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铁的氧化物和氢氧化物
铁的氧化物和氢氧化物
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
课堂导入
青砖
红砖
资料卡片：
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。
【Fe2O3】
【Fe3O4】
砖的颜色为什么有青有红？
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碳发生化学反应产生大量的还原气体(H2和CO)，它们把Fe2O3又逐渐还原成Fe3O4而制得青砖。
课堂导入
+3
+2
盐
氢氧化物
氧化物
单质
0
Fe2SO4
Fe(OH)2
FeO
FeCl3
Fe(OH)3
Fe2O3
Fe
Fe3O4
铁元素
化合价
价态观：氧化还原反应
分类观：记通性、找特性
氧化性
氧化性
还原性
还原性
新知讲解
氧化亚铁
【FeO】
氧化铁
【Fe2O3】
四氧化三铁【Fe3O4】
新知讲解
一、铁的氧化物
化学式
色态
俗名
铁的价态
水溶性 氧化物的类别
用途
————
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
金属氧化物
金属氧化物
金属氧化物
FeO
Fe2O3
Fe3O4
色素(釉呈绿色)
红色颜料
磁性材料
新知讲解
一、铁的氧化物
FeO+2HCl=FeCl2+H2O
Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O
①与酸反应
Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3
高温
②与还原剂反应（铝热反应）
离子方程式
FeO+2H+=Fe2++H2O
Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O
得到2×3e-
失去2×3e-
Fe3O4是纯净物，而非混合物；是一种复杂的化合物
新知讲解
常见还原剂：C、Al、CO、H2
FexOy +
C/CO
H2
Fe + CO2
Fe + H2O
金属氧化物+还原剂→金属+氧化产物
课堂小结
氧化亚铁(FeO) 氧化铁(Fe2O3) 四氧化三铁(Fe3O4)
与H＋反应
稳定性
与CO、C、H2反应 用途 FeO＋2H＋=
Fe2＋＋H2O
6H＋＋Fe2O3=
2Fe3＋＋3H2O
Fe3O4＋8H＋=
2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O
稳定
稳定
生成单质铁及CO2或H2O
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
随堂练习
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
随堂练习
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
(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。
新知讲解
二、铁的氢氧化物
Fe(OH)2
Fe(OH)3
溶解度
化学式
色态
白色固体
红褐色固体
难溶
难溶
（1）铁的氢氧化物的物理性质：
（2）铁的氢氧化物的化学性质：
①与盐酸反应
Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O
Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
新知讲解
氢氧化亚铁的制备
氢氧化铁的制备
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
新知讲解
新知讲解
Fe(OH)2和Fe(OH)3的比较
Fe(OH)2 Fe(OH)3
颜色、状态
溶解性
与盐酸或稀硫酸反应的离子方程式
稳定性 不稳定，分解产物很复杂，易被氧化。 不稳定，受热易分解
2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O
白色固体
红褐色固体
不溶于水
不溶于水
Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2O
Fe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O
随堂练习
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
改进装置
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
Fe(OH)2的制备
Fe(OH)2的制备
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 ，当氢气纯净后， 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
随堂练习
1.下列叙述正确的是（ ）
①铁能被磁铁吸引
②可以通过化合反应得到FeCl2和Fe3O4
③Fe在纯氧中燃烧可得Fe2O3
④Fe2O3不可与水反应得Fe（OH）3，所以不能通过化合反应制Fe（OH）3
⑤Fe（OH）2在空气中加热，可得FeO
A.①② B.②④
C.②③④⑤ D.①②⑤
A
随堂练习
2.下列转化关系不能通过一步反应实现的是（ ）
A.Fe→FeCl2 B.Fe2O3→Fe（OH）3
C.FeCl3→FeCl2 D.Fe（OH）3→FeCl3
B
3.下列反应的离子方程式正确的是（ ）
A.Fe与FeCl3溶液反应：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋
B.Fe3O4与盐酸反应：Fe3O4＋8H＋===3Fe3＋＋4H2O
C.Fe(OH)3与稀H2SO4反应：OH-＋H＋===H2O
D.Fe与CuSO4溶液反应：Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋
D
随堂练习
4．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
废钢
滤液（含有②）
滤渣（③）
加过量①
过滤
加过量④过滤
滤液⑤
金属铜
FeCl3
溶液
合并通入⑥
随堂练习
5.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
随堂练习
(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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