高中化学必修1全册课件（人教版） (18) 62页

第3课时铁的重要化合物\n课前自主学习(学生用书P70)\n一､铁的氧化物1.FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气里受热,就迅速被氧化成Fe3O4｡2.Fe3O4是一种复杂的化合物,是具有磁性的黑色晶体,俗称磁性氧化铁｡3.Fe2O3是一种红棕色的粉末,俗称铁红,常用作红色油漆和涂料｡赤铁矿的主要成分是Fe2O3,是炼铁的主要原料｡\n4.FeO和Fe2O3都是碱性氧化物,与酸反应的离子方程式分别为:(1)FeO+2H+＝Fe2++H2O;(2)Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O｡\n二､铁的氢氧化物1.制备实验实验现象离子方程式(或化学方程式)试管中有红褐色沉淀生成Fe3++3OH-＝Fe(OH)3↓\n试管中先有白色沉淀生成,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色Fe2++2OH-＝Fe(OH)2↓(白色)4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3(红褐色)\n2.与酸的反应Fe(OH)2+2HCl＝FeCl2+2H2O2Fe(OH)3+3H2SO4＝Fe2(SO4)3+6H2O3.Fe(OH)3的不稳定性加热Fe(OH)3时,它能失水生成红棕色粉末,反应方程式为:2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O｡\n三､铁盐和亚铁盐1.Fe3+的检验向FeCl3溶液中滴加KSCN,溶液颜色变为红色,发生反应的离子方程式Fe3++3SCN-＝Fe(SCN)3,向FeCl2中滴加KSCN时,溶液颜色无变化,加入几滴氯水,溶液变为红色｡\n2.Fe3+的氧化性(1)Fe3+遇到较强的还原剂时,会被还原成Fe2+,如Fe3+与Fe反应的离子方程式为2Fe3++Fe＝3Fe2+｡(2)Fe2+在较强的氧化剂的作用下被氧化成Fe3+,如Fe2+与氯气反应的离子方程式为2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl-｡诱思探究:制备Fe(OH)2时,采取哪些措施可以使生成的沉淀不很快变色?\n提示:白色的Fe(OH)2沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,是被氧气氧化所致,实验时应设法使生成的Fe(OH)2沉淀不与氧气接触即可达到目的｡可以采取的措施有:①将配制溶液的蒸馏水加热煮沸,除去溶解的氧气｡②用胶头滴管向FeSO4溶液中加入NaOH溶液时,将滴管插入FeSO4溶液的液面以下,且不能将滴管中的NaOH溶液全部排出｡\n③FeSO4溶液中滴入少量与其不反应且密度较小的有机溶剂(如植物油),形成液封,阻止产生的Fe(OH)2与空气接触｡④也可设计特殊装置,排除反应体系液面上方的空气｡比如用H2排除反应装置中的空气｡\n课堂深化探究(学生用书P70)\n一､Fe3+和Fe2+的检验\n溶液Fe2+(浅绿色)Fe3+(黄色)加碱溶液(1)现象:白色沉淀→灰绿色→红褐色(2)反应:Fe2++2OH-＝Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3(1)现象:红褐色沉淀(2)反应:Fe3++3OH-＝Fe(OH)3↓加KSCN溶液或NH4SCN溶液(1)现象:无明显现象,若遇Cl2则溶液变血红色(2)反应:2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl-,Fe3++3SCN-＝Fe(SCN)3(1)现象:溶液变血红色(2)反应:Fe3++3SCN-＝Fe(SCN)3\n特别提示:检验Fe2+时应先加入KSCN,观察现象,后加入氯水,顺序不能颠倒｡\n二､Fe､Fe2+与Fe3+之间的转化铁的变价特征是这部分知识的重点和难点,由于Fe的化合价有0､+2､+3价,所以Fe具有还原性,Fe2+具有还原性和氧化性,Fe3+只有氧化性｡不仅Fe2+､Fe3+之间可转化,Fe单质跟它们都可以相互转化,我们称为“铁三角”｡\n\n1.Fe→Fe2+:铁与氧化性比较弱的非金属(如S､I2),非氧化性酸(如盐酸､稀硫酸),不活泼金属的盐溶液(如CuSO4溶液)反应,都可实现这种转化｡如Fe+SFeS,Fe+2Fe3+＝3Fe2+,Fe+Cu2+＝Cu+Fe2+｡2.Fe2+→Fe:比较活泼的金属(如Zn)､C､CO､H2等可将Fe2+还原为Fe,如FeCl2+Zn＝ZnCl2+Fe｡3.Fe→Fe3+:铁与强氧化剂(如Cl2､HNO3､浓H2SO4)在一定条件下反应都会实现这种转化｡如:2Fe+3Cl22FeCl3\n4.Fe3+→Fe:铁盐溶液与活泼的金属(K､Na､Ca除外)反应时,铁可被还原,如:2FeCl3+3Zn(足量)＝2Fe+3ZnCl25.Fe2+→Fe3+:亚铁盐与强氧化剂反应｡如:2FeCl2+Cl2＝2FeCl36.Fe3+→Fe2+:铁盐溶液与比较强的还原剂反应｡如:Fe+2FeCl3＝3FeCl22FeCl3+2NaI＝2FeCl2+I2+2NaCl\n典例剖析(学生用书P71)\n知识点一铁及其化合物的性质例1将铁粉､铜粉､FeCl3溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反应(假定容器不参与反应),试判断下列情况下溶液中存在的金属离子和金属单质｡(1)若铁粉有剩余,则容器中不可能有________________｡(2)若氯化铜有剩余,则容器中还可能有________________________________｡Fe3+、Cu2+Fe2+、Fe3+或Cu、Fe2+\n(3)若氯化铁和氯化铜都有剩余,则容器中不可能有______________,一定有______________｡(4)若氯化铁有剩余,则容器中不可能有____________________Fe、CuFe2+Fe、Cu\n〔解析〕该题属物质共存问题,解答本题应首先弄清物质间可能发生的反应,凡相互间能发生反应的物质就不可能(大量)共存｡该题涉及的反应有:①Fe+2FeCl3＝3FeCl2②Fe+CuCl2＝Cu+FeCl2③Cu+2FeCl3＝2FeCl2+CuCl2(1)若铁粉有剩余,则容器中就不可能有Fe3+、Cu2+,因为它们能发生上述①②反应｡\n(2)若CuCl2有剩余,则容器中不可能有Fe,可能有Fe2+、Fe3+或Cu、Fe2+｡(3)若FeCl3和CuCl2均有剩余,则容器中不可能有Fe、Cu,一定有Fe2+｡(4)若FeCl3有剩余,则容器中不可能有Fe、Cu｡\n知识点二Fe2+､Fe3+的检验例2要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+｡进行如下实验操作时最佳顺序为()①加入足量氯水②加入足量KMnO4溶液③加入少量NH4SCN溶液A.①③B.③②C.③①D.①②③答案C\n〔解析〕考查对铁的性质——Fe3+的检验;Fe2+的还原性;培养同学们知识灵活迁移的能力和提高同学们分析问题的能力｡启示:学习铁及其化合物的性质要抓住价态,从铁元素三种价态的相互转化去认识铁及其化合物间的氧化还原反应规律｡要熟记Fe3+遇SCN-会生成红色物质的特性｡加入NH4SCN无红色产生证明无Fe3+,再加氯水,如有Fe2+则可被氧化为Fe3+而使NH4SCN变红色｡KMnO4也能氧化Fe2+,但KMnO4本身为紫色,加入足量KMnO4后,使Fe3+和NH4SCN显色不易观察｡\n知识点三氢氧化亚铁的制备例3在下图装置中,用NaOH溶液､铁屑､稀H2SO4等试剂制备Fe(OH)2｡(1)在试管Ⅰ里加入的试剂是________________｡(2)在试管Ⅱ里加入的试剂是________________｡稀H2SO4､铁屑NaOH溶液\n(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀,在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂,打开止水夹,塞紧塞子后的实验步骤是答案：(3)检验试管Ⅱ出口处排出H2的纯度,当排出H2纯净时,再夹紧止水夹(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,其理由是答案：(4)试管Ⅰ中反应生成的H2充满试管Ⅰ和试管Ⅱ,且外界空气不容易进入\n〔解析〕制备Fe(OH)2时要注意防止氧化,根据本题所给试剂,并结合装置图的特点,制备Fe(OH)2,应是在H2还原气氛中制备,并利用产生的压强差将产生的FeSO4溶液压入到另一试管中与NaOH反应制得Fe(OH)2,因此在试管Ⅰ中加入的稀H2SO4､铁屑,反应为:Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑,在试管Ⅱ中发生反应2NaOH+FeSO4＝Fe(OH)2↓+Na2SO4,因此加入试剂为NaOH溶液｡\n为了制得白色Fe(OH)2沉淀,在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂,打开止水夹,此时在试管Ⅰ中发生反应Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑,产生的H2把试管Ⅰ和Ⅱ中的空气排出,检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度｡当排出的H2纯净时,再夹紧止水夹｡此时产生的H2使试管Ⅰ中压强增大,使其中的溶液进入试管Ⅱ,发生反应FeSO4+2NaOH＝Fe(OH)2↓+Na2SO4,生成白色Fe(OH)2沉淀｡(4)试管Ⅰ和试管Ⅱ中充满了H2,且外界空气不容易进入,这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色｡\n课内针对性训练(学生用书P72)\n1.下列物质不能通过化合反应得到的是()A.Al(OH)3B.Fe(OH)3C.Al2O3D.Fe3O4答案:A解析:Fe(OH)3可由4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3反应制得;Al2O3可由4Al+3O22Al2O3制得;Fe3O4可由3Fe+2O2Fe3O4制得;只有Al(OH)3不可以由化合反应制得｡\n2.某溶液中可能存在Mg2+､Fe2+､Fe3+,加入NaOH溶液,开始时有白色絮状沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,下列结论中正确的是()A.一定有Fe2+,一定没有Fe3+､Mg2+B.一定有Fe3+存在,一定没有Fe2+､Mg2+C.一定有Fe3+,可能有Fe2+,一定没有Mg2+D.一定有Fe2+,可能有Mg2+,一定没有Fe3+答案:D\n解析:由产生白色沉淀可能有Fe2+或Mg2+,而由灰绿色变为红褐色则肯定含有Fe2+｡\n3.下列各组物质都不溶于水,且都能与盐酸反应的是()A.FeO、Al2O3B.CO2、Al2O3C.Na2O、Fe2O3D.FeCl3、Fe3O4答案:A解析:CO2、Na2O、FeCl3能溶于水,CO2、FeCl3不与盐酸反应｡\n4.下列离子反应方程式中,书写不正确的是()A.向Fe2(SO4)3溶液中滴加过量氨水:Fe3++3OH-Fe(OH)3↓B.向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液:Fe2++2OH-＝Fe(OH)2↓C.Fe2O3溶于盐酸:Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2OD.Fe(OH)3溶于盐酸:Fe(OH)3+3H+＝Fe3++3H2O答案:A解析:NH3·H2O是弱电解质,不能拆成离子的形式｡\n课后优化训练(学生用书P72)\n基础强化1.世博园地区改造规划的实施将提升上海的环境质量,位于规划区的一座大型钢铁厂搬迁后,附近居民将不再受到该厂产生的棕红色烟雾的干扰｡你估计这一空气污染物可能含有()A.Fe3O4粉尘B.P2O5粉尘C.Fe2O3粉尘D.SiO2粉尘答案:C\n解析:钢铁厂产生的棕红色烟雾对环境有较大的污染｡根据常理,可以知道烟雾中含有铁的某种化合物,结合铁的不同氧化物颜色,Fe2O3为棕红色固体,可以知道,这种烟雾的主要成分为Fe2O3｡\n2.某水体中含有较多的泥沙及其他悬浮物,下列物质中不能用来净化此水的是()A.KClB.Fe2(SO4)3C.KAl(SO4)2D.FeCl3答案:A解析:Fe2(SO4)3、FeCl3可产生Fe(OH)3胶体,能用于净水,KAl(SO4)2溶液可产生Al(OH)3胶体,也可用于净水｡\n3.检验实验室配制的FeCl2溶液是否被氧化变质,应选用的最适宜的试剂是()A.稀硝酸B.KSCN溶液C.KMnO4D.氯水答案:B解析:FeCl2被氧化变质会生成FeCl3,只要检验溶液中是否会有Fe3+即可,用KSCN溶液检验Fe3+最适宜｡\n4.(2009·遵义高一检测)某溶液中有NH、Mg2+、Fe2+和Al3+四种离子,若向其中加入过量的氢氧化钠溶液,微热并搅拌,再加入过量盐酸,溶液中大量减少的阳离子是()A.NHB.Mg2+C.Fe2+D.Al3+答案:AC\n解析:加入过量的氢氧化钠后,微热,发生反应:Fe2++2OH-＝Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3、Al3++4OH-＝AlO+2H2O,NH+OH-△NH3↑+H2O,Mg2++2OH-＝Mg(OH)2↓,再加入过量盐酸后,上述两种沉淀溶解,生成Fe3+、Mg2+,而AlO与H+反应生成Al3+,故减少的离子有Fe2+、NH｡\n5.(2009·佛山高一期末)某种催化剂为铁的氧化物,将少许样品溶于稀盐酸中,加适量氯水,滴加KSCN溶液后出现红色,则该催化剂中铁元素价态为()A.只有+3B.只有+2C.+2､+3都有D.以上都有可能答案:D解析:样品溶于盐酸后,加适量氯水,再滴加KSCN溶液出现红色,样品中+2价铁､+3价铁都可能有,也可能只有其中一种｡\n6.下列反应,其产物的颜色按红､红褐､淡黄､蓝色顺序排列的是()①金属钠在纯氧中燃烧②FeSO4溶液中滴入NaOH溶液,并在空气中放置一段时间③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液④无水硫酸铜放入医用酒精中A.②③①④B.③②①④C.③①②④D.①②③④答案:B\n解析:①产生Na2O2为淡黄色;②会产生Fe(OH)3红褐色沉淀;③产生红色物质;④生成蓝色胆矾｡\n7.除去下列各物质中的杂质(括号内为杂质),写出所用试剂及离子方程式｡(1)Mg(Al2O3)试剂_________________,离子方程式__________________________________｡(2)Fe(OH)3[Al(OH)3]试剂_______________,离子方程式__________________________｡(3)FeCl3溶液(FeCl2)试剂____________,离子方程式__________________________｡NaOH溶液NaOH溶液氯水(氯气)2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl-\n(4)FeCl2溶液(FeCl3)试剂________,离子方程式__________________________________｡(5)FeCl2溶液(CuCl2)试剂________,离子方程式______________________________________｡铁粉2Fe3++Fe＝3Fe2+铁粉Cu2++Fe＝Fe2++Cu\n8.已知,常见金属单质A有如下转化关系,其中F为红褐色固体.\n(1)写出化学式:B________､D________｡(2)写出A→B的化学方程式______________________________｡(3)写出E→F的化学方程式______________________________｡Fe3O4FeCl34Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3\n解析:F为红褐色固体,可以推知F为Fe(OH)3,则金属单质A为Fe,B为Fe3O4,再由E和F的关系,可以推知E为Fe(OH)2,C为FeCl2,D为FeCl3｡\n能力提升1.我国科学家参与研制的阿尔法磁谱仪随美国发现号航天飞机升入太空,开始了探索宇宙中是否存在“反物质”和“暗物质”的研究工作｡根据你所学的知识推测制造阿尔法磁谱仪核心部件的材料是()A.FeOB.Fe2O3C.Fe3O4D.Fe3C答案:C解析:只有Fe3O4具有磁性｡\n2.有NaCl､FeCl2､FeCl3､MgCl2､AlCl3五种溶液,只用一种试剂就可把它们鉴别开来,这种试剂是()A.盐酸B.烧碱溶液C.氨水D.KSCN溶液答案:B\n解析:NaOH与上述五种溶液混合时,现象各不相同,其中NaCl无明显现象;FeCl2与NaOH先生成白色沉淀,迅速变为灰绿色,最后变为红褐色,发生的反应为Fe2++2OH-＝Fe(OH)2↓､4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3;FeCl3与NaOH只出现红褐色沉淀,FeCl3+3NaOH＝Fe(OH)3↓+3NaCl;MgCl2与NaOH生成白色沉淀,NaOH过量沉淀也不溶解,MgCl2+2NaOH＝Mg(OH)2↓+2NaCl;AlCl3与NaOH先出现白色沉淀,当NaOH过量时,沉淀逐渐溶解直到完全消失｡AlCl3+3NaOH＝Al(OH)3↓+3NaCl,Al(OH)3+NaOH＝NaAlO2+2H2O｡\n3.(2009·南昌高一期末)把含有氧化铁的铁片投入到足量的稀硫酸中,直到铁片完全溶解,经分析该溶液中无Fe3+,且生成的Fe2+与反应生成的H2的物质的量之比为3：1,则原混合物中Fe2O3与Fe的物质的量之比为()A.1：1B.2：5C.4：1D.3：1答案:B\n解析:分析溶液中发生的反应:Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O,2Fe3++Fe＝3Fe2+,Fe+2H+＝Fe2++H2↑设Fe2O3与Fe的物质的量分别为x、y,则根据方程式:2Fe3++Fe＝3Fe2+2xx3xFe+2H+＝Fe2++H2↑y-xy-xy-x\nX：y＝2：5｡\n4.已知某H2SO4、FeSO4、Fe2(SO4)3混合溶液100mL,其中阳离子浓度相等,SO浓度为6mol/L,此溶液中还可溶解铁粉的质量为()A.11.2gB.16.8gC.33.6gD.5.6g答案:A\n解析:设混合溶液中,各阳离子的物质的量分别为x,则总的SO的物质的量为:x＝6mol·L-1×0.1L,x＝0.2mol,又因为Fe～2H+Fe～2Fe3+所以n(Fe)＝0.2mol×mol×m(Fe)＝0.2mol×56g·mol-1＝11.2g｡\n5.根据图填空\n(1)写出下列各物质的化学式:A__________,B__________,C__________,D__________,E__________｡(2)写出生成D的反应方程式________________________________________｡(3)写出E→B的离子方程式______________________________________________｡FeFeCl2KClFe(OH)3FeCl34Fe(OH)2+2H2O+O2＝4Fe(OH)32Fe3++Fe＝3Fe2+\n解析:首先以D作为切入点,白色变为灰绿色再变红褐色是Fe(OH)2变成Fe(OH)3的特有现象,可确定D是Fe(OH)3｡由D可推测出E为FeCl3溶液,A为Fe｡由2FeCl3+Fe＝3FeCl2可推测出B是FeCl2,另由C中加入AgNO3､HNO3溶液后生成白色沉淀,可知C中含Cl-,焰色反应呈浅紫色,则证明C中含有K+,故C为KCl｡