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1、第一节第一节 铁及其化合物铁及其化合物第三章第三章 铁铁 金属材料金属材料（铁的化合物铁的化合物）高效污水处理絮凝剂聚合高效污水处理絮凝剂聚合FeCl3 3氯化亚铁氯化亚铁 氯化铁氯化铁硫酸亚铁硫酸亚铁 硫酸铁硫酸铁 你知道故宫的外墙是用什么颜料粉刷你知道故宫的外墙是用什么颜料粉刷？铁的化合物很多。氧化物主要有黑色的氧化亚铁、红棕色的三氧化二铁和具有磁性的黑色四氧化三铁。含有铁元素的盐有硫酸亚铁、氯化铁等。铁的氢氧化物为氢氧化亚铁和氢氧化铁。氢氧化亚铁是白色固体，不溶于水，很不稳定，容易被氧化。硫酸亚铁与NaOH溶液反应生成的氢氧化亚铁沉淀，在空气中迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。这是因为氢氧
2、化亚铁被空气中的氧气氧化成了红褐色的氢氧化铁。铁的化合物在自然界中主要以矿石的形式存在，如黄铁矿、赤铁矿、磁铁矿等。唐朝杜甫自京赴奉先咏怀五百字诗：“朱门酒肉臭，路有冻死骨。”意思是说富贵人家酒肉多得吃不完而腐臭，穷人们却在街头因冻饿而死。形容贫富悬殊的社会现象。为何称为“朱门”？磁铁矿磁铁矿 FeO FeO是一种黑色粉末，不是一种黑色粉末，不稳定，在空气里会迅速稳定，在空气里会迅速被氧化为被氧化为FeFe3 3O O4 4。主要成分：主要成分：Fe3O4（俗称磁性氧化铁）（俗称磁性氧化铁）FeOFeO 黑色黑色黄铁矿（黄铁矿（FeSFeS2 2）赤铁矿（赤铁矿（FeFe2 2O O3 3）磁
3、铁矿（磁铁矿（FeFe3 3O O4 4）硫酸亚铁硫酸亚铁陨铁陨铁Fe2O3：红色的油漆二、铁的重要化合物1.铁的氧化物氧化铁常用于制造红色油漆和涂料氧化铁常用于制造红色油漆和涂料氧氧化化铁铁作作外外墙墙涂涂料料 FeFe3 3O O4 4用于制录音磁带和电讯器材。用于制录音磁带和电讯器材。铁的氧化物的铁的氧化物的用途用途赤铁矿赤铁矿作为冶炼金属铁的原料作为冶炼金属铁的原料FeFe2 2O O3 3 +3CO+3CO 2Fe+3CO 2Fe+3CO2 2高温高温青青 砖？砖？红红 砖？砖？将用黏土制成的砖胚置将用黏土制成的砖胚置于窑内，先用大火将砖胚于窑内，先用大火将砖胚从外到里烧透，然后停下
4、，从外到里烧透，然后停下，使砖和窑体慢慢冷下来。使砖和窑体慢慢冷下来。在这个过程中，如氧气非在这个过程中，如氧气非常充足，砖胚中的铁元素常充足，砖胚中的铁元素被氧化成被氧化成Fe2O3，它是红色，它是红色的，砖里有了它就显出红的，砖里有了它就显出红色，这样就得到红砖色，这样就得到红砖 那么青砖又是怎样制得的呢？你那么青砖又是怎样制得的呢？你能解释发生的变化吗？原来在砖胚能解释发生的变化吗？原来在砖胚烧透之后，不让它自然冷却，而从烧透之后，不让它自然冷却，而从窑顶不断向下淋水使砖冷却，结果窑顶不断向下淋水使砖冷却，结果砖就变成了青砖。砖就变成了青砖。淋水的结果是，水在窑内高温淋水的结果是，水在窑
5、内高温的环境下，迅速变为水蒸气，使窑的环境下，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，水蒸气还与窑内炽热的碳起反应，产生大量还原性气体产生大量还原性气体CO和和H2，将砖，将砖体内的体内的Fe2O3转化为转化为FeO或或Fe3O4，由于它们都是黑色的，所以烧出来由于它们都是黑色的，所以烧出来的就是青砖的就是青砖 FeCl3 FeSO4加入加入NaOHNaOH溶液溶液的现象的现象离子方程式离子方程式产生产生红褐色红褐色的沉淀的沉淀先有先有白色白色的沉淀，迅速变成的沉淀
6、，迅速变成灰绿灰绿色色，最后变成，最后变成红褐色红褐色Fe3+3OH=Fe(OH)3 Fe2+2OH=Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3实验实验3-9：在在FeCl3、FeSO4分别加入分别加入NaOH溶液溶液 铁的两种氢氧化物可以分别由相对应的可溶性盐和碱溶液反应制得铁的两种氢氧化物可以分别由相对应的可溶性盐和碱溶液反应制得。2.2.铁的氢氧化物铁的氢氧化物FeClFeCl3 3溶液溶液FeSOFeSO4 4溶液溶液加加NaOHNaOH溶液溶液离子方程式离子方程式FeFe3+3+3OH3OH-FeFe(OH)(OH)3 3FeFe2+2+2+2OHOH-FeF
7、e(OH)(OH)2 2红褐色沉淀红褐色沉淀迅速变成灰绿色迅速变成灰绿色 -最后变成红褐色最后变成红褐色生成白色絮状沉淀生成白色絮状沉淀 为什么实验中生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成为什么实验中生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色呢？红褐色呢？4Fe(OH)4Fe(OH)2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O O 4 4FeFe(OH)(OH)3 3二价铁具有还原性，容易被氧化二价铁具有还原性，容易被氧化思考题思考题:要想长时间观察到白色的要想长时间观察到白色的Fe(OH)2，在配制溶液和操作过程中可以采，在配制溶液和操作过程中可以采取哪些措施取哪些措施?4Fe(OH)
8、2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 加热氢氧化钠溶液赶尽空气、采用新制的硫酸亚铁溶液，将吸有氢氧化钠加热氢氧化钠溶液赶尽空气、采用新制的硫酸亚铁溶液，将吸有氢氧化钠溶液的胶头滴管插到液面下挤出氢氧化钠溶液。溶液的胶头滴管插到液面下挤出氢氧化钠溶液。目的：隔绝空气中的氧气目的：隔绝空气中的氧气方案方案使用新配制的使用新配制的FeSOFeSO4 4溶液和溶液和NaOHNaOH溶液。溶液。把配制溶液用的蒸馏水事先加热煮沸一段时间。把配制溶液用的蒸馏水事先加热煮沸一段时间。滴加滴加NaOHNaOH溶液的长胶头滴管的尖端插入溶液的长胶头滴管的尖端插入FeSOFeSO4 4溶液液面以下。溶液液面以下。如
9、果在试管中如果在试管中FeSOFeSO4 4溶液液面上预先注入一层植物油，则生成溶液液面上预先注入一层植物油，则生成的的Fe(OH)Fe(OH)2 2保存的时间会更长一些。保存的时间会更长一些。菜籽油菜籽油NaOHNaOH溶液溶液新制新制FeSOFeSO4 4溶液溶液Fe(OH)2+2HCl=FeCl2+2H2O Fe(OH)2和和Fe(OH)3都是不溶性碱，你能写出它都是不溶性碱，你能写出它们与酸反应的离子方程式吗？们与酸反应的离子方程式吗？Fe(OH)3+3H+=Fe3+3H2OFe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2OFe(OH)2+2H+=Fe2+2H2O 讨论：通过以上实验，你认
10、为氢氧化亚铁讨论：通过以上实验，你认为氢氧化亚铁的化学性质与一般的氢氧化物有什么异同？的化学性质与一般的氢氧化物有什么异同？(1)氢氧化铁的性质氢氧化铁的性质与酸反应与酸反应受热可分解受热可分解氢氧化铁是一种难溶于水的红褐色固体氢氧化铁是一种难溶于水的红褐色固体(2)氢氧化亚铁的性质氢氧化亚铁的性质与酸反应与酸反应 不稳定，易被空气中的氧气氧化不稳定，易被空气中的氧气氧化Fe(OH)2+2HCl=FeCl2+2H2O4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3（氧化剂）（氧化剂）（还原剂）（还原剂）2Fe(OH)3 =Fe2O3+3H2OFe(OH)3 +2HCl=FeCl3+3H2O化
11、化 学学 式式Fe(OH)Fe(OH)2 2Fe(OH)Fe(OH)3 3颜颜 色色白白红褐红褐化化 合合 价价+2+2+3+3水水 溶溶 性性不溶于水不溶于水不溶于水不溶于水稳稳 定定 性性在空气中易转化为在空气中易转化为Fe(OH)Fe(OH)3 3与盐酸反应与盐酸反应Fe(OH)Fe(OH)2 2+2H2H+FeFe2+2+2H2H2 2O OFe(OH)Fe(OH)3 3+3H3H+FeFe3+3+3H+3H2 2O O制制 备备FeFe2+2+2OH2OH-Fe(OH)Fe(OH)2 2转转化化化学方程式化学方程式4Fe(OH)4Fe(OH)2 2+O O2 2+2H2H2 2O O
12、 4Fe(OH)4Fe(OH)3 3白色沉淀迅速变为白色沉淀迅速变为_，最终变为红褐色，最终变为红褐色现象现象性质比较性质比较灰绿色灰绿色金属的氢氧化物金属的氢氧化物通性：通性：少数少数易易溶于水溶于水或微溶于水，水溶液呈或微溶于水，水溶液呈碱性碱性多数多数难溶于水，难溶于水，受热易分解受热易分解生成氧化物和水生成氧化物和水少数少数能直接与酸性氧化物反应生成盐和水能直接与酸性氧化物反应生成盐和水能与酸反应能与酸反应生成盐和水生成盐和水少数能跟盐溶液反应少数能跟盐溶液反应3.铁盐和亚铁盐铁盐和亚铁盐（1）Fe3+离子的检验离子的检验向向FeCl3和和FeCl2溶液中分别加入溶液中分别加入KSCN
13、溶液溶液 滴入滴入KSCN溶液溶液 FeCl3溶液溶液 FeCl2溶液溶液溶液呈血红色溶液呈血红色溶液颜色无变化溶液颜色无变化 交流和讨论交流和讨论:还还有哪些方法可以有哪些方法可以鉴别鉴别FeCl3溶液和溶液和FeCl2溶液溶液?FeCl2 FeCl3实验实验3 3-1010规规律律方方法法指指导导：(1)含含Fe3的的溶溶液液与与含含SCN的的溶溶液液混混合后的现象不是出现红色沉淀，而是形成红色溶液。合后的现象不是出现红色沉淀，而是形成红色溶液。(2)鉴鉴别别Fe3与与Fe2也也可可以以用用其其他他试试剂剂，如如向向溶溶液液中中分分别别加加入入少少量量KMnO4溶溶液液，振振荡荡，能能使使
14、KMnO4溶溶液液褪褪色的溶液含有色的溶液含有Fe2，不能使之褪色的溶液含有，不能使之褪色的溶液含有Fe3。Fe2+Fe3+失去失去e-得到得到e-(2)Fe3+和和Fe2+的转化的转化 溶液由溶液由棕黄色棕黄色 溶液溶液 溶液溶液变成变成 。浅绿色浅绿色无明显变化无明显变化红色红色科学探究科学探究P61：在在FeCl3溶液中加入足量溶液中加入足量Fe粉，振荡。再滴入几滴粉，振荡。再滴入几滴KSCN溶液，观察现象；溶液，观察现象；在以上所得到的在以上所得到的FeCl2和和KSCN的混合的混合溶液中，滴加氯水溶液中，滴加氯水(Cl2)，再观察现象。，再观察现象。2Fe3+Fe=3Fe2+现象现象
15、 反应的离子方程式反应的离子方程式FeCl3溶液中加入溶液中加入Fe粉，粉，KSCN溶液溶液上层清液加氯水，上层清液加氯水，振荡振荡溶液不显血溶液不显血红色红色溶液变成血溶液变成血红色红色2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl写出下列反应的离子方程式:FeCl3溶液与铁粉:2Fe3+Fe=3Fe2+。FeCl2溶液与氯水:2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-。FeCl3溶液与覆铜板:2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+。【思考与讨论】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?提示Fe、FeSO4和Fe2(SO4)3三种物质中铁元素
16、的化合价分别为0、+2、+3价,根据含元素最高价的物质只能做氧化剂,含元素最低价的物质只能做还原剂,处于中间价态的物质既可做氧化剂又可做还原剂得出结论:Fe2(SO4)3可做氧化剂,Fe可做还原剂,FeSO4既可做氧化剂又可做还原剂。【思考思考】如何证明含有如何证明含有FeFe3+3+的溶液中是否含有的溶液中是否含有FeFe2+2+?提示提示:由于溶液中含有由于溶液中含有FeFe3+3+,利用利用NaOHNaOH溶液或溶液或KSCNKSCN溶液都无法证明溶液都无法证明溶液中是否含有溶液中是否含有FeFe2+2+;可以利用可以利用FeFe2+2+的还原性的还原性,向溶液中加入酸性向溶液中加入酸性KMnOKMnO4 4溶液溶液,溶液紫红色褪去溶液紫红色褪去,证明溶液中含有证明溶液中含有FeFe2+2+。铁及其化合物的转化铁及其化合物的转化“铁三角铁三角”铁元素有三种常见价态：铁元素有三种常见价态：0价、价、2价和价和3价价，这三种价态这三种价态的铁在一定条件下可相互转化的铁在一定条件下可相互转化，我们称之为我们称之为“铁三角铁三角”。(1)Fe只有还原性；只有还原性；Fe2既有还原性，又有
