3.1.2铁的化合物 课件 高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

3.1.2铁的氧化物和氢氧化物二、铁的氧化物名称

氧化亚铁

氧化铁

四氧化三铁化学式俗称色态稳定性水溶性与H+反应铁红磁性氧化铁FeOFe2O3Fe3O4黑色粉末红棕色粉末黑色晶体难溶稳定稳定FeO

+2H+=Fe2++H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2O不稳定6FeO

+O2===2Fe3O4∆Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O①Fe(OH)3:可溶性铁盐(Fe3＋)与碱液反应Fe3＋＋3OH－

=Fe(OH)3↓Fe3＋＋3NH3·H2O=Fe(OH)3↓＋3NH4+②Fe(OH)2:可溶性亚铁盐(Fe2＋)与碱液反应Fe2＋＋2OH－

=Fe(OH)2↓Fe2＋＋2NH3·H2O=Fe(OH)2↓＋2NH4+原理：原理：(NaOH、氨水)(NaOH、氨水)三、铁的氢氧化物氢氧化铁Fe(OH)3氢氧化亚铁Fe(OH)2制备氢氧化铁Fe(OH)3红褐色絮状沉淀白色沉淀氢氧化亚铁Fe(OH)2→灰绿色沉淀→红褐色沉淀[实验3-1]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。三、铁的氢氧化物氢氧化铁Fe(OH)3氢氧化亚铁Fe(OH)2制备4Fe(OH)2＋O2＋2H2O

=4Fe(OH)3化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色态与盐酸反应受热分解

白色絮状沉淀红褐色沉淀Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O2Fe(OH)3==Fe2O3＋3H2O二者的关系4Fe(OH)2＋O2＋2H2O

=4Fe(OH)3白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色化学性质:三、铁的氢氧化物氢氧化铁Fe(OH)3氢氧化亚铁Fe(OH)2思考与讨论：由实验3-1可知，白色的Fe(OH)2会被溶解在溶液中的氧气

氧化，那么，在实验中如何制得较纯净的Fe(OH)2呢？三、铁的氢氧化物实验的关键：隔绝空气、避免接触O2，防止生成的Fe(OH)2被氧化【例】氢氧化亚铁制备实验的改进

方案一：有机覆盖层法(1)配制NaOH和FeSO4溶液的蒸馏水要经过

，

目的是：

。(2)在FeSO4溶液表面覆盖一层苯，作用是：

。加热煮沸赶走溶解的氧气隔绝空气中的氧气方法一苯直接滴加法加热煮沸NaOH溶液,除去溶解在其中的O2现配现用,并加少量铁屑和稀硫酸隔绝空气中学唯一允许胶头滴管深入液面下的实验操作。【例】氢氧化亚铁制备实验的改进方案二：还原性气体保护法在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。思考解答下列问题：(3)在试管Ⅰ里加入的试剂是

。(4)在试管Ⅱ里加入的试剂是

。(5)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和试管Ⅱ中加入试剂，塞紧塞子后的实验步骤是_____________________________________________________________________。(6)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溶液打开止水夹a，待Ⅰ中反应生成的氢气排净装置中的空气后，再关闭止水夹a

试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入三、铁的氢氧化物1、“秦砖汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩影。同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，红砖瓦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课堂练习D红砖？青砖？

将用黏土制成的砖胚置于窑内，先用大火将砖胚从外到里烧透，然后停下，使砖和窑体慢慢冷下来。在这个过程中，如氧气非常充足，砖胚中的铁元素被氧化成Fe2O3，它是红色的，砖里有了它就显出红色，这样就得到红砖

那么青砖又是怎样制得的呢？原来在砖胚烧透之后，不让它自然冷却，而从窑顶不断向下淋水使砖冷却，结果砖就变成了青砖。淋水的结果是，水在窑内高温的环境下迅速变为水蒸气，使窑内压强增大，阻止了空气进入，在窑内形成了一个缺氧的环境，这些水蒸气还与窑内炽热的碳起反应，产生大量还原性气体CO和H2，将砖体内的Fe2O3转化为FeO或Fe3O4，由于它们都是黑色的，所以烧出来的就是青砖结论：红砖中含的是Fe2O3，青砖中主要含的是Fe3O42.下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是

(填序号)①②④√③④√×√3.铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣。上述沉淀和残渣分别是(

)A．Fe(OH)3

Fe2O3

B．Fe(OH)2

Fe2O3C．Fe(OH)2

Fe(OH)3

D．Fe(OH)2

Fe3O4B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。（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_______________________________。煮沸避免生成的Fe(OH)2沉淀接触Ｏ24.用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备Fe(OH)2。(1)在试管Ｉ里加入的试剂是

。(2)在试管II里加入的试剂是

。(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ｉ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

。H2SO4、铁屑NaOH溶液检验试管II出口处排出的氢气的纯度。当排出的氢气纯净时，再夹紧止水夹。试管Ｉ中反应生成的氢气充满了试管I和试管II，且外界空气不容易进入。(1)仪器D的名称为___________，

该仪器中需要放入___________，

装置B中盛有一定量的NaOH溶液，

装置A中应预先加入的试剂是_____，装置A中发生反应的离子方程式为

。5.如图所示装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化。实验时必须使用铁屑、稀硫酸，其他试剂任选。分液漏斗稀硫酸铁屑Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑回答下列问题：5.如图所示装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化。实验时必须使用铁屑、稀硫酸，其他试剂任选。(2)实验开始时应先将活塞E_______(填“打开”或“关闭”)，装置C中收集到的气体主要为___；待装置中空气排尽后，将活塞E______(填“打开”或“关闭”)，此时装置B中可能发生的化学反应_________________(用离子方程式表示)。打开H2关闭H＋＋OH－=H2OFe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓回答下列问题：(3)拔去装置B中的橡胶塞，使空气进入，此时B中发生反应的化学方程式为_________________________________。4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3铁盐和亚铁盐情境导入铁是人体所需的微量元素，补铁可以通过食用富含铁元素的食物和补铁药品。而补铁剂和维生素C共用有助于人体对铁的吸收。【提出问题】富含铁食物和补铁药品所含的是Fe2+还是Fe3+？维生素C有何作用？猜想1：只有Fe2+猜想2：只有Fe3+猜想3：Fe2+和Fe3+都有解决猜想问题的关键：如何检验Fe2+和Fe3+？Fe2+和Fe3+具有什么性质？氯化铁FeCl3硫酸铁Fe2(SO4)3

氯化亚铁FeCl2硫酸亚铁FeSO4物理性质：Fe3+棕黄色Fe2+浅绿色一、基于物理性质认识铁盐与亚铁盐的检验方法【学习任务1】观察FeCl2溶液和FeCl3溶液样品，说出你的检验方法。方法1：观察法：Fe2+溶液浅绿色，Fe3+溶液棕黄色缺点：溶液很稀或有其他离子干扰时难以检验。改进：基于化学性质进行检验。二、基于物质类别认识铁盐和亚铁盐的检验方法【学习任务2】从物质类别角度，我们已经学习了盐的通性：盐+碱===新碱+新盐以及制备Fe(OH)3和Fe(OH)2时会产生不同现象，请大家根据已学的知识，找出检验Fe2+和Fe3+的化学方法。方法2：加碱法：FeCl3溶液加NaOH溶液FeCl2溶液加NaOH溶液产生红褐色沉淀产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色【思考】当FeCl3溶液和FeCl2溶液混合或者浓度很稀时。观察法和加碱法

现象不明显，无法区分Fe2+和Fe3+，又该如何检验？三、基于物质特性认识铁盐和亚铁盐的检验方法【学习任务3】请根据实验结论描述铁盐的检验方法。【实验3-2】在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeCl2溶液，各滴入几滴硫氰化钾

(KSCN)溶液，观察并记录现象。滴入KSCN溶液原理FeCl3溶液FeCl2溶液——滴入KSCN溶液滴入KSCN溶液溶液变为红色溶液无明显变化Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3

(红色)【学习任务3】基于实验现象，描述Fe3+的检验方法（描述检验方法答题模型：操作+现象+结论）KSCN溶液检验Fe3+的方法：取少量待测液于试管中，加入硫氰化钾溶液，溶液呈红色，证明含有Fe3+。【思考】请大家总结一下Fe3+的检验方法，哪种方法最佳？KSCN溶液检测法最佳，这是专门用于检验Fe3+的特征试剂1．铁是生活中应用最广泛的金属，下列有关铁元素的说法正确的是（）A．Fe3+水溶液呈红褐色，Fe2+水溶液呈浅绿色B．Fe3+的溶液中滴入含KSCN的溶液，立即出现红色沉淀C．溶液中加入NaOH溶液，生成红褐色沉淀，则溶液中一定含有Fe3+D．铁粉可以和水蒸气在高温下反应生成Fe2O3任务评价一：2、要证明某溶液中是否含有Fe3+，下列操作中正确的是（

）A、加入铁粉B、滴加KSCN溶液

C、通入氯气D、加入铜粉【答案】B【答案】C【思考】KSCN不能单独用于检验Fe2+，但能不能结合其他试剂一起使用，用于检验Fe2+？如果能，需要怎么做？四、基于元素价态认识铁盐和亚铁盐的转化及亚铁离子的检验物质类别铁元素的化合价单质氧化物盐碱0+2+3FeFeOFe2O3FeCl2FeCl3Fe(OH)2Fe(OH)3铁元素的价类二维图【学习任务4】请结合氧化还原反应原理，基于元素价态推测Fe2+和Fe3+的化学性质

有何不同？高价态Fe3+：有氧化性中间价态Fe2+：有氧化性与还原性，主要体现还原性最低价Fe：只有还原性Fe2+和Fe3+如何转化？【学习任务5】请基于实验现象构建Fe2+和Fe3+相互转化模型并得出用

KSCN检验Fe2+的方法【实验3－3】在盛有2mLFeCl3溶液的试管中加入过量铁粉，振荡试管。充分反应后，滴入几滴KSCN溶液，观察并记录现象。上层清液倒入另一试管，再滴入几滴氯水（或双氧水），又发生什么变化？实验现象溶液显_______，试管中有_________，再滴加KSCN溶液，溶液___________向上层溶液中滴加新制氯水，溶液变成_____离子方程式________________________________________________________________实验结论Fe2+Fe3+浅绿色黑色固体无明显变化红色2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl-、Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)32Fe3＋＋Fe===3Fe2＋氧化剂Cl2、H2O2还原剂Fe【提示】本实验中就含有用KSCN结合其他试剂检验Fe2+的方法，

请大家总结一下。KSCN检验Fe2+的方法：取少量待测液于试管中，先加入KSCN溶液，溶液不变色，再滴加新制氯水，溶液变成红色，则证明含有Fe2+待测液氯水或H2O2KSCN溶液氧化剂不变色出现血红色，则含Fe2＋、不含Fe3＋【方法总结】用KSCN结合其他试剂检验Fe2+的方法。

（答题模型：操作+现象+结论）(1)利用Fe2＋的还原性MnO4-

+

5Fe2+

+

8H+

=

Mn2+

+

5Fe3+

+

4H2O

【方法总结】用KMnO4结合其他试剂检验Fe2+的方法。

(2)检验铁的氧化物中是否有＋2价铁时，正确的思路为少量固体Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2+

+4H2O但要注意步骤a中不能选用

盐酸

或

稀硝酸

强氧化性(氧化Fe2+)

Cl-还原性(还原MnO4-)MnO4-

+

5Fe2+

+

8H+

=

Mn2+

+

5Fe3+

+

4H2O

【讨论交流】基于元素价态，结合所学知识，总结Fe2+和Fe3+相互转化模型。Fe2+Fe3+

还原剂Fe、Cu、I-、SO2、S2-、维生素C强氧化剂Cl2、H2O2（H+）、MnO4-（H+）、O2任务评价二：1、制作印刷电路板的原理是：用氯化铁溶液和铜单质反应来刻蚀铜。请写出离子方程式__________________________。Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋了解FeCl3制作印刷电路板先在塑料板上镀上一层铜，然后在设计好的铜线路上涂上一层石蜡（或不透水的物料），把板浸到氯化铁溶液中，没有在线路上的铜即没有被石蜡覆盖住的铜就被反应掉。Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+【联系实际】“腐蚀液”Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl21为什么在配制FeSO4溶液时，通常还要往溶液中加入铁钉或铁粉？Fe2＋易被氧化成Fe3＋，加入铁粉或铁钉发生反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。补铁剂中的Fe2＋在空气中很容易被氧化成Fe3＋，影响铁元素在人体中的吸收利用。2.为什么补铁剂与维生素C一起服用效果更好？思考与应用：维生素C将Fe3+，还原为Fe2+维生素C和补铁试剂同时使用，可以保证吸收的都是亚铁离子人体内的血红蛋白是含铁的化合物，它具有固定氧和输送氧的功能。人体若缺铁，血红蛋白含量会减少，易患缺铁性贫血。此时，可服含硫酸亚铁的药物或多食用含铁丰富的食物。(1)血红蛋白中的铁的价态主要为________价，理由是_____________________________________________________________＋2＋2价铁能与O2结合，把O2运输到各组织需要的部位(2)血红蛋白中铁若被亚硝酸盐氧化而出现人体中毒，可服用维生素C而解毒，其原理是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________

亚硝酸盐使血红蛋白中的＋2价铁变为＋3价铁，不能结合氧而中毒，维生素C有还原性，可以将＋3价铁再还原为＋2价铁而解毒Fe２＋Fe３＋氧化剂还原剂氧化性氧化性O2、Cl2、KMnO4、H2O2FeCuSO2

Fe还原剂还原性弱氧化剂还原性强氧化剂还原剂SH+Cu2+

Cl2、Br2、KMnO4

CAlZnCO

CAlZnCO

Fe、Fe2+、Fe3+在一定条件下可以相互转化

小结：主要成分除杂除杂方法FeCl3(aq)FeCl2(aq)FeCl2(aq)FeCl3(aq)FeCl2(aq)CuCl2(aq)Fe2(SO4)3(aq)FeSO4(aq)加足量氯水或H2O2，或通入足量Cl2加入适量H2O2溶液加足量铁粉，过滤加足量铁粉，过滤2Fe2++2H++H2O2=2Fe3+

+2H2OFe2＋、Fe3＋的除杂问题2、（2021广东卷10）部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是()A．a可与e反应生成bB．b既可被氧化，也可被还原C．可将e加入浓碱液中制得d的胶体D．可存在的循环转化关系【答案C】3、（2020全国1卷）进行电解实验前需要对铁电极（铁单质）表面活化。在FeSO4溶液中加入几滴Fe2(SO4)3溶液，将铁电极浸泡一段时间，铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是

。答案：取活化后溶液少许于试管中，加入KSCN溶液，若溶液不出现血红色，说明活化反应完成C2Fe3+

+2I_=2Fe2++I22Fe3＋＋Fe=3Fe2＋5．在CuO和Fe的混合物中，加入一定量的稀硫酸，并微热，充分反应后，滤出不溶物，并向滤液中插入一枚铁钉，发现铁钉并无任何变化。根据上述现象，推测下列结论正确的是(

)A．不溶物中一定含有Cu，可能含有FeB．不溶物中一定含有Cu、FeC．不溶物中一定含有FeD．滤液中一定含有Fe2＋，但不一定含有Cu2＋A因为：Fe+Cu2＋=Cu+Fe2＋(滤液中无H2SO4、无CuSO4)CuO+H2SO4