“铁三角”关系及应用 高一化学(人教版2019)+必修第一册 【知识精讲精研】高一化学同步重难点专题突破（人教版2019必修第一册）

2023-2024学年必修第一册(人教版2019)第三章铁金属材料“铁三角”关系及应用问题引领1.怎样由Fe制取FeCl2或FeCl3?专项突破1:Fe21Fe、Fe2+、Fe3+的相互转化——“铁三角”2.由FeCl2生成Fe或FeCl3,你能写出其化学方程式吗?提示:FeCl2+Zn══ZnCl2+Fe,2FeCl2+Cl2══2FeCl3。(答案合理即可)3.FeCl3溶液为什么能腐蚀铜而用于制造印刷电路板呢?提示:2FeCl3+Cu══2FeCl2+CuCl2。归纳提升1.Fe只有还原性,可以被氧化成+2价或+3价的铁

2.Fe2+既有氧化性又有还原性

3.Fe3+具有较强的氧化性,可被还原为+2价或0价的铁

(1)不同价态的铁及铁的化合物在相互转化时,应注意所用氧化剂和还原剂的强弱不同。(2)保存亚铁盐时,为了防止被氧化为铁盐,通常在溶液中加少量铁粉或铁钉。(3)金属阳离子被还原不一定得到金属单质,如Fe3+被还原可以生成Fe,也可以被还原生成Fe2+。典型例题【例题1】

下列物质之间有如下反应关系:已知E转化成C的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色。回答下列问题:(1)写出下列物质的化学式:A

,B

,D

,甲

,乙

,丙

。

(2)写出E→C反应的化学方程式:

。

答案:(1)Fe2O3

FeCl3

FeCl2

Cl2

NaOH(或KOH等)

KSCN(2)4Fe(OH)2+O2+2H2O══4Fe(OH)3解析:(1)E转化成C的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色,则E为Fe(OH)2,C为Fe(OH)3,A为红棕色粉末,则A为Fe2O3,B为FeCl3,D为FeCl2,乙为NaOH(或KOH等),由D→B的转化可知,甲为氯气或新制氯水等,由红色溶液可知,丙为KSCN。【变式训练1】

1.要除去FeCl2溶液中少量的FeCl3,可行的方法是(

)A.滴入KSCN溶液B.通入氯气C.加入适量铜粉并过滤D.加入适量铁粉并过滤答案:D解析:KSCN溶液只能检验Fe3+的存在,A项错误;通入氯气将FeCl2氧化为FeCl3,B项错误;加入铜粉发生Cu+2Fe3+══

2Fe2++Cu2+,引入新杂质Cu2+,C项错误;加入铁粉发生Fe+2Fe3+══3Fe2+,过滤除去剩余铁粉,得到纯净的FeCl2溶液,D项正确。【变式训练2】将单质Fe、Cu与FeCl3、FeCl2、CuCl2溶液一起放进某容器内,根据下述不同情况,填写金属或金属离子。(1)充分反应后,如果容器内还有大量Fe3+,则还含有

,一定没有__。

(2)充分反应后,如果容器内有较多Cu2+和相当量的Cu,则容器内不可能有_。

答案:(1)Cu2+、Fe2+

Fe、Cu

(2)Fe3+、Fe解析:根据Fe+2Fe3+══3Fe2+,Fe+Cu2+══Cu+Fe2+,Cu+2Fe3+══Cu2++2Fe2+,如果容器内还有大量Fe3+,则还含有Cu2+和Fe2+,一定没有Fe和Cu;如果容器内有较多Cu2+和相当量的Cu,则容器内不可能有Fe3+和Fe。(2)离子的共存问题①Fe3＋与I－、S2－等还原性离子不能大量共存。②Fe2＋与MnO(H＋)、ClO－等氧化性离子不能大量共存。【变式训练3】把表面有少量氧化物的铜片和铁片一起放入盐酸中，充分反应后，所得溶液中的金属离子为()A．Fe3＋和Cu2＋ B．Fe2＋和Cu2＋C．Fe2＋和Fe3＋ D．Fe2＋【变式训练4】已知A为常见的金属单质，根据如图所示的关系，下列叙述中正确的是()B

[由“红褐色固体”可知F是Fe(OH)3，从而得出A为Fe，“黑色晶体”B为Fe3O4，继而推出C为FeCl2，D为FeCl3，E为Fe(OH)2，故A错，B正确。⑤的离子方程式为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，④的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，故C、D错。]专项突破2:Fe2＋、Fe3＋的检验1．某溶液中加KSCN溶液，颜色无变化，再加氯水溶液变红，说明什么？发生的反应是什么？[答案]

说明原溶液中无Fe3＋，有Fe2＋，2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。2．某溶液中加KSCN溶液，溶液变红，然后加足量Fe粉，红色又褪去，说明什么？写出反应的离子方程式。[答案]

原溶液中有Fe3＋，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。3．如何通过实验证明Fe3O4中含有＋2价铁？[答案]

取Fe3O4少许于试管中，加入稀H2SO4溶解，再向其中加入几滴酸性KMnO4溶液，若紫色褪去，证明Fe3O4中含Fe2＋。归纳提升1.Fe3+、Fe2+的检验。2.检验Fe2+的注意事项。(1)只含Fe2+的溶液。①加KSCN溶液前,不能加入氧化性物质,防止Fe2+被氧化。②氧化剂不能选用KMnO4酸性溶液,因为KMnO4酸性溶液本身显紫红色,对Fe(SCN)3红色有干扰;KMnO4酸性溶液能氧化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,通常向溶液中滴加适量KMnO4酸性溶液,若溶液紫红色褪去说明含有Fe2+。(3)检验铁的氧化物中是否有+2价铁时,正确的方法为少量①步骤a中不能选用盐酸,原因是KMnO4酸性溶液可以氧化盐酸。②步骤a中不能选用稀硝酸,原因是稀硝酸可以将Fe2+氧化为Fe3+。典型例题【例题2】

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,说明原溶液中不含Fe2+B.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Fe2+C.向某溶液中加入NaOH溶液,得到红褐色沉淀,说明原溶液中含有Fe3+D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又观察到沉淀颜色逐渐变为红褐色,说明原溶液中含有Fe2+,不含Mg2+答案:C解析:A项中现象可以证明存在Fe3+,但无法确定Fe2+是否存在,A项错误;B项中现象可以证明通入Cl2后存在Fe3+,但原溶液只存在Fe2+,还是只存在Fe3+,或Fe2+、Fe3+均含有,无法确定,B项错误;Fe(OH)3是中学应掌握的唯一红褐色沉淀,C项正确;Fe(OH)2转化为红褐色Fe(OH)3时会干扰其他白色沉淀的观察,所以当含Fe2+的溶液中含有其他能与碱反应生成白色沉淀的离子时,也同样出现D项所述现象,D项错误。Fe3+、Fe2+的检验误区(1)溶液中加入KSCN溶液,溶液变红色,只能说明溶液中含有Fe3+,无法证明是否含有Fe2+。(2)当溶液中含有Fe3+时,可以利用Fe2+的还原性证明Fe2+的存在,如加入KMnO4酸性溶液,溶液紫红色褪去。(3)某溶液中加入碱溶液后,最终得到红褐色沉淀,并不能断定该溶液中一定含有Fe3+,也可能含有Fe2+。【变式训练1】

向某溶液中加入含Fe2+的溶液后,无明显变化。当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+>Cl2C.Fe2+与SCN-不能形成红色物质

D.Fe2+被氧化为Fe3+答案:B解析:溶液中的Fe2+与加入的新制氯水发生反应:2Fe2++Cl2══2Fe3++2Cl-,氧化性:Fe3+<Cl2。能使含Fe3+的溶液变为红色,说明原溶液中一定含有SCN-。因原溶液中加入含Fe2+的溶液后,无明显变化,说明Fe2+与SCN-不能形成红色物质。【变式训练2】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Fe2＋B．向某溶液中通入Cl2，然后加入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，生成红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋D．向某溶液中加入NaOH溶液生成白色沉淀，又观察到沉淀颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe3＋，不含有Mg2＋C

[向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液呈红色，证明存在Fe3＋，不能证明没有Fe2＋，故A项错误；若原溶液中不含Fe2＋，含有Fe3＋，通入Cl2，加入KSCN溶液，溶液也变为红色，故B项错误；加入NaOH溶液，生成红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋，故C项正确；若存在Mg2＋，生成的氢氧化镁为白色沉淀，氢氧化铁沉淀的红褐色可掩盖氢氧化镁沉淀的白色，故D项错误。]【变式训练3】用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是()A．若无固体剩余，则溶液中一定有Fe3＋B．若有固体存在，则溶液中一定有Fe2＋C．若溶液中有Cu2＋，则一定没有固体析出D．若溶液中有Fe2＋，则一定有Cu析出B