1、第三章 金属及其化合物 第二节 几种重要的金属化合物第3课时 铁的重要化合物1 激趣入题 2 新知预习 3 预习检测 4 课堂探究 5 核心素养 6 课堂达标 7 课时作业 激 趣 入 题 纯净的铁是光亮的银白色金属，密度较大，熔点为1 535，沸点为2 750。纯铁的抗蚀力很强，它有良好的延展性和导热性，导电性比铜、铝差，能被磁铁吸引。铁的化合物很多。铁的氧化物主要有黑色的氧化亚铁、红棕色的三氧化二铁和具有磁性的黑色的四氧化三铁。含有铁元素的盐有硫酸亚铁、氯化铁等。铁的氢氧化物为氢氧化亚铁和氢氧化铁。氢氧化亚铁是白色固体，不溶于水，很不稳定，容易被氧化。硫酸亚铁与NaOH溶液反应生成的氢氧化
2、亚铁沉淀，在空气中迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。这是因为氢氧化亚铁被空气中的氧气氧化成了红褐色的氢氧化铁，发生的反应为：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3 以上化合物具有怎样的性质，让我们一起学习铁的重要化合物。新 知 预 习 一、铁的主要化合物 1铁的含量及存在形态：(1)铁在地壳中的含量仅次于_，位居第四位。(2)铁元素的化合价主要为_价，在自然界中主要以_形式存在。氧、硅、铝 2、3 化合态 2铁的氧化物：(1)物理性质。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_色色晶FeO Fe2O3 Fe3O4 铁红 磁性氧化铁 2 3 2、3 红棕 黑 (2)化
3、学性质。稳定性。Fe2O3、Fe3O4较稳定；FeO不稳定，受热能氧化为_。与酸反应。与盐酸反应的离子方程式：FeO：_ Fe2O3：_ Fe3O4：_ 点泼：Fe2O3常用作红色油漆和涂料，是赤铁矿的主要成Fe3O4 FeO2H=Fe2H2O Fe2O36H=2Fe33H2O Fe3O48H=Fe22Fe34H2O 3铁的氢氧化物：(1)物理性质。Fe(OH)2Fe(OH)3颜色、状态_色固体_色固体溶解性_溶于水白 红褐 难 (2)化学性质。不稳定性：Fe(OH)2在空气中易转化为_，化学方程式：_；反应现象：白色沉淀迅速变为_色，最终变为_色。Fe(OH)3受热易发生分解，化学方程式是_
4、。Fe(OH)3 4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3 灰绿 红褐 2Fe(OH)3=Fe2O33H2OFe(OH)22H=Fe22H2O Fe(OH)33H=Fe33H2O (3)制备(写出离子方程式)。制备Fe(OH)2：_。制备Fe(OH)3：_。点拨：制备Fe(OH)2时一定要避免Fe(OH)2与空气中氧气的接触。Fe22OH=Fe(OH)2 Fe33OH=Fe(OH)3 4铁盐和亚铁盐：(1)Fe3、Fe2的检验。(2)Fe2与Fe3的转化。实验操作实验现象溶液由棕黄色_色溶液_溶液变成_离子方程式_结论Fe3 铁等强还原剂氯气等强氧化剂Fe2浅绿 无明显变化 红色 2Fe
5、3Fe=3Fe2；2Fe2Cl2=2Fe32Cl 点拨：Fe只有还原性；Fe2既有还原性，又有氧化性；Fe3只有氧化性。二、铜盐 1物理性质：(1)铜元素的焰色反应为绿色。(2)硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等铜盐溶于水。(3)铜暴露在潮湿空气中会生锈，铜绿的主要成分是_。2化学性质：(1)铜的化学性质不活泼，使用铜质器皿比较安全。(2)铜盐属于_盐，都有毒，原因是铜离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性而失去生理活性。点拨：常见的变价金属是铁和铜，铁元素的化合价主要为、价，铜的化合价是、价。Cu2(OH)2CO3 重金属 预 习 检 测1指南针是我国的四大发明之一，制造指南针的磁性物质是导学号 73918
6、58()AFeO BFe2O3CFe3O4DFe2红珊瑚栖息于2002000米深的海域，产于台湾海峡、中国南海，它与琥珀、珍珠统称为有机宝石，红珊瑚是无数珊瑚虫分泌的石灰质大量堆积形成的干支状物，呈红色是因为在海底长期积淀某种元素，该元素可能是导学号 7391858()ANa BFe CSi DCuC B 3下列铁的单质或化合物中，铁元素只有氧化性的是 导学号 7391858()AFe BFeCl2CFe3O4DFeCl34有下列五种离子：I、Cu2、S2、H、Ba2，其中在 Fe2(SO4)3溶液中不能大量存在的离子有 导学号 7391858()ABCDD D 5下列物质能将 Fe2氧化为
7、Fe3，且能使单质 Fe 由 0 价变为3 价的是导学号 7391858()A氢气B氯气C浓盐酸D稀硫酸B 课 堂 探 究 问题探究：铁元素有三种价态：0价、2价和3价，这三种价态的铁在一定条件下可相互转化，我们称之为铁三角：知识点1 Fe、Fe2、Fe3的相互转化“铁三角”分析上图，思考下列问题：1不同价态铁元素之间转化的条件是什么？2实验室制取FeCl2溶液时为什么要加入少量铁屑？探究提示：1.由高价态转化低价态需要还原剂，由低价态转为高价态需要氧化剂。2加入铁屑能防止Fe2被氧化成Fe3。知识归纳总结：1Fe只有还原性，可以被氧化成2或3价的铁：如Fe2H=H2Fe22Fe3Cl2=点燃
8、 2FeCl33Fe4H2O=Fe3O44H2。2Fe2既有氧化性又有还原性：如2Fe2Cl2=2Fe32ClZnFe2=FeZn2。3Fe3具有较强的氧化性，可被还原为2价或0价的铁：如2Fe3Cu=2Fe2Cu2，3COFe2O3=2Fe3CO2。(双选)下列关于铁及其化合物的说法正确的是 导学号 7391858 ()A铁是地壳中含量最多的金属元素，因此在日常生活中应用最广BFeCl2 溶液存放时，在溶液中放入少量的铁粉，目的是防止 Fe2被氧化C隔绝空气的情况下，FeCl2 溶液中加入 Na2O2 后得到红褐色沉淀 Fe(OH)3DFeO、Fe2O3、Fe3O4 均为铁的氧化物，并且都是
9、碱性氧化物 解析：铝是地壳中含量最多的金属元素，A不正确；过氧化钠具有氧化性会将Fe2氧化成Fe3，因此FeCl2溶液中加入Na2O2后得到红褐色的Fe(OH)3沉淀，C正确；Fe3O4不是碱性氧化物，D不正确。典例1B、C 变式训练1(2017西安高一检测)铁屑溶于过量的稀硫酸，过滤后向滤液中加入适量硝酸，再加入过量的氨水，有红褐色沉淀生成。过滤、加热沉淀物至质量不再发生变化，得到红棕色的残渣。上述沉淀和残渣分别为导学号 7391858()AFe(OH)3；Fe2O3BFe(OH)2；FeOCFe(OH)2、Fe(OH)3；Fe3O4DFe2O3；Fe(OH)2A 解析：铁屑溶于过量稀硫酸生
10、成硫酸亚铁溶液，加入硝酸，Fe2又被氧化为Fe3，再加氨水则产生红褐色氢氧化铁沉淀，加热沉淀则分解生成氧化铁。问题探究：如何证明FeSO4溶液是否变质？探究提示：变质的FeSO4溶液中含有Fe3。用洁净的试管取少量(12 mL)的样品溶液，向其中滴入KSCN溶液12滴，若溶液立即显红色证明含有Fe3，即该溶液已变质。知识点2 Fe3、Fe2的检验方法知识归纳总结：Fe3、Fe2的检验方法1用KSCN溶液和氯水：(1)流程：溶液加KSCN溶液无明显现象加氯水溶液变红色Fe2溶液变红色Fe3(2)有关反应：Fe33SCNFe(SCN)3(红色)2Fe2Cl2=2Fe32Cl2用NaOH溶液：(2)
11、流程：(2)有关反应：Fe33OH=Fe(OH3)(红褐色沉淀)Fe22OH=Fe(OH)2(白色沉淀)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3 (2017大同高一检测)将单质Fe、Cu与FeCl3、FeCl2、CuCl2溶液一起放进某容器内，根据下述不同情况，填写金属或金属离子。导学号 7391858(1)充分反应后，如果Fe有剩余，则容器内不可能有_。(2)充分反应后，如果容器内还有大量Fe3，则还含有_，一定没有_。解析：根据Fe2Fe3=3Fe2，FeCu2=CuFe2，Cu2Fe3=Cu22Fe2，若Fe有剩余，则容器中只能有Fe2，不可能有Fe3、Cu2；如果容器内还有大量F
12、e3，则还含有Cu2和Fe2，一定没有Fe和Cu。典例2Fe3、Cu2 Cu2、Fe2 Fe、Cu 变式训练2(2017舟山高一检测)向FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是 导学号 7391858()A加入KSCN溶液一定不变红色B溶液中一定含Fe2C溶液中一定含Cu2D剩余固体中一定含CuC 解析：溶液中Fe3、Cu2均具有氧化性，且氧化性Fe3Cu2，若加入的铁粉是少量的，Fe3有剩余，加入KSCN溶液仍会变红，但若Fe3有剩余，则不会有Cu置换出来，即没有固体存在。铁粉无论与Fe3还是Cu2反应，均生成Fe2，若铁粉是过量的，则Cu会被
13、完全置换出来，溶液中无Cu2。核 心 素 养 实验室制取Fe(OH)2的特别措施 实验室里常利用化学反应FeSO42NaOH=Fe(OH)2Na2SO4制取Fe(OH)2，但Fe2和Fe(OH)2都易被空气里的O2氧化。因此，实验室里制取Fe(OH)2时必须采取特别措施，保护Fe2和Fe(OH)2不被氧化。保护Fe2的有效措施举例：用经过煮沸除去O2的蒸馏水配制FeSO4溶液；利用2Fe3Fe=3Fe2，向FeSO4溶液里加入稍过量的铁粉。保护Fe(OH)2的有效措施举例：向取用的FeSO4溶液里加入少量苯或煤油(苯和煤油都与水互不相溶，比水密度小)，隔离空气；用胶头滴管将NaOH溶液送至Fe
14、SO4溶液的底部，在溶液的最深处生成Fe(OH)2。即时训练用下面两种方法可以制得白色的 Fe(OH)2 沉淀。导学号 7391858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)用硫酸亚铁晶体配制上述 FeSO4 溶液时还需加入_。(2)除去蒸馏水中溶解的 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_。稀H2SO4、铁屑 煮沸 避免生成的 Fe(OH)2沉淀接触O2 方法二：在如图所示装置中，用Na
15、OH溶液、铁屑、稀H2SO4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_。稀H2SO4、铁屑 NaOH溶液 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 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 解析：方法一：2价铁的还原性较强，其化合物无论是在空气中还是在水中，都易被氧化为3价铁的化合物。因此无论是保存、制取还是使用2价铁的化合物时，都要采取得力的措施抑制2价铁的
16、氧化。在一般的实验条件下，下列措施都可较好地防止2价铁被氧化：加Fe还原Fe3(2Fe3Fe=3Fe2)；用除去氧气的水(如经过充分煮沸后的水)配制Fe2的溶液；加保护剂(如苯、油、氢气、二氧化碳气体等)保护2价铁；让2价铁沉淀生成于溶液的深处。Fe2还易发生水解反应，在配FeSO4溶液时需要加入H2SO4抑制Fe2的水解(此内容在以后学到)。方法二：方法二的原理是：向试管中加NaOH溶液，向试管I中加铁屑和稀硫酸，这样铁屑和稀硫酸反应可以制取FeSO4溶液，借用生成的氢气将两支试管内的空气都排出去，氢气充满试管I和试管(发挥2价铁的化合物的保护气的作用)，但氢气是否充满两支试管要进行检验。当氢气确实充满两支试管以后，关闭止水夹，试管内压强增大，FeSO4溶液顺着导管进入试管的NaOH溶液中，NaOH与FeSO4发生反应生成Fe(OH)2沉淀。由于有氢气的保护作用，Fe(OH)2沉淀能较长时间地稳定存在。规律方法指导：1信息提取：制取白色的Fe(OH)2沉淀，要用不含O2的蒸馏水配制溶液，使生成的Fe(OH)2不接触空气。2思路建立：升温可降低气体在水中溶解度，利用Fe与H2SO4反应生成的H2可将装置中空气排出，从而达到目的。课 堂 达 标课 时 作 业