高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料课堂教学ppt课件

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知识点一 Fe3+与Fe2+的检验
知识点二 Fe3+与Fe2+的性质与转化
基础落实•必备知识全过关
探究Fe3+、Fe2+的检验——实验3-2
2Fe2++Cl2 ══ 2Fe3++2Cl-
先加KSCN溶液再加新制氯水
特别提醒Fe3+和Fe2+的检验(1)向含Fe3+的溶液中滴加KSCN溶液,溶液发生颜色变化,并非生成沉淀。(2)检验待测液中是否含有Fe2+的注意事项。①要先加入KSCN溶液,再滴加氯水,试剂加入顺序不能颠倒;②氯水可用H2O2溶液代替。不能用酸性KMnO4溶液代替,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,不能证明含有Fe2+。
重难突破•能力素养全提升
探究角度1单一溶液中Fe3+和Fe2+的检验例1(2024·天津河西区高一检测)下列有关Fe2+及Fe3+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,得到红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3+D.向某溶液中加入NaOH溶液,得到白色沉淀,又观察到颜色逐渐变为红褐色,说明该溶液中只含有Fe2+,不含有Mg2+
解析 Fe3+与KSCN溶液作用的离子方程式为Fe3++3SCN- ══ Fe(SCN)3(红色),而Fe2+与KSCN溶液不反应,如果该溶液既含Fe3+,又含Fe2+,滴加KSCN溶液后溶液呈红色,证明含有Fe3+而不能证明不含Fe2+,故A错误。若原溶液中含Fe2+,通入Cl2,Cl2将Fe2+氧化成Fe3+,滴加KSCN溶液后显红色;若原溶液中不含Fe2+,含有Fe3+,通入Cl2,加入KSCN溶液同样可以变为红色,故B错误。加入NaOH溶液,得红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3+,故C正确。氢氧化镁为白色沉淀,能被红褐色沉淀掩盖,无法确定,故D错误。
图解要点　解答有关离子检验类试题的思维流程
[对点训练1](2024·广西南宁高一检测)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的混合溶液D.FeCl3溶液
解析 Fe3+与SCN-结合生成红色的Fe(SCN)3。
归纳总结　Fe2+、Fe3+的检验方法1.用KSCN溶液和氯水检验
2.用NaOH溶液检验
探究角度2Fe3+和Fe2+的混合溶液的检验例2选择合适的试剂完成甲、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的顺序能达到实验目的的是(　　)
解析 甲组,在Fe3+存在的条件下检验Fe2+,要排除Fe3+的干扰。所选试剂具备下列条件:一是能与Fe2+发生有明显现象的反应;二是与Fe3+不反应。溴水符合条件,实验现象是溴水颜色变浅,酸性KMnO4溶液也符合条件,实验现象是溶液紫红色变浅。乙组,在Fe2+存在的条件下检验Fe3+,用KSCN溶液检验Fe3+即可,Fe2+不会造成干扰。
【变式设问】某化学小组检验铁的氧化物中是否有+2价铁时,设计思路:少量固体 溶液 紫色褪去。其中一位同学认为可以将步骤a中的稀硫酸换为稀盐酸,是否可以?
提示 不可以。步骤a中不能选用盐酸,原因是酸性KMnO4溶液可以氧化HCl。
[对点训练2]缺铁会使部分花卉叶片发黄,通常用FeSO4给植物补充铁元素。但FeSO4受潮后会变为Fe2(SO4)3无法使用。下列关于上述两种物质中所含Fe2+和Fe3+的叙述,错误的是(　　)A.只含Fe2+的盐溶液为浅绿色B.只含Fe3+的盐溶液为棕黄色C.受潮后固体溶于水,加入KSCN溶液和氯水,溶液变红可证明FeSO4未全部变质D.向含Fe3+的溶液中滴入含SCN-的溶液,溶液变红色
解析 受潮后固体溶于水,溶液中含有Fe3+,加入KSCN溶液,溶液即变红,故无法证明Fe2+是否存在。
归纳总结　含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe2+、Fe3+的检验
1.Fe3+与Fe2+的性质及相互转化——实验3-3
(1)上述实验操作的现象为溶液由棕黄色变为　　　→溶液__________　　　　　　　　　　→溶液变成　　　 　。 
可用于除去FeCl3溶液中的FeCl2　　　　(2)反应的离子方程式依次为2Fe3++Fe ══ 3Fe2+,　　　　　　　　　　　　　　　　　,Fe3++3SCN- ══ Fe(SCN)3。 
2.利用覆铜板制作图案
2FeCl3+Cu ══ 2FeCl2+CuCl2
2Fe3++Cu ══ 2Fe2++Cu2+　
辨析比较Fe3+与Fe2+的比较与转化
深度思考实验室中盛FeSO4溶液的试剂瓶中,通常加些铁屑或铁钉,这是为什么?
教材拓展教材中描述“亚铁盐在较强的氧化剂作用下会被氧化成铁盐”,除去FeCl3溶液中的FeCl2的最佳方法是什么?
提示 Fe2+具有较强的还原性,易被氧化而变质,因此向盛有FeSO4溶液的试剂瓶中加铁屑、铁钉可将溶液中的Fe3+转化成Fe2+,离子方程式为2Fe3++Fe ══ 3Fe2+。
提示 向FeCl3溶液中加入稍过量的氯水(或H2O2溶液),振荡。
探究角度1Fe3+与Fe2+的性质例1(2024·辽宁沈阳高一检测)已知下述三个实验均能发生化学反应:
下列判断错误的是(　　)A.实验①中铁钉只做还原剂B.实验②中发生了氧化还原反应C.实验③中发生的是置换反应D.上述实验证明氧化性:Cl2>Fe3+>Cu2+>Fe2+
解析 由于铁比铜活泼,所以实验①中发生反应Fe+Cu2+ ══ Fe2++Cu,铁做还原剂置换出铜,A正确;实验②中氯水中的Cl2具有强的氧化性,能将Fe2+氧化为Fe3+,发生氧化还原反应:2Fe2++Cl2 ══ 2Fe3++2Cl-,B正确;由于Fe3+具有较强的氧化性,能把铜氧化为Cu2+,而自身被还原为Fe2+,化学方程式为Cu+2Fe3+ ══ 2Fe2++Cu2+,故发生的不是置换反应,C错误;实验①能够说明Cu2+的氧化性强于Fe2+,实验②能够说明Cl2的氧化性强于Fe3+,实验③能够说明Fe3+的氧化性强于Cu2+,所以氧化性强弱顺序为Cl2>Fe3+>Cu2+>Fe2+,D正确。
【变式设问】(1)实验③加入少量铜丝后溶液中的溶质是什么?(2)实验②能否用于除去硫酸铁中的硫酸亚铁?
提示 FeCl2、FeCl3、CuCl2。当铜丝少量时,只有部分FeCl3反应。
提示 不能。会引入杂质FeCl3。
[对点训练1](教材改编题)刻制印刷电路板时用氯化铁溶液作为“腐蚀液”,发生的反应为Cu+2Fe3+ ══ 2Fe2++Cu2+。根据该反应判断下列说法不正确的是(　)A.铜是还原剂B.Fe3+具有氧化性C.该反应显示了Fe3+的强还原性D.该反应属于离子反应
解析 该反应中铜元素化合价升高,被氧化,Cu为还原剂;铁元素化合价降低,被还原,Fe3+为氧化剂;该反应显示了Fe3+的氧化性;该反应为离子反应。
归纳总结　Fe2+、Fe3+的性质(1)Fe2+既有氧化性又有还原性
(2)Fe3+具有较强的氧化性,可被还原为Fe2+或Fe
探究角度2铁及其化合物的转化及应用例2(2024·福建福州模拟)部分含铁物质的分类与相应化合价的关系如图所示。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.为检验e溶液中是否混有b,可以先加KSCN溶液,再加H2O2溶液,观察是否有红色出现D.可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
解析 a为铁单质,b为亚铁盐,c为Fe(OH)2,d为Fe(OH)3,e为铁盐。根据化合价的变化规律,铁单质和铁盐可以发生反应生成亚铁盐:Fe+2Fe3+ ══ 3Fe2+,A正确;b含有Fe2+,为中间价态,既可被氧化,又可被还原,B正确;检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+,若先加入KSCN溶液,溶液变成红色,无法证明Fe2+的存在,C错误;根据化合价的变化规律,可以存在
【变式设问】(1)a能否通过化合反应分别得到b、e?若能,写出化学方程式。
(2)上述物质中既有氧化性又有还原性的物质为　　　　。 
提示 能。2FeCl3+Fe ══ 3FeCl2、3Cl2+2Fe 2FeCl3。
提示 亚铁盐、Fe(OH)2。
[对点训练2](教材改编题)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)3
解析 铁和氯气反应生成氯化铁,能通过化合反应一步实现,A不符合题意;铁和氯化铁反应生成氯化亚铁,故能一步化合实现,B不符合题意;氧化铁不能和水发生化合反应得到氢氧化铁,故不能一步化合得到,C符合题意;氢氧化亚铁和氧气、水反应生成氢氧化铁,能通过化合反应一步实现,D不符合题意。
归纳总结　1.铁及其化合物的“价—类”二维图
(1)横向变化体现了同价态不同类别物质(氧化物、碱、盐)之间的转化。(2)纵向变化体现不同价态同类别物质之间的转化,主要体现物质的氧化性或还原性。(3)斜向变化体现不同价态、不同类别物质之间的转化,主要体现物质的氧化性和还原性。
2.含铁物质的分离与除杂
学以致用•随堂检测全达标
题组1Fe3+和Fe2+的检验1.要证明某溶液中不含Fe3+,而可能含有Fe2+,进行如下实验操作的最佳顺序为(　　)①加入足量氯水　②加入足量KMnO4(H+)溶液③加入少量KSCN溶液A.①③B.③②C.③①D.①②③
解析 先加入少量KSCN溶液,若无明显变化,证明无Fe3+,然后加入足量氯水,若出现红色,说明有Fe2+。
2.可检验 溶液中是否含FeSO4的试剂是(　　)A.KSCN溶液B.氯水C.NaOH溶液D.酸性KMnO4溶液
解析 KSCN溶液可检验铁离子,不能检验Fe2(SO4)3溶液中是否含FeSO4,A错误;氯水与FeSO4反应生成Fe2(SO4)3,颜色变化不明显,不能检验亚铁离子,B错误;硫酸铁与NaOH反应生成红褐色沉淀会覆盖硫酸亚铁与NaOH反应产生的白色沉淀,不能检验亚铁离子,C错误;FeSO4可使酸性高锰酸钾溶液褪色而硫酸铁不行,可检验硫酸铁溶液中是否含亚铁离子,D正确。
题组2Fe3+和Fe2+的性质及转化3.现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色,其原因可能是(　　)A.苹果汁中含有Na+B.苹果汁中含有Cu2+C.苹果汁中含有OH-D.苹果汁中含有Fe2+
解析 现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色,其原因可能是苹果汁中的Fe2+被氧气氧化变成了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
解析 铁粉可将硫酸铁转化为硫酸亚铁,将硫酸铜转化为单质铜,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,还会引入新的杂质锌离子、镁离子、铝离子等。
题组3Fe3+和Fe2+的综合考查5.(2024·云南红河模拟)FeCl2溶液含有少量FeCl3杂质,除杂试剂和检验杂质是否除尽的试剂分别为(　　)A.NaOH溶液、铁粉B.铁粉、KSCN溶液C.氯气、NaOH溶液D.氯气、KMnO4溶液
解析 NaOH溶液与氯化亚铁、氯化铁都要反应,无法除杂,故A不符合题意;铁粉与氯化铁反应生成氯化亚铁,可以除杂,KSCN溶液与铁离子反应显红色,可检验铁离子是否除尽,故B符合题意;氯气与氯化亚铁反应生成氯化铁,将主要物质反应了,故C不符合题意;氯气与氯化亚铁反应生成氯化铁,将主要物质反应了,KMnO4溶液能与亚铁离子反应,无法检验铁离子是否除尽,故D不符合题意。
6.(教材改编题)铁是人类较早使用的金属之一,运用铁及其化合物的知识,完成下列空白。(1)Fe与Cl2在一定条件下反应,将该反应的产物溶于水配成溶液,分装在两支试管中。请回答:①若向其中一支试管中滴加KSCN溶液,则溶液变成　　　　　色。 ②向另一支试管中滴加NaOH溶液,现象为　　　　　　　　　,该反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)若含Fe2+的溶液中存在Fe3+,除杂的方法是　　　　　 　　;该反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。 
Fe3++3OH- ══ Fe(OH)3↓　
2Fe3++Fe ══ 3Fe2+　
(3)某同学利用试剂:①Cl2　②Fe　③NaOH　④H2SO4　⑤AgNO3研究FeCl3的性质,进行了如下预测。从物质类别的角度看,FeCl3属于　　　　　,能与上述物质中的　　　　　发生反应(填序号);Fe3+与上述某种物质发生氧化还原反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
　2Fe3++Fe ══ 3Fe2+