化学必修 第一册第三章 铁 金属材料第二节 金属材料教课内容ppt课件

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一、铁的氢氧化物1.铁的氢氧化物的制备。实验室制备氢氧化铁和氢氧化亚铁的方法如下图所示:
(1)图甲实验中观察到的现象是　有红褐色沉淀生成　。 反应的离子方程式是　Fe3++3OH-═Fe(OH)3↓　。 (2)图乙实验中先观察到有　白色沉淀　生成,迅速变成　灰绿　色,最后变成　红褐　色,反应的化学方程式是　FeSO4+2NaOH═Fe(OH)2↓+Na2SO4　,　4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3　。 
2.铁的氢氧化物的性质。(1)物理性质。
微判断1(1)向氯化铁溶液中滴加氢氧化钠溶液可得到红褐色胶体。(　　)(2)Fe(OH)2属于碱,在空气中易与CO2反应而变质。(　　)(3)Fe(OH)2、Fe(OH)3都必须通过复分解反应制得。(　　)(4)Fe(OH)2、Fe(OH)3均为不溶性碱,可与盐酸反应。(　　)
二、铁盐和亚铁盐1.常见的铁盐有　Fe2(SO4)3、FeCl3　等,常见的亚铁盐有　FeSO4、FeCl2　等。 
2.Fe2+、Fe3+的检验方法。
3.Fe2+与Fe3+的相互转化。
(1)实验现象:在盛有氯化铁溶液的试管中加适量铁粉振荡后,溶液变成　浅绿　色,再加KSCN溶液,溶液　不变色　,再加入氯水后,溶液变成　红色　。 (2)上述实验中有关反应的离子方程式是　2Fe3++Fe═3Fe2+　,　2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl-　。 (3)结论:由上述实验可知,Fe3+遇到　较强　的还原剂,会被还原成Fe2+;Fe2+在　较强　氧化剂的作用下,会被氧化成Fe3+。 
微判断2(1)FeSO4溶液久置后呈棕黄色。(　　)(2)某溶液通入氯气后,再加入KSCN溶液,溶液变红色,则原溶液中一定含有Fe2+。(　　)(3)向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液后产生红色沉淀。(　　)(4)Fe3+有氧化性,所以FeCl3溶液可用于回收废旧电路板中的铜。(　　)(5)用铁粉除去氯化亚铁溶液中的少许氯化铁杂质。(　　)
一 铁的氢氧化物重难归纳铁的氢氧化物:
(1)硫酸亚铁、氢氧化亚铁易被氧化的原因是什么?(2)采用FeSO4晶体配制上述FeSO4溶液时,还需要加入某种固体,该固体可能是什么?为什么要加入该固体?(3)除去蒸馏水中溶解的O2,常采用什么方法?(4)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长胶头滴管吸取煮沸过冷却后的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液。为什么这样操作?(5)根据该同学的实验,请你总结一下在实验室里用FeSO4溶液和NaOH溶液制备Fe(OH)2时,采取哪些措施可以较长时间观察到白色的Fe(OH)2沉淀?
提示:(1)硫酸亚铁、氢氧化亚铁中铁元素为+2价,可以升高到+3价,具有还原性,易被氧化。(2)可以加入铁粉,以防止+2价铁被氧化。(3)可以加热煮沸。(4)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化。
(5)①Fe2+极易被氧化,所以FeSO4溶液要现用现配。②为了防止Fe2+被氧化,配制FeSO4溶液的蒸馏水和NaOH溶液要煮沸,尽可能除去O2。③为了防止滴加NaOH溶液时带入空气,可将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液的液面下,再挤出NaOH溶液。④为了防止Fe2+被氧化,还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有机物,以隔绝空气。
典例剖析下图所示装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化。实验时必须使用铁屑和6 ml·L-1的稀硫酸,其他试剂任选。
请回答下列问题:(1)装置B中盛有一定量的NaOH溶液,装置A中应预先加入的试剂是　　　　,装置A中发生反应的离子方程式是　 。 (2)实验开始时应先将活塞a　　　(填“打开”或“关闭”)。 (3)简述制取Fe(OH)2的操作过程: 　 。 (4)实验完毕,拔去装置B中的橡胶塞,放入一部分空气,此时装置B中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　。 
答案:(1)铁屑　Fe+2H+══Fe2++H2↑(2)打开(3)关闭活塞a,使FeSO4溶液被压入装置B中进行反应(4)4Fe(OH)2+2H2O+O2══4Fe(OH)3
解析:(1)题图中装置A的作用是产生H2,利用H2赶走整个装置中的空气,减小Fe2+被氧化的速率,以便能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀,故装置A中应预先加入的试剂为铁屑:Fe+H2SO4══FeSO4+H2↑。(2)实验开始时打开活塞a,装置A中产生的H2沿导管进入装置B,赶走装置中的空气。(3)关闭活塞a,气体不能逸出,压迫装置A中的液体通过导管进入装置B,FeSO4溶液与NaOH溶液混合产生Fe(OH)2白色沉淀。(4)实验完毕拔去装置B的橡胶塞,空气进入装置B,O2与Fe(OH)2发生反应,使Fe(OH)2转化为Fe(OH)3红褐色沉淀。
学以致用1.下列关于Fe(OH)2的制备能够成功的是(　　)。A.向FeCl2溶液中逐滴加入NaOH溶液B.向FeSO4溶液中逐滴加入氨水C.先将吸有NaOH溶液的长滴管插到FeSO4液面下,再挤出NaOH溶液可制得Fe(OH)2D.取新配制的FeSO4溶液适量放入试管中,然后向试管内逐滴加入NaOH溶液
答案:C解析:Fe(OH)2的制备可用Fe2+的盐溶液与强碱或弱碱反应制得,但由于Fe(OH)2有很强的还原性,接触空气迅速被氧化生成Fe(OH)3,所以制备中特别注意隔绝 Fe(OH)2与空气的接触。
2.下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　　)。
A.①②B.①③C.②③D.①②③
答案:B解析:因为Fe(OH)2在空气中易被氧化成Fe(OH)3,故要长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀,就要排除装置中的空气或氧气。装置①是先用H2将装置中的空气排尽,并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中,③中液面上加植物油阻止了空气进入;②由于能接触到空气中的O2,故不能较长时间观察到白色沉淀。
二 铁盐和亚铁盐重难归纳1.Fe3+、Fe2+的检验。
(1)FeCl3溶液蚀刻印刷铜板的原理是怎样的?(2)反应后的“蚀刻液”中含有哪些金属离子?如果要回收得到Cu和FeCl3,需要怎样设计回收方案?提示:(1)2Fe3++Cu══Fe2++Cu2+。(2)反应后的“蚀刻液”中含有Fe3+、Fe2+、Cu2+等金属离子。为从溶液中提取Cu,应向溶液中加入过量铁粉:Fe+Cu2+══ Fe2++Cu,Fe+2Fe3+══3Fe2+;然后用盐酸溶解过量的铁粉: Fe+2HCl══FeCl2+H2↑;过滤后,得到Cu,再向滤液中加入新制氯水即可得到FeCl3:2FeCl2+Cl2══2FeCl3。
典例剖析已知A是一种常见金属,F是一种红褐色沉淀。试根据图中转化关系,回答下列问题。
(1)写出A、C、F、G的化学式:A　　　　　,C　　　　　,F　　　　　,G　 　　　。 (2)检验D中阳离子的方法是　　　　　　　　　　。 (3)保存C溶液时要加固体A的原因是　　　　　　　。 (4)写出下列转化的离子方程式。①A→C:　 ; ②C→D:　 。 
答案:(1)Fe　FeCl2　Fe(OH)3　Fe2O3(2)取少量D溶液加入试管中,滴加几滴KSCN溶液,若溶液变红,证明有Fe3+(3)防止Fe2+被氧化(4)①Fe+2H+══Fe2++H2↑　②2Fe2++Cl2══2Fe3++2Cl-
解析:(1)A是一种常见金属,F是一种红褐色沉淀,由转化关系可知,F为Fe(OH)3,A为Fe。Fe与O2反应生成的B为Fe3O4,Fe3O4与盐酸反应得到FeCl2和FeCl3,故Fe与盐酸反应得到的X为H2、C为FeCl2,进而可推知E为Fe(OH)2、D为FeCl3、G为Fe2O3。(2)D为FeCl3,含有的阳离子为Fe3+,检验Fe3+的方法为取少量D溶液加入试管中,滴加几滴KSCN溶液,若溶液变红色,证明有Fe3+。
(3)FeCl2易被空气中的O2氧化,保存FeCl2溶液时加固体Fe,防止Fe2+被氧化。(4)①A→C反应的离子方程式为Fe+2H+══Fe2++H2↑;②C→D反应的离子方程式为2Fe2++Cl2══2Fe3++2Cl-。
学以致用1.在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液中加入铁粉,待反应结束后,所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引,则反应后溶液中存在较多的阳离子是(　　)。A.Cu2+B.Fe3+C.Fe2+D.H+答案:C解析:因所剩固体能被磁铁吸引,说明Fe有剩余。因2Fe3++Fe═3Fe2+,Cu2++Fe═Cu+Fe2+,2H++Fe═Fe2++H2↑,即Fe3+、Cu2+、H+可与Fe反应,不可能大量存在。
2.要证明某溶液中不含Fe3+,而可能含有Fe2+,进行如下实验操作的最佳顺序为(　　)。①加入足量氯水　②加入足量KMnO4酸性溶液 ③加入少量KSCN溶液A.①③B.③②C.③①D.①②③答案:C解析:先加入少量KSCN溶液,若溶液不变红色,证明无Fe3+,然后加足量的氯水,若溶液出现红色,说明有Fe2+存在。
1.下列物质反应后一定有+3价铁生成的是(　　)。①过量的Fe与Cl2反应　②Fe与过量稀硫酸反应后,再向其中加入新制氯水　③Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中A.①B.②③C.①②D.①②③
答案:C解析:①中的Cl2氧化性强,它能将铁氧化为+3价,由于不是在溶液中反应,因此过量的铁不会将氯化铁还原;②中Fe与稀硫酸反应只能生成Fe2+,但加入新制氯水后,氯水中的氯分子能将Fe2+氧化成Fe3+;③中未给出反应物间相对量的关系,若铁是足量的,则能将生成的FeCl3全部还原为FeCl2,若铁是不足的,则溶液中可能存在Fe3+。
2.下列铁的化合物:①FeCl2　②Fe(OH)3　③FeCl3,其中能通过化合反应直接制得的是(　　)。A.①②B.②③C.①③D.①②③答案:D
3.只用一种试剂就可将AgNO3溶液、KSCN溶液、稀硫酸、NaOH溶液四种无色溶液区分开,该试剂是(　　)。A.BaCl2溶液B.CuCl2溶液C.FeCl3溶液D.FeCl2溶液答案:C解析:氯化钡溶液不能鉴别KSCN溶液和氢氧化钠溶液,氯化铜溶液和氯化亚铁溶液均不能鉴别KSCN溶液和稀硫酸。
4.稀硫酸中加入适量铁粉,反应完全后再加入适量的NaOH溶液,放置片刻,整个过程中观察到的颜色变化是(　　)。A.无色→灰绿色→红褐色B.无色→浅绿色→白色→灰绿色→红褐色C.灰绿色→红褐色→蓝色D.灰绿色→白色→浅绿色→灰绿色→红褐色答案:B
5.下列各组物质中,X是主体物质,Y是少量杂质,Z是为除去杂质所要加入的试剂,其中所加试剂正确的一组是(　　)。
答案:C解析:A项,氯气能与FeCl2反应生成FeCl3,不符合题意。B项,铁单质不仅可以将杂质除去,还会将FeCl3除去,不符合题意。D项,BaCl2不仅与碳酸钠反应,还与硫酸钠反应,不符合题意。
6.某化学兴趣小组利用下列试剂:铁粉、锌粉、0.1 ml·L-1 FeCl3溶液、0.1 ml·L-1 FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水,探究Fe2+、Fe3+的氧化性、还原性,并利用实验结论解决一些问题。(1)用所给试剂写出体现Fe2+具有还原性的反应的化学方程式:　 。  
(2)设计实验方案,完成下列表格。
解析:(1)在反应中Fe2+做还原剂,体现其还原性,因此应选择氧化剂,所以选用新制氯水,反应为2FeCl2+Cl2═2FeCl3。(2)向FeCl3溶液中加入铁粉,发生的反应为2Fe3++Fe═3Fe2+,所以溶液由棕黄色变为浅绿色。向FeCl2溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变红色。(3)向FeCl2溶液中加入锌粉,发生反应的离子方程式为Zn+Fe2+═Fe+Zn2+。