第三章3.1.2鐵及其化合物-高一化學(xué)人教版2019必修第一冊(cè)

人教版高一化學(xué)第一學(xué)期必修一第三章3.1.2鐵及其化合物第三章·鐵金屬材料3.1

.2鐵及其化合物1.宏觀辨識(shí)與微觀探析：學(xué)習(xí)并掌握鐵的單質(zhì)、氧化物、氫氧化物的性質(zhì)。學(xué)習(xí)鐵離子的檢驗(yàn)方法。熟練掌握鐵三角的關(guān)系。。2.變化觀念與平衡思想：引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)并掌握鐵的單質(zhì)、氧化物、氫氧化物的性質(zhì)，學(xué)習(xí)鐵離子的檢驗(yàn)方法，熟練掌握鐵三角的關(guān)系。3.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：結(jié)合真實(shí)情境中的應(yīng)用和通過實(shí)驗(yàn)探究，了解鐵及其氧化物、氫氧化物的主要性質(zhì)4.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)：能依據(jù)教材給出的問題，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案制備Fe(OH)25.科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任：培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、勇于探索的化學(xué)態(tài)度。對(duì)知識(shí)進(jìn)行分類的方法是簡(jiǎn)單易行的科學(xué)方法。核心素養(yǎng)目標(biāo)教學(xué)重點(diǎn)：．學(xué)習(xí)并掌握鐵的單質(zhì)、氧化物、氫氧化物的性質(zhì)。熟練掌握鐵三角的關(guān)系。教學(xué)難點(diǎn)：熟練掌握鐵三角的關(guān)系

教學(xué)目標(biāo)情境導(dǎo)入人體中的鐵元素鐵在人體中的含量為4~5g，是人體必需微量元素中含量最多的一種。人體內(nèi)的含鐵化合物包括：功能性鐵和儲(chǔ)存鐵。功能性鐵負(fù)責(zé)參與氧的運(yùn)輸，其他鐵與一些酶結(jié)合。人體缺鐵時(shí)會(huì)造成記憶力、免疫力、對(duì)溫度的適應(yīng)力下降、引發(fā)貧血。知識(shí)講解鐵的三種氧化物分別為氧化亞鐵、氧化鐵和四氧化三鐵。氧化亞鐵是黑色粉末、不穩(wěn)定、空氣中易氧化成Fe3O4；氧化鐵是黑色晶體、有磁性、俗稱磁性氧化鐵；四氧化三鐵是紅棕色粉末、俗稱鐵紅、常用作油漆、涂料、油墨和橡膠的紅色顏料。鐵的氧化物都不溶于水、常溫下也不與水反應(yīng)。鐵的氧化物赤鐵礦

①

氧化鐵（Fe2O3)（俗稱鐵紅）氧化亞鐵黑色粉末FeO

氧化鐵是鐵銹的主要成分，鐵銹的主要成因是鐵金屬在雜質(zhì)碳的存在下，與環(huán)境中的水分和氧氣反應(yīng)，鐵金屬便會(huì)生銹。二、鐵的重要化合物1、鐵的氧化物鐵元素可以形成三種氧化物是一種紅棕色粉末用途：

鐵紅，用于油漆、油墨、橡膠等工業(yè)中，可作為催化劑，玻璃、寶石、金屬的拋光劑，可用作煉鐵原料。知識(shí)講解②四氧化三鐵（Fe3O4），是一種復(fù)雜的化合物，內(nèi)蒙古磁鐵礦是具有磁性的黑色晶體用途：

用于醫(yī)藥、冶金、電子和紡織等工業(yè)，以及用作催化劑、拋光劑、油漆和陶瓷等的顏料、玻璃著色劑等。特制的磁性氧化鐵可用以制造錄音磁帶和電信器材。二、鐵的重要化合物1、鐵的氧化物知識(shí)講解③氧化亞鐵（FeO）黑色粉末，很不穩(wěn)定，在空氣中受熱，會(huì)迅速被氧化成四氧化三鐵。用途：

氧化亞鐵可以用作色素，在化妝品和刺青墨水中都有應(yīng)用。氧化亞鐵也應(yīng)用于瓷器制作中使釉呈淺綠色?？捎米鞔呋瘎┮约坝糜谥撇ＡА⑻麓?、煉鋼等。二、鐵的重要化合物1、鐵的氧化物知識(shí)講解（1）物理性質(zhì)氧化物FeOFe2O3Fe3O4顏色狀態(tài)______________________________鐵的價(jià)態(tài)______________________________溶解性都不溶于水黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體＋2＋3＋2、＋3二、鐵的重要化合物1、鐵的氧化物知識(shí)講解

（2）化學(xué)性質(zhì)

①穩(wěn)定性：FeO不穩(wěn)定，在空氣里受熱，迅速被氧化成________________。

②與酸反應(yīng)：FeO和Fe2O3屬于______氧化物，與鹽酸反應(yīng)的離子方程式分別為__________________________________________。Fe3O4

堿性FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O四氧化三鐵(Fe3O4)的化學(xué)式可寫成FeO·Fe2O3，你能否寫出四氧化三鐵溶于鹽酸的離子方程式？思考：Fe3O4＋8H＋=2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。知識(shí)講解

紅磚和青磚

紅磚中含的是氧化鐵，青磚中含的是四氧化三鐵

為什么不是氧化亞鐵？

在這個(gè)過程中一定會(huì)有FeO生成，但FeO化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，在空氣中最后還是被氧化為四氧化三鐵。

燒制磚瓦時(shí)，向窯內(nèi)添加大量的煤炭后封窯1天，從窯頂向下慢慢澆水7天，水蒸氣和窯內(nèi)高溫的炭發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生大量的還原氣體（H2和CO），它們把氧化鐵又逐漸還原成為四氧化三鐵，而制得青磚。

都是生活中用到的建筑材料，兩者都含有鐵的氧化物，你認(rèn)為紅磚和青磚中分別含有什么氧化物呢？知識(shí)講解[實(shí)驗(yàn)3-1]在兩支試管中分別加入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液，然后各滴入NaOH溶液，觀察并描述發(fā)生的現(xiàn)象。二、鐵的重要化合物2.鐵的氫氧化物氫氧化鐵Fe(OH)3氫氧化亞鐵Fe(OH)2制備知識(shí)講解[實(shí)驗(yàn)3-1]在兩支試管中分別加入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液，然后各滴入NaOH溶液，觀察并描述發(fā)生的現(xiàn)象。氫氧化鐵Fe(OH)3紅褐色絮狀沉淀白色沉淀二、鐵的重要化合物2.鐵的氫氧化物氫氧化亞鐵Fe(OH)2→灰綠色沉淀→紅褐色沉淀氫氧化鐵Fe(OH)3氫氧化亞鐵Fe(OH)2制備知識(shí)講解14知識(shí)講解分別寫出生成Fe(OH)3和Fe(OH)2的離子方程式Fe3++3OH-

=Fe(OH)3↓Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓為什么在FeSO，溶液中加入NaOH溶液時(shí)，生成的白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，過一段時(shí)間后還會(huì)有紅褐色物質(zhì)生成呢？這是因?yàn)榘咨臍溲趸瘉嗚F［Fe(OH)2］被溶解在溶液中的氧氣氧化成了紅褐色的氫氧化鐵［Fe(OH)3],反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為：反應(yīng)原理

Fe2++OH-=Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3在制備Fe(OH)2時(shí)，為什么要用新制的FeSO4溶液并將吸有NaOH溶液的膠頭滴管尖嘴插入液面以下？【思考】【答案】

用新制的FeSO4溶液是為了防止Fe2＋被氧化成Fe3＋；

滴管尖嘴插入液面以下是為了減少NaOH溶液與空氣的接觸，防止生成的Fe(OH)2與O2接觸而被氧化，使所制得的Fe(OH)2能較長(zhǎng)時(shí)間保持白色。知識(shí)講解

思考與討論：由實(shí)驗(yàn)3-1可知，白色的Fe(OH)2會(huì)被溶解在溶液中的氧氣氧化，那么，在實(shí)驗(yàn)中如何制得較純凈的Fe(OH)2呢？采取措施：盡可能創(chuàng)造無氧環(huán)境(1)Fe2＋必須是新制的，并放入Fe粉，防Fe2＋被氧化。(2)將NaOH溶液加熱煮沸，除去溶液中溶解的O2。(3)長(zhǎng)膠頭滴管末端插入試管內(nèi)的液面以下。(4)在FeSO4溶液液面上加植物油或苯進(jìn)行液封。(5)在容器內(nèi)充滿H2等氣體，保證無O2環(huán)境。知識(shí)講解實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)在容器內(nèi)充滿H2等還原性氣體在溶液上層鋪一層植物油或苯知識(shí)講解

在如圖所示的裝置中，用NaOH溶液、鐵屑、稀硫酸等試劑制備Fe(OH)2沉淀。(1)在試管Ⅰ中加入的試劑是___________。(2)在試管Ⅱ中加入的試劑是___________。(3)為了制得白色Fe(OH)2沉淀，在試管Ⅰ和Ⅱ中加入試劑，打開止水夾，塞緊塞子，后續(xù)的實(shí)驗(yàn)步驟是_________________________________________。(4)這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長(zhǎng)時(shí)間保持白色，理由是___________________________________________________。稀硫酸、鐵屑

NaOH溶液檢驗(yàn)試管Ⅱ出口處排出氫氣的純度，當(dāng)排出的H2純凈時(shí)，再夾緊止水夾。試管Ⅰ中反應(yīng)生成的H2充滿了試管Ⅰ和Ⅱ，且外界空氣不容易進(jìn)入知識(shí)講解化學(xué)性質(zhì)內(nèi)容Fe(OH)2Fe(OH)3穩(wěn)定性不穩(wěn)定，易被O2氧化，受熱易分解，但產(chǎn)物復(fù)雜不穩(wěn)定，受熱易分解，化學(xué)方程式為________________________與鹽酸反應(yīng)的離子方程式__________________________________________________________Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O氫氧化鐵Fe(OH)3氫氧化亞鐵Fe(OH)2

鐵屑溶于過量稀硫酸，過濾后向?yàn)V液中加入過量氨水，有白色沉淀生成，過濾，在空氣中加熱沉淀至質(zhì)量不再發(fā)生變化為止，得到紅棕色殘?jiān)Ｉ鲜龀恋砗蜌堅(jiān)謩e是(

)A．Fe(OH)3

Fe2O3 B．Fe(OH)2

Fe2O3C．Fe(OH)2

Fe(OH)3D．Fe(OH)2

Fe3O4B知識(shí)講解

如圖所示裝置可用來制取和觀察Fe(OH)2在空氣中被氧化時(shí)的顏色變化。實(shí)驗(yàn)時(shí)必須使用鐵屑、稀硫酸，其他試劑任選。回答下列問題：(1)儀器D的名稱為___________，

該儀器中需要放入___________，

裝置B中盛有一定量的NaOH溶液，

裝置A中應(yīng)預(yù)先加入的試劑是________，裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________________________。(2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)先將活塞E__________(填“打開”或“關(guān)閉”)，裝置C中收集到的氣體主要為__________；待裝置中空氣排盡后，將活塞E__________(填“打開”或“關(guān)閉”)，此時(shí)裝置B中可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是_____________________________(用離子方程式表示)。(3)拔去裝置B中的橡膠塞，使空氣進(jìn)入，此時(shí)B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________。分液漏斗稀硫酸鐵屑Fe＋2H＋==Fe2＋＋H2↑打開H2關(guān)閉H＋＋OH－==H2OFe2＋＋2OH－==Fe(OH)2↓4Fe(OH)2＋O2＋2H2O==4Fe(OH)3知識(shí)講解Fe2(SO4)3FeCl3污水處理專用高分子鐵鹽固體聚合硫酸鐵二、鐵的重要化合物3.鐵鹽和亞鐵鹽知識(shí)講解FeSO4FeCl2問題：固體的時(shí)候我們可以根據(jù)顏色來區(qū)別它們，那如果在溶液中呢？知識(shí)講解Fe2＋:淺綠色Fe3＋:棕黃色直接觀察法(1)鐵鹽和亞鐵鹽的檢驗(yàn)知識(shí)講解實(shí)驗(yàn)：

對(duì)于濃度比較低的稀溶液，溶液的顏色區(qū)別不是很明顯時(shí)

在兩支試管中分別加入少量的FeCl2溶液和FeCl3溶液，各滴入幾滴硫氰化鉀（KSCN）溶液，觀察現(xiàn)象并記錄結(jié)果知識(shí)講解滴入KSCN滴入KSCNFeCl2溶液FeCl3溶液

滴入KSCN溶液FeCl3溶液FeCl2溶液溶液變紅色溶液不變色知識(shí)講解小結(jié)：

紅褐色沉淀FeCl3溶液FeSO4溶液溶液變紅色無顏色變化白色絮狀沉淀灰綠色紅褐色黃色淺綠色觀察顏色滴加KSCN溶液滴加NaOH溶液Fe3+和Fe2+的鑒別方法很靈敏知識(shí)講解向氯化鐵溶液中加入鐵粉，發(fā)現(xiàn)溶液的黃色褪去，再加入硫氰化鉀溶液，發(fā)現(xiàn)溶液無變化，這說明鐵粉將鐵離子還原為亞鐵離子Fe+2Fe3+=3Fe2+向其中滴加氯水，發(fā)現(xiàn)溶液變?yōu)榧t色，說明氯水將亞鐵離子氧化為鐵離子Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-鐵鹽會(huì)被較強(qiáng)的還原劑還原為亞鐵鹽，亞鐵鹽會(huì)被較強(qiáng)的氧化劑氧化為鐵鹽，兩者可以通過氧化還原反應(yīng)進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化知識(shí)講解29知識(shí)講解亞鐵鹽是可以被氧化的，補(bǔ)鐵的試劑是亞鐵鹽，補(bǔ)鐵藥品如何達(dá)到2~3年的保質(zhì)期？從生活走進(jìn)化學(xué)密封包裝薄膜防止Fe2+被氧化？Vc會(huì)有什么作用？知識(shí)講解實(shí)驗(yàn)：在氯化鐵滴加硫氰化鉀溶液，再加入維生素C氯化鐵溶液，滴加硫氰化鉀溶液后顯紅色，加入維生素C紅色褪去，說明維生素C將Fe3+，還原為Fe2+Vc維生素C和補(bǔ)鐵試劑同時(shí)使用，可以保證吸收的都是亞鐵離子知識(shí)講解學(xué)以致用了解FeCl3制作印刷電路板制作過程：先在塑料板上鍍上一層銅，然后在設(shè)計(jì)好的銅線路上涂上一層石蠟，把板浸到氯化鐵溶液中，沒有在線路上的銅即沒有被石蠟覆蓋住的銅就被反應(yīng)掉。從化學(xué)走向社會(huì)Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+知識(shí)講解知識(shí)講解

為了檢驗(yàn)?zāi)矲eCl2溶液是否變質(zhì)，可向溶液中

加入()A．NaOH溶液 B．鐵片C．KSCN溶液 D．石蕊溶液【解析】Fe2＋易被氧化為Fe3＋，

可用KSCN溶液檢驗(yàn)是否存在Fe3＋。C知識(shí)講解知識(shí)講解（2）Fe2＋與Fe3＋的轉(zhuǎn)化在盛有2mLFeCl，溶液的試管中加入少量鐵粉，振蕩試管。充分反應(yīng)后，滴入幾滴KSCN溶液，觀察并記錄現(xiàn)象。把上層清液倒入另一支試管中，再滴入幾滴氯水，又發(fā)生了什么變化？淺綠不變紅紅色離子方程式__________________、___________________結(jié)論Fe3＋遇到較強(qiáng)的還原劑時(shí)，會(huì)被還原成_______；Fe2＋在較強(qiáng)的氧化劑的作用下會(huì)被氧化成______2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－

Fe2＋

Fe3＋

2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋

知識(shí)講解結(jié)論：Fe3+與Fe2+的相互轉(zhuǎn)化Fe2+Fe3+氧化劑

還原劑Cl2、H2O2、酸性高錳酸鉀等

Fe、Cu、I-、S2-等亞鐵鹽鐵鹽2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+

②2Fe3++Fe=3Fe2+

①2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-2Fe2++H2O2

+2H+=2Fe3++2H2O知識(shí)講解知識(shí)講解思考與討論（1）Fe、FeSO4和Fe2(SO4)3三種物質(zhì)中，哪種物質(zhì)可

做氧化劑，哪種可做還原劑，哪種既可做氧化劑又可做

還原劑？【分析】Fe、FeSO4和Fe2(SO4)3三種物質(zhì)中鐵元素的化合價(jià)分別為0、＋2、＋3價(jià)，根據(jù)含元素最高價(jià)的物質(zhì)只能作氧化劑，含元素最低價(jià)的物質(zhì)只能作還原劑，處于中間價(jià)態(tài)的物質(zhì)即可作氧化劑又可作還原劑，所以Fe2(SO4)3可作氧化劑，F(xiàn)e可作還原劑，F(xiàn)eSO4既可作氧化劑又可作還原劑。39知識(shí)講解（2）用圖示的方法歸納Fe、Fe2＋、Fe3＋三者之間的

轉(zhuǎn)化關(guān)系40知識(shí)講解思考：為什么實(shí)驗(yàn)室在配制FeCl2或FeSO4溶液時(shí)，通常還要往溶液中加入鐵釘或鐵粉？答：防止Fe2+被氧化成Fe3+，

Fe+2Fe3+＝３Fe2+知識(shí)講解現(xiàn)欲探究鐵及其化合物的氧化性或還原性，可供選用的試劑有：鐵粉、FeCl，溶液、FeCl，溶液、氯水、鋅片。請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)報(bào)告。序號(hào)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象離子方程式實(shí)驗(yàn)結(jié)論①在FeCl2溶液中加入鋅片溶液由淺綠色變?yōu)闊o色Zn+=+Fe具有還原性②在FeCl2溶液中加入氯水溶液由淺綠色變成黃色2++CI2=2F+2C具有還原性③在FeCl2溶液中加入足量鐵粉鐵粉逐漸溶解，溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色2F+Fe=3F具有氧化性，F(xiàn)e具有還原性知識(shí)講解（2）先加入適量的鐵屑與溶液中的Cu2+反應(yīng)，回收銅；再向溶液中加入氯水等氧化劑，實(shí)現(xiàn)FeCl3溶液的再生。（1）2FeCl3

＋Cu=2FeCl2

＋CuCl2【實(shí)驗(yàn)】取一小塊覆銅板，用油性筆在覆銅板上畫上設(shè)計(jì)好的圖案，然后浸入盛有FeCl，溶液的小燒杯中。過一段時(shí)間后，取出覆銅板并用水清洗干凈。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并展示制作的圖案【思考與討論】(1）在上述實(shí)驗(yàn)中，發(fā)生了什么化學(xué)反應(yīng)，生成的主要產(chǎn)物是什么？請(qǐng)運(yùn)用氧化還原反應(yīng)的規(guī)律進(jìn)行分析，并嘗試寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式(2）為使使用后的"腐蝕液"能得到充分利用，如何處理使用后的"腐蝕液"?

除去括號(hào)中的雜質(zhì),應(yīng)選用的試劑分別為1)FeCl2溶液(FeCl3)

；2)

FeCl3溶液(FeCl2)