18高中化学第三章金属及其化合物第二节几种重要的金属化合物第3课时铁的重要化合物学案新人教版必修1.docx

18高中化学第三章金属及其化合物第二节几种重要的金属化合物第3课时铁的重要化合物学案新人教版必修1.docx

《18高中化学第三章金属及其化合物第二节几种重要的金属化合物第3课时铁的重要化合物学案新人教版必修1.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《18高中化学第三章金属及其化合物第二节几种重要的金属化合物第3课时铁的重要化合物学案新人教版必修1.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

18高中化学第三章金属及其化合物第二节几种重要的金属化合物第3课时铁的重要化合物学案新人教版必修1

第三课时

铁的重要化合物

[课标要求]

1．了解铁的氧化物的性质及应用。

2．了解Fe（OH）2、Fe（OH）3的制备原理及化学性质；了解铜的化合物的性质及用途。

3．掌握Fe2＋、Fe3＋间的相互转化以及Fe3＋、Fe2＋的检验方法。

1．“五颜六色”的铁

（1）溶液：

Fe3＋（棕黄色）；Fe2＋（浅绿色）；Fe（SCN）3（红色）。

（2）固体：

Fe2O3（红棕色）；FeO和Fe3O4（黑色）；Fe（OH）2（白色）；Fe（OH）3（红褐色）。

2．Fe3＋、Fe2＋的检验方法

（1）Fe3＋：

方法一，滴加KSCN溶液，溶液变红色；方法二，滴加NaOH溶液，产生红褐色沉淀。

（2）Fe2＋：

方法一，先滴加KSCN溶液无现象，再滴加氯水，溶液变红色；方法二，滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，然后迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。

1．铁的存在

地壳中元素的含量居于前四位的是氧、硅、铝、铁；铁元素在化合物中的主要化合价为＋2、＋3。

2．铁的氧化物

（1）物理性质

名称

氧化亚铁

氧化铁

四氧化三铁

化学式

FeO

Fe2O3

Fe3O4

俗名

—

铁红

磁性氧化铁

铁的化合价

＋2

＋3

＋2，＋3

颜色、状态

黑色粉末

红棕色粉末

黑色晶体

溶解性

都不溶于水

（2）化学性质

①FeO不稳定，在空气中受热易被氧化成Fe3O4。

②FeO和Fe2O3属于碱性氧化物，与盐酸反应的离子方程式分别为FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O，Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。

③四氧化三铁（Fe3O4）的化学式可写成FeO·Fe2O3，Fe3O4溶于盐酸的离子方程式为Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。

[特别提醒]

工业炼铁的反应原理：

Fe2O3＋3CO

2Fe＋3CO2。

1．下列说法正确的是（　　）

A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4

B．Fe2O3为碱性氧化物，可与水反应生成Fe（OH）3

C．铁锈的主要成分是Fe2O3

D．Fe3O4中铁元素有＋2价和＋3价，Fe3O4是混合物

解析：

选C　赤铁矿、铁锈的主要成分是Fe2O3，A错误，C正确；Fe2O3为碱性氧化物，但不与水反应，B错误；Fe3O4为化合物，不是混合物，D错误。

2．用足量的CO还原32.0g某种氧化物，将生成的气体通入足量的澄清石灰水中，得到60g沉淀，则该氧化物是（　　）

A．FeO　　　　　　　　　B．Fe2O3

C．CuOD．Fe3O4

解析：

选B　由生成CaCO360g可得反应掉CO为0.6mol，即32g金属氧化物中含氧原子为0.6mol，铁原子：

＝0.4mol，N（Fe）∶N（O）＝0.4∶0.6＝2∶3，即氧化物为Fe2O3。

铁的氢氧化物性质的比较

名称

氢氧化亚铁

氢氧化铁

化学式

Fe（OH）2

Fe（OH）3

颜色、状态

白色固体

红褐色固体

水溶性

都不溶于水

与盐酸反应（离子方程式）

Fe（OH）2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O

Fe（OH）3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O

稳定性

在空气中不稳定，易被氧化

不稳定，受热易分解：

2Fe（OH）3

Fe2O3＋3H2O

制备

（离子方程式）

Fe2＋＋2OH－===Fe（OH）2↓

Fe3＋＋3OH－===Fe（OH）3↓

转化方程式

4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3

[特别提醒]　Fe（OH）2转化成Fe（OH）3的特殊现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色。

1．下列各图示中能较长时间看到Fe（OH）2白色沉淀的是（　　）

A．①②　　　　　　　　B．①③

C．②③D．①②③

解析：

选B　因为Fe（OH）2在空气中易被氧化成Fe（OH）3，故要长时间观察到Fe（OH）2白色沉淀，就要排除装置中的空气或氧气。

装置①是先用H2将装置中的空气排尽，并使生成的Fe（OH）2处在氢气的保护中，③中液面上加苯阻止了空气进入；②由于能接触到空气中的O2，故不能较长时间观察到白色沉淀。

2．按如图所示装置，用两种不同操作分别进行实验，观察B管中的现象。

（注：

操作过程中不考虑稀H2SO4与NaOH溶液的作用）

（1）操作Ⅰ：

先夹紧止水夹a，使A管开始反应，实验中B管观察到的现象是__________

________________________。

B管发生反应的化学方程式是_____________。

（2）操作Ⅱ：

打开止水夹a，使A管开始反应一段时间后再夹紧止水夹a，实验中在B管观察到的现象是______________。

B管中发生反应的离子方程式是__________________________________________。

解析：

（1）当夹紧止水夹a时，A管便成了一个封闭体系，产生的H2使A管内压强增大，将生成的FeSO4溶液压入B管中，从而与NaOH溶液发生反应生成Fe（OH）2，而NaOH溶液中溶解的O2可将Fe（OH）2迅速氧化，最后转变成Fe（OH）3，所以观察到白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。

（2）当进行操作Ⅱ时，产生的H2首先通过导气管通入到B管中的NaOH溶液中，将其中溶解的O2赶走，再夹紧止水夹a时，FeSO4溶液压入B管中，此时反应所产生的Fe（OH）2在一段时间内不变色。

答案：

（1）先出现白色絮状沉淀，然后沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色

FeSO4＋2NaOH===Fe（OH）2↓＋Na2SO4、

4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3

（2）打开止水夹a时，溶液中的导气管口有气泡冒出；夹紧止水夹a后，出现白色沉淀，短时间内沉淀不变色　Fe2＋＋2OH－===Fe（OH）2↓

[方法技巧]

制备Fe（OH）2的注意事项

（1）Fe2＋必须是新制的，并放入Fe粉，以防Fe2＋被氧化成Fe3＋。

（2）除去溶液中溶解的O2，其方法是加热煮沸NaOH溶液。

（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。

1．铁元素有三种价态：

0价、＋2价和＋3价，这三种价态的铁在一定条件下可相互转化，我们称之为“铁三角”。

写出部分标号反应的离子方程式：

①Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；

②2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；

③2Fe3＋＋3Zn===2Fe＋3Zn2＋。

[特别提醒]　铁的不同价态之间的转化，要通过氧化还原反应来实现，氧化剂或还原剂的强弱不同，则转化产物可能不同。

2．Fe3＋的检验

3．Fe2＋的检验

4．铜盐

（1）物理性质

硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等铜盐可溶于水；铜绿的主要成分是Cu2（OH）2CO3，其难溶于水。

（2）化学性质

①铜的化学性质不活泼，使用铜器皿比较安全。

②铜盐属于重金属盐，都有毒，原因是铜离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性而失去生理活性。

（3）铜及其化合物的颜色

①Cu：

紫红色　②CuO：

黑色　③Cu（OH）2：

蓝色

④CuSO4：

白色　⑤CuSO4·5H2O：

蓝色

取少量FeCl3溶液于试管中，进行下列操作，观察实验现象。

[问题思考]

1．为什么在配制FeCl2溶液时，通常加入铁粉？

提示：

防止溶液中的Fe2＋被氧化成Fe3＋，即将溶液中可能存在的Fe3＋再还原成Fe2＋。

2．如何除去FeCl3溶液中的Fe2＋？

提示：

向溶液中通入适量Cl2，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。

3．FeCl3溶液为什么能用于从废旧印刷电路板（主要含铜）中回收铜？

提示：

FeCl3能与印刷电路板中的铜反应：

Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2，再用Fe置换出铜：

Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋。

铁及其化合物的相互转化

（1）Fe只有还原性，可以被氧化成Fe2＋或Fe3＋。

①Fe

Fe2＋

②Fe―→Fe3O4

③Fe

Fe3＋

2Fe＋3X2

2FeX3（X代表F、Cl、Br）

（2）Fe2＋既具有还原性又具有氧化性，可以被氧化为Fe3＋，也可以被还原为Fe。

转化

Fe2＋―→Fe3＋

Fe2＋―→Fe

试剂

强氧化剂：

Cl2、Br2、HNO3、HClO等

还原剂：

C、Al、Zn、CO等

实例

2Fe2＋＋Cl2===

2Fe3＋＋2Cl－

Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋，FeO＋CO

Fe＋CO2

（3）Fe3＋具有较强氧化性，可被还原为Fe或Fe2＋。

转化

Fe3＋―→Fe

Fe3＋―→Fe2＋

试剂

强还原剂：

C、Zn、CO等

还原剂：

Fe、Cu等

实例

Fe2O3＋3CO

2Fe＋3CO2

2Fe3＋＋Cu===

2Fe2＋＋Cu2＋

1．欲证明某溶液中含有Fe2＋不含Fe3＋，进行如下实验操作时最佳顺序为（　　）

①加入少量氯水　②加入少量KMnO4溶液　③加入少量KSCN溶液

A．①③　　　　　　　　B．③②

C．③①D．①②③

解析：

选C　Fe3＋与KSCN溶液反应变红色，Fe2＋与KSCN溶液不反应，但加入氧化剂后Fe2＋被氧化成Fe3＋，遇KSCN变红色。

所以，应先加入KSCN溶液，如果溶液不变色，再加入氯水，溶液变成红色，则可证明溶液中含有Fe2＋不含Fe3＋。

2．向盐酸中加入铁粉，待铁粉全部溶解后，再加入酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液紫红色褪去的原因是（　　）

A．Fe有还原性

B．FeCl2中Fe2＋具有还原性

C．KMnO4具有还原性

D．盐酸有还原性

解析：

选B　溶液褪色是因为Fe2＋具有还原性，KMnO4具有氧化性，KMnO4被Fe2＋还原生成无色的Mn2＋。

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，则容器内不可能有______。

（2）充分反应后，如果容器内还有大量Fe3＋，则还含有________，一定没有________。

（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________。

解析：

根据Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋，Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，若Fe有剩余，则容器中只能有Fe2＋，不可能有Fe3＋、Cu2＋；如果容器内还有大量Fe3＋，则还含有Cu2＋和Fe2＋，一定没有Fe和Cu；如果容器内有较多Cu2＋和相当量的Cu，则容器内不可能有Fe3＋和Fe。

答案：

（1）Fe3＋、Cu2＋　

（2）Cu2＋、Fe2＋　Fe、Cu

（3）Fe3＋、Fe

[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1．下列关于铁的叙述正确的是（　　）

①铁能被磁铁吸引，但纯铁易锈蚀　②人体的血红蛋白中含有铁元素　③不能通过化合反应生成FeCl2和Fe（OH）3　④铁能在氧气中剧烈燃烧，但不能在水蒸气中燃烧

A．①③　　　　　　　　B．②④

C．②③D．①④

解析：

选B　①中纯铁不易被锈蚀，③中可以通过化合反应生成FeCl2和Fe（OH）3,2FeCl3＋Fe===3FeCl2，4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3。

2．将Fe（OH）2露置在空气中加热灼烧所得的产物为（　　）

A．FeOB．Fe2O3