第三章第一节 铁的化合物导学案—2026—2027学年高一上学期化学人教版必修一
第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
3.1 铁的化合物
【教学目标】(1)运用对比方法,从分类的角度学习铁的氧化物和氢氧化物的性质及用途;
(2)掌握铁盐、亚铁盐的主要化学性质;
(3)掌握Fe2+、Fe3+的检验方法及相互转化。
【教学重点】铁的氧化物的性质与铁的氢氧化物的转化
【教学难点】铁盐与亚铁盐的性质
【教学过程】
一、铁的氧化物
| FeO | Fe2O3(铁红) | Fe3O4(磁性氧化铁) |
化合价 | +2 | +3 | +2、+3 |
颜色、状态 | 黑色粉末 | 红棕色粉末 | 黑色晶体 |
水溶性 | 均不溶于水 | ||
类别 | 碱性氧化物 | 碱性氧化物 | —— |
稳定性 | 不稳定,在空气中氧化为Fe3O4 6FeO+O2=加热=2Fe3O4 | 稳定 | 稳定 |
和非氧化性酸(盐酸)反应 | FeO+2HCl=FeCl2+H2O | Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O | Fe3O4 + 8H+ = 2Fe3++ Fe2+ + 4H2O |
和强氧化性酸反应 | 3FeO +10HNO3(稀) = 3Fe(NO3)3 + NO↑+ 5H2O | Fe2O3 + 6HNO3= 2Fe(NO3)3 + 3H2O | 3 Fe3O4 + 28HNO3 = 9 Fe(NO3)3 + NO↑+14H2O |
氧化性 | 均可与CO、H2反应 | ||
用途 | —— | 油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料 | —— |
二、铁的氢氧化物
1.铁的氢氧化物的性质
【实验3-1】在两支试管中分别滴入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液,然后各滴入NaOH溶液。观察
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并描述现象。
现象: FeCl3溶液生成红褐色沉淀; FeSO4溶液先生成白色絮状沉淀,然后沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。
化学方程式: FeCl3+3NaOH= Fe(OH)3 +3NaCl ; FeSO4+ 2NaOH=Fe(OH)2 +Na2SO4 4Fe(OH)2+ O2 +2H2O =4 Fe(OH)3
2. 氢氧化亚铁和氢氧化铁的性质
| 氢氧化亚铁[Fe(OH)2] | 氢氧化铁 [Fe(OH)3] |
色态 | 白色固体 | 红褐色固体 |
水溶性 | 难溶于水 | |
与酸反应 | Fe(OH)2 + 2H+ = Fe2+ + 2H2O | Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O |
稳定性 | 不稳定,易被空气中的氧气氧化,颜色变化:白色→灰绿色→红褐色
4Fe(OH)2+ O2 +2H2O =4 Fe(OH)3 | 较稳定,空气中久置会部分失水成铁锈,受热易分解 |
『思考・讨论』
欲制取Fe(OH)2应该注意什么问题?实验时如何操作?
配制溶液时,要注意隔绝空气; 配制FeSO4溶液所用的蒸馏水和制备Fe(OH)2所用的NaOH溶液都要煮沸,尽可能除去O2。
总结:(1)Fe2+极易被氧化,所以FeSO4溶液要现配现用。
(2)为了防止Fe2+被氧化,配制FeSO4溶液所用的蒸馏水和制备Fe(OH)2所用的NaOH溶液都要煮沸,尽可能除去O2。
(3)为了防止滴加NaOH溶液时带入空气,可将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液的液面下,再挤出NaOH溶液。
(4)为防止Fe2+被氧化,还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油或苯等有机物,以隔绝空气。
三、铁盐与亚铁盐
(一)Fe3+与Fe2+的检验实验探究
| Fe3+ | Fe2+ |
实验操作 | | |
实验现象 | 溶液变成红色 | 无明显现象 |
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离子方程式 | Fe3++3SCN-==Fe(SCN)3 | — |
结论 | Fe3+遇SCN-显 红 色,可利用此现象检验Fe3+的存在 | Fe2+和SCN-不反应 |
微点拨:(1)向某未知溶液中滴加KSCN溶液,若溶液变成红色,证明该溶液中含有Fe3+;若无明显现象,不能简单地认为该溶液中一定有Fe2+,因为其他离子也不能与KSCN溶液反应出现红色。
(2)向某未知溶液中滴加KSCN溶液,无明显现象,但放置一段时间后,溶液慢慢变红色,可证明该溶液中含有Fe2+,因Fe2+易被空气中的O2氧化为Fe3+。
(二)Fe3+与Fe2+的相互转化实验探究
实验 操作 | ||
实验 现象 | 加少量铁粉振荡后,棕黄色溶液变成 浅绿色,再加KSCN溶液,溶液颜色 无变化 | 向上层清液中滴加新制氯水,溶液变成红色 |
离子方程式 | 2Fe3++Fe=3Fe2+ | 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- |
实验 结论 | Fe3+遇到较强的还原剂时,会被还原成 Fe2+ | Fe2+在较强的氧化剂作用下会被氧化成 Fe3+ |
(三)用覆盖铜板制作印刷电路板原理
将覆盖铜板放入FeCl3溶液中,其反应的离子方程式为 Cu +2Fe3+= 2 Fe2++ Cu2+ 。
(四)方法导引——基于类别和元素价态的视角
1.
2.FeSO4的获得途径
(1)基于类别设计:Fe与 H2SO4 反应获得,也可以Fe与盐的置换反应获得。
(2)基于元素价态设计:Fe与 +3 价的铁盐反应得到+2价铁。
【延伸拓展】
已知:①2Fe3++Fe=3Fe2+,②Fe+Cu2+=Cu+Fe2+,③2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+。用FeCl3溶液腐
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