资源简介 第1课时 反应的合理选择新课程标准1.能依据铁及其化合物的性质提出不同物质间转化的思路。2.掌握Fe3+、Fe2+的相互转化及Fe3+的检验方法。学业质量水平合格性要求1.能书写铁及化合物相互转化的化学方程式及离子方程式,并能提出不同物质之间转化思路。(水平1)2.能设计简单实验探究Fe3+、Fe2+的性质和变化规律,并基于实验得出结论。(水平2)等级性要求能列举Fe2+、Fe3+的检验方法,能设计有关铁的相关化合物转化、分离、提纯、性质应用等的综合实验方案。图说考点基础知识——自学·思记·尝试[新知预习]一、FeCl3制备和Fe3+检验的合理选择1.物质转化的基本思维程序2.氯化铁的制备Fe与Cl2反应只能生成FeCl3,与Cl2的量无关制备方案 物质转化 化学方程式① Fe→FeCl3 2Fe+3Cl22FeCl3② Fe→FeCl2→FeCl3 Fe+2HCl===FeCl2+H2↑、2FeCl2+Cl2===2FeCl3③ Fe→Fe2O3→FeCl3 4Fe+3O2一定条件2Fe2O3(空气氧化)、Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2OFe与O2反应的产物因反应条件的差异而不同,Fe在纯氧中燃烧生成Fe3O4学科提炼物质制备反应路线的选择实际制备物质时,必须根据反应原料、反应条件、反应步聚、产物要求、反应装置、环境保护、生产成本等因素进行综合判断,选择合适、可控的反应路径。3.Fe3+的检验方法加入的碱量较多,现象易受到干扰,反应的灵敏度和精确性都不高方法 所加试剂 现象 离子方程式沉淀法 NaOH溶液 生成红褐色沉淀 Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓显色法 KSCN溶液 溶液变成血红色 Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3所需试剂用量少,现象明显,灵敏度高不是沉淀 注意Fe(SCN)3 学而思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?二、Fe2+、Fe3+的相互转化的合理选择1.铁及其化合物的性质实验实验操作 实验现象 实验结论实验1 A试管中混合液变成血红色,B试管中混合液无明显现象 Fe3+可以与SCN-反应,使溶液变成血红色,而Fe2+不能实验2 铁粉部分溶解,最后溶液血红色消失 2FeCl3+Fe===3FeCl2,Fe3+在较强的还原剂的作用下会被还原为Fe2+实验3 溶液变成血红色 2FeCl2+Cl2===2FeCl3,Fe2+在较强的氧化剂的作用下会被氧化为Fe3+特别提醒Fe3+和Fe2+的相互转化的应用1.配制含Fe2+的溶液时,常向溶液中加入少量铁粉,防止溶液中的Fe2+被氧化为Fe3+。2.废水处理:为除去废水中的Fe2+,常先将废水中的Fe2+氧化为Fe3+(如通入氯气),再调节溶液的pH,使Fe3+转化为红褐色的Fe(OH)3沉淀析出。反应的离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓。2.Fe3+与Cu反应的实验探究实验目的 利用FeCl3溶液作为“腐蚀液”,在铜片上画“+”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 铜片上留下一个“+”图案反应方程式 2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2或2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+ 氧化性:Fe3+>Cu2+>Fe2+,在制作印刷电路板时常用到这一反应实验结论 铜可被FeCl3溶液腐蚀3.从氧化还原角度分析“铁三角”之间的转化(1)Fe只有还原性,可以被氧化成+2价或+3价反应的方程式或离子方程式(2)Fe2+既有氧化性又有还原性(3)Fe3+具有氧化性,可被还原为+2价或0价 学而思(1)如何除去FeCl3溶液中的Fe2+?(2)在配制含Fe2+的溶液时,为防止溶液中的Fe2+被氧化,可以采取什么措施?为什么?(3)电子工业常用FeCl3溶液腐蚀铜板上的铜箔,制造印刷电路板。从腐蚀废液(主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2)中回收铜,并重新获得FeCl3溶液,处理流程如下:回答下列问题:①FeCl3溶液腐蚀铜箔的原理为____________________(填离子方程式)。②反应1和反应2是否都发生了氧化还原反应?________(填“是”或“否”)。③实验室中进行操作1时,用到的主要玻璃仪器有________________。④滤渣a的主要成分是____________。物质X可以选择酸性高锰酸钾溶液吗?若可以,试分析原因;若不可以请分析原因并选择合适的X试剂。________________________________________________________________________[即时自测]1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”(1)Fe是较活泼的金属,它与卤素(X2)反应的生成物均为FeX3。( )(2)FeCl3不能通过化合反应制得。( )(3)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。( )(4)将废铁屑加入FeCl2溶液中,可用于除去工业废气中的Cl2。( )(5)不同价态的含铁物质间转化必须通过氧化还原反应实现。( )(6)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。( )(7)用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2。( )2.下列离子方程式正确的是( )A.将氨水滴入到FeCl3溶液中Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓B.氧化铁与盐酸反应Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2OC.向FeCl3溶液中加入铁粉Fe+Fe3+===2Fe2+D.向氯化亚铁溶液中通入Cl2Fe2++Cl2===Fe3++2Cl-3.下列物质反应后一定有+3价铁生成的是( )①过量的Fe和Cl2反应 ②Fe与过量稀硫酸反应 ③FeCl2溶液中通入少量Cl2 ④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中A.① B.①③C.①②③ D.全部4.有NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3五种溶液,用一种试剂就可把它们鉴别开来,这种试剂是( )A.盐酸 B.烧碱溶液C.氨水 D.KSCN溶液5.下列物质的颜色和性质或用途对应正确的是( )编号 物质 颜色 性质/用途① Fe2O3 红棕色 红色油漆、涂料② Fe(OH)2 红棕色 易被氧化成灰绿色,最终变为红褐色③ Fe(OH)3 红褐色 受热易分解生成红棕色粉末④ Fe2+ 黄色 具有较强氧化性⑤ Fe3+ 浅绿色 具有较强的还原性A.①④⑤ B.②③C.①②③④⑤ D.①③6.现有FeCl2和FeCl3的混合溶液,利用此溶液进行下面的实验。请回答下列问题:(1)探究Fe3+的氧化性:取适量溶液于试管中,滴加几滴淀粉-KI溶液,反应现象为________________________,离子方程式为________________________________________。(2)探究Fe2+的还原性:取适量溶液于试管中,滴加少量酸性KMnO4溶液,反应现象为____________________,反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)制取FeCl3溶液:取适量溶液于试管中,向该溶液中加入稍过量____________(填试剂名称),离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)制取FeCl2溶液:取适量溶液于试管中,向该溶液中加入稍过量____________(填试剂名称),离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。技能素养——合作·探究·分享例1 下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是( )选项 操作和现象 结论或目的A 向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液2~3滴,溶液呈血红色 红砖中含有三价铁B CO还原Fe2O3得到的黑色固体加入盐酸溶解后,再加入KSCN溶液,溶液不显血红色 黑色固体中没有Fe3O4C 取少量Fe(NO3)2试样加水溶解,加稀H2SO4酸化,滴加KSCN溶液,溶液变为血红色 该Fe(NO3)2试样已经变质D 向某溶液中通入Cl2,再加入KSCN溶液变血红色 原溶液中含有Fe2+例2 已知A是一种常见金属,F是一种红褐色沉淀。试根据图中转化关系,回答下列问题。(1)写出A、C、F、G的化学式:A:__________;C:________;F:________;G:________。检验D中阳离子的方法为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。保存C溶液时要加固体A的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)写出下列转化的离子方程式:①D→C:__________________________;②C→D:__________________________。写出E→F的化学方程式:________________________________________________________________________。关键能力 归纳提升除杂问题主要物质 杂质 除杂方法Fe2+ Fe3+ 加过量Fe粉后过滤FeCl3 FeCl2 加氯水或H2O2Fe2+ Cu2+ 加过量Fe粉后过滤Fe Al 加过量强碱溶液后过滤Fe2O3 Al2O3,SiO2 加过量强碱溶液后过滤状元随笔 与Fe3+、Fe2+有关的离子共存问题:(1)Fe3+与I-、S2-、HS-、、等因发生氧化还原反应而不能大量共存。(2)Fe2+与(H+)、(H+)、ClO-等因发生氧化还原反应而不能大量共存。课堂检测——夯实·测控·演练1.随着人们生活节奏加快,方便的小包装食品已被广泛接受。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( )A.无水硫酸铜 B.硫酸亚铁C.食盐 D.生石灰2.下列实验设计及其对应的离子方程式均正确的是( )A.把铁片插入CuSO4溶液中,验证古代湿法冶铜:2Fe+3Cu2+===2Fe3++3CuB.某溶液中滴入KSCN溶液显血红色,说明含Fe3+C.FeCl3溶液中加入铜粉:Fe3++Cu===Fe2++Cu2+D.若要求用两种单质和一种溶液来测定Zn、Cu、Ag三种金属的活动性顺序,可用Zn、Cu和溶液:Zn+2Ag+===Zn2++2Ag3.某化学小组为验证Fe3+与Fe2+能够相互转化,进行如下实验。( )实验操作 对应现象①向FeCl3溶液中加入适量铁粉; ②滴加KSCN溶液; ③再滴加几滴氯水 ⅰ.溶液由棕黄色变为浅绿色; ⅱ.溶液无明显变化; ⅲ.溶液变成血红色下列分析错误的是( )A.解释现象ⅰ的反应:2Fe3++Fe===3Fe2+B.实验②与③可以调换顺序C.溶液变成血红色涉及反应:Cl2+2Fe2+===2Cl-+2Fe3+、Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3D.氧化性:Cl2>Fe3+>Fe2+4.下列说法正确的是( )A.将废铁屑加入FeCl2溶液中,可用于除去工业废气中的Cl2B.在给定条件下,下列物质间的转化能实现:C.c(Fe2+)=1 mol·L-1的溶液中:K+、、、能大量共存D.将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中制备Fe(OH)3胶体5.下列说法正确的是( )A.Fe3+的水溶液呈红褐色,Fe2+的水溶液呈浅绿色B.Fe3+具有氧化性,Fe2+具有还原性C.向Fe3+的溶液中滴入含KSCN的溶液,立即出现血红色沉淀D.铁粉可以和水蒸气在高温下反应生成Fe2O36.已知下述三个实验均能发生化学反应:① ② ③将铁钉放入硫酸铜溶液中 向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水 将铜丝放入氯化铁溶液中下列判断正确的是( )A.实验①中铁钉只作还原剂B.实验②中Fe2+既显氧化性又显还原性C.实验③中发生的是置换反应D.上述实验证明氧化性:Fe3+>Fe2+>Cu2+7.将金属铁、铜投入FeCl3溶液中充分反应,下列对反应情况设想的评价正确的是( )选项 反应情况设想 评价A 当铁、铜均无剩余时,溶液中一定有Fe2+、Cu2+,一定无Fe3+ 正确,Fe3+和铁、铜均可反应B 当铁、铜均有剩余时,溶液中一定有Fe2+、Cu2+,无Fe3+ 正确,铁和铜都与Fe3+反应,故无Fe3+C 当铜有剩余、铁无剩余时,溶液中一定只有Fe2+,无Cu2+ 正确,铜有剩余,故无Cu2+D 当铁有剩余、铜无剩余时,溶液中一定有Fe2+、Cu2+ 不正确,不可能出现铁有剩余而铜无剩余的情况,因为铁的还原性比铜的强,铁先与Fe3+反应8.已知2Fe3++Fe===3Fe2+,将适量铁粉放入FeCl3溶液中,完全反应后,溶液中的Fe2+和Fe3+浓度相等,则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比是( )A.2∶3 B.3∶2 C.1∶2 D.1∶19.(1)把氯化亚铁水溶液中的Fe2+氧化为Fe3+,而不引进金属离子或其他原溶液中不含有的阴离子,所用的两种方法的离子方程式分别为①________________________________________________________________________;②________________________________________________________________________。(2)在装有固体A的试管中加入水,此时A未溶解,但加入一定量的无色溶液B,A逐渐溶解,并有气体生成,溶液变为浅绿色,将空气通入该试管的溶液中,溶液颜色很快加深,请填写下列空白:①B的化学式是_____________________________________________________________。②A加入无色溶液B后才溶解,其理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。10.铁在一定条件下的反应如图所示。请回答下列问题:(1)东晋的《抱朴子》中曾有记载“以曾青涂铁,铁赤色如铜”。曾青就是胆矾,即五水硫酸铜。将铁放在胆矾溶液(古人称为胆水)中,可以得到金属铜,请写出该反应的化学方程式:________________________________________________________________________。(2)工业上,向500~600 ℃的铁屑中通入Cl2生产FeCl3,每生产1 kg FeCl3,消耗Cl2的物质的量为________(计算结果保留两位小数)。(3)实现Fe转化为Fe2+,可选用________(填化学式)溶液。(4)高温下,Fe粉与水蒸气反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)请写出Fe3O4溶于稀盐酸的离子方程式:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。第1课时 反应的合理选择基础知识学而思提示: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。学而思提示:(1)向溶液中通入适量Cl2,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。(2)在配制含Fe2+的溶液时,向溶液中加入少量铁粉,目的是使被氧气氧化形成的Fe3+还原为Fe2+。(3)①2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+②是 ③漏斗、烧杯和玻璃棒④Cu和Fe 不可以,原因是若选用酸性KMnO4溶液,会引入新的杂质,可以用新制的氯水即时自测1.答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)× (7)×2.解析:A项在书写离子方程式时,弱电解质NH3·H2O不能拆写成离子的形式;C项离子方程式中除遵循元素守恒外,电荷也必须守恒,正确的离子方程式应为Fe+2Fe3+===3Fe2+;D项只符合元素守恒,不符合电荷守恒,正确的离子方程式应为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。答案:B3.解析:①中的Cl2能将铁氧化为+3价。②中Fe与稀硫酸反应只能生成Fe2+。③在溶液中Fe2+被Cl2氧化生成Fe3+。④中首先发生Fe与盐酸生成FeCl2、Fe2O3与盐酸生成FeCl3的反应,但题中未给出反应物间相对量的关系,若铁是足量的,则能将生成的FeCl3全部还原为FeCl2。答案:B4.解析:将过量NaOH溶液分别加入上述几种溶液,无明显现象的是NaCl,生成白色沉淀且迅速变成灰绿色最后变成为红褐色的是FeCl2,生成红褐色沉淀的是FeCl3,生成白色沉淀不溶解的是MgCl2,生成白色沉淀又溶解的是AlCl3,而氨水虽然能区分出NaCl、FeCl2、FeCl3,但不能将MgCl2与AlCl3区分开。答案:B5.解析:Fe(OH)2为白色;Fe2+具有较强的还原性,Fe3+具有较强的氧化性。答案:D6.解析:(1)溶液中所含的Fe3+可以将I-氧化成I2,所以溶液变成蓝色,反应的离子方程式为2Fe3++2I-===I2+2Fe2+。(2)溶液中所含的Fe2+与酸性KMnO4溶液反应生成Mn2+、Fe3+和H2O,酸性KMnO4溶液褪色,反应的离子方程式为+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O。(3)因为溶液中含FeCl2、FeCl3,向该溶液中加入稍过量氯水即可把FeCl2转化为FeCl3,离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。(4)向溶液中加入稍过量铁粉可把Fe3+完全转化为Fe2+,离子方程式为2Fe3++Fe===3Fe2+。答案:(1)溶液变成蓝色 2Fe3++2I-===I2+2Fe2+(2)酸性KMnO4溶液褪色 +8H+===5Fe3++Mn2++4H2O(3)氯水 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-(4)铁粉 2Fe3++Fe===3Fe2+技能素养例1 解析:A对,三价铁离子遇KSCN溶液会变血红色,说明红砖中含有三价铁。B错,CO还原Fe2O3得到单质Fe,即使有Fe3O4,其溶于盐酸后产生的Fe3+会与Fe发生反应:Fe+2Fe3+===3Fe2+,加入KSCN溶液也不显血红色。C错+H+具有强氧化性,而Fe2+具有还原性,二者发生氧化还原反应,有Fe3+生成,遇KSCN溶液呈血红色,不能证明样品是否变质。D错,若原溶液中不存在Fe2+,存在Fe3+,也有此现象。答案:A例2 解析:根据F是红褐色沉淀知F是Fe(OH)3,从而推知A为Fe,B为Fe3O4,C是FeCl2,D是FeCl3,E为,F为,G为Fe2O3,X为H2。答案:(1)Fe FeCl2 Fe(OH)3 Fe2O3(2)取D溶液少许于试管中,加入几滴KSCN溶液,溶液变血红色,证明含Fe3+(3)防止Fe2+被O2氧化(4)①2Fe3++Fe===3Fe2+ ②2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-(5)4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3课堂检测1.答案:B2.答案:B3.解析:向FeCl3溶液中加入过量铁粉,Fe与Fe3+反应生成Fe2+,溶液由棕黄色变为浅绿色,A项正确;先加氯水,再加KSCN溶液,溶液变成血红色,不能排除Fe3+的影响,故无法检验Fe2+,B项错误;滴加氯水后,Fe2+被氧化为Fe3+,C项正确;由反应方程式可知,氧化性:Cl2>Fe3+>Fe2+,D项正确。答案:B4.解析:A对,向FeCl2溶液和Fe的混合物中通入含Cl2的工业废气,发生反应:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-、2Fe3++Fe===3Fe2+,Cl2被除去。B错,因为氯气具有强氧化性,则铁与氯气反应生成氯化铁,而不是氯化亚铁。C错,Fe2+、因发生氧化还原反应而不能大量共存。D错,将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中,生成氢氧化铁沉淀,制备氢氧化铁胶体应在沸水中滴加饱和氯化铁溶液。答案:A5.解析:A错,中学常见的在水溶液中有颜色的离子有Fe2+(浅绿色)、Fe3+(棕黄色)、Cu2+(蓝色)、(紫红色)。B对,元素处于最高价态时,只表现氧化性,元素处于最低价态时,只表现还原性,处于中间价态,既表现氧化性,又表现还原性。通常情况下铁的化合价有0、+2、+3,Fe2+处于中间价态,既能得电子,又能失电子,所以既有氧化性,又有还原性,一般认为Fe3+处于最高价,因此具有氧化性。C错,向Fe3+的溶液中滴入含KSCN的溶液,溶液立即变血红色,但不能形成沉淀。D错,铁粉可以和水蒸气在高温下反应生成Fe3O4,不生成Fe2O3。答案:B6.解析:实验①中铁钉作还原剂,氧化性Cu2+>Fe2+;实验②中Fe2+只表现还原性,实验③中反应为:2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2不是置换反应,分析可知,氧化性:Fe3+>Cu2+,综上可知氧化性Fe3+>Cu2+>Fe2+,故A正确,B、C、D错误。答案:A7.解析:对各选项的分析如表所示:A 当铁、铜均无剩余时,说明反应①②均发生,可能铁、铜与Fe3+恰好反应完全,也可能铁、铜的量不足,Fe3+有剩余 错误B 当铁、铜均有剩余时,说明只发生反应①,且Fe3+反应完全,反应②没发生,故溶液中无Cu2+ 错误C 当铜有剩余、铁无剩余时,说明反应①发生,反应②可能发生也可能没发生,因此溶液中一定有Fe2+,可能有Cu2+ 错误D 反应①先发生,当铁消耗完全,铜才参与反应,不可能存在铁有剩余而铜无剩余的情况 正确答案:D8.解析:设原溶液中Fe3+的物质的量为a mol,已反应的Fe3+为x mol,则生成的Fe2+为1.5x mol,有a-x=1.5x,即x=0.4a,故已反应的Fe3+与未反应的Fe3+的物质的量之比为0.4a∶0.6a=2∶3,正确选项是A。答案:A9.答案:(1)①2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-②2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O(2)①H2SO4(合理即可) ②Fe与水常温下不反应,滴入硫酸后,硫酸使Fe溶解10.答案:(1)Fe+CuSO4===FeSO4+Cu(2)9.23 mol(3)HCl(或稀H2SO4、FeCl3、CuSO4)等(4)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2(5)Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O 展开更多...... 收起↑ 资源预览