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第二单元　探究铁及其化合物的转化
第1课时　反应的合理选择
[核心素养发展目标]　1.依据化合价理论，结合实验探究，掌握Fe、Fe2＋、Fe3＋相互转化的途径。2.通过实验探究学会Fe2＋、Fe3＋的检验方法。
一、FeCl3制备和Fe3＋检验的合理选择
1．FeCl3制备路径的合理选择
(1)铁元素的常见价态有______、______价，在相同价态铁元素化合物之间相互转化，通过____________________即可实现；在不同价态铁元素化合物之间相互转化，则需通过________________才能实现。以铁屑为原料制取氯化铁，有多条反应路径。
(2)以铁屑为原料制备FeCl3的路径
制备路径 相关原理及化学方程式
路径1Fe→FeCl3 铁在氯气中点燃，经冷凝后得到固体三氯化铁：________
路径2Fe→FeCl2→FeCl3 先用盐酸溶解铁，得到FeCl2，再用Cl2将FeCl2氧化为FeCl3，分离提纯后得到产物： ________________、________________
路径3Fe→Fe2O3→FeCl3 在一定条件下用空气将铁氧化成氧化铁，再将氧化铁溶解在盐酸中得到氯化铁，分离提纯后得到产物：________________、________________
(3)实际制备物质时，必须根据反应______、反应______、反应______、产物要求、反应装置、__________、生产______等因素进行综合判断，选择合适、可控的反应路径。
2．Fe3＋检验的合理选择
(1)沉淀法：加入NaOH溶液，观察是否产生红褐色的氢氧化铁沉淀；反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
缺点：需要加入的碱量较多，现象易受到干扰，反应的灵敏度和精确性都不高。
(2)显色法：滴加KSCN溶液，观察溶液是否呈血红色；反应的离子方程式为_______________
________________________________________________________________________。
优点：灵敏度高，有明显现象。
特别提醒　(1)Fe3＋的检验方法很多，但在没有特殊要求的条件下，就选择KSCN溶液或NH4SCN溶液，因为此法既灵敏(试剂用量小)又有明显现象。
(2)Fe3＋与SCN－反应生成的是Fe(SCN)3血红色溶液，而不是沉淀。
(1)FeCl3不能通过化合反应制得(　　)
(2)将Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸后，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变血红色，检验Fe(NO3)2晶体是否已氧化变质(　　)
(3)用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2(　　)
某工厂利用废弃的盐酸和铁屑为原料制备FeCl3时，有两种路线：
①Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，2FeCl2＋Cl2===2FeCl3；
②Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，4FeCl2＋O2＋4HCl===4FeCl3＋2H2O，
从环保和经济的角度，哪一路线更合适？
1．(2022·广东梅州高一期末)检验浸泡过覆铜板的“腐蚀液”是否有Fe3＋剩余，可选用的试剂是(　　)
A．氯水
B．酸性KMnO4溶液
C．KSCN溶液
D．双氧水
2．选择合适试剂完成甲、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 NaOH溶液
B 酸性KMnO4溶液 KSCN溶液
C KOH溶液 溴水
D 溴水 酸性KMnO4溶液
1．Fe2＋、Fe3＋的检验方法
(1)直接观察颜色
(2)利用显色反应
(3)利用Fe2＋的还原性
(4)利用Fe3＋的氧化性
2．检验溶液含有Fe2＋、不含Fe3＋的步骤
待测液不变色血红色
3．Fe2＋和Fe3＋的混合溶液中检验Fe2＋的方法
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＋(注意：Cl－等还原性的离子对Fe2＋的检验有干扰)。
二、Fe2＋、Fe3＋的相互转化的合理选择
1．Fe2＋、Fe3＋相互转化的实验探究
实验操作
实验现象 A试管中先滴加KSCN溶液，溶液__________，再加过量铁粉后，__________ B试管中先滴加KSCN溶液，溶液______________，再滴加少量新制氯水后，溶液变成血红色
离子方程式 Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3、 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、 Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
实验结论 Fe3＋Fe2＋
2.Fe3＋与Cu反应的实验探究
实验操作 用毛笔蘸取少量30%的FeCl3溶液，在铜片上画一个“＋”，放置片刻后，用少量水将铜片上的溶液冲到小烧杯中
实验现象 铜片上会出现“＋”形凹槽
原因 铜与FeCl3溶液发生反应：Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2，FeCl3溶液腐蚀了铜片
3.“铁三角”中的转化关系
(1)Fe只具有______性。可被弱氧化剂(H＋、S等)和Fe3＋氧化成Fe2＋，被强氧化剂(Cl2等)氧化成Fe3＋。举例：
Fe＋2H＋===_____________________________________________________；
2Fe＋3Cl2__________________________________________________。
(2)Fe2＋既有________性又有________性。可被强氧化剂[Cl2、KMnO4(H＋)、空气中的O2、H2O2等]氧化为Fe3＋；可被还原剂(CO、C等)还原为Fe。举例：
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===_______________________________________________________；
FeO＋CO_____________________________________________________________。
(1)FeCl2不能通过化合反应制得(　　)
(2)同价态含铁物质间的转化一般可通过复分解反应实现(　　)
(3)不同价态的含铁物质间转化必须通过氧化还原反应实现(　　)
(4)FeCl3溶液可用于铜制印刷线路板制作，是因为FeCl3能从含Cu2＋的溶液中置换出铜(　　)
1．要除去下列溶液中的杂质离子，请填写合适的氧化剂或还原剂或方法。
被提纯的物质 杂质 除杂试剂或方法
FeCl3溶液 FeCl2 加入适量_________或通入适量_____等
FeCl2溶液 FeCl3 加入足量____，充分反应后____
FeSO4溶液 CuSO4 加入足量____，充分反应后____
废水 Fe2＋ 先加入适量____，将____氧化为____，再调节溶液pH使____转化为____色的____沉淀，____
2.Fe3O4中铁有＋2价和＋3价，通过所学的知识，设计一个实验来证明两种价态的存在。
1．(2022·西安高一月考)FeCl3溶液常用于外伤止血。要除去FeCl3溶液中的FeCl2杂质，下列方法最好的是(　　)
A．滴加过量HNO3溶液
B．通入足量Cl2
C．滴加酸性KMnO4溶液
D．加入Na2O2
2．(2022·天津市红桥区高一期末)下列物质中，在一定条件下能与铁反应，且铁元素化合价全部变为＋3价的是(　　)
A．S B．H2O
C．稀硫酸 D．氯气
Fe有变价，所以反应后的产物与氧化剂的强弱及反应条件有关。
Fe2＋Fe3＋
1．(2022·西宁二中高一阶段练习)现榨的苹果汁在空气中会由浅绿色变为棕黄色，其原因可能是(　　)
A．苹果汁中的Fe2＋变成Fe3＋
B．苹果汁中含有Cu2＋
C．苹果汁含有OH－
D．苹果汁含有Fe3＋
2．(2022·辽宁营口高一期末)如图所示，经某溶液浸泡、干燥后的纸张，用蘸取KSCN溶液的毛笔可写出红字，则该溶液是(　　)
A．FeSO4溶液 B．FeCl3溶液
C．KNO3溶液 D．NaOH溶液
3．(2022·上海华东政法大学附属中学高一期末)下列物质反应后，加入KSCN溶液一定变血红色的是(　　)
A．Fe在足量Cl2中燃烧
B．Fe与稀硫酸反应
C．Fe与硫酸铜反应
D．Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸
4．铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示：
Fe2＋Fe3＋FeO
回答下列有关问题：
(1)Fe与过量盐酸反应可以制取FeCl2，若用反应所得的酸性溶液，实现上述①④的转化，要求产物纯净，可分别选用__________(填字母)。
a．Cl2 b．Fe
c．Cu d．KMnO4
(2)Fe2O3＋3NaClO＋4KOH2K2FeO4(高铁酸钾)＋3NaCl＋2H2O
①还原剂是____________。
②用单线桥表示该反应的电子转移情况：__________________________________。
第二单元　探究铁及其化合物的转化
第1课时　反应的合理选择
一、
1．(1)＋2　＋3　非氧化还原反应　氧化还原反应　(2)2Fe＋3Cl22FeCl3　Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑　2FeCl2＋Cl2===2FeCl3　4Fe＋3O2===2Fe2O3　Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O　(3)原料　条件　步骤　环境保护　成本
2．(1)Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓　(2)Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
正误判断
(1)×　(2)×　(3)×
深度思考
②中用氧气代替了①中的氯气，降低了生产成本且对环境无污染，故②更合适。
应用体验
1．C　[检验Fe3＋选用的试剂是KSCN溶液，溶液变成血红色。]
2．B　[甲组，在Fe3＋存在的条件下检验Fe2＋，要排除Fe3＋的干扰。所选试剂应具备下列条件：一是能与Fe2＋发生有明显现象的反应；二是与Fe3＋不反应。乙组，在Fe2＋存在的条件下检验Fe3＋，用KSCN溶液检验Fe3＋，Fe2＋无干扰。]
二、
1．变血红色　血红色褪去　没有变化　血红色　Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3　2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋　2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－　Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
3．(1)还原　Fe2＋＋H2↑　2FeCl3　(2)氧化　还原　2Fe3＋＋2H2O　Fe＋CO2
正误判断
(1)×　(2)√　(3)√　(4)×
深度思考
1．H2O2　Cl2　铁粉　过滤　铁粉　过滤　H2O2　Fe2＋　Fe3＋　Fe3＋　红褐　Fe(OH)3　过滤
2．取少量固体溶于硫酸，将所得溶液分成两份，其中一份加入KSCN溶液，发现溶液变血红色，说明含有Fe3＋；将另一份中加入少量的酸性KMnO4溶液中，发现酸性KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋，这个实验中Fe2＋表现还原性。
应用体验
1．B　[HNO3溶液、酸性KMnO4溶液、Na2O2都能将Fe2＋氧化为Fe3＋，但都会引入新的杂质，不符合除杂的要求，A、C、D项不符合题意；Cl2具有氧化性，会和Fe2＋发生反应：Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－，且不引入新的杂质，B项符合题意。]
2．D　[S的氧化性弱，与Fe反应生成FeS，A不符合题意；Fe与水蒸气反应生成Fe3O4，其中铁元素既有＋2价，又有＋3价，B不符合题意；Fe与稀硫酸反应生成FeSO4，C不符合题意；Fe与氯气反应生成FeCl3，D符合题意。]
随堂演练　知识落实
1．A　[苹果汁中的Fe2＋变成Fe3＋，使得现榨的苹果汁在空气中会由浅绿色变为棕黄色，A项正确；Cu2＋显蓝色，B项错误；OH－无色，C项错误；Fe3＋本身是棕黄色，D项错误。]
2．B　[KSCN溶液可以检验Fe3＋，KSCN与Fe3＋反应生成血红色的Fe(SCN)3。]
3．A　[Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，FeCl3中加入KSCN溶液，溶液一定变血红色，A符合题意；Fe与稀硫酸反应生成FeSO4和H2，不含Fe3＋，加入KSCN溶液不变血红色，B不符合题意；Fe与CuSO4反应生成FeSO4和Cu，不含Fe3＋，加入KSCN溶液不变血红色，C不符合题意；Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸，Fe2O3与HCl发生反应：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，Fe会与Fe3＋发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，若Fe较少、Fe2O3较多，溶液中会含Fe3＋，加入KSCN溶液变血红色，若Fe较多，会将Fe3＋全部还原成Fe2＋，溶液中不含Fe3＋，加入KSCN溶液不变红，D不符合题意。]
4．(1)ab　(2)①Fe2O3
②＋4KOH2K2FeO4＋3NaCl＋2H2O

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