高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物教课ppt课件

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物教课ppt课件，共34页。PPT课件主要包含了实验现象及结论，溶液无明显变化，溶液变为红色，观察溶液的颜色，待测溶液，无明显现象，a混合溶液，b混合溶液，拓展阅读，课堂练习等内容，欢迎下载使用。

[问题思考]丹霞山是我国最美的丹霞地貌之一,由于其独特的红色岩层,被称为“中国红石公园”, 丹霞地貌的土壤岩层为什么是红色的呢?
一、探究丹霞山的土壤岩石呈现红色的原因
猜想与假设:猜测丹霞地貌的土壤呈现红色是因为土壤中含有氧化铁。
[问题思考1]想要检验红色土壤中是否含有氧化铁,如何处理土壤?
用酸溶解,过滤后得到滤液,再检验滤液中是否有三价铁离子。
[问题思考2]如何检验三价铁离子?
小组讨论检验三价铁离子的方法。方法1:观察法———含Fe3+ 的溶液为棕黄色。方法2:沉淀法———Fe3+ 会与OH− 反应生成红褐色的沉淀Fe(OH)3。
[问题思考3]还有其他方法检验三价铁离子么?
[实验探究]丹霞山的土壤岩石呈现红色的原因
1.实验内容: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。
向盛有FeCl2溶液的试管中滴加KSCN溶液
向盛有FeCl3溶液的试管中滴加 KSCN溶液
4. 利用已经掌握的知识,检验桌面上的土壤溶液中是否含有三价铁离子。可以使用的实验物品有:土壤浸出液、NaOH 溶液、KSCN溶液、pH 试纸、玻璃棒、试管。
5.选择合适的方法检验土壤浸出液中是否含有三价铁离子,并填写实验记录表格。
例如方法3：取 5 mL 土壤浸出液于试管中,滴加几滴 KSCN 溶液,观察到溶液变红,说明土壤溶液中有 Fe3+ 。 例如方法2：取 5 mL 土壤浸出液于试管中,滴加了许多 NaOH 溶液,但没 有看到红褐色沉淀,说明土壤溶液中没有Fe3+ 。
[问题思考4]不同的小组使用的是相同的溶液,但为什么不同的实验方法会得到不同的结论呢? 没有出现红褐色沉淀是否说明土壤浸出液中就没有Fe3+? 加NaOH后为什么没有产生预期的红褐色沉淀?
加入 NaOH 溶液后没有产生红褐色沉淀的原因可能有以下两点: 猜想一:土壤溶液中Fe3+ 浓度过低。 猜想二:土壤溶液中酸过量导致没有沉淀。
[问题思考5]利用上述实验物品,如何验证你们的猜想?
(1)用pH试纸测溶液的pH是否显酸性,若不显,则可以排除猜想二。(2)测加了NaOH溶液的试管中溶液的pH,若溶液为碱性,说明碱已经过量,所以没有产生沉淀不是因为酸过量,而是因为土壤溶液中的Fe3+ 浓度过低。
6.得出结论:土壤溶液中有少量的Fe3+ ,所以丹霞地貌的红色土壤中含有少量的氧化铁。沉淀法和观察法适用于常量的Fe3+ 的检验,KSCN法最灵敏,可以检验出微量的 Fe3+。
二、Fe2+的检验及Fe3+ 、Fe2+ 的相互转化
[问题思考]如何检验Fe2+ ?
方法1:观察法———含Fe2+ 的溶液为浅绿色。 方法2:沉淀法———与NaOH溶液反应,产生的白色絮状沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色。 方法3:氧化法———利用Fe2+的还原性,用强氧化性物质将其氧化为Fe3+ ,再用 KSCN溶液检验Fe3+的存在。
[实验探究]Fe3+、Fe2+的相互转化。
在盛有 2 mL FeCl3 溶液的试管中加入过量铁粉,振荡试管。充分反应后,滴入几滴 KSCN溶液,把上层清液倒入另一支试管中,再滴入几滴氯水,观察并记录现象。
①在FeCl3溶液中加入过量铁粉后,溶液由棕黄色变为浅绿色,滴入KSCN溶液后, 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
Fe3+可以被Fe粉还原成Fe2+，Fe2+可以被氯水氧化成Fe3+
Fe2+ 也可被酸性高锰酸钾溶液或过氧化氢氧化成Fe3+
向0.1 ml/L FeCl2 溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液(或过氧化氢),再滴加1滴KSCN溶液
高锰酸钾溶液紫色褪去,滴加 KSCN溶液后,溶液变为红色
1.铁盐遇到较强的还原剂(Fe、Cu、I− 等)会被还原成亚铁盐,亚铁盐在较强的氧化剂(酸性高锰酸钾溶液、新制氯水、过氧化氢等)的作用下会被氧化成铁盐。
2.Fe2+ 、Fe3+ 、Fe之间的相互转化关系
3.Fe3+ 、Fe2+ 的检验方法
(1)观察溶液颜色法:
(2)酸性KMnO4溶液(溴水)法:
加入少量酸性KMnO4溶液(溴水)
(3)亚铁氰化钾溶液和铁氰化钾溶液是检验Fe3+和Fe2+的特征试剂。
Fe3+ :加入亚铁氰化钾溶液 K4[Fe(CN)6],生成蓝色沉淀;Fe2+ :加入铁氰化钾溶液 K3[Fe(CN)6],生成蓝色沉淀。
(4)用KSCN溶液和氯水:
(5)用NaOH溶液:
(6)混合溶液中Fe3+ 、Fe2+ 的检验:
溶液变红，说明含有Fe3+。
①Fe3+ 的检验:
试纸变蓝，说明含有Fe3+。
溶液褪色,说明含有Fe2+ (Cl−可干扰)。
②Fe2+ 的检验:
4.检验Fe2+ 的注意事项
(1)只含Fe2+ 的溶液:注意检验Fe2+ 加入试剂的顺序。
①加 KSCN溶液前,防止氧化性物质将Fe2+ 氧化成Fe3+ ,如 H2O2、NO3 −(H+ )等。 ②氧化剂不能选用酸性KMnO4溶液,原因:酸性KMnO4溶液本身显紫红色,对 Fe(SCN)3的红色有干扰;酸性 KMnO4 溶液能氧化 KSCN,溶液不变红色,不能证明不 含Fe2+ 。
(2)同时含有Fe2+和Fe3+的溶液:Fe2+对Fe3+的检验无干扰,可以通过滴加KSCN溶液检验Fe3+ ;Fe3+对Fe2+的检验有干扰,不能采用加KSCN溶液的方法检验Fe2+,检验方法通常是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+ 。
(3)检验铁的氧化物中是否有+2价铁:
①步骤a中不能选用盐酸溶解固体,原因是酸性KMnO4溶液可以氧化盐酸。 ②步骤a中不能选用稀HNO3,原因是稀 HNO3具有强氧化性,可以将Fe2+氧化为Fe3+ 。
三、铁盐和亚铁盐的应用
1. Fe3+具有较强的氧化性,可以氧化铜单质, 工业上利用FeCl3溶液腐蚀覆铜板制作印刷电路板。
原理: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。
根据该反应判断,氧化性:Fe3+ >Cu2+；还原性:Cu>Fe2+。
其实除了电路板制作,生活中还有许多关于铁盐和亚铁盐之间相互转化的应用,比如:补铁剂与维生素C同服效果更佳,因为在人体内二价铁离子比三价铁离子更容易被吸收,而具有强还原性的维生素C可使Fe3+ 向Fe2+ 转化;实验室里的FeCl2溶液要放入铁钉来防止Fe2+ 被氧化。
2.结合本节知识,提出“腐蚀液”再利用的方案。
(1)小组展示各组方案。
(2)课后查阅资料,设计实验方案检验食品中的铁元素,简单介绍实验过程。
1. Fe3+ 、Fe2+ 的检验 (1)Fe3+ 的检验 (2)Fe2+ 的检验 2.Fe3+ 和Fe2+ 的转化
3.铁盐和亚铁盐的应用
1.下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是( ) A.为了防止氯化亚铁溶液久置变质,常在其溶液中加入少许铁钉 B.将饱和FeCl3溶液滴入沸水中,能形成胶体 C.新制的氢氧化亚铁沉淀露置在空气中最终会变为红褐色 D.除去FeCl3溶液中的FeCl2杂质,可以向溶液中加铁粉,然后过滤
2.验证Fe3+ 与Fe2+ 能够相互转化:
3.某铁的氧化物(FexOy)1.52 g 溶于足量盐酸,向 所得溶液中通入标准状况下112 mL Cl2,恰好将Fe2+ 完全氧化。该铁的氧化物的化学式为 ( )A.FeO D.Fe4O5
4.电子工业常用 FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。某研究小组同学为了从腐蚀废液中回收铜,并重新获得FeCl3溶液,设计了如图示流程:
请回答下列问题: (1)FeCl3溶液与铜箔反应,生成FeCl2和 CuCl2,反应的离子方程式是 ______________________________, 若反应过程中有 2 ml 电子发生转移,会有 ____ g 铜溶解。
4. (2)①~③所涉及的实验操作方法中,属于过滤的是_____ (填序号)。①中发生反应的离子方程式是__________________________________________。 (3)气体C的化学式是_____,检验FeCl3溶液 中金属阳离子的操作和现象是________________________________________________________________。 (4)①中反应消耗铁粉11.2 g,则废液中Fe3+ 的物质的量浓度是___________。
取少量溶液于试管中,滴加几滴 KSCN溶液,若出现红色,证明有Fe3+