内容正文:
铁的氧化物、氢氧化物
第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物(第二课时)
素养目标
宏观辨识与微观探析:
能利用离子反应、氧化还原反应等概念对铁的氧化物、氢氧化物相关反应进行分析。
证据推理与模型认知:
能从物质类别、元素价态的角度,依据氧化还原反应原理,预测铁的铁的氧化物、氢氧化物的化学性质和变化,设计实验进行初步验证,并能分析、解释有关实验现象。
科学探究与创新意识:
结合应用实例,将铁及其化合物知识运用于解决生产、生活中简单的化学问题,强化性质决定用途的观念。
提出问题:推测下列氧化物有什么化学性质,并说出你的推测依据?
铁粉 FeO Fe2O3 Fe3O4 Fe(OH)2 Fe(OH)3
黑色 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 白色 红褐色
受热
不分解 不稳定,在高温下可被水蒸气或者O2氧化 受热不易分解 高温下比Fe2O3稳定 受热易分解 500 ℃
分解为Fe2O3
现象:生成黑色固体,点燃肥皂泡可听到爆鸣声
请阅读P71的第一自然段的内容,分析该反应的固体产物是什么?
推测依据:
从分类的角度分析:三者都是金属氧化物,都能与酸反应。三者都难溶于水,不与水反应。
从价态的角度分析: FeO、 Fe3O4既有氧化性又有还原性, Fe2O3主要有氧化性。
教材74页:方法导引
认识元素及其化合物性质的视角
物质类别和元素价态,是学习元素及其化合物性质的重要认识视角。基于物质类别和元素价态,可以预测物质的性质。
例如,对于Fe2O3,从物质类别来看,它属于金属氧化物,据此可以预测它可能与酸发生反应;从元素价态来看,Fe2O3中铁元素的化合价是+3价,为铁元素的高价态,据此可以预测它具有氧化性,可能与具有还原性的物质发生反应。
基于物质类别和元素价态,还可以设计物质间转化的途径。例如,要想从单质铁获得FeSO4,既可以基于物质类别设计从金属单质与酸反应获得,也可以通过金属单质与盐的置换反应获得;还可以基于元素价态设计单质铁与+3价铁反应得到+2价铁。
铁的氧化物
化学名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁
化学式
铁元素化合价
俗称 ——
色、态
水溶性
FeO
Fe2O3
Fe3O4
+2
+3
铁红
磁性氧化铁
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体
均不溶于水
(1)物理性质
5
铁的氧化物
化学名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁
稳定性
氧化物类别
与盐酸反应
(用离子方程式表示)
氧化/还原性
用途 ——
(2)化学性质
不稳定
稳定
稳定
均为碱性氧化物
复杂氧化物
图3—7
制录音磁带和电讯器材,打印机或复印机的墨粉
参考教材71页的离子反应,写出Fe3O4 的离子反应
1.教材:FeO不稳定,在空气中受热迅速被氧化
2.回顾:高炉炼铁的原理,书写化学反应方程式
6
Fe + H2O(g)
高温
?
铁粉 FeO Fe2O3 Fe3O4 Fe(OH)2 Fe(OH)3
黑色 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体(具有磁性) 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 受热易分解为FeO 受热易
分解为Fe2O3
+H2
黑色固体产物为Fe3O4
提出问题:推测下列氢氧化物有什么化学性质,并说出你的推测依据?
现象:生成黑色固体,点燃肥皂泡可听到爆鸣声
请阅读P71的第一自然段的内容,分析该反应的固体产物是什么?
教材74页:方法导引
认识元素及其化合物性质的视角
物质类别和元素价态,是学习元素及其化合物性质的重要认识视角。基于物质类别和元素价态,可以预测物质的性质。
例如,对于Fe2O3,从物质类别来看,它属于金属氧化物,据此可以预测它可能与酸发生反应;从元素价态来看,Fe2O3中铁元素的化合价是+3价,为铁元素的高价态,据此可以预测它具有氧化性,可能与具有还原性的物质发生反应。
基于物质类别和元素价态,还可以设计物质间转化的途径。例如,要想从单质铁获得FeSO4,既可以基于物质类别设计从金属单质与酸反应获得,也可以通过金属单质与盐的置换反应获得;还可以基于元素价态设计单质铁与+3价铁反应得到+2价铁。
铁的氢氧化物
【实验3-1 】
FeCl3溶液 FeSO4溶液
加入NaOH溶液现象
离子方程式
(1)为什么在FeSO4溶液中加入NaOH溶液时,生成的白色沉淀迅速变成灰绿色,过一段时间后还会生成红褐色物质呢?
(2)试写出反应方程式表示该现象变化过程。
铁的氢氧化物
【思考与讨论】教材72页
由实验3-1可知,白色的Fe(OH)2会被溶解在溶液中的氧气氧化。那么,在实验室里,如何得到Fe(OH)2呢?
为什么白色絮状沉淀会变成红褐色?
哪些部位的O2会对实验产生干扰?
如何排除O2的干扰?
铁的氢氧化物
将7mol/L的NaOH溶液
加入0.2mol/L的FeSO4溶液中
让生成的Fe(OH)2下沉,以达到液封的效果,以便保存更长的时间
量多,2min后变色
【思考】上述实验还能进一步改进吗?
?
【思考】上述实验还能进一步改进吗?
铁的氢氧化物
【思考】上述实验还能进一步改进吗?
操作步骤:
往NaHCO3溶液加入H2SO4溶液
注入FeSO4溶液
注入NaOH溶液
Fe(OH)2可以保存24小时不变色
铁的氢氧化物
【讨论】下图为实验方案改进,请讨论图①的防氧化原理。图②的防氧化原理和图①类似,如何操作才能达到目的?
铁粉和硫酸反应得到H2,装置充满了H2,生成的Fe(OH)2没有与O2接触。
打开止水夹a,检验试管B出口处排出的氢气的纯度。当排出的H2纯净时,夹紧止水夹a。
铁的氢氧化物
在如图装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备Fe(OH)2 。
(1)在试管A里加入的试剂是 。
(2)在试管B里加入的试剂是 。
(3)为了制得Fe(OH)2沉淀,在
试管A和B中加入试剂,塞紧塞子,
打开止水夹一会儿。再夹紧止水夹之前的实验步骤是 。
(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,其理由是 。
检验试管B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。
试管A中反应生成的H2充满了试管A和试管B, 且外界空气不容易进入。
教材74页:方法导引
认识元素及其化合物性质的视角
物质类别和元素价态,是学习元素及其化合物性质的重要认识视角。基于物质类别和元素价态,可以预测物质的性质。
例如,对于Fe2O3,从物质类别来看,它属于金属氧化物,据此可以预测它可能与酸发生反应;从元素价态来看,Fe2O3中铁元素的化合价是+3价,为铁元素的高价态,据此可以预测它具有氧化性,可能与具有还原性的物质发生反应。
基于物质类别和元素价态,还可以设计物质间转化的途径。例如,要想从单质铁获得FeSO4,既可以基于物质类别设计从金属单质与酸反应获得,也可以通过金属单质与盐的置换反应获得;还可以基于元素价态设计单质铁与+3价铁反应得到+2价铁。
物质间的转化途径
教材77页
物质间的转化途径
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