铁的重要化合物课件

2023-2024学年必修第一册(人教版2019)第三章

铁金属材料第一节

铁及其化合物第2课时

铁的重要化合物铁的重要化合物0

+3

+2化合价

Fe

FeO

Fe2O3

Fe3O4

Fe(OH)2

Fe(OH)3铁的化合物一般存在于矿石中，如磁铁矿、赤铁矿、菱铁矿、黄铁矿、褐铁矿等等，其中磁铁矿和赤铁矿中含铁量较高，达到70%以上，比较适合工业炼铁。磁铁矿（主要成分是Fe304）赤铁矿（主要成分是Fe2O3）褐铁矿FeO(OH)·nH2O黄铁矿（主要成分是FeS2）菱铁矿（主要成分是FeCO3）目录铁的氧化物性质01铁的氢氧化物性质02习学目标1．根据物质的分类和实验事实，了解铁的氧化物和氢氧化物的主要性质，培养“宏观辨识与微观探析”的核心素养。2．能用氧化还原反应原理认识铁的化合物化学性质，同时根据实验事实探究氢氧化亚铁的制备，培养“实验探究与证据推理”的核心素养。FeOFe2O3Fe3O4黑色粉末用作色素，应用于瓷器制作中使釉呈现绿色红棕色粉末用作油漆、涂料、油墨的红色颜料黑色晶体（具有磁性）常用的磁性材料NO.1铁的氧化物性质(1)铁元素可以形成三种氧化物——FeO、Fe2O3和Fe3O4。观察三者的外观，并对其作出描述。思考与讨论推测：从分类的角度分析，三者都是金属氧化物，都能与酸反应。从价态的角度分析，FeO、Fe3O4既有氧化性又有还原性，Fe2O3主要有氧化性。Fe2O3

FeOFe3O4(2)推测这三种氧化物化学性质的相同与不同，并说出你的推测依据？化学名称氧化亚铁氧化铁四氧化三铁化学式铁元素化合价俗称——色、态水溶性FeOFe2O3Fe3O4+2

+3+2、+3铁红磁性氧化铁黑色粉末红棕色粉末黑色晶体均不溶于水物理性质1.按性质划分，Fe2O3属于哪个类别的氧化物？2.按元素价态从氧化性和还原性角度分析，Fe2O3具有什么性？Fe2O3碱性氧化物碱性氧化物FeO

+3氧化性+2氧化性还原性【思考】3.FeO不稳定，在空气中加热会迅速被氧化，产物是什么?6FeO+O2==2Fe3O4∆化学名称氧化亚铁氧化铁四氧化三铁稳定性氧化物类别与盐酸反应（用离子方程式表示）氧化性(被还原)用途——不稳定稳定稳定均为碱性氧化物FeO+2H+=Fe2+

+H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2OFe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2OFexOy+yCO===xFe+yCO2△复杂氧化物红色油漆和涂料、炼铁原料制录音磁带和电讯器材，打印机或复印机的墨粉化学性质铁的氧化物的用途Fe2O3可作为冶炼金属的原料Fe2O3常用于制造红色油漆和涂料Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温红砖和青砖红砖和青砖都是生活中用到的建筑材料。两者颜色不同的原因是两者所含的铁的氧化物是不一样的，你认为红砖和青砖中分别含有什么氧化物？烧制砖瓦时，向窑内添加大量的煤炭后封窑1天，从窑顶向下慢慢浇水7天，水蒸气和窑内高温的炭发生化学反应产生大量的还原气体（氢气和一氧化碳），它们把氧化铁又逐渐还原成为四氧化三铁，而制得青砖。红砖中含的是氧化铁，青砖中含的是四氧化三铁青砖中含的为什么不是氧化亚铁？C＋H2O(g)===CO＋H2高温1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)铁的化学性质活泼,所以铁在自然界中全部以化合态存在(

)(2)铁粉作食品袋内的脱氧剂时起氧化作用。(

)(3)铁与稀硫酸反应的离子方程式:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑。(

)(4)Fe2O3俗称铁红,常用作红色油漆和涂料。(

)(5)FeO和Fe2O3都是碱性氧化物,都能与酸发生反应。(

)(6)3mol单质Fe完全转变为Fe3O4,失去8mol电子。(

)×

√

×

×

√

√

练习2.铁在一定条件下与O2、水蒸气反应的相同产物是(

)A.FeOB.Fe2O3C.Fe3O4D.Fe2O3C

3.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.FeCl3C.FeOD.Fe2O3D

4.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·3Fe2O3B.2FeO·3Fe2O3C.FeO·2Fe2O3D.2FeO·Fe2O3B

NO.2铁的氢氧化物性质从化合价的角度看，铁元素有哪些氢氧化物？铁元素的氢氧化物有两种，氢氧化亚铁[Fe(OH)2]、和氢氧化铁[Fe(OH)3]思考与讨论Fe(OH)2Fe(OH)3

化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色态溶解性稳定性与O2反应与酸反应制备白色固体红褐色固体难溶难溶不稳定，易被氧化，加热易分解加热易分解Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3

白色→灰绿色→红褐色铁的氢氧化物性质FeO、Fe2O3

为碱性氧化物，但不溶于水，如何制得Fe(OH)3和Fe(OH)2呢？

实验3-1制备:在两支试管里分别加入少量的FeCl3和FeSO4溶液，然后滴入NaOH溶液。观察并描述发生的现象。—NaOH溶液—Fe2(SO4)3溶液生成红褐色沉淀—NaOH溶液—FeSO4溶液

白色絮状沉淀灰绿色红褐色【思考】现象离子方程式FeCl3溶液FeSO4溶液生成红褐色沉淀生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3实验现象及反应原理可能原因一：FeSO4溶液中部分Fe2+可能被空气中的O2氧化成Fe3+可能原因二：生成的Fe(OH)2沉淀极易被空气中的O2氧化成Fe(OH)3Fe(OH)2和O2会在哪相遇？溶液中会有一定量的O2溶解于其中溶液混合过程中会有一定量的O2带入思考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，过一段时间后还会生成红褐色物质呢？【思考】如何排除干扰，制备出白色Fe(OH)2的沉淀呢？如何除去FeSO4溶液中的Fe3+问题1如何除去反应物溶液中溶解的O2?问题2如何避免在滴加反应物过程中带入O2问题3加铁粉Fe+2Fe3+=3Fe2+

隔绝空气解决方案加热至沸腾

【思考与讨论】思考2：如何得到纯净的氢氧化亚铁？尽可能创造无氧条件环境：植物油液封（隔绝O2）试剂：新制FeCl2溶液蒸馏水煮沸后配制溶液（除去水中溶解的O2）

【改进一】亚铁盐溶液上面加保护层能否将苯换成CCl4？密度：CCl4>水>苯、植物油植物油思考4：上述实验还能进一步改进吗？有机覆盖层法如图，若向盛有FeSO4溶液的试管里加入少量煤油或苯，再将吸有NaOH溶液的长滴管伸入到FeSO4溶液的液面下，挤出NaOH溶液。显然加入煤油或苯，则隔绝空气的效果会更好。【改进二】亚铁盐溶液上面加保护气反应生成的H2可以排净装置中的空气，H2充满了整个装置，外界空气不容易进入。产生沉淀的操作：待反应一段时间后，关闭止水夹a，此时试管A中继续产生的H2使A中压强增大，能将A中的FeSO4溶液压入B中与NaOH反应产生Fe(OH)2。还原性气体保护法【例题】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)。【答案】①②③【总结】实验室里想要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。1.氢氧化铁：红褐色沉淀，与酸反应，受热分解2.氢氧化亚铁：白色沉淀，易被氧化，迅速变为灰绿色，最终为红褐色2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)33.两者都是碱，都可以与酸反应生成盐和水Fe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2OFe(OH)2+2HCl=FeCl2+2H2O铁的氢氧化物性质总结总结1.根据下列流程图回答问题。

(1)写出F的化学式:

,H的化学式:

。

(2)写出由E转变成F的化学方程式:

。

(3)向B溶液中加入A的有关离子反应方程式:

。

(4)写出A在一定条件下与水反应的化学方程式:

。

答案

(1)Fe(OH)3

AgCl(2)4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3(3)2H++Fe===Fe2++H2↑(4)3Fe+4H2O(g)

Fe3O4+4H2解析

据框图转化可知,D溶液与硝酸酸化的硝酸银反应后的溶液中含有K+,白色沉淀H是AgCl,则D为KCl;又据红褐色沉淀F为Fe(OH)3,则E为Fe(OH)2,结合复分解反应的特点知B、C为FeCl2或KOH,又因为G为FeCl3,故B为FeCl2,C为KOH,A为Fe。2.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