(共43张PPT)
预习全程设计
名师全程导学
案例全程导航
训练全程跟踪
第三
课时 铁的
重要
化合
物
第一课时 铁的重要化合物
一、铁的氧化物
1．物理性质
名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗名 — 氧化铁
铁的化合价 ＋2 ＋3 ＋2(占1/3)、＋3(占2/3)
颜色、状态 色粉末 色粉末 色晶体
溶解性 都不溶于水
铁红
磁性
黑
红棕
黑
2．化学性质
(1)FeO不稳定，在空气中受热易被氧化成Fe3O4.
(2)FeO和Fe2O3都是 氧化物，与酸反应的离子方程式分别
为：① ；
② .
碱性
FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
根据Fe3O4中Fe的化合价，有时可把Fe3O4写成
FeO·Fe2O3.试写出Fe3O4与盐酸反应的化学方程式．
提示：Fe3O4＋8HCl===FeCl2＋2FeCl3＋4H2O.
二、铁的氢氧化物
1．铁的氢氧化物的制备
实验操作 实验现象 化学方程式
试管中有 色沉淀生成
Fe3＋＋3OH－=== Fe(OH)3↓
红褐
实验操作 实验现象 化学方程式
试管中先生成 色沉淀，迅速变成 色，最后变成
色
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O
===4Fe(OH)3
灰绿
白
红褐
2．Fe(OH)3的分解
加热Fe(OH)3时，它能失水生成红棕色的Fe2O3粉末．方程式为： .
印刷电路板上有铜箔，刻制印刷电路时，要用FeCl3
溶液作为“腐蚀液”．你能写出反应的化学方程式吗？其中体现了FeCl3的什么性质？
提示：2FeCl3＋Cu===CuCl2＋2FeCl2，其中FeCl3作氧化剂，体现了氧化性.
1．铁元素有＋2、＋3价，故铁的氧化物只有FeO和Fe2O3两
种． ( )
提示：错误，现在知道的铁的氧化物有FeO、Fe3O4和F
e2O3三种．
2．铁的氧化物都为黑色固体． ( )
提示：错误，Fe2O3为红棕色粉末．
3．向FeCl3溶液中加入KSCN溶液，生成了红色沉淀． ( )
提示：错误，FeCl3和KSCN生成的是红色溶液，而非沉淀．
4．Fe3＋遇到还原剂Zn，只能生成Fe2＋. ( )
提示：错误，Zn(足量)可将Fe3＋还原成铁单质．
5．FeO在空气中易被氧化为Fe2O3. ( )
提示：错误，FeO会被氧化成Fe3O4，而不是Fe2O3.
6．检验溶液中的Fe2＋，可先加氯水，再加KSCN 溶液． ( )
提示：错误，先加氯水，会直接将Fe2＋氧化成Fe3＋，无法检验出Fe2＋，Fe2＋的检验是先加KSCN溶液不变色，再加氯水变红色，可以证明有Fe2＋.
一、铁的氢氧化物的比较
化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
色态 白色固体 红褐色固体
溶解性 难溶于水 难溶于水
物质类别 二元弱碱 三元弱碱
与非氧化性酸反应 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
实验室制备Fe(OH)2的注意事项：
教材中有关Fe(OH)2制备方法，实际上只能观察到瞬间的Fe(OH)2白色沉淀(几乎分辨不出来)．要想较长时间观察到白色沉淀的生成，关键是怎样降低反应体系中氧气的存在量和操作过程中氧气的引入量．常采用的方法有：
(1)采用新制备的纯亚铁盐溶液(Fe2＋易被空气中的氧气氧化成Fe3＋)；
(2)将溶解亚铁盐的蒸馏水煮沸(除去溶解的氧气)；
（3）将碱直接加到亚铁盐溶液的底部[使Fe（HO）2与空气隔离]；
(4)在亚铁盐溶液液面上加隔氧剂(如加入苯等密度比水小，而又不溶于水的有机溶剂)．装置如图所示．
由于苯的液封作用，防止了生成的Fe(OH)2被氧化，因而可较长时间观察到白色Fe(OH)2沉淀．
二、 Fe3＋、Fe2＋、Fe的相互转变——“铁三角”
(1)Fe3＋、Fe2＋与Fe在相互转化时，要注意所用氧化剂和还原剂的强弱．
(2)利用上述转化关系，可总结出不同价态的铁的化合物的性质、用途、试剂保存、除杂等知识．如Fe2＋的溶液中含Fe3＋，可加入Fe粉以除去Fe3＋.
Fe2＋ Fe3＋
颜色法 浅绿色 棕黄色
加碱法
②反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色)
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(红褐色) ①现象：红褐色沉淀②反应：Fe3＋＋3OH－=== Fe(OH)3↓(红褐色)
三、Fe3＋ 、 Fe2＋的检验
Fe2＋ Fe3＋
加盐(SCN－法) ①现象：加入KSCN溶液无明显现象，再滴入氯水变成红色溶液
②反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋3Cl－
Fe3＋＋3SCN－=== Fe(SCN)3(红色) ①现象：加入KSCN溶液，溶液变为红色②反应：Fe3＋＋3SCN－=== Fe(SCN)3(红色)
(1)含Fe3＋的溶液与含SCN－的溶液混合后的现象不是出现红色沉淀，而是形成红色溶液．
(2)鉴别Fe3＋与Fe2＋也可以用其他试剂，如KMnO4溶液分别加入少量KMnO4溶液，振荡，能使KMnO4溶液褪色的是Fe2＋，不能使之褪色的是Fe3＋.
考查点一 含铁物质间的转化——————————
[例1] 已知A为常见的金属单质，根据下图所示的关系回答下列问题．
(1)确定B、D、E的化学式，B为____________________，D为________________，E为______________．
(2)写出⑧的化学方程式及④⑤的离子方程式：________________，________________，________________.
[答案] (1)Fe3O4 FeCl3 Fe(OH)2
(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
[解析] 本题中找到“突破口”——“红褐色固体F”，就可迅速得出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.
反应③：Fe3O4＋8HCl===FeCl2＋2FeCl3＋4H2O
反应④：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
反应⑤：Fe＋2FeCl3===3FeCl2
反应⑧：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
[关键一点]
解答与铁有关的问题时，要熟记有关铁的特征性质．例如：Fe2＋为浅绿色，Fe3＋为棕黄色，Fe3＋与SCN－反应使溶液显红色的特性，空气中Fe2＋与OH－反应时沉淀颜色的特征变化等．
已知硝酸能将Fe2＋氧化为Fe3＋.下列物质反应后一定有
＋3价铁生成的是 ( )
①过量的Fe与Cl2反应
②Fe与过量稀硫酸反应
③FeCl2溶液中通入少量Cl2
④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中
A．只有① B．只有①③
C．只有①②③ D．全部
解析：①中的Cl2氧化性强，它能将铁氧化为＋3价，由于不是在溶液中反应，因此过量的铁不会将氯化铁还原．②中Fe与稀硫酸反应只能生成Fe2＋.③在溶液中Fe2＋被Cl2氧化生成Fe3＋.④中首先发生Fe与盐酸生成FeCl2、Fe2O3与盐酸生成FeCl3的反应，但题中未给出反应物间相对量的关系，若铁是足量的，则能将生成的FeCl3全部还原为FeCl2.
答案：B
考查点二 “铁三角”的转化与氧化还原反应———
[例2] 在盛有氯化铜、氯化亚铁和氯化铁混合溶液的容器中加入铁粉和铜粉，讨论以下几种情况阳离子或金属单质存在：
(1)反应后有铁剩余，则容器中固体还可能有________．
(2)反应后铜有剩余且有相当数量的Fe2＋，则溶液中可能存在________．
(3)反应后溶液中有相当数量的Cu2＋，则还可能有______．
(4)若反应后容器中除有相当数量的铜离子外，若还有相当数量的铜，则一定不存在的有________；若有相当数量的Fe3＋存在，则一定不存在________．
[解析] ①2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，②Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋，③2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋.
Fe2＋不参加反应．氧化性：Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋，还原性：Fe>Cu，如果反应中有一种物质过量，则另一种物质反应完．
(1)铁过量，则Fe3＋，Cu2＋完全反应，铜以单质形式存在．
(2)铜有剩余，则Fe3＋完全反应，有相当数量的Fe2＋存在，则可能有Cu2＋存在．
(3)溶液中有相当数量的Cu2＋，不存在铁．一定存在Fe2＋，可能存铜或Fe3＋.
(4)有Cu2＋，Cu存在，不存在：Fe，Fe3＋；若Fe3＋存在，则铁和铜一定不存在．
[答案] (1)铜粉 (2)Cu2＋ (3)Cu 或Fe3＋
(4)Fe、Fe3＋ Fe、Cu
[关键一点]
解这类题，先写出相关的化学方程式，后根据氧化性或还原性强弱，确定发生反应式的先后顺序，再根据题示条件，判断哪些物质完全反应，哪些物质存在．当一种物质过量时，与其反应的所有物质都视为完全反应．
将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol/L的氯化铁溶液中，
充分反应后，其结果是 ( )
A．铁粉有剩余，溶液呈浅绿色，Cl－基本保持不变
B．往溶液中滴入无色KSCN溶液，不显红色
C．Fe2＋和Fe3＋物质的量之比为6∶1
D．氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶5
答案：C
解析：n(Fe)＝0.02 mol，n(FeCl3)＝0.05 mol，由2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋知，Fe3＋过量0.01 mol，铁粉全部溶解，反应生成0.06 mol Fe2＋，Fe3＋特征反应之一是遇SCN－溶液变红色；氧化产物与还原产物的物质的量比为1∶2.(时间45分钟，满分100分)
一、选择题(本题包括8小题，每小题6分，共48分)
1．(2010·芜湖高一检测)实验室在配制FeSO4溶液时，为防止FeSO4被氧化而变质，常在溶液中加入少量的( )
A．锌粉 B．铁粉
C．硫酸铁 D．盐酸
解析：Fe2＋极易被氧化，所以应加入还原性物质，Zn、Fe都具有此性质，但Zn能将Fe2＋还原成铁单质．
答案：B
2．(2010·湖南师大附中模拟)下列有关铁及其化合物的说法中正确的是( )
A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2
C．除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加铁粉，然后过滤
D．Fe3＋与KSCN反应产生红色沉淀
解析：赤铁矿的主要成分是Fe2O3，A错误；铁与水蒸气在高温条件下反应生成Fe3O4和H2，B错误；C项中2FeCl3＋Fe===3FeCl2，过滤可除去过量的铁粉，故正确；Fe3＋与KSCN反应产生红色溶液，而不是红色沉淀，D错误．
答案：C
3．下列说法正确的是( )
A．铜的化学性质活泼，不宜用铜制作盛食品的器皿
B．铜的导电能力不如铝
C．由于Cu2＋有氧化性，所以用CuSO4来配制农药
D．因为Cu2＋能使蛋白质变性，所以铜盐溶液有毒
解析：金属铜的化学性质比较稳定，所以使用铜器皿比较安全；铜属于重金属，铜盐有毒，因Cu2＋会与蛋白质作用，使蛋白质变性．
答案：D
4．有NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3五种溶液，只用一种试剂就可把它们鉴别开来，这种试剂是( )
A．盐酸 B．烧碱溶液
C．氨水 D．KSCN溶液
解析：NaOH与上述五种溶液混合时，其中与NaCl无明显现象；FeCl2中出白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色的Fe(OH)3；FeCl3中只出现红褐色的Fe(OH)3沉淀；MgCl2中只出现白色沉淀现象；AlCl3中先出现白色沉淀，后沉淀消失．
答案：B
5．(2011·潍坊高一阶段评估)制备氯化物时，常用两种方法：①用金属与氯气直接化合制得；②用金属与盐酸反应制得．用以上两种方法都可制得的氯化物是( )
A．AlCl3 B．FeCl3
C．FeCl2 D．CuCl2
解析：AlCl3用以上两种方法均可制得，A正确；2Fe＋3Cl22FeCl3；Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，即FeCl3只能由方法①制得，FeCl2只能由方法②制得，故B、C均错误；Cu＋Cl2CuCl2，即CuCl2可由方法①制得，但Cu与盐酸不反应，不能由方法②制得，D错误．
答案：A
6．某溶液中有Fe3＋、Mg2＋、Fe2＋和Al3＋四种阳离子，若向其中加入过量的氢氧化钠溶液，搅拌后，再加入过量的盐酸，溶液中大量减少的阳离子是( )
A．Fe3＋ B．Mg2＋
C．Fe2＋ D．Al3＋
解析：Fe3＋的变化过程为：Fe3＋→Fe(OH)3→Fe3＋；Mg2＋的变化过程为：Mg2＋→Mg(OH)2→Mg2＋；Fe2＋的变化情况为：Fe2＋→Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe3＋；Al3＋的变化情况为：Al3＋→AlO→Al3＋.
答案：C
7．(2009·江苏高考)在下列各溶液中，离子一定能大量共存的是( )
A．强碱性溶液中：K＋、Al3＋、Cl－、SO
B．含有0.1 mol·L－1 Fe3＋的溶液中：K＋、Mg2＋、I－、NO
C．含有0.1 mol·L－1 Ca2＋的溶液中：Na＋、K＋、CO、Cl－
D．室温下，pH＝1的溶液中：Na＋、Fe3＋、NO、SO
解析：A项，强碱性即有大量OH－，Al3＋不能大量共存；B项，Fe3＋与I－因发生氧化还原反应而不能大量共存；C项，Ca2＋和CO因生成沉淀CaCO3而不能大量共存；D项正确．
答案：D
8．(2010·上海高考)由5 mol Fe2O3、4 mol Fe3O4和3 mol FeO组成的混合物中，加入纯铁1 mol并在高温下和Fe2O3反应．若纯铁完全反应，则反应后混合物中FeO与Fe2O3的物质的量之比可能是( )
A．4∶3 B．3∶2
C．3∶1 D．2∶1
解析：本题考查铁及其化合物的性质，意在考查考生运用元素化合物知识进行计算的能力．假设纯铁与Fe2O3反应生成FeO，根据Fe2O3＋Fe3FeO，则反应后n(Fe2O3)＝5－1＝4(mol)，n(FeO)＝3＋3＝6(mol)，n(FeO)∶n(Fe2O3)＝6∶4＝3∶2，B项正确；假设纯铁与Fe2O3反应生成Fe3O4，根据4Fe2O3＋Fe3Fe3O4，则反应后n(Fe2O3)＝5－1×4＝1(mol)，n(FeO)＝3 mol，此时n(FeO)∶n(Fe2O3)＝3∶1，C项正确．
答案：BC
二、非选择题(本题包括5小题，共52分)
9．(12分)除去下列物质中所含的杂质(括号内为杂质)，将选用的试剂和分离方法填在题后的横线上，并写出有关反应的离子方程式．
(1)Fe2O3[Fe(OH)3]__________________________________________________________；
(2)Fe2O3(Al2O3)____________________________________________________________；
(3)FeCl3(FeCl2)____________________________________________________________；
(4)FeCl2(FeCl3)____________________________________________________________；
(5)FeCl2(CuCl2)____________________________________________________________；
(6)Fe(Al)__________________________________________________________________．
解析：(1)根据Fe(OH)3的不稳定性，采用加热的方法，杂质可转化为被提纯物．(2)Al2O3能溶于NaOH溶液中，反应后过滤分离；(3)通入Cl2使杂质转化为被提纯物；(4)加入铁粉，将杂质转化为被提纯物；(5)加入铁粉，置换出铜，过滤加以分离；(6)Al可以溶于NaOH溶液，反应后过滤．
答案：(1)加热.2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O
(2)加入过量的NaOH溶液，过滤．Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
(3)通入足量的Cl2.2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(4)加入足量铁粉，过滤.2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
(5)加入足量铁粉，过滤．Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
(6)加入过量的NaOH溶液，过滤.2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
10．(10分)金属钠与FeSO4溶液反应，很难完整地看到反应的全过程的现象．为此，有人用如图所示装置进行实验改进：先用无氧蒸馏水配制纯净的FeSO4溶液，加入试管里，再在FeSO4溶液的液面上覆盖一薄层汽油，将试管放在盛热水的烧杯中，待试管中汽油层消失后，向试管中加入一小粒金属钠，迅速塞上带导气弯管的单孔塞．可以清楚地看到钠与FeSO4溶液反应的全过程．
(1)汽油的作用是________________________________________________________．
(2)加入钠后观察到钠熔成光亮的小球，在液面上四处游动，溶液中有________的沉淀生成．
(3)如果向导管中加入汽油后即加入钠粒可能发生爆炸，其原因是_______________
________________________________________________________________________.
(4)写出钠与FeSO4溶液反应的化学方程式______________________________________
________________________________________________________________________.
离子方程式是_____________________________________________________________．
解析：根据题中信息，要清楚地看到钠与水反应生成的氢氧化钠跟FeSO4溶液反应生成Fe(OH)2白色沉淀，必须要排出试管中的空气，所以，汽油的作用是排出试管中的空气．同时，试管中充满氢气后，导气弯管可以防止空气进入试管中．
答案：(1)受热时汽化，其蒸气将试管中空气排尽，起保护作用 (2)白色 (3)钠与热水剧烈反应放出大量的热，使汽油蒸气、生成的H2与空气的混合气燃烧爆炸
(4)2Na＋2H2O＋FeSO4===
Na2SO4＋Fe(OH)2↓＋H2↑
2Na＋2H2O＋Fe2＋===2Na＋＋Fe(OH)2↓＋H2↑
11．(12分)已知A为常见的金属单质，根据如图所示的关系：
(1)确定A、B、C、D、E、F的化学式：A____________，B____________，C____________，D____________，E____________，F____________.
(2)写出⑧的化学方程式____________________________________________________，
④、⑤的离子方程式_______________________________________________________，
________________________________________________________________________.
解析：由A为常见金属单质和B为黑色晶体，以及F为红褐色固体，可确定A为Fe，B为Fe3O4，F为Fe(OH)3，其余可依此推出．
答案：(1)Fe Fe3O4 FeCl2 FeCl3 Fe(OH)2
Fe(OH)3
(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
12．(8分)某同学为了检验家中的一瓶补铁药(成分为FeSO4)是否变质，查阅了有关资料，得知Fe2＋能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使高锰酸钾溶液褪色，并结合已学的知识设计了如下实验：
将药片除去糖衣研细后，溶解过滤，取滤液分别加入两支试管中，在一支试管中滴入酸性高锰酸钾溶液，在另一支试管中滴入KSCN溶液．
请你填出该同学实验中出现以下现象时应得出的结论：
(1)若滴入酸性高锰酸钾溶液后褪色，滴入KSCN溶液后不变红，结论是___________．
(2)若滴入酸性高锰酸钾溶液后不褪色，滴入KSCN溶液变红，结论是___________．
(3)若滴入酸性高锰酸钾溶液后褪色，滴入KSCN溶液变红，结论是________________．
(4)能不能将KMnO4和KSCN滴入到同一试管中进行验证，为什么？试进行解释______
________________________________________________________________________.
解析：加KMnO4溶液只要褪色就说明含有Fe2＋，而加入KSCN溶液变红则说明含有Fe3＋，所以前三问的答案很容易得出，而第(4)问中的原因可归结为两条，一是KMnO4溶液呈紫红色，影响观察Fe(SCN)3的红色，二是KSCN具有较强的还原性，可以被KMnO4氧化，影响Fe2＋的检验．
答案：(1)没有被氧化 (2)完全被氧化 (3)部分被氧化 (4)不能，原因是KMnO4溶液呈紫红色，影响Fe3＋的检验；KSCN具有还原性，影响Fe2＋的检验
13．(10分)用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀：
方法一：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备．
(1)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法．
(2)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作可采用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaO
H溶液．这样操作的理由是
___________________________________________________________.
方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备．
(1)在试管Ⅰ里加入的试剂是___________________________________
______________.
(2)在试管Ⅱ里加入的试剂是________________________________
______________.
(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和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：方法一中若水中溶有氧气，则会加速Fe(OH)2的氧化，因此可采用加热煮沸的方法除去．为避免生成的Fe(OH)2接触O2，可用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液的液面以下，再挤出溶液即可达到目的．
方法二的原理是利用Fe和稀H2SO4产生H2，先赶走装置中的空气．确定赶净空气后再夹紧止水夹，通过H2产生的压力将FeSO4溶液压入NaOH溶液中去，从而产生Fe(OH)2沉淀，且在H2的氛围中Fe(OH)2不易被氧化，所以可保存较长的时间．
答案：方法一：(1)煮沸 (2)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2 方法二：(1)稀H2SO4、铁屑 (2)NaOH溶液
(3)检验试管Ⅱ出口处排出氢气的纯度．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，且外界空气不容易进入
