第三章

鐵

金屬材料

第一節

鐵及其化合物

課時2鐵的氫氧化物和鹽素養目標宏觀辨識與微觀探析：

實驗探究鐵的氫氧化物、鐵鹽和亞鐵鹽的化學性質，并能用化學方程式或離子方程式正確表示；通過實驗掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制備原理及化學性質。證據推理與模型認知：學會從物質類別和元素價態的視角認識具有變價元素物質間的轉化關系，建立模型；創設問題情景，培養學生提出問題、分析問題以及通過實驗解決問題的能力；科學探究與創新意識：

結合應用實例，將鐵的重要化合物的性質知識運用于實際生產生活。培養實驗設計實驗操作能力，提高運用所學知識解決實際問題的能力。壹貳1.鐵的氫氧化物知識導航叁2.鐵鹽和亞鐵鹽課堂導入請你回憶！基于物質類別及化合價研究物質的性質金屬及其化合物研究方法金屬單質金屬氧化物堿鹽FeOFe2O3Fe3O4FeFe(OH)2Fe(OH)3Fe3+Fe2+課堂導入請你思考！鐵的氫氧化物該如何制取？說出你選擇此法的理由。鐵的氫氧化物該如何制取？鐵元素的氫氧化物有兩種，氫氧化亞鐵Fe(OH)2

和氫氧化鐵Fe(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3

知識點1：鐵的氫氧化物請你思考！請你設計試驗方案

從物質類別的角度，制備Fe(OH)3

、Fe(OH)2亞鐵鹽鐵

鹽FeSO4FeCl3

堿Fe(OH)2堿Fe(OH)3知識點1：鐵的氫氧化物1.制備Fe(OH)3

、Fe(OH)2在兩支試管中分別加入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液，然后各滴入NaOH溶液。觀察并描述發生的現象?！緦嶒?-1】知識點1：鐵的氫氧化物2.制備Fe(OH)3

、Fe(OH)2現象及方程式

Fe(OH)3

Fe(OH)2

實驗

操作實驗現象及方程式

有紅褐色沉淀Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓Fe(OH)2Fe(OH)3？知識點1：鐵的氫氧化物請你思考！為什么在FeSO4溶液中加入NaOH溶液時，生成的白色沉淀迅速變成灰綠色，過一段時間后還會生成紅褐色物質呢？

4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3Fe2＋+2OH－==Fe(OH)2↓(白色)還原劑氧化劑知識點1：鐵的氫氧化物由實驗3-1可知，白色的Fe(OH)2會被溶解在溶液中的氧氣氧化。那么，在實驗室里，如何得到Fe(OH)2呢?思考與討論【分析】

Fe(OH)2會被O2氧化，因此制取Fe(OH)2的關鍵是防止O2的干擾，需要做到：溶液中不含O2；

生成的Fe(OH)2隔絕O24Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3知識點1：鐵的氫氧化物3.制備Fe(OH)2的注意事項①使用新配制的FeSO4溶液(可加入少量鐵屑）②把NaOH溶液或配制溶液用的蒸餾水加熱煮沸除去溶解氧③滴入溶液時將膠頭滴管伸入液面以下膠頭滴管伸入液面以下現配現用加熱煮沸④

在溶液表面滴加一層油/苯(ρl＜ρaq，且不和溶液反應、互溶)知識點1：鐵的氫氧化物4.制取

Fe(OH)2實驗改進Fe(OH)2被氧化的原因

反應試劑中溶有氧氣配制試劑的蒸餾水要煮沸試劑與空氣接觸①在Fe(OH)2溶液的液面上加少量苯（或植物油）②膠頭滴管插入液面下加入NaOH溶液改進方法改進裝置①改進方案一知識點1：鐵的氫氧化物操作：先滴加

，然后

，當氫氣純凈后，再滴加

。收集氫氣并驗純NaOH溶液稀硫酸4.制取

Fe(OH)2實驗改進②改進方案二知識點1：鐵的氫氧化物4.制取

Fe(OH)2實驗改進知識點1：鐵的氫氧化物操作：先

止水夾，在試管Ⅱ出口處

，當

后，

止水夾。產生的氫氣使Ⅰ中壓強

，將生成的硫酸亞鐵溶液從長導管入

.打開收集氫氣并驗純關閉增大Ⅱ中氫氣純凈4.制取

Fe(OH)2實驗改進③改進方案三知識點1：鐵的氫氧化物請你思考！鐵的氫氧化物有哪些性質？

Fe(OH)3

知識點1：鐵的氫氧化物鐵的氫氧化物氫氧化鐵氫氧化亞鐵化學式色、態水溶性與鹽酸反應

穩定性轉化關系Fe(OH)3

Fe(OH)2

紅褐色固體

白色固體 均不溶于水

Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2OFe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O2Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O

4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

鐵的氫氧化物的性質知識點1：鐵的氫氧化物已知A為常見的金屬單質，根據如圖所示的關系，下列敘述中正確的是(

)A.A為Fe，B為FeOB.C→D溶液的顏色變化：淺綠色→棕黃色C.④的離子方程式：D.⑤的離子方程式：B

知識點2：鐵鹽和亞鐵鹽請你解釋！請你解釋一下日常生活中出現的現象補鐵藥物琥鉑酸亞鐵的說明書密封包裝薄膜防止Fe2+被氧化Vc會有什么作用？知識點2：鐵鹽和亞鐵鹽請你預測！從元素化合價的角度預測鐵鹽和亞鐵鹽具有什么樣的化學性質？能與哪些物質發生反應？在給定試劑中選擇合適試劑，設計實驗方案并預測實驗現象設計實驗方案試劑：FeCl3溶液、FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水、H2O2溶液、

酸性KMnO4溶液、KI-淀粉試紙、鐵粉、銅片既具有還原性，又具有氧化性氧化性+2+3FeCl2

FeCl3

一、Fe2+、Fe3+的性質知識點2：鐵鹽和亞鐵鹽亞鐵鹽的氧化性和還原性一、Fe2+、Fe3+的性質知識點2：鐵鹽和亞鐵鹽1.FeCl2既具有還原性，又具有氧化性

，實驗操作實驗現象離子方程式實驗結論在FeCl2溶液中加入鋅片溶液由淺綠色變為無色Fe2++

Zn==Fe+Zn2+Fe2+具有氧化性向FeCl2溶液中加入氯水溶液由淺綠色變為黃色2Fe2+

+Cl2==2Fe3+

+2Cl-Fe2+具有還原性向FeCl2溶液滴加少量酸性高錳酸鉀溶液紫紅色褪色5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2OFe2+具有還原性一、Fe2+、Fe3+的性質知識點2：鐵鹽和亞鐵鹽2.FeCl3的氧化性

一、Fe2+、Fe3+的性質知識點2：鐵鹽和亞鐵鹽實驗操作實驗現象離子方程式實驗結論在FeCl3溶液中加入銅片溶液由棕黃色變為淺綠色2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+

Fe3+具有氧化性向FeCl3溶液中加入淀粉KI溶液溶液變為變藍色2Fe3++2I-==

3Fe2++I2Fe3+具有氧化性2.FeCl3的氧化性

一、Fe2+、Fe3+的性質知識點2：鐵鹽和亞鐵鹽請你思考！生活中的富鐵食品中，如何測定鐵元素的含量？生活中的富鐵食品菠菜中鐵元素的含量測定菠菜中的鐵元素是Fe2+還是Fe3+？如何檢驗？請你猜測！菠菜中的鐵元素是Fe2+還是Fe3+？猜想1：只含有Fe2+猜想2：只含有Fe3+猜想3：含有Fe2+和Fe3+取樣研磨溶解過濾檢驗綜合考慮：應該含有Fe2+和Fe3+溶解水配成溶液，你認為樣品中鐵元素有哪些存在形式？O2亞鐵離子被O2氧化，鐵元素可能以鐵離子形式存在Fe2+Fe3+知識點2：鐵鹽和亞鐵鹽知識點2：鐵鹽和亞鐵鹽二、Fe2+、Fe3+的檢驗方案1：觀察法硫酸亞鐵硫酸亞鐵溶液氯化亞鐵硫酸鐵硫酸鐵溶液氯化鐵氯化鐵溶液Fe3+：棕黃色Fe2+：淺綠色如果溶液中離子濃度很小，很難觀察確認知識點2：鐵鹽和亞鐵鹽

Fe3+

Fe2+

實驗

操作實驗現象及方程式

有紅褐色沉淀Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓如果溶液中有Fe2+和Fe3+，這種方法不好確定是否有Fe2+方案2：從物質類別的角度——鹽類分析二、Fe2+、Fe3+的檢驗知識點2：鐵鹽和亞鐵鹽方案3：Fe3+的檢驗在兩支試管中分別加入少量的FeCl3溶液和FeCl2溶液，各滴入幾滴KSCN溶液。觀察并記錄現象?！緦嶒?-2】二、Fe2+、Fe3+的檢驗知識點2：鐵鹽和亞鐵鹽滴入KSCN溶液原理FeCl3溶液FeCl2溶液——滴入KSCN溶液滴入KSCN溶液溶液變為紅色溶液無明顯變化Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3(紅色)？檢驗Fe3+最靈敏的方法方案3：Fe3+的檢驗二、Fe2+、Fe3+的檢驗知識點2：鐵鹽和亞鐵鹽方案4：從元素化合價的角度——Fe2+的檢驗利用Fe2+還原性，設計試驗方案二、Fe2+、Fe3+的檢驗知識點2：鐵鹽和亞鐵鹽方案4：從元素化合價的角度——Fe2+的檢驗①加KMnO4(H+)溶液取少量樣品溶液于試管，滴加少量酸性高錳酸鉀溶液，如果紫紅色褪色，則溶液中含有Fe2+；如果無明顯變化，則溶液中不含Fe2+5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O②先加KSCN溶液，再加氯水或雙氧水2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-？滴入KSCN溶液FeCl2滴入氯水Fe3++3SCN-

=Fe(SCN)3(紅色液體)

滴入雙氧水開始溶液不變紅色，加幾滴氯水后溶液變紅色。二、Fe2+、Fe3+的檢驗知識點2：鐵鹽和亞鐵鹽鹽溶液

添加試劑Fe2+Fe3+KSCN

KMnO4(H+)

淀粉-KI

Cu

無明顯現象Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3溶液變血紅色紫色褪去無明顯現象無明顯現象溶液變藍無明顯現象銅片溶解且溶液變為藍色二、Fe2+、Fe3+的檢驗Fe2+、Fe3+的鑒別知識點2：鐵鹽和亞鐵鹽請你思考！如果將鐵鹽轉變成亞鐵鹽選擇什么試劑？寫出反應的離子方程式如何用Fe3+制備Fe2+？

加鐵粉(利用Fe3+的氧化性、Fe的還原性)現象預測：溶液棕黃變淺綠Fe3+Fe2+還原劑請你設計試驗方案知識點2：鐵鹽和亞鐵鹽三、Fe2+、Fe3+的轉化在盛有2mLFeCl3溶液的試管中加入少量鐵粉，振蕩試管。充分反應后，滴入幾滴KSCN溶液，觀察并記錄現象。把上層清液倒入另一支試管中，再滴入幾滴氯水，又發生了什么變化？【實驗3-3】知識點2：鐵鹽和亞鐵鹽三、Fe2+、Fe3+的轉化FeCl3溶液加入過量鐵粉溶液由棕黃色變為淺綠色無明顯現象溶液呈紅色2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl-滴入KSCN溶液取上層清液滴入氯水知識點2：鐵鹽和亞鐵鹽三、Fe2+、Fe3+的轉化（1）Fe、FeSO4和Fe2(SO4)3三種物質中，哪種物質可做氧化劑，哪種可做還原劑，哪種既可做氧化劑又可做還原劑？舉例寫出相應反應的化學方程式，并加以說明。（2）請你用圖示的方法歸納Fe、Fe2+和Fe3+三者之間的相互轉化關系，并與同學討論。思考與討論

Fe2+

Fe3+

氧化劑還原劑還原劑：Zn、Fe、Cu、S2-、I-等氧化劑：O2、

Cl2、H2O2、HNO3、KMnO4等知識點2：鐵鹽和亞鐵鹽三、Fe2+、Fe3+的轉化Fe2+和Fe3+的轉化價類二維圖物質類別氧化物堿鹽單質元素價態0+2+3+6Fe(OH)3Fe3+Fe(OH)2Fe2+FeOFeFe3O4Fe2O3知識點2：鐵鹽和亞鐵鹽三、Fe2+、Fe3+的轉化FeFeCl2Fe3O4H2O（g）或O2FeCl3Fe(OH)2Fe(OH)3Fe2O3Cl2HClNaOHNaOHFeOHClHClHClO2+H2O氯水Fe△HClFe(SCN)3KSCN白色沉淀紅褐色沉淀血紅色灰綠色知識點2：鐵鹽和亞鐵鹽Fe2+Fe3+還原劑

如Fe、Zn、Cu、I-、

S2-、H2S等強氧化劑

如Cl2、H2O2、O2、HNO3、KMnO4等弱氧化劑

如H+、Cu2+、S、I2等強還原劑

如Zn、Al、CO、H2等強氧化劑

如Cl2、Br2、HNO3、濃硫酸等強還原劑

如Zn、Al、CO、H2等三、Fe2+、Fe3+的轉化Fe知識點2：鐵鹽和亞鐵鹽四、Fe2+、Fe3+的除雜1.FeCl2中含有FeCl32.FeCl3中含有FeCl23.FeCl2中含有CuCl24.FeCl3中含有CuCl2過量的Fe通入過量的Cl2過量的Cu先加入過量的Fe，過濾再加入過量Cl2課堂探究

電子工業上常用覆銅板制作印刷電路板，原理是：利用FeCl3溶液做腐蝕液，把覆銅板上不需要的銅腐蝕掉。預先設計好的電路在銅板上用蠟或不透水的物料覆蓋，以保護銅線路不被腐蝕。探究利用覆銅板制作圖案思考與討論(1)在上述實驗中，發生了什么化學反應，生成的主要產物是什么？請運用氧化還原反應的規律進行分析并嘗試寫出反應的化學方程式。(2)為使使用后的“腐蝕液”能得到充分利用，如何處理使用后的“腐蝕液”?課堂探究利用覆銅板制作圖案課堂探究利用覆銅板制作圖案(1)在上述實驗中，發生了什么化學反應，生成的主要產物是什么?請運用氧化還原反應的規律進行分析，并嘗試寫出反應的化學方程式。2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+

(2)為使使用后的“腐蝕液”能得到充分利用，如何處理使用后的“腐蝕液”?先加人適量的鐵粉與廢液中Cu2+反應，回收銅；再向廢液中加人氯水等氧化劑，實現FeCl3溶液的再生。拓展：檢驗食品中的鐵元素一、菠菜中鐵元素含量的定量測量定性檢測鐵元素存在形式定量測量鐵元素質量計算鐵元素含量過濾酸浸灼燒研磨取樣研磨溶解過濾檢驗菠菜中的鐵元素是Fe2+切碎1.菠菜中鐵元素定性檢驗拓展：檢驗食品中的鐵元素2.菠菜中鐵元素定量測定拓展：檢驗食品中的鐵元素拓展：檢驗食品中的鐵元素2.菠菜中鐵元素定量測定過濾加入雙氧水Fe(OH)3沉淀溶液中Fe2+、Fe3+的質量不易直接測量，可以將離子轉化為沉淀，通過測量沉淀的質量來計算鐵元素的質量。Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓Fe2++2OH-=Fe(OH)