化学人教版（2019）必修第一册3.1铁及其化合物（共52张ppt）

(共52张PPT)
　铁及其化合物
铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位。
地壳中元素含量递减
O Si Al Fe
丹霞地貌的岩层因Fe2O3而呈红色。
一、
铁的单质：
铁的结构
原子结构示意图
一、
铁的单质：
铁的物理性质
①纯铁银白色金属光泽的固体。
②有延展性和导热性。
③能导电，但其导电性不如铜和铝。
④能被磁铁吸引。
⑤熔点：1535℃；沸点：2750℃；密度：7.86g/cm3。
化学性质比较活泼，它能与许多物质发生化学反应。
铁的化学性质
还
原
性
①铁与氯气反应的化学方程式:__________________;
②加热条件下,铁与弱氧化性的S单质反应的化学方程式:____________;
③铁与稀盐酸、稀硫酸反应的离子方程式:__________________。
④铁与硫酸铜溶液反应的离子方程式:
_________________。
点燃
====
2Fe+3Cl2 2FeCl3
△
====
Fe+S FeS
Fe+2H+====Fe2++H2↑
Fe+Cu2+====Fe2++Cu
产生气泡，放出热量，生成浅绿色的溶液
铁丝上有红色物质生成，蓝色溶液逐渐变为浅绿色
剧烈燃烧，
产生棕褐色烟。
在钢铁厂的生产中，炽热的铁水或钢水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥处理。这是为什么呢？
钢水注入干燥的模具
提示：铁与水会反应吗？
生活经验告诉我们，常温下，铁与水是不发生反应的。但在高温下，铁能与水发生反应。
湿棉花
还原铁粉
肥皂液
燃着的火柴
可以观察到铁（如果是纯铁，为白色金属）变为黑色粉末状物质（Fe3O4）。同时生成了气体——氢气。
3Fe+4H2O —— Fe3O4+4H2
高温
反应式 中的气体H2为什么不加“↑”符号呢？
3Fe+4H2O——Fe3O4+4H2
高温
水在高温下为气态，因此等号右边的气体H2不用加“↑”符号。
(1)由于铁性质比较活泼，所以自然界中没有游离态的铁单质(　　)
(2)氯化亚铁既可由铁与盐酸反应制取也可由铁与氯气化合制取(　　)
(3)由于钠与水反应生成NaOH和H2，所以铁与水蒸气反应生成Fe(OH)3和H2(　　)
×
×
判断正误
×
人体中的铁元素
铁在人体中的含量为4~5g，是人体必需微量元素中含量最多的一种。
人体内的含铁化合物
功能性铁
储存铁
参与氧的运输
与一些酶结合
缺铁会造成
记忆力、免疫力、对温度适应力下降、贫血
氧化亚铁 FeO 三氧化二铁 Fe2O3 四氧化三铁 Fe3O4(FeO Fe2O3)
色、态
俗称 ——
铁元素价态
溶解性
稳定性
与盐酸反应
制备
黑色粉末
+2
难溶于水
红棕色粉末
铁红
+3
难溶于水
不稳定
稳定
Fe2O3+6H+＝
2Fe3++3H2O
黑色晶体
磁性氧化铁
+2、+3
难溶于水
稳定
Fe3O4+8H+＝
Fe2+ +2Fe3++4H2O
通常只有Fe3O4可由氧气和铁直接反应得到
类型
碱性氧化物
碱性氧化物
特殊氧化物
FeO+2H+＝
Fe2++H2O
二、
铁的氧化物：
方案
1
2
3
思考：铁有哪些氢氧化物，如何制备？
×
×
√
.....
请你设计可能的制备方案
通过铁和水反应制得
通过铁的氧化物和
水反应得到
用可溶性铁盐、亚铁盐
与碱溶液反应
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。观察并描述发生的现象。
FeCl3溶液
FeSO4溶液
NaOH溶液
NaOH溶液
FeCl3溶液中产生了红褐色沉淀；
FeSO4溶液生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，过一段时间后还会有红
褐色物质生成。
FeCl3溶液中的现象
FeSO4溶液中的现象
白色沉淀
→灰绿色沉淀
→红褐色沉淀
4Fe(OH)2+2H2O+O2＝4Fe(OH)3
化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
物质类别 二元弱碱 三元弱碱
颜色状态 ________ ___________
溶解性 ________ ________
与非氧化性强酸反应 ______________________ _______ __________________________
稳定性 __________________________
白色固体
红褐色固体
不溶于水
不溶于水
Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋
＋2H2O
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
2Fe(OH)3 Fe2O3＋3H2O
极易被空气中氧气氧化成
氢氧化铁
4Fe(OH)2+2H2O+O2＝4Fe(OH)3
三、
铁的氢氧化物：
问题：
如何制备得到较长时间稳定存在的Fe(OH)2
O2的来源 解决方法
溶液中的O2
空气中的O2
液封、保护气体氛围中等
关键：①无Fe3+的环境
②创造无氧气的环境
加热煮沸溶液
第一方面
第二方面
第三方面
改善反应物
改善反应环境
改善反应装置
【改善方案】
【一、改善反应物】：
1.用新配制的FeSO4溶液（加铁粉防止Fe2+被氧化）
2.除去溶液中溶解的O2 （如用煮沸的蒸馏水配制NaOH溶液，也可加热煮沸NaOH溶液）
【二、改善反应环境】：
1.将胶头滴管伸入到液面以下再挤出溶液。
2.用植物油或苯液封，使反应体系与空气隔离。
【三、改善反应容器】：
1.左边试管可直接先制备出所需的FeSO4
2.夹住止水夹，由于大气压新制出的FeSO4
就会被压入NaOH溶液中
止水夹
(1)磁铁矿的主要成分是Fe3O4(　　)
(2)FeO在空气中加热生成Fe2O3(　　)
(3)Fe3O4中铁的化合价有＋2和＋3价，是一种混合物(　　)
(4)Fe(OH)3不能利用化合反应生成(　　)
(5)由于Fe(OH)2易被氧化，所以在制备时要隔绝空气(　　)
√
×
判断正误
×
×
√
实验室制备氢氧化铁和氢氧化亚铁如图所示：
①图甲实验中观察到的现象是_____________
____，反应的离子方程式是_______________
_________。
②图乙实验中先观察到有_________生成，在空气中迅速变成_____色，最后变成_____色，有关反应的离子方程式是_______________________
______；______________________________。
有红褐色沉淀
生成
Fe3＋＋3OH－===
Fe(OH)3↓
白色沉淀
灰绿
红褐
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
(白色)
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、
稀H2SO4等试剂制备。思考解答下列问题：
(3)在试管Ⅰ里加入的试剂是 。
(4)在试管Ⅱ里加入的试剂是 。
(5)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和试管Ⅱ中加入试剂，塞紧塞子后的实验步骤是_______________________________________________
______________________。
(6)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是___________
____________________________________________________。
稀H2SO4、铁屑
NaOH溶液
打开止水夹a，待Ⅰ中反应生成的氢气排净装置中的空气后，再关闭止水夹a　
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
　铁及其化合物 第2课时
氧化亚铁：是一种黑色粉末，不稳定，在空气里受热迅速被氧化成四氧化三铁
氧化铁：是一种红棕色粉末，俗称铁红，常用做红色油漆和涂料，赤铁矿的主要成分
四氧化三铁：是一种具有磁性的黑色晶体，俗称磁性氧化铁
铁及其化合物
铁的单质
①铁具有延展性和导热性。
②铁能导电，但其导电性不如铜和铝。
③铁能被磁体吸引。
④铁的熔点是：1535℃；沸点是2750℃；密度是7.86g/cm3。
铁的氧化物
铁的氢氧化物
氢氧化亚铁：白色固体Fe2++2OH-——Fe(OH)2↓
氢氧化铁：红棕色粉末或胶体Fe3++3OH-——Fe(OH)3↓
复习回顾
亚铁盐 铁盐
组成 含有_____的盐 含有_____的盐
常见物质 FeSO4·7H2O、FeCl2等 FeCl3、Fe2(SO4)3等
Fe2＋
Fe3＋
四、
铁盐和亚铁盐：
【思考与交流1】请同学们观察下面两幅图片，思考如何鉴别Fe2+、Fe3+ 。
FeSO4溶液
FeSO4
FeCl3
1. Fe2＋、Fe3＋的检验
加入NaOH溶液 FeCl3溶液 FeSO4溶液
现象
离子方程式
1、单一溶液中Fe2+、Fe3+的检验
【思考】Fe3+、 Fe2+的鉴定方法。
观察颜色法，Fe2+溶液为浅绿色，Fe3+溶液为黄色（溶液浓度不能太小）
方法一：
碱溶液沉淀法,分别向Fe2+溶液和Fe3+溶液中加入NaOH溶液，现象不同
方法二：
1、 单一溶液中Fe2+、Fe3+的检验
【实验3-2】在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeCl2溶液，
各滴入几滴硫氰化钾(KSCN)溶液，观察并记录现象。
方法三：
1、 单一溶液中Fe2+、Fe3+的检验
【实验3-2】在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeCl2溶液，
各滴入几滴硫氰化钾(KSCN)溶液，观察并记录现象。
滴入KSCN溶液 原理
FeCl3溶液
FeCl2溶液
溶液变为红色
Fe3+ + 3SCN- = Fe(SCN)3
(红色)
方法三：
KSCN
无现象
Fe2+
氯水/H2O2
红色溶液
2Fe2+ + Cl2 == 2Fe3+ + 2Cl-
Fe3+ + 3SCN- == Fe(SCN)3
氧化还原法。
方法四：
Fe2+溶液具有还原性
加入具有氧化性的酸性高锰酸钾，酸性高锰酸钾颜色会褪去；
Fe3+溶液具有氧化性
可使具有还原性的淀粉-KI试纸变成蓝色
2Fe3+ + 2I- == 3Fe2+ + I2
5Fe2++MnO4- +8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
1、 单一溶液中Fe2+、Fe3+的检验
2、混合溶液中Fe2+、Fe3+的检验
【思考2】如何在Fe3+存在时检验Fe2+？
取两只试管，分别加入少量混合溶液 一只试管滴加KSCN溶液
一只试管滴加酸性KMnO4溶液
KMnO4酸性溶液褪色，说明原溶液中含有Fe2+
溶液变为红色，说明原溶液中含有Fe3+
蓝色染料法
Fe2+溶液与K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀；
Fe3+溶液与K4[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀。
注：K3[Fe(CN)6]为铁氰化钾，俗称赤血盐。与Fe2+反应生成蓝色沉淀（名为滕氏蓝的染料）；
K4[Fe(CN)6]为亚铁氰化钾，俗称黄血盐，与Fe3+反应生成蓝色沉淀（名为普鲁士蓝的染料）
互不影响
2. Fe2＋、Fe3＋相互转化的实验探究
氧化剂
Fe2+
Fe3+
常见氧化剂
常见还原剂
Cu、Fe粉、
KI溶液、
H2S水溶液……
新制氯水、过氧化氢、酸性高锰酸、硝酸……
还原剂
2. Fe2＋、Fe3＋相互转化的实验探究
实验操作 现象 反应的离子方程式
FeCl3溶液中加入KSCN溶液，加入铁粉
取适量上层清液加氯水，震荡
溶液先变为血红色，加入铁粉后血红色褪去
2Fe3++Fe==3Fe2+
溶液又变为血红色
2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl-
2. Fe2＋、Fe3＋相互转化的实验探究
［牛刀小试］ 请书写出下列离子反应方程式：
1、Fe3+与Cu反应：
2、Fe3+与Fe反应：
3、Fe3+与HI溶液反应：
4、Fe3+与H2S溶液反应：
5、Fe2+在酸性条件下与H2O2溶液反应：
6、Fe2+与酸性高锰酸钾溶液反应：
2Fe2+ + H2O2 + 2H+ ==== 2Fe3+ + 2H2O
5Fe2+ + MnO4- + 8H+ ==== 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
2Fe3+ + Fe === 3Fe2+
2Fe3+ + Cu === 2Fe2+ + Cu2+
2Fe3+ + H2S == 2Fe2+ + 2H+ + S↓
2Fe3+ + 2I- === 2Fe2+ + I2
铁盐遇到较强的还原剂会被还原成亚铁盐，亚铁盐在较强的氧化剂作用下会被氧化成铁盐，即Fe3+和Fe2+在一定条件下是可以相互转化的。
Fe3+ Fe2+
还原剂
氧化剂
铁三角
Fe
Fe2+
Fe3+
弱氧化剂：H+、Cu2+、S、I2、Fe3+等
H2O2、Cl2、Br2、HNO3、O2等
Fe、Cu、HI等
Zn、H2、Al、C等
Zn、CO、Al等
强氧化剂：Cl2、Br2、 H2O2 、HNO3等
铁元素的二维价态图
课堂小结
(1)向某溶液中滴加氯水，后滴加KSCN溶液，溶液变红色，则原溶液中有Fe3＋(　　)
(2)向溶液中加入KSCN溶液，溶液变红色，说明溶液中含有Fe3＋，不含Fe2＋(　　)
(3)向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，出现红色沉淀(　　)
×
×
判断正误
×
FeCl3可用作印刷电路铜板腐蚀剂(HCl—FeCl3)，印刷铜制电路板的腐蚀液回收再利用一直是研究的热点。思考解答下列问题：
(1)蚀刻铜板主要反应的离子方程式为 ，氧化剂是 。
(2)腐蚀结束后，废腐蚀液中含有的金属阳离子有 。
(3)检验废腐蚀液中是否含有Fe3＋的方法是__________________________
____________________________________________________________。
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
FeCl3(或Fe3＋)
Fe3＋、Fe2＋和Cu2＋
取少量待测液于试管中，加入
KSCN溶液，若溶液变为红色，则证明含有Fe3＋；反之，则不含Fe3＋
(4)腐蚀结束后，通过以下两步可分离出铜，并实现FeCl3溶液再生。
①步骤Ⅰ所加试剂和操作分别为______________________；有关离子方程式：_________________________________________________________
______。
②可实现步骤Ⅱ转化的物质或方法是 (填一种即可)；有关离子方程式：_____________________________________________________
_________。
过量铁粉和稀盐酸，过滤
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋、2H＋＋Fe===Fe2＋
＋H2↑
Cl2 (或H2O2)
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－(或2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋
＋2H2O)
下列关于Fe2＋和Fe3＋的叙述中，错误的是
A.Fe2＋的水溶液为浅绿色
B.Fe3＋的水溶液为黄色
C.Fe3＋具有氧化性，Fe2＋具有还原性
D.Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，立即出现红色沉淀
√
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＋
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 ⅰ.溶液由黄色变为浅绿色
ⅱ.溶液无明显变化
ⅲ.溶液变红
②滴加KSCN溶液
③再滴加几滴氯水
要证明某溶液中不含Fe3＋而可能含Fe2＋，有如下实验操作：
①加足量新制氯水　②加足量酸性KMnO4溶液　③加少量KSCN溶液，则最佳顺序是
A.①③ B.③② C.③① D.①②③
√
下列物质之间有如下反应关系：
已知E转化成C的现象是白色沉淀迅速
变为灰绿色，最后变为红褐色。
回答：
(1)写出下列物质的化学式：
A ，B ，D ，甲 ，乙 ，
丙 。
Fe2O3
FeCl3
FeCl2
Cl2(合理即可)
NaOH(或KOH等)
KSCN
(2)写出E→C反应的化学方程式： 。
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
同学们用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。请回答下列问题：
防止Fe2＋被氧化
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 mol·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是 。
(2)甲同学取2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2＋氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为 。
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(3)乙同学认为甲同学的实验不够严谨，该同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入1滴KSCN溶液和几滴氯水，溶液变红，煤油的作用是 。
隔绝空气(排除氧气对实验的影响)
(4)丙同学取10 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液，加入6 mL 0.1 mol·L－1FeCl3溶液混合。取2 mL此溶液于试管中，加入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色，发生反应的离子方程式为 。
2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
(5)丁同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为 。
H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
为探究铁和铁的化合物的一些化学性质，某学生实验小组设计了以下实验。
(1)往A、B溶液中分别滴入几滴KSCN溶液，溶液的颜色：A_________，
B 。
(2)写出上述过程中有关反应的化学方程式：
Fe2O3→A ；A→B 。
红色
不变(浅绿色)
Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O
Fe＋2FeCl3===3FeCl2
(3)B→C可看到的现象是 。
(4)将A的饱和溶液滴入沸水中并不断加热，可制得 胶体；当光束通过该胶体时，可看到一条光亮的“通路”，这种现象称为 效应。
白色沉淀转变为灰绿色最终转变为红褐色
Fe(OH)3
丁达尔
电子工业上使用的印刷电路板，是在敷有铜膜的塑
料板上以涂层保护所要的线路，然后用三氯化铁浓溶液作
用掉(腐蚀)未受保护的铜膜后形成的。某工程师为了从使用过的腐蚀废液(含有大量CuCl2、FeCl2和FeCl3，任意排放将导致环境污染及资源的浪费)中回收铜，并将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液作为腐蚀液原料循环使用，准备采用下列步骤：
(1)步骤Ⅰ的操作名称： ；所需玻璃仪器： 、 、 。
过滤
烧杯
漏斗
玻璃棒
(2)写出FeCl3溶液与铜箔发生反应的离子方程式：____________________
(3)检验废腐蚀液中是否含有Fe3＋所需试剂名称： ，实验现象： 。
(4)向②中加入NaOH溶液并长时间暴露在空气中，此过程的现象：_____
___________________________________________________，此转化的化学方程式为： 。
(5)写出③中所含物质：_________，⑥发生反应的离子方程式：________
__________________。
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
硫氰化钾溶液
溶液由棕黄色变为红色
先产
生白色絮状沉淀，然后迅速变为灰绿色，最终变为红褐色
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
Fe、Cu
2Fe2＋＋
Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
　铁及其化合物 谢谢大家