铁及其化合物 PPT课件

称量
Fe2O3
返回
铁在冷的浓硫酸中能发生钝化。某兴趣小组的
同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时，观
察到铁完全溶解，并产生大量气体。请推测
所得溶液中金属离子可能
是 Fe2＋和Fe3＋中的一种或两种 ；气体的成分可能
是
SO2、H2 。
【交流讨论】
你如何理解“铁与强氧化剂在水溶液中进行反应时，产物 中铁元素的价态（+2或+3价）与铁的用量有关”这句话。请
① 3d64s2 → 3d6 （Fe－2e- = Fe2+） 常见氧化剂：Fe3+ Ag+ Cu2+ H+ 等
② 3d64s2 → 3d5 （ Fe－3e- = Fe3+ ） 常见氧化剂：Cl2 Br2 HNO3等
③ 3d6 → 3d5 （ Fe2+ －e- = Fe3+ ） 常见氧化剂：Cl2 Br2 HNO3 O2 KMnO4 H2O2等
铁的氧化物有哪些？猜测一下哪一 种可能是月饼保鲜剂？
灰黑色粉末的月饼保鲜剂——铁的氧化物 有些已变成棕褐色。说明作为保鲜剂的氧 化亚铁已部分被氧化为氧化铁。
任务是： 一：探究变成棕褐色抗氧化剂(保鲜剂）中 铁元素的化合价 二：测定变成棕褐色抗氧化剂(保鲜剂）中 铁元素的质量分数
铁在周期表中的位置、结构、性质
回答下列问题：
(1)Fe + H+ ----- (2)Fe2O3 +H+---(3)Fe +Fe3+ ---
（1）铁屑溶解时发生反应的离子方程式__________
（2）有关制备中防止FeSO4氧化的措施是_①__③__④__ ①铁屑需过量方可除去产生的Fe3+且利于防止产生Fe3+；
②控制温度50℃～80℃利于制成饱和溶液，加速铁屑的溶解；
▪ 根据铁元素在周期表中的位置， 说明Fe 原子结构的特点？并分 析Fe单质应有哪些化学性质？
位置 结构 性质
一：探究保鲜剂中铁元素的化合价 1 设计探究方案
铁的氧化物
氧化亚铁 三氧化二铁 四氧化三铁
FeO
Fe2O3
Fe3O4
色态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体
俗称
铁红
磁性氧化铁
铁价态
+2
+3
+2、+3
③趁热过滤，将滤液转入到密闭容器中，静置、冷却结晶；
④将制得的FeSO4·7H2O晶体密闭保存。
（1）如何判断铁屑已加过量？ （2）从硝酸利用率角度看使用浓硝酸还是稀硝酸更合理？ （3）铁红、氧化铜的用途？ （4）假设废水中不含Au3+，含的是Ag+，设计回 收Ag的流程？ （5）分离Cu 和Ag的混合物的实验方案？
4*、从转化过程
看除了用测量Fe2O3质量的方
法外，还可以用什么方法测定Fe元素含量？
检验 方法
只有氧化性 Fe(SCN)3 KSCN
既有氧化性，又有还原性 KMnO4(H+)
返回
守恒法
1 3
Fe3O4
1 2
Fe2O3
称量一定 质量保鲜剂
稀H2SO4溶解 过滤
滤液 (含Fe3+ Fe2+ )
H氧2O化2溶剂液
Fe(OH)3沉淀 NaOH溶液 含Fe3+溶液
过滤 洗涤
灼烧 冷却
Fe(OH)3固体
溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水
稳定性 不稳定
稳定
稳定
与酸反应 FeO+2H+＝ Fe2O3+6H+＝ Fe3O4+8H+＝ 2Fe3+
Fe2++H2O
2Fe3++3H2O
+Fe2+ +4H2O
一：探究保鲜剂中铁元素的化合价
1 设计探究方案
取适量保鲜剂
稀H2SO4溶解
酸
过滤 ②
滤液
试管1： ①
＝4Fe(OH)3
返回
溶液 颜色
与碱 反应
水解 反应
棕黄色
Fe3+和Fe2+
Fe3+
绿色
Fe2+
Fe3+ +3OH-= Fe（OH）3 ↓ Fe2+ +2OH-=Fe（OH）2 ↓
Fe3+ +3H2O←→ Fe（OH）3+3H+
Fe2+ +2H2O←→ Fe（OH）2+2H+
氧化-还 原反应
生成 配合物
KSCN溶液 溶液呈红色
试管2：
KMnO4溶液
③
溶液褪色
2
完成①③离子方程式
已知酸性KMnO4与Fe2+反应生成Mn2+， 写出并配平该反应的离子方程式。 铁与亚铁
一：探究保鲜剂中铁元素的化合价 2 完成离子方程式
▪ Fe3++3SCN—→Fe(SCN)3 ▪ 5Fe2++MnO4—+8H+→5Fe3++Mn2++4H2O
废铁屑加入足量Na2CO3溶液 固体
操作甲
A
加入 足量盐酸
黄绿 色溶
液B
氯气
通入 适量氯气
黄色溶 液C
铜 印刷 板 电路
浅绿色 溶液E
操作乙 绿色溶 液D
铜
分析转化过程并写出的化学方程式。
硫酸亚铁晶体（FeSO4·7H2O）在医药上作补血剂。某学习小组 测定某补血剂中铁元素的含量。实验步骤如下。其中步骤④
铁与亚铁
二：测定保鲜剂中铁元素的含量
设计测定方案
方法1
氢氧化物
铁与亚铁
二：测定保鲜剂中铁元素的含量
1 设计测定方案
称量一定 稀H2SO4溶解
质量保鲜剂 过滤
滤液 (含Fe3+ Fe2+
适KM量n氧酸O化4性溶剂液 )
含Fe2+溶液
KI溶液 含Fe3+溶液
如何确定反 应完全了？
如何定量？
▪ (1)试剂②是
举例说明。 案例3中若将铁改为铁钉（一种铁合金，碳素钢），则答案
需要改动吗？
案例分析
例题1：
某厂的酸性工业废水中含有一定量的 Fe3+、Cu2+、Au3+等离子。利用常用 的酸、碱和废铁屑，请你设计合理的 回收流程，从废水中回收金，并生产 一定量的铁红和氧化铜。
应用：
加如剂下。：硫实酸（验亚铁由铁屑废（先铁F用e屑SNO（a42·C7含OH32F溶Oe）2液O是3）洗一制涤种备去重F除e要了SO的油4·食7污H品2）O晶和体饲过料程添
Fe 2+
S2O32－
思考：
学习一种金属元素，一般应从 哪几大类的物质来研究它？
单质 氧化物 氢氧化物 盐
化
合 价
碱酸碱性转化酸
性
性
+3
还 原
氧 化
剂剂
+2
Fe2O3 Fe3O4
FeO
Fe3+ Fe2+
0 Fe 单质
氧化物
H+ 盐
△
转化关系 碱 性
Fe(OH)3 Fe(OH)2
氧 氧化性化
还 原 还原性性 转 化
氧化剂
Fe2+
铁的氢氧化物
制法 颜色
氢氧化亚铁Fe(OH)2
Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
(隔绝空气)
白色
氢氧化铁Fe(OH)3
Fe3++3OH-＝Fe(OH)3↓
红褐色
溶解性
难溶于水
难溶于水
稳 极易被空气中氧气氧 化成氢氧化铁
受热易分解
定 性
4Fe(OH)2+2H2O+O2
2Fe(OH)3 △ Fe2O3 +3H2O
中操作为过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量。
【交流讨论】：
1、上述转化过程中，铁元素的价态是如何变化的？为什么需要转化为+3价铁的 化合物进行测定？
2、（铁如的溶化解合性物、是热如稳何定转性化、的颜，色判等断）转？化最过后程所用得到固了体Fe物(O质H)是3、什Fe么2O？3 的哪些性质
3、1Hm2Oo2l的/L作硫用酸是溶什解么的（目有的可是替什代么的（吗可）用，水需吗要）加？入过量H2O2的目的是什么？使用
例题2：有二位学生收集到如下信息：Fe(NO3)3溶液可蚀 刻银，制作美丽的银饰。他们对蚀刻银的原因进行如下 探究：
[实验]
制备银镜，与Fe(NO3)3溶液反应，发现银镜溶解。 [提出假设]
假设1：Fe3＋具有氧化性，能氧化Ag。
假设2：Fe(NO3)3溶液因水解显酸性，在此酸性条件下 NO3-能氧化Ag。
《铁及其化合物》复习
一． 铁的原子结构和性质
1．铁的原子结构
原子序数
原子结构示意图
价电子排布
周期表中的位置
在化学变化中可能存在以下两种变化 3d64s2 → 3d6 （Fe－2e- = Fe2+）
或3d64s2 → 3d5 （ Fe－3e- = Fe3+ ） 铁具有可变价态， 常见化合物中的化合价。
二：测定保鲜剂中铁元素的含量
1 设计验证方案
适量酸性
取一定 质量保鲜剂
稀H2SO4溶解
滤液
KMnO4溶液
过滤 (含Fe3+ Fe2+ )
含含IF2e的2+溶溶液液
KI溶液 含Fe3+溶液
淀粉/ Na2S2O3溶液 滴定
含I-的溶液
关系式法
Fe 2+ Fe3+ 2Fe3++ 2 I- →2Fe2++ l2 I2＋2S2O32－＝2I－＋S4O62－
[验证假设 ]
（2）甲同学从上述实验的生成物中检验出Fe2＋，验证了 假设1成立。写出Fe3＋氧化Ag的离子方程式 。
（3）乙同学设计实验验证假设2，请你帮他完成下表中 内容（提示： NO3-在不同条件下的还原产物较复杂，如 生成NO 、N2、NH4+等，有时难以观察到气体产生）。
实验步骤
① ②
预期现象和结论
▪ (2)写出步骤③所涉及的化学反应的离子方程 式 2Fe3++2I-→2Fe2++I2 ；
▪ (3)试剂④是 淀粉溶液，加入试剂④的目的 ▪ 是；刚好作消指失示，剂停留，半步分用骤钟Na④不2S实恢2O复验3滴原现定色象，，是至停溶止液滴蓝定色
▪ (4)在整个测定流程中需要记录V (Na2S2O3) 数 据可以计算出保鲜剂中元素铁的含量。
④ 3d5 → 3d6 （ Fe3+ + e- = Fe2+ ） 常见还原剂： Cu Fe I- 等
2 ．常见物质的分类及转化
某同学发现月饼的包装盒内有一 个小包,标明是“抗氧化剂”，包 内有灰黑色粉末,这就是食品的保
鲜剂——铁的氧化物。
该同学注意到其中部分已变成棕 褐色。
该同学注意到灰黑色粉末的月饼保 鲜剂（抗氧化剂）——铁的氧化物 有些已变成棕褐色。
OH _ 碱 物质类别
H+
铁三角 Fe
F2
氧 Cl2 剂化氧Br2
Mg Al
化
Zn
S
Mg I2 Al Zn
氧 化 剂
H+
性 酸
H2 CO
还原剂
H2 CO
Mn+
Fe3+
Mg、Al、Zn、 Fe、Cu I -、S2-、SO2（SO32-）
F2、Cl2、Br2、O2、HNO3、H2O2、 KMnO4（H+）、K2Cr2O7
，加入试剂②的目的
，
步骤②具体操作方
；
▪ (2)写出步骤③所涉及的化学反应的离子方程
式
；
▪ (3)试剂④是
，加入试剂④的目的
，
步骤④实验现象
；
▪ (4)在整个实验过程中需要记录 计算出保鲜剂中氧元素的含量。
数据，可以
(1)试剂②是 KMnO4(H+)溶液，加入试剂②的目的 是 使Fe2+ 恰好完全氧化，步骤②具体操作方法 是 用KMnO4(H+)溶液；滴定，至溶液刚好变红为止
若银镜消失，假设2成立。 若银镜不消失，假设2不成立。
（4）甲同学验证了假设1成立，若乙同学验证了假设2也
成立。则丙同学由此得出结论：该Fe(NO3)3溶液中的 Fe3＋和NO3-都氧化了Ag。你是否同意丙同学的结论，并 简述理由。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
化学兴趣小组用废铁屑制印刷板的腐蚀剂，并回收 铜。活动过程如下： 、