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第三章 第一节 铁及其化合物
3.1.2 铁及其化合物
铁盐和亚铁盐
1
1. 从氧化还原的角度分析Fe2+和Fe3+之间的转化。
2. 初步学会从氧化还原的角度研究物质性质的思路和方法。
3. 进一步加深对氧化还原反应的理解与运用。
4.逐步培养学生主动运用知识,迁移知识解决实际问题的能力。
学 / 习 / 目 / 标
新/课/导/入
分层讲目的,层层深入,最后是情感
2
常见的铁盐和亚铁盐
氯化铁[FeCl3]
硫酸铁[Fe2(SO4)3]
氯化亚铁[FeCl2]
硫酸亚铁[FeSO4]
Fe3+棕黄色
Fe2+浅绿色
3
通过已学知识,怎么检验溶液中的Fe3+、Fe2+?
?
讨论:
讨论结果 :方法一.观察溶液颜色
方法二.加NaOH溶液。
一、铁盐和亚铁盐的检验:
Fe3+溶液:
棕黄色
Fe2+溶液:
浅绿色
1.观察溶液颜色
FeCl3溶液 FeSO4溶液
加NaOH
溶液
离子方程式
生成红褐色
沉淀
白色-灰绿色-红褐色沉淀
Fe2++2OH-=Fe(OH)2
Fe3++3OH-=Fe(OH)3
4Fe(OH)2 +O2+2H2O=4Fe(OH)3
2.加NaOH溶液
取两支试管,各加入约3mL蒸馏水,分别各加一滴 FeCl3、FeCl2,振荡观察颜色.
现 象:
探究结论:
浓度很小时几乎为无色
不宜用观察颜色的方法检验Fe3+溶液和Fe2+溶液
实验探究,解决问题
向稀释后的溶液分别倒1mL于另两支试管中,分别加入NaOH溶液,观察试管中溶液颜色的变化。
FeCl3的稀溶液 FeCl2的稀溶液
现象
探究结论:
产生沉淀不明显
产生沉淀不明显
FeCl3和FeCl2稀溶液不宜用加NaOH溶液的方法检验。
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第二级
第三级
第四级
第五级
Fe3+的检验:
3.Fe3+的检验:(阅读课本----方法导引)
3.Fe3+的检验:
FeCl3溶液 FeCl2溶液
滴加KSCN溶液
FeCl3溶液
FeCl2溶液
溶液呈血红色
溶液颜色无明显变化
Fe3+ + 3SCN- = Fe(SCN)3
(血红色液体)
检验Fe3+最灵敏的方法,常用于检验溶液中是否存在Fe3+
检验Fe3+的存在可用含SCN-离子的溶液作试剂。
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4.Fe2+的检验
Fe2+的检验:先加KSCN溶液,无现象,滴加新制氯水,溶液变血红色。→利用Fe2+的还原性
【实验】
向FeCl2溶液滴加2滴KSCN溶液,振荡,再加入少量新制氯水,观察实验现象。
现象:先加KSCN溶液,无明显现象,滴加氯水,溶液变血红色。
2FeCl2+Cl2=2FeCl3 Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
其它检验方法:①向Fe2+溶液滴加铁氰化钾(K3[Fe(CN)6]),
产生蓝色沉淀
②向Fe2+溶液滴加KMnO4 溶液(或氯水、溴水)溶液褪色
5.含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe2+、Fe3+的检验:
取两份,混合溶液滴加KSCN溶液变红色,说明含有Fe3+
混合溶液滴加酸性KMnO4溶液紫红色褪去,
说明含有Fe2+
检验方法:先Fe3+(KSCN溶液)后Fe2+(酸性KMnO4溶液)
小结:Fe3+、Fe2+的鉴别和检验
Fe3+检验与鉴别
KSCN溶液
溶液显红色
方法一:滴加KSCN溶液
方法二:滴加NaOH溶液
红褐色沉淀
NaOH溶液
未知溶液
未知溶液
Fe3+ + 3SCN- = Fe(SCN)3
红色溶液
直接观察法
再滴加氯水或双氧水
加2滴KSCN溶液
溶液显红色
方法一:
无明显现象
未知溶液
紫红色变浅或褪色
方法二
氢氧化钠溶液
产生白色沉淀,沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色
未知溶液
出现红色
滴加到酸性高锰酸钾溶液中
氢氧化亚铁的制备
另取未知液
可以用酸性高锰酸钾代替吗
小结:Fe3+、Fe2+的鉴别和检验
Fe2+检验与鉴别
1.将下列四种化合物溶于稀盐酸,滴加硫氰化钾溶液没有颜色变化的是:( )
A.FeS B.Fe2O3 C.FeCl3 D.Fe2(SO4)3
2.只用一种试剂就可将AgNO3、KSCN、稀H2SO4、NaOH四种无色溶液区分开的试剂是( )
A.BaCl2溶液 B. FeCl2溶液
C .FeCl3溶液 D.Fe(NO3)3溶液
A
C
分析: FeS+2HCl=FeCl2+H2S↑
【练习:】
3.下列离子的检验方法合理的是
A.向某溶液中滴入KSCN溶液,溶液变红色,说明原溶液中不含Fe2+
B.向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液,溶液变红色,说明原溶液中含有Fe2+
C.向某溶液中加入NaOH溶液,得红褐色沉淀,说明原溶液中含有Fe3+
D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,一段时间后观察到沉淀逐渐变为红褐色,说明原溶液中只含有Fe2+,不含有Mg2+
C
验证FeCl2的还原性
FeCl2溶液(浅绿色)
溶液无明显变化
红色溶液
Fe2+具有还原性
即:有Fe3+产生
KSCN溶液
氯水(或H2O2)
FeCl2溶液/KSCN
氯水(或H2O2)
从化合价的角度
既具有还原性,又具有氧化性
氧化性
+2
+3
FeCl2
FeCl3
二、Fe3+与Fe2+的性质
验证FeCl2的氧化性
FeCl2溶液(浅绿色)
Zn溶解, 溶液由浅绿色变为无色
Fe2+具有氧化性
锌片
FeCl2溶液
锌片
Fe2+的氧化性和还原性
含有Fe2+的溶液呈浅绿色,Fe2+处于铁的中间价态,既有氧化性,又有还原性,以还原性为主,
如遇Br2、Cl2、H2O2、NO3-(H+)等均表现还原性。
Fe2+的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式:
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
验证FeCl3的氧化性
FeCl3溶液(黄色)
黄色色变为浅绿色FeCl2
溶液无明显变化
Fe3+具有氧化性
KSCN溶液
Fe(或Zn或Cu)
FeCl3溶液
Fe(或Zn或Cu)
红色溶液
氯水(或H2O2)
3.Fe3+的氧化性
含有Fe3+的溶液呈黄色,Fe3+处于铁的高价态,
遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现氧化性。
(1)Fe3+与S2-、I-、HS-、SO32-等具有较强还原性的离子不能大量共存。
(2)Fe3+可腐蚀印刷电路板上的铜箔,反应的离子方程式 Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性
拓展探究 1
1、铁和CuCl2溶液会反应吗?
2、铜和FeCl2溶液会反应吗?
Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu
Fe + CuCl2 = FeCl2 + Cu
不能
3、把FeCl2换成FeCl3溶液,铜片放进去会反应吗?
Cu + 2FeCl3 = 2FeCl2+ CuCl2
Cu + 2Fe3+ = 2Fe2+ + Cu2+
电子工业上常用覆铜板制作印刷电路板,原理是:利用FeCl3溶液做腐蚀液,把覆铜板上不需要的铜腐蚀掉。预先设计好的电路在铜板上用蜡或不透水的物料覆盖,以保护铜线路不被腐蚀。
1. 亚铁盐的性质
(1) 与碱的反应
Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
(2) 氧化性
Fe2++Zn=Fe+Zn2+
(3) 还原性
Fe2++Cl2=Fe+2Cl-
铁盐和亚铁盐的性质小结:
2. 铁盐的性质
(1) 与碱的反应
Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
(2) 氧化性
2Fe3++Zn=2Fe2++Zn2+
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
2Fe3++Fe=3Fe2+
2Fe3++2I-=2Fe2+ +I2
-e- +氧化剂
Fe2+
Fe3+
三、Fe3+与Fe2+之间的转化
氧化剂:
注意:亚铁盐要现配现用,防止被空气中的氧气氧化
还原剂
酸性KMnO4溶液、H2O2、Cl2、Br2、浓稀HNO3、浓H2SO4、O2
1、Fe2+ →Fe3+(从化合价角度)
练习:请写出Fe2+与Cl2、H2O2(酸性)、O2、稀HNO3反应
1、2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
2、2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
3、4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
4、3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O
生活应用:
为了除去废水中的Fe2+,常先将废水中的Fe2+氧化成Fe3+,再调节溶液的PH使Fe3+转化为红褐色的Fe(OH)3沉淀析出。
Fe3+
Fe2+
氧化剂
+e- +还原剂
还原剂:
金属单质如Fe、Zn、Cu等、
H2S、SO2、S2-、I—、SO32-等
且还原性S2- >SO32— > I-
2、Fe3+ →Fe2+(从化合价角度)
练习:请写出Fe3+与Fe粉、Cu粉、H2S、I—反应
1、2Fe3+ + Fe = 3Fe2+
2、2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+
3、2Fe3+ + H2S = 2Fe2+ + S↓+2H+
4、2Fe3+ +2I-= 2Fe2+ + I2
本品为薄膜衣片,除去薄膜衣后显暗黄色
维生素C与本品同服,有利于本品吸收
防止二价铁被氧化
Fe2+易被吸收,
防止Fe2+被氧化
说明书解析
【化学与生活】
【思考】1、如何保存Fe2+ (FeSO4)溶液?
加入少量铁粉(防氧化)
2.除杂方法:写出所用的除杂试剂和反应的离子方程式:
(1)FeCl2(FeCl3):
(2)FeCl3(FeCl2):
(3) FeSO4(CuSO4):
Fe
2Fe3+ + Fe = 3Fe2+
Cl2
2Fe2++Cl2 =2Fe3+ +2C1-
Fe
Fe+Cu2+=Fe2++Cu
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
(双选)1.下列4种铁的化合物溶于稀盐酸后,滴加KSCN溶液没有颜色变化,再加氯水呈红色的是 ( ) A. FeO B. Fe2O3 C. FeCl3 D. FeSO4
2.为了防止试剂变质,配制FeSO4溶液时,除了在试剂瓶中加入少量H2SO4外,还要加入( )
A. 加入Cu B. 通入Cl2
C. 加入Fe 粉 D. 加入KSCN
AD
C
随堂练习
3.亚硝酸钠(NaNO2)可将人体血红蛋白中的Fe2+氧化成Fe3+生成高铁血红蛋白而丧失与O2结合的能力。误食NaNO2中毒可用维生素C缓解。下列叙述中表现NaNO2和维生素C的性质的是( )
A.还原性和氧化性 B.氧化性和还原性
C.氧化性和酸性 D.还原性和碱性
B
4.在一定条件下能将铁元素从0价转化成+3价的是( )
A.盐酸 B.硫酸铜溶液 C.氯气 D.稀硫酸
C
随堂练习
Fe
弱氧化剂H+、S、I2、Fe3+、Cu2+
还原剂Zn、Al、H2 、CO、C
强氧化剂: HNO3、Cl2 、Br2、浓硫酸△、
Fe2+
Fe3+
还原剂Zn、Al、H2 、CO、C
氧化剂: 新制氯水,Br2,O2,H2O2,HNO3(浓稀),KMnO4(aq)等
加还原剂:Zn,Fe,Cu,I-,S2-等
【课堂总结】“铁三角”关系
除上述图示外,我们也可以用价类二维图来表示铁及其化合物的相互转化关系。课后请对铁及其化合物的价类二维图(下图)中的物质转化关系进行总结。。
+3
+2
0
·
·
·
铁元素化合价
物质类别
单质 氧化物 氢氧化物 盐
Fe
Fe2O3
Fe(OH)3
FeCl3
FeO
Fe3O4
Fe(OH)2
FeCl2
深度思考
1.设计实验检验溶液中含有Fe2+、不含Fe3+的步骤。
2.实验室中久置的硫酸亚铁溶液会变黄的原因是___________________
_______________________。
3.请设计实验检验在空气中放置的硫酸亚铁溶液已部分变质。
溶液中的亚铁离子被
空气中的氧气氧化为Fe3+
提示 取装有溶液的两支试管,一支试管中滴加KSCN溶液,溶液变红,证明溶液中有Fe3+;另一支试管中滴加酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色,证明溶液中有Fe2+。
4.如何除去FeCl2溶液中的少量Fe3+,写出有关离子方程式。实验室中应该怎样保存亚铁盐溶液?
提示 加入足量铁粉,充分反应后过滤,2Fe3++Fe===3Fe2+。向亚铁盐溶液中加入少量铁屑。
5.FeCl3可用作印刷电路铜板腐蚀剂(HCl-FeCl3),印刷铜制电路板的腐蚀液回收再利用一直是研究的热点。思考解答下列问题:
(1)腐蚀结束后,废腐蚀液中含有的金属阳离子有_________________。
(2)检验废腐蚀液中是否含有Fe3+的方法是_________________________
_____________________________________________________________。
Fe3+、Fe2+和Cu2+
取少量待测液于试管中,加
入KSCN溶液,若溶液变为红色,则证明含有Fe3+;反之,则不含Fe3+
(3)腐蚀结束后,通过以下两步可分离出铜,并实现FeCl3溶液再生。
①步骤Ⅰ所加试剂和操作分别为________________________;
有关离子方程式:_____________________________________________
_________________。
②可实现步骤Ⅱ转化的物质或方法是____________(填一种即可);有关离子方程式:__________________________________________
______________。
过量铁粉和稀盐酸,过滤
2Fe3++Fe===3Fe2+、Cu2++Fe===Cu+Fe2+、2H+
+Fe===Fe2++H2↑
Cl2 (或H2O2)
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
(或2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O)
5.化学实验室产生的废液中含有大量会污染环境的物质,为了保护环境,这些废液必须经处理后才能排放。某化学实验室产生的废液中含有两种金属离子:Fe3+、Cu2+,化学小组设计了如图所示的方案对废液进行处理,以回收金属,保护环境。
(1)步骤①中得到沉淀A和溶液A的操作名称是______。
(2)沉淀A中含有的金属单质有_______。
过滤
铁、铜
(3)步骤②中观察到的实验现象是__________________________________。
溶液由浅绿色变为棕黄色,有气泡产生
(4)步骤③中发生反应的离子方程式为________________________。
Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
6. 要除去FeCl2溶液中的少量FeCl3,可行的办法是( )
A. 滴入KSCN溶液 B. 通入氯气
C. 加入铜粉 D. 加入铁粉
D
7.向某溶液中加入含Fe2+的溶液后,无明显变化,当再滴加几滴新制的氯水后,溶液变成红色,则下列结论错误的是( )
A.该溶液中一定含有SCN-
B.氧化性:Fe3+>Cl2
C.Fe2+与SCN-不能形成红色物质
D.Fe2+被氯水氧化成Fe3+
B
8.下列离子方程式中,正确的是( )
A.铁与盐酸反应:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑
B.氯气与氯化亚铁溶液反应:
2FeCl2+Cl2===2FeCl3
C.硫酸铜溶液与铁反应:Cu2++Fe=== Cu+Fe3+
D.氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应:
Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
D
9.为了检验硫酸亚铁溶液是否变质,可以向溶液中加入( )
A.KSCN溶液 B.NaOH溶液
C.石蕊溶液 D.铁片
A
课后巩固
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Chemistry subject-specific activities
制作人:
Lavf57.71.100
Packed by Bilibili XCoder v2.0.2
Lavf58.29.100
Packed by Bilibili XCoder v2.0.2
Lavf58.20.100
提示 待测液不变色红色。
废液溶液XFeCl3溶液
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