資源簡介 (共38張PPT)第一節(jié) 鐵及其化合物第2課時(shí):鐵的氧化物和氫氧化物第三章 鐵 金屬材料鐵的氧化物01鐵的氫氧化物02學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過學(xué)習(xí)鐵的氧化物和氫氧化物,學(xué)會(huì)從物質(zhì)類別和元素價(jià)態(tài)的視角認(rèn)識(shí)具有變價(jià)元素物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,并建立認(rèn)識(shí)模型,豐富研究物質(zhì)的思路和方法。2.通過實(shí)驗(yàn)探究鐵的氫氧化物的化學(xué)性質(zhì),并能用化學(xué)方程式或離子方程式正確表示。體會(huì)實(shí)驗(yàn)對認(rèn)識(shí)和研究物質(zhì)性質(zhì)的重要作用,形成證據(jù)意識(shí)。3.結(jié)合應(yīng)用實(shí)例,將鐵的氧化物和氫氧化物性質(zhì)的知識(shí)運(yùn)用于解決生產(chǎn)、生活中簡單的化學(xué)問題,強(qiáng)化性質(zhì)決定用途的觀念。紅磚和青磚都是生活中用到的建筑材料,兩者都含的鐵的氧化物。紅磚的成分是粘土(主要是硅酸鹽),紅色來自于三氧化二鐵。其中的主要反應(yīng)是焦炭和水在高溫下反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣(又叫水煤氣),兩種氣體都有還原性,在高溫下降三價(jià)鐵還原成二價(jià)得到氧化亞鐵是黑色的—是青磚。出窯前不加水則得到三價(jià)鐵的氧化物是紅棕色的—是紅磚。鐵的氧化物鐵的氧化物活動(dòng)一、探究鐵的氧化物分類及物理性質(zhì)名稱 氧化亞鐵 氧化鐵 四氧化三鐵化學(xué)式俗名 —鐵的化合價(jià)顏色、狀態(tài)溶解性鐵的氧化物任務(wù)一、閱讀教材P66-67頁內(nèi)容,思考鐵的氧化物類型及物理性質(zhì)是什么?并完成下表內(nèi)容:FeO( )Fe2O3( )Fe3O4( )鐵紅磁性氧化鐵+2+3+2,+3黑色粉末紅棕色粉末都不溶于水黑色晶體鐵的氧化物任務(wù)二、問題探究:結(jié)合鐵的氧化物的物理性質(zhì),思考燒制磚瓦時(shí),向窯內(nèi)添加大量的煤炭后封窯1天,從窯頂向下慢慢澆水7天的目的是什么?紅磚和青磚兩者顏色不同的原因是什么?①燒制磚瓦時(shí),從窯頂向下慢慢澆水的目的是水蒸氣和窯內(nèi)高溫的炭發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生大量的還原氣體(氫氣和一氧化碳),它們把氧化鐵又逐漸還原成為四氧化三鐵,而制得青磚。②兩者顏色不同的原因是兩者所含的鐵的氧化物是不一樣,紅磚中含的是氧化鐵,青磚中含的是四氧化三鐵。對應(yīng)訓(xùn)練【典例1】“秦磚漢瓦”是我國傳統(tǒng)建筑文化的一個(gè)縮影。同是由黏土燒制的磚瓦,有的是黑色的,有的卻是紅色的,你猜測其中的原因可能是( )A.土壤中含有鐵粉、二氧化錳等B.黑磚瓦是煅燒過程中附著了炭黑,紅磚瓦則是添加了紅色耐高溫染料C.土壤中含有的銅元素經(jīng)過不同工藝煅燒,分別生成了黑色CuO和紅色CuD.土壤中含有的鐵元素經(jīng)過不同工藝煅燒,分別生成了黑色Fe3O4或FeO和紅色Fe2O3D對應(yīng)訓(xùn)練【典例2】下列說法正確的是( )A.赤鐵礦的主要成分是Fe3O4B.Fe2O3為堿性氧化物,可與水反應(yīng)生成Fe(OH)3C.鐵銹的主要成分是Fe2O3D.Fe3O4中鐵元素有+2價(jià)和+3價(jià),F(xiàn)e3O4是混合物C【解析】赤鐵礦、鐵銹的主要成分均是Fe2O3,A錯(cuò)誤,C正確;Fe2O3為堿性氧化物,但不與水反應(yīng),B錯(cuò)誤;Fe3O4為化合物,不是混合物,D錯(cuò)誤。鐵的氧化物活動(dòng)二、探究鐵的氧化物的化學(xué)性質(zhì)任務(wù)一、鐵元素可以形成三種氧化物,分別是氧化亞鐵( FeO )、氧化鐵(Fe2O3)和四氧化三鐵(Fe3O4)。分別從物質(zhì)類別和元素價(jià)態(tài)兩方面推測這三種氧化物的化學(xué)性質(zhì)有什么異同?①從分類的角度分析,三者都是金屬氧化物,都能與酸反應(yīng)。三者都難溶于水,不與水反應(yīng)。②從價(jià)態(tài)的角度分析, FeO、 Fe3O4既有氧化性又有還原性, Fe2O3主要有氧化性。鐵的氧化物任務(wù)二、閱讀教材P57第三自然段,根據(jù)各類物質(zhì)的通性和氧化還原反應(yīng)規(guī)律,結(jié)合下表回答鐵的氧化物具有哪些主要化學(xué)性質(zhì)?Fe2O3Fe2O3Fe3O4FeO Fe2O3 Fe3O4鐵的化合價(jià)氧化物類別與非氧化性酸反應(yīng)與還原劑反應(yīng)(H2、CO、Al等)用途鐵的氧化物Fe2O3+3CO2Fe+3CO23Fe3O4+8Al9Fe+4Al2O3+2+3+2、+3堿性氧化物堿性氧化物不是堿性氧化物FeO+2H+ =Fe2+ +H2OFe2O3+6H+ =2Fe3+ +3H2OFe3O4+8H+ =2Fe3+ + Fe2++4H2OFeO+CO Fe+CO2紅色油漆和涂料;赤鐵礦是煉鐵原料煉鐵、電訊器材、烤藍(lán)鐵的氧化物任務(wù)三、歸納總結(jié)鐵的三種氧化物組成、性質(zhì)各有何特點(diǎn)及主要用途有哪些?①化合態(tài)鐵的常見化合價(jià)只有+2價(jià)和+3價(jià),F(xiàn)e3O4可以看成由FeO和Fe2O3按物質(zhì)的量之比1∶1組合而成的復(fù)雜氧化物,通常也可寫成FeO·Fe2O3的形式。②FeO、Fe2O3屬于堿性氧化物,F(xiàn)e3O4不屬于堿性氧化物。氧化鐵常用作紅色油漆和涂料,赤鐵礦(主要成分是Fe2O3)是煉鐵原料。工業(yè)煉鐵的反應(yīng)原理:Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2。③Fe3O4與鹽酸反應(yīng)可分別看作Fe2O3、FeO與鹽酸反應(yīng),然后兩反應(yīng)式相加。④FeO、Fe3O4遇氧化性酸(如HNO3)發(fā)生氧化還原反應(yīng),+2價(jià)的鐵均被氧化成+3價(jià)。對應(yīng)訓(xùn)練【典例1】下列關(guān)于鐵的氧化物說法錯(cuò)誤的是 ( )A.鐵的氧化物在通常狀況下都是有色固體B.四氧化三鐵是一種復(fù)雜的鐵的氧化物,它與鹽酸反應(yīng)后的溶液中同時(shí)存在Fe2+和Fe3+C.FeO在空氣中加熱生成Fe2O3D.工業(yè)上常使用鐵的氧化物作原料冶煉鐵C【解析】鐵的氧化物在通常狀況下都是有色固體,如氧化鐵是紅棕色固體,氧化亞鐵和四氧化三鐵都是黑色固體,故A正確;四氧化三鐵是一種復(fù)雜的鐵的氧化物,可看作是由FeO、Fe2O3組成的化合物,它與鹽酸反應(yīng)后的溶液中同時(shí)存在Fe2+和Fe3+,B正確;FeO在空氣中加熱生成Fe3O4,故C錯(cuò)誤;工業(yè)上常使用鐵的氧化物作原料,用一氧化碳冶煉鐵,故D正確。對應(yīng)訓(xùn)練【典例2】關(guān)于鐵的三種氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4),下列敘述中正確的是( )A.鐵的三種氧化物中鐵元素的化合價(jià)完全相同B.都是堿性氧化物,都能與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水C.鐵的三種氧化物在高溫條件下都能被CO還原為FeD.四氧化三鐵中鐵元素有+2價(jià)和+3價(jià),它是一種混合物C【解析】鐵的氧化物在通常狀況下都是有色固體,如氧化鐵是紅棕色固體,氧化亞鐵和四氧化三鐵都是黑色固體,故A正確;四氧化三鐵是一種復(fù)雜的鐵的氧化物,可看作是由FeO、Fe2O3組成的化合物,它與鹽酸反應(yīng)后的溶液中同時(shí)存在Fe2+和Fe3+,B正確;FeO在空氣中加熱生成Fe3O4,故C錯(cuò)誤;工業(yè)上常使用鐵的氧化物作原料,用一氧化碳冶煉鐵,故D正確。鐵的氫氧化物鐵的氫氧化物活動(dòng)一、鐵的氫氧化物性質(zhì)、制備及轉(zhuǎn)化任務(wù)一、實(shí)驗(yàn)探究:完成或觀看教材P67【實(shí)驗(yàn)3-1】,補(bǔ)充實(shí)驗(yàn):向FeCl3溶液中滴加NaOH溶液,描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并分析可能的原因?鐵的氫氧化物①氯化鐵溶液中滴加氫氧化鈉溶液有紅褐色沉淀生成,該沉淀為氫氧化鐵,方程式為:Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3↓。②向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液,看到白色絮狀沉淀迅速變灰綠色,變紅褐色沉淀?③在空氣中,F(xiàn)e(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3,因此現(xiàn)象是白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3鐵的氫氧化物任務(wù)二、歸納小結(jié):鐵的氫氧化物的制備方法、性質(zhì)及轉(zhuǎn)化有何規(guī)律?并完成下表內(nèi)容。名稱 氫氧化亞鐵 氫氧化鐵化學(xué)式顏色、狀態(tài)水溶性 都不溶于水 與鹽酸反應(yīng)(離子方程式)Fe(OH)2Fe(OH)3白色固體紅褐色固體Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O鐵的氫氧化物名稱 氫氧化亞鐵 氫氧化鐵穩(wěn)定性制備方法(離子方程式)轉(zhuǎn)化 方程式: 現(xiàn)象: 在空氣中不穩(wěn)定,易被氧化不穩(wěn)定,受熱易分解:2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2OFe2++2OH-=Fe(OH)2↓Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3Fe(OH)2轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3的特殊現(xiàn)象是白色沉淀迅速變成灰綠色,最終變成紅褐色。對應(yīng)訓(xùn)練【典例1】下列說法中,不正確的是( )A.FeCl3溶液和FeCl2溶液都是黃色的B.Fe(OH)2是白色的,F(xiàn)e(OH)3是紅褐色的C.FeO、 Fe2O3都能與鹽酸反應(yīng)D.FeCl3溶液、FeCl2溶液都能與NaOH溶液反應(yīng)A【解析】A.FeCl3溶液是黃色的,F(xiàn)eCl2溶液是淺綠色的,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B.Fe(OH)2是白色的,F(xiàn)e(OH)3是紅褐色的,B項(xiàng)正確;C.FeO、 Fe2O3都是金屬氧化物,金屬氧化物一般都能與鹽酸反應(yīng),C項(xiàng)正確;D.FeCl3溶液、FeCl2溶液與NaOH溶液反應(yīng)分別生成氫氧化鐵沉淀和氫氧化亞鐵沉淀,故FeCl3溶液、FeCl2溶液都能與NaOH溶液反應(yīng),D項(xiàng)正確;答案選A。對應(yīng)訓(xùn)練【典例2】將一定量鐵粉溶解于足量稀硫酸中,然后向溶液中滴加足量NaOH溶液,充分反應(yīng)后過濾將濾渣在空氣中加熱至1000℃完全反應(yīng),最終得到的固體的成分為( )C【解析】將一定量鐵粉溶解于足量稀硫酸中發(fā)生反應(yīng):Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,然后向溶液中滴加足量NaOH溶液,發(fā)生反應(yīng):FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,充分反應(yīng)后過濾將濾渣在空氣中加熱至1000℃完全反應(yīng),反應(yīng)為:2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O,最終得到的固體成分為Fe2O3;故選C。鐵的氫氧化物活動(dòng)二、探究Fe(OH)2的制備方法任務(wù)一、結(jié)合教材P689頁“思考與討論”:由實(shí)驗(yàn)3-1可知,白色的Fe(OH)2會(huì)被溶解在溶液中的氧氣氧化。那么,在實(shí)驗(yàn)室里,如何得到Fe(OH)2呢 【關(guān)鍵】Fe(OH)2會(huì)被溶解在溶液中的氧氣氧化,因此實(shí)驗(yàn)室中得到Fe(OH)2的關(guān)鍵是防止氧氣的干擾。其中包括溶液中的氧氣干擾與空氣中的氧氣干擾。【方法】①Fe2+必須是新制的,并放入鐵粉,以防Fe2+被氧化成Fe3+;②為了防止Fe2+被氧化,配制FeSO4溶液的蒸餾水和NaOH溶液要煮沸,盡可能除去O2。鐵的氫氧化物③為了防止滴加NaOH溶液時(shí)帶入空氣,可將吸有NaOH溶液的長滴管伸入FeSO4溶液的液面下,再擠出NaOH溶液。④為防止Fe2+被氧化,還可以向盛有FeSO4溶液的試管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有機(jī)物、用還原性氣體排除裝置中的空氣等,以隔絕空氣。裝置如下:鐵的氫氧化物任務(wù)二、方法探究:下圖為實(shí)驗(yàn)方案改進(jìn),請討論圖①的防氧化原理。圖②的防氧化原理和圖①類似,如何操作才能達(dá)到目的?用圖③裝置能制備氫氧化亞鐵嗎?若能,該如何操作?鐵的氫氧化物①圖①鐵粉和硫酸反應(yīng)得到H2,裝置充滿了H2,生成的Fe(OH)2沒有與O2接觸。②圖②打開止水夾a,檢驗(yàn)試管B出口處排出的氫氣的純度。當(dāng)排出的H2純凈時(shí),夾緊止水夾a。③ 能。具體操作:注射器A吸入NaOH溶液后用硅膠塞封口,再用注射器B將FeSO4溶液緩慢推入注射器A中,使兩溶液混合反應(yīng)。鐵的氫氧化物任務(wù)三、歸納小結(jié):Fe(OH)2和Fe(OH)3性質(zhì)的比較,填寫下表內(nèi)容:化學(xué)式 Fe(OH)2 Fe(OH)3物質(zhì)類別色態(tài)溶解性與非氧化性強(qiáng)酸反應(yīng)與氧化性酸反應(yīng)不穩(wěn)定性二元弱堿三元弱堿紅褐色固體難溶于水難溶于水Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2OFe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O3Fe(OH)2+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO↑+8H2O同上在空氣中分解產(chǎn)物很復(fù)雜2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O白色固體對應(yīng)訓(xùn)練【典例1】實(shí)驗(yàn)室可用圖裝置制備Fe(OH)2。下列說法不正確的是( )A.配制NaOH溶液和FeSO4溶液的蒸餾水要提前煮沸B.實(shí)驗(yàn)前可在FeSO4溶液上面加一層煤油C.得到的Fe(OH)2為紅褐色固體D.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的膠頭滴管,要先用鹽酸浸泡,再用水洗C【解析】如圖,利用NaOH溶液與FeSO4溶液反應(yīng)得到Fe(OH)2和Na2SO4,F(xiàn)e(OH)2易被空氣氧化。A項(xiàng),F(xiàn)eSO4和Fe(OH)2中鐵元素呈+2,易被氧化,故配制NaOH溶液和FeSO4溶液的蒸餾水要提前煮沸,除去水中溶解的氧氣,正確;B項(xiàng),實(shí)驗(yàn)前可在FeSO4溶液上面加一層煤油,浮在水面上,可隔絕空氣,正確;C項(xiàng),得到的Fe(OH)2為白色固體,錯(cuò)誤;D項(xiàng),實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的膠頭滴管含堿性溶液,要先用鹽酸浸泡,再用水洗,正確。對應(yīng)訓(xùn)練【典例2】關(guān)于甲、乙、丙、丁四套裝置的說法正確的是( )A.用裝置甲制取氯氣B.用裝置乙除去氫氣中的少量氯化氫C.用丙裝置可以較長時(shí)間看到白色Fe(OH)2白色沉淀D.用丁裝置證明碳酸氫鈉受熱易分解C對應(yīng)訓(xùn)練【解析】A.MnO2與濃鹽酸混合制取Cl2需要在加熱條件下進(jìn)行,裝置中缺少加熱裝置,因此不能用于制取Cl2,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B.HCl溶于水產(chǎn)生鹽酸,鹽酸與NaHCO3發(fā)生產(chǎn)生CO2氣體,導(dǎo)致Cl2中含有新雜質(zhì)CO2氣體,不能達(dá)到目的,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C.試管中Fe與H2SO4反應(yīng)產(chǎn)生FeSO4和H2,產(chǎn)生的H2將試管A、B及導(dǎo)氣管中空氣排出,待其中沒有空氣后,關(guān)閉閥門a,反應(yīng)產(chǎn)生的H2又將A中新制取的FeSO4壓入B試管中,發(fā)生反應(yīng):FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4,由于處于H2的惰性環(huán)境,產(chǎn)生的Fe(OH)2不會(huì)被氧化,因此可以較長時(shí)間觀察到Fe(OH)2白色沉淀,C項(xiàng)正確;D.固體加熱時(shí)為防止產(chǎn)生的水蒸氣冷凝回流,試管口應(yīng)該略向下傾斜,D項(xiàng)錯(cuò)誤;答案選C。1.下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)與用途不具有對應(yīng)關(guān)系的是( )A.鐵粉能與O2反應(yīng),可用作食品保存的吸氧劑B.聚合硫酸鐵能水解并形成膠體,可用于凈水C.FeCl3具有氧化性,可用于腐蝕印刷電路板上的CuD.納米Fe3O4能與酸反應(yīng),可用作鐵磁性材料D【解析】鐵粉能與O2反應(yīng),因此鐵粉可用作食品保存的吸氧劑,物質(zhì)的性質(zhì)與用途具有對應(yīng)關(guān)系,故A錯(cuò);聚合硫酸鐵能水解并形成膠體,膠體能吸附雜質(zhì),因此聚合硫酸鐵可用于凈水,具有對應(yīng)關(guān)系,故B錯(cuò);FeCl3具有氧化性,氯化鐵和銅反應(yīng)生成氯化銅和氯化亞鐵,則氯化鐵可用于腐蝕印刷電路板上的Cu,具有對應(yīng)關(guān)系,故C錯(cuò);納米Fe3O4能與酸反應(yīng)生成氯化亞鐵、氯化鐵和水,納米Fe3O4可用作鐵磁性材料,物質(zhì)的性質(zhì)與用途不具有對應(yīng)關(guān)系,故D正確。2.《神農(nóng)本草經(jīng)》記載:“磁石,味辛寒,主周痹風(fēng)濕,肢節(jié)中痛,不可持物,洗洗酸消,除大熱煩滿及耳聾?!毕铝姓f法錯(cuò)誤的是( )A.磁石的主要成分是堿性氧化物Fe3O4 B.磁石呈黑色C.磁石不溶于水 D.磁石可作藥材使用A【解析】A.磁石的主要成分是Fe3O4,但不是堿性氧化物, 堿性氧化物是能和酸作用,只生成一種鹽和水的金屬氧化物;而四氧化三鐵雖可以和酸反應(yīng),但同時(shí)生成鐵鹽和亞鐵鹽兩種鹽,所以不是堿性氧化物,A錯(cuò)誤;B.磁石呈黑色,B正確;C.磁石的主要成分是Fe3O4,難溶于水,C正確;D.根據(jù)題意可做藥材,D正確;故選A。3.氧化還原反應(yīng)廣泛存在,下列變化中沒有發(fā)生氧化還原反應(yīng)的是( )A.用焦炭將Fe2O3冶煉成生鐵B.FeO是一種黑色粉末,不穩(wěn)定,在空氣中受熱,迅速發(fā)生轉(zhuǎn)化C.用石灰漿粉刷墻壁D.Fe(OH)2白色沉淀在空氣中放置變成紅褐色C【解析】用焦炭將Fe2O3,冶煉成生鐵,反應(yīng)為置換反應(yīng),C、Fe的化合價(jià)發(fā)生改變,為氧化還原反應(yīng),A不符;FeO是一種黑色粉末,不穩(wěn)定,在空氣中受熱,變?yōu)樗难趸F,為氧化還原反應(yīng),B不符;用石灰漿粉刷墻壁,為氫氧化鈣與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣和水,各元素的化合價(jià)未變,為非氧化還原反應(yīng), C符合題意;Fe(OH)2白色沉淀在空氣中放置最終變成紅褐色,原理為:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,涉及氧化還原反應(yīng),D不符;故選C。4.下列各圖示中能較長時(shí)間觀察到Fe(OH)2的是( )A.①②③ B.①②④C.①②③④ D.②③④B【解析】①稀硫酸和鐵粉生成H2,氫氣排除了裝置中的空氣,在滴加氫氧化鈉溶液,可以觀察到白色沉淀;②稀硫酸和鐵粉生成H2,打開a止水夾,氫氣排除了裝置中的空氣,過一段時(shí)間關(guān)閉a止水夾,A中生成硫酸亞鐵的試管壓強(qiáng)增大,將硫酸亞鐵壓如B試管,可以觀察到白色沉淀;③與空氣直接接觸,F(xiàn)e(OH)2迅速被空氣氧化成灰綠色最終變成紅褐色的Fe(OH)3,不能較長時(shí)間觀察到Fe(OH)2白色沉淀;④在硫酸亞鐵溶液上面加苯液封,隔絕空氣,能較長時(shí)間觀察到Fe(OH)2白色沉淀;綜上所述,①②④符合題意;故選B。鐵的氧化物和氫氧化物鐵的氧化物鐵的氫氧化物Fe(OH)2的制備物理性質(zhì):色、態(tài)、俗名、用途化學(xué)性質(zhì):穩(wěn)定性、與酸反應(yīng)物理性質(zhì):色、態(tài)、俗名、用途化學(xué)性質(zhì):穩(wěn)定性、與酸反應(yīng)、轉(zhuǎn)化制備方法:鹽鐵鹽+強(qiáng)堿防止氧化措施常見制取裝置第2課 鐵的氧化物和氫氧化物 展開更多...... 收起↑ 資源預(yù)覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫