1、1第 3 课时 铁的重要化合物学习目标定位 1.了解铁的重要化合物的主要性质及应用。2.掌握 Fe2 、Fe 3 的检验方法及其相互转化。3.了解 Fe(OH)2、Fe(OH) 3的制备方法。 一 铁的氧化物1.铁的存在铁在地壳中含量仅次于氧、硅和铝，居第四位，主要以2 价和3 价化合物的形式存在。2.铁的氧化物(1)物理性质氧化物 FeO Fe2O3 Fe3O4颜色状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体铁的价态 2 3 2、3溶解性 都不溶于水(2)化学性质稳定性： Fe 2O3、Fe 3O4较稳定；FeO 不稳定，受热能氧化为 Fe3O4。与酸反应：FeO、Fe 2O3都是碱性氧化物，都能与
2、酸反应生成盐和水。分别写出它们与盐2酸反应的离子方程式：FeO2H =Fe2 H 2O、Fe 2O36H =2Fe3 3H 2O。1.金属单质 A 可发生以下反应。试推断：(1)A、B、C、D、E 分别是(写化学式，B 写主要成分)：A_、B_、C_、D_、E_。(2)写出反应和的离子方程式：_；_。答案 (1)Fe Fe 2O3 Fe 3O4 Cu H 2(2)FeCu 2 =Fe2 Cu Fe2H =Fe2 H 2解析 推断题的解题思路：根据物质的物理性质(特别是色、态)和化学性质(相互转化关系、反应条件等)，找出具有特征条件的物质，再由相互转化关系逐步推断。如本题中结合B、C 的颜色及与
3、 CuCl2、稀盐酸反应的性质可推知 A 为 Fe。二 铁的氢氧化物1.铁的氢氧化物的制备实验操作 实验现象 结论(用化学方程式表示)3试管中有红褐色沉淀产生 Fe3 3OH =Fe(OH)3试管中先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色Fe2 2OH = Fe(OH)2(白色)、4Fe(OH)2O 22H 2O=4Fe(OH)32.氢氧化铁和氢氧化亚铁都为不溶性碱，由此可推测它们具有的性质是(1)都能与酸反应生成相应的盐和水，它们分别与盐酸反应的离子方程式是Fe(OH)33H =Fe3 3H 2O，Fe(OH) 22H =Fe2 2H 2O。(2)不稳定，受热易分解，其化学方程式分别为
4、Fe(OH) 3：2Fe(OH) 3 Fe2O33H 2O，= = = = = Fe(OH) 2：Fe(OH) 2 FeOH 2O。= = = = = 归纳总结铁的氢氧化物的性质及制取(1)氢氧化铁和氢氧化亚铁的物质类别是不溶性碱，其主要化学性质为都能与酸反应生成盐和水，不稳定，受热易分解。(2)铁的氢氧化物的制取方法是相应盐和碱反应，制取氢氧化亚铁时，常得到红褐色沉淀是因为 Fe(OH)2极易被空气中的 O2氧化成 Fe(OH)3，所以为了防止 NaOH 溶液加入时带入空气，可将吸有 NaOH 溶液的长胶头滴管伸入到 FeSO4液面下，再挤出 NaOH 溶液。2.化合物 A、B 组成元素相同
5、，且 B 为白色。C 是一种与 B 含有相同价态该金属元素的硫酸盐，向 C 中加入适量的NaOH 溶液，可观察到生成的沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色沉淀 A，加热 A 可得红棕色粉末 D。回答下列问题：4(1)写出各物质的化学式：A_、B_、C_、D_。(2)写出 B 转化为 A 的化学方程式：_。写出 A 受热分解的化学方程式：_。答案 (1)Fe(OH) 3 Fe(OH) 2 FeSO 4 Fe 2O3(2)4Fe(OH)2O 22H 2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3 Fe2O33H 2O= = = = = 解析 解答本题的关键是抓住 C 与 NaOH 溶液反应的特征现象，确定
6、A 是 Fe(OH)3，C 是FeSO4，B 为 Fe(OH)2，D 为 Fe2O3。3.根据下列实验装置和操作，回答有关问题。按图中所示装置，用两种不同的操作分别进行实验，观察 B 容器中的现象。(1)先夹紧止水夹 a，再使 A 容器中开始反应。实验中 B 容器中观察到的现象是_；B 容器中发生反应的离子方程式是_。(2)打开止水夹 a，使 A 容器开始反应一段时间后再夹紧止水夹 a，实验中观察到的现象是_。B 容器中发生反应的离子方程式是_。答案 (1)容器 A 中的溶液进入 B 容器中，有白色沉淀生成，沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色 2OH Fe 2 =Fe(OH)2；4Fe(OH)
7、 2O 22H 2O=4Fe(OH)3 (2)a 打开时，观察到 B 容器中管口有气泡产生，再夹紧 a 时，溶液进入 B 容器中产生白色沉淀，且长时间不变 2OH Fe 2 =Fe(OH)2解析 此题是一道关于制备 Fe(OH)2的创新实验题。制备 Fe(OH)2可有多种不同的方法，但有一共同的特点就是在操作时防止与空气接触，这样才能得到白色的 Fe(OH)2沉淀。本题中当 NaOH 中空气未排尽时，NaOH 与 FeSO4反应的产物 Fe(OH)2只能短暂存在，但当通入 H25一段时间后，即认为空气已排净，生成的 Fe(OH)2能较长时间存在。三 铁盐和亚铁盐1.Fe2 和 Fe3 的检验向
8、 5 mL FeCl2溶液中加入 KSCN 溶液，现象是溶液无明显变化；向 5 mL FeCl3溶液中加入KSCN 溶液，现象是溶液变为红色。2.Fe3 的氧化性在盛有氯化铁溶液的试管中，先加入 KSCN 溶液，再加入铁粉，现象是溶液先变红后褪色，反应的离子方程式是 Fe3 3SCN =Fe(SCN)3,2Fe3 Fe= =3Fe2 ；若再向反应后的溶液中加入新制氯水，现象是溶液又变为红色，反应的离子方程式是2Fe2 Cl 2=2Fe3 2Cl 。归纳总结1.Fe2 、Fe 3 的检验方法(1)观察法：浅绿色溶液中含有 Fe2 ；棕黄色溶液中含有 Fe3 。(2)加碱法：若产生的白色沉淀迅速变
9、为灰绿色，最后变为红褐色的为 Fe2 ；若直接产生红褐色沉淀的为 Fe3 。(3)加 KSCN：无明显现象，再加新制氯水溶液变红色的为 Fe2 ；若溶液变红色的为 Fe3 。2.Fe2 、Fe 3 、Fe 之间的相互转化关系(1)Fe 只具有还原性。可被弱氧化剂(H 、S、Fe 3 等)氧化成 Fe2 ，被强氧化剂(Cl 2等)氧化成 Fe3 。(2)Fe2 既有氧化性又有还原性。可被强氧化剂Cl 2、KMnO 4(H )等氧化为 Fe3 ；可被还原剂(Al、Zn、CO、C 等)还原为 Fe。(3)Fe3 只具有氧化性，可被还原剂(Fe、Cu 等)还原为 Fe2 ，被强还原剂(Al、Zn、CO
10、 等)还6原为 Fe。4.将铁粉、铜粉、FeCl 3溶液和 CuCl2溶液混合于某容器中充分反应(假定容器不参与反应)。试判断下列情况下，溶液中存在的金属离子和金属单质。(1)若铁粉有剩余，则容器中不可能有_；(2)若氯化铜有剩余，则容器中可能有_；(3)若氯化铁和氯化铜都有剩余，则容器中不可能有_，可能有_。答案 (1)Fe 3 、Cu 2 (2)Fe 2 、Fe 3 或 Fe2 、Cu(3)Fe、Cu Fe 2解析 本题属于物质共存问题。解答时应首先弄清物质间可能发生的反应，凡相互间能发生反应的物质就不可能大量共存。本题涉及的反应有Fe2FeCl 3=3FeCl2FeCuCl 2=CuFe
11、Cl 2Cu2FeCl 3=2FeCl2CuCl 2(1)若铁粉有剩余，则容器中不可能有 Fe3 、Cu 2 ，因为它们能发生上述反应。(2)若 CuCl2有剩余，则容器中不可能有 Fe，可能有 Fe2 、Fe 3 或 Fe2 、Cu。(3)若 FeCl3和 CuCl2均有剩余，则容器中不可能有 Fe、Cu，可能有 Fe2 。四 铜盐1.物理性质硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等铜盐溶于水；铜绿的主要成分是 Cu2(OH)2CO3，其难溶于水。2.化学性质(1)铜的化学性质不活泼，使用铜器皿比较安全。7(2)铜盐属于重金属盐，都有毒，原因是铜离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性而失去生理活性。5.下列说法正
12、确的是( )A.铜的化学性质活泼，不宜用铜制作盛食品的器皿B.铜的导电能力不如铝C.由于 Cu2 有氧化性，所以用 CuSO4来配制农药D.因为 Cu2 能使蛋白质变性，所以铜盐溶液有毒答案 D解析 金属铜的化学性质比较稳定，所以使用铜器皿比较安全；铜属于重金属，铜盐有毒，因 Cu2 会与蛋白质作用，使蛋白质变性。1.下列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.Fe3O4俗称铁红答案 C2.证明某溶液中只含有 Fe2 而不含有 Fe3 的实验方法是( )A.先滴加氯水，
13、再滴加 KSCN 溶液后显红色B.只需滴加 KSCN 溶液8C.先滴加 KSCN 溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色D.滴加酸性高锰酸钾溶液后溶液褪色答案 C3.向 200 mL 0.1 molL 1的 Fe(NO3)2溶液中加入适量的 NaOH 溶液，使 Fe2 恰好完全沉淀，过滤，小心加热沉淀，直到水分蒸干，再灼烧到质量不再变化，此时固体的质量为( )A.1.44 g B.1.6 g C.2.82 g D.4.36 g答案 B解析 在实验过程中发生如下反应：Fe 2 2OH =Fe(OH)2，加热、灼烧时又会发生下列变化：Fe(OH) 2 Fe(OH) 3 Fe 2O3，根据反应前后铁原子
14、守恒从而可得所得固体的质量为 1.6 g。4.向含有 K 、Mg 2 、Fe 2 和 Al3 的溶液中加入足量 Na2O2微热并搅拌后，再加入过量稀盐酸，则溶液中离子的物质的量浓度发生变化的是( )A.Mg2 B.K C.Fe2 D.Al3答案 C解析 加入 Na2O2发生反应：2H 2O2Na 2O2=4NaOHO 2，FeCl 22NaOH= =Fe(OH)22NaCl,4Fe(OH) 2O 22H 2O=4Fe(OH)3，再加入盐酸：Fe(OH)33HCl= =FeCl33H 2O，故原溶液中 Fe2 转化为 Fe3 ，Fe 2 的浓度减小，Fe 3 的浓度增大；Mg2 和 Al3 与氢
15、氧化钠分别生成氢氧化镁、氢氧化铝，但再加入盐酸时又发生中和反应而溶解，因此最终是不变化的。5.下列各图示中能较长时间看到 Fe(OH)2白色沉淀的是( )9A. B.C. D.答案 B解析 因为 Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的 Fe(OH)3，即发生 4Fe(OH)2O 22H 2O=4Fe(OH)3。因此要较长时间看到 Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。、原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的 Fe(OH)2处在氢气的保护中；中液面加苯阻止了空气进入；由于空气中的氧气，能迅速将 Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。6.完成下列各题：
16、(1)实验室保存 FeCl2溶液时，常向其中加入少量铁粉原因是_(用离子方程式表示)；某同学为检验某未知溶液中是否为 FeCl2溶液，采取如下实验方案加以验证：稍取未知试液于试管中 溶液 溶液呈血红色(证明含有 FeCl2)，你认为此方案 通 Cl2 滴 KSCN溶 液 _(填“合理”或“不合理”)，若不合理，如何改进_。(2)A、B、C、D、E 分别是铁或铁的化合物。其中 D 是一种红褐色沉淀。其相互反应关系如图所示：根据如图所示变化，按要求回答下列问题：10写出 A、E 的化学式：A_，E_；写出其中几步反应的化学方程式：CB：_；BD：_；EA：_。B 中加入 NaOH 溶液，看到的现象
17、是_。答案 (1)2Fe 3 Fe= =3Fe2不合理 先加 KSCN 溶液，无现象，再加入氯水，溶液变成红色，则证明原溶液有 Fe2(2)Fe Fe 2O32FeCl 2Cl 2=2FeCl3(合理即可)FeCl33NaOH= =Fe(OH)33NaCl(合理即可)Fe2O33CO 2Fe3CO 2(或 Fe2O32Al 2FeAl 2O3)= = = = =高 温 = = = = =高 温 出现白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色解析 (2)解答该题的关键是 D，因为 D 为红褐色沉淀，可知 D 是 Fe(OH)3，则 E 是Fe2O3，A 是 Fe，B 是 FeCl3，C 是 FeCl2。
