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摘 要：化学是自然科学的重要组成部分，主要在分子、原子上研究物质的组成、性质等规律。本文首先分析了铁的性质；接着探究了铁元素的还原性质的实验设计流程；然后从实验中对铁元素还原性质进行思考；最后客观地对全文进行总结，为全面了解铁元素的化学性质具有一定意义。
关键词：铁元素 还原性 实验
化学是高中课程中最重要的课程之一，作为一门历史悠久、富有活力的学科，高中化学在课堂中能够帮助学生从分子、原子、离子上更加清楚地认识物质，因此，如何学好高中化学成为高中生和教师关注的重点内容。铁是最常见的金属元素，由于铁及其化合物能够制造磁铁、药物和金属材料等，在生活中被广泛应用。此外，还原反应也是高中化学研究的重点内容，所以，通过对铁元素的还原性实验探究，加深铁元素的化学性质的认识，培养学习化学知识的兴趣。
一、铁的性质
铁是最常见的金属元素，在元素周期表中，铁元素原子顺序26，化学式为：Fe。铁及其化合物在生活中十分常见，地壳含量仅次于氧、硅、铝，占地壳含量的4.75%。纯铁是一种白色或银白色带有金属光泽的物质，通常情况下，能够溶于强酸和强碱中，但由于具有的特殊性质导致铁不能够溶于水中，这也是铁的化合物常用于建筑中的重要原因。此外，铁具有较高的熔点和沸点，一般情况下，铁的沸点为2750℃，熔点是1538℃，因此常用于制电动机的芯片和磨料等。铁是工业部门不可缺少的金属元素，是比较活泼的金属，在金属活动顺序表中排在氢的前面，化学性质比较活泼，是一种良好的还原剂。
二、铁元素还原性质的实验设计
1.理论猜测。铁主要的价态有0、+2、+3和+6价，其中,0、+2和+3较为常见。在研究铁元素的还原性质实验时，我们可以根据教材所学猜测铁单质具有还原性；+3铁具有氧化性；+2铁既具有氧化性又具有还原性。
2.实验目标。利用单质铁、三氯化铁和氧化亚铁等物质进行氧化还原反应实验，证明单质铁具有还原性，氯化亚铁既具有氧化性又具有还原性。
3.试验用品。铁粉、盐酸、三氯化铁溶液、氯化亚铁溶液、稀硝酸等。
4.实验过程。
（1）Fe的还原性。首先将试管内放入适当的铁粉，然后取一定的稀盐酸，将稀盐酸缓慢放入试管内，这时观察试管内变化，发现试管内不断出现气泡，接着溶液颜色变为浅绿色。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由此可以得出结论，单质铁在遇到稀盐酸时变成了+2Fe，所以单质铁具有还原性，然后记录此过程发生的化学反应：Fe+2Hcl=Fecl2+H2。而且，我们可以做进一步思考，为什么铁遇盐酸时反应生成的是+2Fe，而不是+3Fe，查阅资料可以发现在这个实验中，由于稀盐酸的氧化性较弱，只能将铁氧化成+2Fe，此外，+3Fe会与单质铁发生反应，因此，单质铁与盐酸的反应充分证明了单质铁具有还原性的特点。
（2）Fe2+的还原性。实验开始时先将事先准备好的氯化亚铁溶液缓慢倒入试管中，然后滴入几点硫氰酸钾溶液，观察试管内变化，发现并无任何明显变化，接着再将稀硝酸滴入试管内，这是会发现试管内出现血红色溶液，由此可以得出+2Fe具有还原性。此过程发生的反应主要有以下化学方程式：3FeCl2+4HNO3=2FeCl3+Fe(NO3)3+2H2O+NO↑离子反应式如下：3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++2H2O+NO↑，当滴入硫氰酸钾时，此时的硫氰酸钾可以看做硫酸钾，而硫酸钾与氯化亚铁不发生化学反应，因此，在滴入硫氰酸钾溶液时试管内并没有发生任何现象。
（3）Fe3+的还原性。在试管中加入实验前准备好的氯化铁溶液，用滴管滴入几滴硫氰酸钾溶液，此时试管内溶液变为血红色，接着在由其他组员加入适当铁粉，观察现象，发现血红色溶液逐渐褪去，由此可以得出+3Fe具有氧化性，这一过程发生的主要化学式有：FeCl3+KSCN=Fe（SCN）3+KCl3，虽然这么写，但是Fe（SCN）3是络合物，以[Fe（SCN）6]3-是血红色的，该反应用来鉴别Fe3+离子。
（4）Fe与Zn还原能力的比较。在证明单质铁、二价铁和三价铁性质实验后，可以进一步证明铁在还原顺序表中的还原能力的强弱。因此，化学教师又指导我们设计了如下实验：将准备好的氯化亚铁溶液加入适当锌片，此时发现锌片表面出现析铁现象，而溶液颜色会逐渐变浅，实验所发生的主要化学反应方程式：FeCl2+Zn=Fe+ZnCl2，这是置换反应,活泼金属Zn把次活泼金属Fe的盐置换出来，说明Zn的还原能力强于Fe。
5.实验总结。在本次实验中，化学教师积极带领同学做铁的氧化还原实验，并在课堂的结尾总结了铁、二价铁和三价铁的转换关系。
具有内容可表示为：
(1)亚铁离子——铁,亚铁离子得2个电子,可还原成铁原子。
（2）铁原子——亚铁离子,铁原子氧化失去2个电子,成亚铁离子。
（3）铁原子—— 3价铁离子,铁原子被氧化,失去3个电子,得3价铁离子。
（4）3价铁离子,被还原,得到3个电子,成铁原子。
（5）亚铁离子被氧化,失去一个电子,成3价铁离子。
（6）3价铁离子被还原,得到一个电子,成亚铁离子。
三、铁元素还原性质实验设计的思考
还原反应是高中化学教学中重要的反应方程式，还原性是指分子、原子或离子失去电子的能力，判断还原性能力的因素有很多，如同种族元素（从上到下），非金属原子或单质氧化性逐渐减弱，其阴离子还原性会逐渐增强；同周期种族元素，单质还原性逐渐减弱，对应的阴离子还原性逐渐增强，而且还可以通过还原性的物质浓度判断，还原性物质浓度越大，还原性越强。通过铁元素的还原性质的实验我们知道单质铁具有还原性，而三价铁具有氧化性，其中二价铁既具有还原性又具有氧化性。
铁作为生活中最常见的金属元素，对我国的工业生产具有重要意义。本文通过化学实验进一步揭示了铁元素的化学性质，通过Fe元素的几种常见化合价元素参与的化学实验，让学生们在实验中了解铁元素的还原性及氧化性。此外，铁元素的还原性实验还有助于学生对其他金属和还原反应的认识，使学生能够从本质上掌握氧化还原反应的实质。
参考文献
[1]庄晓红 “小组合作实验探究”在教学中的应用——探究铁及其化合物的氧化性或还原性[J].陕西教育(教学版),2011，09，24。
[2]任星美 高一化学3套教材“氧化还原反应”内容的比较研究[D].内蒙古师范大学，2015。
论文作者:周晓筠 彭亮泉
论文发表刊物:《教育学文摘》2017年1月总第215期
论文发表时间:2017/1/10
标签：亚铁论文; 原性论文; 单质论文; 元素论文; 溶液论文; 离子论文; 试管论文; 《教育学文摘》2017年1月总第215期论文;