2021学年第一节 铁及其化合物第2课时导学案

这是一份2021学年第一节 铁及其化合物第2课时导学案，共16页。学案主要包含了Fe3＋与Fe2＋的检验，Fe3＋与Fe2＋的相互转化，利用覆铜板制作图案等内容，欢迎下载使用。

一、Fe3＋与Fe2＋的检验
1．观察法：浅绿色溶液中含有Fe2＋；棕黄色溶液中含有Fe3＋。
2．加碱法：产生的白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色的为Fe2＋；直接产生红褐色沉淀的为Fe3＋。
3．加KSCN溶液法：无明显现象，再加新制氯水变为红色的为Fe2＋；溶液直接变为红色的为Fe3＋。
(1)含Fe3＋的盐溶液遇SCN－显红色，可利用此现象检验Fe3＋的存在，反应的离子方程式为Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。
(2)Fe2＋和SCN－不反应。
二、Fe3＋与Fe2＋的相互转化
1．上述实验操作的现象：溶液由棕黄色变为浅绿色―→溶液无明显变化―→溶液变成红色。
2．反应的离子方程式：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，
Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。
。
三、利用覆铜板制作图案

将覆铜板放入FeCl3溶液中，其反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。
利用了FeCl3的氧化性。
1．判断下列说法是否正确：
(1)在配制FeSO4溶液时，为防止FeSO4被氧化而变质，常在溶液中加入少量的铁粉( √ )
提示：铁粉与FeSO4溶液不反应，且可防止亚铁离子被氧化而变质。
(2) 向溶液中加KSCN溶液，溶液变为红色，说明溶液中含Fe3＋( √ )
提示： Fe3＋遇KSCN溶液变为红色，故向某溶液中滴加KSCN溶液，若溶液出现红色则说明原溶液中含Fe3＋。
(3)Fe2＋可以被Cl2氧化为Fe3＋，说明Fe2＋具有氧化性( × )
提示：Fe2＋可以被Cl2氧化为Fe3＋，说明Fe2＋具有还原性。
2．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：向含FeCl2的FeCl3溶液中加入稍过量的氯水(或双氧水)，振荡。
3.化学老师在课堂上演示了一个“血手印”魔术。预先在手上喷KSCN溶液，然后印在白纸上晾干。用FeCl3溶液喷洒白纸，白纸立刻出现红色手印。
这个现象与FeCl3的性质有什么关系？ 有什么用途？
提示：该魔术利用Fe3＋与SCN－结合生成红色的Fe(SCN)3，该现象可用于Fe3＋的检验。
Fe2＋、Fe3＋的检验及Fe、Fe2＋、Fe3＋的转化
铁元素是构成人体的必不可少的元素之一，缺铁会影响到人体的健康和发育，最大的影响就是缺铁性贫血。补铁剂可以为人体补充铁元素预防缺铁性贫血。如图是一种常用的补铁剂及其标签。
Fe2＋、Fe3＋的检验
1．要检验该新型补铁剂中铁元素是Fe2＋或Fe3＋，选用不同检验方法，你能叙述出现象及结论吗？
(1)用氢氧化钠溶液
若含有Fe3＋的现象及结论：将补铁剂溶于水，滴入NaOH溶液，若出现红褐色沉淀，则含有Fe3＋；
若含有Fe2＋的现象及结论：将补铁剂溶于水，滴入NaOH溶液，若生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，则含有Fe2＋。
(2)用KSCN(硫氰化钾)溶液
若含有Fe3＋的现象及结论：将补铁剂溶于水，滴入KSCN溶液，若溶液变红，则含有Fe3＋；
若含有Fe2＋的现象及结论：将补铁剂溶于水，滴入KSCN溶液，无现象，再滴加氯水，溶液变红，则含有Fe2＋。
2．要证明该补铁剂中不含有Fe3＋而含有Fe2＋，某同学计划选用如下几种试剂，实验操作时最佳顺序为③①。
①加入足量氯水 ②加入足量KMnO4溶液 ③加入少量KSCN溶液
提示：加入KSCN溶液不变红证明无Fe3＋，再加氯水，若有Fe2＋，则Fe2＋可被氧化为Fe3＋，使溶液变红色；KMnO4酸性溶液也能氧化Fe2＋，但KMnO4本身为紫红色，加入足量酸性KMnO4后，使Fe3＋与KSCN反应后溶液的颜色不易被观察。
3．设计实验证明四氧化三铁中既含＋2价铁又含＋3价铁。写出操作步骤。
提示：取少量四氧化三铁于试管中，加入足量稀硫酸溶解，将溶液分成两份，一份加入KSCN溶液，溶液变红，则说明溶液中含有Fe3＋，另一份加入KMnO4溶液，紫红色褪去，则说明溶液中含有Fe2＋，进而证明Fe3O4中既含＋2价铁又含＋3价铁。
Fe、Fe2＋、Fe3＋的转化
人体内的血红蛋白是含铁的化合物，铁元素化合价的变化使血红蛋白具有固定氧和输送氧的功能。人体若缺铁，血红蛋白含量会减少，易患缺铁性贫血。
1．血红蛋白具有固定氧和输送氧的功能。
血红蛋白中的铁的化合价主要为＋2价；
原因为＋2价铁能与O2结合，把O2运输到人体需要的各个部位。
2．血红蛋白中铁若被亚硝酸盐氧化而出现人体中毒，可服用维生素C解毒，其原理是亚硝酸盐使血红蛋白中的＋2价铁变为＋3价铁，不能结合氧而中毒，维生素C具有还原性，可以将＋3价铁再还原为＋2价铁而解毒。
1．Fe2＋、Fe3＋的检验方法：
2.Fe、Fe2＋、Fe3＋之间的相互转化关系：
【思考讨论】
已知：①2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，②Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋，③2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得溶液中加入铁粉。
(1)若无固体剩余，则溶液中阳离子存在的情况如何？
提示：一定存在Fe2＋、Cu2＋，可能存在Fe3＋。
(2)若有固体剩余，则溶液中阳离子存在的情况如何？
提示：一定存在Fe2＋，可能存在Cu2＋，一定不存在Fe3＋。
【典例】(双选)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，然后再加入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，说明该溶液中含有Fe2＋，但无法确定是否含有Mg2＋
【思维建模】解答有关离子检验类试题的思维流程如下：
【解析】选C、D。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，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，氯气将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正确。

某化学小组检验铁的氧化物中是否有＋2价铁时，设计思路为
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？(关键能力—探究与创新)
提示：不可以。步骤a中不能选用盐酸，原因是酸性KMnO4溶液可以氧化盐酸。
【规律方法】检验Fe2＋的注意事项
(1)只含Fe2＋的溶液：检验Fe2＋加入试剂的顺序：
待测液不变色红色(含Fe2＋、不含Fe3＋)。
①加KSCN溶液前，不可加氧化性物质，使Fe2＋被氧化。如H2O2、NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) (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显红色有干扰；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＋。
(双选)向某溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化。当再滴入几滴新制氯水后，混合溶液变成红色，则下列结论错误的是( )
A．该溶液中一定含有SCN－
B．氧化性：Fe3＋>Cl2
C．Fe2＋与SCN－不能形成红色物质
D．Fe2＋被还原为Fe3＋
【解析】选B、D。溶液中的Fe2＋与加入的新制氯水发生反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，故氧化性：Fe3＋