高中化学 第二章 第四讲 铁及其化合物课件.ppt

第二章第四讲铁及其化合物 金属复习思路 单质 氧化物 对应的水化物 盐 某些重要 研究内容 存在结构性质 物理性质 化学性质用途变化制备 在地壳中的含量为第 位 铁 1 在周期表中位置 第四周期第viii族 属过渡元素 2 存在 游离态 少量存在于陨石中 化合态 3 物理性质 纯铁有很强的抗腐蚀能力 能被磁铁吸引和磁化 一 铁的存在 物理性质 2 3 四 赤铁矿 磁铁矿 黄铁矿 绿矾 等 原子结构示意图 具有银白色金属光泽和良好的延展性 7 86g cm 3 熔点1535 是电和热的良导体 4 铁的化学性质 1 铁与非金属单质反应反应 o2 cl2 br2 i2 s 3fe 2o2fe3o4 fe sfes fe i2fei2 注意 常温下铁被腐蚀生成铁锈 成分为fe2o3 nh2o 2fe 3br22febr3 2 与水的反应 对比 2na 2h2o 2naoh h2 常温下 纯铁与水不反应高温时 与水蒸气反应 3 与酸反应 与非氧化性酸反应产生氢气 如与稀h2so4 盐酸 浓 稀 反应的离子方程式 fe 2h fe2 h2 与氧化性酸反应不生成h2 常温下 铁遇浓硫酸和浓硝酸钝化 fe 2h2so4 浓 feso4 so2 2h2o 2fe 6h2so4 浓 fe2 so4 3 3so2 6h2o 若fe少量 若fe过量 要注意fe2 是fe3 和过量的fe反应的产物 fe和浓h2so4反应 3fe 8h 2no3 3fe2 2no 4h2o fe 4h no3 fe3 no 2h2o fe和浓hno3反应 fe和稀hno3反应 若fe少量 若fe过量 若fe少量 若fe过量 fe 6h 3no3 fe3 3no2 3h2o fe 4h 2no3 fe2 2no2 2h2o 4 与盐溶液反应 与cuso4溶液 与fecl3溶液 2fe3 cu cu2 2fe2 2fe3 fe 3fe2 提示由于铁是变价金属元素 它与氧化性不同的氧化剂反应时 其产物中铁元素的化合价不同 1 fe被弱氧化剂如s i2 h fe3 cu2 等氧化为fe2 2 fe被强氧化剂如cl2 br2 hno3 浓h2so4 等氧化为fe3 思考 铁在有关的反应中 其产物价态为什么不同 有什么规律 二 铁的重要化合物1 铁的氧化物 黑色 红棕色 黑色晶体 2 3 2 3 feo 2h fe2 h2o fe2o3 6h 2fe3 3h2o fe3o4 8h fe2 2fe3 4h2o fe3o4可写作feo fe2o3 但fe3o4不是feo和fe2o3的混合物 fe3o4是纯净物 3feo 10h no3 3fe2 no 5h2o 3fe3o4 28h no3 9fe3 no 14h2o fe2o3 3co2fe 3co2 不稳定 稳定 稳定 fe2o3 6h 2fe3 3h2o feo 2h fe2 h2o fe2o3 6h 2i 2fe2 i2 3h2o 6feo o22fe3o4 2al fe2o3al2o3 3fe 8al 3fe3o44al2o3 9fe fe oh 2 2h fe2 2h2o fe oh 3 3h fe3 3h2o 白 红褐 3fe oh 2 10h no3 3fe3 no 8h2o 2fe oh 3 6h 2i 2fe2 i2 6h2o 二 铁的重要化合物2 铁的氢氧化物 fe oh 3 3h fe3 3h2o fe oh 2 2h fe2 2h2o 2fe oh 3fe2o3 3h2o fe2 2oh fe oh 2 fe3 3oh fe oh 3 生成白色沉淀迅速变成灰绿色 最后变成红褐色沉淀 4fe oh 2 2h2o o2 4fe oh 3 fe oh 3 fe3 3nh3 h2o fe oh 3 3nh4 fe 弱氧化剂h cu2 fe3 s i2 还原剂zn al h2 co 强氧化剂 浓硫酸 hno3 cl2 br2 还原剂fe cu zn h2s s2 so2 l 强氧化剂 hno3 cl2 br2 mno4一 h o2 h2o2 fe2 fe3 还原剂al h2 co c 三 铁三角 1 fe只有还原性 fe反应后形成的产物呈何价态 一般由下列因素来决定 例 fe2 zn zn2 fe al co zn等 fe2 fe fe2 fe3 弱氧化性 遇强还原剂时被还原成单质铁 强还原性 遇较强氧化剂时被氧化成三价铁的化合物 2 2价铁离子强还原性 弱氧化性 2fe2 cl2 br2 2fe3 2cl br 2fe2 clo 2h 2fe3 cl 2h2o 5fe2 8h mno4 5fe3 mn2 4h2o 2fe2 h2o2 2h 2fe3 2h2o 3fe2 4h no3 3fe3 no 2h2o 4fe2 4h o2 4fe3 2h2o 常见fe2 转化成fe3 的离子方程式 2fe3 2i 2fe2 i2 2fe3 so2 2h2o 2fe2 so42 4h 2fe3 s2 2fe2 s 2fe3 h2s 2fe2 s 2h 2fe3 cu 2fe2 cu2 2fe3 fe 3fe2 i so2 s2 h2s cu fe等 溶液中 2fe3 2fe2 3 3价铁离子只具有氧化性 常见fe3 转化成fe2 的离子方程式 al co c h2等 fe3 fe fe2o3 3co2fe 3co2 2al fe2o3al2o3 2fe 1 2 fe3 与s2 hs so32 hso3 i fe2 与no3一 h mno4一 h clo 在溶液中因氧化还原反应不能大量共存 1 判断离子共存 fe2 fe3 均易水解 写出水解方程式 同时与co32 hco3 al oh 4 等在溶液中双水解不能大量共存 四 铁三角的应用 2fe3 3co32 3h2o 2fe oh 3 3co2 fe3 3 al oh 4 3al oh 3 fe oh 3 fe3 3hco3 fe oh 3 3co2 加少量铁屑 防止fe2 被氧化 加少量相应酸 防止fe2 水解 fe no3 2例外 加少量相应酸 防止fe3 水解 2 盐溶液的配制与保存 fe3 3h2o 沸水 fe oh 3 胶体 3h 制取fe oh 3胶体 制备无水fecl3 3 物质的制备 加过量铁粉过滤 加氯水或h2o2 加过量铁粉过滤 4 除杂 fe2 fe3 fecl3 fecl2 fecl2 cucl2 五 fe3 fe2 离子的检验 fe3 加入kscn溶液 呈血红色 说明有fe3 fe3 3scn fe scn 3 血红色 fe3 溶液颜色 棕黄色或黄色 fe2 溶液颜色 浅绿色 fe2 先加kscn溶液无现象 再加氯水 溶液变成血红色 说明有fe2 fe3 3scn fe scn 3 血红色 2fe2 cl2 2fe3 2cl 方法一 物理方法 化学方法 fe2 加入氢氧化钠溶液 有白色絮状沉淀生成 在空气中迅速变成灰绿色 最后变成红褐色 说明有fe2 4fe oh 2 o2 2h2o 4fe oh 3 fe3 加入氢氧化钠溶液 有红褐色沉淀生成 说明有fe3 fe3 3oh fe oh 3 红褐色 方法二 fe2 2oh fe oh 2 白色沉淀 fe3 加入苯酚溶液 呈紫色 说明有fe3 fe2 加入酸性kmn04溶液 紫色退去 说明有fe2 方法三 思考 溶液中同时有fe2 fe3 如何检验 加入kscn溶液 呈血红色 说明有fe3 加入酸性kmn04溶液 紫色退去 说明有fe2 可采取的措施 1 用新配制的feso4溶液 溶解feso4的蒸馏水煮沸除去o2 加少量稀硫酸和一枚铁钉 2 在feso4溶液液面上加入隔氧剂 如苯 植物油 3 碱液也要煮沸以除去溶解于水中的o2 4 将吸有碱液的胶头滴管插入亚铁盐溶液的液面下 fe oh 2具有较强的还原性 易被空气中的氧气氧化实验的关键之处是隔绝空气 避免接触o2 防止fe2 和fe oh 2被氧化 重点突破 fe oh 2的制取方法 2 在如图所示的装置中 用naoh溶液 铁屑 稀h2so4等试剂制备 为了制得fe oh 2白色沉淀 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 这样生成的fe oh 2沉淀能较长时间保持白色 理由是 答案 检验试管 出口处排出的h2的纯度 当排出的h2已经纯净时再夹紧止水夹 试管 中反应生成的h2充满了试管 和试管 且外界o2不易进入 电解一段时间后 可以看到u形管中有白色fe oh 2沉淀生成 铁做阳极 石墨棒做阴极 电解液是nacl溶液 naoh溶液 u形管中加入植物油的目的是隔绝空气 此时将电源反接 则会看到白色沉淀迅速变为灰绿色 最后变成红褐色 3 利用电解实验可以制得纯净的fe oh 2白色沉淀 如图所示 已知两电极的材料分别为石墨和铁 当电解液选用naoh溶液时 在阳极处立即产生白色沉淀 当选其他溶液时 只有迁移后两者相遇时才能产生沉淀 大约在电池中部 阳极 fe 2e fe2 阴极 2h2o 2e h2 2oh 或电解质溶