《铁及其化合物的性质》实验活动PPT

在高温下,铁能与水蒸气反应生成H2,
化学方程式为3_F_e__+_4_H_2_O_(_g_)_=高_=_温=_=__F_e_3_O_4+__4H2
【巧判断】 (1)铁在加热条件下与液态水或水蒸气均能反应
() 提示:×。Fe在加热条件下与液态水不反应,但在高温条 件下与水蒸气反应生成Fe3O4和H2。
溶__液___由__浅_
绿__色___逐__渐_ 变__为___无__色_
_F_e_2_+_具__有___氧__化__性__。
_离__子___方__程__式___为__F_e2+ _+_Z_n_=__=_=_=_F_e_+__Z_n2+
实验操作
实验现象
实验解释(含离子方程 式)
在一支试管中加入酸性 _酸__性__K_M_n__O_4溶_ KMnO4溶液,然后向试管中 _液__慢___慢__褪__色__,
观察现象
实验解释(含离子方 程式)
_2_F_e_3_+_+_F_e_=_=_Hale Waihona Puke _= _3_F_e_2_+
【拓展实验】 试设计一个实验,验证在空气中久置的氯化亚铁粉末是 否被氧化?是部分氧化还是全部氧化?
提示:
实验操作
取少量在空气中久置 的氯化亚铁粉末溶于 水中配成溶液,分别加 入两支试管中
实验现象
(2)改进后装置②能较长时间观察到白色沉淀的原因是 什么? 提示:铁粉与稀硫酸反应生成的氢气排除了装置内的空 气,同时试管内剩余的氢气起到保护气的作用,防止了 Fe(OH)2与氧气接触,避免其被氧化,因此能较长时间观 察到白色沉淀。
【案例示范】 【典例】氢氧化亚铁不稳定,通常被氧化为氢氧化铁, 氢氧化铁为棕色或红褐色粉末或深棕色絮状沉淀或胶 体,用来制颜料、药物,用作净水剂(胶体时),也可用来 作砷的解毒药等。
下面是某同学用不含Fe3+的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏 水配制的NaOH溶液反应制备Fe(OH)2白色沉淀的方案。 请回答下列各问题:
(1)分析硫酸亚铁、氢氧化亚铁易被氧化的原因。
(宏观辨识与微观探析)
(2)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入 固体,该固体是什么? (科学探究与创新意识)
_磁__性_F_e氧_3O_化4___铁_ _黑__色晶体
+2价、+3价
_不__溶__
化学式
与盐酸反 应(离子方
程式)
与CO 的反应
FeO
FeO+2H+ ====
Fe2++H2O
Fe2O3 Fe2O3+6H+
2_F__e_=3+_=+_=3_=H__2O_
Fe3O4 Fe3O4+8H+
==== Fe2++2Fe3+
_F_e_+_2_H_+_=_=__=_=_F_e_2_+_+_H_2。↑
④铁与硫酸铜溶液反应的离子方程式:
_F_e_+_C_u_2_+_=_=_=_=__F_e_2_++_。Cu
(2)实验探究铁粉与水蒸气的反应
实 验 装 置
操作现 象
实验结 论
用火柴点燃肥皂液,听到__爆__鸣_声, 证明生成了_H_2
答案:(1)硫酸亚铁、氢氧化亚铁中铁为+2价,可以升高 到+3价,具有还原性,易被氧化 (2)铁粉 (3)煮沸 (4)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化
(2)还原铁粉与水蒸气反应的装置中湿棉花的作用是生 成水蒸气 ( ) 提示:√。高温条件下湿棉花中的水分生成水蒸气。
二、铁的重要化合物
1.铁的氧化物
化学式
FeO
俗称
颜色和状态 _黑__色粉末
铁的价态 水溶性
_+_2_价 _不__溶__
_铁F_e_2红O_3_ _红__棕__色
粉末
_+_3_价 _不__溶__
_原__反___应__,_使__酸__性_ _K_M_n_O_4_溶__液__褪___色_ , _并__生__成___F_e_3+
2.铁离子的检验
实验操作
在一支盛有2 mL蒸馏水 的试管中滴加几滴FeCl3 稀溶液,然后滴加几滴 KSCN溶液,观察现象
实验现象
实验解释(含离子方 程式)
_溶__液__变__ _为__红__色__
实验活动2: 铁及其化合物的性质
【实验目的】 1.认识铁及其化合物的重要化学性质。 2.学会铁离子的检验方法。 3.认识可通过氧化还原反应实现含有不同价态同种元 素的物质间的相互转化。
【实验器材及试剂】 器材:试管、胶头滴管 试剂:CuSO4溶液、FeCl3溶液、FeCl2溶液、FeSO4溶液 、KMnO4酸性溶液、KSCN溶液、KI溶液、淀粉溶液、蒸 馏水、锌片、铜片、铁粉、铁丝
+4H2O
FexOy+y CO =高=温==x Fe+y CO2
【微点拨】FeO、Fe2O3属于碱性氧化物,Fe3O4不属于碱 性氧化物。
【情境·思考】 杜甫是唐代伟大诗人,他的代表作之一——《自京赴奉 先县咏怀五百字》中有句千古名句:“朱门酒肉臭,路 有冻死骨。”这里为何称为“朱门”呢?
提示:古代王公贵族的住宅大门用氧化铁漆成红色,表 示尊贵,称为“朱门”,后来借指豪富人家。
2.铁的氢氧化物(实验探究铁的氢氧化物的生成与转化) 在两支试管中分别加入少量的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_______红沉褐淀色,原 因是_F__e_3_++_3__O_H_-_=_=_=_=_F__e_(_O_H_)(3填↓反应的离子方程式)。
(3)除去蒸馏水中溶解的O2常采用什么方法? 探究与创新意识)
(科学
(4)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2 的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液。 这样操作的理由是什么? (科学探究与创新意识)
【解析】(1)硫酸亚铁、氢氧化亚铁中铁为+2价,可以 升高到+3价,具有还原性,易被氧化;(2) Fe2+易被空气 中的O2氧化,要加铁粉,将被氧化的Fe3+还原成Fe2+; (3)气体的溶解度随着温度升高而降低,所以煮沸后的 蒸馏水中溶解的O2变少;(4)Fe(OH)2沉淀很容易被氧气 氧化,长滴管插入溶液液面下,可防止Fe(OH)2与氧气接 触而被氧化。
【实验过程和结论】 1.铁及其化合物的性质 (1)铁单质的还原性 ①操作:在一支试管中加入2 mL CuSO4溶液,再将一段 铁丝放入CuSO4溶液中,过一会儿,取出铁丝。
②现象:_铁__丝__表__面__有__红__色__物__质__生__成__ ③__解__释__(_含__离__子__方__程__式__)_:___铁____的____还____原____性____强____于____铜____,__把____铜___从__溶__ 液中置换出来,离子方程式为Fe+Cu2+====Fe2++Cu
2.实验装置的改进
【思考·讨论】 (1)改进后装置①制备Fe(OH)2时为什么能较长时间观 察到白色沉淀?
提示:配制溶液的蒸馏水煮沸,除去溶解的氧气,然后用 苯液封,防止空气溶解,装有NaOH溶液的滴管插入液面 下慢慢挤出溶液,这些操作均能防止Fe(OH)2与氧气接触, 避免其被氧化,因此能较长时间观察到白色沉淀。
被磁铁吸引。
3.铁的化学性质 (1)铁与非金属单质、酸、盐溶液的反应
①铁与氯气反应的化学方程式:_____2_F__e_+_3_C_l_2_=_点=_燃=_=_;2FeCl3
②加热条件下,铁与弱氧化性的S单质反应的化学
方程式:__F_e_+_S__=_=△=_=__F_e;S
③铁与稀盐酸、稀硫酸反应的离子方程式:
加入少量FeSO4溶液,观察 _当__溶___液__紫__色__褪_
溶液颜色变化。当溶液紫 _去__时___,_再__滴__加_
色褪去时,再滴加2滴KSCN _K_S_C_N__溶__液__,_溶_
溶液,观察现象
_液__变___为__红__色_
_F_e_2_+_具__有__还__原___性_ ,
_与__酸__性__K__M_n_O_4_溶 _液__发___生__氧__化__还_
_含__F_e_3_+_的__溶__液___遇 _到__K_S__C_N_溶__液__时__, _溶__液___变__为__红__色_
实验操作
实验现象
在一支试管中加入
少量FeCl3稀溶液, 然后加入适量铁粉, 轻轻振荡片刻,再 加入几滴KSCN溶液,
_加__入___足__量_ _铁__粉___后__,_溶_ _液__红___色__褪__去
实验操作
实验现象
在一支盛有3 mL水的试 _溶__液___变__为__棕_
管中滴加几滴FeCl3溶 _黄__色___,_加__入_
液,再滴加3滴KI溶液, 观察现象,然后再向溶
_淀__粉___溶__液_
液中滴加2滴淀粉溶液, _后__,_溶___液__变_
观察现象
_为__蓝___色_
实验解释(含离子方 程式)
第三章 铁 金属材料 第一节 铁及其化合物
第1课时 铁的单质、氧化物、氢氧化物
一、铁的单质 1.铁元素的存在
铁在地壳中的含量仅次于氧、硅和___,居铝第___位, 四 主要以__+_2价和___+价3化合物的形式存在。
2.物理性质
铁有__延__展___性和___导___热_,性铁能导电,但导电性不如铜和铝。铁能
(2)在FeSO4溶液中滴入NaOH溶液,生成_____絮白状色沉淀, 原因是__F_e_2_+_+_2_O_H_-_=_=_=__=_F_e_(_O_H_()填2↓反应的离子方程式),
沉淀迅速变成灰绿色,最后会有红褐色沉淀生成,原因
是_4_F__e_(_O_H_)_2_+_O__2+__2_H_2_O_=_=_=_=_4__F_e_((O填H)反3应的化学方程
(2)铁盐的氧化性
实验操作
实验现象
取3 mL FeCl3溶液 加入试管中,加入 几小块铜片,振荡, 过一会儿,观察现 象
_铜__片___不__断__溶_ _解__,_溶___液__由__棕_ _黄__色___逐__渐__变_ _为__浅___绿__色_
实验解释(含离子方程 式)
_F_e_3_+_具__有__氧__化___性__。 _2_F_e_3_+_+_C_u_=_=_=_= _2_F_e_2_+_+_C_u_2+
式)。
知识点 实验室制备Fe(OH)2装置的改进 【重点释疑】 1.防止Fe(OH)2氧化的方法 (1)将配制溶液的蒸馏水煮沸,除去其中的氧气。 (2)将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入试管内的亚铁盐溶液底 部,并慢慢挤出NaOH溶液。
(3)在亚铁盐溶液上面充入保护气,如H2、N2、稀有气体 等。 (4)在亚铁盐溶液上面加保护层,如苯、植物油等。
(2)把铁屑取出用水洗涤,向铁屑中加入足量稀硫酸,加 热,搅拌,用温度计测量温度,过滤除去不溶性杂质,滴入 几滴KSCN溶液,若不变红,说明反应液中不含Fe3+。 (3)加热蒸发,出现大量晶体时趁热过滤,即得硫酸亚铁 晶体。
2.实验室保存硫酸亚铁溶液时,往往加入一定量的铁粉
或铁钉,目的是什么? 提示:加入少量铁粉或铁钉的目的是防止硫酸亚铁溶液 被空气中的氧气氧化,发生反应2Fe3++Fe====3Fe2+,加 入铁粉或铁钉将被氧化生成的Fe3+重新还原为Fe2+。
_F_e_3_+_具__有__氧__化_ _性__。__I_-_具__有___还 _原__性__。___2_F_e_3_++ _2__I_-_=_=_=__=_2_F_e_2+ _+_I_2
(3)亚铁盐的氧化性和还原性
实验操作
实验现象
实验解释(含离子 方程式)
取3 mL FeCl2溶液 加入试管中,加入几 小块锌片,振荡,过 一会儿,观察现象
实验解释(含离子方程 式)
实验操作
实验现象
实验解释(含离子方程 式)
向一支试管中 加入少量KSCN 溶液,观察现象
如果溶液变为红色,说 明氯化亚铁已被氧化; 如果无明显现象,说明 氯化亚铁未被氧化
氯化亚铁被氧化后生 成氯化铁,Fe3+遇到 KSCN溶液变红色
实验操作
实验现象
实验解释(含离子方程 式)
如果氯化亚铁已经 被氧化,向另一支 试管中加入少量酸 性KMnO4溶液,观 察现象
如果酸性 KMnO4溶液褪色, 说明氯化亚铁部分 氧化,如不褪色,说 明氯化亚铁全部氧 化
Fe2+具有还原性,将酸
性KMnO4溶液还原为 无色溶液
【问题讨论】 1.以铁屑为原料,如何制备硫酸亚铁晶体? 提示:(1)把从工厂取来的铁屑放入烧杯中,加入适量稀 氢氧化钠溶液浸两天,除去铁屑表面的油污。