人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物优秀课件ppt

这是一份人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物优秀课件ppt，共39页。PPT课件主要包含了生活中的铁元素，温馨提示，盐和亚铁盐的检验，铁盐和亚铁盐的转化等内容，欢迎下载使用。

1.通过学习铁盐和亚铁盐，学会从物质类别和元素价态的视角认识具有变价元素物质间的转化关系，并建立认识模型，丰富研究物质的思路和方法。 2.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。体会实验对认识和研究物质性质的重要作用，形成证据意识。 3.结合应用实例，将铁盐和亚铁盐的性质的知识运用于解决生产、生活中简单的化学问题，强化性质决定用途的观念。
铁是人体必需的微量元素中含量最多的一种（约4~5克），缺铁性贫血已成为仅次于结核病的全球患病率最高、耗资最大的公共卫生问题。那么铁元素在人体中又是以什么形式存在呢？本节课我们先来学习铁盐和亚铁盐的检验方法。
Fe2+、Fe3+ 的检验
活动一、探究Fe3+、Fe2+的性质
任务一、观察FeCl2溶液和FeCl3溶液样品，从物质类别的角度回答它们具有什么样的性质？
任务二、阅读教材P68-69页内容，结合所学知识，从元素价态的角度思考铁盐和亚铁盐检验哪些化学性质？填写下表内容。
Fe2++ 2OHˉ ==Fe(OH)2↓
2Fe2++ Cl2== 2Fe3++ 2Clˉ
Fe2++ Zn == Fe + Zn2+
2Fe3++ Fe == 3Fe2+2Fe3++ Cu == 2Fe2++ Cu2+
任务二、应用探究：根据已有的知识和经验，结合上述信息，设计简单方法来证明补铁剂中的铁元素是二价铁还是三价铁呢？
①氢氧化物沉淀法，通过观察生成沉淀的颜色来判断铁元素的价态。向补铁剂中加入NaOH溶液，若生成白色沉淀，说明含Fe2+；若生成红褐色沉淀，说明含Fe3+。
②其它方法（后续再进一步讨论）。
【典例1】将过氧化钠投入FeCl2溶液中，可观察到的实验现象是（ ） A．无气体产生 B．没有沉淀生成 C．有红褐色沉淀生成 D．有白色沉淀生成
【解析】过氧化钠投入氯化亚铁溶液中，过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，氧气、过氧化钠都能将Fe2+氧化成Fe3+，Fe3+与氢氧化钠反应生成红褐色沉淀Fe(OH)3；过氧化钠投入氯化亚铁溶液中，过氧化钠与水反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，氧气、过氧化钠都能将Fe2+氧化成Fe3+，Fe3+与氢氧化钠反应Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓，有红褐色沉淀产生，观察到现象是有气体产生，有红褐色沉淀生成；选项C正确；答案为C。
【典例2】下列说法正确的是（ ） A．FeCl2不能通过化合反应制得 B．Fe(OH)3只能由可溶性铁盐和碱通过复分解反应制得 C．溶液中加入NaOH溶液，生成红褐色沉淀，则溶液中一定含有Fe2+ D．除去FeCl2溶液中少量的CuCl2杂质，可向溶液中加入过量铁粉， 然后过滤
【解析】A．Fe与FeCl3反应产生FeCl2，A错误；B．Fe(OH)2、O2、H2O反应产生Fe(OH)3，反应方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，该反应属于化合反应，B错误；C．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+，可能存在Fe2+，C错误；D．Fe可与CuCl2发生置换反应生成FeCl2和Cu，因此加入过量铁粉，能达到除杂、净化的目的，D正确；故合理选项是D。
活动二、探究Fe3+、Fe2+的检验方法
任务一、实验探究：完成教材P68页【实验3-2】，根据表格内容思考如何检验溶液中的Fe3+、Fe2+？并填写表格其它内容。
产生白色絮状沉淀，且沉淀迅速转变为灰绿色，最终变为红褐色
Fe3+＋3SCN－=Fe(SCN)3 溶液变血红色
2Fe3+＋2I－=2Fe2+＋I2 溶液变蓝
2Fe3+＋Cu=2Fe2+＋Cu2+ 铜片溶解且溶液变为蓝色
硫氰化铁，配合物在离子方程式中不可拆
任务二、问题探究：如何检验混合溶液中同时含有Fe2+和Fe3+？上述检验检验的方法中，加入KSCN溶液，无明显现象，一定能证明溶液中含有Fe2+吗？
①分别取少量溶液于两支洁净的试管中，向其中一支试管中加入酸性高锰酸钾溶液，若酸性高锰酸钾紫红色褪去，则说明含有Fe2＋：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3+ + Mn2++4H2O，如果无明显变化，则溶液中不含Fe2+；向另一支试管中加入KSCN溶液，若溶液变红，则说明含有Fe3＋：Fe3+ + 3SCN- = Fe(SCN)3 (红色液体)。
②不能。若要证明某溶液中是否一定含Fe2+的方法可以是：先加KSCN溶液无明显现象，再加氯水（或H2O2等氧化剂），溶液出现血红色，则证明溶液中含有Fe2+。
③Fe2＋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＋。
任务三、归纳小结：Fe3+、Fe2+的检验方法及要注意问题是什么？
Fe3+、Fe2+的检验常用方法：
加入KSCN溶液后变成红色溶液
加入KSCN溶液后无明显现象，再加入氯水（或双氧水等）变成红色溶液。2Fe2++ Cl2= 2Fe3++ Clˉ、Fe3++ SCNˉ= Fe(SCN)3
产生白色沉淀迅速变为灰绿色最后变成红褐色Fe2＋＋2OHˉ=Fe(OH)2↓ 、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3
红褐色沉淀Fe3++ 3OHˉ = Fe(OH)3 ↓
【典例1】要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+进行如下实验 操作时，最佳顺序为（ ） ①加入足量氯水 ②加入足量酸性KMnO4溶液 ③加入少量NH4SCN溶液 A．①③ B．③② C．③① D．①②③
【解析】用NH4SCN溶液可以检验溶液中是否含有Fe3+，故先向溶液中加入NH4SCN溶液，溶液不变红色，说明溶液中不含有Fe3+；然后加入足量氯水，溶液呈血红色，说明溶液中含Fe2+，Cl2将Fe2+氧化为Fe3+，KMnO4溶液本身有颜色，同时KMnO4会将NH4SCN氧化影响实验，因此氧化剂不选用KMnO4溶液，故最佳顺序为③①，答案选C。
【典例2】证明某溶液只含有Fe2+而不含Fe3+最佳的实验方法是（ ） A．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色 B．先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色 C．滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后变灰绿，最后显红褐色 D．加入几滴酸性高锰酸钾溶液，高锰酸钾溶液褪色
【解析】先滴加氯水，氯气将Fe2＋氧化成Fe3＋，即使原溶液不含Fe3＋，滴加KSCN溶液后也显红色，无法证明是否含有Fe3＋，A错误。KSCN与Fe3＋作用使溶液显红色，与Fe2+作用无此现象，先滴加KSCN溶液，不显红色，说明原溶液不含有Fe3＋，再滴加氯水后显红色，说明滴加氯水后溶液中有Fe3＋，证明原溶液含有Fe2＋，B正确。滴加NaOH溶液，利用先产生白色沉淀，后变灰绿，最后显红褐色，影响铁离子检验，C错误；滴加高锰酸钾溶液，根据溶液是否显红色，能检验出溶液中是否含有Fe2＋，无法验证Fe3＋存在，D错误。
Fe、Fe2+、Fe3+的转化
活动一、探究Fe、Fe2+、Fe3+的氧化（还原）性
任务一、实验探究：完成教材P68页【实验3-3】，思考基于元素价态的角度Fe2+和Fe3+具有哪些性质？填写表格内容。
①Fe2＋具有还原性性和氧化性性，如硫酸亚铁与氯水反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－。
②Fe3＋具有氧化性性，如硫酸铁与铁粉反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋，也具有一定的还原性。如在碱性条件下用NaClO氧化硫酸铁制备Na2FeO4。
③Fe2+和Fe3+的性质：
加少量铁粉振荡后，溶液变成浅绿色，再加KSCN溶液，溶液颜色无变化
向上层清液中滴加新制氯水，溶液变成红色
2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－Fe3＋＋3SCN－＝Fe(SCN)3
2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋
Fe3＋遇到较强的还原剂时，会被还原成Fe2＋
Fe2＋在较强氧化剂的作用下会被氧化成Fe3＋
任务二、应用探究：结合所学知识，思考利用下面试剂如何设计实验证明Fe2+和Fe3+可以相互转化？试剂：FeCl2溶液、FeCl3溶液、H2O2、氯水、维生素C、铁粉已知：Cl2和H2O2等物质能将Fe2+氧化成Fe3+；还原铁粉、维生素C等能将Fe3+还原成Fe2+。
①取 FeCl2溶液两份，各加入几滴KSCN溶液，溶液不变红，再分别加入氯水和双氧水，溶液均变红，说明氯水和双氧水均能将 Fe2 +氧化成Fe3+；
②取 FeCl3溶液两份，分别加入一粒维生素C片和少量铁粉，溶液红色均褪去，说明维生素 C、铁粉均能将 Fe3+还原成 Fe2+
【典例1】人体血红蛋白中含有Fe2＋，如果误食亚硝酸盐会使人 中毒，因为亚硝酸盐会使Fe2＋变Fe3＋，生成高铁血红蛋白而丧 失与O2结合的能力。服用维生素C可缓解亚硝酸盐中毒。说明 维生素C具有 （ ） A．氧化性 B．还原性 C．酸性 D．碱性
【解析】亚硝酸盐会使Fe2＋变Fe3＋，生成高铁血红蛋白而丧失与O2结合的能力。服用维生素C可缓解亚硝酸盐中毒，说明铁离子和维生素C反应生成亚铁离子，铁离子化合价降低，作氧化剂，具有氧化性，则维生素C化合价升高，作还原剂，具有还原性，故B项符合题意。
【典例2】已知 Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+。向FeCl3、CuCl2的混合溶液中 加入一定量的铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确 的是（ ） A．溶液中一定不含Fe3+ B．溶液中一定含Fe2+ C．剩余固体中一定含Cu D．溶液中一定含Cu2+
【解析】A．通过以上分析知，溶液中一定不含Fe3+，A项正确；B．通过以上分析知，溶液中一定含有Fe2+；B项正确；C．通过以上分析知，剩余固体中一定含Cu，C项正确；D．通过以上分析知，溶液中可能含有Cu2+，D项错误；答案选D。
活动二、探究Fe、Fe2+、Fe3+的转化
任务一、讨论交流：基于元素价态，结合所学知识，构建Fe、Fe2+、Fe3+的三角转化关系。
强氧化剂：Cl2、H2O2、O2、HNO3、H2SO4（浓）、KMnO4（H+）
还原剂：Fe、Zn、Cu、H2S、KI等
①金属阳离子被还原不一定得到金属单质，如Fe3＋被还原时可能得到的是Fe2＋；Fe3＋具有较强的氧化性，有时也表现还原性，如Fe3＋→FeO42-;Fe2＋既有氧化性，又有还原性，但以还原性为主。
②反应2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋应用于刻蚀铜电路板;反应2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O常用于将溶液中的Fe2＋转化为Fe3＋;反应5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋＝5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O常用于检验Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋。
任务二、根据Fe2＋与Fe3＋在一定条件下可以相互转化的性质，你认为有哪些应用？
通Cl2或加氯水或加H2O2
任务三、应用探究：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。
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。化学方程式：2FeCl3+Cu==2FeCl2+CuCl2
【应用】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。
【问题】为使使用后的“腐蚀液” 能得到充分利用，如何回收得到 Cu 和 FeCl3
【典例1】下列各组物质中，能一步实现如图所示①～⑤转化关系的是 ( )
A．A B．B C．C D．D
【典例2】从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备 氯化铁晶体的流程如下:
则下列说法正确的是(     )A. 试剂a是铁、试剂b是稀硫酸B. 操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同C. 试剂c是氯气，相应的反应为：2Fe2＋＋Cl2 =2Fe3＋＋2Cl-D. 用酸性KMnO4溶液可检验溶液中是否还有Fe2+
1．硫酸铁溶液中加入少量Fe粉，溶液颜色变浅，要证明该过程发生了氧化还原反应，加入下列试剂一定可行的是（ ） A．KSCN溶液 B．酸性高锰酸钾溶液 C．NaOH溶液 D．铜粉
【解析】A．KSCN溶液用于检验Fe3+的存在，不能用于检验Fe2+，A不可行；B．酸性高锰酸钾溶液能将Fe2+氧化为Fe3+，从而发生颜色变化，B可行；C．NaOH溶液既能与Fe2+反应，也能与Fe3+反应，由于Fe(OH)2、Fe(OH)3的混合物与Fe(OH)3的颜色差异不明显，所以难以确定Fe(OH)2的存在，C不可行；D．铜粉与Fe2+不反应，不能证明Fe2+的存在，D不可行；故选B。
2．下列关于FeCl2和FeCl3的叙述中，不正确的是（ ）A．二者溶液的相互转化均可通过化合反应实现B．将铁粉加入氯水中，最终只能得到FeCl3溶液C．酸性高锰酸钾溶液可作为鉴别二者溶液的试剂D．分别向盛有FeCl2溶液和FeCl3溶液的试管中加入NaOH溶液，最终可得相同物质
【解析】A项，向FeCl2溶液中通入氯气，生成FeCl3；向FeCl3溶液中加入铁生成FeCl2；都属于化合反应，正确；B项，将铁粉加入氯水中，当铁粉过量时，最终得到FeCl2溶液；错误；C项，FeCl2具有还原性，酸性高锰酸钾具有强氧化性，能将亚铁离子氧化成铁离子，使溶液褪色；FeCl3不与高锰酸钾反应；正确；D项，二价铁不稳定，可被氧化为三价铁；分别向盛有FeCl2溶液和FeCl3溶液的试管中加入NaOH溶液，均可能得到Fe(OH)3，正确。
3．下列离子的检验方法合理的是（ ）A．向某溶液中通入氯气，然后再加入KSCN溶液变红色，不能说明原溶液中含Fe2+B．向某溶液中加入NaOH溶液，最终得到红褐色沉淀，说明溶液中含Fe3+C．向某溶液中滴加 KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2+D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到逐渐变成红褐色，说明只含Fe2+不含Mg2+
【解析】A．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明通入氯气后的溶液中含Fe3+，但是不能检验铁离子是原来存在的还是亚铁离子被氧化来的，故A正确；B．向某溶液中加入NaOH溶液，最终得到红褐色沉淀，不能说明溶液中含Fe3+，也可能含有亚铁离子，故B错误；C．KSCN溶液与铁离子结合，溶液为红色，则溶液中含Fe3+，不能确定是否含Fe2+，故C错误；D．加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，可知一定含Fe2+，不能确定是否含Mg2+，故D错误；故选A。
4．制印刷电路板时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为2FeCl3＋Cu＝2FeCl2＋CuCl2。向盛有FeCl3溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现的是（ ）A．烧杯中有铜、无铁 B．烧杯中有铁、无铜C．烧杯中铁、铜都有 D．烧杯中铁、铜都无
【解析】Fe比Cu活泼，所以先发生反应①：Fe＋2FeCl3＝3FeCl2；后发生反应②：Cu＋2FeCl3＝2FeCl2＋CuCl2。A项，反应①进行完全，反应②未开始或反应未完全，此时有铜无铁，可能，不符合题意；B项，在铁未完全反应前，铜不参与反应，故不可能出现有铁无铜，错误，符合题意；C项，反应①反应未完全，反应②未开始，此时铁铜都有，可能，不符合题意；D项，反应①②都进行完全，此时铁铜全无，可能，符合题意。
①物理方法：观察颜色②化合方法：a.NaOH溶液—Fe2+\Fe3+沉淀颜色不同b.KMO4溶液—Fe2+还原性c.KSCN溶液—Fe3+特性
①Fe2+既具有氧化性（与活泼金属如Al还原成Fe）又具有还原性（与强氧化剂如H2O2氧化成Fe3+）②Fe3+主要体现氧化性（与强还原剂如Fe\Cu\I-等还原成Fe2+。