9.2 探究铁及其化合物的转化 课件 2024-2025学年高一下学期化学苏教版（2019）必修第二册

第二单元 探究铁及其化合物的转化 专题九　从矿物到基础材料 —探究铁及其化合物的转化 铁单质陨铁 主要化合态、少量是游离态 化合态—— 磁铁矿(Fe3O4) 赤铁矿(Fe2O3) 1.铁的存在 游离态—— 陨铁（天石，地壳中无单质铁） 铁是银白色有金属光泽的金属，质软，熔沸点高，具有良好的导电、导热、延展性，可被磁铁吸引，也可被磁化，铁粉呈黑色 2.物理性质 磁铁矿(Fe3O4) 赤铁矿(Fe2O3) 一、铁 3.化学性质 (1)与非金属单质反应 +3 +2 3Fe+2O2 Fe3O4 点燃 较活泼，易失电子，常显+2和+3价 现象：剧烈燃烧火星四射，生成黑色固体 （集气瓶底部放细沙或少量水，防止炸裂） 现象：剧烈燃烧，产生棕褐色的烟 得出结论：氧化性Cl2>S 2Fe+3Cl2 2FeCl3 点燃 Fe+S FeS 典型的变价金属 (2)与酸的反应 ①与非强氧化性酸反应（如盐酸、稀硫酸等） Fe+2H+ Fe2++H2↑ Fe+2HCl FeCl2+H2↑ Fe+H2SO4 FeSO4+H2↑ Fe+4HNO3(稀) Fe(NO3)3+NO↑+2H2O 3Fe+8H+ + 2NO3- 3Fe2++2NO↑+4H2O ②与强氧化性酸反应 常温下，铁遇到冷的浓硫酸或浓硝酸发生钝化，加热后反应继续进行，反应不会产生氢气。 HNO3过量： Fe过量： Fe + 4H+ +NO3- Fe3+ +NO↑+2H2O 3Fe+8HNO3(稀) 3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O （如浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸） (3)与盐溶液的反应 铁可以将活泼性排在其后面的金属从其盐溶液中置换出来。 Fe + Cu2+ Fe2+＋Cu 铁还可以与Fe3＋发生归中反应生成Fe2＋ 2Fe3+ + Fe 3Fe2+ 2FeCl3 + Fe 3FeCl2 铁单质、Fe3＋、Fe2＋之间的相互转化关系 ② Fe→ Fe3＋ Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ Fe＋ Cu2＋ ===Fe2＋＋ Cu 2Fe+3Cl2 === 2FeCl3 点燃 ① Fe→ Fe2＋ 铁单质、Fe3＋、Fe2＋之间的相互转化关系 ② Fe2＋→ Fe ①Fe2＋→ Fe3＋ 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋ === 2Fe3＋＋2H2O 2Fe2＋＋Cl2 === 2Fe3＋＋2Cl－ FeCl2＋Zn === Fe＋ZnCl2 铁单质、Fe3＋、Fe2＋之间的相互转化关系 ②Fe3＋→ Fe2＋ ① Fe3＋→ Fe 2Fe3＋＋Fe === 3Fe2＋ 2Fe3＋＋Cu === 2Fe2＋＋Cu2＋ Fe2O3 ＋3CO === 2Fe＋3CO2 高温 Fe2O3 ＋2Al === 2Fe＋Al2O3 高温 2Fe3＋＋2I- === 2Fe2＋＋I2 反应的合理选择 Fe FeCl3 在氯气中点燃 路径一 2Fe+3Cl2=== 2FeCl3 点燃 Fe FeCl3 盐酸溶解铁 路径二 FeCl2 Fe＋2HCl== FeCl2＋H2↑ 2FeCl2＋Cl2===2FeCl3 氯气氧化后分离提纯 Fe FeCl3 缓慢氧化 路径三 Fe2O3 盐酸反应后分离提纯 4Fe+3O2==2Fe2O3 Fe2O3 ＋6HCl ==2FeCl3＋3H2O （一）请以铁为原料，设计制备氯化铁的实验方案，写出可能的反应路径和有关反应的化学方程式。 学以致用 1、在配制含Fe2+的溶液时，为防止溶液中的Fe2+被氧化，可以采取什么措施？为什么？ 2、若要除去废水中的Fe2+？ 3、用毛笔蘸取少量30%的FeC13溶液，在铜片上画一个“+”，放置片刻后，用少量水将铜片上的溶液冲洗掉，观察到什么现象？原理是什么？ 铜片上留下一个光亮的“+”号，2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+ 应用：制造电路板 蚀刻液 ——氯化铁溶液 2Fe3＋＋Cu === 2Fe2＋＋Cu2＋ （一）Fe3+离子的检验 1、观察法 棕黄色 2、加碱法 向一支试管中加入少量的FeCl3溶液然后各滴入NaOH溶液。 产生红褐色沉淀。 Fe3+离子Fe2＋离子的检验 3、KSCN溶液检验法 滴加KSCN溶液 血红色 评价： 1、加碱法：需要加入的碱量较多，现象也容易受到干扰，反应的灵敏度和精确性都不高。 2、含有Fe3+的溶液中滴加KSCN溶液，反应混合液立刻变成了血红色，而Fe2+遇KSCN溶液不显色。这种方法灵敏度高， Fe3+离子Fe2＋离子的检验 基础实验 【实验1】取两支试管分别编为A、B，向A试管中加入3mL0.1mol·L-1FeCl3溶液，向B试管中加3mL0.1mol·L-1FeCl2溶液。然后向两支试管中各滴加2滴硫氰化钾溶液，观察实验现象。 【实验2】向实验1的A试管中加入过量铁粉，观察实验现象。 【实验3】向实验1的B试管中加入少量新制氯水，观察实验现象。 试管A 滴加KSCN溶液 过量铁粉 无色 Fe3+ + 3SCN- = Fe(SCN)3（血红色） 2Fe3++Fe =3Fe2+ 血红色 Fe3+离子Fe2＋离子的检验 思考：如何证明一个未知溶液中含有Fe2＋，而不含有Fe3＋？ 待测液 不变色 血红色 KSCN溶液 氧化剂 氧化剂可以是哪些物质？ 双氧水：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O 新制氯水或氯气：2Fe2＋＋Cl2 === 2Fe3＋＋2Cl－ 氧化剂还可以是：KMnO4(H＋)、O2、 HNO3等 Fe3+离子Fe2＋离子的检验 反应条件的控制 FeSO4溶液与NaOH溶液 思考：若滴加方式不同，FeSO4溶液与NaOH溶液反应产物分别为什么？ 反应条件的控制 反应条件的控制 实验 现象 先有白色沉淀生成，在空气中慢慢变成灰绿色，最后变成红褐色。 先有白色沉淀生成，在空气中迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。 反应条件的控制 思考：实验B中的相关离子方程式为哪些？ Fe2＋＋2OH===Fe(OH)2↓(白色) 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(红褐色) 1、生成白色沉淀 2、白色沉淀在空气中迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。 反应条件的控制 思考：制备Fe(OH)2需注意什么？ 隔绝氧气 氧气会在哪些途径对制备Fe(OH)2实验造成影响？ 生成的Fe(OH)2接触空气 滴加过程中 配置溶液时的水中 溶液配置后露置于空气中 01 03 04 02 反应条件的控制 思考：制备Fe(OH)2可以采取哪些措施？ 为了防止Fe2＋被氧化，配制FeSO4溶液的蒸馏水和NaOH溶液要煮沸，尽可能除去O2。 Fe2＋极易被氧化，所以FeSO4溶液要现用现配。 1 2 为了防止滴加NaOH溶液时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液的液面下，再挤出NaOH溶液。 3 4 为防止Fe2＋被氧化，还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有机物，以隔绝空气。 课堂小结 Lavf59.6.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.3 Lavf59.6.100 $$