鐵的重要化合物課件

2023-2024學(xué)年必修第一冊(人教版2019)第三章

鐵金屬材料第一節(jié)

鐵及其化合物第2課時

鐵的重要化合物鐵的重要化合物0

+3

+2化合價

Fe

FeO

Fe2O3

Fe3O4

Fe(OH)2

Fe(OH)3鐵的化合物一般存在于礦石中，如磁鐵礦、赤鐵礦、菱鐵礦、黃鐵礦、褐鐵礦等等，其中磁鐵礦和赤鐵礦中含鐵量較高，達(dá)到70%以上，比較適合工業(yè)煉鐵。磁鐵礦（主要成分是Fe304）赤鐵礦（主要成分是Fe2O3）褐鐵礦FeO(OH)·nH2O黃鐵礦（主要成分是FeS2）菱鐵礦（主要成分是FeCO3）目錄鐵的氧化物性質(zhì)01鐵的氫氧化物性質(zhì)02習(xí)學(xué)目標(biāo)1．根據(jù)物質(zhì)的分類和實(shí)驗(yàn)事實(shí)，了解鐵的氧化物和氫氧化物的主要性質(zhì)，培養(yǎng)“宏觀辨識與微觀探析”的核心素養(yǎng)。2．能用氧化還原反應(yīng)原理認(rèn)識鐵的化合物化學(xué)性質(zhì)，同時根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)探究氫氧化亞鐵的制備，培養(yǎng)“實(shí)驗(yàn)探究與證據(jù)推理”的核心素養(yǎng)。FeOFe2O3Fe3O4黑色粉末用作色素，應(yīng)用于瓷器制作中使釉呈現(xiàn)綠色紅棕色粉末用作油漆、涂料、油墨的紅色顏料黑色晶體（具有磁性）常用的磁性材料NO.1鐵的氧化物性質(zhì)(1)鐵元素可以形成三種氧化物——FeO、Fe2O3和Fe3O4。觀察三者的外觀，并對其作出描述。思考與討論推測：從分類的角度分析，三者都是金屬氧化物，都能與酸反應(yīng)。從價態(tài)的角度分析，F(xiàn)eO、Fe3O4既有氧化性又有還原性，F(xiàn)e2O3主要有氧化性。Fe2O3

FeOFe3O4(2)推測這三種氧化物化學(xué)性質(zhì)的相同與不同，并說出你的推測依據(jù)？化學(xué)名稱氧化亞鐵氧化鐵四氧化三鐵化學(xué)式鐵元素化合價俗稱——色、態(tài)水溶性FeOFe2O3Fe3O4+2

+3+2、+3鐵紅磁性氧化鐵黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體均不溶于水物理性質(zhì)1.按性質(zhì)劃分，F(xiàn)e2O3屬于哪個類別的氧化物？2.按元素價態(tài)從氧化性和還原性角度分析，F(xiàn)e2O3具有什么性？Fe2O3堿性氧化物堿性氧化物FeO

+3氧化性+2氧化性還原性【思考】3.FeO不穩(wěn)定，在空氣中加熱會迅速被氧化，產(chǎn)物是什么?6FeO+O2==2Fe3O4?化學(xué)名稱氧化亞鐵氧化鐵四氧化三鐵穩(wěn)定性氧化物類別與鹽酸反應(yīng)（用離子方程式表示）氧化性(被還原)用途——不穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定均為堿性氧化物FeO+2H+=Fe2+

+H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2OFe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2OFexOy+yCO===xFe+yCO2△復(fù)雜氧化物紅色油漆和涂料、煉鐵原料制錄音磁帶和電訊器材，打印機(jī)或復(fù)印機(jī)的墨粉化學(xué)性質(zhì)鐵的氧化物的用途Fe2O3可作為冶煉金屬的原料Fe2O3常用于制造紅色油漆和涂料Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫紅磚和青磚紅磚和青磚都是生活中用到的建筑材料。兩者顏色不同的原因是兩者所含的鐵的氧化物是不一樣的，你認(rèn)為紅磚和青磚中分別含有什么氧化物？燒制磚瓦時，向窯內(nèi)添加大量的煤炭后封窯1天，從窯頂向下慢慢澆水7天，水蒸氣和窯內(nèi)高溫的炭發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生大量的還原氣體（氫氣和一氧化碳），它們把氧化鐵又逐漸還原成為四氧化三鐵，而制得青磚。紅磚中含的是氧化鐵，青磚中含的是四氧化三鐵青磚中含的為什么不是氧化亞鐵？C＋H2O(g)===CO＋H2高溫1.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。(1)鐵的化學(xué)性質(zhì)活潑,所以鐵在自然界中全部以化合態(tài)存在(

)(2)鐵粉作食品袋內(nèi)的脫氧劑時起氧化作用。(

)(3)鐵與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑。(

)(4)Fe2O3俗稱鐵紅,常用作紅色油漆和涂料。(

)(5)FeO和Fe2O3都是堿性氧化物,都能與酸發(fā)生反應(yīng)。(

)(6)3mol單質(zhì)Fe完全轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3O4,失去8mol電子。(

)×

√

×

×

√

√

練習(xí)2.鐵在一定條件下與O2、水蒸氣反應(yīng)的相同產(chǎn)物是(

)A.FeOB.Fe2O3C.Fe3O4D.Fe2O3C

3.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.FeCl3C.FeOD.Fe2O3D

4.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(xué)式為Fe8O11的化合物,它可以看作由FeO和Fe2O3組成的復(fù)雜氧化物。該化合物可以表示為（）A.FeO·3Fe2O3B.2FeO·3Fe2O3C.FeO·2Fe2O3D.2FeO·Fe2O3B

NO.2鐵的氫氧化物性質(zhì)從化合價的角度看，鐵元素有哪些氫氧化物？鐵元素的氫氧化物有兩種，氫氧化亞鐵[Fe(OH)2]、和氫氧化鐵[Fe(OH)3]思考與討論Fe(OH)2Fe(OH)3

化學(xué)式Fe(OH)2Fe(OH)3色態(tài)溶解性穩(wěn)定性與O2反應(yīng)與酸反應(yīng)制備白色固體紅褐色固體難溶難溶不穩(wěn)定，易被氧化，加熱易分解加熱易分解Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3

白色→灰綠色→紅褐色鐵的氫氧化物性質(zhì)FeO、Fe2O3

為堿性氧化物，但不溶于水，如何制得Fe(OH)3和Fe(OH)2呢？

實(shí)驗(yàn)3-1制備:在兩支試管里分別加入少量的FeCl3和FeSO4溶液，然后滴入NaOH溶液。觀察并描述發(fā)生的現(xiàn)象。—NaOH溶液—Fe2(SO4)3溶液生成紅褐色沉淀—NaOH溶液—FeSO4溶液

白色絮狀沉淀灰綠色紅褐色【思考】現(xiàn)象離子方程式FeCl3溶液FeSO4溶液生成紅褐色沉淀生成白色沉淀，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)現(xiàn)象及反應(yīng)原理可能原因一：FeSO4溶液中部分Fe2+可能被空氣中的O2氧化成Fe3+可能原因二：生成的Fe(OH)2沉淀極易被空氣中的O2氧化成Fe(OH)3Fe(OH)2和O2會在哪相遇？溶液中會有一定量的O2溶解于其中溶液混合過程中會有一定量的O2帶入思考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，過一段時間后還會生成紅褐色物質(zhì)呢？【思考】如何排除干擾，制備出白色Fe(OH)2的沉淀呢？如何除去FeSO4溶液中的Fe3+問題1如何除去反應(yīng)物溶液中溶解的O2?問題2如何避免在滴加反應(yīng)物過程中帶入O2問題3加鐵粉Fe+2Fe3+=3Fe2+

隔絕空氣解決方案加熱至沸騰

【思考與討論】思考2：如何得到純凈的氫氧化亞鐵？盡可能創(chuàng)造無氧條件環(huán)境：植物油液封（隔絕O2）試劑：新制FeCl2溶液蒸餾水煮沸后配制溶液（除去水中溶解的O2）

【改進(jìn)一】亞鐵鹽溶液上面加保護(hù)層能否將苯換成CCl4？密度：CCl4>水>苯、植物油植物油思考4：上述實(shí)驗(yàn)還能進(jìn)一步改進(jìn)嗎？有機(jī)覆蓋層法如圖，若向盛有FeSO4溶液的試管里加入少量煤油或苯，再將吸有NaOH溶液的長滴管伸入到FeSO4溶液的液面下，擠出NaOH溶液。顯然加入煤油或苯，則隔絕空氣的效果會更好?！靖倪M(jìn)二】亞鐵鹽溶液上面加保護(hù)氣反應(yīng)生成的H2可以排凈裝置中的空氣，H2充滿了整個裝置，外界空氣不容易進(jìn)入。產(chǎn)生沉淀的操作：待反應(yīng)一段時間后，關(guān)閉止水夾a，此時試管A中繼續(xù)產(chǎn)生的H2使A中壓強(qiáng)增大，能將A中的FeSO4溶液壓入B中與NaOH反應(yīng)產(chǎn)生Fe(OH)2。還原性氣體保護(hù)法【例題】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)?！敬鸢浮竣佗冖邸究偨Y(jié)】實(shí)驗(yàn)室里想要較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除裝置中的氧氣或空氣。1.氫氧化鐵：紅褐色沉淀，與酸反應(yīng)，受熱分解2.氫氧化亞鐵：白色沉淀，易被氧化，迅速變?yōu)榛揖G色，最終為紅褐色2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)33.兩者都是堿，都可以與酸反應(yīng)生成鹽和水Fe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2OFe(OH)2+2HCl=FeCl2+2H2O鐵的氫氧化物性質(zhì)總結(jié)總結(jié)1.根據(jù)下列流程圖回答問題。

(1)寫出F的化學(xué)式:

,H的化學(xué)式:

。

(2)寫出由E轉(zhuǎn)變成F的化學(xué)方程式:

。

(3)向B溶液中加入A的有關(guān)離子反應(yīng)方程式:

。

(4)寫出A在一定條件下與水反應(yīng)的化學(xué)方程式:

。

答案

(1)Fe(OH)3

AgCl(2)4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3(3)2H++Fe===Fe2++H2↑(4)3Fe+4H2O(g)

Fe3O4+4H2解析

據(jù)框圖轉(zhuǎn)化可知,D溶液與硝酸酸化的硝酸銀反應(yīng)后的溶液中含有K+,白色沉淀H是AgCl,則D為KCl;又據(jù)紅褐色沉淀F為Fe(OH)3,則E為Fe(OH)2,結(jié)合復(fù)分解反應(yīng)的特點(diǎn)知B、C為FeCl2或KOH,又因?yàn)镚為FeCl3,故B為FeCl2,C為KOH,A為Fe。2.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