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第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
第3 课时 不同价态的铁之间的转化
1.认识Fe3+的氧化性和Fe2+的还原性；
2. 学习Fe2+、Fe3+的相互转化方法；
3.理解净水剂的净水原理，学习铁盐与铜的反应，学习利用FeCl3制作铜板图案；
4. 体会化学与生活的密切联系，培养学习化学的兴趣。
为什么在配制FeSO4溶液时，通常还要往溶液中加入铁钉或铁粉？
Fe2＋易被氧化成Fe3＋，加入铁粉或铁钉发生反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
结论：一定条件下， Fe、Fe2＋、Fe3＋之间可以相互转化
新课引入
【实验3-3】：在盛有2 mL FeCl3溶液的试管中加入少量铁粉，振荡试管。充分反应后，滴入几滴KSCN溶液，观察并记录现象。把上层清液倒入另一支试管中，再滴入几滴氯水，又发生了什么变化
实验现象 溶液显_______，试管中有_________，再滴加KSCN溶液，溶液___________ 向上层溶液中滴加新制氯水，溶液变成_____
离子方程式 __________________ _________________________________________________
实验结论 浅绿色
黑色固体
无明显变化
红色
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
Fe3＋
Fe2＋
铁
氯气
3.铁盐和亚铁盐
二、铁的重要化合物
（1）Fe2+和Fe3+的性质
①铁盐：含有Fe3＋的盐。常见物质有FeCl3、Fe2(SO4)3等
②亚铁盐：含有Fe2＋的盐。常见物质有FeSO4·7H2O、FeCl2等
FeCl2溶液 FeCl3溶液
溶液的颜色 _____色 ___色
滴加NaOH 溶液
滴加KSCN溶液 现象
原理
浅绿
棕黄
Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
(现象：生成白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色)
Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
(现象：生成红褐色沉淀)
无明显现象→加入少量氯水或H2O2→溶液变红
溶液变红
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- 或2Fe2++2H++2H2O2=2Fe3++2H2O
Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
3.铁盐和亚铁盐
二、铁的重要化合物
（2）Fe2+和Fe3+的检验
①Fe3＋的检验
a.向溶液中滴入几滴KSCN溶液后，溶液变为血红色。
离子反应式：Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
b.向溶液中滴入几滴NaOH溶液后，生成红褐色沉淀。
离子反应式：Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
②Fe2＋的检验
a.向溶液中滴入几滴NaOH溶液后，生成白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。
②向溶液中滴入几滴KSCN溶液后，无明显现象。向其中加入少量氯水或H2O2后，溶液变为血红色。
离子反应式：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
或2Fe2++2H++2H2O2=2Fe3++2H2O
Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
离子反应式：Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
3.铁盐和亚铁盐
二、铁的重要化合物
（2）Fe2+和Fe3+的检验
铁是人体必需的微量元素。食用富含铁元素的食品，可以补充人体所需的铁元素。
如何通过化学实验的方法检验食品中的铁元素呢？（师说P76-77,教材p76)
菠菜
蛋黄
瘦肉
二、铁的重要化合物
研究与实践2 检验食品中的铁元素
【研究目的】
铁是人体必需的微量元素。食用富含铁元素的食品，可以补充人体所需的铁元素。通过化学实验的方法检验食品中的铁元素，体验实验研究的一般过程和化学知识在实际中的应用。
【阅读材料】
一、铁元素在人体中的作用
成年人体内含有4～5 g铁，根据其在体内的功能状态可分为功能性铁和储存铁两部分。功能性铁存在于血红蛋白、肌红蛋白和一些酶中，约占体内总铁量的70%。其余30%为储存铁，主要储存在肝、脾和骨髓中。
铁是合成血红蛋白的主要原料之一。血红蛋白的主要功能是把新鲜氧气运送到各组织。铁缺乏时不能合成足够的血红蛋白，造成缺铁性贫血。铁还是体内参与氧化还原反应的一些酶和电子传递体的组成部分，如过氧化氢酶和细胞色素都含有铁。
二、人体铁元素的来源
动物内脏(特别是肝脏)、血液、鱼类、肉类都是富含血红素铁的食品。深绿叶蔬菜所含铁虽不是血红素铁，但摄入量多，所以仍是我国人民膳食铁的重要来源
二、铁的重要化合物
研究与实践2 检验食品中的铁元素
三、常用的Fe3＋的检验方法
1．硫氰化物鉴别法
取溶液各少量，滴入可溶性硫氰化物(如KSCN、NaSCN等)溶液，变红色的是铁离子溶液，因为生成了显红色的络合物。
2．碱鉴别法
加入氢氧化钠、氨水或氢氧化钾等碱性溶液后，有红褐色沉淀生成，并检测开始沉淀和沉淀完全时的pH，发现从开始沉淀到沉淀完全时溶液的pH(常温下)为2.7～3.7的是铁离子。
3．亚铁氰化钾溶液法(黄血盐溶液)
铁离子在酸性溶液中与亚铁氰化钾溶液生成蓝色沉淀，称为普鲁士蓝。
【实验用品】
(1)量筒、天平、研钵、烧杯、剪刀、漏斗、玻璃棒、试管、胶头滴管、滤纸。
(2)菠菜、蒸馏水、稀硝酸、KSCN溶液。
【实验步骤】
1．取新鲜的菠菜10 g，将菠菜剪碎后放在研钵中研磨，然后倒入烧杯中，加入30 mL蒸馏水，搅拌。将上述浊液过滤，得到的滤液作为试验样品。
2．取少许试验样品加入试管中，然后加入少量稀硝酸(稀硝酸具有氧化性)，再滴加几滴KSCN溶液，振荡，观察到溶液________。
结论：菠菜中________铁元素。
变红色
含有
【师说·助学】　
(1)在实验过程中由于菠菜汁有颜色，所以对于实验现象的观察有一定的影响，想一想可以怎么改进这个实验。
(2)实验中加入稀硝酸的目的是什么？
答案：
(1)可以先将菠菜高温灼烧成灰，再溶解、过滤进行实验。
(2)将菠菜汁里的铁元素变成三价铁离子，从而进行检验。
3.铁盐和亚铁盐
二、铁的重要化合物
（3）“铁三角”
① Fe Fe2+（加氧化剂）
（ⅰ）稀盐酸、稀硫酸：
（ⅱ）CuSO4溶液：
（ⅲ）硫单质：
（ⅳ）与I2：
Fe+2H+=Fe2++H2↑
Fe+Cu2+=Fe2++Cu
Fe+I2 FeI2
Fe+S FeS
3.铁盐和亚铁盐
二、铁的重要化合物
（3）“铁三角”
② Fe Fe3+ （加强氧化剂）
（ⅰ）Cl2：
（ⅱ）Br2：
（ⅲ）稀硝酸：
（ⅳ）浓硝酸：
Fe+6HNO3（浓） Fe(NO3)3+NO2↑+3H2O
2Fe+3Br2 2FeBr3
（ⅴ）浓硫酸：
Fe+4HNO3（稀）= Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
2Fe+6H2SO4（浓） Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O
2Fe+3Cl2 2FeCl3
3.铁盐和亚铁盐
二、铁的重要化合物
（3）“铁三角”
③ Fe2+ Fe3+ （加氧化剂）
（ⅰ）KMnO4溶液：
（ⅱ）稀硝酸：
（ⅲ）氯水：
（ⅳ）H2O2溶液：
（ⅴ）K2Cr2O7溶液：
5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
2Fe2++2H++2H2O2=2Fe3++2H2O
6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
（ⅵ）O2：
4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O
3.铁盐和亚铁盐
二、铁的重要化合物
（3）“铁三角”
④ Fe2+ Fe （加还原剂）
（ⅰ）Al：
（ⅱ）Mg：
（ⅲ）Zn：
3Fe2++2Al=3Fe+2Al3+
Fe2++Mg=Fe+Mg2+
Fe2++Zn=Fe+Zn2+
3.铁盐和亚铁盐
二、铁的重要化合物
（3）“铁三角”
⑤ Fe3+ Fe2+ （加还原剂）
（ⅰ）KI溶液：
（ⅱ）Na2S溶液：
（ⅲ）SO2：
（ⅳ）H2S溶液：
（ⅴ）Fe粉：
2Fe3++2I-=2Fe2++I2
2Fe2++S2-=2Fe2++S↓
2Fe2++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+
2Fe2++H2S=2Fe2++S↓+2H+
2Fe3++Fe=3Fe2+
（ⅵ）Cu粉：
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
3.铁盐和亚铁盐
二、铁的重要化合物
（3）“铁三角”
⑥ Fe3+ Fe（加强还原剂）
（ⅰ）Al：
（ⅱ）Mg：
（ⅲ）Zn：
（ⅳ）CO：
Fe3++Al=Fe+Al3+
2Fe3++3Mg=2Fe+3Mg2+
2Fe3++3Zn=2Fe+3Zn2+
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 （高炉炼铁）
【问题和讨论1】
以铁屑为原料，如何制备硫酸亚铁晶体？
思考：铁屑的主要成分有什么？
Fe 和Fe2O3(少量)
【问题和讨论1】
Fe2O3
H2SO4
H SO
2 4
Fe3+
Fe、Cu、KI Fe2+
+3 -
+2 -
0 -
铁元素化合价
Fe
I
I
I
I
单质
盐
物质类别
【问题和讨论1】
铁屑
酸浸
稀硫酸
结晶
过滤
硫酸亚铁晶体
以铁屑为原料，如何制备硫酸亚铁晶体？
Fe + H2SO4
FeSO4 + H2↑
Fe2(SO4)3 + 3H2O
Fe2O3 + 3H2SO4 Fe + Fe2(SO4)3
3FeSO4
【问题和讨论2】
你能设计实验证明补血剂中含有亚铁离子吗
(已知：这种补血剂的主要成分为硫酸亚铁、叶酸等)
Fe2+(亚铁盐）
KSCN检验
Fe3+(铁盐）氯水或H2O2溶液
+3 -
+2 -
0 -
铁元素化合价
Fe
I
I
I
I
单质
盐
物质类别
血红色溶液
【问题和讨论2】
设计实验证明补血剂中含有Fe2+离子
【问题和讨论2】
补血剂药片
过滤
碾碎，用水溶解 滤液
(Fe2+)
KSCN溶液
血红色溶液
(Fe3+)
溶液 氯水或H2O2溶不变
红色 氧化剂
3.铁盐和亚铁盐
二、铁的重要化合物
（4）除杂
FeCl2溶液 (FeCl3)：
FeCl3溶液 (FeCl2)：
CuCl2溶液 (FeCl3)：
MgCl2溶液 (FeCl3)：
复习
Cl2 (HCl)：
CO2 (HCl)：
Cl2或CO2 (H2O)：
Na2CO3 (NaHCO3)：
NaHCO3 (Na2CO3)：
加入足量的铁粉，过滤
加入适量的氯水
加入足量的铜粉，过滤
加入足量的Mg，过滤(拓展)
饱和食盐水
饱和碳酸氢钠溶液
浓硫酸
加热固体
通CO2
4.铁盐的用途
二、铁的重要化合物
（1）净水作用
向混有少量泥沙的浑浊水中加入少量Fe2(SO4)3,Fe3+会与水反应生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体有吸附性，可以吸附水中的不溶性杂质并沉降，从而起到净水作用。
原理： Fe3++3H2O Fe(OH)3(胶体)+3H+
4.铁盐的用途
二、铁的重要化合物
（2）腐蚀覆铜板
工业中常用FeCl3溶液作为“腐蚀液”，将覆铜板上不需要的铜腐蚀。
原理：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2
或 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
实验操作：
取一小块覆铜板，用油性笔在覆铜板上画好设计好的图案，然后浸入盛有FeCl3溶液的小烧杯中。过一段时间后，取出覆铜板并用水清洗干净。观察实验现象。
实验现象：
油性笔覆盖的部分不被腐蚀，洗净后板上留下设计的图案。
【对点训练】
1．为除去FeCl2溶液中含有的少量的FeCl3杂质，可选用的最佳药品是 (　　 )
A．滴入KSCN溶液　　　 B．通入氯气
C．加入铜粉 D．加入铁粉
D
2.有NaCl、FeCl3、FeCl2、MgCl2四种溶液，用一种试剂就可把它们鉴别开来，这种试剂是(　　 )
A.盐酸 B.烧碱溶液 C.硫氰酸钾溶液 D.硝酸银溶液
B
3.下列离子的检验方法合理的是(　　 )
A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明原溶液中不含Fe2＋
B.向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋
C.向某溶液中加入KSCN溶液呈红色，说明原溶液中含有Fe3＋
D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到沉淀颜色逐渐变为红褐色，说明原溶液中含有Fe2＋，不含有Mg2＋
C
4.已知A为常见的金属单质，根据下图所示的关系：
下列叙述中正确的是(　　 )
A.A为Fe，B为FeO
B.C→D溶液的颜色变化：由浅绿色到黄色
C.④的离子方程式：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋
D.⑤的离子方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
B
(2)写出E→C反应的化学方程式： 。
5.下列物质之间有如下反应关系：
已知E转化成C的现象是白色沉淀迅速
变为灰绿色，最后变为红褐色。
回答：
(1)写出下列物质的化学式：
A ，B ，D ，甲 ，乙 ，丙 。
Fe2O3
FeCl3
FeCl2
Cl2(合理即可)
NaOH(或KOH等)
KSCN
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
Fe2＋、Fe3＋、Fe之间的相互转化关系
第一节
铁及其化合物
第3课时
THANKS

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