高一化学（人教版）教学课件 必修一 第三章 第一节 第3课时 铁及其化合物的转化关系

第3课时铁及其化合物的转化关系新知探究(一)——利用“价—类”二维

图认识铁及其化合物

的转化关系新知探究(二)——通过实验融通铁及其

化合物的相关性质课时跟踪检测目录新知探究(一)——利用“价—类”二维图

认识铁及其化合物的

转化关系

导学设计化学小组绘制了铁及其化合物的“价—类”二维图，并表示各物质之间的转化关系，示例如下：1.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：________________________________。Fe2O3+6H+==2Fe3++3H2OFe3++3OH-==Fe(OH)3↓Fe(OH)3+3H+==Fe3++3H2OFe+2H+==Fe2++H2↑2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl-(或2Fe2++H2O2+2H+==2Fe3++2H2O)Fe+2Fe3+==3Fe2+(或2Fe3++Cu==Cu2++2Fe2+等)4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)32.铁及其化合物之间存在两种转化关系。(1)含有相同价态铁元素的物质之间的转化，可以借助___________反应等实现。

(2)含有不同价态铁元素的物质之间的转化，可以借助______________反应实现。

复分解氧化还原系统融通知能铁及其化合物的“价—类”二维图分析(1)横向变化体现同价态不同类别(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。题点多维训练√1.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与水在常温下几乎不发生反应，但在高温下可发生置换反应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

√解析：酸性环境下，Fe(OH)3能够与H+反应生成Fe3+和水，故A正确；铁与Fe3+化合得到Fe2+，铁与H+发生置换反应得到Fe2+，所以通过化合反应和置换反应均可使Fe变成a，故B正确；氯水中含有氯气，能够将Fe2+氧化生成Fe3+，故C正确；高铁酸根离子中铁元素为+6价，与c位置不符，故D错误。3.印刷电路板(PCB)是用腐蚀液(FeCl3溶液)将覆铜板上的部分铜腐蚀而制得。一种制作PCB并将腐蚀后废液(金属离子主要含Fe3+、Cu2+、Fe2+)回收再生的流程如下。(1)腐蚀池中发生反应的离子方程式是________________________________。

解析：腐蚀池中铜和FeCl3反应生成FeCl2、CuCl2，发生反应的离子方程式是Cu+2Fe3+==Cu2++2Fe2+。Cu+2Fe3+==Cu2++2Fe2+(2)上述各池中，没有发生化学变化的是______池。(3)置换池中发生反应的离子方程式有___________________________、______________________。

解析：题述各池中，沉降池中没有生成新物质，没有发生化学变化。解析：置换池中加入过量Fe粉，Fe和FeCl3反应生成FeCl2，Fe和CuCl2反应生成FeCl2和Cu，发生反应的离子方程式有Fe+2Fe3+==3Fe2+、Fe+Cu2+==Fe2++Cu。沉降Fe+2Fe3+==3Fe2+Fe+Cu2+==Fe2++Cu解析：向再生池中通入Cl2，Cl2把FeCl2氧化为FeCl3，离子方程式是2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl-；工业上通常用双氧水代替Cl2，氯气有毒，双氧水无毒，优点是避免有毒气体污染环境。(4)向再生池中通入Cl2可以使废液再生，离子方程式是___________________________；

工业上通常用双氧水代替Cl2，这样做的优点是_______________________。

2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl-避免有毒气体污染环境

a、b(2)如下化学方程式中：Fe2O3+3NaClO+4KOH2K2FeO4(高铁酸钾)+3NaCl+2H2O①Fe2O3是__________，具有________性。

②用单线桥表示该反应的电子转移情况。③每转移12mol电子可生成________molK2FeO4。

还原剂还原2K2FeO4(高铁酸钾)+3NaCl+2H2O4新知探究(二)——通过实验融通铁及其

化合物的相关性质1.铁单质的还原性实验现象化学方程式在一支试管中加入2mLCuSO4溶液，再将一段铁丝放入CuSO4溶液中。过一会儿，取出铁丝铁丝表面______________________________________有红色固体析出CuSO4+Fe==FeSO4+Cu2.铁盐的氧化性实验现象化学方程式或离子方程式取3mLFeCl3稀溶液加入试管中，加入几小块铜片，振荡铜片被腐蚀，溶液由_____色变为__________________________________在一支盛有3mL水的试管中滴加几滴FeCl3稀溶液，再滴加3滴KI溶液溶液由_____色变成______，然后向溶液中滴加2滴淀粉溶液，溶液____________________________棕黄蓝绿色淡黄棕色变蓝Cu+2FeCl3==2FeCl2+CuCl22Fe3++2I-==2Fe2++I23.亚铁盐的氧化性和还原性实验现象化学方程式取3mLFeCl2溶液加入试管中，加入几小块锌片，振荡溶液变为______________________________在一支试管中加入少量酸性KMnO4溶液，然后向试管中加入少量FeSO4溶液，观察溶液的颜色变化。当溶液紫红色褪去时，再滴加2滴KSCN溶液溶液变____________________________________________________________________________________________________________无色红色FeCl2+Zn==ZnCl2+Fe10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4==5Fe2(SO4)3+2MnSO4+8H2O+K2SO4、

Fe2(SO4)3+6KSCN==2Fe(SCN)3+3K2SO4题点多维训练(2025·福建龙岩期末)某学习小组欲探究氯气与铁的反应及产物中铁元素的价态，设计并实施了以下实验：已知：FeCl3的熔点为306℃，沸点为315℃，易溶于水并且有强烈的吸水性，能吸收空气里的水分而潮解。Ⅰ.氯气与铁的反应按如图连接装置并进行制备实验。(1)按上图连接好装置，在进行____________________操作后，在各仪器中装入对应的试剂；开始反应时，应先点燃_____装置的酒精灯(填“A”或“D”)。

解析：本实验的目的探究氯气与铁的反应及产物；首先利用浓盐酸和二氧化锰共热制取氯气，生成的氯气中混有HCl气体，可用饱和食盐水除去，之后用浓硫酸干燥，通入硬质玻璃管中与铁粉反应，产物在收集器中冷凝，三氯化铁易溶于水并且有强烈的吸水性，能吸收空气中的水分而潮解，所以收集之后需要连接干燥管防止空气中的水蒸气进入。一套装置组装完后首先应该进行装置气密性检查；装置中含有空气，首先应该用氯气排出装置中的空气，则应先点燃A装置的酒精灯。装置气密性检查A(2)写出A中反应的离子方程式：_______________________________________。(3)装置B的作用是__________________________。F应连接的装置是___(选择其中一个装置，填相应的字母)。

解析：装置A中浓盐酸和二氧化锰加热反应制备氯气，离子方程式为MnO2+4H++2Cl-

Mn2++Cl2↑+2H2O。解析：由分析可知，装置B的作用是除去氯气中的HCl气体；在反应结束后要防止氯气进入空气中，同时产品应具有吸水性，防止空气中的水蒸气进入装置E中，则F应连接的装置是c。MnO2+4H++2Cl-

Mn2++Cl2↑+2H2O除去氯气中的HCl气体cⅡ.产物中铁元素价态探究反应结束后，将硬质玻璃管及收集器中的物质一并快速转移至锥形瓶中，加入过量的稀盐酸和少许植物油(反应过程中不振荡)，充分反应后，该小组设计了以下实验探究产物中铁元素的价态。(4)步骤ⅱ添加的试剂X为______________________________。

解析：试剂X可以检验三价铁，则试剂X为KSCN溶液或硫氰化钾溶液。KSCN溶液或硫氰化钾溶液(5)步骤ⅲ中所发生反应的离子方程式为______________________________。

解析：步骤ⅲ二价铁被氧化为三价铁，离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+==2Fe3++2H2O。2Fe2++H2O2+2H+==2Fe3++2H2O课时跟踪检测123456789√一、选择题

1.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+解析：溶液中的Fe2+与加入的新制氯水发生反应：2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl-，故氧化性：Fe3+<Cl2；能使含Fe3+的溶液变为红色，说明原溶液中一定含有SCN-；因原溶液中加入含Fe2+的溶液后，无明显变化，说明Fe2+与SCN-不能形成红色物质。1110√1245678932.(2025·合肥期末)铁元素是人体重要的微量元素，参与人体血红蛋白的形成，Fe2+易被人体吸收，下列有关铁及其化合物的说法中正确的是

(

)A.缺铁性贫血症可以服用维生素C将难吸收的Fe3+还原为Fe2+，促进铁元素的吸收B.高温下红热的铁与水蒸气反应，可得到红色的氧化铁C.将过氧化钠投入氯化亚铁溶液中，最终生成白色沉淀D.FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成Fe2O31110124567893解析：维生素C具有还原性，将难吸收的Fe3+还原为Fe2+，促进铁元素的吸收，可以治疗缺铁性贫血症，故A正确；高温下红热的铁与水蒸气反应，可得到黑色的四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，故B错误；Na2O2与水反应生成氢氧化钠和O2，且Na2O2具有强氧化性，所以将过氧化钠投入氯化亚铁溶液中，最终生成红褐色沉淀Fe(OH)3，故C错误；FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成Fe3O4，故D错误。1110√1245678933.下列反应不涉及铁元素价态变化的是

(

)A.用铁粉除去FeCl2溶液中的少许FeCl3杂质B.铁在氧气中燃烧C.氢氧化亚铁是白色固体，在空气中会迅速变成灰绿色，最终变成红褐色D.氢氧化铁受热分解解析：铁粉可将Fe3+还原为Fe2+，Fe元素的价态发生了变化，A不符合题意；Fe在氧气中燃烧，生成Fe3O4，Fe元素的价态发生了变化，B不符合题意；

Fe(OH)2具有还原性，在空气中发生反应4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3，Fe元素的价态发生了变化，C不符合题意；Fe(OH)3受热分解：2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O，Fe元素的价态没有发生变化，D符合题意。11104.(2025·黄冈高一期末)利用如图所示的“价—类”二维图，可以从不同角度认识含铁元素物质的性质及转化关系。图中各字母表示含铁元素的物质，下列说法正确的是

(

)A.a与水蒸气在高温下反应生成cB.a在氯气中燃烧生成gC.a与盐酸反应生成gD.实验室制备d的操作如图，可以较长时间看到白色沉淀√1245678931110124567893解析：铁在高温下与水蒸气反应可生成Fe3O4和氢气，不能生成Fe2O3，故A错误；铁在氯气中燃烧生成FeCl3，故B正确；铁与盐酸反应生成FeCl2和氢气，故C错误；用如图操作制备Fe(OH)2，在常温下Fe(OH)2能与氧气、水发生反应生成Fe(OH)3，不能较长时间看到白色沉淀，故D错误。1110√1245678935.(2025·鄂尔多斯高一期末)某兴趣小组探究用氢气和碳酸亚铁制取铁粉并检验反应产物，实验装置如图。下列说法不正确的是

(

)A.通过调节分液漏斗的活塞以控制产生H2的快慢B.装置①的作用是干燥氢气C.装置②、③中的试剂可分别是无水硫酸铜、无水氯化钙D.无需加装置③1110124567893解析：X装置为Zn和稀硫酸发生置换反应制备H2的装置，分液漏斗可调节稀硫酸的滴入速率从而控制H2产生的快慢，故A正确；装置①盛有浓硫酸干燥H2，防止水对后面产物的检验产生干扰，故B正确；②为检验产物H2O的装置，可盛装白色的无水硫酸铜固体，装置③的主要目的是吸收H2O并防止④中的H2O进入装置②中造成干扰，不能去掉，试剂可以是无水CaCl2或无水硫酸铜，但碱石灰会吸收CO2，不能选碱石灰，故C正确，D错误。1110√1245678936.在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中，Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量之比为3∶2∶1，现加入适量铁粉，使溶液中三种离子的物质的量之比变为1∶2∶4，则参加反应的铁粉与原溶液中Fe3+的物质的量之比为

(

)A.2∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶4解析：根据三种离子物质的量的变化可知，Cu2+没有参加反应，则反应的离子方程式为2Fe3++Fe==3Fe2+，设溶液中Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量分别为3

mol、

2

mol、1

mol，根据离子方程式可知Fe3+的物质的量减少2

mol，则需消耗1

mol铁粉，故参加反应的铁粉与原溶液中Fe3+的物质的量之比为1∶3，C正确。1110√1245678937.(2025·石家庄期末)向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中，加入100mL1mol·L-1盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出224mL(标准状况)的气体，所得溶液中加入KSCN溶液未出现红色，那么，若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，所得铁的质量为

(

)A.11.2g B.5.6g C.2.8g D.无法计算1110124567893

1110√1245678938.(2025·山东聊城高一期末)利用废旧镀锌铁皮制备Fe3O4胶体粒子的流程图如图，已知：Zn溶于强碱时生成可溶于水的[Zn(OH)4]2-。下列有关说法正确的是

(

)A.Fe3O4是碱性氧化物，是具有磁性的黑色晶体B.滤液中存在的离子有Na+、[Zn(OH)4]2-、OH-C.“酸溶”的离子方程式为Fe(OH)3+3H+==Fe3++3H2OD.“氧化”的目的是将Fe2+全部氧化为Fe3+1110124567893解析：Fe3O4是一种复杂的化合物，是具有磁性的黑色晶体，故A错误；Zn溶于强碱时生成可溶于水的[Zn(OH)4]2-，Fe与NaOH溶液不反应，则滤液含过量NaOH，存在的离子有Na+、[Zn(OH)4]2-、OH-，故B正确；“酸溶”的离子方程式为Fe+2H+==Fe2++H2↑，故C错误；由流程可知，过氧化氢只氧化部分亚铁离子，故D错误。1110124567893二、非选择题9.(12分)(2025·天津高一期末)含铁元素的部分物质的类别及铁元素价态的关系如图所示。回答下列问题：(1)Fe可与稀HNO3发生反应，生成Fe(NO3)3、NO气体和水。写出该反应的化学方程式：_________________________________。

解析：Fe可与稀HNO3发生反应，生成Fe(NO3)3、NO气体和水，反应的化学方程式为Fe+4HNO3==Fe(NO3)3+NO↑+2H2O。Fe+4HNO3==Fe(NO3)3+NO↑+2H2O1110124567893(2)利用废铁屑(杂质不溶于酸)制备X。ⅰ.取ag废铁屑溶于过量稀硫酸中，过滤ⅱ.向滤液中加入足量氯水ⅲ.再加入过量的氢氧化钠溶液，有沉淀Y生成ⅳ.过滤，加热沉淀Y至质量不再发生变化，得到bg固体X①步骤ⅱ中氯水的作用是________________________________。

②沉淀Y的颜色为_________。

③该废铁屑中铁元素的质量分数为_______________。

氧化亚铁离子生成铁离子红褐色

1110124567893

1110124567893(3)写出图中Z转化为Y的化学方程式：________________________________。

(4)制作广告牌时，用FeCl3溶液刻蚀不锈钢，该反应的离子方程式为____________________。

可与FeCl3溶液发生反应，使溶液变红的试剂是_________________(填名称)。解析：图中Z转化为Y的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3。解析：制作广告牌时，用FeCl3溶液刻蚀不锈钢，该反应的离子方程式为2Fe3++Fe==3Fe2+，可与FeCl3溶液发生反应，使溶液变红的试剂是硫氰酸钾溶液。4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3

2Fe3++Fe==3Fe2+硫氰酸钾溶液1110124567893(5)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色净水剂，主要用于饮用水处理。工业上制备高铁酸钠的原理为3NaClO+Fe2(SO4)3+10NaOH==2Na2FeO4+3NaCl+3Na2SO4+5H2O。①每生成1molNa2FeO4时转移电子的数目为________。

②高铁酸钠可用作净水剂的原因是____________________________________________________________________________________。解析：根据反应可知，生成2

mol

Na2FeO4，转移电子为6

mol，每生成1

mol

Na2FeO4时转移电子的数目为3NA。②高铁酸钠可用作净水剂的原因是高铁酸钠被还原后的产物Fe3+能发生水解反应生成氢氧化铁胶体，氢氧化铁胶体具有吸附性。3NA高铁酸钠被还原后的产物Fe3+能发生水解反应生成氢氧化铁胶体，氢氧化铁胶体具有吸附性11101245678910310.(12分)一定量的铁粉在氯气中充分燃烧后，将所得固体完全溶于稀盐酸，制得溶液A。(1)铁在氯气中燃烧的化学方程式是_____________________。(2)推测溶液A中可能含有的金属阳离子：①只有Fe3+；②只有Fe2+；

③________________。甲同学为探究溶液的组成，实验如下：

11解析：铁在氯气中燃烧生成氯化铁，该反应的化学方程式为2Fe+3Cl22FeCl3。2Fe+3Cl2

2FeCl3含有Fe3+和Fe2+124567893解析：Fe3+可以和铁单质反应生成Fe2+，Fe3+具有氧化性，Fe2+既有氧化性又有还原性，氯气具有强氧化性，与铁反应生成Fe3+。将一定量的铁粉在氯气中充分燃烧后所得固体完全溶于稀盐酸，假如铁粉剩余，在所得溶液中铁粉可以把Fe3+还原为Fe2+，所以在溶液中可能含有的金属阳离子为①Fe3+、②Fe2+、③Fe3+和Fe2+。在溶液中检验Fe3+常使用KSCN溶液，因假设②不成立，说明溶液中至少含有Fe3+，所以加入KSCN溶液后溶液变为红色。实验步骤实验现象实验结论及反应的离子方程式取少量溶液A置于试管中，加入KSCN溶液___________

假设②不成立，假设①或③成立；反应的离子方程式是

_____________________________

11溶液呈红色Fe3++3SCN-==Fe(SCN)310124567893(3)乙同学继续探究溶液A的组成。查阅资料：16HCl+2KMnO4==2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O实验过程：另取少量溶液A置于试管中，逐滴加入酸性KMnO4溶液，充分振荡，KMnO4溶液紫色褪去。实验结论：_______

(填字母)。

a.可能有Fe2+

b.可能无Fe2+

c.一定有Fe2+根据你选择的实验结论，简述理由：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。11a

因为还原性Fe2+>Cl-，逐滴加入的酸性KMnO4溶液先将Fe2+氧化，从而使KMnO4紫色褪去，故可能含有Fe2+(或b溶液中可能无Fe2+，加入的酸性KMnO4溶液将Cl-氧化，从而使KMnO4紫色褪去)1012456789133解析：向溶液A中加入酸性高锰酸钾溶液时，酸性高锰酸钾溶液可以氧化Fe2+，也可以氧化Cl-，故不能确定溶液中是否含有Fe2+。1211101245678910311.(15分)(2025·安徽安庆开学考试)研究性学习小组对Fe及其化合物的相关性质进行探究。探究一：设计如图所示装置进行“铁与水蒸气反应”的实验(夹持仪器略)。(1)A中加入碎瓷片的目的是________________。

11防止暴沸12456789103解析：装置A提供水蒸气，给液体加热时容易发生暴沸现象，加入碎瓷片可防止暴沸；装置B中铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，碱石灰吸收水蒸气起到干燥氢气的作用，装置E中氢气还原黑色的氧化铜，反应生成红色的铜单质和水；液体加热时很容易发生暴沸，加入碎瓷片是为了防止暴沸。1112456789103(2)硬质玻璃管B中发生反应的化学方程式为___________________________。11(3)装置D的作用是__________________________。

解析：硬质玻璃管中是铁和水蒸气发生反应，化学方程式为3Fe+4H2O(g)

Fe3O4+4H2。解析：装置E中为氢气还原氧化铜的反应，需要通入干燥洁净的氢气，所以装置D中碱石灰的作用是除去氢气中混有的水蒸气。3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2除去氢气中混有的水蒸气12456789103探究二：确定探究一反应后硬质玻璃管B中黑色固体的成分。(4)