铁的化合物高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

第三章 铁 金属单质第一节铁及其化合物学习目标1.了解铁单质在生活中的用途,能从物质分类及化合价角度去分析铁单质的化学性质。2.能设计实验去认识铁与水蒸气的反应,发展科学探究水平,能用符号表示铁与水蒸气的反应原理。3.结合铁的氧化物在生活中的用途,认识铁的氧化物的性质,进一步发展“性质决定用途”的学科观念。4.能利用氢氧化亚铁的性质,设计其制备方案,提升学生科学探究与创新意识的素养水平。5.能说明Fe2+、Fe3+的检验及其之间的相互转化,提升学生变化观念与平衡思想的素养水平。问题预设及反馈1.四氧化三铁与盐酸反应的化学方程式？2.Fe3O4是碱性氧化物吗？3.为什么氢氧化亚铁白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色呢？4.制备Fe(OH)2时，如何防止Fe(OH)2不被氧化成Fe(OH)3？5.Fe3+和Fe2+如何相互转化？6.Fe2+、Fe3+的检验方法有哪些？7.含有Fe3+的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色，红色物质是什么？一、铁的存在、用途（1）铁元素的存在 人类最早使用的铁是来自太空的陨铁。铁在自然界可以像陨铁中的铁那样以游离态存在，但主要是以价化合物的形态存在于矿石中。铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝,居第四位。+2、+3（2）铁是人体必须的微量元素 铁可以用于制造业二、铁的物理性质 纯净的铁是光亮的_色金属,密度较大,熔点_,有_性和_性。能导电,其导电性比铜、铝_,能被_吸引。答案：银白较高延展导热差磁铁注意:铁单质粉末状时为黑色。三、铁的化学性质与非金属单质反应(O2、Cl2、S等)结论：氧化性：Cl2_S思考：铜与氯气、硫反应的产物分别为？氯气可把变价金属氧化到高价。硫可以把变价金属氧化到低价。1、通过比较铁与非金属单质O2、Cl2反应的产物中铁元素的价态,试比较O2、Cl2的氧化性强弱。铁与氧气在点燃的条件下反应的产物为Fe3O4,铁元素的价态为+2、+3;铁与氯气反应生成FeCl3,铁元素的价态为+3。则氧化性:O2Cl2。2、1mol Cl2与铁充分反应，转移的电子数为_。练习2NA与稀酸的反应(产H2)Fe+H2SO4=FeSO4+H2Fe+2HCl=FeCl2+H2与CuSO4的反应 与FeCl3溶液反应Fe+CuSO4=FeSO4+Cu2Fe3+Fe=3Fe2+(或2FeCl3+Fe=3FeCl2)思考：体现了铁的什么性质？还原性与水蒸气的反应思考：3 mol铁参与反应，转移_mol电子8思考：1、此实验中湿棉花团的作用是什么？2、如何检验氢气？3、实验结束时，先灭酒精灯还是先撤导管？提供水蒸气用火柴点肥皂泡先撤导管，防止倒吸。思考：以下为改进装置，相比于上个装置，有何优点？1、水蒸气的量提供的更为充足。2、氢气先收集再检验。3、石棉绒的作用是增大接触面积，使反应更为充分。4、CaCl2的作用是干燥，使收集到的氢气更为干燥。1、还原铁粉与水蒸气反应的装置如图所示,下列有关该实验的说法正确的是()。A.反应生成FeO B.湿棉花的主要作用是冷却试管,防止炸裂 C.肥皂液的主要作用是检验生成的H2 D.铁粉与水蒸气反应后,可立即用磁铁将剩余铁粉分离出来 答案C练习2、某同学欲在实验室中完成铁与水蒸气反应的实验,装置如图甲、乙。已知B中放入的是铁粉与石棉绒的混合物,C中放的是干燥剂,E为酒精喷灯,G为带有铁丝网罩的酒精灯。对比两装置,回答下列问题:(1)如何检查乙装置的气密性?(2)乙装置中湿沙子的作用是？(3)B处发生反应的化学方程式为_。(4)该同学认为在乙装置的导管口处点燃反应产生的气体,装置H必不可少,H的作用是_。(5)对比甲、乙两装置的B和K,B的优点是_。答案(1)向H中加入水没过导管口,连接好装置,微热K,若H中导管口出现气泡,停止加热后导管中出现水柱,证明气密性良好(其他合理答案也可)(2)提供水蒸气(3)(4)干燥氢气,降低氢气中水蒸气的含量(5)使用石棉绒,增大水蒸气与铁粉的接触面积,使反应充分进行。四、铁的氧化物FeO黑色粉末Fe2O3红棕色粉末Fe3O4黑色晶体不稳定，受热易转化为Fe3O4化学式FeOFe2O3Fe3O4俗名铁的价态水溶性稳定性与酸反应是否为碱性氧化物铁红磁性氧化铁+2+3+2、+3不溶不溶不溶稳定稳定FeO+2H+=Fe2+H2OFe2O3+6H+=2Fe3+3H2OFe3O4+8H+=Fe2+2Fe3+4 H2O是是否.作为冶炼金属的原料，如赤铁矿（主要成分Fe2O3）.氧化铁俗称铁红，常用于制造红色油漆和涂料用途：五、铁的氢氧化物Fe(OH)3、Fe(OH)2 Fe(OH)3、Fe(OH)2 的制备：FeCl3、FeCl2分别与NaOH反应FeCl3溶液FeCl2溶液实验现象离子方程式生成红褐色沉淀Fe3+3OH-=Fe(OH)3Fe2+2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3 生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。讨论：以下装置可以制备Fe(OH)2，且较长时间可看到白色沉淀，你能明白原理吗？防止Fe(OH)2氧化的方法：(1)将配制溶液的蒸馏水煮沸,除去溶液中的氧气。(2)将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入盛有亚铁盐溶液的试管底部,并慢慢挤出NaOH溶液。(3)在亚铁盐溶液上面充入保护气,如H2、N2、稀有气体等。(4)在亚铁盐溶液上面加保护层,如苯、植物油等。1、如图所示,此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和6mol/L的硫酸，其他试剂任选。填写下列空白：(1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入试剂是_。A中反应的离子方程式是_。铁屑Fe+2H+=Fe2+H2练习(2)实验开始时应先将活塞a_(填“打开”、“关闭”)。(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程_。(4)实验完毕，打开b处活塞,放入一部分空气，此时B瓶中发生的反应为_。打开待A中反应一段时间后，关闭a，使生成的H2把FeSO4溶液压入B中进行反应。4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)32、下列物质不能由化合反应直接生成的是()。A.FeCl2 B.Fe(OH)3C.NaHCO3 D.FeO答案D六、铁盐和亚铁盐的检验检验方法Fe3+Fe2+加碱法(OH-)加KSCN溶液直接产生红褐色沉淀产生的白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色。加KSCN溶液,溶液变为红色加KSCN溶液,无明显现象,再加新制氯水变为红色。Fe3+3SCN-=Fe(SCN)3Fe2+加入K3Fe(CN)6溶液出现蓝色沉淀拓展：Fe2+滴入KMnO4溶液红色褪去1、选择合适的试剂完成甲、乙两组实验。甲组:检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+;乙组:检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+。下列试剂及加入试剂的顺序能达到实验目的的是()。试剂选项甲组乙组A新制氯水、KSCN溶液氢氧化钠溶液B酸性KMnO4溶液KSCN溶液CKOH溶液溴水D溴水酸性KMnO4溶液答案B练习2Fe3+H2S=2Fe2+S+2H+2Fe3+SO2+2H2O=2Fe2+4H+SO42-3Fe2+4H+NO3-=3Fe3+2H2O+NO5Fe2+MnO4-+8H+=5Fe3+Mn2+4H2O2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O写出上述带序号的物质相关离子方程式:2Fe3+Fe =3Fe2+2Fe2+Cl2 =2Fe3+2Cl-2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+七、铁盐和亚铁盐的转化1、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bcdeb的循环转化关系练习答案C2、工业印刷电路板的制作流程如图所示,其中“蚀刻”所用的是FeCl3溶液。(1)请你写出FeCl3溶液蚀刻印刷铜板的反应原理:_(用离子方程式表示)。(2)由FeCl2可生成Fe或FeCl3,请写出反应的化学方程式:_。(3)反应后的“蚀刻液”中含有的金属离子有;设计回收方案从“蚀刻液”中回收得到Cu和FeCl3:_。答案(1)2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+(2)FeCl2+Zn=ZnCl2+Fe,2FeCl2+Cl2=2FeCl3(合理答案均可)(3)Fe3+、Fe2+、Cu2+为从溶液中提取Cu,应向溶液中加入过量铁粉:Fe+Cu2+=Fe2+Cu、Fe+2Fe3+=3Fe2+;然后用盐酸溶解过量的铁粉:Fe+2HCl=FeCl2+H2,过滤后得到Cu;再向滤液中通入适量氯气即可得到FeCl3:2FeCl2+Cl2=2FeCl33、下列离子方程式书写正确的是()。A.将氨水滴入FeCl3溶液中:Fe3+3OH-=Fe(OH)3B.氧化铁与盐酸反应:Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2OC.向FeCl3溶液中加入铁粉:Fe+Fe3+=2Fe2+D.向氯化亚铁溶液中通入Cl2:Fe2+Cl2=Fe3+2Cl-答案B4、为了验证Fe3+的性质,某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验,其中实验方案设计错误的是()。A.B.C.D.答案C5、为了检验某FeCl2溶液是否变质,可向溶液中加入的最佳试剂是()。A.NaOH溶液B.铁片C.KSCN溶液D.石蕊溶液答案C课堂小结1.了解铁单质在生活中的用途,能从物质分类及化合价角度去分析铁单质的化学性质。2.能设计实验去认识铁与水蒸气的反应,发展科学探究水平,能用符号表示铁与水蒸气的反应原理。3.结合铁的氧化物在生活中的用途,认识铁的氧化物的性质,进一步发展“性质决定用途”的学科观念。4.能利用氢氧化亚铁的性质,设计其制备方案,提升学生科学探究与创新意识的素养水平。5.能说明Fe2+、Fe3+的检验及其之间的相互转化,提升学生变化观念与平衡思想的素养水平。