铁及其化合物【知识专讲精研】高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

第一节铁及其化合物第三章

铁

金属材料湖北省利川市第一中学地壳中的元素含量

铁在地壳中含量仅次于氧、硅、铝，排第四位

人体血液中的血红蛋白铁单质的存在—陨石铁元素在自然界的存在赤铁矿（Fe2O3）磁铁矿（Fe3O4）丹霞地貌东川红土地公元前2500年人类已发现和使用铁约公元前2000年人类发明了用铁矿石冶炼铁的方法我国的“铁”文化甘肃灵台出土的春秋初年秦国的铜柄铁剑战国时期最大的铁器—长方形铁炉铁质农具古代冶铁铁的冶炼Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

高温C+O2CO2

高温【回忆】高炉炼铁主要使用了哪些原料？涉及的化学反应方程式有哪些？焦炭、铁矿石、空气等CO2+C2CO高温1、物理性质银白色固体大高良好良好不如铜铝颜色状态密度熔沸点延展性导热性导电性一、铁的单质思考讨论

物质化学方程式非金属单质O2Cl2S酸HCl盐CuSO42、化学性质2Fe

+3Cl22FeCl3点燃Fe

+SFeS∆Fe

+2HClFeCl2+H2↑Fe

+CuSO4FeSO4+Cu3Fe

+2O2Fe3O4点燃【思考】在上述反应中，铁的化合价变化有何异同？为什么会有这样的变化？FeFe2+Fe3+弱氧化剂强氧化剂在钢铁厂的生产中，炽热的铁水或钢水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥处理，不得留有水，这是为什么？常温下，铁与水是不反应的。那么，在高温下，铁能否与水发生反应？【活动】结合所学知识，预测铁与水蒸气反应的产物，并说明你的预测依据。FeFeOFe2O3Fe3O4Fe(OH)2Fe(OH)3黑色黑色红棕色黑色白色红褐色受热不分解受热不分解受热不分解受热不分解不稳定500℃分解为Fe2O3【实验】铁粉与水蒸气的反应铁与水蒸气反应实验实验现象：加热时玻璃管内铁粉红热，点燃产物气体能安静地燃烧。反应原理：实验结论：铁能与水蒸气发生反应，生Fe3O4与氢气。3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2高温【思考1】湿棉花的作用？为反应提供水蒸气【思考2】先点燃哪一个酒精灯？加热湿棉花的【思考3】肥皂液的作用？收集H2【小结】金属与水的反应【思考】结合已学知识对比钠和铁与水反应的条件和程度有何差异？金属与水反应的本质是什么？KCaNaMg

Al

ZnFeSnPb(H)Cu……与冷水剧烈反应生成碱和氢气与热水反应生成碱和氢气不与水反应高温下与水蒸气反应生成氧化物和氢气Fe3O4FeO化学式FeOFe2O3Fe3O4俗名——铁红磁性氧化铁色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体水溶性不溶不溶不溶二、铁的氧化物Fe2O3化学式FeOFe2O3Fe3O4类别碱性氧化物碱性氧化物特殊氧化物稳定性

不稳定

稳定稳定与非氧化性酸反应FeO+2H+＝Fe2++H2OFe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O6FeO+O2

＝

2Fe3O4△FeO·Fe2O3Fe3O4+8H+＝Fe2++2Fe3++4H2O与氧化性酸反应与还原性酸反应氧化性高温时，都能与C、CO、H2反应，被还原生成Fe3FeO+NO3-+10H+＝3Fe3++NO↑+5H2OFe2O3+2I-+6H+＝I2+2Fe2++3H2O【用途】Fe2O3炼铁原料、油漆或涂料Fe3O4炼铁原料、磁性材料、催化剂（铁触媒）等红褐色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀白色沉淀Fe3++3OH-

＝Fe(OH)3↓Fe2++2OH-

＝Fe(OH)2↓三、铁的氢氧化物Fe(OH)2被溶解在溶液中的氧气氧化成了红褐色的Fe(OH)34Fe(OH)2+O2+2H2O

＝4Fe(OH)3实验室在制备Fe(OH)2时应防止氧气的干扰（包括溶液中的氧气的干扰与空气中的氧气的干扰）。罪魁祸首——氧气！【改进装置一】Fe(OH)2被氧化的原因

配制试剂的蒸馏水要煮沸①在Fe(OH)2溶液的液面上加少量苯（或植物油）②胶头滴管插入液面下加入NaOH溶液改进装置反应试剂中溶有氧气试剂与空气接触改进方法【改进装置二】NaOH溶液操作：先

止水夹，在试管Ⅱ出口处

，当

，后，

止水夹。产生的氢气使Ⅰ中压强

，将生成的硫酸亚铁溶液从长导管压入

。稀H2SO4铁屑打开收集氢气并验纯关闭增大Ⅱ中氢气纯净【其它改进装置】铁粉稀硫酸NaOH溶液化学式Fe(OH)2Fe(OH)3颜色状态白色固体红褐色固体与盐酸反应Fe(OH)2＋2H＋==Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋==Fe3＋＋3H2O受热分解－制备可溶性亚铁盐与碱反应：可溶性铁盐与碱反应：二者的关系2Fe(OH)3==Fe2O3＋3H2OFe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3Fe(OH)2与Fe(OH)3的性质比较：氯化铁[FeCl3]硫酸铁[Fe2(SO4)3]

氯化亚铁[FeCl2]Fe3+棕黄色Fe2+浅绿色四、铁盐和亚铁盐硫酸亚铁[FeSO4]【活动】在给定试剂中选择合适试剂，设计实验方案并预测实验现象。试剂：FeCl3溶液、FeSO4溶液、KSCN溶液

新制氯水、H2O2溶液、酸性KMnO4溶液、KI-淀粉试纸、

铁粉、铜片性质预测所选试剂预期实验现象及结论相关离子方程式Fe3+、Fe2+的检验实验3-2：在两支试管中分别加入少量的FeCl2溶液和FeCl3溶液，各滴入几滴硫氰化钾（KSCN）溶液，观察并记录现象。滴入KSCN滴入KSCNFeCl2FeCl3Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3（红色）

滴入氧化剂氯水或H2O2鉴别方法

Fe3+Fe2+

浅绿色溶液棕黄色溶液红褐色沉淀无红色加KSCN溶液加碱溶液观察颜色白色沉淀变灰绿色最终呈红褐色铁盐和亚铁盐的相互转化【思考】结合所学知识，讨论该如何实现Fe3+、Fe2+的相互转化。Fe2+Fe3+氧化剂还原剂H2O2浓硫酸酸性高锰酸钾HNO3Cl2O2重铬酸钾FeCuI-S2-实验3-3FeCl3溶液加入过量铁粉滴入KSCN溶液取上层清液滴入氯水溶液由棕黄色变为浅绿色无明显现象溶液呈红色2FeCl2＋Cl2=2FeCl32FeCl3＋Fe=3FeCl22Fe3+＋Fe=3Fe2+2Fe2+＋Cl2=2Fe3+＋2Cl-1.Fe2+的性质：①氧化性：与Zn、Mg等金属单质反应②还原性：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O2Fe2++H2O2

+2H+=2Fe3++2H2O2.Fe3+的性质：氧化性2Fe3++2I-=2Fe2++I22Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+印刷电路板【思考】为使使用后的“腐蚀液”得到充分利用，该如何处理使用后的“腐蚀液”？阅读课本P70——利用覆铜板制作图案铁元素的价类二维图0元素价态物质类别+2+3+6单质氧化物碱盐FeFeOFe2O3Fe3O4Fe(OH)3Fe(OH)2FeCl3FeCl2K2FeO4Fe：还原剂Fe2+：氧化剂还原剂Fe3+：氧化剂元素价态0+2+3盐Fe3+Fe单质物质类别氧化剂（如Cl2等）还原剂氧化剂（如H+、Cu2+）氧化剂H2O2、还