高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物学案设计

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物学案设计，共7页。


铁盐和亚铁盐的检验与转化
1．Fe3＋和Fe2＋的检验
向含有Fe3＋的盐溶液中加入KSCN溶液，现象是溶液变红色；向含Fe2＋的盐溶液中加入KSCN溶液，溶液不变红色。利用KSCN溶液可以检验Fe3＋的存在。
2．Fe3＋和Fe2＋的相互转化
3.用覆盖铜板制作印刷电路板原理
将覆盖铜板放入FeCl3溶液中，其反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。
4．方法导引——基于类别和元素价态的视角
(1)
(2)FeSO4的获得途径
①基于类别设计：可以由Fe与稀硫酸反应获得，也可以由Fe与盐的置换反应获得。
②基于元素价态设计：Fe与＋3价的铁盐反应得到＋2价铁。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)FeCl2与FeCl3溶液可以用NaOH溶液或KSCN溶液鉴别。( )
(2)检验溶液中的Fe2＋可以先加氯水再加KSCN溶液，观察溶液是否变红。( )
(3)金属阳离子只有氧化性。( )
(4)向FeCl3溶液中滴加适量的KSCN溶液，会产生红色的沉淀。( )
(5)FeCl3与Cu的反应为置换反应。( )
[答案] (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)×
①具有磁性的黑色固体 a．铁单质
②用于治疗缺铁性贫血b．三氧化二铁
③涂料中的红色颜料 c．四氧化三铁
④用于保存亚铁盐溶液d．氢氧化亚铁
⑤在空气中很不稳定 e．亚铁盐
⑥遇KSCN溶液变色 f．铁盐
[答案] ①—c ②—e ③—b ④—a ⑤—d ⑥—f
向某未知酸性溶液中滴加KSCN溶液，无明显现象，但放置一段时间后，溶液慢慢变红色。可以说明什么？写出有关离子方程式。
[提示] 可以说明溶液中含有Fe2＋。4Fe2＋＋4H＋＋O2===4Fe3＋＋2H2O。
1．某溶液中加KSCN溶液，颜色无变化，再加氯水溶液变红，说明什么？发生的反应是什么？
[答案] 说明原溶液中无Fe3＋，有Fe2＋，2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
2．某溶液中加KSCN溶液，溶液变红，然后加足量Fe粉，红色又褪去，说明什么？写出反应的离子方程式。
[答案] 原溶液中有Fe3＋，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
3．如何通过实验证明Fe3O4中含有＋2价铁？
[答案] 取Fe3O4少许于试管中，加入稀H2SO4溶解，再向其中加入几滴酸性KMnO4溶液，若紫色褪去，证明Fe3O4中含Fe2＋。
1．Fe2＋、Fe3＋的检验
(1)直接观察颜色

(2)利用氢氧化物沉淀的颜色

(3)利用显色反应

(4)利用Fe2＋的还原性
注意：(1)同时含有Fe2＋和Fe3＋的溶液
Fe2＋对检验Fe3＋无干扰，可以滴加KSCN溶液检验Fe3＋；Fe3＋对检验Fe2＋有干扰，不能采用加KSCN溶液检验Fe2＋，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＋。
(2)检验铁的氧化物中是否有＋2价铁时，正确的思路为少量固体eq \(――――――→,\s\up10(稀硫酸溶解),\s\d10(a))溶液eq \(――――――――→,\s\up10(酸性KMnO4溶液),\s\d10(b))紫红色褪去。
①步骤a中不能选用盐酸，原因是酸性KMnO4溶液可以氧化盐酸。
②步骤a中不能选用稀硝酸，原因是稀硝酸可以将Fe2＋氧化为Fe3＋。
2．Fe2＋与Fe3＋的相互转化
(1)Fe2＋―→Fe3＋
氧化剂(较强)：①Cl2、Br2；②O2(H＋)；③H2O2；④HNO3；⑤MnOeq \\al(－,4)；⑥ClO－等。
(2)Fe3＋―→Fe2＋
还原剂：①Fe；②Cu；③Al(适量)；④Zn(适量)。
1．下列离子的检验方法合理的是( )
A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2＋
B．向某溶液中通入Cl2，然后加入KSCN溶液，溶液变为红色，说明原溶液中含有Fe2＋
C．向某溶液中加入NaOH溶液，生成红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋
D．向某溶液中加入NaOH溶液生成白色沉淀，又观察到沉淀颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe3＋，不含有Mg2＋
C [向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液呈红色，证明存在Fe3＋，不能证明没有Fe2＋，故A项错误；若原溶液中不含Fe2＋，含有Fe3＋，通入Cl2，加入KSCN溶液，溶液也变为红色，故B项错误；加入NaOH溶液，生成红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋，故C项正确；若存在Mg2＋，生成的氢氧化镁为白色沉淀，氢氧化铁沉淀的红褐色可掩盖氢氧化镁沉淀的白色，故D项错误。]
2．用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是( )
A．若无固体剩余，则溶液中一定有Fe3＋
B．若有固体存在，则溶液中一定有Fe2＋
C．若溶液中有Cu2＋，则一定没有固体析出
D．若溶液中有Fe2＋，则一定有Cu析出
B [FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上铜的反应为2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，所得的溶液中存在FeCl2和CuCl2，还可能有过量的FeCl3溶液，加入铁粉充分反应后，A项中若无固体剩余，说明原溶液中含有Fe3＋，反应后不一定还含有Fe3＋；B项中不管固体是铁粉还是铜粉，溶液中一定含有Fe2＋；C项中若溶液中有Cu2＋，可以有部分铜固体析出；D项中若溶液中有Fe2＋，不一定有Cu析出。]
3．某化学小组为验证Fe3＋与Fe2＋能够相互转化，进行如下实验。
下列分析不合理的是( )
A．解释现象ⅰ的反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
B．实验②与③可以调换顺序
C．溶液变红涉及反应：Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋
D．氧化性：Cl2＞Fe3＋＞Fe2＋
B [向FeCl3溶液中加入过量铁粉，铁与Fe3＋反应生成Fe2＋，溶液由棕黄色变为浅绿色，A正确；先加氯水，再加KSCN溶液，溶液变红，不能排除Fe3＋的影响，故无法检验Fe2＋，B错误；滴入氯水后，Fe2＋被氧化为Fe3＋，C正确；由反应方程式可知，氧化性：Cl2＞Fe3＋＞Fe2＋，D正确。]
4．某工程师为了从腐蚀废液中回收铜，并重新获得FeCl3溶液，准备采用如图所示方案：
(1)请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式。
①________，②________，③________，
④________，⑤________。
(2)请写出相关反应的化学方程式：________________________________；
______________________________________________________________；
______________________________________________________________；
______________________________________________________________。
[解析] 从腐蚀废液中回收Cu的流程如图所示：
[答案] (1)①Fe ②FeCl2 ③Fe和Cu ④HCl ⑤Cl2
(2)CuCl2＋Fe===FeCl2＋Cu 2FeCl3＋Fe===3FeCl2 Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ 2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
1．化学老师在课堂上演示了一个“血手印”魔术。预先在手上喷上KSCN溶液，然后印在白纸上晾干。用某溶液喷洒白纸，白纸立刻出现红色手印，该溶液不可能是( )
A．FeSO4溶液
B．Fe2(SO4)3溶液
C．FeCl2与FeCl3的混合液
D．FeCl3溶液
A [Fe3＋与SCN－结合生成红色的Fe(SCN)3。]
2．(双选)下列反应中，Fe3＋表现出氧化性的是( )
A．FeCl3溶液使淀粉碘化钾试纸变蓝
B．向FeCl3溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀
C．向FeCl3溶液中加入AgNO3溶液产生白色沉淀
D．向FeCl3溶液中加入少量铁粉，铁粉消失
[答案] AD
3．向某溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化。当再滴入几滴新制氯水后，混合溶液变成红色，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＋被氧化为Fe3＋
B [溶液中的Fe2＋与加入的新制氯水发生反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，故氧化性：Fe3＋4．硫酸亚铁溶液含有杂质硫酸铜和硫酸铁，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
C [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，并且会引入新的杂质锌离子、镁离子或铝离子等。]
5．(素养题)人体内的血红蛋白是含铁的化合物，它具有固定氧和输送氧的功能。人体若缺铁，血红蛋白含量会减少，易患缺铁性贫血。此时，可服含硫酸亚铁的药物或多食用含铁丰富的食物。
(1)血红蛋白中的铁的价态主要为________价，理由是_________________
________________________________________________________________。
(2)血红蛋白中铁若被亚硝酸盐氧化而出现人体中毒，可服用维生素C而解毒，其原理是_________________________________________________________
________________________________________________________________。
[答案] (1)＋2价 ＋2价铁能与O2结合，把O2运输到各组织需要的部位
(2)亚硝酸盐使血红蛋白中的＋2价铁变为＋3价铁，不能结合氧而中毒，维生素C有还原性，可以将＋3价铁再还原为＋2价铁而解毒学 习 任 务
1．通过实验探究铁盐和亚铁盐的化学性质，并能用化学方程式或离子方程式正确表示。培养学生“科学探究与证据推理”的核心素养。
2．通过实验探究“Fe2＋、Fe3＋”的检验方法，培养学生“科学探究与模型认知”的核心素养。
实验
操作
实验现象
加适量铁粉振荡后，溶液变成浅绿色，再加KSCN溶液颜色不变，再滴加氯水后，溶液变成红色
离子方程式
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
结论
Fe3＋遇到较强的还原剂时，会被还原成Fe2＋，Fe2＋在较强的氧化剂的作用下会被氧化成Fe3＋
Fe2＋、Fe3＋的检验与性质及转化
实验操作
对应现象
①向FeCl3溶液中加入过量铁粉
②滴加KSCN溶液
③再滴加几滴氯水
ⅰ.溶液由棕黄色变为浅绿色
ⅱ.溶液无明显变化
ⅲ.溶液变红