内容正文:
第三章 铁 金属材料
铁及其化合物
第一节
第2课时 铁的氧化物和氢氧化物
丹霞地貌 和 红壤
因
富
含Fe2O3
而
呈
红
色
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
色态
俗名
铁的价态
水溶性
稳定性
用途
是否为碱性氧化物
不溶
不溶
不溶
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体
—
铁红
磁性氧化铁
+2
+3
+2、+3、+3
铁的氧化物有哪些物理性质(颜色/溶解性/俗名)?
阅读教材 P71 填写表格
宏观辨析
涂料、油漆、油墨和橡胶的红色颜料
磁铁
6FeO+O2== 2Fe3O4
不稳定
稳定
稳定
是
是
否
(FeO·Fe2O3)
纯净物
复杂氧化物
FeO +2HCl =FeCl2 +H2O
Fe3O4
+8HCl=2FeCl3 + FeCl2 +4H2O
Fe2O3 +6HCl =2FeCl3 +3H2O
Fe2O3 + 6H+ =
2Fe3+ + 3H2O
FeO + 2H+ =
Fe2+ + H2O
Fe3O4 + 8H+ =
Fe2+ + 2Fe3+ + 4H2O
复杂氧化物
FeO、Fe2O3、Fe3O4与酸反应
非氧化性酸
如:盐酸、稀硫酸
4
按元素价态从氧化性和还原性角度分析,
FeO、 Fe2O3 、 Fe3O4具有什么性?
与C/CO/H2等反应
1、氧化性
FeO+CO === Fe+CO2
Fe2O3+3CO === 2Fe+3CO2
Fe3O4+4CO ==3Fe+4CO2
氧化性、
还原性
氧化性、
还原性
氧化性为主
2、还原性
6FeO+O2 == 2Fe3O4
红 砖?
青 砖(黛瓦)?
将用黏土制成的砖胚置于窑内,先用大火将砖胚从外到里烧透,然后停下,使砖和窑体慢慢冷下来。在这个过程中,如氧气非常充足,砖胚中的铁元素被氧化成Fe2O3,它是红色的,砖里有了它就显出红色,这样就得到红砖
那么青砖又是怎样制得的呢?
原来在砖胚烧透之后,不让它自然冷却,而从窑顶不断向下淋水使砖冷却,结果砖就变成了青砖。
淋水的结果是,水在窑内高温的环境下,迅速变为水蒸气,使窑内压强增大,阻止了空气进入,在窑内形成了一个缺氧的环境,这些水蒸气还与窑内炽热的碳起反应,产生大量还原性气体CO和H2,将砖体内的Fe2O3转化为FeO或Fe3O4,由于它们都是黑色的,所以烧出来的就是青砖
结论:红砖中含的是Fe2O3 ,青砖中主要含的是Fe3O4
下列说法正确的是( )
A.赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B.Fe2O3为碱性氧化物,可与水反应生成Fe(OH)3
C.铁锈的主要成分是Fe2O3
D.Fe3O4中铁元素有+2价和+3价,Fe3O4是混合物
E.铁在氧气中燃烧的产物为黑色固体
C、E
化学反应速率
随堂演练
金属及其化合物研究方法
金属单质
金属氧化物
碱
盐
FeO
Fe2O3
Fe3O4
Fe
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Fe3+
Fe2+
铁的氢氧化物该如何制取?
观看
【实验3-1】 Fe(OH)3 Fe(OH)2
操作
离子
方程式
现象
产生 絮状沉淀,
迅速变为 ,
一段时间后,变为_______
灰绿色
白色
红褐色
红褐色
Fe2++2OH- = Fe(OH)2↓
Fe3++3OH- = Fe(OH)3↓
产生 沉淀
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
一.铁的氢氧化物的性质
化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
色态
与盐酸反应
受热分解
白色絮状沉淀
红褐色沉淀
Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O
Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
Fe(OH)2
2Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O
空气
Fe2O3
二者的关系
4Fe(OH)2+O2+2H2O = 4Fe(OH)3
Fe(OH)2 ==FeO+H2O(隔绝空气)
难溶的氢氧化物受热易分解
Fe(OH)2 是 白色固体,为什么做实验时试管中几乎观察不到白色呢?
【思考】
罪魁祸首——氧气!
环境:
尽可能创造
无氧条件
试剂:
蒸馏水煮沸后配制溶液
新制FeCl2溶液
(隔绝O2 )
(除去水中溶解的O2)
植物油可以吗?
CCl4可以吗?
中学唯一允许胶头滴管深入液面下的实验操作。
方法一
直接滴加法
隔绝空气
方法二
方法三
集气排液法
操作步骤:
1. 检查装置气密性,按图示盛放药品
2. 打开止水夹a,反应一段时间后,在C处收集H2并验纯
3. 待收集的H2纯净后,关闭a,左边试管中气压逐渐增大,其FeSO4溶液被压入右边试管中,与NaOH反应生成Fe(OH)2白色沉淀。
由于先用H2将装置中的空气排尽,并使生成的Fe(OH)2处在H2的保护中;因此可以较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀
C
反思归纳
成功制备Fe(OH)2的关键
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。
①溶液中不含Fe3+和O2等氧化性物质;
成功关键:
Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
制备原理:
练习:某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的 Fe(OH)2,其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是( )
A.蒸馏烧瓶中反应的离子方程式是2Fe+6H+===3Fe2++3H2↑
B.实验开始时应先关闭止水夹a、打开 b,再向烧瓶中加入稀盐酸
C.反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀
D.反应结束后若关闭 b 及分液漏斗活塞,则 Fe(OH)2可较长时间存在
D
铁及其化合物的价类二维图
物质类别
氧化物
碱
盐
单质
元素价态
0
+2
+3
+6
Fe(OH)3
Fe3+
Fe(OH)2
Fe2+
FeO
Fe
Fe3O4
Fe2O3
课堂小结
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Lavf58.12.100
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