資源簡介 第1課時 反應的合理選擇新課程標準1.能依據鐵及其化合物的性質提出不同物質間轉化的思路。2.掌握Fe3+、Fe2+的相互轉化及Fe3+的檢驗方法。學業質量水平合格性要求1.能書寫鐵及化合物相互轉化的化學方程式及離子方程式,并能提出不同物質之間轉化思路。(水平1)2.能設計簡單實驗探究Fe3+、Fe2+的性質和變化規律,并基于實驗得出結論。(水平2)等級性要求能列舉Fe2+、Fe3+的檢驗方法,能設計有關鐵的相關化合物轉化、分離、提純、性質應用等的綜合實驗方案。圖說考點基礎知識——自學·思記·嘗試[新知預習]一、FeCl3制備和Fe3+檢驗的合理選擇1.物質轉化的基本思維程序2.氯化鐵的制備Fe與Cl2反應只能生成FeCl3,與Cl2的量無關制備方案 物質轉化 化學方程式① Fe→FeCl3 2Fe+3Cl22FeCl3② Fe→FeCl2→FeCl3 Fe+2HCl===FeCl2+H2↑、2FeCl2+Cl2===2FeCl3③ Fe→Fe2O3→FeCl3 4Fe+3O2一定條件2Fe2O3(空氣氧化)、Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2OFe與O2反應的產物因反應條件的差異而不同,Fe在純氧中燃燒生成Fe3O4學科提煉物質制備反應路線的選擇實際制備物質時,必須根據反應原料、反應條件、反應步聚、產物要求、反應裝置、環境保護、生產成本等因素進行綜合判斷,選擇合適、可控的反應路徑。3.Fe3+的檢驗方法加入的堿量較多,現象易受到干擾,反應的靈敏度和精確性都不高方法 所加試劑 現象 離子方程式沉淀法 NaOH溶液 生成紅褐色沉淀 Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓顯色法 KSCN溶液 溶液變成血紅色 Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3所需試劑用量少,現象明顯,靈敏度高不是沉淀 注意Fe(SCN)3 學而思某工廠利用廢棄的鹽酸和鐵屑為原料制備FeCl3時,有兩種路線:①Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,2FeCl2+Cl2===2FeCl3;②Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,4FeCl2+O2+4HCl===4FeCl3+2H2O,從環保和經濟的角度,哪一路線更合適?二、Fe2+、Fe3+的相互轉化的合理選擇1.鐵及其化合物的性質實驗實驗操作 實驗現象 實驗結論實驗1 A試管中混合液變成血紅色,B試管中混合液無明顯現象 Fe3+可以與SCN-反應,使溶液變成血紅色,而Fe2+不能實驗2 鐵粉部分溶解,最后溶液血紅色消失 2FeCl3+Fe===3FeCl2,Fe3+在較強的還原劑的作用下會被還原為Fe2+實驗3 溶液變成血紅色 2FeCl2+Cl2===2FeCl3,Fe2+在較強的氧化劑的作用下會被氧化為Fe3+特別提醒Fe3+和Fe2+的相互轉化的應用1.配制含Fe2+的溶液時,常向溶液中加入少量鐵粉,防止溶液中的Fe2+被氧化為Fe3+。2.廢水處理:為除去廢水中的Fe2+,常先將廢水中的Fe2+氧化為Fe3+(如通入氯氣),再調節溶液的pH,使Fe3+轉化為紅褐色的Fe(OH)3沉淀析出。反應的離子方程式為2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓。2.Fe3+與Cu反應的實驗探究實驗目的 利用FeCl3溶液作為“腐蝕液”,在銅片上畫“+”實驗操作 用毛筆蘸取少量30%的FeCl3溶液,在銅片上畫一個“+”,放置片刻后,用少量水將銅片上的溶液沖到小燒杯中實驗現象 銅片上留下一個“+”圖案反應方程式 2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2或2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+ 氧化性:Fe3+>Cu2+>Fe2+,在制作印刷電路板時常用到這一反應實驗結論 銅可被FeCl3溶液腐蝕3.從氧化還原角度分析“鐵三角”之間的轉化(1)Fe只有還原性,可以被氧化成+2價或+3價反應的方程式或離子方程式(2)Fe2+既有氧化性又有還原性(3)Fe3+具有氧化性,可被還原為+2價或0價 學而思(1)如何除去FeCl3溶液中的Fe2+?(2)在配制含Fe2+的溶液時,為防止溶液中的Fe2+被氧化,可以采取什么措施?為什么?(3)電子工業常用FeCl3溶液腐蝕銅板上的銅箔,制造印刷電路板。從腐蝕廢液(主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2)中回收銅,并重新獲得FeCl3溶液,處理流程如下:回答下列問題:①FeCl3溶液腐蝕銅箔的原理為____________________(填離子方程式)。②反應1和反應2是否都發生了氧化還原反應?________(填“是”或“否”)。③實驗室中進行操作1時,用到的主要玻璃儀器有________________。④濾渣a的主要成分是____________。物質X可以選擇酸性高錳酸鉀溶液嗎?若可以,試分析原因;若不可以請分析原因并選擇合適的X試劑。________________________________________________________________________[即時自測]1.判斷正誤,正確的打“√”,錯誤的打“×”(1)Fe是較活潑的金屬,它與鹵素(X2)反應的生成物均為FeX3。( )(2)FeCl3不能通過化合反應制得。( )(3)將Fe(NO3)2樣品溶于稀硫酸后,滴加KSCN溶液,觀察溶液是否變血紅色,檢驗Fe(NO3)2晶體是否已氧化變質。( )(4)將廢鐵屑加入FeCl2溶液中,可用于除去工業廢氣中的Cl2。( )(5)不同價態的含鐵物質間轉化必須通過氧化還原反應實現。( )(6)FeCl3溶液可用于銅制印刷線路板制作,是因為FeCl3能從含Cu2+的溶液中置換出銅。( )(7)用酸性KMnO4溶液檢驗FeCl3溶液中是否含有FeCl2。( )2.下列離子方程式正確的是( )A.將氨水滴入到FeCl3溶液中Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓B.氧化鐵與鹽酸反應Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2OC.向FeCl3溶液中加入鐵粉Fe+Fe3+===2Fe2+D.向氯化亞鐵溶液中通入Cl2Fe2++Cl2===Fe3++2Cl-3.下列物質反應后一定有+3價鐵生成的是( )①過量的Fe和Cl2反應 ②Fe與過量稀硫酸反應 ③FeCl2溶液中通入少量Cl2 ④Fe和Fe2O3的混合物溶于鹽酸中A.① B.①③C.①②③ D.全部4.有NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3五種溶液,用一種試劑就可把它們鑒別開來,這種試劑是( )A.鹽酸 B.燒堿溶液C.氨水 D.KSCN溶液5.下列物質的顏色和性質或用途對應正確的是( )編號 物質 顏色 性質/用途① Fe2O3 紅棕色 紅色油漆、涂料② Fe(OH)2 紅棕色 易被氧化成灰綠色,最終變為紅褐色③ Fe(OH)3 紅褐色 受熱易分解生成紅棕色粉末④ Fe2+ 黃色 具有較強氧化性⑤ Fe3+ 淺綠色 具有較強的還原性A.①④⑤ B.②③C.①②③④⑤ D.①③6.現有FeCl2和FeCl3的混合溶液,利用此溶液進行下面的實驗。請回答下列問題:(1)探究Fe3+的氧化性:取適量溶液于試管中,滴加幾滴淀粉-KI溶液,反應現象為________________________,離子方程式為________________________________________。(2)探究Fe2+的還原性:取適量溶液于試管中,滴加少量酸性KMnO4溶液,反應現象為____________________,反應的離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)制取FeCl3溶液:取適量溶液于試管中,向該溶液中加入稍過量____________(填試劑名稱),離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)制取FeCl2溶液:取適量溶液于試管中,向該溶液中加入稍過量____________(填試劑名稱),離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。技能素養——合作·探究·分享例1 下列實驗操作和現象、結論或目的均正確的是( )選項 操作和現象 結論或目的A 向紅磚粉末中加入鹽酸,充分反應后取上層清液于試管中,滴加KSCN溶液2~3滴,溶液呈血紅色 紅磚中含有三價鐵B CO還原Fe2O3得到的黑色固體加入鹽酸溶解后,再加入KSCN溶液,溶液不顯血紅色 黑色固體中沒有Fe3O4C 取少量Fe(NO3)2試樣加水溶解,加稀H2SO4酸化,滴加KSCN溶液,溶液變為血紅色 該Fe(NO3)2試樣已經變質D 向某溶液中通入Cl2,再加入KSCN溶液變血紅色 原溶液中含有Fe2+例2 已知A是一種常見金屬,F是一種紅褐色沉淀。試根據圖中轉化關系,回答下列問題。(1)寫出A、C、F、G的化學式:A:__________;C:________;F:________;G:________。檢驗D中陽離子的方法為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。保存C溶液時要加固體A的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)寫出下列轉化的離子方程式:①D→C:__________________________;②C→D:__________________________。寫出E→F的化學方程式:________________________________________________________________________。關鍵能力 歸納提升除雜問題主要物質 雜質 除雜方法Fe2+ Fe3+ 加過量Fe粉后過濾FeCl3 FeCl2 加氯水或H2O2Fe2+ Cu2+ 加過量Fe粉后過濾Fe Al 加過量強堿溶液后過濾Fe2O3 Al2O3,SiO2 加過量強堿溶液后過濾狀元隨筆 與Fe3+、Fe2+有關的離子共存問題:(1)Fe3+與I-、S2-、HS-、、等因發生氧化還原反應而不能大量共存。(2)Fe2+與(H+)、(H+)、ClO-等因發生氧化還原反應而不能大量共存。課堂檢測——夯實·測控·演練1.隨著人們生活節奏加快,方便的小包裝食品已被廣泛接受。為了延長食品的保質期,防止食品氧化變質,在包裝袋中可以放入的化學物質是( )A.無水硫酸銅 B.硫酸亞鐵C.食鹽 D.生石灰2.下列實驗設計及其對應的離子方程式均正確的是( )A.把鐵片插入CuSO4溶液中,驗證古代濕法冶銅:2Fe+3Cu2+===2Fe3++3CuB.某溶液中滴入KSCN溶液顯血紅色,說明含Fe3+C.FeCl3溶液中加入銅粉:Fe3++Cu===Fe2++Cu2+D.若要求用兩種單質和一種溶液來測定Zn、Cu、Ag三種金屬的活動性順序,可用Zn、Cu和溶液:Zn+2Ag+===Zn2++2Ag3.某化學小組為驗證Fe3+與Fe2+能夠相互轉化,進行如下實驗。( )實驗操作 對應現象①向FeCl3溶液中加入適量鐵粉; ②滴加KSCN溶液; ③再滴加幾滴氯水 ⅰ.溶液由棕黃色變為淺綠色; ⅱ.溶液無明顯變化; ⅲ.溶液變成血紅色下列分析錯誤的是( )A.解釋現象ⅰ的反應:2Fe3++Fe===3Fe2+B.實驗②與③可以調換順序C.溶液變成血紅色涉及反應:Cl2+2Fe2+===2Cl-+2Fe3+、Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3D.氧化性:Cl2>Fe3+>Fe2+4.下列說法正確的是( )A.將廢鐵屑加入FeCl2溶液中,可用于除去工業廢氣中的Cl2B.在給定條件下,下列物質間的轉化能實現:C.c(Fe2+)=1 mol·L-1的溶液中:K+、、、能大量共存D.將NaOH濃溶液滴加到飽和FeCl3溶液中制備Fe(OH)3膠體5.下列說法正確的是( )A.Fe3+的水溶液呈紅褐色,Fe2+的水溶液呈淺綠色B.Fe3+具有氧化性,Fe2+具有還原性C.向Fe3+的溶液中滴入含KSCN的溶液,立即出現血紅色沉淀D.鐵粉可以和水蒸氣在高溫下反應生成Fe2O36.已知下述三個實驗均能發生化學反應:① ② ③將鐵釘放入硫酸銅溶液中 向硫酸亞鐵溶液中滴入幾滴氯水 將銅絲放入氯化鐵溶液中下列判斷正確的是( )A.實驗①中鐵釘只作還原劑B.實驗②中Fe2+既顯氧化性又顯還原性C.實驗③中發生的是置換反應D.上述實驗證明氧化性:Fe3+>Fe2+>Cu2+7.將金屬鐵、銅投入FeCl3溶液中充分反應,下列對反應情況設想的評價正確的是( )選項 反應情況設想 評價A 當鐵、銅均無剩余時,溶液中一定有Fe2+、Cu2+,一定無Fe3+ 正確,Fe3+和鐵、銅均可反應B 當鐵、銅均有剩余時,溶液中一定有Fe2+、Cu2+,無Fe3+ 正確,鐵和銅都與Fe3+反應,故無Fe3+C 當銅有剩余、鐵無剩余時,溶液中一定只有Fe2+,無Cu2+ 正確,銅有剩余,故無Cu2+D 當鐵有剩余、銅無剩余時,溶液中一定有Fe2+、Cu2+ 不正確,不可能出現鐵有剩余而銅無剩余的情況,因為鐵的還原性比銅的強,鐵先與Fe3+反應8.已知2Fe3++Fe===3Fe2+,將適量鐵粉放入FeCl3溶液中,完全反應后,溶液中的Fe2+和Fe3+濃度相等,則已反應的Fe3+和未反應的Fe3+的物質的量之比是( )A.2∶3 B.3∶2 C.1∶2 D.1∶19.(1)把氯化亞鐵水溶液中的Fe2+氧化為Fe3+,而不引進金屬離子或其他原溶液中不含有的陰離子,所用的兩種方法的離子方程式分別為①________________________________________________________________________;②________________________________________________________________________。(2)在裝有固體A的試管中加入水,此時A未溶解,但加入一定量的無色溶液B,A逐漸溶解,并有氣體生成,溶液變為淺綠色,將空氣通入該試管的溶液中,溶液顏色很快加深,請填寫下列空白:①B的化學式是_____________________________________________________________。②A加入無色溶液B后才溶解,其理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。10.鐵在一定條件下的反應如圖所示。請回答下列問題:(1)東晉的《抱樸子》中曾有記載“以曾青涂鐵,鐵赤色如銅”。曾青就是膽礬,即五水硫酸銅。將鐵放在膽礬溶液(古人稱為膽水)中,可以得到金屬銅,請寫出該反應的化學方程式:________________________________________________________________________。(2)工業上,向500~600 ℃的鐵屑中通入Cl2生產FeCl3,每生產1 kg FeCl3,消耗Cl2的物質的量為________(計算結果保留兩位小數)。(3)實現Fe轉化為Fe2+,可選用________(填化學式)溶液。(4)高溫下,Fe粉與水蒸氣反應的化學方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)請寫出Fe3O4溶于稀鹽酸的離子方程式:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。第1課時 反應的合理選擇基礎知識學而思提示:②中用氧氣代替了①中的氯氣,降低了生產成本且對環境無污染,故②更合適。學而思提示:(1)向溶液中通入適量Cl2,反應的離子方程式為2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。(2)在配制含Fe2+的溶液時,向溶液中加入少量鐵粉,目的是使被氧氣氧化形成的Fe3+還原為Fe2+。(3)①2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+②是 ③漏斗、燒杯和玻璃棒④Cu和Fe 不可以,原因是若選用酸性KMnO4溶液,會引入新的雜質,可以用新制的氯水即時自測1.答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)× (7)×2.解析:A項在書寫離子方程式時,弱電解質NH3·H2O不能拆寫成離子的形式;C項離子方程式中除遵循元素守恒外,電荷也必須守恒,正確的離子方程式應為Fe+2Fe3+===3Fe2+;D項只符合元素守恒,不符合電荷守恒,正確的離子方程式應為2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。答案:B3.解析:①中的Cl2能將鐵氧化為+3價。②中Fe與稀硫酸反應只能生成Fe2+。③在溶液中Fe2+被Cl2氧化生成Fe3+。④中首先發生Fe與鹽酸生成FeCl2、Fe2O3與鹽酸生成FeCl3的反應,但題中未給出反應物間相對量的關系,若鐵是足量的,則能將生成的FeCl3全部還原為FeCl2。答案:B4.解析:將過量NaOH溶液分別加入上述幾種溶液,無明顯現象的是NaCl,生成白色沉淀且迅速變成灰綠色最后變成為紅褐色的是FeCl2,生成紅褐色沉淀的是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,而氨水雖然能區分出NaCl、FeCl2、FeCl3,但不能將MgCl2與AlCl3區分開。答案:B5.解析:Fe(OH)2為白色;Fe2+具有較強的還原性,Fe3+具有較強的氧化性。答案:D6.解析:(1)溶液中所含的Fe3+可以將I-氧化成I2,所以溶液變成藍色,反應的離子方程式為2Fe3++2I-===I2+2Fe2+。(2)溶液中所含的Fe2+與酸性KMnO4溶液反應生成Mn2+、Fe3+和H2O,酸性KMnO4溶液褪色,反應的離子方程式為+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O。(3)因為溶液中含FeCl2、FeCl3,向該溶液中加入稍過量氯水即可把FeCl2轉化為FeCl3,離子方程式為2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。(4)向溶液中加入稍過量鐵粉可把Fe3+完全轉化為Fe2+,離子方程式為2Fe3++Fe===3Fe2+。答案:(1)溶液變成藍色 2Fe3++2I-===I2+2Fe2+(2)酸性KMnO4溶液褪色 +8H+===5Fe3++Mn2++4H2O(3)氯水 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-(4)鐵粉 2Fe3++Fe===3Fe2+技能素養例1 解析:A對,三價鐵離子遇KSCN溶液會變血紅色,說明紅磚中含有三價鐵。B錯,CO還原Fe2O3得到單質Fe,即使有Fe3O4,其溶于鹽酸后產生的Fe3+會與Fe發生反應:Fe+2Fe3+===3Fe2+,加入KSCN溶液也不顯血紅色。C錯+H+具有強氧化性,而Fe2+具有還原性,二者發生氧化還原反應,有Fe3+生成,遇KSCN溶液呈血紅色,不能證明樣品是否變質。D錯,若原溶液中不存在Fe2+,存在Fe3+,也有此現象。答案:A例2 解析:根據F是紅褐色沉淀知F是Fe(OH)3,從而推知A為Fe,B為Fe3O4,C是FeCl2,D是FeCl3,E為,F為,G為Fe2O3,X為H2。答案:(1)Fe FeCl2 Fe(OH)3 Fe2O3(2)取D溶液少許于試管中,加入幾滴KSCN溶液,溶液變血紅色,證明含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課堂檢測1.答案:B2.答案:B3.解析:向FeCl3溶液中加入過量鐵粉,Fe與Fe3+反應生成Fe2+,溶液由棕黃色變為淺綠色,A項正確;先加氯水,再加KSCN溶液,溶液變成血紅色,不能排除Fe3+的影響,故無法檢驗Fe2+,B項錯誤;滴加氯水后,Fe2+被氧化為Fe3+,C項正確;由反應方程式可知,氧化性:Cl2>Fe3+>Fe2+,D項正確。答案:B4.解析:A對,向FeCl2溶液和Fe的混合物中通入含Cl2的工業廢氣,發生反應:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-、2Fe3++Fe===3Fe2+,Cl2被除去。B錯,因為氯氣具有強氧化性,則鐵與氯氣反應生成氯化鐵,而不是氯化亞鐵。C錯,Fe2+、因發生氧化還原反應而不能大量共存。D錯,將NaOH濃溶液滴加到飽和FeCl3溶液中,生成氫氧化鐵沉淀,制備氫氧化鐵膠體應在沸水中滴加飽和氯化鐵溶液。答案:A5.解析:A錯,中學常見的在水溶液中有顏色的離子有Fe2+(淺綠色)、Fe3+(棕黃色)、Cu2+(藍色)、(紫紅色)。B對,元素處于最高價態時,只表現氧化性,元素處于最低價態時,只表現還原性,處于中間價態,既表現氧化性,又表現還原性。通常情況下鐵的化合價有0、+2、+3,Fe2+處于中間價態,既能得電子,又能失電子,所以既有氧化性,又有還原性,一般認為Fe3+處于最高價,因此具有氧化性。C錯,向Fe3+的溶液中滴入含KSCN的溶液,溶液立即變血紅色,但不能形成沉淀。D錯,鐵粉可以和水蒸氣在高溫下反應生成Fe3O4,不生成Fe2O3。答案:B6.解析:實驗①中鐵釘作還原劑,氧化性Cu2+>Fe2+;實驗②中Fe2+只表現還原性,實驗③中反應為:2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2不是置換反應,分析可知,氧化性:Fe3+>Cu2+,綜上可知氧化性Fe3+>Cu2+>Fe2+,故A正確,B、C、D錯誤。答案:A7.解析:對各選項的分析如表所示:A 當鐵、銅均無剩余時,說明反應①②均發生,可能鐵、銅與Fe3+恰好反應完全,也可能鐵、銅的量不足,Fe3+有剩余 錯誤B 當鐵、銅均有剩余時,說明只發生反應①,且Fe3+反應完全,反應②沒發生,故溶液中無Cu2+ 錯誤C 當銅有剩余、鐵無剩余時,說明反應①發生,反應②可能發生也可能沒發生,因此溶液中一定有Fe2+,可能有Cu2+ 錯誤D 反應①先發生,當鐵消耗完全,銅才參與反應,不可能存在鐵有剩余而銅無剩余的情況 正確答案:D8.解析:設原溶液中Fe3+的物質的量為a mol,已反應的Fe3+為x mol,則生成的Fe2+為1.5x mol,有a-x=1.5x,即x=0.4a,故已反應的Fe3+與未反應的Fe3+的物質的量之比為0.4a∶0.6a=2∶3,正確選項是A。答案:A9.答案:(1)①2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-②2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O(2)①H2SO4(合理即可) ②Fe與水常溫下不反應,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 展開更多...... 收起↑ 資源預覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫