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同学们，大家好！今天我们以微课的形式来给大家介绍铁及其化合物知识，希望大家喜欢。
在宇宙形成之初，只有氢元素和氦元素。星云聚集形成恒星，恒星爆炸产生高温高压，促使轻质元素聚变形成重质元素，铁元素诞生了，铁元素聚集又可形成行星，地球内核便是铁核。铁元素在地壳中含量为百分之四点七五，金属元素中仅次于铝。是目前人类应用最广，用量最大的金属。铁元素位于元素周期表的过渡元素区域，原子序数为二十六，处在第四周期，第八族，那么同学们能不能画出铁的原子结构示意图，其基态原子的核外电子排布式，请写出铁的常见价态，并写出亚铁离子和三价铁离子的核外电子排布式。
基态铁原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，或写作氩的原子实3d64s2。铁原子核外第一层两个电子，第二层8个电子，第三层14个电子，最外层两个电子，故原子结构示意图画为2、8、14、2。铁常见价态有正二和正三价，正二价亚铁离子核外电子排布式为氩的原子实3d6，正三价铁离子核外电子排布式为氩的原子实3d5，恰好满足洪特规则，3d亚层为较稳定的半满结构。
由于铁元素价态较多，其单质和化合物多发生氧化还原反应，铁从零价到正二价，正二价到正三价，以及从零价到正三价均为化合价升高，表现还原性。反之则均为化合价降低，表现氧化性。所以单质铁具有还原性，正三价铁化合物具有氧化性，而正二价铁化合物既有氧化性又有还原性。具有还原性就要和氧化剂反应，而具有氧化性则要和还原剂反应，零价铁氧化到正二价只需用弱氧化剂，即氧化剂的氧化性强于亚铁离子即可，而零价氧化到正三价或者正二价氧化到正三价则要用强氧化剂，即氧化剂的氧化性要强于三价铁离子。同样道理，铁从正三价变为正二价只需用弱还原剂即可，即要求所加入还原剂的还原性应强于亚铁离子，而从正三价变为零价或正二价变为零价，则需加入强还原剂，即要求还原剂的还原性强于铁单质。因此大家只需复习常见氧化剂和还原剂种类及其它们的强弱关系，便能搞清楚铁及其化合物的大部分知识。
今天我们先来学习一下铁单质的性质。纯铁具有金属的共性，如为有银白色金属光泽固体，铁粉为黑色，具有良好的导电导热性和延展性。具有能被磁铁吸引的特性，纯铁具有很强的抗腐蚀性。
接下来是铁的化学性质，由于铁反应时化合价一定会升高，所以铁只具有还原性。大家回忆一下，有哪些氧化剂能将铁氧化，生成的产物是什么？
我们来看一段实验视频，1.取少量铁粉于试管中，再向试管中加入少量稀硫酸，可以看见铁粉剧烈反应，有大量气泡生成，将溶液过滤后，用长胶头滴管向滤液中加入氢氧化钠溶液，可以看到有白色沉淀生成，证明铁与稀硫酸反应生成了亚铁离子。2.另取一支试管固定，加入约20毫升的硫酸铜溶液，将一根打磨过的铁丝插入硫酸铜溶液中浸泡一段时间，在铁丝的表面有红色的铜析出。3.事先在铁粉和硫粉混合均匀，在陶瓷板上摆成硫化亚铁化学式，取一根玻璃棒在酒精灯上微热，然后点在粉末一端，可以看见粉末保持红热，轻微燃烧，生成黑色固体。用镊子取一小块黑色固体于试管中，加入稀硫酸溶解有气泡产生，过滤溶液，用长胶头滴管吸取氢氧化钠溶液伸至滤液液面下挤出，可以看见有氢氧化亚铁白色沉淀生成，证明硫单质与铁反应生成正二价铁。4.取少量氯化铁溶液于试管中，加入铁粉，振荡，铁离子黄色褪去，同时有气泡生成，滴加硫氰化钾溶液后不变红色，证明铁离子被铁还原。5.取少量铁粉于试管中，倒入一定量浓硫酸，加热，有刺激性气味气体生成，在试管口放置湿润的蓝色石蕊试纸变红色。请同学写出上述反应方程式，思考铁被氧化的规律。
刚才我们通过视频观看了铁与稀硫酸、硫酸铜溶液、硫粉、氯化铁溶液及浓硫酸的实验，发现反应过程中有的生成正二价铁，有的生成正三价铁。那么我们可以总结铁与氧化剂反应时，弱氧化剂如碘单质、硫单质、氢离子、铜离子、三价铁离子等可以将铁氧化到正二价，而强氧化剂如氧气、氯气、溴单质、硝酸、浓硫酸等能够将铁氧化到正三价，若在水溶液中进行，铁过量时只能生成正二价。最后大家思考一个问题：单质铁如何生成四氧化三铁？
好，同学们，本节课就讲到这里，谢谢您的观看，我们下次课再会。
练习：
1.（双选）某工厂的废渣中含有的少量锌粉和氧化铜(其他成分不跟酸反应)跟废盐酸接触形成污水。若向污水中撒入铁粉并充分反应，铁粉有剩余，此时污水中一定含有的金属离子是（）
＋＋＋＋A．Fe
2B．Zn2
C．Cu2
D．H 解析：把废渣与废盐酸混合，发生反应CuO＋2HCl===CuCl2＋H2O和
＋＋Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑。所形成的污水含有的金属离子为Zn2和Cu2，撒入铁粉，发生＋＋＋离子反应：Fe＋Cu2===Fe2＋Cu，铁粉有剩余，说明污水中无Cu2，故污水中一定含有的＋＋金属离子是Zn2和Fe2。答案：AB
2.在一定量的稀硝酸溶液中慢慢加入铁粉，得到的Fe2+的物质的量与所加铁粉的物质的量的关系如图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。
1Fe3+
○2Fe2+
○3Fe、Fe2+
○4Fe2+、Fe3+ ○（1）AB段铁元素以
形式存在。（2）BC段铁元素以
形式存在。（3）CD段铁元素以
形式存在。
解析：向稀硝酸中加入铁粉，开始时硝酸过量生成Fe3+，随着铁粉量的增加，硝酸完全反应后，Fe3+与Fe反应生成Fe2+，最后全部转为Fe2+。答案：（1）○1
（2）○4
（3）○3
3.下列操作中，溶液的颜色不发生变化的是（）
A.碳酸氢钠溶液中滴加稀盐酸
B.硫酸铁溶液中滴加硫氰化钾溶液 C.碘水中滴加淀粉碘化钾溶液
D.氯化铁溶液中加入铁粉
解析：B中Fe3+遇KSCN显红色，C中碘单质遇淀粉变蓝色，D中Fe3+和铁生成Fe2+由黄色变浅绿色。答案：A 4.将8gFe2O3投入到150mL某浓度的稀H2SO4中，再投入7g铁粉收集到1.68LH2（标准状况），同时，Fe与Fe2O3均无剩余，为了中和过量的硫酸，且使溶液中铁元素完全沉淀，共消耗4mol/L的NaOH溶液150mL。则原硫酸的物质的量浓度为（）
A.1.5 mol/L
B.0.5 mol/L
C.2 mol/L
D.1.2 mol/L 解析：反应到最后溶液为硫酸钠溶液，则原硫酸物质的量是氢氧化钠物质的量的一半，即 c(H2SO4)=0.5×4=2 mol/L 答案：C
