专题9 第二单元 第1课时 反应的合理选择-【金版新学案】2025-2026学年高中化学必修第二册同步课堂高效讲义教师用书word（苏教版）

本讲义聚焦铁及其化合物转化的核心知识点，从FeCl₃制备路径的合理选择（基于价态分析非氧化还原与氧化还原反应）入手，系统梳理Fe²⁺、Fe³⁺的检验方法（沉淀法、显色法等），进而构建Fe、Fe²⁺、Fe³⁺相互转化的“铁三角”模型，形成完整的知识脉络。 资料以实验探究为核心，通过砖瓦烧制等真实情境案例和除杂、保存等问题解决，培养学生科学思维与探究能力。课中辅助教师实验教学与概念建构，课后通过习题与案例分析帮助学生查漏补缺，强化知识应用与科学态度。

第二单元　探究铁及其化合物的转化 第1课时　反应的合理选择 [学习目标]　1.能依据铁及其化合物的性质提出不同物质间转化的思路。　2.依据化合价理论，结合实验探究，掌握Fe、Fe2＋、Fe3＋相互转化的途径。　3.通过实验探究学会Fe2＋、Fe3＋的检验方法，提升实验探究能力与创新意识。 任务一　FeCl3制备和Fe3＋检验的合理选择 1.转化路径的设计思路 首先必须明确目标产物，然后依据产物特性选择反应原料和可能的反应路径，确定反应的类型和反应条件，依据所发生的化学反应和产物分离的要求合理选择反应的装置等。 2.FeCl3制备路径的合理选择 (1)制备路径选择依据：铁元素的常见价态有＋2、＋3价，在相同价态铁元素化合物之间相互转化，通过非氧化还原反应实现；在不同价态铁元素化合物之间相互转化，需通过氧化还原反应才能实现。 (2)以铁屑为原料制备FeCl3的可能反应路径 制备路径 相关原理 路径1 Fe→FeCl3 点燃条件下铁被氯气氧化，冷凝后得到固体三氯化铁，反应的化学方程式为2Fe＋3Cl22FeCl3 路径2 Fe→FeCl2→ FeCl3 先用盐酸溶解铁，得到FeCl2，再用Cl2将FeCl2氧化为FeCl3，分离提纯后得到产物，反应的化学方程式为Fe＋2HClFeCl2＋H2↑、2FeCl2＋Cl22FeCl3 路径3 Fe→Fe2O3→ FeCl3 在一定条件下用空气将铁氧化成氧化铁，再将氧化铁溶解在盐酸中得到氯化铁，分离提纯后得到产物 学生用书⬇第113页 [交流研讨1]　某工厂利用废弃的盐酸和铁屑为原料制备FeCl3时，有两种路线：①Fe＋2HClFeCl2＋H2↑，2FeCl2＋Cl22FeCl3；②Fe＋2HClFeCl2＋H2↑，4FeCl2＋O2＋4HCl4FeCl3＋2H2O。从环保和经济的角度，哪一路线更合适，为什么？ 提示：②中用氧气代替了①中的氯气，降低了生产成本且对环境无污染，故②更合适。 　　物质制备反应路径的选择方法：实际制备物质时，必须根据反应原料、反应条件、反应步骤、产物要求、反应装置、环境保护、生产成本等因素进行综合判断，选择合适、可控的反应路径。 3.Fe3＋检验的合理选择 (1)沉淀法：加入NaOH溶液，观察是否产生红褐色的沉淀；反应的离子方程式为Fe3＋＋3OH－Fe(OH)3↓。缺点：需要加入的碱量较多，现象易受到干扰，反应的灵敏度和精确性都不高。 (2)显色法：滴加KSCN溶液，观察溶液是否呈血红色；反应的离子方程式为Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3。优点：灵敏度高，有明显现象。 [交流研讨2]　烧制砖瓦时，用富含铁元素黏土做成的坯经过烘烧后，铁的化合物氧化为红色的氧化铁(Fe2O3)，而制得红色的砖瓦。烘烧完全后向窑内添加大量的煤炭后封窑约1天后，从窑顶向下慢慢浇水7天。水蒸气和窑内高温的炭发生化学反应，密闭的窑内会产生大量的还原气体H2和CO，它们把红色Fe2O3又逐渐还原成为青灰色的FeO、Fe3O4，而制得青砖。 (1)如何设计实验检验红砖含有＋3价的铁元素？ 提示：将红砖研磨成粉末，取少许粉末于试管中，加入稀硫酸振荡，过滤；在滤液中加入KSCN溶液，如溶液呈血红色，则说明红砖中含有＋3价的铁元素。 (2)如何设计实验检验青砖含有＋2价的铁元素？ 提示：将青砖研磨成粉末，取少许粉末于试管中，加入稀硫酸振荡，过滤；在滤液中加入酸性KMnO4溶液，如酸性KMnO4溶液褪色，则说明青砖中含有＋2价的铁元素。 (3)如何设计实验证明Fe3O4中既有＋2价铁又有＋3价铁？ 提示：取一定量Fe3O4溶于稀硫酸，形成溶液，分别取该溶液于两支试管中。一支试管中加入KSCN溶液，溶液呈血红色，说明含有Fe3＋，证明Fe3O4中有＋3价铁；另一支试管中加入酸性KMnO4溶液，紫红色褪去，说明含有Fe2＋，证明Fe3O4中有＋2价铁。 1.Fe2＋、Fe3＋的检验方法 (1)直接观察颜色 (2)利用显色反应 (3)利用Fe2＋的还原性 (4)利用Fe3＋的氧化性 2.检验溶液含有Fe2＋、不含Fe3＋的步骤 待测液不变色血红色 3.Fe2＋和Fe3＋的混合溶液中检验Fe2＋的方法 通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去说明含有Fe2＋(注意：Cl－等还原性的离子对Fe2＋的检验有干扰)。 学生用书⬇第114页 1.某同学设计的制备氯化铁溶液的方案中，分别采用下列物品，其中能实现的是(　　) A.氢氧化铁和硫酸 B.铁和盐酸 C.氧化亚铁和盐酸 D.氧化铁和盐酸 答案：D 解析：氢氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水，而不是氯化铁，错误；铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，而不是氯化铁，错误；氧化亚铁和盐酸反应生成氯化亚铁和水，而不是氯化铁，错误；氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水，可以制备氯化铁溶液，正确；故选D。 2.证明某溶液只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是(　　) A.先滴加氯水再滴加硫氰化钾溶液显血红色 B.先滴加硫氰化钾溶液不显血红色，再滴加氯水显血红色 C.先加入铁粉再滴加硫氰化钾溶液不显血红色 D.只需要滴加硫氰化钾溶液 答案：B 解析：先滴加氯水再滴加硫氰化钾溶液显血红色，可能是原溶液中Fe2＋被氯水氧化为Fe3＋或原溶液本来就含有Fe3＋，A错误；先滴加硫氰化钾溶液不显血红色，说明原溶液中不存在Fe3＋，再滴加氯水显血红色，说明Fe2＋被氯水氧化为Fe3＋，原溶液存在Fe2＋，B正确；先加入铁粉再滴加硫氰化钾溶液不显血红色，原溶液可能存在Fe3＋，C错误；滴加硫氰化钾溶液不显色，不一定含有Fe2＋，D错误。 3.下列有关离子(或物质)的检验、现象及结论，都正确的是(　　) A.向某溶液中滴加氯水，再滴加KSCN溶液，溶液变成血红色，该溶液中一定含有Fe2＋ B.向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液变成血红色，该溶液中一定不存在Fe2＋ C.将某种铁的氧化物溶于足量的稀硫酸中，取其溶液滴加酸性KMnO4溶液，振荡，溶液褪色，原氧化物中含有＋2价铁 D.向久置的FeCl2溶液中滴入用硫酸酸化的H2O2溶液，溶液变黄，滴加KSCN溶液，溶液变成血红色，说明发生氧化还原反应，且氧化性：H2O2＜Fe3＋ 答案：C 解析：向某溶液中滴加氯水，再滴加KSCN溶液，溶液变成血红色，可能是因为原溶液中本来就有Fe3＋，即该溶液中不一定含有Fe2＋，故A错误；向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液变成血红色，该溶液中一定存在Fe3＋，可能存在Fe2＋，故B错误。 任务二　Fe2＋、Fe3＋相互转化的合理选择 1.Fe2＋、Fe3＋相互转化的实验探究 实验 操作 实验 现象 A试管中先滴加KSCN溶液，溶液变血红色，再加过量铁粉后，血红色褪去 B试管中先滴加KSCN溶液，溶液没有变化，再滴加少量新制氯水后，溶液变成血红色 离子 方程式 Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3、 2Fe3＋＋Fe3Fe2＋ 2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－、 Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3 实验 结论 Fe3＋Fe2＋ 2.Fe3＋与Cu反应的实验探究 实验 操作 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 实验 现象 铜片上会出现“＋”形凹槽 原因 Cu与FeCl3溶液发生反应：Cu＋2FeCl32FeCl2＋CuCl2，FeCl3溶液腐蚀了铜片 3.“铁三角”中的转化关系 (1)Fe只具有还原性。可被弱氧化剂(H＋、S等)和Fe3＋氧化成Fe2＋，被强氧化剂(Cl2等)氧化成Fe3＋。举例：Fe＋2H＋Fe2＋＋H2↑；2Fe＋3Cl22FeCl3。 (2)Fe2＋既有氧化性又有还原性。可被强氧化剂[Cl2、KMnO4(H＋)、空气中的O2、H2O2等]氧化为Fe3＋；可被还原剂(CO、C等)还原为Fe。举例：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O；FeO＋COFe＋CO2。 (3)Fe3＋具有氧化性，可被弱还原剂(Cu等)和Fe还原为Fe2＋，被强还原剂(Al、Zn、CO等)还原为Fe。举例：2Fe3＋＋Fe3Fe2＋；2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋；Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。 [交流研讨1]　能够共存的离子之间不能发生反应。根据上述知识分析，Fe3＋与I－、S2－、HS－、S、HS等还原性离子能否大量共存？ 提示：Fe3＋具有较强的氧化性，被I－、S2－、HS－、SHSFe2＋而不能大量共存。 学生用书⬇第115页 [交流研讨2]　利用离子间的转化分析，怎样除去FeCl3溶液中含有的FeCl2杂质？ 提示：向混合溶液中加足量氯水或H2O2或通入足量Cl2。 [交流研讨3]　根据Fe2＋的性质分析，实验室中应该怎样保存亚铁盐溶液？ 提示：向亚铁盐溶液中加入铁粉，防止Fe2＋被氧化。 Fe、Fe2＋、Fe3＋的性质 1.硫酸亚铁溶液含有硫酸铜和硫酸铁杂质，为除去杂质，提纯硫酸亚铁，应该加入下列物质中的(　　) A.锌粉 B.镁粉 C.铁粉 D.铝粉 答案：C 解析：铁粉可将硫酸铁转化为硫酸亚铁，将硫酸铜转化为硫酸亚铁和单质铜，然后过滤即可提纯硫酸亚铁，锌、镁、铝都有可能将亚铁离子置换成铁，并且会引入锌离子、镁离子或铝离子等新的杂质。 2.(2025·江阴市第二中学月考)下列关于FeCl2和FeCl3的叙述中，不正确的是(　　) A.二者溶液的相互转化均可通过化合反应实现 B.将足量铁粉加入氯水中，最终只能得到FeCl2溶液 C.酸性高锰酸钾溶液可作为鉴别二者溶液的试剂 D.分别向盛有FeCl2溶液和FeCl3溶液的试管中加入NaOH溶液，最终可得相同物质 答案：C 解析：向FeCl2溶液中通入氯气，生成FeCl3；向FeCl3溶液中加入铁粉生成FeCl2，都属于化合反应，故A正确；将铁粉加入氯水中，当铁粉过量时，最终得到FeCl2溶液，故B正确；Fe2＋和Cl－均具有还原性，酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，能将亚铁离子和Cl－氧化，使溶液褪色，则不能利用酸性高锰酸钾溶液鉴别FeCl2和FeCl3，故C错误；二价铁不稳定，可被氧化为三价铁；分别向盛有FeCl2溶液和FeCl3溶液的试管中加入NaOH溶液，均可能得到氢氧化铁，故D正确；答案选C。 3.下列指定物质之间的转化： FeFe3O4混合溶液FeCl2溶液Fe(OH)2 下列说法不正确的是(　　) A.反应①属于置换反应 B.反应②所得混合溶液中Fe2＋与Fe3＋物质的量之比是1∶2 C.反应③的离子方程式为2Fe3＋＋Fe3Fe2＋ D.利用反应④制备Fe(OH)2时需要充分振荡反应液 答案：D 解析：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，属于置换反应，A正确；Fe3O4＋8H＋Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O，Fe2＋、 Fe3＋物质的量之比是1∶2，B正确；Fe＋2Fe3＋3Fe2＋，C正确；不能振荡，Fe(OH)2易与空气中的氧气发生反应而变质，D错误。 涉及铁元素的物质的净化 主要物质 杂质 除杂方法 Fe2＋ Fe3＋ 加过量Fe粉后过滤 FeCl3 FeCl2 加适量氯水或H2O2溶液 Fe2＋ Cu2＋ 加过量Fe粉后过滤 Fe Al 加过量强碱溶液后过滤 1.下列氯化物既可由金属和氯气直接反应制得，也可由金属和盐酸反应制得的是(　　) A.CuCl2 B.FeCl3 C.FeCl2 D.AlCl3 答案：D 解析：金属铜与盐酸不反应，金属Fe与氯气反应生成FeCl3，与盐酸反应生成FeCl2，故答案为D。 2.要除去FeCl3溶液中的FeCl2杂质，下列方法最好的是(　　) A.滴加过量HNO3溶液 B.通入足量Cl2 C.滴加酸性KMnO4溶液 D.加入Na2O2 答案：B 解析：HNO3溶液、酸性KMnO4溶液、Na2O2都能将Fe2＋氧化为Fe3＋，但都会引入新的杂质，不符合除杂的要求，A、C、D项不符合题意；Cl2具有氧化性，会和Fe2＋发生反应：Cl2＋2Fe2＋2Fe3＋＋2Cl－，且不引入新的杂质，B项符合题意。 3.选择合适试剂完成甲、乙两组实验。 甲组：检验含Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋。 学生用书⬇第116页 乙组：检验含 Fe2＋的溶液中是否含有Fe3＋。 下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是(　　) 选项 甲组 乙组 A 新制氯水、KSCN溶液 NaOH溶液 B 酸性KMnO4溶液 KSCN溶液 C KOH溶液 溴水 D 溴水 酸性KMnO4溶液 答案：B 解析：甲组，在Fe3＋存在的条件下检验Fe2＋，要排除Fe3＋的干扰，所选试剂应具备下列条件：一是能与Fe2＋发生有明显现象的反应；二是与Fe3＋不反应。乙组，在Fe2＋存在的条件下检验Fe3＋，用KSCN溶液检验Fe3＋，Fe2＋无干扰。 4.(2025·辽宁沈阳二中月考)将Cu片放入0.1 mol/L FeCl3溶液中，反应一定时间后取出Cu片，溶液中c(Fe3＋)∶c(Fe2＋)＝2∶3，则此时溶液中Cu2＋与Fe3＋的物质的量之比为(　　) A.3∶2 B.3∶5 C.4∶3 D.3∶4 答案：D 解析：设消耗铜的物质的量是x mol，则根据方程式Cu＋2Fe3＋Cu2＋＋2Fe2＋可知，生成亚铁离子是2x mol，铜离子是x mol。由于溶液中c(Fe3＋)∶c(Fe2＋)＝2∶3，则n(Fe3＋)＝mol，所以溶液中Cu2＋与Fe3＋的物质的量之比为x∶＝3∶4。答案选D。 5.(2024·海南国兴中学月考)在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中，废液处理和资源回收的过程简述如下： Ⅰ.向废液中投入过量铁屑，充分反应后分离出固体和滤液； Ⅱ.向滤液中加入一定量石灰水，调节溶液pH，同时鼓入足量的空气。 (1)FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　。 (2)过程Ⅰ加入铁屑的主要作用是　　　　，分离得到固体的主要成分是　　　　。从固体中分离出铜需采用的方法是　　　　　　　。 (3)过程Ⅱ中鼓入足量的空气时发生反应的化学方程式为　　　　　　　。 答案：(1)2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋ (2)回收铜　Cu和Fe　先加入过量的盐酸或稀硫酸，充分反应后再过滤 (3)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O4Fe(OH)3 解析：FeCl3溶液蚀刻铜箔的反应为2FeCl3＋Cu2FeCl2＋CuCl2，因此废液中溶质为FeCl3、FeCl2和CuCl2；废液中投入过量铁屑，发生反应：2FeCl3＋Fe3FeCl2、Fe＋CuCl2FeCl2＋Cu，则充分反应后分离出的固体为Fe、Cu，滤液中的溶质为FeCl2；向滤液中加入一定量石灰水，调节溶液pH，可以生成Fe(OH)2沉淀，同时鼓入足量的空气，则Fe(OH)2被氧化生成Fe(OH)3。(1)根据分析，FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋。(2)根据分析，过程Ⅰ加入铁屑发生反应：2FeCl3＋Fe3FeCl2、Fe＋CuCl2FeCl2＋Cu，则分离得到固体的主要成分是Cu和Fe，加入铁屑的主要作用是回收铜；Cu不与盐酸或稀硫酸反应，因此在固体混合物中先加入过量的盐酸或稀硫酸，充分反应后再过滤，可以分离出铜单质。(3)根据分析，过程Ⅱ中鼓入足量的空气时Fe(OH)2被氧化生成Fe(OH)3，反应的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O4Fe(OH)3。 。 学科网（北京）股份有限公司 $