第三章鐵金屬材料

［情景切入J

人類在四千五百多年前就開始使用鐵器。鐵是目前產(chǎn)量最大，使用最廣泛的金屬。金屬材料對(duì)于促進(jìn)

生產(chǎn)發(fā)展、改善人類生活發(fā)揮了巨大作用。讓我們走進(jìn)教材，學(xué)習(xí)鐵、金屬材料。

［知識(shí)導(dǎo)航］

本章從物質(zhì)類別和元素化合價(jià)的角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系；認(rèn)識(shí)不同類型合金的性能和用途。本章

知識(shí)在結(jié)構(gòu)上分為二節(jié)：第一節(jié)主要學(xué)習(xí)鐵及其化合物——鐵的單質(zhì)、鐵的重要化合物；第二節(jié)主要學(xué)習(xí)

金屬材料——鐵合金、鋁和鋁合金、新型合金、物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用。

［學(xué)法指導(dǎo)］

1.遷移應(yīng)用?學(xué)新知

依據(jù)金屬的物理通性和化學(xué)通性，掌握鐵的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。

2.明確分類?學(xué)性質(zhì)

從物質(zhì)類別的視角，學(xué)習(xí)鐵的氧化物及鐵的氫氧化物的性質(zhì)。

3.理解本質(zhì)?重應(yīng)用

從化合價(jià)變化的角度掌握Fe、Fe2\Fe3+的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。

4.把握內(nèi)涵?懂本質(zhì)

從新的角度和視野去學(xué)習(xí)鋁及其氧化物可以與堿發(fā)生反應(yīng)。

5.結(jié)合實(shí)踐?助理解

以金屬材料的發(fā)展為例，運(yùn)用發(fā)展的觀點(diǎn)去學(xué)習(xí)合金的發(fā)展過程，正確認(rèn)識(shí)化學(xué)的價(jià)值。

6.聯(lián)系實(shí)際釋疑惑

知道金屬材料包括純金屬及其合金，了解合金的性能及用途。

第一節(jié)鐵及其化合物

第1課時(shí)鐵的單質(zhì)、氧化物、氫氧化物

學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)

1.了解單質(zhì)鐵、鐵的氧化物性質(zhì)及用途。

2.通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)鐵單質(zhì)與水蒸氣的反應(yīng)的條I.通過對(duì)“鐵及其氧化物”的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)化

件，加深對(duì)微觀原子結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)宏觀性質(zhì)學(xué)服務(wù)社會(huì)的責(zé)任意識(shí)。

的認(rèn)識(shí)。2.通過對(duì)“鐵單質(zhì)與水蒸氣反應(yīng)”的學(xué)習(xí)，

3.掌握Fe(0H)2、Fe(0H)3的制備原理及化學(xué)培養(yǎng)宏觀辨識(shí)和微觀探究的能力。

性質(zhì)。

新課情境呈現(xiàn)

I

純凈的鐵是光亮的銀白色金屬，密度較大，熔點(diǎn)為1535C,沸點(diǎn)為2750C。純鐵的抗蝕力很強(qiáng)，它

有良好的延展性和導(dǎo)熱性，導(dǎo)電性比銅、鋁差，能被磁鐵吸引。

鐵的化合物很多。鐵的氧化物主要有黑色的氧化亞鐵、紅棕色的三氧化二鐵和具有磁性的黑色的四氧

化三鐵。含有鐵元素的鹽有硫酸亞鐵、氯化鐵等。鐵的氫氧化物為氫氧化亞鐵和氫氧化鐵。氫氧化亞鐵是

白色固體，不溶于水，很不穩(wěn)定，容易被氧化。硫酸亞鐵與NaOH溶液反應(yīng)生成的氫氧化亞鐵沉淀，在空

氣中迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色。這是因?yàn)闅溲趸瘉嗚F被空氣中的氧氣氧化成了紅褐色的氫氧化鐵,

發(fā)生的反應(yīng)為：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

4Fe(OH)2+02+2H2O=

FeSOz7H2OFcSO,溶液Fe(OH)2Fe(OH),

一些鐵的化合物

以上化合物具有怎樣的性質(zhì)，讓我們一起學(xué)習(xí)鐵的單質(zhì)、氧化物、氫氧化物。

課前素能奠基

知識(shí)回顧

1.光亮的鐵絲在空氣中能否燃燒？鐵絲在純氧中燃燒的現(xiàn)象如何？請(qǐng)寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式。

!!!鐵絲在空氣中不能燃燒。鐵絲在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體。3Fe+2O2^=Fe3C>4。

###

2.將幾滴FeCb飽和溶液滴入沸騰的蒸鐳水中，繼續(xù)加熱至液體呈?。?！紅褐###色,停止加熱。所

得液體即為?。?！氫氧化鐵膠體###。

新知預(yù)習(xí)

一、鐵的單質(zhì)

1.鐵元素的存在

(1)人類最早使用的鐵，是來自太空的?。?！隕鐵###。鐵在自然界中以單質(zhì)形態(tài)存在于隕鐵中。鐵元

素主要以?。?！+2###價(jià)和?。?！+3###價(jià)化合物的形態(tài)存在于礦石中。

(2)在地殼中鐵元素的含量?jī)H次于?。?！氧###、?。?！硅###和?。?！鋁###,居第?。?！四相#

位。鐵礦石的主要成分是?。?！FezCh###，丹霞地貌的巖層因含?。?！FezCh###而呈紅色。

2.鐵的應(yīng)用歷史

(1)我國(guó)在?。?！春秋###初年就掌握了冶鐵技術(shù)。?。?！戰(zhàn)國(guó)###中期以后，鐵制工具在社會(huì)生產(chǎn)中

發(fā)揮了巨大的作用。

(2)現(xiàn)代工業(yè)煉鐵的原理是用！”還原###的方法把鐵從鐵礦石中提煉出來?；瘜W(xué)方程式為?。?！3co

+Fe2O3=^=2Fe+3cO2###。

3.物理性質(zhì)

2

鐵有?。?！延展性###和！"導(dǎo)熱性###,鐵能導(dǎo)電，但導(dǎo)電性不如銅和鋁。鐵能被磁鐵吸引。

4.鐵的化學(xué)性質(zhì)

(1)鐵與非金屬單質(zhì)、酸、鹽溶液的反應(yīng)

失

三

與弱氧化劑反應(yīng)一

Fe

鐵

有

具

還'

如鹽酸、硫酸銅溶液強(qiáng)

還

原

能

性

，

班

原

非

與

些

某

劑

化

質(zhì)

金

單

屬

劑

溶

酸

鹽

、'

液

應(yīng)

反與強(qiáng)輒化劑反應(yīng)-

-”

如氯氣

①鐵與氯氣反應(yīng)的化學(xué)方程式:!!!2Fe+3Cb萼=2FeCh###。

②加熱條件下，鐵與弱氧化性的S單質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式：?。?！Fe+S=^FeS###。

③鐵與稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)的離子方程式：?。?！Fe+2H+=Fe2++H21###。

④鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)的離子方程式:!!!Fe+Cu2+=Fe2++Cu###。

(2)實(shí)驗(yàn)探究鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)

點(diǎn)撥:1.鐵在高溫條件下與水蒸氣反應(yīng)。

2.實(shí)驗(yàn)中濕棉花的作用是提供水蒸氣。

二、鐵的重要化合物

1.鐵的氧化物

化學(xué)式FeOFezChFejO4

!!!磁性氧化鐵

俗稱!!!鐵紅###

###

!!!黑###色粉!!!紅棕###色!!!黑###色晶

顏色和狀態(tài)

末粉末體

鐵的價(jià)態(tài)!!!+2###價(jià)!!!+3###價(jià)+2價(jià)、+3價(jià)

水溶性!!!不溶###!!!不溶###!!!不溶###

與鹽酸反

2+2

FeO+2H*=Fe+Fe2O3+6H^=J_!_LFesO4+8H卜^=Fe+

應(yīng)(離子

2Fe3++3Hq###+2Fe3++4HO

H2O2

方程式)

3

與co

FeQy+)COFe+)CO2

的反應(yīng)衛(wèi)=

點(diǎn)撥：FeO、Fe2O3屬于堿性氧化物，F(xiàn)e3()4不屬于堿性氧化物。

2.鐵的氫氧化物(實(shí)驗(yàn)探究鐵的氫氧化物的生成與轉(zhuǎn)化)

在兩支試管中分別加入少量的FeCb溶液和FeSCU溶液，然后各滴入NaOH溶液。

(1)在FeCh溶液中滴入NaOH溶液,生成?。?！紅褐色###沉淀,原因是?。?！Fe3++3OH=Fe(OH)3I

超#(填反應(yīng)的離子方程式)。

t

(2)在FeSO4溶液中滴入NaOH溶液，生成?。。“咨?##絮狀沉淀,原因是?。?！Fe2+2OH

=Fe(OH)2I###(填反應(yīng)的離子方程式),沉淀迅速變成灰綠色，最后會(huì)有紅褐色沉淀生成，原因是?。?！

4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3###(填反應(yīng)的化學(xué)方程式)。

⑶Fe(OH)2與Fe(OH)3的制備與性質(zhì)

Fe(OH)2Fe(OH)3

顏色!!!白色###!!!紅褐色###

溶解性!!!難溶于水###!!!難溶于水###

!!!Fe2++2OH--Fe(OH。1!!!Fe3++3OH=Fe(OH)I

制備3

######

—

還原性!!!在空氣中迅速被O2氧化###——-_

不穩(wěn)(隔絕空氣加熱)!!!2Fe(OH)3=^=Fe2O3+3H2O

性

定性!!!Fe(OH)2^^FeO+H2。######

質(zhì)

與酸!!!Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O!!!Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2。

反應(yīng)######

應(yīng)用體驗(yàn)

1.錄音磁帶是在醋酸纖維、聚酯纖維等纖維制成的片基上均勻涂上一層磁性材料——磁粉制成的。制

取該磁粉的主要物質(zhì)是(+++C--------)

A.FeOB.FezCh

C.Fe3()4D.AI2O3

解析：Fe3C>4具有磁性，磁粉的主要成分是Fe3O4,所以選C。

2.(2021.武漢高一檢測(cè))紅珊瑚棲息于200?2000米深的海域，它與琥珀、珍珠被統(tǒng)稱為有機(jī)寶石。

4

紅珊瑚呈紅色是因?yàn)樵诤５组L(zhǎng)期積淀某種元素，該元素是(+++B--------)

A.NaB.Fe

C.ZnD.Cu

3.下列關(guān)于鐵與水蒸氣反應(yīng)的說法中不正確的是(+++C--------)

A.反應(yīng)中有氫氣產(chǎn)生

B.此反應(yīng)需在加熱條件下才能發(fā)生

C.生成的鐵的化合物中鐵全部呈+3價(jià)

D.該反應(yīng)中水作氧化劑

解析：鐵與水蒸氣在高溫條件下反應(yīng)生成H2和Fe3O4,反應(yīng)中水作氧化劑，鐵的化合價(jià)為+2和+3,

故選C。

4.下列物質(zhì)中，在一定條件下能將鐵元素從。價(jià)轉(zhuǎn)變?yōu)?3價(jià)的是(+++A--------)

A.氯氣B.鹽酸

C.稀硫酸D.硫酸銅溶液

解析：氯氣與鐵在點(diǎn)燃的條件下反應(yīng)生成氯化鐵，A正確；鹽酸與鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，得到

的是+2價(jià)鐵，B錯(cuò)誤；稀硫酸與鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，得到的是+2價(jià)鐵，C錯(cuò)誤；硫酸銅溶液與

鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，得到的是+2價(jià)鐵，D錯(cuò)誤。

要點(diǎn)歸納

主要以化合態(tài)存在，少最單質(zhì)存在于隕鐵中

(有延展性、導(dǎo)熱性

鐵物理(------------------------------

而r導(dǎo)電性比鋁、銅碼、能被磁鐵吸引

的

存

在被弱輒化劑軾化為+2價(jià)

〕

鐵的ftSI被強(qiáng)輒化劑氧化為+3價(jià)

唯

質(zhì)

氣

化與水蒸氣在高溫條件下反應(yīng)生成四班化

物■三鐵和氫氣________________________

、

包

氣

化

物氣化亞鐵：黑色粉末堿性

鐵的-銅化

輒化氧化鐵：紅棕色粉末，俗稱鐵紅

四銳化三鐵：黑色晶體

(〔

鐵的氫氧化亞鐵：白色固體，難溶性卻堿，不穩(wěn)定

氣輒

化物/氧化

匆輒化鐵：紅褐色固體，難溶性弱堿

課堂素能探究

Fe(0H)3和Fe(OH)2的實(shí)驗(yàn)室制法

知識(shí)點(diǎn)

5

問題探究：在兩支試管里分別加入少量的FeCb和新制FeSO』溶液，然后滴入NaOH溶液，觀察并記錄

現(xiàn)象。

FeCh溶液新制FeSCU溶液

?

_NaOH

一溶液

實(shí)驗(yàn)~|NaOH

0f溶液

操作0新制FeS()4

溶液

~FeCl3

＞溶液乙

甲

思考探究下列問題：

1.兩試管中有什么現(xiàn)象？久置于空氣中又有什么現(xiàn)象？

2.在制備Fe(OH)2時(shí)，為什么要用新制的FeSO4溶液并將吸有NaOH溶液的膠頭滴管尖嘴插入液面以

下？

3.在實(shí)驗(yàn)中，若想長(zhǎng)時(shí)間觀察到生成的白色Fe(OH)2沉淀，除使用新制FeSO4溶液外，還應(yīng)創(chuàng)造一個(gè)

怎樣的反應(yīng)環(huán)境？

探究提示：1.甲中生成紅褐色沉淀，久置不變色；乙中生成白色沉淀，且沉淀迅速變成灰綠色，過一段

時(shí)間后有紅褐色物質(zhì)生成。

2.用新制的FeSO4溶液為了防止Fe2+被氧化成Fe3.；滴管尖嘴插入液面以下是為了防止生成的Fe(OH)2

與02接觸而被氧化。

3.因?yàn)镕e(OH)2易被氧氣氧化而發(fā)生顏色變化，故應(yīng)盡可能創(chuàng)造無氧環(huán)境以防止Fe(OH)2被氧化。

知識(shí)歸納總結(jié)：

1.防止Fe(OH)2氧化的方法

(1)含F(xiàn)e2+的溶液必須是新制的，并放入Fe粉，以防Fe?'被氧化成Fe3'。

(2)除去溶液中溶解的其方法是加熱煮沸NaOH溶液。

(3)長(zhǎng)膠頭滴管末端插入試管內(nèi)的液面以下。

(4)在FeSCh溶液液面上加植物油或苯進(jìn)行液封。

(5)在容器內(nèi)充滿H2等氣體，保證無02環(huán)境。

2.實(shí)驗(yàn)室制備Fe(0H)2裝置的改進(jìn)

改進(jìn)后裝置①優(yōu)點(diǎn):

6

配制溶液的蒸儲(chǔ)水煮沸，除去溶解的氧氣，然后用苯液封，防止空氣溶解，裝有NaOH溶液的滴管插

入液面下慢慢擠出溶液，這些操作均能防止Fe(OH)2與氧氣接觸，避免其被氧化，因此能較長(zhǎng)時(shí)間觀察到白

色沉淀。

裝置②優(yōu)點(diǎn)：

鐵粉與稀硫酸反應(yīng)生成的氫氣排除了裝置內(nèi)的空氣，同時(shí)試管內(nèi)剩余的氫氣起到保護(hù)氣的作用，防止

了Fe(OH)2與氧氣接觸，避免其被氧化，因此能較長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色沉淀。

■典例下列各圖示中能較長(zhǎng)時(shí)間看到Fe(OH)2白色沉淀的是(+++B-----)

A.①②B.①③

C.②③D.①②③

解析：因?yàn)镕e(OH)2易被氧氣氧化成Fe(OH)3,故要長(zhǎng)時(shí)間觀察到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除裝置中

的空氣或氧氣。裝置①是先用Hz將裝置中的空氣排盡，并使生成的Fe(OH)2處在氫氣的保護(hù)中；③中液面

上加苯阻止了空氣進(jìn)入；②由于能接觸到空氣，故不能較長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色沉淀。

〔素養(yǎng)應(yīng)用〕如圖所示裝置可用來制取和觀察Fe(OH)2在空氣中被氧化時(shí)顏色的變化。實(shí)驗(yàn)時(shí)必須使用

鐵屑和6mol-L-1的硫酸，其他試劑任選。

填寫下列空白：

(DB中盛有一定量的NaOH溶液，A中應(yīng)預(yù)先加入的試劑是?。?！鐵屑###,A中反應(yīng)的離子方程式

是?。?！Fe+2H'=Fe2'+H2t###。

(2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先將止水夾水?。〈蜷_###(填“打開”或“關(guān)閉”),C中收集到氣體的主要成分是山

H2###?

(3)簡(jiǎn)述生成Fe(OH)2的操作過程：?。?！關(guān)閉止水夾E,使FeSO』溶液壓入B瓶中進(jìn)行反應(yīng)###。

(4)拔去裝置B中的橡皮塞，使空氣進(jìn)入，寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：?。?！4Fe(OH)2+O2+

2H2O=4Fe(OH)3###。

解析：實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先打開E,讓H2把A、B裝置中的空氣排出，讓Fe(OH)2在H2氣氛中生成，以便較

長(zhǎng)時(shí)間觀察Fe(OH)2的顏色。也充滿B后關(guān)閉E,A中的FeSCU溶液沿豎直長(zhǎng)導(dǎo)管進(jìn)入B瓶，與NaOH反

應(yīng)?？諝膺M(jìn)入裝置B后，F(xiàn)e(OH)2被氧化為Fe(OH)3。

7

名師博客呈現(xiàn)

鐵及其化合物的性質(zhì)在運(yùn)用中的常見誤區(qū)

誤區(qū)1：誤認(rèn)為Fe3O4是混合物。Fe3O4可寫成FeO?的形式，但只含有一種成分，故為純凈物，屬于復(fù)

雜氧化物。

誤區(qū)2：誤認(rèn)為Fe與CL反應(yīng)的產(chǎn)物可能為FeCL或FeCb。Fe與CL反應(yīng)的產(chǎn)物是FeCb，與CI2量的

多少無關(guān)，反應(yīng)Fe+2Fe3+=3Fe2+只能在溶液中進(jìn)行。

誤區(qū)3：誤認(rèn)為Fe與酸的反應(yīng)都是置換反應(yīng)。Fe與非氧化性酸的反應(yīng)是置換反應(yīng)，生成鹽和H?,與氧

化性酸(如HN03、濃H2so4)的反應(yīng)不是置換反應(yīng)，不能生成H2。

誤區(qū)4：誤認(rèn)為FezCh、Fe(0H)3與HI(已知：HI溶液具有強(qiáng)酸性，「具有還原性)的反應(yīng)屬于復(fù)分解反

應(yīng)。Fe2O3、Fe(OH)3與HI的反應(yīng)并非簡(jiǎn)單的復(fù)分解反應(yīng)，而是氧化還原反應(yīng)，如2Fe(OH)3+6H*+21=2Fe2

+

+I2+6H20O

課堂達(dá)標(biāo)驗(yàn)收

1.下列變化中，加入鐵粉不可能實(shí)現(xiàn)的是(+++D----)

A.Ag,「fAgB.Fe3-*Fe21

+

C.H^H2D.Fe(OH)2fFe(OH)3

解析：AgNCh溶液中加鐵粉可置換出Ag,A項(xiàng)正確；2Fe3++Fe-3Fe2+,B項(xiàng)正確；稀H2SO4中加鐵

粉生成Hz,C項(xiàng)正確；4Fe(OH)2+02+2H2O=4Fe(OH)3,D項(xiàng)不可實(shí)現(xiàn)，選D。

2.下列關(guān)于氫氧化亞鐵及其制備方法的敘述中，不正確的是(+++B----)

1

；-NaOH溶液

￥

統(tǒng)一FeSO,溶液

A.氫氧化亞鐵易被空氣氧化

B.氫氧化亞鐵為灰綠色絮狀沉淀

C.可利用如圖所示裝置制備氫氧化亞鐵

D.實(shí)驗(yàn)中所用氫氧化鈉溶液應(yīng)預(yù)先煮沸

解析：氫氧化亞鐵(純凈的)是白色絮狀沉淀，易被氧氣氧化，B項(xiàng)錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)室可利用亞鐵鹽溶液與堿

溶液反應(yīng)制備氫氧化亞鐵，例如用FeSCU溶液與NaOH溶液反應(yīng)來制備Fe(0H)2,為了防止Fe(0H)2被溶解

在溶液中的氧氣氧化，所用氫氧化鈉溶液應(yīng)預(yù)先煮沸將氧氣排出，然后利用題給裝置制備Fe(0H)2,且滴加

NaOH溶液的膠頭滴管應(yīng)插入FeS04溶液中，當(dāng)制得的Fe(OH)2部分被氧化時(shí)，沉淀呈灰綠色。故A、C、

D三項(xiàng)均正確。

3.鐵屑溶于過量稀硫酸，過濾后向?yàn)V液中加入過量氨水，有白色沉淀生成，過濾，在空氣中加熱沉淀

至質(zhì)量不再發(fā)生變化為止，得到紅棕色殘?jiān)?。上述沉淀和殘?jiān)謩e是(+++B-----)

A.Fe(0H)3Fe2()3B.Fe(0H)2Fe2()3

C.Fe(OH)2Fe(OH)3D.Fe(OH)2Fe3O4

8

解析：題中發(fā)生的反應(yīng)有：

Fe+H2SO4=FeSO4+H2t,

FeSO4+2NH3H2O=Fe(OH)2I+(NH4)2SO4,

4Fe(OH)2+02+2H2O=4Fe(OH)3,

2Fe(OH)3^=Fe2O3+3H2O,

Fe(0H)2為白色，F(xiàn)e2O3為紅棕色，故選B。

4.某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)對(duì)氯氣與鐵的反應(yīng)及產(chǎn)物進(jìn)行了如下探究:

(1)裝置的連接順序?yàn)閍—!!!g###f!!!h###i!!!d###—!!!e

(2)硬質(zhì)玻璃管與收集器之間沒有用導(dǎo)管連接，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是?。?！防止堵塞###。

(3)反應(yīng)一段時(shí)間，熄滅酒精燈，冷卻后，將收集器及硬質(zhì)玻璃管中的物質(zhì)快速轉(zhuǎn)移至錐形瓶中，加入

過量的稀鹽酸和少許植物油(反應(yīng)過程中不振蕩)，充分反應(yīng)后進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

固體過量稀超酸|淡黃色|試劑工|淡紅色|

他3|深紅色溶液

產(chǎn)物|少許植原M溶液|［溶液

已知KSCN溶液與Fe3+溶液反應(yīng)生成紅色的絡(luò)合物。

試劑X中溶質(zhì)的化學(xué)式為?。?！KSCN###；固體產(chǎn)物的成分可能為?。?！A###(填字母)。

A.Fe和FeCbB.FeCk和FeCb

C.Fe、FeCL和FeCbD.Fe和FeCL

(4)加入少許植物油的作用是用！隔絕空氣，防止Fe?"被氧化###,加入新制氯水后溶液紅色加深的

原因:!!!ZFeZ'+Cb—ZFeS'+ZCT###(用離子方程式表示)。

解析：(1)濃硫酸具有吸水性，能作氯氣的干燥劑，堿石灰具有堿性而吸收氯氣，飽和食鹽水吸收氯化

氫而抑制氯氣溶解。裝置的連接順序?yàn)闅怏w的制取一洗氣一干燥一氯氣和鐵的反應(yīng)一尾氣處理。

(2)Fe在氯氣中燃燒生成棕黃色煙，冷卻易生成固體，導(dǎo)氣管口較細(xì)，易堵塞，所以硬質(zhì)玻璃管與收集

器之間沒有用導(dǎo)管連接。

(3)Fe3'和KSCN反應(yīng)生成絡(luò)合物而使溶液呈紅色，所以試劑X為KSCN溶液；固體和氯氣反應(yīng)時(shí)可能

沒有完全反應(yīng)，剩余的Fe和稀鹽酸、氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵，固體產(chǎn)物的成分可能為Fe和FeCb,A選

項(xiàng)正確。

(4)Fe2+不穩(wěn)定易被氧化，所以植物油的作用是隔絕空氣，防止Fe?+被氧化；Fe?+被氯氣氧化生成Fe3+,

從而增大了Fe3+的濃度，F(xiàn)e3\SCN一反應(yīng)生成Fe(SCN)3,從而增大了絡(luò)合物濃度，溶液顏色加深，離子方

9

程式為2Fe?++C12=2Fe2++2Cl—。

夯基提能作業(yè)

一、選擇題(每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)

1.下列有關(guān)說法不正確的是(+++C----)

A.Fe3O4為磁性氧化鐵，其中鐵的化合價(jià)為+2和+3

B.FeO、FezCh均為堿性氧化物，均與鹽酸反應(yīng)

C.Fe(OH)2不穩(wěn)定，具有較強(qiáng)的氧化性

D.Fe(OH)3比Fe(OH)2穩(wěn)定

解析：Fe(OH)2具有較強(qiáng)的還原性，易被氧化。

2.下列物質(zhì)的顏色和性質(zhì)或用途對(duì)應(yīng)正確的是(+++D----)

編號(hào)物質(zhì)顏色性質(zhì)/用途

①FeiOa紅棕色紅色油漆、涂料

②Fe(OH)2紅棕色易被氧化成灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色

③Fe(OH)3紅褐色受熱易分解生成紅棕色粉末

④Fe2+黃色具有較強(qiáng)氧化性

⑤Fe3+淺綠色具有較強(qiáng)的還原性

A.①④⑤B.②③

C.①②③④⑤D.①③

解析：FezCh為紅棕色固體，用于紅色油漆、涂料；Fe(OH)2為白色固體，易被氧化成紅褐色的Fe(OH)3；

紅褐色的Fe(OH)3受熱分解為紅棕色的FezOa;Fe?+為淺綠色，有較強(qiáng)還原性，F(xiàn)e?+為黃色，具有較強(qiáng)氧化

性，只有①@正確，選D。

3.在空氣中氫氧化亞鐵白色沉淀可轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀。關(guān)于該反應(yīng)的下列敘述中不正確的是(+++

D)

A.生成物為氫氧化鐵

B.該反應(yīng)是化合反應(yīng)

C.該反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)

D,氫氧化亞鐵作氧化劑

解析：氫氧化亞鐵白色沉淀轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀，生成物是氫氧化鐵，故A正確；該反應(yīng)符合化合反應(yīng)

的特征，該反應(yīng)是化合反應(yīng)，故B正確；該反應(yīng)中有元素化合價(jià)變化，是氧化還原反應(yīng)，故C正確；在4Fe(OH)2

+2H2O+O2=4Fe(OH)3中，氫氧化亞鐵作還原劑，。2作氧化劑，故D錯(cuò)誤。

二、選擇題(每小題有1個(gè)或2個(gè)選項(xiàng)符合題意)

4.“秦磚漢瓦”是我國(guó)傳統(tǒng)建筑文化的一個(gè)縮影。同是由黏土燒制的磚瓦，有的是黑色的，有的卻是

紅色的，你猜測(cè)其中的原因可能是(+++D-----)

A.土壤中含有鐵粉、二氧化鎰等

B.黑磚瓦是燃燒過程中附著了炭黑，紅磚瓦則是添加了紅色耐高溫染料

10

C.土壤中含有的銅元素經(jīng)過不同工藝煨燒，分別生成了黑色CuO和紅色Cu

D.土壤中含有的鐵元素經(jīng)過不同工藝煨燒，分別生成了黑色FesCU或FeO和紅色FezCh

解析：黏土中含有鐵元素，在燒制磚瓦時(shí)，與02反應(yīng)，生成氧化物，鐵元素的氧化物有3種，F(xiàn)eO與

FesCU為黑色，F(xiàn)ezCh為紅棕色，故D項(xiàng)正確。

5.下列說法iE確的是(+++BD------)

A.把生鐵放置于潮濕的空氣中，鐵表面有一層紅棕色的斑點(diǎn)，是生成了Fe(0H)3

B.鐵表面自然形成的氧化層不能保護(hù)內(nèi)層金屬不被空氣氧化

C.將試管①中鐵粉與水蒸氣加熱，試管②中肥皂水冒泡，說明鐵與水蒸氣在加熱條件下發(fā)生了反應(yīng)

D.FezCh是紅棕色粉末，俗稱鐵紅，常用作紅色油漆和涂料

解析：紅棕色斑點(diǎn)是FezCh-xHzO,A錯(cuò)誤；鐵表面的氧化層疏松，不能阻止鐵的進(jìn)一步氧化，B錯(cuò)誤；

因加熱試管①時(shí)，試管①中氣體受熱膨脹，在試管②處也會(huì)有氣泡產(chǎn)生，所以試管②中肥皂水冒泡不能說

明Fe與水蒸氣發(fā)生了反應(yīng)，C錯(cuò)誤。

6.中科院化學(xué)所研制的晶體材料——納米四氧化三鐵，在核磁共振造影及醫(yī)藥上有廣泛用途。

其生產(chǎn)過程的部分流程如下所示。FeCh6H20RFe00H與納米四氧化三鐵

下列有關(guān)敘述不合理的是(+++BC--------)

A.納米四氧化三鐵具有磁性，可作為藥物載體用于治療疾病

B.納米四氧化三鐵可分散在水中，它與FeCb溶液的分散質(zhì)直徑大小相等

C.反應(yīng)①屬于氧化還原反應(yīng)

D.反應(yīng)②的化學(xué)方程式是6FeOOH+CO=2Fe3O4+3H2O+C02

解析：納米四氧化三鐵為磁性納米晶體材料，可作為藥物載體用于疾病的治療，A項(xiàng)正確；納米四氧

化三鐵分散在適當(dāng)?shù)姆稚┲行纬傻姆稚⑾祵儆谀z體，大于溶液中溶質(zhì)粒子的直徑，B項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)①生

成FeOOH,化合價(jià)未發(fā)生改變，所以不是氧化還原反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由制備過程可知，反應(yīng)②的反應(yīng)物為

FeOOH和CO,由一種生成物為FesCU和質(zhì)量守恒定律可知反應(yīng)為6FeOOH+CO=2Fe3O4+3H2O+CO2,

D項(xiàng)正確。

7.2019年8月30日，2019版第五套人民幣開始發(fā)行，引起社會(huì)各界廣泛關(guān)注。人民幣在票面文字、

號(hào)碼等處所采用的磁性油量中含有一種金屬氧化物，它在磁碼識(shí)別器上有磁性信號(hào)反應(yīng)，借此可辨別真?zhèn)巍?/p>

該金屬氧化物是(+++C--------)

A.FeOB.CuO

C.Fe3()4D.AI2O3

解析：鐵的氧化物中，只有FesCU具有磁性。

三、非選擇題

8.(2021.臺(tái)州高一檢測(cè))某化學(xué)興趣小組利用如圖裝置進(jìn)行“鐵與水反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)，并檢驗(yàn)產(chǎn)物的性質(zhì)，

請(qǐng)回答下列問題:

11

(DA裝置的作用是?。?！產(chǎn)生水蒸氣###,B中反應(yīng)的化學(xué)方程式為?。?！3Fe+4H2O(￡)^^Fe3C)4

+4H2###,,

(2)D的作用是?。?！吸收未反應(yīng)的水蒸氣###。

(3)E中的現(xiàn)象是?。?！黑色固體變?yōu)榧t色，右端管壁有水珠生成###。

(4)A、B兩個(gè)裝置中應(yīng)先點(diǎn)燃?。?！A###處的酒精(噴)燈,點(diǎn)燃E處酒精燈之前應(yīng)進(jìn)行的操作是山

收集H2，并檢驗(yàn)其純度###。

解析：(1)B中進(jìn)行的反應(yīng)是3Fe+4H2O(g)/^Fe.Q4+4H2,故A為提供水蒸氣的裝置。

(2)D的作用是除去未反應(yīng)的水蒸氣，干燥H2。

(3)E中反應(yīng)為H2+CUO=&=CU+H2O,故黑色粉末變紅，同時(shí)硬質(zhì)玻璃管右端會(huì)有水珠生成。

(4)應(yīng)先點(diǎn)燃A處，若先點(diǎn)燃B處，B中的Fe會(huì)與空氣中02反應(yīng)生成FezCh,點(diǎn)燃E處酒精燈前要收

集H2,檢驗(yàn)純度。

第2課時(shí)鐵鹽和亞鐵鹽

學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)

1.通過對(duì)“Fe、Fe3\Fe?+相互轉(zhuǎn)化”的學(xué)

1.結(jié)合實(shí)驗(yàn)探究，掌握Fe、Fe2\Fe?+相互

習(xí)，強(qiáng)化變化觀念。

轉(zhuǎn)化的途徑。

2.通過對(duì)“Fe^、Fe3+的檢驗(yàn)”的學(xué)習(xí)，提

2.通過實(shí)驗(yàn)學(xué)會(huì)Fe2+、Fe3’的檢驗(yàn)方法。

升實(shí)驗(yàn)探究能力和創(chuàng)新意識(shí)。

3.了解鐵鹽、亞鐵鹽的主要性質(zhì)及其在生產(chǎn)、

3.通過對(duì)“鐵鹽、亞鐵鹽”的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)證

生活中的應(yīng)用。

據(jù)推理意識(shí)。

新課情境呈現(xiàn)

生

成的

在

溶液

加有

顯

生成的FB酸性KMNO,黃色

KSCN溶液的與SCN-結(jié)溶液

FeSO,溶液介使溶液

呈現(xiàn)紅色

FeSd溶液可敏水的反應(yīng)FeSO,溶液與酸性KMnO,溶液的反應(yīng)

在一定條件下鐵鹽和亞鐵鹽是可以相互轉(zhuǎn)化的。讓我們走進(jìn)教材學(xué)習(xí)鐵鹽和亞鐵鹽。

課前素能奠基

應(yīng)用體驗(yàn)

12

1.除去FeCL溶液中少量的FeCb,最好的辦法是(+++D----)

A.加入氫氧化鈉溶液B.通入氯氣

C.加入銅粉D.加入鐵粉

解析：因?yàn)?FeCb+Fe=3FeC12,加鐵粉既不引入雜質(zhì)，又能除掉Fe3+。

2.下列關(guān)于Fe2+和Fe3+的敘述中，錯(cuò)誤的是(+++D----)

A.Fe2+的水溶液為淺綠色

B.Fe3+的水溶液為黃色

C.Fe3+具有氧化性，F(xiàn)e2+具有還原性

D.Fe3+溶液中滴入含SCN的溶液，立即出現(xiàn)紅色沉淀

解析：Fe3+與SCN-反應(yīng)生成的Fe(SCN)3為紅色易溶于水的物質(zhì)，不是沉淀。

3.可用于檢驗(yàn)久置的FeSCM溶液是否含有Fe3+的試劑是(+++D----)

A.過氧化鈉B.鐵粉

C.鹽酸D.KSCN溶液

解析：Fe3+與KSCN溶液反應(yīng)，溶液變紅色，F(xiàn)e?+遇到KSCN溶液不變色。

4.選擇合適試劑完成甲、乙兩組實(shí)驗(yàn)。

甲組：檢驗(yàn)含F(xiàn)e3+的溶液中是否含有Fe2+；

乙組：檢驗(yàn)含F(xiàn)e2+的溶液中是否含有Fe3+。

下列試劑及加入試劑順序能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?+++B-----)

組別

試齊IJ甲組乙組

選項(xiàng)

A新制氯水、KSCN溶液KSCN溶液

B酸性KM11O4溶液KSCN溶液

C酸性KMnCh溶液澳水

D濱水酸性KMnCU溶液

要點(diǎn)歸納

觀察法

鐵鹽｝檢驗(yàn)方法加入堿溶液

■加入KSCN溶液

(鐵鹽、亞鐵鹽)-

京原號(hào)化

觀察法

加入堿溶液

力II入KSCN溶液,再

加入氯水

課堂素能探究

Fe、Fe2\Fe?+的相互轉(zhuǎn)化——“鐵三角”

13

知識(shí)點(diǎn)

問題探究：鐵元素有三種價(jià)態(tài)：0價(jià)、+2價(jià)和+3價(jià)，這三種價(jià)態(tài)的鐵在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化，我

們稱之為鐵三角：

強(qiáng)氧化劑

分析上圖，思考下列問題：

I.不同價(jià)態(tài)鐵元素之間轉(zhuǎn)化的條件是什么？

2.實(shí)驗(yàn)室制取FeCL溶液時(shí)為什么要加入少量鐵屑？

探究提示：1.由高價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)化為低價(jià)態(tài)需要還原劑，由低價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)化為高價(jià)態(tài)需要氧化劑。

2.加入鐵屑能防止Fe?+被氧化成Fe?十。

知識(shí)歸納總結(jié)：

I.Fe只有還原性，可以被氧化成+2或+3價(jià)的鐵：

較弱氧化劑

如l2、S、H+、Cu"、Fe3*等

較強(qiáng)氧化劑

Fe

如CUB.、稀硝酸（足量）等

氧化劑

———>FeO(FeO-FeO)

E2U寺3423

2+

如Fe+2H=H2t+Fe

2Fe+3cl2=^=2FeCb

3Fe+4H2O=^=Fe3O4+4H?。

2.Fe?+既有氧化性又有還原性：

________強(qiáng)氧化劑

如Cl2,Br2,HNO3、HC10等

Fe2+—