淺談鐵的化合物的性質(zhì)及檢驗(yàn)

薛之娟

鐵在地殼中的含量?jī)H次于氧、硅和鋁，居于第四位，主要以+2和+3價(jià)化合物的形式存在。它是高考中涉及的唯一過渡元素，鐵在周期表的位置是第四周期第Ⅷ族，原子序數(shù)是26，核外電子排布是2.8.14.2。

一、鐵的氧化物

鐵的常見氧化物有哪些？顏色如何？它們是否都與酸反應(yīng)？如果能，寫出離子方程式。

FeO黑色。FeO+2H+=Fe2++H2O。在空氣里受熱，就迅速被氧化成Fe3O4

Fe2O3紅棕色。Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O。俗稱“鐵紅”用作紅色油漆和涂料

Fe3O4磁性黑色固體。Fe3O4+ 8H+=Fe2++2Fe3++4H2O。它是磁鐵的成分

鐵的氧化物 ：氧化亞鐵、氧化鐵、四氧化三鐵都不溶于水，也不與水起反應(yīng)。FeO和Fe2O3是堿性氧化物，都能與酸起反應(yīng)。四氧化三鐵因?yàn)榕c酸反應(yīng)生成兩種鹽不屬于堿性氧化物。

二、鐵的氫氧化物

鐵有兩種氫氧化物，它們可以分別有相對(duì)應(yīng)的可溶性鹽與堿溶液起反應(yīng)制得。

重點(diǎn)是Fe2++2OH-= Fe（OH）2↓4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3

Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓

與稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的鹽和水

Fe（OH）2+2H+=Fe2++2H2O

Fe（OH）3+3H+=Fe3++3H2O

為了提高學(xué)生的自主創(chuàng)新能力，在課堂教學(xué)中，教師應(yīng)該開展設(shè)計(jì)型、科研型的實(shí)驗(yàn)。通過觀察實(shí)驗(yàn)，了解現(xiàn)象與本質(zhì)的關(guān)系，使學(xué)生進(jìn)一步掌握用實(shí)驗(yàn)的方法，將化學(xué)中物質(zhì)的量化問題上，改變投料比，進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。例如，在新課標(biāo)必修1“幾種重要的金屬化合物”這一節(jié)課中，我們?cè)O(shè)計(jì)探究教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)，探究鐵的化合物的性質(zhì)。因?yàn)镕e2+易被氧化，F(xiàn)eSO4溶液用Fe和H2SO4現(xiàn)用現(xiàn)制。具體步驟如下：在2支試管里分別加入少量FeCl3、Fe和稀H2SO4溶液，讓學(xué)生觀察并記錄溶液顏色，然后滴入NaOH溶液。觀察并記錄描述發(fā)生的現(xiàn)象。

三、Fe3+的檢驗(yàn)

Fe3+離子遇到KSCN溶液變成血紅色，我們可以利用這一反應(yīng)檢驗(yàn)Fe3+的存在。

但是 Fe2+遇到KSCN溶液沒有顏色變化。這兩種離子也可用NaOH溶液鑒別，二者與NaOH溶液反應(yīng)現(xiàn)象不同，F(xiàn)e3與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生紅褐色沉淀，反應(yīng)原理：Fe3++3OH-=Fe（OH）3。Fe（OH）3是紅褐色沉淀。Fe2+與NaOH溶液混合產(chǎn)生白色沉淀→灰綠色→紅褐色。反應(yīng)原理：Fe3++2OH-=Fe（OH）24Fe（OH）2 +O2+2H2O=4Fe（OH）3其中Fe（OH）2是白色沉淀，短時(shí)間可以觀察到。

四、Fe3+與Fe2+的相互轉(zhuǎn)化（科學(xué)探究）

學(xué)習(xí)，F(xiàn)e、Fe3+、Fe2+三者之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，并要求正確寫出有關(guān)的氧化還原反應(yīng)的離子方程式：我們可以在2支試管里分別加入少量FeCl3、Fe和稀H2SO4溶液，各滴入幾滴KSCN溶液。讓學(xué)生觀察并記錄溶液顏色。也可以做對(duì)比實(shí)驗(yàn)：

（1）在盛有3ml FeCl3 溶液的試管中，加足量鐵粉，振蕩試管觀察試管顏色變化。溶液顏色由原來黃色逐漸變成淺綠色，并讓學(xué)生記錄。顏色變化的原因是Fe3+遇到較強(qiáng)還原劑時(shí)，被還原成Fe2+反應(yīng)原理：2Fe3++Fe=3Fe2+

（2）充分反應(yīng)后，滴加幾滴KSCN溶液。觀察溶液顏色沒變化，讓學(xué)生記錄， 原因是溶液中現(xiàn)在只有Fe2+沒有Fe3+，且Fe2+與KSCN溶液沒有顯色變化 。

（3）取少量上層清液倒入另一試管，再加幾滴氯水，振蕩試管觀察試管顏色變化。溶液顏色迅速變成血紅色，讓學(xué)生做記錄。顏色變化的原因是Fe2+遇較強(qiáng)氧化劑時(shí)，會(huì)被氧化成Fe3+，反應(yīng)原理：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，F(xiàn)e3++3scn-= Fe（scn）3Fe（scn）3顯血紅色。

“鐵三角”的這部分知識(shí)既是教學(xué)重點(diǎn)也是難點(diǎn)，又是歷年高考的熱點(diǎn)。所以高一學(xué)生對(duì)這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)是非常重要的，也為將來高三復(fù)習(xí)打好基礎(chǔ)，要讓學(xué)生學(xué)得扎實(shí)，對(duì)這部分知識(shí)有更深刻地理解，結(jié)合這部分內(nèi)容，我準(zhǔn)備了幾個(gè)問題，讓學(xué)生自己總結(jié)。

（1）Fe+2HCl=FeCl2+H2↑

（2）2Fe+3Cl2=2FeCl3

（3）2FeCl2+Cl2=2FeCl3

（4）2Fe3++Fe=3Fe2+

（5）FeO+H2=Fe+H2O

（6）Fe2O3+3H2=2Fe+3H2O

Fe→Fe2+加弱氧化劑，如：S、I2、H+（非氧化性酸、Cu2+等）

Fe→Fe3+加強(qiáng)氧化劑，如：Cl2、HNO3等）

總之，鐵及其鐵的化合物是高中化學(xué)中金屬學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，教師應(yīng)多加強(qiáng)方程式的練習(xí)，在此基礎(chǔ)上并適當(dāng)增加些計(jì)算題的練習(xí)，注意題目的選擇，以增加學(xué)生的信心和興趣。

【責(zé)編 張景賢】