资源简介 基础课时19 铁盐和亚铁盐学习目标 1.通过实验探究学会Fe2+、Fe3+的检验方法,培养证据推理意识,提升实验探究能力与创新意识。2.依据化合价理论,结合实验探究,掌握铁盐和亚铁盐的主要性质,了解它们在生产、生活中的应用。一、铁盐和亚铁盐的性质及检验(一)知识梳理1.从化合价不变角度预测Fe2+和Fe3+的性质具有盐的通性,与金属单质、碱、盐等发生反应。如与碱(NaOH溶液)反应的离子方程式分别为Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓、Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓。2.从化合价改变角度预测Fe2+和Fe3+的性质(1)Fe2+具有氧化性和还原性,如硫酸亚铁与氯水反应的离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。(2)Fe3+具有氧化性,如硫酸铁与铁粉反应的离子方程式为2Fe3++Fe===3Fe2+,也具有一定的还原性。如在碱性条件下用NaClO氧化硫酸铁制备Na2FeO4。3.Fe3+和Fe2+的检验方法FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红色 FeCl2溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,再滴加氯水,溶液变红色(1)滴加KSCN溶液,溶液直接变红色,该溶液中含有Fe3+。(2)滴加KSCN溶液,无明显现象,再加新制氯水溶液变红色,该溶液中含有Fe2+。(二)互动探究烧制砖瓦时,用富含铁元素黏土做成的坯经过烘烧后,铁的化合物氧化为红色的氧化铁(Fe2O3),而制得红色的砖瓦。烘烧完全后向窑内添加大量的煤炭后封窑约1天后,从窑顶向下慢慢浇水7天。水蒸气和窑内高温的炭发生化学反应,密闭的窑内会产生大量的还原气体H2和CO,它们把红色Fe2O3又逐渐还原成为青灰色的FeO、Fe3O4,而制得青砖。【问题讨论】问题1 如何设计实验检验红砖含有+3价的铁元素?提示 将红砖研磨成粉末,取少许粉末于试管中,加入稀硫酸振荡,过滤;在滤液中加入KSCN溶液,如溶液变红色,则说明红砖中含有+3价的铁元素。问题2 如何设计实验检验青砖含有+2价的铁元素?提示 将青砖研磨成粉末,取少许粉末于试管中,加入稀硫酸振荡,过滤;在滤液中加入酸性KMnO4溶液,如酸性KMnO4溶液褪色,则说明青砖中含有+2价的铁元素。问题3 如何设计实验证明Fe3O4中既有+2价铁又有+3价铁?提示 取一定量Fe3O4溶于稀硫酸,形成溶液,分别取该溶液于两支试管中。一支试管中加入KSCN溶液,溶液变红,说明含有Fe3+,证明Fe3O4中有+3价铁;另一支试管中加入酸性KMnO4溶液,紫红色褪去,说明含有Fe2+,证明Fe3O4中有+2价铁。【探究归纳】1.Fe2+和Fe3+的检验方法(1)Fe3+ 的检验方法(2)Fe2+ 的检验方法2.在含有Fe2+ 、Fe3+ 的混合溶液中,检验Fe3+ 和Fe2+ 的方法(1)Fe3+ 的检验①混合溶液溶液变红,说明含有Fe3+ 。②混合溶液试纸变蓝,说明含有Fe3+ 。(不含其他氧化性离子)(2)Fe2+ 的检验①混合溶液酸性KMnO4 溶液紫色褪去,说明含有Fe2+ 。(不含其他还原性离子)②混合溶液生成蓝色沉淀,说明含有Fe2+ 。3.检验Fe2+ 的注意事项(1)只含Fe2+ 的溶液中检验Fe2+ 时加入试剂的顺序:待测液不变色红色。新制氯水不能过量,因氧化性Cl2>(SCN)2>Fe3+,若氯水过量,Cl2先氧化Fe2+,再氧化SCN-生成(SCN)2等。(2)检验铁的氧化物中是否有Fe2+ 时,正确的思路为少量固体溶液紫色褪去。①步骤a 中不能选用稀盐酸,原因是酸性KMnO4 溶液可以氧化Cl- 。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+ 。1.为检验某溶液中是否含有Fe3+,可以选择的试剂是( )A.KSCN溶液 B.AgNO3溶液C.酸性KMnO4溶液 D.BaCl2溶液答案 A解析 检验溶液中是否含有Fe3+的方法为向溶液中加入KSCN溶液,然后观察现象,若溶液变红色,说明溶液中存在Fe3+,否则没有铁离子。2.硫酸亚铁溶液中含有杂质硫酸铜和硫酸铁,为除去杂质,提纯硫酸亚铁,应该加入下列物质中的( )A.锌粉 B.镁粉C.铁粉 D.铝粉答案 C解析 过量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,然后过滤即可得硫酸亚铁溶液。锌、镁、铝都可能将亚铁离子还原成铁单质,并且会引入新的杂质锌离子、镁离子、铝离子。3.证明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是( )A.先滴加氯水再滴加硫氰化钾溶液显红色B.先滴加硫氰化钾溶液不显红色,再滴加氯水显红色C.先加入铁粉再滴加硫氰化钾溶液不显红色D.只需要滴加硫氰化钾溶液答案 B解析 先滴加氯水再滴加硫氰化钾溶液显红色,可能是原溶液中Fe2+被氯水氧化为Fe3+或原溶液本来就含有Fe3+,A错误;先滴加硫氰化钾溶液不显红色,说明原溶液中不存在Fe3+,再滴加氯水显红色,说明Fe2+被氯水氧化为Fe3+,原溶液存在Fe2+,B正确;先加入铁粉再滴加硫氰化钾溶液不显红色,原溶液可能存在Fe3+,C错误;滴加硫氰化钾溶液不显色,不一定含有Fe2+,D错误。二、Fe、Fe2+与 Fe3+的相互转化及应用(一)知识梳理铁及其化合物间的转化知识结构图写出图中序号所示反应的离子方程式:①Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O;②Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓;③Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O;④Fe+2H+===Fe2++H2↑;⑤2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-;⑥2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+。(其他合理答案均可)(二)互动探究[药品名称] 通用名称:硫酸亚铁片 英文名称:Ferrous Sulfate Tublets 汉语拼音:liusuanyatiepian [成分]本品每片含硫酸亚铁0.3克(相当于铁60毫克)。辅料为:蔗糖、糊精、葡萄糖、硬脂酸镁、滑石粉。 [性状]本品为包衣片,除去包衣后显淡蓝绿色。硫酸亚铁片说明书中,药片上有层包衣。 保存FeSO4溶液时,常加入铁钉。【问题讨论】问题1 硫酸亚铁片这层包衣起什么作用?提示 隔绝空气,防止硫酸亚铁被氧化。问题2 保存FeSO4溶液时,加入铁钉的原理是什么?提示 当亚铁离子被氧化为铁离子时,铁可将生成的铁离子还原为亚铁离子。【探究归纳】Fe2+、Fe3+、Fe之间的相互转化关系(1)Fe只具有还原性,可被弱氧化剂(H+、S等)氧化成Fe2+,被强氧化剂(Cl2等)氧化成Fe3+。(2)Fe2+既有氧化性又有还原性,可被强氧化剂[Cl2、KMnO4(H+)等]氧化为Fe3+,可被还原剂(Al、Zn等)还原为Fe。(3)Fe3+具有氧化性,可被还原剂(Fe、Cu等)还原为Fe2+,可被还原剂(CO等)还原为Fe。1.下列物质能通过化合反应直接制得的是( )①FeCl2 ②FeCl3 ③HClA.只有①② B.只有②C.只有①③ D.①②③答案 D解析 Fe+2FeCl3===3FeCl2、2Fe+3Cl22FeCl3、H2+Cl22HCl,D项正确。2.打印机使用的墨粉中含有Fe3O4。将FeSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液按一定比例混合,再加入一定量的NaOH溶液,水浴加热,可制得Fe3O4,反应如下:________Fe2++________Fe3++________OH-________Fe3O4↓+________H2O,下列分析不正确的是( )A.Fe3O4具有磁性B.反应中,Fe2+是还原剂,Fe3+是氧化剂C.从左到右,反应中各物质的化学计量数依次为1、2、8、1、4D.Fe3O4可与盐酸反应生成Fe2+和Fe3+,所得两种离子的物质的量之比为1∶2答案 B解析 Fe3O4是具有磁性的黑色晶体,A正确;反应中,各元素的化合价没有发生改变,不是氧化还原反应,B错误;根据原子守恒和电荷守恒,可知配平离子方程式从左至右各物质的化学计量数依次为1、2、8、1、4,C正确;Fe3O4与盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水,根据反应Fe3O4+8HCl===2FeCl3+FeCl2+4H2O,可得Fe2+与Fe3+两种离子的物质的量之比为1∶2,D正确。3.下列指定物质之间的转化:FeFe3O4混合溶液FeCl2溶液Fe(OH)2下列说法不正确的是( )A.反应①属于置换反应B.反应②所得混合溶液中Fe2+与Fe3+物质的量之比是1∶2C.反应③的离子方程式为2Fe3++Fe===3Fe2+D.利用反应④制备Fe(OH)2时需要充分振荡反应液答案 D解析 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,属于置换反应,A正确; Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O,Fe2+、 Fe3+物质的量之比是1∶2,B正确; Fe+ 2Fe3+===3Fe2+,C正确; 不能振荡,Fe(OH)2易与空气中的氧气发生反应而变质,D错误。三、药品、食品中铁元素的检验互动探究探究(一)铁元素在人体中起着重要的作用。如果人体缺铁就会出现贫血症状,可用饮食疗法治疗,严重缺铁时则需要服用补铁剂。补铁口服液是常见的补铁剂,其中除了含铁化合物外,还常添加抗氧化物质(如维生素C)、甜味剂、香精等。例如,某补铁口服液100 mL含铁元素20~30 mg、维生素C 200~300 mg。如下为某补铁剂中铁元素检验的实验实验目的 实验用品 实验步骤 实验现象 实验结论检验某补铁口服液中铁元素的价态 某补铁口服液,H2SO4溶液,NaOH溶液,酸性KMnO4溶液,氯水,KSCN溶液 ①取少量补铁口服液于试管中,滴入KSCN溶液 A.不变红 无Fe3+B.变红 有Fe3+②若出现现象A,向反应后的溶液中滴加氯水 溶液变红 有Fe2+③若出现现象B,另取补铁剂滴加酸性KMnO4溶液 紫红色褪去 有Fe2+紫红色不褪去 无Fe2+【问题讨论】问题1 补铁剂中所含维生素C的作用是什么?提示 抗氧化剂,防止Fe2+被氧化成Fe3+。问题2 用酸性KMnO4溶液检验补铁剂中铁元素的价态时,其他成分是否会影响实验结果的可靠性?提示 会。补铁剂中含有还原性比Fe2+强的维生素C,维生素C也能使酸性KMnO4溶液褪色。故应加入过量的氧化剂,再加入过量的KSCN溶液进行检验。问题3 可否用NaOH溶液检验补铁剂中铁元素的价态?提示 不能。若补铁剂中含有Fe3+,加入NaOH溶液立即产生红褐色沉淀,则无法检验Fe2+的存在。探究(二)菠菜、芹菜、黑木耳、蛋黄和动物内脏等食品中富含铁元素,某研究小组设计实验,检验菠菜中铁元素,实验步骤如下:(1)取新鲜的菠菜10 g,将菠菜剪碎后研磨,然后倒入烧杯中,加入30 mL蒸馏水,搅拌。将上述浊液过滤,得到的滤液作为试验样品。(2)取少许试验样品加入试管中,然后滴加几滴KSCN溶液,再加入少量氯水,振荡,观察现象。【问题讨论】问题4 剪碎后的菠菜放在________中研磨,过滤浊液时用到的玻璃仪器有________。提示 研钵;烧杯、漏斗、玻璃棒问题5 试验样品中滴加KSCN溶液,无明显现象,再加入少量氯水,溶液变成红色,据此得出什么结论?提示 菠菜中含有铁元素,且以二价铁形式存在。【探究归纳】1.食品中铁元素的测定问题总结(1)检验铁元素是否存在的依据:把样品中的铁元素转变为Fe3+,Fe3+遇KSCN溶液变为红色。(2)实验中必须用到的试剂为双氧水(或氯水)、KSCN溶液。(3)实验操作中根据选择的不同样品,可以考虑采用灼烧的方法,也可以用研磨的方法,也可以考虑用溶剂溶解,最后得到的试液一定要加入双氧水(或氯水)将其中的铁元素氧化为三价铁,然后加入KSCN溶液,看是否变红来检验是否存在铁元素。2.补铁剂存放及使用的注意事项(1)补铁剂的有效成分是亚铁盐(如FeSO4),Fe2+被氧化为Fe3+而失去补铁作用,因此需密封、隔绝O2存放,服用补铁剂时搭配维生素C可以增强补铁效果,这是因为维生素C可将Fe3+还原为Fe2+。(2)服用补铁剂时不能和茶水同饮,因为茶水中含大量的鞣酸,鞣酸与Fe2+反应生成鞣酸亚铁,它的性质不稳定,很快被氧化成鞣酸铁而呈蓝黑色。1.检验菠菜中是否含有铁元素,依次进行灼烧、溶解、过滤、检验四个实验步骤,下列图示装置或原理不合理的是( )A.图甲用烧杯将菠菜灼烧成灰B.图乙用浓盐酸溶解灰烬并加水稀释C.图丙过滤得到含铁元素的滤液D.图丁检验滤液中是否含Fe2+答案 A解析 A.应该用坩埚灼烧菠菜,A错误;B.溶解用烧杯,玻璃棒搅拌加速溶解,B正确;C.过滤操作漏斗末端紧贴烧杯,用玻璃棒引流,C正确;D.K3[Fe(CN)6]遇到Fe2+生成蓝色沉淀,D正确。2.探究补铁剂[主要成分:氯化血红素(含+2价铁)、富锌蛋白粉、维生素C、乳酸、葡萄糖浆]中铁元素是否变质。先取少量补铁剂,用酸性丙酮溶解后制成溶液。下列说法不正确的是( )实验Ⅰ 取待测液,加入少量KSCN溶液,无明显现象;再加入少量H2O2,溶液不变红实验Ⅱ 取实验Ⅰ所得溶液,再加入少量KSCN溶液,无明显现象;再加入H2O2溶液,溶液变为红褐色实验Ⅲ 取实验Ⅰ所得溶液,加入少量盐酸溶液,无明显现象,继续加入H2O2至过量,溶液先变红后褪色A.实验Ⅰ中加入KSCN溶液无明显现象,与KSCN溶液的用量无关B.实验Ⅰ中加入H2O2溶液后不变红,可能是H2O2被维生素C还原了C.实验Ⅲ中溶液红色褪去,可能是H2O2将SCN-氧化了D.实验说明,该补铁剂中+2价铁在酸性条件下才能被H2O2氧化答案 D解析 取实验Ⅰ所得溶液,再加入少量KSCN溶液,无明显现象;再加入H2O2溶液,溶液变为红褐色,说明与KSCN溶液的用量无关,故A正确;维生素C具有还原性,实验Ⅰ中加入H2O2溶液后不变红,可能是H2O2被维生素C还原了,故B正确;H2O2具有强氧化性,SCN-具有还原性,继续加入H2O2至过量,溶液先变红后褪色,溶液红色褪去,可能是H2O2将SCN-氧化了,故C正确;没有对照实验,无法说明中性、碱性条件下,该补铁剂中+2价铁能否被H2O2氧化,故D错误。3.铁是人体必需的微量元素之一,补铁剂中的Fe2+在空气中很容易被氧化成Fe3+,影响铁元素在人体中的吸收利用。某实验小组进行如图所示的对照实验,验证补铁剂和维生素C一起服用的科学性。[实验操作]第一步:在A、B两支试管中加入对比试剂;第二步:振荡;第三步:滴加KSCN溶液。[实验现象](1)A试管中溶液变________色,B试管中无明显现象。[实验结论](2)维生素C具有________(填“氧化性”或“还原性”),能防止Fe2+被氧化为Fe3+,所以补铁剂和维生素C一起服用具有科学依据。[生活应用](3)某品牌泡腾片的主要成分为维生素C和NaHCO3,放入水中立即产生大量气泡(CO2)使口感更好,说明维生素C具有________(填“酸性”或“碱性”)。(4)为防止烹调时蔬菜中维生素C的损失,烹调蔬菜应注意___________________________________________________________________(写一条即可)。答案 (1)红 (2)还原性 (3)酸性 (4)避免与氧化性物质接触(或避免与碱性物质接触)解析 (1)Fe3+与SCN-结合而使溶液呈红色。(2)向FeCl3溶液中加入足量维生素C后,再加入KSCN溶液,溶液不变红色,说明Fe3+被维生素C还原,即维生素C具有还原性。(3)将维生素C与NaHCO3放入水中,立即有大量CO2产生,说明维生素C具有酸性。(4)由实验(2)、(3)可知,维生素C具有还原性和酸性,故烹调蔬菜时应避免与氧化性物质或碱性物质接触。A级 合格过关练选择题只有1个选项符合题意(一)铁盐和亚铁盐的性质及检验1.下列关于FeCl2和FeCl3的叙述中,不正确的是( )A.二者溶液的相互转化均可通过化合反应实现B.将铁粉加入氯水中,最终只能得到FeCl3溶液C.酸性高锰酸钾溶液不可作为鉴别二者溶液的试剂D.分别向盛有FeCl2溶液和FeCl3溶液的试管中加入NaOH溶液,最终可得相同物质答案 B解析 A项,向FeCl2溶液中通入氯气,生成FeCl3;向FeCl3溶液中加入铁生成FeCl2;都属于化合反应,正确;B项,将铁粉加入氯水中,当铁粉过量时,最终得到FeCl2溶液,错误;C项,Fe2+、Cl-均可与酸性高锰酸钾溶液反应,故不可用酸性高锰酸钾鉴别FeCl2和FeCl3,正确;D项,二价铁不稳定,可被氧化为三价铁;分别向盛有FeCl2溶液和FeCl3溶液的试管中加入NaOH溶液,均可能得到Fe(OH)3,正确。2.维生素C又称“抗坏血酸”,能帮助人体将食物中摄取的、不易吸收的Fe3+转化为易吸收的Fe2+,下列有关分析错误的是( )A.维生素C具有还原性B.Fe3+转化为Fe2+发生了氧化反应C.维生素C药片应隔绝空气保存D.向Fe3+的溶液中加入Cu,也能将Fe3+转化为Fe2+答案 B解析 A项,维生素C能够将Fe3+转化为易吸收的Fe2+,Fe元素化合价降低,得到电子被还原,说明维生素C具有还原性,正确;B项,Fe3+转化为Fe2+时,Fe元素化合价降低,得到电子被还原,发生了还原反应,错误;C项,维生素C药片具有强的还原性,容易被空气中的氧气氧化,因此应隔绝空气保存,正确;D项,向Fe3+的溶液中加入Cu,会发生反应:2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,因此Cu单质也能将Fe3+转化为Fe2+,正确。3.制印刷电路板时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”,发生的反应为2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2。向盛有FeCl3溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,反应结束后,下列结果不可能出现的是( )A.烧杯中有铜、无铁 B.烧杯中有铁、无铜C.烧杯中铁、铜都有 D.烧杯中铁、铜都无答案 B解析 Fe比Cu活泼,所以先发生反应①:Fe+2FeCl3===3FeCl2;后发生反应②:Cu+2FeCl3===2FeCl2+CuCl2。A项,反应①进行完全,反应②未开始或反应未完全,此时有铜无铁,可能,不符合题意;B项,在铁未完全反应前,铜不参与反应,故不可能出现有铁、无铜,错误,符合题意;C项,反应①反应未完全,反应②未开始,此时铁铜都有,可能,不符合题意;D项,反应①②都进行完全,此时铁铜全无,可能,符合题意。4.(2023·鄂州高一质检)为探究某食品包装袋内一小包脱氧剂中的还原铁粉是否变质,分别取少量样品溶于盐酸,再进行下列实验,其结论正确的是( )A.滴加KSCN溶液,溶液变红,说明铁粉变质B.滴加KSCN溶液,溶液未变红,说明铁粉未变质C.依次滴加氯水、KSCN溶液,溶液变红,说明铁粉全部变质D.滴加KSCN溶液,溶液未变红,再滴加氯水,溶液变红,说明铁粉全部变质答案 A解析 A.若滴加KSCN溶液,溶液变红,说明溶液中含有铁离子,可以确定还原铁粉被氧化变质,故A正确;B.若滴加KSCN溶液,溶液未变红,说明溶液中无铁离子,但还原铁粉有可能被氧化为亚铁离子,故B错误;C.氯水具有强氧化性,可以把亚铁离子氧化为铁离子,亚铁离子来源可能是铁与盐酸反应,故不能确定是部分氧化、还是全部氧化或没有被氧化,故C错误;D.若滴加KSCN溶液,溶液未变红,再滴加氯水,溶液变红,说明溶液中不含铁离子,含有亚铁离子,亚铁离子来源可能是铁与盐酸反应,故D错误。(二)Fe、Fe2+与 Fe3+的相互转化及应用5.构建知识网络是一种有效的学习方法,化学学习中的“价—类”二维图就是其中一种,如图所示是铁及其化合物的“价—类”二维图,下列有关叙述或化学方程式书写不正确的是( )A.物质A的氧化物不稳定,在空气中受热迅速被氧化B.Fe2O3―→Fe可能是Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3C.C在空气中容易被氧化成B,每1 mol C被氧化消耗的氧气为5.6 LD.FeCl2→FeCl3的反应类型是氧化还原反应答案 C解析 A是+2价铁的氧化物,A是FeO;B是+3价铁的氢氧化物,B是Fe(OH)3;C是+2价铁的氢氧化物,C是Fe(OH)2。 A是FeO,FeO不稳定,在空气中受热迅速被氧化,故A正确; 铝的活泼性大于铁,铝能置换出氧化铁中的铁,Fe2O3―→Fe可能是Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3,故B正确;Fe(OH)2在空气中容易被氧化成Fe(OH)3,根据得失电子守恒,每1 mol Fe(OH)2被氧化消耗0.25 mol氧气,没有明确是否为标准状况,体积不一定为5.6 L,故C错误; FeCl2→FeCl3的反应中,铁元素化合价发生了变化,该反应是氧化还原反应,故D正确。6.某生产企业的工业废水中含有大量的FeSO4和较多的CuSO4。为了变废为宝,技术人员计划从该废水中回收FeSO4和金属Cu,工艺流程如图所示。回答下列问题:(1)“操作1”与“操作2”的名称为________,在实验室中进行该操作时,所需要的玻璃仪器除烧杯外,还有____________________。(2)加入试剂A的目的是将Cu2+全部转化为Cu,以便回收铜单质,发生反应的离子方程式为_____________________________________________________________________________________________________________________。(3)“滤渣”的成分为________,加入的试剂B为________(填化学式)。(4)要鉴别“溶液2”中的金属阳离子,所需实验操作及实验现象是________________________________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)过滤 漏斗、玻璃棒 (2)Cu2++Fe===Cu+Fe2+ (3)Cu和Fe H2SO4 (4)取少许“溶液2”于试管,滴加几滴KSCN溶液,无明显现象,振荡,再滴加几滴氯水,出现红色,则含Fe2+解析 工业废水中含有大量的FeSO4和较多的Cu2+,从该废水中回收FeSO4制得FeSO4·7H2O,故要除去Cu2+,则加入的试剂A为过量铁屑,发生反应:Fe+Cu2+===Fe2++Cu,经操作1过滤,得到的滤渣为Cu和Fe的混合物,溶液1为FeSO4溶液;在滤渣中加入试剂B的目的是将铁溶解为FeSO4,而Cu不溶,故试剂B为过量的硫酸,操作2为过滤,得到Cu,溶液2为H2SO4和FeSO4的混合溶液,FeSO4溶液经操作③加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥即得FeSO4·7H2O。(1)由分析可知,“操作1”与“操作2”的名称为过滤,在实验室中进行该操作时,所需要的玻璃仪器除烧杯外,还有漏斗和玻璃棒;(2)由分析可知,加入试剂A的目的是将Cu2+全部转化为Cu,以便回收铜单质,发生反应的离子方程式为Fe+Cu2+===Fe2++Cu;(3)由分析可知,“滤渣”的成分为Fe和Cu,加入的试剂B为H2SO4;(4)要鉴别“溶液2”中的金属阳离子即Fe2+,故所需实验操作及实验现象是取少许“溶液2”于试管,滴加几滴KSCN溶液,无明显现象,振荡,再滴加几滴氯水,出现红色,则含Fe2+。(三)药品食品中铁元素的检验7.某兴趣小组进行某补血剂中铁元素含量的测定实验流程如下:下列说法不正确的是( )A.步骤①研磨时需要在研钵中进行B.步骤②加入氨水的作用是将Fe2+完全沉淀C.步骤③多步操作为过滤、洗涤、灼烧至恒重、冷却、称重D.每片补血剂中铁元素的质量为0.07w g答案 B解析 步骤①是将补血剂研磨成细粉,便于溶解,研磨时需要在研钵中进行,A正确;步骤②中加入过氧化氢是将Fe2+氧化为Fe3+,然后用过量氨水将Fe3+完全沉淀为红褐色氢氧化铁,B错误;步骤③是将氢氧化铁沉淀转化为氧化铁,通过测定氧化铁的质量,计算补血剂中铁元素的含量,所以操作为过滤、洗涤、灼烧至恒重、冷却、称重,C正确;w g氧化铁中铁元素的质量即为10片补血剂中铁的质量,所以每片补血剂含铁元素的质量为=0.07w g,D正确。B级 素养培优练8.(2023·日照东港区期中)一定条件下,将一定量Fe3O4溶于过量盐酸生成FeCl2和FeCl3,分别取少量反应后的溶液进行以下实验,有关实验描述正确的是( )A.滴加KSCN溶液,若溶液变红色证明溶液中含有Fe2+B.加入5.6 g铁粉恰好完全反应,则Fe3O4的质量为23.2 gC.用溶液在铜片上写字,一段时间后洗去溶液,观察到铜片表面无明显现象D.先向溶液中通入氯气,再滴加KSCN溶液,若变红色不能证明溶液中含有Fe2+答案 D解析 A项,三价铁遇到硫氰化钾后溶液会变成红色,故滴加KSCN溶液,若溶液变红色证明溶液中含有Fe3+,错误;B项,原溶液中盐酸有剩余,加入铁粉后会和盐酸反应,故无法通过铁的量计算四氧化三铁的量,错误;C项,溶液中有三价铁离子,可以和铜单质反应,故用溶液在铜片上写字,一段时间后洗去溶液,会发现有铜被溶解,错误;D项,溶液变红也可能是原来溶液中就有三价铁而使溶液变红,正确。9.选择合适的试剂完成甲、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的顺序能达到实验目的的是( ) 试剂 选项 甲组 乙组A 新制氯水、KSCN溶液 氢氧化钠溶液B 酸性KMnO4溶液 KSCN溶液C KOH溶液 溴水D 溴水 酸性KMnO4溶液答案 B解析 甲组,在Fe3+存在的条件下,检验Fe2+时要排除Fe3+的干扰。所选试剂具备下列条件:一是能与Fe2+发生有明显现象的反应;二是与Fe3+不反应。酸性KMnO4溶液符合条件:5Fe2++MnO+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O,现象为紫色变浅(或褪去)。乙组,在Fe2+存在的条件下,用KSCN溶液检验Fe3+,Fe2+无干扰。10.某药物(主要成分:玻珀酸亚铁,呈暗黄色)是市场上一种常见的补铁药物。该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸。某同学为了检测该药片中Fe2+的存在,设计并进行了如下实验:试回答下列问题:(1)试剂1是________,试剂2是________,加入新制氯水后溶液中发生反应的离子方程式是______________________________________________________________________________________________________、_______________________________________________________。(2)加入试剂2后溶液中颜色由淡黄色转变为淡红色是因为________________________________________________________________,写出+2价Fe在空气中转化为+3价Fe的化学方程式:______________________________________________________________________________________________________________________________。(3)该同学猜想红色溶液变为无色溶液的原因是溶液中的+3价铁被还原为+2价铁,你认为该同学的猜想合理吗?________。若你认为合理,请说明理由(若你认为不合理,该空不作答)____________________________________________________________________________________________________________;若你认为不合理请提出你的猜想并设计一个简单的实验加以验证(若你认为合理,该空不作答)____________________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)稀盐酸 KSCN溶液 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3 (2)少量的Fe2+转化为Fe3+ 4FeCl2+O2+4HCl===4FeCl3+2H2O (3)不合理 猜想:Fe(SCN)3中的SCN-被过量的氯水氧化 在褪色后的溶液中加入FeCl3溶液,不变红色(或在褪色后的溶液中加入KSCN溶液,变红色)解析 (1)该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸,试剂1用于溶解样品,可以选用稀盐酸;试剂2用于检验三价铁离子,可以选用KSCN溶液;氯气氧化亚铁离子生成铁离子,离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-;铁离子与硫氰根离子结合生成硫氰化铁,离子方程式为Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3。(2)Fe3+遇KSCN溶液变红色,溶液由淡黄色变为浅红色,说明少量Fe2+被氧化成Fe3+;亚铁离子被空气中的氧气氧化为铁离子,化学方程式为4FeCl2+4HCl+O2===4FeCl3+2H2O。(3)因为氯水氧化性强,不会还原Fe3+,该同学的猜想不合理;可能是SCN-被过量的氯水氧化,可取少量褪色后的溶液,加入FeCl3溶液,不变红色(或取少量褪色后的溶液,加入KSCN溶液,变红色)。11.已知:浓硫酸具有吸水性,可作干燥剂。铁有两种氯化物,都是重要的化工试剂。某化学活动小组用如图所示的装置(夹持装置略去)模拟工业生产制备无水氯化铁,请回答下列问题:查阅有关资料如下:①氯化铁熔点为306 ℃,沸点为315 ℃;易吸收空气中的水分而潮解。②氯化亚铁熔点为670 ℃,易升华。(1)A装置中盛放浓盐酸的实验仪器名称是________,A中发生反应的化学方程式为____________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)C中的产物为________(填化学式),D中装的药品是碱石灰,其作用是______________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)如果省略B装置进行实验,一段时间后,取装置C中的产物,按以下步骤进行测定:①称取4.60 g产物溶于过量的稀盐酸中;②加入足量H2O2溶液;③再加入足量NaOH溶液;④过滤、洗涤后灼烧沉淀;⑤称量所得红棕色固体为2.40 g,则该产物中铁元素的质量分数为________%(结果精确到小数点后两位)。答案 (1)分液漏斗 MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O(2)FeCl3 吸收多余的Cl2,防止污染环境以及防止空气中的水蒸气进入C中(3)36.52解析 由实验装置图可知,装置A中二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气,浓盐酸具有挥发性,制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气,装置B中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体,盛有的浓硫酸的装置用于干燥氯气,盛有铁粉的装置用于氯气与铁粉共热反应制备氯化铁,装置C为氯化铁的冷凝收集装置,装置D中盛有的碱石灰用于吸收未反应的氯气,防止污染空气,同时吸收空气中的水蒸气防止水蒸气进入C中导致氯化铁潮解。(1)由实验装置图可知,装置A中盛放浓盐酸的实验仪器为分液漏斗;A中发生的反应为二氧化锰与浓盐酸共热反应生成氯化锰、氯气和水,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。(2)由分析可知,装置C为氯化铁的冷凝收集装置,装置D中盛有的碱石灰用于吸收未反应的氯气,防止污染空气,同时吸收空气中的水蒸气防止水蒸气进入C中导致氯化铁潮解。(3)如果省略B装置进行实验,一段时间后,装置C中的产物为氯化亚铁和氯化铁的混合物,由题意可知,实验所得2.40 g红棕色固体为氧化铁,由铁原子个数守恒可知,产物中铁元素的质量分数为×100%=36.52%。基础课时19 铁盐和亚铁盐学习目标 1.通过实验探究学会Fe2+、Fe3+的检验方法,培养证据推理意识,提升实验探究能力与创新意识。2.依据化合价理论,结合实验探究,掌握铁盐和亚铁盐的主要性质,了解它们在生产、生活中的应用。一、铁盐和亚铁盐的性质及检验 (一)知识梳理1.从化合价不变角度预测Fe2+和Fe3+的性质具有盐的通性,与金属单质、碱、盐等发生反应。如与碱(NaOH溶液)反应的离子方程式分别为 、 。 2.从化合价改变角度预测Fe2+和Fe3+的性质(1)Fe2+具有 性和 性,如硫酸亚铁与氯水反应的离子方程式为 。 (2)Fe3+具有 性,如硫酸铁与铁粉反应的离子方程式为 ,也具有一定的还原性。如在碱性条件下用NaClO氧化硫酸铁制备Na2FeO4。 3.Fe3+和Fe2+的检验方法FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红色 FeCl2溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,再滴加氯水,溶液变红色(1)滴加KSCN溶液,溶液直接变红色,该溶液中含有 。 (2)滴加KSCN溶液,无明显现象,再加新制氯水溶液变红色,该溶液中含有 。 (二)互动探究烧制砖瓦时,用富含铁元素黏土做成的坯经过烘烧后,铁的化合物氧化为红色的氧化铁(Fe2O3),而制得红色的砖瓦。烘烧完全后向窑内添加大量的煤炭后封窑约1天后,从窑顶向下慢慢浇水7天。水蒸气和窑内高温的炭发生化学反应,密闭的窑内会产生大量的还原气体H2和CO,它们把红色Fe2O3又逐渐还原成为青灰色的FeO、Fe3O4,而制得青砖。【问题讨论】问题1 如何设计实验检验红砖含有+3价的铁元素 问题2 如何设计实验检验青砖含有+2价的铁元素 问题3 如何设计实验证明Fe3O4中既有+2价铁又有+3价铁 【探究归纳】1.Fe2+和Fe3+的检验方法(1)Fe3+ 的检验方法(2)Fe2+ 的检验方法2.在含有Fe2+ 、Fe3+ 的混合溶液中,检验Fe3+ 和Fe2+ 的方法(1)Fe3+ 的检验①混合溶液溶液变红,说明含有Fe3+ 。②混合溶液试纸变蓝,说明含有Fe3+ 。(不含其他氧化性离子)(2)Fe2+ 的检验①混合溶液酸性KMnO4 溶液紫色褪去,说明含有Fe2+ 。(不含其他还原性离子)②混合溶液生成蓝色沉淀,说明含有Fe2+ 。3.检验Fe2+ 的注意事项(1)只含Fe2+ 的溶液中检验Fe2+ 时加入试剂的顺序:待测液不变色红色。新制氯水不能过量,因氧化性Cl2>(SCN)2>Fe3+,若氯水过量,Cl2先氧化Fe2+,再氧化SCN-生成(SCN)2等。(2)检验铁的氧化物中是否有Fe2+ 时,正确的思路为少量固体溶液紫色褪去。①步骤a 中不能选用稀盐酸,原因是酸性KMnO4 溶液可以氧化Cl- 。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+ 。1.为检验某溶液中是否含有Fe3+,可以选择的试剂是 ( )A.KSCN溶液 B.AgNO3溶液C.酸性KMnO4溶液 D.BaCl2溶液2.硫酸亚铁溶液中含有杂质硫酸铜和硫酸铁,为除去杂质,提纯硫酸亚铁,应该加入下列物质中的 ( )A.锌粉 B.镁粉 C.铁粉 D.铝粉3.证明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是 ( )A.先滴加氯水再滴加硫氰化钾溶液显红色B.先滴加硫氰化钾溶液不显红色,再滴加氯水显红色C.先加入铁粉再滴加硫氰化钾溶液不显红色D.只需要滴加硫氰化钾溶液二、Fe、Fe2+与 Fe3+的相互转化及应用 (一)知识梳理铁及其化合物间的转化知识结构图写出图中序号所示反应的离子方程式:① ; ② ; ③ ; ④ ; ⑤ ; ⑥ 。 (其他合理答案均可)(二)互动探究[药品名称] 通用名称:硫酸亚铁片 英文名称:Ferrous Sulfate Tublets 汉语拼音:liusuanyatiepian [成分]本品每片含硫酸亚铁0.3克(相当于铁60毫克)。辅料为:蔗糖、糊精、葡萄糖、硬脂酸镁、滑石粉。 [性状]本品为包衣片,除去包衣后显淡蓝绿色。硫酸亚铁片说明书中,药片上有层包衣。 保存FeSO4溶液时,常加入铁钉。【问题讨论】问题1 硫酸亚铁片这层包衣起什么作用 问题2 保存FeSO4溶液时,加入铁钉的原理是什么 【探究归纳】Fe2+、Fe3+、Fe之间的相互转化关系(1)Fe只具有还原性,可被弱氧化剂(H+、S等)氧化成Fe2+,被强氧化剂(Cl2等)氧化成Fe3+。(2)Fe2+既有氧化性又有还原性,可被强氧化剂[Cl2、KMnO4(H+)等]氧化为Fe3+,可被还原剂(Al、Zn等)还原为Fe。(3)Fe3+具有氧化性,可被还原剂(Fe、Cu等)还原为Fe2+,可被还原剂(CO等)还原为Fe。1.下列物质能通过化合反应直接制得的是 ( )①FeCl2 ②FeCl3 ③HClA.只有①② B.只有②C.只有①③ D.①②③2.打印机使用的墨粉中含有Fe3O4。将FeSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液按一定比例混合,再加入一定量的NaOH溶液,水浴加热,可制得Fe3O4,反应如下: Fe2++ Fe3++ OH- Fe3O4↓+ H2O,下列分析不正确的是 ( ) A.Fe3O4具有磁性B.反应中,Fe2+是还原剂,Fe3+是氧化剂C.从左到右,反应中各物质的化学计量数依次为1、2、8、1、4D.Fe3O4可与盐酸反应生成Fe2+和Fe3+,所得两种离子的物质的量之比为1∶23.下列指定物质之间的转化:FeFe3O4混合溶液FeCl2溶液Fe(OH)2下列说法不正确的是 ( )A.反应①属于置换反应B.反应②所得混合溶液中Fe2+与Fe3+物质的量之比是1∶2C.反应③的离子方程式为2Fe3++Fe===3Fe2+D.利用反应④制备Fe(OH)2时需要充分振荡反应液三、药品、食品中铁元素的检验 互动探究探究(一)铁元素在人体中起着重要的作用。如果人体缺铁就会出现贫血症状,可用饮食疗法治疗,严重缺铁时则需要服用补铁剂。补铁口服液是常见的补铁剂,其中除了含铁化合物外,还常添加抗氧化物质(如维生素C)、甜味剂、香精等。例如,某补铁口服液100 mL含铁元素20~30 mg、维生素C 200~300 mg。如下为某补铁剂中铁元素检验的实验实验目的 实验用品 实验步骤 实验现象 实验结论检验某补铁口服液中铁元素的价态 某补铁口服液,H2SO4溶液,NaOH溶液,酸性KMnO4溶液,氯水,KSCN溶液 ①取少量补铁口服液于试管中,滴入KSCN溶液 A.不变红 无Fe3+B.变红 有Fe3+②若出现现象A,向反应后的溶液中滴加氯水 溶液变红 有Fe2+③若出现现象B,另取补铁剂滴加酸性KMnO4溶液 紫红色 褪去 有Fe2+紫红色 不褪去 无Fe2+【问题讨论】问题1 补铁剂中所含维生素C的作用是什么 问题2 用酸性KMnO4溶液检验补铁剂中铁元素的价态时,其他成分是否会影响实验结果的可靠性 问题3 可否用NaOH溶液检验补铁剂中铁元素的价态 探究(二)菠菜、芹菜、黑木耳、蛋黄和动物内脏等食品中富含铁元素,某研究小组设计实验,检验菠菜中铁元素,实验步骤如下:(1)取新鲜的菠菜10 g,将菠菜剪碎后研磨,然后倒入烧杯中,加入30 mL蒸馏水,搅拌。将上述浊液过滤,得到的滤液作为试验样品。(2)取少许试验样品加入试管中,然后滴加几滴KSCN溶液,再加入少量氯水,振荡,观察现象。【问题讨论】问题4 剪碎后的菠菜放在 中研磨,过滤浊液时用到的玻璃仪器有 。 问题5 试验样品中滴加KSCN溶液,无明显现象,再加入少量氯水,溶液变成红色,据此得出什么结论 【探究归纳】1.食品中铁元素的测定问题总结(1)检验铁元素是否存在的依据:把样品中的铁元素转变为Fe3+,Fe3+遇KSCN溶液变为红色。(2)实验中必须用到的试剂为双氧水(或氯水)、KSCN溶液。(3)实验操作中根据选择的不同样品,可以考虑采用灼烧的方法,也可以用研磨的方法,也可以考虑用溶剂溶解,最后得到的试液一定要加入双氧水(或氯水)将其中的铁元素氧化为三价铁,然后加入KSCN溶液,看是否变红来检验是否存在铁元素。2.补铁剂存放及使用的注意事项(1)补铁剂的有效成分是亚铁盐(如FeSO4),Fe2+被氧化为Fe3+而失去补铁作用,因此需密封、隔绝O2存放,服用补铁剂时搭配维生素C可以增强补铁效果,这是因为维生素C可将Fe3+还原为Fe2+。(2)服用补铁剂时不能和茶水同饮,因为茶水中含大量的鞣酸,鞣酸与Fe2+反应生成鞣酸亚铁,它的性质不稳定,很快被氧化成鞣酸铁而呈蓝黑色。1.检验菠菜中是否含有铁元素,依次进行灼烧、溶解、过滤、检验四个实验步骤,下列图示装置或原理不合理的是 ( )A.图甲用烧杯将菠菜灼烧成灰B.图乙用浓盐酸溶解灰烬并加水稀释C.图丙过滤得到含铁元素的滤液D.图丁检验滤液中是否含Fe2+2.探究补铁剂[主要成分:氯化血红素(含+2价铁)、富锌蛋白粉、维生素C、乳酸、葡萄糖浆]中铁元素是否变质。先取少量补铁剂,用酸性丙酮溶解后制成溶液。下列说法不正确的是 ( )实验Ⅰ 取待测液,加入少量KSCN溶液,无明显现象;再加入少量H2O2,溶液不变红实验Ⅱ 取实验Ⅰ所得溶液,再加入少量KSCN溶液,无明显现象;再加入H2O2溶液,溶液变为红褐色实验Ⅲ 取实验Ⅰ所得溶液,加入少量盐酸溶液,无明显现象,继续加入H2O2至过量,溶液先变红后褪色A.实验Ⅰ中加入KSCN溶液无明显现象,与KSCN溶液的用量无关B.实验Ⅰ中加入H2O2溶液后不变红,可能是H2O2被维生素C还原了C.实验Ⅲ中溶液红色褪去,可能是H2O2将SCN-氧化了D.实验说明,该补铁剂中+2价铁在酸性条件下才能被H2O2氧化3.铁是人体必需的微量元素之一,补铁剂中的Fe2+在空气中很容易被氧化成Fe3+,影响铁元素在人体中的吸收利用。某实验小组进行如图所示的对照实验,验证补铁剂和维生素C一起服用的科学性。[实验操作]第一步:在A、B两支试管中加入对比试剂;第二步:振荡;第三步:滴加KSCN溶液。[实验现象](1)A试管中溶液变 色,B试管中无明显现象。 [实验结论](2)维生素C具有 (填“氧化性”或“还原性”),能防止Fe2+被氧化为Fe3+,所以补铁剂和维生素C一起服用具有科学依据。 [生活应用](3)某品牌泡腾片的主要成分为维生素C和NaHCO3,放入水中立即产生大量气泡(CO2)使口感更好,说明维生素C具有 (填“酸性”或“碱性”)。 (4)为防止烹调时蔬菜中维生素C的损失,烹调蔬菜应注意 (写一条即可)。:课后完成 第三章 基础课时19(共69张PPT)第一节 铁及其化合物第三章 铁 金属材料基础课时 铁盐和亚铁盐191.通过实验探究学会Fe2+、Fe3+的检验方法,培养证据推理意识,提升实验探究能力与创新意识。2.依据化合价理论,结合实验探究,掌握铁盐和亚铁盐的主要性质,了解它们在生产、生活中的应用。学习目标一、铁盐和亚铁盐的性质及检验二、Fe、Fe2+与 Fe3+的相互转化及应用目录CONTENTS课后巩固训练三、药品、食品中铁元素的检验一、铁盐和亚铁盐的性质及检验对点训练(一)知识梳理1.从化合价不变角度预测Fe2+和Fe3+的性质具有盐的通性,与金属单质、碱、盐等发生反应。如与碱(NaOH溶液)反应的离子方程式分别为__________________________、__________________________________________。2.从化合价改变角度预测Fe2+和Fe3+的性质(1)Fe2+具有______性和______性,如硫酸亚铁与氯水反应的离子方程式为______________________________________________。(2)Fe3+具有______性,如硫酸铁与铁粉反应的离子方程式为__________________________________,也具有一定的还原性。如在碱性条件下用NaClO氧化硫酸铁制备Na2FeO4。Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓氧化还原2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-氧化2Fe3++Fe===3Fe2+3.Fe3+和Fe2+的检验方法(1)滴加KSCN溶液,溶液直接变红色,该溶液中含有__________。(2)滴加KSCN溶液,无明显现象,再加新制氯水溶液变红色,该溶液中含有__________。FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红色 FeCl2溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,再滴加氯水,溶液变红色Fe3+Fe2+(二)互动探究烧制砖瓦时,用富含铁元素黏土做成的坯经过烘烧后,铁的化合物氧化为红色的氧化铁(Fe2O3),而制得红色的砖瓦。烘烧完全后向窑内添加大量的煤炭后封窑约1天后,从窑顶向下慢慢浇水7天。水蒸气和窑内高温的炭发生化学反应,密闭的窑内会产生大量的还原气体H2和CO,它们把红色Fe2O3又逐渐还原成为青灰色的FeO、Fe3O4,而制得青砖。【问题讨论】问题1 如何设计实验检验红砖含有+3价的铁元素?提示 将红砖研磨成粉末,取少许粉末于试管中,加入稀硫酸振荡,过滤;在滤液中加入KSCN溶液,如溶液变红色,则说明红砖中含有+3价的铁元素。问题2 如何设计实验检验青砖含有+2价的铁元素?提示 将青砖研磨成粉末,取少许粉末于试管中,加入稀硫酸振荡,过滤;在滤液中加入酸性KMnO4溶液,如酸性KMnO4溶液褪色,则说明青砖中含有+2价的铁元素。问题3 如何设计实验证明Fe3O4中既有+2价铁又有+3价铁?提示 取一定量Fe3O4溶于稀硫酸,形成溶液,分别取该溶液于两支试管中。一支试管中加入KSCN溶液,溶液变红,说明含有Fe3+,证明Fe3O4中有+3价铁;另一支试管中加入酸性KMnO4溶液,紫红色褪去,说明含有Fe2+,证明Fe3O4中有+2价铁。【探究归纳】1.Fe2+和Fe3+的检验方法(1)Fe3+ 的检验方法(2)Fe2+ 的检验方法2.在含有Fe2+ 、Fe3+ 的混合溶液中,检验Fe3+ 和Fe2+ 的方法3.检验Fe2+ 的注意事项1.为检验某溶液中是否含有Fe3+,可以选择的试剂是( )A.KSCN溶液 B.AgNO3溶液C.酸性KMnO4溶液 D.BaCl2溶液解析 检验溶液中是否含有Fe3+的方法为向溶液中加入KSCN溶液,然后观察现象,若溶液变红色,说明溶液中存在Fe3+,否则没有铁离子。A2.硫酸亚铁溶液中含有杂质硫酸铜和硫酸铁,为除去杂质,提纯硫酸亚铁,应该加入下列物质中的( )A.锌粉 B.镁粉 C.铁粉 D.铝粉解析 过量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,然后过滤即可得硫酸亚铁溶液。锌、镁、铝都可能将亚铁离子还原成铁单质,并且会引入新的杂质锌离子、镁离子、铝离子。C3.证明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是( )A.先滴加氯水再滴加硫氰化钾溶液显红色B.先滴加硫氰化钾溶液不显红色,再滴加氯水显红色C.先加入铁粉再滴加硫氰化钾溶液不显红色D.只需要滴加硫氰化钾溶液解析 先滴加氯水再滴加硫氰化钾溶液显红色,可能是原溶液中Fe2+被氯水氧化为Fe3+或原溶液本来就含有Fe3+,A错误;先滴加硫氰化钾溶液不显红色,说明原溶液中不存在Fe3+,再滴加氯水显红色,说明Fe2+被氯水氧化为Fe3+,原溶液存在Fe2+,B正确;先加入铁粉再滴加硫氰化钾溶液不显红色,原溶液可能存在Fe3+,C错误;滴加硫氰化钾溶液不显色,不一定含有Fe2+,D错误。B二、Fe、Fe2+与 Fe3+的相互转化及应用对点训练(一)知识梳理铁及其化合物间的转化知识结构图写出图中序号所示反应的离子方程式:①______________________________________________;②__________________________________________;③________________________________________________;④____________________________________;⑤______________________________________________;⑥____________________________________________。(其他合理答案均可)Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2OFe3++3OH-===Fe(OH)3↓Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2OFe+2H+===Fe2++H2↑2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+(二)互动探究[药品名称] 通用名称:硫酸亚铁片 英文名称:Ferrous Sulfate Tublets 汉语拼音:liusuanyatiepian [成分]本品每片含硫酸亚铁0.3克(相当于铁60毫克)。辅料为:蔗糖、糊精、葡萄糖、硬脂酸镁、滑石粉。 [性状]本品为包衣片,除去包衣后显淡蓝绿色。硫酸亚铁片说明书中,药片上有层包衣。 保存FeSO4溶液时,常加入铁钉。【问题讨论】问题1 硫酸亚铁片这层包衣起什么作用?提示 隔绝空气,防止硫酸亚铁被氧化。问题2 保存FeSO4溶液时,加入铁钉的原理是什么?提示 当亚铁离子被氧化为铁离子时,铁可将生成的铁离子还原为亚铁离子。【探究归纳】Fe2+、Fe3+、Fe之间的相互转化关系(1)Fe只具有还原性,可被弱氧化剂(H+、S等)氧化成Fe2+,被强氧化剂(Cl2等)氧化成Fe3+。(2)Fe2+既有氧化性又有还原性,可被强氧化剂[Cl2、KMnO4(H+)等]氧化为Fe3+,可被还原剂(Al、Zn等)还原为Fe。(3)Fe3+具有氧化性,可被还原剂(Fe、Cu等)还原为Fe2+,可被还原剂(CO等)还原为Fe。1.下列物质能通过化合反应直接制得的是( )①FeCl2 ②FeCl3 ③HClA.只有①② B.只有② C.只有①③ D.①②③DB解析 Fe3O4是具有磁性的黑色晶体,A正确;反应中,各元素的化合价没有发生改变,不是氧化还原反应,B错误;根据原子守恒和电荷守恒,可知配平离子方程式从左至右各物质的化学计量数依次为1、2、8、1、4,C正确;Fe3O4与盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水,根据反应Fe3O4+8HCl===2FeCl3+FeCl2+4H2O,可得Fe2+与Fe3+两种离子的物质的量之比为1∶2,D正确。D三、药品、食品中铁元素的检验对点训练互动探究探究(一)铁元素在人体中起着重要的作用。如果人体缺铁就会出现贫血症状,可用饮食疗法治疗,严重缺铁时则需要服用补铁剂。补铁口服液是常见的补铁剂,其中除了含铁化合物外,还常添加抗氧化物质(如维生素C)、甜味剂、香精等。例如,某补铁口服液100 mL含铁元素20~30 mg、维生素C 200~300 mg。如下为某补铁剂中铁元素检验的实验实验目的 实验用品 实验步骤 实验现象 实验结论检验某补铁口服液中铁元素的价态 某补铁口服液,H2SO4溶液,NaOH溶液,酸性KMnO4溶液,氯水,KSCN溶液 ①取少量补铁口服液于试管中,滴入KSCN溶液 A.不变红 无Fe3+B.变红 有Fe3+②若出现现象A,向反应后的溶液中滴加氯水 溶液变红 有Fe2+③若出现现象B,另取补铁剂滴加酸性KMnO4溶液 紫红色褪去 有Fe2+紫红色不褪去 无Fe2+【问题讨论】问题1 补铁剂中所含维生素C的作用是什么?提示 抗氧化剂,防止Fe2+被氧化成Fe3+。问题2 用酸性KMnO4溶液检验补铁剂中铁元素的价态时,其他成分是否会影响实验结果的可靠性?提示 会。补铁剂中含有还原性比Fe2+强的维生素C,维生素C也能使酸性KMnO4溶液褪色。故应加入过量的氧化剂,再加入过量的KSCN溶液进行检验。问题3 可否用NaOH溶液检验补铁剂中铁元素的价态?提示 不能。若补铁剂中含有Fe3+,加入NaOH溶液立即产生红褐色沉淀,则无法检验Fe2+的存在。探究(二)菠菜、芹菜、黑木耳、蛋黄和动物内脏等食品中富含铁元素,某研究小组设计实验,检验菠菜中铁元素,实验步骤如下:(1)取新鲜的菠菜10 g,将菠菜剪碎后研磨,然后倒入烧杯中,加入30 mL蒸馏水,搅拌。将上述浊液过滤,得到的滤液作为试验样品。(2)取少许试验样品加入试管中,然后滴加几滴KSCN溶液,再加入少量氯水,振荡,观察现象。【问题讨论】问题4 剪碎后的菠菜放在________中研磨,过滤浊液时用到的玻璃仪器有____________________。问题5 试验样品中滴加KSCN溶液,无明显现象,再加入少量氯水,溶液变成红色,据此得出什么结论?提示 菠菜中含有铁元素,且以二价铁形式存在。研钵烧杯、漏斗、玻璃棒【探究归纳】1.食品中铁元素的测定问题总结(1)检验铁元素是否存在的依据:把样品中的铁元素转变为Fe3+,Fe3+遇KSCN溶液变为红色。(2)实验中必须用到的试剂为双氧水(或氯水)、KSCN溶液。(3)实验操作中根据选择的不同样品,可以考虑采用灼烧的方法,也可以用研磨的方法,也可以考虑用溶剂溶解,最后得到的试液一定要加入双氧水(或氯水)将其中的铁元素氧化为三价铁,然后加入KSCN溶液,看是否变红来检验是否存在铁元素。2.补铁剂存放及使用的注意事项(1)补铁剂的有效成分是亚铁盐(如FeSO4),Fe2+被氧化为Fe3+而失去补铁作用,因此需密封、隔绝O2存放,服用补铁剂时搭配维生素C可以增强补铁效果,这是因为维生素C可将Fe3+还原为Fe2+。(2)服用补铁剂时不能和茶水同饮,因为茶水中含大量的鞣酸,鞣酸与Fe2+反应生成鞣酸亚铁,它的性质不稳定,很快被氧化成鞣酸铁而呈蓝黑色。1.检验菠菜中是否含有铁元素,依次进行灼烧、溶解、过滤、检验四个实验步骤,下列图示装置或原理不合理的是( )A.图甲用烧杯将菠菜灼烧成灰B.图乙用浓盐酸溶解灰烬并加水稀释C.图丙过滤得到含铁元素的滤液D.图丁检验滤液中是否含Fe2+A解析 A.应该用坩埚灼烧菠菜,A错误;B.溶解用烧杯,玻璃棒搅拌加速溶解,B正确;C.过滤操作漏斗末端紧贴烧杯,用玻璃棒引流,C正确;D.K3[Fe(CN)6]遇到Fe2+生成蓝色沉淀,D正确。2.探究补铁剂[主要成分:氯化血红素(含+2价铁)、富锌蛋白粉、维生素C、乳酸、葡萄糖浆]中铁元素是否变质。先取少量补铁剂,用酸性丙酮溶解后制成溶液。下列说法不正确的是( )实验Ⅰ 取待测液,加入少量KSCN溶液,无明显现象;再加入少量H2O2,溶液不变红实验Ⅱ 取实验Ⅰ所得溶液,再加入少量KSCN溶液,无明显现象;再加入H2O2溶液,溶液变为红褐色实验Ⅲ 取实验Ⅰ所得溶液,加入少量盐酸溶液,无明显现象,继续加入H2O2至过量,溶液先变红后褪色A.实验Ⅰ中加入KSCN溶液无明显现象,与KSCN溶液的用量无关B.实验Ⅰ中加入H2O2溶液后不变红,可能是H2O2被维生素C还原了C.实验Ⅲ中溶液红色褪去,可能是H2O2将SCN-氧化了D.实验说明,该补铁剂中+2价铁在酸性条件下才能被H2O2氧化答案 D解析 取实验Ⅰ所得溶液,再加入少量KSCN溶液,无明显现象;再加入H2O2溶液,溶液变为红褐色,说明与KSCN溶液的用量无关,故A正确;维生素C具有还原性,实验Ⅰ中加入H2O2溶液后不变红,可能是H2O2被维生素C还原了,故B正确;H2O2具有强氧化性,SCN-具有还原性,继续加入H2O2至过量,溶液先变红后褪色,溶液红色褪去,可能是H2O2将SCN-氧化了,故C正确;没有对照实验,无法说明中性、碱性条件下,该补铁剂中+2价铁能否被H2O2氧化,故D错误。3.铁是人体必需的微量元素之一,补铁剂中的Fe2+在空气中很容易被氧化成Fe3+,影响铁元素在人体中的吸收利用。某实验小组进行如图所示的对照实验,验证补铁剂和维生素C一起服用的科学性。[实验操作]第一步:在A、B两支试管中加入对比试剂;第二步:振荡;第三步:滴加KSCN溶液。[实验现象](1)A试管中溶液变________色,B试管中无明显现象。[实验结论](2)维生素C具有________(填“氧化性”或“还原性”),能防止Fe2+被氧化为Fe3+,所以补铁剂和维生素C一起服用具有科学依据。[生活应用](3)某品牌泡腾片的主要成分为维生素C和NaHCO3,放入水中立即产生大量气泡(CO2)使口感更好,说明维生素C具有________(填“酸性”或“碱性”)。(4)为防止烹调时蔬菜中维生素C的损失,烹调蔬菜应注意___________________________________________________________________(写一条即可)。红还原性酸性避免与氧化性物质接触(或避免与碱性物质接触)解析 (1)Fe3+与SCN-结合而使溶液呈红色。(2)向FeCl3溶液中加入足量维生素C后,再加入KSCN溶液,溶液不变红色,说明Fe3+被维生素C还原,即维生素C具有还原性。(3)将维生素C与NaHCO3放入水中,立即有大量CO2产生,说明维生素C具有酸性。(4)由实验(2)、(3)可知,维生素C具有还原性和酸性,故烹调蔬菜时应避免与氧化性物质或碱性物质接触。课后巩固训练A级 合格过关练选择题只有1个选项符合题意(一)铁盐和亚铁盐的性质及检验1.下列关于FeCl2和FeCl3的叙述中,不正确的是( )A.二者溶液的相互转化均可通过化合反应实现B.将铁粉加入氯水中,最终只能得到FeCl3溶液C.酸性高锰酸钾溶液不可作为鉴别二者溶液的试剂D.分别向盛有FeCl2溶液和FeCl3溶液的试管中加入NaOH溶液,最终可得相同物质B解析 A项,向FeCl2溶液中通入氯气,生成FeCl3;向FeCl3溶液中加入铁生成FeCl2;都属于化合反应,正确;B项,将铁粉加入氯水中,当铁粉过量时,最终得到FeCl2溶液,错误;C项,Fe2+、Cl-均可与酸性高锰酸钾溶液反应,故不可用酸性高锰酸钾鉴别FeCl2和FeCl3,正确;D项,二价铁不稳定,可被氧化为三价铁;分别向盛有FeCl2溶液和FeCl3溶液的试管中加入NaOH溶液,均可能得到Fe(OH)3,正确。2.维生素C又称“抗坏血酸”,能帮助人体将食物中摄取的、不易吸收的Fe3+转化为易吸收的Fe2+,下列有关分析错误的是( )A.维生素C具有还原性B.Fe3+转化为Fe2+发生了氧化反应C.维生素C药片应隔绝空气保存D.向Fe3+的溶液中加入Cu,也能将Fe3+转化为Fe2+B解析 A项,维生素C能够将Fe3+转化为易吸收的Fe2+,Fe元素化合价降低,得到电子被还原,说明维生素C具有还原性,正确;B项,Fe3+转化为Fe2+时,Fe元素化合价降低,得到电子被还原,发生了还原反应,错误;C项,维生素C药片具有强的还原性,容易被空气中的氧气氧化,因此应隔绝空气保存,正确;D项,向Fe3+的溶液中加入Cu,会发生反应:2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,因此Cu单质也能将Fe3+转化为Fe2+,正确。3.制印刷电路板时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”,发生的反应为2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2。向盛有FeCl3溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,反应结束后,下列结果不可能出现的是( )A.烧杯中有铜、无铁 B.烧杯中有铁、无铜C.烧杯中铁、铜都有 D.烧杯中铁、铜都无解析 Fe比Cu活泼,所以先发生反应①:Fe+2FeCl3===3FeCl2;后发生反应②:Cu+2FeCl3===2FeCl2+CuCl2。A项,反应①进行完全,反应②未开始或反应未完全,此时有铜无铁,可能,不符合题意;B项,在铁未完全反应前,铜不参与反应,故不可能出现有铁、无铜,错误,符合题意;C项,反应①反应未完全,反应②未开始,此时铁铜都有,可能,不符合题意;D项,反应①②都进行完全,此时铁铜全无,可能,符合题意。B4.(2023·鄂州高一质检)为探究某食品包装袋内一小包脱氧剂中的还原铁粉是否变质,分别取少量样品溶于盐酸,再进行下列实验,其结论正确的是( )A.滴加KSCN溶液,溶液变红,说明铁粉变质B.滴加KSCN溶液,溶液未变红,说明铁粉未变质C.依次滴加氯水、KSCN溶液,溶液变红,说明铁粉全部变质D.滴加KSCN溶液,溶液未变红,再滴加氯水,溶液变红,说明铁粉全部变质A解析 A.若滴加KSCN溶液,溶液变红,说明溶液中含有铁离子,可以确定还原铁粉被氧化变质,故A正确;B.若滴加KSCN溶液,溶液未变红,说明溶液中无铁离子,但还原铁粉有可能被氧化为亚铁离子,故B错误;C.氯水具有强氧化性,可以把亚铁离子氧化为铁离子,亚铁离子来源可能是铁与盐酸反应,故不能确定是部分氧化、还是全部氧化或没有被氧化,故C错误;D.若滴加KSCN溶液,溶液未变红,再滴加氯水,溶液变红,说明溶液中不含铁离子,含有亚铁离子,亚铁离子来源可能是铁与盐酸反应,故D错误。(二)Fe、Fe2+与 Fe3+的相互转化及应用5.构建知识网络是一种有效的学习方法,化学学习中的“价—类”二维图就是其中一种,如图所示是铁及其化合物的“价—类”二维C图,下列有关叙述或化学方程式书写不正确的是( )6.某生产企业的工业废水中含有大量的FeSO4和较多的CuSO4。为了变废为宝,技术人员计划从该废水中回收FeSO4和金属Cu,工艺流程如图所示。回答下列问题:(1)“操作1”与“操作2”的名称为________,在实验室中进行该操作时,所需要的玻璃仪器除烧杯外,还有____________________。(2)加入试剂A的目的是将Cu2+全部转化为Cu,以便回收铜单质,发生反应的离子方程式为_____________________________________。(3)“滤渣”的成分为________,加入的试剂B为________(填化学式)。(4)要鉴别“溶液2”中的金属阳离子,所需实验操作及实验现象是________________________________________________________________________________________________________________________________。过滤漏斗、玻璃棒Cu2++Fe===Cu+Fe2+Cu和FeH2SO4取少许“溶液2”于试管,滴加几滴KSCN溶液,无明显现象,振荡,再滴加几滴氯水,出现红色,则含Fe2+解析 工业废水中含有大量的FeSO4和较多的Cu2+,从该废水中回收FeSO4制得FeSO4·7H2O,故要除去Cu2+,则加入的试剂A为过量铁屑,发生反应:Fe+Cu2+===Fe2++Cu,经操作1过滤,得到的滤渣为Cu和Fe的混合物,溶液1为FeSO4溶液;在滤渣中加入试剂B的目的是将铁溶解为FeSO4,而Cu不溶,故试剂B为过量的硫酸,操作2为过滤,得到Cu,溶液2为H2SO4和FeSO4的混合溶液,FeSO4溶液经操作③加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥即得FeSO4·7H2O。(1)由分析可知,“操作1”与“操作2”的名称为过滤,在实验室中进行该操作时,所需要的玻璃仪器除烧杯外,还有漏斗和玻璃棒;(2)由分析可知,加入试剂A的目的是将Cu2+全部转化为Cu,以便回收铜单质,发生反应的离子方程式为Fe+Cu2+===Fe2++Cu;(3)由分析可知,“滤渣”的成分为Fe和Cu,加入的试剂B为H2SO4;(4)要鉴别“溶液2”中的金属阳离子即Fe2+,故所需实验操作及实验现象是取少许“溶液2”于试管,滴加几滴KSCN溶液,无明显现象,振荡,再滴加几滴氯水,出现红色,则含Fe2+。BB级 素养培优练8.(2023·日照东港区期中)一定条件下,将一定量Fe3O4溶于过量盐酸生成FeCl2和FeCl3,分别取少量反应后的溶液进行以下实验,有关实验描述正确的是( )A.滴加KSCN溶液,若溶液变红色证明溶液中含有Fe2+B.加入5.6 g铁粉恰好完全反应,则Fe3O4的质量为23.2 gC.用溶液在铜片上写字,一段时间后洗去溶液,观察到铜片表面无明显现象D.先向溶液中通入氯气,再滴加KSCN溶液,若变红色不能证明溶液中含有Fe2+D解析 A项,三价铁遇到硫氰化钾后溶液会变成红色,故滴加KSCN溶液,若溶液变红色证明溶液中含有Fe3+,错误;B项,原溶液中盐酸有剩余,加入铁粉后会和盐酸反应,故无法通过铁的量计算四氧化三铁的量,错误;C项,溶液中有三价铁离子,可以和铜单质反应,故用溶液在铜片上写字,一段时间后洗去溶液,会发现有铜被溶解,错误;D项,溶液变红也可能是原来溶液中就有三价铁而使溶液变红,正确。9.选择合适的试剂完成甲、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的顺序能达到实验目的的是( )B 试剂 选项 甲组 乙组A 新制氯水、KSCN溶液 氢氧化钠溶液B 酸性KMnO4溶液 KSCN溶液C KOH溶液 溴水D 溴水 酸性KMnO4溶液试回答下列问题:(1)试剂1是________,试剂2是__________,加入新制氯水后溶液中发生反应的离子方程式是_________________________、________________________。稀盐酸KSCN溶液2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3(2)加入试剂2后溶液中颜色由淡黄色转变为淡红色是因为______________________,写出+2价Fe在空气中转化为+3价Fe的化学方程式:________________________________________________________________。(3)该同学猜想红色溶液变为无色溶液的原因是溶液中的+3价铁被还原为+2价铁,你认为该同学的猜想合理吗?________。若你认为合理,请说明理由(若你认为不合理,该空不作答)_____;若你认为不合理请提出你的猜想并设计一个简单的实验加以验证(若你认为合理,该空不作答)__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。少量的Fe2+转化为Fe3+4FeCl2+O2+4HCl===4FeCl3+2H2O不合理猜想:Fe(SCN)3中的SCN-被过量的氯水氧化 在褪色后的溶液中加入FeCl3溶液,不变红色(或在褪色后的溶液中加入KSCN溶液,变红色解析 (1)该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸,试剂1用于溶解样品,可以选用稀盐酸;试剂2用于检验三价铁离子,可以选用KSCN溶液;氯气氧化亚铁离子生成铁离子,离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-;铁离子与硫氰根离子结合生成硫氰化铁,离子方程式为Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3。(2)Fe3+遇KSCN溶液变红色,溶液由淡黄色变为浅红色,说明少量Fe2+被氧化成Fe3+;亚铁离子被空气中的氧气氧化为铁离子,化学方程式为4FeCl2+4HCl+O2===4FeCl3+2H2O。(3)因为氯水氧化性强,不会还原Fe3+,该同学的猜想不合理;可能是SCN-被过量的氯水氧化,可取少量褪色后的溶液,加入FeCl3溶液,不变红色(或取少量褪色后的溶液,加入KSCN溶液,变红色)。11.已知:浓硫酸具有吸水性,可作干燥剂。铁有两种氯化物,都是重要的化工试剂。某化学活动小组用如图所示的装置(夹持装置略去)模拟工业生产制备无水氯化铁,请回答下列问题:查阅有关资料如下:①氯化铁熔点为306 ℃,沸点为315 ℃;易吸收空气中的水分而潮解。②氯化亚铁熔点为670 ℃,易升华。(1)A装置中盛放浓盐酸的实验仪器名称是________,A中发生反应的化学方程式为____________________________________________________________。(2)C中的产物为________(填化学式),D中装的药品是碱石灰,其作用是___________________________________________________________________。(3)如果省略B装置进行实验,一段时间后,取装置C中的产物,按以下步骤进行测定:①称取4.60 g产物溶于过量的稀盐酸中;②加入足量H2O2溶液;③再加入足量NaOH溶液;④过滤、洗涤后灼烧沉淀;⑤称量所得红棕色固体为2.40 g,则该产物中铁元素的质量分数为________%(结果精确到小数点后两位)。分液漏斗FeCl3吸收多余的Cl2,防止污染环境以及防止空气中的水蒸气进入C中36.52 展开更多...... 收起↑ 资源列表 基础课时19 铁盐和亚铁盐 学案.docx 基础课时19 铁盐和亚铁盐 教案.docx 基础课时19 铁盐和亚铁盐.pptx