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2013-12-11
好多老师又要忙着为同学们写教案、备课。教案的制作需要清晰地思路,条理的章程,精品学习网编辑了人教版高三化学教案:铁和铁的化合物,欢迎老师们参考借鉴!
一、铁的结构和性质
1. 铁是26号元素,位于第四周期第Ⅷ族,属于过渡元素。
原子结构示意图:
主要化合价:+2,+3
2.铁在金属的分类中属于黑色金属,重金属,常见金属。纯净的铁是光亮的银白色金属,密度为7.86g/㎝3,熔沸点高,有较好的导电、传热性,能被磁铁吸引,也能被磁化。还原铁粉为黑色粉末。
3.铁是较活泼的金属元素,在金属活动性顺序表中排在氢的前面。
①跟非金属反应: 点燃 点燃 △ △
3Fe+2O2 == Fe3O4 2Fe+3Cl2 ==2FeCl3 Fe+S= FeS Fe+I2= FeI2
②跟水反应: 3Fe+4H2O= Fe3O4+4H2↑
③跟酸作用:Fe+2H+=Fe2++H2↑(遇冷浓硝酸、浓硫酸钝化;与氧化性酸反应不产生H2,且氧化性酸过量时生成Fe3+)
④与部分盐溶液反应:Fe+Cu2+=Fe2++Cu Fe+2Fe3+=3Fe2+
二、铁的氧化物和氢氧化物
1.铁的氧化物的比较
铁的氧
化物 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗称 铁红 磁性氧化铁
色、态 黑色粉末 黑色晶体 红棕色粉末
铁的价态 +2 +3 +2、+3
水溶性 难溶于水
稳定性 不稳定性
6FeO+O2=2Fe3O4 稳定 稳定
与酸的反应 FeO+2H+=Fe2++H2O Fe2O3+6H+=2Fe3+
+3H2O Fe3O4+8H+=2Fe3++ Fe2++4H2O
与CO的反应 FexOy+yCO=xFe+yCO2
制取 高温熔融,过量的铁与氧气反应
2Fe+O2=2FeO Fe(OH)3的分解
2Fe(OH)3=Fe2O3
+3H2O 铁在氧气中燃烧
3Fe+2O2=Fe3O4
2.铁的氢氧化物的比较
Fe(OH)2 Fe(OH)3
物理性质 白色,难溶于水的固体 红褐色,难溶于水的固体
化学性质 (1)与非氧化性强酸反应
Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O
(2)与氧化性酸反应
3Fe(OH)2+10HNO3=3Fe(NO3)3+NO↑+8H2O
(3)空气中放置被氧化
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 (1)与酸反应
Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
(2)受热分解
2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O
制备 ①煮沸蒸馏水,赶走溶解的氧气②煮沸NaOH溶液,赶走溶解的氧气③配制FeSO4溶液,加少量的还原铁粉④用长滴管将NaOH溶液送入FeSO4溶液液面以下
Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ 将NaOH溶液滴入Fe2(SO4)3溶液中
Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
1. Fe3O4是复杂的化合物,经研究证明,在Fe3O4晶体中有1/3的Fe是+2价,有2/3的Fe是+3价,可看成FeO•Fe2O3,实际应写成Fe(FeO2)2,即铁酸亚铁盐,不是一般的氧化物。
2.Fe(OH)2和Fe(OH)3从溶液中析出的现象不同,前者是白色絮状沉淀,后者是红褐色沉淀。而Fe(OH)2极不稳定,易被氧化成Fe(OH)3,反应现象是:白色→灰绿色→红褐色。
若要观察到白色的Fe(OH)2沉淀,需要创造以下条件:
(1)排除亚铁盐溶液里的Fe3+离子,以免Fe3+离子直接与OH-结合生成Fe(OH)3。
(2)尽量排除溶液中溶解的氧气,以减慢生成的Fe(OH)2被氧化成Fe(OH)3的速度。
反应要用新制备的亚铁盐溶液,并放入少量的铁以防止Fe3+离子产生。亚铁盐溶液与碱溶液在混合前分别加热以排除溶有的空气,然后,把碱溶液沿着试管壁加入盛亚铁盐溶液的试管中,或把滴管尖嘴直接插入液面下再加入碱溶液,可观察到白色絮状沉淀。
三、Fe、Fe2+和Fe3+之间相互转化及检验
从Fe、Fe2+和Fe3+的结构可知:Fe只有还原性,Fe3+通常只有氧化性,Fe2+既具有氧化性又具有还原性。上述微粒通过跟一定的氧化剂或还原剂发生氧化还原反应,才能实现不同价态的铁相互转化,(常称为铁三角):
1.学习铁及其化合物的性质要注意:
(1)抓价态:从铁元素三种价态的相互转化(铁三角关系)去认识铁及其化合物间的氧化—还原反应规律.
(2)想属类:如铁是一种比较活泼的过渡金属,氧化亚铁、氧化铁为碱性氧化物,氢氧化亚铁、氢氧化铁为不溶性弱碱,氯化铁为强酸弱碱盐,由此去分析理解它们各自所具有的性质.
2.铁元素的原子在化学反应中,当遇弱氧化剂(如S、H+、Cu2+、I2等)时,铁只能失去最外层的两个电子,而生成+2价铁的化合物,当遇到强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3等)时,铁原子可以再失去次外层上的一个电子而生成+3价铁的化合物.
3.具体反应有:
(1)Fe2+→Fe3+
①2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-(在亚铁盐溶液中通入氯气,溶液由浅绿色变为棕黄色)。
②4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O(亚铁盐溶液在空气中容易变质,如绿矾露置于空气中则是:12FeSO4+3O2=4Fe2(SO4)3+2Fe2O3)
③3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++2H2O+NO↑
④5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++4H2O+Mn2+
如在FeCl2溶液中滴加酸性KMnO4溶液,溶液由浅绿色变棕黄色,在酸性KMnO4溶液滴加FeCl2溶液,溶液由紫红变棕黄。
⑤2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
(2)Fe3+→Fe2+
①2Fe3++S2+=2Fe2++S,如在FeCl3溶液中滴加适量的Na2S溶液,溶液变浑浊,滤去沉淀则滤液为浅绿色;如加入过量的Na2S溶液,,则又有黑色沉淀生成(FeS),向Fe3+溶液中通入H2S气体的离子方程式为:2Fe2++H2S=2Fe3++2H++S↓。
②2Fe3++SO32-+2H2O=2Fe2++SO42-+2H+
③2Fe3++Fe=3Fe2+,在FeSO3溶液中往往要加铁的原因是可以防止Fe2+被氧化为Fe3+。
④2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,电路板的制作是利用FeCl3溶液与裸露的铜反应。
⑤2Fe3++2I-=2Fe2++I2
4.Fe2+和Fe3+的检验
(1)Fe2+的检验:
方法一:滴加KSCN溶液,无明显现象,再滴加新制氯水,溶液立即变红色。
方法二:滴加NaOH溶液,生成白色絮状沉淀,该沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色。
(2)Fe3+的检验:
方法一:滴加KSCN溶液或NH4SCN溶液,溶液立即变为血红色。
方法二:滴加NaOH溶液,出现红褐色沉淀。
5.Fe2+和Fe3+的相互转化
Fe2+有还原性,高锰酸钾、重铬酸钾、过氧化氢等氧化剂能把它氧化成Fe3+:
MnO-4+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O +6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
H2O2+2Fe2++2H+=2F3++2H2O
在酸性溶液中,空气中的氧也能把Fe2+氧化:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
在碱性溶液中,Fe2+的还原性更强,它能把NO-3和NO-2还原成NH3,能把Cu2+还原成金属铜.Fe3+具有氧化性,它能把I-氧化成I2:2Fe3++2I-=2Fe2++I2
在无线电工业上,常利用FeCl3溶液来刻蚀铜,制造印刷线路,它们反应的化学方程式是:
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 因此,铜在氯化铁溶液中能作还原剂,而FeCl3是氧化剂.
Fe3+在酸性溶液中容易被H2S、SnCl2等还原成Fe2+:
2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+ 2F3++Sn2+=2Fe2++Sn4+
Fe3+还能被金属铁还原: 2Fe3++Fe=3Fe2+
在亚铁盐溶液中加入铁钉可防止Fe2+被氧化为Fe3+.
6.Fe2+和Fe3+的颜色
Fe2+在水溶液中通常以水合离子[Fe(H2O)6]2+形式存在,呈淡绿色。
Fe3+在酸性溶液中,通常以淡紫色的[Fe(H2O)6]3+形式存在呈黄色。
人教版高三化学教案:铁和铁的化合物就到这里结束了,同学和老师们一定要认真阅读,希望能有所启发,对大家的学习和生活有所帮助。标签:高三化学教案
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