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2.1 三种铁的氧化物对比

铁及其重要化合物 · 高一
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄三种铁的氧化物在颜色、价态、磁性及化学性质上的系统性对比。

从哪来 建立在“5.1 概念与原理”中关于氧化还原反应及化合价升降规律的基础之上,结合“2.1 氧化钠(Na₂O)”中碱性氧化物的通性进行类比迁移。

为什么 铁元素具有+2和+3两种稳定价态。FeO中铁为+2价,是典型的碱性氧化物;Fe₂O₃中铁为+3价,也是碱性氧化物,且更稳定;Fe₃O₄可视为FeO·Fe₂O₃,其中铁元素平均化合价为+8/3,具有特殊的反铁磁性。这种价态差异决定了它们与酸反应时产物不同(Fe²⁺或Fe³⁺),以及与还原剂反应时的难易程度不同。理解这一点,关键在于掌握“价态决定性质”的核心逻辑,而非死记硬背。

适合:视觉型、喜欢直观对比的学生** 采用“身份证”类比法。给三种氧化物发“身份证”: 1. **FeO
黑色粉末,无磁性,身份证号码“+2”,性格活泼(易被氧化),遇酸变浅绿色(Fe²⁺)。 2. Fe₂O₃:红棕色粉末,无磁性,身份证号码“+3”,性格稳重(稳定),遇酸变黄色(Fe³⁺),是铁锈主要成分。 3. Fe₃O₄:黑色晶体,有磁性(能被磁铁吸),身份证号码“+2/+3混合”,性格复杂,遇酸变黄绿色混合液。 让学生通过看颜色、摸磁性、看溶液颜色来“认人”。
讲法
适合:逻辑型、擅长推导的学生 从化合价守恒角度推导。 1. 写出通式:铁的氧化物为FeₓOᵧ。 2. 根据氧为-2价,设铁平均价态为+x。 3. FeO:x=+2,单一价态,碱性氧化物。 4. Fe₂O₃:x=+3,单一价态,碱性氧化物。 5. Fe₃O₄:3x + 4(-2) = 0 => x = +8/3。这不是+2和+3的简单平均,而是FeO·Fe₂O₃的复合物。 6. 推导化学性质:与盐酸反应,FeO生成FeCl₂,Fe₂O₃生成FeCl₃,Fe₃O₄生成FeCl₂和FeCl₃的混合物。强调“价态决定产物”。
适合:实验型、动手能力强学生** “侦探破案”实验法。 提供三瓶未贴标签的黑色/红棕色粉末(FeO、Fe₃O₄、Fe₂O₃)。 1. **第一步
用磁铁靠近。能被吸引的是Fe₃O₄(排除法,剩下两个无磁性)。 2. 第二步:观察颜色。红棕色的是Fe₂O₃,黑色的是FeO。 3. 第三步:验证。取少量粉末溶于稀盐酸,滴加KSCN溶液。变血红色的是Fe₂O₃(含Fe³⁺);不变红的是FeO(含Fe²⁺,需再滴加氯水变红验证)。 通过实验现象反推物质,强化“现象-本质”联系。
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练一道
基础题
向Fe₂O₃粉末中加入足量稀盐酸,写出离子方程式,并指出溶液颜色变化。
变式
将Fe₃O₄溶于足量稀盐酸后,滴加KSCN溶液,溶液变红。若再向其中加入铁粉,红色褪去,写出相关离子方程式。
试试手自己判
检测题
某黑色固体粉末可能是FeO、Fe₃O₄或Fe₂O₃中的一种或几种。取少量该粉末,加入足量稀盐酸,固体完全溶解,得到溶液A。向溶液A中滴加KSCN溶液,无明显现象。再向溶液A中滴加氯水,溶液变为黄色,此时再滴加KSCN溶液,溶液变为血红色。 问:原黑色粉末是什么?写出相关离子方程式。
看答案和判分标准
答案:原黑色粉末是FeO。 相关离子方程式: 1. FeO + 2H⁺ = Fe²⁺ + H₂O 2. 2Fe²⁺ + Cl₂ = 2Fe³⁺ + 2Cl⁻ 3. Fe³⁺ + 3SCN⁻ = Fe(SCN)₃
判对标准:
1. 正确判断出原粉末为FeO(2分)。
2. 正确写出FeO与盐酸反应的离子方程式(2分)。
3. 正确写出Fe²⁺被氯水氧化的离子方程式(2分)。
4. 正确写出Fe³⁺与SCN⁻络合的离子方程式(2分)。
5. 逻辑清晰,能解释“先无现象,后变红”的原因(2分)。
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