《铁盐和亚铁盐》化学授课课件教案

高中同步学案优化设计GAOZHONGTONGBUXUEANYOUHAUSHEJI第2课时铁盐和亚铁盐第三章铁及其化合物内容索引0102课前篇素养初探课堂篇素养提升素养目标1.掌握Fe2+、Fe3+的相互转化,培养变化观念与平衡思想的化学核心素养。2.能用氧化还原反应原理进一步认识铁盐的化学性质,培养宏观辨识与微观探析意识。3.通过实验探究铁盐的化学性质,认识铁离子和亚铁离子的检验,体会实验对认识和研究物质性质的重要作用,形成证据推理意识。4.通过学习铁及其化合物,学会从物质类别和元素价态的视角认识具有变价元素物质间的转化关系,并建立模型,形成模型认知意识。课前篇素养初探【知识铺垫】1.FeO、Fe2O3、Fe3O4分别与稀盐酸反应得到FeCl2、FeCl3、FeCl2和FeCl3。2.根据氧化还原反应的规律分析,Fe3+具有氧化性,Fe2+具有氧化性和还原性。3.FeCl2溶液中加入NaOH溶液,观察到的现象为生成白色沉淀,迅速变为灰绿色,过一段时间后有红褐色物质生成。4.FeCl3溶液中加入NaOH溶液,观察到的现象为生成红褐色沉淀。【必备知识】铁盐和亚铁盐1.Fe2+和Fe3+的检验【情境链接】化学老师在课堂上演示了一个“血手印”魔术。预先在手上喷KSCN溶液,然后印在白纸上晾干。用FeCl3溶液喷洒白纸,白纸立刻出现红色手印。这个现象与FeCl3的性质有什么关系?有什么用途?提示该魔术利用Fe3+与SCN-结合生成红色的Fe(SCN)3,该现象可用于Fe3+的检验。2.Fe2+和Fe3+的转化(1)实验及现象:(2)反应的离子方程式:2Fe3++Fe===3Fe2+,2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3。(3)结论:Fe3+Fe2+。【微思考】Fe、FeSO4和Fe2(SO4)3三种物质中,哪种物质可做氧化剂,哪种可做还原剂,哪种既可做氧化剂又可做还原剂?提示Fe、FeSO4和Fe2(SO4)3三种物质中铁元素的化合价分别为0、+2、+3价,根据含元素最高价的物质只能做氧化剂,含元素最低价的物质只能做还原剂,处于中间价态的物质既可做氧化剂又可做还原剂得出结论:Fe2(SO4)3可做氧化剂,Fe可做还原剂,FeSO4既可做氧化剂又可做还原剂。【自我小测】1.判断正误:(1)向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉:Fe3++Fe===2Fe2+。(

)(2)向Fe2(SO4)3溶液中滴入KSCN溶液生成红色沉淀。(

)(3)室温下,向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液,再滴加几滴淀粉溶液,溶液变蓝色,说明Fe3+的氧化性比I2的强。(

)(4)用NaOH溶液和盐酸能除去FeCl2溶液中混有的CuCl2。(

)(5)向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液,再滴加氯水,加入氯水后溶液变成红色,说明Fe2+既有氧化性又有还原性。(

)答案(1)×

(2)×

(3)√

(4)×

(5)×2.为了检验某溶液中是否含有Fe3+,可向溶液中加入(

)A.NaCl溶液 B.氯水C.KSCN溶液 D.石蕊溶液答案C解析利用Fe3+遇SCN-变红色可检验溶液中是否含有Fe3+。课堂篇素养提升探究一“Fe、Fe2+、Fe3+”的三角转化关系【问题探究】1.人体易吸收二价铁盐,难吸收三价铁盐。通过学习了解到Fe2+和Fe3+可以互相转化,现提供的物质有FeCl2溶液、FeCl3溶液、Fe粉、KSCN溶液、3%H2O2溶液,请你完成实验报告证明Fe2+和Fe3+的相互转化。(已知:H2O2可氧化Fe2+)类型实验步骤实验现象结论①

Fe2+可被氧化成Fe3+②

Fe3+可被还原成Fe2+提示

类型实验步骤实验现象①a.将KSCN溶液滴入盛有FeCl2溶液的试管中,充分振荡b.再滴入3%H2O2,充分振荡a.无明显现象b.溶液变红②a.在盛有足量Fe粉的试管中滴入FeCl3溶液,充分振荡b.再滴入KSCN溶液,充分振荡a.溶液由棕黄色变为浅绿色b.无明显现象2.Fe(OH)3、FeCl3、FeCl2是否都可由化合反应得到?请写出可能的化学方程式。提示它们均可由化合反应得到,反应的化学方程式为4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3,2Fe+3Cl2

2FeCl3,2FeCl3+Fe

===3FeCl2。3.如何除去FeCl3溶液中混有的FeCl2?如何除去FeCl2溶液中混有的FeCl3?提示通入Cl2;加入铁粉。【深化拓展】1.“铁三角”转化关系(1)Fe只具有还原性

(2)Fe3+既具有氧化性,又具有还原性

(3)Fe3+具有较强氧化性

2.含铁物质的分离与除杂

主要物质杂质除杂方法Fe2+Fe3+加过量铁粉后过滤FeCl3FeCl2加氯水或通入Cl2Fe2+Cu2+加过量铁粉后过滤误区警示(1)虽然Fe2+既有氧化性又有还原性,但以还原性为主。

【素能应用】典例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0.1mol·L-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2mLFeCl2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。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2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL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10mL0.1mol·L-1KI溶液,加入6mL0.1mol·L-1FeCl3溶液混合。取2mL此溶液于试管中加入适量淀粉溶液,溶液变蓝色,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,能将氯化亚铁氧化为氯化铁,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,排除氧气对实验的影响。(4)溶液变蓝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,说明过氧化氢将亚铁离子氧化为铁离子,反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O。变式训练1-1欲除去FeSO4溶液中含有的CuSO4和Fe2(SO4)3等少量杂质,应选用的试剂是(

)A.氨水

B.铝粉C.铁粉

D.NaOH溶液答案C解析加入铁粉后,Cu2++Fe===Cu+Fe2+,2Fe3++Fe===3Fe2+,然后将过量的铁粉及Cu过滤除去即可。变式训练1-2用毛笔蘸取少量30%的FeCl3溶液在铜片上写一个“Cu”字,放置片刻,用少量水将铜片上的溶液冲到小烧杯中,下列说法正确的是(

)A.烧杯中的溶液呈棕黄色B.铜片无任何变化C.铜片上有凹陷的“Cu”字D.发生反应:Fe3++Cu===Cu2++Fe2+答案C解析FeCl3溶液与铜的反应为Cu+2FeCl3===2FeCl2+CuCl2,反应后的溶液中含有Cu2+、Fe2+,A项错误;FeCl3溶液与铜反应,铜片上反应掉的部分会有凹陷,B项错误,C项正确;该反应的离子方程式为2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,D项错误。探究二Fe2+、Fe3+的检验方法【问题探究】1.含有Fe2+、Fe3+的溶液分别呈什么颜色?提示浅绿色;棕黄色。2.向FeCl2溶液、FeCl3溶液中分别滴加NaOH溶液,各有什么现象?提示向FeCl2溶液中加入NaOH溶液,会看到有白色沉淀生成,且白色沉淀迅速变为灰绿色,过一段时间后还会有红褐色物质生成。而向FeCl3溶液中滴加NaOH溶液,可直接看到有红褐色沉淀生成。提示该同学的检验方法不正确。因为HNO3能与FeO反应生成Fe(NO3)3,故该同学检验方法不正确。【深化拓展】1.Fe2+、Fe3+的检验(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

(2)同时含有Fe2+和Fe3+的溶液Fe2+对检验Fe3+无干扰,可以滴加KSCN溶液检验Fe3+;Fe3+对检验Fe2+有干扰,不能采用氧化后加KSCN溶液的方法检验Fe2+,通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液,溶液紫红色褪去说明含有Fe2+。①步骤a中不能选用盐酸,原因是酸性KMnO4溶液可以氧化盐酸。②步骤a中,不能选用稀硝酸,原因是稀硝酸可以将Fe2+氧化为Fe3+。【素能应用】典例2常见的治疗缺铁性贫血的方法是服用补铁药物,市场上一种常见的补铁药物的名称是速力菲。该药品的正式名称是琥珀酸亚铁薄膜片,为棕黄色薄膜衣片,除去薄膜衣后显暗黄色,该药片在水和乙醇中的溶解度不大。某学校化学实验小组为了检测“速力菲”药片中Fe2+的存在,设计了如下几组实验:理论设计方案:甲组同学按照设计的方案完成实验,但遗憾的是他们没有得到预期的实验结果。甲组实验失败的可能原因是

。

(2)乙组同学在参考书上查得如下资料:a.人体胃液中有大量盐酸,能溶解多种物质。b.H2O2不稳定,光照、加热和微量杂质会促使其分解;H2O2中氧元素显-1价,它既有氧化性又有还原性。他们认真思考了甲组实验失败的原因,模拟药物服用后在人体中溶解的变化过程,重新设计并完成下列实验:①试剂1、试剂2分别是

、

,加入试剂2后,溶液显淡红色的原因是

。

②加双氧水后,红色加深的原因是

。

③根据氧化还原反应中元素化合价变化情况,试写出在酸性条件下Fe2+与双氧水反应的离子方程式

。

答案(1)该药片在水中的溶解度不大,少量药片溶解后的溶液中几乎不存在Fe2+,所以得不到预期的实验结果(其他答案合理也可)(2)①盐酸KSCN溶液有少量Fe2+已经被氧化为Fe3+,与SCN-结合成浓度较小的Fe(SCN)3②加入的H2O2能将Fe2+氧化为Fe3+,导致溶液中Fe3+浓度增大,Fe(SCN)3浓度也随之增大,所以红色加深③2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O解析(1)该药片在水中的溶解度不大,少量药片溶解后的溶液中几乎不存在Fe2+,所以得不到预期的实验结果。(2)首先加入盐酸溶解补铁药物,再加入KSCN溶液,溶液变淡红色,说明已经有少量Fe2+被氧化成Fe3+,再加入氧化剂H2O2,Fe2+被氧化为Fe3+,溶液红色加深;Fe2+被氧化为Fe3+,H2O2被还原为H2O,根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O。变式训练2证明某溶液中只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是(

)A.先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后显红色B.只需滴加KSCN溶液C.先滴加KSCN溶液,不显红色,再滴加氯水后显红色D.滴加酸性高锰酸钾溶液后,溶液褪色答案C解析如果直接加KSCN溶液,不变红色,只能证明不含有Fe3+,不能证明含有Fe2+;先加氯水,再加KSCN溶液后显红色,只能证明加氯水后溶液中含有Fe3+,至于加氯水前是否有Fe3+是无法确定的,A项、B项错误;先滴加KSCN溶液,不显红色,证明不含有Fe3+,再滴加氯水后显红色,证明加氯水后溶液中含有Fe3+,所以原溶液中含Fe2+,C项正确;滴加酸性高锰酸钾溶液后,溶液褪色,说明原溶液中含Fe2+,不能证明滴加酸性高锰酸钾之前溶液不含有Fe3+,D项错误。

素养脉络

随堂检测1.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,立即出现红色沉淀答案D解析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.加入铁粉答案D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。3.向某溶液中加入含Fe2+的溶液后,无明显变化,当再滴入几滴氯水后,混合溶液变成红色,则下列结论错误的是(

)A.Fe2+被氧化为Fe3+B.该溶液中不一定含有SCN-C.氧化性:Fe3+<Cl2D.Fe2+与SCN-不能形成红色物质答案B解析向某溶液中加入含Fe2+的溶液后,溶液颜色无明显变化。当再滴入几滴新制氯水后,混合液变成红色,说明亚铁离子被加入的氯水氧化为Fe3+,Fe3+和SCN-结合形成红色溶液。A项,Fe2+被氯水氧化为Fe3+,所以正确,不符合题意;B项,原溶液中一定含有SCN-,所以错误,符合题意;C项,氯气能将亚铁离子氧化为三价铁离子,依据氧化剂的氧化性大于氧化产物,因此氧化性:Fe3+<Cl2,所以正确,不符合题意;D项,Fe2+与SCN-不能形成红色物质,Fe3+与SCN-能形成红色物质,所以正确,不符合题意。4.铁是人类较早使用的金属之一。运用所学知识,回答下列问题。(1)鉴别Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液的方法是

。

(2)电子工业用FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜,制造印刷电路板,