高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物课文内容课件ppt
展开知识点一 铁盐和亚铁盐
1.铁盐——Fe3+为棕黄色(1)检验方法:Fe3+遇到KSCN溶液变红色,___________________________________。(2)性质:Fe3+与Fe反应的离子方程式为__________________,Fe3+表现____性。
Fe3++3SCN-⥫⥬
Fe(SCN)3(红色)
2Fe3++Fe===3Fe2+
2.亚铁盐——Fe2+为浅绿色
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
Fe2++Zn===Fe+Zn2+
3.Fe2+、Fe3+的检验(1)只含Fe2+或Fe3+①加NaOH溶液沉淀法
②加KSCN溶液显示法
(2)同时含有Fe2+和Fe3+的溶液Fe2+对检验Fe3+无干扰,可以向溶液中滴加KSCN溶液检验Fe3+;Fe3+对检验Fe2+有干扰,不能采用先氧化再加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+。
下面是硫酸亚铁片的部分使用说明书,阅读并回答相关问题:
(1)为什么维生素C与本品同时服用,有利于Fe2+吸收?
提示:维生素C具有还原性,硫酸亚铁中的Fe2+易被氧化,维生素C可以起到保护Fe2+的作用。
(2)怎样验证硫酸亚铁片尚未变质?
提示:取适量药片溶于水中,滴加KSCN溶液,如果溶液未变红色,则说明药片尚未变质。
1.(教材互鉴·鲁科必修第一册)向某溶液中加入含有Fe2+的溶液后,溶液颜色无明显变化;当再滴入几滴新制氯水后,混合溶液变成红色。下列结论中,错误的是( )A.原溶液一定含有SCN-B.氧化性:Fe3+>Cl2C.Fe2+与SCN-不能生成红色物质D.Fe2+被氧化为Fe3+
B [滴加氯水,溶液变为红色,生成Fe3+,证明氧化性:Cl2>Fe3+。]
2.久置的FeSO4溶液变黄,一般认为是被氧化为Fe3+的缘故。回答下列问题:(1)久置的FeSO4溶液中Fe3+的检验:向久置的FeSO4溶液中加入KSCN溶液的现象为_______________,向含有Fe3+久置的FeSO4溶液中加入少量KI-淀粉溶液,发现溶液变蓝,反应的离子方程式为___________________________。
2I-+2Fe3+===2Fe2++I2
(2)除去久置FeSO4溶液中的Fe3+:在溶液中加入少量铁粉,可以观察到的现象为____________________________;反应的离子方程式为___________________________,不能用铜粉作为除去FeSO4溶液中Fe3+试剂的原因:________________________。
Fe+2Fe3+===3Fe2+
会引入新的Cu2+杂质
(3)查阅资料:溶液中Fe2+的氧化过程分为两步,首先是Fe2+先生成Fe(OH)2,接着被O2氧化。写出Fe(OH)2在空气中被氧化的化学方程式:______________________________________,其现象为____________________________________________________________。
迅速变为灰绿色,最终变为红褐色
知识点二 Fe2+、Fe3+的转化
2Fe3++Fe===3Fe2+、2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
[教材·探究]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(如图所示)。
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。
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。
提示:Cu具有还原性,FeCl3具有氧化性,且Fe3+的氧化性强于Cu2+,Cu与FeCl3溶液发生氧化还原反应:2FeCl3+Cu===CuCl2+2FeCl2,生成的主要产物是CuCl2和FeCl2。
2.某工程师为了从腐蚀废液中回收铜,并重新获得FeCl3溶液,准备采用如图所示方案:
请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式。①__________,②__________,③__________,④__________,⑤__________。
提示:①Fe ②FeCl2 ③Fe和Cu ④HCl ⑤Cl2
1.下列关于Fe2+和Fe3+的叙述中,错误的是( )A.Fe2+的水溶液为浅绿色B.Fe3+的水溶液为棕黄色C.Fe3+具有氧化性,Fe2+具有还原性D.Fe3+溶液中滴入含SCN-的溶液,立即出现红色沉淀
2.下列溶液中,滴加KSCN溶液不变红色的是( )A.过量的Fe与稀硝酸充分反应后的溶液B.Fe与过量的稀硝酸充分反应后的溶液C.FeO溶解于稀硝酸后的溶液D.敞口放置一段时间的FeSO4溶液
A [过量的Fe与稀硝酸反应生成Fe2+,滴加KSCN溶液不变红。]
3.(双选)下列说法不正确的是( )A.可用铁粉除去FeCl2溶液中含有的少量FeCl3杂质B.可用铁粉除去FeSO4溶液中含有的少量CuSO4杂质C.可用酸性KMnO4溶液除去FeCl3溶液中含有的少量FeCl2杂质D.可用氢氧化钠溶液除去Cl2中含有的少量HCl气体杂质
CD [酸性KMnO4溶液氧化Fe2+的同时也氧化Cl-,同时也会引入新杂质KMnO4,C错误;氯气可以和氢氧化钠反应,从而也同时被除去,D错误。]
4.铁在人体中以Fe2+和Fe3+的形式存在。二价铁离子易被吸收,给贫血者补充铁时,应给予含二价铁离子的铁盐,如硫酸亚铁(FeSO4)。(1)人体中经常进行转化 Fe2+ Fe3+,A反应中Fe2+作________剂,B反应中Fe3+作________剂。
(2)新配制的FeCl2溶液应加入________,以防止FeCl2转化为FeCl3。要除去FeCl3溶液中少量的FeCl2杂质,可向其中通入适量的________。(3)在制作印刷电路板的过程中常利用铜与氯化铁溶液的反应,反应的离子方程式为_____________________________。
Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+
(4)为消除废气中的Cl2对环境的污染,将废气通过含有铁粉的FeCl2溶液,即可有效地除去Cl2,这一处理过程可用两个离子方程式表示为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- 和__________________;处理过程中需定期添加的原料是________。
取少量溶液,先加KSCN溶液,溶液不变红色,再加入氯水,溶液变成红色,则证明原溶液中含有Fe2+
[解析] (1)A反应中铁元素化合价升高,Fe2+作还原剂,B反应中铁元素化合价降低,Fe3+作氧化剂。(2)Fe2+易被氧化,新配制的FeCl2溶液应加入铁粉,以防止FeCl2转化为FeCl3;氯气能把Fe2+氧化为Fe3+,要除去FeCl3溶液中少量的FeCl2杂质,可向其中通入适量的Cl2。(3)铜与氯化铁溶液反应生成氯化亚铁和氯化铜,反应的离子方程式为Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+。
(4)为消除废气中的Cl2对环境的污染,将废气通过含有铁粉的FeCl2溶液,即可有效地除去Cl2,这一处理过程可用两个离子方程式表示为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- 和Fe+2Fe3+===3Fe2+;总反应为2Fe+3Cl2===2FeCl3,所以处理过程中需定期添加的原料是铁粉。(5)此方案不能判断Fe3+是否由Fe2+氧化而成,所以该方案不合理,改进方法为取少量溶液,先加KSCN溶液,溶液不变红色,再加入氯水,溶液变成红色,则证明原溶液中含有Fe2+。
课时分层作业(十九) 铁盐和亚铁盐
(选择题只有一个选项符合题目要求)1.有NaCl、FeCl3、FeCl2、MgCl2四种溶液,用一种试剂就可把它们鉴别开来,这种试剂是( )A.盐酸 B.烧碱溶液C.KSCN溶液D.硝酸银溶液
B [将过量NaOH溶液分别加入题述四种溶液中,无明显现象的是NaCl,生成白色沉淀且迅速变为灰绿色最后变为红褐色的是FeCl2,立即生成红褐色沉淀的是FeCl3,生成白色沉淀且沉淀颜色无变化的是MgCl2。]
2.下列离子的检验方法合理的是( )A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色,说明原溶液中不含Fe2+B.向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液变红色,说明原溶液中含有Fe2+C.向某溶液中加入KSCN溶液呈红色,说明原溶液中含有Fe3+D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又观察到沉淀颜色逐渐变为红褐色,说明原溶液中含有Fe2+,不含有Mg2+
3.某同学探究FeCl3性质时,发现在FeCl3溶液中滴加KSCN溶液后显红色,再向红色溶液中滴加柠檬水(富含维生素C)后红色褪去。下列说法不正确的是( )A.维生素C具有还原性B.上述过程中铁元素发生还原反应C.上述过程中FeCl3作氧化剂D.1 ml Fe3+完全转化为Fe2+,共失去1 ml 电子
D [在FeCl3溶液中滴加KSCN溶液后显红色,再向红色溶液中滴加柠檬水(富含维生素C)后红色褪去,说明维生素C和FeCl3反应生成FeCl2,铁元素化合价降低,FeCl3为氧化剂,则维生素C为还原剂,维生素C具有还原性,A正确、B正确、C正确;1 ml Fe3+完全转化为Fe2+,共得到1 ml 电子,D错误。]
4.下列有关物质检验方法不合理的是( )A.向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,滴加氯水后溶液显红色,该溶液中一定含有Fe2+B.用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2C.检验绿矾晶体是否已氧化变质,可将绿矾晶体溶于稀硫酸后滴加KSCN溶液,再观察溶液是否变红D.向某溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3+
B [向含有Fe2+的溶液中加入KSCN溶液,溶液不变色,加入氯水后,Fe2+被氧化为Fe3+,溶液显红色,故A项正确。Cl-也能和酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应从而使溶液的紫红色褪去,故B项错误。若绿矾变质则晶体中会有Fe3+,绿矾晶体溶于稀硫酸后再加KSCN溶液,若溶液显红色,则绿矾变质;若不显红色,说明绿矾没有变质,故C项正确。Fe3+遇到OH-会生成Fe(OH)3红褐色沉淀,故D项正确。]
A [向溶液甲中滴加KSCN溶液,溶液颜色变红,说明溶液甲中存在Fe3+,则原矿石样品中存在Fe3+,A正确;向溶液乙中滴加KSCN溶液,溶液颜色变红,证明溶液乙中存在Fe3+,但由于上一步通入了氯气,无法证明原矿石样品中存在Fe3+,B错误;溶液乙中不一定含有Fe3+,所以加入氢氧化钠溶液后不一定会出现氢氧化铁红褐色沉淀,C错误;题中信息和反应流程都无法确定矿石的成分,D错误。]
6.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+(溶液中不含Cl-);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 [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。氯水符合条件,实验现象是氯水颜色变浅;酸性KMnO4溶液也符合条件,实验现象是溶液的紫红色变浅或褪去。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。]
7.同学们用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。请回答下列问题:(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1 ml·L-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是_______________________________________________________。(2)甲同学取2 mL FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为_______________________________________。
隔绝空气(排除氧气对实验的影响)
2Fe3++2I-===2Fe2++I2
(5)丁同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为_______________________________________________________________________________。
H2O2+2Fe2++2H+
===2Fe3++2H2O
[解析] (1)铁和氯化铁溶液反应生成氯化亚铁,在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是防止氯化亚铁被氧化。(2)氯水具有氧化性,能氧化氯化亚铁为氯化铁,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。(3)煤油不溶于水,密度比水小,分层后可以隔离溶液与空气,排除氧气对实验的影响。(4)CCl4层显紫色说明有单质碘生成,这是由于铁离子氧化碘化钾,发生反应的离子方程式为2Fe3++2I-===2Fe2++I2。
(5)向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,说明过氧化氢将亚铁离子氧化为铁离子,反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O。
(选择题有一个或两个选项符合题目要求)8.已知Zn2+为无色离子。验证Fe3+转化为Fe2+的实验操作和实验现象如下:
下列分析不合理的是( )A.解释现象Ⅰ的反应:2Fe3++Zn===2Fe2++Zn2+B.若步骤②改为滴入少量氨水,则对应的现象是立即产生红褐色沉淀C.若步骤①中FeCl3溶液与锌粉反应后还有锌粉剩余,则对应的现象是溶液由棕黄色变成无色D.还原性: Fe2+>Zn
BD [Zn和FeCl3溶液反应生成FeCl2和ZnCl2,溶液由棕黄色变成浅绿色, A正确;步骤②改为滴入少量氨水,对应的现象是立即产生白色沉淀Fe(OH)2,B错误;若步骤①中FeCl3溶液与锌粉反应后还有锌粉剩余,Zn会继续和FeCl2反应生成Fe和ZnCl2,则对应的现象是溶液由棕黄色变成无色,C正确;由现象Ⅰ可知,Zn和FeCl3溶液反应生成FeCl2和ZnCl2,则还原性:Zn>Fe2+,D错误。]
①ⅰ中溶液略微变红,说明待测液中存在________。②ⅱ中溶液颜色逐渐加深的原因是__________________________(用离子方程式表示)。③由实验一推测FeSO4固体变质的情况是________(填字母)。a.未变质 b.部分变质 c.完全变质
Cl2+2Fe2+===2Fe3++2Cl-
(2)实验二:探究ⅱ中“红色褪去”的原因。针对“红色褪去”的现象,小组同学猜想可能的原因是_____________________________________________,并通过如下实验证实了猜想。将褪色后的溶液分两份分别进行实验:
SCN-中S为-2价,具有还原性,被Cl2氧化
请补全②中的现象:_________________________________。
[解析] (1)①ⅰ中溶液略微变红,说明生成硫氰化铁,待测液中存在少量Fe3+;②ⅱ中溶液颜色逐渐加深的原因是氯水将亚铁离子氧化为铁离子;③由实验一推测溶液中含有Fe3+和Fe2+,FeSO4固体部分变质。(2)滴加氯水红色褪去的可能的原因是SCN-具有还原性,与氯水发生氧化还原反应,若此猜想正确,红色褪去后的溶液中没有硫氰化钾,滴加氯化铁溶液无现象。
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