内容正文:
第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
课时3 不同价态铁的转化
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课堂导入
亚铁盐溶液很容易被氧化,那我们是怎么样保存的呢?
在制备的时候会隔绝空气,所以很容易想到充入氮气密封保存,但这样的保存方式不仅耗费成本较高,且一旦开封使用就会功亏一篑。
课堂导入
实验操作:
在盛有2mL FeCl3溶液的试管中加入过量铁粉,振荡试管。充分反应后,滴入几滴KSCN溶液,观察并记录现象。
把上层清液倒入另一支试管中,再滴入几滴氯水,观察并记录现象。
实验现象:
FeCl3溶液的试管中加入过量铁粉后棕黄色褪去,略显浅绿色,滴入KSCN溶液后无明显变化。
滴入氯水后溶液变红。
实验原理:
2Fe3+ + Fe = 3Fe2+ 2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl-
实验说明,铁的不同价态之间是可以利用氧化还原相互转化的,同时该实验也可以说明亚铁盐溶液保存时可以加入一些铁粉,可以有效防止被氧化。
课堂学习
不同价态铁的转化
在学习铁单质的时候,我们知道了与单质铁反应的物质氧化性不同,铁对应的氧化产物也会不同,其中铁与强氧化剂反应会变为+3价,与弱氧化剂反应会变成+2价,那现在我们是否可以把其中的转化关系补充完整了呢?
Fe2+
Fe3+
Fe
弱氧化剂
强氧化剂
强氧化剂
弱还原剂
强还原剂
强还原剂
课堂学习
不同价态铁的转化
Fe2+
Fe3+
Fe
弱氧化剂
强氧化剂
强氧化剂
弱还原剂
强还原剂
强还原剂
Fe→Fe2+
与非氧化性酸反应:Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑
与铁盐反应:Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+
与某些盐反应:Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu
与单质硫反应:Fe + S = FeS
与单质碘反应:Fe + I2 = FeI2
弱氧化剂:
1.非氧化性酸,如HCl、H2SO4;
2.某些盐,如CuSO4、AgNO3;
3.某些非金属单质,如S、I2。
课堂学习
不同价态铁的转化
Fe2+
Fe3+
Fe
弱氧化剂
强氧化剂
强氧化剂
弱还原剂
强还原剂
强还原剂
与强氧化性酸反应:
Fe + NO3- + 4H+ = Fe3+ + NO↑ + H2O
与酸性高锰酸钾溶液反应:
5Fe2+ + MnO4- + 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
与过氧化氢反应:
2Fe2+ + H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O
强氧化剂:
1.某些非金属单质,如Cl2、O2、Br2;
2.强氧化性酸,如HNO3、浓H2SO4;
3.某些盐,如KMnO4、K2Cr2O7;
4.其它物质,如H2O2。
Fe→Fe3+
Fe2+→Fe3+
与氯气、氧气、溴单质反应:
2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3 2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl-
课堂学习
不同价态铁的转化
Fe2+
Fe3+
Fe
弱氧化剂
强氧化剂
强氧化剂
弱还原剂
强还原剂
强还原剂
弱还原剂:
1.某些金属单质,如Cu、Ag;
2.某些阴离子,如I-、 S2-;
3.其它物质,如H2S、SO2。
Fe3+→Fe2+
与铁粉反应:2Fe3+ + Fe = 3Fe2+
与铜粉反应(腐蚀电路板):2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+
与碘离子反应(离子共存):2Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ + I2
与硫离子反应(离子共存):2Fe3+ + S2- = 2Fe2+ + S↓
课堂学习
不同价态铁的转化
Fe2+
Fe3+
Fe
弱氧化剂
强氧化剂
强氧化剂
弱还原剂
强还原剂
强还原剂
强还原剂:
1.活泼金属,如Zn、Al;
2.某些气体,如CO、H2;
3.某些非金属单质,如C。
Fe3+→Fe
Fe2+→Fe
与某些活泼金属反应:
Fe2O3 + 2Al = Al2O3 + 2Fe Fe2+ + Zn = Fe + Zn2+
与还原性气体反应:
Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2
Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O
与某些非金属单质反应:
2Fe2O3 + 3C = 4Fe + 3CO2↑
课堂学习
不同价态铁的转化
铁三角的利用
如何除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质?
应加入较弱的还原剂将Fe3+还原为Fe2+,考虑到不能引入新的杂质,应加入Fe粉,充分反应后过滤即可。
如何除去FeCl3溶液中的FeCl2杂质?
应加入较强的氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+,考虑到不能引入新的杂质,应向溶液中通入Cl2。
Fe3+和Fe2+的离子共存问题:
Fe3+和Fe2+均不能和OH-大量共存;