高中人教版 (新课标)第二节 几种重要的金属化合物教案

课时3　铁的重要化合物

目标与素养：1.了解铁的重要化合物的性质及应用。(宏观辨识与变化观念)2.了解Fe(OH)3、Fe(OH)2的制备方法。(科学探究与创新意识)3.了解Fe2＋、Fe3＋的检验方法和转化。(科学探究与创新意识)

一、铁的氧化物和氢氧化物

1．铁的含量及存在形态

(1)铁在地壳中的含量仅次于氧、硅、铝，位居第四位。

(2)铁元素的化合价主要为＋2、＋3价，在自然界中以化合态形式存在 。

2．铁的氧化物

微点拨：Fe3O4中Fe的化合价为＋2和＋3，其相应物质的量比为1∶2，为纯净物，可以写为Fe2O3·FeO。

二、铁的氢氧化物

1．铁的氢氧化物的制备

实验室制备氢氧化铁和氢氧化亚铁如下图所示：

图甲　　　　图乙

(1)图甲实验中观察到的现象是生成红褐色沉淀。反应的离子方程式是Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。

(2)图乙实验中先观察到有白色沉淀生成，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应的方程式是

①Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓；

②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。

2．铁的氢氧化物的性质

(1)氢氧化铁和氢氧化亚铁都是不溶性碱，都能与酸反应生成盐和水。写出它们分别与盐酸反应的离子方程式：

①Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O；

②Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O。

(2)不稳定，受热易分解，其化学方程式分别为

①Fe(OH)3：2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O；

②Fe(OH)2(隔绝空气)：Fe(OH)2FeO＋H2O。

三、铁盐与亚铁盐

1．Fe2＋、Fe3＋的检验方法

(1)观察法：浅绿色溶液中含有Fe2＋；棕黄色溶液中含有Fe3＋。

(2)加碱法：产生的白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色的为Fe2＋；直接产生红褐色沉淀的为Fe3＋。

(3)加KSCN：无明显现象，再加新制氯水溶液变红色的为Fe2＋；溶液直接变红色的为Fe3＋。

2．Fe2＋与Fe3＋的转化

(1)在盛有氯化铁溶液的试管中加适量铁粉振荡后，溶液变成浅绿色，再加KSCN溶液，溶液不变色，再加入氯水后，溶液变成红色。

(2)Fe3＋与Cu反应生成Fe2＋的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。

3．铁盐的净水作用

铁盐在天然水中可生成Fe(OH)3胶体，和水中的悬浮物形成絮状不溶物沉降下来。

铜盐

(1)物理性质

硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等铜盐易溶于水；铜绿的主要成分是Cu2(OH)2CO3，是铜锈的主要成分，其难溶于水。

(2)化学性质

①铜的化学性质稳定，使用铜器皿比较安全。

②铜盐属于重金属盐，都有毒，原因是铜离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性而失去生理活性。

③铜及其化合物的颜色

a．Cu：紫红色；b.CuO：黑色；c.Cu(OH)2：蓝色；d.CuSO4：白色；e.CuSO4·5H2O：蓝色。

注：Cu不能与一般酸反应生成H2；CuSO4粉末遇水变蓝，可用于检验水的存在。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)Fe3O4中的Fe的化合价有＋2和＋3价，故Fe3O4为混合物。

  (　　)

(2)Fe(OH)2在空气中易转化为Fe(OH)3，说明Fe(OH)2易被还原。

  (　　)

(3)Cu与Fe3＋的反应为置换反应。  (　　)

(4)FeCl3与Fe的反应体现了Fe3＋的氧化性。 (　　)

[答案]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√

2．下列关于Fe2＋和Fe3＋的叙述中，错误的是(　　)

A．Fe2＋的水溶液为浅绿色

B．Fe3＋的水溶液为棕黄色

C．Fe2＋具有还原性和氧化性

D．向含Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，立即出现红色沉淀

[答案]　D

3．电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。

(1)用FeO、Fe2O3和稀盐酸、氯气制取FeCl3溶液的离子方程式为              、                、               ，检验溶液中Fe3＋存在的试剂是        。

(2)写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的化学方程式        ，

当转移电子数为6.02×1024时，被氧化的物质的质量为        。

[答案]　(1)FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O　Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O　2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－　KSCN溶液　(2)2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2　320 g

1.试剂：FeSO4与NaOH溶液。

2．原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。

3．实验注意事项

Fe(OH)2具有较强还原性，在空气中易被O2氧化，故制备Fe(OH)2时注意避免与O2的接触。

4．制备Fe(OH)2的注意事项

(1)Fe2＋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。如图。

1．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　　)

A．①②　　　　　　　　 B．①③

C．②③   D．①②③

B　[因为Fe(OH)2在空气中易被氧化成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中液面上加苯阻止了空气进入；②由于能接触到空气中的O2，故不能较长时间观察到白色沉淀。]

1.Fe2＋与Fe3＋的检验方法

(1)Fe3＋的检验方法

(2)Fe2＋的检验方法

2．“铁三角”转化关系

(1)

(2)

(3)

3．含铁物质的分离与除杂

2．有NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3五种溶液，只用一种试剂就可以把它们鉴别开来，这种试剂是(　　)

A．盐酸   B．烧碱溶液

C．氨水   D．KSCN溶液

B　[NaOH与上述五种溶液混合时，其中NaCl无明显现象，在FeCl2中先出现白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色；而FeCl3中只出现红褐色沉淀现象；在MgCl2中只出现白色沉淀现象，而AlCl3中先出现白色沉淀，后沉淀消失。]

3．将单质Fe、Cu与FeCl3、FeCl2、CuCl2溶液一起放进某容器内，根据下述不同情况，填写金属或金属离子。

(1)充分反应后，如果Fe有剩余，则容器内不可能有        。

(2)充分反应后，如果容器内还有大量Fe3＋，则还含有        ，一定没有        。

(3)充分反应后，如果容器内有较多Cu2＋和相当量的Cu，则容器内不可能有        。

[答案]　(1)Fe3＋、Cu2＋　(2)Cu2＋、Fe2＋　Fe、Cu　

(3)Fe、Fe3＋

1金属阳离子被还原不一定得到金属单质，如Fe3＋被还原时可能得到的是Fe2＋。

2虽然Fe2＋既有氧化性又有还原性，但以还原性为主。

3不同价态铁元素间的转化属于氧化还原反应，在选择氧化剂时可以根据如下规律判断：需要失去2个电子，而只需失去1个电子，但前者比后者要容易得多，因此需弱的氧化剂即可，而则需要强氧化剂才能实现。

4检验Fe3＋溶液中是否含Fe2＋时不能选用KSCN溶液和氯水。

1．下列有关说法不正确的是(　　)

A．Fe3O4为磁性氧化铁，不属于碱性氧化物

B．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

C　[Fe(OH)2具有较强的还原性，易被氧化。]

2．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＋

[答案]　D

3．向某晶体的水溶液中加入含有Fe2＋的溶液后，无明显变化，当滴入几滴新制的氯水后，溶液显红色，由此得出的下列结论，错误的是 (　　)

A．该晶体中一定含有SCN－

B．Fe3＋的氧化性比Cl2的氧化性强

C．Fe2＋被Cl2氧化为Fe3＋

D．Fe2＋与SCN－不能形成红色物质

B　[Fe2＋与氯水中的Cl2发生反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，氧化性：Cl2>Fe3＋。因SCN－与Fe3＋反应生成红色物质，故原溶液中一定含有SCN－。]

4．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

C　[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。]

5．已知有以下物质的相互转化：

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        (填试剂名称)检验G中的阳离子，其现象为                              。

(4)向G溶液中加入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＋