高中化学 第三章 第二节 几种重要金属化合物（第3课时）学案 新人教版必修11

几种重要金属化合物（第3课时）【学习目标】1. 掌握铁的氧化物、氢氧化物的主要性质。2. 掌握Fe3+的检验、氧化性及Fe2+与Fe3+ 的相互转化。【学习过程】人类早在6000年前就开始利用铁，2000年前人类发明了从矿石里冶铁的方法。我国在春秋时期就开始冶铁、战国时期就开始炼钢。钢铁一直广泛地应用人类生活的方方面面。1. 铁的氧化物2铁的氢氧化物：（1）制备：实验步骤实验现象化学方程式在2支试管晨分别加入少量FeCl3和FeSO4溶液，然后滴入NaOH溶液，观察并描述发生的现象FeCl3溶液中生成红褐色沉淀FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3+3NaClFeSO4溶液中生成白色沉淀，后又迅速转变为灰绿色，最后生成红褐色FeSO4+2NaOH= Fe(OH)2+Na2SO44Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3温馨提示：实验室制备氢氧化亚铁时，因氢氧化亚铁在空气中极易与氧气、水反应生成氢氧化铁，更要注意隔绝空气。其方法是：亚铁盐需新制（用足量铁与稀硫酸反应或还原氯化铁溶液）；将所用氢氧化钠溶液煮沸以赶尽溶于其中的空气（O2）；使用长滴管吸入氢氧化钠溶液后将滴管伸至氯化亚铁溶液的液面以下，慢慢挤压乳胶头使氢氧化钠与氯化亚铁接触。（2）性质：化学式Fe(OH)2Fe(OH)3颜色状态白色固体红褐色固体溶解性不溶于水不溶于水稳定性易被氧化4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)3 Fe2O3+H2O与H+反应Fe(OH)2+2H+=Fe2+2H2O(氧化性酸生成Fe3+)Fe(OH)3+3H+=Fe3+3H2O转化关系4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)33. 铁盐和亚铁盐：（1）Fe3+的检验：实验操作实验现象实验结论向试管中加入5mlFeCl3溶液，滴入几滴KSCN溶液溶液显红色Fe3+的盐溶液遇到KSCN溶液变红色Fe33SCNFe（SCN）3向试管中加入5mlFeCl2溶液，滴入几滴KSCN溶液无明显现象（2）Fe2+和Fe3+的性质：铁元素显0价时，只有还原性；显+3价时，只有氧化性；显+2价时，既有氧化性，又有还原性。实验操作实验现象实验结论在盛有2 mL FeCl3 溶液的试管中，加入少量铁粉，振荡试管，充分反应后，滴入几滴KSCN溶液，再加入几滴氯水，观察并记录现象加入少量铁粉，FeCl3溶液由黄色变为浅绿色Fe3+具有氧化性2Fe3+Fe=3Fe2滴入KSCN溶液，溶液颜色无明显变化再加入氯水，溶液变为红色Fe2+具有还原性2Fe2 +Cl2=2Fe3+2ClFe3+的氧化性：与Fe、Cu、Zn反应。2Fe3+ Fe 3Fe2+2Fe3+Cu 2Fe2+Cu2+3Zn2Fe3+ 3Zn2+2FeFe2+的氧化性：与锌反应。 ZnFe2+ Zn2+FeFe2+的还原性：与氯水等反应。2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl（3）Fe2、Fe3、Fe之间的相互：Fe只具有还原性。可被弱氧化剂(H、S、Fe3等)氧化成Fe2，被强氧化剂(Cl2等)氧化成Fe3。Fe2既有氧化性又有还原性。可被强氧化剂氧化为Fe3；可被还原剂(Al、Zn等)还原为Fe。 Fe3只具有氧化性，可被还原剂(Fe、Cu、S2、SO32、I等)还原为Fe2。 Fe2、Fe3的检验方法(1)观察法：浅绿色溶液中含有Fe2；棕黄色溶液中含有Fe3。(2)加碱法：若产生的白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色的为Fe2；若直接产生红褐色沉淀的为Fe3。(3)加KSCN溶液：无明显现象，再加新制氯水溶液变红色的为Fe2；若溶液变红色的为Fe3。【当堂检测】1. 将下列四种铁的化合物溶于稀盐酸，滴加KSCN溶液没有颜色变化，再加入氯水即呈红色的是AFeO BFe2O3 CFeCl3 DFe2(SO4)32. 下列有关铁及其化合物的说法中正确的是()A赤铁矿的主要成分是Fe3O4B铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2C除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加铁粉，然后过滤DFe3与KSCN反应产生红色沉淀3. 有NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3五种溶液，只用一种试剂就可把它们鉴别开来，这种试剂是()A盐酸 B烧碱溶液 C氨水 DKSCN溶液4. 某溶液中有Fe3、Mg2、Fe2和Al3四种阳离子，若向其中加入过量的氢氧化钠溶液，搅拌后，再加入过量的盐酸，溶液中大量减少的阳离子是()AFe3 BMg2 CFe2 DAl35. 用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀：方法一：用不含Fe3的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。(1)除去蒸馏水中溶解的O2常采用_的方法。(2)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作可采用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是_。方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。(3)在试管里加入的试剂是_。 (4)在试管里加入的试剂是_。(5)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管和中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是_.(6)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是_。答案与解析题号答案解析1A由题意可知，A中的Fe2+与SCN结合没有颜色改变，但通入Cl2后发生下列反应，生成Fe3+，溶液变为红色。2Fe2+Cl22Fe3+2Cl，Fe3+SCN Fe(SCN)2+2C 赤铁矿的主要成分是Fe2O3，A错误；铁与水蒸气在高温条件下反应生成Fe3O4和H2，B错误；C项中2FeCl3Fe=3FeCl2，过滤可除去过量的铁粉，故正确；Fe3与KSCN反应产生红色溶液，而不是红色沉淀，D错误3B NaOH与上述五种溶液混合时，其中与NaCl无明显现象；FeCl2中出白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色的Fe(OH)3；FeCl3中只出现红褐色的Fe(OH)3沉淀；MgCl2中只出现白色沉淀现象；AlCl3中先出现白色沉淀，后沉淀消失4C Fe3的变化过程为：Fe3Fe(OH)3Fe3；Mg2的变化过程为：Mg2Mg(OH)2Mg2；Fe2的变化情况为：Fe2Fe(OH)2Fe(OH)3Fe3；Al3的变化情况为：Al3AlOAl35(1)煮沸(2)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2 (3)稀H2SO4、铁屑(4)NaOH溶液(5)检验试管出口处排出氢气的纯度当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹(6)试管中反应生成的H2充满了试管和试管，且外界空气不容易进入方法一中若水中溶有氧气，则会加速Fe(OH)2的氧化，因此可采用加热煮沸的方法除去为避免生成的Fe(OH)2接触O2，可用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液的液面以下，再挤出溶液即可达到目的。方法二的原理是利用Fe和稀H2SO4产生H2，先赶走装置中的空气确定赶净空气后再夹紧止水夹，通过H2产生的压力将FeSO4溶液压入NaOH溶液中去，从而产生Fe(OH)2沉淀，且在H2的氛围中Fe(OH)2不易被氧化，所以可保存较长的时间