第3章 实验活动2 铁及其化合物的性质-【名师导航】2023-2024学年高中化学必修第一册同步课件(人教版2019)

第三章　铁 金属材料 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。 实验活动2　铁及其化合物的性质 【实验用品】 试管、胶头滴管、药匙、镊子。 CuSO4溶液、FeCl3稀溶液、FeCl2溶液、FeSO4溶液、酸性KMnO4溶液、KSCN溶液、KI溶液、淀粉溶液、蒸馏水、锌片、铜片、铁粉、铁丝。 实验活动2　铁及其化合物的性质 【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，观察到的现象是铁丝表面______________。化学方程式：CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu。 有红色固体析出 实验活动2　铁及其化合物的性质 (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，观察到的现象是铜片______，溶液__________________，化学方程式：Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2。 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，观察到的现象是溶液________________，然后向溶液中滴加2滴淀粉溶液，溶液____，离子方程式：2Fe3+＋2I－===2Fe2+＋I2。 被腐蚀 由棕黄色变为蓝绿色 由淡黄色变成棕色 变蓝 实验活动2　铁及其化合物的性质 (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，观察到的现象是溶液变为____，化学方程式：FeCl2＋Zn===ZnCl2＋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。当溶液紫红色褪去时，再滴加2滴KSCN溶液，观察到的现象是溶液______，化学方程式：10FeSO4＋2KMnO4＋8H2SO4===5Fe2(SO4)3＋2MnSO4＋8H2O＋K2SO4、Fe2(SO4)3＋6KSCN===2Fe(SCN)3＋3K2SO4。 无色 变红色 实验活动2　铁及其化合物的性质 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，观察到的现象是溶液______。 (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，溶液________，再滴加几滴KSCN溶液，溶液__________。化学方程式：2FeCl3＋Fe===3FeCl2。 变红色 变浅绿色 无明显变化 实验活动2　铁及其化合物的性质 【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，制备硫酸亚铁溶液时应该注意什么？ [提示]　由于Fe2+易被氧化，所以在制备过程中要保证铁屑过量。 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。 实验活动2　铁及其化合物的性质 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酸性溶液紫色褪去或变浅，则说明含有FeSO4杂质，反之则无。 实验活动2　铁及其化合物的性质 1．下列中学常见实验的现象表述正确的是(　　) A．过量的铁投入一定量的稀硝酸中充分反应后取上层清液置于试管中，滴加KSCN溶液，溶液显红色 B．FeO不稳定，在空气中加热迅速变成氧化铁 C．检验红砖中有氧化铁，向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液2～3滴即可 D．往FeCl3和BaCl2的混合溶液中通入SO2(S为＋4价)，溶液颜色由黄色变为浅绿色，同时有白色沉淀产生，表示FeCl3具有还原性 √ 实验活动2　铁及其化合物的性质 C　[过量的铁投入一定量的稀硝酸中，铁先被硝酸氧化为三价铁，过量的铁能和三价铁反应生成亚铁离子，铁元素最终显示为＋2价，滴加KSCN溶液，溶液不会显红色，A错误；FeO不稳定，在空气中加热迅速变成四氧化三铁，B错误；氧化铁和盐酸反应生成氯化铁溶液和水，三价铁遇KSCN溶液会变红色，C正确；Fe3+具有氧化性，能与二氧化硫发生氧化还原反应生成硫酸根离子，再与钡离子反应生成硫酸钡沉淀，铁离子被还原为亚铁离子，溶液由棕黄色变成浅绿色，表示铁离子有氧化性，D错误。] 实验活动2　铁及其化合物的性质 2．硫酸铁溶液中加入少量Fe粉，溶液颜色变浅，要证明该过程发生了氧化还原反应，加入下列试剂一定可行的是(　　) A．KSCN溶液 B．酸性高锰酸钾溶液 C．NaOH溶液 D．先加入KSCN溶液，再加入H2O2溶液 √ 实验活动2　铁及其化合物的性质 B　[硫酸铁溶液中加入少量Fe粉，发生反应：Fe2(SO4)3＋Fe===3FeSO4，要证明该过程发生了氧化还原反应，则要证明Fe2+的存在。KSCN溶液用于检验Fe3+的存在，不能用于检验Fe2+，故A不可行；酸性高锰酸钾溶液能将Fe2+氧化为Fe3+，从而发生颜色变化，故B可行；NaOH溶液既能与Fe2+反应，也能与Fe3+反应，由于Fe(OH)2、Fe(OH)3的混合物的颜色与Fe(OH)3的颜色差异不明显，所以难以确定Fe(OH)2的存在，故C不可行；硫酸铁溶液中加入少量Fe粉，可能有剩余的Fe3+，先加入KSCN溶液，溶液会变红色，再加入H2O2溶液，溶液仍然为红色，不能证明Fe2+的存在，故D不可行。] 实验活动2　铁及其化合物的性质 3．铁器时代是人类发展史中一个极为重要的时代，铁及其化合物在人类的生产、生活中都起了巨大的作用。 (1)长期放置的FeSO4溶液易被氧化而变质，实验室用绿矾FeSO4·xH2O配制FeSO4溶液时为了防止FeSO4溶液变质，经常向其中加入________，其原因是________________________(用离子方程式表示)。 实验活动2　铁及其化合物的性质 [解析]　配制FeSO4溶液时为了防止FeSO4溶液变质，经常向其中加入铁粉，铁的还原性比亚铁离子强，酸性条件下铁粉可以直接与氧气反应，离子方程式为2Fe＋O2＋4H＋===2Fe2+＋2H2O，因此可以防止亚铁离子被氧化；若亚铁离子被氧化为铁离子，铁粉也可以将铁离子还原为亚铁离子，反应的离子方程式为2Fe3+＋Fe===3Fe2+。 [答案]　铁粉　2Fe＋O2＋4H＋===2Fe2+＋2H2O或2Fe3+＋Fe===3Fe2+ 实验活动2　铁及其化合物的性质 (2)利用部分变质的FeSO4溶液制备Fe2O3： 部分变质的FeSO4溶液溶液Ⅰ沉淀ⅡFe2O3 ①H2O2溶液作用的离子方程式为______________________________ _________________________________________________________。 ②写出由“溶液Ⅰ”到“沉淀Ⅱ”反应的离子方程式：__________ _________________________________________________________。 实验活动2　铁及其化合物的性质 [解析]　过氧化氢溶液的作用是将Fe2+氧化为Fe3+，离子方程式为2Fe2+＋H2O2＋2H＋===2Fe3+＋2H2O；溶液Ⅰ中含有Fe3+，加入NaOH溶液会得到沉淀Ⅱ，反应的离子方程式：Fe3+＋3OH－===Fe(OH)3↓。 [答案]　2Fe2+＋H2O2＋2H＋===2Fe3+＋2H2O　Fe3+＋3OH－===Fe(OH)3↓ 实验活动2　铁及其化合物的性质 $$