铁及其化合物PPT

1、1铁及其化合物铁及其化合物复习复习2一一 铁的铁的原子原子结构和性质结构和性质1铁的原子结构 原子序数 原子结构示意图 价电子排布 周期表中的位置 3在化学变化中可能存在以下两种变化 3d64s2 3d6 （Fe2e- = Fe2+） 或3d64s2 3d5 （ Fe3e- = Fe3+ ） 铁具有可变价态， 常见化合物中的化合价。4 3d64s2 3d6 （Fe2e- = Fe2+） 常见氧化剂：Fe3+ Ag+ Cu2+ H+ 等 3d64s2 3d5 （ Fe3e- = Fe3+ ） 常见氧化剂：Cl2 Br2 HNO3等 3d6 3d5 （ Fe2+ e- = Fe3+ ） 常见氧化剂

2、：Cl2 Br2 HNO3 O2 KMnO4 H2O2等 3d5 3d6 （ Fe3+ + e- = Fe2+ ） 常见还原剂： Cu Fe I- 等52 常见物质的常见物质的分类及转化分类及转化6某同学发现月饼的包装盒内有一某同学发现月饼的包装盒内有一个小包个小包, ,标明是标明是“抗氧化剂抗氧化剂”，包内有灰黑色粉末包内有灰黑色粉末, ,这就是食品这就是食品的保鲜剂的保鲜剂铁的氧化铁的氧化物物。该同学注意到其中部分已。该同学注意到其中部分已变成棕褐色。变成棕褐色。7该同学注意到灰黑色粉末的月饼保该同学注意到灰黑色粉末的月饼保鲜剂（抗氧化剂）鲜剂（抗氧化剂）铁的氧化物铁的氧化物有些已变成棕褐

3、色。有些已变成棕褐色。铁的氧化物有哪些？猜测一下哪一铁的氧化物有哪些？猜测一下哪一种可能是月饼保鲜剂？种可能是月饼保鲜剂？灰黑色粉末的月饼保鲜剂灰黑色粉末的月饼保鲜剂铁的氧化物铁的氧化物有些已变成棕褐色。说明作为保鲜剂的氧有些已变成棕褐色。说明作为保鲜剂的氧化亚铁已部分被氧化为氧化铁。化亚铁已部分被氧化为氧化铁。8变成棕褐色抗氧化剂变成棕褐色抗氧化剂(保鲜剂）中保鲜剂）中铁元素的化合价铁元素的化合价测定变成棕褐色抗氧化剂测定变成棕褐色抗氧化剂(保鲜剂）中保鲜剂）中铁元素的质量分数铁元素的质量分数 9铁在周期表中的位置、结构、性质 根据铁元素在周期表中的位置，根据铁元素在周期表中的位置，说明说明

4、Fe 原子结构的特点？并分原子结构的特点？并分析析Fe单质应有哪些化学性质？单质应有哪些化学性质？ 位置结构性质10保鲜剂中铁元素的化合价保鲜剂中铁元素的化合价设计探究方案设计探究方案111氧化亚铁氧化亚铁 FeOFeO三氧化二铁三氧化二铁 FeFe2 2O O3 3四氧化三铁四氧化三铁 FeFe3 3O O4 4色态俗称铁价态溶解性稳定性与酸反应+2+3+2、+3难溶于水难溶于水 难溶于水难溶于水 难溶于水难溶于水 不稳定不稳定稳定稳定稳定稳定FeO+2H+ Fe2+H2O Fe2O3+6H+ 2Fe3+3H2O Fe3O4+8H+ 2Fe3+ +Fe2+ +4H2O 黑色粉末黑色粉末 红棕

5、色粉末红棕色粉末 黑色晶体黑色晶体 铁红铁红磁性氧化铁磁性氧化铁 12过滤过滤试管试管1：KSCN溶液溶液溶液呈红色溶液呈红色试管试管2：KMnO4溶液溶液溶液褪色溶液褪色设计探究方案设计探究方案12 完成完成离子方程式离子方程式已知酸性已知酸性KMnO4与与Fe2+反应生成反应生成Mn2+，写出并配平该反应的离子方程式。写出并配平该反应的离子方程式。酸酸稀稀H H2 2SOSO4 4溶解溶解取适量保鲜剂取适量保鲜剂滤液滤液保鲜剂中铁元素的化合价保鲜剂中铁元素的化合价铁与亚铁13Fe3+3SCNFe(SCN)35Fe2+MnO4+8H+5Fe3+Mn2+4H2O 2 完成离子方程式完成离子方程

6、式保鲜剂中铁元素的化合价保鲜剂中铁元素的化合价铁与亚铁14设计测定方案设计测定方案测定保鲜剂中铁元素的含量测定保鲜剂中铁元素的含量氢氧化物方法1铁与亚铁15称量一定称量一定质量保质量保鲜剂鲜剂稀稀H2SO4溶解溶解过滤过滤滤液滤液(含含Fe3+ Fe2+ )含含Fe3+溶液溶液设计测定方案设计测定方案1KI溶液溶液含含Fe2+溶液溶液如何确定反如何确定反应完全了？应完全了？如何定量？如何定量？氧化剂氧化剂适量酸性适量酸性KMnO4溶液溶液测定保鲜剂中铁元素的含量测定保鲜剂中铁元素的含量16 (1)试剂试剂是是 ，加入试剂，加入试剂的目的的目的 ， 步骤步骤具体操作方具体操作方 ； (2)写出步

7、骤写出步骤所涉及的化学反应的离子方程所涉及的化学反应的离子方程式式 ； (3)试剂试剂是是 ，加入试剂，加入试剂的目的的目的 ，步骤步骤实验现象实验现象 ； (4)在整个实验过程中需要记录在整个实验过程中需要记录 数据，可以数据，可以计算出保鲜剂中氧元素的含量。计算出保鲜剂中氧元素的含量。17(1)(1)试剂试剂是是 ，加入试剂，加入试剂的目的的目的是是 ，步骤，步骤具体操作方法具体操作方法是是 ；(2)(2)写出步骤写出步骤所涉及的化学反应的离子方程所涉及的化学反应的离子方程式式 ；(3)(3)试剂试剂是是 ，加入试剂，加入试剂的目的的目的是是 ，步骤，步骤实验现象是实验现象是；(4)(4)

8、在整个测定流程中需要记录在整个测定流程中需要记录 数数据可以计算出保鲜剂中元素铁的含量。据可以计算出保鲜剂中元素铁的含量。KMnO4(H+)溶液溶液 使使Fe2+ 恰好完全氧化恰好完全氧化 用用KMnO4(H+)溶液滴定，至溶液刚好变红为止溶液滴定，至溶液刚好变红为止 2Fe3+2I-2Fe2+I2 淀粉溶液淀粉溶液 作指示剂作指示剂 用用Na2S2O3滴定，至溶液蓝色滴定，至溶液蓝色刚好消失，停留半分钟不恢复原色，停止滴定刚好消失，停留半分钟不恢复原色，停止滴定 V (Na2S2O3) 18取一定取一定质量保鲜剂质量保鲜剂稀稀H2SO4溶解溶解过滤过滤滤液滤液(含含Fe3+ Fe2+ )含含

9、Fe3+溶液溶液适量酸性适量酸性KMnO4溶液溶液设计验证方案设计验证方案1滴定滴定KI溶液溶液含含Fe2+溶液溶液含含I2 2的溶液的溶液淀粉淀粉/ Na2 2S2 2O3 3溶液溶液含含I-的溶液的溶液测定保鲜剂中铁元素的含量测定保鲜剂中铁元素的含量19 Fe 2+ Fe3+2Fe3+ 2 I- 2Fe2+ l2I22S2O322IS4O62 Fe 2+ S2O32 关系式法关系式法20学习一种金属元素，一般应从学习一种金属元素，一般应从哪几大类的物质来研究它？哪几大类的物质来研究它？单质单质 氧化物氧化物 氢氧化物氢氧化物 盐盐思考：思考：21+2+3氧化物氧化物盐盐碱碱Fe3O4 Fe

10、2+ Fe3+ Fe(OH)3 Fe(OH)2 FeOFe2O3 H+OH _H+氧化剂氧化剂还原剂还原剂Fe 0 单质单质酸碱性转化酸碱性转化氧化还原性转化氧化还原性转化物质类别物质类别化化合合价价转化关系转化关系碱碱性性氧化性氧化性还原性还原性酸酸性性碱碱性性22氧化剂氧化剂还原剂还原剂 F2 Cl2 Br2 氧氧 化化 性性 酸酸氧氧 化化 剂剂S I2 H+ Mn+Mg、Al、Zn、 Fe、Cu I -、S2-、SO2（SO32-）F2、Cl2、Br2、O2、HNO3、H2O2、KMnO4（H+）、）、K2Cr2O7FeFe3+Fe2+Mg Al Zn H2 CO Mg Al Zn H

11、2CO 氧氧 化化 剂剂铁三角铁三角23 氢氧化亚铁氢氧化亚铁Fe(OH)Fe(OH)2 2 氢氧化铁氢氧化铁Fe(OH)Fe(OH)3 3 制法制法颜色颜色溶解性溶解性稳稳定定性性Fe2+2OH-=Fe(OH)2(隔绝空气隔绝空气) Fe3+3OH-Fe(OH)3 白色白色 难溶于水难溶于水 难溶于水难溶于水 极易被空气中氧气氧极易被空气中氧气氧化成氢氧化铁化成氢氧化铁 4Fe(OH)2+2H2O+O2 4Fe(OH)3 受热易分解受热易分解2Fe(OH)3Fe2O3 +3H2O返回24Fe3+Fe2+溶液溶液颜色颜色棕黄色绿色与碱与碱反应反应Fe3+ +3OH-= Fe（OH）3 Fe2+

12、 +2OH-=Fe（OH）2 水解水解反应反应Fe3+ +3H2OFe（OH）3+3H+Fe2+ +2H2OFe（OH）2+2H+氧化氧化-还还原反应原反应只有氧化性既有氧化性，又有还原性生成生成配合物配合物Fe(SCN)3检验检验方法方法 KSCNKMnO4(H+)Fe3+和和Fe2+返回25称量一定称量一定质量保鲜剂质量保鲜剂稀稀H2SO4溶解溶解过滤过滤滤液滤液(含含Fe3+ Fe2+ )Fe(OH)3沉淀沉淀含含Fe3+溶液溶液NaOH溶液溶液Fe2O3过滤过滤洗涤洗涤灼烧灼烧Fe(OH)3固体固体称量称量氧化剂氧化剂冷却冷却H2O2溶液溶液Fe3O4Fe2O3守恒法守恒法返回26【交

13、流讨论】【交流讨论】 你如何理解你如何理解“铁与强氧化剂在水溶液中进行反应时，产物铁与强氧化剂在水溶液中进行反应时，产物中铁元素的价态（中铁元素的价态（+2+2或或+3+3价）与铁的用量有关价）与铁的用量有关”这句话。请这句话。请举例说明。举例说明。 案例案例3 3中若将铁改为铁钉（一种铁合金，碳素钢），则答案中若将铁改为铁钉（一种铁合金，碳素钢），则答案需要改动吗？需要改动吗？ 铁在冷的浓硫酸中能发生钝化。某兴趣小组的铁在冷的浓硫酸中能发生钝化。某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时，观同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时，观察到铁完全溶解，并产生大量气体。请推测察到铁完全溶解，并产生

14、大量气体。请推测所得溶液中金属离子可能所得溶液中金属离子可能是是 ；气体的成分可能；气体的成分可能是是 。Fe2和和Fe3中的一种或两种中的一种或两种SO2、H227例题1： 某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等离子。利用常用的酸、碱和废铁屑，请你设计合理的回收流程，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。案例分析案例分析28 应用：应用： 硫酸亚铁（硫酸亚铁（FeSOFeSO4 47H7H2 2O O）是一种重要的食品和饲料添）是一种重要的食品和饲料添加剂。实验由废铁屑（含加剂。实验由废铁屑（含FeFe2 2O O3 3）制备）制备FeSOFeSO4 47H7H

15、2 2O O晶体过程晶体过程如下：如下： （铁屑先用（铁屑先用NaNa2 2COCO3 3溶液洗涤去除了油污）溶液洗涤去除了油污）回答下列问题：回答下列问题：（1 1）铁屑溶解时发生反应的离子方程式）铁屑溶解时发生反应的离子方程式_（2 2）有关制备中防止）有关制备中防止FeSOFeSO4 4氧化的措施是氧化的措施是_铁屑需过量方可除去产生的铁屑需过量方可除去产生的FeFe3+3+且利于防止产生且利于防止产生FeFe3+3+；控制温度控制温度50508080利于制成饱和溶液，加速铁屑的溶解；利于制成饱和溶液，加速铁屑的溶解；趁热过滤，将滤液转入到密闭容器中，静置、冷却结晶；趁热过滤，将滤液转入

16、到密闭容器中，静置、冷却结晶；将制得的将制得的FeSOFeSO4 47H7H2 2O O晶体密闭保存。晶体密闭保存。(1)Fe + H+ - (2)Fe2O3 +H+- (3)Fe +Fe3+ -29（1）如何判断铁屑已加过量？（2）从硝酸利用率角度看使用浓硝酸还是稀硝酸更合理？（3）铁红、氧化铜的用途？（4）假设废水中不含Au3+，含的是Ag+，设计回 收Ag的流程？（5）分离Cu 和Ag的混合物的实验方案？30例题2：有二位学生收集到如下信息：Fe(NO3)3溶液可蚀刻银，制作美丽的银饰。他们对蚀刻银的原因进行如下探究：实验实验制备银镜，与Fe(NO3)3溶液反应，发现银镜溶解。提出假设提

17、出假设 假设1：Fe3具有氧化性，能氧化Ag。假设2：Fe(NO3)3溶液因水解显酸性，在此酸性条件下 NO3-能氧化Ag。验证假设验证假设 （2）甲同学从上述实验的生成物中检验出Fe2，验证了 假设1成立。写出Fe3氧化Ag的离子方程式 。 31（3）乙同学设计实验验证假设2，请你帮他完成下表中内容（提示： NO3-在不同条件下的还原产物较复杂，如生成NO 、N2、NH4+等，有时难以观察到气体产生）。实验步骤实验步骤预期现象和结论预期现象和结论若银镜消失，假设2成立。若银镜不消失，假设2不成立。（4）甲同学验证了假设1成立，若乙同学验证了假设2也成立。则丙同学由此得出结论：该Fe(NO3)

18、3溶液中的Fe3和NO3-都氧化了Ag。你是否同意丙同学的结论，并简述理由。 32 化学兴趣小组用废铁屑制印刷板的腐蚀剂，并回收化学兴趣小组用废铁屑制印刷板的腐蚀剂，并回收铜。活动过程如下：铜。活动过程如下： 、废铁屑废铁屑固体固体A黄绿黄绿色溶色溶液液B黄色溶黄色溶液液C 加入足量加入足量Na2CO3溶液溶液 操作甲操作甲加入加入足量盐酸足量盐酸 通入通入适量氯气适量氯气 绿色溶绿色溶液液D铜铜板板印刷印刷电路电路氯气氯气浅绿色浅绿色溶液溶液E铜铜操作乙操作乙 分析转化过程并写出的化学方程式。分析转化过程并写出的化学方程式。33【交流讨论】【交流讨论】：1 1、上述转化过程中，铁元素的价态是如何变化的？为什么需要转化为、上述转化过程中，铁元素的价态是如何变化的？为