人教版 (2019)第一节 铁及其化合物教学ppt课件

这是一份人教版 (2019)第一节 铁及其化合物教学ppt课件，共43页。PPT课件主要包含了第一节铁及其化合物，知识铺垫，新知预习，自主测试，铁的氢氧化物，探究一，探究二，探究三，素养脉络，随堂检测等内容，欢迎下载使用。
1.铁生锈的条件是与水、空气同时接触。2.光亮的铁丝在空气中能否燃烧?铁丝在纯氧中燃烧的现象如何?请写出相应的化学方程式。提示铁丝在空气中不能燃烧。铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体。3Fe+2O2 Fe3O4。3.铁与盐酸、CuSO4溶液发生反应的离子方程式分别为Fe+2H+=Fe2++H2↑, Fe+Cu2+=Fe2++Cu。4.将几滴FeCl3饱和溶液滴入沸腾的蒸馏水中,继续加热至液体呈红褐色,停止加热。所得液体即为氢氧化铁胶体。
一、铁元素概述1.自然界中的铁:既有单质(陨铁中的铁单质)形态又有化合物(矿石中+2、+3价铁的化合物)形态。2.含量:铁在地壳中含量居第四位,仅次于氧、硅、铝。3.开发利用:春秋初年我国已掌握了冶铁技术。工业炼铁原理(以Fe2O3为例)3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2。
二、铁的单质1.物理性质铁有延展性、导热性、导电性,但其导电性不如铜和铝,铁还能被磁铁吸引。其熔、沸点较高,熔点:1 535 ℃、沸点:2 750 ℃。密度:7.86 g·cm-3。2.化学性质(1)与非金属单质(O2、Cl2等)反应,如Fe与Cl2反应:2Fe+3Cl2 2FeCl3。(2)与盐酸、稀硫酸反应:Fe+2H+=Fe2++H2↑(离子方程式)。(3)与某些盐反应,如Fe与CuSO4溶液反应:Fe+Cu2+=Fe2++Cu(离子方程式)。
(4)与水反应,通常铁与冷水和热水均不反应,但铁可与水蒸气反应。
【微思考1】金属铁通过哪些类型的反应可直接生成Fe3O4?
三、铁的重要化合物1.铁的氧化物
3.铁盐、亚铁盐(1)Fe3+的检验
(2)Fe2+和Fe3+的转化
写出下列反应的离子方程式:①FeCl3溶液与铁粉:2Fe3++Fe=3Fe2+。②FeCl2溶液与氯水:2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。③FeCl3溶液与覆铜板:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+。【微思考2】Fe、FeSO4和Fe2(SO4)3三种物质中,哪种物质可做氧化剂,哪种可做还原剂,哪种既可做氧化剂又可做还原剂?提示Fe、FeSO4和Fe2(SO4)3三种物质中铁元素的化合价分别为0、+2、+3价,根据含元素最高价的物质只能做氧化剂,含元素最低价的物质只能做还原剂,处于中间价态的物质既可做氧化剂又可做还原剂得出结论:Fe2(SO4)3可做氧化剂,Fe可做还原剂,FeSO4既可做氧化剂又可做还原剂。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)Fe与H2O(g)反应生成Fe2O3和H2。 (　　)(2)铁有多种氧化物,且均为黑色固体。 (　　)(3)Fe3O4中的Fe化合价有+2和+3价,Fe3O4为混合物。 (　　)(4)Fe(OH)2和Fe(OH)3均为弱碱,均与盐酸反应生成盐和H2O。 (　　)(5)Fe(OH)2易被溶解在溶液中的O2氧化为Fe(OH)3。(　　)(6)Fe2+遇到氧化剂Cl2、KMnO4、H2O2均被氧化为Fe3+。 (　　)(7)FeCl3溶液与Fe、Cu反应,体现了FeCl3的还原性。 (　　)(8)Fe3+遇KSCN溶液可生成红色沉淀。 (　　)答案(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√　(6)√(7)×　(8)×
2.下列关于铁与水蒸气反应的说法中不正确的是 (　　)A.反应中有氢气产生B.此反应需在高温条件下才能发生C.生成的铁的化合物中铁全部呈+3价D.该反应中水做氧化剂答案C解析Fe与H2O(g)反应生成Fe3O4和H2,Fe3O4中Fe的化合价既有+2价又有+3价。
3.下列离子方程式中正确的是(　　)A.铁与盐酸反应:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑B.氯气与氯化亚铁溶液反应:2FeCl2+Cl2=2FeCl3C.氯化铁溶液与铁反应:Fe3++Fe=2Fe2+D.氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应:Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓答案D解析由于盐酸中H+的氧化性弱,故铁与盐酸反应时,Fe只能被氧化为Fe2+,A错误;B项是化学方程式,不是离子方程式,FeCl2中Cl-实际不参加反应,应删去;C项中电荷不守恒。 
“Fe、Fe2+、Fe3+”的三角转化关系 问题探究1.【实验探究】
2.Fe(OH)3、FeCl3、FeCl2是否都可由化合反应得到?请写出可能的化学方程式。 提示它们均可由化合反应得到,反应的化学方程式为
3.如何除去FeCl3溶液中混有的FeCl2?如何除去FeCl2溶液中混有的FeCl3?提示通入Cl2;加入铁粉。
深化拓展1.“铁三角”转化关系
2.含铁物质的分离与除杂
素能应用典例1已知有以下物质相互转化:
试回答:(1)B的化学式为　　　　,D的化学式为　　　　。 (2)写出由E转变成F的化学方程式:　　　　　　　　　　。 (3)常用　　　　　　检验G中的阳离子,其现象为　　　　　。 (4)向G溶液加入A的有关反应的离子方程式为　　　　　　。 
答案(1)FeCl2　KCl(2)4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3(3)KSCN溶液　棕黄色溶液变为红色溶液(4)2Fe3++Fe=3Fe2+解析根据流程图,推知D溶液为KCl溶液,H为AgCl,E为Fe(OH)2,F为Fe(OH)3,G为FeCl3,然后根据图中物质间的转化关系,推知A为Fe,B为FeCl2,C为KOH。
变式训练1-1欲除去FeSO4溶液中含有的CuSO4和Fe2(SO4)3等少量杂质,应选用的试剂是(　　)A.氨水B.铝粉C.铁粉D.NaOH溶液答案C解析加入铁粉后,Cu2++Fe=Cu+Fe2+,2Fe3++Fe=3Fe2+,然后将过量的铁粉及Cu过滤即可。
变式训练1-2按下图要求写出下列三个反应的化学方程式,属于离子反应的只写出离子方程式。
答案(1)Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O(2)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(3)Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O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,而由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含Fe2+,所以D含Fe3+,而B则应是Fe3O4,A是Fe。把推断的结论进行验证,符合题意。
Fe2+、Fe3+的检验方法 问题探究1.含有Fe2+、Fe3+的溶液分别呈什么颜色?提示浅绿色;棕黄色。2.向FeCl2溶液、FeCl3溶液中分别滴加NaOH溶液,各有什么现象?提示向FeCl2溶液中加入NaOH溶液,会看到有白色沉淀生成,且白色沉淀迅速变为灰绿色,过一段时间后还会有红褐色物质生成。而向FeCl3溶液中滴加NaOH溶液,可直接看到有红褐色沉淀生成。3.如何设计实验证明某溶液中含有Fe2+?提示加入KSCN溶液,不变色,再通入氯气,溶液呈红色。
深化拓展Fe2+、Fe3+的检验(1)直接观察颜色
(2)利用氢氧化物沉淀的颜色
(4)利用Fe2+的还原性
(5)利用Fe3+的氧化性
【特别提醒】1.Fe3+与SCN-作用时,生成红色溶液,而不是红色沉淀。2.当Fe2+和Fe3+共存时,检验Fe2+时需用酸性KMnO4溶液。
素能应用典例2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+答案C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+;D项,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,会出现同样的题述现象,故D项不能说明溶液中是否含Mg2+。
变式训练2证明某溶液中只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是(　　)A.先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后显红色B.只需滴加KSCN溶液C.先滴加KSCN溶液,不显红色,再滴加氯水后显红色D.滴加酸性高锰酸钾溶液后溶液褪色答案C解析如果直接加KSCN溶液,不变红色,只能证明不含有Fe3+,不能证明含有Fe2+;先加氯水,再加KSCN溶液后显红色,只能证明加氯水后溶液中含有Fe3+,至于加氯水前是否有Fe3+是无法确定的,A项、B项错误;先滴加KSCN溶液,不显红色,证明不含有Fe3+,再滴加氯水后显红色,证明加氯水后溶液中含有Fe3+,所以原溶液中含Fe2+,C项正确;滴加酸性高锰酸钾溶液后溶液褪色,说明原溶液中含Fe2+,不能证明滴加酸性高锰酸钾之前溶液不含有Fe3+,D项错误。
Fe(OH)3和Fe(OH)2的实验室制备方法 问题探究【实验探究】在两支试管里分别加入少量的FeCl3和新制FeSO4溶液,然后滴入NaOH溶液,观察并记录现象。
思考探究下列问题:1.两试管中有什么现象?久置于空气中又有什么现象?提示甲中生成红褐色沉淀,久置不变色;乙中生成白色沉淀,且沉淀迅速变成灰绿色,过一段时间后有红褐色物质生成。2.在制备Fe(OH)2时,为什么要用新制的FeSO4溶液并将吸有NaOH溶液的胶头滴管尖嘴插入液面以下?提示用新制的FeSO4溶液是为了防止Fe2+被氧化成Fe3+;滴管尖嘴插入液面以下是为了防止生成的Fe(OH)2与O2接触而被氧化。3.在实验中,若想长时间观察到生成的白色Fe(OH)2沉淀,除使用新制FeSO4溶液外,还应创造一个怎样的反应环境?提示因为Fe(OH)2易被氧气氧化而发生颜色变化,故应尽可能创造无氧环境以防止Fe(OH)2被氧化。
深化拓展制备Fe(OH)2的措施(1)含Fe2+的溶液必须是新制的,并放入Fe粉,以防Fe2+被氧化成Fe3+。(2)除去溶液中溶解的O2,其方法是加热煮沸NaOH溶液。(3)长胶头滴管末端插入试管内的液面以下。(4)在FeSO4溶液液面上加植物油或苯进行液封。(5)在容器内充满H2等气体,保证无O2环境。
素能应用典例3下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　　)
A.①②B.①③C.②③D.①②③
答案B解析因为Fe(OH)2易被氧气氧化成Fe(OH)3,故要长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀,就要排除装置中的空气或氧气。装置①是先用H2将装置中的空气排尽,并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中;③中液面上加植物油阻止了空气进入;②由于能接触到空气,故不能较长时间观察到白色沉淀。
变式训练3下列关于氢氧化亚铁及其制备方法的叙述中,不正确的是 (　　)A.氢氧化亚铁易被空气氧化B.氢氧化亚铁为灰绿色絮状沉淀C.可利用如图所示装置制备氢氧化亚铁D.实验中所用氢氧化钠溶液应预先煮沸
答案B解析氢氧化亚铁(纯净的)是白色絮状沉淀,易被氧气氧化,B项错误;实验室可利用亚铁盐溶液与碱溶液反应制备氢氧化亚铁,例如用FeSO4溶液与NaOH溶液反应来制备Fe(OH)2,为了防止Fe(OH)2被溶解在溶液中的氧气氧化,所用氢氧化钠溶液应预先煮沸将氧气排出,然后利用题给装置制备Fe(OH)2,且滴加NaOH溶液的胶头滴管应插入FeSO4溶液中,当制得的Fe(OH)2部分被氧化时,沉淀呈灰绿色。故A、C、D三项均正确。
1.铁在一定条件下与O2、水蒸气反应的共同产物是(　　)A.FeOB.Fe2O3C.Fe3O4D.Fe(OH)2答案C解析铁在氧气中点燃生成Fe3O4,与H2O(g)在高温下反应也生成Fe3O4。2.下列有关说法不正确的是(　　)A.Fe3O4为磁性氧化铁,其中铁的化合价为+2和+3B.FeO、Fe2O3均为碱性氧化物,均与盐酸反应C.Fe(OH)2不稳定,具有较强的氧化性D.Fe(OH)3比Fe(OH)2稳定答案C解析Fe(OH)2具有较强的还原性,易被氧化。
3.除去FeCl2溶液中少量的FeCl3,最好的方法是(　　)A.加入氢氧化钠溶液B.通入氯气C.加入铜粉D.加入铁粉答案D解析要实现“Fe3+→Fe2+”的转化,需要加入还原剂,且不引入新的杂质离子,最好的方法是加入足量铁粉充分反应后过滤,发生的化学反应为2FeCl3+Fe=3FeCl2。
4.向某溶液中加入含Fe2+的溶液后,无明显变化。当再滴入几滴新制氯水后,混合溶液变成红色。则下列结论错误的是(　　)A.该溶液中一定含有SCN-B.氧化性:Fe3+>Cl2C.Fe2+与SCN-不能形成红色物质D.Fe2+被氧化为Fe3+答案B解析溶液中的Fe2+与加入的新制氯水发生反应2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,氧化性:Fe3+