3.1.2鐵的化合物 課件 高一上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第一冊

3.1.2鐵的氧化物和氫氧化物二、鐵的氧化物名稱

氧化亞鐵

氧化鐵

四氧化三鐵化學(xué)式俗稱色態(tài)穩(wěn)定性水溶性與H+反應(yīng)鐵紅磁性氧化鐵FeOFe2O3Fe3O4黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體難溶穩(wěn)定穩(wěn)定FeO

+2H+=Fe2++H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2O不穩(wěn)定6FeO

+O2===2Fe3O4?Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O①Fe(OH)3:可溶性鐵鹽(Fe3＋)與堿液反應(yīng)Fe3＋＋3OH－

=Fe(OH)3↓Fe3＋＋3NH3·H2O=Fe(OH)3↓＋3NH4+②Fe(OH)2:可溶性亞鐵鹽(Fe2＋)與堿液反應(yīng)Fe2＋＋2OH－

=Fe(OH)2↓Fe2＋＋2NH3·H2O=Fe(OH)2↓＋2NH4+原理：原理：(NaOH、氨水)(NaOH、氨水)三、鐵的氫氧化物氫氧化鐵Fe(OH)3氫氧化亞鐵Fe(OH)2制備氫氧化鐵Fe(OH)3紅褐色絮狀沉淀白色沉淀氫氧化亞鐵Fe(OH)2→灰綠色沉淀→紅褐色沉淀[實驗3-1]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。三、鐵的氫氧化物氫氧化鐵Fe(OH)3氫氧化亞鐵Fe(OH)2制備4Fe(OH)2＋O2＋2H2O

=4Fe(OH)3化學(xué)式Fe(OH)2Fe(OH)3色態(tài)與鹽酸反應(yīng)受熱分解

白色絮狀沉淀紅褐色沉淀Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O2Fe(OH)3==Fe2O3＋3H2O二者的關(guān)系4Fe(OH)2＋O2＋2H2O

=4Fe(OH)3白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色化學(xué)性質(zhì):三、鐵的氫氧化物氫氧化鐵Fe(OH)3氫氧化亞鐵Fe(OH)2思考與討論：由實驗3-1可知，白色的Fe(OH)2會被溶解在溶液中的氧氣

氧化，那么，在實驗中如何制得較純凈的Fe(OH)2呢？三、鐵的氫氧化物實驗的關(guān)鍵：隔絕空氣、避免接觸O2，防止生成的Fe(OH)2被氧化【例】氫氧化亞鐵制備實驗的改進(jìn)

方案一：有機(jī)覆蓋層法(1)配制NaOH和FeSO4溶液的蒸餾水要經(jīng)過

，

目的是：

。(2)在FeSO4溶液表面覆蓋一層苯，作用是：

。加熱煮沸趕走溶解的氧氣隔絕空氣中的氧氣方法一苯直接滴加法加熱煮沸NaOH溶液,除去溶解在其中的O2現(xiàn)配現(xiàn)用,并加少量鐵屑和稀硫酸隔絕空氣中學(xué)唯一允許膠頭滴管深入液面下的實驗操作?！纠繗溲趸瘉嗚F制備實驗的改進(jìn)方案二：還原性氣體保護(hù)法在如圖所示的裝置中，用NaOH溶液、鐵屑、稀H2SO4等試劑制備。思考解答下列問題：(3)在試管Ⅰ里加入的試劑是

。(4)在試管Ⅱ里加入的試劑是

。(5)為了制得白色Fe(OH)2沉淀，在試管Ⅰ和試管Ⅱ中加入試劑，塞緊塞子后的實驗步驟是_____________________________________________________________________。(6)這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長時間保持白色，其理由是_______________________________________________________________。稀H2SO4、鐵屑NaOH溶液打開止水夾a，待Ⅰ中反應(yīng)生成的氫氣排凈裝置中的空氣后，再關(guān)閉止水夾a

試管Ⅰ中反應(yīng)生成的H2充滿了試管Ⅰ和試管Ⅱ，且外界空氣不容易進(jìn)入三、鐵的氫氧化物1、“秦磚漢瓦”是我國傳統(tǒng)建筑文化的一個縮影。同是由黏土燒制的磚瓦，有的是黑色的，有的卻是紅色的，你猜測其中的原因可能是()A．土壤中含有鐵粉、二氧化錳等B．黑磚瓦是煅燒過程中附著了炭黑，紅磚瓦則是添加了紅色耐高溫染料C．土壤中含有的銅元素經(jīng)過不同工藝煅燒，分別生成了黑色CuO和紅色CuD．土壤中含有的鐵元素經(jīng)過不同工藝煅燒，分別生成了黑色Fe3O4或FeO和紅色Fe2O3課堂練習(xí)D紅磚？青磚？

將用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？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結(jié)論：紅磚中含的是Fe2O3，青磚中主要含的是Fe3O42.下列各圖示中能較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀的是

(填序號)①②④√③④√×√3.鐵屑溶于過量稀硫酸，過濾后向濾液中加入過量氨水，有白色沉淀生成，過濾，在空氣中加熱沉淀至質(zhì)量不再發(fā)生變化為止，得到紅棕色殘渣。上述沉淀和殘渣分別是(

)A．Fe(OH)3

Fe2O3

B．Fe(OH)2

Fe2O3C．Fe(OH)2

Fe(OH)3

D．Fe(OH)2

Fe3O4B方法一：用不含F(xiàn)e3+的FeSO4溶液與用不含Ｏ2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應(yīng)制備。（２）除去蒸餾水中溶解的Ｏ2常采用_______的方法。（３）生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用長滴管吸取不含Ｏ2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再擠出NaOH溶液。這樣操作的理由是_______________________________。煮沸避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸Ｏ24.用下面兩種方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。方法二：在如圖裝置中，用NaOH溶液、鐵屑、稀H2SO4等試劑制備Fe(OH)2。(1)在試管Ｉ里加入的試劑是

。(2)在試管II里加入的試劑是

。(3)為了制得白色Fe(OH)2沉淀，在試管Ｉ中加入試劑，打開止水夾，塞緊塞子后的實驗步驟是

。(4)這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長時間保持白色，其理由是

。H2SO4、鐵屑NaOH溶液檢驗試管II出口處排出的氫氣的純度。當(dāng)排出的氫氣純凈時，再夾緊止水夾。試管Ｉ中反應(yīng)生成的氫氣充滿了試管I和試管II，且外界空氣不容易進(jìn)入。(1)儀器D的名稱為___________，

該儀器中需要放入___________，

裝置B中盛有一定量的NaOH溶液，

裝置A中應(yīng)預(yù)先加入的試劑是_____，裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

。5.如圖所示裝置可用來制取和觀察Fe(OH)2在空氣中被氧化時的顏色變化。實驗時必須使用鐵屑、稀硫酸，其他試劑任選。分液漏斗稀硫酸鐵屑Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑回答下列問題：5.如圖所示裝置可用來制取和觀察Fe(OH)2在空氣中被氧化時的顏色變化。實驗時必須使用鐵屑、稀硫酸，其他試劑任選。(2)實驗開始時應(yīng)先將活塞E_______(填“打開”或“關(guān)閉”)，裝置C中收集到的氣體主要為___；待裝置中空氣排盡后，將活塞E______(填“打開”或“關(guān)閉”)，此時裝置B中可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)_________________(用離子方程式表示)。打開H2關(guān)閉H＋＋OH－=H2OFe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓回答下列問題：(3)拔去裝置B中的橡膠塞，使空氣進(jìn)入，此時B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________。4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3鐵鹽和亞鐵鹽情境導(dǎo)入鐵是人體所需的微量元素，補(bǔ)鐵可以通過食用富含鐵元素的食物和補(bǔ)鐵藥品。而補(bǔ)鐵劑和維生素C共用有助于人體對鐵的吸收?！咎岢鰡栴}】富含鐵食物和補(bǔ)鐵藥品所含的是Fe2+還是Fe3+？維生素C有何作用？猜想1：只有Fe2+猜想2：只有Fe3+猜想3：Fe2+和Fe3+都有解決猜想問題的關(guān)鍵：如何檢驗Fe2+和Fe3+？Fe2+和Fe3+具有什么性質(zhì)？氯化鐵FeCl3硫酸鐵Fe2(SO4)3

氯化亞鐵FeCl2硫酸亞鐵FeSO4物理性質(zhì)：Fe3+棕黃色Fe2+淺綠色一、基于物理性質(zhì)認(rèn)識鐵鹽與亞鐵鹽的檢驗方法【學(xué)習(xí)任務(wù)1】觀察FeCl2溶液和FeCl3溶液樣品，說出你的檢驗方法。方法1：觀察法：Fe2+溶液淺綠色，F(xiàn)e3+溶液棕黃色缺點：溶液很稀或有其他離子干擾時難以檢驗。改進(jìn)：基于化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行檢驗。二、基于物質(zhì)類別認(rèn)識鐵鹽和亞鐵鹽的檢驗方法【學(xué)習(xí)任務(wù)2】從物質(zhì)類別角度，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了鹽的通性：鹽+堿===新堿+新鹽以及制備Fe(OH)3和Fe(OH)2時會產(chǎn)生不同現(xiàn)象，請大家根據(jù)已學(xué)的知識，找出檢驗Fe2+和Fe3+的化學(xué)方法。方法2：加堿法：FeCl3溶液加NaOH溶液FeCl2溶液加NaOH溶液產(chǎn)生紅褐色沉淀產(chǎn)生白色絮狀沉淀，迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色【思考】當(dāng)FeCl3溶液和FeCl2溶液混合或者濃度很稀時。觀察法和加堿法

現(xiàn)象不明顯，無法區(qū)分Fe2+和Fe3+，又該如何檢驗？三、基于物質(zhì)特性認(rèn)識鐵鹽和亞鐵鹽的檢驗方法【學(xué)習(xí)任務(wù)3】請根據(jù)實驗結(jié)論描述鐵鹽的檢驗方法?！緦嶒?-2】在兩支試管中分別加入少量的FeCl3溶液和FeCl2溶液，各滴入幾滴硫氰化鉀

(KSCN)溶液，觀察并記錄現(xiàn)象。滴入KSCN溶液原理FeCl3溶液FeCl2溶液——滴入KSCN溶液滴入KSCN溶液溶液變?yōu)榧t色溶液無明顯變化Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3

(紅色)【學(xué)習(xí)任務(wù)3】基于實驗現(xiàn)象，描述Fe3+的檢驗方法（描述檢驗方法答題模型：操作+現(xiàn)象+結(jié)論）KSCN溶液檢驗Fe3+的方法：取少量待測液于試管中，加入硫氰化鉀溶液，溶液呈紅色，證明含有Fe3+?！舅伎肌空埓蠹铱偨Y(jié)一下Fe3+的檢驗方法，哪種方法最佳？KSCN溶液檢測法最佳，這是專門用于檢驗Fe3+的特征試劑1．鐵是生活中應(yīng)用最廣泛的金屬，下列有關(guān)鐵元素的說法正確的是（）A．Fe3+水溶液呈紅褐色，F(xiàn)e2+水溶液呈淺綠色B．Fe3+的溶液中滴入含KSCN的溶液，立即出現(xiàn)紅色沉淀C．溶液中加入NaOH溶液，生成紅褐色沉淀，則溶液中一定含有Fe3+D．鐵粉可以和水蒸氣在高溫下反應(yīng)生成Fe2O3任務(wù)評價一：2、要證明某溶液中是否含有Fe3+，下列操作中正確的是（

）A、加入鐵粉B、滴加KSCN溶液

C、通入氯氣D、加入銅粉【答案】B【答案】C【思考】KSCN不能單獨用于檢驗Fe2+，但能不能結(jié)合其他試劑一起使用，用于檢驗Fe2+？如果能，需要怎么做？四、基于元素價態(tài)認(rèn)識鐵鹽和亞鐵鹽的轉(zhuǎn)化及亞鐵離子的檢驗物質(zhì)類別鐵元素的化合價單質(zhì)氧化物鹽堿0+2+3FeFeOFe2O3FeCl2FeCl3Fe(OH)2Fe(OH)3鐵元素的價類二維圖【學(xué)習(xí)任務(wù)4】請結(jié)合氧化還原反應(yīng)原理，基于元素價態(tài)推測Fe2+和Fe3+的化學(xué)性質(zhì)

有何不同？高價態(tài)Fe3+：有氧化性中間價態(tài)Fe2+：有氧化性與還原性，主要體現(xiàn)還原性最低價Fe：只有還原性Fe2+和Fe3+如何轉(zhuǎn)化？【學(xué)習(xí)任務(wù)5】請基于實驗現(xiàn)象構(gòu)建Fe2+和Fe3+相互轉(zhuǎn)化模型并得出用

KSCN檢驗Fe2+的方法【實驗3－3】在盛有2mLFeCl3溶液的試管中加入過量鐵粉，振蕩試管。充分反應(yīng)后，滴入幾滴KSCN溶液，觀察并記錄現(xiàn)象。上層清液倒入另一試管，再滴入幾滴氯水（或雙氧水），又發(fā)生什么變化？實驗現(xiàn)象溶液顯_______，試管中有_________，再滴加KSCN溶液，溶液___________向上層溶液中滴加新制氯水，溶液變成_____離子方程式________________________________________________________________實驗結(jié)論Fe2+Fe3+淺綠色黑色固體無明顯變化紅色2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl-、Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)32Fe3＋＋Fe===3Fe2＋氧化劑Cl2、H2O2還原劑Fe【提示】本實驗中就含有用KSCN結(jié)合其他試劑檢驗Fe2+的方法，

請大家總結(jié)一下。KSCN檢驗Fe2+的方法：取少量待測液于試管中，先加入KSCN溶液，溶液不變色，再滴加新制氯水，溶液變成紅色，則證明含有Fe2+待測液氯水或H2O2KSCN溶液氧化劑不變色出現(xiàn)血紅色，則含F(xiàn)e2＋、不含F(xiàn)e3＋【方法總結(jié)】用KSCN結(jié)合其他試劑檢驗Fe2+的方法。

（答題模型：操作+現(xiàn)象+結(jié)論）(1)利用Fe2＋的還原性MnO4-

+

5Fe2+

+

8H+

=

Mn2+

+

5Fe3+

+

4H2O

【方法總結(jié)】用KMnO4結(jié)合其他試劑檢驗Fe2+的方法。

(2)檢驗鐵的氧化物中是否有＋2價鐵時，正確的思路為少量固體Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2+

+4H2O但要注意步驟a中不能選用

鹽酸

或

稀硝酸

強(qiáng)氧化性(氧化Fe2+)

Cl-還原性(還原MnO4-)MnO4-

+

5Fe2+

+

8H+

=

Mn2+

+

5Fe3+

+

4H2O

【討論交流】基于元素價態(tài)，結(jié)合所學(xué)知識，總結(jié)Fe2+和Fe3+相互轉(zhuǎn)化模型。Fe2+Fe3+

還原劑Fe、Cu、I-、SO2、S2-、維生素C強(qiáng)氧化劑Cl2、H2O2（H+）、MnO4-（H+）、O2任務(wù)評價二：1、制作印刷電路板的原理是：用氯化鐵溶液和銅單質(zhì)反應(yīng)來刻蝕銅。請寫出離子方程式__________________________。Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋了解FeCl3制作印刷電路板先在塑料板上鍍上一層銅，然后在設(shè)計好的銅線路上涂上一層石蠟（或不透水的物料），把板浸到氯化鐵溶液中，沒有在線路上的銅即沒有被石蠟覆蓋住的銅就被反應(yīng)掉。Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+【聯(lián)系實際】“腐蝕液”Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl21為什么在配制FeSO4溶液時，通常還要往溶液中加入鐵釘或鐵粉？Fe2＋易被氧化成Fe3＋，加入鐵粉或鐵釘發(fā)生反應(yīng)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。補(bǔ)鐵劑中的Fe2＋在空氣中很容易被氧化成Fe3＋，影響鐵元素在人體中的吸收利用。2.為什么補(bǔ)鐵劑與維生素C一起服用效果更好？思考與應(yīng)用：維生素C將Fe3+，還原為Fe2+維生素C和補(bǔ)鐵試劑同時使用，可以保證吸收的都是亞鐵離子人體內(nèi)的血紅蛋白是含鐵的化合物，它具有固定氧和輸送氧的功能。人體若缺鐵，血紅蛋白含量會減少，易患缺鐵性貧血。此時，可服含硫酸亞鐵的藥物或多食用含鐵豐富的食物。(1)血紅蛋白中的鐵的價態(tài)主要為________價，理由是_____________________________________________________________＋2＋2價鐵能與O2結(jié)合，把O2運輸?shù)礁鹘M織需要的部位(2)血紅蛋白中鐵若被亞硝酸鹽氧化而出現(xiàn)人體中毒，可服用維生素C而解毒，其原理是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________

亞硝酸鹽使血紅蛋白中的＋2價鐵變?yōu)椋?價鐵，不能結(jié)合氧而中毒，維生素C有還原性，可以將＋3價鐵再還原為＋2價鐵而解毒Fe２＋Fe３＋氧化劑還原劑氧化性氧化性O(shè)2、Cl2、KMnO4、H2O2FeCuSO2

Fe還原劑還原性弱氧化劑還原性強(qiáng)氧化劑還原劑SH+Cu2+

Cl2、Br2、KMnO4

CAlZnCO

CAlZnCO

Fe、Fe2+、Fe3+在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化

小結(jié)：主要成分除雜除雜方法FeCl3(aq)FeCl2(aq)FeCl2(aq)FeCl3(aq)FeCl2(aq)CuCl2(aq)Fe2(SO4)3(aq)FeSO4(aq)加足量氯水或H2O2，或通入足量Cl2加入適量H2O2溶液加足量鐵粉，過濾加足量鐵粉，過濾2Fe2++2H++H2O2=2Fe3+

+2H2OFe2＋、Fe3＋的除雜問題2、（2021廣東卷10）部分含鐵物質(zhì)的分類與相應(yīng)化合價關(guān)系如圖所示。下列推斷不合理的是()A．a(chǎn)可與e反應(yīng)生成bB．b既可被氧化，也可被還原C．可將e加入濃堿液中制得d的膠體D．可存在的循環(huán)轉(zhuǎn)化關(guān)系【答案C】3、（2020全國1卷）進(jìn)行電解實驗前需要對鐵電極（鐵單質(zhì)）表面活化。在FeSO4溶液中加入幾滴Fe2(SO4)3溶液，將鐵電極浸泡一段時間，鐵電極表面被刻蝕活化。檢驗活化反應(yīng)完成的方法是

。答案：取活化后溶液少許于試管中，加入KSCN溶液，若溶液不出現(xiàn)血紅色，說明活化反應(yīng)完成C2Fe3+

+2I_=2Fe2++I22Fe3＋＋Fe=3Fe2＋5．在CuO和Fe的混合物中，加入一定量的稀硫酸，并微熱，充分反應(yīng)后，濾出不溶物，并向濾液中插入一枚鐵釘，發(fā)現(xiàn)鐵釘并無任何變化。根據(jù)上述現(xiàn)象，推測下列結(jié)論正確的是(

)A．不溶物中一定含有Cu，可能含有FeB．不溶物中一定含有Cu、FeC．不溶物中一定含有FeD．濾液中一定含有Fe2＋，但不一定含有Cu2＋A因為：Fe+Cu2＋=Cu+Fe2＋(濾液中無H2SO4、無CuSO4)CuO+H2SO4