2023学年高中苏教版化学必修第二册：专题9第2单元探究铁及其化合物的转化

欢快共享学问无限！欢快共享学问无限！其次单元探究铁及其化合物的转化能依据金属及其化合物的性质提出物质间的转化思路。能从多个方面对可能的转化路径进展优选。能运用变量掌握方法设计转化的试验方案，依据试验现象进展推理。

一、反响的合理选择转化路径的设计思路确定反响的类型和反响条件，依据所发生的化学反响和产物分别的要求合理选择反响的装置等。物质制备反响路线的选择以铁屑为原料制取氯化铁路径1.Fe→FeCl3，在点燃条件下氯气将铁转化为＋3价的铁化合物，从反响2FeCl3。路径2.Fe→FeCl2→FeCl2FeCl3。路径2.Fe→FeCl2→FeCl3，用盐酸溶解铁，生成的FeCl2在溶液中被Cl2氧化为FeC3F＋2HCl===FeC2＋2↑、2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。3.Fe→Fe2O3→FeCl3，在肯定条件下用空气将铁氧化为氧化铁，再将氧化铁溶解在盐酸中得到氯化铁，分别提纯后得到产物。微点拨：实际制备物质时，必需依据反响原料、反响条件、反响步骤、产物要求、反响装置、环境保护、生产本钱等因素进展综合推断，选择适宜、可控的反响路径。Fe3＋的检验方法观看法加盐法(SCN－)

Fe3＋棕黄色①现象：红褐色沉淀②离子反响方程式：F3＋＋3O－===Fe(OH3↓红褐色)KSCN溶液，溶液变为红色②离子反响方程式：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(红色)Fe2＋、Fe3＋的转化Fe2＋在溶液中简洁被一些氧化剂(如氯水中的Cl2、空气中的O2、H2O2等)氧化为F3＋。如F2＋与H22反响的离子方程式为：2F2＋＋2＋2＋===2F＋＋2H2O。氯化铁是一种很重要的铁盐，为黑棕色结晶，也有薄片状，熔点Fe3＋具有较强的氧化性可被Fe、Cu等复原为Fe2＋。如Fe3＋与Fe、Cu反响的离子方程式分别为：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、2Fe3＋Cu===2Fe2＋Cu2＋。氯化铁是一种很重要的铁盐，为黑棕色结晶，也有薄片状，熔点306℃、沸点315氯化铁的一个重要用途是五金蚀刻，蚀刻产品有：眼镜架、钟表、电子元件、标牌铭牌等。你能写出用氯化铁在铜板上刻字时反响的化学方程式吗？[提示] 2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2。二、反响条件影响的探究试验探究铁的氢氧化物的生成与转化A、BA3mL0.1mol/LFe2(SO4)3溶液，向B3mL0.05mol/LFeSO40.1mol/LNaOH溶液。①向A试管中滴入NaOHFe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(填反响的离子方程式)。②向B试管中滴入NaOH溶液，生成白色沉淀，缘由是：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(填反响的离子方程式)；沉淀快速变成灰绿色，最终变成红褐色沉淀，缘由是：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(填反响的化学方程式)。Fe(OH)2、Fe(OH)3的比较解性稳定性

Fe(OH)2白色固体，不溶于水

Fe(OH)3红褐色固体，不溶于水△2Fe(OH)3=====Fe2O3＋3H2O与盐酸反Fe(OH)2＋2H＋===Fe(OH)3＋3H＋===应Fe2＋＋2H2OFe3＋＋3H2O制备Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3转化现象：白色沉淀快速变为灰绿色，最终变为红褐色推断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2。 (×)检验绿矾晶体(FeSO4·7H2O)是否已氧化变质，可将绿矾晶体溶于稀H2SO4后滴加KSCN溶液，再观看溶液是否变红。向FeCl3溶液中滴加适量的KSCN溶液，会产生红色沉淀。(4)Fe2＋Cl2Fe3＋Fe2＋具有氧化性。

(√)(×)(×)随着人们生活节奏的加快，便利的小包装食品已被广泛承受。为了延长食品的保质期，防止食品氧化变质，在包装袋中可以放入的化学物质是( )C．食盐

D．生石灰[无水硫酸铜能吸取水分，不能防止食物被氧化；硫酸亚铁具有复原性，能防止食品氧化变质；食盐不能吸取水分；生石灰能防止食品受潮，但不能防止食品被氧化。]A、B、C、D四种物质(或离子)均含有同一种元素，其中A是常见单质，它们之间存在如下图的转化关系：B、C均属于盐类，B溶液呈黄色，遇氨水能形成红褐色沉淀；D是一种不溶性碱；B、C中的阴离子均是Cl－，则A只有与 得到B；实验室制备的D 物质不稳定，相应反应的化学方程式为 。[解析] 由B的性质知其是FeCl3，故A是铁，C是FeCl2，D是Fe(OH)2；铁只有与氯气反响才能得到FeCl3；Fe(OH)2在空气中易变质生成Fe(OH)3。Fe2＋、Fe3＋、Fe的相互转变——“铁三角”(素养养成——变化观念与平衡思想Fe2＋、Fe3＋、Fe的相互转变——“铁三角”(素养养成——变化观念与平衡思想)问题1] 能够共存的离子之间不能发生反响依据上述学问分析F3＋与I－S2－、HS－、SO2－、HSO－等复原性离子能否大量共存？3 3[提示] Fe3＋具有较强的氧化性，被I－、S2－、HS－、SO2－、HSO－等复原为3 3Fe2＋而不能大量共存。[问题2] 利用离子间的转化分析怎样除去FeCl3溶液中含有的FeCl2杂质？[提示] 向混合溶液中加足量氯水或H2O2或通入足量Cl2。[问题3] 依据Fe2＋的性质分析，试验室中应当怎样保存亚铁盐溶液？[提示] 向亚铁盐溶液中参加铁粉，防止Fe2＋被氧化。FeFe2＋Fe3＋△如：Fe＋S====FeS，Fe＋2F3＋===3F2＋，Fe＋Cu2＋===C＋F2＋；2Fe＋点燃 高温3C2FeC3；3F＋4H2O(g)====F3O4＋4。Fe2＋既具有氧化性又具有复原性Fe3＋具有较强氧化性，可被复原为Fe2＋Fe硫酸亚铁溶液含有硫酸铜和硫酸铁杂质，为除去杂质，提纯硫酸亚铁，应该参加以下物质中的( )

镁粉D．铝粉[铁粉可将硫酸铁转化为硫酸亚铁，将硫酸铜转化为硫酸亚铁和单质铜，然后过滤即可提纯硫酸亚铁，锌、镁、铝都有可能将亚铁离子置换成铁，并且会引入锌离子、镁离子或铝离子等的杂质。]电子工业中，常用FeCl3溶液腐蚀绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。某同学为了从腐蚀废液中回收铜，并重获得FeCl3溶液，设计如下流程图。请答复以下问题：FeCl3溶液腐蚀铜箔反响的离子方程式为 。固体A的成分是 ，气体C的化学式为 。设计试验方案检验FeCl3溶液中的金属阳离子 。反响消耗铁粉11.2g，则废液中Fe3＋的物质的量浓度是 。[解析] 由工艺流程可知，废液中应当含有FeCl3、FeCl2、CuCl2，在废液中参加过量的铁粉，FeCl3溶液与Fe反响生成FeCl2，Fe与CuCl2反响生成Cu，AFeCuAFeCl2A中参加盐酸，Fe与盐酸反响生成FeCl26.4g固体即为金属Cu，溶液BFeCl2，再通入气体C得到FeC3C可以是CFeC3和CuC2的反响，依据CuCl2

＋Fe===Cu＋FeCl2

，得n(Fe)＝n(Cu)＝6.4g ＝0.1mol，则与氯化铁反响消耗的铁的物质的量为：n(Fe)＝11.2g－0.1mol×56g/molmol，依据2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋得：n(Fe3＋)＝2n(Fe)＝2×0.1mol＝0.2mol，c(Fe30.2mol＋)＝

＝0.4mol/L。试验室制备Fe(OH)2装置的改进(素养养成——科学探究与创意识)[★答案★] (1)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ (2)Fe、Cu Cl2 (3)取少量溶液于试管中，滴加几滴试验室制备Fe(OH)2装置的改进(素养养成——科学探究与创意识)制备Fe(OH)2装置的改进[问题1] 改进后装置①制备Fe(OH)2时为什么能较长时间观看到白色沉淀？[提示] 配制溶液的蒸馏水煮沸，除去溶解的氧气；然后用苯液封，防止空气溶解；把装有NaOH溶液的胶头滴管插入液面下渐渐挤出溶液。这些操作均能防止Fe(OH)2与氧气接触，避开其被氧化，因此能较长时间观看到白色沉淀。[问题2] 改进后装置②能较长时间观看到白色沉淀的缘由是什么？[提示]Fe(OH)2与氧气接触，避开其被氧化，因此能较长时间观看到白色沉淀。[问题3] 利用改进后的装置③进展试验，组装好仪器，装好药品，止水夹a应怎样操作才能顺当实现试验目的？[提示] 首先翻开止水夹让生成的氢气经过试管AB，排尽装置中的空气；然后夹好止水夹，试管A中压强增大，将生成的FeSO4溶液压入试管B，在试管B中生成白色沉淀。由于空气已经排净，所以能较长时间观看到白色沉淀。防止Fe(OH)2氧化的方法将配制溶液的蒸馏水煮沸，去除溶液中的氧气。将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入试管的亚铁盐溶液底部，并渐渐挤NaOH溶液。在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。(4)在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。以下关于氢氧化亚铁及其制备方法的表达中不正确的选项是( )氢氧化亚铁易被氧气氧化B．氢氧化亚铁为灰绿色絮状沉淀C．可利用如下图的装置，制备氢氧化亚铁D．试验中所用氢氧化钠溶液应预先煮沸B[氢氧化亚铁(纯洁的)利用亚铁盐溶液与碱溶液反响制备氢氧化亚铁，例如用FeSO4溶液与NaOH溶液Fe(OH)2Fe(OH)2被空气中的氧气氧化，所用氢氧化钠溶液应预先煮沸将氧气排出；然后利用题给装置制备Fe(OH)2，且滴加NaOH溶液的胶头滴管应插入FeSO4溶液中；当制得的Fe(OH)2局部被氧化时呈灰绿色。故A、C、D项均正确。]如以下图所示装置可用来制备Fe(OH)2，并观看其在空气中被氧化时颜色的变化。试验时必需使用铁屑和6mol·L1的硫酸，其他试剂任选。填写以下空白：B中盛肯定量的NaOH溶液，A中应预先参加的试剂是 ，A中反响的离子方程式是 。试验开头时先将止水夹E (填“翻开”或“关闭”C中收集到体的主要成分是 。简述生成Fe(OH)2的操作过程： 。拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，写出有关反响的化学方程式： 。[解析]试验开头时先翻开止水夹E，让H2把A、B装置中的空气排出，让Fe(OH)2在H2Fe(OH)2H2布满B后关闭E，AFeSO4BNaOH反响。[★答案★](1)铁屑Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑(2)翻开H2(3)关闭止水FeSO4B瓶中进展反响(4)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3为严峻打击食品生产经营中违法添加非食用物质、滥用食品添加剂，卫生部、农业部等部门联合公布了包含硫酸亚铁在内的22种“易滥用食品添加剂”名单。某同学为探究富含硫酸亚铁且保存时间较长的食品状况，设计了如下试验方案：试剂1 制氯水深红色溶液[1]1的主要成分是什么？为什么淡红色溶液参加制氯水后溶液变为深红色？写出上述过程中涉及的离子方程式。(素养角度——宏观辨识与微观探析)[提示]Fe3＋KSCN溶液反响生成红色Fe(SCN)3，所以试剂1的主要成分是KSCN。淡红色溶液中还含有较多的Fe2＋，向其中参加制氯水时，Cl2将Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液中Fe3＋浓度增大，生成的Fe(SCN)3浓度也增大，溶液颜色加深。相关离子方程式为：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。[问题2]该同学在试验中参加了过量氯水，放置一段时间后，觉察深红色褪去，现对褪色缘由进展探究。假设1.溶液中的＋3价铁被氧化为更高价态的铁；提出假设设计方案

假设2. 。从有色物质中所含元素的化合价分析褪色的可能缘由，提出假设2；并设计一种试验方案，进展验证。(素养角度——科学探究与创意识)[提示]Fe(SCN)3渐渐消逝，而Fe(SCN)3的生成与Fe3＋、SCN－有关。依据假设1，溶液中的＋3价铁被Cl2氧化为更高价态的铁，分析SCN－中各元素的化合价可知，S为－2价，C为＋4价，N为－3价，所以SCN－也具有复原性，故也可能是SCN－被过量的氯水氧化导致深红色褪去。假设2为Fe3＋没有被氧化，而是SCN－被氧化。只要向褪色后的溶液中补充SCN－，假设消灭红色，说明假设2成立；假设不消灭红色，说明2不成立。1．以下关于Fe2＋和Fe3＋的表达中错误的选项是( A．Fe2＋的水溶液为浅绿色Fe3＋的水溶液为黄色Fe3＋具有氧化性，Fe2＋具有复原性Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，马上消灭红色沉淀D [Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液生成红色可溶性物质不是红色沉淀]2．除去FeCl2溶液中少量的FeCl3，最好的方法是( )参加氢氧化钠溶液C．参加铜粉

通入氯气D．参加铁粉D [要实现“Fe3＋→Fe2＋”的转化，需要参加复原剂，且不引入的杂质离2FeCl3＋Fe===3FeCl2。]用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，然后在所得溶液中参加铁粉。对参加铁粉充分反响后的溶液分析合理的是( )A．假设无固体剩余，则溶液中肯定有Fe3＋B．假设有固体存在，则溶液中肯定有Fe2＋C．假设溶液中有Cu2＋，则肯定没有固体析出DFe2＋Cu析出B [FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上铜的反响为2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，所得的溶液中存在FeCl2和CuCl2，还可能有过量的FeCl3溶液，参加铁粉充分反响后：A项中假设无固体剩余，说明原溶液中含有Fe3＋，反响后不肯定还含有；B项中不管固体是铁粉还是铜粉，溶液中肯定含有Fe2＋；C项中假设溶液中有Cu2＋，可以有局部铜固体析出；DFe2＋Cu析出。]选择适宜试剂完成甲、乙两组试验。甲组：