2022-2023学年新教材高中化学第3章物质的性质与转化第1节铁的多样性第1课时亚铁盐和铁盐课件鲁科版必修第一册

1、第1课时亚铁盐和铁盐第3章内容索引0102基础落实必备知识全过关重难探究能力素养全提升03学以致用随堂检测全达标素养目标1.基于元素的价态和物质的所属类别,完整有序地写出含有铁元素的物质的化学式,培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。2.根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究,掌握亚铁盐和铁盐的物理性质、化学性质、典型实验现象,能书写主要的化学方程式和离子方程式,培养科学探究与创新意识的化学核心素养。3.知道含有铁元素的物质在生产、生活中的应用,知道Fe3+的检验方法,能独立或与同学合作完成实验,记录实验现象和数据,完成实验报告,并能主动进行交流,逐步提升证据推理与模型认知的化学核心素养。基

2、础落实必备知识全过关自主梳理一、铁元素的存在1.含量铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝。2.存在形态(1)游离态:存在于陨铁中。(2)化合态:主要以+2、+3价铁的化合物存在。如黄铁矿(FeS2)、赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)、菱铁矿(FeCO3)等。二、Fe2+、Fe3+的性质1.组成及实例类别亚铁盐铁盐组成组成中含有Fe2+的盐组成中含有Fe3+的盐实例FeSO4、FeCl2、Fe(NO3)2等Fe2(SO4)3、FeCl3、Fe(NO3)3等2.性质的预测与探究(1)预测。研究物质性质的两个基本角度。 亚铁盐和铁盐性质的预测化合价角度。 (2)探究以FeSO4、FeCl3

3、为例。知识支持:Fe3+和KSCN溶液发生反应,生成红色溶液。可供选择的试剂:FeSO4溶液、FeCl3溶液、酸性KMnO4溶液、氯水、KI溶液、0.1 molL-1 KSCN(硫氰酸钾)溶液、淀粉溶液、NaOH溶液、铁粉、锌片、铜片。探究实验: 物质预测性质操作及现象FeSO4还原性向FeSO4溶液中加入KSCN溶液,无明显现象;再滴加氯水,溶液呈红色向酸性KMnO4溶液中逐滴加入FeSO4溶液至过量,酸性KMnO4溶液的紫色逐渐褪去氧化性向FeSO4溶液中加入足量锌片,溶液由浅绿色变为无色物质预测性质操作及现象FeCl3氧化性向FeCl3溶液中加入KSCN溶液,溶液变红色;再加入足量铁粉,

4、红色褪去向FeCl3溶液中加入KSCN溶液,溶液变红色;再加入足量铜片,溶液由红色变为蓝色向FeCl3溶液中加入KI溶液,再加入淀粉溶液,溶液变蓝色结论:a.亚铁盐具有还原性,能被常见的氧化剂氧化,如能使酸性KMnO4溶液褪色,能被氯气氧化,离子方程式为2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-;亚铁盐具有氧化性,能被常见的还原剂还原,如与Zn反应的离子方程式为Fe2+Zn=Fe+Zn2+。b.铁盐具有氧化性,能被常见的还原剂还原,如与Cu反应的离子方程式为2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+;与Fe反应的离子方程式为2Fe3+Fe=3Fe2+;与KI溶液反应的离子方程式为2Fe3+2I-=2Fe2+

5、I2。【微思考1】实验室中盛FeSO4溶液的试剂瓶中,通常加些铁屑或铁钉,这是为什么?提示 Fe2+具有较强还原性,易被氧化而变质。因此向盛有亚铁盐溶液的试剂瓶中加铁屑或铁钉的目的是防止Fe2+被氧化。【微思考2】如何除去FeCl3溶液中混有的杂质FeCl2?提示 通入Cl2或滴加氯水或加入“绿色”氧化剂H2O2溶液: 2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-、2Fe2+H2O2+2H+=2H2O+2Fe3+。自我检测判断下列说法是否正确,正确的画“”,错误的画“”。1.Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同。()2.FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3都可以通过化合反应制取。()3.Fe在足量

6、Cl2中燃烧生成FeCl3,在少量Cl2中燃烧生成FeCl2。()4.Fe与Cl2反应生成FeCl3,推测Fe与I2反应生成FeI3。()5.铁表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化。() 重难探究能力素养全提升探究1Fe2+、Fe3+的性质问题探究在FeCl3和CuCl2的混合溶液中,加入过量的铁粉,充分反应后,溶液中的金属离子有哪些?提示 氧化性Fe3+Cu2+,加入过量铁粉,发生反应:2Fe3+Fe=3Fe2+,Fe+Cu2+=Cu+Fe2+,则充分反应后溶液中的金属离子是Fe2+。归纳拓展1.铁盐、亚铁盐的性质(1)Fe2+既具有还原性又具有氧化性,可以被氧化为Fe3+,也可以

7、被还原为Fe。当Fe2+遇到强氧化剂时,被氧化为Fe3+,如2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-。当Fe2+遇到C、Al、Zn、CO等还原剂时,可以被还原为Fe,如Fe2+Zn=Zn2+Fe,FeO+CO Fe+CO2。(2)Fe3+具有较强的氧化性,可被还原为Fe2+或Fe。Fe3+被C、CO、Al等还原为Fe,如Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2,Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3。Fe3+被Fe、Cu等还原为Fe2+,如2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+。2.含铁物质的分离与提纯 主要物质杂质除杂方法Fe2+Fe3+加过量铁粉后过滤FeCl3FeCl2加适量氯水或双氧水Fe2+Cu

8、2+加过量铁粉后过滤应用体验【例1】某同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。请回答下列问题:(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1 molL-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是。(2)甲同学取2 mL FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化生成Fe3+。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为。(3)乙同学认为甲同学的实验不够严谨,该同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油,再于液面下依次加入1滴KSCN溶液和几滴氯水,溶液变红,煤油的作用是。(4)丙同学取10 mL 0.1 molL-1K

9、I溶液,加入6 mL 0.1 molL-1FeCl3溶液混合。取2 mL混合溶液置于试管中,加入1 mL CCl4(CCl4是一种有机溶剂,与水互不相溶,密度比水大)充分振荡、静置,CCl4层显紫色。写出发生反应的离子方程式: 。(5)丁同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为。答案 (1)防止Fe2+被氧化(2)2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)(4)2Fe3+2I-=2Fe2+I2(5)H2O2+2Fe2+2H+=2Fe3+2H2O解析 (1)铁和氯化铁反应生成氯化亚铁,在FeCl2溶液中需加

10、入少量铁屑,其目的是防止氯化亚铁被氧化。(2)氯气具有氧化性,能氧化氯化亚铁生成氯化铁,反应的离子方程式为2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-。(3)煤油不溶于水,密度比水小,可以隔绝空气,从而排除氧气对实验的影响。(4)CCl4层显紫色说明有单质碘生成,发生反应的离子方程式为2Fe3+2I-=2Fe2+I2。(5)向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,说明过氧化氢氧化亚铁离子生成铁离子,反应的离子方程式为H2O2+2Fe2+2H+=2Fe3+2H2O。方法点拨铁、铜及其化合物在溶液中的共存规律(1)Fe能与Fe3+、Cu2+发生反应,因而当溶液中有Fe粉剩余

11、时,溶液中不可能大量存在Fe3+、Cu2+。由于氧化性Fe3+Cu2+,所以向Fe3+、Cu2+的混合溶液中加入铁粉,铁先与Fe3+反应;由于还原性FeCu,所以向Fe3+的溶液中加入Fe、Cu混合物,Fe先反应。(2)Cu能与Fe3+发生反应,因此当有Cu析出时,溶液中不可能大量存在Fe3+。(3)Fe2+与Fe3+、Cu2+、Fe、Cu均能大量共存。变式训练1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溶液Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中。A.只有B.只有C.只有D.全部答案 C解析 中的Cl2氧

12、化性强,它能将铁氧化为+3价,由于不是在溶液中反应,因此过量的铁不会将氯化铁还原。中Fe与稀硫酸反应只能生成Fe2+,向其中加H2O2溶液后,由于H2O2是一种常见的氧化剂,能将Fe2+氧化成Fe3+。从表面上看不会发生反应,但实际上发生了Fe2+被硝酸氧化的反应。中发生Fe与盐酸反应生成FeCl2、Fe2O3与盐酸反应生成FeCl3的反应,但题中未给出反应物间相对量的关系,若铁是足量的,则能将生成的FeCl3全部还原为FeCl2。探究2Fe2+、Fe3+的检验问题探究某同学为了检验家中一盒补铁剂是否变质,查阅资料后结合所学知识设计了如下实验:将药片除去糖衣研细后,溶解过滤,取滤液分别加入到两

13、支试管中,在一支试管中滴入酸性高锰酸钾溶液,在另一支试管中滴入KSCN溶液。请分析并回答下列问题。(1)若滴入酸性高锰酸钾溶液后褪色,滴入KSCN溶液后不变红,可以得出什么结论?在滴入KSCN溶液后的溶液中再滴加氯水,会观察到什么现象?提示 根据实验现象分析,酸性高锰酸钾溶液褪色说明有Fe2+,KSCN溶液不变红说明没有Fe3+,从而确定药品没有被氧化;在滴入KSCN溶液后的溶液中再加入氯水,会将Fe2+氧化为Fe3+,溶液变红。(2)若滴入酸性高锰酸钾溶液后不褪色,滴入KSCN溶液后变红,可以得出什么结论?提示 根据实验现象分析,酸性高锰酸钾溶液不褪色说明没有Fe2+,滴入KSCN溶液变红说

14、明有Fe3+,从而确定药品完全被氧化而变质。(3)若滴入酸性高锰酸钾溶液后褪色,滴入KSCN溶液后变红,可以得出什么结论?在中操作后的情况下,向其中一支试管中滴加适量的氢氧化钠溶液,根据现象能证明滤液中含有Fe2+吗?提示 根据实验现象分析,酸性高锰酸钾溶液褪色说明有Fe2+,滴入KSCN溶液变红说明有Fe3+,从而确定药品部分被氧化;在中操作后的两溶液中都含有Fe3+,滴加氢氧化钠溶液立即生成红褐色沉淀,干扰“生成的白色沉淀变为灰绿色,最后变成红褐色”现象的观察,即不能证明滤液中含有Fe2+。归纳拓展Fe2+、Fe3+的检验方法 方法Fe3+Fe2+溶液颜色(棕)黄色浅绿色加碱溶液(如NaO

15、H溶液)现象红褐色沉淀白色沉淀灰绿色沉淀红褐色沉淀离子方程式Fe3+3OH-=Fe(OH)3Fe2+2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3方法Fe3+Fe2+加KSCN溶液现象显红色(常用方法)无明显现象,再加氯水显红色离子方程式Fe3+3SCN-=Fe(SCN)32Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-Fe3+3SCN-=Fe(SCN)3酸性KMnO4溶液无明显现象紫红色褪去应用体验【例2】(2022天津和平区高一期末)能验证某溶液中含有Fe2+,不含Fe3+的实验事实是()A.向溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红B.向溶液中滴加KSCN溶液,无明显变化;再滴加

16、几滴氯水,溶液变红C.向溶液中依次滴加氯水、KSCN溶液,溶液变红D.向溶液中滴加少量NaOH溶液,产生红褐色沉淀答案 B解析 向溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红说明含Fe3+,A错误;向溶液中滴加KSCN溶液,无明显变化,说明不含Fe3+,再滴加几滴氯水,溶液变红,说明Fe2+被氯单质氧化为Fe3+,B正确;氯水能把Fe2+氧化为Fe3+,向溶液中依次滴加氯水、KSCN溶液,溶液变红,说明溶液中含有Fe2+或Fe3+或二者都有,C错误;Fe3+和OH-反应生成红褐色氢氧化铁沉淀,向溶液中滴加少量NaOH溶液,产生红褐色沉淀,证明含有Fe3+,D错误。方法规律 (1)Fe3+的检验方法很多,但

17、在没有特殊要求的条件下,最好选择KSCN溶液,因为此法最灵敏。(2)检验Fe2+的最好方法:加KSCN溶液(无明显现象),然后加氯水(溶液变红色)。试剂顺序不能颠倒,若先滴入氯水,再加入KSCN溶液,溶液显红色,排除不了原溶液中可能含Fe3+的干扰。也不能选用加KSCN溶液(无明显现象),然后加酸性高锰酸钾溶液(溶液变红色)的方案,因为KMnO4本身显紫红色,对实验现象有所干扰。(3)若溶液中同时含有Fe3+、Fe2+,因为Fe3+对Fe2+的检验造成干扰,通常取少量溶液置于试管中,向溶液中滴加适量酸性高锰酸钾溶液(或溴水),溶液紫红色(或橙黄色)褪去,说明含有Fe2+。另取少量溶液置于试管中

18、加入KSCN溶液,显红色,说明溶液中含Fe3+。变式训练2选择合适试剂完成甲、乙两组实验。甲组:检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+;乙组:检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+。下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是()选项甲组乙组A新制氯水、KSCN溶液NaOH溶液B酸性KMnO4溶液KSCN溶液CKOH溶液溴水D溴水酸性KMnO4溶液答案 B 解析 甲组,在Fe3+存在的条件下检验Fe2+,要排除Fe3+的干扰。所选试剂具备下列条件:一是能与Fe2+发生有明显现象的反应;二是与Fe3+不反应。只有酸性KMnO4溶液符合条件:5Fe2+Mn +8H+=5Fe3+Mn2+4H2O,实验现

19、象是紫色变浅(或褪去)。乙组,在Fe2+存在的条件下,用KSCN溶液检验Fe3+,Fe2+无干扰。学以致用随堂检测全达标 1.(2022广东梅州高一期末)电子工业中利用FeCl3溶液作为“腐蚀液”制作印刷电路板,检验浸泡过覆铜板的“腐蚀液”中是否有Fe3+剩余,可选用的试剂是()A.氯水B.酸性KMnO4溶液C.KSCN溶液D.H2O2溶液答案 C解析 检验“腐蚀液”中是否有Fe3+剩余,可滴加KSCN溶液,若溶液变为红色,说明有Fe3+剩余,若不变色,则Fe3+没有剩余。2.把一定量的铁粉、铜粉置于盛有FeCl3溶液的烧杯中,充分反应后加入KSCN溶液无明显现象,下列情况不能成立的是()A.烧杯中无铁粉剩余,有铜粉剩余B.烧杯中铁粉、铜粉均剩余C.烧杯中铁粉剩余,溶液中含Cu2+D.烧杯中铜粉剩余,溶液中含Fe2+答案 C解析 充分反应后加入硫氰酸钾溶液无明显现象,说明没有铁离子。铁首先与氯化铁反应生成氯化亚铁,FeCl3还有剩余时铜和氯化铁反应生成氯化亚铁和氯化铜。所以可能无铁粉剩余,但有铜粉剩余,故A正确;若氯化铁很少时,铁和铜都可以有剩余