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第一节 铁的多样性
铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物
目 录
铁的物理性质、化学性质及用途
铁的氧化物的性质及用途
铁的氢氧化物的性质及用途
交流 · 研讨
从物质类别和铁元素化合价的角度分析，铁单质、铁的各种氧化物、铁的两种氢氧化物分别可能具有哪些性质？为什么？
铁
氧化物
铁元素的化合价
物质类别
预测性质
实验验证
单质
0价
还原性
氧化性
氢氧化物
FeO
Fe2O3
Fe3O4
氧化物
氧化性、还原性
+3价
+2价
还原性
+2、+3价
Fe(OH)3
Fe(OH)2
碱
+2价
+3价
还原性
氧化性
活动 · 探究
铁与水蒸气的反应
1．该反应的化学方程式是什么？
3．该反应体现了铁单质的什么性质？
2．试管中湿棉花的作用是什么？用火柴点燃肥皂泡，发生什么现象？
活动 · 探究
三氧化二铁与铝的反应
1．该反应的化学方程式是什么？
3．该反应体现了三氧化二铁的什么性质？
2．该反应可用于焊接钢轨、制备金属纳米复合材料。该反应为什么能够用于焊接钢轨？
方法导引
观察物质的外观性质
预测物质的性质
解释及结论
发现特殊现象
提出新的问题
实验和观察
研究物质性质的基本程序
铁
1．物理性质
色、态 密度 熔点 导热性、延展性 导电性 特性
银白色金属
良好
螺旋铁
7.86 g·cm－3
1 538 ℃
比铜、铝差
能被磁铁吸引
铁
O2
Cl2
H2O
H+
Cu2+
Fe3+
具有还原性
铁
Fe + 2H+ === Fe2+ + H2↑
Fe + Cu2+ === Fe2+ + Cu
Fe + 2Fe3+ === 3Fe2+
2Fe＋3Cl2 ==== 2FeCl3
点燃
3Fe＋2O2 ==== Fe3O4
点燃
3Fe＋4H2O(g) ==== Fe3O4+4H2
高温
物质类别
元素的化合价
2．化学性质
螺旋铁
化学式
色态
俗名
铁的价态
水溶性 氧化物的类别
用途
铁的氧化物
————
铁红
磁性氧化铁
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体
+2
+3
+2、+3
均不溶于水
碱性氧化物
碱性氧化物
非碱性氧化物
色素(釉呈绿色)
红色颜料
磁性材料
FeO
Fe2O3
Fe3O4
1．物理性质
铁的氧化物
FeO＋2H＋ === Fe2＋＋H2O
Fe2O3＋6H＋ === 2Fe3＋＋3H2O
Fe3O4＋8H＋ === Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O
(1)均能与稀盐酸、稀硫酸反应，生成相应的盐和水
物质类别
① FeO
② Fe2O3
③ Fe3O4
元素化合价
2．化学性质
铁的氧化物
②FeO
③Fe2O3
(2)物质的特性
①都具有氧化性，都能被CO、H2等还原为铁单质
FexOy＋yCO xFe＋yCO2
====
高温
不稳定，具有还原性
6FeO+O2=== 2Fe3O4
Fe2O3＋2Al 2Fe＋Al2O3
氧化性
你能预测 Fe3O4 的性质吗？如何用实验进行验证呢？
(1)均能与稀盐酸、稀硫酸反应，生成相应的盐和水
2．化学性质
物质类别
元素化合价
铁的氢氧化物
氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2
颜色、状态
溶解性 酸碱性 热稳定性
与酸反应 (如盐酸)
与氧气反应
制备
红褐色固体　
白色固体　
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O === 4Fe(OH)3　
Fe(OH)3＋3HCl === FeCl3＋3H2O
Fe(OH)2＋2HCl === FeCl2＋2H2O
不反应
白色　
灰绿色　
红褐色　
→
→
Fe3＋＋3OH－ === Fe(OH)3↓
Fe2＋＋2OH－ === Fe(OH)2↓
2 Fe(OH)3 === Fe2O3＋3H2O
Fe(OH)2 FeO＋H2O
======
隔绝空气
均不溶于水
弱碱性
物质类别
元素化合价
Fe(OH)2具有还原性， Fe(OH)3具有氧化性，如何用实验进行验证呢？
深·度·思·考
1．如何检验铁和水蒸气反应的固态产物中铁元素的价态？
2．你能根据四氧化三铁与盐酸的反应判断出其与还原性酸氢碘酸的反应吗
你能判断出其与氧化性酸稀硝酸的反应吗 (已知稀硝酸的还原产物为NO) 用化学方程式表示。
3．在空气中，Fe(OH)3受热分解生成Fe2O3，Fe(OH)2受热能否分解生成FeO
深·度·思·考
4．如何得到稳定的白色的氢氧化亚铁沉淀？
除去试管和溶液中氧气，创造无氧环境
(3)在亚铁盐溶液液面上加植物油或苯进行液封或用非氧化性气体排掉反应体系内的空气。
(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，其方法是用加热煮沸的蒸馏水配制亚铁盐溶液和碱溶液。
(4)将长胶头滴管末端插入亚铁盐溶液液面以下滴入碱液。
测
当堂测试
测试1
1．向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入100 mL浓度为1.0 mol·L-1 的盐酸，恰好使混合物完全溶解，有气体放出，所得溶液中加入KSCN溶液后无红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，能得到铁的质量是 (　　)
A． 11.2 g　　　　　　　　B． 5.6 g
C． 2.8 g D． 1.4 g
C
测
当堂测试
测试2
2．某工程师为了从腐蚀废液(含有Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋)中回收铜，并重新获得FeCl3溶液，准备采用如图步骤：

请写出相关反应的化学方程式：
___________________________________，
___________________________________，
___________________________________，
____________________________________
CuCl2＋Fe === FeCl2＋Cu　
Fe＋2HCl === FeCl2＋H2↑　
2FeCl3＋Fe === 3FeCl2　
2FeCl2＋Cl2 === 2FeCl3
测
当堂测试
测试3
3．用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。
方法一：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时，除加硫酸防止生成Fe(OH)2外，还需加入________。
(2)除去蒸馏水中溶解的O2，常采用________的方法。
(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液的液面以下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是__________________
铁屑
煮沸
避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2转化成Fe(OH)3沉淀
测
当堂测试
测试3
方法二：在如图所示的装置中用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。
(1)在试管Ⅰ里加入的试剂是______________。
(2)在试管Ⅱ里加入的试剂是______________。
(3)为了制得白色的Fe(OH)2沉淀，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_________________________________________________________。
(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是_____________。
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
稀H2SO4、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
测
当堂测试
测试4
4．如图所示装置，可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化的颜色变化，实验中使用的试剂为铁屑和6 mol·L－1的硫酸。
填写下列空白：
(1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是_______，A中反应的离子方程式是_________________________________。
(2)简述生成Fe(OH)2的操作过程： ______________________________________________
____________________________________________________________________________。
(3)实验完毕，打开b处活塞，放入一部分空气，此时B中发生反应的化学方程式为：___________________________________。
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O === 4Fe(OH)3
铁屑
Fe＋2H＋ === Fe2＋＋H2↑
首先打开a，让分液漏斗中酸液流下，使A中产生的H2通入B中，排出B中的氧气，一段时间后关闭a，A中液体沿导管流入B中，即产生少量白色沉淀
铁的氧化物
氧化亚铁具有还原性
氧化铁具有氧化性
四氧化三铁具有氧化性和还原性
铁
具有金属的通性及自身的特性
具有还原性
铁的氢氧化物
氢氧化亚铁具有强还原性
氢氧化铁具有氧化性
课堂小结
本节内容结束

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