1、第4课时 铁的重要化合物概念认知自主学习一、铁的主要化合物1铁的氧化物(1)铁的存在：铁在地壳中的含量居于第四位，主要以_价的化合物的形式存在。(2)铁的氧化物物理性质2、3名称氧化亚铁氧化铁四氧化三铁化学式_俗名/_铁元素的化合价_颜色、状态黑色粉末_色粉末_色晶体溶解性都不溶于水FeOFe2O3Fe3O4铁红磁性氧化铁232、3红棕黑化学性质a稳定性：Fe2O3、Fe3O4较稳定；FeO不稳定，受热被氧化为_。b与酸反应：FeO、Fe2O3是_氧化物，与盐酸反应的离子方程式分别为FeO:_；Fe2O3：_。用途a与颜色有关的是_。b.与氧化性有关的是_。.作油漆，.涂料，.赤铁矿是炼铁原料
2、。Fe2O3碱性FeO2H=Fe2H2OFe2O36H=2Fe33H2O、2铁的氢氧化物化学式Fe(OH)2Fe(OH)3颜色、状态_固体_固体水溶性_溶于水与盐酸反应(离子方程式)_稳定性(化学方程式)在空气中不稳定，易被氧化不稳定，受热易分解，_白色红褐色难Fe(OH)22H=Fe22H2OFe(OH)33H=Fe33H2O2Fe(OH)3Fe2O33H2O化学式Fe(OH)2Fe(OH)3制备装置实验现象白色沉淀迅速变为_色，最终变为_色产生_色沉淀制备(写离子方程式)_转化方程式_灰绿红褐红褐Fe22OH=Fe(OH)2Fe33OH=Fe(OH)34Fe(OH)2O22H2O=4Fe(
3、OH)33铁盐和亚铁盐(1)Fe3、Fe2的检验(2)Fe3、Fe2的相互转化实验操作实验现象：溶液由棕黄色浅绿色溶液_溶液变成_。反应的离子方程式依次为a_，b_，cFe33SCN=Fe(SCN)3。结论：无明显变化红色Fe2Fe3=3Fe22Fe2Cl2=2Fe32Cl(3)铁盐的净水作用：向混有少量泥沙的浑浊水中加入少量Fe2(SO4)3，浑浊水会变_。澄清(1)(情境思考)丹霞地貌即以陆相为主的红层发育的具有陡崖坡的地貌，也可表述为“以陡崖坡为特征的红层地貌”。丹霞地貌为什么显红色呢？提示：因为含有Fe2O3。Fe2O3为红棕色固体。(2)(知识前后串联)试从化合价的角度分析Fe、Fe
4、SO4、Fe2(SO4)3三种物质中，哪种物质可作氧化剂？哪种物质可作还原剂？哪种物质既可作氧化剂又可作还原剂？三种物质可进行转化吗？提示：Fe2(SO4)3中Fe的化合价为3，可作氧化剂；Fe的化合价为0，只作还原剂；FeSO4中Fe的化合价为2，既作氧化剂又作还原剂。FeFe2(SO4)3=3FeSO4。(3)判断下列说法是否正确。(2018全国卷)向盛有2 mL黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液，观察颜色变化；该实验过程可用来探究维生素C的还原性()提示：氯化铁具有氧化性，能氧化维生素C，颜色由棕黄色变为浅绿色。(2018北京卷)将NaOH溶液滴入FeSO4溶液中，观察到产生白色
5、沉淀，随后变为红褐色；该实验中的颜色变化与氧化还原反应无关()提示：白色沉淀变为红褐色是氢氧化亚铁被氧化的过程。(2019天津卷)将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2()提示：FeCl2溶液与Cl2可发生反应生成FeCl3，铁还原生成的Fe3为Fe2。(4)(教材二次开发)教材中描述“白色的氢氧化亚铁Fe(OH)2被空气里的氧气氧化成了红褐色的氢氧化铁Fe(OH)3”，为防止制备的Fe(OH)2变质，可采取哪些措施？提示：Fe2必须是新制的，并放入Fe粉，以防Fe2被氧化成Fe3。除去溶液中溶解的O2，其方法是加热煮沸NaOH溶液。长胶头滴管末端插入试管内的液面以下。在F
6、eSO4溶液液面上加植物油或苯进行液封。二、铜盐1物理性质硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等铜盐溶于水；铜绿的主要成分是_，其难溶于水。2化学性质(1)铜的化学性质_，使用铜器皿比较安全。(2)铜盐属于重金属盐，都有毒，原因是铜离子能与蛋白质作用，使蛋白质_而失去生理活性。Cu2(OH)2CO3不活泼变性(情境思考)1878年，美洲大陆的葡萄园突然爆发了霉叶病，很快就蔓延到查尔斯的葡萄园。看着葡萄藤的枝叶一天天凋零枯萎，查尔斯心急如焚，到处求医问药。后来，在一位化学家的指点下，查尔斯用蓝矾、生石灰和水调制了“波尔多液”喷洒到葡萄藤上。葡萄园很快就恢复了生机，又是一片郁郁葱葱的景象。“波尔多液”是怎样进行
7、杀菌的？提示：Cu2使蛋白质凝固变性。妨碍了代谢作用的正常进行。能力形成合作探究知识点一 铁及其化合物的转化“铁三角”1“铁三角”的转化关系“铁三角”比较全面地反映了铁及其化合物的性质，以及 Fe、Fe2、Fe3之间相互转化的规律，如图所示。(1)FeFe2或 Fe3与弱氧化剂反应生成 Fe2与 S、Fe3、Cu2、H等弱氧化剂反应生成2 价铁，如：aFe2H=Fe2H2；bFeCu2=Fe2Cu；cFe2Fe3=3Fe2。与强氧化剂反应生成 Fe3与 Cl2、HNO3 等强氧化剂反应生成3 价铁，如：2Fe3Cl22FeCl3。(2)Fe2Fe 或 Fe3与强氧化剂反应生成 Fe3与 Cl2
8、、HNO3 等强氧化剂反应生成 Fe3，如：2Fe2Cl22Fe32Cl。与还原剂反应生成 Fe与 C、Al、Zn、CO、S2等还原剂反应生成 Fe，如：ZnFe2=Zn2Fe。(3)Fe3Fe 或 Fe2与 C、Al、CO 等还原剂反应生成 Fe，如 CO 与 Fe2O3 反应的化学方程式：3COFe2O33CO22Fe。与 Fe、Cu、I、S2等还原剂反应生成 Fe2，如：2Fe3Cu=2Fe2Cu2。2含铁物质的除杂主要物质杂质除杂方法Fe2Fe3加过量铁粉后过滤FeCl3FeCl2加氯水或通入Cl2Fe2Cu2加过量铁粉后过滤FeAl加NaOH溶液后过滤Fe2O3Al2O3加NaOH溶
9、液后过滤(1)(思维升华)为什么在配制FeCl2溶液时，通常加入铁粉？(宏观辨识与微观探析)提示：防止溶液中的Fe2被氧化成Fe3，即将溶液中可能存在的Fe3再还原成Fe2。(2)(情境应用)印刷电路板的过程：在复合物材料板上单面附有一薄层铜板，印刷电路时将电路部分以抗腐蚀的涂料印在铜板一面上，放入三氯化铁溶液中，没有印刷上涂料的铜被腐蚀掉，最后只剩下电路部分。上述过程发生的反应中FeCl3表现什么性质？如何证明最后的腐蚀液是否还含有FeCl3？(科学探究与创新意识)提示：腐蚀电路板时发生反应2Fe3Cu=2Fe2Cu2，FeCl3表现氧化性。用洁净的试管取少量的样品溶液，向其中滴入KSCN溶
10、液12滴，若溶液立即显红色证明含有Fe3。【典例】(2020大连高一检测)几种物质间的相互转化关系如图所示：(1)A 转化为 B 及气体的反应中应加入的试剂是_(填化学式)。(2)写出 B 的化学式：_，F 的化学式：_。(3)写出 GH 的化学方程式：_。(4)写出检验 D 溶液中金属阳离子的方法：_(用离子方程式表示)；向 D 溶液中加入 A，发生反应的离子方程式是_。【解题指南】解答本题注意以下三个突破口：(1)滤液的焰色反应为紫色。(2)J 为白色沉淀。(3)白色沉淀 G 在空气中转化为红褐色沉淀 H。【解析】根据框图信息，可以推出 A 为 Fe，B 为 FeCl2，C 为 Cl2，D
11、 为 FeCl3，E 为KOH，F 为 KCl，G 为 Fe(OH)2，H 为 Fe(OH)3，J 为 AgCl。答案：(1)HCl(2)FeCl2 KCl(3)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(4)Fe33SCN=Fe(SCN)32Fe3Fe=3Fe2【母题追问】(1)如何除去FeCl3溶液中的Fe2？提示：向溶液中通入适量Cl2，反应的离子方程式为2Fe2Cl2=2Fe32Cl。(2)整个转化过程涉及几个氧化还原反应？分别是哪几个？提示：有4个。分别是AB；BD；DB；GH。解答无机物转化关系图的思维流程1(2020银川高一检测)下列物质反应后一定有3价铁生成的是()过量的F
12、e与Cl2反应 Fe与过量稀硫酸反应FeCl2溶液中通入少量Cl2 Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中A只有B只有C只有D全部【解析】选B。中的Cl2氧化性强，它能将铁氧化为3价，由于不是在溶液中反应，因此过量的铁不会将氯化铁还原。中Fe与稀硫酸反应只能生成Fe2。在溶液中Fe2被Cl2氧化生成Fe3。中首先发生Fe与盐酸生成FeCl2、Fe2O3与盐酸生成FeCl3的反应，但题中未给出反应物间相对量的关系，若铁是足量的，则能将生成的FeCl3全部还原为FeCl2。2“秦砖汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩影。汉代瓦当是以动物装饰最为优秀；秦宫遗址出土的巨型瓦当是以动物变形图案，与铜器、玉器风格
13、十分相近。秦砖汉瓦都是由黏土烧制的砖瓦，有的是黑色的，有的却是红色的，你猜测其中的原因可能是()A土壤中含有铁粉、二氧化锰等B黑砖瓦是煅烧过程中附着了炭黑，红砖则是添加了红色耐高温染料C土壤中含有的铜元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色CuO和红色CuD土壤中含有的铁元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色Fe3O4或FeO和红色Fe2O3【解析】选D。黏土中含有Fe元素，在烧制砖瓦时，与O2反应，生成氧化物，Fe元素的氧化物有3种，FeO与Fe3O4为黑色，Fe2O3为红棕色，D项正确。知识点二 Fe2、Fe3的检验方法1Fe2的检验方法 1样品溶液无现象溶液变红色,证明含有 Fe2+方法 2样
14、品溶液产生白色絮状沉淀,迅速变成灰绿色,最终变为红褐色,证明含有 Fe2+方法 3样品溶液生成蓝色沉淀,证明含有 Fe2+2.Fe3的检验方法 1样品溶液溶液变红色，证明含有 Fe3方法 2样品溶液产生红褐色沉淀，证明含有 Fe31(思维升华)“硫酸铁等含有Fe3的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色”，该红色物质是沉淀吗？提示：不是沉淀，是Fe3和SCN生成Fe(SCN)3。2(情境应用)化学老师在课堂上演示了一个“血手印”魔术。预先在手上喷上KSCN溶液，然后印在白纸上晾干。用FeCl3溶液喷洒白纸，白纸立刻出现红色血手印。这个现象与FeCl3的性质有什么关系？有什么用途？提示：该魔术利用Fe
15、3与SCN结合生成红色Fe(SCN)3，该现象可用于Fe3的检验。3(情境应用)人体易吸收二价铁盐，难吸收三价铁盐。通过学习了解到Fe2和Fe3可以互相转化，现提供的物质有FeCl2溶液、FeCl3溶液、Fe粉、KSCN溶液、3%H2O2，请你完成实验报告证明Fe2和Fe3的互相转化。(已知：H2O2可氧化Fe2)(科学探究与创新意识)实验步骤实验现象结论(1)Fe2可被氧化成 Fe3(2)Fe3可被还原成 Fe2【解析】(1)能使硫氰化钾显示红色的是铁离子，将KSCN溶液滴入盛有FeCl2溶液的试管中，无明显现象，再加入双氧水，亚铁离子被氧化剂双氧水氧化为铁离子，会变红色，此时可以证明亚铁离
16、子被氧化为铁离子；(2)在盛有足量Fe粉的试管中滴入FeCl3溶液，此时金属铁和三价铁之间可以反应生成亚铁离子，溶液由棕黄色变为浅绿色，再加入KSCN溶液，充分振荡无现象，此时Fe3被Fe粉还原成Fe2。答案：实验步骤实验现象(1)将KSCN溶液滴入盛有FeCl2溶液的试管中，充分振荡再滴入3%H2O2，充分振荡无明显现象溶液变红(2)在盛有足量Fe粉的试管中滴入FeCl3溶液，充分振荡再滴入KSCN溶液，充分振荡溶液由棕黄色变为浅绿色无明显现象【典例】(2021天津河西区高一检测)下列有关Fe2及Fe3的检验方法合理的是()A向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2B向某溶液中通入C
17、l2，然后再加入KSCN溶液，溶液变为红色，说明原溶液中含有Fe2C向某溶液中加入NaOH溶液，得到红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3D向某溶液中加入NaOH溶液，得到白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2，不含有Mg2【思维建模】解答有关离子检验类试题的思维流程如下：【解析】选C。Fe3与KSCN溶液作用的离子方程式为Fe33SCN=Fe(SCN)3(红色)，而Fe2与KSCN溶液不反应，如果该溶液既含Fe3，又含Fe2，滴加KSCN溶液，溶液呈红色，证明含有Fe3而不能证明不含Fe2，故A错误。若原溶液中含Fe2，通入Cl2，氯气将Fe2氧化成Fe3，滴加KSCN溶液
18、后显红色；若原溶液中不含Fe2，含有Fe3，通入Cl2，加入KSCN溶液同样可以变为红色，故B错误。加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3，故C正确。氢氧化镁为白色沉淀，能被红褐色沉淀掩盖，无法确定，故D错误。【母题追问】某化学小组检验铁的氧化物中是否有2 价铁时，设计思路为少量固体溶液紫色褪去。其中一位同学认为可以将步骤 a 中的稀硫酸换为稀盐酸，是否可以？(关键能力探究与创新)提示：不可以。步骤a中不能选用盐酸，原因是酸性KMnO4溶液可以氧化盐酸。含 Fe2、Fe3的混合溶液中 Fe3、Fe2的检验1(2020大兴区高一检测)下列反应结束后，向其中滴加KSCN溶液，溶液变成
19、血红色的是()A铁锈与过量稀盐酸BFeCl3溶液与过量铜片CFeCl3溶液与过量铁粉DFeCl2溶液与过量锌粉【解析】选A。铁锈与过量稀盐酸反应生成FeCl3，溶液中存在铁离子，向其中滴加KSCN溶液，溶液变成血红色，故A正确；FeCl3溶液与过量铜片反应生成FeCl2，溶液中不存在铁离子，向其中滴加KSCN溶液，溶液不变血红色，故B错误；FeCl3溶液与过量铁粉反应生成FeCl2，溶液中不存在铁离子，向其中滴加KSCN溶液，溶液不变血红色，故C错误；FeCl2溶液与过量锌粉生成ZnCl2和Fe，溶液中不存在铁离子，向其中滴加KSCN溶液，溶液不变血红色，故D错误。2“朱门酒肉臭，路有冻死骨”
20、折射出阶层的差异，“朱门”是豪门的象征，朱门油漆往往与Fe2O3有关。请完成下列与铁有关的问题：(1)实验室保存 FeCl2 溶液时，常向其中加入少量铁粉原因是_(用离子方程式表示)；某同学为检验某未知溶液是否为 FeCl2 溶液，采取如下实验方案加以验证：稍取未知试液于试管中溶液溶液呈红色(证明含有 FeCl2)，你认为此方案_(填“合理”或“不合理”)，若不合理，如何改进_。(2)A、B、C、D、E 分别是铁或铁的化合物。其中 D 是一种红褐色沉淀。其相互反应关系如图所示：根据如图所示变化，按要求回答下列问题：写出 A、E 的化学式：A_，E_；写出其中几步反应的化学方程式：CB：_；BD
21、：_；EA：_。C 中加入 NaOH 溶液，看到的现象是_。【解析】(2)解答该题的关键是 D，因为 D 为红褐色沉淀，可知 D 是 Fe(OH)3，则 E是 Fe2O3，A 是 Fe，B 是 FeCl3，C 是 FeCl2。答案：(1)2Fe3Fe=3Fe2不合理 先加 KSCN 溶液，无现象，再加入氯水，溶液变成红色，则证明原溶液有Fe2(2)Fe Fe2O32FeCl2Cl2=2FeCl3(合理即可)FeCl33NaOH=Fe(OH)33NaCl(合理即可)Fe2O33CO2Fe3CO2(或 Fe2O32Al2FeAl2O3)出现白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色三言两语话重点1“
22、3 色 2 性 1 现象”：Fe2、Fe3、Fe(SCN)3 溶液分别为浅绿色、棕黄色、红色；Fe2还原性较强，Fe3有较强氧化性。Fe(OH)2 转化为 Fe(OH)3 现象为白色沉淀迅速转化为灰绿色最终变为红褐色。2四个重要化学方程式2Fe2Cl2=2Fe32Cl2Fe3Cu=2Fe2Cu22Fe3Fe=3Fe24Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)33两个重要网络关系(1)从物质类别的视角认识物质间的转化关系(2)从元素价态的视角认识物质间的转化关系学情诊断课堂检测1唐本草记载“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃。陶及今人谓之石胆，烧之赤色，故名绛矾矣”。文中“绛矾”为()A.Fe
23、SO47H2O BCuSO45H2OCNa2SO410H2O DKAl(SO4)212H2O【解析】选A。依据题中描述，晶体本来为绿色，加热后得到红色固体，所以该晶体为FeSO47H2O。2第五套人民币在票面文字、号码等处所采用的磁性油墨中含有一种金属氧化物，它在磁码识别器上有磁性信号反应，以此可辨别真伪。该金属氧化物是()AFeO BCuOCFe3O4DAl2O3【解析】选C。根据信息知道该氧化物具有磁性，选项中，具有磁性的物质是四氧化三铁，是磁铁矿的主要成分。3(2020济南高一检测)证明某溶液只含有Fe2而不含有Fe3的实验方法是()A先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色B先滴加KSC
24、N溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色C滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后变为灰绿色，最后呈红褐色D只需滴加KSCN溶液【解析】选B。Fe2和Fe3检验设计是常考的热点。设计的步骤：先加KSCN溶液，无现象，可证明溶液中不含Fe3，然后再滴加氯水，若溶液呈红色，说明溶液中含有Fe2。4(教材二次开发教材习题改编)制印刷电路板时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2。向盛有FeCl3溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列判断一定错误的是()A烧杯中有铜、无铁B烧杯中有铁、无铜C烧杯中铁、铜都有D烧杯中铁、铜都无【解析】选B。溶液中有Cu2而F
25、e有剩余是不可能的，因为Fe能与Cu2反应生成Cu，故B项错误。素养新思维5铁是人体必需的微量元素，铁在生活中分布较广。(1)目前市售补铁营养品较多，某研究性学习小组对补铁剂中铁的含量进行了测定。提供药品：FeCl2 溶液(浅绿色)、FeCl3 溶液(棕黄色)、铁粉、铜粉、KSCN 溶液、氯水。仪器自选。将补铁剂中的 Fe2转化成 Fe3，应该选什么试剂？写出相关的离子方程式。若将 Fe3转化成 Fe2，应该选什么试剂？写出相关的离子方程式。(2)“服用维生素C，可使食品中的三价铁离子还原成二价铁离子”这句话指出维生素C具有什么性质？(3)某同学根据铁元素价态特点，提出这样一个观点：氯气与铁粉
26、反应，当Cl2足量时生成FeCl3，当铁粉足量时产物是FeCl2，为验证该观点是否正确，该同学将一定质量的铁粉与Cl2恰好完全反应得到一固体物质，然后通过实验确定其成分。探究过程如下：提出假设假设1：该固体物质是FeCl2。假设2：该固体物质是FeCl3。设计实验方案取少量固体物质于烧杯中，加适量水溶解，得到溶液A，然后取两份A溶液分别进行实验，实验现象与结论如下表：(完成下表)实验方法实验现象结论固体物质中有FeCl3固体物质中不含FeCl2【解析】(1)将Fe2转化成Fe3，需用氧化剂Cl2；将Fe3转化成Fe2，加入铁粉或铜粉均可以实现。(2)维生素C将Fe3Fe2，说明维生素C具有还原性，作还原剂。(3)Cl2与铁粉反应，产物可能是FeCl3或FeCl2，加入KSCN溶液呈红色可证明有Fe3，加入酸性KMnO4溶液，若溶液紫色不褪去或不变浅，证明不含Fe2。答案：(1)氯水 2Fe2Cl2=2Fe32Cl 铁粉(或铜粉)2Fe3Fe=3Fe2(或2Fe3Cu=2Fe2Cu2)(2)还原性(3)实验方法实验现象结论在A溶液中加KSCN溶液溶液呈红色固体物质中有FeCl3在酸性KMnO4溶液中加少量A溶液酸性KMnO4溶液颜色无明显变化固体物质中不含FeCl2