第三章 实验活动2 铁及其化合物的性质-【高考领航】2023-2024学年高中化学必修第一册同步核心辅导与测评（人教版）

实验活动2　铁及其化合物的性质 [实验目的] 1．认识铁及其化合物的重要化学性质。 2．学会铁离子的检验方法。 3．认识可通过氧化还原反应实现含有不同价态同种元素的物质间的相互转化。 [实验用品] 器材：试管、胶头滴管、药匙、镊子。 试剂：CuSO4溶液、FeCl3稀溶液、FeCl2溶液、FeSO4溶液、KMnO4酸性溶液、KSCN溶液、KI溶液、淀粉溶液、蒸馏水、锌片、铜片、铁粉、铁丝 [实验步骤] 1．铁及其化合物的性质 (1)铁单质的还原性 在一支试管中加入2 mL CuSO4溶液，再将一段铁丝放入CuSO4溶液中。过一会儿取出铁丝，观察现象并加以解释。 实验现象：铁丝表面有红色物质析出。 实验结论及分析：Fe具有还原性，与CuSO4溶液反应置换出铜。 离子方程式：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。 (2)铁盐的氧化性 ①取3 mL FeCl3稀溶液加入试管中，加入几小块铜片，振荡，过一会儿，观察现象。 实验现象：铜片被溶解，溶液变为蓝色。 实验结论及分析：Fe3＋具有氧化性，能将Cu氧化成Cu2＋。 离子方程式：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。 ②在一支盛有3 mL水的试管中滴加几滴FeCl3稀溶液，再滴加3滴KI溶液，观察现象。然后向溶液中滴加2滴淀粉溶液，观察现象。 实验现象：加入KI溶液后，溶液变为棕黄色。滴加淀粉溶液后，溶液变为蓝色。 实验结论及分析：Fe3＋具有较强的氧化性，能将I－氧化为单质碘。 离子方程式：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。 (3)亚铁盐的氧化性和还原性 ①取3 mL FeCl2溶液加入试管中，加入几小块锌片，振荡，过一会儿，观察现象。 实验现象：溶液由浅绿色逐渐变为无色。 实验结论及分析：Fe2＋具有氧化性，能将Zn氧化为Zn2＋。 离子方程式：Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe。 ②在一支试管中加入少量KMnO4酸性溶液，然后向试管中加入少量FeSO4溶液，观察溶液的颜色变化。当溶液紫色褪去时，再滴加2滴KSCN溶液，观察现象。 实验现象：酸性高锰酸钾溶液逐渐褪色，滴加2滴KSCN溶液后，溶液变为红色。 实验结论及分析：Fe2＋具有还原性，与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，使酸性高锰酸钾溶液褪色并生成Fe3＋。 离子方程式：5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O、Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。 2．铁离子的检验 (1)在一支试管中加入2 mL蒸馏水，再滴加几滴FeCl3稀溶液，然后滴加几滴KSCN溶液，观察现象。 实验现象：溶液变为红色。 实验结论及分析：铁盐会和KSCN反应，生成红色物质。 离子方程式：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。 (2)在一支试管中加入少量FeCl3稀溶液，然后加入适量铁粉，轻轻振荡片刻，再滴加几滴KSCN溶液，观察现象。 实验现象：加入适量铁粉后溶液变为浅绿色。滴加几滴KSCN溶液后，溶液不变红。 实验结论及分析：FeCl3与加入的铁粉，生成了FeCl2，溶液中不再存在Fe3＋。 离子方程式：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。 [讨论分析]——课本P90问题和讨论 1．根据以上的实验及所学的知识，以铁屑为原料，制备硫酸亚铁晶体时应该注意什么？ 提示：将铁屑放入Na2CO3溶液中微热，除去表面的油污，把铁屑洗净，放入盛有稀硫酸的烧杯中加热。铁屑要过量，防止Fe2＋被氧化。将所得混合物过滤除去多余铁粉，滤液蒸发浓缩冷却结晶再过滤，即得到硫酸亚铁晶体。 2．若向FeCl3稀溶液中加入过量锌粉，溶液中存在的阳离子是哪种金属离子？原因是什么？ 提示：Zn2＋，锌的活泼性比铁强，所以过量锌粉可以把Fe3＋还原为铁单质。 3．由以上实验思考检验Fe2(SO4)3溶液中是否有杂质FeSO4的方法？ 提示：在一支试管中加入少量KMnO4酸性溶液，然后向试管中滴加Fe2(SO4)3溶液，若KMnO4酸性溶液紫色褪去，则说明含有FeSO4杂质，反之则无。 [拓展练习] 1．许多富脂糕点的包装盒内都装有一小包黑色的还原性铁粉，长时间放置的糕点，其包装盒内的还原性铁粉往往会变成红棕色(主要成分是Fe2O3)。下列说法正确的是(　　) A．还原性铁粉变成红棕色的过程中铁粉发生了氧化反应 B．富脂食品长时间放置易被还原 C．还原性铁粉溶入稀盐酸中得到的溶液可以腐蚀铜制线路板 D．如果在包装盒内放入Fe2(SO4)3，也可起到与铁粉同样的作用 解析：A　还原性Fe粉与食品包装袋中的O2反应产生红棕色的Fe2O3，在反应过程中Fe元素化合价升高，失去电子，被氧化，因此铁粉发生了氧化反应，A正确；富脂食品长时间放置易被包装袋中残留的氧气氧化，而不是被还原，B错误；还原性铁粉溶入稀盐酸中，二者反应产生FeCl2，FeCl