3.2.3 铁的重要化合物（人教版必修1）

(共57张PPT)
第3课时　铁的重要化合物
铁的单质与其他物质反应时，既可以失去两个电子，也可以失去三个电子，也就是说在化合物中铁有＋2价和＋3价两种化合价。你知道吗？
1．了解Fe、Cu的重要化合物的主要性质及应用。
2．掌握Fe2＋、Fe3＋的检验方法。
3．利用Fe及其化合物的性质推断物质及鉴别物质。
1．铁的存在
铁在地壳中的含量仅次于__________，主要 以____和____价化合物的形式存在。
铁的重要化合物
氧、硅、铝
＋2
＋3
2．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 ____ Fe2O3 _______
俗名 铁红 磁性氧化铁
铁的化合价 _____ ____ __________
颜色、状态 _________ __________ 黑色晶体
溶解性 均不溶于水
Fe3O4
＋2
＋3
＋2、＋3
FeO
黑色粉末
红棕色粉末
(2)化学性质
①FeO不稳定，在空气中受热易被氧化成 ______。
②FeO和Fe2O3属于____氧化物，与盐酸反应 的化学方程式分别为：FeO＋2HCl===FeCl2 ＋H2O，Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O。
(3)用途
Fe2O3常用做红色油漆和涂料，______(主要成 分是______)是炼铁原料。
Fe3O4
碱性
赤铁矿
Fe2O3
3．铁的氢氧化物
Fe(OH)2 Fe(OH)3
颜色 ___ _____
溶解性 不溶于水 不溶于水
稳定性 在空气中易转化为Fe(OH)3 __________________ ________
白
红褐
＋3H2O
与盐酸反应(离子方程式) Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O ______________ ______________
制备 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ ______________
______________
Fe(OH)3＋3H＋ ===Fe3＋＋3H2O
Fe3＋＋3OH－
===Fe(OH)3↓
转
化
化学
方程式 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=== 4Fe(OH)3
现象 白色沉淀迅速变为______， 最终变为红褐色
灰绿色
4.铁盐和亚铁盐
(1)Fe3＋的检验
①试剂：___________
②现象：含Fe3＋的溶液_________
(2)Fe3＋和Fe2＋的转化
如FeCl3溶液中加入铁粉，反应的离子方程式为：__________________，
KSCN溶液
变成红色
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
如向FeCl2溶液中滴加氯水，反应的离子方程式为：___________________________
(3)铁盐的净水作用
向混有少量泥沙的浑浊水中加入Fe2(SO4)3溶液后，会_______。
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
变澄清
Fe2＋、Fe3＋、Fe的相互转变——
铁三角
2．Fe2＋既具有氧化性又具有还原性
(1)与氧化剂反应
当Fe2＋遇到强氧化剂(如Cl2、HNO3、KMnO4)时，被氧化为Fe3＋，如2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
[温馨提示]　(1)不同价态的铁及铁的化合物在相互转化时，注意所用氧化剂和还原剂的强弱不同。
(2)亚铁盐保存时，为了防止被氧化为铁盐，通常在溶液中加少量还原铁粉或铁钉。
1．(2010·洛阳高一检测)某化合物的溶液中可能含有下列离子，当加入NaOH溶液时，有沉淀生成；另取该化合物的溶液，并加入铁粉，溶液的质量增加，该溶液中一定含有(　　)
A．Cu2＋　　　 B．Fe3＋
C．Al3＋ D．Mg2＋
解析：加入铁粉溶液质量增加，若为Cu2＋，Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu，则溶液质量减少，若为Fe3＋，反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，溶液质量增加，若为Al3＋或Mg2＋，溶液质量不变。
答案：B
　 Fe3＋、Fe2＋的检验
2．能检验某溶液中有Fe2＋无Fe3＋的实验事实是(　　)
A．向溶液中加入2滴KSCN溶液立即变红色
B．向溶液中加入少许氯水后再加2滴KSCN溶液立即变红色
C．向溶液中加入2滴KSCN溶液无明显变化，再加入少许氯水立即变红色
D．向溶液中加入少许NaOH溶液立即产生红褐色沉淀
解析：　A选项证实溶液中一定含Fe3＋，不一定含Fe2＋。B选项因先加氯水，后加KSCN溶液，变红色，无法证明原溶液含Fe2＋还是Fe3＋。C选项先加KSCN溶液无变化，证明无Fe3＋，加氯水后，由于2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，生成的Fe3＋与KSCN反应生成红色物质，证明溶液中含有Fe2＋。D选项证明溶液中含有Fe3＋。
答案：　C
1．铜化学性质_______，使用铜器皿比较安全。 2．铜属于_______，铜盐溶液都____，因为Cu2＋ 与蛋白质作用，使蛋白质_____而失去生理活性。
3．铜绿的主要成分是_____________。
铜的化合物
不活泼
重金属
有毒
变性
Cu2(OH)2CO3
　铜及其化合物的相互关系
1.
2．物质颜色：Cu、Cu2O为红色；Cu2S、CuS、CuO为黑色；CuSO4为白色；CuSO4溶液、CuSO4·5H2O、Cu(OH)2为蓝色；Cu2(OH)2CO3为绿色；CuCl2为棕色，水溶液为蓝绿色。
3．完成要点三第1部分相互转化的化学反应方程式，是氧化还原反应的请注明。
①_________________________________；
③_________________________________；
⑤_________________________________；
⑦_________________________________；
⑨_________________________________；
_________________________________；
_________________________________。
按下图要求写出下列三个反应的化 学方程式，属于离子反应的写出离子方程式。
①B—C＋D；②E—F；③F—D
不同价态铁元素的转化
解析：　此题从反应转化过程来看，唯一能作为解题突破口的是红褐色固体F。结合题意不妨设F即为Fe(OH)3固体。由题可知，A在不同条件下反应能得到C和D，而A经反应得到的B在同一反应中能产生C和D，C应为低价态，C经反应得到E，而E经O2氧化可得F[Fe(OH)3]。由此可判断E为Fe(OH)2，则C为Fe2＋，所以D为Fe3＋，而B则应是Fe3O4，A是Fe。把推断的结论进行验证，符合题意。
答案：　①Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O
②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
③Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
[思考感悟]　铁元素及其化合物的推断题的解题关键：
一是寻找特征反应及特征现象，二是正确运用“铁三角”的转化关系，三是注意与其他金属及其化合物知识的综合。化学框图题综合性强，难度大，解题时常由于知识的综合性不够，找不到“突破口”而无法下手。
1．将铁粉、铜粉、FeCl3溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反应(假定容器不参与反应)。试判断下列情况下，溶液中存在的金属离子和金属单质。
(1)若铁粉有剩余，则容器中不可能有的离子是________；铜单质________(填“一定”或“可能”)存在。
(2)若氯化铜有剩余，则容器中还可能有的离子为________；铜单质________(填“一定”或“可能”)存在。
(3)若氯化铁和氯化铜都有剩余，则容器中不可能有的单质是________，Fe2＋________(填“一定”或“可能”)存在。
答案：　(1)Fe3＋、Cu2＋　一定　(2)Fe3＋　可能　(3)Fe、Cu　一定
解析：　本题考查物质的共存问题，依据金属活动性：Fe＞Cu，离子氧化性：Fe3＋＞Cu2＋。
要证明某溶液中不含Fe3＋而可能含Fe2＋，进行如下实验操作时，最佳顺序是(　　)
①加足量氯水　②加足量KMnO4溶液　③加少量KSCN溶液
A．①②　　 B．③②
C．③① D．①②③
Fe2＋和Fe3＋的检验
解析：　本题检验方法的关键是Fe3＋遇SCN－反应显红色，而Fe2＋遇SCN－不显红色，加入KSCN溶液不显红色证明无Fe3＋，再加氯水，如有Fe2＋则可被氧化为Fe3＋遇SCN－反应显红色。KMnO4溶液也能氧化Fe2＋，但因其本身呈紫色，使Fe3＋与SCN－反应显红色不易观察。
答案：　C
[思考感悟]　解答本题要注意以下两点：
(1)首先检验溶液中是否有Fe3＋，可用KSCN溶液。
(2)加入氧化剂，验证溶液中含有Fe2＋，但要注意加入的氧化剂不能对观察现象产生干扰。
2．现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色，其原因可能是(　　)
A．苹果汁中的Fe2＋变成Fe3＋
B．苹果汁中含有Cu2＋
C．苹果汁含有OH－
D．苹果汁含有Fe3＋
解析：　苹果汁中的淡绿色的Fe2＋被空气中的氧气氧化成棕黄色的Fe3＋。
答案：　A
热点实验　金属氧化物测定的实验探究
[探究举例]　氧化铁和氧化亚铜都是红色粉末，常用作颜料。某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末是Fe2O3、Cu2O或两者的混合物。探究过程如下：
查阅资料　Cu2O是一种碱性氧化物，溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4，在空气中加热生成CuO。
提出假设　假设1：红色粉末是Fe2O3；假设2：红色粉末是Cu2O；假设3：红色粉末是Fe2O3和Cu2O的混合物。
设计探究实验　取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加KSCN试剂。
(1)若假设1成立，则实验现象是___________________________。
(2)若滴加KSCN试剂后溶液不变红色，则证明原固体粉末中一定不含氧化铁。你认为这种说法合理吗？___________________________。
简述你的理由：(不需写出反应的化学方程式_________________________。
(3)若固体粉末完全溶解无固体存在，滴加KSCN试剂时溶液不变红色，则证明原固体粉末是______________________，写出发生反应的离子方程式：
___________________________________________________________________。
延伸探究　经实验分析，确定红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物。
(4)实验小组欲用加热法测定Cu2O的质量分数。取a g固体粉末在空气中充分加热，待质量 不再变化时，称其质量为b g(b>a)，则混合物中Cu2O的质量分数为________。
1．(2011·兰州高一检测)下列化合物中，不能由单质直接化合而得到的是(　　)
A．FeCl2　　　 B．FeS
C．Fe3O4 D．FeCl3
解析：　铁单质在点燃条件下可以和Cl2反应生成FeCl3，和O2反应生成Fe3O4，在加热条件下可以和S反应生成FeS。
答案：　A
2．世博园地区改造规划的实施将提升上海的环境质量。位于规划区的一座大型炼钢厂搬迁后，附近居民将不再受到该厂产生的棕红色烟雾的困扰。你估计这一空气污染物可能含有(　　)
A．FeO粉尘　　 B．P2O5粉尘
C．Fe2O3粉尘 D．SiO2粉尘
解析：　Fe2O3呈棕红色，故炼钢厂产生的棕红色烟雾是Fe2O3所致。
答案：　C
3．(2010·广州高一检测)下列离子的检验方法合理的是(　　)
A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2＋
B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋
C．向某溶液中加入NaOH溶液，得到红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋
D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明溶液中含有Fe2＋，不含有Mg2＋
解析：　A项说明含Fe3＋，但不能说明是否含Fe2＋；B项说明通入Cl2后溶液中含有Fe3＋，不能说明原溶液中是否含有Fe2＋；因为Mg(OH)2为白色沉淀，Fe(OH)2转化为Fe(OH)3时的颜色变化会掩盖其他白色沉淀的现象，所以当溶液中含有Mg2＋时，会出现同样的上述现象，故D项不能说明溶液中是否含Mg2＋，C选项正确。
答案：　C
4．下列离子方程式正确的是(　　)
A．铁跟FeCl3溶液反应：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋
B．Fe跟稀盐酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
C．FeCl2溶液跟Cl2反应：Fe2＋＋Cl2===Fe3＋＋2Cl－
D．Fe(OH)3跟盐酸反应：Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
解析：　A中电荷不守恒，应为：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋；B中违反反应事实，应为：Fe＋ 2H＋===Fe2＋＋H2↑；C中得失电子、电荷均不守恒，应为：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
答案：　D
5．电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀镀有铜箔的绝缘板，制印刷电路板。
(1)发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(2)为了从废液中回收铜，并重新制得纯净的FeCl3溶液，拟采用下列步骤，请在空格及括号内填入适当的分子式(化学式)，以达预期目的。
解析：　(1)用FeCl3溶液制印刷电路板发生的反应为：
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。
(2)回收铜，就需把Cu置换出来，同时要制得纯净的FeCl3，则只能用Fe还原，过量的Fe用稀盐酸溶液，所得FeCl2溶液通入Cl2即可得FeCl3。
答案：　(1)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
(2)