3.1.2 铁的氧化物和氢氧化物-2026-2027学年高一化学必修第一册【同步课件】

高中化学人教版（2019）必修第一册 第2课时 第一节 铁及其化合物  第三章 铁 金属材料 铁的氧化物和氢氧化物 重點： 1. 鐵的氧化物、氫氧化物的化學性質 2. 鐵的化合物之間的轉化關係 難點： 1. Fe(OH) 2的製備及被氧化的實驗現象分析與原理理解 2. 從微觀角度理解鐵元素不同價態化合物的性質差異及轉化本質 学习目标 化学与生活 生活中，我們能看到紅棕色的鐵銹，也知道鐵能形成不同的氧化物和氫氧化物。比如氧化鐵常用作油漆的紅色顏料，而鐵的氫氧化物在實驗中又有特殊的顏色變化。 今天咱們就一起走進 “鐵的氧化物與氫氧化物” 的世界，去探尋答案！ 铁的氧化物 铁的氧化物的性质 鐵元素可以形成三種氧化物，分別是氧化亞鐵（FeO）、氧化鐵（Fe2O3）和四氧化三鐵（Fe3O4）。 1.氧化亞鐵 顏色、狀態： 溶解性： 鐵的價態： 與H＋反應： 穩定性： 與CO、C、H2反應： 黑色粉末 不溶于水 (氧化性和還原性) +2 6FeO＋O2 2Fe3O4 不穩定 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O 生成單質鐵及CO2或H2O 2.氧化鐵 俗稱：鐵紅 顏色、狀態： 溶解性： 鐵的價態： 與H＋反應： 穩定性： 與CO、C、H2反應： 紅棕色粉末 不溶于水 +3 (氧化性) 穩定 6H＋＋Fe2O3===2Fe3＋＋3H2O 生成單質鐵及CO2或H2O 铁的氧化物的性质 铁的氧化物 3.四氧化三鐵 俗稱：磁性氧化鐵 顏色、狀態： 溶解性： 鐵的價態： 與H＋反應： 穩定性： 與CO、C、H2反應： 黑色晶體(有磁性) 不溶于水 +2、+3 穩定 Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O 生成單質鐵及CO2或H2O 铁的氧化物的性质 铁的氧化物 氧化亞鐵的用途 用作色素，如應用於瓷器製作中使釉呈綠色；冶煉鐵。 铁的氧化物 氧化鐵的用途 用作油漆、塗料、油墨和橡膠的紅色顏料、冶煉鐵。 铁的氧化物 四氧化三鐵的用途 用作磁性材料、冶煉鐵。 铁的氧化物 铁的氢氧化物 【實驗3-1】 在兩支試管中分別加入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液，然後各滴入NaOH溶液。觀察並描述發生的現象。 鐵的氫氧化物的製備 鐵的氫氧化物的製備 實驗操作 實驗現象 結論(用方程式表示) 試管中有紅褐色沉澱產生 Fe3＋＋3OH－ = Fe(OH)3↓ 铁的氢氧化物 鐵的氫氧化物的製備 實驗操作 實驗現象 結論(用方程式表示) 試管中先生成白色沉澱，迅速變成灰綠色，最後變成紅褐色 Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓ 铁的氢氧化物 思考討論 為什麼FeSO4溶液在加入NaOH溶液時，會有這些現象變化呢？ Fe2＋與OH－結合生成白色的Fe(OH)2沉澱 FeSO4+2NaOH===Fe(OH)2↓+Na2SO4 白色的Fe(OH)2沉澱被空氣中的氧氣氧化，最終變成紅褐色的Fe(OH)3沉澱。 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 铁的氢氧化物 Fe(OH)2與Fe(OH)3的比較 化學式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 物質類別 二元弱鹼 三元弱鹼 顏色狀態 溶解性 與非氧化性強酸反應 穩定性 白色固體 紅褐色固體 不溶于水 不溶于水 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 2Fe(OH)3 Fe2O3＋3H2O Fe(OH)2 FeO＋H2O (隔絕空氣) 铁的氢氧化物 思考與討論 由實驗 3-1可知， 白色的Fe(OH)2會被溶解在溶液中的氧氣氧化。那麼，在實驗室裡，如何得到Fe(OH)2呢？ 關鍵——除去試管和溶液中氧氣，創造無氧環境 （1）在FeSO4溶液液面上加幾滴煤油或有機溶劑液封 （2）膠頭滴管的末端伸入FeSO4溶液液面之下，不振盪 （3）用煮沸過的蒸餾水配製FeSO4和NaOH溶液 铁的氢氧化物 方案一：有機覆蓋層法 在新制FeSO4溶液的液面上覆蓋一層密度比水小且與水互不相溶的有機溶劑（如苯、煤油等），以隔絕空氣，然後將吸有NaOH溶液的長膠頭滴管插入FeSO4溶液的液面下，再擠出NaOH溶液。 Fe(OH)2的製備實驗裝置改進 铁的氢氧化物 方案二：還原性氣體保護法 實驗時，先打開彈簧夾 K，再將分液漏斗的旋塞打開，使稀硫酸與鐵粉反應，用產生的H2排盡裝置中的空氣；然後關閉 K，利用生成的H2將試管中的 FeSO4溶液壓入 NaOH溶液中，則可較長時間觀察到生成的Fe(OH)2白色沉澱。 Fe(OH)2的製備實驗裝置改進 铁的氢氧化物 B 1.有关铁的氧化物的说法不正确的是 A.Fe3O4是黑色晶体，该晶体中每三个铁原子中有2个显+3价，1个显+2价 B.FeO、Fe3O4、Fe2O3都能与稀H2SO4反应生成盐和水，所以都是碱性氧 化物 C.FeO不稳定，空气中受热易转化为Fe3O4 D.Fe2O3俗称铁红，常用作红色油漆和涂料1. 随堂练习 2. 有關鐵的化合物的說法中，錯誤的是( ) A. Fe(OH)2是一種黑色固體，不穩定，在空氣中易 被氧化轉變為紅褐色 B. 由圖示操作可制取Fe(OH)2 C. Fe3O4、Fe(OH)3都可以由化合反應制得 D. Fe(OH)3膠體呈紅褐色、透明，能發生丁達爾效應 A 随堂练习 3.铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量NaOH溶液，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述白色沉淀和红棕色残渣分别是 A.Fe(OH)3，Fe2O3 B.Fe(OH)2，Fe2O3 C.Fe(OH)2，Fe(OH)3 D.Fe(OH)2，Fe3O4 随堂练习 4. 下列各圖示中能較長時間看到Fe(OH)2白色沉澱的是( ) A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ①②③ B 随堂练习 (2)在试管Ⅱ里加入的试剂是___________。 (3)为制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂， 塞紧塞子后的实验步骤是__________________________________ ________________________________________________________。 (4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是__________ _______________________________________________________________________________。 打开止水夹a，待Ⅰ中反应生成的 氢气排净装置中的空气后，再关闭止水夹a 5.在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。回答下列问题： (1)在试管Ⅰ里加入的试剂是_______________。 稀H2SO4、铁屑 NaOH溶液 试管Ⅰ中 反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入 随堂练习 $