第2课时铁的氧化物和氢氧化物（课件）

导入铁的氧化物图片。一、铁的氧化物[问题思考]铁元素可以氧化亚铁(FeO)、氧化铁(Fe2O3)和四氧化三铁(Fe3O4)。推测这三种氧化物化学性质的相同点和不同点,并说出推测依据。(1)从物质类别的角度分析,三者都是金属氧化物,都能与酸反应。三者都难溶于水,不与水反应。(2)从元素价态的角度分析，FeO、Fe3O4既有氧化性,又有还原性，Fe2O3具有氧化性。一、铁的氧化物1.铁的氧化物:一、铁的氧化物[方法导引]认识元素及其化合物性质的视角:物质类别和元素价态,是学习元素及其化合物性质的重要认识视角。基于物质类别和元素价态,可以预测物质的性质。例如,对于Fe2O3,从物质类别来看,它属于金属氧化物,据此可以预测它可能与酸发生反应;从元素价态来看,Fe2O3中铁元素的化合价是+3价,为铁元素的高价态,据此可以预测它具有氧化性,可能与具有还原性的物质发生反应。基于物质类别和元素价态,还可以设计物质间转化的途径。例如,要想从单质铁获得FeSO4,既可以基于物质类别设计从金属单质与酸反应获得,也可以通过金属单质与盐的置换反应获得;还可以基于元素价态设计单质铁与+3价铁反应得到+2价铁。一、铁的氧化物小试牛刀1.下列关于铁的氧化物说法正确的是()A.“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色,可能是来自氧化亚铁B.Fe2O3是红棕色粉末,俗称磁性氧化铁,常用作红色油漆和涂料C.Fe3O4中Fe元素的化合价有+2价和+3价,因而Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物D.FeO在空气中受热,能迅速被氧化成Fe2O3A一、铁的氧化物2.我国清代《本草纲目拾遗》中叙述了“铁线粉”:“粤中洋行有舶上铁丝……日久起销,用刀刮其销,....所刮下之销末,名铁线粉”。这里的“铁线粉”是指()A.FeB.FeCl3

C.FeOD.Fe2O3D一、铁的氧化物3.铁的常见化合价有+2价和+3价。据研究,铁在浓硝酸中发生钝化时,可生成一种化学式为Fe8O11的化合物,它可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物可以表示为()A.FeO·3Fe2O3

B.2FeO·3Fe2O3

C.FeO·2Fe2O3

D.2FeO·Fe2O3B二、铁的氢氧化物的制备及性质制备金属的氢氧化物通常有以下几种方案:方案1：单质和水反应。方案2：氧化物和水反应。方案3：可溶性盐和碱溶液反应。方案4：电解法(如电解饱和食盐水制氢氧化钠)(暂不考虑)。二、铁的氢氧化物的制备及性质[问题思考]铁元素有哪些氢氧化物,分别该如何制取?选择此种制取方法的理由是什么？铁元素的氢氧化物有两种———氢氧化亚铁和氢氧化铁。根据铁和水蒸气的反应可知,方案1不可行;根据铁的氧化物的水溶性可知,方案2不可行,因此采用方案3,由相应的可溶性盐和碱溶液反应制得。二、铁的氢氧化物的制备及性质[实验探究]铁的氢氧化物的制备1.实验内容:在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液,然后各滴入NaOH溶液。观察并描述发生的现象。二、铁的氢氧化物的制备及性质2.实验现象及分析:反应FeCl3溶液+NaOH溶液FeSO4溶液+NaOH溶液实验现象离子方程式生成红褐色沉淀先生成白色絮状沉淀,之后迅速变为灰绿色,最后变为红褐色沉淀Fe3++3OH−Fe(OH)3↓Fe2++2OH−Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3二、铁的氢氧化物的制备及性质3.实验讨论:(1)为什么在FeSO4溶液中加入NaOH溶液时,生成的白色沉淀迅速变成灰绿色,过一段时间后还会有红褐色物质生成呢?白色的Fe(OH)2被溶解在溶液中的氧气氧化成了红褐色的Fe(OH)3。二、铁的氢氧化物的制备及性质3.实验讨论:(2)由实验可知,白色的Fe(OH)2会被溶解在溶液中的氧气氧化。那么,在实验室里,如何得到纯净的Fe(OH)2呢?实验室中想要得到Fe(OH)2的关键是要防止氧气的干扰。其中包括溶液中的氧气的干扰与空气中的氧气的干扰。措施:①在新制的FeSO4溶液中加入少量铁粉。②将NaOH溶液煮沸,减少溶解在溶液中的氧气含量。③将胶头滴管伸入液面以下,减少接触空气中的氧气。二、铁的氢氧化物的制备及性质3.实验讨论:(2)由实验可知,白色的Fe(OH)2会被溶解在溶液中的氧气氧化。那么,在实验室里,如何得到纯净的Fe(OH)2呢?方法:①将吸有3mL8mol/LNaOH溶液(煮沸过)的长胶头滴管伸入新制的0.5mol/LFeSO4溶液的液面以下,挤出NaOH溶液。②在试管中加入5mL8mol/L煮沸后的NaOH溶液,用长滴管吸入新制的0.1mol/LFeSO4溶液,伸入NaOH溶液液面以下,挤出FeSO4溶液。二、铁的氢氧化物的制备及性质4.改进实验:(1)如图,若向盛有FeSO4溶液的试管里加入少量煤油或苯,再将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液的液面下,挤出NaOH溶液。显然加入煤油或苯,隔绝空气的效果会更好。二、铁的氢氧化物的制备及性质(2)下图为改进后的实验方案,讨论图①的防氧化原理。图②的防氧化原理和图①类似,如何操作才能达到目的?图①铁粉和稀硫酸反应得到H2,装置内充满了H2,生成的Fe(OH)2没有与O2接触。图②打开止水夹a,检验试管B出口处排出的氢气的纯度。当排出的H2纯净时,夹紧止水夹a。

二、铁的氢氧化物的制备及性质小试牛刀在如图所示的装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备Fe(OH)2。(1)在试管A里加入的试剂是________________。(2)在试管B里加入的试剂是________________。铁屑、稀H2SO4NaOH溶液二、铁的氢氧化物的制备及性质(3)为了制得Fe(OH)2沉淀,在试管A和B中加入试剂,塞紧塞子,打开止水夹一会儿。再夹紧止水夹之前的实验步骤是____________________________________________________________________________。(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,其理由是______________________________________________________________________________。检验试管B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A中反应生成的H2充满了试管A和试管B,且外界空气不容易进入。二、铁的氢氧化物的制备及性质5.制备Fe(OH)2的注意事项:(1)Fe2+必须是新配制的,并且需要加入Fe粉,以防Fe2+被氧化成Fe3+。(2)除去溶液中溶解的O2,其方法是加热煮沸NaOH溶液。(3)为了防止滴加NaOH溶液时带入空气,滴管末端要插入试管内的液面以下,再挤出NaOH溶液。(4)必要时可在液面上加植物油或苯进行液封。(5)在试管上面先充满氢气,保持“还原气氛”,可以有充足的时间观察到白色的Fe(OH)2

絮状沉淀生成。二、铁的氢氧化物的制备及性质6.

铁的氢氧化物的性质总结1.铁的氧化物总结2.铁的氢氧化物课堂练习1.下列有关铁的氢氧化物的说法中,错误的是()A.Fe(OH)2是一种黑色固体,不稳定,在空气中易被氧化转变为红褐色固体B.Fe(OH)2

具有还原性,在空气中易被氧化为Fe(OH)3

C.Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性,受热能分解D.Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明,能产生丁达尔现象A课堂练习2.我国科学家参与研制的阿尔法磁谱仪已随美国发现号航天飞船升入太空,开始了探索宇宙中是否存在“反物质”的研究工作。根据你所学的知识推测用于制造阿尔法磁谱仪的核心部件的材料是()CA.FeOB.Fe2O3

C.Fe3O4

D.Fe(OH)3

课堂练习3.某小组利用如图所示装置较长时间观察到了白色Fe(OH)2沉淀。下列说法不正确的是()A.连接好装置后,需检查装置的气密性B.小烧杯中水的作用是液封,防止空气进入试管C.铁粉的主要作用是将可能生成的Fe3+还原为Fe2+D.实现较长时间观察到白色Fe(OH)2沉淀要做到排除O2的干扰C课堂练习4.醋酸亚铬[(CH3COO)2Cr·2H2O]为砖红色晶体,难溶于冷水,易溶于酸,在气体分析中用作氧气吸收剂。一般的制备方法是先在封闭体系中利用金属锌做还原剂,将三价铬还原为二价铬;二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示。回答下列问题:(已知:Cr2+的溶液呈蓝色、Cr3+的溶液呈绿色)(1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却,目的是______________________。仪器a的名称是___________________。去除水中溶解的氧气分液(或滴液)漏斗课堂练习4.

(2)将过量的锌粒和氯化铬固体置于c中,加入少量蒸馏水,按图连接好装置,打开K1、K2,关闭K3。①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色,该反应的离子方程式为_________________________________。②同时c中有气体产生,该气体的作用是

________________。

Zn+2Cr3+Zn2++2Cr2+排除c中的空气课堂练习4.

(3)打开K3,关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d,其原