3.1 铁及其化合物 2022-2023学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

第三章第一节铁及其化合物（第2课时） 探究某铁磁流体 外磁场 载药纳米磁性氧化铁 癌细胞 利用该铁磁流体的磁性，实现磁性导向的靶向给药等…… 小材料大用途 2 1提出问题：该铁磁流体的主要成分是什么？如何检验？ 信息：经元素分析，该铁磁流体的组成元素是 Fe和O（铁的氧化物）。 3 知识储备1：铁的氧化物 名称 化学式 Fe的 化合价 颜色 俗称 主要性质 氧化亚铁 — 氧化铁 四氧化三铁 FeO 溶于酸；不稳定，在空气里受热，能迅速被氧化为Fe3O4 Fe2O3 溶于酸 铁红 常用作油漆等的红色颜料 Fe3O4或 FeO·Fe2O3 磁性 氧化铁 溶于酸 +2 +3 +2 +3 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 根据颜色和磁性猜测，该铁磁流体的主要成分可能是______ Fe3O4？ 4 问题1：如何检验铁的氧化物中铁元素的价态？ 问题2：FeO、Fe2O3、Fe3O4分别溶于稀硫酸的离子方程式。 FeO + 2H+ == Fe2+ + H2O Fe2O3 + 6H+ == 2Fe3+ + 3H2O Fe3O4 + 8H+ == Fe2+ + 2Fe3+ + 4H2O 铁的氧化物 溶液 实验探究：该铁磁流体中铁元素的价态 酸 问题3：根据化合价判断Fe3+和Fe2+的氧化性和还原性? 知识储备2：溶液中Fe3+和Fe2+的检验 问题5：FeSO4溶液中加少量Fe粉，为何？ 问题4：不用任何试剂，能否鉴别Fe3+和Fe2+？ 防止Fe2+被氧化Fe+2Fe3+==2Fe2+ 溶液中Fe3+呈棕黄色，Fe2+呈浅绿色 试剂：FeCl3、NaOH、KSCN（硫氰化钾） 方法一：沉淀法 Fe3+ + 3OH－ == Fe(OH)3↓ 红褐色沉淀 稀释FeCl3溶液对照实验： 取一支试管，加2 mL蒸馏水，滴几滴FeCl3溶液，振荡后分装在另2支试管中， 一支试管留作空白对照， 一支试管中滴入NaOH溶液， …… 问题6：如何检验溶液中的Fe3+? 知识储备2：溶液中Fe3+和Fe2+的检验 方法二：配合物法 Fe3+ + 3SCN－== Fe(SCN)3 红色溶液 专一、灵敏，检验Fe3+的最佳选择。 试剂：FeCl3、NaOH、KSCN（硫氰化钾） 问题6：如何检验溶液中的Fe3+? 知识储备2：溶液中Fe3+和Fe2+的检验 问题7：类比Fe3+，如何检验Fe2+？ 方法一：沉淀法 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 （红褐色） 白色沉淀迅速转化为灰绿色，最终转化为红褐色。 试剂：FeSO4、NaOH、KSCN、氯水、H2O2、稀硫酸、酸性KMnO4 Fe2+ + 2OH－ = Fe(OH)2↓ （白色） 知识储备2：溶液中Fe3+和Fe2+的检验 问题8：可用KSCN检验Fe2+吗？请设计实验方案。 FeSO4 KSCN 稀H2SO4 H2O2 无明显现象 溶液呈红色 FeSO4 稀硫酸 H2O2 KSCN 溶液呈红色 试剂：FeSO4、NaOH、KSCN、氯水、H2O2、稀硫酸、酸性KMnO4 √ × 知识储备2：溶液中Fe3+和Fe2+的检验 方法二：配合物法 2Fe2++H2O2+2H+==2Fe3++2H2O 任务二：Fe2+的检验 方法三：氧化还原法 Fe2+能使酸性KMnO4溶液褪色！ 5Fe2++ MnO4－+8H+==5Fe3++Mn2++4H2O 知识储备2：溶液中Fe3+和Fe2+的检验 试剂：FeSO4、NaOH、KSCN、氯水、H2O2、稀硫酸、酸性KMnO4 问题9：如何检验该铁磁流体中铁元素的价态？请画出实验方案的流程图（小组讨论1分钟）。 实验探究：该铁磁流体中铁元素的价态 猜测：该铁磁流体的主要成分可能是Fe3O4? 4人一组完成实验操作以验证猜测…… 学以致用 欲检验菠菜中的铁元素，请设计实验方案。 固体样品 预处理 溶液 固体样品检验思维模型： 将菠菜研磨或煮沸，所得溶液加氧化剂（稀硝酸）、KSCN溶液： 【问题2】如何从废液中回收铜和氯化铁？用流程图表示。 【问题1】为什么可以用FeCl3刻蚀铜板，写出反应方程式。 课后作业 2、阅读课本P74探究，完成以下问题： 1、完善铁元素的价类图，并书写相关离子反应方程式。 14 $