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(共32张PPT)
金属铁
1.铁元素的存在和冶炼
2．物理性质
3.化学性质
Fe 2e ＝Fe2＋
Fe 3e ＝Fe3＋
强氧化剂：
弱氧化剂：
1.与硫反应
2.与非氧化性酸反应
3.与部分盐溶液反应
与氯气反应
生成Fe3O4
①与水蒸气反应
②纯氧中燃烧
温故知新
第二课时 铁的氧化物与氢氧化物
第三章　铁 金属材料
第一节　铁及其化合物
素养要求
1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解铁的氧化物与氢氧化物的主要性质，了解它们在生产、生活中的应用。
2.通过实验探究掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质。
情景引入
红砖和青砖都是日常生活中常见的建筑材料。
两者颜色不同是其中所含的铁的氧化物不同，你认为红砖和青砖中分别含有什么氧化物呢？
红砖中含的是Fe2O3;青砖中含的是Fe3O4
将用黏土制成的砖坯置于窑内，先用大火将砖坯从外向内烧透，停火，使砖和窑体慢慢冷却下来，在这个过程中，由于空气充足，砖坯中的铁元素被氧化成Fe2O3（棕红色）使砖呈现红色。
思考：
为什么不是氧化亚铁呢？
氧化亚铁不稳定
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）他们把Fe2O3又逐渐还原成为Fe3O4而制得青砖。
金属元素的转化关系
金属单质
金属氧化物
碱
盐
Fe
FeO
Fe2O3
Fe3O4
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Fe2+
Fe3+
1
铁的氧化物
任务一 铁的氧化物的性质
1.铁的氧化物有哪些
氧化亚铁(FeO) 氧化铁(Fe2O3) 四氧化三铁(Fe3O4)
俗称 —
颜色、状态
溶解性 类别
铁的价态
与H＋反应的产物
稳定性
用途 铁红
磁性氧化铁
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体(有磁性)
不溶于水
碱性氧化物
不是碱性氧化物
碱性氧化物
＋2
＋3
＋2、＋3
Fe2＋
Fe3＋
Fe2＋、Fe3＋
稳定
稳定
不稳定
Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁的原料
任务一 铁的氧化物的性质
思考：从物质分类角度分析，金属氧化物有哪些化学性质？
金属氧化物+酸→盐+水
稳定性
金属氧化物+还原剂→金属+氧化产物
金属氧化物
（1）铁的氧化物+酸→盐+水
2、铁的氧化物的化学性质
FeO+2H+ = Fe2++H2O
Fe2O3+6H+ = 2Fe3++3H2O
Fe3O4+8H+ = Fe2++2Fe3++4H2O
【动动手】请同学们动手写出铁的氧化物与盐酸反应的离子方程式
氧化亚铁与盐酸
氧化铁与盐酸
四氧化三铁与盐酸
【知道吗】生活中如何除去铁锈？
（2）稳定性
氧化铁、四氧化三铁比较稳定，氧化亚铁不稳定在空气中容易被氧化，被氧化为四氧化三铁
6FeO＋O2====2Fe3O4
△
（3）金属氧化物+还原剂→金属+氧化产物
常见还原剂：C、Al、CO、H2
FexOy +
C/CO
H2
Fe + CO2
Fe + H2O
铝热反应
Fe2O3 + 2Al ===Al2O3 + 2Fe
高温
典例分析
1.以下有关铁的氧化物的叙述中正确的是(　　)
A.Fe2O3、Fe3O4都是炼铁的原料
B.FeO、Fe2O3、Fe3O4都只有氧化性
C.FeO、Fe2O3、Fe3O4都是不溶于水的黑色固体
D.FeO在空气中加热迅速生成Fe2O3
A
2.与用氧化物形式表示复杂硅酸盐组成相似，复杂金属氧化物也可以用氧化物形式表示，如四氧化三铁(Fe3O4)可改写为FeO·Fe2O3，已知四氧化三铅(Pb3O4)中铅的化合价为＋2价和＋4价，其化学式可改写为(　　)
A.PbO·Pb2O3 B.2PbO·PbO2
C.Pb2O·PbO3 D.PbO·PbO2
B
题后归纳
(1)Fe2O3、Fe3O4较稳定，FeO不稳定。Fe3O4有固定的组成，属于纯净物。
(2)Fe3O4可看成FeO·Fe2O3，所以在书写其与盐酸反应的方程式时可看成FeO、Fe2O3分别与盐酸反应，然后把两个反应的方程式相加。
2
铁的氢氧化物
任务二 Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备
铁元素在化合物中的化合价主要表现为+2、+3，铁有两种氢氧化合物，他们可以分别由相对应的盐与碱溶液反应制得。
方案的设计：
金属的氢氧化物通常有以下几种方案
(1)单质和水反应
(2)氧化物和水反应
(3)可溶性盐和碱溶液反应
(4)电解法(如电解饱和食盐水制氢氧化钠)暂不研究
任务二 Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备
【实验验证】
P71【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。
Fe(OH)2 Fe(OH)3
操作
现象
离子方程式
实验结论 Fe(OH)2很不稳定，极易转化为Fe(OH)3
产生白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色沉淀
生成红褐色沉淀
Fe3＋＋3OH－ =Fe(OH)3↓
Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2＋O2＋H2O=4Fe(OH)3
如图是制备氢氧化亚铁的改进装置，思考并回答下列问题：
(1)配制NaOH和FeSO4溶液的蒸馏水要经过__________，
目的是________________。
(2)在FeSO4溶液表面覆盖一层苯(一种有机溶剂，难溶于水，
密度比水小)的作用是__________________________________
______。
(3)将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液液面以下，其目的是__________
______________________。
加热煮沸
赶走溶解的氧气
隔绝空气，防止生成的氢氧化亚铁被
氧化
防止滴加
NaOH溶液时带入空气
对点训练
改进装置
探究
：Fe(OH)2的制备
Fe(OH)2被氧化的原因
反应试剂中溶有氧气
配制试剂的蒸馏水要煮沸
试剂与空气接触
①在Fe(OH)2溶液的液面上加少量苯（或植物油）
②胶头滴管插入液面下加入NaOH溶液
改进方法
改进装置
改进方案一
操作：
先滴加 ，然后 ，当氢气纯净后，再滴加 。
收集氢气并验纯
NaOH溶液
稀硫酸
操作：
先 止水夹，在试管Ⅱ出口处 ，当 后， 止水夹。产生的氢气使Ⅰ中压强 ，将生成的硫酸亚铁溶液从长导管排入 。
NaOH溶液
稀H2SO4
铁屑
打开
收集氢气并验纯
关闭
增大
Ⅱ中
氢气纯净
改进方案二
铁粉
稀硫酸
NaOH溶液
改进方案三
操作：
先 活塞a，在锥形瓶出口处 ，当 后， 活塞a。产生的氢气使A中压强 ，将生成的硫酸亚铁溶液从长导管排入 。
打开
收集氢气并验纯
关闭
增大
B中
氢气纯净
任务三 Fe(OH)2、Fe(OH)3的性质
铁的两种氢氧化物 氢氧化亚铁 氢氧化铁
颜色状态
溶解性 化学式
铁元素的化合价
物质类别
1．Fe(OH)3和Fe(OH)2的物理性质
白色固体
红褐色固体
都不溶于水
Fe(OH)2
Fe(OH)3
+3
+2
二元弱碱
三元弱碱
2．Fe(OH)3和Fe(OH)2的化学性质
（1）稳定性
Fe(OH)3>Fe(OH)2
2Fe(OH)3 == Fe2O3 + 3H2O
△
4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
【思考】加热Fe(OH)2至恒重，产物是什么？
Fe(OH)2
O2
Fe(OH)3
△
Fe2O3
空气中加热
Fe(OH)2 ====FeO＋H2O(隔绝空气)
△
隔绝空气加热
（2）中和反应
请分别写出Fe(OH)3和Fe(OH)2与稀盐酸、稀硫酸的离子方程式
Fe(OH)2＋2H＋=== Fe2＋＋2H2O
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
2.下列实验操作能够制取Fe(OH)2并能较长时间观察到白色沉淀的是(　　)
D
【题后归纳】
使Fe(OH)2能较长时间存在的关键在于反应物中基本不含氧气，反应体系能与空气隔绝。苯(或植物油、煤油)的密度比水小，且难溶于水，覆盖在FeSO4溶液的上层用于隔绝下层液体与空气的接触，防止生成的Fe(OH)2被O2氧化。
典例分析
金属铁
1.铁的氧化物
小结
2、物理性质
1、制备方法、操作、现象、及注意事项
1.种类及氧化物中铁的化合价
2.铁的氧化物的物理性质
3.铁的氧化物的化学性质
3、化学性质
①稳定性
②与酸的反应
2.铁的氢氧化物
①与还原剂反应
②与非氧化性酸反应
Fe(OH)3：红褐色
Fe(OH)2：白色
当 堂 练 习
3
1、判断正误
(1)磁铁矿的主要成分是Fe3O4(　　)
(2)FeO在空气中加热生成Fe2O3(　　)
(3)Fe3O4中铁的化合价有＋2和＋3价，是一种混合物(　　)
(4)Fe(OH)3不能利用化合反应生成(　　)
(5)因为Fe(OH)2易被氧化，所以在制备时要隔绝空气(　　)
√
×
×
×
√
任务三 限时训练
任务三 限时训练
2、下列有关铁的化合物的说法不正确的是
A.Fe(OH)2不稳定，具有较强的氧化性
B.FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，均可与盐酸反应
C.Fe(OH)3可通过化合反应得到，Fe(OH)2则不能
D.Fe3O4为磁性氧化铁，其中铁的化合价为＋2和＋3
A
3.(2022·西安远东一中高一期末)将一定量铁粉溶解于足量稀硫酸中，然后向溶液中滴加足量NaOH溶液，充分反应后过滤将滤渣在空气中加热至1 000 ℃完全反应，最终得到的固体的成分为(　　)
A.FeO B.Fe(OH)2 C.Fe2O3 D.Fe(OH)3
C
任务三 限时训练
4.某物质由铁和氧两种元素组成，实验测得铁元素与氧元素的质量之比为21∶8，下列关于该物质的说法中不正确的是(　　)
A.铁元素与氧元素物质的量之比为3∶4 B.该物质可能为四氧化三铁
C.该物质一定为四氧化三铁 D.该物质可能为混合物
C
5.(2022·邯郸高一月考)铁及其化合物用途广泛。部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断合理的是(　　)
A.铁锈的主要成分是b
B.a在氧气中燃烧可得到e
C.a与稀硫酸发生反应可制得d
D.高温条件下，用CO还原e可得到a
D
任务三 限时训练
6.如图所示装置可用来制取Fe(OH)2并观察其在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑、稀硫酸和NaOH溶液。
(1)在试管Ⅰ中加入的试剂是_____________。
(2)在试管Ⅱ中加入的试剂是___________。
稀硫酸、铁屑
NaOH溶液
(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和试管Ⅱ中加入试剂，塞紧塞子后的实验步骤是_________________________________________________________
______________。
打开止水夹a，待试管Ⅰ中反应生成的氢气排尽装置中的空气后，再关闭止水夹a
任务三 限时训练
(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是_____________________________________________
____________________。
(5)实验完毕，拔去试管Ⅱ中的橡胶塞，放入一部分空气，此时试管Ⅱ中发生反应的化学方程式为_______________
_________________。
试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入
4Fe(OH)2＋2H2O

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