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材
第三章 鐵 金屬材料
鐵及其化合物
第一節
第3課時 鐵 鹽 和 亞 鐵 鹽
氯化亞鐵
硫酸亞鐵
3.鐵鹽和亞鐵鹽 P68
氯化鐵
硫酸鐵
FeCl3
Fe2(SO4)3
FeCl2
FeSO4
(1)Fe3+離子的檢驗
[ 實驗3-2 ]
FeCl2 FeCl3
KSCN溶液
FeCl3
Fe2(SO4)3
FeCl2
FeSO4
3.鐵鹽和亞鐵鹽 P68
(1)Fe3+離子的檢驗
[ 實驗3-2 ]
Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3 (血紅色)
FeCl2 FeCl3
KSCN溶液
注意: Fe(SCN)3是絡合物，血紅色溶液,不是沉淀
FeCl3
Fe2(SO4)3
FeCl2
FeSO4
3.鐵鹽和亞鐵鹽 P68
Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3 （血紅色）
Fe2+與SCN-反應不顯色。
討論：如何鑒別Fe2+與Fe3+？
鑒別方法 Fe2+ Fe3+
直接觀色
加KSCN溶液
加NaOH溶液
淺綠色
棕黃色
白色沉淀迅速變灰綠色，最后呈紅褐色
立即產生
紅褐色沉淀
無現象
血紅色
(1)Fe3+離子的檢驗
[ 實驗3-2 ]
FeCl3
Fe2(SO4)3
FeCl2
FeSO4
3.鐵鹽和亞鐵鹽 P68
Fe2+ Fe3+
+氧化劑
+還原劑
(2) Fe2+與Fe3+的相互轉化
P68
2FeCl3+Fe=3FeCl2
2FeCl2+Cl2=2FeCl3
無明顯變化
溶液由黃色變為淺綠色
溶液變為血紅色
2Fe2＋+H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
或H2O2
實驗3-3
實驗3-3
Fe2+ Fe3+
+氧化劑
+還原劑
(2) Fe2+與Fe3+的相互轉化
P68
2FeCl3+Fe=3FeCl2
2FeCl2+Cl2=2FeCl3
無明顯變化
溶液由黃色變為淺綠色
溶液變為血紅色
2Fe2＋+H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
[Fe、Cu等]
Cl2(H2O2、HNO3、KMnO4)
2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+
或H2O2
實驗3-3
① Fe3＋的檢驗方法有:
1) NaOH溶液或氨水
產生紅褐色沉淀
Fe3＋+3OH— = Fe(OH)3↓
Fe3＋ + 3NH3 H2O = Fe(OH)3↓＋3NH4+
2)KSCN溶液
形成血紅色溶液
靈敏度高,微量Fe3＋也能檢測
【歸納整理】Fe2＋、Fe3＋的檢驗常用方法
②Fe2＋的檢驗方法有三:
1) NaOH溶液或氨水
:白色沉淀→灰綠色沉淀→ 紅褐色沉淀
2)KSCN溶液和氯水
(或H2O2)
Fe2＋+2OH—=Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2+ O2+2H2O = 4Fe(OH)3↓
氯水
無變化
KSCN溶液
血紅色溶液
待測液
此處不可用酸性KMnO4溶液
→因為顏色變化不好判斷
3)K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液
Fe2＋＋2NH3·H2O=Fe(OH)2↓＋2NH4+
【歸納整理】Fe2＋、Fe3＋的檢驗常用方法
②Fe2＋的檢驗方法有三:
1) NaOH溶液或氨水
:白色沉淀→灰綠色沉淀→ 紅褐色沉淀
2)KSCN溶液和氯水
(或H2O2)
Fe2＋+2OH—=Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2+ O2+2H2O = 4Fe(OH)3↓
氯水
無變化
KSCN溶液
血紅色溶液
待測液
此處不可用酸性KMnO4溶液
→因為顏色變化不好判斷
3)K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液
黃色
K+ + Fe2＋ ＋[Fe(CN)6]3- = KFe[Fe(CN)6]↓
藍色沉淀
+2 +3
Fe2＋＋2NH3·H2O=Fe(OH)2↓＋2NH4+
【歸納整理】Fe2＋、Fe3＋的檢驗常用方法
思考與交流1：含Fe2＋的溶液中是否含Fe3＋檢驗方法:
方法：加入KSCN溶液:
形成血紅色溶液
,說明含有Fe3＋
Fe3＋
3SCN—
+
= Fe(SCN)3
思考與交流2：含Fe3＋的溶液中是否含Fe2＋檢驗方法:
2)滴加酸性KMnO4溶液：
1)K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液
5Fe2＋ + MnO4— + 8H+ = Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O
(酸性KMnO4紫紅色褪去)
藍色沉淀
K+ + Fe2＋ ＋[Fe(CN)6]3- = KFe[Fe(CN)6]↓
“鐵三角”的轉化關系
知識精講
Fe
Fe2+
Fe3+
①
①弱氧化劑：
如：S、I2、H+、Ag+、Fe3+、Cu2+等
Fe + I2 == FeI2
△
②
②強還原劑：
如：H2、CO、C、Al、Zn等
Zn+Fe2+ = Zn2++Fe
S、I2、H+、Fe3+、Cu2+等
H2、CO、 C、 Zn等
FeO + CO ＝== Fe+CO2
高溫
Fe+Cu2+ = Fe2++Cu
“鐵三角”的轉化關系
知識精講
Fe
Fe2+
Fe3+
①
②
S、I2、H+、Fe3+、Cu2+等
H2、CO、 C、 Zn等
③強氧化劑：
如：Cl2、Br2、O2、HNO3、KMnO4、濃H2SO4、H2O2、NaClO等
強氧化劑
④還原劑：
如：Fe、Cu、I-、S2-、H2S、SO2等
還原劑
2Fe2＋+H2O2+2H+ = 2Fe3++2H2O
2Fe3＋+ 2I- = 2Fe2＋+ I2
2Fe3＋＋Cu = 2Fe2＋＋Cu2＋
Cl2 + 2Fe2＋ = 2Fe3＋ + 2Cl－
③
④
“鐵三角”的轉化關系
知識精講
Fe
Fe2+
Fe3+
①
②
S、I2、H+、Fe3+、Cu2+等
H2、CO、 C、 Zn等
強氧化劑
⑤
⑥強氧化劑
⑤強還原劑：
⑥強氧化劑：
如：Cl2、Br2、O2、HNO3、KMnO4、濃H2SO4、H2O2、NaClO等
2Fe3++3Zn(過量)=2Fe+3Zn2+
Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2
Fe2O3+2Al====2Fe+Al2O3
高溫
高溫
如：H2、CO、C、Al、Zn等
5Fe+3MnO4-+24H+=5Fe3++3Mn2++12H2O
強還原劑
③
還原劑
④
“鐵三角”的轉化關系
知識精講
①_______________________________；
②_______________________________________；
③_______________________________________；
④_______________________________________；
⑤________________________________；
⑥________________________________；
Fe3＋
①Cl2 ②NO3－、H+ ③ H2O2、2H+ ④ MnO4—、8H+
Fe2＋
⑤ Fe ⑥ Cu
強氧化劑
強還原劑
Cl2 + 2Fe2＋ = 2Fe3＋ + 2Cl－
3Fe2＋ + 4H+ + NO3- = 3Fe3+ + NO↑+ 2H2O
2Fe2＋ + H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O
5Fe2＋ + MnO4— + 8H+ = Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O
Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+
2Fe3＋＋Cu = 2Fe2＋＋Cu2＋
1.用離子方程式實現下列Fe2＋與Fe3＋的轉化：
2.“鐵三角”的重要應用
(1)判斷離子共存
MnO4-(H+)、NO3-(H+)、ClO-等
Fe2+與
不共存
S2-、I- 、HS-、SO32-、HSO3-等
Fe3+與
發生氧化還原反應不共存
D
H＋、NO3— 和Fe2＋
FeCO3↓
Fe2＋
Fe3＋只能存在于酸性溶液中
D
(2)分離除雜
①Fe2+(Fe3+):
加Fe粉，過濾；
②FeCl3(FeCl2):
③FeCl2(CuCl2)：
加氯水或H2O2；
加Fe粉，過濾。
2.“鐵三角”的重要應用
學以致用1——印刷電路板
制作過程：
　先在塑料板上鍍上一層銅，然后在設計好的銅線路上涂上一層石蠟，把板浸到氯化鐵溶液中，沒有被石蠟覆蓋住的銅就被反應掉。
2Fe3+＋Cu = 2Fe2+ ＋Cu2+
教材P71檢驗食品中的鐵元素
補鐵劑中的鐵元素是Fe2+還是Fe3+ ？如何檢驗？
為什么補鐵劑中一般都添加了維生素C？
補Fe2+
學以致用2——亞鐵補血劑
防止二價鐵被氧化
防止二價鐵被氧化
思考Vc片的作用？
1.下列離子的檢驗方法合理的是(　　)
A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈血紅色，說明不含Fe2＋
B.向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液變紅色，說明原溶液中含有Fe2+
C.向某溶液中加入NaOH溶液,得紅褐色沉淀,說明溶液中含有Fe3＋
D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又觀察到顏色逐漸變為紅褐色,說明該溶液中只含有Fe2＋,不含有Mg2＋
C
可能原溶液中本身含有Fe3+
只能說明含有Fe3＋，不能說明不含Fe2＋，
紅褐色沉淀Fe(OH)3可能掩蓋了白色沉淀Mg(OH)2，不合理。
√
2.要證明某溶液中不含Fe3＋而可能含有Fe2＋進行如下實驗操作時，最佳順序為(　　)
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
C
KMnO4溶液呈紫紅色，溶液顏色變化不明顯，所以不能用酸性KMnO4溶液。
√
√
3. 向某溶液中加入含Fe2+的溶液后，無明顯變化。當再滴入幾滴新制氯水后，混合溶液變成紅色，則下列結論錯誤的是( )
A.該溶液中一定含有SCN-
B.氧化性：Fe3+>Cl2
C.Fe2+與SCN-不能形成紅色物質
D.Fe2+被氧化為Fe3+
B
4.在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的鐵屑，反應完全后將固體濾出，
下列說法中正確的是(　　)
A、若濾出的固體中只有銅，則溶液中一定含有的陽離子是Fe2＋，一定不含Cu2＋
B、若濾出的固體中只有銅，則溶液中一定含有的陽離子是Fe2＋，可能含Cu2＋和Fe3＋
C、若濾出的固體中只有銅，則溶液中一定含有的陽離子是Fe3＋和Fe2＋，一定不含Cu2＋
D、若濾出的固體中含有鐵和銅，則溶液中一定含有的陽離子是Fe2＋，一定不含Cu2＋和Fe3＋
D
解：氧化性Fe3＋＞Cu2＋，所以反應的先后順序為:
① Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+
② Fe＋Cu2＋ = Fe2＋＋Cu
有固體濾出，說明反應①進行完全，反應②部分或完全進行
用FeCl3溶液腐蝕印刷電路板上的銅，所得溶液中加入鐵粉。對加入鐵粉充分反應后的溶液分析合理的是(　　)
A.若無固體剩余，則溶液中一定有Fe3＋
B.若有固體存在，則溶液中一定有Fe2＋
C.若溶液中有Cu2＋，則一定沒有固體析出
D.若溶液中有Fe2＋，則一定有Cu析出
B
2FeCl3+Cu＝2FeCl2+CuCl2
FeCl3
FeCl2
CuCl2
(遷移應用)
① Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+
② Fe＋Cu2＋ = Fe2＋＋Cu
“守恒法”是中學化學中一種常用的解題方法，它利用物質變化過程中某一特定的量固定不變來列式求解。
即找到起始和終止反應時某一特定量的對應關系，建立方程。
擴展：守恒思想在鐵及其化合物計算中的應用
題組訓練
1.現有CuO和Fe2O3組成的混合物a g，向其中加入2 mol·L－1的硫酸溶液50 mL，恰好完全反應。若將a g該混合物在足量H2中加熱，使其充分反應，冷卻后剩余固體質量為(　　)
A.1.6a g B.(a－1.6) g C.(a－3.2) g D.1.6 g
0.1 molH2SO4
由H、O原子守恒知：H2SO4——H2O
B
a g金屬氧化物中金屬質量為(a－1.6)g。
所以，氧化物中n(O)＝0.1 mol，m(O)＝1.6 g，
0.1 mol
0.1 mol
2.向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中，加入100 mL 1 mol/L 的鹽酸，恰好使混合物完全溶解，放出224 mL(標準狀況下)的氣體，所得溶液中加入KSCN溶液無血紅色出現，則原混合物中鐵原子的質量分數為(　　)
A．無法計算 B．77.8% C．84.1% D．81.4%
D
0.1molHCl
0.01molH2
—— FeCl2
原混合物中鐵原子
—— 2HCl
0.05 mol
0.1mol
0.05 mol
合2.8 g
2HCl —— H2O， 2HCl —— H2
根據氫元素守恒
0.02 mol
0.08 mol
0.04 mol
合0.64 g
2.8 g
2.8 g + 0.64 g
=81.4%
0.01molH2
0.1－0.02 ＝
題組訓練
3.有一塊鐵的“氧化物”樣品，用140 mL 5.0 mol·L－1鹽酸恰好將之完全溶解，所得溶液還能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2＋全部轉變為Fe3＋，則該樣品可能的化學式為(　　)
A.Fe2O3 B.Fe3O4 C.Fe4O5 D.Fe5O7
解 析1:　
D
0.7 molHCl
FexOy
+ HCl
FeCl3 + FeCl2 + H2O
2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3
FexOy中的鐵元素全在FeCl3中
鐵元素—— FeCl3 —— 3Cl
0.7mol + 0.025 mol×2=0.75mol
0.25mol
FexOy中的氧元素全在H2O中
氧元素 -- H2O -- 2HCl
0.7 mol
0.35mol
題組訓練
解析2：
FexOy
HCl(aq)
FeCl2、FeCl3
FeCl3
Cl2
H2O
0.7 mol
0.025 mol
(H元素守恒)
0.35 mol
氧元素0.35 mol
n(Fe元素) ＝1/3 n(Cl－)
=1/3(0.7 mol+2×0.025 mol ＝0.25 mol
故n(Fe元素)∶n(O元素)＝0.25∶0.35＝5∶7
3.有一塊鐵的“氧化物”樣品，用140 mL 5.0 mol·L－1鹽酸恰好將之完全溶解，所得溶液還能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2＋全部轉變為Fe3＋，則該樣品可能的化學式為(　　)
A.Fe2O3 B.Fe3O4 C.Fe4O5 D.Fe5O7
D
0.7 molHCl
題組訓練
3.有一塊鐵的“氧化物”樣品，用140 mL 5.0 mol·L－1鹽酸恰好將之完全溶解，所得溶液還能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2＋全部轉變為Fe3＋，則該樣品可能的化學式為(　　)
A.Fe2O3 B.Fe3O4 C.Fe4O5 D.Fe5O7
解析3：
2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－
0.025
0.05
電荷守恒
2n(Fe2＋)＋3n(Fe3＋)＝n(Cl－)
0.05
0.7 mol
→n(Fe3＋)＝0.2 mol
故鐵的“氧化物”樣品中，n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝0.05∶0.2＝1∶4
故該氧化物可表示為FeO·2Fe2O3
，即Fe5O7
D
0.7 molHCl
題組訓練

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