1、第3课时 铁的重要化合物新知初探自学导引 自主学习一、铁的氧化物 铁的氧化物 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 铁红 磁性氧化铁 价态 2 3 2、3 铁的氧化物 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 颜色、状态 黑色粉末 _色粉末 _晶体 在水中的溶解性 不溶于水，也不和水反应 与非氧化性稀酸的反应(生成相应的盐)FeO2H=Fe2H2O Fe2O36H=2Fe33H2O Fe3O48H=2Fe3Fe24H2O 红棕黑色铁的氧化物 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 与CO的反应 FexOyyCO xFeyCO2 存在 不稳定，在空气中受热易被氧化成_ 赤铁矿 磁
2、铁矿 用途 红色油漆和涂料、炼铁原料 炼铁、磁性材料 Fe3O4=高温二、铁的氢氧化物 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色 _色 _色 溶解性 _溶于水 _溶于水 稳定性 在空气中易转化为Fe(OH)3 2Fe(OH)3_=Fe2O33H2O 白红褐不不Fe(OH)2 Fe(OH)3 与盐酸反应(离子方程式)Fe(OH)22H=Fe22H2O Fe(OH)33H=Fe33H2O 制备 Fe22OH=Fe(OH)2 Fe33OH=Fe(OH)3 转化 化学方程式 4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3 现象 白色沉淀迅速变为_色，最终变为_色 灰绿红褐三、铁盐和亚铁盐的性质 1.Fe3
3、检验的实验探究 实验操作 现象 解释 结论与应用 溶液的颜色_ Fe33SCN=Fe(SCN)3(红色)含有Fe3的盐溶液遇到KSCN溶液时,变成_；可以利用该反应检验Fe3的存在 变成红色红色实验操作 现象 解释 结论与应用 溶液的颜色_ 含有Fe3的盐溶液遇到KSCN溶液时,变成_；可以利用该反应检验Fe3的存在 无变化红色2.Fe3的氧化性 实验操作 实验现象 加适量铁粉振荡后，溶液的颜色变成_色，再加KSCN溶液_，再滴加氯水后，溶液变成_ 浅绿不变红红色离子方程式 _ 结论 Fe3遇到较强的还原剂时，会被还原成_；Fe2在较强的氧化剂的作用下会被氧化成_ 2Fe3Fe=3Fe2 2F
4、e2Cl2=2Fe32Cl Fe2Fe3自主体验1.中国每年要进口5亿吨左右的铁矿石，占世界海上铁矿石贸易量的一半以上，关于铁矿石的说法正确的是()A.赤铁矿的主要成分是Fe3O4B.铁矿石的主要成分与铁锈的主要成分相同C磁铁矿粉末溶于盐酸后，加入KSCN溶液，溶液变红色D.FeO俗称铁红解析：选C。赤铁矿的主要成分是Fe2O3，俗称铁红;铁矿石的种类不确定其主要成分也不确定,而铁锈的主要成分是Fe2O3xH2O;磁铁矿主要成分是Fe3O4，与盐酸的反应为Fe3O48HCl=FeCl22FeCl34H2O，加入KSCN，溶液变红色。2.能检验某溶液中有Fe2无Fe3的实验事实是()A向溶液中加
5、入2滴KSCN溶液立即变红色 B向溶液中加入少许氯水后再加2滴KSCN溶液立即变红色 C向溶液中加入2滴KSCN溶液无明显变化,再加入少许氯水立即变红色 D向溶液中加入少许NaOH溶液立即产生红褐色沉淀 解析：选C。A选项证实溶液中一定含Fe3,不一定含Fe2。B选项因先加氯水，后加KSCN溶液，变红色,无法证明原溶液含Fe2还是Fe3。C选项先加KSCN溶液无变化，证明无Fe3，加氯水后，由于2Fe2Cl2=2Fe32Cl，生成的Fe3与KSCN反应生成红色物质，证明溶液中含有Fe2。D选项证明溶液中含有Fe3。3.除去下列物质中所含的杂质(括号内为杂质)，将选用的试剂和分离方法填在题后的横
6、线上，并写出有关反应的化学方程式(是离子反应的请写离子反应方程式)。(1)Fe2O3Fe(OH)3_；(2)Fe2O3(Al2O3)_；(3)FeCl3(FeCl2)_；(4)FeCl2(FeCl3)_；(5)FeCl2(CuCl2)_；(6)Fe(Al)_。解析：(1)根据Fe(OH)3的不稳定性，采用加热 的 方 法，杂 质 可 转 化 为 被 提 纯 物。(2)Al2O3能溶于NaOH溶液中，反应后过滤分离；(3)通入Cl2使杂质转化为被提纯物；(4)加入铁粉，将杂质转化为被提纯物；(5)加入铁粉，置换出铜，过滤加以分离；(6)Al可以溶于NaOH溶液，反应后过滤。答案：(1)加热：2F
7、e(OH)3=Fe2O33H2O(2)加入过量的 NaOH 溶液，过滤：Al2O32OH=2AlO2 H2O(3)通入足量的 Cl2：2Fe2Cl2=2Fe32Cl(4)加入足量铁粉，过滤：2Fe3Fe=3Fe2(5)加入足量铁粉，过滤：FeCu2=Fe2Cu(6)加入过量的 NaOH 溶液，过滤2Al2OH2H2O=2AlO2 3H2要点突破讲练互动 探究导引1 配制FeSO4溶液时，为什么要往溶液中加入少量铁粉？提示：加入少量铁粉的目的是将溶液中可能存在的Fe3还原为Fe2,且防止Fe2被氧化,反应的离子方程式为2Fe3Fe=3Fe2.Fe、Fe2、Fe3 的相互转化“铁三角”要点归纳1.
8、FeFe2或Fe3(1)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，例如：Fe2Fe3=3Fe2;FeCu2=Fe2Cu；Fe2H=Fe2H2。(2)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，例如：2Fe3Cl2=点燃 2FeCl3。2.Fe2Fe 或 Fe3(1)与氧化剂反应生成 Fe3与 Cl2、HNO3等强氧化剂反应生成 Fe3，例如：2Fe2Cl2=2Fe32Cl。(2)与还原剂反应生成 Fe与 C、Al、Zn、CO、S2等还原剂反应生成 Fe，例如：ZnFe2=FeZn2。3.Fe3Fe 或 Fe2(1)与 C、Al、C
9、O 等还原剂反应生成 Fe，例如：3COFe2O3=高温 3CO22Fe。(2)与 Fe、Cu、I、S2等还原剂反应生成 Fe2，例如2Fe3Cu=2Fe2Cu2。特别提醒Fe只有还原性；Fe2既有还原性，又有氧化性；Fe3只有氧化性。即时应用1.已知A是一种常见金属，F是一种红褐色沉淀。试根据图中转化关系，回答下列问题。(1)写出A、C、F、G的化学式A_，C._，F._，G._。(2)保存C溶液时要加固体A的原因_。(3)写出下列转化的离子方程式或化学方程式.EF：_。CD：_。解析：根据F是红褐色沉淀知F是Fe(OH)3，从而推知A为Fe，B为Fe3O4，C是FeCl2，D是FeCl3，
10、E为Fe(OH)2，F为Fe(OH)3，G为Fe2O3，X为H2。答案：(1)Fe FeCl2 Fe(OH)3 Fe2O3(2)防止Fe2被O2氧化(3)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3 2Fe2Cl2=2Fe32Cl Fe2、Fe3的检验 探究导引2 滴加KSCN溶液后呈红色的溶液中一定含有什么离子？提示：Fe3。要点归纳1.加碱法2.硫氰化物法特别提醒(1)Fe3呈棕黄色，Fe2呈浅绿色，可作为推断题的突破口，但一般不用于离子的检验。(2)Fe3与SCN作用后的“溶液”显红色，注意并不是沉淀。即时应用2.某溶液中可能存在Mg2、Fe2、Fe3，加入NaOH溶液，开始时有白色絮
11、状沉淀生成,白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色,下列结论正确的是()A一定有Fe2，一定没有Fe3、Mg2B一定有Fe3，一定没有Fe2、Mg2C一定有Fe3,可能有Fe2,一定没有Mg2D一定有Fe2,可能有Mg2,一定没有Fe3解析：选D。加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成,白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色的现象是溶液中含有亚铁离子的特性，若有Fe3，则产生氢氧化铁的红褐色沉淀会掩盖Fe(OH)2的白色，所以不可能存在，而Mg(OH)2是白色，有可能存在.题型探究权威预测 铁的氧化物和氢氧化物例1按下图要求写出下列反应的化学方程式，属于离子反应的写出离子方程式。BCD；E
12、F；FD。【解析】此题从反应转化过程来看，唯一能作为解题突破口的是红褐色固体F。结合题意不妨设F即为Fe(OH)3固体。由题可知,A在不同条件下反应能得到C和D，而由A经反应得到的B在同一反应中能产生C和D，C应为低价态，C经反应得到E，而E经O2氧化可得FFe(OH)3。由此可判断E为Fe(OH)2，则C为Fe2，所以D为Fe3，而B则应是Fe3O4,A是Fe。把推断的结论进行验证,符合题意.【答案】Fe3O48H=Fe22Fe34H2O；4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3；Fe(OH)33H=Fe33H2O。氢氧化亚铁的制备例2(2012荆州高一教学质量检测)用下面两种方法可以
13、制得白色的Fe(OH)2沉淀。方法一：用不含Fe3的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。(1)除去蒸馏水中溶解的O2常采用_的方法。(2)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是_。方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀硫酸等试剂制备。(1)在试管里加入的试剂是_。(2)在试管里加入的试剂是_。(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管和中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是_。(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是_。【解析】方法一：
14、(1)由于气体的溶解度随温度升高而迅速减小，故可用加热煮沸的方法除去蒸馏水中溶解的O2。(2)空气中含有大量的O2，为防止生成的Fe(OH)2沉淀与空气接触，需将吸取的NaOH溶液的滴管放入液面以下后再挤出。方法二：(1)由所给试剂及装置特点知，试管为封闭系统，应为产生H2并赶尽溶液中的空气及液面上方空气的装置，故试管中加入的试剂为铁和稀硫酸。(2)试管中加入的试剂为NaOH溶液。(3)为确保实验在无氧状态下进行，必须把系统中的O2排除干净，故接下来的操作应为检验试管出口处排出的氢气纯度，当产生氢气较纯时再夹紧止水夹。(4)由于试管中产生的H2充满了、两支试管，外界空气不易进入，即Fe(OH)
15、2是在H2的还原性气氛中产生的，故Fe(OH)2的白色沉淀可保持较长的时间。【答案】方法一：(1)煮沸(2)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2 方法二：(1)稀硫酸、铁屑(2)NaOH溶液(3)检验试管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(4)试管中反应生成的H2充满了试管和试管，且外界空气不容易进入，避免Fe(OH)2被迅速氧化【名师点睛】制备氢氧化亚铁的实验，要求亚铁溶液是新制备的，其中不含铁离子，实验时吸取碱液的胶头滴管的底部，一定要伸入到亚铁盐溶液中，然后再将碱液挤出，以尽可能地隔绝空气，避免亚铁离子以及生成的Fe(OH)2被氧化。将铁粉、铜粉、FeCl3溶液和C
16、uCl2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，则容器中不可能有的离子是_；铜单质_(填“一定”或“可能”)存在。铁盐和亚铁盐例3(2)若氯化铁和氯化铜都有剩余，则容器中不可能有的单质是_，Fe2_(填“一定”或“可能”)存在。【解析】本题涉及的反应有：Fe2FeCl3=3FeCl2 FeCuCl2=CuFeCl2 Cu2FeCl3=2FeCl2CuCl2(1)若铁粉有剩余,则容器中不可能有Fe3、Cu2，因为它们能发生上述反应。(2)若FeCl3和CuCl2都有剩余，则容器中一定没有Fe、Cu，一定有Fe2。【答
17、案】(1)Fe3、Cu2 一定(2)Fe、Cu 一定 课堂达标即时巩固 热点示例思维拓展 经典案例 某化学兴趣小组利用下列试剂:铁粉、锌粉、0.1 molL1FeCl3溶液，0.1molL1FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水,探究Fe2、Fe3的氧化性、还原性，并利用实验结论解决一些问题。(1)用所给试剂写出体现Fe2具有还原性的反应的化学方程式_。(2)设计实验方案，完成下列表格。探究内容 实验方案 实验现象 探究Fe3具有氧化性 取少量0.1 molL1FeCl3溶液，往溶液中加入足量铁粉,再加入少量KSCN溶液 加入铁粉后,溶液颜色变为_.加入KSCN溶液后,溶液_(3)该兴趣小组为
18、说明“Fe2具有氧化性”，提出了向FeCl2溶液中加入锌粉，观察实验现象的方案，该反应的离子方程式为_。(4)根据Fe3的性质，该兴趣小组利用FeCl3溶液腐蚀铜箔制造印刷线路板，反应的离子方程式是_。【解析】(1)在反应中Fe2作还原剂，体现其还原性，因此应选择氧化剂，所以选用新制氯水，反应为2FeCl2Cl2=2FeCl3.(2)向FeCl3溶液中加入铁粉，发生的反应为2Fe3Fe=3Fe2，所以溶液由棕黄色变为浅绿色。向FeCl2的溶液中滴加硫氰化钾溶液不变红。(3)向FeCl2的溶液中加入锌粉，离子反应为ZnFe2=FeZn2。(4)FeCl3溶液腐蚀铜箔，发生的离子反应为2Fe3Cu=2Fe2Cu2。【答案】(1)2FeCl2Cl2=2FeCl3(2)浅绿色 不变色(3)Fe2Zn=Zn2Fe(4)2Fe3Cu=2Fe2Cu2