第2課時鐵的氧化物和氫氧化物（課件）

導入鐵的氧化物圖片。一、鐵的氧化物[問題思考]鐵元素可以氧化亞鐵(FeO)、氧化鐵(Fe2O3)和四氧化三鐵(Fe3O4)。推測這三種氧化物化學性質(zhì)的相同點和不同點,并說出推測依據(jù)。(1)從物質(zhì)類別的角度分析,三者都是金屬氧化物,都能與酸反應。三者都難溶于水,不與水反應。(2)從元素價態(tài)的角度分析，F(xiàn)eO、Fe3O4既有氧化性,又有還原性，F(xiàn)e2O3具有氧化性。一、鐵的氧化物1.鐵的氧化物:一、鐵的氧化物[方法導引]認識元素及其化合物性質(zhì)的視角:物質(zhì)類別和元素價態(tài),是學習元素及其化合物性質(zhì)的重要認識視角?；谖镔|(zhì)類別和元素價態(tài),可以預測物質(zhì)的性質(zhì)。例如,對于Fe2O3,從物質(zhì)類別來看,它屬于金屬氧化物,據(jù)此可以預測它可能與酸發(fā)生反應;從元素價態(tài)來看,Fe2O3中鐵元素的化合價是+3價,為鐵元素的高價態(tài),據(jù)此可以預測它具有氧化性,可能與具有還原性的物質(zhì)發(fā)生反應。基于物質(zhì)類別和元素價態(tài),還可以設計物質(zhì)間轉(zhuǎn)化的途徑。例如,要想從單質(zhì)鐵獲得FeSO4,既可以基于物質(zhì)類別設計從金屬單質(zhì)與酸反應獲得,也可以通過金屬單質(zhì)與鹽的置換反應獲得;還可以基于元素價態(tài)設計單質(zhì)鐵與+3價鐵反應得到+2價鐵。一、鐵的氧化物小試牛刀1.下列關(guān)于鐵的氧化物說法正確的是()A.“雨過天晴云破處”所描述的瓷器青色,可能是來自氧化亞鐵B.Fe2O3是紅棕色粉末,俗稱磁性氧化鐵,常用作紅色油漆和涂料C.Fe3O4中Fe元素的化合價有+2價和+3價,因而Fe3O4是FeO與Fe2O3的混合物D.FeO在空氣中受熱,能迅速被氧化成Fe2O3A一、鐵的氧化物2.我國清代《本草綱目拾遺》中敘述了“鐵線粉”:“粵中洋行有舶上鐵絲……日久起銷,用刀刮其銷,....所刮下之銷末,名鐵線粉”。這里的“鐵線粉”是指()A.FeB.FeCl3

C.FeOD.Fe2O3D一、鐵的氧化物3.鐵的常見化合價有+2價和+3價。據(jù)研究,鐵在濃硝酸中發(fā)生鈍化時,可生成一種化學式為Fe8O11的化合物,它可以看作由FeO和Fe2O3組成的復雜氧化物。該化合物可以表示為()A.FeO·3Fe2O3

B.2FeO·3Fe2O3

C.FeO·2Fe2O3

D.2FeO·Fe2O3B二、鐵的氫氧化物的制備及性質(zhì)制備金屬的氫氧化物通常有以下幾種方案:方案1：單質(zhì)和水反應。方案2：氧化物和水反應。方案3：可溶性鹽和堿溶液反應。方案4：電解法(如電解飽和食鹽水制氫氧化鈉)(暫不考慮)。二、鐵的氫氧化物的制備及性質(zhì)[問題思考]鐵元素有哪些氫氧化物,分別該如何制取?選擇此種制取方法的理由是什么？鐵元素的氫氧化物有兩種———氫氧化亞鐵和氫氧化鐵。根據(jù)鐵和水蒸氣的反應可知,方案1不可行;根據(jù)鐵的氧化物的水溶性可知,方案2不可行,因此采用方案3,由相應的可溶性鹽和堿溶液反應制得。二、鐵的氫氧化物的制備及性質(zhì)[實驗探究]鐵的氫氧化物的制備1.實驗內(nèi)容:在兩支試管中分別加入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液,然后各滴入NaOH溶液。觀察并描述發(fā)生的現(xiàn)象。二、鐵的氫氧化物的制備及性質(zhì)2.實驗現(xiàn)象及分析:反應FeCl3溶液+NaOH溶液FeSO4溶液+NaOH溶液實驗現(xiàn)象離子方程式生成紅褐色沉淀先生成白色絮狀沉淀,之后迅速變?yōu)榛揖G色,最后變?yōu)榧t褐色沉淀Fe3++3OH?Fe(OH)3↓Fe2++2OH?Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3二、鐵的氫氧化物的制備及性質(zhì)3.實驗討論:(1)為什么在FeSO4溶液中加入NaOH溶液時,生成的白色沉淀迅速變成灰綠色,過一段時間后還會有紅褐色物質(zhì)生成呢?白色的Fe(OH)2被溶解在溶液中的氧氣氧化成了紅褐色的Fe(OH)3。二、鐵的氫氧化物的制備及性質(zhì)3.實驗討論:(2)由實驗可知,白色的Fe(OH)2會被溶解在溶液中的氧氣氧化。那么,在實驗室里,如何得到純凈的Fe(OH)2呢?實驗室中想要得到Fe(OH)2的關(guān)鍵是要防止氧氣的干擾。其中包括溶液中的氧氣的干擾與空氣中的氧氣的干擾。措施:①在新制的FeSO4溶液中加入少量鐵粉。②將NaOH溶液煮沸,減少溶解在溶液中的氧氣含量。③將膠頭滴管伸入液面以下,減少接觸空氣中的氧氣。二、鐵的氫氧化物的制備及性質(zhì)3.實驗討論:(2)由實驗可知,白色的Fe(OH)2會被溶解在溶液中的氧氣氧化。那么,在實驗室里,如何得到純凈的Fe(OH)2呢?方法:①將吸有3mL8mol/LNaOH溶液(煮沸過)的長膠頭滴管伸入新制的0.5mol/LFeSO4溶液的液面以下,擠出NaOH溶液。②在試管中加入5mL8mol/L煮沸后的NaOH溶液,用長滴管吸入新制的0.1mol/LFeSO4溶液,伸入NaOH溶液液面以下,擠出FeSO4溶液。二、鐵的氫氧化物的制備及性質(zhì)4.改進實驗:(1)如圖,若向盛有FeSO4溶液的試管里加入少量煤油或苯,再將吸有NaOH溶液的長滴管伸入FeSO4溶液的液面下,擠出NaOH溶液。顯然加入煤油或苯,隔絕空氣的效果會更好。二、鐵的氫氧化物的制備及性質(zhì)(2)下圖為改進后的實驗方案,討論圖①的防氧化原理。圖②的防氧化原理和圖①類似,如何操作才能達到目的?圖①鐵粉和稀硫酸反應得到H2,裝置內(nèi)充滿了H2,生成的Fe(OH)2沒有與O2接觸。圖②打開止水夾a,檢驗試管B出口處排出的氫氣的純度。當排出的H2純凈時,夾緊止水夾a。

二、鐵的氫氧化物的制備及性質(zhì)小試牛刀在如圖所示的裝置中,用NaOH溶液、鐵屑、稀H2SO4等試劑制備Fe(OH)2。(1)在試管A里加入的試劑是________________。(2)在試管B里加入的試劑是________________。鐵屑、稀H2SO4NaOH溶液二、鐵的氫氧化物的制備及性質(zhì)(3)為了制得Fe(OH)2沉淀,在試管A和B中加入試劑,塞緊塞子,打開止水夾一會兒。再夾緊止水夾之前的實驗步驟是____________________________________________________________________________。(4)這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長時間保持白色,其理由是______________________________________________________________________________。檢驗試管B出口處排出的氫氣的純度,當排出的H2純凈時,再夾緊止水夾試管A中反應生成的H2充滿了試管A和試管B,且外界空氣不容易進入。二、鐵的氫氧化物的制備及性質(zhì)5.制備Fe(OH)2的注意事項:(1)Fe2+必須是新配制的,并且需要加入Fe粉,以防Fe2+被氧化成Fe3+。(2)除去溶液中溶解的O2,其方法是加熱煮沸NaOH溶液。(3)為了防止滴加NaOH溶液時帶入空氣,滴管末端要插入試管內(nèi)的液面以下,再擠出NaOH溶液。(4)必要時可在液面上加植物油或苯進行液封。(5)在試管上面先充滿氫氣,保持“還原氣氛”,可以有充足的時間觀察到白色的Fe(OH)2

絮狀沉淀生成。二、鐵的氫氧化物的制備及性質(zhì)6.

鐵的氫氧化物的性質(zhì)總結(jié)1.鐵的氧化物總結(jié)2.鐵的氫氧化物課堂練習1.下列有關(guān)鐵的氫氧化物的說法中,錯誤的是()A.Fe(OH)2是一種黑色固體,不穩(wěn)定,在空氣中易被氧化轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色固體B.Fe(OH)2

具有還原性,在空氣中易被氧化為Fe(OH)3

C.Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不穩(wěn)定性,受熱能分解D.Fe(OH)3膠體呈紅褐色、透明,能產(chǎn)生丁達爾現(xiàn)象A課堂練習2.我國科學家參與研制的阿爾法磁譜儀已隨美國發(fā)現(xiàn)號航天飛船升入太空,開始了探索宇宙中是否存在“反物質(zhì)”的研究工作。根據(jù)你所學的知識推測用于制造阿爾法磁譜儀的核心部件的材料是()CA.FeOB.Fe2O3

C.Fe3O4

D.Fe(OH)3

課堂練習3.某小組利用如圖所示裝置較長時間觀察到了白色Fe(OH)2沉淀。下列說法不正確的是()A.連接好裝置后,需檢查裝置的氣密性B.小燒杯中水的作用是液封,防止空氣進入試管C.鐵粉的主要作用是將可能生成的Fe3+還原為Fe2+D.實現(xiàn)較長時間觀察到白色Fe(OH)2沉淀要做到排除O2的干擾C課堂練習4.醋酸亞鉻[(CH3COO)2Cr·2H2O]為磚紅色晶體,難溶于冷水,易溶于酸,在氣體分析中用作氧氣吸收劑。一般的制備方法是先在封閉體系中利用金屬鋅做還原劑,將三價鉻還原為二價鉻;二價鉻再與醋酸鈉溶液作用即可制得醋酸亞鉻。實驗裝置如圖所示。回答下列問題:(已知:Cr2+的溶液呈藍色、Cr3+的溶液呈綠色)(1)實驗中所用蒸餾水均需經(jīng)煮沸后迅速冷卻,目的是______________________。儀器a的名稱是___________________。去除水中溶解的氧氣分液(或滴液)漏斗課堂練習4.

(2)將過量的鋅粒和氯化鉻固體置于c中,加入少量蒸餾水,按圖連接好裝置,打開K1、K2,關(guān)閉K3。①c中溶液由綠色逐漸變?yōu)榱了{色,該反應的離子方程式為_________________________________。②同時c中有氣體產(chǎn)生,該氣體的作用是

________________。

Zn+2Cr3+Zn2++2Cr2+排除c中的空氣課堂練習4.

(3)打開K3,關(guān)閉K1和K2。c中亮藍色溶液流入d,其原