FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4(白色沉淀)為什么在制備FeOH2時－定要將堿滴管伸入到Fe2液面下？實驗：用一支試管取2mLFeSO4溶液，使用膠頭滴管向其中加入少量NaOH溶液，觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象：紅褐色沉淀4FeOH2O22H2O=4FeOH3思考生成白色沉淀，迅速變?yōu)榫G色，最后變成紅褐色。實驗制備FeOH2時要防止Fe2和FeOH2被氧化:可采取的措施:1用新配制的純亞鐵鹽溶液溶解亞鐵鹽的蒸餾水煮沸以除去O2、加少量稀硫酸和一枚鐵釘；2在亞鐵鹽溶液液面上加入隔氧劑如苯、汽油等；3堿液也要煮沸以除去溶解于水中的O2；4將吸有堿液的膠頭滴管插入亞鐵鹽溶液的液面下。⑵鐵的氫氧化物的化學(xué)性質(zhì)：1易溶于酸：2受熱分解：4FeOH2O22H2O=4FeOH3Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2O；2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O；△Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O；

N2氣氛△Fe(OH)2FeO

+H2O特例：Fe(OH)2Fe(OH)3色態(tài)水溶性制法加熱分解與鹽酸反應(yīng)轉(zhuǎn)化白色固體紅褐色固體不溶不溶Fe2＋2OH－=FeOH2↓FeOH22H＋=Fe2＋2H2OFeOH33H＋=Fe3＋3H2OFe3＋3OH－=FeOH3↓2Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O△4FeOH2O22H2O=4FeOH3分解復(fù)雜新鮮蘋果汁放置一段時間蘋果汁是人們喜愛的飲料，但是現(xiàn)榨的蘋果汁在空氣中會慢慢的由淺綠色變?yōu)樽攸S色，為什么呢？（1）Fe3的檢驗方法：①KSCN或NH4SCN溶液?，F(xiàn)象：溶液變成紅色；原理：Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3；（紅色）（紅褐色）②氫氧化鈉溶液：Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓；4可溶性鐵鹽和亞鐵鹽的檢驗實驗①試劑：SCN或NH4SCN溶液、氯水。（2）Fe2的檢驗方法：操作：先滴加SCN溶液，觀察;再滴加氯水，觀察。結(jié)論：若加SCN溶液不變紅色，滴加氯水后溶液變成紅色，證明原溶液中含F(xiàn)e2。2Fe2++Cl2

2Fe3++2Cl-實驗Fe33SCN-=FeSCN34FeOH2O22H2O=4FeOH3白色

灰綠色紅褐色②氫氧化鈉溶液：結(jié)論：若開始產(chǎn)生白色絮狀沉淀，然后白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，表明含F(xiàn)e2。操作：向待測液中滴加NaOHaq，觀察。（淺綠色）

（白色）Fe2++2OH-Fe(OH)2↓如何區(qū)分Fe2和Fe3？鑒別方法Fe2+Fe3+觀察溶液顏色淺綠色淺黃色顯色反應(yīng)KSCN不顯紅色血紅色NaOH(aq)漸變紅褐色MnO4-、H+紫色褪去不褪色無明顯現(xiàn)象溶解、淺綠色不變藍(lán)試紙變藍(lán)銅片淀粉I試紙利用氧化性Fe3+小結(jié)實驗1實驗2Fe粉氯水Fe粉練習(xí)4溶液時，通常還要往溶液中加入鐵釘或鐵粉？要點：防止Fe2被氧化成Fe3Fe2Fe3＝３Fe23，可加入；

除去FeCl3溶液中的少量FeCl2，可加入；

除去FeCl2溶液中的少量CuCl2，可加入。

實驗【功能主治】用于缺鐵性貧血癥，預(yù)防及治療用?！举A藏】密封、遮光，在干燥處保存。注：與維生素C同服，可增加本品的吸收。（提示：維生素C具還原性）【成份】本品每片含琥珀酸亞鐵01克。輔料為：蔗糖，淀粉，羥丙甲纖維素，聚山梨酯80，羧甲淀粉鈉，羥丙纖維素，硬脂酸鎂，滑石粉，薄膜包衣預(yù)混劑（胃溶型）。補鐵制劑5鐵化合物和亞鐵化合物的相互轉(zhuǎn)化（1）鐵化合物：3價鐵離子只具有氧化性，遇較強還原劑時會被還原成亞鐵化合物。①2Fe32I-＝2Fe2I2②2Fe3SO22H2O＝2Fe2SO42-4H③2Fe3S2-＝2Fe2S↓④2Fe3H2S＝2Fe2S↓2H⑤2Fe3Cu＝2Fe2Cu2⑥2Fe3Fe＝3Fe2（2）亞鐵化合物亞鐵化合