资源简介

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第三章
铁　金属材料——钠和氯
第一节　铁及其化合物
内容索引
学习目标
活动方案
课堂反馈
学 习 目 标
1．了解铁的重要性质。
2．了解铁的重要化合物的性质。
3．了解Fe(OH)2和Fe(OH)3的制备。
活 动 方 案
活动一：认识铁的化学性质
1．回忆铁与一些物质的反应，完成下列问题。
(1)写出铁在氯气、氧气中燃烧的化学方程式。
(2)写出铁与盐酸、硫酸铜反应的离子方程式。
【答案】 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
(3)铁与不同物质反应时，可能会被氧化为＋2价或＋3价，这与什么因素有关？
【答案】 铁与不同物质反应时，可能会被氧化为＋2价或＋3价，这跟氧化剂的氧化性强弱有关。
2．探究高温下铁与水蒸气的反应。
按下图装置进行实验，酒精灯应先放在湿棉花的位置上加热一会儿，待试管底部温度略高，且有部分水形成蒸气时，再将酒精灯移至铁粉处加热，加热一会儿后再将导管插入肥皂水中。回答下列问题。
(1)实验结束时，应如何操作？
【答案】 先从肥皂水中撤出导管，再移去燃着的酒精灯。
(2)点燃导管口放出的气体有何现象？
【答案】 可听到爆鸣声或可以看到气体燃烧，火焰呈淡蓝色。
(3)反应后生成黑色磁性氧化物，写出发生反应的化学方程式。
(4)在钢铁生产中，炽热的铁水或钢水注入模具之前必须进行充分的干燥处理，这是为什么？
【答案】 如果不充分的干燥，炽热的铁水或钢水会与水反应，并生产氢气，存在安全隐患。
活动二：尝试制备两种铁的氢氧化物
1．按下列实验方案制备Fe(OH)3、Fe(OH)2，记录实验现象并加以解释。
实验方案 实验现象 解释(用化学方程式表示)
(1)Fe(OH)3 的制备 在一支试管中加入 2 mL的FeCl3溶液，滴加几滴NaOH溶液，观察现象
试管中有红褐色沉淀生成
FeCl3＋3NaOH === Fe(OH)3↓＋3NaCl
实验方案 实验现象 解释(用化学方程式表示)
(1)Fe(OH)3 的制备 在一支试管中加入2 mL的FeCl3溶液，滴加几滴NaOH溶液，观察现象
试管中有灰白色沉淀生成，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
FeCl2＋2NaOH===
Fe(OH)2↓＋2NaCl；4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=== 4Fe(OH)3
2．制备较纯净的Fe(OH)2。
实验室制备Fe(OH)2，因其易被空气氧化，很难观察到明显的Fe(OH)2的白色沉淀。
现将实验(如下图所示)进行如下改进：
(1)先将NaOH溶液加热煮沸，目的是_______________________。
(2)将长滴管伸入FeSO4溶液液面以下再滴加NaOH，其优点是________________________________________。
(3)在FeSO4溶液上方加一层煤油的目的是____________________ _________。
(4)将反应后的悬浊液倒在滤纸上，看到的现象是什么？
【答案】 白色沉淀立即变成灰绿色，最后变成红褐色。
除去溶液中溶有的氧气　
防止空气随NaOH溶液的加入进入溶液　
防止空气与FeSO4溶液接触　
活动三：探究Fe2＋和Fe3＋的检验方法
1．实验探究Fe2O3中铁元素的化合价。
实验试剂：Fe2O3、盐酸溶液、NaOH溶液、KSCN溶液。
已知：Fe3＋与KSCN溶液会变成红色。
实验方案 实验现象 解释(用离子方程式表示)

方案一：取少量Fe2O3于试管中，滴加稀盐酸至固体全部溶解后，再加入NaOH溶液
红色粉末逐渐溶解，溶液呈黄色，滴加NaOH溶液，有红褐色沉淀生成
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O；Fe3＋＋3OH－=== Fe(OH)3↓
实验方案 实验现象 解释(用离子方程式表示)

方案二：取少量Fe2O3于试管中，滴加稀盐酸至固体全部溶解后，再滴加几滴KSCN溶液
红色粉末逐渐溶解，溶液呈黄色，滴加KSCN溶液后溶液变为红色
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O；Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
2．设计一个简单的实验方案，探究FeO中铁元素的化合价。
实验试剂：FeO、盐酸溶液、NaOH溶液、KSCN溶液、氯水。
已知：Cl2能将Fe2＋氧化为Fe3＋。
【答案】 方案一：取少量FeO于试管中，滴加稀盐酸至固体全部溶解后，再加入NaOH溶液，出现灰白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，说明FeO中铁元素的化合价为＋2价。
方案二：取少量FeO于试管中，滴加稀盐酸至固体全部溶解后，滴加几滴KSCN溶液，无明显现象，再加入新制的氯水，溶液变成红色，说明FeO中铁元素的化合价为＋2价。
活动四：实验探究Fe2＋和Fe3＋的相互转化
实验方案 实验现象 解释(用离子方程式表示)
(1)取3 mL FeCl3的稀溶液加入试管中，加入铜粉，振荡，向反应后的溶液中滴加KSCN溶液
(2)取3 mL FeCl3的稀溶液加入试管中，加入铁粉，振荡，向反应后的溶液中滴加KSCN溶液
铜粉逐渐溶解，溶液变为蓝绿色，滴加KSCN溶液无明显现象
Cu＋2Fe3＋ === Cu2＋＋2Fe2＋
铁粉逐渐溶解，溶液变成浅绿色，滴加KSCN溶液无明显现象
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
实验方案 实验现象 解释(用离子方程式表示)
(3)取(1)中的上清液，向其中滴加少量氯水
(4)取(2)中的上清液，向其中滴加少量盐酸和双氧水
溶液变成红色
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ ；Fe3＋＋3SCN－=== Fe(SCN)3
溶液变成红色
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O；Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
活动五：利用价类二维图整理铁及其化合物的相互转化并实现物质的转化
1．请在价类二维图中填充相关物质[Fe 、Fe2O3、FeO、Fe2＋、
Fe3＋、Fe(OH)2、Fe(OH)3]，并用箭头表示其中的物质转化(转化需注明反应条件和反应物)。
【答案】
2．设计以Fe3O4为原料制取Fe2O3的流程图，可以不止一种。
课 堂 反 馈
1．某溶液中加入KSCN溶液无明显现象，再滴加氯水，立即变成红色，说明原溶液中一定含有 (　　)
A．Fe3＋ B．Fe2＋
C．Cu2＋ D．Zn2＋
1
B　
2．下列说法错误的是 (　　)
A．仅用KSCN可以检验Fe2＋
B．仅用NaOH可以检验Fe3＋
C．通过化合反应可以得到Fe(OH)3
D．通过化合反应可以得到FeCl2
2
A　
3．王老师在课堂上用下图装置演示铁与水蒸气的反应。
3
3
(1)装置A、C的作用分别是________________________________ ______、__________________。
(2)装置B中发生的反应为_________________________________(写出化学方程式)。
(3)检验产生气体的方法是___________________________________ _________________________。
作为水蒸气发生器(或用来产生水蒸　
气)　
干燥产生的氢气　
将试管D管口向下移近酒精灯，若听到　
爆鸣声，说明有氢气产生　
4．在右图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀硫酸等试剂制备Fe(OH)2。
(1)在试管Ⅰ、Ⅱ里加入的试剂分别是_____________、_____________。
4
(2)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，应确保实验在无氧状态下进行。在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是______ ____________________________________________________________。
(3)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是__________________________________________________________________。
稀硫酸、铁屑　
NaOH溶液　
检验试管Ⅱ出口处排出的H2的纯度，当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹　
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　
5．某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。回答下列问题。
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 mol·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是_________________。
(2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为_____________ ____________________。
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是__________________________________。
5
防止Fe2＋被氧化　
2Fe2＋＋Cl2 ===2Fe3＋＋2Cl－　
隔绝空气(或排除氧气对实验的影响)
5
(4)丙组同学取10 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液，加入6 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液于2支试管中进行如下实验：
已知：K3[Fe(CN)6]能与Fe2＋生成蓝色沉淀。
①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；
②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀。
实验②的目的是检验还原产物，该还原产物是________(填离子符号)；
由实验可知，两溶液混合发生反应的离子方程式为______________ _______________。
Fe2＋　
2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋　
5
(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴盐酸酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为___________________ ___________________。
H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O　
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