铁和铁的化合物
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第二节铁和铁的化合物【教学目的】1.铁的原子结构和化合价2.铁的单质,氧化物,氢氧化物的性质3.“铁三角”(即 Fe、Fe2+、Fe3+之间的相互转化)4.Fe2+、Fe3+的检验5.通过介绍我国悠久的炼铁史,对学生进行爱国主义教育。
【教学重点】铁及其化合物的化学性质【教学难点】“铁三角”(即 Fe 、Fe2+、Fe3+之间的相互转化)【教学过程】第一课时【引言】人类使用铁已有4500年的历史了。
目前已发现的金属虽然已有90种,但其中应用最广泛、用量最多的仍然是铁。
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,人体内缺铁会导致缺铁性贫血,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、哪个民族首先使用铁呢?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,并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到自豪和骄傲!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位置及原子结构(1)铁在元素周期表的位置:铁位于第四周期第Ⅷ族。
(2)铁的原子结构示意图:铁的原子结构有哪些特点?从原子结构示意图上看,和主族元素不同,Fe 的次外层电子未达到饱和,不仅最外层上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,铁在其化合物中通常呈+2价或+3价。
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、联系生活实际(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;抗腐蚀能力强;具有较好的导电性,导热性和延展性;易被磁性物质吸引和磁化。
铁和铁的化合物一、铁的结构和性质1、铁是26号元素,位于第周期第族,属于过渡元素。
原子结构示意图:主要化合价:,2.铁在金属的分类中属于黑色金属,重金属,常见金属。
纯净的铁是光亮的银白色金属,密度为7.86g/㎝3,熔沸点高,有较好的导电、传热性,能被磁铁吸引,也能被磁化。
还原铁粉为黑色粉末。
3.铁是较活泼的金属元素,在金属活动性顺序表中排在氢的前面。
(1)跟非金属反应:(2)跟水反应:(3)跟酸作用:①与非氧化性酸(如稀盐酸、稀H2SO4等)的反应.例如:②与氧化性酸。
a. 铁粉少量时:b.铁粉过量时:c.铁遇到冷的浓H2SO4、浓HNO3时,产生钝化现象,因此金属铁难溶于冷的浓H2SO4或浓HNO3中.(4)与部分盐溶液反应:二、铁的氧化物和氢氧化物3434FeO·Fe2O3,实际应写成Fe(FeO2)2,即铁酸亚铁盐,不是一般的氧化物。
42是 (颜色)的晶体,俗称 。
三、Fe 、Fe 2+和Fe 3+之间相互转化及检验从Fe 、Fe 2+和Fe 3+的结构可知:Fe 只有 性,Fe 3+通常只有 性,Fe 2+既具有 性又具有 性。
通过跟一定的氧化剂或还原剂发生氧化还原反应,才能实现不同价态的铁相互转化(常称为铁三角):具体反应有:(1)Fe 2+→Fe 3+ (2)Fe 3+→Fe 2+4.Fe 2+和Fe 3+的检验(1)Fe 2+的检验:方法一:滴加KSCN 溶液, 现象,再滴加新制 ,溶液立即变 色。
方法二:滴加NaOH 溶液,生成 絮状沉淀,该沉淀迅速变为 色,最后变为 色。
(2)Fe 3+的检验:方法一:滴加KSCN 溶液或NH 4SCN 溶液,溶液立即变为 色。
方法二:滴加 溶液,出现红褐色沉淀。
反馈训练:1、在一定条件下可按上图所示发生转化:(1)A的化学式; B的化学式(2)反应①的化学方程式(3)反应②的离子方程式(4)反应③的离子方程式(5)反应④的离子方程式(6)H到I的化学方程式(6)F到G的离子方程式2、将Na2O2投入FeCl2溶液中, 可观察到的现象( )A.生成白色沉淀 B.生成红褐色沉淀 C.有气泡产生 D.无变化342方法一:用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
一、教学目标:1. 让学生了解铁的物理性质和化学性质,掌握铁的化学式和原子结构。
2. 使学生了解铁的化合物,如氧化铁、硫化铁等,并掌握它们的化学式和性质。
3. 培养学生进行实验操作的能力,提高观察和分析问题的能力。
二、教学重点与难点:1. 教学重点:铁的物理性质和化学性质,铁的化合物的性质。
2. 教学难点:铁的化学式和原子结构,铁的化合物的化学式和性质。
三、教学方法:1. 采用问题驱动法,引导学生思考和探索铁的性质和化合物的特点。
2. 使用实验教学法,让学生通过观察和操作实验,深入了解铁的性质和化合物的特点。
3. 采用案例教学法,分析实际问题,提高学生的应用能力。
四、教学准备:1. 实验室用具:烧杯、试管、滴定管等。
2. 实验试剂:铁粉、氧化铁、硫化铁等。
3. 教学课件和教案。
五、教学过程:1. 引入新课:通过铁的日常生活用品引入铁的概念,激发学生的兴趣。
2. 讲解铁的物理性质和化学性质,如铁的熔点、沸点、导电性、磁性等,并引导学生思考铁的化学式和原子结构。
3. 讲解铁的化合物,如氧化铁、硫化铁等,并介绍它们的化学式和性质。
4. 进行实验操作,让学生观察和分析实验现象,深入了解铁的性质和化合物的5. 分析实验结果,总结铁的性质和化合物的特点。
6. 通过案例分析,使学生了解铁的性质和化合物在实际中的应用。
7. 课堂小结,巩固所学知识。
8. 布置作业,提高学生的应用能力。
六、教学评估:1. 课堂问答:通过提问检查学生对铁的性质和化合物知识的掌握情况。
2. 实验报告:评估学生在实验中的操作技能和观察分析能力。
3. 作业完成情况:检查学生对课堂所学知识的巩固程度。
七、教学拓展:1. 探讨铁在其他领域中的应用,如钢铁工业、生物体内铁的代谢等。
2. 介绍铁的化合物在环境保护和资源回收利用方面的作用。
八、教学反思:1. 反思教学过程中学生的参与度和兴趣,调整教学方法,提高教学效果。
2. 针对学生的学习情况,调整教学内容和难度,使之更符合学生的实际需求。
第三节 铁和铁的化合物基 础 认 知铁和铁的化合物的相互转化关系①③⑥Fe 3O 4 Fe FeCl 2 Fe(OH)3⑩一、单质铁1.物理性质:色_____、态_____、硬度_____、导电导热性________。
在地壳中铁的含量仅次于______。
2.化学性质:(1)铁和非金属反应。
写出下列化学反应方程式:①在纯净的氧气中燃烧______________________________________________________;②在氯气中燃烧____________________________________________________________;③铁粉和硫粉混合加热______________________________________________________。
(2)铁和酸反应。
写出下列化学反应方程式和对应的离子方程式①铁和HCl :化学反应方程式____________________,离子方程式__________________;②铁和H 2SO 4:化学反应方程式_________________,离子方程式__________________。
(3)铁和水反应:铁______和冷、热水反应,但在_______下能和水蒸气反应,下图是铁粉和水蒸气反应的装置图,试回答下列问题。
①试在装置的空白处填上对应的试剂或用品名称。
②写出此图中发生的两个反应的方程式:______________________________________________________;______________________________________________________。
③铁和水蒸气反应的产物是氢气和______________(写名称),检验这种产物的简单方法是________________________________________________。
有关铁和铁的化合物反应归纳作者:王庆文来源:《中学化学》2017年第07期在高中化学中,铁和铁的化合物反应较多,其复杂又占有非常重要的地位,因此在学习铁和铁化合物或者复习元素、化合物知识时,需要抓住难点与重点,善于区分、归纳与总结,本文归纳铁及其化合物的典型反应,为学生更好地掌握、理解铁及铁的化合物知识点提供帮助。
一、归纳“两个六”1.铁三角如图1所示,铁三角中铁价态的变化涉及六种反应。
(1)Fe0Fe+2Zn+FeSO4Fe+ZnSO4Fe+H2SO4FeSO4+H2↑(2) Fe0Fe+3Fe2O3+3CO△2Fe+3CO2Fe+4HNO3Fe(NO3)3+NO↑+2H2O(3)Fe+2Fe+32FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl22FeCl2+Cl22FeCl32.六个连续反应(1)FeCl2和NaOH反应时先生成白色沉淀迅速灰绿色沉淀最终红褐色沉淀。
Fe2++2OH-Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3(2)氧化铁和氢碘酸反应:先:Fe2O3+6HI2FeI3+3H2O后:2Fe3++2I-2Fe2++I2(3)FeCl3溶液里滴加Na2S,先有淡黄色的沉淀,之后会生成黑色沉淀:2Fe3++S2-2Fe2++S↓2Fe3++3S2-2FeS↓+S↓(4)Fe表面含Fe2O3溶于足量稀H2SO4:先:Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O接着:Fe2(SO4)3+Fe3FeSO4后:Fe+H2SO4FeSO4+H2↑(5)FeO溶于稀HNO3:先:FeO+2HNO3Fe(NO3)2+H2O后:3Fe2++NO-3+4H+3Fe3++NO↑+2H2O(6)FeBr2、FeI2溶液中通入Cl2:先:FeI2+Cl2FeCl2+I2(Cl2不足)后:2FeI2+3Cl22FeCl3+2I2(Cl2过量)先:6FeBr2+3Cl24FeBr3+2FeCl3(Cl2不足)后:2FeBr2+3Cl2=2FeCl3+2Br2(Cl2过量)二、归纳“两个四”1.Fe3+的四个性质(1)水解性:Fe3+水解程度较大,与HCO-3、CO2-3、AlO-2、SiO2-3等离子发生双水解反应。
《铁和铁的化合物》教学反思我在多年的课堂教学中既重视教的过程,更重视学的过程;既重视对学生学习能力的培养,更重视对学生学科素质的开发,大面积提高了教学质量。
本文以《铁和铁的化合物》一节为例,谈几点教学中的体会,以期与同行磋商。
一、结构决定性质,培养学生思维能力铁是过渡元素的代表,本节以铁的性质为重点,引出铁的化合物和铁离子的检验。
因此铁的性质,尤其铁的化学性质是本节的核心。
研究物质的一般规律是:结构—性质—应用,这也是化学学科学习的方法之一。
教学中教师引导学生根据铁的原子序数及其在周期表中的位置,通过分析,画出铁的原子结构示意图,培养学生抽象思维能力和发散思维能力。
教师再着重讲解铁的原子结构特点:次外层不是2个或8个电子而是14个电子。
铁的价电子不只有最外层2个还有次外层部分电子,所以在化学反应中,铁原子能失去最外层2个电子而呈+2价;也能进一步失去次外层1个电子而显+3价,铁通常有+2价和+3价两种价态,即铁是变价元素。
从分析铁的原子结构入手引出铁的性质,遵循物质研究的一般规律,让学生体会化学学科中的结构决定性质这句话的涵义,培养学生思维的有序性。
至于铁的具体性质,我引导学生根据铁在金属活动性顺序表中的位置及铁原子结构特点自己推测,再看书总结,培养学生分析问题和解决问题的能力。
学生参与结论形成的过程,活化其思维,发挥学习中学生的主体作用。
经学生整理,铁的化学性质逐条定格完成,但较分散,规律性不强,教师适时点拨。
铁的这些反应中有电子转移发生吗?铁的作用是什么?本节课“画龙点睛”的一笔就描绘出来了,铁是一种较强的还原剂,当遇到弱氧化剂时就生成亚铁化合物;遇到强氧化剂时就生成铁化合物。
师生共同将常见的强氧化剂和弱氧化剂归类总结,解开了学生心中的疑团,也培养学生归纳思维能力,提高分析能力。
在传授知识的同时,培养学生各种能力,使学生学会学习的方法。
教师最后小结:铁的反应生成物中,铁的价态一般与反应物性质有关,也受反应物的量影响;也有不一般的,如铁在浓硝酸或浓硫酸中钝化;红热的铁与水蒸气及铁在氧气里灼烧,铁的生成物是四氧化三铁,这样总结完善,培养学生正向迁移能力。
高中化学《铁和铁的化合物》教学设计这是一篇由网络搜集整理的关于高中化学《铁和铁的化合物》教学设计的文档,希望对你能有帮助。
从容说课本节教材可以分为两部分,即铁的性质和铁的重要化合物。
本节教材从人类使用铁的历史开始,简单介绍我国古代人民用铁、冶铁的成就及现代我国钢铁工业的发展。
以激发学生热爱社会主义祖国、献身科学的热情。
教材的第一部分是铁的性质,着重介绍铁的化学性质。
教材引导学生从铁在元素周期表中的位置、铁在地壳中的含量等知识,引申到铁的重要性。
对于铁的化学性质。
结合铁原子的电子构型、失电子情况和金属活动顺序,共介绍了4条主要性质,并安排了两个演示实验。
在教材的第二部分铁的重要化合物中,介绍了三种氧化物、两种氢氧化物和两种铁盐,其中较难理解的是二价铁和三价铁的相互转化关系。
在学习铁的化学性质时,结合讨论,边讲边实验。
首先要求学生回忆铁在金属活动性顺序中的位置,根据铁在金属活动性顺序中的位置可初步判断铁是一种比较活泼的金属。
然后讨论铁跟非金属以及跟化台物的反应,进一步得出铁是一种比较活泼的金属的结论。
在进行铁的氧化物的教学时,可展示氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁的样品.通过观察、讨论,比较这三种氧化物的组成和性质。
铁的氢氧化物的教学采用边讲边实验的形式。
重点放在氢氧化亚铁的制备和性质上。
铁化合物和亚铁化合物间的相互转化是本节教学的难点。
在前面教学的基础上,学生对Fe2+和Fe3+问的相互转化已有了一定的认识,基于此补充两个演示实验。
(1)在一支试管里加入2 mL新制备的l molL-1。
的FeCl2。
溶液,逐滴加入新制备的饱和氯水,溶液颜色由浅绿色变成黄色。
(2)在一支试管里加入2 mL,1 molL-1的FeCl3溶液.加入2 mL 2 molL-1的盐酸酸化后,再加入少量还原铁粉或新的铁钉,溶液颜色由黄色逐渐变成浅绿色通过观察溶液颜色的变化,使学生更直观地了解到Fe2+和Fe3+间的相互转化.然后进一步引导学生运用氧化还原反应的知识分析Fe2+和Fe3+相互转化的内因和外因。
铁和铁的化合物知识点总结.铁和铁的化合物知识点总结周期,第Ⅷ4重点内容讲析]铁位于元素周期表中第[ 族,其原子结构示意图为:3+2+-- FeFe 其失电子情况: Fe-2e→或Fe-3e→。
+2(因而铁是中等活动性的金属,具有可变化合价),在学习中,要牢牢抓住铁的变价特征。
或+3铁及其重要化合物的转化关系:一、铁的单质化学性质铁是比较活泼的金属,当铁跟弱氧化剂反应时:-2+-3+。
;当跟强氧化剂反应时:Fe-3eFe-2e=Fe=Fe1.铁跟氧气等其它非金属单质的反应: 3Fe+2OFeO (一 4 32定要注意产物)2Fe+3Cl2FeCl 32 2Fe+3Br=2FeBr32Fe+I =FeI 22 Fe+S FeSCFe3Fe+C32.铁跟水的反应:2Fe+4HOFeO+4H↑(注意产2423物也是FeO)43在此也可以有意识地总结金属与水反应的基本规律。
3.铁跟酸的反应:+2+①与非氧化性酸:Fe+2H=Fe+H↑2②与强氧化性酸:Fe+4HNO(稀)=Fe(NO)+NO↑333+2HO2铁和冷浓硝酸、冷浓HSO发生钝化,但在加热42条件下,钝化作用立即遭到破坏:Fe+6HNO(浓)Fe(NO)+3NO↑2333O+3H2Fe+6HSO(浓)Fe(SO)+3SO244322↑+3HO 24.铁和某些盐溶液的作用:2+2+3+2+ Fe+Cu=Fe+Cu Fe+2Fe=3Fe这些反应在除杂、鉴别等方面都有一定作用,要理论联系实际,领会和理解反应实质。
二、铁的氧化物三、铁的氢氧化物可由易溶性的亚铁盐跟碱溶液起反应制.1Fe(OH) 2迅速氧化O得。
Fe(OH)为白色絮状沉淀,易被空气中22。
因此,白色絮状沉淀能迅速变成灰绿色,Fe(OH)成3最终变成红褐色。
↓,2+- Fe+2OH=Fe(OH)24Fe(OH)+O+2HO=4Fe(OH) 3222制备时:(1)要将滴管口插入硫酸亚铁液面下,再滴入NaOH溶液;(2)配液时可用加热的方法尽可能除去溶解氧;(3)可在液面加少许汽油或苯等有机溶剂,以隔绝空气。
铁和铁的化合物常用化学方程式铁的冶炼:3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2一、铁(遇强氧化剂呈+3价,遇弱氧化剂+2价)1.与非金属:①铁在氯气中燃烧:2Fe+3Cl2===2FeCl3②铁在氧气中燃烧:3Fe+2O2===Fe3O4③2Fe+3Br2===2FeBr3④铁和硫共热:Fe+S===FeS⑤Fe+I2===FeI22.与水蒸气:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H23.与非氧化性酸:Fe+2HCl===FeCl2+H2↑Fe+2H+===Fe2++H2↑4.与盐:Fe+CuSO4===FeSO4+Cu Fe+Cu2+===Fe2++Cu5.与碱不反应二、铁的氧化物FeO(黑色粉末)、Fe2O3(红棕色粉末,俗名铁红,常用作红色油漆和涂料、炼铁原料)、Fe3O4(磁性氧化铁,黑色晶体)1.FeO+2HCl===FeCl2+H2O(非氧化性酸,不变价;遇HNO3变价,下同)FeO+2H+===Fe2++H2O2.Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O3.Fe3O4+8HCl===FeCl2+2FeCl3+4H2O Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O三、铁的氢氧化物Fe(OH)2(灰绿色)、Fe(OH)3(红褐色)1.制备:①FeSO4+2NaOH===Fe(OH)2↓+Na2SO4Fe2++2OH—===Fe(OH)2↓②3NH3·H2O+FeCl3===Fe(OH)3↓+3NH4Cl 3NH3·H2O+Fe3+===Fe(OH)3↓+3NH4+2.Fe(OH)2不稳定性:4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)33.Fe(OH)3不稳定性:2Fe(OH)3===Fe2O3+3H2O4.与酸:①Fe(OH)3+3HCl===FeCl3+3H2O(非氧化性酸,不变价;遇HNO3变价,下同)Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O②Fe(OH)2+2HCl===FeCl2+2H2OFe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O四、Fe2+盐(还原性离子,易被氧化,保存需加少量Fe粉及相应酸)1. FeCl2溶液中通入Cl2:2FeCl2+Cl2===2FeCl32Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-2.FeCl2被H2O2所氧化:2FeCl2+H2O2+2HCl===2FeCl3+2H2O2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O3.FeCl2溶液中加入Br2:6FeCl2+3Br2===4FeCl3+2FeBr32Fe2++Br2===2Fe3++2Br-(FeBr2+Cl2)、(FeI2+Cl2)(常见还原性离子强弱顺序:S2—>SO32—>I—>Fe2+>Br—>Cl—)4.FeCl2(FeSO4)溶液与酸性KMnO4溶液反应:5Fe2++MnO4-+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O5.FeCl2(FeSO4)暴露在空气中变质:12Fe2++3O2+6H2O===8Fe3++4Fe(OH)3↓6.酸化的FeCl2(FeSO4)溶液中通入氧气:4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O7.Fe(NO3)2溶液与盐酸反应:3Fe2++4H++NO3-===3Fe3++2H2O+NO ↑8.FeCl2溶液中加入Na2S溶液:FeCl2+Na2S===FeS↓+2NaCl Fe2++S2-===FeS↓五、Fe3+盐(氧化性离子,易被还原,易水解,保存需加少量相应酸抑制水解)Fe(OH)3胶体的制备(水解),FeCl3饱和溶液滴入沸水:Fe3++3H2O===Fe(OH)3(胶体)+3H+1.Fe+2FeCl3===3FeCl2Fe+2Fe3+===3Fe2+2.Cu+2FeCl3===2FeCl2+CuCl2Cu+2Fe3+===2Fe2++Cu2+3.2FeCl3+2KI===2FeCl2+I2+2KCl 2Fe3++2I-===2Fe2++I24.向FeCl3溶液中通入H2S:2FeCl3+H2S===2FeCl2+S↓+2HCl2Fe3++H2S===2Fe2++S↓+2H+5.向FeCl3溶液中通入SO2:2FeCl3+SO2+2H2O===2FeCl2+H2SO4+2HCl2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++4H++SO42-6.少量的Zn和FeCl3溶液反应:Zn+2FeCl3===2FeCl2+ZnCl2Zn+2Fe3+===2Fe2++Zn2+7.过量的Zn与FeCl3溶液反应:3Zn+2FeCl3===3ZnCl2+2Fe 3Zn+2Fe3+===3Zn2++2Fe8.Fe3+的检验:FeCl3+3KSCN===Fe(SCN)3+3KCl Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3。
铁和铁的化合物知识结构【基础知识】一、铁元素在元素周期表中位置及铁原子结构 铁元素位于元素周期表第四周期第Ⅷ族属于过渡元素 铁原子结构简图:铁元素常见化合价: Fe Fe 23++、。
铁元素的+3价化合物稳定。
铁元素是典型的变价元素。
二、铁单质的性质1、物理性质: 纯铁是银白色金属, 密度为7.86克 / 厘米3(属于黑色金属、重金属类)、质硬、熔点高(1535℃)有可塑性、传导性、易磁化和去磁。
2、化学性质: 金属性(还原性)Fe 2e Fe 2-=+Fe 2+(离子结构简图)Fe 3e Fe 3-=+Fe 3+(离子结构简图)注意: 离子的最外电子层电子数不全是八电子结构45、Fe 的检验鉴别试剂 KSCN 溶液或NH 4SCN 溶液 现象: 血红色溶液离子方程式 ()[]Fe SCN Fe SCN 32+-++=(1)(2)7、铁三角关系(1)①通过弱氧化剂可以实现: 如I2、S、非氧化性酸(H+)铜盐溶液(Cu2+)银盐溶液(Ag+)等。
②通过强氧化剂可以实现: 如Cl2、Br2、硝酸、浓H2SO4等。
③通过强氧化剂可以实现: Cl2、硝酸、O2等。
④⑤通过还原剂可以实现: 如Al、C、CO、H2等。
⑥通过还原剂可以实现: 如碘化物、硫化物、Cu、Fe等。
(2)常见氧化剂: KMnO4(H+)高锰酸钾的酸性溶液、硝酸、浓H2SO4、高氯酸(HClO4)、FeCl3、CO2、K2Cr2O7(H+)重铬酸钾酸性溶液、无氧酸、稀H2SO4、KNO3(H+)硝酸钾的酸性溶液、Cl2、Br2、I2、O2、HClO、H2O2、Na2O2、KNO3(固体)等。
(3)常见还原剂: H2S、Na2S、KI、HI、CO、NH3、H2、C某些金属单质等。
(4)无氧酸性质HClHIH S H H2⎫⎬⎪⎭⎪++酸性()、氧化性()、还原性(酸根阴离子)(5)铁及其化合物间的转化关系: (书写有关化学方程式或离子方程式)8、关于铁的变价计算铁是重要的变价金属, 无论是单质, 还是化合物, 在一定条件下参加化学反应时都可能发生变价, 因此铁的变价计算是重点内容。
第三节 铁和铁的化合物知识导图 一、铁物理性质银白色,熔沸点较高,抗腐蚀性强,能被磁铁吸引,具有金属的一般物理性质。
化学性质1、与非金属的反应(1)常温下:铁被腐蚀生成铁锈,其主要成分是Fe 2O 3。
点燃:3Fe +2O 2Fe 3O 4.(2)Fe +S FeSFe 3+会氧化注:制备Fe(OH)2时,采取哪些措施可防止Fe(OH)2被氧化?提示:①配制溶液的蒸馏水加热煮沸,除去O2②胶头滴管伸入到液面以下加入液体.③Fe(OH)2例如:方法一1(1)(2)(3)生成再挤出答案:(2)煮沸(3)方法二2(1)(2)(3)为了制得Fe(OH)2白色沉淀,在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂,打开止水夹,塞紧塞子后的实验步骤是_______________________。
(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,理由是___________。
答案:(1)稀H2SO4和铁屑(2)NaOH溶液(3)检验试管Ⅱ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(4)试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ,故外界O2不易进入3、如图所示制备氢氧化亚铁的改进实验:(1)按图所示组装仪器,向一支小的具支试管中加入2 mL左右的稀盐酸,再加入2 mL左右的煤油,玻璃管下端粘住钠粒(用滤纸吸干表面煤油,切去氧化层)。
(2)将铁丝浸入盐酸,反应放出氢气,待试管内空气排尽后,向上提拉铁丝,使铁丝脱离液面。
并关闭弹簧夹;用另一根细铁丝沿玻璃管内将钠粒捣入液体中。
请回答下列问题:(1)写出该实验中发生反应的化学方程式:_____________。
(2)如何检验试管内空气已排尽(回答具体操作)?_________________________________。
(3)捣入钠粒后,预测具支试管中的现象:_______________________________________。
(4)已知钠粒的质量约0.05 g ,实验室现有以下两种不同浓度的盐酸,你选择(填“A”或“B”)________。
第三节 铁和铁的化合物知识导图一、铁 物理性质银白色,熔沸点较高,抗腐蚀性强,能被磁铁吸引,具有金属的一般物理性质。
化学性质1、与非金属的反应(1)常温下:铁被腐蚀生成铁锈,其主要成分是Fe 2O 3。
点燃:3Fe +2O 2Fe 3O 4.(2)Fe +S FeS(3) 2Fe +3Cl 22FeCl 3(产生棕色的烟)2、与H 2O 的反应 3Fe +4H 2O(g) 高温 Fe 3O 4+4H 23、与酸的反应(1)与非氧化性酸(如稀硫酸):Fe +2H +===Fe 2++H 2↑ (2)氧化性酸 ①稀硝酸HNO 3过量:Fe +4 HNO 3=== Fe(NO 3)3+NO ↑+2H 2O Fe 过量:3Fe +8HNO 3 === 3Fe(NO 3)2+2NO ↑+4H 2O②浓硝酸:常温下钝化 ③浓硫酸:常温下钝化 4.与盐溶液的反应(1)与CuSO 4溶液:Fe +Cu 2+ === Fe 2++Cu (2)与FeCl 3溶液:Fe +2Fe 3+=== 3Fe 2+ 二、铁的氧化物注:1、FeO、Fe3O4与氧化性的酸反应时,其中的+2价的铁会氧化;2、Fe2O3与HI反应时,Fe 3+会氧化I-注:制备Fe(OH)2时,采取哪些措施可防止Fe(OH)2被氧化?提示:①配制溶液的蒸馏水加热煮沸,除去O2②胶头滴管伸入到液面以下加入液体.③溶液表面覆盖植物油(或苯),以隔绝空气.由于Fe(OH)2具有很强的还原性,易被氧化为Fe(OH)3,在实验室中制备Fe(OH)2,并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态,成为物质制备实验探究的热点。
制备原理:Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓成功关键:①溶液中不含Fe3+和O2等氧化性物质。
②制备过程中,保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。
下面是几种典型的制备方法:例如:方法一隔绝空气的复分解反应法1、用不含Fe3+的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入__________。
(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。
(3)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液,这样操作的理由是________________________________。
答案:(1)稀H2SO4、铁屑(2)煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化方法二氢气氛围中的复分解反应法2、在如图所示的装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。
(1)在试管Ⅰ中加入的试剂是_________________________________。
(2)在试管Ⅱ中加入的试剂是_________________________________。
(3)为了制得Fe(OH)2白色沉淀,在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂,打开止水夹,塞紧塞子后的实验步骤是_______________________。
(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,理由是___________。
答案:(1)稀H2SO4和铁屑(2)NaOH溶液(3)检验试管Ⅱ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(4)试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ,故外界O2不易进入3、如图所示制备氢氧化亚铁的改进实验:(1)按图所示组装仪器,向一支小的具支试管中加入2 mL左右的稀盐酸,再加入2 mL左右的煤油,玻璃管下端粘住钠粒(用滤纸吸干表面煤油,切去氧化层)。
(2)将铁丝浸入盐酸,反应放出氢气,待试管内空气排尽后,向上提拉铁丝,使铁丝脱离液面。
并关闭弹簧夹;用另一根细铁丝沿玻璃管内将钠粒捣入液体中。
请回答下列问题:(1)写出该实验中发生反应的化学方程式:_____________。
(2)如何检验试管内空气已排尽(回答具体操作)?_________________________________。
(3)捣入钠粒后,预测具支试管中的现象:_______________________________________。
(4)已知钠粒的质量约0.05 g,实验室现有以下两种不同浓度的盐酸,你选择(填“A”或“B”)________。
A.1.1 mol·L-1B.10 mol·L-1答案:(1)Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,2Na+2H2O+FeCl2===Fe(OH)2↓+2NaCl+H2↑也可写成3个:Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,2NaOH+FeCl2===Fe(OH)2↓+2NaCl(2)在具支试管的出口处用向下排空气法收集满一小试管气体,用拇指堵住管口,移向酒精灯火焰,放开拇指,若听到“噗”的一声,则说明空气已排尽(3)钠不停地在煤油与稀盐酸界面处上下跳动,并有气泡产生,下层液体中很快有白色沉淀出现(4)A方法三 电解法4、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。
(1)a 电极的材料应为 ,电极反应式为___________。
(2)电解液c 可以是__________(填编号)。
A .纯水 B .NaCl 溶液 C .NaOH 溶液 D .CuCl 2溶液(3)d 为苯,其作用是________________,在加入苯之前对电解液c 应作 何简单处理?________________________________。
(4)为了在较短时间内看到白色沉淀,可采取的措施是 ________(填编号)。
A .改用稀H 2SO 4作电解液B .适当增大电源的电压C .适当减小两极间的距离D .适当降低电解液的温度(5)若c 用Na 2SO 4溶液,当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀,再反接电源电解,除了电极上看到气泡外,另一明显现象为_________________________________________。
答案:(1)Fe Fe -2e -=Fe 2+ (2)BC(3)隔绝空气,防止生成的Fe(OH)2被氧化;加热煮沸,排出溶解的O 2 (4)BC(5)白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变成红褐色 四、“铁三角”1.Fe―→Fe 2+铁与氧化性比较弱的非金属(如S 、I 2),非氧化性酸(如盐酸、稀H2SO4),不活泼金属的盐溶液(如CuSO 4溶液),FeCl 3溶液反应,都可实现这种转化.例如:Fe +CuSO 4 === Cu +Fe SO 4;Fe +2FeCl 3 ===3FeCl 3;Fe+2H +=Fe 2++H 2↑. 2. Fe 2+―→Fe比较活泼的金属(如Al 、Zn)、CO 、H 2、C 等能从亚铁化合物中置换出铁来.例如:FeCl 2+Zn === ZnCl 2+Fe ;FeO +H 2 Fe +H 2O. 3.Fe ―→Fe 3+铁与强氧化剂,如Cl 2、H 2O 2、KMnO 4(H +)、HNO 3、浓H 2SO 4在一定条件下反应都会实现这种转化.例如:2Fe +3Cl 22FeCl 3. 4.Fe 3+―→Fe可通过较强还原剂实现,如Al 、Zn 、CO 、H 2等.例如:Fe 2O 3+3CO 2Fe +3CO 2;Fe 2O 3+2Al 高温 2Fe +Al 2O 3; 2FeCl 3+3Zn===2Fe +3ZnCl 2. 5.Fe 2+―→Fe 3+亚铁盐与强氧化剂反应,如Cl 2、Br 2、HNO 3、浓硫酸、H 2O 2、KMnO 4(H +)等. 例如:2FeCl 2+Cl 2===2FeCl 3. 6.Fe 3+―→Fe 2+铁盐溶液与比较强的还原剂反应,如Fe 、Cu 、碘化物、硫化物等. 例如:2 Fe 3++S 2-=== 2Fe 2++S ↓;2Fe 3++Cu === 2Fe 2++Cu 2+; 2Fe 3++Fe ===3Fe 2+;2Fe 3++2I - === 2 Fe 2++I 2 应用“铁三角”关系,可以解决相关问题: (1)判断离子共存①Fe 2+、Fe 3+均水解,与HCO 3-、AlO 2-、CO 32-等因水解相互促进在溶液中不能大量共存。
②Fe 3+与S 2-、I -、HS -、SO 32-,Fe 2+与NO -3(H +)、ClO -、MnO -4(H +)在溶液中因发生氧化还原反应不能大量共存. (2)除杂方法①Fe 2+ (Fe 3+):加Fe 粉过滤; ②FeCl 3 (FeCl 2):加氯水或H 2O 2; ③FeCl 2(CuCl 2):加Fe 粉,过滤. 五、Fe 2+、Fe 3+的检验 1、溶液的颜色含有Fe 2+、的溶液显浅绿色 含有Fe 3+的溶液显棕黄色 2、用KSCN 溶液和氯水 (1)流程:(2)有关反应:Fe 3++3SCN -=== Fe(SCN)3(红色)2Fe 2++Cl 2 === 2Fe 3++2Cl - 3、用NaOH 溶液 (1)流程:(2)有关反应:Fe 3++3OH - === Fe(OH)3↓(红褐色) Fe 2++2OH - === Fe(OH)2↓(白色沉淀) 4Fe(OH)2+O 2+2H 2O === 4Fe(OH)3 六、铁盐溶液的配制、保持1、FeCl 3溶液:加酸,抑制Fe 3+的水解Fe 3++3H 2O Fe(OH)3↓+3H +2、FeCl 2溶液:加酸,抑制Fe 2+的水解 加铁屑,防止Fe 2+被氧化 七、物质制备制备无水FeCl 3:在HCl 气流中加热蒸干FeCl 3溶液。
制备Fe(OH)3胶体:向沸水中加入饱和的FeCl 3溶液并煮沸至有红褐色胶状物出现为止。
八、氧化性、还原性的关系1、氧化性:Cl2>Br2>Fe3+>I2>S2、还原性:S2->I->Fe2+>Br->Cl-九、杂质Fe2+、Fe3+的除去1、Fe3+:Fe3+水解能力强,实际上pH>4时,Fe3+几乎完全水解生成Fe(OH)3沉淀。
欲除去Fe3+,一般加碱或盐等物质,调节溶液的pH至pH=4即可。
2、Fe2+:一般先向溶液中加入氧化剂(如H2O2),使Fe2+被氧化为Fe3+,然后加碱或盐等物质,调节溶液的pH至pH=4即可。
1、A~I分别表示中学化学中常见的物质,它们之间相互转化关系如下图所示(有部分反应物、生成物没有列出):已知A、B、C、D、E、F六种物质中含有同一种元素,G为主族元素的固态氧化物.(1)写出物质的化学式:E__________,F__________,J__________.(2)写出反应的化学方程式:①_______________________________________________;②_______________________________________________;③________________________________________________.解析:由两条线索展开分析,一是G为主族元素的固态氧化物,既溶解于碱又可电解,可推知为Al2O3;二是E和F均是与碱反应后的产物,且E可被空气中的O2氧化成F,可推知E为Fe(OH)2,F为Fe(OH)3.答案:(1)Fe(OH)2Fe(OH)3NaAlO2(2)①Fe3O4+8HCl === FeCl2+2FeCl3+4H2O②4Fe(OH)2+O2+2H2O === 4Fe(OH)3③Al2O3+2NaOH === 2NaAlO2+H2O。