第三章 第二节 实验活动2 铁及其化合物的性质（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高一化学必修第一册学习笔记（人教版 浙江专版）

本高中化学讲义聚焦铁及其化合物的性质，系统梳理铁单质的还原性、铁盐的氧化性、亚铁盐的氧化还原性及铁离子的检验方法，构建从单质到化合物、不同价态转化的完整知识脉络，为学生提供清晰的学习支架。 该资料以实验为核心，通过现象观察与方程式书写培养科学思维，结合问题讨论引导科学探究与实践，如制备硫酸亚铁的注意事项分析。课中辅助教师演示与讲解，课后练习题助力学生巩固知识、查漏补缺，提升解决实际问题的能力。

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。 【实验步骤】 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有红色固体析出。化学方程式：CuSO4+Fe===FeSO4+Cu。 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被腐蚀，溶液由棕黄色变为蓝绿色，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由淡黄色变成棕色，然后向溶液中滴加2滴淀粉溶液，溶液变蓝，离子方程式：2Fe3++2I-===2Fe2++I2。 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无色，化学方程式：FeCl2+Zn===ZnCl2+Fe。 (2)在一支试管中加入少量酸性KMnO4溶液，然后向试管中加入少量FeSO4溶液，观察溶液的颜色变化。当溶液紫色褪去时，再滴加2滴KSCN溶液，观察到的现象是溶液变红色，化学方程式：10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4===5Fe2(SO4)3+2MnSO4+8H2O+K2SO4、Fe2(SO4)3+6KSCN===2Fe(SCN)3+3K2SO4。 4.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变红色。 (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，溶液变浅绿色，再滴加几滴KSCN溶液，溶液无明显变化。化学方程式：2FeCl3+Fe===3FeCl2。 【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。 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酸性KMnO4溶液，然后向试管中滴加Fe2(SO4)3溶液，若酸性KMnO4溶液紫色褪去，则说明含有FeSO4杂质，反之则无。 1.(2025·台州高一期末)下列实验目的、操作、现象及结论合理的是(　　) 选项 实验目的 实验操作 现象及结论 A 检验CO还原Fe2O3的生成物中是否含有Fe3O4 取反应后的固体溶于稀盐酸，滴加KSCN溶液 若溶液变红色，则还原产物中含有Fe3O4 B 向Fe2O3、CuO、Fe的混合粉末中加入过量稀盐酸 析出红色固体 反应后溶液中阳离子只有H+和Fe2+ C 检验FeCl3溶液中是否含有Fe2+ 向溶液中滴加酸性KMnO4溶液 若紫红色褪色，则溶液中含有Fe2+ D 比较Fe3+、I2氧化性强弱 向FeCl3溶液中滴加淀粉碘化钾溶液 若溶液变蓝色，则氧化性：Fe3+>I2 答案　D 解析　Fe2O3与Fe3O4溶于稀盐酸均可以生成Fe3+，则滴加KSCN溶液变红，无法证明还原产物中含有Fe3O4，A错误；向Fe2O3、CuO、Fe的混合粉末中加入过量稀盐酸析出红色固体，反应后溶液中阳离子可能还含有Cu2+，B错误；在酸性条件下氯离子可以被KMnO4氧化使其褪色，因此紫红色褪色，不能说明溶液中含有Fe2+，C错误；向FeCl3溶液中滴加淀粉碘化钾溶液，溶液变蓝色，说明碘离子被氧化为碘单质，则根据同一反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物可知氧化性：Fe3+>I2，D正确。 2.某化学兴趣小组在研究“铁及其化合物性质”时，发现向2 mL 0.l mol·L-1FeCl2溶液中滴加2滴0.1 mol·L-1KSCN溶液，无明显现象，再滴加2 mL 1.0 mol·L-1H2O2溶液(pH约为5)，溶液先变红，后褪色，并有气泡产生。为了弄清楚产生这种现象的原因，他们进行了如下探究： (1)溶液先变红的原因是　　　　　　　　　　(只写其中的氧化还原过程，并用离子方程式表示)。  (2)同学们对溶液褪色的原因提出了不同的看法并进行实验： Ⅰ.甲同学认为是Fe3+被H2O2还原。 取褪色后溶液，滴加　　　　，无明显现象，证明甲同学观点不正确。  Ⅱ.乙同学认为是SCN-被氧化。 取褪色后溶液，滴加KSCN溶液，出现红色。 根据上述实验现象，同学们认为溶液褪色的原因可能有两种： 乙同学认为SCN-被O2氧化。 丙同学认为　　　　　　　　。  为了探究溶液褪色的原因究竟是上述的哪种，该兴趣小组进行了如下实验。 向2 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液中滴加2滴0.1 mol·L-1KSCN溶液，后通入O2发现溶液　　　　，证明溶液褪色的原因不是乙同学认为的原因，而是丙同学认为的原因。  (3)该兴趣小组通过查阅资料，发现SCN-可以被氧化成和两种可直接排放到空气中的气体。设计实验方案验证褪色后的溶液中存在：　　　　　　　。  (4)根据题目所给信息及实验现象推断物质还原性强弱：Fe2+　　　　(填“>”或“<”)SCN-。  答案　(1)2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O　(2)FeCl3溶液　SCN-被H2O2氧化　不褪色　(3)取少量褪色后的溶液于试管中，先加盐酸，再加氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则证明褪色后的溶液中存在S　(4)> 解析　(2)甲同学认为是Fe3+被H2O2还原，溶液中无Fe3+，向溶液中滴加FeCl3溶液，若溶液不变红说明是KSCN被氧化，证明甲同学观点不正确。取褪色后溶液，滴加KSCN溶液，出现红色，说明KSCN被氧化，可能是SCN-被O2氧化，也可能是SCN-被H2O2氧化。向2 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液中滴加2滴0.1 mol·L-1KSCN溶液，后通入O2，发现不褪色，证明溶液褪色的原因不是SCN-被O2氧化，而是SCN-被H2O2氧化。 (4)氧化还原反应中还原性强的先反应，在FeCl2和KSCN混合液中滴加少量H2O2溶液，溶液先变红，说明H2O2与二价铁离子反应生成三价铁离子，说明双氧水优先氧化Fe2+，说明Fe2+的还原性强于SCN-。 3.某学习小组的同学对氯气与铁的反应及产物进行了如下探究： (1)装置的连接顺序为a→　　→　　→　　→　　→b→c→f。  (2)硬质玻璃管与收集器之间没有用导管连接，这样做的优点是　　　　。  (3)反应一段时间，熄灭酒精灯，冷却后，将收集器及硬质玻璃管中的固体物质快速转移至锥形瓶中，加入过量的稀盐酸和少许植物油(反应过程中不振荡)，充分反应，实验如下： 固体物质淡黄色 溶液淡红色 溶液深红色溶液 试剂X中溶质的化学式为　　　　；  固体物质的成分可能为　　　　(填字母)。  A.Fe和FeCl3 B.FeCl2和FeCl3 C.Fe、FeCl2和FeCl3 D.Fe和FeCl2 (4)加入少许植物油的作用是　　　　　　　，加入新制氯水后溶液红色加深的原因是　　　　　(用离子方程式表示)。 (5)现有一含FeCl2和FeCl3混合物的样品，用离子交换法测得n(Fe)∶n(Cl)=1∶2.1，则该样品中FeCl3的物质的量分数为　　　　　　。  答案　(1)g　h　d　e　(2)防止堵塞　(3)KSCN　A　(4)隔绝空气，防止Fe2+被氧化　2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-　(5)10% 解析　(1)浓硫酸具有吸水性，能做氯气的干燥剂，碱石灰具有碱性而吸收氯气，饱和食盐水吸收氯化氢且抑制氯气溶解。装置的排列顺序为气体的制取→洗气(除杂)→干燥→氯气和铁的反应→尾气处理。 (2)Fe在氯气中燃烧生成棕褐色烟，冷却易生成固体，导管管口较细，易堵塞，所以硬质玻璃管与收集器之间没有用导管连接。 (3)Fe3+和KSCN反应使溶液呈红色，所以试剂X为KSCN溶液；Fe粉和氯气反应时可能没有完全反应，固体物质中成分可能为Fe和FeCl3，A选项正确。 (4)Fe2+不稳定，易被氧化，所以植物油的作用是隔绝空气，防止Fe2+被氧化；加入新制氯水后，Fe2+被氯气氧化生成Fe3+，从而增大了Fe3+的浓度，Fe3+、SCN-反应生成Fe(SCN)3，从而使溶液颜色加深，Fe2+与Cl2反应的离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。 (5)设含FeCl2和FeCl3混合物的样品中FeCl2的物质的量为x，FeCl3的物质的量为y，则(x+y)∶(2x+3y)=1∶2.1，解得x∶y=9∶1，则该样品中氯化铁的物质的量分数为×100%=10%。 学科网（北京）股份有限公司 $