第三章3.1.2铁及其化合物-高一化学人教版2019必修第一册

人教版高一化学第一学期必修一第三章3.1.2铁及其化合物第三章·铁金属材料3.1

.2铁及其化合物1.宏观辨识与微观探析：学习并掌握铁的单质、氧化物、氢氧化物的性质。学习铁离子的检验方法。熟练掌握铁三角的关系。。2.变化观念与平衡思想：引导学生自主学习，引导学生学习并掌握铁的单质、氧化物、氢氧化物的性质，学习铁离子的检验方法，熟练掌握铁三角的关系。3.证据推理与模型认知：结合真实情境中的应用和通过实验探究，了解铁及其氧化物、氢氧化物的主要性质4.科学探究与创新意识：能依据教材给出的问题，设计简单的实验方案制备Fe(OH)25.科学精神与社会责任：培养学生严谨求实、勇于探索的化学态度。对知识进行分类的方法是简单易行的科学方法。核心素养目标教学重点：．学习并掌握铁的单质、氧化物、氢氧化物的性质。熟练掌握铁三角的关系。教学难点：熟练掌握铁三角的关系

教学目标情境导入人体中的铁元素铁在人体中的含量为4~5g，是人体必需微量元素中含量最多的一种。人体内的含铁化合物包括：功能性铁和储存铁。功能性铁负责参与氧的运输，其他铁与一些酶结合。人体缺铁时会造成记忆力、免疫力、对温度的适应力下降、引发贫血。知识讲解铁的三种氧化物分别为氧化亚铁、氧化铁和四氧化三铁。氧化亚铁是黑色粉末、不稳定、空气中易氧化成Fe3O4；氧化铁是黑色晶体、有磁性、俗称磁性氧化铁；四氧化三铁是红棕色粉末、俗称铁红、常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料。铁的氧化物都不溶于水、常温下也不与水反应。铁的氧化物赤铁矿

①

氧化铁（Fe2O3)（俗称铁红）氧化亚铁黑色粉末FeO

氧化铁是铁锈的主要成分，铁锈的主要成因是铁金属在杂质碳的存在下，与环境中的水分和氧气反应，铁金属便会生锈。二、铁的重要化合物1、铁的氧化物铁元素可以形成三种氧化物是一种红棕色粉末用途：

铁红，用于油漆、油墨、橡胶等工业中，可作为催化剂，玻璃、宝石、金属的抛光剂，可用作炼铁原料。知识讲解②四氧化三铁（Fe3O4），是一种复杂的化合物，内蒙古磁铁矿是具有磁性的黑色晶体用途：

用于医药、冶金、电子和纺织等工业，以及用作催化剂、抛光剂、油漆和陶瓷等的颜料、玻璃着色剂等。特制的磁性氧化铁可用以制造录音磁带和电信器材。二、铁的重要化合物1、铁的氧化物知识讲解③氧化亚铁（FeO）黑色粉末，很不稳定，在空气中受热，会迅速被氧化成四氧化三铁。用途：

氧化亚铁可以用作色素，在化妆品和刺青墨水中都有应用。氧化亚铁也应用于瓷器制作中使釉呈浅绿色。可用作催化剂以及用于制玻璃、搪瓷、炼钢等。二、铁的重要化合物1、铁的氧化物知识讲解（1）物理性质氧化物FeOFe2O3Fe3O4颜色状态______________________________铁的价态______________________________溶解性都不溶于水黑色粉末红棕色粉末黑色晶体＋2＋3＋2、＋3二、铁的重要化合物1、铁的氧化物知识讲解

（2）化学性质

①稳定性：FeO不稳定，在空气里受热，迅速被氧化成________________。

②与酸反应：FeO和Fe2O3属于______氧化物，与盐酸反应的离子方程式分别为__________________________________________。Fe3O4

碱性FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O四氧化三铁(Fe3O4)的化学式可写成FeO·Fe2O3，你能否写出四氧化三铁溶于盐酸的离子方程式？思考：Fe3O4＋8H＋=2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。知识讲解

红砖和青砖

红砖中含的是氧化铁，青砖中含的是四氧化三铁

为什么不是氧化亚铁？

在这个过程中一定会有FeO生成，但FeO化学性质不稳定，在空气中最后还是被氧化为四氧化三铁。

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（H2和CO），它们把氧化铁又逐渐还原成为四氧化三铁，而制得青砖。

都是生活中用到的建筑材料，两者都含有铁的氧化物，你认为红砖和青砖中分别含有什么氧化物呢？知识讲解[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。二、铁的重要化合物2.铁的氢氧化物氢氧化铁Fe(OH)3氢氧化亚铁Fe(OH)2制备知识讲解[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。氢氧化铁Fe(OH)3红褐色絮状沉淀白色沉淀二、铁的重要化合物2.铁的氢氧化物氢氧化亚铁Fe(OH)2→灰绿色沉淀→红褐色沉淀氢氧化铁Fe(OH)3氢氧化亚铁Fe(OH)2制备知识讲解14知识讲解分别写出生成Fe(OH)3和Fe(OH)2的离子方程式Fe3++3OH-

=Fe(OH)3↓Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓为什么在FeSO，溶液中加入NaOH溶液时，生成的白色絮状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？这是因为白色的氢氧化亚铁［Fe(OH)2］被溶解在溶液中的氧气氧化成了红褐色的氢氧化铁［Fe(OH)3],反应的化学方程式分别为：反应原理

Fe2++OH-=Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3在制备Fe(OH)2时，为什么要用新制的FeSO4溶液并将吸有NaOH溶液的胶头滴管尖嘴插入液面以下？【思考】【答案】

用新制的FeSO4溶液是为了防止Fe2＋被氧化成Fe3＋；

滴管尖嘴插入液面以下是为了减少NaOH溶液与空气的接触，防止生成的Fe(OH)2与O2接触而被氧化，使所制得的Fe(OH)2能较长时间保持白色。知识讲解

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？采取措施：尽可能创造无氧环境(1)Fe2＋必须是新制的，并放入Fe粉，防Fe2＋被氧化。(2)将NaOH溶液加热煮沸，除去溶液中溶解的O2。(3)长胶头滴管末端插入试管内的液面以下。(4)在FeSO4溶液液面上加植物油或苯进行液封。(5)在容器内充满H2等气体，保证无O2环境。知识讲解实验装置的改进在容器内充满H2等还原性气体在溶液上层铺一层植物油或苯知识讲解

在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀硫酸等试剂制备Fe(OH)2沉淀。(1)在试管Ⅰ中加入的试剂是___________。(2)在试管Ⅱ中加入的试剂是___________。(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子，后续的实验步骤是_________________________________________。(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，理由是___________________________________________________。稀硫酸、铁屑

NaOH溶液检验试管Ⅱ出口处排出氢气的纯度，当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹。试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和Ⅱ，且外界空气不容易进入知识讲解化学性质内容Fe(OH)2Fe(OH)3稳定性不稳定，易被O2氧化，受热易分解，但产物复杂不稳定，受热易分解，化学方程式为________________________与盐酸反应的离子方程式__________________________________________________________Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O氢氧化铁Fe(OH)3氢氧化亚铁Fe(OH)2

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)3D．Fe(OH)2

Fe3O4B知识讲解

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。回答下列问题：(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________________________________________。(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是_____________________________(用离子方程式表示)。(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______________________________________。分液漏斗稀硫酸铁屑Fe＋2H＋==Fe2＋＋H2↑打开H2关闭H＋＋OH－==H2OFe2＋＋2OH－==Fe(OH)2↓4Fe(OH)2＋O2＋2H2O==4Fe(OH)3知识讲解Fe2(SO4)3FeCl3污水处理专用高分子铁盐固体聚合硫酸铁二、铁的重要化合物3.铁盐和亚铁盐知识讲解FeSO4FeCl2问题：固体的时候我们可以根据颜色来区别它们，那如果在溶液中呢？知识讲解Fe2＋:浅绿色Fe3＋:棕黄色直接观察法(1)铁盐和亚铁盐的检验知识讲解实验：

对于浓度比较低的稀溶液，溶液的颜色区别不是很明显时

在两支试管中分别加入少量的FeCl2溶液和FeCl3溶液，各滴入几滴硫氰化钾（KSCN）溶液，观察现象并记录结果知识讲解滴入KSCN滴入KSCNFeCl2溶液FeCl3溶液

滴入KSCN溶液FeCl3溶液FeCl2溶液溶液变红色溶液不变色知识讲解小结：

红褐色沉淀FeCl3溶液FeSO4溶液溶液变红色无颜色变化白色絮状沉淀灰绿色红褐色黄色浅绿色观察颜色滴加KSCN溶液滴加NaOH溶液Fe3+和Fe2+的鉴别方法很灵敏知识讲解向氯化铁溶液中加入铁粉，发现溶液的黄色褪去，再加入硫氰化钾溶液，发现溶液无变化，这说明铁粉将铁离子还原为亚铁离子Fe+2Fe3+=3Fe2+向其中滴加氯水，发现溶液变为红色，说明氯水将亚铁离子氧化为铁离子Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-铁盐会被较强的还原剂还原为亚铁盐，亚铁盐会被较强的氧化剂氧化为铁盐，两者可以通过氧化还原反应进行相互转化知识讲解29知识讲解亚铁盐是可以被氧化的，补铁的试剂是亚铁盐，补铁药品如何达到2~3年的保质期？从生活走进化学密封包装薄膜防止Fe2+被氧化？Vc会有什么作用？知识讲解实验：在氯化铁滴加硫氰化钾溶液，再加入维生素C氯化铁溶液，滴加硫氰化钾溶液后显红色，加入维生素C红色褪去，说明维生素C将Fe3+，还原为Fe2+Vc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知识讲解学以致用了解FeCl3制作印刷电路板制作过程：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，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。从化学走向社会Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+知识讲解知识讲解

为了检验某FeCl2溶液是否变质，可向溶液中

加入()A．NaOH溶液 B．铁片C．KSCN溶液 D．石蕊溶液【解析】Fe2＋易被氧化为Fe3＋，

可用KSCN溶液检验是否存在Fe3＋。C知识讲解知识讲解（2）Fe2＋与Fe3＋的转化在盛有2mLFeCl，溶液的试管中加入少量铁粉，振荡试管。充分反应后，滴入几滴KSCN溶液，观察并记录现象。把上层清液倒入另一支试管中，再滴入几滴氯水，又发生了什么变化？浅绿不变红红色离子方程式__________________、___________________结论Fe3＋遇到较强的还原剂时，会被还原成_______；Fe2＋在较强的氧化剂的作用下会被氧化成______2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－

Fe2＋

Fe3＋

2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋

知识讲解结论：Fe3+与Fe2+的相互转化Fe2+Fe3+氧化剂

还原剂Cl2、H2O2、酸性高锰酸钾等

Fe、Cu、I-、S2-等亚铁盐铁盐2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+

②2Fe3++Fe=3Fe2+

①2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-2Fe2++H2O2

+2H+=2Fe3++2H2O知识讲解知识讲解思考与讨论（1）Fe、FeSO4和Fe2(SO4)3三种物质中，哪种物质可

做氧化剂，哪种可做还原剂，哪种既可做氧化剂又可做

还原剂？【分析】Fe、FeSO4和Fe2(SO4)3三种物质中铁元素的化合价分别为0、＋2、＋3价，根据含元素最高价的物质只能作氧化剂，含元素最低价的物质只能作还原剂，处于中间价态的物质即可作氧化剂又可作还原剂，所以Fe2(SO4)3可作氧化剂，Fe可作还原剂，FeSO4既可作氧化剂又可作还原剂。39知识讲解（2）用图示的方法归纳Fe、Fe2＋、Fe3＋三者之间的

转化关系40知识讲解思考：为什么实验室在配制FeCl2或FeSO4溶液时，通常还要往溶液中加入铁钉或铁粉？答：防止Fe2+被氧化成Fe3+，

Fe+2Fe3+＝３Fe2+知识讲解现欲探究铁及其化合物的氧化性或还原性，可供选用的试剂有：铁粉、FeCl，溶液、FeCl，溶液、氯水、锌片。请完成以下实验报告。序号实验操作实验现象离子方程式实验结论①在FeCl2溶液中加入锌片溶液由浅绿色变为无色Zn+=+Fe具有还原性②在FeCl2溶液中加入氯水溶液由浅绿色变成黄色2++CI2=2F+2C具有还原性③在FeCl2溶液中加入足量铁粉铁粉逐渐溶解，溶液由棕黄色变为浅绿色2F+Fe=3F具有氧化性，Fe具有还原性知识讲解（2）先加入适量的铁屑与溶液中的Cu2+反应，回收铜；再向溶液中加入氯水等氧化剂，实现FeCl3溶液的再生。（1）2FeCl3

＋Cu=2FeCl2

＋CuCl2【实验】取一小块覆铜板，用油性笔在覆铜板上画上设计好的图案，然后浸入盛有FeCl，溶液的小烧杯中。过一段时间后，取出覆铜板并用水清洗干净。观察实验现象，并展示制作的图案【思考与讨论】(1）在上述实验中，发生了什么化学反应，生成的主要产物是什么？请运用氧化还原反应的规律进行分析，并尝试写出反应的化学方程式(2）为使使用后的"腐蚀液"能得到充分利用，如何处理使用后的"腐蚀液"?

除去括号中的杂质,应选用的试剂分别为1)FeCl2溶液(FeCl3)

；2)

FeCl3溶液(FeCl2)