2023-2024学年鲁科版（2019）必修第一册 3-1-2铁及其化合物之间的转化关系课件（41张）

第2课时铁及其化合物之间的转化关系学业基础核心素养学考评价学业要求1．从物质类别、元素价态的角度，依据复分解反应规律和氧化还原反应原理，预测含有铁元素的物质的性质及物质之间的转化，设计实验进行初步验证，并能分析解释有关实验现象，培养科学探究与创新意识的化学核心素养。2．利用含有铁元素的物质的性质和转化关系，设计制备、分离、检验等简单任务的方案；能从物质类别和元素价态变化的角度说明物质的转化路径，培养证据推理与模型认知的意识。3．分别根据含有铁元素的物质性质，分析生产、生活中的实际问题，如补铁剂中铁元素价态的检验、线路板废液的回收利用等，培养科学态度与社会责任的化学核心素养。知识网络学业基础一、铁及其化合物之间的转化1．绘制铁及其化合物的“价—类”二维图，并表示各物质之间的转化关系，示例如下：按要求书写下列反应的化学方程式或离子方程式。(1)同价态含铁物质之间的转化①FeO→Fe2＋：_____________________。②Fe2＋⇄Fe(OH)2：______________________、_________________________。③Fe2O3→Fe3＋：________________________。④Fe3＋⇄Fe(OH)3：______________________、________________________。⑤Fe(OH)3→Fe2O3：___________________。以上反应①②③④一般是通过____________实现物质之间的转化。FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2OFe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2OFe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2OFe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O

复分解反应(2)不同价态含铁物质之间的转化①Fe→②Fe2O3→Fe：________________________。③

_______________________、_________________。④Fe(OH)2→Fe(OH)3：___________________________。以上反应一般都是通过________反应实现物质之间的转化。Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑

2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3氧化还原2．应用(1)铁及其化合物的制备，如工业炼铁、实验室制Fe(OH)2。(2)亚铁盐溶液的保存，如为防止FeSO4被氧化，常向溶液中加入少量的________。(3)物质的检验、除杂，如检验Fe2＋、Fe3＋。铁粉[即学即练]1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)FeCl2不能通过化合反应制得(

)(2)同价态含铁物质间的转化一般可通过复分解反应实现(

)(3)Fe(OH)3只能由可溶性铁盐和碱通过复分解反应制得，不能通过化合反应制得(

)(4)向溶液中加入NaOH溶液，生成红褐色沉淀，则溶液中一定含有Fe3＋，一定不存在Fe2＋和Mg2＋(

)(5)除去FeCl3溶液中少量的CuCl2杂质，可向溶液中加入过量铁粉，然后过滤(

)(6)Cu与FeCl3溶液反应可生成CuCl2(

)(7)铁与过量的硫粉共热产物是Fe2S3(

)(8)某含铁盐化学式为Na2FeO4，具有较强的杀菌消毒功能，其中铁元素的化合价是＋6价(

)×√×××√×√2．部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是(

)A.a可与e反应生成bB．b既可被氧化，也可被还原C．可将e加入浓碱液中制得d的胶体D．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系答案：C3．以下转化过程不可以通过化合反应一步实现的是(

)A．Fe→FeCl3 B．Fe→FeCl2C．Fe2O3→Fe(OH)3

D．Fe(OH)2→Fe(OH)3答案：C解析：铁和氯气反应生成氯化铁，故能一步化合实现，所以A项不符合题意；铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，故能一步化合实现，所以B项不符合题意；氧化铁不能和水发生化合反应得到氢氧化铁，故不能一步化合得到，所以C项符合题意；氢氧化亚铁和氧气、水反应生成氢氧化铁，能通过化合反应一步实现，所以D项不符合题意。4．A、B、C三种物质中均含有同一种元素M，它们之间有如图所示的转化关系。A为一种金属单质，其产量直接关系国民经济命脉。反应①②③均为化合反应，反应④为置换反应。下列有关说法不正确的是(

)A.①中所加试剂可能是氯气B．③中需要加具有氧化性的试剂C．④中所加试剂可能是铜或锌等D．元素M在②中发生的价态变化也能通过加碘化钾溶液实现答案：C解析：根据转化关系及题意可确定A为变价金属Fe。反应①中加入氯气能实现，B为氯化铁，C为氯化亚铁，所以A正确；反应③中铁元素由＋2价变为＋3价，需要加具有氧化性的试剂，所以B正确；反应④是由Fe到Fe2＋，加Cu或Zn不能实现，所以C错误；Fe3＋可以与I－反应生成Fe2＋和I2，所以D正确。5．下列物质溶于稀盐酸后，滴加KSCN溶液没有颜色变化，再加氯水呈红色的是(

)A．Fe3O4 B．Fe2O3C．FeCl3

D．FeO答案：D解析：Fe3O4溶于稀盐酸，溶液中存在铁离子和亚铁离子，滴加硫氰酸钾溶液后即可变成红色，故A项错误；Fe2O3与盐酸反应生成了铁离子，滴加硫氰酸钾溶液后变成红色，故B项错误；FeCl3溶于稀盐酸，溶液中含有铁离子，滴加硫氰酸钾溶液后变成红色，故C项错误；FeO和稀盐酸反应生成氯化亚铁，溶液中没有铁离子，滴加硫氰酸钾溶液没有颜色变化；加入氯水后，氯水具有很强的氧化性，会把亚铁离子氧化成铁离子，溶液显示红色，故D项正确。二、补铁剂中铁元素价态的检验1．实验：补铁剂中铁元素价态的检验(1)预测补铁剂中铁元素价态补铁剂中铁元素价态有以下3种可能：①可能为__________；②可能为__________；③可能既有＋2价，又有＋3价(Fe2＋和Fe3＋)。(2)实验方案＋2价(Fe2＋)＋3价(Fe3＋)(3)实验操作、现象及结论方案一：实验操作实验现象实验结论加入硫氰酸钾溶液，溶液颜色无变化；加入氯水后，溶液变为________含有Fe2＋，不含________红色Fe3＋方案二：(4)实验结论分析经过实验验证，补铁剂中铁元素价态为＋2价，请写出相关反应的离子方程式：______________________，______________________。实验操作实验现象实验结论溶液颜色无变化________紫红色褪去含Fe2＋不含Fe3＋2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)32．铁元素与人体健康铁元素的生理功能人体中含量________的生命必需的微量元素，其中以血红蛋白的功能最为显著。血红蛋白分子中含有________价铁离子，具有载氧功能缺铁的危害如果人体缺铁，就会出现________科学合理食用富铁食品及补铁人体中铁元素主要来源于食物，动物血、肝脏、骨髓以及菠菜、红枣等食物含铁丰富，可以多食用维生素C具有________，可以将＋3价铁离子转化成人体可以吸收的＋2价铁离子，所以适量服用维生素C有利于铁元素的吸收最高＋2贫血还原性[即学即练]1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)血红蛋白分子中的铁元素价态为＋2价(

)(2)食用富含维生素C的食物利于人体对铁元素吸收，是利用维生素C的氧化性(

)(3)向补铁口服液中滴加KSCN溶液，溶液变为红色，则补血口服液中铁的价态只有＋3价(

)(4)可用NaOH溶液直接验证补铁口服液中铁元素的价态(

)(5)为防止补铁口服液中的Fe2＋被氧化为Fe3＋，在饮用前，可向口服液中加入铁粉(

)(6)探究维生素C的还原性，可向盛有2mL黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液，观察颜色变化(

)√××××√2．现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色，其原因可能是(

)A．苹果汁中的Fe2＋变成Fe3＋B．苹果汁中含有Cu2＋C．苹果汁含有OH－D．苹果汁含有Fe3＋答案：A解析：苹果中含有Fe2＋，把苹果榨成苹果汁之后，果汁中的Fe2＋被空气中的氧气氧化成Fe3＋。3．根据下列实验：①向Fe2(SO4)3和CuSO4的混合液中加入过量铁粉，充分反应，有红色固体析出，过滤。②取①中滤液，向其中滴加KSCN溶液，观察现象。判断下列说法正确的是(

)A．氧化性Cu2＋>Fe3＋B．①中所得固体只含铜C．①中滤液含有Cu2＋和Fe2＋D．②中不会观察到溶液变红答案：D解析：在反应2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋中，氧化剂为Fe3＋，氧化产物为Cu2＋，即可知氧化性Fe3＋>Cu2＋，故A项错误；①中所得固体含有过量的铁和置换出的铜，故B项错误；由于加入的铁是过量的，则溶液中不可能含有Cu2＋，故C项错误；因在①的滤液中只有Fe2＋，没有Fe3＋，则滴加KSCN溶液时并不会出现溶液变红的现象，故D项正确。4．为什么补铁剂与维生素C一起服用效果更好？

5．在验证补铁口服液中是否含有Fe2＋的实验中，向溶液中加入酸性KMnO4溶液，紫红色褪色，则一定证明含有Fe2＋吗？

6．可否用NaOH溶液检验补铁剂中铁元素的价态？为什么？答案：补铁剂中铁元素的化合价是＋2价，具有还原性，因维生素C的还原性比Fe2＋强，因此补铁剂与维生素C一起服用，可以防止补铁剂中的Fe2＋被氧化。答案：不一定，因为补铁口服液中的抗氧化剂(维生素C)有还原性，也可以使酸性KMnO4溶液褪色。答案：不能。若补铁剂中含有Fe3＋，加入NaOH溶液立即产生红褐色沉淀，则无法检验Fe2＋的存在。特别提醒(1)补铁剂的有效成分是亚铁盐(如FeSO4)，Fe2＋易被氧化为Fe3＋而失去补铁作用，因此需密封、隔绝O2存放。服用补铁剂时搭配维生素C可以增强补铁效果，这是因为维生素C可将Fe3＋还原为Fe2＋。(2)服用补铁剂时不能和茶水同饮，因为茶水中含大量的鞣酸，鞣酸与Fe2＋反应生成鞣酸亚铁，它的性质不稳定，很快被氧化成鞣酸铁而呈蓝黑色。核心素养含铁元素物质之间的转化[例]已知A为常见的金属单质，根据如下所示的转化关系回答下列问题：(1)写出下列各物质的化学式：A为________，B为________，C为________，D为________，E为________，F为________。(2)反应④的离子方程式为_____________________，反应⑤的离子方程式为________________，反应⑧的化学方程式为_________________________。FeFe3O4FeCl2FeCl3Fe(OH)2Fe(OH)32Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3解析：由转化关系图可知，红褐色固体F为Fe(OH)3，则E为Fe(OH)2，C为FeCl2，D为FeCl3，A为Fe，B为黑色固体，是Fe3O4，物质之间的转化如下所示。状元随笔解答无机框图题的关键是依据物质的特性或反应特征确定“突破口”，本题的突破口为：(1)F是一种红褐色固体(2)B与盐酸反应生成两种盐且能相互转化——含变价金属，B为Fe3O4[提升]某化学小组为验证Fe3＋与Fe2＋能够相互转化，进行如下实验。下列分析不合理的是(

)A.解释现象ⅰ的反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋B．实验②与③可以调换顺序C．溶液变红涉及反应：Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋D.氧化性：Cl2>Fe3＋>Fe2＋实验操作对应现象①向FeCl3溶液中加入过量铁粉；②滴加KSCN溶液；③再滴加几滴氯水ⅰ.溶液由棕黄色变为浅绿色；ⅱ.溶液无明显变化；ⅲ.溶液变红答案：B解析：向FeCl3溶液中加入过量铁粉，铁与Fe3＋反应生成Fe2＋，溶液由棕黄色变为浅绿色，A正确；先加氯水，Fe2＋被氧化为Fe3＋，再加KSCN溶液，溶液变红，无法检验Fe2＋，B错误；滴加氯水后，Fe2＋被氧化为Fe3＋，C正确；由反应方程式可知，氧化性：Cl2>Fe3＋>Fe2＋，D正确。关键能力1.不同价态铁元素之间的转化关系

(2)亚铁盐溶液的保存：加入少量铁粉防止亚铁盐被氧化。如2FeCl3＋Fe===3FeCl2(3)亚铁盐、铁盐的检验。①FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl(生成红褐色沉淀)②FeCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl(生成白色沉淀)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色)学考评价1．铁有＋2价和＋3价两种价态，下列有关反应不涉及铁元素价态变化的是(

)A．铁与稀硫酸反应B．铁在氧气中燃烧，其产物溶于盐酸中可得到两种盐C．氢氧化亚铁是白色固体，在空气中迅速变成灰绿色，最终变成红褐色D．氢氧化铁受热分解答案：C2．下列叙述不正确的是(

)选项被提纯物质杂质除杂试剂或方法AFeCl3溶液FeCl2通入适量Cl2BFeCl2溶液FeCl3加入过量铁粉并过滤C银粉铁粉加入过量盐酸并过滤DFe(OH)3Fe(OH)2在空气中灼烧答案：D解析：A项发生反应：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，正确；B项发生反应：Fe＋2FeCl3===3FeCl2，正确；C项银与盐酸不反应，而Fe与盐酸反应，正确；D项混合物在空气中灼烧时，Fe(OH)2最终转变为Fe2O3，错误。3.下列说法正确的是(

)A．Fe在一定条件下与水反应生成H2和Fe(OH)3B．FeO溶于盐酸后加入几滴KSCN溶液，溶液显红色C．工业上在高温下用CO还原含Fe2O3的铁矿石炼铁D．Fe3＋具有氧化性，据此可用KSCN溶液鉴别Fe3＋答案：C解析：高温下铁能与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，故A项错误；FeO溶于盐酸生成Fe2＋，Fe2＋与KSCN得不到红色溶液，故B项错误；一般炼铁的过程就是用CO还原Fe2O3生成Fe，故C项正确；用KSCN溶液鉴别Fe3＋主要是利用了Fe3＋与KSCN溶液反应显红色，而非Fe3＋的氧化性，故D项错误。4．铁片投入下列溶液，溶液质量增加，但无气体产生的是(

)A．AgNO3