第一章化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)第三章鐵金屬材料第一節(jié)

鐵及其化合物本節(jié)重點(diǎn):能利用氧化還原知識(shí)分析FeO、Fe(OH)2的還原性。第2課時(shí)

鐵的氧化物和氫氧化物鐵紅Fe2O3，紅色或深紅色粉末，球形顆粒鐵棕Fe2O3和FeO的混合物，棕色粉末鐵黃Fe2O3·xH2O，黃色粉末針狀顆粒鐵黑Fe3O4，磁性氧化鐵，藍(lán)墨光黑色粉末鐵綠氧化鐵黃和酞青藍(lán)鐵系顏料生活中的化學(xué)+歸納鐵系顏料的主要成分以及鐵元素的化合價(jià)。鐵元素FeOFe3O4Fe2O3+3+2

Fe2O3磁鐵礦

Fe3O4

Fe3O4

FeOFe2O3鐵的氧化物的存在主題1:鐵的氧化物黑色粉末俗稱：鐵紅紅棕色粉末俗稱：磁性氧化鐵黑色晶體(有磁性)均難溶于水主題1:鐵的氧化物鐵的氧化物的物理性質(zhì)化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4俗名\顏色狀態(tài)化合價(jià)水溶性黑色粉末黑色晶體紅棕色粉末磁性氧化鐵鐵紅

+2

+3

+2、+3鐵的氧化物均不溶于水，也不與水反應(yīng)。主題1:鐵的氧化物堿性氧化物Fe2O3＋6H＋＝Fe3＋＋3H2OFe2O3氧化鐵赤鐵礦煉鐵FeO?Fe3O4?鐵的氧化物的化學(xué)性質(zhì)1.按性質(zhì)劃分，F(xiàn)e2O3屬于哪個(gè)類別的氧化物？2.按元素價(jià)態(tài)從氧化性和還原性角度分析，F(xiàn)e2O3具有什么性？+3氧化性主題1:鐵的氧化物FeO＋2H＋＝Fe2＋＋H2O3FeO＋4H＋＋NO3－＝3Fe3＋＋NO↑＋2H2OFe3O4＋8H＋＝Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O3Fe3O4+28HNO3=9Fe(NO3)3+14H2O+NO↑FeOFe3O4鹽酸硝酸還原鐵的氧化物的化學(xué)性質(zhì)主題1:鐵的氧化物FeOFe3O4化合物，而不是混合物，一種混合價(jià)態(tài)的化合物，是復(fù)氧化物，1個(gè)鐵是+2價(jià)，2個(gè)是+3價(jià)堿性氧化物“FeO·Fe2O3”【小結(jié)】使勁記筆記鐵的氧化物的化學(xué)性質(zhì)主題1:鐵的氧化物鐵的氧化物的化學(xué)性質(zhì)2.氧化性高溫下，都能被C、CO、H2、Al等還原劑還原，最終生成鐵。Fe2O3＋3CO===

2

Fe＋3CO2高溫Fe3O4＋4CO===

3

Fe＋4CO2高溫Fe2O3＋2Al===

2

Fe＋Al2O3高溫3.穩(wěn)定性Fe2O3和Fe3O4較穩(wěn)定，F(xiàn)eO不穩(wěn)定。6FeO+O22Fe3O4

高溫主題1:鐵的氧化物思考討論：1．阿爾法磁譜儀又譯為反物質(zhì)太空磁譜儀，我國(guó)科學(xué)家為磁譜儀傾注了大量心血，磁譜儀已隨航天飛船升入太空，開始了探索宇宙中是否存在“反物質(zhì)”的研究工作。根據(jù)你所學(xué)的知識(shí)推測(cè)用于制造阿爾法磁譜儀的核心部件的材料是FeO、Fe2O3、Fe3O4中的哪一種？Fe3O4。制造阿爾法磁譜儀的核心部件的材料是一種具有磁性的物質(zhì)，在鐵的各種化合物中，只有Fe3O4是具有磁性的物質(zhì)，其他均不具有磁性。2．“秦磚漢瓦”是我國(guó)傳統(tǒng)建筑文化的一個(gè)縮影。都是由黏土燒制的磚瓦(黏土中含有鐵元素)，有的是黑色的，有的卻是紅色的，請(qǐng)分析其顏色不同的原因？磚瓦顯黑色的原因：燒制磚瓦時(shí)，黏土中的鐵元素與O2反應(yīng)，生成黑色的FeO與Fe3O4。磚瓦顯紅色的原因：燒制磚瓦時(shí)，黏土中的鐵元素與O2反應(yīng)，生成紅棕色的Fe2O3。3.從氧化還原反應(yīng)的角度，分析FeO、Fe2O3、Fe3O4的氧化性和還原性。FeO有還原性，F(xiàn)e2O3有氧化性，F(xiàn)e3O4既有氧化性又有還原性。但FeO與Fe2O3中Fe元素價(jià)態(tài)相鄰，兩者不會(huì)反應(yīng)。FeO、Fe3O4遇強(qiáng)氧化性酸(如HNO3)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，＋2價(jià)的鐵均被氧化成＋3價(jià)。FeOFe2O3Fe3O4鐵的化合價(jià)氧化物類別與非氧化性酸反應(yīng)與還原劑反應(yīng)(H2、CO、Al等用途

Fe2O3+3CO2Fe+3CO23Fe3O4+8Al9Fe+4Al2O3+2+3+2、+3堿性氧化物堿性氧化物不是堿性氧化物FeO+2H+=Fe2++H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2OFe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2OFeO+COFe+CO2紅色油漆和涂料；赤鐵礦是煉鐵原料煉鐵、電訊器材、烤藍(lán)

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象化學(xué)方程式FeCl3溶液FeSO4溶液生成紅褐色沉淀，溶液逐漸由黃色變成無色。生成的灰白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色。FeCl3+3NaOH＝Fe(OH)3↓+3NaCl①FeCl2+2NaOH＝Fe(OH)2↓+2NaCl②4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3主題2:鐵的氫氧化物【實(shí)驗(yàn)3-1】【思考】FeO、Fe2O3

為堿性氧化物，但不溶于水，如何制得Fe(OH)3和Fe(OH)2呢？【活動(dòng)】Fe(OH)2為什么能被氧化？在空氣中加熱的最終產(chǎn)物是什么？

Fe(OH)2中鐵元素的化合價(jià)為+2價(jià)，具有還原性，容易被氧化成+3價(jià)，在空氣中加熱最終會(huì)：主題2:鐵的氫氧化物Fe(OH)3紅褐色不溶于水固體Fe(OH)2白色不溶于水固體名稱氫氧化鐵氫氧化亞鐵化學(xué)式顏色狀態(tài)穩(wěn)定性

Fe(OH)3Fe(OH)2不溶于水的紅褐色固體不溶于水的白色固體不穩(wěn)定，易被空氣中的氧氣氧化，顏色變化：白色→灰綠色→紅褐色4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3總結(jié)：鐵的氫氧化物常溫較穩(wěn)定，空氣中久置會(huì)部分失水成鐵銹，受熱易分解2Fe(OH)3=Fe2O3＋3H2O主題2:鐵的氫氧化物【思考】Fe(OH)2是白色固體，為什么做實(shí)驗(yàn)時(shí)試管中幾乎觀察不到白色呢？4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3被氧化罪魁禍?zhǔn)住鯕?！盡可能創(chuàng)造無氧條件環(huán)境：植物油液封（隔絕O2）試劑：新制FeCl2溶液蒸餾水煮沸后配制溶液（除去水中溶解的O2）

主題2:鐵的氫氧化物方案一：有機(jī)覆蓋層法現(xiàn)配現(xiàn)用配制時(shí)所用蒸餾水要經(jīng)過加熱煮沸隔絕空氣中的氧氣趕走溶解的氧氣防止滴加NaOH溶液時(shí)帶入空氣ρ苯<ρ水，不溶于水（煤油）Fe(OH)2的制備實(shí)驗(yàn)改進(jìn)主題2:鐵的氫氧化物方案二：氣體保護(hù)法水起到液封的作用防止空氣進(jìn)入裝置產(chǎn)生H2,將裝置中的空氣排盡生成的Fe(OH)2處在H2的保護(hù)中Fe(OH)2的制備實(shí)驗(yàn)改進(jìn)主題2:鐵的氫氧化物方案三：氣體保護(hù)法產(chǎn)生H2,將裝置中的空氣排盡產(chǎn)生壓強(qiáng)差,將裝置A中產(chǎn)生的FeSO4溶液壓入B中（A、B充滿H2）（A中產(chǎn)生H2→壓液）先開后關(guān)Fe(OH)2的制備實(shí)驗(yàn)改進(jìn)主題2:鐵的氫氧化物小結(jié)：制備Fe(OH)2的四個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)(1)Fe2＋極易被氧化，所以FeSO4溶液要現(xiàn)用現(xiàn)配。(2)為了防止Fe2＋被氧化，配制FeSO4溶液的蒸餾水和NaOH溶液要煮沸，盡可能除去O2。(3)為了防止滴加NaOH溶液時(shí)帶入空氣，可將吸有NaOH溶液的長(zhǎng)滴管伸入FeSO4溶液的液面下，再擠出NaOH溶液。(4)為防止Fe2＋被氧化，還可以向盛有FeSO4溶液的試管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有機(jī)物，以隔絕空氣。主題2:鐵的氫氧化物課堂檢測(cè)2.為了使Fe(OH)2氧化成Fe(OH)3，而又不引入雜質(zhì)，應(yīng)向懸濁液中加入:()A.HNO3B.H2O2C.Na2O2D.NaOHB1.下列物質(zhì)反應(yīng)后一定有＋3價(jià)鐵生成的是()①過量的Fe與Cl2反應(yīng)；②Fe與過量稀H2SO4反應(yīng)后，再向其中加入KNO3；③Fe和Fe2O3的混合物溶于鹽酸中A.①B.①③C.①②D.全部C課堂檢測(cè)3.下列各圖示中能較長(zhǎng)時(shí)間看到Fe(OH)2白色沉淀的是(已知：苯為難溶于水且密度比水小的液體):()ABA．①② B．②④ C．③④ D．①③(2)在試管Ⅱ里加入的試劑是___________。(3)為制得白色Fe(OH)2沉淀，在試管Ⅰ和Ⅱ中加入試劑，塞緊塞子后的實(shí)驗(yàn)步驟是__________________________________________________________________________________________。(4)這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長(zhǎng)時(shí)間保持白色，其理由是________________________________________________________________________________。

打開止水夾a，待Ⅰ中反應(yīng)生成的

氫氣排凈裝置中的空氣后，再關(guān)閉止水夾a4.在如圖所示的裝置中，用NaOH溶液、鐵屑、稀H2SO4等試劑制備。回答下列問題：(1)在試管Ⅰ里加入的試劑是_______