資源簡介

9.2第1課時(shí)　反應(yīng)的合理選擇
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.能從物質(zhì)類別和鐵元素化合價(jià)的角度認(rèn)識鐵及其化合物的性質(zhì)。
2.掌握Fe3+的檢驗(yàn)方法,構(gòu)建鐵元素不同價(jià)態(tài)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,增強(qiáng)證據(jù)推理與模型認(rèn)知的能力。
3.能依據(jù)鐵及其化合物的性質(zhì)提出轉(zhuǎn)化的思路;能從多個(gè)方面對可能的轉(zhuǎn)化路徑進(jìn)行優(yōu)選。
【合作探究】
【學(xué)習(xí)情境】
最近中央2臺有一檔科普求證節(jié)目“是真的嗎 ”很受歡迎。其中有一期涉及貧血補(bǔ)鐵的傳言求證:“用鐵鍋炒菜能補(bǔ)鐵嗎 ”
(1)鐵鍋炒菜能補(bǔ)鐵嗎 為什么
(2)鐵鍋里的鐵單質(zhì)是怎么進(jìn)入菜里的 又是怎么變成Fe3+的
相信通過本節(jié)學(xué)習(xí),就可以解答這些問題。
任務(wù)1　鐵及其化合物的性質(zhì)
【新知生成】
一、鐵的化學(xué)性質(zhì)
1.遇強(qiáng)氧化劑,一般生成　　　　鐵,如鐵與氯氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　。
2.遇弱氧化劑,一般生成　　　　鐵,如鐵與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為　 。
二、Fe3+的化學(xué)性質(zhì)
1.與堿反應(yīng):　 。
2.與KSCN反應(yīng):　　　　　　　　　　。
3.氧化性:Fe+2Fe3+　　　　　　　　、Cu+2Fe3+　　　　　　　(制作印刷電路板)。
三、Fe2+的化學(xué)性質(zhì)
1.與堿反應(yīng): 　 。
2.還原性:Cl2+2Fe2+　　　　　　、H2O2+2Fe2++　　　　　　　　　　　。
【答案】+3　2Fe+3Cl22FeCl3　+2　Fe+H2SO4FeSO4+H2↑　Fe3++3OH-Fe(OH)3↓　Fe3++3SCN-Fe(SCN)3　3Fe2+　Cu2++2Fe2+　F+2OH-Fe(OH)2↓　2Cl-+2Fe3+　2H+　2Fe3++2H2O
【核心突破】
典例1　下列反應(yīng)中Fe3+表現(xiàn)氧化性的是(　　)。
①FeCl3溶液能使淀粉-KI試紙變藍(lán)　②FeCl3溶液中加入NaOH溶液產(chǎn)生紅褐色沉淀　③FeCl3溶液中加入AgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀　④FeCl3溶液中通入H2S氣體產(chǎn)生淡黃色沉淀
A.①② B.②④ C.①④ D.②③
【答案】C
【解析】①2Fe3++2I-2Fe2++I2,Fe3+化合價(jià)降低,表現(xiàn)氧化性;②Fe3++3OH-Fe(OH)3↓,Fe3+化合價(jià)不變,沒有表現(xiàn)氧化性;③Ag++Cl-AgCl↓,Fe3+化合價(jià)不變,沒有表現(xiàn)氧化性;④2Fe3++H2S2Fe2++2H++S↓,Fe3+化合價(jià)降低,表現(xiàn)氧化性。
【歸納總結(jié)】
單質(zhì)鐵的化學(xué)性質(zhì)
1.能與部分非金屬單質(zhì)反應(yīng)
3Fe+2O2Fe3O4　2Fe+3Cl22FeCl3　Fe+SFeS
2.能與酸溶液反應(yīng)
①與非氧化性酸反應(yīng):Fe+2HClFeCl2+H2↑
②與氧化性酸反應(yīng):
常溫下遇濃硫酸、濃硝酸發(fā)生鈍化
與足量稀硝酸發(fā)生反應(yīng):Fe+4H++NFe3++NO↑+2H2O
3.與部分鹽溶液發(fā)生反應(yīng)
Fe+Cu2+Fe2++Cu　Fe+2Fe3+3Fe2+
訓(xùn)練1　將Fe粉、Cu粉、FeCl3溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反應(yīng)(假定容器不參與反應(yīng)),試判斷下列情況下溶液中存在的金屬離子和金屬單質(zhì)。
(1)若Fe粉有剩余,則容器中不可能有　　　　。
(2)若CuCl2有剩余,則容器中可能有　　　　。
(3)若FeCl3和CuCl2都有剩余,則容器中不可能有　 　　。
【答案】(1)Fe3+、Cu2+　(2)Fe2+、Fe3+或Cu、Fe2+　(3)Fe、Cu
【解析】(1)若Fe粉有剩余,則容器中就不可能有Fe3+、Cu2+,因?yàn)樗鼈兡馨l(fā)生反應(yīng)。(2)若CuCl2有剩余,則容器中不可能有Fe,可能有Fe2+、Fe3+或Cu、Fe2+。(3)若FeCl3和CuCl2均有剩余,則容器中不可能有Fe、Cu。
任務(wù)2　Fe2+、Fe3+的檢驗(yàn)
【新知生成】
Fe2+、Fe3+的檢驗(yàn)
1.NaOH法:Fe2+先產(chǎn)生　　　　色沉淀,逐步變成　　　　色,最后變成　　　　　　　色沉淀;Fe3+產(chǎn)生　　　　色沉淀。
2.KSCN法:Fe2+先　　　　現(xiàn)象,滴加適量氧化劑后,溶液立即變　　　　　　　;Fe3+　 。
【答案】白　灰綠　紅褐　紅褐　無　血紅色　立刻變成血紅色
【核心突破】
典例2　向某溶液中加入含F(xiàn)e2+的溶液后,無明顯變化。當(dāng)再滴入幾滴新制氯水后,混合溶液變成血紅色,則下列結(jié)論錯(cuò)誤的是(　　)。
A.該溶液中一定含有SCN-
B.氧化性:Fe3+>Cl2
C.Fe2+與SCN-不能形成血紅色物質(zhì)
D.Fe2+被氧化為Fe3+
【答案】B
【解析】溶液中的Fe2+與加入的新制氯水發(fā)生反應(yīng):2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,故氧化性:Fe3+【歸納總結(jié)】
鑒別F、Fe3+的方法
方法 現(xiàn)象 原理 特點(diǎn)
直接觀 察法 溶液呈淺綠色的為F;溶液呈黃色的為Fe3+ — 溶液濃度稀時(shí)不適用;有其他有色粒子存在時(shí)不適用
堿液法 沉淀顏色從白→灰綠→紅褐為F;沉淀顏色紅褐色為F F+2OH-Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3 Fe3++3OH-Fe(OH)3↓ 溶液濃度稀時(shí)不靈敏
KSCN 法 F遇KSCN溶液無現(xiàn)象;F遇KSCN溶液顯血紅色 Fe3++3SCN-Fe(SCN)3 非常靈敏
苯酚法 Fe2+遇苯酚溶液無現(xiàn)象;Fe3+遇苯酚溶液顯紫色 (不做要求) 非常靈敏
　　訓(xùn)練2　下列離子的檢驗(yàn)方法合理的是(　　)。
A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈紅色,說明不含F(xiàn)e2+
B.向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液變紅色,說明原溶液中含有Fe2+
C.向某溶液中加入NaOH溶液,得紅褐色沉淀,說明溶液中含有Fe3+
D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色,說明該溶液中只含有Fe2+,不含有Mg2+
【答案】C
【解析】A項(xiàng),加入KSCN后呈紅色,說明含F(xiàn)e3+,但不能說明是否含有Fe2+;B項(xiàng),通Cl2后再加入KSCN溶液變紅色說明所得的溶液中含F(xiàn)e3+,而原溶液中是否含有Fe2+無法判斷;C項(xiàng),加NaOH得紅褐色沉淀說明含有Fe3+;D項(xiàng),當(dāng)溶液中含有Fe2+和其他能與堿反應(yīng)生成白色沉淀的離子時(shí),同樣會(huì)出現(xiàn)題述現(xiàn)象,因?yàn)镕e(OH)2轉(zhuǎn)變成Fe(OH)3時(shí),紅褐色很容易掩蓋其他白色沉淀。
【課堂小結(jié)】
【隨堂檢測】
1.下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及其對應(yīng)的離子方程式均正確的是(　　)。
A.把鐵片插入CuSO4溶液中,驗(yàn)證古代濕法冶銅:2Fe+3Cu2+2Fe3++3Cu
B.某溶液中滴入KSCN溶液顯紅色,說明含F(xiàn)e3+:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3
C.將氨水滴入FeCl3溶液中: Fe3++3OH-Fe(OH)3↓
D.若要求用兩種單質(zhì)和一種溶液來測定Zn、Cu、Ag三種金屬的活動(dòng)性順序,可用Zn、Cu和AgNO3溶液:Zn+2Ag+Zn2++2Ag
【答案】B
【解析】A項(xiàng)中正確的離子反應(yīng)為Fe+Cu2+Fe2++Cu;C項(xiàng)中氨水是弱堿溶液;D項(xiàng)中Zn、Cu均能與AgNO3發(fā)生置換反應(yīng)生成Ag,則不能比較Zn、Cu的金屬活動(dòng)性,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.把鐵粉、銅粉置于FeCl3溶液中,充分反應(yīng)后加入KSCN不顯紅色,下列情況不能成立的是(　　)。
A.鐵不剩余,Cu剩余 B.鐵、銅均剩余
C.鐵剩余,含Cu2+ D.銅剩余,含F(xiàn)e2+
【答案】C
【解析】因還原性:Fe>Cu,FeCl3溶液中加入鐵粉、銅粉時(shí),依次發(fā)生反應(yīng):
Fe+2FeCl33FeCl2,Cu+2FeCl32FeCl2+CuCl2
有以下情況:①Fe、Cu均剩余,溶液中只有Fe2+;
②只有Cu剩余,溶液中只有Fe2+或含F(xiàn)e2+、Cu2+;
③Fe、Cu均不剩余,Fe3+恰好反應(yīng),溶液中有Fe2+、Cu2+;
④Fe、Cu均不剩余,Fe3+剩余,溶液中有Fe3+、Fe2+、Cu2+。C項(xiàng)Fe剩余,則溶液中不可能含有Cu2+。
3.下列除雜試劑或方法不正確的是(　　)。
選項(xiàng) 被提純物質(zhì) 雜質(zhì) 除雜試劑或方法
A FeCl3溶液 FeCl2 通入適量Cl2
B FeCl2溶液 FeCl3 加入過量鐵粉并過濾
C 銅粉 鐵粉 加入過量稀鹽酸并過濾
D Fe(OH)3 Fe(OH)2 在空氣中灼燒
　　【答案】D
【解析】FeCl2與Cl2反應(yīng)生成FeCl3,FeCl3與Fe粉反應(yīng)生成FeCl2,A、B兩項(xiàng)正確;鐵粉溶于稀鹽酸生成FeCl2溶液和H2,銅粉與稀鹽酸不反應(yīng),C項(xiàng)正確;Fe(OH)3受熱易分解,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
4.鋁熱反應(yīng)是鋁的一個(gè)重要性質(zhì),該性質(zhì)用途十分廣泛,不僅被用于焊接鋼軌,而且還常被用于冶煉高熔點(diǎn)的金屬如釩、鉻、錳等。
甲　　乙
(1)某校化學(xué)興趣小組同學(xué),取磁性氧化鐵按圖甲中的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行鋁熱反應(yīng),現(xiàn)象很壯觀。使用鎂條和氯酸鉀的目的是　　　　　　　。
(2)某同學(xué)用圖乙裝置進(jìn)行鋁熱反應(yīng)。取反應(yīng)后的“鐵塊”溶于鹽酸,向其中滴加KSCN溶液,溶液未見紅色。為測定該實(shí)驗(yàn)所得“鐵塊”中鐵元素含量,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程如圖所示。
幾種氫氧化物開始沉淀和完全沉淀的pH如表所示。
Fe2+ Fe3+ Al3+ Mg2+
開始沉淀時(shí)的pH 7.5 2.8 4.2 9.6
沉淀完成時(shí)的pH 9.0 4.0 5 11
①試劑A為H2O2溶液,寫出反應(yīng)Ⅱ的離子方程式:　　　　　　　　　　　　　　;
②反應(yīng)Ⅲ調(diào)節(jié)溶液pH=4的目的是　　　　　　　　　　　　;
③設(shè)計(jì)簡單實(shí)驗(yàn)證明M的成分是Fe2O3而非Fe3O4。
(限選試劑:稀鹽酸、稀硫酸、氯水、高錳酸鉀溶液、KSCN溶液、雙氧水)
操作 預(yù)期現(xiàn)象
取少量M固體于試管中, 向其中加入　　　　,觀察 固體完全溶解, 溶液呈黃色
繼續(xù)向上述溶液中滴入 　　　　,振蕩觀察 　　　
④若最終紅棕色粉末M的質(zhì)量為12.0 g,則該“鐵塊”的純度是　　　　。
【答案】(1)引發(fā)鋁熱反應(yīng)　 (2) ①H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2O　② 使Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3 沉淀,而Al3+、Mg2+不沉淀　③ 足量稀硫酸　幾滴(少量)高錳酸鉀溶液　溶液紫紅色未褪去　④ 84.0%
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