高中化学必修一 专题3.1.3 铁盐和亚铁盐

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第三章 铁 金属材料 第一节 铁及其化合物 第3课时 铁盐和亚铁盐 【学习任务一】身边的化学，发现问题 【思考】补/加铁食品中的铁元素是Fe2+或Fe3+ ？如何检验？ 【学习任务二】实验探究，分析、解决问题 【方案一】向FeCl3溶液和FeCl2溶液中滴入NaOH溶液。若出现红褐色沉淀，则为FeCl3溶液；若生成白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，则为FeCl2溶液。（实验时应注意防氧化）【初步结论】使用该方案对某品牌口服液进行验证，看见现象为生成白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。初步证明补铁食品中的铁元素为Fe2+。【思考】因为实验中产生了红褐色沉淀，某同学提出疑问，补铁食品中除了Fe2+，也可能含有或Fe3+ 。该如何验证？1.Fe3+的检验【实验3-2 】在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeCl2溶液，各滴入几滴KSCN溶液。观察并记录现象。溶液呈红色溶液颜色无明显变化 结论：可利用此KSCN（硫氰化钾）来确定Fe3+ 的存在和鉴别Fe3+、 Fe2+。原理：Fe3+ +3SCN— =Fe(SCN)3 (红色，易溶难电离)Fe2++2SCN-=Fe(SCN)2 (无色)【最终结论】实验证明，该品牌口服液中无Fe3+。说明该品牌口服液的铁元素是Fe2+。 【知识拓展 】因为铁在体内运送以及与血红蛋白结合的都是+2价的形式，所以二价铁更易被人体吸收，所以补铁食品主要以亚铁为主。 一位病人的化验单上显示其为缺铁性贫血。医生看完化验单后给他开了硫酸亚铁和维生素C片（提示：一种强还原剂）。 【思考】为什么医生开了补铁用的硫酸亚铁还要开维生素C片？【评价任务一】 亚铁具有还原性，容易被氧化成三价铁，三价铁不易被吸收，所以可同时服用维生素C，提高铁元素的吸收率。此外，植物中的铁一般以三价铁的形式存在，食用维生素C还可以提高食物中铁元素的吸收率。【思考】如何检验Fe2+？（提示：从物质的价态考虑）2.Fe2+的检验②先加KSCN溶液，再加氯水。(利用Fe2+的还原性)现象预测：开始溶液不变红色，加几滴氯水后溶液变红色。① 加KMnO4(H+)溶液(利用Fe2+的还原性) (注：如是未知溶液则不能用此方法)现象预测：溶液紫红色褪去【实验3-3】在盛有2 mL FeCl3溶液的试管中加入少量铁粉，振荡试管。充分反应后，滴入几滴KSCN溶液(如图3-10左)，观察并记录现象。把上层清液倒入另一支试管中，再滴入几滴氯水(如图3-10右)，又发生了什么变化?【现象】FeCl3溶液的试管中加入少量铁粉后，溶液有棕黄色变浅绿色，滴入KSCN溶液，溶液无明显变化。2. 把上层清液倒入另一支试管中，再滴入几滴氯水，溶液变红色。【解析】在上述实验中， FeCl3溶液中的Fe3+被铁粉还原成Fe2+， Fe2+又被Cl2氧化成Fe3+ , Fe3+ 与SCN-反应生成红色Fe(SCN)3 。离子方程式如下：2Fe3++Fe=3Fe2+ 2Fe2++Cl2 =2Fe3++2Cl-； Fe3+ + 3SCN— =Fe(SCN)3【小结】Fe3+和Fe2+的性质和相互转化Fe3+ Fe2+还原剂（Fe、Cu、Vc、KI等）氧化剂[Cl2、 Br2 、 O2、KMnO4(H+)、HNO3、H2O2等]氧化性还原性【思考】如何保存Fe2+ (FeSO4)溶液? 加入少量铁粉（防氧化）1.要证明溶液不含Fe3+，而可能含有Fe2+，进行如下实验操作时最佳顺序为（ ） ①加如足量新制氯水②加如足量KMnO4③加入少量KSCN溶液A. ①③ B．②③ C．③① D．①②③【评价任务二】 C 2. 为了证明长期放置的硫酸亚铁溶液已经变质，可取少量溶液，加入少量________溶液，如果溶液显____色，说明溶液中含有_____离子，硫酸亚铁已变质。防止硫酸亚铁溶液变质的方法是 _____________。KSCN 红Fe3+加入少量铁粉3．（不定项）向某溶液中加入几滴KSCN溶液，溶液不变色；向该溶液中继续通入Cl2， 溶液变红色。关于原溶液下列说法正确的是：（ ） A．一定没有Fe3+ B．一定有Fe2+ C．可能有Fe3+ D．不可能有Fe2+AB4.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+；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（ ）B 【思考与讨论】 ( 1 )Fe、FeSO4和Fe2(SO4)3三种物质中，哪种物质可做氧化剂，哪种可做还原剂，哪种既可做氧化剂又可做还原剂?举例写出相应反应的化学方程式，并加以说明。(2)请你用图示的方法归纳Fe、Fe2+和Fe3+三者之间的相互转化关系，并与同学讨论。 Fe可做还原剂；Fe2(SO4)3做氧化剂；FeSO4既可做氧化剂又可做还原剂。 （3）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FeFe2O3Fe(OH)3FeCl3FeOFe3O4Fe(OH)2FeCl24．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=2FeCl3C.氯化铁溶液与铁反应: Fe3+ + Fe = 2Fe2+D.氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应: Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3↓【评价任务三】教材P72 D 2.除去下列物质中含有的少量杂质，写出除杂所用试剂的化学式和反应的离子方程式:(1)FeCl2溶液中含有少量的FeCl3杂质;(2)FeCl3溶液中含有少量的FeCl2杂质;(3) FeSO4溶液中含有少量的CuSO4杂质。所用试剂为Fe，反应的离子方程式是: 2Fe3+ + Fe = 3Fe2+ 所用试剂为Cl2，反应的离子方程式是: 2Fe2++Cl2 =2Fe3+ +2C1- 所用试剂为Fe，反应的离子方程式是: Fe+Cu2+=Fe2++Cu 5.现欲探究铁及其化合物的氧化性或还原性，可供选用的试剂有:铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、锌片。请完成以下实验报告。【背景】电子工业中常用覆铜板(以绝缘板为基材，一面或两面覆以铜箔，经热压而成的一种板状材料)为基础材料制作印刷电路板，印刷电路板广泛用于电视机、计算机、手机等电子产品中。用覆铜板制作印刷电路板的原理是，利用FeCl3溶液作为“腐蚀液”将覆铜板上不需要的铜腐蚀。即把预先设计好的电路在覆铜板上用蜡或不透水的物料覆盖，以保护不被腐蚀;然后，把覆铜板放到FeCl3溶液中。根据工业上制作印刷电路板的原理，我们可以利用覆铜板制作所需要的图案(如图3-12)。【探究】利用覆铜板制作图案 【实验】取一小块覆铜板，用油性笔在覆铜板上画上设计好的图案，然后浸入盛有FeCl3溶液的小烧杯中。过一段时间后，取出覆铜板并用水清洗干净。观察实验现象，并展示制作的图案。【思考与讨论】(1)在上述实验中，发生了什么化学反应，生成的主要产物是什么?请运用氧化还原反应的规律进行分析，并尝试写出反应的化学方程式。(2)为使使用后的“腐蚀液”能得到充分利用，如何处理使用后的“腐蚀液”?2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+ 先加人适量的铁粉与废液中Cu2+反应，回收铜；再向废液中加人氯水等氧化剂，实现FeCl3溶液的再生。【研究与实践】 检验食品中的铁元素【研究目的】铁是人体必需的微量元素。食用富含铁元素的食品，可以补充人体所需的铁元素。通过化学实验的方法检验食品中的铁元素，体验实验研究的一般过程和化学知识在实际中的应用。【研究任务】菠菜、芹菜、黑木耳、蛋黄和动物内脏等食品中富含铁元素。请以“菠菜中铁元素的检验”为例(你也可以选择其他食品)进行研究。(1)查阅资料。通过互联网，以“菠菜中铁元素的检验”为关键词搜索相关资料，收集检验菠菜中铁元素的方法。整理并分析资料，为确定实验方案做准备。(3)进行实验。根据实验方案进行实验，检验食品中是否含有铁元素。下面是可供参考的实验方案。①取新鲜的菠菜10g，将菠菜剪碎后放在研钵中研磨，然后倒入烧杯中，加入30 mL蒸馏水，搅拌。将上述浊液过滤，得到的滤液作为试验样品。②取少许试验样品加入试管中，然后加入少量稀硝酸(稀硝酸具有氧化性),再滴加几滴KSCN溶液，振荡，观察现象。【结果与讨论】(1)你研究的食品是什么?其中是否含有铁元素?(2)撰写研究报告，并与同学讨论。