资源简介

(共48张PPT)
第一节
铁及其化合物
基础课时14
铁的单质、氧化物和氢氧化物
第三章　铁
金属材料
必备知识·自主预习储备
NO.1
铝
四
＋2
＋3
延展性
导热性
＋3
＋2
功能性铁
储存铁
贫血
铁强化剂
铁红
磁性氧化铁
红棕
黑
＋2
＋3
不溶
不溶
不溶
碱性
红褐色
白色
白色固体，不溶于水
红褐色固体，不溶于水
关键能力·情境探究达成
NO.2
学习任务1
学习任务2
理解铁的氧化物、氢氧化物的主要性质
学习效果·随堂评估自测
NO.3
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答案
学习任务
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解析答案
学字习任务2铁的单质、氧化物和氢氧化物
学
习任
务
1．了解铁的存在、应用、认识应用铁的化学史，增强文化自信，培养学生“社会责任与科学精神”的核心素养。2．能用氧化还原反应原理认识铁的化学性质，同时根据实验事实探究Fe与H2O(g)的反应，培养学生“实验探究与证据推理”的核心素养。3．根据物质的分类和实验事实，了解铁的氧化物和氢氧化物的主要性质，培养“宏观辨识与微观探析”的核心素养。
一、铁的存在与性质
1．铁的存在与冶炼
(1)铁元素的存在
铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位，主要是以＋2价和＋3价化合物的形态存在于矿石中。
(2)铁的冶炼
①铁是目前产量最大，使用最广泛的金属。春秋初年，我国已掌握冶铁技术。
②工业炼铁的原理是用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来。高炉炼铁是用CO还原铁矿石(如Fe2O3)，化学方程式为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。
2．铁的性质
铁有延展性和导热性。铁能导电，但其导电性不如铜和铝。铁能被磁体吸引。
在一定条件下，铁作为还原剂，遇强氧化剂失去3个电子生成＋3价铁的化合物，遇到弱氧化剂失去2个电子生成＋2价铁的化合物。
(1)铁与非金属单质
①铁与氧气反应生成Fe3O4的方程式为3Fe＋2O2Fe3O4。
②铁与Cl2反应生成FeCl3的方程式为2Fe＋3Cl22FeCl3。
(2)铁与酸反应
铁与稀H2SO4反应的离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
(3)铁与盐溶液反应
铁与CuSO4溶液反应的离子方程式为Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋。
(4)铁与水蒸气反应
化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。
3．人体中的铁元素
人体内的含铁化合物主要分为两类，即功能性铁和储存铁。人体缺铁，就会发生贫血。我国已实施在某些酱油中加入铁强化剂的措施。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)铁在自然界中只存在＋2价和＋3价铁的化合物。
(
)
(2)铁在空气中燃烧生成Fe2O3。
(
)
(3)铁与酸反应生成＋3价铁盐。
(
)
(4)铁与H2O(g)反应时，H2O作氧化剂。
(
)
[答案]
(1)×
(2)×
(3)×
(4)√
铁与水蒸气可以反应，为什么在日常生活中可以用铁壶烧水？
[提示]
铁与冷水、热水均不易反应，只有在高温时才能与水蒸气反应，故可用铁壶烧水。
二、铁的氧化物与氢氧化物
1．铁的氧化物
(1)物理性质
化学式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗称
－
铁红
磁性氧化铁
颜色和状态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体
铁的价态
＋2价
＋3价
＋2价、＋3价
水溶性
不溶
不溶
不溶
(2)化学性质
①FeO不稳定，在空气中受热生成Fe3O4，其化学方程式为6FeO＋O22Fe3O4。
②FeO和Fe2O3均为碱性氧化物，二者与盐酸反应的离子方程式分别为FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O、Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。
2．铁的氢氧化物
(1)制备
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，生成红褐色沉淀，原因是Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(填反应的离子方程式)。
②在FeSO4溶液中滴入NaOH溶液，生成白色沉淀，原因是Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(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4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(填反应的化学方程式)。
(2)Fe(OH)2、Fe(OH)3的比较
Fe(OH)2
Fe(OH)3
颜色和溶解性
白色固体，不溶于水
红褐色固体，不溶于水
稳定性
在空气中易转化为Fe(OH)3
2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O(填化学方程式)
与盐酸反应
Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)FeO、Fe2O3、Fe3O4均为黑色固体，不溶于水。
(
)
(2)FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，与酸均反应生成盐和水。
(
)
(3)铁的两种氢氧化物均为碱，均为红褐色固体。
(
)
(4)制备Fe(OH)2时要注意避免O2的存在。
(
)
[答案]
(1)×
(2)√
(3)×
(4)√
铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量NaOH溶液，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣。上述过程中滤液中的金属阳离子，白色沉淀，红棕色残渣分别是什么？
[提示]
Fe2＋、Fe(OH)2、Fe2O3。
全面理解Fe的主要性质
铁与水蒸气反应的实验装置如图所示
请思考探究下列问题
(1)实验时，是先加热湿棉花还是先加热还原铁粉？
(2)点燃肥皂液时有什么现象？
(3)该实验中湿棉花的作用是什么？
(4)为了加速反应，往往把还原铁粉分散于石棉绒上，其原因是什么？
(5)写出该反应的化学方程式，并用双线桥表示出电子转移的情况。
[答案]
(1)先加热湿棉花，让水蒸气充满装置。
(2)有爆鸣声，也可能燃烧。
(3)提供水蒸气。
(4)增大了水蒸气与铁粉的接触面积。
1．铁的主要化学性质
2．铁化学性质的具体表现
化学性质
化学方程式举例
①Fe与非金属单质反应
②Fe与非氧化性酸反应
Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑(置换反应)
③Fe与盐溶液反应
Fe＋2FeCl3===3FeCl2(化合反应)
④Fe与氧化性酸反应
Fe与足量硝酸溶液反应生成Fe3＋
⑤Fe与H2O(g)的高温反应
3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2(置换反应)
注意：(1)Fe与冷水、热水不反应，Fe与H2O(g)高温下反应的产物是Fe3O4，而不是Fe2O3。
(2)铁在潮湿的空气中生成铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。
(3)铁分别与氯气和盐酸反应所得产物中铁元素的价态不同，Fe与Cl2反应不论用量多少都生成FeCl3，而Fe与盐酸反应生成FeCl2。
(4)Fe与Br2反应生成FeBr3，但与I2反应时生成FeI2，通过这一事实可以说明Br2的氧化性比I2强。
1．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
B
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2Fe＋3H2O(g)Fe2O3＋3H2
C．装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰
D．点燃装置D处的气体前必须检验气体的纯度
B
[装置A是将液态H2O转化为气态，与装置B中的铁粉在高温下发生反应，A项正确；铁粉与H2O(g)在高温下发生反应，生成Fe3O4和H2，B项错误；因生成的H2中含有较多的水蒸气，故需要用碱石灰等不与H2反应的干燥剂进行干燥，C项正确；不纯的H2在点燃时可能会发生爆炸，故在点燃H2前必须检验其纯度，D项正确。]
2．下列物质与铁反应只生成＋2价铁化合物的是________，生成Fe3O4的是________。(填序号)
①稀硫酸
②CuCl2溶液
③Cl2
④S
⑤O2
⑥H2O(g)
[答案]
①②④
⑤⑥
理解铁的氧化物、氢氧化物的主要性质
1．向Fe2O3中加入适量稀盐酸溶解，然后加入NaOH溶液有什么现象？改加过量盐酸，又有什么现象？写出变化过程的离子方程式。
[答案]　有红褐色沉淀生成。刚开始加入NaOH溶液时无明显现象，随着NaOH溶液的加入产生红褐色沉淀：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，H＋＋OH－===H2O，Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。
2．向FeO中加入适量稀盐酸溶解，然后加入NaOH溶液，有什么现象？为什么？写出有关化学方程式。
[答案]　生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变为红褐色。FeO＋2HCl===FeCl2＋H2O，FeCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl,4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
铁的氧化物、氢氧化物的性质及转化
注意：(1)在一定条件下，Fe3O4与盐酸反应可生成两种盐，即：Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O。
(2)FeO、Fe3O4遇到氧化性酸(如HNO3)可生成Fe3＋。
3．下列关于铁的氧化物说法错误的是(
)
A．铁的氧化物在通常状况下都是有色固体
B．四氧化三铁是一种复杂的铁的氧化物，它与盐酸反应后的溶液中同时存在Fe2＋和Fe3＋
C．FeO在空气中加热生成Fe2O3
D．工业上常使用铁的氧化物作原料冶炼铁
C
[铁的氧化物在通常状况下都是有色固体，如氧化铁是红棕色固体，氧化亚铁和四氧化三铁都是黑色固体，故A正确；四氧化三铁是一种复杂的铁的氧化物，可看作是由FeO、Fe2O3组成的化合物，它与盐酸反应后的溶液中同时存在Fe2＋和Fe3＋，B正确；FeO在空气中加热生成Fe3O4，故C错误；工业上常使用铁的氧化物作原料，用一氧化碳冶炼铁，故D正确。]
4．某溶液中可能存在Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋，加入NaOH溶液，开始时有白色沉淀生成，然后迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，下列结论正确的是(
)
A．一定有Fe2＋，一定没有Fe3＋、Mg2＋
B．一定有Fe3＋，一定没有Fe2＋、Mg2＋
C．一定有Fe3＋，可能有Fe2＋，一定没有Mg2＋
D．一定有Fe2＋，可能有Mg2＋，一定没有Fe3＋
D
[白色沉淀可能是Fe(OH)2、Mg(OH)2或它们的混合物；沉淀能变为灰绿色，最终变为红褐色，说明一定有Fe(OH)2生成，即原溶液中一定有Fe2＋；因Fe(OH)3呈红褐色，所以刚开始时无Fe(OH)3生成，即原溶液中不含Fe3＋；又因红褐色可掩盖白色，则不能证明是否含Mg2＋，故D项正确。]
1．常温下，将铁片放入下列溶液中，不发生反应的是(
)
A．
稀硫酸
B．
氯水
C．
氢氧化钠溶液
D．
硫酸铜溶液
C
[铁与稀硫酸反应：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑；氯水呈酸性，且有强氧化性，可以和铁反应；
铁与硫酸铜发生置换反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu；铁与氢氧化钠溶液不发生反应，C项符合题意。]
2．有关铁的氧化物的说法中，不正确的是(
)
A．赤铁矿主要成分是Fe2O3，Fe2O3是红棕色的，常用作红色油漆和涂料
B．Fe3O4是黑色晶体，其中的铁显＋2价，的铁显＋3价
C．FeO、Fe2O3、Fe3O4都不溶于水，但都能和盐酸反应生成相应的盐
D．将Fe(OH)2露置在空气中加热灼烧所得的产物为Fe3O4
D　[Fe(OH)2露置在空气中易被氧化为Fe(OH)3，所以Fe(OH)2露置在空气中加热产生Fe(OH)3，灼热Fe(OH)3分解所得的产物为Fe2O3。]
3．下列变化过程中，不能一步实现的是(
)
A．FeFeCl3
B．FeFe3O4
C．FeFe3O4
D．FeFeCl3
[答案]
D
4．向下列物质中滴加NaOH溶液产生白色絮状沉淀，并迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的是(
)
A．FeSO4
B．Na2SO4
C．FeCl3
D．KCl
[答案]
A
5．金属单质A可发生以下反应，试判断：
(1)A、B、C、D、E分别是(写化学式，B写主要成分)。
A．________、B．________、C．________、D．________、
E．________。
(2)写出反应③、④的离子方程式：
③_______________________________________________________________
________________________________________________________________、
④______________________________________________________________
________________________________________________________________。
(3)黑色固体C与盐酸反应的化学方程式为____________________________
________________________________________________________________。
[解析]
单质A为Fe，其转化关系为
[答案]
(1)Fe
Fe2O3
Fe3O4
Cu
H2
(2)Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
(3)Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O
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8
-(共42张PPT)
第一节
铁及其化合物
基础课时15
铁盐和亚铁盐
第三章　铁
金属材料
必备知识·自主预习储备
NO.1
红
浅绿
不变
红色
还原
氧化
稀硫酸
＋3
关键能力·情境探究达成
NO.2
学习任务
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学习效果·随堂评估自测
NO.3
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基于类别属于金属氧化物预测
反
应生成盐与HO
Fe
o
基于元素价态Fe为+3价,为铁元素的高
态,预测元素具有性
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答案
学习任务
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解析答案铁盐和亚铁盐
学
习
任
务
1．通过实验探究铁盐和亚铁盐的化学性质，并能用化学方程式或离子方程式正确表示。培养学生“科学探究与证据推理”的核心素养。2．通过实验探究“Fe2＋、Fe3＋”的检验方法，培养学生“科学探究与模型认知”的核心素养。
铁盐和亚铁盐的检验与转化
1．Fe3＋和Fe2＋的检验
向含有Fe3＋的盐溶液中加入KSCN溶液，现象是溶液变红色；向含Fe2＋的盐溶液中加入KSCN溶液，溶液不变红色。利用KSCN溶液可以检验Fe3＋的存在。
2．Fe3＋和Fe2＋的相互转化
实验操作
实验现象
加适量铁粉振荡后，溶液变成浅绿色，再加KSCN溶液颜色不变，再滴加氯水后，溶液变成红色
离子方程式
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
结论
Fe3＋遇到较强的还原剂时，会被还原成Fe2＋，Fe2＋在较强的氧化剂的作用下会被氧化成Fe3＋
3.用覆盖铜板制作印刷电路板原理
将覆盖铜板放入FeCl3溶液中，其反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。
4．方法导引——基于类别和元素价态的视角
(1)
(2)FeSO4的获得途径
①基于类别设计：可以由Fe与稀硫酸反应获得，也可以由Fe与盐的置换反应获得。
②基于元素价态设计：Fe与＋3价的铁盐反应得到＋2价铁。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)FeCl2与FeCl3溶液可以用NaOH溶液或KSCN溶液鉴别。
(
)
(2)检验溶液中的Fe2＋可以先加氯水再加KSCN溶液，观察溶液是否变红。
(
)
(3)金属阳离子只有氧化性。
(
)
(4)向FeCl3溶液中滴加适量的KSCN溶液，会产生红色的沉淀。
(
)
(5)FeCl3与Cu的反应为置换反应。
(
)
[答案]
(1)√
(2)×
(3)×
(4)×
(5)×
①具有磁性的黑色固体
a．铁单质
②用于治疗缺铁性贫血
b．三氧化二铁
③涂料中的红色颜料
c．四氧化三铁
④用于保存亚铁盐溶液
d．氢氧化亚铁
⑤在空气中很不稳定
e．亚铁盐
⑥遇KSCN溶液变色
f．铁盐
[答案]
①—c
②—e
③—b
④—a
⑤—d
⑥—f
向某未知酸性溶液中滴加KSCN溶液，无明显现象，但放置一段时间后，溶液慢慢变红色。可以说明什么？写出有关离子方程式。
[提示]
可以说明溶液中含有Fe2＋。4Fe2＋＋4H＋＋O2===4Fe3＋＋2H2O。
Fe2＋、Fe3＋的检验与性质及转化
1．某溶液中加KSCN溶液，颜色无变化，再加氯水溶液变红，说明什么？发生的反应是什么？
[答案]
说明原溶液中无Fe3＋，有Fe2＋，2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
2．某溶液中加KSCN溶液，溶液变红，然后加足量Fe粉，红色又褪去，说明什么？写出反应的离子方程式。
[答案]
原溶液中有Fe3＋，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
3．如何通过实验证明Fe3O4中含有＋2价铁？
[答案]
取Fe3O4少许于试管中，加入稀H2SO4溶解，再向其中加入几滴酸性KMnO4溶液，若紫色褪去，证明Fe3O4中含Fe2＋。
1．Fe2＋、Fe3＋的检验
(1)直接观察颜色
(2)利用氢氧化物沉淀的颜色
(3)利用显色反应
(4)利用Fe2＋的还原性
注意：(1)同时含有Fe2＋和Fe3＋的溶液
Fe2＋对检验Fe3＋无干扰，可以滴加KSCN溶液检验Fe3＋；Fe3＋对检验Fe2＋有干扰，不能采用加KSCN溶液检验Fe2＋，通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去说明含有Fe2＋。
(2)检验铁的氧化物中是否有＋2价铁时，正确的思路为少量固体溶液紫红色褪去。
①步骤a中不能选用盐酸，原因是酸性KMnO4溶液可以氧化盐酸。
②步骤a中不能选用稀硝酸，原因是稀硝酸可以将Fe2＋氧化为Fe3＋。
2．Fe2＋与Fe3＋的相互转化
(1)Fe2＋―→Fe3＋
氧化剂(较强)：①Cl2、Br2；②O2(H＋)；③H2O2；④HNO3；⑤MnO；⑥ClO－等。
(2)Fe3＋―→Fe2＋
还原剂：①Fe；②Cu；③Al(适量)；④Zn(适量)。
1．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，说明不含Fe2＋
B．向某溶液中通入Cl2，然后加入KSCN溶液，溶液变为红色，说明原溶液中含有Fe2＋
C．向某溶液中加入NaOH溶液，生成红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋
D．向某溶液中加入NaOH溶液生成白色沉淀，又观察到沉淀颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe3＋，不含有Mg2＋
C
[向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液呈红色，证明存在Fe3＋，不能证明没有Fe2＋，故A项错误；若原溶液中不含Fe2＋，含有Fe3＋，通入Cl2，加入KSCN溶液，溶液也变为红色，故B项错误；加入NaOH溶液，生成红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋，故C项正确；若存在Mg2＋，生成的氢氧化镁为白色沉淀，氢氧化铁沉淀的红褐色可掩盖氢氧化镁沉淀的白色，故D项错误。]
2．用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是(
)
A．若无固体剩余，则溶液中一定有Fe3＋
B．若有固体存在，则溶液中一定有Fe2＋
C．若溶液中有Cu2＋，则一定没有固体析出
D．若溶液中有Fe2＋，则一定有Cu析出
B
[FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上铜的反应为2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，所得的溶液中存在FeCl2和CuCl2，还可能有过量的FeCl3溶液，加入铁粉充分反应后，A项中若无固体剩余，说明原溶液中含有Fe3＋，反应后不一定还含有Fe3＋；B项中不管固体是铁粉还是铜粉，溶液中一定含有Fe2＋；C项中若溶液中有Cu2＋，可以有部分铜固体析出；D项中若溶液中有Fe2＋，不一定有Cu析出。]
3．某化学小组为验证Fe3＋与Fe2＋能够相互转化，进行如下实验。
实验操作
对应现象
①向FeCl3溶液中加入过量铁粉②滴加KSCN溶液③再滴加几滴氯水
ⅰ.溶液由棕黄色变为浅绿色ⅱ.溶液无明显变化ⅲ.溶液变红
下列分析不合理的是(
)
A．解释现象ⅰ的反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
B．实验②与③可以调换顺序
C．溶液变红涉及反应：Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋
D．氧化性：Cl2＞Fe3＋＞Fe2＋
B
[向FeCl3溶液中加入过量铁粉，铁与Fe3＋反应生成Fe2＋，溶液由棕黄色变为浅绿色，A正确；先加氯水，再加KSCN溶液，溶液变红，不能排除Fe3＋的影响，故无法检验Fe2＋，B错误；滴入氯水后，Fe2＋被氧化为Fe3＋，C正确；由反应方程式可知，氧化性：Cl2＞Fe3＋＞Fe2＋，D正确。]
4．某工程师为了从腐蚀废液中回收铜，并重新获得FeCl3溶液，准备采用如图所示方案：
(1)请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式。
①________，②________，③________，
④________，⑤________。
(2)请写出相关反应的化学方程式：________________________________；
______________________________________________________________；
______________________________________________________________；
______________________________________________________________。
[解析]
从腐蚀废液中回收Cu的流程如图所示：
[答案]
(1)①Fe
②FeCl2
③Fe和Cu
④HCl
⑤Cl2
(2)CuCl2＋Fe===FeCl2＋Cu
2FeCl3＋Fe===3FeCl2
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
1．化学老师在课堂上演示了一个“血手印”魔术。预先在手上喷上KSCN溶液，然后印在白纸上晾干。用某溶液喷洒白纸，白纸立刻出现红色手印，该溶液不可能是(
)
A．FeSO4溶液
B．Fe2(SO4)3溶液
C．FeCl2与FeCl3的混合液
D．FeCl3溶液
A
[Fe3＋与SCN－结合生成红色的Fe(SCN)3。]
2．(双选)下列反应中，Fe3＋表现出氧化性的是(
)
A．FeCl3溶液使淀粉碘化钾试纸变蓝
B．向FeCl3溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀
C．向FeCl3溶液中加入AgNO3溶液产生白色沉淀
D．向FeCl3溶液中加入少量铁粉，铁粉消失
[答案]
AD
3．向某溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化。当再滴入几滴新制氯水后，混合溶液变成红色，则下列结论错误的是(
)
A．该溶液中一定含有SCN－
B．氧化性：Fe3＋>Cl2
C．Fe2＋与SCN－不能形成红色物质
D．Fe2＋被氧化为Fe3＋
B
[溶液中的Fe2＋与加入的新制氯水发生反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，故氧化性：Fe3＋4．硫酸亚铁溶液含有杂质硫酸铜和硫酸铁，为除去杂质，提纯硫酸亚铁，应该加入下列物质中的(
)
A．锌粉
B．镁粉
C．铁粉
D．铝粉
C
[铁粉可将硫酸铁转化为硫酸亚铁，将硫酸铜转化为硫酸亚铁和单质铜，然后过滤即可提纯硫酸亚铁，锌、镁、铝都有可能将亚铁离子置换成铁，并且会引入新的杂质锌离子、镁离子或铝离子等。]
5．(素养题)人体内的血红蛋白是含铁的化合物，它具有固定氧和输送氧的功能。人体若缺铁，血红蛋白含量会减少，易患缺铁性贫血。此时，可服含硫酸亚铁的药物或多食用含铁丰富的食物。
(1)血红蛋白中的铁的价态主要为________价，理由是_________________
________________________________________________________________。
(2)血红蛋白中铁若被亚硝酸盐氧化而出现人体中毒，可服用维生素C而解毒，其原理是_________________________________________________________
________________________________________________________________。
[答案]
(1)＋2价
＋2价铁能与O2结合，把O2运输到各组织需要的部位
(2)亚硝酸盐使血红蛋白中的＋2价铁变为＋3价铁，不能结合氧而中毒，维生素C有还原性，可以将＋3价铁再还原为＋2价铁而解毒
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-(共46张PPT)
第一节
铁及其化合物
能力课时7
Fe(OH)2制备与“铁三角”关系
第三章　铁
金属材料
探究要点·典例合作细解
NO.1
探究任务1
探究任务2
“铁三角”关系及应用
学科素养·潜移默化养成
NO.2
能力过关·随堂评估自测
NO.3
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探究任务
Naoh
溶液
改进
Naoh
溶液
FeSO4
苯
溶液
FeSO4
溶液
教材原型
改
讲
改进
稀硫酸NQH液
B
Feso
溶液
稀硫酸
过量
水
NaoH
铁粉
铁粉
溶液
点此进入
解析答案
探究任务2
NaOH溶液
FeSO溶液Fe(OH)2制备与“铁三角”关系
探
究
任
务
1．探究Fe(OH)2的制备方法和注意问题。2．探究“铁三角”关系及其应用。
Fe(OH)2的制备方法
1．Fe(OH)2实验室制备装置及其改进
2．防止Fe(OH)2被氧化的方法
防止Fe(OH)2被氧化的关键是避免生成的Fe(OH)2接触O2
(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。
如图所示装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时颜色的变化。实验时必须使用铁屑和6
mol·L－1的硫酸，其他试剂任选。
填写下列空白：
(1)B中盛一定量的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)实验开始时先将止水夹E________(填“打开”或“关闭”)，C中收集到气体的主要成分是________。
(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程：________________________________
______________________________________________________________。
(4)拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，写出有关反应的化学方程式：_______________________________________________。
[解析]
实验开始时先打开止水夹E，让生成的H2把A、B装置中的空气排出，让Fe(OH)2在H2气氛中生成，以便较长时间观察Fe(OH)2的颜色。H2充满B后关闭止水夹E，A中的FeSO4溶液沿竖直长导管进入B瓶，与NaOH反应。
[答案]
(1)铁屑
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
(2)打开
H2
(3)关闭止水夹E，A中压强增大，把FeSO4溶液压入B瓶中进行反应
(4)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
1．实验室用FeCl2和烧碱制备Fe(OH)2，为了使生成的产物不容易被氧化，下列说法不正确的是
(
)
A．配制FeCl2溶液和烧碱溶液所用的蒸馏水通常要煮沸
B．可在FeCl2溶液的上面加一层苯，以隔绝空气
C．向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入溶液内
D．产生Fe(OH)2沉淀后，不能振荡试管
C
[A对，FeCl2溶液和烧碱溶液要现用现配，且配制溶液的蒸馏水要煮沸以除去氧气，确保Fe(OH)2在无氧环境中生成。B对，在FeCl2溶液的上面加一层苯或一层油，以隔绝空气。C错，向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，要将胶头滴管的尖嘴伸入FeCl2溶液中，防止氢氧化钠溶液在滴入时接触空气而溶有氧气。D对，产生Fe(OH)2沉淀后，若振荡试管，会增大沉淀与空气接触的机会，使沉淀更易被氧化。]
“铁三角”关系及应用
1．“铁三角”转化关系
(1)Fe只具有还原性，可以被氧化剂氧化为Fe2＋、Fe3＋
(2)Fe2＋既具有氧化性又具有还原性
(3)Fe3＋具有较强氧化性，可被还原为Fe2＋或Fe
2．“铁三角”转化的应用
(1)含Fe2＋、Fe3＋的除杂问题
主要成分
杂质
除杂方法
FeCl3(aq)
FeCl2(aq)
加入氯水或H2O2
FeCl2(aq)
FeCl3(aq)
加过量铁粉后过滤
FeCl2(aq)
CuCl2(aq)
加过量铁粉后过滤
(2)离子的共存问题
①Fe3＋与I－、S2－等还原性离子不能大量共存。
②Fe2＋与MnO(H＋)、ClO－等氧化性离子不能大量共存。
将金属铁、铜投入FeCl3溶液中充分反应，下列对反应情况设想的评价正确的是(
)
选项
反应情况设想
评价
A
当铁、铜均无剩余时，溶液中一定有Fe2＋、Cu2＋，一定无Fe3＋
正确，Fe3＋和铁、铜均可反应
B
当铁、铜均有剩余时，溶液中一定有Fe2＋、Cu2＋，无Fe3＋
正确，铁和铜都与Fe3＋反应，故无Fe3＋
C
当铜有剩余，铁无剩余时，溶液中一定只有Fe2＋，无Cu2＋
正确，铜有剩余，故无Cu2＋
D
当铁有剩余，铜无剩余时，溶液中一定有Fe2＋、Cu2＋
不正确，不可能出现铁有剩余而铜无剩余的情况，因为铁的还原性比铜的强，铁先与Fe3＋反应
D
[对各选项的分析如下：
A
铁、铜均无剩余时，说明反应①②均发生，可能铁、铜恰好把Fe3＋反应完，也可能铁、铜的量不足，Fe3＋有剩余
错误
B
铁、铜均有剩余时，说明只发生反应①，且Fe3＋反应完了，反应②没发生，故溶液中无Cu2＋
错误
C
当铜有剩余，铁无剩余时，说明反应①发生，反应②可能发生也可能没发生，因此溶液中一定有Fe2＋，可能有Cu2＋
错误
D
反应①先发生，把铁消耗完了，铜才参与反应，不可能存在铁有剩余而铜无剩余的情况
正确
2．把表面有少量氧化物的铜片和铁片一起放入盐酸中，充分反应后，所得溶液中的金属离子为(
)
A．Fe3＋和Cu2＋
B．Fe2＋和Cu2＋
C．Fe2＋和Fe3＋
D．Fe2＋
D
[本题涉及的物质的性质有：CuO与盐酸的反应，Fe、Fe2O3与盐酸的反应，Fe3＋与Fe、Cu的反应，Fe与Cu2＋的反应等。表面氧化物较少，溶于盐酸后，生成的Fe3＋和Cu2＋较少，分别被Fe还原为Fe2＋和Cu，Cu与盐酸不反应，Fe与盐酸反应生成Fe2＋。]
3．已知A为常见的金属单质，根据如图所示的关系，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：浅绿色→棕黄色
C．④的离子方程式：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
D．⑤的离子方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
B
[由“红褐色固体”可知F是Fe(OH)3，从而得出A为Fe，“黑色晶体”B为Fe3O4，继而推出C为FeCl2，D为FeCl3，E为Fe(OH)2，故A错，B正确。⑤的离子方程式为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，④的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，故C、D错。]
4．除去FeCl2溶液中少量的FeCl3，最好的办法是
(
)
A．加入氢氧化钠溶液
B．通入氯气
C．加入铜粉
D．加入铁粉
D
[要实现Fe3＋―→Fe2＋的转化，需要加入还原剂，且不引入新的杂质离子，最好的办法是加入足量铁粉充分反应后过滤，发生反应的化学方程式为2FeCl3＋Fe===3FeCl2。]
素材1
工业印刷电路板的制作流程如图所示，其中“蚀刻”所用的就是溶液FeCl3。
(1)FeCl3溶液蚀刻印刷电路板的反应原理是什么？写出化学方程式和离子方程式。
[答案]
2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2；2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。
(2)反应后的“蚀刻液”中含有哪些金属离子？如果要回收得到Cu和FeCl3，需要怎样设计回收方案？画出流程图。
[答案]
“蚀刻液”中含Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋。
素材2
为了提高皮革的耐曲折强度以及耐化学药剂和微生物的作用，常常使用绿矾作为鞣革剂。绿矾晶体(FeSO4·7H2O)由于保存不妥或长久放置，容易被空气中的氧气氧化而变质。为探究绿矾样品的变质情况，化学兴趣小组的同学设计了下列实验方案。
可供选择的试剂：硫氰化钾溶液、酸性高锰酸钾溶液、氯水、氢氧化钠溶液、氯化钡溶液、铁粉，请参与完成方案设计。
实验准备：取少量绿矾样品，用蒸馏水在烧杯中配成溶液。
(1)如何证明绿矾已被氧化？
(2)如何证明绿矾已完全被氧化
(3)为了防止绿矾溶液被氧化，如何操作？
[答案]
(1)取少量溶液，加入几滴硫氰化钾溶液，若观察到溶液变红色，则证明绿矾样品已被氧化。
(2)取少量溶液，加入几滴酸性高锰酸钾溶液，若观察到溶液不褪色，则证明绿矾样品完全被氧化。
(3)向溶液中加入适量铁粉。
通过素材1，让学生了解工业印刷电路板的制作原理，通过素材2，让学生了解绿矾的应用和不稳定性。提升学生“科学精神与社会责任”的核心素养。
1．下列有关氢氧化亚铁及其制备方法的叙述中，不正确的是(
)
A．氢氧化亚铁易被空气氧化
B．氢氧化亚铁为灰绿色絮状沉淀
C．可利用如图所示装置，制备氢氧化亚铁
D．实验中所用氢氧化钠溶液应预先煮沸
B
[Fe(OH)2为白色絮状沉淀，B项错误。]
2．在硫酸铁溶液中，加入a
g铜完全溶解后再加入b
g铁，充分反应后得到c
g残余固体，且a＞c，则下列说法中正确的是(
)
A．残余固体可能为铁和铜的混合物
B．最后得到的溶液可能含有Fe3＋
C．残余固体是铁，溶液中一定不含Cu2＋
D．残余固体全部是铜
D
[加入的a
g铜由于发生反应：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋而全部溶解，如果这部分铜在加入b
g铁后恰好被全部还原出来，则c应与a相等，现题给条件中知a＞c，说明加入的a
g铜没有全部被还原，溶液中还有Cu2＋，同时也说明加入的铁不足(否则a
g铜将会被全部还原出来)，加入的铁被氧化成Fe2＋；而Fe3＋由于不能与单质铜共存，在溶液中已经不再存在；综上所述，c
g残余固体是铜，溶液中还存在Cu2＋、Fe2＋这2种金属阳离子，D项正确。]
3．向FeCl3溶液中同时加入铁粉和铜粉，充分反应后不会出现的结果是(
)
A．铁、铜均有
B．铁、铜均无
C．有铜无铁
D．有铁无铜
D
[Fe3＋先与Fe反应，Fe完全反应后，Fe3＋再与Cu反应，故充分反应后不可能有铁无铜，D符合题意。]
4．取某含铁元素的固体A进行如下实验：
根据下列转化关系，下列叙述不正确的是(
)
A．试剂1是KSCN溶液
B．试剂2可以是新制氯水
C．溶液B中只有Fe3＋无Fe2＋
D．溶液C到溶液F红色加深的原因是溶液中的Fe2＋被氧化剂氧化成Fe3＋，使Fe3＋浓度增大
C
[从框图可知，A和稀盐酸反应生成棕黄色溶液，加入试剂1变成淡红色溶液C，可以推断溶液B中含有Fe3＋，加入KSCN溶液生成Fe(SCN)3；加入试剂2得到深红色溶液F，可知试剂2为强氧化剂，溶液B中含有Fe2＋，加入试剂2(强氧化剂)，Fe2＋
被氧化为Fe3＋，并进一步转化为Fe(SCN)3，所以溶液红色加深，故C错误。]
5.(素养题)在如图所示装置中，用不含O2的NaOH溶液、铁屑和稀硫酸制备Fe(OH)2。
(1)在试管Ⅰ中加入的试剂是_______________________________________。
(2)在试管Ⅱ中加入的试剂是______________________________________。
(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，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
______________________________________________________。
[解析]
试管Ⅱ是开口式的，无法利用产生的气体将溶液压入试管Ⅰ中，所以制取FeSO4应在试管Ⅰ中进行，而在试管Ⅱ中应加入不含O2的NaOH溶液。当把Fe与稀硫酸放入试管Ⅰ后，产生的H2可通过试管Ⅰ内的短导管排出试管Ⅰ内的空气，然后经过止水夹进入试管Ⅱ中，再排尽试管Ⅱ内的空气。最后关闭止水夹，试管Ⅰ内产生的H2无法逸出，H2产生的压强将试管Ⅰ内生成的FeSO4溶液通过长导管压入试管Ⅱ内，在此过程中，液体都处于H2氛围中，从而避免了空气中的O2溶解在溶液中将反应生成的Fe(OH)2氧化成Fe(OH)3。
[答案]
(1)稀硫酸、铁屑
(2)不含O2的NaOH溶液
(3)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
(4)试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，外界空气不容易进入装置
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