人教版必修一《几种重要的金属化合物》 化学 教学案（含答案）

第3课时

教学设计

三维目标

知识与技能

1.了解FeO、Fe2O3>FesCU的性质和应用。

2.掌握Fe2+、Fe3+的检验方法及相互转化。

3.掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备和性质。

4.通过演示和学生实验，培养学生的观察能力、动手能力及分析综合能力。

过程与方法

1.利用列表比较的方法，掌握铁的重要化合物的性质。

2.通过实物展示、演示和学生实验相结合的方法，启发、诱导学生突破难点、巩固重点。

情感、态度与价值观

L结合铁的重要化合物性质的教学，对学生进行辩证唯物主义教育。

2.通过启发、诱导、观察、动手、讨论，提高学生思维能力和灵活分析、解决问题的能力。

教学重点

铁的氧化物、氢氧化物的性质

教学难点

Fe(OH)2的制备，Fe2\Fe3+的相互转化

教具准备

投影仪、FeCb溶液、FeSO4溶液、2moiNaOH溶液、氨水、2moiI"盐酸、KSCN

溶液、FeO、FezCh、Fe3O4^铁粉、氯水、试管、胶头滴管、药匙

教学过程

师：上一课时我们学习了铝的重要化合物，请大家回顾A12O3和A1(OH)3有哪些重要的

化学性质？实验室怎样制备A1(OH)3?为何不用NaOH溶液制备A1(OH)3?

生：AI2O3、A1(OH)3都具有两性，既能与酸反应生成盐和水，也能和碱反应生成盐和水。

实验室常用氨水和铝盐溶液反应制备A1(OH)3；不用NaOH溶液是因为A1(OH)3能被NaOH溶

液溶解。

师：铁是过渡元素中的主要代表元素，前面我们了解了铁单质的有关性质，这一节课我

们共同学习铁的重要化合物。

［板书］(三)铁的重要化合物

师：大家回顾前面我们学习钠和铝的重要化合物时的学习次序是怎样的？

生：先学习氧化物，再学习氢氧化物，最后学习盐的代表。

师：很好，铁的重要化合物的学习次序与前面是一致的。

［板书］1.铁的氧化物

［投影］铁的氧化物性质比较表，备填(表一)

FeOFezChFesO4

颜色、状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体

溶解性不溶于水不溶于水不溶于水

俗名——铁红磁性氧化铁

FeO+2H+====Fe2++Fe2O3+6H+====2Fe3++3

与酸反应——

H20H2O

铁的化合价+2+3+2、+3

制红色油漆和涂料、炼

重要用途——

6FeO+O2-2Fe3O4

铁

教师出示铁的三种氧化物让学生观察，并分别验证其溶解性、与酸反应等性质，讲解分

析，依次填充表格（也可指名板演）。

［总结］FeO、Fe2O3是碱性氧化物，都能与酸反应生成盐和水，Fe3（D4是一种复杂的化合物,

可以看作是FeOFe2O3,但Fe3（）4是纯净物不是混合物。

［板书］2.铁的氢氧化物

师：根据铁元素的常见化合价，铁应该有哪些氢氧化物？

生：有Fe（OH）2和Fe（OH）3。

［投影］出示铁的氢氧化物性质比较表，备填（表二）

物质

Fe(OH)3Fe(OH)2

制法、性质

实验室制备Fe3++3OH====Fe(OH)3^Fe2++2OH-====Fe(OH)2x|/

白色固体、在空气中迅速变

颜色、状态红褐色固体

灰绿最终变红褐色

溶解性不溶于水不溶于水

Fe(OH)3+3H+====Fe3++3

+2+

与酸反应Fe(OH)2+2H====Fe+2H2O

H20

稳定性4Fe(OH)+O2+2HO====4Fe(

2Fe(OH)3-Fe2O3+3H222

00H)3

教师边讲解、边演示、边填表(也可以让学生填写)。

师：Fe(0H)2在空气中极易被氧化，实验室中如何采取一定措施制得白色的Fe(0H)2沉淀

呢？大家讨论。

生：把胶头滴管插入溶液深处滴加NaOH溶液，因为溶液深处溶解的02较少;用煮沸的

蒸储水配制FeSCU、NaOH溶液，煮沸可以使溶解的。2被赶出；配好的FeSCU溶液上面滴加

少量汽油，隔绝空气，防止FeS04被氧化。

师：同学们回答得很好，以上都是实验中常采取的措施，还有一些方法可采用，参见随

堂练习。

［例题剖析］

(例1)(2007山东东营模拟，22)用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。

方法一：用不含Fe3+的FeS04溶液与用不含02的蒸储水配制的NaOH溶液反应制备。

(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入0

(2)除去蒸储水中溶解的02常采用的方法。

(3)生成白色Fe(0H)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含02的NaOH溶液,插入FeSCU溶液液面

下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是0

方法二：在如右图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2s04等试剂制备。

止水夹

Ti

In

⑴在试管I里加入的试剂是o

(2)在试管II里加入的试剂是。

⑶为了制得白色Fe(OH”沉淀，在试管I和H中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验

步骤是O

(4)这样生成的Fe(0H)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是o

解析：首先要抓住氢氧化亚铁的性质，即易氧化，遇氧气迅速生成氢氧化铁。方法一是教材

中的方法，为防止氧化，胶头滴管反常规操作，或在溶液中加入还原性物质如铁粉。

方法二将原来的方法进行了改进，去掉了原有的胶头滴管，创设了新情景，要求学生在已经

掌握制备氢氧化亚铁的实验操作及实验原理的基础上，说明方法二制备氢氧化亚铁的原理，

同时也考查了对启普发生器的原理的理解。

答案：方法一：(1)稀H2so4、铁屑

⑵煮沸

(3)避免生成的Fe(0H)2沉淀接触02

方法二：(1)稀H2SO4、铁屑

(2)Na0H溶液

(3)检验试管n出口处排出的氢气的纯度。当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹

(4)试管I中反应生成的H2充满了试管I和试管n,外界空气不容易进入

3.铁盐和亚铁盐

［投影］出示FeCh溶液和FeC12作性质比较表

(表三)

FeCb溶液FeCb溶液

颜色浅绿色棕黄色

无明显现象Fe3++3SCN====Fe(SCN)3变

加KSCN溶液

红色

2+3+

Fe+2OH====Fe(OH)2j,Fe+3OH====Fe(OH)3.|.

加NaOH溶液生成的白色沉淀迅速变灰红褐色

绿，最终变红褐色

2+3+

2Fe+Cl2====2Fe+2CF

加氯水变黄色再加KSCN溶液变

红

—2Fe3++Fe====3Fe2+棕黄变

加铁粉浅绿再加KSCN溶液不变

红

教师边讲边演示，组织同学依次填充表格内容。

讲述：Fe2+、4Fe3+

(l)Fe2+—>Fe3+

师：Fe2+转化为Fe3+,化合价升高，应投入氧化剂与亚铁盐反应，常用的氧化剂有哪些

呢？Fe2+具有什么性质呢？

生：Cb、。2(教师补充HNCh、KMnCU、H2O2等)，Fe?+具有还原性。

师：Fe3+Fe2+铁的化合价降低，应投入还原剂与铁盐溶液反应，常用的还原剂有哪

些呢？上述转化说明Fe3+有什么性质呢？

生：金属单质(教师补充，S2\H2s都有较强还原性)，Fe3+具有氧化性。

［小结］铁三角

［例题剖析］

(例2)将Fe粉、Cu粉、FeCb溶液、FeCL溶液和CuCb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o

(2)若氯化铜有剩余，则容器中还可能有o

(3)若氯化铁和氯化铜都有剩余，则容器中不可能有,一定有。

(4)若氯化铁有剩余，则容器中不可能有o

解析：该题属物质共存问题，解答该题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。该题涉及的反应有：

①Fe+2FeCb====3FeC12

②Fe+CuC12====Cu+FeC12

③Cu+2FeC13====2FeCb+CuC12

(1)若Fe粉有剩余，则容器中就不可能有Fe3+、Cu2+,因为它们能发生上述①②反应。

⑵若CuC12有剩余，则容器中不可能有Fe,可能有Fe2+、Fe3+,一定有Fe?+。

⑶若FeCb和CuCb均有剩余，则容器中不可能有Fe、Cu,可能有Fe?+。

（4）若FeCb有剩余，则容器中不可能有Fe、Cu。

答案：

（l）Fe3\Cu2+

（2）Fe?+、Fe3+或Cu、Fe2+

（3）Fe、CuFe2+

（4）Fe、Cu

点评:此题实质是对“铁三角”的考查。解题时要掌握单质铁、铜、锌等金属和Fe2+具有还

原性，不能在强氧化性条件下存在；Cu2\Fe3\H+等具有氧化性，不能在强还原性条件下

存在。通过已知条件，结合可能发生的反应，进行对金属离子和金属单质的判断，有时还要

考虑金属（如Zn、Fe、Cu）与Fe3+反应的先后顺序。

板书设计

（三）铁的重要化合物

1.铁的氧化物

铁的氧化物性质比较（见表一）

2.铁的氢氧化物

铁的氢氧化物性质比较（见表二）

3.铁盐和亚铁盐（见表三）

小结：铁三角（见图）

活动与探究

1.A1C13、Al2（SO4）3净水效果比较。

把混有少量泥沙的浑浊水分别加入到3支试管中，向其中2支试管中分别加入A1C13、A12（SO4）3

溶液，振荡，静置，观察。

不加试剂加入AlCh力口入AI2（SO4）3

2分钟

4分钟

6分钟

结论

2.FeCb、Fe2（SO4）3净水效果比较。

把混有少量泥沙的浑浊水分别加入到3支试管中，向其中2支试管分别加入FeCb、

Fe2（SO4）3溶液,振荡，静置，观察。

不加试剂加入A1C13加入AI2(SO4)3

2分钟

4分钟

6分钟

结论

随堂练习

1.将8g铁片放入100mL硫酸铜溶液中，当溶液中的Ci?+全部被还原时，“铁片”的质量变为

8.2g,则原硫酸铜溶液的物质的量浓度为（）

A.0.5mol-L_1B.0.25mol-L-1

C.0.025mol-L-1D.0.125mol-L-1

答案:C

2.下列各组离子能大量共存于同一溶液中的是()

2+2+-3++

A.Fe,Ca,NO-,ClB.Fe,NH4,CP,I-

C.Fe2+,H+,NO；,C「D.Fe3+,Na+,SO上,OH"

答案:A

3.铁屑溶于过量的稀硫酸，过滤后向滤液中加入适量的硝酸，再加入过量的氨水，有红褐色

沉淀生成。过滤，加热沉淀物至质量不再发生变化，得到红棕色的残渣。上述沉淀和残渣分

别为()

A.Fe(OH)3；Fe2O3B.Fe(OH)2；FeO

C.Fe(OH)2；Fe(OH)3；Fe3O4D.Fe2O3；Fe(OH)3

答案:A

4.把ag铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量NaOH溶液。过滤出沉淀，经洗涤、干燥、

灼烧，得到红色粉末的质量仍为ag,则原合金中铁的质量分数为()

A.70%B.52.4%C.47.6%D.30%

答案:A

2++

5.某溶液中含有大量Fe2+、Fe3+、MgffNH4,其C(H+)=1CF2mol11在该溶液中可以大量

存在的阴离子是()

A.SO;B.NO；C.SCPTD.C。：

答案:A

6.在氯化铁、氯化铜和盐酸混合溶液中加入铁粉，待反应结束，所剩的固体滤出后能被磁铁

吸引，则反应后溶液中存在较多的阳离子是()

A.CU2+B.Fe3+C.Fe2+D.H+

答案:C

7.用Fe与含amolH2s。4的稀硫酸恰好完全反应，FeO与含bmolH2s。4的稀硫酸恰好

完全反应，混有少量FeO的Fe与含cmolH2SO4的稀硫酸恰好完全反应，并欲制得等量

的绿矶，则下列关系正确的是()

A.a=b=cB.a>b>cC.b>a>cD.c>b>a

答案:A

8.A、B、C、D、E、F六种物质，它们的组成中有一种元素是相同的。现有以下事实：①A、

B都难溶于水，A在空气中易氧化成B；②B受热可分解生成C；③足量的F加入到D的溶

液中，充分振荡后生成了浅绿色的E溶液；④往D的溶液中滴入AgNCh溶液，可生成难溶

于稀HNO3的白色沉淀，往KSCN溶液中滴入D的溶液振荡呈红色。据上述事实，(1)推断

A~F的化学式分别为A.、B.、C.、D.、

E.、F.o

⑵请写出①③涉及的化学方程式。

答案:⑴Fe(OH)2Fe(OH)3Fe2O3FeCl3FeChFe

⑵①4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3③2FeCb+Fe====3FeC12

习题详解

1.答案：2Na2()2+2CC)2====2Na2co3+O2

2.答案：强酸强碱两性两性

点拨：A12O3和A1(OH)3是典型的两性物质，都既能与强酸反应又能与强碱反应。其中A12O3

为两性氧化物，A1(OH)3为两性氢氧化物。

3.答案：产生白色沉淀沉淀不溶解产生白色沉淀沉淀溶解变为澄清溶液

点拨：在MgCb溶液中加入少量NaOH溶液，发生反应：Mg2++2OH====Mg(OH)2l，故有白

色沉淀生成；继续加入NaOH溶液，Mg(OH)2不溶解；在AlCb溶液中加入少量NaOH溶液,

发生反应AF++3OH-====A1(OH)3「产生白色沉淀，继续加入NaOH溶液，A1(OH)3会继续与

其反应：A1(OH)3+OH====AIO~+2H2O,沉淀会溶解变为澄清溶液。

4.答案：D

点拨：A选项中，Na与H2O反应生成NaOH和H2;B选项中Na2()2与H2O反应生成NaOH和

02；C选项中Ca(0H)2和Na2c03溶液反应生成NaOH和CaCO3;D选项中的两种物质不反应。

5.答案：B

点拨：AF+可以在酸性条件下存在，在碱性条件下会生成A1(OH)3,选项中，Cl\H+、Na+都

可与AF+共存，0H-能与AF+反应生成A1(OH)3。

6.答案：B

点拨：Ba(OH)2溶液和稀硫酸反应生成BaSO4白色沉淀；与MgCl2溶液反应生成Mg(OH)2白

色沉淀，符合题干要求。

7.答案：C

点拨：检验FeCL是否变质，主要是看Fe2+是否被氧化为Fe3+,即直接检验溶液中Fe3+

的存在。选择NaOH可以与Fe3+生成红褐色沉淀Fe(OH)3,但其中Fe2+会生成F