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第一节 铁及其化合物
第2课时 铁的氧化物和铁的氢氧化物
一、知识目标
1.了解铁的氧化物的性质及用途，掌握(Fe(OH)2)、(Fe(OH)3)的制备原理及化学性质。
2.学会运用物质类别和元素价态的视角认识元素及其化合物的性质，并能据此预测铁的氧化物和氢氧化物的性质及设计物质间转化的途径。
3.掌握(Fe(OH)2)的最佳制备方法以及物质防氧化的措施。
二、核心素养目标
1.宏观辨识与微观探析：能从宏观上认识铁的氧化物和氢氧化物的颜色、状态等性质，从微观角度理解其化学性质与元素价态、物质类别的关系。
2.证据推理与模型认知：通过实验现象推理铁的氧化物和氢氧化物的性质，建立基于物质类别和元素价态认识元素化合物性质的模型。
3.科学探究与创新意识：通过实验探究(Fe(OH)2)、(Fe(OH)3)的制备及改进(Fe(OH)2)的制取实验，培养科学探究能力和创新思维。
一、教学重点
掌握(Fe(OH)2)、(Fe(OH)3)的制备原理及化学性质。
二、教学难点
氢氧化亚铁的最佳制备方法以及物质防氧化的措施。
一、铁的存在形态
(1)游离态：存在于 中。
(2)化合态：主要以 价和 价的化合物存在。如黄铁矿(主要成分是 )、赤铁矿(主要成分是 )、磁铁矿(主要成分是 )等。
(3)日常生活用品中也有许多含有铁元素的物质，例如补铁的保健品中含有 ，红色涂料中含有 ，激光打印机的墨粉中含有 。
【答案】(1)陨石
(2) +2 +3 FeS2 Fe2O3 Fe3O4
(3) 亚铁盐 Fe2O3 Fe3O4
二、铁的氧化物
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
名称(俗称) ——
物质类别 ——
色态
溶解性
铁的价态
与H＋反应的离子方程式
共性 高温时，都能被C、CO、H2、Al等还原剂还原，生成单质铁与CO反应：FexOy＋y COx Fe＋y CO2
【答案】 铁红 磁性氧化铁 碱性氧化物 碱性氧化物 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 不溶于水 不溶于水 不溶于水 +2 +3 +2、+3 FeO+2H+=Fe2++H2O Fe2O3+2H+=2Fe3++3H2O Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O
一、新课导入
【播放故宫红墙视频】同学们，这就是故宫那闻名遐迩的红墙。每当阳光洒在红墙上，那鲜艳的红色仿佛诉说着历史的故事，吸引着无数游客驻足欣赏。大家有没有想过，故宫红墙为什么是这种独特的红色呢？这背后是否隐藏着什么科学的奥秘呢？
【引发思考提问】故宫红墙的颜色是什么呢？故宫的“红墙倩影”有科学解释吗？大家可以发挥一下自己的想象，大胆猜测一下。
【答案】科学研究表明，故宫红墙罩面灰中的氧化铁主要以α - Fe O 形式存在，这种物质性质稳定，所以让红墙能够长久保持鲜艳的颜色。不过，更神奇的是，在雷雨天时，闪电产生的少量氢气可与α - Fe O 发生还原反应，生成四氧化三铁（Fe O ），而Fe O 在高温下与氧气反应又可生成具有磁记录功能的γ - Fe O 。这也为故宫红墙“红墙倩影”等传说提供了一定的科学解释。
二 、 铁的氧化物
任务1：请同学们学会认识元素及其化合物性质的方法
【引入】首先学会认识元素及其化合物性质的方法。
【师生活动】
【问题】：物质类别和元素价态，是学习元素及其化合物性质的重要认识视角。基于物质类别和元素价态，可以预测物质的性质。
【学生思考】理解物质类别和元素价态对预测物质性质的重要性。
例如，对于，从物质类别来看，它属于金属氧化物，据此可以预测它可能与酸发生反应；从元素价态来看，中铁元素的化合价是价，为铁元素的高价态，据此可以预测它具有氧化性，可能与具有还原性的物质发生反应。
【问题】“请同学们思考，对于，从物质类别和元素价态角度，能预测它有哪些性质呢？”
【学生回答】：从物质类别看，是金属氧化物，可能与酸反应；从元素价态看，铁元素是价，有还原性，可能被氧化。
【总结讲解】
一、铁的氧化物
1.认识铁的氧化物
化学式 俗名 颜色状态 化合价
FeO / 黑色粉末 +2
Fe O 铁红 红棕色粉末 +3
Fe O 磁性氧化铁 黑色晶体 +2、+3
任务2：请同学们推测这三种氧化物有什么相同的化学性质和不同的化学性质
【师生活动】
【提出问题】：“请同学们讨论，这三种氧化物有什么相同的化学性质和不同的化学性质呢？”
【学生分组讨论】小组代表发言，
如相同点是都能与酸反应，不同点是有还原性，有氧化性等。
【教师讲解】铁的氧化物的化学性质：
碱性氧化物：，，。
氧化亚铁不稳定受热会转化为四氧化三铁：。
氧化性、还原性：，。
【总结讲解】
一、铁的氧化物
2.化学性质
⑴碱性氧化物
，
，
Fe3O4 特殊氧化物：。
⑵氧化亚铁不稳定，受热会转化为四氧化三铁
⑶氧化性、还原性
典例精讲
【例1】下列关于铁的氧化物①FeO、②Fe2O3、③Fe3O4的说法中正确的是( )
A. 都是黑色固体 B. 都不溶于水
C. 铁元素化合价相同 D. 都能与水反应
【答案】B
【例2】下列说法正确的是( )
A. 赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B. Fe2O3为碱性氧化物，可与水反应生成Fe(OH)3
C. 铁锈的主要成分是Fe2O3
D. Fe3O4中铁元素有＋2价和＋3价，Fe3O4是混合物
【答案】C
任务3：请同学们通过视频了解铁的氧化物的用途。
【问题】铁的氧化物在生活中有哪些用途呢？
【师生活动】
教师播放铁的氧化物用途的视频。
【学生分组讨论】总结铁的氧化物的用途：
铁的氧化物是冶炼铁的原料。
可作红色油漆和涂料。
可制录音磁带和电讯器材，打印机或复印机的墨粉。
【总结讲解】
一、铁的氧化物
3.铁的氧化物的用途
⑴铁的氧化物是冶炼铁的原料
⑵Fe2O3 红色油漆和涂料
⑶Fe3O4 制录音磁带和电讯器材，打印机或复印机的墨粉
典例精讲
【例3】下列关于铁的氧化物说法正确的是( )
A.“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色,可能是来自氧化亚铁
B.Fe2O3是红棕色粉末,俗称磁性氧化铁,常用作红色油漆和涂料
C.Fe3O4中Fe元素的化合价有+2价和+3价,因而Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物
D.FeO在空气中受热，能迅速被氧化成Fe2O3
【答案】A
三 、铁的氢氧化物
任务1：请同学们画一下铁元素价类二维图
【问题】请同学们画一下铁元素价类二维图。
【师生活动】
教师给出铁元素价类二维图的框架，包括物质类别（单质、氧化物、碱、盐）和元素价态（、 + 2 + 3）。
【学生回答】：在图中填写相应的物质，如、、、、、、、。
【问题】：“从铁元素价类二维图中，我们如何制备、呢？”引导学生思考制备方法。
任务2：请同学们思考如何制备Fe(OH)3 、Fe(OH)2
【问题】我们知道了可以从铁元素价类二维图思考制备方法，那具体如何制备、呢？下面请同学们思考并设计实验方案。
【师生活动】
【问题】金属的氢氧化物通常的制备方案：单质和水反应、氧化物和水反应、可溶性盐和碱溶液反应。那具体如何制备、呢？
【学生回答】用亚铁盐（如）和铁盐（如）分别与碱（如）反应来制备和。
教师展示实验步骤：在两支试管中分别加入少量的溶液和溶液，然后各滴入溶液。观察并描述发生的现象。
【学生分组进行实验】记录实验现象。
Fe(OH)3 Fe(OH)2
实验操作
实验现象
任务3：学生分组实验制备Fe(OH)3 、Fe(OH)2
【总结讲解】
二、铁的氢氧化物
1.制备Fe(OH)3 、Fe(OH)2
Fe(OH)3 Fe(OH)2
实验操作
实验现象 有红褐色沉淀 Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓ Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓
任务4：请同学们讨论为什么在FeSO4溶液中加入NaOH溶液时，生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，过一段时间后还会生成红褐色物质呢？
【问题】同学们在实验中观察到在溶液中加入溶液时，生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，过一段时间后还会生成红褐色物质，这是为什么呢？下面我们来讨论一下。
【学生回答】学生分组讨论，小组代表发言，
推测是因为被氧化了。
反应原理：，说明不稳定，容易被空气中的氧气氧化为。
【总结讲解】
二、铁的氢氧化物
2. Fe(OH)2不稳定易转化为Fe(OH)3
生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，过一段时间后还会生成红褐色物质。
任务5：请同学们讨论在实验室里，如何得到Fe(OH)2呢
【分析】 Fe(OH)2会被O2氧化，因此制取Fe(OH)2的关键是防止O2的干扰，需要做到：溶液中不含O2； 生成的Fe(OH)2隔绝O2
【总结讲解】
二、铁的氢氧化物
3. 制备Fe(OH)2的注意事项
① 使用新配制的FeSO4溶液(可加入少量铁屑）
②把NaOH溶液或配制溶液用的蒸馏水加热煮沸除去溶解氧
③ 滴入溶液时将胶头滴管伸入液面以下
任务6：请同学们设计实验并分组实验改进Fe(OH)2 制取实验
【问题】我们知道了容易被氧化，那么在实验室里，如何得到呢？请同学们讨论并设计实验改进方案。
【学生回答】学生分组讨论改进方法
提出如配制试剂的蒸馏水要煮沸、在溶液的液面上加少量苯（或植物油）、胶头滴管插入液面下加入溶液等改进措施。
【总结讲解】
二、铁的氢氧化物
4.制取 Fe(OH)2 实验改进
①改进方案一
Fe(OH)2被氧化的原因 改进方法 改进装置
反应试剂中溶有氧气 配制试剂的蒸馏水要煮沸
试剂与空气接触 ①在Fe(OH)2溶液的液面上加少量苯（或植物油） ②胶头滴管插入液面下加入NaOH溶液
②改进方案二
操作：
先滴加 稀硫酸 ，
然后 收集氢气并验纯 ，
当氢气纯净后，再滴加 NaOH溶液 。
③改进方案三
操作：
先打开止水夹，在试管Ⅱ出口处收集氢气并验纯，当氢气纯净后，关闭止水夹。产生的氢气使Ⅰ中压强 增大，将生成的硫酸亚铁溶液从长导管入 Ⅱ中 .
典例精讲
【例1】下列各图示中，能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是（ ）
【答案】①②④
【例2】某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的 Fe(OH)2，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是( )
A.蒸馏烧瓶中反应的离子方程式是：2Fe＋6H＋===3Fe2＋＋3H2↑
B.实验开始时应先关闭止水夹a、打开 b，再向烧瓶中加入稀盐酸
C.反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀
D.反应结束后若关闭 b 及分液漏斗活塞，则 Fe(OH)2可较长时间存在
【答案】D
任务6：请同学们总结铁的氢氧化物的性质
【问题】：“请同学们讨论氢氧化物的性质如何？”
【学生回答】学生分组讨论，小组代表发言，总结铁的氢氧化物的性质。
【总结讲解】
二、铁的氢氧化物
Fe(OH)2 Fe(OH)3
色、态 白色固体 红褐色固体
水溶性 不溶于水
制法 Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓ Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓
加热分解 不分解 2Fe(OH)3 == Fe2O3 + 3H2O
与酸反应 Fe(OH)2 +2H+ = Fe2+ +2H2O Fe(OH)3+ 3H+ = Fe3++ 3H2O
转化 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O == 4Fe(OH)3
一、铁的氧化物
1.认识
化学式 俗名 颜色状态 化合价
FeO / 黑色粉末 +2
Fe O 铁红 红棕色粉末 +3
Fe O 磁性氧化铁 黑色晶体 +2、+3
2.化学性质
（1）碱性氧化物
FeO + 2H = Fe + H O
Fe O + 6H = 2Fe + 3H O
Fe O + 8H = Fe + 2Fe + 4H O
（2）氧化还原性
FeO + CO === Fe + CO
6FeO + O == 2Fe O
Fe O + 3CO === 2Fe + 3CO
（3）热稳定性
6FeO + O == 2Fe O
3.用途
（1）冶炼铁
（2）Fe O ：红色油漆和涂料
（3）Fe O ：制录音磁带和电讯器材等
二、铁的氢氧化物
1.制备
Fe + 3OH = Fe(OH) ↓
Fe + 2OH = Fe(OH) ↓
2.性质
Fe(OH) Fe(OH)
色、态 白色固体 红褐色固体
水溶性 不溶于水 不溶于水
加热分解 不分解 2Fe(OH) == Fe O + 3H O
与酸反应 Fe(OH) + 2H = Fe + 2H O Fe(OH) + 3H = Fe + 3H O
转化 4Fe(OH) + O + 2H O = 4Fe(OH)
3.制备注意事项及改进
（1）注意事项
① 使用新配制的FeSO 溶液(可加入少量铁屑）
② 把NaOH溶液或配制溶液用的蒸馏水加热煮沸除去溶解氧
③ 滴入溶液时将胶头滴管伸入液面以下
（2）改进方案
① 方案一：在Fe(OH) 溶液的液面上加少量苯（或植物油）
② 方案二：先滴加稀硫酸，然后收集氢气并验纯，当氢气纯净后，再滴加NaOH溶液
③ 方案三：先打开止水夹，在试管II出口处收集氢气并验纯，当氢气纯净后，关闭止水夹
1.下列关于铁及其化合物的叙述正确的是
A．氢氧化铁受热分解可制得Fe O
B．Fe O 、Fe O 都有磁性
C．FeO不稳定，在空气里受热，能迅速被氧化
D．高温下，铁能与水蒸气反应生成Fe O
【答案】C
【解析】A选项，氢氧化铁受热分解生成Fe O 和水，不能制得Fe O ，A错误；B选项，Fe O 有磁性，Fe O 没有磁性，B错误；C选项，FeO不稳定，在空气里受热，能迅速被氧化，C正确；D选项，高温下，铁能与水蒸气反应生成Fe O 和氢气，但这不是本题考查的铁及其化合物在一般情况下的性质，D不符合题意。所以答案选C。
2.下列说法不正确的是
A．Fe O 与盐酸反应生成两种盐
B．FeO不稳定，在空气中受热被氧化为Fe O
C．Fe(OH) 不稳定，具有较强的氧化性
D．Fe(OH) 比Fe(OH) 稳定
【答案】C
【解析】A选项，Fe O 与盐酸反应生成FeCl 和FeCl 两种盐，A正确；B选项，FeO不稳定，在空气中受热会被氧化为Fe O ，B正确；C选项，Fe(OH) 不稳定，具有较强的还原性，容易被氧化，而不是氧化性，C错误；D选项，Fe(OH) 比Fe(OH) 稳定，Fe(OH) 易被氧化为Fe(OH) ，D正确。所以答案选C。
已知A为常见的金属单质，根据如图所示的关系，下列叙述中正确的是( )
A.A为Fe，B为FeO
B.C→D溶液的颜色变化：浅绿色→棕黄色
C.④的离子方程式：
D.⑤的离子方程式：
【答案】B
【解析】根据常见铁及其化合物的转化关系可知，A为Fe ，B为Fe O ，C为FeCl ，D为FeCl 。A选项，A为Fe，B为Fe O ，不是FeO，A错误；B选项，C为FeCl 溶液显浅绿色，D为FeCl 溶液显棕黄色，C→D溶液的颜色变化是浅绿色→棕黄色，B正确；C选项题干未给出④的离子方程式具体内容，无法判断；D选项题干未给出⑤的离子方程式具体内容，无法判断。所以答案选B。
4.在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H SO 等试剂制备。回答下列问题：
(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)为制得白色Fe(OH) 沉淀，在试管I和II中加入试剂，塞紧塞子后的实验步骤是__________________________________
________________________________________________________。
(4)这样生成的Fe(OH) 沉淀能较长时间保持白色，其理由是__________
_________________________________________________________________。
【答案】(1)稀H SO 、铁屑；(2)NaOH溶液；(3)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；(4)试管I中反应生成的H 充满了试管I和试管II，且外界空气不容易进入。
【解析】(1)要制备Fe(OH) ，需要先生成Fe ，所以在试管I里加入稀H SO 和铁屑反应生成FeSO 和H ；(2)试管II里加入的试剂是NaOH溶液，用于和FeSO 反应生成Fe(OH) ；(3)为制得白色Fe(OH) 沉淀，防止其被氧化，需要先打开止水夹a，让I中反应生成的氢气排净装置中的空气，再关闭止水夹a，使生成的FeSO 溶液压入试管II中与NaOH反应；(4)因为试管I中反应生成的H 充满了试管I和试管II，且外界空气不容易进入，所以这样生成的Fe(OH) 沉淀能较长时间保持白色。
考点1铁的氧化物
1．铁及其化合物在生产、生活中应用广泛。下列有关它们的性质与用途具有对应关系的是
A．有氧化性，可用作净水剂 B．有磁性，可用作高炉炼铁的原料
C．是红棕色，可用于制红色油漆 D．Fe有还原性，可用于铝热反应焊接钢轨
【答案】C
【详解】A．溶液中铁离子水解生成氢氧化铁胶体，氢氧化铁胶体有吸附性，能吸附杂质，可用作净水剂，与其氧化性无关，A错误；
B．中含铁元素，可用作高炉炼铁的原料，与其磁性无关，B错误；
C．是红棕色固体，难溶于水，可用于制红色油漆，C正确；
D．铝热反应为铝和氧化铁在高温下反应生成铁和氧化铝，与铁的还原性无关，D错误；
答案选C。
2．赭石为一种中国传统药物，可“平肝潜阳，重镇降逆，凉血止血”，李时珍在《本草纲目》中对其有“赭，赤色也”、“苦、寒、无毒”的描述，根据上述性质，其主要成分可能为
A． B． C． D．
【答案】A
【详解】根据材料，赭石颜色为红色，主要成分可能为，故选A。
考点2 铁的氢氧化物
3．部分含铁物质的分类与相应化合价关系如下图甲所示。下列推断不合理的是
A．X在高温下可与H2O(g)反应生成Z
B．N在空气中不稳定，利用图乙装置制取N并可减缓其被氧化
C．可存在P→M→Z→P的循环转化关系
D．若P为盐酸盐，可将其饱和溶液逐滴滴入沸水中制备Fe(OH)3胶体
【答案】A
【分析】由题干铁的价类二维图可知，X为Fe、Y为FeO、Z为Fe2O3、M为Fe(OH)3、N为Fe(OH)2，Q为亚铁盐，P为铁盐，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，X为Fe、Z为Fe2O3，Fe在高温下可与H2O(g)反应生成Fe3O4，而不是Fe2O3，A错误；
B．由分析可知，N为Fe(OH)2，Fe(OH)2不稳定，图乙装置生成的H2可排出装置中的空气，从而减缓Fe(OH)2被氧化，B正确；
C．由分析可知，Z为Fe2O3、M为Fe(OH)3、P为铁盐，根据反应方程式，，可知，可存在P→M→Z→P的循环转化关系，C正确；
D．由分析结合若P为盐酸盐可知，P为FeCl3，实验制备Fe(OH)3胶体的方法为：将烧杯中的蒸馏水加热煮沸后，向沸水中滴加5~6滴饱和氯化铁溶液，继续加热至溶液呈红褐色停止加热，即可制备Fe(OH)3胶体，D正确；
故答案为：A。
4．在稀硫酸中加入适量铁粉，反应完全后再加入适量NaOH溶液，放置片刻，从反应体系中观察到颜色的变化是
A．无色→灰绿→红褐 B．无色→白色→浅绿→灰绿→红褐
C．无色→浅绿→白色→灰绿→红褐 D．无色→白色→红褐
【答案】C
【详解】稀硫酸溶液为无色，加入铁粉后反应生成硫酸亚铁溶液，为浅绿色；继续滴加适量的氢氧化钠溶液，生成白色的氢氧化亚铁沉淀，氢氧化亚铁溶液被氧气氧化，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色的氢氧化铁沉淀，观察到颜色的变化是无色→浅绿→白色→灰绿→红褐，故选C。
5．（24-25高一下·上海·期中）为了进一步探究铁的氢氧化物的性质，某同学设计了装置用来制备并验证其还原性，实验装置如下图所示：
(1)仪器X的名称为 ；
(2)制备：实验开始时先将止水夹a （填“打开”或“关闭”），从B上口收集，验纯，纯净后 （填“打开”或“关闭”）止水夹a，将A中溶液压入B中进行反应。
(3)验证还原性：实验完毕，打开b处止水夹，充入一部分空气，此时B瓶中的现象为 ，发生的反应方程式为 。
(4)下列各图中制备的，能较长时间维持白色沉淀的是 （填序号）。
【答案】(1)分液漏斗
(2) 打开 关闭
(3) 白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
(4)①②
【分析】A装置为铁粉与稀硫酸反应产生H2和FeSO4，开始时打开a止水夹，将整个装置充满氢气，收集B上口的氢气并验纯，H2纯净后关闭a和b止水夹，A装置内的FeSO4溶液被压入B装置与NaOH溶液反应制备Fe(OH)2，据此解答。
【详解】（1）由仪器构造可知，仪器X的名称为分液漏斗；
（2）由分析可知，制备：实验开始时先将止水夹a打开，从B上口收集，验纯，纯净后关闭止水夹a，将A中溶液压入B中进行反应；
（3）实验完毕，打开b处止水夹，充入一部分空气，氢氧化亚铁会被空气中氧气氧化为氢氧化铁，则此时B瓶中的现象为：白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，发生的反应方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；
（4）因为Fe(OH)2在空气中易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，因此要较长时间维持白色沉淀，则应排出装置中的空气或隔绝空气。
①中硫酸亚铁溶液和加入的苯分层，苯可以隔绝空气，将NaOH溶液挤入FeSO4溶液反应生成Fe(OH)2白色沉淀，能较长时间维持白色沉淀，①符合题意；
②的原理与题干一样，实验开始时先将止水夹a打开，用氢气将装置中的空气排尽，后关闭止水夹a，将A中溶液压入B中进行反应，使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中，能较长时间维持白色沉淀，②符合题意；
③中NaOH溶液与FeSO4溶液反应生成的Fe(OH)2能被空气中氧气氧化成Fe(OH)3，因此不能较长时间维持白色沉淀，③不符合题意；
故选①②。
6．（24-25高一下·上海·期末）下图是一种制备氢氧化亚铁沉淀的实验装置，其实验原理是先在封闭体系(试管I)中利用铁粉和稀硫酸得到硫酸亚铁；亚铁盐溶液再与氢氧化钠溶液作用(试管II)即可制得氢氧化亚铁。
(1)配制溶液的蒸馏水常加热煮沸的原因是 。
(2)实验过程中，首先应该 (填写“夹紧”或“打开”，下同)止水夹，等试管Ⅰ中的反应进行一段时间后再 止水夹，可以在试管Ⅱ中得到较长保持白色的产物。
(3)试管Ⅱ中得到的白色产物如果露置于空气中一段时间，可以看到的现象为 。
【答案】(1)除去蒸馏水中溶解的氧气
(2) 打开 夹紧
(3)白色沉淀变成灰绿色，最终变为红褐色
【分析】要在该装置中得到Fe(OH)2白色絮状沉淀，应该关闭止水夹，反应生成的硫酸亚铁能够进入氢氧化钠溶液中，并且能够发生化学反应生成硫酸钠和氢氧化亚铁，同时把装置中的空气排出，使氢氧化亚铁不能与氧气充分接触，从而达到防止被氧化的目的，所以Ⅰ中盛放硫酸和铁粉，在Ⅱ中盛放氢氧化钠溶液，并用Ⅰ中生成的氢气排尽装置内空气，氢氧化钠和硫酸亚铁反应的化学方程式为FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4。
【详解】（1）除去蒸馏水中溶解的O2常采用煮沸的方法，故配制溶液的蒸馏水常加热煮沸的原因是除去蒸馏水中溶解的氧气；故答案为：除去蒸馏水中溶解的氧气；
（2）打开止水夹，使装置中的反应进行一段时间后再夹紧止水夹，则由于氢气把装置内空气排净，故试管Ⅱ中观察到的现象为有白色絮状沉淀生成，且一段时间内沉淀颜色保持不变；故答案为：打开；夹紧；
（3）试管Ⅱ中得到的白色产物为氢氧化亚铁沉淀，氢氧化亚铁在空气中易被氧化，可观察到的现象为白色沉淀变成灰绿色，最终变为红褐色；故答案为：白色沉淀变成灰绿色，最终变为红褐色。
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第一节 铁及其化合物
第2课时 铁的氧化物和铁的氢氧化物
一、知识目标
1.了解铁的氧化物的性质及用途，掌握(Fe(OH)2)、(Fe(OH)3)的制备原理及化学性质。
2.学会运用物质类别和元素价态的视角认识元素及其化合物的性质，并能据此预测铁的氧化物和氢氧化物的性质及设计物质间转化的途径。
3.掌握(Fe(OH)2)的最佳制备方法以及物质防氧化的措施。
二、核心素养目标
1.宏观辨识与微观探析：能从宏观上认识铁的氧化物和氢氧化物的颜色、状态等性质，从微观角度理解其化学性质与元素价态、物质类别的关系。
2.证据推理与模型认知：通过实验现象推理铁的氧化物和氢氧化物的性质，建立基于物质类别和元素价态认识元素化合物性质的模型。
3.科学探究与创新意识：通过实验探究(Fe(OH)2)、(Fe(OH)3)的制备及改进(Fe(OH)2)的制取实验，培养科学探究能力和创新思维。
一、教学重点
掌握(Fe(OH)2)、(Fe(OH)3)的制备原理及化学性质。
二、教学难点
氢氧化亚铁的最佳制备方法以及物质防氧化的措施。
一、铁的存在形态
(1)游离态：存在于 中。
(2)化合态：主要以 价和 价的化合物存在。如黄铁矿(主要成分是 )、赤铁矿(主要成分是 )、磁铁矿(主要成分是 )等。
(3)日常生活用品中也有许多含有铁元素的物质，例如补铁的保健品中含有 ，红色涂料中含有 ，激光打印机的墨粉中含有 。
二、铁的氧化物
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
名称(俗称) ——
物质类别 ——
色态
溶解性
铁的价态
与H＋反应的离子方程式
共性 高温时，都能被C、CO、H2、Al等还原剂还原，生成单质铁与CO反应：FexOy＋y COx Fe＋y CO2
一、新课导入
【播放故宫红墙视频】同学们，这就是故宫那闻名遐迩的红墙。每当阳光洒在红墙上，那鲜艳的红色仿佛诉说着历史的故事，吸引着无数游客驻足欣赏。大家有没有想过，故宫红墙为什么是这种独特的红色呢？这背后是否隐藏着什么科学的奥秘呢？
【引发思考提问】故宫红墙的颜色是什么呢？故宫的“红墙倩影”有科学解释吗？大家可以发挥一下自己的想象，大胆猜测一下。
二、铁的氧化物
任务1：请同学们学会认识元素及其化合物性质的方法
【引入】首先学会认识元素及其化合物性质的方法。
【师生活动】
【问题】：物质类别和元素价态，是学习元素及其化合物性质的重要认识视角。基于物质类别和元素价态，可以预测物质的性质。
【学生思考】理解物质类别和元素价态对预测物质性质的重要性。
【问题】“请同学们思考，对于，从物质类别和元素价态角度，能预测它有哪些性质呢？”
【学生回答】：
【总结讲解】
一、铁的氧化物
1.认识铁的氧化物
化学式 俗名 颜色状态 化合价
FeO /
Fe O
Fe O
任务2：请同学们推测这三种氧化物有什么相同的化学性质和不同的化学性质
【师生活动】
【提出问题】：“请同学们讨论，这三种氧化物有什么相同的化学性质和不同的化学性质呢？”
【学生分组讨论】小组代表发言，
【教师讲解】铁的氧化物的化学性质：
【总结讲解】
一、铁的氧化物
典例精讲
【例1】下列关于铁的氧化物①FeO、②Fe2O3、③Fe3O4的说法中正确的是( )
A. 都是黑色固体 B. 都不溶于水
C. 铁元素化合价相同 D. 都能与水反应
【例2】下列说法正确的是( )
A. 赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B. Fe2O3为碱性氧化物，可与水反应生成Fe(OH)3
C. 铁锈的主要成分是Fe2O3
D. Fe3O4中铁元素有＋2价和＋3价，Fe3O4是混合物
任务3：请同学们通过视频了解铁的氧化物的用途。
【问题】铁的氧化物在生活中有哪些用途呢？
【师生活动】
教师播放铁的氧化物用途的视频。
【学生分组讨论】总结铁的氧化物的用途：
【总结讲解】
一、铁的氧化物
典例精讲
【例3】下列关于铁的氧化物说法正确的是( )
A.“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色,可能是来自氧化亚铁
B.Fe2O3是红棕色粉末,俗称磁性氧化铁,常用作红色油漆和涂料
C.Fe3O4中Fe元素的化合价有+2价和+3价,因而Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物
D.FeO在空气中受热，能迅速被氧化成Fe2O3
三 、铁的氢氧化物
任务1：请同学们画一下铁元素价类二维图
【问题】请同学们画一下铁元素价类二维图。
【师生活动】
教师给出铁元素价类二维图的框架，包括物质类别（单质、氧化物、碱、盐）和元素价态（、 + 2 + 3）。
【学生回答】：在图中填写相应的物质，如、、、、、、、。
【问题】：“从铁元素价类二维图中，我们如何制备、呢？”引导学生思考制备方法。
任务2：请同学们思考如何制备Fe(OH)3 、Fe(OH)2
【问题】我们知道了可以从铁元素价类二维图思考制备方法，那具体如何制备、呢？下面请同学们思考并设计实验方案。
【师生活动】
【问题】金属的氢氧化物通常的制备方案：单质和水反应、氧化物和水反应、可溶性盐和碱溶液反应。那具体如何制备、呢？
【学生回答】
教师展示实验步骤：在两支试管中分别加入少量的溶液和溶液，然后各滴入溶液。观察并描述发生的现象。
【学生分组进行实验】记录实验现象。
Fe(OH)3 Fe(OH)2
实验操作
实验现象
任务3：学生分组实验制备Fe(OH)3 、Fe(OH)2
【总结讲解】
二、铁的氢氧化物
1.制备Fe(OH)3 、Fe(OH)2
Fe(OH)3 Fe(OH)2
实验操作
实验现象
任务4：请同学们讨论为什么在FeSO4溶液中加入NaOH溶液时，生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，过一段时间后还会生成红褐色物质呢？
【问题】同学们在实验中观察到在溶液中加入溶液时，生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，过一段时间后还会生成红褐色物质，这是为什么呢？下面我们来讨论一下。
【学生回答】学生分组讨论，小组代表发言，
【总结讲解】
二、铁的氢氧化物
任务5：请同学们讨论在实验室里，如何得到Fe(OH)2呢
【分析】
【总结讲解】
二、铁的氢氧化物
任务6：请同学们设计实验并分组实验改进Fe(OH)2 制取实验
【问题】我们知道了容易被氧化，那么在实验室里，如何得到呢？请同学们讨论并设计实验改进方案。
【学生回答】学生分组讨论改进方法
【总结讲解】
二、铁的氢氧化物
4.制取 Fe(OH)2 实验改进
①改进方案一
Fe(OH)2被氧化的原因 改进方法 改进装置
②改进方案二
操作：
先滴加 ，
然后 ，
当氢气纯净后，再滴加 。
③改进方案三
操作：
先 止水夹，在试管Ⅱ出口处 ，当 后， 止水夹。产生的氢气使Ⅰ中压强 ，将生成的硫酸亚铁溶液从长导管入 .
典例精讲
【例1】下列各图示中，能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是（ ）
【例2】某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的 Fe(OH)2，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是( )
A.蒸馏烧瓶中反应的离子方程式是：2Fe＋6H＋===3Fe2＋＋3H2↑
B.实验开始时应先关闭止水夹a、打开 b，再向烧瓶中加入稀盐酸
C.反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀
D.反应结束后若关闭 b 及分液漏斗活塞，则 Fe(OH)2可较长时间存在
任务6：请同学们总结铁的氢氧化物的性质
【问题】：“请同学们讨论氢氧化物的性质如何？”
【学生回答】学生分组讨论，小组代表发言，总结铁的氢氧化物的性质。
【总结讲解】
二、铁的氢氧化物
Fe(OH)2 Fe(OH)3
色、态
水溶性
制法
加热分解
与酸反应
转化
一、铁的氧化物
1.认识
化学式 俗名 颜色状态 化合价
FeO / 黑色粉末 +2
Fe O 铁红 红棕色粉末 +3
Fe O 磁性氧化铁 黑色晶体 +2、+3
2.化学性质
（1）碱性氧化物
FeO + 2H = Fe + H O
Fe O + 6H = 2Fe + 3H O
Fe O + 8H = Fe + 2Fe + 4H O
（2）氧化还原性
FeO + CO === Fe + CO
6FeO + O == 2Fe O
Fe O + 3CO === 2Fe + 3CO
（3）热稳定性
6FeO + O == 2Fe O
3.用途
（1）冶炼铁
（2）Fe O ：红色油漆和涂料
（3）Fe O ：制录音磁带和电讯器材等
二、铁的氢氧化物
1.制备
Fe + 3OH = Fe(OH) ↓
Fe + 2OH = Fe(OH) ↓
2.性质
Fe(OH) Fe(OH)
色、态 白色固体 红褐色固体
水溶性 不溶于水 不溶于水
加热分解 不分解 2Fe(OH) == Fe O + 3H O
与酸反应 Fe(OH) + 2H = Fe + 2H O Fe(OH) + 3H = Fe + 3H O
转化 4Fe(OH) + O + 2H O = 4Fe(OH)
3.制备注意事项及改进
（1）注意事项
① 使用新配制的FeSO 溶液(可加入少量铁屑）
② 把NaOH溶液或配制溶液用的蒸馏水加热煮沸除去溶解氧
③ 滴入溶液时将胶头滴管伸入液面以下
（2）改进方案
① 方案一：在Fe(OH) 溶液的液面上加少量苯（或植物油）
② 方案二：先滴加稀硫酸，然后收集氢气并验纯，当氢气纯净后，再滴加NaOH溶液
③ 方案三：先打开止水夹，在试管II出口处收集氢气并验纯，当氢气纯净后，关闭止水夹
1.下列关于铁及其化合物的叙述正确的是
A．氢氧化铁受热分解可制得Fe O
B．Fe O 、Fe O 都有磁性
C．FeO不稳定，在空气里受热，能迅速被氧化
D．高温下，铁能与水蒸气反应生成Fe O
2.下列说法不正确的是
A．Fe O 与盐酸反应生成两种盐
B．FeO不稳定，在空气中受热被氧化为Fe O
C．Fe(OH) 不稳定，具有较强的氧化性
D．Fe(OH) 比Fe(OH) 稳定
3.已知A为常见的金属单质，根据如图所示的关系，下列叙述中正确的是( )
A.A为Fe，B为FeO
B.C→D溶液的颜色变化：浅绿色→棕黄色
C.④的离子方程式：
D.⑤的离子方程式：
4.在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H SO 等试剂制备。回答下列问题：
(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)为制得白色Fe(OH) 沉淀，在试管I和II中加入试剂，塞紧塞子后的实验步骤是__________________________________
________________________________________________________。
(4)这样生成的Fe(OH) 沉淀能较长时间保持白色，其理由是__________
_________________________________________________________________。
考点1铁的氧化物
1．铁及其化合物在生产、生活中应用广泛。下列有关它们的性质与用途具有对应关系的是
A．有氧化性，可用作净水剂 B．有磁性，可用作高炉炼铁的原料
C．是红棕色，可用于制红色油漆 D．Fe有还原性，可用于铝热反应焊接钢轨
2．赭石为一种中国传统药物，可“平肝潜阳，重镇降逆，凉血止血”，李时珍在《本草纲目》中对其有“赭，赤色也”、“苦、寒、无毒”的描述，根据上述性质，其主要成分可能为
A． B． C． D．
考点2 铁的氢氧化物
3．部分含铁物质的分类与相应化合价关系如下图甲所示。下列推断不合理的是
A．X在高温下可与H2O(g)反应生成Z
B．N在空气中不稳定，利用图乙装置制取N并可减缓其被氧化
C．可存在P→M→Z→P的循环转化关系
D．若P为盐酸盐，可将其饱和溶液逐滴滴入沸水中制备Fe(OH)3胶体
4．在稀硫酸中加入适量铁粉，反应完全后再加入适量NaOH溶液，放置片刻，从反应体系中观察到颜色的变化是
A．无色→灰绿→红褐 B．无色→白色→浅绿→灰绿→红褐
C．无色→浅绿→白色→灰绿→红褐 D．无色→白色→红褐
5．（24-25高一下·上海·期中）为了进一步探究铁的氢氧化物的性质，某同学设计了装置用来制备并验证其还原性，实验装置如下图所示：
(1)仪器X的名称为 ；
(2)制备：实验开始时先将止水夹a （填“打开”或“关闭”），从B上口收集，验纯，纯净后 （填“打开”或“关闭”）止水夹a，将A中溶液压入B中进行反应。
(3)验证还原性：实验完毕，打开b处止水夹，充入一部分空气，此时B瓶中的现象为 ，发生的反应方程式为 。
(4)下列各图中制备的，能较长时间维持白色沉淀的是 （填序号）。
6．（24-25高一下·上海·期末）下图是一种制备氢氧化亚铁沉淀的实验装置，其实验原理是先在封闭体系(试管I)中利用铁粉和稀硫酸得到硫酸亚铁；亚铁盐溶液再与氢氧化钠溶液作用(试管II)即可制得氢氧化亚铁。
(1)配制溶液的蒸馏水常加热煮沸的原因是 。
(2)实验过程中，首先应该 (填写“夹紧”或“打开”，下同)止水夹，等试管Ⅰ中的反应进行一段时间后再 止水夹，可以在试管Ⅱ中得到较长保持白色的产物。
(3)试管Ⅱ中得到的白色产物如果露置于空气中一段时间，可以看到的现象为 。
（更多的见分层作业)
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