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(共38张PPT)
铁及其化合物的课件
1.从分类的角度学习铁的氧化物和氢氧化物的性质及用途。
2.分析并掌握Fe2+与Fe3+相互转化原理、Fe2+和Fe3+的检验方法。
课程目标
自然界中的铁
早期铁制品
春秋初年秦国的铜柄铁剑
战国时期最大的铁器—长方形铁炉
铁的冶炼
原料
铁矿石、焦炭
空气、石灰石
铁的单质
01
埃菲尔铁塔
港珠澳大桥
【情境·思考】
【情境·思考】
高炉炼铁
1.铁的存在
一、铁单质
(2)铁元素在自然界中主要以+2价和+3价化合物的形态存在于矿石中，人类最早使用铁，是来自太空的陨铁。铁在自然界中以单质形态存在于 中。
(3)铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，
居第 位。
四
Ⅷ
陨铁
四
【知识梳理】
(1)铁位于第 周期 族，常显 、____ 价，且Fe3+比Fe2+稳定。
+2
+3
2.物理性质
银白色，有金属光泽、密度大，熔沸点高，导热性、导电性(不如铁、铝)、延展性好，能被磁铁吸引。
3.化学性质
(强还原性)
Fe
与非氧化性酸反应
与盐溶液反应（CuSO4、AgNO3）
（HCl、 ）
与非金属单质反应（Cl2、O2、S)
置换反应
置换反应
化合反应
（与氧化性酸反应：遇冷的浓硫酸或浓硝酸发生钝化，与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应，但无H2产生）
答案：C
解析：地壳中含量最多的金属元素是Al。
[典型例题1]下列关于铁的叙述中错误的是 （ ）
A.纯净的铁是光亮的银白色金属
B.铁能被磁体吸引
C.铁是地壳中含量最多的金属元素
D.纯铁的抗腐蚀能力比生铁强，铁在干燥的空气里不易被氧化
[典型例题2]下列物质反应后一定有+ 3价铁生成的是（ ）
①过量的Fe与Cl2反应
②Fe与过量稀硫酸反应
③ FeCl2溶液中通入少量Cl2
④ Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中
A.只有① B.①③ C.①②③ D.全部
答案：B
解析：①中的Cl2氧化性强，它能将铁氧化为+3价，由于不是在溶液中反应，因此过量的铁不会将氯化铁还原；②中Fe与稀硫酸反应只能生成Fe2+,③在溶液中Fe2+被Cl2氧化生成Fe3+。④中依次发生：i ) Fe2O3与盐酸反应生成FeCl3的反应，ii ) Fe与FeCl3生成FeCl2的反应，iii )Fe与盐酸反应生成FeCl2，但题中未 给出反应物间相对量的关系，若铁是足量的，则能将生成的FeCl3全部还原为FeCl2。
用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声。
铁能与水蒸气反应，生成氢气，反应方程式为：
实验
结论
注意
事项
①棉花的作用：
。
②酒精灯的火焰可用防风罩套住，可以加热效果更好。
③肥皂液的作用：
。
④结束时，先撤导管，再移酒精灯。
常温条件下，铁与水不发生反应；在高温下，铁与水蒸气能否反应呢？
实验 设计
实验
装置
操作及
现象
提供水蒸气
收集氢气
[典型例题3]用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验，下列有关说法不正确的是( )
A.装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气
B.装置B中反应的化学方程式是
C.装置C中加入的固体干燥剂可以是碱石灰
D.点燃D处气体前必须检验气体的纯度
答案：B
解析：A.装置A是液态水在加热的条件下加热产生水蒸气的装置，作用是为实验提供持续不断的水蒸气，故A正确；
B.Fe与水蒸气反应产物是四氧化三铁和氢气，B中反应的化学方程式是 ，故B错误；
C.氢气属于中性气体，可以用碱石灰做干燥剂，故C正确；
D.氢气在点燃之前应该先检验气体的纯度，防止发生爆炸，故D正确。
故选：B。
[方法技巧] 铁与氧化剂反应后的价态判断方法
[典型例题4]把足量的铁粉投入到硫酸和硫酸铜的混合溶液中,充分反应后,残余固体的质量与原来加入的铁粉质量相等,则原溶液中H+与SO42-的物质的量之比为( )
A.1: 4 B.2 : 7 C.1: 2 D.8 : 31
答案：A
解析：依题意生成铜的质量等于溶解的Fe的质量。
设原溶液中Cu2+的物质的量为x,H+的物质的量为y。
x x x
则
,则
n(H+):n(SO42-)=1:4
1.铁的氧化物
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗　称 _____ ___________
颜色和状态 ___色粉末 _____色 粉末 ___色晶体
铁的价态 ___价 ___价 +2价、+3价
水溶性 _____ _____ _____
铁红
磁性氧化铁
黑
红棕
黑
+2
+3
不溶
不溶
不溶
二、铁的重要化合物
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
与盐酸反 应(离子方 程式) FeO+2H+ ==== Fe2++H2O Fe2O3+6H+ ==== __________ Fe3O4+8H+
====
Fe2++2Fe3+
+4H2O
与CO 的反应 FexOy+yCO xFe+yCO2
高温
====
2Fe3++3H2O
提示：FeO、Fe2O3属于碱性氧化物,Fe3O4不属于碱性氧化物。
2.铁的氢氧化物(实验探究铁的氢氧化物的生成与转化)
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。
(1)在FeCl3溶液中滴入NaOH溶液,生成_______沉淀,原因是_________________________(填反应的离子方程式)。
(2)在FeSO4溶液中滴入NaOH溶液,生成_____絮状沉淀,
原因是_________________________(填反应的离子方程式)。
沉淀迅速变成灰绿色,最后会有红褐色沉淀生成,原因是_______________________________(填反应的化学方程式)。
红褐色
Fe3++3OH-====Fe(OH)3↓
白色
Fe2++2OH-====Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3
1.防止Fe(OH)2氧化的方法
(1)将配制溶液的蒸馏水煮沸,除去其中的氧气。
(2)将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入试管内的亚铁盐溶液底部,并慢慢挤出NaOH溶液。
(3)在亚铁盐溶液上面充入保护气,如H2、N2、稀有气体等。
(4)在亚铁盐溶液上面加保护层,如苯、植物油等。
实验室制备Fe(OH)2装置的改进
2.实验装置的改进
(1)改进后装置①制备Fe(OH)2时为什么能较长时间观察到白色沉淀
【思考·讨论】
提示:配制溶液的蒸馏水煮沸,除去溶解的氧气,然后用苯液封,防止空气溶解,装有NaOH溶液的滴管插入液面下慢慢挤出溶液,这些操作均能防止Fe(OH)2与氧气接触,避免其被氧化,因此能较长时间观察到白色沉淀。
(2)改进后装置②能较长时间观察到白色沉淀的原因是什么
提示:铁粉与稀硫酸反应生成的氢气排除了装置内的空气,同时试管内剩余的氢气起到保护气的作用,防止了Fe(OH)2与氧气接触,避免其被氧化,因此能较长时间观察到白色沉淀。
制备Fe(OH)2的关键是降低反应体系中氧气的存在量和操作过程中氧气的引入量。如上题方案采用的方法:
【归纳总结】
制备Fe(OH)2的关键
(1)采用新制备的纯亚铁盐溶液(Fe2+易被空气中的O2氧化成Fe3+);(2)将溶解亚铁盐的蒸馏水煮沸(除去溶解在蒸馏水中的氧气);(3)将碱直接加到亚铁盐溶液的底部[使Fe(OH)2与空气隔离];(4)还可以在亚铁盐溶液液面上加隔氧剂(如加入苯等密度比水小,而又不溶于水的有机溶剂)。
【观察思考】观察盛有硫酸亚铁溶液的试剂瓶底部，你知道黑色粉末是什么吗？它的作用是什么？
铁粉使被氧气氧化形成的Fe3+还原为Fe2+
【迁移应用】
阅读材料:一位病人的化验单上显示其为缺铁性贫血。医生看完化验单后给他开了硫酸亚铁片和维生素C片。（提示：铁是人体必需的元素，主要以Fe2+形式存在）
思考：为什么医生开了补铁用的硫酸亚铁片还要开维生素C片？
人体摄入的Fe3+
人体摄入的Fe2+
Fe3+
Fe2+
氧气等
氧化剂
Vc
【迁移应用】
资料显示：如果误食NaNO2会使人中毒，因为NaNO2会使Fe2+转为Fe3+生成高铁血红蛋白而丧失与O2的结合能力。
生死时速，假如你是医护人员，你准备怎么办？
1、吸氧
2、洗胃
3、静脉注射亚甲蓝（亚甲蓝低浓度时，在还原型辅酶I脱氢酶（NADPH）作用下，还原成为还原型亚甲蓝，能将高铁还原型蛋白还原为血红蛋白）
茶水变墨水 墨水变清水
茶叶中含有丰富的物质，泡好的茶水放置一段时间后会含有一定量的鞣酸，鞣酸碰到铁离子就会产生蓝黑色的鞣酸铁，而鞣酸铁遇到还原剂（草酸、维C）就会褪色。
1.某同学把生锈的铁钉放入足量稀盐酸中，可能发生的反应是(　　)
A．只有置换反应 B．只有复分解反应
C．置换和复分解反应 D．置换和分解反应
C
2．等量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定的条件下充分反应，则在相同的条件下，产生氢气的体积比是(　　)
A．1∶1 B．3∶4
C．2∶3 D．4∶3
B
3．下图为Fe(OH)2制备实验的改进装置，使用该装置将能在较长时间内观察到白色絮状沉淀。关于此实验，下列说法正确的是(　　)
A．装入药品后应关闭止水夹，等反应完成后再打开止水夹
B．此装置是通过H2的排出使A中压强减小，从而将B中的NaOH溶液吸入A中产生Fe(OH)2
C．H2的作用是排尽装置内的空气和将A中溶液压入B中
D．在药品用量上稀硫酸应过量，使铁粉能充分反应完
C
4、下列叙述正确的是 。
①铁能被磁铁吸引，但纯铁易被腐蚀
②在人体内的血红蛋白中含铁元素
③Fe在纯氧中燃烧可得红棕色的铁红
④Fe2O3不可与水反应得Fe(OH)3，所以不能由Fe2O3通过化合反应直接得Fe(OH)3
⑤Fe(OH)2在空气中加热，可得FeO
⑥铁能与氧气反应,但不能与水蒸气反应
②④
玉石中的氧化亚铁中铁离子被氧化生成三价铁，变成红棕色，特别是裂缝部位或有空隙的部位，还有暴露在外的截面部分也容易被氧化而变成红棕色。
开拓视野
物质类别
氧化物
碱
盐
单质
元素
价态
0
+2
+3
Fe(OH)3
Fe3+
Fe(OH)2
Fe2+
FeO
Fe
Fe3O4
Fe2O3
课堂小结
铁及其化合物的价类二维图
【课堂回眸】
【课堂回眸】

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