資源簡介

(共32張PPT)
金屬鐵
1.鐵元素的存在和冶煉
2．物理性質(zhì)
3.化學(xué)性質(zhì)
Fe 2e ＝Fe2＋
Fe 3e ＝Fe3＋
強氧化劑：
弱氧化劑：
1.與硫反應(yīng)
2.與非氧化性酸反應(yīng)
3.與部分鹽溶液反應(yīng)
與氯氣反應(yīng)
生成Fe3O4
①與水蒸氣反應(yīng)
②純氧中燃燒
溫故知新
第二課時 鐵的氧化物與氫氧化物
第三章　鐵 金屬材料
第一節(jié)　鐵及其化合物
素養(yǎng)要求
1.結(jié)合真實情境中的應(yīng)用實例或通過實驗探究，了解鐵的氧化物與氫氧化物的主要性質(zhì)，了解它們在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。
2.通過實驗探究掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制備原理及化學(xué)性質(zhì)。
情景引入
紅磚和青磚都是日常生活中常見的建筑材料。
兩者顏色不同是其中所含的鐵的氧化物不同，你認為紅磚和青磚中分別含有什么氧化物呢？
紅磚中含的是Fe2O3;青磚中含的是Fe3O4
將用黏土制成的磚坯置于窯內(nèi)，先用大火將磚坯從外向內(nèi)燒透，停火，使磚和窯體慢慢冷卻下來，在這個過程中，由于空氣充足，磚坯中的鐵元素被氧化成Fe2O3（棕紅色）使磚呈現(xiàn)紅色。
思考：
為什么不是氧化亞鐵呢？
氧化亞鐵不穩(wěn)定
燒制磚瓦時，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，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（H2和CO）他們把Fe2O3又逐漸還原成為Fe3O4而制得青磚。
金屬元素的轉(zhuǎn)化關(guān)系
金屬單質(zhì)
金屬氧化物
堿
鹽
Fe
FeO
Fe2O3
Fe3O4
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Fe2+
Fe3+
1
鐵的氧化物
任務(wù)一 鐵的氧化物的性質(zhì)
1.鐵的氧化物有哪些
氧化亞鐵(FeO) 氧化鐵(Fe2O3) 四氧化三鐵(Fe3O4)
俗稱 —
顏色、狀態(tài)
溶解性 類別
鐵的價態(tài)
與H＋反應(yīng)的產(chǎn)物
穩(wěn)定性
用途 鐵紅
磁性氧化鐵
黑色粉末
紅棕色粉末
黑色晶體(有磁性)
不溶于水
堿性氧化物
不是堿性氧化物
堿性氧化物
＋2
＋3
＋2、＋3
Fe2＋
Fe3＋
Fe2＋、Fe3＋
穩(wěn)定
穩(wěn)定
不穩(wěn)定
Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡膠的紅色顏料，赤鐵礦(主要成分是Fe2O3)是煉鐵的原料
任務(wù)一 鐵的氧化物的性質(zhì)
思考：從物質(zhì)分類角度分析，金屬氧化物有哪些化學(xué)性質(zhì)？
金屬氧化物+酸→鹽+水
穩(wěn)定性
金屬氧化物+還原劑→金屬+氧化產(chǎn)物
金屬氧化物
（1）鐵的氧化物+酸→鹽+水
2、鐵的氧化物的化學(xué)性質(zhì)
FeO+2H+ = Fe2++H2O
Fe2O3+6H+ = 2Fe3++3H2O
Fe3O4+8H+ = Fe2++2Fe3++4H2O
【動動手】請同學(xué)們動手寫出鐵的氧化物與鹽酸反應(yīng)的離子方程式
氧化亞鐵與鹽酸
氧化鐵與鹽酸
四氧化三鐵與鹽酸
【知道嗎】生活中如何除去鐵銹？
（2）穩(wěn)定性
氧化鐵、四氧化三鐵比較穩(wěn)定，氧化亞鐵不穩(wěn)定在空氣中容易被氧化，被氧化為四氧化三鐵
6FeO＋O2====2Fe3O4
△
（3）金屬氧化物+還原劑→金屬+氧化產(chǎn)物
常見還原劑：C、Al、CO、H2
FexOy +
C/CO
H2
Fe + CO2
Fe + H2O
鋁熱反應(yīng)
Fe2O3 + 2Al ===Al2O3 + 2Fe
高溫
典例分析
1.以下有關(guān)鐵的氧化物的敘述中正確的是(　　)
A.Fe2O3、Fe3O4都是煉鐵的原料
B.FeO、Fe2O3、Fe3O4都只有氧化性
C.FeO、Fe2O3、Fe3O4都是不溶于水的黑色固體
D.FeO在空氣中加熱迅速生成Fe2O3
A
2.與用氧化物形式表示復(fù)雜硅酸鹽組成相似，復(fù)雜金屬氧化物也可以用氧化物形式表示，如四氧化三鐵(Fe3O4)可改寫為FeO·Fe2O3，已知四氧化三鉛(Pb3O4)中鉛的化合價為＋2價和＋4價，其化學(xué)式可改寫為(　　)
A.PbO·Pb2O3 B.2PbO·PbO2
C.Pb2O·PbO3 D.PbO·PbO2
B
題后歸納
(1)Fe2O3、Fe3O4較穩(wěn)定，F(xiàn)eO不穩(wěn)定。Fe3O4有固定的組成，屬于純凈物。
(2)Fe3O4可看成FeO·Fe2O3，所以在書寫其與鹽酸反應(yīng)的方程式時可看成FeO、Fe2O3分別與鹽酸反應(yīng)，然后把兩個反應(yīng)的方程式相加。
2
鐵的氫氧化物
任務(wù)二 Fe(OH)2、Fe(OH)3的制備
鐵元素在化合物中的化合價主要表現(xiàn)為+2、+3，鐵有兩種氫氧化合物，他們可以分別由相對應(yīng)的鹽與堿溶液反應(yīng)制得。
方案的設(shè)計：
金屬的氫氧化物通常有以下幾種方案
(1)單質(zhì)和水反應(yīng)
(2)氧化物和水反應(yīng)
(3)可溶性鹽和堿溶液反應(yīng)
(4)電解法(如電解飽和食鹽水制氫氧化鈉)暫不研究
任務(wù)二 Fe(OH)2、Fe(OH)3的制備
【實驗驗證】
P71【實驗3-1】
在兩支試管中分別加入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液，然后各滴入NaOH溶液。觀察并描述發(fā)生的現(xiàn)象。
Fe(OH)2 Fe(OH)3
操作
現(xiàn)象
離子方程式
實驗結(jié)論 Fe(OH)2很不穩(wěn)定，極易轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3
產(chǎn)生白色絮狀沉淀，迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色沉淀
生成紅褐色沉淀
Fe3＋＋3OH－ =Fe(OH)3↓
Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2＋O2＋H2O=4Fe(OH)3
如圖是制備氫氧化亞鐵的改進裝置，思考并回答下列問題：
(1)配制NaOH和FeSO4溶液的蒸餾水要經(jīng)過__________，
目的是________________。
(2)在FeSO4溶液表面覆蓋一層苯(一種有機溶劑，難溶于水，
密度比水小)的作用是__________________________________
______。
(3)將吸有NaOH溶液的長滴管伸入FeSO4溶液液面以下，其目的是__________
______________________。
加熱煮沸
趕走溶解的氧氣
隔絕空氣，防止生成的氫氧化亞鐵被
氧化
防止滴加
NaOH溶液時帶入空氣
對點訓(xùn)練
改進裝置
探究
：Fe(OH)2的制備
Fe(OH)2被氧化的原因
反應(yīng)試劑中溶有氧氣
配制試劑的蒸餾水要煮沸
試劑與空氣接觸
①在Fe(OH)2溶液的液面上加少量苯（或植物油）
②膠頭滴管插入液面下加入NaOH溶液
改進方法
改進裝置
改進方案一
操作：
先滴加 ，然后 ，當(dāng)氫氣純凈后，再滴加 。
收集氫氣并驗純
NaOH溶液
稀硫酸
操作：
先 止水夾，在試管Ⅱ出口處 ，當(dāng) 后， 止水夾。產(chǎn)生的氫氣使Ⅰ中壓強 ，將生成的硫酸亞鐵溶液從長導(dǎo)管排入 。
NaOH溶液
稀H2SO4
鐵屑
打開
收集氫氣并驗純
關(guān)閉
增大
Ⅱ中
氫氣純凈
改進方案二
鐵粉
稀硫酸
NaOH溶液
改進方案三
操作：
先 活塞a，在錐形瓶出口處 ，當(dāng) 后， 活塞a。產(chǎn)生的氫氣使A中壓強 ，將生成的硫酸亞鐵溶液從長導(dǎo)管排入 。
打開
收集氫氣并驗純
關(guān)閉
增大
B中
氫氣純凈
任務(wù)三 Fe(OH)2、Fe(OH)3的性質(zhì)
鐵的兩種氫氧化物 氫氧化亞鐵 氫氧化鐵
顏色狀態(tài)
溶解性 化學(xué)式
鐵元素的化合價
物質(zhì)類別
1．Fe(OH)3和Fe(OH)2的物理性質(zhì)
白色固體
紅褐色固體
都不溶于水
Fe(OH)2
Fe(OH)3
+3
+2
二元弱堿
三元弱堿
2．Fe(OH)3和Fe(OH)2的化學(xué)性質(zhì)
（1）穩(wěn)定性
Fe(OH)3>Fe(OH)2
2Fe(OH)3 == Fe2O3 + 3H2O
△
4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
【思考】加熱Fe(OH)2至恒重，產(chǎn)物是什么？
Fe(OH)2
O2
Fe(OH)3
△
Fe2O3
空氣中加熱
Fe(OH)2 ====FeO＋H2O(隔絕空氣)
△
隔絕空氣加熱
（2）中和反應(yīng)
請分別寫出Fe(OH)3和Fe(OH)2與稀鹽酸、稀硫酸的離子方程式
Fe(OH)2＋2H＋=== Fe2＋＋2H2O
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
2.下列實驗操作能夠制取Fe(OH)2并能較長時間觀察到白色沉淀的是(　　)
D
【題后歸納】
使Fe(OH)2能較長時間存在的關(guān)鍵在于反應(yīng)物中基本不含氧氣，反應(yīng)體系能與空氣隔絕。苯(或植物油、煤油)的密度比水小，且難溶于水，覆蓋在FeSO4溶液的上層用于隔絕下層液體與空氣的接觸，防止生成的Fe(OH)2被O2氧化。
典例分析
金屬鐵
1.鐵的氧化物
小結(jié)
2、物理性質(zhì)
1、制備方法、操作、現(xiàn)象、及注意事項
1.種類及氧化物中鐵的化合價
2.鐵的氧化物的物理性質(zhì)
3.鐵的氧化物的化學(xué)性質(zhì)
3、化學(xué)性質(zhì)
①穩(wěn)定性
②與酸的反應(yīng)
2.鐵的氫氧化物
①與還原劑反應(yīng)
②與非氧化性酸反應(yīng)
Fe(OH)3：紅褐色
Fe(OH)2：白色
當(dāng) 堂 練 習(xí)
3
1、判斷正誤
(1)磁鐵礦的主要成分是Fe3O4(　　)
(2)FeO在空氣中加熱生成Fe2O3(　　)
(3)Fe3O4中鐵的化合價有＋2和＋3價，是一種混合物(　　)
(4)Fe(OH)3不能利用化合反應(yīng)生成(　　)
(5)因為Fe(OH)2易被氧化，所以在制備時要隔絕空氣(　　)
√
×
×
×
√
任務(wù)三 限時訓(xùn)練
任務(wù)三 限時訓(xùn)練
2、下列有關(guān)鐵的化合物的說法不正確的是
A.Fe(OH)2不穩(wěn)定，具有較強的氧化性
B.FeO、Fe2O3均為堿性氧化物，均可與鹽酸反應(yīng)
C.Fe(OH)3可通過化合反應(yīng)得到，F(xiàn)e(OH)2則不能
D.Fe3O4為磁性氧化鐵，其中鐵的化合價為＋2和＋3
A
3.(2022·西安遠東一中高一期末)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1 000 ℃完全反應(yīng)，最終得到的固體的成分為(　　)
A.FeO B.Fe(OH)2 C.Fe2O3 D.Fe(OH)3
C
任務(wù)三 限時訓(xùn)練
4.某物質(zhì)由鐵和氧兩種元素組成，實驗測得鐵元素與氧元素的質(zhì)量之比為21∶8，下列關(guān)于該物質(zhì)的說法中不正確的是(　　)
A.鐵元素與氧元素物質(zhì)的量之比為3∶4 B.該物質(zhì)可能為四氧化三鐵
C.該物質(zhì)一定為四氧化三鐵 D.該物質(zhì)可能為混合物
C
5.(2022·邯鄲高一月考)鐵及其化合物用途廣泛。部分含鐵物質(zhì)的分類與相應(yīng)化合價關(guān)系如圖所示。下列推斷合理的是(　　)
A.鐵銹的主要成分是b
B.a在氧氣中燃燒可得到e
C.a與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)可制得d
D.高溫條件下，用CO還原e可得到a
D
任務(wù)三 限時訓(xùn)練
6.如圖所示裝置可用來制取Fe(OH)2并觀察其在空氣中被氧化的顏色變化。實驗時必須使用鐵屑、稀硫酸和NaOH溶液。
(1)在試管Ⅰ中加入的試劑是_____________。
(2)在試管Ⅱ中加入的試劑是___________。
稀硫酸、鐵屑
NaOH溶液
(3)為了制得白色Fe(OH)2沉淀，在試管Ⅰ和試管Ⅱ中加入試劑，塞緊塞子后的實驗步驟是_________________________________________________________
______________。
打開止水夾a，待試管Ⅰ中反應(yīng)生成的氫氣排盡裝置中的空氣后，再關(guān)閉止水夾a
任務(wù)三 限時訓(xùn)練
(4)這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長時間保持白色，其理由是_____________________________________________
____________________。
(5)實驗完畢，拔去試管Ⅱ中的橡膠塞，放入一部分空氣，此時試管Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________
_________________。
試管Ⅰ中反應(yīng)生成的H2充滿了試管Ⅰ和試管Ⅱ，且外界空氣不容易進入
4Fe(OH)2＋2H2O

展開更多......

收起↑