第3课时铁的重要化合物新新知知初初探探自自学学导导引引自主学习自主学习一、铁的氧化物一、铁的氧化物铁的氧铁的氧化物化物氧化亚铁氧化亚铁氧化铁氧化铁四氧化三铁四氧化三铁化学式化学式FeOFe2O3Fe3O4俗名俗名铁红铁红磁性氧化铁磁性氧化铁价态价态232、3铁的氧化铁的氧化物物氧化亚铁氧化亚铁氧化铁氧化铁四氧化四氧化三铁三铁颜色、状颜色、状态态黑色粉末黑色粉末_色色粉末粉末_晶体晶体在水中的在水中的溶解性溶解性不溶于水，也不和水反应不溶于水，也不和水反应与非氧化与非氧化性稀酸的性稀酸的反应反应(生生成相应的成相应的盐盐)FeO2H= = Fe2H2O Fe2O36H= = 2Fe33H2OFe3O48H= = 2Fe3Fe24H2O红棕红棕黑色黑色铁的氧铁的氧化物化物氧化亚铁氧化亚铁氧化铁氧化铁四氧化四氧化三铁三铁与与CO的的反应反应FexOyyCO xFeyCO2存在存在不稳定，在空气不稳定，在空气中受热易被氧化中受热易被氧化成成_赤铁矿赤铁矿磁铁矿磁铁矿用途用途红色油红色油漆和涂漆和涂料、炼料、炼铁原料铁原料炼铁、炼铁、磁性材磁性材料料Fe3O4二、铁的氢氧化物二、铁的氢氧化物Fe(OH)2Fe(OH)3颜色颜色_色色_色色溶解性溶解性_溶溶于水于水_溶溶于水于水稳定性稳定性在空气中易转在空气中易转化为化为Fe(OH)32Fe(OH)3 _Fe2O33H2O白白红褐红褐不不不不Fe(OH)2Fe(OH)3与盐酸反应与盐酸反应(离子方程离子方程式式)Fe(OH)22H= = Fe22H2OFe(OH)33H= = Fe33H2O制备制备Fe22OH= Fe(OH)2Fe33OH=Fe(OH)3转转化化化学方化学方程式程式4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3现象现象白色沉淀迅速白色沉淀迅速变为变为_色色，最终，最终变为变为_色色灰绿灰绿红褐红褐三、铁盐和亚铁盐的性质三、铁盐和亚铁盐的性质1.Fe3检验的实验探究检验的实验探究实验操作实验操作现象现象解释解释结论与应用结论与应用溶液的溶液的颜颜色色_Fe33SCN= Fe(SCN)3(红红色色)含有含有Fe3的盐的盐溶液遇到溶液遇到KSCN溶液溶液时时,变成变成_；可以利用该反可以利用该反应检验应检验Fe3的的存在存在 变成变成红色红色红色红色实验操作实验操作现象现象解释解释结论与应用结论与应用溶液的溶液的颜色颜色_含有含有Fe3的盐的盐溶液遇到溶液遇到KSCN溶液溶液时时,变成变成_；可以利用该反可以利用该反应检验应检验Fe3的的存在存在无变化无变化红色红色2.Fe3的氧化性的氧化性实验实验操作操作实验实验现象现象加适量铁粉振荡后，溶液的颜色加适量铁粉振荡后，溶液的颜色变成变成_色色，再加，再加KSCN溶液溶液_，再滴加氯水后，溶液再滴加氯水后，溶液变成变成_浅绿浅绿不变红不变红红色红色离子方离子方程式程式_结论结论Fe3遇到较强的还原剂时，会被还原遇到较强的还原剂时，会被还原成成_；Fe2在较强的氧化剂的作在较强的氧化剂的作用下会被氧化用下会被氧化成成_2Fe3Fe= 3Fe22Fe2Cl2= 2Fe32ClFe2Fe3自主体验1.中国每年要进口5亿吨左右的铁矿石，占世界海上铁矿石贸易量的一半以上，关于铁矿石的说法正确的是()A.赤铁矿的主要成分是Fe3O4B.铁矿石的主要成分与铁锈的主要成分相同C磁铁矿粉末溶于盐酸后，加入KSCN溶液，溶液变红色D.FeO俗称铁红解解析析：选选C。赤赤铁铁矿矿的的主主要要成成分分是是Fe2O3，俗俗称称铁铁红红;铁铁矿矿石石的的种种类类不不确确定定其其主主要要成成分分也也不不确定确定,而铁锈的主要成分是而铁锈的主要成分是Fe2O3xH2O;磁磁铁铁矿矿主主要要成成分分是是Fe3O4，与与盐盐酸酸的的反反应应为为Fe3O48HCl= = FeCl22FeCl34H2O，加入加入KSCN，溶液变红色。，溶液变红色。2.能能检检验验某某溶溶液液中中有有Fe2无无Fe3的的实实验验事事实实是是()A向溶液中加入向溶液中加入2滴滴KSCN溶液立即变红色溶液立即变红色B向向溶溶液液中中加加入入少少许许氯氯水水后后再再加加2滴滴KSCN溶液立即变红色溶液立即变红色C向向溶溶液液中中加加入入2滴滴KSCN溶溶液液无无明明显显变变化化,再加入少许氯水立即变红色再加入少许氯水立即变红色D向向溶溶液液中中加加入入少少许许NaOH溶溶液液立立即即产产生生红褐色沉淀红褐色沉淀解解析析：选选C。A选选项项证证实实溶溶液液中中一一定定含含Fe3,不不一一定定含含Fe2。B选选项项因因先先加加氯氯水水，后后加加KSCN溶溶液液，变变红红色色,无无法法证证明明原原溶溶液液含含Fe2还还是是Fe3。C选选项项先先加加KSCN溶溶液液无无变变化化，证明无证明无Fe3，加氯水后，由于，加氯水后，由于2Fe2Cl2= = 2Fe32Cl，生成的，生成的Fe3与与KSCN反反应应生生成成红红色色物物质质，证证明明溶溶液液中中含含有有Fe2。D选项证明溶液中含有选项证明溶液中含有Fe3。3.除去下列物质中所含的杂质(括号内为杂质)，将选用的试剂和分离方法填在题后的横线上，并写出有关反应的化学方程式(是离子反应的请写离子反应方程式)。(1)Fe2O3Fe(OH)3_；(2)Fe2O3(Al2O3)_；(3)FeCl3(FeCl2)_；(4)FeCl2(FeCl3)_；(5)FeCl2(CuCl2)_；(6)Fe(Al)_。解解析析：(1)根根据据Fe(OH)3的的不不稳稳定定性性，采采用用加加热热 的的 方方 法法 ， 杂杂 质质 可可 转转 化化 为为 被被 提提 纯纯 物物 。(2)Al2O3能能溶溶于于NaOH溶溶液液中中，反反应应后后过过滤滤分分离离；(3)通通入入Cl2使使杂杂质质转转化化为为被被提提纯纯物物；(4)加加入入铁铁粉粉，将将杂杂质质转转化化为为被被提提纯纯物物；(5)加加入入铁铁粉粉，置置换换出出铜铜，过过滤滤加加以以分分离离；(6)Al可以溶于可以溶于NaOH溶液，反应后过滤。溶液，反应后过滤。要要点点突突破破讲讲练练互互动动探探究究导导引引1配配制制FeSO4溶溶液液时时，为为什什么么要要往溶液中加入少量铁粉？往溶液中加入少量铁粉？提提示示：加加入入少少量量铁铁粉粉的的目目的的是是将将溶溶液液中中可可能能存存在在的的Fe3还还原原为为Fe2,且且防防止止Fe2被被氧氧化化,反应的离子方程式为反应的离子方程式为2Fe3Fe= = 3Fe2.要点一要点一Fe、Fe2、Fe3的的相相互互转转化化“铁三角铁三角”要点归纳要点归纳1.FeFe2或或Fe3(1)与弱氧化剂反应生成与弱氧化剂反应生成Fe2与与S、Fe3、Cu2、H等等弱弱氧氧化化剂剂反反应应生生成成2价铁，例如：价铁，例如：Fe2Fe3= = 3Fe2;FeCu2= = Fe2Cu；特别提醒特别提醒Fe只只有有还还原原性性；Fe2既既有有还还原原性性，又又有有氧氧化性；化性；Fe3只有氧化性。只有氧化性。即时应用1.已知A是一种常见金属，F是一种红褐色沉淀。试根据图中转化关系，回答下列问题。(1)写出A、C、F、G的化学式A_，C._，F._，G._。(2)保存C溶液时要加固体A的原因_。(3)写出下列转化的离子方程式或化学方程式.EF：_。CD：_。解析：根据解析：根据F是红褐色沉淀知是红褐色沉淀知F是是Fe(OH)3，从从而而推推知知A为为Fe，B为为Fe3O4，C是是FeCl2，D是是FeCl3，E为为Fe(OH)2，F为为Fe(OH)3，G为为Fe2O3，X为为H2。答案：答案：(1)FeFeCl2Fe(OH)3Fe2O3(2)防止防止Fe2被被O2氧化氧化(3)4Fe(OH)2O22H2O= = 4Fe(OH)32Fe2Cl2= = 2Fe32Cl要点二要点二Fe2、Fe3的检验的检验探探究究导导引引2滴滴加加KSCN溶溶液液后后呈呈红红色色的的溶溶液中一定含有什么离子？液中一定含有什么离子？提示：提示：Fe3。要点归纳1.加碱法2.硫氰化物法特别提醒特别提醒(1)Fe3呈呈棕棕黄黄色色，Fe2呈呈浅浅绿绿色色，可可作作为为推断题的突破口，但一般不用于离子的检验。推断题的突破口，但一般不用于离子的检验。( (2)Fe3与与SCN作作用用后后的的“溶溶液液”显显红红色色，注意并不是沉淀。注意并不是沉淀。即时应用即时应用2.某某溶溶液液中中可可能能存存在在Mg2、Fe2、Fe3，加加入入NaOH溶溶液液，开开始始时时有有白白色色絮絮状状沉沉淀淀生生成成,白白色色沉沉淀淀迅迅速速变变成成灰灰绿绿色色，最最后后变变成成红红褐褐色色,下列结论正确的是下列结论正确的是()A一定有Fe2，一定没有Fe3、Mg2B一定有Fe3，一定没有Fe2、Mg2C一定有Fe3,可能有Fe2,一定没有Mg2D一定有Fe2,可能有Mg2,一定没有Fe3解析：选解析：选D。加入。加入NaOH溶液，开始时有白溶液，开始时有白色絮状沉淀生成色絮状沉淀生成,白色沉淀迅速变成灰绿色白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色的现象是溶液中含有亚铁离最后变成红褐色的现象是溶液中含有亚铁离子的特性，若有子的特性，若有Fe3，则产生氢氧化铁的红，则产生氢氧化铁的红褐色沉淀会掩盖褐色沉淀会掩盖Fe(OH)2的白色，所以不可的白色，所以不可能存在，而能存在，而Mg(OH)2是白色，有可能存在是白色，有可能存在.题题型型探探究究权权威威预预测测题题型型1 1铁的氧化物和氢氧化物铁的氧化物和氢氧化物例例例例1 1 按下图要求写出下列反应的化学方程式，属于离子反应的写出离子方程式。BCD；EF；FD。 【解解析析】此此题题从从反反应应转转化化过过程程来来看看，唯唯一一能能作作为为解解题题突突破破口口的的是是红红褐褐色色固固体体F。结结合合题题意意不不妨妨设设F即即为为Fe(OH)3固固体体。由由题题可可知知,A在在不不同同条条件件下下反反应应能能得得到到C和和D，而而由由A经经反反应应得得到到的的B在在同同一一反反应应中中能能产产生生C和和D，C应应为为低低价价态态，C经经反反应应得得到到E，而而E经经O2氧氧化化可可得得FFe(OH)3。由由此此可可判判断断E为为Fe(OH)2，则则C为为Fe2，所所以以D为为Fe3，而而B则则应应是是Fe3O4,A是是Fe。把推断的结论进行验证。把推断的结论进行验证,符合题意符合题意.【答答案案】Fe3O48H= = Fe22Fe34H2O；4Fe(OH)2O22H2O= = 4Fe(OH)3；Fe(OH)33H= = Fe33H2O。题题型型2 2氢氧化亚铁的制备氢氧化亚铁的制备例例例例2 2 (2012荆州高一教学质量检测)用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。方法一：用不含Fe3的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。(1)除去蒸馏水中溶解的O2常采用_的方法。(2)生成白色Fe(OH)2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_。方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀硫酸等试剂制备。(1)在试管里加入的试剂是_。(2)在试管里加入的试剂是_。(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管和中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是_。(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是_。【解析】方法一：【解析】方法一：(1)由于气体的溶解度随由于气体的溶解度随温度升高而迅速减小，故可用加热煮沸的方温度升高而迅速减小，故可用加热煮沸的方法除去蒸馏水中溶解的法除去蒸馏水中溶解的O2。(2)空气中含有空气中含有大量的大量的O2，为防止生成的，为防止生成的Fe(OH)2沉淀与空沉淀与空气接触，需将吸取的气接触，需将吸取的NaOH溶液的滴管放入溶液的滴管放入液面以下后再挤出。方法二：液面以下后再挤出。方法二：(1)由所给试剂由所给试剂及装置特点知，试管及装置特点知，试管为封闭系统，为封闭系统，应应为为产产生生H2并并赶赶尽尽溶溶液液中中的的空空气气及及液液面面上上方方空空气气的的装装置置，故故试试管管中中加加入入的的试试剂剂为为铁铁和和稀稀硫硫酸酸。(2)试试管管中中加加入入的的试试剂剂为为NaOH溶溶液液。(3)为为确确保保实实验验在在无无氧氧状状态态下下进进行行，必必须须把把系系统统中中的的O2排排除除干干净净，故故接接下下来来的的操操作作应应为为检检验验试试管管出出口口处处排排出出的的氢氢气气纯纯度度，当当产产生生氢氢气气较较纯纯时时再再夹夹紧紧止止水水夹夹。(4)由由于于试试管管中产生的中产生的H2充满了充满了、两支试管，两支试管，外界空气不易进入，即外界空气不易进入，即Fe(OH)2是在是在H2的还的还原性气氛中产生的，故原性气氛中产生的，故Fe(OH)2的白色沉淀的白色沉淀可保持较长的时间。可保持较长的时间。【答案】方法一：【答案】方法一：(1)煮沸煮沸(2)避免生成避免生成的的Fe(OH)2沉淀接触沉淀接触O2方法二：方法二：(1)稀硫酸、铁屑稀硫酸、铁屑(2)NaOH溶液溶液(3)检检验验试试管管出出口口处处排排出出的的氢氢气气的的纯纯度度。当当排出的排出的H2纯净时，再夹紧止水夹纯净时，再夹紧止水夹(4)试管试管中反应生成的中反应生成的H2充满了试管充满了试管和和试管试管，且外界空气不容易进入，避免，且外界空气不容易进入，避免Fe(OH)2被迅速氧化被迅速氧化【名师点睛】制备氢氧化亚铁的实验，要求亚铁溶液是新制备的，其中不含铁离子，实验时吸取碱液的胶头滴管的底部，一定要伸入到亚铁盐溶液中，然后再将碱液挤出，以尽可能地隔绝空气，避免亚铁离子以及生成的Fe(OH)2被氧化。 将铁粉、铜粉、将铁粉、铜粉、FeCl3溶液和溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反应溶液混合于某容器中充分反应(假定容器不假定容器不参参与反应与反应)。试判断下列情况下。试判断下列情况下,溶液中存在的溶液中存在的金属离子和金属单质。金属离子和金属单质。(1)若若铁铁粉粉有有剩剩余余，则则容容器器中中不不可可能能有有的的离离子子是是_；铜铜单单质质_(填填“一一定定”或或“可能可能”)存在。存在。题题型型3 3铁盐和亚铁盐铁盐和亚铁盐例例例例3 3(2)若若氯氯化化铁铁和和氯氯化化铜铜都都有有剩剩余余，则则容容器器中中不不可可能能有有的的单单质质是是_，Fe2_(填填“一定一定”或或“可能可能”)存在。存在。【解析】本题涉及的反应有：【解析】本题涉及的反应有：Fe2FeCl3= = 3FeCl2FeCuCl2= = CuFeCl2Cu2FeCl3= = 2FeCl2CuCl2(1)若若铁铁粉粉有有剩剩余余,则则容容器器中中不不可可能能有有Fe3、Cu2，因为它们能发生上述，因为它们能发生上述反应。反应。(2)若若FeCl3和和CuCl2都都有有剩剩余余，则则容容器器中中一一定没有定没有Fe、Cu，一定有，一定有Fe2。【答案】【答案】(1)Fe3、Cu2一定一定(2)Fe、Cu一定一定热点示例思维拓展热点示例思维拓展经经典典案案例例某某化化学学兴兴趣趣小小组组利利用用下下列列试试剂剂:铁粉、锌粉、铁粉、锌粉、0.1 molL1FeCl3溶液，溶液，0.1 molL1FeCl2溶溶液液、KSCN溶溶液液、新新制制氯氯水水,探探究究Fe2、Fe3的的氧氧化化性性、还还原原性性，并并利用实验结论解决一些问题。利用实验结论解决一些问题。(1)用所给试剂写出体现Fe2具有还原性的反应的化学方程式_。(2)设计实验方案，完成下列表格。探究探究内容内容实验方案实验方案实验现象实验现象探究探究Fe3具有具有氧化氧化性性取少量取少量0.1 molL1FeCl3溶液，往溶液溶液，往溶液中加入足量铁中加入足量铁粉粉,再再加加入少量入少量KSCN溶液溶液加入铁粉加入铁粉后后,溶液溶液颜色变为颜色变为_.加入加入KSCN溶液溶液后后,溶液溶液_(3)该兴趣小组为说明“Fe2具有氧化性”，提出了向FeCl2溶液中加入锌粉，观察实验现象的方案，该反应的离子方程式为_。(4)根据Fe3的性质，该兴趣小组利用FeCl3溶液腐蚀铜箔制造印刷线路板，反应的离子方程式是_。【解解析析】(1)在在反反应应中中Fe2作作还还原原剂剂，体体现现其其还还原原性性，因因此此应应选选择择氧氧化化剂剂，所所以以选选用用新新 制制 氯氯 水水 ， 反反 应应 为为 2FeCl2 Cl2= = 2FeCl3.(2)向向FeCl3溶溶液液中中加加入入铁铁粉粉，发发生生的的反反应应为为2Fe3Fe= = 3Fe2，所所以以溶溶液液由由棕棕黄黄色色变变为为浅浅绿绿色色。向向FeCl2的的溶溶液液中中滴滴加加硫硫氰氰化钾溶液不变红。化钾溶液不变红。(3)向向FeCl2的的溶溶液液中中加加入入锌锌粉粉，离离子子反反应应为为ZnFe2= = FeZn2。(4)FeCl3溶溶液液腐腐蚀蚀铜铜箔箔，发发生生的的离离子子反反应应为为2Fe3Cu= = 2Fe2Cu2。【答案】【答案】(1)2FeCl2Cl2= = 2FeCl3(2)浅绿色不变色浅绿色不变色(3)Fe2Zn= = Zn2Fe(4)2Fe3Cu= = 2Fe2Cu2