一轮复习铁和其化合物省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

课时课时14铁及其化合物铁及其化合物21017.10.19第第1页页当前使用大部分脱氧剂都是基于铁粉氧化当前使用大部分脱氧剂都是基于铁粉氧化反应。这种铁系脱氧剂可做成袋状，放入反应。这种铁系脱氧剂可做成袋状，放入包装内，使氧浓度降到包装内，使氧浓度降到0.01%。普通要求。普通要求1g铁粉能和铁粉能和300mL氧反应，使用时可依据氧反应，使用时可依据包装后残余氧气量和包装膜透氧性选择适包装后残余氧气量和包装膜透氧性选择适当用量。当用量。第第2页页【考纲解读】【考纲解读】1、掌握、掌握铁铁原子结构和化学性质原子结构和化学性质，以，以Fe2、Fe3相互转化为例，相互转化为例，了解变价金属氧化性和还了解变价金属氧化性和还原性原性。2、了解、了解铁铁氧化物和氢氧化物氧化物和氢氧化物制备和性质，掌制备和性质，掌握握Fe2、Fe3检验方法检验方法。第第3页页铁铁原子结构示意图原子结构示意图 在周期表中位置在周期表中位置 第四面期第第四面期第VIII族，属过渡元素族，属过渡元素 存在存在 游离态：少许存在于陨石中游离态：少许存在于陨石中化合态：赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿等化合态：赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿等单质单质 物理性质物理性质 化学性质化学性质 银白色，银白色，=7.86gcm-3，熔点，熔点1535 纯铁抗蚀能力较强，能被磁铁吸引和磁化纯铁抗蚀能力较强，能被磁铁吸引和磁化 与非金属：与非金属：Cl2 O2、S、I2与酸与酸：非氧化性酸、非氧化性酸、强氧化性酸（钝化）强氧化性酸（钝化）与盐与盐：与水：与水：主要化合价：主要化合价：+2、+33Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2高温高温一一.铁原子结构、存在、性质铁原子结构、存在、性质第第4页页Fe反应后形成产物呈何价态？反应后形成产物呈何价态？(1)氧化剂氧化性强弱氧化剂氧化性强弱.强氧化剂强氧化剂Fe3Fe2Fe S、I2、H、Cu2、Fe3等等弱氧化剂弱氧化剂H2O(g)、O2Fe2 Fe3Cl2、Br2、热浓、热浓H2SO4、HNO3等等第第5页页注注意意:钢钢铁铁发发生生电电化化腐腐蚀蚀时时，Fe参参加加电电极极反反应应产产物物为为Fe2，后后与与OH反反应应生生成成Fe(OH)2；因因其其不不稳稳定定，又转变成又转变成Fe(OH)3失去部分水变成失去部分水变成Fe2O3nH2O.(2)反应条件或反应物之间量反应条件或反应物之间量 FeHNO3(浓浓)钝化钝化 Fe4HNO3(过量过量)Fe(NO3)32H2ONO 3Fe(过量过量)8HNO33Fe(NO3)24H2O2NO常温常温要注意要注意Fe2+是是Fe3+和过量和过量Fe反应产物。反应产物。第第6页页（3 3）与水反应）与水反应 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 高温高温对比对比2Na+2H2O=2NaOH+H22Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2第第7页页二、铁主要化合物二、铁主要化合物1、铁氧化物、铁氧化物化化 学学 式式FeOFe2O3Fe3O4俗称俗称颜色、状态颜色、状态铁价态铁价态水溶水溶 性性稳定性稳定性铁红铁红磁性氧化铁磁性氧化铁黑色粉末黑色粉末红棕色粉末红棕色粉末黑色晶体黑色晶体+2+3+2、+3都不溶于水都不溶于水稳定稳定稳定稳定不稳定，在不稳定，在空气中加热空气中加热快速被氧化快速被氧化6FeO3O22Fe3O4第第8页页化化 学学 式式FeOFe2O3Fe3O4与非氧与非氧化性酸化性酸反应反应与氧化与氧化性酸反性酸反应应用途用途共性共性FeO2HFe2H2OFe2O36H2Fe33H2OFe3O48HFe22Fe3+4H2O碱性氧化物碱性氧化物碱性氧化物碱性氧化物复杂氧化物复杂氧化物3FeO10HNO3（稀）（稀）3Fe(NO3)3NO5H2O同上同上3Fe3O428HNO3（稀）（稀）9Fe(NO3)3NO 14H2O高温时，都能被高温时，都能被C、CO、H2、Al等还原剂等还原剂还原，还原过程中铁化合价都逐步降低，还原，还原过程中铁化合价都逐步降低，最终生成铁。最终生成铁。油漆、涂料、油漆、涂料、炼铁原料炼铁原料做磁铁、做磁铁、炼铁原料炼铁原料第第9页页 2、铁氢氧化物、铁氢氧化物化学式化学式Fe(OH)2Fe(OH)3颜色状态颜色状态溶解性溶解性稳定性稳定性与非氧化与非氧化性酸反应性酸反应与氧化性与氧化性酸反应酸反应转化关系转化关系白色沉淀白色沉淀红褐色沉淀红褐色沉淀都难溶于水都难溶于水很不稳定，易被很不稳定，易被氧化为氧化为Fe(OH)32Fe(OH)3=FeFe2 2O O3 3 3H3H2 2O O Fe(OH)3 3H Fe3 3H2OFe(OH)2 2H Fe2 2H2O3Fe(OH)210HNO3(稀稀)3Fe(NO3)3NO8H2O同上同上4Fe(OH)2O22H2O4 Fe(OH)3第第10页页制备原理：制备原理：思索：怎样制取铁氢氧化物？思索：怎样制取铁氢氧化物？由对应由对应可溶性盐可溶性盐与与可溶性碱可溶性碱反应制取反应制取试验一：试验一：向盛有向盛有FeCl3溶液试管中滴加溶液试管中滴加NaOH溶液，溶液，观察发生现象。观察发生现象。试验二：试验二：向向新制新制FeSO4溶液中，滴入经溶液中，滴入经煮沸煮沸NaOH溶溶液，液，胶头滴管尖端伸入溶液下面，胶头滴管尖端伸入溶液下面，轻轻挤出轻轻挤出NaOH溶溶液，观察发生现象。液，观察发生现象。Fe33OHFe(OH)3 （红褐色）（红褐色）Fe22OHFe(OH)2（白色）（白色）4Fe(OH)2 O2 2H2O 4Fe(OH)3灰白色灰白色-灰绿色灰绿色-红褐色沉淀红褐色沉淀第第11页页思索：思索：1、试验中为何要用、试验中为何要用新制新制硫酸硫酸亚铁溶液亚铁溶液?2、试验中为何滴入、试验中为何滴入经煮沸经煮沸NaOH溶液溶液?3、试验中为何要将、试验中为何要将滴管尖端滴管尖端插入试管里溶液底部插入试管里溶液底部，慢慢挤，慢慢挤出出NaOH溶液溶液?4、还能够采取什么方法和办、还能够采取什么方法和办法以确保制得氢氧化亚铁法以确保制得氢氧化亚铁?第第12页页2、用下面两种方法能够制得白色、用下面两种方法能够制得白色Fe(OH)2沉淀。沉淀。方法一：用不含方法一：用不含Fe3FeSO4溶液与不含溶液与不含O2蒸馏水配制蒸馏水配制NaOH溶液反应制备。溶液反应制备。（1）用硫酸亚铁晶体配制上述）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加溶液时还需加入入 。（2）除去蒸馏水中溶解）除去蒸馏水中溶解O2常采取常采取 方法。方法。（3）生成白色）生成白色Fe(OH)2沉淀操作是用长滴管吸收不沉淀操作是用长滴管吸收不含含O2NaOH溶液，插入溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这么操作理由是溶液。这么操作理由是:。稀稀H2SO4 和铁屑和铁屑煮沸煮沸防止生成防止生成 Fe(OH)2沉淀接触沉淀接触O2第第13页页方法二：在如图装置中，用方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、溶液、铁屑、稀铁屑、稀H2SO4等试剂制备。等试剂制备。（1）在试管）在试管里加入试剂里加入试剂 是是 。（2）在试管）在试管里加入试剂是里加入试剂是 。（3）为了制得白色）为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管沉淀，在试管和和中加入中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后试验步骤是：试剂，打开止水夹，塞紧塞子后试验步骤是：。（4）这么生成）这么生成Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其沉淀能较长时间保持白色，其理由是：理由是：。稀稀 H2SO4 和铁屑和铁屑NaOH溶液溶液 检验试管检验试管出口处排出氢气纯度。当排出口处排出氢气纯度。当排出出H2纯净时，再夹紧止水夹纯净时，再夹紧止水夹试管试管中反应生成中反应生成H2充满了试管充满了试管和试和试管管，且外界空气不轻易进入。，且外界空气不轻易进入。第第14页页小结：小结：第第15页页（1）亚铁盐性质）亚铁盐性质Fe2溶液通常显溶液通常显浅绿色浅绿色，主要表现，主要表现还原性还原性。亚铁盐溶液在空气中易被亚铁盐溶液在空气中易被O2氧化而变质，故保氧化而变质，故保留时要加少许留时要加少许铁屑铁屑，预防其氧化预防其氧化，加，加少许对应酸，少许对应酸，抑制水解抑制水解。亚铁盐溶液与可溶性碱反应，生成亚铁盐溶液与可溶性碱反应，生成Fe(OH)2。2Fe2H2O22H2Fe32H2O3Fe2NO34H3Fe3NO2H2O3Fe22NH3H2O3Fe(OH)22NH4三三.亚铁盐和铁盐亚铁盐和铁盐第第16页页（2）铁盐性质）铁盐性质Fe3溶液通常显溶液通常显棕黄色棕黄色，主要表现，主要表现氧化性氧化性。因因Fe3易水解，易水解，FeCl3等固体还易潮解，故其等固体还易潮解，故其固体应密封保留。配制溶液时应将铁固体应密封保留。配制溶液时应将铁盐溶于少许盐溶于少许对应酸对应酸中，中，再加水稀释再加水稀释，以，以抑制其水解抑制其水解。铁盐溶液与铁盐溶液与KSCN溶液反应，溶液变成红色。溶液反应，溶液变成红色。2Fe3Cu2Fe2Cu22Fe3H2S2Fe2S2H2Fe32I2Fe2I22Fe33SCNFe（SCN）3第第17页页四、铁三角四、铁三角铁三角铁三角FeFe2+Fe3+123456弱氧化剂：弱氧化剂：H+、Cu2+、S、I2、Fe3+等等 强氧化剂：强氧化剂：Cl2、Br2、HNO3等等Cl2、Br2、HNO3、O2等等Zn、Fe、Cu、HI等等Zn、H2、Al、C等等 Zn、CO、Al等等第第18页页五、五、Fe2 和和 Fe3检验方法检验方法鉴鉴 别方别方 法法Fe2Fe3直接观色显色显色反应反应与KSCN与苯酚利用Fe3+氧化性利用沉淀反应与OH作用浅绿色 棕黄色血红色不显紫色显紫色无显著现象 Cu被腐蚀溶液变绿色与铜片与淀粉KI试纸试纸不变蓝试纸变蓝色白色沉淀快速变灰绿色最终呈红褐色马上产生红褐色沉淀不显红色。若再通若再通Cl2，则变血红色则变血红色第第19页页六、铁冶炼六、铁冶炼原料原料:设备设备:炼铁高炉（简称高炉）炼铁高炉（简称高炉）原理：原理：用还原剂将铁矿石中铁元素还原为单质用还原剂将铁矿石中铁元素还原为单质铁矿石、焦碳、空气、石灰石等铁矿石、焦碳、空气、石灰石等反应：反应：CO2CO2（放出大量热）放出大量热）点燃点燃CO2 C CO（制备还原剂）制备还原剂）高温高温3COFe2O32Fe3CO2高温高温CaCO3 CaO CO2高温高温SiO2CaO CaSiO3(炉渣主要成份炉渣主要成份)高温高温产品：产品：生铁（含碳生铁（含碳2%-4.5%）第第20页页