2020年 高中化学 必修第一册 第三章 第一节 铁及其化合物 精品课件(新人教版)

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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)。
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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。
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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
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。
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3.通过实验掌握 Fe(OH)2、Fe(OH)3 的制备原理及化学性质。结 合实验现象,认识+2 价铁的强还原性。 4.依据化合价理论,结合实验探究,掌握 Fe、Fe2+、Fe3+相互转化 的途径,强化变化观念。 5.通过实验探究学会 Fe2+、Fe3+的检验方法,培养证据推理意识, 提升实验探究能力与创新意识。
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。
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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。
2020
高中化学 新人教版 同步精品课件
必修第一册
第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
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1.结合生活中的铁制品应用,了解单质铁、铁的氧化物的性质及 用途,培养化学服务社会的责任意识。 2.通过探究实验,认识铁单质与水蒸气反应的条件,对比钠与水 的反应,加深对微观原子结构决定物质宏观性质的认识,培养宏 观辨识与微观探析的能力。
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与盐酸反 FeO+2H+ Fe2++H2O、 应的离子 Fe2O3+6H+ 2Fe3++3H2O、 方程式 Fe3O4+8H+ 2Fe3++Fe2++4H2O
用 途 氧化铁:油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料
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2.铁的氢氧化物
(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。
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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)√
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素能应用 典例1已知有以下物质相互转化:
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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
。 。
。
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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=2FeCl3 C.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。
(7)× (8)×
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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。
1.铁的氧化物
名称 化学式 俗名
氧化亚铁 FeO —
铁的化合价 +2
颜色 溶解性 稳定性
黑色 不溶于水 不稳定
氧化物类别 碱性氧化物
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氧化铁 Fe2O3 铁红 +3 红棕色 不溶于水 稳定 碱性氧化物
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四氧化三铁 Fe3O4 磁性氧化铁 +2、+3 黑色 不溶于水 稳定 复杂氧化物
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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
Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
化学 转化 方程式
现象
4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3
白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,过一段时间后会有 红褐色物质生成
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3.铁盐、亚铁盐 (1)Fe3+的检验
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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。
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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
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(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。
方法 方法一
方法二
实验 装置
气体
实验 结论
用小试管收集一试管气体, 点燃,听到轻微噗声,证明 生成了 H2
用燃着的火柴点燃肥皂泡,听 到爆鸣声,证明生成了 H2
红热的铁能与水蒸Baidu Nhomakorabea发生反应,反应的化学方程式为
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“Fe、Fe2+、Fe3+”的三角转化关系
问题探究
1.【实验探究】
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实验 操作
实验 加适量铁粉振荡后,溶液变成浅绿色,再加 KSCN 溶液 现象 不变红,再滴加氯水后,溶液变成红色
离子 方程式
2Fe3++Fe=3Fe2+、2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
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(1)
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(2) (3)
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2.含铁物质的分离与除杂
主要物质 Fe2+ FeCl3 Fe2+ Fe
Fe2O3
杂质 Fe3+ FeCl2 Cu2+ Al
Al2O3
除杂方法 加过量铁粉后过滤 加氯水或通入 Cl2 加过量铁粉后过滤 加 NaOH 溶液后过滤 加 NaOH 溶液后过滤
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深化拓展
Fe2+、Fe3+的检验
(1)直接观察颜色
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(2)利用氢氧化物沉淀的颜色
(3)利用显色反应
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的铁粉及Cu过滤即可。
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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。
(1)B C+D: ;
(2)E F: ; (3)F D: 。
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答案(1)Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O
(2)Fe2+和Fe3+的转化
Fe2+
Fe3+
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?
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Fe(OH)2
Fe(OH)3
颜色
白色
红褐色
溶解性
不溶于水
不溶于水
稳定性
易被溶解在溶液中的氧 气氧化为 Fe(OH)3
2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O
与盐酸反应 (离子方程式)
Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O
Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
制备(离子方 程式)
Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2
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【微思考1】金属铁通过哪些类型的反应可直接生成Fe3O4? 提示化合反应或置换反应。如 3Fe+2O2 Fe3O4,3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2。
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三、铁的重要化合物
4Fe(OH)2+2H2O+O2 4Fe(OH)3,2Fe+3Cl2 2FeCl3,2FeCl3+Fe 3FeCl2。
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。
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深化拓展 1.“铁三角”转化关系
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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。
结论
Fe3+遇到较强的还原剂时,会被还原成 Fe2+,Fe2+在较强 的氧化剂的作用下会被氧化成 Fe3+
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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