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第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
专题1（实验活动） 铁及其重要化合物
【学习目标】1.进一步认识铁及其化合物的化学性质和Fe3+的检验方法，能由氢氧化亚铁性质实验分
析并设计出制备氢氧化亚铁的实验，构建“铁三角”转化关系模型。
2.以铁及其化合物的性质为例，能从物质类别和元素价态的视角建立含变价元素物质的转化关系，丰
富研究物质的思路和方法。
3.通过阅读硫酸亚铁药片说明书，培养获取信息和初步加工信息的能力，学会设计简单实验的方法。
并从实际条件出发，解决生产、生活中的简单问题，进一步感受化学与生活的紧密联系和对人类所作的贡
献。
【学习重点】Fe2+的还原性、Fe3+的氧化性及检验
【学习难点】铁及其化合物的学习方法的建构、实验方案的设计
【课前预习】
旧知回顾：1.铁在潮湿的空气中生成铁锈的主要成分是 ，而铁在纯氧中燃烧的产物是
。
Fe与Cl 反应特点是 ，而Fe与盐酸反应生成 。
2
2.从价态的角度看铁单质具有 性，铁盐具有 性，亚铁盐具有
。
新知预习：1.Fe与Br 反应生成 ，与I 反应时生成 ，通过这一事实可以说明Br 的氧
2 2 2
化性比I 。
2
2.FeO和Fe O 与HNO 反应时，除考虑与 的反应外，还考虑 。
3 4 3
Fe O、Fe O、Fe(OH) 与HI反应时，除考虑与 的反应外，还考虑 。
2 3 3 4 3
【课中探究】
情景导入：已知铁直接与35%硝酸反应是很快的，但将一小块纯铁放入盛70%浓硝酸的小烧杯中(室
温)，铁在浓硝酸不溶解。再用滴管缓慢地向烧杯中加蒸馏水，直加到溶液体积是
原酸液的2倍，浓度约为35%，铁在这稀释后的硝酸还是不溶解。那么为什么浓度
从70%慢慢降为35%就不反应了呢？困惑的法拉第拿起玻璃棒，想去翻动一下铁
块，看看它是否出了什么问题。当它刚用玻璃棒的尖端触到铁块时，烧杯里发生了
异常现象—铁块迅速地反应起来，就这样这种奇异的钝化现象被法拉第发现了，人
们称这个实验为法拉第钝化实验。
一、铁单质的还原性和Fe3+的氧化性
活动一、探究铁单质的还原性
任务一、实验探究：铁与硝酸溶液、硫酸铜溶液反应的现象，并分析其原理是什么？完成下表内容。
实验步骤 实验现象 实验原理 实验结论
步骤 1：在一支试管中加入2mLCuSO 溶液，再将一段铁丝
4
放入硫酸铜溶液中，过一会儿，
取出铁丝，观察现象并加以解
释。
步骤2：在一支试管中加入2mL
稀硝酸溶液，再将一段铁丝放入
溶液中，观察现象并加以解释。
步骤 3：在一支试管中加入
2mL70%的浓硝酸溶液，将一段
铁丝放入溶液中，观察现象，再
将溶液加热，观察现象，并加以
解释。
步骤 4：在一支试管中加入
2mL98%的浓硫酸，将一段铁丝
放入溶液中，观察现象，再将溶
液加热，观察现象，并加以解
释。
任务二、问题探究：将铁丝插入稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中，可能发生哪些化学反应，其先后顺序
时什么？
【对应训练】1.下列有关铁的说法正确的是( )
A．Fe在稀硝酸中发生钝化
B．将废铁屑加入FeCl 溶液中，可用于除去工业废气中的Cl
2 2
C．向FeCl 溶液中滴加NH SCN溶液，溶液显红色
2 4
D．镀锌铁不如镀锡铁耐腐蚀
2．将0.02mol铁分别投入足量的下列物质中，在一定条件下充分反应，产生氢气最多的是（ ）
A．2mol/L稀硫酸 B．18.4mol/L硫酸
C．5mol/L硝酸 D．灼热的水蒸气
活动二、探究Fe3+的氧化性任务一、实验探究：根据表格内容，完成相关实验，观察实验现象，并分析实验原理。
序号 实验操作 实验现象 实验原理 实验结论
1 取3mLFeCl 溶液加入试管中，加
3
入几小块铜片，振荡，观察现
象。
在一支盛有3mL蒸馏水的试管中
2 加几滴 FeCl 溶液，再滴加 3 滴
3
KI溶液，观察现象。然后向溶液
中滴加 2 滴淀粉溶液，观察现
象。
任务二、问题探究：Fe3＋具有氧化性，有何特点和规律？有何应用？
【对应训练】1．取某含铁元素的固体A进行如下实验：
根据下列转化关系，下列叙述不正确的是( )
A．试剂1是KSCN溶液
B．试剂2可以是新制氯水
C．溶液B中只有Fe3＋无Fe2＋
D．溶液C到溶液F红色加深的原因是溶液中的Fe2＋被氧化剂氧化成Fe3＋，使Fe3＋浓度增大
2.将金属铁、铜投入FeCl 溶液中充分反应，下列对反应情况设想的评价正确的是( )
3
选项 反应情况设想 评价
当铁、铜均无剩余时，溶液中一定有
A 正确，Fe3＋和铁、铜均可反应
Fe2＋、Cu2＋，一定无Fe3＋
当铁、铜均有剩余时，溶液中一定有
B 正确，铁和铜都与Fe3＋反应，故无Fe3＋
Fe2＋、Cu2＋，无Fe3＋
当铜有剩余，铁无剩余时，溶液中一定
C 正确，铜有剩余，故无Cu2＋
只有Fe2＋，无Cu2＋
D
当铁有剩余，铜无剩余时，溶液中一定 不正确，不可能出现铁有剩余而铜无剩余的情况，因为铁的还原性比铜的强，铁先与Fe3
有Fe2＋、Cu2＋
＋反应
二、亚铁盐的氧化性和还原性
活动一、探究亚铁盐的氧化性和还原性
任务一、实验探究：根据表格内容，完成相关实验，观察实验现象，分析实验原理。
序号 实验操作 实验现象 实验原理 实验结论
1 取3mLFeCl 溶液加入试管中，
2
加入几小块锌片，振荡，观察现
象。
2 取3mLFeCl 溶液入试管中，加
3
入足量铁粉，振荡，观察现象。
3 取3mLFeCl 溶液加入试管中，
2
滴加几滴氯水，振荡，观察现
象。
取少量酸性KMnO 溶液于试管
4
中，逐滴加入FeSO 溶液，当溶
4
液紫色褪去时，再滴加2滴
4 KSCN溶液，观察现象
任务二、问题探究：某溶液中加KSCN溶液，颜色无变化，再加氯水溶液变红，说明什么？发生的反
应是什么？若溶液变红，然后加足量Fe粉，红色又褪去，说明什么？写出反应的离子方程式。
【对应训练】1．把表面有少量氧化物的铜片和铁片一起放入盐酸中，充分反应后，所得溶液中的金
属离子为（ ）
A．Fe3＋和Cu2＋ B．Fe2＋和Cu2＋
C．Fe2＋和Fe3＋ D．Fe2＋
2．已知氯气有强氧化性，能氧化Fe2+、Br-、I-等。又已知还原性I->Fe2+>Br-。向含有Fe2+、I-、Br-的溶
液中通入一定量氯气后，对所得溶液中离子的成分分析正确的是（ ）
A．I-、Fe3+、Cl- B．Fe2+、Cl-、Br-
C．Fe2+、Fe3+、Cl- D．Fe2+、I-、Cl-
活动二、Fe(OH) 的制备
2任务一、问题探究：为了提高皮革的耐曲折强度以及耐化学药剂和微生物的作用，常常使用绿矾作为
鞣革剂。绿矾晶体(FeSO ·7H O)由于保存不妥或长久放置，容易被空气中的氧气氧化而变质。为探究绿矾
4 2
样品的变质情况，化学兴趣小组的同学设计了下列实验方案。
可供选择的试剂：硫氰化钾溶液、酸性高锰酸钾溶液、氯水、氢氧化钠溶液、氯化钡溶液、铁粉，请
参与完成方案设计。
实验准备：取少量绿矾样品，用蒸馏水在烧杯中配成溶液。
①如何证明绿矾已被氧化？
②如何证明绿矾已完全被氧化
③为了防止绿矾溶液被氧化，如何操作？
任务二、结合Fe(OH) 容易被空气中的氧气氧化成Fe(OH) 的性质，思考制备Fe(OH) 有哪些方法？
2 3 2
【对应训练】1.下列各图示中能较长时间看到Fe(OH) 白色沉淀的是( )
2
A．①②③ B．①②④ C．①②③④ D．②③④
2．实验室用 FeCl 和烧碱制备 Fe(OH) ，为了使生成的产物不容易被氧化，下列说法不正确的是
2 2
( )
A．配制FeCl 溶液和烧碱溶液所用的蒸馏水通常要煮沸
2
B．可在FeCl 溶液的上面加一层苯，以隔绝空气
2
C．向FeCl 溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入溶液内
2
D．产生Fe(OH) 沉淀后，不能振荡试管
2
【课后巩固】1．下列说法错误的是( )
A．浓硫酸在空气中敞口放置一段时间，浓度变小B．铁片投入冷的浓硝酸中，铁片不溶解
C．钢片投入浓硝酸中，产生红棕色气体
D．石蕊溶液滴入稀硫酸中，溶液变蓝
2．向FeCl 溶液中同时加入铁粉和铜粉，充分反应后不会出现的结果是( )
3
A．铁、铜均有 B．铁、铜均无
C．有铜无铁 D．有铁无铜
3．在硫酸铁溶液中，加入a g铜完全溶解后再加入b g铁，充分反应后得到c g残余固体，且a＞c，
则下列说法中正确的是( )
A．残余固体可能为铁和铜的混合物 B．最后得到的溶液可能含有Fe3＋
C．残余固体是铁，溶液中一定不含Cu2＋ D．残余固体全部是铜
4．将过氧化钠投入FeCl 溶液中，可观察到的实验现象是（ ）
2
A．有无色气体和白色沉淀生成 B．有无色气体和红褐色沉淀生成
C．无气体产生，有沉淀生成 D．有气体产生，无沉淀生成
5.甲同学用FeCl 和烧碱制备Fe(OH) ；乙同学用如图装置制备Fe(OH) ，为了生成的产物不容易被氧
2 2 2
化，下列说法不正确的是( )
A.配制溶液所用的蒸馏水通常要煮沸
B.甲同学可在FeCl 溶液的上面加一层植物油，以隔绝空气
2
C.甲同学向FeCl 溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴可以伸入到液面下
2
D.乙同学应该先关闭止水夹，一段时间以后再打开止水夹
6.纳米级四氧化三铁是应用最为广泛的软磁性材料之一。共沉淀法是目前制备纳米四氧化三铁的重要
方法，其流程如图所示：
下列说法错误的是( )
A.保存溶液A时，应加入少量铁粉
B. FeSO ‧7H O和FeCl ‧6H O的物质的量之比最好应为2∶1
4 2 3 2
C.取滤液进行焰色反应，火焰为黄色D.其制备反应类型不属于氧化还原反应
7．某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的Fe(OH) ，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加
2
热煮沸。下列分析不正确的是
A．X可以是稀硫酸或稀盐酸，但不能是稀硝酸
B．实验开始时应先关闭止水夹a、打开b，再向烧瓶中加入X
C．反应一段时间后可在锥形瓶中观察到白色沉淀
D．反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，则Fe(OH) 可较长时间存在
2
8．实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。
已知：Fe2＋可与K[Fe(CN) ]溶液反应生成蓝色沉淀。
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（1）分别取一定量硫酸铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 mol·L－1溶液。配制FeCl 溶液时需加入少
2
量铁屑，目的是__________________________________。
（2）甲组同学取2 mL FeCl 溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl 可将
2 2
Fe2＋氧化。FeCl 溶液与氯水反应的离子方程式为________________________________。
2
（3）乙组同学认为甲组实验不够严谨，该组同学用煮沸冷却后的水配制溶液，向2 mL FeCl 溶液中先
2
加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是
_____________________________。
（4）丙组同学取10 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液，加入足量0.1 mol·L－1 Fe (SO ) 溶液混合后，滴加淀粉
2 4 3
溶液，出现蓝色，该现象说明氧化性：Fe3＋_______I(填“＞”或“＜”)；另取2 mL FeCl 溶液，加入几
2 2
小块锌片，实验现象为_______________________，说明Fe2＋具有_______。(填“氧化性”或“还原
性”)。
（5）丁组同学为探究维生素C是否可将Fe3＋转化为Fe2＋，设计了如下实验。
实验操作 实验现象 得出结论
取一定量Fe (SO ) 溶液于试管中，加入维生
2 4 3 维生素C可将Fe3＋
素C片，振荡溶解得到溶液a，取a溶液少 紫色褪去
转化为Fe2＋
许，滴加酸性KMnO 溶液。
4
其他组同学认为：根据该实验现象不能得出“维生素C可将Fe3＋转化为Fe2＋”的结论，原因是_______________________________________________________________；认为可另外设计实验验证结论
是否正确：取a溶液少许，滴加______________，若出现_________________________________________，
则结论正确。
