铁和铁的化合物全套教学案Word文档下载推荐.docx
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1、与非金属反应:
(1)与O2反应
常温下,铁在干燥的空气中不易反应
加热时,铁在氧气中燃烧3Fe+2O2点燃====Fe3O4
在潮湿的空气中,易被氧化
(2)与S反应
Fe+S△===FeS
(3)与Cl2反应
[演示实验4-7]课本P92
现象:
生成棕黄色的烟,溶于水得黄色溶液。
反应方程式:
2Fe+3Cl2△===2FeCl3
氧化性强弱比较:
S<
O2<
Cl2
在高温下,铁还能与碳、硅、磷等化合,例如铁跟碳化合而生成一种灰色的十分脆硬而有难熔的碳化铁(Fe3C)。
2.铁与水的反应
在常温下,铁和水不反应。
但在水和空气里的氧气、二氧化碳的共同作用下,铁很容易生锈而被腐蚀。
[演示实验4-8]课本P93
铁粉与水蒸气反应的实验。
收集气体,做爆鸣实验,得出有H2生成。
3Fe+4H2O(g)高温=Fe3O4+4H2
3铁与酸的反应
(1)与非氧化性酸反应
铁与稀盐酸、稀硫酸反应均生成+2价铁盐,溶液变为浅绿色,有H2产生
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
[设问]铁和稀硝酸的反应呢?
(2)铁与氧化性酸反应
[探索实验]把稀HNO3溶液吸入装有细铁丝的长胶头滴管里,并迅速放入试管并塞紧,观察每一过程的实验现象,并做好记录。
[观察现象后分析]
滴管液面为什么会下降?
为什么到液面全部下降后有红棕色气体产生?
为什么溶液变成棕黄色?
为什么一定要把塞子塞紧?
我们知道,稀HNO3具有较强的氧化性,而铁具有还原性,写出反应的化学方程式。
(a)与稀HNO3的反应:
稀HNO3过量:
Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
由实验可知,铁遇强氧化剂可失去电子被氧化成+3价的铁,说明铁有还原性。
因反应生成NO、NO2污染物,实验应放在密闭容器里进行。
[设问]铁与稀硝酸反应在任何情况下都生成的是Fe3+吗?
铁粉过量会出现什么情况?
Fe3+具有氧化性,Fe具有还原性,还有中间价态Fe2+,所以要发生氧化还原反应。
铁粉过量:
2Fe(NO3)3+Fe=3Fe(NO3)2
总反应:
3Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+2NO↑+4H2O
(b)常温下,铁遇冷的浓硝酸和浓硫酸发生钝化,但在加热的情况下仍能发生反应。
4铁与某些盐溶液的反应
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu(置换反应)
Fe+2Fe
=3Fe
[巩固练习
1铁片投入下列溶液后,金属片减轻,但无气体放出的是:
A、冷、浓HNO3B、Cu(NO3)2溶液C、稀HNO3D、Fe(NO3)3溶液
2下列各物质中,不能直接由组成它的两种元素的单质化合而得到的是:
A、FeSB、Fe3O4C、FeCl3D、FeCl2
3根据下列反应:
(1)Fe+CuCl2=Cu+FeCl2;
(2)2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2
判断Cu2+、Fe2+、Fe2+、氧化性的顺序是:
A、Fe3+>
Fe2+>
Cu2+B、Fe2+>
Cu2+>
Fe3+C、Cu2+>
Fe3+D、Fe3+>
Fe2+
【小结】引导学生通过讨论总结出铁具有较强还原性,有变价。
铁具有较强还原性。
1FeFe2+弱氧化剂
Fe+S△===FeSFe+I2=FeI2
Fe+2H+===Fe2++H2↑Fe+Cu2+=Fe2++Cu
2FeFe3+强氧化剂
2Fe+3Cl2△===2FeCl32Fe+3Br2=2FeBr3
2Fe+6H2SO4(浓)△===Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O
Fe+4HNO3(浓)△===Fe(NO3)3+NO2↑+2H2O
5Fe+3MnO4--+24H+=3Mn2++5Fe3++12H2O
3FeFe2+和Fe3+
3Fe+2O2点燃====Fe3O4
3Fe+4H2O(g)高温=Fe3O4+4H2
第二课时
二铁的重要化合物
(一)铁的氧化物
1物理性质
阅读课本P94:
铁的氧化物有氧化亚铁(FeO)、氧化铁(Fe2O3)和四氧化三铁(Fe3O4)等。
氧化亚铁:
一种黑色粉末,它不稳定,在空气里加热,即迅速被氧化成四氧化三铁。
氧化铁:
一种红棕色粉末,俗称铁红,它可用作油漆的颜料等。
四氧化三铁:
具有磁性的黑色晶体,俗称磁性氧化铁。
存在着铁的两种不同价态的离子,其中1/3是Fe2+,2/3是Fe3+,四氧化三铁可以看成是氧化亚铁跟氧化铁组成的化合物。
铁的氧化物都不溶于水,也不跟水起反应。
2.化学性质
(1)与非氧化性酸反应离子方程式:
FeO+2H+=Fe2++H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O
(2)FeO、Fe3O4可与硝酸、浓硫酸、高锰酸钾等氧化剂的反应.
3FeO+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O
Fe3O4+10HNO3(浓)=3Fe(NO3)3+NO2↑+5H2O
(3)三种氧化物可以与C、Si、CO、H2、Al等还原剂的反应
3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2Al+Fe2O3===Al2O3+Fe
铁的氧化物比较:
名称
氧化亚铁
氧化铁
四氧化三铁
俗名
------
铁红
磁性氧化铁
化学式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
铁的化合价
+2
+3
+2,+3
色态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色粉末,有磁性
水溶性
不溶
稳定性
不稳定,在空气中加热转化成Fe3O4
稳定
磁性
无
有
与盐酸反应
FeO+2HCl=
FeCl2+H2O
Fe2O3+6HCl=
2FeCl3+3H2O
Fe3O4+8HCl=
FeCl2+2FeCl3+4H2O
生成反应
2Fe+O2==2FeO
(钢炉中)
2Fe(OH)3===
2Fe2O3+3H2O
3Fe+O2==Fe3O4
3Fe+4H2O==
2Fe2O3+4H2
用途
――
油漆颜料、炼铁(钢)
磁粉、炼铁
其它
FexOy+yCO====yCO2+xFe(炼铁过程)
(二)氢氧化物
铁的氢氧化物有:
〔Fe(OH)2〕和〔Fe(OH)3〕。
都可用相应的可溶性盐跟碱溶液起反应而制得。
1.Fe(OH)3
【演示实验4-9】在试管里注入少量FeCl3溶液,再逐滴滴入NaOH溶液。
观察发生的现象:
FeCl3+3NaOH==Fe(OH)3↓+3NaCl
Fe3++3OH--===Fe(OH)3↓(红褐色沉淀)(现象特殊,用于鉴别)
从实验可以看到,滴入NaOH溶液时,立即生成了红褐色Fe(OH)3的的沉淀。
加热Fe(OH)3,它就失去水而生成红棕色的氧化铁粉末。
2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O
FeCl3溶液中加入氨水:
Fe3++3NH3.H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+
2.Fe(OH)2
【演示实验4-10】在试管里注入少量新制备的FeSO4溶液,用胶头滴管吸取NaOH溶液,将滴管尖端插入试管里溶液液面下,慢慢挤出NaOH溶液(防止二价铁被氧化),观察发生的现象。
从实验可以看到,挤入NaOH溶液后,开始的时候析出一种白色的絮状沉淀,这就是Fe(OH)2。
FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4
Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
但这白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。
这是因为氢氧化亚铁在空气里氧化成了Fe(OH)3。
4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3↓
沉淀颜色及其变化:
白色灰绿红褐色
(现象特殊,用于鉴别)
Fe(OH)3和Fe(OH)3都可与酸反应生成相应的盐。
Fe(OH)3和Fe(OH)3的性质比较:
氢氧化铁
氢氧化亚铁
Fe(OH)3
Fe(OH)2
属性
弱碱
不溶于水的红褐色固体
不溶于水的白色固体
不稳定:
Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O
极不稳定:
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
试剂
均不能由化合反应得到
可溶性的铁盐与碱溶液
可溶性的亚铁盐与碱溶液
反应
Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
Fe3++3NH3·
H2O=
Fe(OH)3↓+3NH4+
Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
Fe3++2NH3·
Fe(OH)2↓+2NH4+
现象
红褐色沉淀
白色絮状沉淀→灰绿色→红褐色
与酸反应
Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O
三.铁化合物和亚铁化合物的相互转变
+2价铁的化合物,在一定条件下可转化生成+3价铁的化合物,同样在另一定条件下+3价铁的化合物也可转化成+2价铁的化合物,这就是我们这节课讨论学习的问题。
1.亚铁化合物转变成铁化合物
亚铁化合物有:
(FeSO4、FeCl2、FeBr2、Fe(NO3)2、FeO、FeS等。
)
A.弱氧化性(与活泼金属Zn,Mg,Al等的置换反应)
Zn+Fe2+==Zn2++Fe
B、弱还原性
+2(与氧化剂反应失去电子)+3
FeFe
常见的氧化剂有:
Cl2、Br2、O2、HNO3、浓H2SO4、KMnO4(H
)溶液、K2Cr2O7溶液等。
6FeCl2+3Br2=4FeCl3+2FeBr32Fe
+Br2=2Fe
+2Br
6FeSO4+3Cl2=2Fe2(SO4)3+2FeCl3
10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4=5Fe2(SO4)3+K2SO4+2MnSO4+8H2O
2.铁化合物转变成亚铁化合物
Fe3+具有氧化性可与还原剂反应
+3(与还原剂反应得到电子)+2
FeFe
常见的还原剂有:
H2S、HI、S
、I
、SO2;
金属Mg、Al、Zn、Cu等。
H2S+2FeCl3=2FeCl2+S+2HClKI+2FeCl3=2FeCl2+I2+2KCl
2Fe3++Fe===3Fe2+2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
3.Fe2+和Fe3+的检验:
【演示实验4-11】:
Fe3+遇到KSCN变成红色,Fe2+遇到KSCN不变成红色。
络离子的颜色:
血红色.该法灵敏度高.
【演示实验4-12】:
Fe2+遇到KSCN不变成红色,但是加入氯水后变成红色。
2Fe
+Cl2=2Fe
+2Cl
Fe3++3SCN--===Fe(SCN)3
【演示实验4-13】:
加入铁粉后再加入KSCN不变成红色:
2Fe3++Fe===3Fe2+
小结:
Fe2+和Fe3+的检验方法:
四:
小结
1、氧化物2、氢氧化物3、盐
酸
Fe2O3Fe(OH)3Fe3+
Fe3O4O2H2OCl2Fe
加热
FeOFe(OH)2Fe2+
(不稳定)
氧化剂
还原剂
2.铁三角Fe2+
弱氧化剂
Fe
强氧化剂
Fe3+
【投影练习】
1.将1.12g铁粉加入25ml2mol/L的氯化铁溶液中,充分反应后结果是()
(A)铁有剩余;
(B)往溶液中加入无色的KSCN溶液显血红色;
(C)氧化产物与还原产物的物质的量之比是2:
5;
(D)溶液中只有FeCl2
2.下列各组离子在溶液中不能同时大量共存的是()
(A)Cl-、Cu2+、Al3+、NO3-(B)Fe2+、Cl-、H+、NO3-
(C)Fe3+、I-、Cl-、K+(D)Fe3+、Fe2+、Cl-、NO3-
3.某溶液中有NH4+、Mg2+、Al3+、Fe2+等4种离子,若向溶液中加入过量的NaOH溶液,微热并搅拌,在加入过量盐酸,溶液量减少的阳离子是()
(A)NH4+(B)Mg2+(C)Fe2+(D)Al3+
4.在含有CuCl2、FeCl3和AlCl3的混合溶液中,加入过量的铁粉,充分反应后进行过滤,滤液中含有阳离子是;
在滤液中再加入过量NaOH溶液充分摇荡,滤液中含有的阴离子是.
5.根据下列图示所表示的物质间的变化情况:
确定它们的化学式。
ABCDEG.
写出B与溶液G生成白色沉淀及白色沉淀在空气中变成D的化学方程式:
B+G→及.
《铁及其化合物》复习课
一、是一种重要的过渡元素。
过渡元素的原子结构和化学性质与主族元素有较大的区别。
1、铁的位置、结构、化合价
二、铁及其化合物的化学性质:
1、铁单质:
请写出反应式:
Fe+S==Fe+CuCl2==Fe+FeCl3==Fe+H2O==
Fe(少量)+HNO3(稀)==
Fe(足量)+HNO3(稀)==
分析铁单质在什么条件下生成+2价、+3价的铁的化合物及Fe3O4
例1、amol的铁粉与含0.8molHNO3的稀溶液完全反应(假设HNO3还原为NO)
(1)当a=0.15时,产物n(Fe2+)=mol,n(Fe3+)=mol
(2)当a=0.25时,产物n(Fe2+)=mol,n(Fe3+)=mol
(3)当生成0.2mol的NO时,a取何值
2、铁的化合物:
FeO、Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)2、Fe(OH)3、、FeCl2、FeCl3等
请写出离子反应式(没离子反应式的写化学反应式):
(1)FeO(或Fe2O3)与稀HNO3
Fe(OH)2露置在空气中
FeCl2与H2O2/H+
(2)Fe2O3(或Fe(OH)3、)与氢碘酸
FeCl3与H2S
用FeCl3溶液制Fe(OH)3胶体
FeCl3与硫氰化钾
分析Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)的转变关系
如何检验Fe2+与Fe3+?
如何保存含Fe2+与Fe3+的溶液?
例2、
(1)已知2Fe2++Br2=2Fe3++2Br–试写出在FeBr2溶液入少量氯气的
离子方程式
(2)比较Fe3+与I–的还原性强弱,试举一个具体的反应式来说明
在FeI2溶液入少量氯气的离子方程式
(3)在标准状况下11.2L氯气通入含0.5molFeBr2的溶液中发生反应的
离子方程式是()
(A)2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl–(B)2Br–+Cl2=Br2+2Cl–
(C)2Fe2++2Br–+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl–
(D)2Fe2++4Br–+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl–
exe1、下列离子组能在溶液量共存的是( )
(A)Mg2+、Fe3+、SO42-、I– (B)Fe2+、H+、Cl–、NO3-
(C)Na+、Fe3+、HCO3-、Cl–(D)Mg2+、Fe3+、SO42-、Cl–
exe2、(1)往浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀盐酸时溶液的颜色应如何
变化?
反应的离子方程式为
(2)将Na2O2投入到FeCl2溶液中,可观察到的现象是
反应的离子方程式为 、
exe3、某化学兴趣小组在空气中加热硫粉与铁粉的混合物制取FeS。
现有浓H2SO4、浓HNO3稀HCl、稀HNO3、FeCl3溶液、NH4SCN溶液,请用最简便可靠的实验方法检验残余固体中是否含有少量的Fe2O3
exe4、为使溶液中的三种阳离子A+、B2+、C3+ 逐一沉淀分离,将含有A+、B2+、C3+ 三种阳离子的溶液进行如下实验
足量HCl
C3+
过滤通足量H2S
沉淀
过滤
(1)C3+可能是Al3+或Fe3+吗?
答 理由:
(2)B2+可能是Fe2+吗?
exe5、今用铁粉和食盐为主要原料(水和和空气等不作限量)实验室制备一定量的Fe(OH)3可采用如下两种实验方案:
首先:
第
(1)步2NaCl==2NaOH+H2+Cl2
第
(2)步H2+Cl2==2HCl
方案(Ⅰ):
Fe(3)+HClFe2+ (4)+NaOHFe(OH)2(5)露置空气中Fe(OH)3
方案(Ⅱ)Fe(3)+HClFe2+ (4)+Cl2Fe3+(5)+NaOHFe(OH)3
1、请问上述哪一种方案比较节约时间?
2、请问上述哪一种方案比较节约试剂?
说明原因。
3、原料相同,请设计一种步骤更少的方案。
(以方程式表示)
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