資源簡介

(共25張PPT)
探究鐵及其
化合物的轉化
1.結合真實情境中的應用實例或通過實驗探究，了解鐵及其化合物的主要性質，了解這些物質在生產、生活中的應用。
2.結合實例認識鐵及其化合物的多樣性，了解通過化學反應可以探索物質性質、實現物質轉化，認識物質及其轉化在促進社會文明進步、自然資源綜合利用和環境保護中的重要價值。
一、反應的合理選擇
明確目標產物
選擇反應原料和
可能的反應路徑
選擇反應的裝置
依據產物特性
依據發生的化學反應和產物分離的要求
反應的類型和反應條件
請設計制備氯化鐵的實驗方案，寫出可能的反應路徑和有關反應的化學方程式。
+3
+2
0
單質
氧化物
鹽
氫氧化物
Fe
Fe2O3
FeCl2
FeCl3
物質類別
化合價
鐵及其化合物的價類二維圖
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑
2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3
Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O
氧化還原反應
非氧化還原反應
1、鐵元素有多種不同價態的存在形式和不同的物質類型，如單質、氧化物、氫氧化物和硫酸鹽等。這些物質具有不同的性質，在一定條件下能相互轉化。
2、Fe3+離子的檢驗
Fe2+
Fe3+
（1）、觀察法
淺綠色
棕黃色
（2）、加堿法
生成紅褐色的氫氧化鐵沉淀
Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3↓
(3)、KSCN溶液檢驗法
Fe3+ + 3SCN=Fe(SCN)3
溶液變為血紅色
鐵及其化合物的性質實驗
【實驗1】取兩支試管分別編為A、B，向A試管中加入3 mL0.1 mol·L-1 FeCl3溶液，向B試管中加入3 mL 0.1 mol·L-1 FeCl2溶液。然后向兩支試管中各滴加2滴硫氰化鉀溶液，觀察實驗現象。
【實驗2】向實驗1的A試管中加入過量鐵粉，觀察實驗現象。
【實驗3】向實驗1的B試管中加入少量新制氯水，觀察實驗現象。
基礎實驗
3、Fe2+和Fe3+的相互轉化
試管A
滴加KSCN溶液
過量鐵粉
無色
Fe3+ + 3SCN- = Fe(SCN)3
（血紅色）
血紅色
滴加KSCN溶液
無現象
FeCl2溶液
試管B
滴加新制氯水
血紅色
2Fe2++Cl2= 2Fe3++2Cl-
2Fe2++H2O2 + 2H+ = 2Fe3++2H2O
2Fe3++Fe = 3Fe2+
在配制含Fe2+的溶液時，為防止溶液中的Fe2+被氧化，可以采取什么措施？為什么？
Fe3+ Fe2+
（↓氧化劑具有氧化性）
還原劑↑
還原劑：Fe、Cu、Zn、S2-、I-等
加入過量的鐵屑
2Fe3++Fe = 3Fe2+
（↑還原劑具有還原性）
氧化劑↓
氧化劑：O2、H2O2、HNO3、 Cl2、KMnO4 等
2Fe3＋＋2I- = 2Fe2＋＋I2
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O
用毛筆蘸取少量30%的FeCl3溶液，在銅片上畫一個“+”，放置片刻后，用少量水將銅片上的溶液沖到小燒杯中。
記錄實驗現象，并分析原因。
實驗探究
2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+
1、隨著人們生活節奏的加快，方便的小包裝食品已被廣泛接受。為了延長食品的保質期，防止食品氧化變質，在包裝袋中可以放入的化學物質是(　　)
A．無水硫酸銅　　 B．硫酸亞鐵 C．食鹽 D．生石灰
B
2、下列溶液中，滴加KSCN溶液不變紅色的是（ ）
A. 過量的Fe與稀硝酸充分反應后的溶液
B. Fe與過量的稀硝酸充分反應后的溶液
C. FeO溶解于稀硝酸后的溶液
D. 敞口放置一段時間的FeSO4溶液
2Fe3++Fe = 3Fe2+
A
血紅色
3、如何除去下列物質中的雜質(括號內為雜質)：
①FeCl3溶液(FeCl2)：
②FeCl2溶液(FeCl3)：
③FeSO4溶液(CuSO4)：
加足量氯水或H2O2或通入足量Cl2。
加足量鐵粉，充分反應后過濾。
加足量鐵粉，充分反應后過濾。
二、反應條件的控制
化學反應都是在一定條件下發生的。反應條件對化學反應的方向、速率和限度都會有不同程度的影響。在研究物質的性質和制備時，應依據化學反應的規律和反應物、生成物的特點，合理選擇并控制好反應條件，才能達到預期的結果。
取A、B兩支試管，分別加入6 mL 0.1 mol·L-1的新制FeSO4溶液。
（1）向A試管中滴加 0.1 mol·L-1 NaOH溶液，邊滴加邊振蕩試管，觀察實驗現象。
白色
紅褐色
灰綠色
FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
紅褐色
白色
以上實驗說明生成的氫氧化亞鐵很不穩定，容易被空氣中的氧氣氧化。那么如何利用亞鐵鹽與NaOH溶液反應制得Fe(OH)2？
目標產物性質
Fe2+、
Fe(OH)2
易被氧化
干擾因素來源
①裝置敞口，接觸O2
②溶液中溶解有O2
③滴加溶液過程中帶入O2
措施：裝置、操作
①油(或苯)封液面
②用已煮沸的蒸餾水配制試劑
③向FeSO4溶液加入鐵粉
④把膠頭滴管伸入溶液下滴加NaOH
⑤溶液上面充入保護氣，如H2、N2、稀有氣體等
取A、B兩支試管，分別加入6 mL 0.1 mol·L-1的新制FeSO4溶液。
（2）用長膠頭滴管吸取幾滴經過煮沸并冷卻的 0.1 mol·L-1NaOH溶液，將膠頭滴管末端伸入B試管中FeSO4溶液的液面之下，慢慢擠出NaOH溶液，觀察實驗現象。
實驗探究
先在裝置中產生FeSO4溶液，并利用產生的H2排盡整個裝置中的空氣，待檢驗H2的純度后，再關閉止水夾a，利用產生的H2把FeSO4溶液壓入裝置Ⅱ中與NaOH溶液進行反應。
B
有氣體參與的物質制備的反應條件的控制：
拓展延伸
鼓氣
制氣
除雜
干燥
物質制備、收集
保護
尾氣處理
防止后續裝置的H2O(g)/CO2/O2進入前一裝置，干擾實驗/引起水解/氧化
1、反應前：排盡裝置內空氣，避免干擾實驗（物質易氧化/易水解/易潮解）
2、反應后：排出有毒氣體，用溶液完全吸收，防止污染環境。（氣體有毒）
若在定量實驗中，反應前排除裝置內空氣，以及反應后將生成的氣體全部吹入吸收裝置，可以減少誤差
裝置中的氣體
裝置外的氣體
鐵元素與人體健康
在人體膳食結構中，鐵元素有血紅素鐵和非血紅素鐵。血紅素鐵是與血紅蛋白、肌紅蛋白中的卟啉結合的二價鐵，而非血紅素鐵則主要以三價鐵形式存在于植物中。血紅素鐵容易被人體吸收利用，而非血紅素鐵則需要將三價鐵還原為二價鐵才能被吸收。
維生素C具有還原性，能將三價鐵轉化為二價鐵。因此，營養學家建議進食含鐵的植物食品時，補充一定量的維生素C，以促進鐵的吸收。為了預防缺鐵性貧血，人們應合理進食含鐵食物，如動物血、肝臟、骨髓、蛋黃、紅棗、大豆、芝麻等。
鐵強化醬油
血紅蛋白結構示意圖
鐵的化合物的廣泛用途
生活生產的知識 化學知識
1 綠礬可防食品變質
2 補血藥物表面有一層特殊的糖衣
3 維C可促進鐵的吸收
4 綠礬用做凈水劑
5 濃FeCl3可以止血
6 FeCl3用于水處理
7 印制線路板
Fe2＋可與空氣反應，防止食品被氧化變質
防止Fe2＋被空氣氧化
維C具有還原性，可防止Fe2＋被氧化為Fe3＋失去補血功能
被氯氣氧化生成Fe3＋水解后產生膠體，與粘土顆粒沉降
FeCl3水解，使血液膠體發生凝聚
FeCl3溶液與銅反應
FeCl3水解產生膠體與粘土顆粒沉降
應用
性質
1、高鐵酸鉀（K2FeO4）是一種新型、高效、多功能水處理劑，其與水的離子反應是：4FeO42-+10H2O=4Fe(OH)3（膠體）+3O2↑+8OH-
高鐵酸鉀具有強氧化性,可以殺菌消毒。另外被還原為三價鐵離子后 可以水解為Fe(OH)3膠體,具有吸附性,可以凈水。
拓展視野
+6
+3
2、Fe2+ 的檢驗：常用鐵氰化鉀溶液，即六氰合鐵酸鉀，化學式為K3[Fe(CN)6]檢驗亞鐵離子。遇亞鐵鹽則生成
藍色沉淀。
滴加2滴
K3[Fe(CN)6]溶液
Fe
FeO
Fe2O3
Fe3O4
Fe3+
Fe(OH)2
Fe2+
化合價升高，發生氧化還原反應
化合價不變，發生非氧化還原反應
+3
+2
氫氧化物
鹽
氧化物
單質
0
類別
化合價
Fe(OH)3

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