-新教材高中化学第三章铁金属材料第一节铁及其化合物第课时铁盐亚铁盐铁及其化合物的转化学生用书新人教版必修第一册

PAGE15PAGE第2课时铁盐、亚铁盐铁及其化合物的转化核心微网络素养新要求1.掌握Fe2＋、Fe3＋相互转化途径。2．通过实验探究学会Fe2＋、Fe3＋的检验方法。3．能从铁元素价态的视角对铁及其化合物进行分类、掌握铁及其化合物的转化关系。学业基础——自学·思记·尝试一、铁盐和亚铁盐1．Fe2＋、Fe3＋检验的实验探究离子Fe3＋Fe2＋实验操作实验现象溶液变成________开始无明显现象，滴加新制氯水后溶液变成______色离子方程式Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3___________________________________________________________________________________________________________________________________________，Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3结论Fe3＋遇SCN－显________，可利用此现象检验Fe3＋的存在Fe2＋和SCN－混合无明显现象，加入新制氯水后，Fe2＋被氧化成Fe3＋；可用__________________________的方法检验Fe2＋的存在2.Fe3＋和Fe2＋相互转化的实验探究实验操作实验现象加少量铁粉振荡后，棕黄色溶液变成________，再加KSCN溶液，溶液颜色无变化向上层清液中滴加新制氯水，溶液变成________离子方程式______________________________________________________________________________Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3实验结论Fe3＋遇到较强的还原剂时，会被还原成Fe2＋Fe2＋在较强的氧化剂作用下会被氧化成Fe3＋Fe3＋有较强的氧化性，当它遇到某些较强的还原剂时，会被还原成Fe2＋；Fe2＋既有氧化性又有还原性，当它遇到某些较强的氧化剂时，会被氧化成Fe3＋。Fe3＋与Fe2＋在一定条件下是可以相互转化的。3．利用覆铜板制作图案实验原理利用FeCl3溶液作为“腐蚀液”，将覆铜板上不需要的铜腐蚀实验操作取一小块覆铜板，用油性笔在覆铜板上画上设计好的图案，然后浸入盛有FeCl3溶液的小烧杯中。过一段时间后，取出覆铜板并用水清洗干净。观察实验现象，并展示制作的图案实验现象__________________处不被腐蚀，洗净后板上留下设计的图案反应方程式化学方程式：________________________________________________________________离子方程式：________________________________________________________________实验结论铜可被FeCl3溶液腐蚀，利用了FeCl3的________性二、铁及其化合物的转化关系1．铁及其化合物的“价－类”二维图(1)横向变化体现了同价态不同类别(氧化物、碱、盐)之间的转化。(2)纵向变化体现不同价态同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。(3)斜向变化体现不同价态、不同类别之间物质的转化，主要体现物质的氧化性和还原性。思考写出不同类别含铁物质之间转化的离子(化学)方程式。(1)Fe2O3→Fe3＋→Fe(OH)3→Fe3＋离子方程式：________________________________________________________________________；________________________________________________________________________；________________________________________________________________________。(2)Fe→Fe2＋→Fe3＋→Fe2＋离子方程式：________________________________________________________________________；________________________________________________________________________；________________________________________________________________________。(3)Fe(OH)2→Fe(OH)3化学方程式：________________________________________________________________________。2．铁的转化在除杂方面的应用主要物质少量杂质除杂方法Fe2＋Fe3＋加过量铁屑后过滤FeCl3FeCl2加氯水或H2O2Fe2＋Cu2＋加过量铁屑后过滤[即学即练]1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”(1)Fe2＋可以被Cl2氧化为Fe3＋，说明Fe2＋具有氧化性。()(2)向溶液中加KSCN溶液，溶液变红色，说明溶液中不含Fe2＋。()(3)向某溶液中滴加氯水后滴加KSCN溶液，溶液变红色，则原溶液中有Fe3＋。()(4)向溶液中加入KSCN溶液，溶液变红色，说明溶液中含有Fe3＋，不含Fe2＋。()(5)向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，出现红色沉淀。()2．下列关于Fe2＋和Fe3＋的叙述中，错误的是()A．Fe2＋的水溶液为浅绿色B．Fe3＋的水溶液为黄色C．Fe3＋具有氧化性，Fe2＋具有还原性D．Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，立即出现红色沉淀3．[2022·湖南常宁高一检测]除去FeCl2溶液中少量FeCl3，最好的办法是()A．加入氢氧化钠溶液B．通入氯气C．加入铜粉D．加入铁粉4．硫酸亚铁易被氧化而变质。为检验某补血剂中硫酸亚铁是否变质，可向该补血剂配成的溶液中加入()A．硝酸和硝酸银溶液B．盐酸酸化的BaCl2溶液C．KSCN溶液D．硝酸酸化的Ba(NO3)25．[2022·山东肥城高一检测]部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是()A.e溶液中K＋、Cl－、SCN－、Br－可以大量共存B．b既可被氧化，也可被还原C．可将e加入浓碱液中制得dD．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系6．[2022·山东莱西高一检测]下图是某儿童微量元素体检报告单的部分数据：北京市医疗机构临床检验结果报告单分析项目检测结果单位参考范围1.锌(Zn)115.92μmol·L－166～1202.铁(Fe)6.95mmol·L－17.52～11.823.钙(Ca)1.68mmol·L－11.55～2.10…根据上表的数据，回答下列问题：(1)该儿童________元素含量偏低。(2)服用维生素C可使食物中的Fe3＋转化为Fe2＋。在这个过程中体现维生素C的______(填“氧化性”或“还原性”)。(3)缺铁性贫血患者应补充Fe2＋。一些补铁剂以硫酸亚铁为主要成分，将硫酸亚铁制成药片时外表包有一层特殊的糖衣，推测糖衣的作用是____________________________。7．X、Y、Z是中学化学中常见的单质或化合物，且X、Y、Z均含有同一种元素，它们能实现如图所示的转化关系(其他物质省略)，X是一种生活中使用量最大的金属单质。(1)向Z溶液中滴加几滴KSCN溶液后的现象是________________________。(2)写出Z与Cu反应的离子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。核心素养——合作·探究·分享目标1Fe2＋、Fe3＋的检验方法例1选择合适的试剂完成甲、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溶液氢氧化钠溶液B酸性KMnO4溶液KSCN溶液CKOH溶液氯水D氯水酸性KMnO4溶液状元随笔若溶液中同时含有Fe3＋、Fe2＋，为避免Fe3＋对Fe2＋的检验造成干扰，通常取少量溶液于试管中，向溶液中滴加适量酸性高锰酸钾溶液，若溶液紫红色褪去，说明原溶液中含有Fe2＋；另取少量溶液于试管中，加入KSCN溶液，若溶液显红色，说明原溶液中含有Fe3＋。[提升1]某溶液中可能存在Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋，加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，下列结论正确的是()A．一定有Fe2＋，一定没有Fe3＋、Mg2＋B．一定有Fe3＋，可能有Fe2＋，一定没有Mg2＋C．一定有Fe3＋，一定没有Fe2＋、Mg2＋D．一定有Fe2＋，可能有Mg2＋，一定没有Fe3＋状元随笔“铁”的五颜六色纯净的铁制品是银白色，含有铁离子的血红蛋白是鲜红色，纯净的氧化铁是红色，铁锈是红棕色，三氯化铁固体是棕黄色，三氯化铁溶液是黄色，硫酸亚铁晶体是绿色，硫酸亚铁溶液是浅绿色，氢氧化铁是红褐色，氢氧化亚铁是白色，四氧化三铁和氧化亚铁都是黑色。关键能力Fe2＋、Fe3＋的检验方法1．直接观察颜色2．利用氢氧化物沉淀的颜色3．利用显色反应4．利用Fe2＋的还原性5．利用Fe3＋的氧化性未知溶液KI­淀粉溶液溶液变蓝色，说明溶液中存在Fe除杂问题(括号内为杂质)：(1)FeCl3溶液(FeCl2)：加足量氯水或H2O2或通入足量Cl2。(2)FeCl2溶液(FeCl3)：加足量铁粉，充分反应后过滤。(3)FeSO4溶液(CuSO4)：加足量铁粉，充分反应后过滤。目标2铁及其化合物之间的转化例2已知下述三个实验均能发生化学反应：①②③将铁钉放入硫酸铜溶液中向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水将铜丝放入氯化铁溶液中下列判断正确的是()A．实验①中铁钉只作还原剂B．实验②中Fe2＋既显氧化性又显还原性C．实验③中发生的是置换反应D．上述实验证明氧化性：Fe3＋＞Fe2＋＞Cu2＋[提升2]已知A是一种常见金属，F是一种红褐色沉淀。试根据图中转化关系，回答下列问题。(1)写出A、C、F、G的化学式：A.__________；C.________；F.__________；G.________。(2)检验D中阳离子的方法为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)保存C溶液时要加固体A的原因是________________________________________________________________________。(4)写出下列转化的离子方程式：①D→C：__________________________；②C→D：__________________________。(5)写出E→F的化学方程式：________________________________________________________________________。状元随笔推断题的解题思路：根据物质的物理性质(特别是色、态)和化学性质(相互转化关系、反应条件等)，找出具有特征条件的物质，再由相互转化关系逐步推断。关键能力铁及其化合物之间的转化1．Fe只有还原性，可以被氧化成＋2价或＋3价的铁：如Fe＋2H＋=H2↑＋Fe2＋2Fe＋3Cl22FeCl33Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H22．Fe2＋既有氧化性又有还原性：3．Fe3＋具有较强的氧化性，可被还原为＋2价或0价的铁：如2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋3CO＋Fe2O3≜2Fe＋3CO2与Fe3＋、Fe2＋有关的离子共存问题：①Fe3＋与I－、S2－、HS－、SO32−、②Fe2＋与MnO4−(H＋)、NO3−(H学考评价——夯实·测控·演练1.现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色，其原因可能是()A．苹果汁中含有Na＋B．苹果汁中含有Cu2＋C．苹果汁中含有OH－D．苹果汁中含有Fe2＋2．下列有关铁及其化合物的说法正确的是()A．Fe2O3用作红色颜料B．仅用KSCN溶液即可检验Fe2＋C．Fe(OH)2能在空气中稳定存在D．去除FeCl2溶液中FeCl3杂质，可以向溶液中加入过量铜粉，然后过滤3．下列关于铁及其化合物的说法错误的是()A．实验室保存FeCl2溶液时常加入铁粉B．可用KSCN溶液检验FeCl2溶液是否变质C．若FeCl2溶液中混有FeCl3可通过滴加氯水除去D．向FeCl2溶液中加入NaOH溶液，最终可观察到红褐色沉淀4．以下转化过程不可以通过化学反应一步实现的是()A．Fe→FeCl3B．Fe→FeCl2C．Fe2O3→Fe(OH)3D．Fe(OH)2→Fe(OH)35.[2022·泰安高一检测]以化合价为纵坐标，物质类别为横坐标的图像称为“价－类”二维图，在地壳中的含量仅次于铝，居第四位的元素“价－类”二维图如图所示，下列说法错误的是()A．a与水常温下几乎不发生反应，但在高温可发生置换反应B．b和c可分别与水发生反应生成e和dC．e在潮湿的空气中容易转变为dD．h的某种盐是具备净水和消毒双重功能的水处理剂6．向某溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化。当再滴入几滴新制氯水后，混合溶液变成红色，则下列结论错误的是()A．该溶液中一定含有SCN－B．氧化性：Fe3＋>Cl2C．Fe2＋与SCN－不能形成红色物质D．Fe2＋被氧化为Fe3＋7．铁是人类较早使用的金属之一、运用铁及其化合物的知识，完成下列问题。(1)Fe跟Cl2在一定条件下反应，将该产物溶于水配成溶液，分装在两支试管中。请回答：a．若向其中一支试管中滴加KSCN溶液，则溶液变成________色。b．向另一支试管中滴加NaOH溶液，现象为________________________________________________________________________，反应的离子方程式是________________________________________________________________________。(2)若Fe2＋溶液中存在Fe3＋，除杂的方法是__________________________________；该反应的离子方程式为________________________。(3)某同学利用以下试剂研究FeCl3性质，进行了如下预测：①Cl2②Fe③NaOH④H2SO4⑤AgNO3从物质类别上看，FeCl3属于__________，可能与________发生反应(填序号)；从化合价角度看，Fe3＋具有__________性，可能与________发生反应(填序号)，反应的离子方程式为____________________。第2课时铁盐、亚铁盐铁及其化合物的转化学业基础一、1．红色红2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－红色先加KSCN溶液再加新制氯水2．浅绿色红色2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－3．用油性笔画出的图案2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl22Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋氧化二、思考提示：(1)Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2OFe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓Fe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O(2)Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－(或2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O)Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋(或2Fe3＋＋Cu=Cu2＋＋2Fe2＋)等(3)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3即学即练1．答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×2．解析：Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，生成红色物质，不是红色沉淀。答案：D3．解析：要实现Fe3＋→Fe2＋的转化，需要加入还原剂，且不引入新的杂质离子，最好的办法是加入足量铁粉充分反应后过滤，发生的化学反应为2FeCl3＋Fe=3FeCl2。答案：D4．答案：C5．解析：由图示知，e溶液中含有Fe3＋，由反应Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3，知Fe3＋与SCN－不能大量共存，A符合题意；b中铁元素价态为＋2价，可以被氧化到＋3价，也可以被还原到0价，B说法合理，不符合题意；碱溶液中含有大量OH－，与Fe3＋反应生成大量的Fe(OH)3沉淀，C说法合理，不符合题意；Fe2＋可以与碱反应生成Fe(OH)2，Fe(OH)2会被空气中氧气氧化为Fe(OH)3，Fe(OH)3与酸反应可生成铁盐，Fe3＋与Fe单质反应可生成Fe2＋，D说法合理，不符合题意。答案：A6．解析：(1)从检测结果与参考范围看，该儿童铁元素的含量比参考范围略低。(2)Fe3＋转化为Fe2＋，铁元素的化合价降低，发生还原反应，故维生素C体现还原性。(3)糖衣可以防止硫酸亚铁与空气接触，起到防止Fe2＋被氧化的作用。答案：(1)铁(2)还原性(3)防止Fe2＋被氧化7．解析：由X是一种生活中使用量最大的金属单质可知，X为铁，由关系图可知，Y中含Fe2＋，Z中含Fe3＋。(1)含Fe3＋的溶液中加入KSCN溶液，溶液变红色。(2)Fe3＋和Cu反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋。答案：(1)溶液变红色(2)2Fe3＋＋C