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

2019苏教版 第二单元 探究铁及其化合物的转化 专题九 金属与人类文明 （物质类别和化合价） 1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解铁及其化合物的主要性质，了解这些物质在生产、生活中的应用。 2.结合实例认识铁及其化合物的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化，认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。 课标要求 第四周期第 <m></m> 族 一、反应的合理选择 明确目标产物 选择反应原料和 可能的反应路径 选择反应的装置 依据产物特性 依据发生的化学反应和产物分离的要求 反应的类型和反应条件 请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。 +3 +2 0 单质 氧化物 盐 氢氧化物 Fe Fe2O3 FeCl2 FeCl3 物质类别 化合价 铁及其化合物的价类二维图 Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑ 2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3 Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O 氧化还原反应 非氧化还原反应 1、铁元素有多种不同价态的存在形式和不同的物质类型，如单质、氧化物、氢氧化物和硫酸盐等。这些物质具有不同的性质，在一定条件下能相互转化。 2、Fe3+离子的检验 Fe2+ Fe3+ （1）、观察法 浅绿色 棕黄色 （2）、加碱法 生成红褐色的氢氧化铁沉淀 Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3↓ (3)、KSCN溶液检验法 Fe3+ + 3SCN=Fe(SCN)3 溶液变为血红色 铁及其化合物的性质实验 【实验1】取两支试管分别编为A、B，向A试管中加入3 mL0.1 mol·L-1 FeCl3溶液，向B试管中加入3 mL 0.1 mol·L-1 FeCl2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。 基础实验 3、Fe2+和Fe3+的相互转化 试管A 滴加KSCN溶液 过量铁粉 无色 Fe3+ + 3SCN- = Fe(SCN)3 （血红色） 血红色 滴加KSCN溶液 无现象 FeCl2溶液 试管B 滴加新制氯水 血红色 2Fe2++Cl2= 2Fe3++2Cl- 2Fe2++H2O2 + 2H+ = 2Fe3++2H2O 2Fe3++Fe = 3Fe2+ 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？ 学以致用 Fe2+和Fe3+的相互转化 Fe3+ Fe2+ （↓氧化剂具有氧化性） 还原剂↑ 还原剂：Fe、Cu、Zn、S2-、I-等 加入过量的铁屑 2Fe3++Fe = 3Fe2+ （↑还原剂具有还原性） 氧化剂↓ 氧化剂：O2、H2O2、HNO3、 Cl2、KMnO4 等 2Fe3＋＋2I- = 2Fe2＋＋I2 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O 用毛笔蘸取少量30%的FeCl3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到小烧杯中。 记录实验现象，并分析原因。 实验探究 2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+ 1、随着人们生活节奏的加快，方便的小包装食品已被广泛接受。为了延长食品的保质期，防止食品氧化变质，在包装袋中可以放入的化学物质是(　　) A．无水硫酸铜　　 B．硫酸亚铁 C．食盐 D．生石灰 理解应用 还原铁粉、亚铁盐常常作为食品包装袋中的脱氧剂 B 理解应用 2、下列溶液中，滴加KSCN溶液不变红色的是（ ） A. 过量的Fe与稀硝酸充分反应后的溶液 B. Fe与过量的稀硝酸充分反应后的溶液 C. FeO溶解于稀硝酸后的溶液 D. 敞口放置一段时间的FeSO4溶液 2Fe3++Fe = 3Fe2+ A 血红色 理解应用 3、如何除去下列物质中的杂质(括号内为杂质)： ①FeCl3溶液(FeCl2)： ②FeCl2溶液(FeCl3)： ③FeSO4溶液(CuSO4)： 加足量氯水或H2O2或通入足量Cl2。 加足量铁粉，充分反应后过滤。 加足量铁粉，充分反应后过滤。 二、反应条件的控制 化学反应都是在一定条件下发生的。反应条件对化学反应的方向、速率和限度都会有不同程度的影响。在研究物质的性质和制备时，应依据化学反应的规律和反应物、生成物的特点，合理选择并控制好反应条件，才能达到预期的结果。 取A、B两支试管，分别加入6 mL 0.1 mol·L-1的新制FeSO4溶液。 （1）向A试管中滴加 0.1 mol·L-1 NaOH溶液，边滴加边振荡试管，观察实验现象。 实验探究 白色 红褐色 灰绿色 FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 红褐色 白色 以上实验说明生成的氢氧化亚铁很不稳定，容易被空气中的氧气氧化。那么如何利用亚铁盐与NaOH溶液反应制得Fe(OH)2？ 目标产物性质 Fe2+、 Fe(OH)2 易被氧化 干扰因素来源 ①装置敞口，接触O2 ②溶液中溶解有O2 ③滴加溶液过程中带入O2 措施：装置、操作 ①油(或苯)封液面 ②用已煮沸的蒸馏水配制试剂 ③向FeSO4溶液加入铁粉 ④把胶头滴管伸入溶液下滴加NaOH ⑤溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等 取A、B两支试管，分别加入6 mL 0.1 mol·L-1的新制FeSO4溶液。 （2）用长胶头滴管吸取几滴经过煮沸并冷却的 0.1 mol·L-1NaOH溶液，将胶头滴管末端伸入B试管中FeSO4溶液的液面之下，慢慢挤出NaOH溶液，观察实验现象。 实验探究 先在装置中产生FeSO4溶液，并利用产生的H2排尽整个装置中的空气，待检验H2的纯度后，再关闭止水夹a，利用产生的H2把FeSO4溶液压入装置Ⅱ中与NaOH溶液进行反应。 理解应用 B 有气体参与的物质制备的反应条件的控制： 拓展延伸 鼓气 制气 除杂 干燥 物质制备、收集 保护 尾气处理 防止后续装置的H2O(g)/CO2/O2进入前一装置，干扰实验/引起水解/氧化 1、反应前：排尽装置内空气，避免干扰实验（物质易氧化/易水解/易潮解） 2、反应后：排出有毒气体，用溶液完全吸收，防止污染环境。（气体有毒） 若在定量实验中，反应前排除装置内空气，以及反应后将生成的气体全部吹入吸收装置，可以减少误差 装置中的气体 装置外的气体 铁元素与人体健康 在人体膳食结构中，铁元素有血红素铁和非血红素铁。血红素铁是与血红蛋白、肌红蛋白中的卟啉结合的二价铁，而非血红素铁则主要以三价铁形式存在于植物中。血红素铁容易被人体吸收利用，而非血红素铁则需要将三价铁还原为二价铁才能被吸收。 维生素C具有还原性，能将三价铁转化为二价铁。因此，营养学家建议进食含铁的植物食品时，补充一定量的维生素C，以促进铁的吸收。为了预防缺铁性贫血，人们应合理进食含铁食物，如动物血、肝脏、骨髓、蛋黄、红枣、大豆、芝麻等。 生活向导 铁强化酱油 理解应用 密封包装，需避光、阴凉处保存 防止Fe2+氧化为Fe3+ 人体能吸收的是二价铁离子，所以补铁药品主要是二价铁盐。 血红蛋白结构示意图 铁的化合物的广泛用途 生活生产的知识 化学知识 1 绿矾可防食品变质 2 补血药物表面有一层特殊的糖衣 3 维C可促进铁的吸收 4 绿矾用做净水剂 5 浓FeCl3可以止血 6 FeCl3用于水处理 7 印制线路板 Fe2＋可与空气反应，防止食品被氧化变质 防止Fe2＋被空气氧化 维C具有还原性，可防止Fe2＋被氧化为Fe3＋失去补血功能 被氯气氧化生成Fe3＋水解后产生胶体，与粘土颗粒沉降 FeCl3水解，使血液胶体发生凝聚 FeCl3溶液与铜反应 FeCl3水解产生胶体与粘土颗粒沉降 应用 性质 1、高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型、高效、多功能水处理剂，其与水的离子反应是：4FeO42-+10H2O=4Fe(OH)3（胶体）+3O2↑+8OH- 高铁酸钾具有强氧化性,可以杀菌消毒。另外被还原为三价铁离子后 可以水解为Fe(OH)3胶体,具有吸附性,可以净水。 拓展视野 +6 +3 2、Fe2+ 的检验：常用铁氰化钾溶液，即六氰合铁酸钾，化学式为K3[Fe(CN)6]检验亚铁离子。遇亚铁盐则生成 蓝色沉淀。 滴加2滴 K3[Fe(CN)6]溶液 2019苏教版 课堂总结 探究铁及其 化合物的转化 反应的合理选择 反应条件的控制 Fe2+和Fe3+的转化 Fe3+的检验 课后作业 +3 +2 0 单质 氧化物 盐 氢氧化物 Fe FeO Fe2O3 Fe3O4 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Fe2+ Fe3+ 物质类别 化合价 构建铁及其化合物的价类二维图 Fe FeO Fe2O3 Fe3O4 Fe3+ Fe(OH)2 Fe2+ 化合价升高，发生氧化还原反应 化合价不变，发生非氧化还原反应 +3 +2 氢氧化物 盐 氧化物 单质 0 类别 化合价 Fe(OH)3 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.6.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.58(gap_fixed:False) Lavf59.6.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.58(gap_fixed:False) Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf59.6.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.58(gap_fixed:False) Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　　) A．①②　 B．①③ C．②③ D．①②③ $$