3.1.2铁的其他化合物及其相互转化 课件-2026-2027学年高一上学期化学鲁科版必修第一册

该高中化学课件聚焦铁的氧化物、氢氧化物性质及铁元素价态转化，通过任务驱动（如苹果汁变色情境、物质类别与化合价分析）导入，结合价-类二维图构建知识脉络，为学生提供结构化学习支架。 其亮点在于实验探究与问题驱动融合，如氢氧化亚铁制备实验设计体现科学探究与实践，价-类二维图助力宏观辨识与微观探析的科学思维形成。通过探究训练巩固知识，提升学生分析问题能力，也为教师提供高效教学资源。

第2课时　铁的其他化合物及其相互转化 【课程标准】 1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解铁及其重要化合物的主要性质,了解它们在生产、生活中的应用。 2.结合实例认识铁及其化合物的多样性,了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化,认识物质及其转化在自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。 【素养目标】 1.通过对物质进行分类学习,能从元素和原子、分子水平认识物质的组成、结构、性质和变化,能从宏观和微观相结合的视角分析与解决物质分类中的实际问题。(宏观辨识与微观探析) 2.通过熟悉酸、碱、盐、氧化物等之间的转化关系,了解通过氧化还原反应和复分解反应实现铁及其化合物之间的转化规律,能认识物质是运动和变化的,知道化学变化需要一定的条件,并遵循一定规律。(变化观念与平衡思想) 学习任务一　铁的氧化物和铁的氢氧化物 任务驱动: 　从物质类别和铁元素化合价的角度分析铁的各种氧化物、铁的两种氢氧化物分别可能具有哪些性质。 1.铁的氧化物 课前自主学习 名称(化学式) 氧化亚铁(FeO) 四氧化三铁(Fe3O4) 氧化铁(Fe2O3) 俗名 — ___________ _____ 色态 _____粉末 _____晶体 _______粉末 铁的价态 ___ +2、+3 ___ 与盐酸 反应 _____________ _________ Fe3O4+8H+=== Fe2++2Fe3++4H2O ______________ ___________ 磁性氧化铁 铁红 黑色 黑色 红棕色 +2 +3 FeO+2H+=== Fe2++H2O Fe2O3+6H+=== 2Fe3++3H2O 【想一想】所有的金属氧化物都不溶于水,也不能与水发生化学反应,这种说法正确吗? 提示:不正确。大部分金属氧化物不溶于水,也不能和水发生化学反应;少数金属氧化物如Na2O、K2O、BaO、CaO等能与水反应,形成对应的碱。 2.铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)3 Fe(OH)2 颜色、状态 _______固体 _____固体 溶解性 不溶于水 不溶于水 酸碱性 弱碱性 弱碱性 稳定性 受热发生分解: ____________ ____________ 常温下易被空气氧化(_____迅速 变为_______,最后变为_______): 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 与非氧化 性酸反应 (离子方 程式) ________________ __________ ________________ __________ 红褐色 白色 2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O 白色 灰绿色 红褐色 Fe(OH)3+3H+=== Fe3++3H2O Fe(OH)2+2H+=== Fe2++2H2O 【想一想】氢氧化亚铁在空气中加热能否得氧化亚铁,为什么? 提示:不能。因为氢氧化亚铁有很强的还原性,在空气中加热时,容易被空气中的氧气氧化从而生成氧化铁。 学习任务二　铁及其化合物之间的转化关系 任务驱动: 　新榨取的苹果汁呈现浅绿色,放置几分钟后,苹果汁很快变成黄色,加入维生素C粉末后,搅拌溶解,苹果汁很快又由黄色变浅或变为原来的颜色。这是为什么呢? 提示:新榨取的苹果汁含有Fe2+,在空气中放置,被氧化成Fe3+,所以苹果汁变成黄色,加入维生素C粉末后,Fe3+被还原成Fe2+,所以黄色变浅或变为原来颜色。 　根据如下铁及其化合物之间转化的知识结构图(价-类二维图),书写相应物质之间转化的化学反应方程式。 ①________________________ ②__________________________ ③_________________ ④______________________ ⑤______________________ ⑥______________________________ ⑦__________________________ Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 2Fe3++Fe===3Fe2+ 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O 铁及其化合物之间存在两种关系:含有相同价态铁元素的物质之间的转化, 可借助___________实现;含有不同价态铁元素的物质之间的转化,可借助 _____________实现。 【做一做】下列试剂能使Fe2+转化为Fe3+的是_______。 ①氯气　②氢氧化钠溶液　 ③高锰酸钾溶液 ④溴水　⑤磷酸溶液　 ⑥硫化钠溶液 复分解反应 氧化还原反应 ①③④ 探究任务一　铁的氧化物和铁的氢氧化物 一、铁的氧化物 实验情境 　焊接铁轨时常利用铝粉和氧化铁反应进行,该反应称为“铝热反应”。操作步骤为①将铝粉和氧化铁充分混合,②撒上氯酸钾,插入镁条,③点燃镁条。 现场与原理如图: 课堂合作探究 类别 FeCl3溶液 新制的FeSO4溶液 溶液颜色 棕黄色 浅绿色 滴加NaOH 溶液后实 验现象 _______________ _________________ _________________ 相应的化学 反应方程式 _________________ ________________ FeSO4+2NaOH===Na2SO4+Fe(OH)2↓ ______________________________ 产生红褐色沉淀 白色沉淀——灰绿 色——红褐色沉淀 FeCl3+3NaOH=== Fe(OH)3↓+3NaCl 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 谢 谢 问题探究 (1)氯酸钾和镁条分别起什么作用? 提示:镁条燃烧放热达到反应所需要的高温条件,氯酸钾受热分解提供氧气,促进燃烧。 (2)将氧化铁换为四氧化三铁能否反应?若能反应请写出反应的化学方程式。 提示:铝与四氧化三铁反应的化学方程式为3Fe3O4+8Al9Fe+4Al2O3。 (3)FeO、Fe2O3、Fe3O4与酸反应的离子方程式是什么? 提示:FeO、Fe2O3、Fe3O4能与酸反应生成盐和水,FeO与酸反应的离子方程式:FeO+2H+===Fe2++H2O ; Fe2O3与酸反应的离子方程式: Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O 。 Fe3O4与酸反应的离子方程式: Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O。 二、 氢氧化亚铁与氢氧化铁 实验情境 　分别向FeCl3溶液和新制的FeSO4溶液中滴加NaOH溶液。 问题探究 (1)请完成下列表格: (2)在制备Fe(OH)2时,为什么要用新制备的FeSO4溶液? 提示:亚铁盐不稳定,易被空气中的氧气氧化。 (3)Fe(OH)2在空气中不稳定,极易被氧化成Fe(OH)3,所以为了较长时间看到FeSO4溶液和NaOH溶液反应产生白色沉淀现象,应该如何设计实验? 按照如图的装置进行实验,当容器A中的反应开始后,分别进行下列操作: ①若弹簧夹C打开,B容器中有什么现象发生? ②若弹簧夹C打开一段时间后,收集B中产生气体并检验纯度,待B中产生气体纯净后,关闭弹簧夹C,容器A中的反应还在进行时,B容器有什么现象发生?请说明产生该现象的原因。 提示:①Fe与H2SO4反应产生H2,A中压强大于B,H2沿导管进入B,B中产生气泡;②A中压强大于B,关闭弹簧夹C后,A中液体沿另一处导管流入B,B中产生白色沉淀而且稳定存在。 探究总结 1.铝热反应 (1)反应原理:2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe。 (2)反应药品:三氧化二铁粉末、铝粉(还原剂)、镁条(引燃剂)、氯酸钾(供氧剂)。 (3)用途:焊接钢轨、冶炼难熔的金属、制备金属纳米复合材料等。 2.Fe(OH)2的制备 由于Fe(OH)2不稳定,很容易被氧气氧化,所以实验室制备Fe(OH)2一定要做到隔绝氧气。配制溶液的蒸馏水要煮沸,以除去水中的氧气。通过设置相关实验装置以隔绝空气,如以下装置: 探究训练 1.“秦砖汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩影。同是由黏土烧制的砖瓦,有的是黑色的,有的却是红色的,你猜测其中的原因可能是(　　) A.土壤中含有铁粉、二氧化锰等 B.黑砖瓦是煅烧过程中附着了炭黑,红砖则是添加了红色耐高温染料 C.土壤中含有的铜元素经过不同工艺煅烧,分别生成了黑色CuO和红色Cu D.土壤中含有的铁元素经过不同工艺煅烧,分别生成了黑色Fe3O4或FeO和红色Fe2O3 【解析】选D。黏土中含有铁元素,在烧制砖瓦时,与O2反应,生成氧化物,铁元素的氧化物有3种,FeO与Fe3O4为黑色,Fe2O3为红棕色,D项正确。 　　　【补偿训练】 　　1.把少量废铁屑溶于过量稀硫酸中,过滤,除去杂质,在滤液中加入适量硝酸,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;Fe2O3 B.Fe(OH)2;FeO C.Fe(OH)2、Fe(OH)3;Fe3O4 D.Fe2O3;Fe(OH)3 【解析】选A。铁屑溶于过量稀硫酸生成FeSO4,加入适量硝酸后转化为Fe2(SO4)3,再加入过量的氨水产生红褐色沉淀Fe(OH)3,加热得到红棕色的Fe2O3。 2.实验室用FeCl2和烧碱制备Fe(OH)2,为了使生成的产物不容易被氧化,下列说法不正确的是 (　　) A.配制FeCl2和烧碱溶液所用的蒸馏水通常要煮沸 B.可在FeCl2溶液的上面加一层苯,以隔绝空气 C.向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时,胶头滴管尖嘴不能伸入试管内 D.产生Fe(OH)2沉淀后,不能振荡试管 【解析】选C。FeCl2和烧碱溶液要现用现配,且配制溶液的蒸馏水要煮沸以除去氧气,确保Fe(OH)2的生成是在无氧的环境里,故A正确; 在FeCl2溶液的上面加一层苯,以隔绝空气防止氧气溶入,故B正确;向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时,要将胶头滴管的尖嘴伸入FeCl2溶液中,防止氢氧化钠溶液在滴入时接触空气溶有氧气,故C错误;产生Fe(OH)2沉淀后,若振荡试管,会增大沉淀与空气的接触机会,使沉淀更易被氧化,故D正确。 探究任务二　铁及其化合物之间的相互转化 教材情境 　根据Fe2+、Fe3+、Fe的化合价态,预测Fe2+、Fe3+、Fe的性质,总结“铁三角”的转化规律。 问题探究 1.四种基本反应与氧化还原反应的关系是什么? 提示:置换反应一定是氧化还原反应,复分解反应一定不是氧化还原反应,有单质参加的化合反应或有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应。 2.如图中不同类别的物质之间的转化都属于什么类型的反应?铁元素的价态是否发生变化?若实现相应的转化,需要选用什么试剂?请写出反应的离子方程式。 (1)FeOFe2+Fe(OH)2 (2)Fe2O3Fe3+Fe(OH)3 提示:铁元素的价态保持不变,属于复分解反应。 ① FeO + 2H+===Fe2+ + H2O ② Fe2++ 2OH-=== Fe(OH)2↓ ③Fe2O3 + 6H+ ===2Fe3+ + 3H2O ④ Fe3++ 3OH-=== Fe(OH)3↓ 探究总结 氧化还原反应:①②③④⑥⑦⑩ 复分解反应:⑤⑧⑨ 探究训练 1.下列有关铁矿石与铁的氧化物的说法中正确的是 (　　) A.赤铁矿的主要成分是Fe3O4,磁铁矿的主要成分是Fe2O3,FeO俗称铁红 B.铁矿石的主要成分与铁锈的主要成分相同 C.铁的氧化物都不溶于水,也不与水反应 D.铁的氧化物能与酸反应生成盐和水,因此Fe3O4、Fe2O3、FeO都是碱性氧化物 【解析】选C。赤铁矿的主要成分是Fe2O3,俗称铁红,磁铁矿的主要成分是Fe3O4,A项错误;铁矿石的成分与矿石种类有关,铁锈的主要成分是Fe2O3,B项错误;分析铁氧化物中铁元素的化合价可知, Fe2O3、FeO是碱性氧化物,Fe3O4不是碱性氧化物,D项错误。 2.下列关于铁及其化合物的说法正确的是 (　　) A.铁是地壳中含量最多的金属元素,因此在日常生活中应用最广 B.FeCl2溶液存放时,在溶液中放入少量的铁粉,目的是防止Fe2+被氧化 C.隔绝空气的情况下,FeCl2溶液中加入Na2O2后得到白色沉淀Fe(OH)2 D.FeO、Fe2O3、Fe3O4均为铁的氧化物,并且都是碱性氧化物 【解析】选B。铝是地壳中含量最多的金属元素,A不正确;过氧化钠具有氧化性,会将Fe2+氧化成Fe3+,因此FeCl2溶液中加入Na2O2后得到红褐色的Fe(OH)3沉淀,C不正确;Fe3O4不是碱性氧化物,D不正确。 $