铁和铁化合物教案

铁和铁的化合物全套授课设计铁和铁的化合物全套授课设计铁和铁的化合物全套授课设计第四章几种重要的金属580956723.doc第二节铁和铁的化合物【授课目标】铁的原子结构和化合价铁的单质,氧化物,氢氧化物的性质“铁三角”（即Fe、Fe2+、Fe3+之间的相互转变）Fe2+、Fe3+的检验经过介绍我国悠久的炼铁史，对学生进行爱国主义教育。【授课重点】铁及其化合物的化学性质【授课难点】“铁三角”（即Fe、Fe2+、Fe3+之间的相互转变）【授课过程】第一课时【序言】人类使用铁已有4500年的历史了。目前已发现的金属诚然已有90种，但其中应用最广泛、用量最多的依旧是铁。小到铁钉，大到桥梁、铁道、舰船、车辆和各种机械等，都需要大量的钢铁来制造。就连动植物体内也含有铁，人体内缺铁会以致缺铁性贫血，钢铁的生产和使用是人类进步和社会进步的重要标志。那么，是哪个国家、哪个民族第一使用铁呢？我国的劳动人民在春秋时期就会冶铁，出土最早的铁器为春秋时秦国。比欧洲早近2000年，而且我国铁矿石的储量居世界第一，从1996年开始我国年钢产量连续超1亿吨，居世界首位。我们为我国悠久的炼铁史和发达的钢铁工业而感觉骄傲和骄傲！这节课我们一起来学习铁和铁的化合物知识。第二节铁和铁的化合物一铁在元素周期表的地址及原子结构(1)铁在元素周期表的地址：铁位于第四周期第Ⅷ族。(2)铁的原子结构表示图：铁的原子结构有哪些特点？从原子结构表示图上看，和主族元素不同样，Fe的次外层电子未达到饱和，不但最外层上2个电子是价电子，而且次外层也有价电子，当铁与弱氧化剂反应时，只能失去最外层上2个电子形成Fe2+，当跟强氧化剂反应时，还能够进一步失去次外层上的一个电子而形成Fe3+。Fe－2e-＝Fe2＋Fe－3e-＝Fe3＋所以，铁在其化合物中平时呈＋2价或＋3价。第1页共12页第四章几种重要的金属580956723.doc二铁的性质（一）物理性质学生回忆初中所学铁的知识、观看实物、联系生活实质（如铁锅导热），总结出铁的物理性质：铁是银白色金属,熔点，沸点较高；抗腐化能力强；拥有较好的导电性，导热性和延展性；易被磁性物质吸引和磁化。（二）化学性质：在金属活动序次表里，它列在氢的前面，铁是比较爽朗的金属。1、与非金属反应：与O2反应常温下，铁在干燥的空气中不易反应点燃加热时，铁在氧气中燃烧3Fe＋2O2====Fe3O4在润湿的空气中，易被氧化与S反应△Fe＋S===FeS与Cl2反应[演示实验4-7]课本P92现象：生成棕黄色的烟，溶于水得黄色溶液。△反应方程式：2Fe＋3Cl2===2FeCl3氧化性强弱比较：S<O2<Cl2在高温下，铁还能够与碳、硅、磷等化合，比方铁跟碳化合而生成一种灰色的十分脆硬而有难熔的碳化铁(Fe3C)。铁与水的反应在常温下，铁和水不反应。但在水和空气里的氧气、二氧化碳的共同作用下，铁很简单生锈而被腐化。[演示实验4-8]课本P93铁粉与水蒸气反应的实验。收集气体，做爆鸣实验,得出有H2生成。高温反应方程式：3Fe＋4H2O(g)＝Fe3O4＋4H2铁与酸的反应与非氧化性酸反应铁与稀盐酸、稀硫酸反应均生成＋2价铁盐，溶液变成浅绿色，有H2产生第2页共12页第四章几种重要的金属580956723.docFe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑Fe＋H2SO4＝FeSO4＋H2↑[设问]铁和稀硝酸的反应呢？铁与氧化性酸反应[研究实验]把稀HNO3溶液吸入装有细铁丝的长胶头滴管里，并迅速放入试管内并塞紧，观察每一过程的实验现象，并做好记录。[观察现象后解析]①滴管内液面为什么会下降？②为什么到液面全部下降伍有红棕色气体产生？③为什么溶液变成棕黄色？④为什么须定要把塞子塞紧？⑤我们知道，稀HNO3拥有较强的氧化性，而铁拥有还原性，写出反应的化学方程式。与稀HNO3的反应：稀HNO3过分:Fe＋4HNO3(稀)＝Fe(NO3)3＋NO↑＋2HO由实验可知，铁遇强氧化剂可失去电子被氧化成＋3价的铁，说明铁有还原性。因反应生成NO、NO2污染物，实验应放在密闭容器里进行。[设问]铁与稀硝酸反应在任何情况下都生成的是Fe3+吗？铁粉过分会出现什么情况？Fe3+拥有氧化性，Fe拥有还原性，还有中间价态Fe2+，所以要发生氧化还原反应。铁粉过分:2Fe(NO3)3＋Fe=3Fe(NO3)2总反应：3Fe＋8HNO3(稀)＝3Fe(NO)3＋2NO↑＋4H2O常温下，铁遇冷的浓硝酸和浓硫酸发生钝化，但在加热的情况下还能够发生反应。铁与某些盐溶液的反应Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu(置换反应)Fe+2Fe3＝3Fe2[牢固练习铁片投入以下溶液后，金属片减少，但无气体放出的是：A、冷、浓HNOB、Cu(NO)2溶液C、稀HNOD、Fe(NO)溶液33333以下各物质中，不能够直接由组成它的两种元素的单质化合而获取的是：A、FeSB、FeOC、FeCl3D、FeCl2343依照以下反应：（1）Fe+CuCl=Cu+FeCl2；（2）2FeCl3＋Cu=2FeCl2+CuCl22第3页共12页第四章几种重要的金属580956723.doc判断Cu2+、Fe2+、Fe2+、氧化性的序次是：A、Fe3+>Fe2+>Cu2+B、Fe2+>Cu2+>Fe3+C、Cu2+>Fe2+>Fe3+D、Fe3+>Cu2+>Fe2+【小结】引导学生经过谈论总结出铁拥有较强还原性，有变价。铁拥有较强还原性。弱氧化剂〔I2、H＋、Cu2+等〕Fe2+FeO2、H2O强氧化剂〔Cl2、Br2、HNO3等〕Fe3+1FeFe2+弱氧化剂△Fe＋S===FeSFe+I2＝FeI2Fe+2H+===Fe2++H2↑Fe+Cu2+＝Fe2++Cu2FeFe3+强氧化剂△2Fe＋3Cl2===2FeCl32Fe+3Br2＝2FeBr3△2Fe+6H2SO4(浓)===Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O△Fe+4HNO3(浓)===Fe(NO3)3+NO2↑+2H2O--+2+3++12H2O5Fe+3MnO4+24H＝3Mn+5Fe3FeFe2+和Fe3+点燃3Fe＋2O2====Fe3O4高温3Fe＋4H2O(g)＝Fe3O4＋4H2第4页共12页第四章几种重要的金属580956723.doc第二课时二铁的重要化合物(一)铁的氧化物物理性质阅读课本P94：铁的氧化物有氧化亚铁(FeO)、氧化铁(Fe2O3)和四氧化三铁(Fe3O4)等。氧化亚铁:一种黑色粉末，它不牢固，在空气里加热，即迅速被氧化成四氧化三铁。氧化铁:一种红棕色粉末，俗称铁红，它可用作油漆的颜料等。四氧化三铁:拥有磁性的黑色晶体，俗称磁性氧化铁。存在着铁的两种不同样价态的离子，其中1/3是Fe2+，2/3是Fe3+，四氧化三铁能够看作是氧化亚铁跟氧化铁组成的化合物。铁的氧化物都不溶于水，也不跟水起反应。化学性质与非氧化性酸反应离子方程式：+2++HOFeO+6H+3+FeO+2H＝Fe2＝2Fe+3HO232FeO+8H+2++2Fe3++4HO＝Fe342(2)FeO、Fe3O4可与硝酸、浓硫酸、高锰酸钾等氧化剂的反应.3FeO＋10HNO3(稀)＝3Fe(NO)3＋NO↑＋5H2OFe3O4＋10HNO3(浓)＝3Fe(NO)3＋NO2↑＋5H2O三种氧化物能够与C、Si、CO、H2、Al等还原剂的反应3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2Al+Fe2O3===Al2O3+Fe铁的氧化物比较：名称氧化亚铁氧化铁四氧化三铁俗名------铁红磁性氧化铁化学式FeOFe2O3Fe3O4铁的化合价+2+3+2，+3色态黑色粉末红棕色粉末黑色粉末，有磁性水溶性不溶不溶不溶牢固性不牢固，在空气中加牢固牢固热转变成Fe3O4磁性无无有与盐酸反应FeO+2HCl=Fe2O3+6HCl=Fe3O4+8HCl=第5页共12页第四章几种重要的金属580956723.docFeCl2+H2O2FeCl3+3H2OFeCl2+2FeCl3+4H2O生成反应2Fe+O2==2FeO2Fe(OH)3===3Fe+O2==Fe3O4(钢炉中)2Fe2O3+3H2O3Fe+4H2O==2Fe2O3+4H2用途――油漆颜料、炼铁磁粉、炼铁（钢）其他FexOy+yCO====yCO2+xFe(炼铁过程)(二)氢氧化物铁的氢氧化物有：〔Fe(OH)2〕和〔Fe(OH)3〕。都可用相应的可溶性盐跟碱溶液起反应而制得。1.Fe(OH)3【演示实验4-9】在试管里注入少量FeCl3溶液，再逐滴滴入NaOH溶液。观察发生的现象：FeCl3+3NaOH==Fe(OH)3↓+3NaClFe3++3OH--===Fe(OH)3↓(红褐色积淀)（现象特别,用于鉴别）从实验能够看到，滴入NaOH溶液时，马上生成了红褐色Fe(OH)3的的积淀。加热Fe(OH)3，它就失去水而生成红棕色的氧化铁粉末。2Fe(OH)3＝Fe2O3+3H2OFeCl3溶液中加入氨水：Fe3+.++3NH3H2O＝Fe(OH)3↓+3NH42.Fe(OH)2【演示实验4-10】在试管里注入少量新制备的FeSO4溶液，用胶头滴管吸取NaOH溶液，将滴管尖端插入试管里溶液液面下，慢慢挤出NaOH溶液（防范二价铁被氧化），观察发生的现象。从实验能够看到，挤入NaOH溶液后，开始的时候析出一种白色的絮状积淀，这就是Fe(OH)2。FeSO4+2NaOH＝Fe(OH)2↓+Na2SO4Fe2++2OH-＝Fe(OH)2↓但这白色絮状积淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。这是因为氢氧化亚铁在空气里氧化成了Fe(OH)3。4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3↓积淀颜色及其变化:白色灰绿红褐色第6页共12页第四章几种重要的金属580956723.doc（现象特别,用于鉴别）Fe(OH)3和Fe(OH)3都可与酸反应生成相应的盐。Fe(OH)3和Fe(OH)3的性质比较：名称氢氧化铁氢氧化亚铁化学式Fe(OH)3Fe(OH)2属性弱碱弱碱色态不溶于水的红褐色固体不溶于水的白色固体牢固性不牢固：极不牢固：Fe(OH)3＝Fe2O3＋3H2O4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3试剂均不能够由化合反应获取可溶性的铁盐与碱溶液可溶性的亚铁盐与碱溶液反应Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓Fe3++3NH3·H2O=Fe3++2NH3·H2O=Fe(OH)3↓+Fe(OH)2↓+2NH4+3NH4+现象红褐色积淀白色絮状积淀→灰绿色→红褐色与酸反应Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2OFe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O三.铁化合物和亚铁化合物的相互转变+2价铁的化合物，在必然条件下可转变生成+3价铁的化合物，同样在另必然条件下+3价铁的化合物也可转变成+2价铁的化合物，这就是我们这节课谈论学习的问题。亚铁化合物转变成铁化合物亚铁化合物有：（FeSO4、FeCl2、FeBr2、Fe(NO3)2、FeO、FeS等。）A．弱氧化性（与爽朗金属Zn,Mg,Al等的置换反应）Zn+Fe2+==Zn2++FeB、弱还原性+2（与氧化剂反应失去电子）+3FeFe常有的氧化剂有：Cl2、Br2、O2、HNO3、浓H2SO4、KMnO4(H)溶液、K2Cr2O7溶液等。6FeCl2+3Br2=4FeCl3+2FeBr32Fe2+Br2=2Fe3+2Br第7页共12页第四章几种重要的金属580956723.doc6FeSO4+3Cl2=2Fe2(SO4)3+2FeCl310FeSO4+2KMnO4+8H2SO4=5Fe2(SO4)3+K2SO4+2MnSO4+8H2O铁化合物转变成亚铁化合物Fe3+拥有氧化性可与还原剂反应+3（与还原剂反应获取电子）+2FeFe常有的还原剂有：H2S、HI、S、I2、SO；金属Mg、Al、Zn、Cu等。H2S+2FeCl3=2FeCl2+S+2HClKI+2FeCl3=2FeCl2+I2+2KCl２Fe3++Fe===３Fe2+２Fe3++Cu===２Fe2++Cu2+3.Fe2+和Fe3+的检验:【演示实验4-11】:Fe3+遇到KSCN变成红色，Fe2+遇到KSCN不变成红色。络离子的颜色:血红色.该法矫捷度高.【演示实验4-12】：Fe2+遇到KSCN不变成红色，但是加入氯水后变成红色。2Fe2+Cl3Fe3+--23【演示实验4-13】:加入铁粉后再加入KSCN不变成红色：２Fe3++Fe===３Fe2+小结:Fe2+和Fe3+的检验方法：四：小结1、氧化物2、氢氧化物3、盐酸加热酸3+FeOFe(OH)Fe323碱FeOOHOCl2Fe3422加热FeOFe(OH)2Fe2+第8页共12页第四章几种重要的金属580956723.doc（不牢固）酸2.铁三角Fe2+弱氧化剂Fe氧还化原剂剂强氧化剂Fe3+【投影练习】1.将1.12g铁粉加入25ml2mol/L的氯化铁溶液中，充分反应后结果是()（A）铁有节余；（B）往溶液中加入无色的KSCN溶液显血红色；（C）氧化产物与还原产物的物质的量之比是2：5；（D）溶液中只有FeCl22．以下各组离子在溶液中不能够同时大量共存的是()-2+、Al3+-2+-+-（A）Cl、Cu、NO3（B）Fe、Cl、H、NO3-、Cl-+（D）Fe3+--（C）Fe3+、I、K、Fe2+、Cl、NO33．某溶液中有+2+3+2+NaOH溶液，微热并4搅拌，在加入过分盐酸，溶液中大量减少的阳离子是()+2+2+（D）Al3+（A）NH4（B）Mg（C）Fe在含有CuCl2、FeCl3和AlCl3的混杂溶液中，加入过分的铁粉，充分反应后进行过滤，滤液中含有阳离子是；在滤液中再加入过分NaOH溶液充分摇荡，滤液中含有的阴离子是.依照以下列图示所表示的物质间的变化情况：确定它们的化学式。ABCDEG.写出B与溶液G生成白色积淀及白色积淀在空气中变成D的化学方程式：B+G→及.第9页共12页第四章几种重要的金属580956723.doc《铁及其化合物》复习课一、是一种重要的过渡元素。过渡元素的原子结构和化学性质与主族元素有较大的差异。1、铁的地址、结构、化合价二、铁及其化合物的化学性质：1、铁单质：请写出反应式：Fe+S==Fe+CuCl2==Fe+FeCl3==Fe+H2O==Fe（少量）+HNO3(稀)==Fe（足量）+HNO3(稀)==解析铁单质在什么条件下生成+2价、+3价的铁的化合物及Fe3O4例1、amol的铁粉与含0.8molHNO3的稀溶液完好反应（假设HNO3还原为NO）(1)当a=0.15时，产物n(Fe2)=mol,n(Fe3)=mol(2)当a=0.25时，产物n(Fe2)=mol,n(Fe3)=mol(3)当生成0.2mol的NO时，a取何值233423、、FeCl23等2、铁的化合物：FeO、FeO、FeO、Fe(OH)、Fe(OH)、FeCl请写出离子反应式（没离子反应式的写化学反应式）：1）FeO（或Fe2O3）与稀HNO3Fe(OH)2露置在空气中FeCl2与H2O2/H+2）Fe2O3（或Fe(OH)3、）与氢碘酸FeCl3与H2S用FeCl3溶液制Fe(OH)3胶体FeCl3与硫氰化钾解析Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)的转变关系如何检验Fe2与Fe3？如何保存含Fe2与Fe3的溶液？2＋Br23＋2Br–溶液中通入少量氯气例2、（1）已知2Fe试写出在FeBr2=2Fe的离子方程式第10页共12页第四章几种重要的金属580956723.doc（2）比较Fe3与I–的还原性强弱,试举一个详尽的反应式来说明在FeI2溶液中通入少量氯气的离子方程式3）在标准情况下11.2L氯气通入含0.5molFeBr2的溶液中发生反应的离子方程式是()23–––(A)2Fe＋Cl2=2Fe＋2Cl(B)2Br＋Cl2=Br2＋2Cl2–3＋Br2＋4Cl–(C)2Fe＋2Br＋2Cl2=2Fe2–3＋2Br2＋6Cl–(D)2Fe＋4Br＋3Cl2=2Fe