資源簡介

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第二節 探究鐵及其化合物的轉化
課時1 反應的合理選擇
專題九 金屬與人類文明
授課人：
學習目標
1.掌握Fe單質的性質。
2.能依據Fe3＋、Fe2＋的性質提出相互轉化的思路和檢驗方法。
3.能從多個方面對可能的物質制備反應路線進行選擇。
4.能從多個方面對可能的轉化路徑進行優選。
如何鑒別FeCl3 和FeCl2 溶液？
物理法：
FeCl3 溶液：黃色至紅棕色
FeCl2 溶液：淺綠色
一、Fe3＋、Fe2＋的檢驗
向兩支試管中分別加入少量FeCl3 和FeCl2 溶液，然后各滴加少量NaOH溶液，觀察實驗現象
一、Fe3＋、Fe2＋的檢驗
無明顯現象
2滴NaOH溶液
稀FeCl2溶液
思考：將兩種溶液稀釋至接近無色，如何鑒別？
一、Fe3＋、Fe2＋的檢驗
2滴NaOH溶液
稀FeCl3溶液
無明顯現象
一、Fe3＋、Fe2＋的檢驗
2滴KSCN溶液
稀FeCl3溶液
血紅色溶液
這種方法所需試劑少，靈敏度高。因此，通常用KSCN溶液檢驗Fe3+ 。
Fe3＋＋3SCN－==Fe(SCN)3
黃色
血紅色
硫氰化鐵，一種配合物，可溶于水
一、Fe3＋、Fe2＋的檢驗
無明顯現象
滴加2滴
KSCN溶液
Fe2+與KSCN溶液不反應
FeCl2溶液
滴加幾滴氯水
溶液呈紅色
上述方法可用于檢驗溶液中Fe2+的存在，但要注意試劑的滴加順序。
思考2：酸浸濾液中Fe2+是否完全轉化成Fe3+了呢？
事實是：需要在大量Fe3+存在的情況下檢驗Fe2+的存在
Fe2+ 的檢驗
一、Fe3＋、Fe2＋的檢驗
滴加2滴
K3[Fe(CN)6]溶液
藍色沉淀
拓展視野：鐵氰化鉀，即六氰合鐵酸鉀，化學式為K3[Fe(CN)6]。遇亞鐵鹽則生成藍色沉淀。因此，常用鐵氰化鉀溶液檢驗亞鐵離子。
證明有Fe2+
2mLFeCl3溶液+1滴 FeCl2溶液
Fe2+ 的檢驗
Fe3+與K3[Fe(CN)6]溶液不反應
典例解析
例1.鑒定某一FeCl2溶液是否被氧化，最好采用（　　）A.加入NaOH溶液B.加入KSCN溶液C.先通入氯氣，再加入KSCN溶液D.先加足量鐵粉，再加入KSCN溶液
B
二、Fe3＋、Fe2＋的性質
二、Fe3＋、Fe2＋的性質
反應原理：
2Fe3＋＋Fe === 3Fe2＋
2Fe2＋＋Cl2 === 2Fe3＋＋2Cl－
Fe3＋＋3SCN－==Fe(SCN)3
二、Fe3＋、Fe2＋的性質
反應原理：
應用：制造電路板
2Fe3＋＋Cu === 2Fe2＋＋Cu2＋
2Fe3＋＋2I- === 2Fe2＋＋I2
二、Fe3＋、Fe2＋的性質
反應原理：
應用：制造電路板
2Fe3＋＋Cu === 2Fe2＋＋Cu2＋
蝕刻液
——氯化鐵溶液
2Fe3＋＋2I- === 2Fe2＋＋I2
二、Fe3＋、Fe2＋的性質
具有氧化性
既有氧化性
又有還原性
Fe2＋、Fe3＋的相互轉化
Fe2＋
Fe3＋
氧化劑
還原劑
強氧化劑：Cl2、Br2、HNO3、HClO等
雙氧水：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
新制氯水或氯氣：2Fe2＋＋Cl2 === 2Fe3＋＋2Cl－
氧化劑還可以是：O2、 HNO3等
KMnO4(H＋)是否可以？
二、Fe3＋、Fe2＋的性質
Fe2＋和Cl-均具有還原性，且還原性：Fe2＋大于Cl-，
酸性KMnO4溶液會優先氧化Fe2＋；
但濃度較大的Cl－也能使酸性KMnO4溶液褪色。
思考：能否用酸性KMnO4溶液檢驗FeCl3溶液中是否含有FeCl2？
二、Fe3＋、Fe2＋的性質
還原劑：Cu、Fe、S2-、I-、SO2等
Fe2＋、Fe3＋的相互轉化
Fe2＋
Fe3＋
氧化劑
還原劑
2Fe3＋＋Fe === 3Fe2＋
2Fe3＋＋Cu === 2Fe2＋＋Cu2＋
2Fe3＋＋2I- === 2Fe2＋＋I2
“鐵三角”的轉化關系
二、Fe3＋、Fe2＋的性質
典例解析
例2.把鐵和銅加入氯化鐵、氯化亞鐵和氯化銅的混合溶液中，反應后鐵有剩余則（　　）
A.剩下的固體是Fe和Cu
B.溶液中有Fe3＋、Fe2＋
C.剩下的固體是Fe，無Cu
D.溶液中有Fe2＋、Cu2＋
A
三氯化鐵
FeCl3 是一種很重要的鐵鹽，也是極其重要的化工原料，在工業上有著十分廣泛的用途。
三、FeCl3的制備
主要用于銅、鋁、不銹鋼等金屬材料的蝕刻；
在污水處理方面，FeCl3 對污水進行凈化處理具有較好的效果；
在建筑工業方面， FeCl3用于制備混凝土，以增強混凝土的強度、抗腐蝕性及防水性等性能；
在無機工業方面， FeCl3用作制造其他鐵鹽和墨水；
在新能源開發方面， FeCl3 可以作為鋰離子電池正極材料—磷酸鐵鋰的鐵源；
在有機工業方面， FeCl3用作催化劑、氧化劑和氯化劑等。
三氯化鐵的用途
資料卡
三、FeCl3的制備
三、反應的合理選擇
反應的類型
反應條件
反應的裝置
產物分離的要求
反應原料
目標產物
可能的反應路徑
請設計以鐵屑為原料制取氯化鐵的轉化思路
物質轉化的思路
三、反應的合理選擇
Fe
FeO
Fe2O3
Fe3O4
Fe(OH)3
Fe(OH)2
FeCl2
Fe2 (SO4) 3
FeCl 3
化合價升高，發生氧化還原反應
化合價不變，發生非氧化還原反應
價類二維圖
+3
+2
氫氧化物
鹽
氧化物
單質
0
類別
化合價
三、反應的合理選擇
以鐵屑為原料制取FeCl 3的可能反應途徑
Fe
FeO
Fe2O3
Fe(OH)3
Fe(OH)2
FeCl3
FeCl2
1．Fe→FeCl3
3．Fe→Fe2O3→ FeCl3
2．Fe→ FeCl2→FeCl3
+3
+2
氫氧化物
鹽
氧化物
單質
0
類別
化合價
三、反應的合理選擇
Fe
FeCl3
在氯氣中點燃
路徑一
從反應爐中排出并經冷凝得到固體FeCl3
2Fe+3Cl2=== 2FeCl3
點燃
Fe
FeCl3
鹽酸溶解鐵
路徑二
FeCl2
Fe＋2HCl== FeCl2＋H2↑
2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
氯氣氧化后分離提純
Fe
FeCl3
緩慢氧化
路徑三
Fe2O3
鹽酸溶解后分離提純
4Fe+3O2==2Fe2O3
Fe2O3 ＋6HCl ==2FeCl3＋3H2O
三、反應的合理選擇
物質制備反應路線的選擇
實際制備物質時，必須根據反應原料、反應條件、反應步驟、產物要求、反應裝置、環境保護、生產成本等因素進行綜合判斷，選擇合適、可控的反應路徑。
反應的合理選擇
三、反應的合理選擇
例3.如圖為鐵元素的價—類二維圖，其中的箭頭表示部分物質間的轉化關系，下列說法正確的是（　　）
A.鐵與高溫水蒸氣的反應可實現上述轉化①
B.灼燒Fe（OH）3發生轉化⑥，加水溶解可實現轉化③
C.FeO是一種黑色粉末，不穩定，在空氣中受熱，迅速發生轉化②生成紅棕色粉末
D.由圖可預測：高鐵酸鹽（ ）具有強氧化性，可用于消毒， 與水反應最終可生成
Fe(OH)3 膠體，從而吸附水中的懸浮物，故高鐵酸鹽可用作凈水劑
D
課堂小結
Fe3＋、Fe2＋的檢驗
反應的合理選擇
不良反應
Fe3＋檢驗
Fe2＋檢驗
價類二維圖
制備FeCl3途徑選擇
Fe3＋、Fe2＋的性質
Fe3＋性質
Fe2＋性質
隨堂練習
1.電子工業常用30%的FeCl3溶液腐蝕絕緣板上的銅箔，制作印刷電路板。下列說法正確的是（　　）
A.該反應為置換反應
B.用KSCN溶液可檢驗廢液中的Fe2＋
C.可用置換法回收廢液中的銅
D.Fe3＋能溶解Cu說明Cu的金屬性比Fe強
C
隨堂練習
2.向FeCl2溶液中滴加少量溴水，溶液變為黃色。下列說法不正確的是（　　）
A.由于所得溶液中存在Br2，所以溶液變為黃色
B.向所得溶液中加入硫氰化鉀溶液，可判斷是否生成了Fe3＋
C.向所得溶液中加入氫氧化鉀溶液，能判斷是否生成了Fe3＋
D.向所得溶液中加入淀粉-KI溶液，能判斷是否生成了Fe3＋
A
謝謝觀看
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