高中化学 第2章 第3节 探究铁及其化合物的氧化性或还原性课件 鲁科版必修1.ppt

第3课时探究铁及其化合物的氧化性或还原性 1 了解铁及其化合物的主要化学性质 理解其氧化性 还原性的特点 2 了解fe fe2 fe3 之间的相互转化 3 掌握fe2 fe3 的检验方法 4 了解铁与人体健康的关系 认识化学知识与人类生活的密切联系 一 铁元素的存在1 含量铁元素在地壳中的含量仅次于 三种元素 2 存在形态 1 游离态 存在于 中 2 化合态 主要以 价 3价的形式存在于化合物中 如黄铁矿 填化学式 下同 赤铁矿 磁铁矿 等 氧 硅 铝 陨铁 2 fes2 fe2o3 fe3o4 二 铁及其化合物的氧化性或还原性1 预测与假设 1 只具有还原性的微粒 填 fe3 fe2 或 fe 下同 2 既有氧化性又有还原性的微粒 3 只具有氧化性的微粒 fe fe2 fe3 2 实验方案 1 验证预测 1 的正确性需加入氧化剂 如稀硫酸 硫酸铜 fecl3溶液等 实验 铁钉变细 有气体生成 有红色固体析出 fe 2h fe2 h2 fe cu2 fe2 cu 2 验证预测 2 的正确性 fe2 有氧化性 需加入还原剂 如锌 fe2 有还原性 需加入氧化剂如氯水 稀硝酸等 实验 浅绿色 变红 fe2 zn fe zn2 2fe2 cl2 2fe3 2cl 3 验证预测 3 的正确性 需加入还原剂 如铁 锌等 实验 溶液变为红色 溶液变为浅绿色 溶液变为红色 溶液变为 无色 有固体 思考辨析 1 判断正误 1 铁在自然界中都是以 3价铁离子的形式存在 分析 铁在自然界中的存在形态主要有 2价和 3价两种价态 2 含有 2价的铁的化合物既有氧化性又有还原性 分析 2价是铁元素的中间价态 化合价既可以升高也可以降低 所以既具有氧化性又具有还原性 3 fe oh 2在空气中可以稳定存在 分析 fe oh 2很容易被空气中的氧气氧化成fe oh 3 4 fe3 很容易被硝酸所氧化 分析 fe3 已经是铁元素的最高价态 不能再被氧化 只能被还原 5 fe3 遇到kscn溶液会生成红色沉淀 分析 fe3 遇到kscn溶液会显红色 但不是生成红色沉淀 2 问题思考 1 fe在cl2中燃烧生成fecl3 而在o2中燃烧生成fe3o4 说明了什么 分析 cl2将fe全部氧化为fe3 o2只将fe部分氧化为fe3 说明cl2的氧化性比o2的氧化性强 2 fecl2溶液中混有fecl3时 如何除去杂质 分析 向溶液中加入足量的铁粉 充分反应后过滤 即可除去杂质 知识链接 黄铁矿黄铁矿是铁的二硫化物 纯黄铁矿中含有46 67 的铁和53 33 的硫 在我国是生产硫黄和硫酸的主要原料 黄铁矿分布广泛 在很多矿石和岩石中包括煤中都可以见到它们的影子 一般呈黄铜色立方体 黄铁矿风化后会变成褐铁矿或黄钾铁矾 kscn无色结晶 易溶于水 也溶于乙醇和丙酮 与铁盐生成红色的硫氰酸铁 遇亚铁盐不会生成红色物质 是检验fe3 的常用试剂 一 铁及其主要化合物的性质1 铁的化学性质 还原性 2 铁的氧化物 3 铁的氢氧化物 学而后思 1 fe3o4中含有 2价和 3价的铁元素 根据所学知识试分析fe3o4中不同价态的铁原子的比例 提示 在fe3o4中根据化合价的代数和为0可知 三个铁元素的总价态是 8 所以应该是有2个 3价的铁和1个 2价的铁 2 实验室做制取fe oh 2的实验时 应注意哪些事项 提示 fe oh 2易被空气中的氧气氧化 所以在制取fe oh 2观察其颜色和状态时应注意隔绝空气 可采取以下措施 先将所用的naoh溶液煮沸 以排出其中溶解的氧气 用煮沸的蒸馏水新配制feso4溶液 在feso4溶液的上方加少量苯以隔绝空气 用滴管吸取naoh溶液后 伸入到feso4溶液中再挤出naoh溶液 二 fe2 和fe3 的检验和相互转化规律1 fe2 和fe3 的检验 1 观察法 观察溶液颜色含fe3 的溶液 呈棕黄色 含fe2 的溶液 呈浅绿色 2 加scn 法 滴入kscn溶液或nh4scn溶液含fe3 的溶液 溶液变红色 含fe2 的溶液 无明显变化 再加入新制氯水 溶液立即变为红色 3 加碱液法 加入碱液 如naoh溶液 氨水等 含fe3 的溶液 生成红褐色沉淀 含fe2 的溶液 生成白色絮状沉淀 该沉淀迅速变为灰绿色 最终变为红褐色 化学方程式为fe2 2oh fe oh 2 4fe oh 2 o2 2h2o 4fe oh 3 2 fe fe2 fe3 的转化铁的单质与化合物间的转换关系 铁三角 1 fefe2 可通过fe与弱氧化剂反应实现这种转化 常见的弱氧化剂有 s i2 非氧化性酸 cu2 fe3 等 如fe cu2 fe2 cu 2 fe2 fe 可通过fe2 与较强的还原剂反应实现这种转化 常见的较强的还原剂有h2 c co al zn等 如fecl2 zn zncl2 fe 3 fefe3 可通过fe与强氧化剂反应实现这种转化 常见的强氧化剂有cl2 br2 o2 hno3 浓硫酸 kmno4等 如2fe 3cl2 2fecl3 4 fe3 fe 可通过fe3 与h2 co 活泼金属 k na ca除外 反应实现这种转化 如2fe3 3zn 足量 2fe 3zn2 5 fe2 fe3 可通过fe2 与强氧化剂反应实现这种转化 常见的强氧化剂有cl2 br2 o2 hno3 浓硫酸 kmno4等 如2fe2 cl2 2fe3 2cl 6 fe3 fe2 在溶液中可通过fe3 与fe cu i s2 等反应实现这种转化 如cu 2fe3 cu2 2fe2 知识备选 铁元素的生理作用 1 合成血红蛋白 具有运载氧的生理作用 2 合成肌红蛋白 发挥储存氧的作用 3 构成人体必需的酶而发挥多种生理作用 4 缺铁时抑制dna 蛋白质合成 影响能量利用 5 具有免疫促进作用 缺铁时免疫力降低 6 促进生长发育 缺铁时生长发育受阻 7 促进神经系统发育 缺铁影响智力和行为 易怒急躁 学而后思 1 怎样用化学方法检验feso4试剂是否变质 提示 feso4变质就是fe2 被空气中的氧气氧化 可用kscn溶液检验是否含有fe3 2 实验室配制feso4溶液时加铁粉的作用是什么 提示 防止fe2 被空气中的o2氧化为fe3 类型一铁及其化合物的氧化性和还原性 典例 下列物质反应后一定有 3价铁生成的是 过量的fe与cl2反应 fe与过量稀硫酸反应后再向其中加h2o2 fe和fe2o3的混合物溶于盐酸中a 只有 b 只有 c 只有 d 解题指南 解答本题应注意以下3点 1 fe fe2 与强氧化性物质反应 生成fe3 2 fe和fe3 只有在溶液中才能发生氧化还原反应 3 注意物质反应时物质间的量的关系 解析 选c 中cl2的氧化性较强 能将铁氧化为 3价 虽然fe过量 由于不是溶液中的反应 过量的铁不会将氯化铁还原 中fe与稀硫酸反应生成fe2 向其中加h2o2后 由于h2o2是较强的氧化剂 能将fe2 氧化成fe3 中首先发生fe与盐酸反应生成fecl2 fe2o3与盐酸反应生成fecl3 但题中未给出反应物间相对量的关系 若fe是足量的 则能将生成的fecl3全部还原为fecl2 故正确答案为c 互动探究 1 若将题干改成 可能有fe2 生成 应选哪个选项 提示 选d 中若加入h2o2很少时 前面生成fe2 不能全部转化成fe3 中fe的量较多时 有fe2 生成 2 如何检验 中反应后的溶液中是否含有fe3 说出可能的方法有哪些 提示 在反应后的溶液中加适量的kscn溶液 看是否变红色 加入单质铜 看铜是否被腐蚀 也可用碘化钾淀粉试纸检验 变式训练 某溶液中有cu2 mg2 fe2 fe3 四种 若向其中加入过量的naoh溶液 微热搅拌 再加入过量盐酸 溶液中大量减少的阳离子是 a cu2 b mg2 c fe2 d fe3 解析 选c 由于fe2 2oh fe oh 2 4fe oh 2 o2 2h2o 4fe oh 3 fe oh 3 3hcl fecl3 3h2o 使fe2 大量减少 fe3 增多 cu2 2oh cu oh 2 mg2 2oh mg oh 2 mg oh 2 2hcl mgcl2 2h2o cu oh 2 2h cu2 2h2o 使mg2 cu2 基本不变 故正确答案为c 变式备选 在氯化铁 氯化铜和盐酸的混合溶液中加入铁粉 待反应结束后 所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引 则反应后溶液中存在较多的阳离子是 a cu2 b fe3 c fe2 d h 解析 选c 解答此题要考虑到铁的物理性质 能被磁铁吸引 说明有铁剩余 铁具有还原性 而cu2 fe3 fe2 h 等都具有氧化性 则能够与铁反应的离子不能大量存在 即cu2 fe3 以及h 三种离子不能大量存在 其中fe被氧化成fe2 而cu2 fe3 h 三种离子被还原成cu fe2 h2 所以溶液中的阳离子中fe2 最多 类型二fe2 和fe3 的检验 典例 下列离子的检验方法合理的是 a 向某溶液中滴入kscn溶液呈红色 说明不含fe2 b 向某溶液中滴加氯水 然后再加入kscn溶液变红色 说明原溶液中含有fe2 c 向某溶液中加入naoh溶液 得红褐色沉淀 说明溶液中含有fe3 d 向某溶液中加入naoh溶液得白色沉淀又观察到颜色逐渐变为红褐色 说明该溶液中只含有fe2 不含有mg2 解题指南 解答本题应注意以下2点 1 只要溶液中含有fe3 无论是否有fe2 加入kscn溶液都会变红色 2 红褐色可以掩盖白色 解析 选c a项 加kscn溶液呈红色 说明含fe3 无法判断有无fe2 故a项错误 b项 先滴加氯水 再加kscn溶液变红 无法确定是fe2 被氧化还是原溶液中就含有fe3 故b项错误 c项 加naoh产生红褐色沉淀 说明产生fe oh 3沉淀 原溶液中含fe3 故c项正确 d项 加naoh产生白色沉淀后变为红褐色 说明含fe2 但由于红褐色的掩盖 无法说明是否含mg2 故d项错误 名师点评 讲解本题时重点注意2点 1 检验离子时注意离子间的干扰问题 如本题b项中若原溶液中有fe3 则会干扰fe2 的检验 故要注意氯水和kscn溶液的滴加顺序 再如d项中fe oh 3的红褐色会干扰mg2 的判断 2 通过本题帮助学生总结fe2 和fe3 检验的三种方法 即 观察溶液颜色 加入naoh溶液 加入kscn溶液 可加氯水 并比较后两种方法的滴加试剂的顺序和出现的现象 方法规律 离子检验的基本原则 1 先取样 后操作 如果待检物是固体 则应先将其溶解后再取样检验 2 对几种待测离子要进行并列实验时 每进行一次实验 都要另取新溶液 避免已加试剂的干扰 如果进行连续实验时 要注意每一次用的试剂是另取原溶液还是接着上次的 3 用一种试剂鉴别多种物质时 所选用的试剂必须能和被鉴别物质的大多数反应 且能产生不同的实验现象 4 先现象 后结论 不能把要检验的离子当作已知物来叙述实验现象 变式训练 2013 济南高一检测 离子检测的常用方法有三种 在中学化学中 下列离子检验的方法不合理的是 a fe3 显色法b 沉淀法c 沉淀法d oh 显色法 解析 选c a项中fe3 遇kscn溶液显红色 b项中用bacl2沉淀法 c项中用强碱加热产生气体法 d项中oh 用酚酞试液显色法 变式备选 下列四种铁的化合物溶于稀盐酸 滴加kscn溶液后 没有颜色变化 再加入氯水即呈红色的是 a feob fe2o3c fecl3d fe2 so4 3 解析 选a 由题意可知 a中的fe2 遇scn 没有颜色改变 但滴加氯水后 生成fe3 溶液变为红色 发生下列反应 feo 2hcl fecl2 h2o 2fe2 cl2 2fe3 2cl fe3 3scn fe scn 3 1 将铁片插入下列溶液中 放置片刻后 铁片质量与加入前相同的是 a fecl2溶液b agno3溶液c fecl3溶液d 盐酸 解析 选a fecl2溶液与铁片不反应 铁片质量不变 2ag fe fe2 2ag 铁片质量增加 2fe3 fe 3fe2 铁片质量减小 2h fe fe2 h2 铁片质量减小 2 下列物质跟铁反应的生成物 能跟kscn溶液作用生成红色物质的是 a 盐酸b 氯气c 硫酸铜溶液d 稀硫酸 解析 选b 铁跟盐酸 稀硫酸 硫酸铜溶液反应后生成fe2 铁跟氯气反应生成fecl3 fe3 能跟kscn溶液作用生成红色物质而fe2 不能 3 2013 宿州高一检测 fecl3 cucl2的混合溶液中加入铁粉 充分反应后仍有固体存在 则下列判断不正确的是 a 加入kscn溶液一定不变红色b 溶液中一定含fe2 c 溶液中一定不含cu2 d 剩余固体中一定含cu 解析 选c 根据反应2fe3 fe 3fe2 2fe3 cu 2fe2 cu2 fe cu2 fe2 cu 因为剩余固体 所以固体中应含有cu 溶液中一定不含fe3 一定含有fe2 据此现象cu2 不能确定是否存在 4 下列物质能将fe3 转化为fe2 的有 新制氯水 铁 铜 稀硫酸a b c d 解析 选c 将fe3 转化为fe2 需加入还原剂 fe3 与氯水不反应 2fe3 fe 3fe2 2fe3 cu 2fe2 cu2 fe3 与稀硫酸不反应 故选c项 5 除去fecl2溶液中的少量fecl3 可加入 反应的离子方程式为 除去fecl3溶液中的少量fecl2 可加入 反应的离子方程式为 除去fecl2溶液中的少量cucl2 可加入 反应的离子方程式为 解析 除去fecl2溶液中的少量fecl3就是将fe3 还原的过程 应该加入还原剂铁粉 除去fecl3溶液中的少量fecl2 应该是将fe2 氧化成fe3 的过程 应该加入氧化剂氯水 除去fecl2溶液中的少量cucl2 应该加入铁粉 答案 足量铁粉fe 2fe3 3fe2 氯水2fe2 cl2 2fe3 2cl 足量铁粉fe cu2 fe2 cu 补铁药物中