新教材高中化学第3章物质的性质与转化第1节第1课时亚铁盐和铁盐课件鲁科版必修第一册

第1课时亚铁盐和铁盐第3章2021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。课前篇素养初探知识铺垫1.铁元素的常见化合价有0价、+2价和+3价,分别举一例写出对应物质的化学式:Fe、FeCl2、FeCl3。2.一般来说,元素处于高价态时具有氧化性,元素处于最低价态时只具有复原性,元素处于中间价态时既有氧化性又有复原性,请判断以下反响的反响物中铁元素表现的是氧化性还是复原性。(1)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2氧化性。(2)Fe+2H+==Fe2++H2↑复原性。(3)2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl-复原性。必备知识一、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。①研究物质性质的两个根本角度。②亚铁盐和铁盐性质的预测——化合价角度。

(2)探究——以FeSO4、FeCl3为例。①知识支持:Fe3+和KSCN溶液发生反响,生成红色溶液。②可供选择的试剂:FeSO4溶液、FeCl3溶液、酸性KMnO4溶液、氯水、KI溶液、0.1mol·L-1KSCN(硫氰酸钾)溶液、淀粉溶液、NaOH溶液、铁粉、锌片、铜片。③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,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④结论:a.亚铁盐具有复原性,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,能被常见的复原剂复原,如与Zn反响的离子方程式为Fe2++Zn==Fe+Zn2+。b.铁盐具有氧化性,能被常见的复原剂复原,如与Cu反响的离子方程式为2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+;与Fe反响的离子方程式为2Fe3++Fe==3Fe2+;与KI溶液反响的离子方程式为2Fe3++2I-==2Fe2++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+具有较强复原性,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或滴加氯水或参加“绿色〞氧化剂H2O2溶液:2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl-、2Fe2++H2O2+2H+==2H2O+2Fe3+。正误判断判断以下说法是否正确,正确的画“√〞,错误的画“×〞。1.Fe分别与氯气和盐酸反响所得氯化物相同。()2.FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3都可以通过化合反响制取。()3.Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3,在少量Cl2中燃烧生成FeCl2。()4.Fe与Cl2反响生成FeCl3,推测Fe与I2反响生成FeI3。()5.铁外表自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化。()√××××课堂篇素养提升探究1Fe2+、Fe3+的性质问题探究在FeCl3和CuCl2的混合溶液中,参加过量的铁粉,充分反响后,溶液中的金属离子有哪些提示氧化性Fe3+>Cu2+,参加过量铁粉,发生反响:2Fe3++Fe==3Fe2+,Fe+Cu2+==Cu+Fe2+,那么充分反响后溶液中的金属离子是Fe2+。深化拓展1.铁盐、亚铁盐的性质(1)Fe2+既具有复原性又具有氧化性,可以被氧化为Fe3+,也可以被复原为Fe。①当Fe2+遇到强氧化剂时,被氧化为Fe3+,如2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl-。②当Fe2+遇到C、Al、Zn、CO等复原剂时,可以被复原为Fe,如Fe2++Zn==Zn2++Fe,FeO+COFe+CO2。(2)Fe3+具有较强的氧化性,可被复原为Fe2+或Fe。①Fe3+被C、CO、Al等复原为Fe,如Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3。②Fe3+被Fe、Cu等复原为Fe2+,如2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+。2.含铁物质的别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+Cu2+加过量铁粉后过滤典例剖析例1某同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。请答复以下问题:(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1mol·L-1的溶液。在FeCl2溶液中需参加少量铁屑,其目的是。

(2)甲同学取2mLFeCl2溶液,参加几滴氯水,再参加1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化生成Fe3+。FeCl2溶液与氯水反响的离子方程式为。

(3)乙同学认为甲同学的实验不够严谨,该同学在2mLFeCl2溶液中先参加0.5mL煤油,再于液面下依次参加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10mL0.1mol·L-1KI溶液,参加6mL0.1mol·L-1FeCl3溶液混合。取2mL混合溶液置于试管中,参加1mLCCl4(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。写出发生反响的离子方程式:。

(5)丁同学向盛有H2O2溶液的试管中参加几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反响的离子方程式为。

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)铁和氯化铁反响生成氯化亚铁,在FeCl2溶液中需参加少量铁屑,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,反响的离子方程式为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,发生反响的离子方程式为2Fe3++2I-==2Fe2++I2。(5)向盛有H2O2溶液的试管中参加几滴酸化的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,反响的离子方程式为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+发生反响,因而当溶液中有Fe粉剩余时,溶液中不可能大量存在Fe3+、Cu2+。由于氧化性Fe3+>Cu2+,所以向Fe3+、Cu2+的混合溶液中参加铁粉,铁先与Fe3+反响;由于复原性Fe>Cu,所以向Fe3+的溶液中参加Fe、Cu混合物,Fe先反响。(2)Cu能与Fe3+发生反响,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以下物质反响后一定有+3价铁生成的是()①过量的Fe与Cl2反响②Fe与过量稀硫酸反响后,再向其中加H2O2溶液③Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中。A.只有① B.只有①②C.只有①②③ D.全部答案C解析①中的Cl2氧化性强,它能将铁氧化为+3价,由于不是在溶液中反响,因此过量的铁不会将氯化铁复原。②中Fe与稀硫酸反响只能生成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+。③从外表上看不会发生反响,但实际上发生了Fe2+被硝酸氧化的反响。④中发生Fe与盐酸反响生成FeCl2、Fe2O3与盐酸反响生成FeCl3的反响,但题中未给出反响物间相对量的关系,假设铁是足量的,那么能将生成的FeCl3全部复原为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,取滤液分别参加到两支试管中,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。请分析并答复以下问题。(1)假设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溶液后的溶液中再参加氯水,会将Fe2+氧化为Fe3+,溶液变红。(2)假设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溶液变红说明有Fe3+,从而确定药品完全被氧化而变质。(3)①假设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②在①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①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+,从而确定药品局部被氧化;②在①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+。深化拓展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NaOH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)3↓Fe2++2OH-==Fe(OH)2↓4Fe(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典例剖析例2以下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,说明该溶液中不含Fe2+B.向某溶液中通入Cl2,然后再参加KSCN溶液变红色,说明原溶液中含有Fe2+C.向某溶液中参加NaOH溶液,得红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3+D.向某溶液中参加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+答案C解析KSCN与Fe3+反响的离子方程式为Fe3++3SCN-==Fe(SCN)3,而Fe2+与KSCN不反响,如果该溶液既含Fe3+,又含Fe2+,滴加KSCN溶液,溶液呈红色,证明存在Fe3+而不能证明没有Fe2+,故A项错误;假设原溶液中含Fe2+,通入Cl2将Fe2+氧化成Fe3+,滴加KSCN溶液后显红色,假设原溶液中不含Fe2+,含有Fe3+,通入Cl2,参加KSCN溶液同样可以变红色,故B项错误;参加NaOH溶液,得红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3+,故C项正确;氢氧化镁为白色沉淀,能被红褐色沉淀掩盖,无法确定是否含有镁离子,故D项错误。方法规律(1)Fe3+的检验方法很多,但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,假设先滴入氯水,再参加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)假设溶液中同时含有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参加KSCN溶液,显红色,说明溶液中含Fe3+。变式训练2选择适宜试剂完成甲、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+。以下试剂及参加试剂顺序能到达实验目的的是()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。所选试剂具备以下条件:一是能与Fe2+发生有明显现象的反响;二是与Fe3+不反响。只有酸性KMnO4溶液符合条件:5Fe2++Mn+8H+==5Fe3++Mn2++4H2O,实验现象是紫色变浅(或褪去)。乙组,在Fe2+存在的条件下,用KSCN溶液检验Fe3+,Fe2+无干扰。素养脉络随堂检测1.(2021河北唐山各区县联考)?新修本草?是我国古代中药学著作之一,记载药物844种,其中有关“青矾〞的描述为:“绛矾,本来绿色,新出窟未见风者,正如琉璃……烧之赤色……〞据此推测,“青矾〞的主要成分为()A.CuSO4·5H2O B.FeSO4·7H2OC.KAl(SO4)2·12H2O D.Fe2(SO4)3·9H2O答案B解析由题给信息可知,该物质原为绿色,加热后变为红色,符合此条件的是FeSO4·7H2O,所以B项正确。2.把一定量的铁粉、铜粉置于盛有FeCl3溶液的烧杯中,充分反响后参加KSCN溶液无明显现象,以下情况不能成立的是()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解析充分反响后参加硫氰酸钾溶液无明显现象,说明没有铁离子。铁首先与