資源簡(jiǎn)介

第二單元　探究鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化
第1課時(shí)　反應(yīng)的合理選擇
[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]　1.依據(jù)化合價(jià)理論，結(jié)合實(shí)驗(yàn)探究，掌握Fe、Fe2＋、Fe3＋相互轉(zhuǎn)化的途徑。2.通過實(shí)驗(yàn)探究學(xué)會(huì)Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)方法。
一、FeCl3制備和Fe3＋檢驗(yàn)的合理選擇
1．FeCl3制備路徑的合理選擇
(1)鐵元素的常見價(jià)態(tài)有____、____價(jià)，在不同價(jià)態(tài)鐵元素化合物之間相互轉(zhuǎn)化，需通過____________才能實(shí)現(xiàn)。
(2)以鐵屑為原料制備FeCl3的路徑
制備路徑 相關(guān)原理及化學(xué)方程式
路徑1 Fe→FeCl3 鐵在氯氣中點(diǎn)燃，經(jīng)冷凝后得到固體三氯化鐵，反應(yīng)為____________
路徑2 Fe→FeCl2→FeCl3 先用鹽酸溶解鐵，得到FeCl2，再用Cl2將FeCl2氧化為FeCl3，分離提純后得到產(chǎn)物，反應(yīng)為____________
路徑3 Fe→Fe2O3→FeCl3 在一定條件下用空氣將鐵氧化成氧化鐵，再將氧化鐵溶解在鹽酸中得到氯化鐵，分離提純后得到產(chǎn)物，反應(yīng)為____________
(3)實(shí)際制備物質(zhì)時(shí)，必須根據(jù)反應(yīng)______、反應(yīng)________、反應(yīng)步驟、產(chǎn)物要求、反應(yīng)裝置、____________、____________等因素進(jìn)行綜合判斷，選擇合適、可控的反應(yīng)路徑。
2．Fe3＋檢驗(yàn)的合理選擇
(1)沉淀法：加入NaOH溶液，觀察是否產(chǎn)生________色的沉淀；反應(yīng)的離子方程式為__________________________________。缺點(diǎn)：需要加入的堿量較多，現(xiàn)象易受到干擾，反應(yīng)的靈敏度和精確性都不高。
(2)顯色法：滴加KSCN溶液，觀察溶液是否呈________色；反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________。優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高，有明顯現(xiàn)象。
特別提醒　①Fe3＋的檢驗(yàn)方法很多，但在沒有特殊要求的條件下，就選擇KSCN溶液或NH4SCN溶液，因?yàn)榇朔褥`敏(試劑用量小)又有明顯現(xiàn)象。
②Fe3＋與SCN－反應(yīng)生成的是Fe(SCN)3血紅色溶液，而不是沉淀。
(1)FeCl3不能通過化合反應(yīng)制得(　　)
(2)將Fe(NO3)2樣品溶于稀硫酸后，滴加KSCN溶液，觀察溶液是否變血紅色，檢驗(yàn)Fe(NO3)2晶體是否已氧化變質(zhì)(　　)
(3)用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)FeCl3溶液中是否含有FeCl2(　　)
某工廠利用廢棄的鹽酸和鐵屑為原料制備FeCl3時(shí)，有兩種路線：①Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，2FeCl2＋Cl2===2FeCl3；②Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，4FeCl2＋O2＋4HCl===4FeCl3＋2H2O，從環(huán)保和經(jīng)濟(jì)的角度，哪一路線更合適，為什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
1．(2023·福建高一期末)檢驗(yàn)浸泡過覆銅板的“腐蝕液”是否有Fe3＋剩余，可選用的試劑是(　　)
A．氯水 B．酸性KMnO4溶液
C．KSCN溶液 D．雙氧水
2．(2022·遼寧營(yíng)口高一期末)如圖所示，經(jīng)某溶液浸泡、干燥后的紙張，用蘸取KSCN溶液的毛筆可寫出紅字，則該溶液是(　　)
A．FeSO4溶液 B．FeCl3溶液
C．KNO3溶液 D．NaOH溶液
3．選擇合適試劑完成甲、乙兩組實(shí)驗(yàn)。
甲組：檢驗(yàn)含F(xiàn)e3＋的溶液中是否含有Fe2＋。
乙組：檢驗(yàn)含 Fe2＋的溶液中是否含有Fe3＋。
下列試劑及加入試劑順序能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?　　)
選項(xiàng) 甲組 乙組
A 新制氯水、KSCN溶液 NaOH溶液
B 酸性KMnO4溶液 KSCN溶液
C KOH溶液 溴水
D 溴水 酸性KMnO4溶液
1．Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)方法
(1)直接觀察顏色
(2)利用顯色反應(yīng)
(3)利用Fe2＋的還原性
(4)利用Fe3＋的氧化性
2．檢驗(yàn)溶液含有Fe2＋、不含F(xiàn)e3＋的步驟
待測(cè)液不變色血紅色
3．Fe2＋和Fe3＋的混合溶液中檢驗(yàn)Fe2＋的方法
通常向溶液中滴加適量酸性KMnO4溶液，溶液紫紅色褪去說(shuō)明含有Fe2＋(注意：Cl－等還原性的離子對(duì)Fe2＋的檢驗(yàn)有干擾)。
二、Fe2＋、Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化的合理選擇
1．Fe2＋、Fe3＋相互轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)探究
實(shí)驗(yàn)操作
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 A試管中先滴加KSCN溶液，溶液__________，再加過量鐵粉后，________ B試管中先滴加KSCN溶液，溶液________，再滴加少量新制氯水后，溶液變成________
離子方程式 __________、__________ __________、__________
實(shí)驗(yàn)結(jié)論 Fe3＋Fe2＋
2.Fe3＋與Cu反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究
實(shí)驗(yàn)操作 用毛筆蘸取少量30%的FeCl3溶液，在銅片上畫一個(gè)“＋”，放置片刻后，用少量水將銅片上的溶液沖到小燒杯中
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 銅片上會(huì)出現(xiàn)“＋”形凹槽
原因 Cu與FeCl3溶液發(fā)生反應(yīng)：________________，F(xiàn)eCl3溶液腐蝕了銅片
3.“鐵三角”中的轉(zhuǎn)化關(guān)系
(1)Fe只具有________性。可被弱氧化劑(H＋、S等)和Fe3＋氧化成Fe2＋，被強(qiáng)氧化劑(Cl2等)氧化成Fe3＋。舉例：
Fe＋2H＋===____________；
2Fe＋3Cl2____________。
(2)Fe2＋既有________性又有________性?？杀粡?qiáng)氧化劑[Cl2、KMnO4(H＋)、空氣中的O2、H2O2等]氧化為Fe3＋；可被還原劑(CO、C等)還原為Fe。舉例：
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===______________；
FeO＋CO________________。
(1)FeCl2不能通過化合反應(yīng)制得(　　)
(2)同價(jià)態(tài)含鐵物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化一般可通過復(fù)分解反應(yīng)實(shí)現(xiàn)(　　)
(3)不同價(jià)態(tài)的含鐵物質(zhì)間轉(zhuǎn)化必須通過氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)(　　)
(4)FeCl3溶液可用于銅制印刷線路板制作，是因?yàn)镕eCl3能從含Cu2＋的溶液中置換出銅(　　)
1．要除去下列溶液中的雜質(zhì)離子，請(qǐng)?zhí)顚懞线m的氧化劑或還原劑或方法。
被提純的物質(zhì) 雜質(zhì) 除雜試劑或方法
FeCl3溶液 FeCl2 加入適量________或通入適量________等
FeCl2溶液 FeCl3 加入足量______，充分反應(yīng)后______
FeSO4溶液 CuSO4 加入足量______，充分反應(yīng)后______
廢水 Fe2＋ 先加入適量____________，將______氧化為________，再調(diào)節(jié)溶液pH使________轉(zhuǎn)化為______色的________沉淀，______
2.Fe3O4中鐵有＋2價(jià)和＋3價(jià)，通過所學(xué)的知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明這兩種價(jià)態(tài)的存在。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
1．以物質(zhì)類別和元素化合價(jià)為坐標(biāo)的圖像稱為價(jià)—類二維圖，如圖是鐵元素的價(jià)—類二維圖，其中f和g都是硫酸鹽，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)
A．a(chǎn)與g的溶液反應(yīng)生成f
B．b和c可分別與水發(fā)生反應(yīng)生成e和d
C．e在潮濕的空氣中能轉(zhuǎn)變?yōu)閐
D．h的某種鹽有強(qiáng)氧化性，用于水體的殺菌消毒
2．(2023·長(zhǎng)春高一月考)FeCl3溶液常用于外傷止血。要除去FeCl3溶液中的FeCl2雜質(zhì)，下列方法最好的是(　　)
A．滴加過量HNO3溶液
B．通入足量Cl2
C．滴加酸性KMnO4溶液
D．加入Na2O2
3．(2023·南京高一期末)下列物質(zhì)中，在一定條件下能與鐵反應(yīng)，且鐵元素化合價(jià)全部變?yōu)椋?價(jià)的是(　　)
A．S B．H2O
C．稀硫酸 D．氯氣
Fe有變價(jià)，所以反應(yīng)后的產(chǎn)物與氧化劑的強(qiáng)弱及反應(yīng)條件有關(guān)。
Fe2＋Fe3＋第二單元　探究鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化
第1課時(shí)　反應(yīng)的合理選擇
[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]　1.依據(jù)化合價(jià)理論，結(jié)合實(shí)驗(yàn)探究，掌握Fe、Fe2＋、Fe3＋相互轉(zhuǎn)化的途徑。2.通過實(shí)驗(yàn)探究學(xué)會(huì)Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)方法。
一、FeCl3制備和Fe3＋檢驗(yàn)的合理選擇
1．FeCl3制備路徑的合理選擇
(1)鐵元素的常見價(jià)態(tài)有＋2、＋3價(jià)，在不同價(jià)態(tài)鐵元素化合物之間相互轉(zhuǎn)化，需通過氧化還原反應(yīng)才能實(shí)現(xiàn)。
(2)以鐵屑為原料制備FeCl3的路徑
制備路徑 相關(guān)原理及化學(xué)方程式
路徑1 Fe→FeCl3 鐵在氯氣中點(diǎn)燃，經(jīng)冷凝后得到固體三氯化鐵，反應(yīng)為2Fe＋3Cl22FeCl3
路徑2 Fe→FeCl2→FeCl3 先用鹽酸溶解鐵，得到FeCl2，再用Cl2將FeCl2氧化為FeCl3，分離提純后得到產(chǎn)物，反應(yīng)為Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑、2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
路徑3 Fe→Fe2O3→FeCl3 在一定條件下用空氣將鐵氧化成氧化鐵，再將氧化鐵溶解在鹽酸中得到氯化鐵，分離提純后得到產(chǎn)物，反應(yīng)為4Fe＋3O2===2Fe2O3、Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O
(3)實(shí)際制備物質(zhì)時(shí)，必須根據(jù)反應(yīng)原料、反應(yīng)條件、反應(yīng)步驟、產(chǎn)物要求、反應(yīng)裝置、環(huán)境保護(hù)、生產(chǎn)成本等因素進(jìn)行綜合判斷，選擇合適、可控的反應(yīng)路徑。
2．Fe3＋檢驗(yàn)的合理選擇
(1)沉淀法：加入NaOH溶液，觀察是否產(chǎn)生紅褐色的沉淀；反應(yīng)的離子方程式為Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。缺點(diǎn)：需要加入的堿量較多，現(xiàn)象易受到干擾，反應(yīng)的靈敏度和精確性都不高。
(2)顯色法：滴加KSCN溶液，觀察溶液是否呈血紅色；反應(yīng)的離子方程式為Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高，有明顯現(xiàn)象。
特別提醒?、貴e3＋的檢驗(yàn)方法很多，但在沒有特殊要求的條件下，就選擇KSCN溶液或NH4SCN溶液，因?yàn)榇朔褥`敏(試劑用量小)又有明顯現(xiàn)象。
②Fe3＋與SCN－反應(yīng)生成的是Fe(SCN)3血紅色溶液，而不是沉淀。
(1)FeCl3不能通過化合反應(yīng)制得(　　)
(2)將Fe(NO3)2樣品溶于稀硫酸后，滴加KSCN溶液，觀察溶液是否變血紅色，檢驗(yàn)Fe(NO3)2晶體是否已氧化變質(zhì)(　　)
(3)用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)FeCl3溶液中是否含有FeCl2(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×
某工廠利用廢棄的鹽酸和鐵屑為原料制備FeCl3時(shí)，有兩種路線：①Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，2FeCl2＋Cl2===2FeCl3；②Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，4FeCl2＋O2＋4HCl===4FeCl3＋2H2O，從環(huán)保和經(jīng)濟(jì)的角度，哪一路線更合適，為什么？
提示?、谥杏醚鯕獯媪刷僦械穆葰猓档土松a(chǎn)成本且對(duì)環(huán)境無(wú)污染，故②更合適。
1．(2023·福建高一期末)檢驗(yàn)浸泡過覆銅板的“腐蝕液”是否有Fe3＋剩余，可選用的試劑是(　　)
A．氯水 B．酸性KMnO4溶液
C．KSCN溶液 D．雙氧水
答案　C
解析　檢驗(yàn)Fe3＋選用的試劑是KSCN溶液，若有Fe3＋剩余，溶液變成血紅色。
2．(2022·遼寧營(yíng)口高一期末)如圖所示，經(jīng)某溶液浸泡、干燥后的紙張，用蘸取KSCN溶液的毛筆可寫出紅字，則該溶液是(　　)
A．FeSO4溶液 B．FeCl3溶液
C．KNO3溶液 D．NaOH溶液
答案　B
解析　KSCN溶液可以檢驗(yàn)Fe3＋，KSCN與Fe3＋反應(yīng)生成血紅色的Fe(SCN)3。
3．選擇合適試劑完成甲、乙兩組實(shí)驗(yàn)。
甲組：檢驗(yàn)含F(xiàn)e3＋的溶液中是否含有Fe2＋。
乙組：檢驗(yàn)含F(xiàn)e2＋的溶液中是否含有Fe3＋。
下列試劑及加入試劑順序能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?　　)
選項(xiàng) 甲組 乙組
A 新制氯水、KSCN溶液 NaOH溶液
B 酸性KMnO4溶液 KSCN溶液
C KOH溶液 溴水
D 溴水 酸性KMnO4溶液
答案　B
解析　甲組，在Fe3＋存在的條件下檢驗(yàn)Fe2＋，要排除Fe3＋的干擾，所選試劑應(yīng)具備下列條件：一是能與Fe2＋發(fā)生有明顯現(xiàn)象的反應(yīng)；二是與Fe3＋不反應(yīng)。乙組，在Fe2＋存在的條件下檢驗(yàn)Fe3＋，用KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3＋，F(xiàn)e2＋無(wú)干擾。
1．Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)方法
(1)直接觀察顏色
(2)利用顯色反應(yīng)
(3)利用Fe2＋的還原性
(4)利用Fe3＋的氧化性
2．檢驗(yàn)溶液含有Fe2＋、不含F(xiàn)e3＋的步驟
待測(cè)液不變色血紅色
3．Fe2＋和Fe3＋的混合溶液中檢驗(yàn)Fe2＋的方法
通常向溶液中滴加適量酸性KMnO4溶液，溶液紫紅色褪去說(shuō)明含有Fe2＋(注意：Cl－等還原性的離子對(duì)Fe2＋的檢驗(yàn)有干擾)。
二、Fe2＋、Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化的合理選擇
1．Fe2＋、Fe3＋相互轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)探究
實(shí)驗(yàn)操作
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 A試管中先滴加KSCN溶液，溶液變血紅色，再加過量鐵粉后，血紅色褪去 B試管中先滴加KSCN溶液，溶液沒有變化，再滴加少量新制氯水后，溶液變成血紅色
離子方程式 Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3、2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
實(shí)驗(yàn)結(jié)論 Fe3＋Fe2＋
2.Fe3＋與Cu反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究
實(shí)驗(yàn)操作 用毛筆蘸取少量30%的FeCl3溶液，在銅片上畫一個(gè)“＋”，放置片刻后，用少量水將銅片上的溶液沖到小燒杯中
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 銅片上會(huì)出現(xiàn)“＋”形凹槽
原因 Cu與FeCl3溶液發(fā)生反應(yīng)：Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2，F(xiàn)eCl3溶液腐蝕了銅片
3.“鐵三角”中的轉(zhuǎn)化關(guān)系
(1)Fe只具有還原性?？杀蝗跹趸瘎?H＋、S等)和Fe3＋氧化成Fe2＋，被強(qiáng)氧化劑(Cl2等)氧化成Fe3＋。舉例：
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；
2Fe＋3Cl22FeCl3。
(2)Fe2＋既有氧化性又有還原性?？杀粡?qiáng)氧化劑[Cl2、KMnO4(H＋)、空氣中的O2、H2O2等]氧化為Fe3＋；可被還原劑(CO、C等)還原為Fe。舉例：
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O；
FeO＋COFe＋CO2。
(1)FeCl2不能通過化合反應(yīng)制得(　　)
(2)同價(jià)態(tài)含鐵物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化一般可通過復(fù)分解反應(yīng)實(shí)現(xiàn)(　　)
(3)不同價(jià)態(tài)的含鐵物質(zhì)間轉(zhuǎn)化必須通過氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)(　　)
(4)FeCl3溶液可用于銅制印刷線路板制作，是因?yàn)镕eCl3能從含Cu2＋的溶液中置換出銅(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)√　(4)×
1．要除去下列溶液中的雜質(zhì)離子，請(qǐng)?zhí)顚懞线m的氧化劑或還原劑或方法。
被提純的物質(zhì) 雜質(zhì) 除雜試劑或方法
FeCl3溶液 FeCl2 加入適量H2O2或通入適量Cl2等
FeCl2溶液 FeCl3 加入足量鐵粉，充分反應(yīng)后過濾
FeSO4溶液 CuSO4 加入足量鐵粉，充分反應(yīng)后過濾
廢水 Fe2＋ 先加入適量H2O2，將Fe2＋氧化為Fe3＋，再調(diào)節(jié)溶液pH使Fe3＋轉(zhuǎn)化為紅褐色的Fe(OH)3沉淀，過濾
2.Fe3O4中鐵有＋2價(jià)和＋3價(jià)，通過所學(xué)的知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明這兩種價(jià)態(tài)的存在。
提示　取少量固體溶于硫酸，將所得溶液分成兩份，其中一份加入KSCN溶液，發(fā)現(xiàn)溶液變血紅色，說(shuō)明含有Fe3＋；另一份中加入少量的酸性KMnO4溶液，發(fā)現(xiàn)酸性KMnO4溶液紫紅色褪去，說(shuō)明含有Fe2＋，這個(gè)實(shí)驗(yàn)中Fe2＋表現(xiàn)還原性。
1．以物質(zhì)類別和元素化合價(jià)為坐標(biāo)的圖像稱為價(jià)—類二維圖，如圖是鐵元素的價(jià)—類二維圖，其中f和g都是硫酸鹽，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)
A．a(chǎn)與g的溶液反應(yīng)生成f
B．b和c可分別與水發(fā)生反應(yīng)生成e和d
C．e在潮濕的空氣中能轉(zhuǎn)變?yōu)閐
D．h的某種鹽有強(qiáng)氧化性，用于水體的殺菌消毒
答案　B
解析　a為Fe，g為Fe2(SO4)3，f為FeSO4，a與g可發(fā)生反應(yīng)：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，故A正確；b為FeO，c為Fe2O3，F(xiàn)eO和Fe2O3均不溶于水，均不能直接與水反應(yīng)生成相應(yīng)的堿Fe(OH)2和Fe(OH)3，故B錯(cuò)誤；e為Fe(OH)2，d為Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)2在潮濕的空氣中容易轉(zhuǎn)變?yōu)镕e(OH)3，即4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，故C正確；h為高鐵酸鹽即含F(xiàn)eO，F(xiàn)eO具有強(qiáng)氧化性，能夠殺菌消毒，故D正確。
2．(2023·長(zhǎng)春高一月考)FeCl3溶液常用于外傷止血。要除去FeCl3溶液中的FeCl2雜質(zhì)，下列方法最好的是(　　)
A．滴加過量HNO3溶液 B．通入足量Cl2
C．滴加酸性KMnO4溶液 D．加入Na2O2
答案　B
解析　HNO3溶液、酸性KMnO4溶液、Na2O2都能將Fe2＋氧化為Fe3＋，但都會(huì)引入新的雜質(zhì)，不符合除雜的要求，A、C、D項(xiàng)不符合題意；Cl2具有氧化性，會(huì)和Fe2＋發(fā)生反應(yīng)：Cl2＋
2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－，且不引入新的雜質(zhì)，B項(xiàng)符合題意。
3．(2023·南京高一期末)下列物質(zhì)中，在一定條件下能與鐵反應(yīng)，且鐵元素化合價(jià)全部變?yōu)椋?價(jià)的是(　　)
A．S　B．H2O　C．稀硫酸　D．氯氣
答案　D
解析　S的氧化性弱，與Fe反應(yīng)生成FeS，A不符合題意；Fe與水蒸氣反應(yīng)生成Fe3O4，其中鐵元素既有＋2價(jià)，又有＋3價(jià)，B不符合題意；Fe與稀硫酸反應(yīng)生成FeSO4，C不符合題意；Fe與氯氣反應(yīng)生成FeCl3，D符合題意。
Fe有變價(jià)，所以反應(yīng)后的產(chǎn)物與氧化劑的強(qiáng)弱及反應(yīng)條件有關(guān)。
Fe2＋Fe3＋(共32張PPT)
專題9　第二單元
第1課時(shí)　反應(yīng)的合理選擇
核心素養(yǎng)
發(fā)展目標(biāo)
1.依據(jù)化合價(jià)理論，結(jié)合實(shí)驗(yàn)探究，掌握Fe、Fe2＋、Fe3＋相互轉(zhuǎn)化的途徑。
2.通過實(shí)驗(yàn)探究學(xué)會(huì)Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)方法。
一、FeCl3制備和Fe3＋檢驗(yàn)的合理選擇
二、Fe2＋、Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化的合理選擇
課時(shí)對(duì)點(diǎn)練
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FeCl3制備和Fe3＋檢驗(yàn)的合理選擇
一
制備路徑 相關(guān)原理及化學(xué)方程式
路徑1 Fe→FeCl3 鐵在氯氣中點(diǎn)燃，經(jīng)冷凝后得到固體三氯化鐵，反應(yīng)為_____________________
1.FeCl3制備路徑的合理選擇
(1)鐵元素的常見價(jià)態(tài)有 、 價(jià)，在不同價(jià)態(tài)鐵元素化合物之間相互轉(zhuǎn)化，需通過 才能實(shí)現(xiàn)。
(2)以鐵屑為原料制備FeCl3的路徑
＋2
＋3
氧化還原反應(yīng)
路徑2 Fe→FeCl2 →FeCl3 先用鹽酸溶解鐵，得到FeCl2，再用Cl2將FeCl2氧化為FeCl3，分離提純后得到產(chǎn)物，反應(yīng)為_____________
____________、____________________
路徑3 Fe→Fe2O3 →FeCl3 在一定條件下用空氣將鐵氧化成氧化鐵，再將氧化鐵溶解在鹽酸中得到氯化鐵，分離提純后得到產(chǎn)物，反應(yīng)為___________________、_____________________
________
FeCl2＋H2↑
Fe＋2HCl===
2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
4Fe＋3O2===2Fe2O3
Fe2O3＋6HCl===2FeCl3
＋3H2O
(3)實(shí)際制備物質(zhì)時(shí)，必須根據(jù)反應(yīng) 、反應(yīng) 、反應(yīng)步驟、產(chǎn)物要求、反應(yīng)裝置、 、 等因素進(jìn)行綜合判斷，選擇合適、可控的反應(yīng)路徑。
2.Fe3＋檢驗(yàn)的合理選擇
(1)沉淀法：加入NaOH溶液，觀察是否產(chǎn)生 色的沉淀；反應(yīng)的離子方程式為________________________。缺點(diǎn)：需要加入的堿量較多，現(xiàn)象易受到干擾，反應(yīng)的靈敏度和精確性都不高。
原料
條件
環(huán)境保護(hù)
生產(chǎn)成本
紅褐
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
(2)顯色法：滴加KSCN溶液，觀察溶液是否呈 色；反應(yīng)的離子方程式為__________________________。優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高，有明顯現(xiàn)象。
特別提醒　①Fe3＋的檢驗(yàn)方法很多，但在沒有特殊要求的條件下，就選擇KSCN溶液或NH4SCN溶液，因?yàn)榇朔褥`敏(試劑用量小)又有明顯現(xiàn)象。
②Fe3＋與SCN－反應(yīng)生成的是Fe(SCN)3血紅色溶液，而不是沉淀。
血紅
Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
正誤判斷
(1)FeCl3不能通過化合反應(yīng)制得
(2)將Fe(NO3)2樣品溶于稀硫酸后，滴加KSCN溶液，觀察溶液是否變血紅色，檢驗(yàn)Fe(NO3)2晶體是否已氧化變質(zhì)
(3)用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)FeCl3溶液中是否含有FeCl2
×
×
×
某工廠利用廢棄的鹽酸和鐵屑為原料制備FeCl3時(shí)，有兩種路線：
①Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，2FeCl2＋Cl2===2FeCl3；②Fe＋2HCl
===FeCl2＋H2↑，4FeCl2＋O2＋4HCl===4FeCl3＋2H2O，從環(huán)保和經(jīng)濟(jì)的角度，哪一路線更合適，為什么？
深度思考
提示　②中用氧氣代替了①中的氯氣，降低了生產(chǎn)成本且對(duì)環(huán)境無(wú)污染，故②更合適。
1.(2023·福建高一期末)檢驗(yàn)浸泡過覆銅板的“腐蝕液”是否有Fe3＋剩余，可選用的試劑是
A.氯水 B.酸性KMnO4溶液
C.KSCN溶液 D.雙氧水
√
應(yīng)用體驗(yàn)
檢驗(yàn)Fe3＋選用的試劑是KSCN溶液，若有Fe3＋剩余，溶液變成血紅色。
2.(2022·遼寧營(yíng)口高一期末)如圖所示，經(jīng)某溶液浸泡、干燥后的紙張，用蘸取KSCN溶液的毛筆可寫出紅字，則該溶液是
A.FeSO4溶液
B.FeCl3溶液
C.KNO3溶液
D.NaOH溶液
√
應(yīng)用體驗(yàn)
KSCN溶液可以檢驗(yàn)Fe3＋，KSCN與Fe3＋反應(yīng)生成血紅色的Fe(SCN)3。
3.選擇合適試劑完成甲、乙兩組實(shí)驗(yàn)。
甲組：檢驗(yàn)含F(xiàn)e3＋的溶液中是否含有Fe2＋。
乙組：檢驗(yàn)含F(xiàn)e2＋的溶液中是否含有Fe3＋。
下列試劑及加入試劑順序能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?br/>選項(xiàng) 甲組 乙組
A 新制氯水、KSCN溶液 NaOH溶液
B 酸性KMnO4溶液 KSCN溶液
C KOH溶液 溴水
D 溴水 酸性KMnO4溶液
√
應(yīng)用體驗(yàn)
甲組，在Fe3＋存在的條件下檢驗(yàn)Fe2＋，要排除Fe3＋的干擾，所選試劑應(yīng)具備下列條件：一是能與Fe2＋發(fā)生有明顯現(xiàn)象的反應(yīng)；二是與Fe3＋不反應(yīng)。乙組，在Fe2＋存在的條件下檢驗(yàn)Fe3＋，用KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3＋，F(xiàn)e2＋無(wú)干擾。
歸納總結(jié)
1.Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)方法
(1)直接觀察顏色
(2)利用顯色反應(yīng)
歸納總結(jié)
(3)利用Fe2＋的還原性
(4)利用Fe3＋的氧化性
歸納總結(jié)
2.檢驗(yàn)溶液含有Fe2＋、不含F(xiàn)e3＋的步驟
返回
3.Fe2＋和Fe3＋的混合溶液中檢驗(yàn)Fe2＋的方法
通常向溶液中滴加適量酸性KMnO4溶液，溶液紫紅色褪去說(shuō)明含有Fe2＋(注意：Cl－等還原性的離子對(duì)Fe2＋的檢驗(yàn)有干擾)。
Fe2＋、Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化的合理選擇
二
實(shí)驗(yàn) 操作 實(shí)驗(yàn) 現(xiàn)象 A試管中先滴加KSCN溶液，溶液 ，再加過量鐵粉后，___________ B試管中先滴加KSCN溶液，溶液 ，再滴加少量新制氯水后，溶液變成______
1.Fe2＋、Fe3＋相互轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)探究
變血紅色
血紅色褪去
沒有變化
血紅色
離子 方程式 ________________________、___________________ ________________________、_________________________
實(shí)驗(yàn) 結(jié)論 Fe3＋ Fe2＋ Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
實(shí)驗(yàn)操作 用毛筆蘸取少量30%的FeCl3溶液，在銅片上畫一個(gè)“＋”，放置片刻后，用少量水將銅片上的溶液沖到小燒杯中
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 銅片上會(huì)出現(xiàn)“＋”形凹槽
原因 Cu與FeCl3溶液發(fā)生反應(yīng)：___________________________，F(xiàn)eCl3溶液腐蝕了銅片
2.Fe3＋與Cu反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究
Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2
3.“鐵三角”中的轉(zhuǎn)化關(guān)系
(1)Fe只具有 性。可被弱氧化劑(H＋、S等)和Fe3＋氧化成Fe2＋，被強(qiáng)氧化劑(Cl2等)氧化成Fe3＋。舉例：
Fe＋2H＋===______________；
還原
Fe2＋＋H2↑
2FeCl3
(2)Fe2＋既有 性又有 性。可被強(qiáng)氧化劑[Cl2、KMnO4(H＋)、空氣中的O2、H2O2等]氧化為Fe3＋；可被還原劑(CO、C等)還原為Fe。舉例：
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===_____________；
氧化
還原
2Fe3＋＋2H2O
Fe＋CO2
正誤判斷
(1)FeCl2不能通過化合反應(yīng)制得
(2)同價(jià)態(tài)含鐵物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化一般可通過復(fù)分解反應(yīng)實(shí)現(xiàn)
(3)不同價(jià)態(tài)的含鐵物質(zhì)間轉(zhuǎn)化必須通過氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)
(4)FeCl3溶液可用于銅制印刷線路板制作，是因?yàn)镕eCl3能從含Cu2＋的溶液中置換出銅
×
√
√
×
被提純的物質(zhì) 雜質(zhì) 除雜試劑或方法
FeCl3溶液 FeCl2 加入適量 或通入適量 等
FeCl2溶液 FeCl3 加入足量 ，充分反應(yīng)后_____
FeSO4溶液 CuSO4 加入足量 ，充分反應(yīng)后_____
廢水 Fe2＋ 先加入適量 ，將 氧化為 ，再調(diào)節(jié)溶液pH使 轉(zhuǎn)化為 色的________沉淀，_____
1.要除去下列溶液中的雜質(zhì)離子，請(qǐng)?zhí)顚懞线m的氧化劑或還原劑或方法。
深度思考
H2O2
Cl2
鐵粉
過濾
鐵粉
過濾
H2O2
Fe2＋
Fe3＋
Fe3＋
紅褐
Fe(OH)3
過濾
2.Fe3O4中鐵有＋2價(jià)和＋3價(jià)，通過所學(xué)的知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明這兩種價(jià)態(tài)的存在。
深度思考
提示　取少量固體溶于硫酸，將所得溶液分成兩份，其中一份加入KSCN溶液，發(fā)現(xiàn)溶液變血紅色，說(shuō)明含有Fe3＋；另一份中加入少量的酸性KMnO4溶液，發(fā)現(xiàn)酸性KMnO4溶液紫紅色褪去，說(shuō)明含有Fe2＋，這個(gè)實(shí)驗(yàn)中Fe2＋表現(xiàn)還原性。
1.以物質(zhì)類別和元素化合價(jià)為坐標(biāo)的圖像稱為價(jià)—類二維圖，如圖是鐵元素的價(jià)—類二維圖，其中f和g都是硫酸鹽，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.a與g的溶液反應(yīng)生成f
B.b和c可分別與水發(fā)生反應(yīng)生成e和d
C.e在潮濕的空氣中能轉(zhuǎn)變?yōu)閐
D.h的某種鹽有強(qiáng)氧化性，用于水體
的殺菌消毒
應(yīng)用體驗(yàn)
√
a為Fe，g為Fe2(SO4)3，f為FeSO4，a與g可發(fā)生反應(yīng)：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，故A正確；
b為FeO，c為Fe2O3，F(xiàn)eO和Fe2O3均不溶于水，均不能直接與水反應(yīng)生成相應(yīng)的堿Fe(OH)2和Fe(OH)3，故B錯(cuò)誤；
e為Fe(OH)2，d為Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)2在潮濕的空氣中容易轉(zhuǎn)變?yōu)镕e(OH)3，即4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，故C正確；
2.(2023·長(zhǎng)春高一月考)FeCl3溶液常用于外傷止血。要除去FeCl3溶液中的FeCl2雜質(zhì)，下列方法最好的是
A.滴加過量HNO3溶液 B.通入足量Cl2
C.滴加酸性KMnO4溶液 D.加入Na2O2
√
應(yīng)用體驗(yàn)
HNO3溶液、酸性KMnO4溶液、Na2O2都能將Fe2＋氧化為Fe3＋，但都會(huì)引入新的雜質(zhì)，不符合除雜的要求，A、C、D項(xiàng)不符合題意；
Cl2具有氧化性，會(huì)和Fe2＋發(fā)生反應(yīng)：Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－，且不引入新的雜質(zhì)，B項(xiàng)符合題意。
3.(2023·南京高一期末)下列物質(zhì)中，在一定條件下能與鐵反應(yīng)，且鐵元素化合價(jià)全部變?yōu)椋?價(jià)的是
A.S　 B.H2O　 C.稀硫酸　 D.氯氣
√
應(yīng)用體驗(yàn)
S的氧化性弱，與Fe反應(yīng)生成FeS，A不符合題意；
Fe與水蒸氣反應(yīng)生成Fe3O4，其中鐵元素既有＋2價(jià)，又有＋3價(jià)，B不符合題意；
Fe與稀硫酸反應(yīng)生成FeSO4，C不符合題意；
Fe與氯氣反應(yīng)生成FeCl3，D符合題意。
歸納總結(jié)
Fe有變價(jià)，所以反應(yīng)后的產(chǎn)物與氧化劑的強(qiáng)弱及反應(yīng)條件有關(guān)。
返回
Fe2＋ Fe3＋

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