资源简介

(共44张PPT)
第三章　铁 金属材料
第一节　铁及其化合物
第2课时　铁的氢氧化物　铁盐和亚铁盐
课程标准 核心素养目标
结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解铁的氢氧化物、铁盐和亚铁盐的主要性质，了解这些物质在生产、生活中的应用。 1.科学探究与创新意识：通过实验探究铁的氢氧化物、铁盐和亚铁盐的化学性质，体会实验对认识和研究物质性质的重要作用。
2．科学态度与社会责任：结合实例应用，将铁及其化合物性质的知识运用于解决生产、生活中简单的化学问题，强化“性质决定用途”的观念。
一、铁的氢氧化物
1．铁的氢氧化物的制备(教材实验3 1)
化学式 Fe(OH)3 Fe(OH)2
实验
操作
实验
现象 试管中有 沉淀生成 试管中先有 絮状沉淀生成，迅速变成 色，最后变成 色
化学
方程式
FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl
红褐色
白色
灰绿
红褐
FeSO4＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋Na2SO4；
4Fe(OH)2＋O2＋
2H2O===4Fe(OH)3
2.铁的氢氧化物的性质
化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
物理
性质 色、态 固体 固体
水溶性 均不溶于水
白色
红褐色
化学性质 与H＋的反应
稳定性 不稳定，在空气中易被氧化：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===
4Fe(OH)3 不稳定，受热易分解：
Fe(OH)2＋2H＋===
Fe2+＋2H2O
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3+＋3H2O
二、铁盐和亚铁盐
1．Fe3+和Fe2+的检验(教材实验3 2)
实验
操作
现象 滴加KSCN溶液，溶液变成 . 无明显现象
离子
方程式 —
结论 含有Fe3+的盐溶液遇到KSCN溶液时变成 ，可利用此反应检验Fe3+的存在
红色
Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3
红色
实验
操作
实验
现象 加过量铁粉振荡后，溶液变成 色，再加KSCN溶液，溶液 . 向上层清液中滴加氯水，溶液变成 .
2.Fe3+和Fe2+的相互转化(教材实验3 3)
浅绿
不变色
红色
离子
方程式 ；
；
实验
结论 Fe3+遇较强的还原剂时，会被还原成Fe2+ Fe2+在较强的氧化剂作用下会被氧化成Fe3+
启示 Fe3+和Fe2+在一定条件下是可以相互转化的：
2Fe3+＋Fe===3Fe2+
2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－
Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3
◆拓展延伸
(1)Fe(OH)3中铁元素显＋3价，具有较强氧化性，与HI等还原性酸发生氧化还原反应：2Fe(OH)3＋6HI===I2＋2FeI2＋6H2O。
(2)Fe(OH)2中铁元素显＋2价，具有较强还原性，与HNO3等氧化性酸发生氧化还原反应：3Fe(OH)2＋10HNO3(稀)===3Fe(NO3)3＋NO↑＋8H2O。
◆名师点拨
(1)检验待测液中是否含有Fe2+时，要先加入KSCN溶液，再滴加氯水，试剂加入顺序不能颠倒，氯水可用H2O2溶液代替。
(2)配制或保存亚铁盐溶液时，常加入少量铁粉，防止溶液中的Fe2+被空气中的O2氧化为Fe3+。
(3)用覆铜板制作印刷电路板发生反应2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，该反应利用了Fe3+的氧化性强于Cu2+，与Fe、Cu单质的还原性强弱无关。
◆微辨析(对的画“√”，错的画“×”)
(1)向某溶液中滴加氯水，再滴加KSCN溶液，溶液变成红色，则该溶液中含有Fe3+，不含Fe2+(　　　　)
(2)在溶液中，Fe3+与SCN－、Fe2+与ClO－均不能大量共存(　　　　)
×
√
探究一 制备Fe(OH)2的实验设计
实验表明，Fe(OH)2很不稳定，容易被空气中的O2氧化。某研究小组的同学查阅资料，设计下图所示装置提供还原性气体氛围，来制取Fe(OH)2沉淀，并观察Fe(OH)2在空气中被O2氧化时的颜色变化。
[问题设计]
(1)实验开始时，如何排出装置内的空气，防止Fe(OH)2被氧化？
提示：打开活塞a，再打开分液漏斗活塞，并滴入稀硫酸，利用反应产生的H2排出装置内的空气。
(2)该实验中，生成Fe(OH)2沉淀的操作是
提示：关闭活塞a，利用产生的H2将A中溶液压入装置B中，在B中生成Fe(OH)2白色沉淀。
(3)取下装置B的橡胶塞，使空气进入装置B，观察到什么现象？写出反应的化学方程式。
提示：白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色；4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
1．制备Fe(OH)2的两种方法
方法 具体操作
有机覆
盖层法 将吸有NaOH溶液的长胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应，如下图所示：
方法 具体操作
还原性
气体保
护法 利用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀，如下图所示：
2.实验室制备Fe(OH)2的注意事项
[例1] 下图所示装置可用来制取Fe(OH)2和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化。实验提供的试剂有铁屑、6 mol/L的硫酸、NaOH溶液。下列说法错误的是(　　)
B
A．已知Y中盛有一定量的NaOH溶液，则X中应预先加入的试剂是铁屑，Z中收集到的气体主要是H2
B．实验开始时应先将E关闭
C．生成Fe(OH)2的操作为关闭E，将X中溶液压入Y中
D．取下Y的橡胶塞，使空气进入，沉淀颜色的变化为白色变成灰绿色，最终变成红褐色
用铁与稀硫酸反应制取硫酸亚铁，同时会产生H2，所以应该先在烧瓶中加入铁屑，Z中收集到的气体主要是H2，A正确；稀硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气，实验开始时应先打开E，让产生的H2将装置中的空气排尽，B错误；铁和稀硫酸反应有氢气生成，关闭E，X中的压强逐渐增大，将FeSO4溶液压入Y中发生反应，生成氢氧化亚铁，C正确；氢氧化亚铁不稳定，容易被空气中的氧气氧化成红褐色的氢氧化铁，沉淀的颜色变化为白色变成灰绿色，最终变成红褐色，D正确。
解析：
1．某实验小组的同学用下图所示装置制备Fe(OH)2。下列说法正确的是(　　)
A．分液漏斗在使用前需检查是否漏液
B．试剂X可选用CCl4，其主要作用是隔绝空气
C．将K1、K2、K3按顺序打开后即可观察到生成Fe(OH)2沉淀
D．Fe(OH)2在锥形瓶中生成
A
氢氧化亚铁易被空气中的氧气氧化，故应排尽装置内的空气后再生成氢氧化亚铁。分液漏斗在使用前需检查是否漏液，A正确；试剂X的密度应小于水，不能选用CCl4，B错误；实验时先打开K1、K2，用铁粉与稀硫酸反应生成的氢气排尽锥形瓶中的空气，然后关闭K1，打开K3，即可观察到生成Fe(OH)2沉淀，C错误；Fe(OH)2应该在盛有氢氧化钠溶液的试剂瓶中生成，D错误。
解析：
探究二 Fe3+和Fe2+的检验
菠菜、芹菜、黑木耳、蛋黄和动物内脏等食品中富含
铁元素，某研究小组的同学设计实验，检验菠菜中的
铁元素，实验步骤如下：
(1)取新鲜的菠菜10 g，将菠菜剪碎后研磨，然后倒入烧杯中，加入30 mL蒸馏水，搅拌。将上述浊液过滤，得到的滤液作为实验样品。
(2)取少许实验样品加入试管中，滴加几滴KSCN溶液，再加入少量氯水，振荡，观察现象。
[问题设计]
(1)剪碎后的菠菜放在________中研磨，过滤浊液时用到的玻璃仪器有_________________________________________________________。
提示：研钵　漏斗、玻璃棒、烧杯
(2)向实验样品中滴加KSCN溶液，无明显现象，再加入少量氯水，溶液变成红色，据此可得出什么结论？
提示：菠菜中含有铁元素，且以Fe2+形式存在。
1．Fe3+和Fe2+的检验方法
类别 Fe3+的检验 Fe2+的检验
显色法
(加KSCN
溶液)
现象 显红色(常用方法) 无明显现象，再加氯水显红色
离子
方程式 Fe3+＋3SCN－==Fe(SCN)3 2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－
Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3
类别 Fe3+的检验 Fe2+的检验
沉淀
法(加
NaOH
溶液)
现象 红褐色沉淀 白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀
离子
方程式 Fe3+＋3OH－===Fe(OH)3↓ Fe2+＋2OH－===Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===
4Fe(OH)3
类别 Fe3+的检验 Fe2+的检验
氧化法(加酸性
KMnO4溶液) 无明显现象 溶液紫色褪去
[例2] 健康人体内含铁元素2～3 g，人体内的铁元素以亚铁离子和三价铁离子的形式存在，Fe2+易被吸收，所以给贫血者补充铁元素时，应补充含Fe2+的亚铁盐。“速力菲”(主要成分为琥珀酸亚铁，呈暗黄色)是市场上一种常见的补铁药物。该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸。某同学为了检测“速力菲”药片中Fe2+的存在，设计并进行了下图所示实验：
(1)试剂1的名称是__________；试剂2的化学式为__________。
(2)加入新制氯水，溶液中发生反应的离子方程式是
______________________________________________。
(3)加入试剂2时溶液为淡红色，说明“速力菲”中的Fe2+已被部分氧化，一般在服用“速力菲”时，同时服用维生素C，说明维生素C具有__________性。
盐酸
KSCN
2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－
还原
(4)不仅溶液中的Fe2+易被氧化成Fe3+，白色沉淀Fe(OH)2更易被O2氧化，请写出反应的化学方程式：
________________________________________________________。
观察到的现象为_________________________________________。
(5)FeCl2溶液存放时应在试剂瓶中加入________，防止FeCl2被氧化。
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色
铁屑
解析：
(1)试剂1用于溶解亚铁盐，一般可用盐酸，要检验亚铁离子，应先加入KSCN，再加入氯水，则试剂2为KSCN。
(2)新制氯水能将亚铁离子氧化成铁离子，溶液中发生反应的离子方程式是2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－。
(3)亚铁离子具有还原性，很容易被氧气氧化变质，加入试剂2时溶液为淡红色，说明“速力菲”中的Fe2+已被部分氧化，一般在服用“速力菲”时，同时服用维生素C，维生素C具有还原性，能将铁离子还原为亚铁离子。
(4)碱性环境中Fe(OH)2更易被O2氧化为氢氧化铁，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，可观察到白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。
(5)亚铁离子具有还原性，很容易被氧气氧化变质，FeCl2溶液存放时应在试剂瓶中加入铁屑防止氧化。
2．证明某溶液只含有Fe2+而不含Fe3+的实验方法是(　　)
A．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色
B．先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色
C．滴加NaOH溶液，立即产生红褐色沉淀
D．滴加KSCN溶液，溶液显红色
B
解析：
先加氯水，若有Fe2+则其会被氧化为Fe3+，滴加KSCN溶液变红，会看到与只有Fe3+时相同的现象，故不能证明该溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+，A错误；先滴加KSCN溶液，不显红色，说明没有Fe3+，再滴加氯水后显红色，说明原溶液中有Fe2+，B正确；滴加NaOH溶液，立即产生红褐色沉淀，说明有Fe3+，C错误；滴加KSCN溶液不变红，说明不含Fe3+，不能说明是否含有Fe2+，D错误。
1．向FeSO4溶液中加入NaOH溶液，生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，一段时间后变成红褐色，该红褐色沉淀对应化合物中铁元素的化合价为　(　　)
A．＋3 B．＋2 C．＋1 D. 0
A
FeSO4溶液与NaOH溶液反应生成Fe(OH)2白色沉淀，后变为灰绿色，最后变为红褐色Fe(OH)3沉淀，Fe(OH)3中铁元素的化合价为＋3。
解析：
2．下列有关铁及其化合物的说法不正确的是(　　)
A．如右图所示操作可制取Fe(OH)2
B．红热的铁与水蒸气发生反应，生成红棕色的固体
C．Fe3O4、Fe(OH)3均可以由化合反应制得
D．Fe(OH)3胶体可用氯化铁饱和溶液和沸水制备
B
挤出长胶头滴管中的NaOH溶液，在FeSO4溶液中生成Fe(OH)2沉淀，煤油起到隔绝空气的作用，A正确；红热的铁与水蒸气发生反应，生成黑色固体Fe3O4，B错误；Fe与O2化合生成Fe3O4，Fe(OH)2、O2和H2O化合生成Fe(OH)3，C正确；向沸水中滴加FeCl3饱和溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，即制得Fe(OH)3胶体，D正确。
解析：
3．为了检验某FeCl2溶液是否变质，可向溶液中加入的试剂是(　　)
A．FeCl3溶液 B．铁片
C．KSCN溶液 D．石蕊溶液
C
FeCl2溶液变质，即Fe2+被空气中的氧气氧化成Fe3+，则检验溶液中是否存在Fe3+即可。FeCl3溶液无法检验Fe3+，A错误；铁虽然能和Fe3+反应，但现象不明显，B错误；SCN－和Fe3+反应生成红色的Fe(SCN)3，反应很灵敏，可用KSCN溶液检验Fe3+，C正确；FeCl2溶液和FeCl3溶液都呈酸性，无法用石蕊溶液检验FeCl2溶液是否变质，D错误。
解析：
C
解析：
5．电子工业常用FeCl3溶液腐蚀绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。从腐蚀废液(主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2)中回收铜，并重新获得FeCl3溶液。废液处理流程如下：
(1)物质A的化学式是________。
(2)取少量滤液B于试管中，滴加NaOH溶液，产生的现象是________________________________________________________。请写出此过程中属于氧化还原反应的化学方程式：
_______________________________________________。
(3)写出步骤(Ⅱ)中生成FeCl3的离子方程式：
______________________________________________________。
Fe
生成白色絮状沉淀，白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变为红褐色
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－
由流程可知，向废液(主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2)中加入过量铁，铁和氯化铁反应生成氯化亚铁、和氯化铜反应生成铜和氯化亚铁，故物质A是铁，滤液B中含有氯化亚铁，固体中含有过量的铁和生成的铜；向固体中加入过量盐酸，盐酸和铜不反应、和铁反应生成氢气和氯化亚铁，故气体D为氢气、滤液C中含有过量盐酸和生成的氯化亚铁；将滤液B、C混合后通入氯气，氯气和氯化亚铁反应得到氯化铁溶液。
解析：

展开更多......

收起↑