2013化学必修1精品课件第2章第三节课时

1、第2课时探究铁及其化合物的氧化性或还原性学习目标1.能够从化合价角度认识铁及其化合物的氧化性、还原性。2.了解Fe、Fe2、Fe3之间的相互转化。3.了解Fe2、Fe3的检验方法。4.了解铁与人体健康的关系，认识化学知识与人类生活的密切联系。课堂互动讲练知能优化训练课前自主学案探究整合应用第2课时课前自主学案自主学习一、铁元素的存在1铁元素的存在形态及含量在地壳中，铁元素的含量仅次于_、_、_，位于第4位，在自然界中可以以单质形态存在，如陨石，也可以以_价和_价的化合态存在，主要存在于黄铁矿、赤铁矿、磁铁矿等矿石中。氧硅铝232常见含铁物质的价态及颜色物质Fe(块)Fe(粉)FeOFe2O3F

2、e3O4Fe(OH)2Fe(OH)3FeSO4FeCl3铁价态00232，32323颜色银白色黑色黑色红棕色黑色白色红褐色浅绿色(溶液)棕黄色(溶液)二、铁单质及其化合物的性质1单质铁的还原性铁单质为0价，处于最低价态，在氧化还原反应中化合价只能升高，只表现_性，能与_发生氧化还原反应。还原氧化剂2三价铁的氧化性三价铁处于最高价态，在氧化还原反应中化合价只能降低，只表现氧化性，能与还原剂发生氧化还原反应。2Fe3Cu=2Fe2Cu22Fe3Fe=3Fe22Fe32I=2Fe2I23二价铁的还原性和氧化性二价铁处于中间价态，氧化还原反应中化合价既可升高表现出_，也可降低表现出_，但更突出地表现为

3、_。还原性氧化性还原性2Fe2Cl2=2Fe32ClFe2Zn=Zn2Fe4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3思考感悟(1)Fe在Cl2中燃烧生成3价铁的化合物FeCl3，Fe在O2中燃烧生成Fe3O4，说明了什么？(2)实验室中盛FeSO4溶液的试剂瓶中，通常加些铁屑或铁钉，这是为什么？【提示】(1)Cl2将Fe全部氧化为Fe3，O2只将Fe部分氧化成为Fe3，说明Cl2氧化性比O2氧化性强。(2)Fe2具有较强还原性，易氧化变质，向盛亚铁盐溶液的试剂瓶中加单质铁的目的是防止Fe2被氧化。自主体验1下列物质中，不能与铁发生化学反应的是()A盐酸B氯化铁溶液C氢氧化钠溶液 D氯气解析

4、：选C。铁属于较活泼金属，与酸、某些盐、非金属单质易反应，但不能与碱反应。2将下列物质溶于盐酸，滴加KSCN溶液颜色变红的是()AFe BFe2O3CFeO DFeSO4解析：选B。Fe2O3与盐酸反应生成Fe3，Fe3与SCN反应使溶液显红色。3(2011年日照高一检测)将铁片放入下列各溶液中，反应后溶液质量增加，但无气体产生的是()ACuCl2溶液 BAgNO3溶液CFe2(SO4)3溶液 D稀硫酸解析：选C。Fe能从CuCl2、AgNO3溶液中分别置换出Cu和Ag，而使溶液质量减轻；Fe与稀H2SO4反应后溶液质量增加，但有气体产生；FeFe2(SO4)3=3FeSO4，溶液质量增加，且

5、无气体产生。课堂互动讲练要点一铁的氧化物和氢氧化物1.氧化物2.氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2颜色、状态红褐色固体白色固体溶解性不溶于水不溶于水酸碱性弱碱性弱碱性特别提醒：由于3价铁元素具有氧化性，Fe(OH)3与还原性酸发生氧化还原反应，而不是酸碱中和反应；由于2价铁元素具有还原性，Fe(OH)2与氧化性酸发生氧化还原反应，而不是酸碱中和反应，总之，酸与碱之间的反应并不一定是中和反应。例1 (2011年南阳高一检测)用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。方法一：用不含Fe3的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。(1)用FeSO4晶体配制上述FeSO4溶

6、液时需加入_。(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用_方法。(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入盛FeSO4溶液试管的底部，再挤出NaOH溶液，这样操作的理由是_。方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。(1)在试管 里加入的试剂是_。(2)在试管 里加入的试剂是_。(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管和中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是_。(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是_。【解析】由于Fe2具有较强的还原性，易被O2氧化，因此在制备Fe(OH)2过程中必须在无氧环境下操作，

7、所以在配制FeSO4溶液、NaOH溶液时，水要煮沸，除去水中的O2，为避免生成的Fe(OH)2与空气接触，可用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入到盛FeSO4溶液的试管底部，再挤出NaOH溶液。方法二是一个创新的操作，是利用Fe与H2SO4反应产生H2，先赶尽装置中的空气，空气赶尽后再夹紧止水夹，通过H2产生的压强将FeSO4溶液压入NaOH溶液中去，从而使产生的Fe(OH)2沉淀在H2的还原气氛中得以长时间保存。【答案】方法一：(1)少量稀H2SO4、铁屑(2)煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2接触氧气方法二：(1)稀H2SO4、铁屑(2)NaOH溶液(3)检验试管出口处的氢气纯度，当H

8、2纯净时，再夹紧止水夹(4)试管中反应生成的H2充满了试管和，使外界空气不易进入变式训练1按下图要求写出下列三个反应的化学方程式，属于离子反应的写出离子方程式。BCD；EF；FD解析：此题从反应转化过程来看，唯一能作为解题突破口的是红褐色固体F。结合题意不妨设F即为Fe(OH)3固体。由题可知，A在不同条件下反应能得到C和D，而由A经反应得到的B在同一反应中能产生C和D，C应为低价态，C经反应得到E，而E经O2氧化可得FFe(OH)3。由此可判断E为Fe(OH)2，则C为Fe2，所以D为Fe3，而B则应是Fe3O4，A是Fe。把推断的结论进行验证，符合题意。答案：Fe3O48H=Fe22Fe3

9、4H2O4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)33H=Fe33H2O要点二Fe2、Fe3的检验及相互转化关系1Fe2、Fe3的检验2.Fe、Fe2、Fe3间的相互转化关系(1)图示特别提醒：与铁有关的颜色变化：Fe2(浅绿色)、Fe3(棕黄色)、Fe3与SCN反应使溶液呈红色，在空气中Fe2与OH反应时沉淀颜色的特征变化等。例2回答下列问题：(1)除去铜粉中混有的铁粉，可选用的试剂为_。AFeCl3溶液 BH2SO4溶液CCuSO4溶液 DNaOH溶液涉及反应的离子方程式为_。(2)为了检验某未知溶液是否是FeCl2溶液，一位同学设计了以下实验方案加以证明。方案：向一支装有

10、该未知溶液的试管中先通入氯气，再滴加KSCN溶液，溶液呈现红色，证明该未知溶液是FeCl2溶液。回答以下问题：你认为此方案是否合理_(填“合理”或“不合理”)，若不合理，要检验Fe2应如何操作？_ (3)现向一支装有FeCl2溶液的试管中滴加氢氧化钠溶液，可观察到的现象是_，有关的化学方程式为_。(4)实验室在保存FeCl2溶液时为了防止FeCl2溶液变质，经常向其中加入铁粉，其原因是(用离子方程式表示)_。【解析】(1)由于FeCl3溶液不仅与Fe反应，而且与Cu反应，故A项不符；H2SO4和CuSO4溶液均与Fe反应而不与Cu反应，故可除去铜粉中混有的铁粉；NaOH与Cu、Fe均不反应，无

11、法除杂。(2)Fe2的检验要注意排除Fe3的干扰，若先通Cl2再滴加KSCN溶液，溶液呈现红色说明溶液中有Fe3，但Fe3来源于Fe2或是原溶液中的无法说明。(3)FeCl2与NaOH发生反应生成的Fe(OH)2最终转化为Fe(OH)3。(4)FeCl2中的Fe2易被氧化成Fe3，有铁粉可防止Fe3生成。【答案】(1)BC2HFe=Fe2H2或FeCu2=CuFe2(2)不合理先加KSCN溶液，无现象，再加入氯水，溶液变成红色，则原溶液有Fe2(3)出现白色沉淀，马上变成灰绿色，最终变成红褐色FeCl22NaOH=Fe(OH)22NaCl4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(4)2F

12、e3Fe=3Fe2互动探究若某溶液中同时含有Fe3和Fe2，依据现有知识，能否利用相关实验作出判断？【提示】能。利用Fe3与KSCN溶液变色的原理，容易鉴别出Fe3，但Fe3的存在对Fe2的鉴别有干扰，可利用Fe2与酸性KMnO4溶液反应的变色原理而作出判断。变式训练2(2011年潍坊高一检测)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，说明不含Fe2B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Fe2C向某溶液中加入NaOH溶液，得到红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3D向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明溶液中含有

13、Fe2，不含有Mg2解析：选C。A项说明含Fe3，但不能说明是否含Fe2；B项说明通入Cl2后溶液中含有Fe3，不能说明原溶液中是否含有Fe2；因为Mg(OH)2为白色沉淀，Fe(OH)2转化为Fe(OH)3时的颜色变化会掩盖其他白色沉淀的现象，所以当溶液中含有Mg2时，会出现同样的上述现象，故D项不能说明溶液中是否含Mg2，C选项正确。探究整合应用金属氧化物的测定及特点探究大多数金属氧化物能与酸发生反应，具有中间价态的金属氧化物大都具有氧化性和还原性(如Cu2O)，在一定条件下发生歧化反应，这种性质可作为实验测定物质的方法之一。例氧化铁和氧化亚铜都是红色粉末，常用作颜料。某校一化学实验小组通

14、过实验来探究一红色粉末是Fe2O3、Cu2O或两者的混合物。探究过程如下：【查阅资料】Cu2O是一种碱性氧化物，溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4，在空气中加热生成CuO。【提出假设】假设1：红色粉末是Fe2O3；假设2：红色粉末是Cu2O；假设3：红色粉末是Fe2O3和Cu2O的混合物。【设计探究实验】取少量粉末投入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加KSCN试剂。(1)若假设1成立，则实验现象是_。(2)若滴加KSCN试剂后溶液不变红色，则证明原固体粉末中一定不含氧化铁。你认为这种说法合理吗？_。简述你的理由：(不需写出反应的化学方程式)_。(3)若固体粉末完全溶解无固体存在，滴加KSCN试剂时溶液不变红色，则证明原固体粉末是_，写出发生反应的离子方程式：_。【延伸探究】经实验分析，确定红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合