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1、第2课时铁盐和亚铁盐,化学必修一,一、Fe2+和Fe3+的检验,新知导入,【巧判断】(1)用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2 ()提示:。Cl-也能使酸性KMnO4溶液褪色。,(2)检验绿矾晶体(FeSO47H2O)是否已氧化变质,可将绿矾晶体溶于稀硫酸后滴加KSCN溶液,再观察溶液是否变红()提示:。如果绿矾变质,会生成Fe3+,滴加KSCN溶液会变红色。,【情境思考】化学老师在课堂上演示了一个“血手印”魔术。预先在手上喷上KSCN溶液,然后印在白纸上晾干。用FeCl3溶液喷洒白纸,白纸立刻出现红色血手印。,这个现象与FeCl3的性质有什么关系?有什么用途?提示:该魔
2、术利用了Fe3+与SCN-结合生成红色Fe(SCN)3,该现象可用于Fe3+的检验。,二、Fe2+与Fe3+的转化1.实验及现象,2.反应的离子方程式_,_。3.结论,2Fe3+Fe=3Fe2+,Fe3+3SCN-=Fe(SCN)3,2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-,【情境思考】工业印刷电路板的制作流程如图所示,其中“蚀刻”所用的就是溶液FeCl3。,(1)FeCl3溶液蚀刻印刷铜板的原理是怎样的?提示:2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+。(2)由FeCl2生成Fe或FeCl3,你能写出其化学方程式吗?提示:FeCl2+Zn=ZnCl2+Fe,2FeCl2+Cl2=2FeCl3。,(3)反
3、应后的“蚀刻液”中含有哪些金属离子?如果要回收得到Cu和FeCl3,需要怎样设计回收方案?,提示:反应后的“蚀刻液”中含有Fe3+、Fe2+、Cu2+等金属离子。为从溶液中提取Cu,应向溶液中加入过量铁粉:Fe+Cu2+=Fe2+Cu、Fe+2Fe3+=3Fe2+;然后用盐酸溶解过量的铁粉:Fe+2HCl=FeCl2+H2;过滤后,得到Cu,再向滤液中加入新制氯水即可得到FeCl3:2FeCl2+Cl2=2FeCl3。,知识点一 Fe2+、Fe3+、Fe的相互转化“铁三角”【重点释疑】,1.Fe只具有还原性,可以被氧化剂氧化为Fe2+、Fe3+,如:Fe+S FeS,Fe+2Fe3+=3Fe2
4、+,Fe+Cu2+=Cu+Fe2+;2Fe+3Cl2 2FeCl3,3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2。,2.Fe2+既具有氧化性又具有还原性,如:2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-,Zn+Fe2+=Zn2+Fe,FeO+CO Fe+CO2。,3.Fe3+具有较强氧化性,可被还原为Fe2+或Fe,如:2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+,Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2,Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3。,【思考讨论】(1)利用离子间的转化分析,怎样除去FeCl3溶液中含有的FeCl2杂质?提示:向混合溶液中加足量氯水或H2O2或通入足量Cl2。,(2)根据Fe2+的性质分析
5、,实验室中应该怎样保存亚铁盐溶液?提示:向亚铁盐溶液中加入铁粉,防止Fe2+被氧化。,【案例示范】【典例】(2019济南高一检测)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._。(2)检验D中阳离子的方法_。(3)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或化学方程式。AC:_;CD:_。,【思维建模】解答有关无机物转化关系图的思维流程如下:,本题的突破口为:(1)F是一种红褐色沉淀F为氢氧化铁;(2)B与盐酸反应生成两种盐,且通Cl2可以转化含有变价金属,B为Fe3O4。,【
6、解析】(1)A是一种常见金属,F是一种红褐色沉淀,由转化关系可知,F为Fe(OH)3,A为Fe,Fe与氧气反应生成的B为Fe3O4,四氧化三铁与盐酸反应得到氯化亚铁与氯化铁,故Fe与盐酸反应得到的X为氢气、C为FeCl2,可推知E为Fe(OH)2、D为FeCl3,G为Fe2O3;(2)D为FeCl3,含有的阳离子为Fe3+,检验Fe3+的方法为取少量D溶液于试管中,滴加几滴KSCN溶液,若溶液变红色,证明有Fe3+;,(3)FeCl2易被空气中的氧气氧化,保存FeCl2溶液时加固体Fe,防止Fe2+被氧化;(4)AC反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2+H2,CD反应的离子方程式为2Fe2+
7、Cl2=2Fe3+2Cl-。,答案:(1)FeFeCl2Fe(OH)3Fe2O3(2)取少量D溶液于试管中,滴加几滴KSCN溶液,若溶液变红色,证明有Fe3+(3)防止Fe2+被氧气氧化(4)Fe+2H+=Fe2+H22Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-,【母题追问】(1)在整个转化关系图中有几个氧化还原反应?提示:有7个,分别是AB,AC,GA,CD,DC,EF,EG。(2)在E转化为F过程中,会观察到怎样的现象?提示:白色沉淀变为灰绿色,最后变成红褐色。,【迁移应用】硫酸亚铁溶液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
8、析】选C。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,然后过滤即可提纯硫酸亚铁,锌、镁、铝都有可能将亚铁离子置换成铁,但会引入新的杂质锌离子、镁离子、铝离子等。,知识点二 Fe3+、Fe2+的检验【重点释疑】1.用KSCN溶液和氯水,2.用NaOH溶液,3.含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe3+、Fe2+的检验,【知识拓展】Fe2+的特征检验方法溶液 产生蓝色沉淀,说明溶液中含有Fe2+,3Fe2+2Fe(CN)63-=Fe3Fe(CN)62。,【思考讨论】如何证明含有Fe3+的溶液中是否含有Fe2+?提示:由于溶液中含有Fe3+,利用NaOH溶液或KSCN溶液都无法证明溶
9、液中是否含有Fe2+;可以利用Fe2+的还原性,向溶液中加入酸性KMnO4溶液,溶液紫红色褪去,证明溶液中含有Fe2+。,【案例示范】【典例】某同学为了检验家中的一瓶补铁药(主要成分为FeSO4)是否变质,查阅了有关资料,得知Fe2+能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使高锰酸钾溶液褪色,并结合已学的知识设计了如下实验:,将药片除去糖衣研细后,溶解过滤,取滤液分别加入两支试管中,在一支试管中滴入酸性高锰酸钾溶液,在另一支试管中滴入KSCN溶液。请你填出该同学实验中出现以下现象时应得出的结论:(1)若滴入酸性高锰酸钾溶液后褪色,滴入KSCN溶液后不变红,可以得出什么结论?在所得溶液中再滴加氯水,会观察到什
10、么现象?,(2)若滴入酸性高锰酸钾溶液后不褪色,滴入KSCN溶液变红,可以得出什么结论?(3)若滴入酸性高锰酸钾溶液后褪色,滴入KSCN溶液变红,可以得出什么结论?在的情况下,向其中一支试管中滴加适量的氢氧化钠溶液,根据现象能证明滤液中含有Fe2+吗?,(4)能不能将KMnO4溶液和KSCN溶液滴入同一试管中进行验证,为什么?试进行解释说明。,【解析】(1)根据实验现象分析,高锰酸钾褪色说明有Fe2+;KSCN溶液不变红,说明没有Fe3+;从而确定药品没有被氧化;加入氯水将Fe2+氧化为Fe3+,溶液变红;(2)根据实验现象分析,高锰酸钾不褪色说明没有Fe2+;KSCN溶液变红,说明有Fe3+
11、;从而确定药品完全被氧化;(3)根据实验现象分析,高锰酸钾褪色说明有Fe2+;KSCN溶液变红,说明有Fe3+;从而确定药品部分,被氧化;溶液中含有Fe3+,滴加氢氧化钠溶液立即生成红褐色沉淀,干扰生成“白色沉淀变为灰绿色,最后变成红褐色”现象的判断;(4)KMnO4溶液呈紫红色,Fe(SCN)3是红色,所以影响观察Fe(SCN)3的红色;KSCN具有较强的还原性,可以被KMnO4氧化,影响Fe2+的检验。,答案:(1)没有被氧化溶液变红。加入氯水将Fe2+氧化为Fe3+。(2)完全被氧化(3)部分被氧化不能 (4)不能,原因是KMnO4溶液呈紫红色,影响Fe3+的检验;KSCN具有还原性,影
12、响Fe2+的检验,【易错提醒】检验Fe2+和Fe3+时的注意事项(1)检验Fe2+时不能先加氯水后加KSCN溶液,也不能将加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水能氧化SCN-)。(2)Fe3+、Fe2+、Cl-同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2+(Cl-能还原酸性KMnO4,有干扰)。,【迁移应用】要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+,进行如下实验操作时,最佳顺序为()加入足量氯水加入足量酸性KMnO4溶液加入少量NH4SCN溶液A.B.C.D.,【解析】选C。在该溶液中先加入少量NH4SCN溶液,溶液不变红色,证明无Fe3+存在,再加入足量氯水,将Fe2+氧
13、化成Fe3+,溶液变为红色。KMnO4溶液呈紫红色,溶液颜色变化不明显,所以不能用酸性KMnO4溶液检验。,【补偿训练】硫酸亚铁缓释片可以补铁、防治贫血,但存放不当很容易变质,药片中的Fe2+被氧化生成Fe3+。若将药片配成溶液,需使用刚刚煮沸过又冷却的蒸馏水,原因是_。实验室检验Fe3+,除了可以用碱外,常用的试剂是(填化学式)_,若_,则证明有Fe3+。,【解析】硫酸亚铁缓释片溶于水时,药片中的Fe2+易被水中溶解的O2氧化为Fe3+,因此将药片配成溶液时,应预先将蒸馏水煮沸,以除去水中溶解的O2;检验Fe3+,还可以用KSCN溶液,Fe3+与SCN-发生反应使溶液变成红色。答案:防止水中
14、溶解的氧气氧化Fe2+KSCN溶液变成红色,【课堂回眸】,【核心整合】1.铁元素的二维价态图,2.实例分析(1)铁元素的二维价态图中转化的化学方程式:_,溶液中发生该转化过程的现象是_。,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最后,变为红褐色沉淀,(2)Fe(OH)3受热易分解,写出转化的化学方程式:_。,2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O,(3)将 Fe2+转化为 Fe3+需要加入_,将 Fe3+转化为 Fe2+需要加入_(填“氧化剂”或“还原剂”)。,氧化剂,还原剂,【素养迁移】1.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
15、法不正确的是()A.步骤研磨时需要在研钵中进行B.步骤加入氨水的作用是将Fe2+ 完全沉淀C.步骤多步操作为过滤、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,【解析】选B。步骤是将补血剂磨成细粉,便于溶解,研磨时需要在研钵中进行,A正确;步骤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
16、.07w g,D正确。,2.常见的食品脱氧剂多为无机铁系脱氧剂,其主要成分为活性铁粉。这利用了铁的哪种性质?脱氧中的一步主要反应为4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O=4Fe(OH)3 (红褐色固体),分析该反应中的氧化剂和还原剂。提示:铁粉作脱氧剂,利用了铁粉的还原性。在反应4Fe(OH)2 + O2+ 2H2O=4Fe(OH)3 中,Fe(OH)2是还原剂,O2是氧化剂。,3.某化学兴趣小组在探究次氯酸钠溶液的性质时发现,往过量FeSO4溶液中滴入几滴NaClO溶液,并加入适量硫酸,溶液立即变黄。(1)利用所学知识分析,溶液变黄的原因是什么?怎样验证你的推测是正确的?提示:溶液立即变黄
17、,是因为Fe2+被NaClO溶液氧化为Fe3+。可以通过加入KSCN溶液进行检验。,(2)甲同学推测该反应的还原产物为Cl2,乙同学认为甲同学的看法是错误的,乙同学的依据是什么?提示:FeSO4溶液过量,Cl2会被过量的Fe2+还原为Cl-。,(3)你能写出上述过程中所发生反应的离子方程式吗?提示:2Fe2+ + ClO-+ 2H+ =2Fe3+ + Cl-+ H2O。,4.某品牌硫酸亚铁片的使用说明书部分内容如下:【成分】本品每片含主要成分硫酸亚铁0.3克(相当于铁60毫克)。【性状】本品为红色糖衣片,除去糖衣后显淡蓝绿色。,【适应症】用于各种原因(如慢性失血、营养不良、妊娠、儿童发育期等)
18、引起的缺铁性贫血。某兴趣小组将硫酸亚铁片进行处理得到下图的红外套、白衬衫、绿身体。,(1)根据上述描述,哪些部分含有铁元素?提示:根据铁的化合物的颜色,可推测“红外套”可能为氧化铁;“绿身体”为硫酸亚铁。,(2)根据(1)中的推测,设计实验验证。提示:“红外套”的检验:取少量“红外套”溶于稀硫酸,加入KSCN溶液,溶液变红,则“红外套”为氧化铁;“绿身体”的检验:取少量“绿身体”溶于水,加入KSCN溶液,无明显变化,加入氯水溶液变红,则“绿身体”为硫酸亚铁。,5.为了提高皮革的耐曲折强度以及耐化学药剂和微生物的作用,常常使用绿矾作为鞣革剂。,绿矾晶体(FeSO47H2O)由于保存不妥或长久放置
19、,容易被空气中的氧气氧化而变质。为探究绿矾样品的变质情况,化学兴趣小组的同学设计了下列实验方案。可供选择的试剂:硫氰化钾溶液、酸性高锰酸钾溶液、氯水、氢氧化钠溶液、氯化钡溶液,请参与完成方案设计。,实验准备:取少量绿矾样品,用蒸馏水在烧杯中配成溶液。(1)如何证明绿矾已经被氧化?(科学探究与创新意识)(2) 如何证明绿矾已经被完全氧化?(科学探究与创新意识),(3)在使用硫酸亚铁时,如何防止Fe3+的干扰?(科学探究与创新意识),【解析】(1)绿矾样品被氧化会生成Fe3+,有Fe3+存在即可说明绿矾样品已被氧化,Fe3+可使硫氰化钾溶液变红色。(2)Fe2+能使酸性高锰酸钾溶液褪色,若溶液不褪
20、色,说明溶液中没有Fe2+,则证明绿矾样品完全被氧化。(3)为防止Fe3+的干扰,可以加入适量铁粉进行除杂,加入铁粉后Fe3+与铁反应生成Fe2+。,答案:(1)取少量溶液,加入几滴硫氰化钾溶液,若观察到溶液变红色,则证明绿矾样品已被氧化。(2)取少量溶液,加入几滴酸性高锰酸钾溶液,若观察到溶液不褪色,则证明绿矾样品完全被氧化。(3)加入适量铁粉, Fe3+与铁反应生成Fe2+。,【补偿训练】A、B、C、D四种物质(或离子)均含有同一种元素,其中A是常见单质,它们之间存在如图所示的转化关系:,若B、C均属于盐类,B溶液呈黄色,遇氨水能形成红褐色沉淀;D是一种不溶性碱;B、C中的阴离子均是Cl-,则A只有与_(填分子式)反应才能得到B;实验室制备的D物质不稳定,相应反应的化学方程式为_。,【解析】由B的性质知其是FeCl3,故A是铁,C是FeCl2,D是Fe(OH)2,铁只有与氯气反应才能得到FeCl3;Fe(OH)2在空气中易变质生成Fe(OH)3。答案:Cl24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,感谢聆听！,
