高中化学必修12节(3)

1、第二节第二节 几种重要的金属化合物几种重要的金属化合物【教学目标【教学目标】 基 本 的 要 求（1）氧化物的性质：Na2O、 CaO、Al2O3 、Fe2O3 CuO等金属氧化物与水、酸、碱溶液反应。（2）NaOH的性质：氢氧化钠、氢氧化铁、氢氧化亚铁的制备方法理解Al(OH)3的两性了解Al(OH)3和Fe(OH)3等难溶性氢氧化物的受热分解（3）盐的性质：比较Na2CO3 和NaHCO3在水中的溶解性、水溶液的碱性、热稳定性，掌握鉴别它们的方法Na2CO3 和NaHCO3与盐酸的反应理解Fe3+的氧化性；Fe2+和Fe3+之间的相互转化（局限于铁离子与Fe、Cu反应，亚铁离子与Cl2的反

2、应）了解Fe3+的检验了解铝盐和铁盐的净水作用了解钾、钠的焰色反应弹性的要求 氧化铜与氧化亚铜的转化发展的要求1掌握钠及其化合物之间的转化关系（包括Na2CO3 和NaHCO3在溶液中相互转化）2掌握铝及其重要化合物之间的转化关系3掌握铁及其重要化合物之间的转化关系不宜拓展1CO32- 、HCO3-的水解2铝热反应3Fe3+与H2S、HI的反应4Fe2+与HNO3、KMnO4反应5NaAlO2的物质1.了解了解Fe的重要化合物的主要性质的重要化合物的主要性质 及应用。及应用。2.掌握掌握Fe2、Fe3的检验方法。的检验方法。【教学重点【教学重点】 1、氢氧化铁的性质、氢氧化铁的性质 2、Fe2

3、+、Fe3+的转化的转化【教学难点【教学难点】 Fe2+、Fe3+的转化的转化三、铁的重要化合物三、铁的重要化合物砖的颜色为何有砖的颜色为何有青青有有红红？同学们大都见过红砖和青砖，你们是否知道它们是由同学们大都见过红砖和青砖，你们是否知道它们是由同种砖胚烧制而成的？为什么用相同的材料制成的砖同种砖胚烧制而成的？为什么用相同的材料制成的砖的颜色会不相同呢？的颜色会不相同呢？铁的存在铁的存在 铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅、铝，铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅、铝，主要以主要以 和和 价化合物的形式存在。价化合物的形式存在。23三、铁的重要化合物三、铁的重要化合物磁铁矿磁铁矿赤铁矿赤铁矿 氧化

4、亚铁氧化亚铁1、铁的氧化物、铁的氧化物铁的氧化物的性质和用途比较铁的氧化物的性质和用途比较 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俗名俗名色态色态铁的价态铁的价态水溶性水溶性稳定性稳定性物质类别物质类别与非氧化与非氧化性酸反应性酸反应应用应用 FeO Fe2O3 Fe3O4 无无 铁红铁红 磁性氧化铁磁性氧化铁 黑色粉末黑色粉末 红棕色粉末红棕色粉末 黑色晶体黑色晶体 +2 +3 +2 、+3不溶不溶 不溶不溶 不溶不溶 不稳定不稳定 稳定稳定 稳定稳定碱性氧化物碱性氧化物 碱性氧化物碱性氧化物FeO+2H+=Fe2+ +H2O Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2OF

5、e3O4 + 8H+= Fe2+ + 2Fe3+4 H2O红色油漆和涂料，炼铁红色油漆和涂料，炼铁2、铁的氢氧化物、铁的氢氧化物 Fe(OH)3 、Fe(OH) 2 如何制备如何制备Fe(OH)3 、Fe(OH)2 ？分组实验分组实验 3-9 FeCl3 FeSO4加入加入NaOH溶溶液产生的现象液产生的现象离子方程式离子方程式产生产生红褐色红褐色的沉淀的沉淀Fe3+3OH=Fe(OH)3 Fe2+2OH=Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3先有灰白色沉淀，先有灰白色沉淀，迅速变成迅速变成灰绿色灰绿色，最后变成最后变成红褐色红褐色（1）制备）制备思考与交流思考与交

6、流既然既然Fe(OH)2 容易被空气中的氧气氧化容易被空气中的氧气氧化,那么在那么在制备制备Fe(OH)2时应采取哪些措施防止其被氧化时应采取哪些措施防止其被氧化?实验探究实验探究: :怎样才能在较长时间内观察到白色怎样才能在较长时间内观察到白色的的Fe(OH)Fe(OH)2 2沉淀？沉淀？慢慢挤出慢慢挤出NaOH溶液溶液 长滴管长滴管 NaOH 溶液溶液新制新制FeSO4 溶液溶液油层油层方案一方案一在如图装置中，用在如图装置中，用NaOHNaOH溶液、铁屑、稀溶液、铁屑、稀H H2 2SOSO4 4等试剂制备。等试剂制备。（1 1）在试管）在试管里加入的试剂是里加入的试剂是 。（2 2）在

7、试管）在试管里加入的试剂是里加入的试剂是 。（3 3）怎样操作就可以长时间看到白色的）怎样操作就可以长时间看到白色的Fe(OH)Fe(OH)2 2沉淀？沉淀？H2SO4NaOHNaOH方案二方案二1操作操作将吸有将吸有NaOH溶液的胶头滴溶液的胶头滴管插入新制备的亚铁盐溶液的液管插入新制备的亚铁盐溶液的液面以下，缓慢挤出面以下，缓慢挤出NaOH溶液。溶液。Fe(OH)2的制备的制备2原理原理Fe22OH=Fe(OH)23注意事项注意事项(1)Fe2必须是新制的并放入必须是新制的并放入Fe粉，以粉，以防防Fe2被氧化成被氧化成Fe3；(2)除去溶液中溶解除去溶液中溶解的的O2，其方法是加热煮沸，

8、其方法是加热煮沸NaOH溶液；溶液；(3)滴管末端插入试管内的液面以下；滴管末端插入试管内的液面以下；(4)必要时可在液面上加植物油或苯进必要时可在液面上加植物油或苯进行液封。行液封。4改进方法改进方法为了防止为了防止Fe(OH)2被被O2氧化，在制备氧化，在制备Fe(OH)2时，一般从两个角度考虑，一是反时，一般从两个角度考虑，一是反应试剂，二是反应环境。应试剂，二是反应环境。(1)反应试剂反应试剂取用最新配制的取用最新配制的FeSO4溶液；溶液；NaOH溶溶液加热煮沸并冷却后使用，以驱除溶液中溶液加热煮沸并冷却后使用，以驱除溶液中溶解的解的O2。(2)反应环境反应环境方法方法1：装置如右图

9、所示。：装置如右图所示。在试管中加入适量的在试管中加入适量的5% FeSO4溶液，并覆盖一层苯，溶液，并覆盖一层苯，再用长滴管注入不含再用长滴管注入不含O2的的1 molL1NaOH溶液。由于苯溶液。由于苯的液封作用，防止了生成的的液封作用，防止了生成的Fe(OH)2被氧化，因而可较长被氧化，因而可较长时间观察到白色的时间观察到白色的Fe(OH)2沉沉淀。淀。方法方法2：装置如下图所示。实验时，先：装置如下图所示。实验时，先打开弹簧夹打开弹簧夹K，再将分液漏斗的旋塞打开，再将分液漏斗的旋塞打开，使稀硫酸与铁粉作用，用产生的使稀硫酸与铁粉作用，用产生的H2排出装排出装置中的空气；然后关闭置中的空

10、气；然后关闭K，使生成的，使生成的H2将试将试管中的管中的FeSO4溶液压入溶液压入NaOH溶液中，则可溶液中，则可较长时间观察到生成的白色较长时间观察到生成的白色Fe(OH)2沉淀。沉淀。若拔去广口瓶上的橡皮塞，则白色沉淀迅速若拔去广口瓶上的橡皮塞，则白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。变成灰绿色，最后变成红褐色。根据下述实验装置和操作，回答下列问题。根据下述实验装置和操作，回答下列问题。按下图所示装置用两种不同操作分别进行实按下图所示装置用两种不同操作分别进行实验，观察验，观察B试管中的现象。试管中的现象。操作操作1：先夹紧止水夹：先夹紧止水夹a，再使，再使A管开始管开始反应，实验中反

11、应，实验中B管中观察到的现象是管中观察到的现象是_ _。B管发生反应的离管发生反应的离子方程式是子方程式是_。操作操作2：打开止水夹：打开止水夹a，使，使A管开始反应管开始反应一段时间后再夹紧止水夹一段时间后再夹紧止水夹a，实验中在，实验中在B管管中观察到的现象是中观察到的现象是_ _。B管管中发生的离子方程式是中发生的离子方程式是_ _。【解析解析】当夹紧当夹紧a时，时，A试管便成了一个试管便成了一个封闭体系，产生的封闭体系，产生的H2使使A试管内压强增大，将试管内压强增大，将生成的生成的FeSO4溶液压入溶液压入B中，从而发生反应生成中，从而发生反应生成Fe(OH)2，而，而NaOH溶液中

12、的溶液中的O2可将可将Fe(OH)2迅迅速氧化，最后转变成速氧化，最后转变成Fe(OH)3，所以看到白色沉，所以看到白色沉淀的时间很短。当用操作淀的时间很短。当用操作2时，产生的时，产生的H2首先通首先通过导气管通入到过导气管通入到B中的中的NaOH溶液中，将其中的溶液中，将其中的O2赶走，再夹紧赶走，再夹紧a时，时，FeSO4溶液被压入溶液被压入B中，中，此时反应所产生的此时反应所产生的Fe(OH)2在一段时间内不变色。在一段时间内不变色。【答案答案】先出现白色絮状沉淀，然后沉先出现白色絮状沉淀，然后沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色Fe22OH=Fe(OH)

13、2、4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3打开止水夹时，溶液中导打开止水夹时，溶液中导气管口有气泡冒出，夹紧夹子后出现白色沉淀，气管口有气泡冒出，夹紧夹子后出现白色沉淀，短时间内沉淀不变色短时间内沉淀不变色Fe22OH=Fe(OH)2【规律方法规律方法】此题是围绕此题是围绕Fe(OH)2的实的实验室制法设计的。由于验室制法设计的。由于Fe(OH)2极易被氧化为极易被氧化为Fe(OH)3，溶液中溶解的，溶液中溶解的O2就能把它氧化，操就能把它氧化，操作作2采用了先通采用了先通H2后将后将FeSO4溶液和溶液和NaOH溶液溶液混合的方法，这样使混合的方法，这样使Fe(OH)2在在H2的还原

14、性气的还原性气氛中生成，能稳定存在的时间大大延长。氛中生成，能稳定存在的时间大大延长。2用下面方法可以制得白色用下面方法可以制得白色的的Fe(OH)2沉淀。沉淀。在如图装置中，用在如图装置中，用NaOH溶液、溶液、铁屑、稀铁屑、稀H2SO4等试剂制备。等试剂制备。(1)在试管在试管里加入的试剂是里加入的试剂是_。(2)在试管在试管里加入的试剂是里加入的试剂是_。(3)为了制得白色为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管沉淀，在试管和和中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是实验步骤是_ _。(4)这样生成的这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保沉淀能较

15、长时间保持白色，其理由是持白色，其理由是_ _。解析解析：原理是利用：原理是利用Fe和稀和稀H2SO4产生产生H2，先赶走装置中的空气。确定赶净空气后再夹紧先赶走装置中的空气。确定赶净空气后再夹紧止水夹，通过止水夹，通过H2产生的压力将产生的压力将FeSO4溶液压入溶液压入NaOH溶液中去，从而产生溶液中去，从而产生Fe(OH)2沉淀，且在沉淀，且在H2的氛围中的氛围中Fe(OH)2不易被氧化，所以可保存不易被氧化，所以可保存较长的时间。较长的时间。答案答案：(1)稀稀H2SO4、铁屑、铁屑(2)NaOH溶液溶液(3)检验试管检验试管出口处排出氢气的纯度。当出口处排出氢气的纯度。当排出的排出的

16、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，且外界空气不容易进入 【 讨论讨论】通过以上实验，你认为氢氧化亚铁的化学性质与一般的通过以上实验，你认为氢氧化亚铁的化学性质与一般的氢氧化物有什么异同？氢氧化物有什么异同？氢氧化铁的性质氢氧化铁的性质与酸反应与酸反应受热可分解受热可分解氢氧化铁是一种难溶于水的红褐色固体氢氧化铁是一种难溶于水的红褐色固体氢氧化亚铁的性质氢氧化亚铁的性质与酸反应与酸反应 不稳定，易被空气中的氧气氧化不稳定，易被空气中的氧气氧化Fe(OH)2+2HCl=FeCl2+2H2O4

17、Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3（氧化剂）（氧化剂）（还原剂）（还原剂） 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2OFe(OH)3 + 2HCl = FeCl3 + 3H2O（2）性质）性质3、铁盐和亚铁盐、铁盐和亚铁盐 常见常见铁盐：铁盐：FeCl3 、 Fe2(SO4)3 、 Fe(NO3)3亚铁盐：亚铁盐： FeCl2 、Fe(SO4)2 、Fe(NO3)2(1)(1)Fe3+离子的检验离子的检验视频：视频：实验实验3-10滴入滴入KSCN溶液溶液 FeCl3溶溶液液 FeCl2溶溶液液溶液呈溶液呈血红色血红色溶液颜色溶液颜色无变化无变化(2)(2)Fe3

18、+和和Fe2+的转化的转化现象现象离子方程式离子方程式FeCl3溶液中加溶液中加入铁粉、入铁粉、KSCN溶液溶液上层清夜加氯水上层清夜加氯水振荡振荡溶液溶液不显不显血红色血红色2Fe3+ + Fe = 3Fe2+氧化剂氧化剂还原剂还原剂溶液变成溶液变成血红色血红色3Fe2+ + Cl2= 2Fe3+ + 2Cl-还原剂还原剂氧化剂氧化剂(3)铁盐的净水作用铁盐的净水作用向混有少量泥沙的浑浊水中加入向混有少量泥沙的浑浊水中加入Fe2(SO4)3溶液后，溶液后，会会 。变澄清变澄清Fe3+:高价高价 氧化性氧化性Fe2+：中间价态中间价态 既有氧化性又有既有氧化性又有还原性还原性（主要）（主要）除

19、除Fe粉外，还有哪些还原剂可以将粉外，还有哪些还原剂可以将Fe3+还原为还原为Fe2+？除除Cl2外，还有哪些氧化剂可以将外，还有哪些氧化剂可以将Fe2+氧化为氧化为Fe3+ ？小结：小结：Fe2+Fe3+氧化剂：氧化剂：Cl2、O2、HNO3、KMnO4、浓硫酸浓硫酸还原剂：还原剂： Fe、CuFe3+和和Fe2+的转化的转化有哪些方法可以鉴别有哪些方法可以鉴别 Fe2+ 和和Fe3+? ?Fe2+Fe3+颜色颜色浅绿色浅绿色黄色黄色KSCN法或法或KSCN+Cl2血红色血红色先无明显变化，滴先无明显变化，滴加氯水后显加氯水后显血红色血红色碱液法碱液法红褐沉淀红褐沉淀先有灰白色沉淀，先有灰白色沉淀，迅速变成迅速变成灰绿色灰绿色，最后变成最后变成红褐色红褐色你现在知道砖的颜色为何有你现在知道砖的颜色为何有青青有有红红了吗？了吗？ 砖坯在砖坯在氧化氧化气氛中烧制，粘土中的铁充分氧化成红气氛中烧制，粘土中的铁充分氧化成红色的色的氧化铁氧化铁（Fe2O3），产品便是红砖。），产品便是红砖。 砖坯在砖坯在还原还原气氛中烧制，砖