化学人教版（2019）必修第一册3.1铁及其化合物 课件（共25张ppt）

(共25张PPT)
第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
铁位于第四周期第Ⅷ族，属过渡金属
Fe
-2e-
Fe2+
Fe
-3e-
Fe3+
1、物理性质
纯净铁是银白色金属，具有较好的延展性和导热性，
密度7.86g/cm3，熔点高，易被磁体吸引和被磁化。
一、铁单质
(1)与非金属反应
干燥空气中，纯铁有较强抗腐蚀性;
潮湿环境中，含杂质铁易被腐蚀生锈。
2Fe + 3Cl2 === 2FeCl3
点燃
（棕黄）
2Fe + 3Br2 == 2FeBr3

Fe + S == FeS

Fe + I2 == FeI2

3Fe + 2O2 === Fe3O4
点燃
2、化学性质
铁粉：
黑色
钢瓶可用于储存运输液氯吗？
Fe2O3·xH2O
（2）与水反应
（3）与酸反应
①与非氧化性酸反应生成亚铁盐 (稀盐酸 稀硫酸)
Fe +2H+＝Fe2++H2↑
②常温与浓硝酸、浓硫酸发生钝化反应
③与足量稀HNO3或热浓HNO3、热浓H2SO4生成+3价铁盐
Fe + 4HNO3 (稀) = Fe(NO3)3 + NO↑+ 2H2O
（4）与盐溶液反应
Fe + Cu2+ ＝ Fe2+ + Cu
3Fe + 4H2O(g) == Fe3O4 + 4H2
高温
Fe + 2Fe3+ ＝ 3Fe2+
Fe足量：
3Fe + 8HNO3 (稀) = 3Fe(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O
教材P70 【思考与讨论】
生成致密的氧化膜
Fe3O4
铁是人体必需的微量元素中含量最多的一种（约4~5克），缺铁性贫血已成为仅次于结核病的全球患病率最高、耗资最大的公共卫生问题。
二价铁为人体的主要存在形式
四氧化三铁
氧化亚铁
氧化铁
二、铁的重要化合物
1、铁的氧化物
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
黑色粉末
+2
难溶于水
FeO+2H+＝Fe2++H2O
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+＝
2Fe3++ Fe2+ +4H2O
教材P71
FeO在空气中加热 6FeO + O2 = 2Fe3O4

与稀硝酸反应
与HI反应
3FeO+10H++NO3-=3Fe3++NO↑+5H2O
Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
3Fe3O4+28H+ +NO3- =9Fe3++ NO↑ +14H2O
FeO+2H+=Fe2++H2O
Fe2O3+6H++2I－=2Fe2++I2+3H2O
Fe3O4+8H+ +2I- =3Fe2++ I2+4H2O
注意：① Fe3O4是纯净物，而非混合物；是一种复杂氧化物，
而非碱性氧化物。
②高温时，铁的氧化物均能被C、CO、Al等还原剂还原成铁单质。
2Al+Fe2O3 ==== Al2O3+2Fe
高温
8Al+3Fe3O4 ==== 4Al2O3+9Fe
高温
2Al+6FeO ==== Al2O3+6Fe
高温
铁的氧化物的用途
高温
氧化铁常用于制造
红色油漆和涂料
作为冶炼金属的原料
氧化铁作外墙涂料
烤蓝是表面防腐蚀工艺
2、铁的氢氧化物
氢氧化铁 Fe(OH)3 氢氧化亚铁 Fe(OH)2
制法
颜色
溶解性 稳定性
与盐酸反应
与硝酸反应
与HI反应
Fe3+ + 3OH-＝Fe(OH)3↓
红褐色
难溶于水 、强碱、氨水
Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2↓(隔绝空气)
白色
极易被空气中氧气氧化成氢氧化铁
4Fe(OH)2+2H2O+O2＝4Fe(OH)3
Fe(OH)2+2H+＝Fe2++2H2O
白色→灰绿色→红褐色
2Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O

受热易分解
3Fe(OH)2+10H++NO3-=3Fe3++NO↑+8H2O
Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O
2Fe(OH)3+6H++2I-=2Fe2++I2+6H2O
[ 实验3-2 ]
科学探究
如何长时间保留Fe(OH)2
1、配制NaOH和FeSO4，应用煮沸后的蒸馏水
2、加入FeSO4溶液后，可加少量煤油或苯等
3、胶头滴管插入液面以下
隔绝空气和氧气
白色
灰绿色
红褐色
【密度小于水】
【讨论】下图中实验能较长时间看到白色沉淀吗？
（1）Fe3+离子的检验
Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3 （红色）
Fe2+与SCN-反应不显色，生成无色物质。
讨论：如何鉴别Fe2+与Fe3+？
3、铁盐和亚铁盐
[ 实验3-2 ]
鉴别方法 Fe2+ Fe3+
直接观色
加KSCN溶液
加NaOH溶液
浅绿色
棕黄色
白色沉淀迅速变灰绿色，最后呈红褐色
立即产生
红褐色沉淀
无现象
溶液变为红色
硫氰化钾
科学探究
Fe2+ Fe3+
1
2
思考：如何实现过程1和2的变化？
实验验证：
过程1需加入适当的氧化剂
过程2需加入适当的还原剂
实验现象：溶液由黄色变为浅绿色，加KSCN溶液没有明显变化，
加双氧水后溶液变为红色。
2FeCl3+Fe = 3FeCl2
实验结论：
（2）Fe2+与Fe3+的相互转化
2FeCl2+H2O2+2HCl = 2FeCl3 +2H2O
2Fe3+ + Fe = 3Fe2+
2Fe2+ + H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O
[ 实验3-2 ]
Fe2+ Fe3+
Cl2 (HNO3 KMnO4)
Fe Cu Zn
2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+
2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl-
（2）Fe2+与Fe3+的相互转化
少量Zn：2Fe3++Zn＝2Fe2++Zn2+
过量Zn：2Fe3++ 3Zn＝3Zn2++2Fe
Fe2++Zn＝Fe+Zn2+
MnO4- + 5Fe2+ + 8H+= Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O
检验Fe3+中是否含有Fe2+的方法：
① 加KMnO4(H+)，紫红色褪去
② 加K3[Fe(CN)6] 铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀
注意其他还原性离子的干扰，如Cl-
2MnO4- +16H+ +10Cl- = 2Mn2+ + 5Cl2↑ + 8H2O
2[Fe(CN)6]3+ + 3Fe2+ = Fe3[Fe(CN)6]2↓ (蓝色沉淀）铁氰化亚铁
讨论1： 印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为2FeCl3+Cu＝2FeCl2+CuCl2。向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列后果不可能出现的是（ ）
A、烧杯中有铜无铁 B、烧杯中有铁无铜
C、烧杯中铜、铁都有 D、烧杯中铁、铜都无
B
讨论2：将适量铁粉放入三氯化铁溶液中，完全反应后，溶液中
的Fe3+和Fe2+浓度相等，则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质
的量之比是（ ）
A、2∶3 B、3∶2 C、1∶2 D、1∶1
A
Fe
Fe2+
Fe3+
“铁三角”
Fe3+、
Zn、
Cu及Cu以前的金属（除活泼金属外）
(还原剂)
“铁三角”
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H） Cu Hg Ag Pt Au
单质还原性逐渐减弱，失电子能力逐渐减弱
K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ Fe2+ Sn2+ Pb2+(H +) Cu2+ Hg2+ Ag+
对应阳离子氧化性逐渐增强，得电子能力逐渐增强
Fe3+
得电子能力介于Cu2+ 和Hg2+之间：
氧化性： Hg2+ > Fe3+ > Cu2+
2Fe3+ + Hg == 2Fe2+ + Hg2+
×
讨论3:
在由Fe、FeO和Fe2O3组成的混合物中加入100 mL 2 mol· L-1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，并放出448 mL气体(标准状况)，此时溶液中无Fe3+存在。则下列判断正确的是（ ）
A．混合物中三种物质反应所消耗的盐酸的物质的量之比为1:1:3
B．混合物里Fe2O3的物质的量无法确定，但Fe比FeO的物质的量多
C．混合物里FeO的物质的量无法确定，但Fe比Fe2O3的物质的量多
D．反应后所得溶液中的Fe2+与Cl一的物质的量之比为1:3
C
练习：已知A是一种常见金属，F是一种红褐色沉淀。试根据图中转化关系，回答下列问题。
(1)写出A、C、F、G的化学式
A、_____ C、_________ F、 ______ G、________。
(2)保存C溶液时要加固体A的原因_________________________
___________________________________________________。
(3)写出下列转化的离子方程式或化学方程式。
①E→F：____________________________。
②C→D：____________________________。
“审→找→析(推)→验→答”
Fe
FeCl2
Fe(OH)3
Fe2O3
FeCl2 易被空气中的氧气氧化，
保存FeCl2 溶液时加固体Fe，防止Fe2+被氧气氧化
4Fe(OH)2+2H2O+O2＝ 4Fe(OH)3
2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + Cl-
复习本节学习内容；
《升华》P49~50 知识点一
《升华》P52~53 随堂练习1、2、7题
4. 《活页》P33 1~6、8题
课后作业
Fe
Fe2+
Fe3+
“铁三角”
H+、Cu2+、Fe3+等
(Cl2、HNO3等)
Cl2(HNO3、KMnO4等)
(Al、Mn、Zn等)
(Al、Mn、Zn等)
Cu及Cu以前的金属
（除活泼金属外）
讨论：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。
（２）除去蒸馏水中溶解的O2常采用______的方法。
（３）生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是________________________________。
煮沸
避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2
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
H2SO4、铁屑
NaOH溶液
检验试管II出口处排出的氢气的纯度。当排出的
氢气纯净时，再夹紧止水夹。
试管Ｉ中反应生成的氢气充满了试管I和试管II，
且外界空气不容易进入。