202X_202X學(xué)年高中化學(xué)第三章第一節(jié)鐵及其化合物課件新人教版必修1

1、第三章 鐵金屬材料第一節(jié)鐵及其化合物知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主測(cè)試1.鐵生銹的條件是與水、空氣同時(shí)接觸。2.光亮的鐵絲在空氣中能否燃燒?鐵絲在純氧中燃燒的現(xiàn)象如何?請(qǐng)寫(xiě)出相應(yīng)的化學(xué)方程式。提示鐵絲在空氣中不能燃燒。鐵絲在氧氣中劇烈燃燒,火星四射,生成黑色固體。3Fe+2O2 Fe3O4。3.鐵與鹽酸、CuSO4溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式分別為Fe+2H+=Fe2+H2, Fe+Cu2+=Fe2+Cu。4.將幾滴FeCl3飽和溶液滴入沸騰的蒸餾水中,繼續(xù)加熱至液體呈紅褐色,停止加熱。所得液體即為氫氧化鐵膠體。知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主測(cè)試一、鐵元素概述1.自然界中的鐵:既有單質(zhì)(隕鐵中的鐵單質(zhì))形態(tài)又有化合物

2、(礦石中+2、+3價(jià)鐵的化合物)形態(tài)。2.含量:鐵在地殼中含量居第四位,僅次于氧、硅、鋁。3.開(kāi)發(fā)利用:春秋初年我國(guó)已掌握了冶鐵技術(shù)。工業(yè)煉鐵原理(以Fe2O3為例)3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2。知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主測(cè)試二、鐵的單質(zhì)1.物理性質(zhì)鐵有延展性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性,但其導(dǎo)電性不如銅和鋁,鐵還能被磁鐵吸引。其熔、沸點(diǎn)較高,熔點(diǎn):1 535 、沸點(diǎn):2 750 。密度:7.86 gcm-3。2.化學(xué)性質(zhì)(1)與非金屬單質(zhì)(O2、Cl2等)反應(yīng),如Fe與Cl2反應(yīng):2Fe+3Cl2 2FeCl3。(2)與鹽酸、稀硫酸反應(yīng):Fe+2H+=Fe2+H2(離子方程式)。(3)與某些鹽反應(yīng),如

3、Fe與CuSO4溶液反應(yīng):Fe+Cu2+=Fe2+Cu(離子方程式)。知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主測(cè)試(4)與水反應(yīng),通常鐵與冷水和熱水均不反應(yīng),但鐵可與水蒸氣反應(yīng)。 知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主測(cè)試【微思考1】金屬鐵通過(guò)哪些類(lèi)型的反應(yīng)可直接生成Fe3O4?知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主測(cè)試三、鐵的重要化合物1.鐵的氧化物知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主測(cè)試知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主測(cè)試2.鐵的氫氧化物 知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主測(cè)試3.鐵鹽、亞鐵鹽(1)Fe3+的檢驗(yàn) 知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主測(cè)試(2)Fe2+和Fe3+的轉(zhuǎn)化 寫(xiě)出下列反應(yīng)的離子方程式:FeCl3溶液與鐵粉:2Fe3+Fe=3Fe2+。FeCl2溶液與氯水:2Fe2+Cl22F

4、e3+2Cl-。FeCl3溶液與覆銅板:2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+?！疚⑺伎?】Fe、FeSO4和Fe2(SO4)3三種物質(zhì)中,哪種物質(zhì)可做氧化劑,哪種可做還原劑,哪種既可做氧化劑又可做還原劑?提示Fe、FeSO4和Fe2(SO4)3三種物質(zhì)中鐵元素的化合價(jià)分別為0、+2、+3價(jià),根據(jù)含元素最高價(jià)的物質(zhì)只能做氧化劑,含元素最低價(jià)的物質(zhì)只能做還原劑,處于中間價(jià)態(tài)的物質(zhì)既可做氧化劑又可做還原劑得出結(jié)論:Fe2(SO4)3可做氧化劑,Fe可做還原劑,FeSO4既可做氧化劑又可做還原劑。知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主測(cè)試1.判斷正誤(正確的打“”,錯(cuò)誤的打“”)。(1)Fe與H2O(g)反應(yīng)生成Fe2O

5、3和H2。 ()(2)鐵有多種氧化物,且均為黑色固體。 ()(3)Fe3O4中的Fe化合價(jià)有+2和+3價(jià),Fe3O4為混合物。 ()(4)Fe(OH)2和Fe(OH)3均為弱堿,均與鹽酸反應(yīng)生成鹽和H2O。 ()(5)Fe(OH)2易被溶解在溶液中的O2氧化為Fe(OH)3。()(6)Fe2+遇到氧化劑Cl2、KMnO4、H2O2均被氧化為Fe3+。 ()(7)FeCl3溶液與Fe、Cu反應(yīng),體現(xiàn)了FeCl3的還原性。 ()(8)Fe3+遇KSCN溶液可生成紅色沉淀。 ()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主測(cè)試2.下列關(guān)于鐵與水蒸氣反應(yīng)的說(shuō)法中不正確的是

6、()A.反應(yīng)中有氫氣產(chǎn)生B.此反應(yīng)需在高溫條件下才能發(fā)生C.生成的鐵的化合物中鐵全部呈+3價(jià)D.該反應(yīng)中水做氧化劑答案C解析Fe與H2O(g)反應(yīng)生成Fe3O4和H2,Fe3O4中Fe的化合價(jià)既有+2價(jià)又有+3價(jià)。知識(shí)鋪墊新知預(yù)習(xí)自主測(cè)試3.下列離子方程式中正確的是()A.鐵與鹽酸反應(yīng):2Fe+6H+=2Fe3+3H2B.氯氣與氯化亞鐵溶液反應(yīng):2FeCl2+Cl2=2FeCl3C.氯化鐵溶液與鐵反應(yīng):Fe3+Fe=2Fe2+D.氯化鐵溶液與氫氧化鈉溶液反應(yīng):Fe3+3OH-=Fe(OH)3答案D解析由于鹽酸中H+的氧化性弱,故鐵與鹽酸反應(yīng)時(shí),Fe只能被氧化為Fe2+,A錯(cuò)誤;B項(xiàng)是化學(xué)方程式

7、,不是離子方程式,FeCl2中Cl-實(shí)際不參加反應(yīng),應(yīng)刪去;C項(xiàng)中電荷不守恒。 探究一探究二探究三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè) “Fe、Fe2+、Fe3+”的三角轉(zhuǎn)化關(guān)系的三角轉(zhuǎn)化關(guān)系 問(wèn)題探究1.【實(shí)驗(yàn)探究】探究一探究二探究三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)2.Fe(OH)3、FeCl3、FeCl2是否都可由化合反應(yīng)得到?請(qǐng)寫(xiě)出可能的化學(xué)方程式。 提示它們均可由化合反應(yīng)得到,反應(yīng)的化學(xué)方程式為3.如何除去FeCl3溶液中混有的FeCl2?如何除去FeCl2溶液中混有的FeCl3?提示通入Cl2;加入鐵粉。探究一探究二探究三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè) 深化拓展1.“鐵三角”轉(zhuǎn)化關(guān)系探究一探究二探究三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)探究一探究二探究

8、三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)2.含鐵物質(zhì)的分離與除雜 探究一探究二探究三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)素能應(yīng)用典例1已知有以下物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化:試回答:(1)B的化學(xué)式為,D的化學(xué)式為。 (2)寫(xiě)出由E轉(zhuǎn)變成F的化學(xué)方程式:。 (3)常用檢驗(yàn)G中的陽(yáng)離子,其現(xiàn)象為。 (4)向G溶液加入A的有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為。 探究一探究二探究三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)答案(1)FeCl2KCl(2)4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3(3)KSCN溶液棕黃色溶液變?yōu)榧t色溶液(4)2Fe3+Fe=3Fe2+解析根據(jù)流程圖,推知D溶液為KCl溶液,H為AgCl,E為Fe(OH)2,F為Fe(OH)3,G為FeCl3,然后根據(jù)圖中物

9、質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,推知A為Fe,B為FeCl2,C為KOH。探究一探究二探究三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)變式訓(xùn)練1-1欲除去FeSO4溶液中含有的CuSO4和Fe2(SO4)3等少量雜質(zhì),應(yīng)選用的試劑是()A.氨水B.鋁粉C.鐵粉D.NaOH溶液答案C解析加入鐵粉后,Cu2+Fe=Cu+Fe2+,2Fe3+Fe=3Fe2+,然后將過(guò)量的鐵粉及Cu過(guò)濾即可。探究一探究二探究三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)變式訓(xùn)練1-2按下圖要求寫(xiě)出下列三個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式,屬于離子反應(yīng)的只寫(xiě)出離子方程式。探究一探究二探究三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)答案(1)Fe3O4+8H+=Fe2+2Fe3+4H2O(2)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4F

10、e(OH)3(3)Fe(OH)3+3H+=Fe3+3H2O解析此題從反應(yīng)轉(zhuǎn)化過(guò)程來(lái)看,唯一能作為解題突破口的是紅褐色固體F。結(jié)合題意不妨設(shè)F即為Fe(OH)3固體。由題可知,A在不同條件下反應(yīng)能得到C和D,而由A經(jīng)反應(yīng)得到的B在同一反應(yīng)中能產(chǎn)生C和D,C應(yīng)為低價(jià)態(tài),C經(jīng)反應(yīng)得到E,而E經(jīng)O2氧化可得FFe(OH)3。由此可判斷E為Fe(OH)2,則C含F(xiàn)e2+,所以D含F(xiàn)e3+,而B(niǎo)則應(yīng)是Fe3O4,A是Fe。把推斷的結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證,符合題意。探究一探究二探究三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)Fe2+、Fe3+的檢驗(yàn)方法的檢驗(yàn)方法 問(wèn)題探究1.含有Fe2+、Fe3+的溶液分別呈什么顏色?提示淺綠色;棕黃色。2.

11、向FeCl2溶液、FeCl3溶液中分別滴加NaOH溶液,各有什么現(xiàn)象?提示向FeCl2溶液中加入NaOH溶液,會(huì)看到有白色沉淀生成,且白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色,過(guò)一段時(shí)間后還會(huì)有紅褐色物質(zhì)生成。而向FeCl3溶液中滴加NaOH溶液,可直接看到有紅褐色沉淀生成。3.如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明某溶液中含有Fe2+?提示加入KSCN溶液,不變色,再通入氯氣,溶液呈紅色。探究一探究二探究三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè) 深化拓展Fe2+、Fe3+的檢驗(yàn)(1)直接觀察顏色(2)利用氫氧化物沉淀的顏色 (3)利用顯色反應(yīng) 探究一探究二探究三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)(4)利用Fe2+的還原性 (5)利用Fe3+的氧化性 【特別提醒】1.Fe

12、3+與SCN-作用時(shí),生成紅色溶液,而不是紅色沉淀。2.當(dāng)Fe2+和Fe3+共存時(shí),檢驗(yàn)Fe2+時(shí)需用酸性KMnO4溶液。探究一探究二探究三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè) 素能應(yīng)用典例2下列離子的檢驗(yàn)方法合理的是()A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈紅色,說(shuō)明不含F(xiàn)e2+B.向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液變紅色,說(shuō)明原溶液中含有Fe2+C.向某溶液中加入NaOH溶液,得到紅褐色沉淀,說(shuō)明溶液中含有Fe3+D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色,說(shuō)明溶液中含有Fe2+,不含有Mg2+答案C解析A項(xiàng)說(shuō)明含F(xiàn)e3+,但不能說(shuō)明是否含F(xiàn)e2+;B項(xiàng)說(shuō)明通入Cl2后溶液中含有

13、Fe3+,不能說(shuō)明原溶液中是否含有Fe2+;D項(xiàng),因?yàn)镸g(OH)2為白色沉淀,Fe(OH)2轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3時(shí)的顏色變化會(huì)掩蓋其他白色沉淀的現(xiàn)象,所以當(dāng)溶液中含有Mg2+時(shí),會(huì)出現(xiàn)同樣的題述現(xiàn)象,故D項(xiàng)不能說(shuō)明溶液中是否含Mg2+。探究一探究二探究三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)變式訓(xùn)練2證明某溶液中只含有Fe2+而不含有Fe3+的實(shí)驗(yàn)方法是()A.先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后顯紅色B.只需滴加KSCN溶液C.先滴加KSCN溶液,不顯紅色,再滴加氯水后顯紅色D.滴加酸性高錳酸鉀溶液后溶液褪色答案C解析如果直接加KSCN溶液,不變紅色,只能證明不含有Fe3+,不能證明含有Fe2+;先加氯水,再加KS

14、CN溶液后顯紅色,只能證明加氯水后溶液中含有Fe3+,至于加氯水前是否有Fe3+是無(wú)法確定的,A項(xiàng)、B項(xiàng)錯(cuò)誤;先滴加KSCN溶液,不顯紅色,證明不含有Fe3+,再滴加氯水后顯紅色,證明加氯水后溶液中含有Fe3+,所以原溶液中含F(xiàn)e2+,C項(xiàng)正確;滴加酸性高錳酸鉀溶液后溶液褪色,說(shuō)明原溶液中含F(xiàn)e2+,不能證明滴加酸性高錳酸鉀之前溶液不含有Fe3+,D項(xiàng)錯(cuò)誤。探究一探究二探究三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)Fe(OH)3和和Fe(OH)2的實(shí)驗(yàn)室制備方法的實(shí)驗(yàn)室制備方法 問(wèn)題探究【實(shí)驗(yàn)探究】在兩支試管里分別加入少量的FeCl3和新制FeSO4溶液,然后滴入NaOH溶液,觀察并記錄現(xiàn)象。探究一探究二探究三素養(yǎng)脈

15、絡(luò)隨堂檢測(cè)思考探究下列問(wèn)題:1.兩試管中有什么現(xiàn)象?久置于空氣中又有什么現(xiàn)象?提示甲中生成紅褐色沉淀,久置不變色;乙中生成白色沉淀,且沉淀迅速變成灰綠色,過(guò)一段時(shí)間后有紅褐色物質(zhì)生成。2.在制備Fe(OH)2時(shí),為什么要用新制的FeSO4溶液并將吸有NaOH溶液的膠頭滴管尖嘴插入液面以下?提示用新制的FeSO4溶液是為了防止Fe2+被氧化成Fe3+;滴管尖嘴插入液面以下是為了防止生成的Fe(OH)2與O2接觸而被氧化。3.在實(shí)驗(yàn)中,若想長(zhǎng)時(shí)間觀察到生成的白色Fe(OH)2沉淀,除使用新制FeSO4溶液外,還應(yīng)創(chuàng)造一個(gè)怎樣的反應(yīng)環(huán)境?提示因?yàn)镕e(OH)2易被氧氣氧化而發(fā)生顏色變化,故應(yīng)盡可能創(chuàng)

16、造無(wú)氧環(huán)境以防止Fe(OH)2被氧化。探究一探究二探究三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè) 深化拓展制備Fe(OH)2的措施(1)含F(xiàn)e2+的溶液必須是新制的,并放入Fe粉,以防Fe2+被氧化成Fe3+。(2)除去溶液中溶解的O2,其方法是加熱煮沸NaOH溶液。(3)長(zhǎng)膠頭滴管末端插入試管內(nèi)的液面以下。(4)在FeSO4溶液液面上加植物油或苯進(jìn)行液封。(5)在容器內(nèi)充滿(mǎn)H2等氣體,保證無(wú)O2環(huán)境。探究一探究二探究三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè) 素能應(yīng)用典例3下列各圖示中能較長(zhǎng)時(shí)間看到Fe(OH)2白色沉淀的是() A.B.C.D. 探究一探究二探究三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)答案B解析因?yàn)镕e(OH)2易被氧氣氧化成Fe(OH)3,

17、故要長(zhǎng)時(shí)間觀察到Fe(OH)2白色沉淀,就要排除裝置中的空氣或氧氣。裝置是先用H2將裝置中的空氣排盡,并使生成的Fe(OH)2處在氫氣的保護(hù)中;中液面上加植物油阻止了空氣進(jìn)入;由于能接觸到空氣,故不能較長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色沉淀。探究一探究二探究三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)變式訓(xùn)練3下列關(guān)于氫氧化亞鐵及其制備方法的敘述中,不正確的是 ()A.氫氧化亞鐵易被空氣氧化B.氫氧化亞鐵為灰綠色絮狀沉淀C.可利用如圖所示裝置制備氫氧化亞鐵D.實(shí)驗(yàn)中所用氫氧化鈉溶液應(yīng)預(yù)先煮沸探究一探究二探究三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)答案B解析氫氧化亞鐵(純凈的)是白色絮狀沉淀,易被氧氣氧化,B項(xiàng)錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)室可利用亞鐵鹽溶液與堿溶液反應(yīng)制備氫氧化

18、亞鐵,例如用FeSO4溶液與NaOH溶液反應(yīng)來(lái)制備Fe(OH)2,為了防止Fe(OH)2被溶解在溶液中的氧氣氧化,所用氫氧化鈉溶液應(yīng)預(yù)先煮沸將氧氣排出,然后利用題給裝置制備Fe(OH)2,且滴加NaOH溶液的膠頭滴管應(yīng)插入FeSO4溶液中,當(dāng)制得的Fe(OH)2部分被氧化時(shí),沉淀呈灰綠色。故A、C、D三項(xiàng)均正確。探究一探究二探究三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)探究一探究二探究三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)1.鐵在一定條件下與O2、水蒸氣反應(yīng)的共同產(chǎn)物是()A.FeOB.Fe2O3C.Fe3O4D.Fe(OH)2答案C解析鐵在氧氣中點(diǎn)燃生成Fe3O4,與H2O(g)在高溫下反應(yīng)也生成Fe3O4。2.下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()A.Fe3O4為磁性氧化鐵,其中鐵的化合價(jià)為+2和+3B.FeO、Fe2O3均為堿性氧化物,均與鹽酸反應(yīng)C.Fe(OH)2不穩(wěn)定,具有較強(qiáng)的氧化性D.Fe(OH)3比Fe(OH)2穩(wěn)定答案C解析Fe(OH)2具有較強(qiáng)的還原性,易被氧化。探究一探究二探究三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)3.除去FeCl2溶液中少量的FeCl3,最好的方法是()A.加入氫氧化鈉溶液B.通入氯氣C.加入銅粉D.加入鐵粉答案D解析要實(shí)現(xiàn)“Fe3+Fe2+”的轉(zhuǎn)化,需要加入還原劑,且不引入新的雜質(zhì)離子,最好的方法是加入足量鐵