鐵 的 單 質 與 其 他 物 質 反 應 時 ， 既 可 以 失 去 兩 個 電子 ， 也 可 以 失 去 三 個 電 子 ， 也 就 是 說 在 化 合 物 中 鐵有 2價 和 3價 兩 種 化 合 價 。 你 知 道 嗎 ？情景導入 1.了 解 Fe、 Cu的 重 要 化 合 物 的 主 要 性 質 及 應 用 。2.掌 握 Fe2 、 Fe3 的 檢 驗 方 法 。3.利 用 Fe及 其 化 合 物 的 性 質 推 斷 物 質 及 鑒 別 物 質 。教學目標 基礎梳理一 、 鐵 的 重 要 化 合 物1.鐵 的 存 在 鐵 在 地 殼 中 的 含 量 僅 次 于 _， 主 要 以 _和_價 化 合 物 的 形 式 存 在 。 氧 、 硅 、 鋁 2 3 2.鐵 的 氧 化 物(1)物 理 性 質名 稱 氧 化 亞 鐵 氧 化 鐵 四 氧 化 三 鐵化 學 式 _ Fe2O3 _俗 名 鐵 紅 磁 性 氧 化 鐵鐵 的 化 合 價 _ _ _顏 色 、 狀 態(tài) _ _ 黑 色 晶 體溶 解 性 均 不 溶 于 水 Fe3O4 2 3 2、 3FeO黑 色 粉 末 紅 棕 色 粉 末 (2)化 學 性 質 FeO不 穩(wěn) 定 ， 在 空 氣 中 受 熱 易 被 氧 化 成 _。 FeO和 Fe2O3屬 于 _氧 化 物 ， 與 鹽 酸 反 應 的 化 學 方程 式 分 別 為 ： FeO 2HCl=FeCl2 H2O， Fe2O3 6HCl=2FeCl3 3H2O。(3)用 途 Fe2O3常 用 做 紅 色 油 漆 和 涂 料 ， _(主 要 成 分 是_)是 煉 鐵 原 料 。 Fe3O4堿 性 赤 鐵 礦Fe 2O3 3.鐵 的 氫 氧 化 物 3.鐵 的 氫 氧 化 物 Fe(OH)2 Fe(OH)3顏 色 _ _溶 解 性 不 溶 于 水 不 溶 于 水穩(wěn) 定 性 在 空 氣 中 易 轉 化為 Fe(OH)3白 紅 褐 與 鹽 酸 反應 (離 子 方程 式 ) Fe(OH)2 2H =Fe2 2H2O制 備 Fe2 2OH=Fe(OH)2 轉化 化 學方 程 式 4Fe(OH)2 O2 2H2O=4Fe(OH)3現 象 白 色 沉 淀 迅 速 變 為 _，最 終 變 為 紅 褐 色 灰 綠 色 4.鐵 鹽 和 亞 鐵 鹽(1)Fe3 的 檢 驗 試 劑 ： _ 現 象 ： 含 Fe3 的 溶 液 _K SCN溶 液 變 成 紅 色 4.鐵 鹽 和 亞 鐵 鹽(2)Fe3 和 Fe2 的 轉 化 (3)鐵 鹽 的 凈 水 作 用 向 混 有 少 量 泥 沙 的 渾 濁 水 中 加 入 Fe2(SO4)3溶 液后 ， 會 _。變 澄 清如 FeCl3溶 液 中 加 入 鐵 粉 ， 反 應 的 離 子 方 程 式 為 ：_， 如 向 FeCl2溶 液 中 滴 加 氯 水 ， 反 應 的 離 子 方 程 式 為 ：_2Fe3Fe=3Fe22Fe2 Cl2=2Fe3 2Cl 二 、 銅 的 化 合 物1.銅 化 學 性 質 _， 使 用 銅 器 皿 比 較 安 全 。2.銅 屬 于 _， 銅 鹽 溶 液 都 _， 因 為 Cu2 與 蛋白 質 作 用 ， 使 蛋 白 質 _而 失 去 生 理 活 性 。3.銅 綠 的 主 要 成 分 是 _。不 活 潑重 金 屬 有 毒變 性Cu2(OH)2CO3 拓展延伸一 、 Fe2 、 Fe3 、 Fe的 相 互 轉 變 鐵 三 角 1.Fe只 具 有 還 原 性 ， 可 以 被 氧 化 劑 氧 化(1)與 弱 氧 化 劑 反 應 Fe能 被 S、 Fe3 、 Cu2 、 H 等 較 弱 氧 化 劑 氧 化 為Fe2 ， 如 ： Fe S FeS， Fe 2Fe3 =3Fe2 。(2)與 強 氧 化 劑 反 應 Fe能 被 Cl2、 HNO3等 強 氧 化 劑 氧 化 為 Fe3 ， 如 ：2Fe 3Cl2 2FeCl3。 2.Fe2 既 具 有 氧 化 性 又 具 有 還 原 性(1)與 氧 化 劑 反 應 當 Fe2 遇 到 強 氧 化 劑 (如 Cl2、 HNO3、 K MnO4)時 ，被 氧 化 為 Fe3 ， 如 ： 2Fe2 Cl2=2Fe3 2Cl(2)與 還 原 劑 反 應 當 Fe2 遇 到 C、 Al、 Zn、 CO等 還 原 劑 時 ， 可 以 被還 原 為 Fe， 如 ： Fe2 Zn=Zn2 Fe， FeO CO Fe CO 2 3.Fe3 具 有 較 強 氧 化 性 ， 可 被 還 原 為 Fe2 或 Fe(1)Fe3 被 C、 CO、 Al等 還 原 為 Fe， 如Fe2O3 3CO 2Fe 3CO2，Fe2O3 2Al 2Fe Al2O3(2)Fe3 被 Fe、 Cu、 I 等 還 原 為 Fe2 ， 如2Fe3 Cu=2Fe2 Cu2 【 溫 馨 提 示 】 (1)不 同 價 態(tài) 的 鐵 及 鐵 的 化 合 物 在 相 互 轉 化 時 ，注 意 所 用 氧 化 劑 和 還 原 劑 的 強 弱 不 同 。(2)亞 鐵 鹽 保 存 時 ， 為 了 防 止 被 氧 化 為 鐵 鹽 ， 通常 在 溶 液 中 加 少 量 還 原 鐵 粉 或 鐵 釘 。 例 1.某 化 合 物 的 溶 液 中 可 能 含 有 下 列 離 子 ， 當 加 入NaOH溶 液 時 ， 有 沉 淀 生 成 ； 另 取 該 化 合 物 的 溶 液 ，并 加 入 鐵 粉 ， 溶 液 的 質 量 增 加 ， 該 溶 液 中 一 定 含 有 ( )A Cu2 B Fe3C Al3 D Mg2典型例題分析 【 解 析 】 加 入 鐵 粉 溶 液 質 量 增 加 ， 若 為 Cu2 ，Cu2 Fe=Fe2 Cu， 則 溶 液 質 量 減 少 ， 若 為Fe3 ， 反 應 為 Fe 2Fe3 =3Fe2 ， 溶 液 質 量 增 加 ，若 為 Al3 或 Mg2 ， 溶 液 質 量 不 變 ?！?答 案 】 B 二 、 Fe3 、 Fe2 的 檢 驗Fe2 Fe3觀 察 法 淺 綠 色 棕 黃 色加 堿(NaOH)法 現 象 ： 白 色 沉 淀 灰 綠 色紅 褐 色 沉 淀 現 象 ： 紅 褐 色沉 淀加 鹽(SCN )法 現 象 ： 加 入 K SCN溶 液無 明 顯 現 象 ， 再 滴 入 氯水 溶 液 變 成 紅 色 現 象 ： 加 入K SCN溶 液 ， 溶液 變 為 紅 色 例 2.能 檢 驗 某 溶 液 中 有 Fe2 無 Fe3 的 實 驗 事 實 是 ( )A 向 溶 液 中 加 入 2滴 K SCN溶 液 立 即 變 紅 色B 向 溶 液 中 加 入 少 許 氯 水 后 再 加 2滴 K SCN溶 液 立 即變 紅 色C 向 溶 液 中 加 入 2滴 K SCN溶 液 無 明 顯 變 化 ， 再 加 入少 許 氯 水 立 即 變 紅 色D 向 溶 液 中 加 入 少 許 NaOH溶 液 立 即 產 生 紅 褐 色 沉 淀典型例題分析 【 解 析 】 A選 項 證 實 溶 液 中 一 定 含 Fe3 ， 不 一 定 含Fe2 。 B選 項 因 先 加 氯 水 ， 后 加 K SCN溶 液 ， 變 紅 色 ， 無法 證 明 原 溶 液 含 Fe2 還 是 Fe3 。 C選 項 先 加 K SCN溶 液 無變 化 ， 證 明 無 Fe3 ， 加 氯 水 后 ， 由 于 2Fe2 Cl2=2Fe3 2Cl ， 生 成 的 Fe3 與 K SCN反 應 生 成 紅 色 物 質 ， 證 明溶 液 中 含 有 Fe2 。 D選 項 證 明 溶 液 中 含 有 Fe3 ?！?答 案 】 C 三 、 銅 及 其 化 合 物 的 相 互 關 系1.轉 化 關 系 圖 2.物 質 顏 色 ： Cu、 Cu2O為 紅 色 ； Cu2S、 CuS、 CuO為 黑色 ； CuSO4為 白 色 ； CuSO4溶 液 、 CuSO45H2O、Cu(OH)2為 藍 色 ； Cu2(OH)2CO3為 綠 色 ； CuCl2為 棕 色 ， 水 溶 液 為 藍 綠 色 。 科學探究【 探 究 舉 例 】 氧 化 鐵 和 氧 化 亞 銅 都 是 紅 色 粉 末 ，常 用 作 顏 料 。 某 校 一 化 學 實 驗 小 組 通 過 實 驗 來 探 究 一 紅色 粉 末 是 Fe2O3、 Cu2O或 兩 者 的 混 合 物 。 探 究 過 程 如 下 ：查 閱 資 料 Cu2O是 一 種 堿 性 氧 化 物 ， 溶 于 稀 硫 酸 生成 Cu和 CuSO 4， 在 空 氣 中 加 熱 生 成 CuO。熱 點 實 驗 金 屬 氧 化 物 測 定 的 實 驗 探 究 提 出 假 設 ： 假 設 1： 紅 色 粉 末 是 Fe2O3； 假 設 2： 紅 色 粉 末 是Cu2O； 假 設 3： 紅 色 粉 末 是 Fe2O3和 Cu2O的 混 合 物 。 設 計 探 究 實 驗 取 少 量 粉 末 放 入 足 量 稀 硫 酸 中 ， 在所 得 溶 液 中 再 滴 加 K SCN試 劑 。 (1)若 假 設 1成 立 ， 則 實 驗 現 象 是 _。 (2)若 滴 加 K SCN試 劑 后 溶 液 不 變 紅 色 ， 則 證 明 原 固 體 粉 末中 一 定 不 含 氧 化 鐵 。 你 認 為 這 種 說 法 合 理 嗎 ？ _。 簡 述 你 的 理 由 ： (不 需 寫 出 反 應 的 化 學 方 程 式 _。 (3)若 固 體 粉 末 完 全 溶 解 無 固 體 存 在 ， 滴 加 K SCN試 劑 時 溶液 不 變 紅 色 ， 則 證 明 原 固 體 粉 末 是 _， 寫 出 發(fā) 生反 應 的 離 子 方 程 式 ： _。 延 伸 探 究 ： 經 實 驗 分 析 ， 確 定 紅 色 粉 末 為 Fe2O3和 Cu2O的 混合 物 。 (4)實 驗 小 組 欲 用 加 熱 法 測 定 Cu2O的 質 量 分 數 。 取a g固 體 粉 末 在 空 氣 中 充 分 加 熱 ， 待 質 量 不 再 變 化 時 ，稱 其 質 量 為 b g(ba)， 則 混 合 物 中 Cu2O的 質 量 分 數 為_。 【 解 析 】 (1)Fe3 可 與 SCN 生 成 紅 色 絡 合 物 。 (2)不 合理 ， 若 是 兩 者 的 混 合 物 ， 因 Cu2O可 與 稀 硫 酸 作 用 生 成 Cu，Cu可 將 Fe3 還 原 為 Fe2 ， Fe2 不 能 與 SCN 反 應 生 成 紅 色絡 合 物 。 (3)結 合 (2)的 分 析 可 知 粉 末 一 定 是 兩 者 的 混 合 物 ，否 則 若 是 Fe2O3， 會 出 現 紅 色 ； 若 是 Cu2O一 定 有 沉 淀 。 (4)加 熱 時 只 發(fā) 生 反 應 ： 2Cu2O O2 4CuO， 所 以 增 重 的質 量 (b a)g為 參 加 反 應 的 O2的 質 量 ， 依 據 化 學 反 應 方 程 式可 求 出 a g混 合 物 含 有 Cu 2O的 質 量 為 9(b a) g。 【 答 案 】 (1)固 體 完 全 溶 解 ， 溶 液 呈 紅 色(2)不 合 理 當 原 固 體 粉 末 為 Fe2O3和 Cu2O的 混 合 物 時 ，加 入 稀 H2SO4后 產 生 的 Fe3 與 Cu反 應 生 成 Fe2 ， 滴 加K SCN溶 液 后 也 不 變 紅 色(3)Fe2O3和 Cu2O的 混 合 物 Fe2O3 6H =2Fe3 3H2O；Cu 2O 2H =Cu Cu2 H2O； 2Fe3 Cu=2Fe2 Cu2(4) 課堂總結 1.按 下 圖 要 求 寫 出 下 列 三 個 反 應 的 化 學 方 程 式 ，屬 于 離 子 反 應 的 寫 出 離 子 方 程 式 。 BC D EF FD課堂訓練 【 解 析 】 此 題 從 反 應 轉 化 過 程 來 看 ， 唯 一 能 作 為 解 題突 破 口 的 是 紅 褐 色 固 體 F。 結 合 題 意 不 妨 設 F即 為 Fe(OH)3固體 。 由 題 可 知 ， A在 不 同 條 件 下 反 應 能 得 到 C和 D， 而 A經 反應 得 到 的 B在 同 一 反 應 中 能 產 生 C和 D， C應 為 低 價 態(tài) ， C經反 應 得 到 E， 而 E經 O2氧 化 可 得 FFe(OH)3。 由 此 可 判 斷 E為Fe(OH)2， 則 C為 Fe2 ， 所 以 D為 Fe3 ， 而 B則 應 是 Fe3O4， A是 Fe。 把 推 斷 的 結 論 進 行 驗 證 ， 符 合 題 意 。 【 答 案 】 Fe3O4 8H =Fe2 2Fe3 4H2O 4Fe(OH)2 O2 2H2O=4Fe(OH)3 Fe(OH)3 3H =Fe3 3H2O鐵 元 素 及 其 化 合 物 的 推 斷 題 的 解 題 關 鍵 ：一 是 尋 找 特 征 反 應 及 特 征 現 象 ， 二 是 正 確 運 用 “ 鐵 三 角 ” 的轉 化 關 系 ， 三 是 注 意 與 其 他 金 屬 及 其 化 合 物 知 識 的 綜 合 。 化 學 框圖 題 綜 合 性 強 ， 難 度 大 ， 解 題 時 常 由 于 知 識 的 綜 合 性 不 夠 ， 找 不到 “ 突 破 口 ” 而 無 法 下 手 ?！久麕燑c睛】 2.將 鐵 粉 、 銅 粉 、 FeCl3溶 液 和 CuCl2溶 液 混 合 于 某 容 器 中 充 分反 應 (假 定 容 器 不 參 與 反 應 )。 試 判 斷 下 列 情 況 下 ， 溶 液 中 存 在的 金 屬 離 子 和 金 屬 單 質 。(1)若 鐵 粉 有 剩 余 ， 則 容 器 中 不 可 能 有 的 離 子 是 _； 銅 單質 _(填 “ 一 定 ” 或 “ 可 能 ” )存 在 。(2)若 氯 化 銅 有 剩 余 ， 則 容 器 中 還 可 能 有 的 離 子 為 _； 銅單 質 _(填 “ 一 定 ” 或 “ 可 能 ” )存 在 。(3)若 氯 化 鐵 和 氯 化 銅 都 有 剩 余 ， 則 容 器 中 不 可 能 有 的 單 質 是_， Fe 2 _(填 “ 一 定 ” 或 “ 可 能 ” )存 在 。 【 解 析 】 本 題 考 查 物 質 的 共 存 問 題 ， 依 據 金 屬 活動 性 ： Fe Cu， 離 子 氧 化 性 ： Fe3 Cu2 ?！?答 案 】 (1)Fe3 、 Cu2 一 定 (2)Fe3 可 能 (3)Fe、 Cu 一 定 3.要 證 明 某 溶 液 中 不 含 Fe3 而 可 能 含 Fe2 ， 進 行 如下 實 驗 操 作 時 ， 最 佳 順 序 是 ( ) 加 足 量 氯 水 加 足 量 K MnO4溶 液 加 少 量 K SCN溶 液A B C D 【 解 析 】 本 題 檢 驗 方 法 的 關 鍵 是 Fe3 遇 SCN 反 應 顯 紅 色 ，而 Fe2 遇 SCN 不 顯 紅 色 ， 加 入 K SCN溶 液 不 顯 紅 色 證 明 無 Fe3 ，再 加 氯 水 ， 如 有 Fe2 則 可 被 氧 化 為 Fe3 遇 SCN 反 應 顯 紅 色 。K MnO4溶 液 也 能 氧 化 Fe2 ， 但 因 其 本 身 呈 紫 色 ， 使 Fe3 與 SCN反 應 顯 紅 色 不 易 觀 察 ?！?答 案 】 C解 答 本 題 要 注 意 以 下 兩 點 ：(1)首 先 檢 驗 溶 液 中 是 否 有 Fe 3 ， 可 用 K SCN溶 液 。(2)加 入 氧 化 劑 ， 驗 證 溶 液 中 含 有 Fe2 ， 但 要 注 意加 入 的 氧 化 劑 不 能 對 觀 察 現 象 產 生 干 擾 ?！久麕燑c睛】 4.現 榨 的 蘋 果 汁 在 空 氣 中 會 由 淡 綠 色 變 為棕 黃 色 ， 其 原 因 可 能 是 ( )A.蘋 果 汁 中 的 Fe2 變 成 Fe3B.蘋 果 汁 中 含 有 Cu2C.蘋 果 汁 含 有 OHD.蘋 果 汁 含 有 Fe3【 解 析 】 蘋 果 汁 中 的 淡 綠 色 的 Fe2 被 空 氣 中的 氧 氣 氧 化 成 棕 黃 色 的 Fe3 ?！?答 案 】 A 5.下列化合物中，不能由單質直接化合而得到的是()AFeCl2 BFeSCFe3O4 DFeCl3 【 解 析 】 鐵 單 質 在 點 燃 條 件 下 可 以 和 Cl2反 應生 成 FeCl3， 和 O2反 應 生 成 Fe3O4， 在 加 熱 條 件 下可 以 和 S反 應 生 成 FeS?！?答 案 】 A 6.世 博 園 地 區(qū) 改 造 規(guī) 劃 的 實 施 將 提 升 上 海 的 環(huán) 境 質量 。 位 于 規(guī) 劃 區(qū) 的 一 座 大 型 煉 鋼 廠 搬 遷 后 ， 附 近 居民 將 不 再 受 到 該 廠 產 生 的 棕 紅 色 煙 霧 的 困 擾 。 你 估計 這 一 空 氣 污 染 物 可 能 含 有 ( )A FeO粉 塵 B P2O5粉 塵C Fe2O3粉 塵 D SiO2粉 塵 【 解 析 】 Fe2O3呈 棕 紅 色 ， 故 煉 鋼 廠 產 生 的棕 紅 色 煙 霧 是 Fe2O3所 致 ?！?答 案 】 C 7.下 列 離 子 的 檢 驗 方 法 合 理 的 是 ( )A.向 某 溶 液 中 滴 入 K SCN溶 液 呈 紅 色 ， 說 明 不 含 Fe2B.向 某 溶 液 中 通 入 Cl2， 然 后 再 加 入 K SCN溶 液 變 紅 色 ，說 明 原 溶 液 中 含 有 Fe2C.向 某 溶 液 中 加 入 NaOH溶 液 ， 得 到 紅 褐 色 沉 淀 ， 說 明 溶液 中 含 有 Fe3D.向 某 溶 液 中 加 入 NaOH溶 液 得 白 色 沉 淀 ， 又 觀 察 到 顏 色逐 漸 變 為 紅 褐 色 ， 說 明 溶 液 中 含 有 Fe 2 ， 不 含 有 Mg2 【 解 析 】 A項 說 明 含 Fe3 ， 但 不 能 說 明 是 否 含 Fe2 ；B項 說 明 通 入 Cl2后 溶 液 中 含 有 Fe3 ， 不 能 說 明 原 溶 液 中 是否 含 有 Fe2 ； 因 為 Mg(OH)2為 白 色 沉 淀 ， Fe(OH)2轉 化 為Fe(OH)3時 的 顏 色 變 化 會 掩 蓋 其 他 白 色 沉 淀 的 現 象 ， 所 以當 溶 液 中 含 有 Mg2 時 ， 會 出 現 同 樣 的 上 述 現 象 ， 故 D項 不能 說 明 溶 液 中 是 否 含 Mg2 ， C選 項 正 確 ?！?答 案 】 C 8.下 列 離 子 方 程 式 正 確 的 是 ( )A.鐵 跟 FeCl3溶 液 反 應 ： Fe Fe3 =2Fe2B.Fe跟 稀 鹽 酸 反 應 ： 2Fe 6H =2Fe3 3H2C.FeCl2溶 液 跟 Cl2反 應 ： Fe2 Cl2=Fe3 2ClD.Fe(OH)3跟 鹽 酸 反 應 ： Fe(OH)3 3H =Fe3 3H2O 【 解 析 】 A中 電 荷 不 守 恒 ， 應 為 ： Fe2Fe3 =3Fe2 ； B中 違 反 反 應 事 實 ， 應 為 ： Fe2H =Fe2 H2 ； C中 得 失 電 子 、 電 荷 均 不 守 恒 ，應 為 ： 2Fe2 Cl2=2Fe3 2Cl 。【 答 案 】 D