資源簡介

(共38張PPT)
鐵及其化合物的課件
1.從分類的角度學習鐵的氧化物和氫氧化物的性質及用途。
2.分析并掌握Fe2+與Fe3+相互轉化原理、Fe2+和Fe3+的檢驗方法。
課程目標
自然界中的鐵
早期鐵制品
春秋初年秦國的銅柄鐵劍
戰國時期最大的鐵器—長方形鐵爐
鐵的冶煉
原料
鐵礦石、焦炭
空氣、石灰石
鐵的單質
01
埃菲爾鐵塔
港珠澳大橋
【情境·思考】
【情境·思考】
高爐煉鐵
1.鐵的存在
一、鐵單質
(2)鐵元素在自然界中主要以+2價和+3價化合物的形態存在于礦石中，人類最早使用鐵，是來自太空的隕鐵。鐵在自然界中以單質形態存在于 中。
(3)鐵元素在地殼中的含量僅次于氧、硅和鋁，
居第 位。
四
Ⅷ
隕鐵
四
【知識梳理】
(1)鐵位于第 周期 族，常顯 、____ 價，且Fe3+比Fe2+穩定。
+2
+3
2.物理性質
銀白色，有金屬光澤、密度大，熔沸點高，導熱性、導電性(不如鐵、鋁)、延展性好，能被磁鐵吸引。
3.化學性質
(強還原性)
Fe
與非氧化性酸反應
與鹽溶液反應（CuSO4、AgNO3）
（HCl、 ）
與非金屬單質反應（Cl2、O2、S)
置換反應
置換反應
化合反應
（與氧化性酸反應：遇冷的濃硫酸或濃硝酸發生鈍化，與稀硝酸或在加熱條件下與濃硫酸、濃硝酸反應，但無H2產生）
答案：C
解析：地殼中含量最多的金屬元素是Al。
[典型例題1]下列關于鐵的敘述中錯誤的是 （ ）
A.純凈的鐵是光亮的銀白色金屬
B.鐵能被磁體吸引
C.鐵是地殼中含量最多的金屬元素
D.純鐵的抗腐蝕能力比生鐵強，鐵在干燥的空氣里不易被氧化
[典型例題2]下列物質反應后一定有+ 3價鐵生成的是（ ）
①過量的Fe與Cl2反應
②Fe與過量稀硫酸反應
③ FeCl2溶液中通入少量Cl2
④ Fe和Fe2O3的混合物溶于鹽酸中
A.只有① B.①③ C.①②③ D.全部
答案：B
解析：①中的Cl2氧化性強，它能將鐵氧化為+3價，由于不是在溶液中反應，因此過量的鐵不會將氯化鐵還原；②中Fe與稀硫酸反應只能生成Fe2+,③在溶液中Fe2+被Cl2氧化生成Fe3+。④中依次發生：i ) Fe2O3與鹽酸反應生成FeCl3的反應，ii ) Fe與FeCl3生成FeCl2的反應，iii )Fe與鹽酸反應生成FeCl2，但題中未 給出反應物間相對量的關系，若鐵是足量的，則能將生成的FeCl3全部還原為FeCl2。
用火柴點燃肥皂泡，聽到爆鳴聲。
鐵能與水蒸氣反應，生成氫氣，反應方程式為：
實驗
結論
注意
事項
①棉花的作用：
。
②酒精燈的火焰可用防風罩套住，可以加熱效果更好。
③肥皂液的作用：
。
④結束時，先撤導管，再移酒精燈。
常溫條件下，鐵與水不發生反應；在高溫下，鐵與水蒸氣能否反應呢？
實驗 設計
實驗
裝置
操作及
現象
提供水蒸氣
收集氫氣
[典型例題3]用如圖所示裝置進行Fe與水蒸氣反應的實驗，下列有關說法不正確的是( )
A.裝置A的作用是為實驗提供持續不斷的水蒸氣
B.裝置B中反應的化學方程式是
C.裝置C中加入的固體干燥劑可以是堿石灰
D.點燃D處氣體前必須檢驗氣體的純度
答案：B
解析：A.裝置A是液態水在加熱的條件下加熱產生水蒸氣的裝置，作用是為實驗提供持續不斷的水蒸氣，故A正確；
B.Fe與水蒸氣反應產物是四氧化三鐵和氫氣，B中反應的化學方程式是 ，故B錯誤；
C.氫氣屬于中性氣體，可以用堿石灰做干燥劑，故C正確；
D.氫氣在點燃之前應該先檢驗氣體的純度，防止發生爆炸，故D正確。
故選：B。
[方法技巧] 鐵與氧化劑反應后的價態判斷方法
[典型例題4]把足量的鐵粉投入到硫酸和硫酸銅的混合溶液中,充分反應后,殘余固體的質量與原來加入的鐵粉質量相等,則原溶液中H+與SO42-的物質的量之比為( )
A.1: 4 B.2 : 7 C.1: 2 D.8 : 31
答案：A
解析：依題意生成銅的質量等于溶解的Fe的質量。
設原溶液中Cu2+的物質的量為x,H+的物質的量為y。
x x x
則
,則
n(H+):n(SO42-)=1:4
1.鐵的氧化物
化學式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗　稱 _____ ___________
顏色和狀態 ___色粉末 _____色 粉末 ___色晶體
鐵的價態 ___價 ___價 +2價、+3價
水溶性 _____ _____ _____
鐵紅
磁性氧化鐵
黑
紅棕
黑
+2
+3
不溶
不溶
不溶
二、鐵的重要化合物
化學式 FeO Fe2O3 Fe3O4
與鹽酸反 應(離子方 程式) FeO+2H+ ==== Fe2++H2O Fe2O3+6H+ ==== __________ Fe3O4+8H+
====
Fe2++2Fe3+
+4H2O
與CO 的反應 FexOy+yCO xFe+yCO2
高溫
====
2Fe3++3H2O
提示：FeO、Fe2O3屬于堿性氧化物,Fe3O4不屬于堿性氧化物。
2.鐵的氫氧化物(實驗探究鐵的氫氧化物的生成與轉化)
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。
(1)在FeCl3溶液中滴入NaOH溶液,生成_______沉淀,原因是_________________________(填反應的離子方程式)。
(2)在FeSO4溶液中滴入NaOH溶液,生成_____絮狀沉淀,
原因是_________________________(填反應的離子方程式)。
沉淀迅速變成灰綠色,最后會有紅褐色沉淀生成,原因是_______________________________(填反應的化學方程式)。
紅褐色
Fe3++3OH-====Fe(OH)3↓
白色
Fe2++2OH-====Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3
1.防止Fe(OH)2氧化的方法
(1)將配制溶液的蒸餾水煮沸,除去其中的氧氣。
(2)將盛有NaOH溶液的膠頭滴管尖端插入試管內的亞鐵鹽溶液底部,并慢慢擠出NaOH溶液。
(3)在亞鐵鹽溶液上面充入保護氣,如H2、N2、稀有氣體等。
(4)在亞鐵鹽溶液上面加保護層,如苯、植物油等。
實驗室制備Fe(OH)2裝置的改進
2.實驗裝置的改進
(1)改進后裝置①制備Fe(OH)2時為什么能較長時間觀察到白色沉淀
【思考·討論】
提示:配制溶液的蒸餾水煮沸,除去溶解的氧氣,然后用苯液封,防止空氣溶解,裝有NaOH溶液的滴管插入液面下慢慢擠出溶液,這些操作均能防止Fe(OH)2與氧氣接觸,避免其被氧化,因此能較長時間觀察到白色沉淀。
(2)改進后裝置②能較長時間觀察到白色沉淀的原因是什么
提示:鐵粉與稀硫酸反應生成的氫氣排除了裝置內的空氣,同時試管內剩余的氫氣起到保護氣的作用,防止了Fe(OH)2與氧氣接觸,避免其被氧化,因此能較長時間觀察到白色沉淀。
制備Fe(OH)2的關鍵是降低反應體系中氧氣的存在量和操作過程中氧氣的引入量。如上題方案采用的方法:
【歸納總結】
制備Fe(OH)2的關鍵
(1)采用新制備的純亞鐵鹽溶液(Fe2+易被空氣中的O2氧化成Fe3+);(2)將溶解亞鐵鹽的蒸餾水煮沸(除去溶解在蒸餾水中的氧氣);(3)將堿直接加到亞鐵鹽溶液的底部[使Fe(OH)2與空氣隔離];(4)還可以在亞鐵鹽溶液液面上加隔氧劑(如加入苯等密度比水小,而又不溶于水的有機溶劑)。
【觀察思考】觀察盛有硫酸亞鐵溶液的試劑瓶底部，你知道黑色粉末是什么嗎？它的作用是什么？
鐵粉使被氧氣氧化形成的Fe3+還原為Fe2+
【遷移應用】
閱讀材料:一位病人的化驗單上顯示其為缺鐵性貧血。醫生看完化驗單后給他開了硫酸亞鐵片和維生素C片。（提示：鐵是人體必需的元素，主要以Fe2+形式存在）
思考：為什么醫生開了補鐵用的硫酸亞鐵片還要開維生素C片？
人體攝入的Fe3+
人體攝入的Fe2+
Fe3+
Fe2+
氧氣等
氧化劑
Vc
【遷移應用】
資料顯示：如果誤食NaNO2會使人中毒，因為NaNO2會使Fe2+轉為Fe3+生成高鐵血紅蛋白而喪失與O2的結合能力。
生死時速，假如你是醫護人員，你準備怎么辦？
1、吸氧
2、洗胃
3、靜脈注射亞甲藍（亞甲藍低濃度時，在還原型輔酶I脫氫酶（NADPH）作用下，還原成為還原型亞甲藍，能將高鐵還原型蛋白還原為血紅蛋白）
茶水變墨水 墨水變清水
茶葉中含有豐富的物質，泡好的茶水放置一段時間后會含有一定量的鞣酸，鞣酸碰到鐵離子就會產生藍黑色的鞣酸鐵，而鞣酸鐵遇到還原劑（草酸、維C）就會褪色。
1.某同學把生銹的鐵釘放入足量稀鹽酸中，可能發生的反應是(　　)
A．只有置換反應 B．只有復分解反應
C．置換和復分解反應 D．置換和分解反應
C
2．等量的鐵分別與足量的鹽酸、水蒸氣在一定的條件下充分反應，則在相同的條件下，產生氫氣的體積比是(　　)
A．1∶1 B．3∶4
C．2∶3 D．4∶3
B
3．下圖為Fe(OH)2制備實驗的改進裝置，使用該裝置將能在較長時間內觀察到白色絮狀沉淀。關于此實驗，下列說法正確的是(　　)
A．裝入藥品后應關閉止水夾，等反應完成后再打開止水夾
B．此裝置是通過H2的排出使A中壓強減小，從而將B中的NaOH溶液吸入A中產生Fe(OH)2
C．H2的作用是排盡裝置內的空氣和將A中溶液壓入B中
D．在藥品用量上稀硫酸應過量，使鐵粉能充分反應完
C
4、下列敘述正確的是 。
①鐵能被磁鐵吸引，但純鐵易被腐蝕
②在人體內的血紅蛋白中含鐵元素
③Fe在純氧中燃燒可得紅棕色的鐵紅
④Fe2O3不可與水反應得Fe(OH)3，所以不能由Fe2O3通過化合反應直接得Fe(OH)3
⑤Fe(OH)2在空氣中加熱，可得FeO
⑥鐵能與氧氣反應,但不能與水蒸氣反應
②④
玉石中的氧化亞鐵中鐵離子被氧化生成三價鐵，變成紅棕色，特別是裂縫部位或有空隙的部位，還有暴露在外的截面部分也容易被氧化而變成紅棕色。
開拓視野
物質類別
氧化物
堿
鹽
單質
元素
價態
0
+2
+3
Fe(OH)3
Fe3+
Fe(OH)2
Fe2+
FeO
Fe
Fe3O4
Fe2O3
課堂小結
鐵及其化合物的價類二維圖
【課堂回眸】
【課堂回眸】

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