化学必修 第一册第一节 铁及其化合物第3课时导学案

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第3课时　铁及其化合物复习课[核心素养发展目标]　1.巩固铁及其重要化合物的性质。2.掌握实现铁及其化合物之间转化的试剂和条件。3.提升从物质分类、化合价等多角度认识元素及其化合物性质的能力。一、利用“价—类”二维图认识铁及其化合物的关系1．构建铁及其化合物的“价—类”二维图2．从物质分类的角度理解铁及其化合物的性质(1)Fe2O3、FeO是碱性氧化物，写出分别溶于稀硫酸的离子方程式：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O；FeO＋2H＋===H2O＋Fe2＋。(2)Fe(OH)2和Fe(OH)3属于碱，写出分别溶于稀盐酸的离子方程式：Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O；Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O。(3)Fe(OH)2和Fe(OH)3都是沉淀，可由可溶性盐和可溶性碱反应制得：如：FeCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl；Fe2(SO4)3＋6NaOH===2Fe(OH)3↓＋3Na2SO4。3．从化合价的角度理解铁及其化合物的性质(1)Fe2O3具有     性，可用还原剂将其还原为铁单质，如高炉炼铁的原理以化学方程式表示为3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2。(2)Fe2＋―→Fe3＋：Fe2＋具有一定的还原性，要使Fe2＋转化为Fe3＋，需要氧化性更强的氧化剂。能将Fe2＋氧化为Fe3＋的氧化剂有Cl2、Br2、H2O2、KMnO4(H＋)溶液等。2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O(3)Fe3＋―→Fe2＋：Fe3＋具有一定的氧化性，不能使用还原性很强的物质进行还原。能将Fe3＋还原为Fe2＋的还原剂有Fe、Cu、I－等。Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋(用于腐蚀印刷电路板)(1)FeCl2不能通过化合反应制得(　　)(2)同价态含铁物质间的转化一般可通过复分解反应实现(　　)(3)不同价态的含铁物质间转化必须通过氧化还原反应实现(　　)(4)Fe(OH)3只能由可溶性铁盐和碱通过复分解反应制得，不能通过化合反应制得(　　)(5)向溶液中加入NaOH溶液，生成红褐色沉淀，则溶液中一定含有Fe3＋，一定不存在Fe2＋和Mg2＋(　　)(6)除去FeCl3溶液中少量的CuCl2杂质，可向溶液中加入过量铁粉，然后过滤(　　)1．填写合适的试剂除去括号中的杂质，并写出反应的离子方程式。(1)FeCl2(Fe3＋)除去方法：加入过量     ，过滤，离子方程式：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。(2)FeCl3(FeCl2)除去方法：     ，离子方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。(3)Fe2(SO4)3(FeSO4)除去方法：滴加     ，离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2H2O＋2Fe3＋。(4)FeCl2(Cu2＋)除去方法：加入过量     ，过滤，离子方程式：Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋。2．(2022·安徽池州高一质检)铁及其化合物在工农业生产中应用广泛，部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。回答下列问题：(1)下列不能通过化合反应得到的是__________(填字母)。A．d  B．e  C．f  D．g(2)c固体的颜色为__________，能否由 a在氧气中点燃得到？______(填“能”或“否”)。(3)在小烧杯中加入20 mL蒸馏水，加热至沸腾后向烧杯中加入几滴 g的饱和溶液继续煮沸即可制得e的胶体。胶体区别于溶液的最本质特征是________________，鉴别胶体和溶液的方法是________________。(4)实验室检验g中铁元素的试剂是________________________。高温下，a 与水蒸气反应的化学方程式为___________________________________________________________________。(5)在溶液中生成的d置于空气中，现象为__________________。电子工业上可用g的溶液腐蚀电路板上的铜，该反应的离子方程式为__________________________________________。二、铁及其化合物转化关系的应用1．框图推断铁及其化合物涉及的框图推断题常用以下题眼：①红褐色沉淀：     (特征颜色)；②KSCN溶液呈红色：     (特征反应)；③白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变为红褐色：     (特征反应现象)；④磁性氧化物：     (特征性质)；⑤滴入沸水中的产物有丁达尔效应：制     (特征方法)。2．有关铁及其化合物的探究题此类题涉及到铁及其化合物的以下性质：①Fe2＋、Fe3＋的检验；②Fe2＋氧化性和还原性的探究；③Fe3＋氧化性的探究；④基于K2FeO4的性质探究；⑤各物质间的转化综合。1．已知有以下物质相互转化：试回答下列问题：(1)写出B的化学式：________________，D的化学式：________________。(2)写出由E转变成F的化学方程式：__________________________________________。(3)写出用KSCN鉴别G溶液的离子方程式：____________________________________。向G溶液中加入A的有关反应的离子方程式：__________________________________。2．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中得到固体A和溶液A的操作名称是____________。(2)固体A中含有的金属单质有________。(3)步骤②中观察到的实验现象是____________________________________。(4)步骤③中发生反应的离子方程式为_____________________________________________。1．(2021·广东，10)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是(　　)A．a可与e反应生成bB．b既可被氧化，也可被还原C．可将e加入浓碱液中制得d的胶体D．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系2．铁的常见化合物有①FeO、②Fe2O3、③Fe3O4、④FeS、⑤Fe(OH)3、⑥NH4Fe(SO4)2·12H2O、⑦FeSO4。将上述物质分别溶于足量稀硫酸后进行实验，下列说法不正确的是(已知Fe2＋可以和K3[Fe(CN)6]溶液反应产生蓝色沉淀)(　　)A．滴加KSCN溶液不显红色，滴加新制氯水后显红色的有①④⑦B．加铜能发生反应2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋的只有②⑤⑥C．将溶液分为两等份，一份滴加KSCN溶液显红色，一份滴加KMnO4溶液，紫红色褪去的是③D．滴加K3[Fe(CN)6]溶液，能产生蓝色沉淀的有①③④⑦3．铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示：Fe2＋Fe3＋FeO回答下列有关问题：(1)Fe与过量盐酸反应可以制取FeCl2，若用反应所得的酸性溶液，实现上述①、④的转化，要求产物纯净，可分别选用________(填字母)。a．Cl2   b．Fec．Cu   d．KMnO4(2)如下化学方程式中：Fe2O3＋3NaClO＋4KOH2K2FeO4(高铁酸钾)＋3NaCl＋2H2O①Fe2O3是________，具有________性。②用单线桥表示该反应的电子转移情况。③每转移12 mol电子可生成________ mol K2FeO4。题组一　“价—类”二维图1．如图为铁元素的“价—类”二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是(　　)A．铁与水蒸气在高温下的反应可实现上述转化①B．FeO 是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化②生成红棕色粉末C．由图可预测：高铁酸盐(FeO)具有强氧化性，可用于消毒。FeO与水反应最终可生成Fe(OH)3胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可用作净水剂D．加热Fe(OH)3发生转化⑥，加水溶解可实现转化③题组二　含铁物质的转化及除杂2．以下转化过程不可以通过化合反应一步实现的是(　　)A．Fe―→FeCl3B．Fe―→FeCl2C．Fe2O3―→Fe(OH)3D．Fe(OH)2―→Fe(OH)33．下列叙述不正确的是(　　)选项被提纯物质杂质除杂试剂或方法AFeCl3溶液FeCl2通入适量Cl2BCl2H2O(蒸气)通入浓硫酸中C铜粉铁粉加入过量盐酸并过滤DCO2HCl通入饱和碳酸钠溶液中 题组三　框图推断4．根据如下框图分析，下列说法不正确的是(　　)A．E3＋的氧化性比M2＋的氧化性强B．在反应①中H2SO4既表现了酸性，又表现了氧化性C．反应④的离子方程式可表示为3SCN－＋E3＋===E(SCN)3D．在反应③中若不加稀硫酸可能看到红褐色沉淀生成5．已知A为常见的金属单质，根据如图所示的关系：下列叙述正确的是(　　)A．A为Fe，B为FeOB．C→D溶液的颜色变化：由浅绿色到棕黄色C．④的离子方程式：2Fe＋Fe3＋===3Fe2＋D．⑤的离子方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3题组四　工艺流程6．某化学实验室产生的废液中含有Fe3＋、Cu2＋、Ag＋三种金属离子，甲同学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。据此分析，下列说法正确的是(　　)A．固体A中含有2种金属单质B．可用KSCN溶液来检验溶液B中所含的金属离子C．溶液A若只经过操作③最终将无法得到沉淀CD．操作中①②③中都需要用到玻璃棒、漏斗7．实验室制备FeCO3的流程如图所示。下列说法错误的是(　　)A．可利用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质B．FeSO4溶液保存时需加入Fe粉C．过滤操作的常用玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒D．产品FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的FeO8．下列除杂的操作不正确的是(　　)A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量镁充分反应后过滤B．FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤C．CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤D．FeCl2溶液中混有少量CuCl2溶液：加入过量铁粉充分反应后过滤9．将金属铁、铜投入FeCl3溶液中充分反应，下列对反应情况设想的评价正确的是(　　)选项反应情况设想评价A当铁、铜均不剩余时，溶液中一定有Fe2＋、Cu2＋，一定无Fe3＋正确，Fe3＋和铁、铜均可反应B当铁、铜均剩余时，溶液中一定有Fe2＋、Cu2＋，无Fe3＋正确，铁和铜都与Fe3＋反应，故无Fe3＋C当铜剩余，铁不剩余时，溶液中一定只有Fe2＋，无Cu2＋正确，铜剩余，故无Cu2＋D当铁剩余，铜不剩余时，溶液中一定有Fe2＋、Cu2＋不正确，不可能出现铁剩余而铜不剩余的情况，因为铁的还原性比铜的强，铁先与Fe3＋反应 10．K2FeO4是一种兼具消毒和净水功能的可溶性盐，与盐酸可发生反应：2K2FeO4＋16HCl===4KCl＋2FeCl3＋8H2O＋3Q↑，下列说法正确的是(　　)A．可用湿润的淀粉-KI试纸检验产物QB．反应中涉及的6种物质均为电解质C．反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶8D．K2FeO4在水中的电离方程式为K2FeO4===2K＋＋Fe6＋＋4O2－11．某同学对未知物A盐的水溶液进行了鉴定，实验过程及现象如图所示(已知硝酸具有强氧化性)：现对A、B、C、D做出的如下推断中，不正确的是(　　)A．A盐一定是FeCl3B．白色沉淀B可能是AgClC．C中一定含Fe3＋D．无法确定A中是否含有Fe2＋12．(2022·河南驻马店高一月考)某小组设计如下实验探究铁与水蒸气的反应。回答下列问题：(1)写出铁和水蒸气反应的化学方程式，并用双线桥表示电子转移的方向和数目：________________________________________________________________________________________。(2)圆底烧瓶中碎瓷片的作用是防止暴沸，若加热一段时间后发现忘记加碎瓷片，需要补加碎瓷片的操作是___________________________________________________________________。(3)检验反应后的固体是否存在Fe3O4，引起小组成员争论：①甲同学认为可以使用化学方法，先用足量硫酸溶解，再分别检验Fe2＋和Fe3＋。先检测Fe2＋是否存在：请从下列试剂中选择一种：NaOH溶液、新制氯水、KSCN溶液、酸性KMnO4溶液，写出发生反应的离子方程式：________________________________________；然后再检测Fe3＋是否存在。多数同学认为该方法检验是否存在Fe3O4不合理，请写出一条理由：___________________________________________________________________________。②乙同学认为可以利用Fe3O4的物理性质进行快速检验。用铁片接触样品后再移开，若观察到____________现象，证明了反应后的固体中含有Fe3O4。13．小明很喜欢化学实验课，今天要学习“探究铁及其化合物的氧化性或还原性”。 (1)实验前小明预测说：Fe2＋肯定既有还原性又有氧化性。你认为他预测的依据是______________________________________________________________________________。(2)小明欲用实验证明他的预测。实验室提供了下列试剂：3%的H2O2溶液、锌粒、铜片、0.1 mol·L－1 FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水。①对于证明Fe2＋具有氧化性，小明认为金属单质都具有还原性，并分别将铜片、锌粒投入FeCl2溶液中，结果铜片没变化，锌粒逐渐变小。由此说明三种金属的还原性由强至弱的顺序为__________________。②若小明计划在0.1 mol·L－1 FeCl2溶液中滴入新制氯水，探究Fe2＋的还原性，你预测可能发生的反应是_______________________(写离子方程式)，溶液由浅绿色变为________色。③实验中，小明发现现象不太明显，老师分析可能是产物的含量太低，建议可以通过检验Fe2＋被氧化的产物Fe3＋的存在以获取证据。你认为可选______________滴入小明所得的混合液中，并通过溶液出现______________色的现象，证明小明的观点和实验方案都是正确的。(3)小明分析H2O2中氧元素显－1价(中间价)，并提出疑问：H2O2与FeCl2反应时，Fe2＋还做氧化剂吗？①请你为小明梳理相关问题：若Fe2＋在反应中表现出氧化性应转化成________(填化学符号，下同)，若Fe2＋在反应中表现出还原性应转化成________。②实际上Fe2＋的还原性较强，实验室中的FeCl2溶液常因氧化而变质。除杂的方法是___________________________，相关反应的离子方程式：____________________________。