第3章 第1节 铁的多样性 讲义 新教材鲁科版高中化学必修一Word下载.docx

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以FeSO4、FeCl3为例探究亚铁盐和铁盐的性质

1．预测与假设

（1）从物质类别角度：

亚铁盐和铁盐都能与碱溶液反应生成相应的铁的氢氧化物。

（2）从化合价角度：

Fe3＋具有较强氧化性；

Fe2＋既有氧化性又有还原性。

2．实验方案

（1）证明Fe2＋、Fe3＋与OH－能反应，需向亚铁盐、铁盐溶液中滴加碱性试剂，如NaOH溶液。

（2）证明Fe3＋具有氧化性，需加入还原剂，如铁、铜、KI溶液。

（3）证明Fe2＋具有氧化性，需加入还原剂，如锌，证明其具有还原性，需加入氧化剂，如氯水、酸性KMnO4等。

3．实验步骤、现象和结论

（1）Fe2＋、Fe3＋与碱的反应

实验内容

实验现象

结论

先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色沉淀

有关方程式有：

Fe2＋＋2OH－===Fe（OH）2↓

4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===

4Fe（OH）3

生成红褐色沉淀

离子方程式有：

Fe3＋＋3OH－===Fe（OH）3↓

（2）Fe3＋的氧化性实验探究

加入KSCN溶液，溶液呈红色，加入足量铁粉后，溶液褪色

Fe3＋具有氧化性，Fe具有还原性，离子方程式：

2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋

加入KSCN溶液，溶液呈红色，加入足量铜片后，溶液红色消失，变为蓝色

Fe3＋具有氧化性，离子方程式：

2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋

（3）Fe2＋的氧化性和还原性实验探究

加入KSCN溶液，无明显现象，再滴加氯水溶液呈红色

Fe2＋具有还原性，离子方程式：

2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，

Fe3＋＋3SCN－===Fe（SCN）3

加入FeSO4溶液，酸性KMnO4溶液紫红色褪去，溶液略呈黄色

Fe2＋具有还原性，被酸性KMnO4氧化为Fe3＋

溶液由浅绿色变为无色

Fe2＋具有氧化性，离子方程式：

Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe

三、铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物

1．铁单质

（1）物理性质

色、态

密度

熔点

导热性、延展性

导电性

特性

银白色固体

7.86_g·

cm－3

1538℃

良好

比铜、铝差

能被磁铁吸引

（2）化学性质

①与酸反应生成氢气：

与盐酸、硫酸反应的离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。

②与某些盐溶液发生置换反应：

与硫酸铜溶液反应的离子方程式为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。

③与非金属反应

a．与氧气反应：

3Fe＋2O2

Fe3O4。

b．与氯气反应：

2Fe＋3Cl2

2FeCl3。

④铁与水的反应：

ⅰ.铁与冷水不反应，但在空气中的氧气和水蒸气的作用下，易腐蚀。

ⅱ.铁与水蒸气的反应：

方法

方法一

方法二

实验装置

用小试管收集一试管气体，点燃，听到轻微爆鸣声

用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声

实验结论

铁与水蒸气反应的化学方程式为

3Fe＋4H2O（g）

Fe3O4＋4H2

2.铁的氧化物

名称（化学式）

氧化亚铁（FeO）

四氧化三铁（Fe3O4）

氧化铁（Fe2O3）

俗名

—

磁性氧化铁

铁红

色态

黑色粉末

黑色晶体

红棕色粉末

铁的价态

＋2

＋2、＋3

＋3

与盐酸反应

FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O

Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O

Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O

与铝粉反应

3FeO＋2Al

3Fe＋Al2O3

2Al＋Fe2O3

2Fe＋Al2O3

3．铁的氢氧化物

Fe（OH）2

Fe（OH）3

颜色、状态

白色固体

红褐色固体

与盐酸反应（写化学方程式）

Fe（OH）2＋2HCl===FeCl2＋2H2O

Fe（OH）3＋3HCl===FeCl3＋3H2O

受热分解（写化学方程式）

－

2Fe（OH）3

＋3H2O

制备

可溶性亚铁盐与碱溶液反应Fe2＋＋2OH－===Fe（OH）2↓

可溶性铁盐与碱溶液反应Fe3＋＋3OH－===Fe（OH）3↓

转化

在空气中，Fe（OH）2能够迅速地被氧气氧化成Fe（OH）3，现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为

4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3

四、铁及其化合物的转化关系

1．绘制铁及其化合物的“价——类”二维图。

2．补铁剂中铁元素价态的检验

实验步骤

（1）取少量补铁口服液于试管中，滴入KSCN溶液

a.不变红

无Fe3＋

b.变红

有Fe3＋

（2）若出现现象a，向反应后的溶液中滴加氯水

溶液变红

有Fe2＋

（3）若出现现象b，另取补铁剂滴加酸性KMnO4溶液

紫红色褪去

紫红色不褪去

无Fe2＋

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×

”）。

（1）铁元素在地壳中含量位于第三位。

（　　）

（2）在工业中炼制铁单质，所以自然界中无游离态铁。

（　　）

（3）Fe3＋转化为Fe2＋时，需加入氧化剂才能实现。

（4）钢和铁都是铁的合金，钢不易生锈，生铁易生锈，铁锈的主要成分是Fe3O4。

（5）Fe3＋遇到KSCN溶液会生成红色沉淀。

2．下列关于Fe2＋和Fe3＋的叙述中，错误的是（　　）

A．Fe2＋的水溶液为浅绿色

B．Fe3＋的水溶液为黄色

C．Fe3＋具有氧化性，Fe2＋具有还原性

D．Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，立即出现红色沉淀

3．金属单质A可发生以下反应。

试判断：

（1）A、B、C、D、E分别是（写化学式，B写主要成分）

A________、B__________、C__________、D____________、E________。

（2）写出反应③和⑤的离子方程式：

③_____________________________________________________________；

⑤_____________________________________________________________。

Fe、Fe2＋、Fe3＋间的相互转化

实验室中常见的可溶性的亚铁盐有FeCl2、FeSO4、Fe（NO3）2等，其溶液是浅绿色，亚铁盐中Fe2＋易被氧化，故其晶体应密闭保存。

常见的可溶性的铁盐有FeCl3、Fe2（SO4）3、Fe（NO3）3等，其溶液一般呈黄色。

铁盐固体易潮解，也应密闭保存。

1．FeCl2溶液中混有少量FeCl3时，如何除去杂质？

2．若用过量的锌和FeCl3溶液反应，产物是FeCl2吗？

3．FeCl3溶液中混有FeCl2时，如何除去杂质？

4．FeCl2溶液中混有CuCl2时，如何除去杂质？

5．为什么保存硫酸亚铁溶液时常加入少量铁粉？

1．Fe、Fe2＋、Fe3＋间的相互转化关系——铁三角

2．常见的转化反应如下

（1）Fe→Fe2＋：

加弱氧化剂，如I2、H＋、Cu2＋、Fe3＋等。

Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。

（2）Fe→Fe3＋：

加强氧化剂，如O2、Cl2、Br2等。

（3）Fe2＋→Fe3＋：

加强氧化剂，如Cl2、O2、Br2、H2O2等。

2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3。

（4）Fe3＋→Fe2＋：

加还原剂，如Fe、Cu、I－等。

Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋。

（5）Fe2＋→Fe：

加强还原剂，如Zn、Al、C、CO等。

Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe，CO＋FeO

Fe＋CO2。

（6）Fe3＋→Fe：

加强还原剂，如Zn、Al、CO、H2等。

Fe2O3＋3CO

2Fe＋3CO2,3H2＋Fe2O3

2Fe＋3H2O（g）。

1．下列有关铁及其化合物的说法中正确的是（　　）

A．可以采用加热的方法除去Fe2O3中的Fe（OH）3

B．铁只有与水蒸气反应才能得到Fe3O4

C．不能通过化合反应生成FeCl2和Fe（OH）3

D．氯化铁溶液有较强氧化性，故可用作净水剂

2．已知A是一种常见金属，F是一种红褐色沉淀。

试根据图中转化关系，回答下列问题。

（1）写出A、C、F、G的化学式：

A.________，C.________，F.________，G.________。

（2）检验D中阳离子的方法__________________________________________

________________________________________________________________。

（3）保存C溶液时要加固体A的原因是_______________________________

（4）写出下列转化的离子方程式。

①A→C：

_____________________________________________________；

②C→D：

____________________________________________________。

3．将单质Fe、Cu与FeCl3、FeCl2、CuCl2溶液一起放进某容器内，根据下述不同情况，填写金属或金属离子。

（1）充分反应后，如果Fe有剩余，则溶液中不可能有________。

（2）充分反应后，如果溶液中还有大量Fe3＋，则还含有________，一定没有________剩余。

（3）充分反应后，如果容器内有较多Cu2＋和相当量的Cu，则容器内不可能有________。

Fe2＋、Fe3＋的检验方法

1．怎样用化学方法检验FeSO4试剂是否变质？

2．先向溶液中滴加少量氯水，再加KSCN溶液，溶液变为红色，能否证明原溶液中含有Fe2＋？

3．如何检验溶液中既含Fe2＋又含F