專題312鐵的氧化物和氫氧化物（備課件）高一化學(xué)系列（人教版2019必修第一冊(cè)）

第三章鐵金屬材料

第一節(jié)鐵及其化合物第2課時(shí)鐵的氧化物和氫氧化物

【學(xué)習(xí)任務(wù)一】對(duì)比學(xué)習(xí)，構(gòu)建物質(zhì)學(xué)習(xí)模型

【思考】鐵元素可以形成三種氧化物，分別是氧化亞鐵（FeO）、氧化鐵（Fe2O3）和四氧化三鐵（Fe3O4）。觀察三者的外觀，并對(duì)其作出描述。推測(cè)這三種氧化物有什么相同的化學(xué)性質(zhì)和不同的化學(xué)性質(zhì)，并說(shuō)出你的推測(cè)依據(jù)？

FeOFe3O4

Fe2O3

推測(cè)：從分類的角度分析，三者都是金屬氧化物，都能與酸反應(yīng)。三者都難溶于水，不與水反應(yīng)。從價(jià)態(tài)的角度分析，F(xiàn)eO、Fe3O4既有氧化性又有還原性，F(xiàn)e2O3主要有氧化性。

化學(xué)名稱氧化亞鐵氧化鐵四氧化三鐵化學(xué)式鐵元素化合價(jià)俗稱——色、態(tài)水溶性1、鐵的氧化物FeO Fe2O3Fe3O4+2

+3 +2、+3鐵紅磁性氧化鐵黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體均不溶于水（1）物理性質(zhì)化學(xué)名稱氧化亞鐵氧化鐵四氧化三鐵穩(wěn)定性氧化物類別與鹽酸反應(yīng)（用離子方程式表示）氧化性(被還原)用途——（2）化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定均為堿性氧化物FeO+2H+=Fe2+

+H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2OFe3O4+8H+

=2Fe3+

+

Fe2+

+4H2OFexOy+yCO===xFe+yCO2△

復(fù)雜氧化物紅色油漆和涂料、煉鐵原料制錄音磁帶和電訊器材，打印機(jī)或復(fù)印機(jī)的墨粉一種顏料與另一種顏料之間的顏色差異是由于顆粒的形狀和表面結(jié)構(gòu)的不同?！痉椒▽?dǎo)引】認(rèn)識(shí)元素及其化合物性質(zhì)的視角物質(zhì)類別和元素價(jià)態(tài)，是學(xué)習(xí)元素及其化合物性質(zhì)的重要認(rèn)識(shí)視角?；谖镔|(zhì)類別和元素價(jià)態(tài)，可以預(yù)測(cè)物質(zhì)的性質(zhì)。例如，對(duì)于Fe2O3,從物質(zhì)類別來(lái)看，它屬于金屬氧化物，據(jù)此可以預(yù)測(cè)它可能與酸發(fā)生反應(yīng);從元素價(jià)態(tài)來(lái)看，F(xiàn)e2O3

中鐵元素的化合價(jià)是+3價(jià)，為鐵元素的高價(jià)態(tài)，據(jù)此可以預(yù)測(cè)它具有氧化性，可能與具有還原性的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)?；谖镔|(zhì)類別和元素價(jià)態(tài)，還可以設(shè)計(jì)物質(zhì)間轉(zhuǎn)化的途徑。例如，要想從單質(zhì)鐵獲得FeSO4，既可以基于物質(zhì)類別設(shè)計(jì)從金屬單質(zhì)與酸反應(yīng)獲得，也可以通過(guò)金屬單質(zhì)與鹽的置換反應(yīng)獲得;還可以基于元素價(jià)態(tài)設(shè)計(jì)單質(zhì)鐵與+3價(jià)鐵反應(yīng)得到+2價(jià)鐵。1.下列關(guān)于鐵的氧化物說(shuō)法正確的是()A.“雨過(guò)天晴云破處”所描述的瓷器青色,可能是來(lái)自氧化亞鐵B.Fe2O3是紅棕色粉末,俗稱磁性氧化鐵,常用作紅色油漆和涂料C.Fe3O4中Fe元素的化合價(jià)有+2價(jià)和+3價(jià),因而Fe3O4是FeO與Fe2O3的混合物D.FeO在空氣中受熱，能迅速被氧化成Fe2O3【評(píng)價(jià)任務(wù)一】A

2.我國(guó)清代《本草綱目拾遺》中敘述了“鐵線粉”:“粵中洋行有舶上鐵絲.....日久起銷,用刀刮其銷,....所刮下之銷末,名鐵線粉”。這里的“鐵線粉”是指()A.FeB.FeCl3C.FeOD.Fe2O33.鐵的常見(jiàn)化合價(jià)有+2價(jià)和+3價(jià)。據(jù)研究,鐵在濃硝酸中發(fā)生鈍化時(shí),可生成一種化學(xué)式為Fe8O11的化合物,它可以看作由FeO和Fe2O3組成的復(fù)雜氧化物。該化合物可以表示為（）A.FeO·3Fe2O3B.2FeO·3Fe2O3C.FeO·2Fe2O3D.2FeO·Fe2O3D

B

【學(xué)習(xí)任務(wù)二】實(shí)驗(yàn)探究，構(gòu)建物質(zhì)學(xué)習(xí)模型

【思考】鐵元素有哪些氫氧化物，該如何制?。空f(shuō)出你選擇此法的理由。

鐵元素的氫氧化物有兩種，氫氧化亞鐵和氫氧化鐵。它們可以分別由相應(yīng)的可溶性鹽和堿溶液反應(yīng)制得。金屬的氫氧化物通常有以下幾種方案：1.單質(zhì)和水反應(yīng)2.氧化物和水反應(yīng)3.可溶性鹽和堿溶液反應(yīng)4.電解法（如電解飽和食鹽水制氫氧化鈉）----暫不考慮根據(jù)鐵和水蒸氣的反應(yīng)，可知方案1不可行；根據(jù)鐵的氧化物的水溶性，可知方案2不可行，因此采用方案3?！緦?shí)驗(yàn)3-1】在兩支試管中分別加入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液，然后各滴入NaOH溶液。觀察并描述發(fā)生的現(xiàn)象。

FeSO4溶液加入NaOH溶液現(xiàn)象離子方程式FeCl3溶液產(chǎn)生紅褐色沉淀Fe3++3OH－=Fe(OH)3↓生成的白色絮狀沉淀Fe2＋+2OH－==Fe(OH)2↓(白色)為什么在FeSO4溶液中加入NaOH溶液時(shí)，生成的白色沉淀迅速變成灰綠色，過(guò)一段時(shí)間后還會(huì)生成紅褐色物質(zhì)呢？4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色2、鐵的氫氧化物由實(shí)驗(yàn)3-1可知，白色的Fe(OH)2會(huì)被溶解在溶液中的氧氣氧化。那么，在實(shí)驗(yàn)室里，如何得到Fe(OH)2呢?【思考與討論】

【分析】Fe(OH)2會(huì)被溶解在溶液中的氧氣氧化，因此實(shí)驗(yàn)室中得到Fe(OH)2的關(guān)鍵是防止氧氣的干擾。其中包括溶液中的氧氣的干擾與空氣中的氧氣的干擾。制備Fe(OH)2的注意事項(xiàng)(1)Fe2+必須是新制的,并放入鐵粉,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)滴管末端插入試管內(nèi)的液面以下;(4)必要時(shí)可在液面上加植物油或苯進(jìn)行液封。【思考】還有沒(méi)有其他改進(jìn)方案？

【討論】下圖為實(shí)驗(yàn)方案改進(jìn)，請(qǐng)討論圖①的防氧化原理。圖②的防氧化原理和圖①類似，如何操作才能達(dá)到目的？

鐵粉和硫酸反應(yīng)得到H2，裝置充滿了H2，生成的Fe(OH)2沒(méi)有與O2接觸。打開(kāi)止水夾a,檢驗(yàn)試管B出口處排出的氫氣的純度。當(dāng)排出的H2純凈時(shí)，夾緊止水夾a。【學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)二】用下圖所示的密封反應(yīng)裝置來(lái)制備氫氧化亞鐵。具體操作:注射器A吸入NaOH溶液后用硅膠塞封口,再用注射器B將FeSO4溶液緩慢推入注射器A中,使兩溶液混合反應(yīng)。為保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行,對(duì)反應(yīng)液進(jìn)行了處理,回答下列問(wèn)題:①用硅膠封口的原因是什么?②配制硫酸亞鐵溶液加入Vc用硅膠塞封口;配制FeSO4溶液時(shí)加入Vc,其目的是什么?答案:①防止空氣中的氧氣進(jìn)入;②Vc具有還原性,可以防止二價(jià)鐵離子被氧化。鐵的氫氧化物氫氧化鐵

氫氧化亞鐵

化學(xué)式

色、態(tài)

水溶性

與鹽酸反應(yīng)

穩(wěn)定性

轉(zhuǎn)化關(guān)系

【討論】鐵的氫氧化物有哪些性質(zhì)？請(qǐng)完成以下表格。Fe(OH)3

Fe(OH)2

紅褐色固體 白色固體 均不溶于水 Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2OFe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O2Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O

4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

【評(píng)價(jià)任務(wù)三】教材P72(1)寫出B和D的化學(xué)式:B