文档内容
第三章《铁 金属材料》教学设计
第一节 铁及其化合物
专题1 铁及其重要化合物
专题1： 铁及其重要化合物 课时 1 授课年级 高一
课标 了解铁及其化合物的主要性质及在生产、生活中的应用。能从物质类别、元素价态的角
度，依据复分解反应和氧化还原反应的原理，预测物质的性质和变化，设计实验进行初步验
要求 证，并能分析、解释有关实验现象。能从物质类别和元素价态的视角说明物质的转化路径。
本节内容是高中化学人教版（2019版）必修第一册第三章第一节《铁及其化合物》内
容，本节课的知识是延续第二章钠元素以及氯元素的主族元素性质探究，展开过渡金属铁元
素性质的学习，也是对“离子反应”和“氧化还原反应”两大理论的进一步学习。
本节内容是高中元素及其化合物的重点、难点，要掌握铁及其化合物的性质、学习氢氧化
物的制备、金属离子的检验方法，强化氧化还原反应的相关概念、原理与本质等。教学要注重
方法引导，基于物质类别和元素价态，不仅可以预测物质的性质，还可以设计物质间的转化途
径，培养学生证据推理和模型认知、科学探究与创新意识的化学核心素养。
教材内容介绍人类最早使用的金属铁及其化合物、金属材料等知识。主要包括两部分:①
铁单质;②铁的重要化合物，主要是铁的氧化物、氢氧化物、铁盐和亚铁盐。教材按照“铁单
质→铁的氧化物→铁的氢氧化物→铁盐和亚铁盐”的顺序编排。并注重与教材第一、二章知识
的衔接，突出课程标准中要求的铁的化合物的主要性质，与“离子反应”、“氧化还原反应”
等已学知识的联系与衔接，引导学生主动运用已有知识分析和解决新的问题，并逐步形成较为
系统的知识网络。本节教学内容包括“铁的单质”、“铁的氧化物和氢氧化物”、“铁盐和亚
铁盐”，共分3课时完成。教学重点为铁盐与亚铁盐的性质、转化及检验，教学难点为氢氧化
教材 亚铁的制备实验设计、不同价态铁及其化合物转化关系模型的建构。
分析 铁及其化合物广泛存在并应用于生产和生活实际，从中发现有助于学生学习、贴近教学实
际的素材，从而创设出真实、生动、有意义的教学情境，不仅可以激发学生的学习兴趣，引导
学生积极主动地学习，还可以使学生在真实情境中运用知识解决简单的化学问题，促进学科核
心素养的形成。同时铁及其化合物也是课程标准要求学习的典型（副族）金属元素之一。为
此，教材还安排了“研究与实践—检验食品中的铁元素”、“实验活动—铁及其化合物的性
质”等栏目。为了进一步认识和掌握铁及其化合物的性质及转化关系，本节内容特地设计了两
个专题：“铁及其重要化合物”和“检验食品中的铁元素”，本课时为第一个专题。
本课时在引导学生复习、拓展已学知识的基础上，从氧化还原及离子反应的视角，提升对
铁及其化合物知识的认识，强化铁元素不同价态之间的转化关系，发展“宏观辨识与微观探
析”的学科核心素养。一方面通过宏观的实验现象帮助学生辨识铁单质、铁盐和亚铁盐的性
质；另一方面，引导学生应用氧化还原反应的知识，基于实验证据建构对以铁为例的变价元素
的物质间的转化关系。本课时的教学重点是利用化学实验探究铁单质与硝酸、硫酸的反应、
Fe3+的氧化性及检验、Fe2+的氧化性和还原性，难点是从物质类别和元素化合价的视角建构铁及
其化合物的学习方法。
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。
教学 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
目标
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。
教学 重点：Fe2+的还原性、Fe3+的氧化性及检验
重、 难点：铁及其化合物的学习方法的建构、实验方案的设计
难点
宏观辨识与微观探析：通过铁及其重要化合物的性质和转化的实验探究，进一步从宏观上
认识物质，从微观上探析本质原因，引导学生为更加全面认识铁及其化合物积累经验。
核心 证据推理与模型认知：通过实验探究、原理分析、讨论交流、归纳总结，进一步认识铁及
素养 其化合物的转化关系，并建构“铁三角”的知识模型。
科学探究与创新意识：通过实验探究铁及其化合物的性质、检验及转化，培养设计简单的
实验方案，并对实验方案进行评价、实验现象作出解释的能力。
学生通过初中及前面三个课时的学习，初步掌握铁单质、氧化物、氢氧化物及铁盐的性质
学情 及应用，知道铁离子的检验方法，具有离子反应、氧化还原反应等基本知识。具备一定的简单
分析 实验设计和实验操作的能力。但在实验原理，特别是实验异常现象的分析及实验方法改进方面
的能力等存在一定困难。
教学过程
教学 设计意
教学活动
环节 图
【回顾1】铁锈蚀的原理及在空气和氧气中加热的现象有何不同？
【学生1】铁在潮湿的空气发生碘化学腐蚀，生成铁锈的主要成分是 Fe O .
2 3
【教师】原理待后续进一步研究。
【学生2】铁在空气中加热只能变红热，不能燃烧，在纯氧中与氧气发生剧烈燃烧，
火星四射，其产物是 Fe O 。
3 4 回顾旧
【回顾2】从元素价态的视角分析，铁单质及铁盐检验什么性质？并举例什么。 知，创
环 设化学
【学生1】从价态的角度看铁单质具有 还原 性，铁盐具有 氧化 性，亚铁盐具有
节 史情
一 氧化性和还原性 。 境，激
、 发探究
生 【学生2】Fe与Cl 反应特点是 不论用量多少都生成FeCl ，而Fe与盐酸反应生成
2 3 的欲
情 活
FeCl 。 望，培
景 情 2
养科学
导 境 【教师】评价、强调。 探究精
入
神。
【预习1】请举例说明铁单质的还原性有哪些具体表现?
【学生1】铁单质与强氧化剂（如氯气、硝酸、浓硫酸等）生成高价态铁盐，与若氧
化剂（如硫单质、氢离子等）生成低价态的亚铁盐。
【硝酸2】Fe与Br 反应生成 FeBr ，与I 反应时生成 FeI ，通过这一事实可以说明
2 3 2 2
Br 的氧化性比I 强 。
2 2
【预习2】铁的氧化物与硝酸反应有何规律和特点？举例说明。
【学生1】FeO和Fe O 与HNO 反应时，除考虑与 H＋ 的反应外，还考虑 Fe2＋被
3 4 3
HNO 氧化成Fe3＋ 。
3
【学生2】Fe O、Fe O、Fe(OH) 与HI反应时，除考虑与 H＋ 的反应外，还考虑 Fe3
2 3 3 4 3
＋被I－还原为Fe2＋ 。【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。
【过渡】通过前面的学习，我们知道铁单质具有还原性，能与非氧化性酸反应制备氢
气，同时铁又是典型的变价元素，在不同条件下可以生成不同价态的产物，本节可我
们先来探究铁单质的其它特殊性质。
【问题1】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 通过实
验探
么？完成下表内容。
究，进
【教师】播放实验视频或演示实验：铁与硫酸铜溶液、铁与稀（浓）硝酸、铁与浓硫 一步学
习铁单
酸的反应。
质与强
【学生】观看视频或观察演示实验现象，思考实验原理。 氧化剂
反应的
【教师】投影表格，观察巡视。
性质特
【学生】根据实验，填写表格内容，并展示交流。 点，形
成对铁
实验步骤 实验现象 实验原理 实验结论
单质性
质的较
步骤1：在一支试管中加 金 属 铁 可
完整认
入 2mLCuSO 4 溶液，再 铁丝表面有红 Fe+CuSO 4 =Cu+FeSO 4 以 从 盐 溶 识。培
养宏观
将一段铁丝放入硫酸铜溶 色物质生成。 液 中 置 换
辨识与
液中，过一会儿，取出铁 出 比 它 更 微观探
析的学
丝，观察现象并加以解 不 活 泼 的
科核心
释。 金属。 素养。
步骤2：在一支试管中加 铁 丝 不 断 溶
入 2mL 稀硝酸溶液，再 解，产生大量 Fe+4HNO (稀） 铁 单 质 可
3
将一段铁丝放入溶液中， 气泡，在试管 =Fe(NO)+NO↑+2HO 以 被 稀 硝
3 3 2
活
动 观察现象并加以解释。 口 变 为 红 棕 2NO+O 2 =2NO 2 酸 氧 化 成
一 色，溶液变为 Fe3+盐
、
棕黄色。
探
究 步骤3：在一支试管中加 室温，铁遇浓硝酸，表
铁
单 入 2mL70%的浓硝酸溶 先无明显现。 面形成一层致密的氧化 在 室 温
质 液，将一段铁丝放入溶液 加热会继续反 膜保护膜，阻止反应的 下 ， 铁 遇
的
还 中，观察现象，再将溶液 应，生成红棕 进行。加热时保护膜受 浓 硝 酸 会
原 加热，观察现象，并加以 色气体和棕黄 到破坏，反应继续进 发 生 钝 化
性
解释。 色溶液。 行。 （ 先 反 应
即 停Fe+6HNO (浓）===== 止）。
3
环 Fe(NO 3 ) 3 +3NO 2 ↑+3H 2 O 创设深
节
度问题
二
步骤4：在一支试管中加 先无明显现。 铁 遇 冷 浓
情境，
、 入2mL98%的浓硫酸，将 加热会继续反 2Fe+6H SO （浓） 硫 酸 会 发 促进学
2 4
氧 一段铁丝放入溶液中，观 应，生成有刺 =====Fe (SO )+3SO↑+6 生 钝 化 ， 生对知
2 4 3 2 识的深
铁 察现象，再将溶液加热， 激性气味的气 HO 加 热 反 应 度理解
2
单 观察现象，并加以解释。 体和棕黄色溶 继 续 进 及应
用，培
质 液。 行。 养高阶
的 思维能
力。
【教师】评价、强调：铁的钝化条件常温、浓硫酸或浓硝酸，同时，钝化是因为在气
还
表面生成一层保护膜，使反应不能持续进行。
原
【问题2】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
性
和 应，其先后顺序时什么？ 检测与
评价，
F
【学生1】足量铁与稀硫酸、稀硝酸的混合溶液反应，则可利用离子反应分析，依次
发现问
e3 发生反应：Fe＋NO＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H
2
O、2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋2H＋ 题，调
控课
+ ===Fe2＋＋H↑(若H＋量不足，该反应不再发生)。
2 堂，提
的 【学生2】由于铁是变价金属元素，它与氧化性不同的氧化剂反应时，其产物中铁元 高效
率。
氧 素的化合价不同：Fe被弱氧化剂如S、I、H＋、Fe3＋、Cu2＋等氧化为Fe2＋；Fe被强氧
2
化 化剂如Cl、Br 、HNO、浓HSO (△)等氧化为Fe3＋。
2 2 3 2 4
性 【教师】评价、补充。
【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
【答案】B
【解析】常温下，Fe在浓硝酸中发生钝化反应，A项错误；铁和亚铁离子能将氯气
还原为氯离子，从而除去工业废气中的氯气，B 项正确；FeCl 溶液中含 Fe2＋，
2
NH SCN可用于检验Fe3＋，向FeCl 溶液中滴加NH SCN溶液，溶液不会显红色，C
4 2 4
项错误；镀锌铁因Zn比Fe活泼，镀层破损时Zn被腐蚀，镀锡铁因Fe比Sn活泼，
因而镀层破损时是铁被腐蚀，所以镀锌铁比镀锡铁更耐腐蚀，D项错误。
【对应训练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
【答案】D
【解析】A．铁与稀硫酸反应的化学方程式为：Fe+H SO =FeSO+H ↑，0.02molFe与
2 4 4 2
足量稀硫酸反应生成0.02molH；B．铁与浓硫酸反应不产生氢气；C．铁与硝酸反应
2不生成氢气；D．铁与灼热的水蒸气反应的化学方程式为：3Fe+4H O(g)
2
\o(\s\up6(_____)Fe O+4H ，0.02molFe与足量灼热的水蒸气反应生成氢气0.08/3
3 4 2
mol>0.02mol；答案选D。
【过渡】基于元素价态视角可知，Fe3+具有氧化性，下面将通过实验探究Fe3+的氧化
性的特点和规律。
【问题1】Fe3+与金属铜、KI溶液反应有何特点何规律呢？
利用已
【教师】演示实验：氯化铁溶液分别与铜和KI溶液的反应实验。 有知
识，预
【学生】观察实验现象、分析思考实验原理。
测并验
【教师】投影表格，观察巡视。 证物质
的性
【学生】结合实验现象，填写表格内容：
质，进
序号 实验操作 实验现象 实验原理 实验结论 一步认
识和理
1 取 3mLFeCl 溶液加入试 铜 片 逐 渐 溶 2Fe3+ Fe3＋具有氧 解
3
Fe3+的
管中，加入几小块铜片， 解，棕黄色的 +Cu=2Fe2+ 化性
氧化性
振荡，观察现象。 溶液逐渐变为 +Cu2+ 特点和
规律。
蓝色
在一支盛有 3mL 蒸馏水 溶液颜色逐渐 2Fe3++2I-=2Fe2+ Fe3＋具有氧
通过对
2 的试管中加几滴 FeCl 3 溶 变深，滴加淀 +I 2 化性，能将 Fe3＋的
液，再滴加 3 滴 KI 溶 粉溶液后变蓝 I 2 遇淀粉变蓝 碘离子氧化 氧化性
特点和
液，观察现象。然后向溶 色 色 成 I ，I 使
2 2 规律的
液中滴加2滴淀粉溶液， 淀粉变蓝色 探究，
深度认
观察现象。
识铁及
【教师】评价、强调：Fe3+的氧化性表现在与还原性较强的物质或粒子（如金属单 其化合
活 物的性
动 质、碘粒子、硫离子等）反应，且在溶液中一般被还原成Fe2+。 质及应
二 用。
【问题2】Fe3＋具有氧化性，有何特点和规律？有何应用？
、
探 【学生1】金属阳离子被还原不一定得到金属单质,如Fe3+被还原可以生成Fe,也可以
究
被还原生成Fe2+。
F
e3
【学生2】保存亚铁盐时,为了防止被氧化为铁盐,通常在溶液中加少量铁粉或铁钉。
+
的 【教师】引导：Fe3＋虽具有氧化性，但遇强氧化剂仍可将其氧化成更高价态的铁。如
氧
用过氧化钠与熔融的赤铁矿（Fe O ）在高温下反应可制得高铁酸钠（NaFeO ）。你
化 2 3 2 4
性 能写出反应的化学方程式吗？
【学生】板书：3NaO＋Fe O=====2NaFeO＋NaO。
2 2 2 3 2 4 2
检测与
【教师】评价、强调：NaFeO 具有很强的氧化性，非常有效地杀灭水中的病菌和病
2 4 评价，
毒。与此同时，自身被还原生成Fe(OH) 胶体能高效地除去水中的微细悬浮物。因此 通过反
3
馈，发
Na 2 FeO 4 既是自来水的净水剂，又是消毒剂。 现问
题，调
【对应训练1】取某含铁元素的固体A进行如下实验：
控课
堂，提
高效
率。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
【答案】C
【解析】从框图可知，A和稀盐酸反应生成棕黄色溶液，加入试剂1变成淡红色溶液
C，可以推断溶液B中含有Fe3＋，加入KSCN溶液生成Fe(SCN) ；加入试剂2得到深
3
红色溶液F，可知试剂2为强氧化剂，溶液B中含有Fe2＋，加入试剂2(强氧化剂)，
Fe2＋ 被氧化为Fe3＋，并进一步转化为Fe(SCN) ，所以溶液红色加深，故C错误。
3
【对应训练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
3
价正确的是( )
选项 反应情况设想 评价
当铁、铜均无剩余时，溶液中
A 一定有 Fe2＋、Cu2＋，一定无 正确，Fe3＋和铁、铜均可反应
Fe3＋
当铁、铜均有剩余时，溶液中 正确，铁和铜都与Fe3＋反应，故无
B
一定有Fe2＋、Cu2＋，无Fe3＋ Fe3＋
当铜有剩余，铁无剩余时，溶
C 正确，铜有剩余，故无Cu2＋
液中一定只有Fe2＋，无Cu2＋
不正确，不可能出现铁有剩余而铜
当铁有剩余，铜无剩余时，溶
D 无剩余的情况，因为铁的还原性比
液中一定有Fe2＋、Cu2＋
铜的强，铁先与Fe3＋反应
【答案】D
【解析】 对各选项的分析如下：
铁、铜均无剩余时，说明反应①②均发生，可能铁、铜恰好把
A 错误
Fe3＋反应完，也可能铁、铜的量不足，Fe3＋有剩余
铁、铜均有剩余时，说明只发生反应①，且Fe3＋反应完了，反
B 错误
应②没发生，故溶液中无Cu2＋
当铜有剩余，铁无剩余时，说明反应①发生，反应②可能发生
C 错误
也可能没发生，因此溶液中一定有Fe2＋，可能有Cu2＋
反应①先发生，把铁消耗完了，铜才参与反应，不可能存在铁
D 正确
有剩余而铜无剩余的情况【过渡】基于价态视角，从氧化还原反应原理分析可知Fe2＋应该既基于氧化性，又具
有还原性，下面我们将通过实验来证明。
基于已
【问题1】结合铁及其化合物的性质，根据表格内容，完成相关实验，观察有何现 有知
象？ 识，通
活
过实验
【教师】请同学们回顾所学知识，并演示实验：氯化亚铁溶液分别与锌片、氯水的反
深度探
应、硫酸亚铁溶液与酸性KMnO 溶液的反应、氯化铁溶液与与铁粉的反应。
4 究Fe2＋
【学生】师生共同完成实验，观察实验现象，分析实验原理。 的氧化
性和还
【教师】投影表格、观察巡视。
原性，
【学生】完成表格内容，展示交流： 体验科
学探究
序号 实验操作 实验现象 实验原理 实验结论
的过程
活
与方
1 取3mLFeCl 溶液加入试 浅绿色溶液逐渐 Fe2＋＋Zn==Fe Fe2＋具有氧
活 管中，加入几 2 小块锌 变为无色，同时 ＋Zn2+ 化性 法。
动 片，振荡，观察现象。 有黑色固体生成
一
、
2 取3mLFeCl 溶液入试管 铁粉逐渐溶解， 2Fe3＋＋Fe== Fe3＋具有氧
3
探 中，加入足量铁粉，振 溶液由棕黄色变 化性
3Fe2＋
荡，观察现象。 为浅绿色
究
亚
铁
3 取3mLFeCl 溶液加入试 溶液由浅绿色变 Fe2＋＋ Fe2＋具有还
2
盐 管中，滴加几滴氯水， 为棕黄色 Cl==Fe3+＋2Cl- 原性
2
振荡，观察现象。
的
创设问
氧 题情
环
境，基
节 化
三
取少量酸性KMnO
4
溶液 溶液的紫色逐渐 5Fe2++MnO
4
- Fe2＋具有还 于证据
、 性 于试管中，逐滴加入 褪去，后溶液呈 +8H+= 5Fe3+ 原性；Fe3＋ 进行分
和 FeSO 4 溶液，当溶液紫 现血红色 +Mn2++4H 2 O 与KSCN溶 析、推
亚 4 色褪去时，再滴加2滴 液反应成血 理，得
Fe3+ + 3SCN- =
铁 还 KSCN溶液，观察现象 Fe(SCN) 红色溶液 出结
3 论，加
原
盐 深对铁
性 及其化
的
合物的
氧 性质的
【教师】评价、强调：以上实验说明，Fe2＋既具有氧化性，又具有还原性。若有多种 认识。
化
氧化（还原）剂时，遵循“强者优先”的原则。
性
【问题2】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
和 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 检测与
评价，
还 应的离子方程式。
通过反
原 【学生1】颜色无变化，再加氯水溶液变红，说明原溶液中无Fe3＋，有Fe2＋，2Fe2＋ 馈，发
现问
性 ＋Cl===2Fe3＋＋2Cl－。
2 题，提
【学生2】若溶液变红，然后加足量Fe粉，红色又褪去，说明原溶液中有Fe3＋，2Fe3 高效
率。
＋＋Fe===3Fe2＋。
【教师】评价、强调：该实验中，若要证明某溶液中既有 Fe3＋，又有Fe2＋，加KSCN
溶液检验有Fe3＋后，不能直接继续加酸性KMnO 溶液检验Fe2＋,因为KSCN溶液也具
4有一定的还原性，会对Fe2＋的检验产生干扰。
【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＋
【答案】D
【解析】本题涉及的物质的性质有：CuO与盐酸的反应，Fe、Fe O 与盐酸的反应，
2 3
Fe3＋与Fe、Cu的反应，Fe与Cu2＋的反应等。表面氧化物较少，溶于盐酸后，生成的
Fe3＋和Cu2＋较少，分别被Fe还原为Fe2＋和Cu，Cu与盐酸不反应，Fe与盐酸反应生
成Fe2＋。
【对应训练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-
【答案】B
【解析】在氧化还原反应中，氧化剂先氧化还原性强的离子，再氧化还原性弱的离
子，只含有I-、Fe2+、Br-溶液中通入氯气后，碘离子先被氧化，其次是亚铁离子，最
后是溴离子。A．当溶液中含有碘离子，就不会出现铁离子， I-、Fe3+、Cl-不能共
存，故A错误；B． 通入氯气后，碘离子先被氧化，其次是亚铁离子，当亚铁离子
存在，则溴离子一定不会参与反应，氯气做氧化剂，对应产物是氯离子，故B正确；
C．当溶液中存在亚铁离子时，则一定会存在溴离子，故C错误；D．当溶液中存在
亚铁离子时，则一定会存在溴离子，故D错误；故选B。
活【过渡】铁有氢氧化铁和氢氧化亚铁两种氢氧化物，其中氢氧化亚铁很不稳定，在空
气中极易被氧化为氢氧化铁。因此，通常需要用一些特殊的方法才能制得氢氧化亚
铁。 创设真
实问题
【问题1】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
情境，
促进对
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
4 2
亚铁盐
气氧化而变质。为探究绿矾样品的变质情况，化学兴趣小组的同学设计了下列实验方 的氧化
性和还
案。
原性理
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 解于应
用。培
溶液、铁粉，请参与完成方案设计。
养证据
实验准备：取少量绿矾样品，用蒸馏水在烧杯中配成溶液。 推理于
活 模型认
①如何证明绿矾已被氧化？
知的化
活
②如何证明绿矾已完全被氧化 学核心
动 素养。
③为了防止绿矾溶液被氧化，如何操作？
二
【学生1】取少量溶液于试管中，加入几滴硫氰化钾溶液，若观察到溶液变红色，则
、
证明绿矾样品已被氧化。 通过讨
F 论交
【学生2】取少量溶液于试管中，，加入几滴酸性高锰酸钾溶液，若观察到溶液不褪
流，理
e(
色，则证明绿矾样品完全被氧化。 解和掌
O 握实验H 【学生3】取少量溶液于试管中，加入适量铁粉，可以防止绿矾溶液中的Fe2+被氧 室制备
氢氧化
)
2
化：：2Fe3++Fe==3Fe2+。
亚铁的
的 【教师】评价、强调：实验室在保存亚铁盐溶液时，不仅要加入适量铁粉防止氧化变 方法。
培养宏
制 质，还要加入相应酸防止水解变质（其原理今后再学习）。
观辨识
备 【问题 2】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 于微观
2 3
探析的
Fe(OH) 2 有哪些方法？ 学科和
心素
【学生1】有机覆盖层法：将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上
养。
覆盖一层苯或煤油(不能用CCl )，以防止空气与Fe(OH) 接触发生反应，如图 1所
4 2
示。
【学生2】还原性气体保护法：用H 将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶
2
液混合，这样可长时间观察到白色沉淀，如图2所示。
检测与
【教师】评价、补充：电解法：用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上
评价，
覆盖一层苯(或煤油)，如图3所示。 发现问
题，调
控课
堂，提
高效
率。
【教师】强调：综上，制备氢氧化亚铁关键是要防止被空气中的氧气氧化而变质。
【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
【答案】B
【解析】Fe(OH) 在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH) ，发生4Fe(OH) ＋O ＋
2 3 2 2
2HO = 4Fe(OH) 。要较长时间看到Fe(OH) 白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空
2 3 2
气。①、②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的 Fe(OH) 处在
2
氢气的保护中；③无法避免氧气与氢氧化亚铁的反应；④中液面加苯阻止了空气进
入，能较长时间看到白色沉淀，选B。
【对应训练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
2 2
化，下列说法不正确的是 ( )
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
2D．产生Fe(OH) 沉淀后，不能振荡试管
2
【答案】C
【解析】 A对，FeCl 溶液和烧碱溶液要现用现配，且配制溶液的蒸馏水要煮沸以除
2
去氧气，确保Fe(OH) 在无氧环境中生成。B对，在FeCl 溶液的上面加一层苯或一
2 2
层油，以隔绝空气。C错，向FeCl 溶液中滴加烧碱溶液时，要将胶头滴管的尖嘴伸
2
入FeCl 溶液中，防止氢氧化钠溶液在滴入时接触空气而溶有氧气。D对，产生
2
Fe(OH) 沉淀后，若振荡试管，会增大沉淀与空气接触的机会，使沉淀更易被氧化。
2
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
【答案】D
【解析】A．浓硫酸具有吸水性，在空气中敞口放置一段时间，吸收空气中的水
蒸气，浓度变小，故A正确；B．铁片投入冷的浓硝酸中，铁片钝化，铁片不溶解，
故B正确；C．钢片投入浓硝酸中发生反应，硝酸被还原为红棕色二氧化氮气体，故
C正确；D．石蕊遇酸变红，石蕊溶液滴入稀硫酸中，溶液变红，故D错误；选D。
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
【答案】D
【解析】Fe3＋先与Fe反应，Fe完全反应后，Fe3＋再与Cu反应，故充分反应后不
可能有铁无铜，D符合题意。
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＋ 及时巩
固、消
C．残余固体是铁，溶液中一定不含Cu2＋ D．残余固体全部是铜 化所
学，促
【答案】D
进掌握
【解析】加入的a g铜由于发生反应：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋而全部溶解， 必备知
识，评
如果这部分铜在加入b g铁后恰好被全部还原出来，则c应与a相等，现题给条件中
价教学
知a＞c，说明加入的a g铜没有全部被还原，溶液中还有Cu2＋，同时也说明加入的 效果，
为后期
铁不足(否则a g铜将会被全部还原出来)，加入的铁被氧化成Fe2＋；而Fe3＋由于不能
优化教
学方案
与单质铜共存，在溶液中已经不再存在；综上所述，c g残余固体是铜，溶液中还存
提供依
环 在Cu2＋、Fe2＋这2种金属阳离子，D项正确。 据，培
节
养分析
四 4．将过氧化钠投入FeCl 溶液中，可观察到的实验现象是（ ）
2 问题和
、
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 解决问
课
题等关
后巩 作 C．无气体产生，有沉淀生成 D．有气体产生，无沉淀生成 键能
固 业 力。
【答案】B
设
计 【解析】将过氧化钠投入FeCl 溶液中，过氧化钠会和水反应生成无色气体氧气
2
和氢氧化钠，同时氧化亚铁离子生成铁离子，再结合氢氧根离子生成红褐色的
Fe(OH) 沉淀，所以可以看到的现象是：有无色气体和红褐色沉淀生成，B正确。合
3
理选项是B。
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
2 2 2
成的产物不容易被氧化，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
【答案】D
【解析】配制溶液时为防止水中溶解的氧气氧化亚铁离子，应先加热煮沸蒸馏水
除去溶解氧，故A正确；植物油的密度比水小，浮在水面上，可以起到隔绝空气的
作用，防止亚铁离子被氧化，故B正确；向FeCl 溶液中滴加烧碱溶液，为防止空气
2
中的氧气被带入溶液中，将胶头滴管尖嘴直接伸入液面下再挤出烧碱溶液，故 C正
确；实验过程中应先打开止水夹，让产生的氢气排尽装置内的空气，以防亚铁离子被
氧化，故D错误；故选D。
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
【答案】B
【解析】保存溶液A时，应加入少量铁粉，防氧化；依据反应原理可知：FeSO ‧
4
7HO和FeCl ‧6H O的物质的量之比最好应为1∶2；取滤液（NaSO ）进行焰色反应，
2 3 2 2 4
火焰为黄色；其制备反应有化合价的变化，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
2
现配现用且蒸馏水先加热煮沸。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
【答案】B
【解析】A．稀硝酸会将铁氧化为+3价的铁离子，故A正确；B．实验开始时，
应先打开a、b，利用生成的氢气将装置中的空气排出，然后关闭a，利用压强差将烧
瓶中生成的亚铁离子排入锥形瓶中反应生成Fe(OH) ，故B错误；C．反应一段时间
2
后可在锥形瓶中观察到白色沉淀，故C正确；D．由于装置中的空气及溶液中的氧气
已经被除去，故Fe(OH) 可较长时间存在，故D正确。故选B。
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。
3 6
（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 溶液时需加入少量铁屑，目的是__________________________________。
2
（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
2
液变红，说明Cl 可将Fe2＋氧化。FeCl 溶液与氯水反应的离子方程式为
2 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 溶液中先加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN
2
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
2 4 3
液混合后，滴加淀粉溶液，出现蓝色，该现象说明氧化性：Fe3＋_______I(填“＞”
2
或“＜”)；另取2 mL FeCl 溶液，加入几小块锌片，实验现象为
2
_______________________，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
2 4 3 维生素C可将Fe3＋
维生素C片，振荡溶解得到溶液a，取a 紫色褪去
转化为Fe2＋
溶液少许，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。
【答案】（1）防止氯化亚铁被氧化 （2）2Fe2＋＋Cl＝2Fe3＋＋2Cl－ （3）隔
2绝空气，防止氯化亚铁被氧化 （4）＞ 溶液由浅绿色变为无色 氧化性 （5）维
生素C可能过量，也可使高锰酸钾溶液褪色 氢氧化钠溶液 白色沉淀变为灰绿色
最终变为红褐色
【解析】（1）Fe2＋不稳定，易氧化为Fe3＋，加入单质铁，2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋，
配制亚铁盐溶液时需加入少量铁屑，其目的是防止氯化亚铁被氧化；故答案为：防止
氯化亚铁被氧化；（2）Fe2＋具有还原性，Cl 具有氧化性；故答案为：2Fe2＋＋Cl＝
2 2
2Fe3＋＋2Cl－；（3）Fe2＋不稳定，易氧化为Fe3＋，煤油的作用是隔绝空气，防止Fe2＋
被空气氧化；故答案为：隔绝空气，防止Fe2＋被空气氧化；（4）滴加淀粉溶液，出
现蓝色，说明有碘单质生成，2Fe3＋＋2I－＝2Fe2＋＋I ，则氧化性Fe3＋＞I ，向FeCl
2 2 2
溶液中加入锌，发生反应FeCl ＋Zn＝Fe＋ZnCl，则溶液由绿色变为无色，说明Fe2
2 2
＋具有氧化性；故答案为：＞；溶液由浅绿色变为无色；氧化性；（5）维生素C具
有还原性，过量后，也可以使KMnO 褪色；取a溶液少许，加入氢氧化钠溶液，出
4
现白色沉淀变为灰绿色最终变为红褐色，说明维生素 C将Fe3＋转化为Fe2＋；故答案
为：维生素C可能过量，也可使高锰酸钾溶液褪色；氢氧化钠溶液；白色沉淀变为
灰绿色最终变为红褐色。
课堂
总结
第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
专题1 铁及其重要化合物
一、铁单质的还原性和Fe3+的氧化性
1.铁单质的还原性：强氧化剂如HNO 溶液生成Fe3+，弱氧化剂H+生成Fe2+。
3
板书
2.Fe3+的氧化性：可被活泼金属单质如Cu、具有较强还原性离子如I-、S2-等还原成Fe2+。
设计
二、Fe2+的氧化性和还原性
1.Fe2+的氧化性和还原性：氧化性较弱，能被强还原性物质如活泼金属、H 、CO等还原为
2
铁单质，溶液中一般只生成Fe2+。Fe2+主要体现还原性，能被大多数氧化剂氧化。
2..氢氧化亚铁的制备
有机覆盖层法、还原性其它保护法、电解法等。
本课时以实验探究为手段，以创设问题情境为主线，通过对实验现象的观察、原理分析、
评价交流等环节，进一步认识、理解和掌握铁及其重要化合物的性质、转化及检验。教学目标
教学 清晰，任务明确，活动有效，学生参与度高，充分体现了学生的主体地位和教师的主导作用。
在关注学生的探究活动和实践活动的同时，还运用来自生产或生活的素材创设真实情境，发展
反思
了学生解决真实问题和实验探究的能力，培养了学生宏观辨识与微观探析、证据推理于模型认
知、科学探究等学科核心素养。
