鲁科版 (2019)必修 第一册第3章 物质的性质与转化第1节 铁的多样性图片ppt课件

这是一份鲁科版 (2019)必修 第一册第3章 物质的性质与转化第1节 铁的多样性图片ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了知识网络，学业基础，＋2价，还原性，氧化性，＋3价，③实验总结，3铁的物理性质，核心素养，状元随笔等内容，欢迎下载使用。
学业要求1．根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究，掌握亚铁盐、铁盐的物理性质、化学性质和典型实验现象，能书写主要的化学方程式和离子方程式，培养实验探究与创新意识的核心素养。2．能通过实验探究和交流研讨、掌握Fe、FeO、Fe2O3、Fe(OH)2、Fe(OH)3的性质和典型实验现象，能书写主要的化学方程式和离子方程式，逐步提升科学探究和创新能力。
一、亚铁盐和铁盐1．亚铁盐和铁盐的组成
2.性质的预测与探究(1)预测。研究物质性质的两个基本角度①从________预测Fe2＋和Fe3＋的性质FeSO4和FeCl3都属于盐类，能和碱反应分别生成________及________。
②亚铁盐和铁盐性质的预测——化合价角度
(2)实验探究(以FeSO4、FeCl3为例)①知识支持：Fe3＋和KSCN溶液反应，溶液________，离子方程式：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。②可供选择的试剂：FeSO4溶液、FeCl3溶液、酸性KMnO4溶液、氯水、KI溶液、0.1 ml·L－1 KSCN(硫氰酸钾)溶液、淀粉溶液、NaOH溶液、铁粉、锌片、铜片。
[实验1]　探究亚铁盐的性质
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
[实验2]　探究铁盐的性质
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋
2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
[即学即练]1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)Fe2＋的价态为中间价态，要证明其有氧化性应加入还原剂，如铜 (　　)(2)Fe3＋和KSCN溶液反应生成红色沉淀(　　)(3)将SO2气体通入FeCl3溶液中，溶液颜色由黄色变为淡绿色，说明Fe3＋具有氧化性(　　)(4)向某溶液中滴入KSCN溶液，溶液显示红色，则溶液中一定含Fe3＋，一定无Fe2＋(　　)(5)要除去FeCl3溶液中少量的FeCl2杂质，可向溶液通入适量氯气 (　　)
2．《本草图经》在“绿矾”项载：“盖此矾色绿，味酸，烧之则赤……”下列关于“绿矾”的说法正确的是 (　　)A．绿矾的主要成分为Fe2(SO4)3·7H2OB．绿矾的溶液中能电离出H＋，所以“味酸”C．“烧之则赤”时，绿矾被氧化D．可以用KSCN溶液检验绿矾是否已经全部变质
3．证明某溶液中只含有Fe2＋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
解析：原溶液中含有Fe3＋，滴加KSCN溶液后也显红色，无法证明原溶液中是否含有Fe3＋，A错误；只滴加KSCN溶液，根据溶液是否显红色，能检验出溶液中是否含有Fe3＋，无法检验Fe2＋是否存在，B错误；先滴加KSCN溶液，不显红色，说明原溶液中不含有Fe3＋，再滴加氯水后显红色，说明滴加氯水后溶液中有Fe3＋，证明原溶液中含有Fe2＋，C正确；滴加酸性高锰酸钾溶液后溶液褪色，无法证明原溶液中是否含有Fe3＋，D错误。
5．交流思考(1)实验室配制FeCl2溶液时，为什么要加入少量铁屑？___________________________________________________________(2)如何除去FeCl2溶液中混有的少量Cu2＋？___________________________________________________________(3)如何通过实验证明铁锈中含有Fe3＋？___________________________________________________________
目的是防止Fe2＋被氧化成Fe3＋。加入的铁屑可将溶液中Fe3＋转化成Fe2＋，离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
加入过量铁粉后过滤，除去剩余的Fe和生成的铜，离子方程式为Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋。
向试管中加入少量铁锈，加入稀盐酸使其溶解，再滴入几滴KSCN溶液，若溶液变成红色，则说明铁锈中含有Fe3＋。
(4)向某溶液中滴加氯水后再滴入几滴KSCN溶液，溶液变成红色，能否说明溶液中含有Fe2＋？___________________________________________________________(5)用NaOH溶液能否检验某溶液中是否存在Fe3＋或Fe2＋？___________________________________________________________
不能。若溶液中含有Fe3＋而不含Fe2＋，会发生相同的现象。
能。若溶液中含有Fe3＋，滴加NaOH溶液会生成红褐色沉淀；若溶液中含有Fe2＋，滴加NaOH溶液后先生成白色沉淀，然后迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。
归纳总结(1)Fe3＋的检验方法
(2)Fe2＋的检验方法(3)同时含有Fe2＋、Fe3＋的检验方法
二、铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物1．铁单质(1)铁元素在自然界中的含量铁元素在地壳中的含量处于第________位，仅次于________、________和________元素。(2)铁元素的存在形态①游离态：如陨铁。②化合态
(4)铁的化学性质①从铁单质类别的角度，铁具有金属的________。写出有关反应的化学方程式：
Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
Fe＋2FeCl3===3FeCl2
②从铁单质化合价的角度，铁具有________。a．铁和冷水或热水________。b．铁和水蒸气的反应说明　①湿棉花的作用是在受热时提供反应所需的水蒸气；②肥皂液在该实验中可以起到“收集”氢气的作用。
2．铁的氧化物(1)铁的氧化物的物理性质及用途
(2)铁的氧化物的化学性质①从物质类别的角度，铁的氧化物都能和酸反应生成相应的________，写出下列氧化物和稀盐酸反应的离子方程式：a．FeO：_____________________。b．Fe2O3：________________________。c．Fe3O4：Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O。②从化合价的角度，铁的氧化物都具有________，其中FeO中Fe元素价态为＋2价，化合价还可以升高，具有________。a．FeO不稳定，在空气中受热被氧化生成_______，FeO在反应中表现________。b．铁的氧化物与铝粉在高温下可发生反应，写出Fe2O3和Al发生反应的化学方程式：______________________，反应放出______，常用于________、制备金属纳米复合材料等，Fe2O3在反应中表现_______。
FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
3．铁的氢氧化物性质的比较
Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
(8)铝粉和三氧化二铁在高温下反应本质是铝失电子置换出了铁，并放出大量的热(　　)(9)为防止Fe(OH)2被氧化，在制备时，常采用新制的FeSO4溶液和煮沸的NaOH溶液制备(　　)(10)为检验含Fe3＋的溶液中含Fe2＋，可向溶液中加入NaOH溶液，如生成的沉淀由白色迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，则存在Fe2＋(　　)(11)FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3都可以通过化合反应制取(　　)(12)赤铁矿的主要成分是Fe3O4，磁铁矿的主要成分是Fe2O3，FeO俗称铁红(　　)(13)Fe2O3不可与水反应得到Fe(OH)3，所以不能通过化合反应制取Fe(OH)3(　　)
2．下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是(　　)
3.下列关于铁与水蒸气反应的描述不正确的是(　　)A．铁与水蒸气反应的产物是黑色的Fe2O3B．红热的铁能与水蒸气反应，放出的气体点燃时能发出尖锐的爆鸣声C．铁与水蒸气的反应是氧化还原反应D．常温下，生铁与H2O不反应，但在空气中的O2、CO2、H2O的共同作用下能发生反应
5．下列有关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沉淀C．可利用右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
解析：氢氧化亚铁易被空气中的氧气氧化为氢氧化铁，故A项正确；氢氧化亚铁为白色沉淀，不是灰绿色，故B项错误；氢氧化亚铁的制备要隔绝空气，可将氢氧化钠溶液滴入硫酸亚铁溶液中，故C项正确；将氢氧化钠滴入硫酸亚铁溶液中可制取Fe(OH)2，氢氧化钠溶液预先煮沸可以将其中的空气排净，故D项正确。
一、Fe2＋、Fe3＋的性质与检验[例1]　现有FeCl2和FeCl3的混合溶液，利用此溶液进行下面的实验。请回答下列问题：(1)探究Fe3＋的氧化性：取适量溶液于试管中，滴加几滴淀粉－KI溶液，反应现象为____________，离子方程式为____________________。(2)探究Fe2＋的还原性：取适量溶液于试管中，滴加几滴酸性KMnO4溶液，反应现象为_____________________，反应的离子方程式为____________________________________。(3)制取FeCl3溶液：取适量溶液于试管中，向该溶液中加入试剂________(填名称)，离子方程式为______________________。(4)制取FeCl2溶液：取适量溶液于试管中，向该溶液中加入试剂________(填名称)，离子方程式为_________________。
2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋
酸性高锰酸钾溶液紫色褪去
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
状元随笔　(1)酸性KMnO4溶液既能氧化Fe2＋又能氧化Cl－，但是Fe2＋的还原性强于Cl－，因此滴加几滴酸性KMnO4溶液，只与Fe2＋反应。(2)除去FeCl3溶液中混有的FeCl2，可向溶液中加入足量氯水，使FeCl2转化为FeCl3。 (3)除去FeCl2溶液中混有的FeCl3，可向溶液中加入足量铁粉，使FeCl3转化为FeCl2。
[提升1]　证明某溶液只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是(　　)A．先滴加氯水，再滴加硫氰酸钾溶液后显红色B．先滴加硫氰酸钾溶液不显红色，再滴加氯水后显红色C．先加入铁粉，再滴加硫氰酸钾溶液不显红色D．只需要滴加硫氰酸钾溶液
解析：先滴加氯水，再滴加硫氰酸钾溶液后显红色，可能是原溶液中的Fe2＋被氯水氧化为Fe3＋或原溶液中本来就含有Fe3＋，故A错误；先滴加硫氰酸钾溶液不显红色，说明原溶液中不含有Fe3＋，再滴加氯水后显红色，说明Fe2＋被氯水氧化为Fe3＋，Fe3＋与SCN－反应使溶液显红色，原溶液中一定存在Fe2＋，故B正确；先加入铁粉，再滴加硫氰酸钾溶液不显红色，说明原溶液可能含有Fe2＋、Fe3＋，故C错误；只滴加硫氰酸钾溶液，若溶液不变色，说明原溶液中不含有Fe3＋，但无法确定是否含有Fe2＋，故D错误。
2．含铁物质的分离与提纯
3.Fe2＋、Fe3＋的检验方法状元随笔　Fe2＋的检验：加入K3[Fe(CN)6]溶液，产生带有特征蓝色的沉淀，说明有Fe2＋。
二、Fe(OH)2的制备[例2]　用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。Ⅰ.方法一：用FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备Fe(OH)2。(1)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。(2)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长胶头滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是_________________________。
避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2
解析：(1)常采用煮沸的方法除去蒸馏水中的O2。(2)因为Fe(OH)2在空气中易被O2氧化为Fe(OH)3，所以在制备Fe(OH)2时，若向FeSO4溶液中直接滴加NaOH溶液，会带入空气使制取的Fe(OH)2被氧化；若将盛有NaOH溶液的长胶头滴管插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液，可以防止滴加NaOH溶液时带入空气，避免生成的Fe(OH)2接触O2。
Ⅱ.方法二：在如图所示装置中，用不含O2的NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4制备Fe(OH)2。(1)在试管A中加入的试剂是_____________。(2)在试管B中加入的试剂是________________。(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管A和B中加入试剂，塞紧塞子，打开止水夹后的实验步骤是___________________________。(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是________________________________________________。
不含O2的NaOH溶液
检验试管B出口处氢气的纯度，当排出的H2纯净时，再关闭止水夹
两试管中充满H2，且外界空气不易进入，可防止Fe(OH)2被氧化
解析：制备Fe(OH)2时利用Fe与H2SO4反应产生的H2排尽装置中的空气，收集氢气验纯后，关闭止水夹，试管A中产生H2，压强增大，将A中溶液压入B中与NaOH溶液反应制备Fe(OH)2，Fe(OH)2沉淀在H2的氛围中不易被氧化，能较长时间保持白色。
[提升2]　如图所示，此装置可用来制取Fe(OH)2并观察Fe(OH)2在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑和6 ml·L－1的硫酸溶液，其他试剂任选。填写下列空白：
(1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的药品是________。A中反应的离子方程式是____________________。(2)实验开始时先将活塞a________(填“打开”或“关闭”)。(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程：_______________________________。(4)实验完毕，打开b处活塞，通入一部分空气，此时B瓶中发生的反应为_____________________________。(5)下列各图示装置________(填序号)中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀。
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
关闭活塞a，使FeSO4溶液压入B中进行反应
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
解析：在加药品时应先加固体，故A中应预先加入铁屑，铁屑与硫酸反应产生H2，产生的H2可排尽装置中的空气。关闭活塞a后，A中产生的H2将FeSO4溶液压入B中，在B中发生反应Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，Fe(OH)2易被空气中的O2氧化，发生反应4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。若要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排尽装置中的O2或空气，并保证Fe(OH)2与O2或空气隔绝。
状元随笔　使Fe(OH)2能较长时间存在的关键在于反应物中基本不含氧气；反应体系能与空气隔离。
关键能力Fe(OH)2的制备1．制备原理用亚铁盐溶液与强碱溶液反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。2．注意事项Fe(OH)2极易被空气氧化，制备前应尽可能地使所用溶液中不含氧气，制备过程中应尽可能地避免引入氧气或使生成Fe(OH)2的环境与空气隔绝。
3．操作要点(1)两种溶液均要现配现用，且所用蒸馏水应先煮沸，以排出溶解在水中的氧气。(2)利用油膜将水溶液与空气隔离开，或利用还原性气体将水溶液与空气隔开。(3)利用长胶头滴管将碱溶液直接送入盐溶液中(不是从容器口上方滴下)。
4．两种经典的制备装置(1)有机溶剂覆盖法：装置如图甲所示，实验中将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层密度小于水且不溶于水的液体如苯或煤油(不能用密度大于水的CCl4)，以防止空气中的氧气与Fe(OH)2接触发生反应。
(2)还原性气体保护法：装置如图乙所示，实验中先打开止水夹a，利用A中生成的H2将装置内的空气排尽，一段时间后，夹住a，利用生成的H2将A中的亚铁盐溶液压入到B中与NaOH溶液反应。利用上述装置制备Fe(OH)2，可得到在较长时间内稳定存在的Fe(OH)2白色沉淀。
1．某学生以铁丝和Cl2为原料进行下列实验。
从分类角度分析，下列说法正确的是(　　)A．实验①③反应制得的物质均为纯净物B．实验②③均发生氧化还原反应C．实验①中发生的反应是化合反应D．实验①②所涉及的物质均为电解质或非电解质
2．为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性，某同学设计如下实验方案，其中符合实验要求且正确的是(　　)
解析：Fe2＋具有还原性，在氯化亚铁溶液中滴加新制氯水，Fe2＋被氯水氧化生成Fe3＋，溶液由浅绿色变成棕黄色，故A错误；Fe2＋具有氧化性，Zn具有还原性，在氯化亚铁溶液中加入锌片，锌片与Fe2＋发生置换反应生成Fe和无色的Zn2＋，溶液由浅绿色变成无色，故B正确；氯化铁溶液与铁粉反应生成氯化亚铁，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，故C错误；氯化铁溶液与铜粉反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应前氯化铁溶液为棕黄色，反应后氯化亚铁溶液为浅绿色，氯化铜溶液为淡蓝色，氯化亚铁和氯化铜的混合溶液为蓝绿色，说明Fe3＋具有氧化性，故D错误。
3.已知硝酸能将Fe2＋氧化为Fe3＋。某同学对未知物A盐的水溶液进行了鉴定，实验过程及现象如图所示：现对A、B、C、D作出的如下推断中，不正确的是(　　)A．盐A一定是FeCl3B．白色沉淀B是AgClC．滤液C中一定含Fe3＋D．无法确定A中是否含有Fe2＋
解析：生成白色沉淀证明A中含Cl－，B为AgCl，A与酸化的AgNO3溶液反应生成C，C遇KSCN生成D(红色溶液)，则C中一定含Fe3＋，A中也可能含Fe2＋。因为A中加入了酸化的硝酸银溶液，相当于有硝酸存在，硝酸可以把Fe2＋氧化成Fe3＋。
5．某溶液中可能存在Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋，加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，下列结论正确的是(　　)A．一定有Fe2＋，一定没有Fe3＋、Mg2＋B．一定有Fe3＋，一定没有Fe2＋、Mg2＋C．一定有Fe3＋，可能有Fe2＋，一定没有Mg2＋D．一定有Fe2＋，可能有Mg2＋，一定没有Fe3＋
解析：加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，则溶液中一定存在Fe2＋，一定不存在Fe3＋，由于Mg(OH)2也是白色沉淀，因此无法确定是否存在Mg2＋，所以D项正确。
6．如图所示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　　)A．①②③④ B．①②③C．①②④ D．②③④
解析：因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生反应4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。①②原理一样，都是先用氢气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由于空气中的氧气能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。④中上面的苯阻止了空气进入。
7．某同学对铁的氧化物产生了浓厚兴趣，查阅资料后制成以下卡片：下列说法正确的是 (　　)A．FeO、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体B．反应②的温度比反应③的温度高C．FeO的稳定性强于Fe2O3D．四氧化三铁中铁元素的化合价较复杂，其组成可表示为FeO·Fe2O3
解析：Fe2O3为红棕色固体，A项错误；根据信息可知Fe在500 ℃时与氧气反应生成Fe3O4，继续升高温度生成Fe2O3，而在1 400 ℃时Fe2O3转化为Fe3O4，则反应②的温度比反应③的温度低，B项错误；FeO不稳定，在空气里受热能迅速被氧化为Fe3O4，其稳定性弱于Fe2O3，C项错误；Fe3O4中Fe为＋2价和＋3价，化学式可写为FeO·Fe2O3，D项正确。
8．野外焊接铁轨常利用铝粉和氧化铁反应进行，该反应称为“铝热反应”。操作步骤为：①将铝粉和氧化铁充分混合；②撒上氯酸钾，插入镁条；③点燃镁条。现场与原理如图：