内容正文:
第1节 铁的多样性
学习目标
1.了解铁及其重要化合物的主要性质和在生产、生活中的应用。
2.掌握Fe2+、Fe3+的检验方法及其相互转化关系。
3.了解Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备方法。
知识点一 亚铁盐和铁盐(★★★)
1.铁元素的存在
铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝,位居第四位。游离态的铁存在于陨铁中;化合态的铁主要以+2价和+3价化合物的形态存在矿石中,如黄铁矿(主要成分是FeS2)、赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、磁铁矿(主要成分是Fe3O4)、菱铁矿(主要成分是FeCO3)等。
2.铁及其化合物价态和类别的关系
3.Fe2+、Fe3+的检验方法
方法
Fe3+
Fe2+
溶液颜色
(棕)黄色
浅绿色
加碱溶
液(如
NaOH
溶液)
现象
红褐色沉淀
白色沉淀→灰绿色
沉淀→红褐色沉淀
离子
方程式
Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
加KSCN
溶液
现象
显红色(常用方法)
无明显现象,再加氯水显红色
离子
方程式
Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3
想一想
1.如何检验某溶液中含有Fe3+?
提示 取少量溶液,加入少量KSCN溶液,溶液变红色,证明溶液中含有Fe3+(或取少量溶液,加入少量NaOH溶液,生成红褐色沉淀,证明溶液中含有Fe3+)。
2.如何检验某溶液中含有Fe2+?
提示 取少量溶液,加入少量KSCN溶液,溶液不变红色,再加入氯水,溶液变红色,证明原溶液中含有Fe2+。
3.如何检验Fe2+和Fe3+的混合溶液中含有Fe2+?
提示 检验Fe2+和Fe3+的混合溶液中含有Fe2+时应选用酸性KMnO4溶液,溶液的紫红色消失,证明含有Fe2+。
(1)根据化合价判断Fe、Fe2+、Fe3+具有的氧化性和还原性,它们之间可以通过什么反应转化?
提示
Fe(最低价)
Fe2+(中间价)
Fe3+(最高价)
只有还原性
既有还原性又有氧化性
只有氧化性
三者之间可以通过氧化还原反应实现转换。
(2)根据下面表中实验分析其实验现象和结论。
实验步骤
实验现象
结论及有关离子或化学方程式
Fe2+
的性
质探
究
加入KSCN溶液,无明显现象,再滴加氯水溶液呈红色[来源:学*科*网]
Fe2+具有还原性,离子方程式:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,
Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3
溶液由紫色逐渐变为黄色
Fe2+具有还原性,离子方程式:5Fe2++MnO+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O
溶液由浅绿色变为无色
Fe2+具有氧化性,离子方程式:Zn+Fe2+===Zn2++Fe
Fe3+
的性
质探
究
加入KSCN溶液,溶液呈红色,加入足量铁粉后,溶液褪色
Fe3+具有氧化性,Fe具有还原性,离子方程式:Fe+2Fe3+===3Fe2+
加入KSCN溶液,溶液呈红色,加入足量铜片后,溶液红色消失,变为蓝色
Fe3+具有较强氧化性,离子方程式:Cu+2Fe3+===2Fe2++Cu2+
(1)Fe2+和Fe3+的相互转化关系
铁盐在较强的还原剂(Zn、Fe、Cu、Ag、I-、H2S、S2-、SOFe2+等)作用下被还原成亚铁盐,亚铁盐在较强的氧化剂(如O2、Cl2、KMnO4溶液、H2O2、HNO3等)作用下被氧化成铁盐,即:Fe3+
(2)Fe2+和Fe3+转化关系的应用
①在配制FeCl2溶液时,通常加入铁粉以防止溶液中的Fe2+被氧化成Fe3+,即将溶液中可能存在的Fe3+再还原成Fe2+。
②向FeCl3溶液中通入足量的Cl2可以除去其中的FeCl2;向FeCl2溶液中加入足量的铁粉可以除去其中的FeCl3。
③用FeCl3溶液可从废旧印刷电路板(主要含铜)中回收铜,其原理为:FeCl3能与印刷电路板中的铜反应:Cu+2FeCl3===2FeCl2+CuCl2,再用Fe置换出铜:Fe+Cu2+===Cu+Fe2+。
角度一 Fe2+和Fe3+的性质及其检验
1.能与Fe3+反应,且能证明Fe3+具有氧化性的是( )
①SCN- ②Fe ③Fe2+ ④Cu ⑤OH-
A.①②③④⑤
B.①②④⑤
C.②④
D.④⑤
答案 C
2.下列离子的检验方法合理的是( )
A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈血红色,说明不含Fe2+
B.向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液变血红色,说明原溶液中含有Fe2+
C