铁及其化合物性质演示实验探究

第1篇一、实验目的1. 探究铁在不同环境条件下的生锈速率。

2. 分析铁的氧化还原性质。

3. 了解铁及其化合物的性质和应用。

二、实验原理铁是一种具有较强还原性的金属，在潮湿的空气中易发生氧化反应，生成铁锈（Fe2O3·nH2O）。

通过改变实验条件，可以观察到铁生锈速率的变化，并进一步了解铁的氧化还原性质。

三、实验用品1. 实验材料：铁片、铁钉、铜片、锌片、碳棒、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液、硫酸铁溶液、硫酸锌溶液、硫酸铝溶液、硫酸镁溶液、氯化钠溶液、食盐水、氢氧化钠溶液、蒸馏水、稀硫酸、稀盐酸、稀氢氧化钠溶液、干燥剂、pH试纸、玻璃棒、试管、烧杯、漏斗、滤纸、电子天平、温度计、移液管、滴定管、分光光度计等。

2. 实验仪器：电子天平、温度计、移液管、滴定管、分光光度计、试管、烧杯、漏斗、滤纸、玻璃棒、pH试纸等。

四、实验步骤1. 铁生锈速率实验（1）取三片铁片，分别放入三个装有食盐水的烧杯中，观察并记录铁片生锈情况。

（2）将一片铁片放入装有蒸馏水的烧杯中，另一片铁片放入装有食盐水并加热至沸腾的烧杯中，观察并记录铁片生锈情况。

（3）将一片铁片放入装有食盐水并加入少量氢氧化钠溶液的烧杯中，观察并记录铁片生锈情况。

2. 铁的氧化还原性质实验（1）取少量硫酸亚铁溶液，加入少量铜片，观察溶液颜色变化。

（2）取少量硫酸铁溶液，加入少量锌片，观察溶液颜色变化。

（3）取少量硫酸铜溶液，加入少量铁粉，观察溶液颜色变化。

3. 铁及其化合物的性质实验（1）取少量硫酸亚铁溶液，加入少量氢氧化钠溶液，观察沉淀生成情况。

（2）取少量硫酸铁溶液，加入少量氢氧化钠溶液，观察沉淀生成情况。

（3）取少量硫酸铜溶液，加入少量氢氧化钠溶液，观察沉淀生成情况。

五、实验结果与分析1. 铁生锈速率实验（1）食盐水中铁片生锈速度较快，加热后生锈速度加快，加入氢氧化钠溶液后生锈速度减慢。

（2）蒸馏水中铁片生锈速度较慢，加热后生锈速度加快。

（3）食盐水并加入氢氧化钠溶液中，铁片生锈速度减慢。

实验活动1——铁及其化合物的性质[实验操作]1.铁及其化合物的性质实验(一)铁单质的还原性实验操作实验现象结论及分析反应离子方程式一段时间后，取出铁丝，观察插入CuSO4溶液中的铁丝，表面有红色物质析出Fe具有还原性，与CuSO4溶液反应置换出铜Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋实验(二)铁盐的氧化性实验操作实验现象结论及分析反应离子方程式加入铜片一段时间后，铜片溶解，溶液变为蓝色Fe3＋具有氧化性，能将Cu氧化成Cu2＋2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋加入淀粉溶液后，溶液呈蓝色Fe3＋具有较强氧化性，能将I－氧化为I22Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2实验(三)亚铁盐的氧化性和还原性实验操作实验现象结论及分析反应离子方程式加入锌片一段时间后，锌片溶解，溶液绿色变浅，最后消失Fe2＋具有氧化性，能将Zn氧化为Zn2＋Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe随着FeSO4溶液的滴入，溶液紫色褪去时，再加入Fe2＋具有还原性，能被KMnO4酸性溶液氧化成Fe3＋5Fe2＋＋MnO－4＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2OKSCN 溶液，溶液呈红色Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)32.铁离子的检验实验操作实验现象结论及分析反应离子方程式加入KSCN溶液后，溶液呈红色Fe3＋遇KSCN溶液时，溶液变成红色Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3加入铁粉后，溶液由黄色变为绿色，再加入KSCN溶液后，溶液无变化Fe2＋遇KSCN溶液时，溶液不变色，故可用KSCN溶液检验Fe3＋2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋[实验拓展]研究物质氧化性(或还原性)的方法(1)如果预测某物质具有氧化性，就需要寻找具有还原性的另一物质，通过实验检验两者能否发生氧化还原反应，以验证预测是否正确。

要求设计实验使两者发生反应时，实验操作简单、现象明显。

相应地，如果预测某物质具有还原性，就需要寻找具有氧化性的某一物质，通过实验进行验证。

铁及其化合物的性质实验活动教案实验活动教案，以铁及其化合物的性质。

一、实验目的。

1. 了解铁及其化合物的性质；2. 掌握铁及其化合物的制备方法；3. 探究铁及其化合物在化学反应中的应用。

二、实验器材和药品。

1. 实验器材，试管、试管夹、玻璃棒、燃烧瓶、烧杯、玻璃棉、酒精灯等；2. 实验药品，铁粉、铁钉、铁砂、铁细粉、硫酸铁、氢氧化钠、氢氧化铵、氢氧化钾、氯化铁等。

三、实验步骤。

1. 实验一，铁的物理性质。

（1）将一小部分铁粉放入试管中，用试管夹夹住试管，然后在酒精灯上加热。

（2）观察铁粉受热后的变化，记录下观察结果。

2. 实验二，铁的化学性质。

（1）在燃烧瓶中放入适量的铁粉，加热至红热状态后，用玻璃棒将其迅速放入试管中，然后用玻璃棉堵住试管口。

（2）观察试管内的现象，记录下观察结果。

3. 实验三，铁的制备。

（1）将铁钉放入燃烧瓶中，然后用酒精灯加热。

（2）观察铁钉的变化，记录下观察结果。

4. 实验四，铁的化合物性质。

（1）将铁粉与硫酸铁溶液混合，观察反应现象。

（2）将氢氧化钠溶液滴入氯化铁溶液中，观察反应现象。

（3）将氢氧化铵溶液滴入氯化铁溶液中，观察反应现象。

四、实验结果与分析。

1. 实验一，铁的物理性质。

铁粉受热后发生氧化反应，产生了黑色的氧化铁。

2. 实验二，铁的化学性质。

铁粉在氧气中燃烧，产生了明亮的火花，同时发出“嘭嘭”声，形成了氧化铁。

3. 实验三，铁的制备。

铁钉在加热过程中发生了氧化反应，产生了黑色的氧化铁。

4. 实验四，铁的化合物性质。

（1）铁粉与硫酸铁溶液混合后，产生了黑色的沉淀，这是由于铁与硫酸铁发生了化学反应，生成了氢氧化铁沉淀。

（2）氢氧化钠溶液滴入氯化铁溶液中，产生了红褐色的沉淀，这是氢氧化铁的沉淀反应。

（3）氢氧化铵溶液滴入氯化铁溶液中，产生了棕黄色的沉淀，这是氢氧化铁的沉淀反应。

五、实验结论。

通过以上实验，我们可以得出以下结论：1. 铁在氧气中燃烧会产生氧化铁；2. 铁与硫酸铁、氢氧化钠、氢氧化铵等物质发生化学反应时会产生相应的沉淀。

无机化学实验整合——铁及其化合物性质养成良好的答题习惯，是决定成败的决定性因素之一。

做题前，要认真阅读题目要求、题干和选项，并对答案内容作出合理预测;答题时，切忌跟着感觉走，最好按照题目序号来做，不会的或存在疑问的，要做好标记，要善于发现，找到题目的题眼所在，规范答题，书写工整;答题完毕时，要认真检查，查漏补缺，纠正错误。

【实验一氢氧化铁胶体的制备】（1）胶体的制备1．原理：FeCl3+3H2O △Fe(OH)3（胶体）+3HCl；2．步骤：往沸水中加入5~6滴饱和FeCl3溶液，继续加热直到溶液呈现红褐色，停止加热。

3．注意事项：（1）不能用自来水代替蒸馏水，因为自来水中含有离子（如Cl-），会使胶体发生聚沉；（2）不能搅拌或长时间持续加热，因为会使胶粒运动加快，从而克服胶粒间的排斥力发生聚沉；（3）为了制得浓度较大的Fe(OH)3胶体，使现象更明显，需要用FeCl3的饱和溶液。

(2)丁达尔效应①实验探究：操作在光束垂直的方向观察现象原因分析一条光亮的“通路”胶粒的直径为1～100nm，能对光线散射无明显现象溶液中粒子的直径小于1nm，散射极其微弱（3）胶体的性质1.电泳胶体分散质微粒细小，具有巨大的比表面积（单位质量具有的表面积），能较强地吸附电性相同的离子，从而形成带电微粒（胶粒）。

这些微粒在外电场的作用下会发生定向移动，如氢氧化铁胶体微粒带正电荷，在通电的情况下胶体微粒向与直流电源负极相连的一极移动，这种现象称为电泳。

2.聚沉胶体粒子聚集成为较大的颗粒而形成沉淀，从分散剂里析出的过程叫聚沉。

可使胶体聚沉的方法有①加酸、碱、盐的溶液；②加带相反电荷胶粒的胶体；③加热或搅拌。

【实验二铁离子的检验】Fe2+、Fe3+的检验1.观察法溶液呈棕黄色，证明含有Fe3+；溶液呈浅绿色，证明含有Fe2+。

2.化学法盐溶液添加试剂Fe2+Fe3+ NaOH产生白色絮状沉淀，且沉淀迅速转变为灰绿色，最终变为红褐色产生红褐色沉淀KSCN无明显现象Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3溶液变血红色KMnO 4(H +)紫色褪去无明显现象淀粉-KI 无明显现象2Fe 3+＋2I －===2Fe 2+＋I 2溶液变蓝Cu 无明显现象2Fe 3+＋Cu===2Fe 2+＋Cu 2+铜片溶解且溶液变为蓝色【实验三铁的氢氧化物的制备】1.铁的氢氧化物的制备实验室制备氢氧化铁和氢氧化亚铁如下图所示：①图甲实验中观察到的现象是有红褐色沉淀生成，反应的离子方程式是Fe 3＋＋3OH －===Fe(OH)3↓。

一、主要试剂：10%三氯化铁溶液、硫酸亚铁晶体、KSCN 溶液、酸性高锰酸钾溶液、淀粉、0.1mol/L 碘化钾溶液、浓硝酸溶液、氢氧化钠溶液、5%硫酸铜溶液、铁丝、铁粉、锌片、铜丝、0.1M 铁氰酸钾溶液、镁条 二、实验内容1、铁单质的还原性（1）铁单质和硫酸铜溶液反应①5%硫酸铜溶液与铁粉反应的前后对比（反应前、反应后）②5%硫酸铜溶液和打磨过的铁丝反应(反应前、反应中、反应后)铁单质的存在形式铁粉打磨过的铁丝实验原理：Fe+6HNO3(浓)=Fe(NO3)3+3NO2↑+H2O实验现象：浓硝酸一接触到铁粉，及迅速产生大量红棕色气体，反应后溶液稀释液呈黄色。

实验结论：虽然该实验反应速度快，反应现象明显；但因实验中使用浓硝酸、产生二氧化氮气体，危险性强，不利于课堂教学的展示。

反思：操作层面，不应该在没有防护措施的情况下直接徒手进行操作；方案设计层面，可以在试管口上套一个透明的气球，通过观察气球膨胀与否与气球内气体的颜色了解实验情况。

2、铁盐的氧化性（1）10%的三氯化铁溶液与锌片、打磨过的锌片的反应及空白对照（反应中、反应后、滴加三滴KSCN溶液）（2）10%的三氯化铁溶液和铜丝反应（反应前、反应后）（3）10%的三氯化铁溶液与铁粉反应（反应前、反应后）（4）10%的三氯化铁溶液与碘化钾反应（反应前、反应后加入KSCN 溶液、加入KSCN 溶液后加入淀粉溶液）10%的三氯化铁锌片 铜丝 铁粉 碘化钾3、亚铁盐的氧化性和还原性（1）硫酸亚铁溶液与金属单质反应（打磨过的铝片，未打磨的铝片，打磨过的锌片，未打磨的锌片，空白对照）反应原理：活泼性在铁之前的金属单质可将亚铁溶液中的铁元素置换出来。

反应现象：五支试管在加热反应5min后均变浑浊，滴加铁氰酸钾溶液后，溶液均变为深蓝色，无明显差异。

实验结论：亚铁溶液与铝片、锌片在酒精灯加热条件下反应5min后无明显反应。

实验评价：该实验反应过慢，不适宜中学化学的课堂教学。

实验活动2铁及其化合物的性质⾼中化学必修⼀教案教学设计⼈教版实验活动2 铁极其化合物的性质【教材分析】本节教学内容是⼈教版⾼中化学必修第⼀册第三章《铁⾦属材料》实验活动2《铁极其化合物的性质》。

该部分的教学内容涉及到⾦属材料中铁及其化合物的重要化学性质以及检验铁离⼦是否存在的⽅法，之前的课时分别从物质类别和元素价态两个视⾓认识物质间的转化关系，是通过理论分析出铁及其化合物的化学性质等。

本节将通过实验探究的⽅法，⽤化学实验清晰的展⽰铁及其化合物在实验过程中的现象，透过实验现象去了解、认识和总结铁及其化合物的重要化学性质。

通过学习这部分知识，学⽣将认识铁及其化合物的重要化学性质；学会铁离⼦的检验⽅法；认识可通过氧化还原反应实现含有不同价态同种元素的物质间的相互转化。

通过本节内容的学习，学⽣将认识到实践是检验真理的唯⼀标准。

【教学⽬标与核⼼素养】宏观辨识与微观探析：从宏观上观察铁、铁盐、亚铁盐的实验现象，从微观上找到铁及其化合物化学性质的区别与共同点，体会微观粒⼦的变化对宏观物质的性质的影响。

证据推理与模型认知：通过具体的化学实验，直观的观察到不同物质反应的现象，通过结合理论与实际感知化学学习的魅⼒，为后续的化学知识的学习奠定坚实的⽅法基础。

科学探究与创新意识：熟悉掌握铁及其化合物的相关实验现象，学会铁离⼦的检验⽅法，熟练掌握合⾦性能的调节⽅法，体会化学研究过程中的科学⽅法。

科学精神与社会责任：通过对不同合⾦性能调节⽅法的理解，认识可通过氧化还原反应实现含有不同价态同种元素的物质间的相互转化，建⽴⾼效学习的科学精神。

【教学重难点】熟知铁及其化合物的重要化学性质；学会铁离⼦的检验⽅法；认识可通过氧化还原反应实现含有不同价态同种元素的物质间的相互转化。

【课前准备】学⽣复习铁极其化合物的讲解，预习本堂课的内容，提前了解化学实验中常使⽤的实验器材有哪些，并加以思考；教师准备好多媒体课件，以及课堂中需要使⽤的图⽚、实验器材。

铁及其化合物实验报告模拟实验报告：铁及其化合物的实验模拟1. 实验目的本实验模拟旨在探究铁及其化合物的性质、制备方法和应用。

2. 实验材料氢氧化钠溶液、硫酸亚铁溶液、稀硝酸溶液、稀硫酸溶液、氯化亚铁溶液、铁粉、铁钉等。

3. 实验步骤3.1 铁的制备将氧化亚铁与碳（木炭粉末）反应，生成氧化铁和CO2气体：Fe2O3 + 3C →2Fe + 3CO2将所制备的铁样品进行清洁和干燥处理。

3.2 铁的化学性质3.2.1 铁的溶解度将铁粉和稀硫酸溶液反应，观察是否产生氢气：Fe + H2SO4 →FeSO4 + H2↑如果产生氢气，则可以证明铁与稀硫酸反应，生成了硫酸亚铁。

将铁粉与氯化亚铁溶液反应，观察是否产生铁盐沉淀：Fe + 2FeCl2 →3FeCl2如果产生铁盐沉淀，则可以证明铁与氯化亚铁溶液反应，生成了氯化铁。

3.3 铁的物理性质3.3.1 铁的磁性将铁粉置于磁场中，观察是否被磁化，证明铁具有磁性。

3.3.2 铁与光的反射将光线照射到铁钉表面，观察铁钉是否具有反光的性质。

4. 实验结果与讨论根据实验步骤的组织和执行，进行以下结果与讨论：4.1 铁的制备在本实验中，通过与木炭粉末的反应，成功制备了纯铁样品。

4.2 铁的化学性质4.2.1 铁的溶解度观察到铁与稀硫酸溶液反应后产生氢气，可以确定铁与稀硫酸反应生成了硫酸亚铁。

观察到铁与氯化亚铁溶液反应后产生沉淀，可以确定铁与氯化亚铁溶液反应生成了氯化铁。

4.3 铁的物理性质4.3.1 铁的磁性在磁场中，观察到铁粉被磁化，说明铁具有磁性。

4.3.2 铁与光的反射通过光的照射，可以观察到铁钉具有反光的性质。

5. 实验应用铁及其化合物在日常生活和工业中有广泛的应用。

铁是常见的金属材料，被用于制造建筑结构、机械设备和交通工具等。

硫酸亚铁和氯化铁作为铁的化合物，可用于水处理、电子设备制造和医药等领域。

6. 实验结论通过这个实验模拟，我们了解了铁及其化合物的性质和制备方法。

【考点定位】本考点考查铁及其化合物的性质实验，涉及Fe2+、Fe3+的性质与检验、探究铁及其化合物的氧化性和还原性,明确检验Fe2＋和Fe3＋时的注意事项及成功制备Fe(OH）2的关键。

【精确解读】实验一：铁及其化合物的性质实验实验项目实验操作实验现象结论Fe2+、Fe3+与NaOH溶液反应取两支试管，分别盛适量FeSO4、FeCl3溶液，加入适量NaOH溶对于FeSO4溶液，先生成的是白色沉淀，FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4；4Fe（OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3↓；FeCl3+3NaOH=Fe（OH）3↓+3NaCl实验二：探究铁及其化合物的氧化性和还原性④在氯化铁溶液中加入KSCN溶液，再加入足量Cu片(或铁粉或锌片)加入KSCN溶液出现血红色，加入足量Cu片（或铁粉或锌片）后血红色消失2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+Fe3+具有氧化性【精细剖析】1．检验Fe2＋、Fe3＋的常用方法（1）用KSCN溶液和氯水（2)用NaOH溶液（3）含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验错误!错误!溶液变血红色，说明含有Fe3＋错误!错误!KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋。

2．检验Fe2＋和Fe3＋时的注意事项（1）检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN－）。

（2）Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋（Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰）。

（3）检验Fe2＋、Fe3＋的其他方法①检验Fe2＋最好、最灵敏的试剂是铁氰化钾K3[Fe(CN)6］：3Fe2＋＋2[Fe(CN)6］3－===Fe3［Fe(CN）6］2↓(蓝色）。

②检验Fe3＋也可用苯酚（C6H5OH)，在FeCl3溶液中滴加苯酚，溶液显紫色.3．成功制备Fe（OH)2的关键Fe（OH）2具有很强的还原性，易被氧化为Fe(OH)3。