2023-2024学年苏教版必修第二册 专题9　第2单元　探究铁及其化合物的转化 课件（34张）

专题9金属与人类文明第二单元探究铁及其化合物的转化内容索引学习目标活动方案课堂反馈学习目标1.了解铁及其重要化合物的主要性质，了解它们在生产、生活中的应用。2.能根据铁及其化合物的性质提出转化的思路，能从多方面对可能的转化路径进行优选。3.能运用控制变量的方法设计实验方案。活动方案阅读教材，了解为什么要探索金属及其化合物之间的转化规律？设计物质转化时一般按什么思路？【答案】

自然界蕴藏着大量的金属化合物，为了更好地开发和利用这些自然资源，探索金属及其化合物的转化规律至关重要。物质转化首先必须明确目标产物是什么。有了目标产物，可以依据产物特性选择反应原料和可能的反应路径。确定反应的类型和反应条件，依据发生的化学反应和产物分离的要求合理选择反应的装置等。活动一：了解物质转化的目标1.下面三种途径可生成氯化铁，分别分析三种途径的原理和方法。Fe―→FeCl3

(1)Fe―→FeCl2―→FeCl3 (2)Fe―→Fe2O3―→FeCl3 (3)【答案】

路径(1)选择氯气在点燃条件下将铁转化为＋3价的铁化合物，从反应炉中排出并经冷凝得到固体氯化铁；路径(2)需要用盐酸来溶解铁，生成FeCl2，在溶液中再用Cl2将FeCl2氧化为FeCl3，分离提纯得到产物；路径(3)需要用空气在一定条件下将铁缓慢氧化成氧化铁，再将其溶解在盐酸中得到氯化铁，分离提纯得到产物。活动二：设计制备氯化铁的实验方案2.物质制备反应路径的选择依据是什么？【答案】

实际制备物质时，必须根据反应原料、反应条件、反应步骤、产物要求、反应装置、环境保护和生产成本等因素进行综合判断，选择合适、可控的反应路径。1.在实验室中，可从与Fe3＋有关的多种反应中选择合适的反应，以检验溶液中的Fe3＋。如在含有Fe3＋的溶液中加入氢氧化钠溶液，通过观察是否生成红褐色的氢氧化铁沉淀，便可定性地检验Fe3＋是否存在。这种方法有什么不足？【答案】

这种方法需要加入的碱量较多，现象也容易受到干扰，反应的灵敏度和精确性都不高。活动三：检验Fe3＋方法的选择2.在溶液中，某些金属离子能与一些特定的物质结合生成有颜色的物质，即便金属离子的含量很少，溶液颜色也会因特定物质的加入而发生显著变化。在含有Fe3＋的溶液中滴加KSCN溶液，反应混合液立刻变成了血红色，而Fe2＋遇KSCN溶液不显色。这种方法灵敏度高，常用于检验溶液中是否存在Fe3＋。用KSCN溶液检验Fe3＋，发生的反应可简单表示为Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。根据上述选择的描述，你会选择什么方法检验Fe3＋？【答案】

用KSCN溶液检验Fe3＋。1.完成下面3个实验。【实验1】

取两支试管分别编为A、B，向A试管中加入3mL0.1mol·L－1FeCl3溶液，向B试管中加入3mL0.1mol·L－1FeCl2溶液。然后向两试管中各滴加2滴硫氰化钾溶液，观察实验现象。【实验2】

向实验1中的A试管中加入过量铁粉，观察实验现象。【实验3】

向实验1中的B试管中加入少量新制氯水，观察实验现象。活动四：Fe2＋、Fe3＋的性质与转化填写下表：实验序号实验现象发生的反应实验结论实验1实验2实验3A中溶液变红Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3Fe3＋遇SCN－变红B中无明显变化——Fe2＋遇SCN－不变红A中加入铁粉后红色褪去2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋Fe3＋与Fe反应转化为Fe2＋B中滴加氯水后溶液变红2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－

Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3Fe2＋被氯气氧化为Fe3＋2.根据实验你能得出Fe2＋、Fe3＋分别具有什么性质，能否转化？怎么转化？写出酸性条件下Fe2＋被H2O2氧化的化学方程式。【答案】

Fe2＋具有还原性，Fe3＋具有氧化性，一定条件下能相互转化：Fe2＋在溶液中容易被一些氧化剂(如氯水中的Cl2、空气中的O2和H2O2等)氧化为Fe3＋，而Fe粉可以将Fe3＋还原为Fe2＋。酸性条件下Fe2＋被双氧水氧化的化学方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。3.在配制含Fe2＋的溶液时，为防止溶液中的Fe2＋被氧化，可以采取什么措施？为什么？【答案】

由于Fe2＋易被氧化，为防止其被氧化，可在所配制的溶液中加入少量铁粉，若Fe2＋被氧化为Fe3＋，Fe3＋又会与铁粉反应转化为Fe2＋，即不会出现变质。在生产和科学实验中，要实现＋2价的亚铁盐和＋3价的铁盐之间的相互转化，可以选择适当的氧化剂或还原剂。Fe2＋和Fe3＋之间的转化常发生在溶液中。1.如何除去废水中的Fe2＋？【答案】

先将其氧化为Fe3＋，再调节溶液的pH使Fe3＋转化为红褐色的Fe(OH)3沉淀，通过过滤的方法将其除去。活动五：生产和科学实验中两种铁盐之间的转化2.用毛笔蘸取少量30%的FeCl3溶液，在铜片上画一个“＋”，放置片刻后，用少量水将铜片上的溶液冲到小烧杯中。该反应可用于制作电路板。填写下列实验记录。

实验现象原因(离子方程式)铜片被腐蚀2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋取两支试管分别编为A、B，向A试管中加入3mL0.1mol·L－1FeSO4溶液，向B试管中加入3mL0.05mol·L－1Fe2(SO4)3溶液，再分别逐滴加入0.1mol·L－1NaOH溶液，边滴加边振荡试管(两支试管中滴加的碱量相近)。1.对比两个反应，分别看到了什么现象？【答案】

A试管中先生成白色沉淀，很快变成灰绿色，最后变为红褐色；B试管中直接出现红褐色沉淀。活动六：反应条件对反应影响的探究2.讨论A试管中最终没有生成白色沉淀的可能原因是什么？设计实验验证猜测是否正确。【答案】

可能原因：(1)所用的硫酸亚铁溶液中含有Fe3＋；(2)实验过程中，空气中的氧气参加了反应，把氢氧化亚铁氧化成氢氧化铁。可用KSCN溶液检验试管A中是否含Fe3＋；可设计实验隔绝空气进行实验，如液面上覆盖一层油脂，并将胶头滴管插入液面下，尽量避免空气进入溶液参与反应。3.研究表明，向FeSO4溶液中加入NaOH溶液，产生的白色絮状沉淀会迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。通过控制实验条件证实，Fe2＋与OH－反应生成白色的氢氧化亚铁。氢氧化亚铁极易被空气中的氧气氧化，最后生成红褐色的氢氧化铁。写出发生反应的化学方程式。【答案】

FeSO4＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋Na2SO44Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3课堂反馈24513761.(2022·连云港高一期末)铁及其化合物在生产、生活中应用广泛。下列有关它们的性质与用途具有对应关系的是(

)A.Fe2(SO4)3有氧化性，可用作净水剂

B.Fe3O4有磁性，可用作高炉炼铁的原料C.Fe2O3是红棕色，可用于制红色油漆

D.Fe有还原性，可用于铝热反应焊接钢轨【解析】

Fe3＋在水溶液中水解生成Fe(OH)3胶体，胶体具有吸附性，能吸附水中悬浮杂质沉降，A错误；Fe3O4因含有铁元素，可作炼铁原料，与磁性无关，B错误；铝热反应是用Al还原铁的氧化物，D错误。【答案】

C24513762.(2022·南通高一下阶段联考)下列方案能达到实验目的的是(

)A.用KSCN溶液检验溶液中的Fe2＋B.用通入O2的方法除去NO2中含有的NOC.加适量氯水除去FeCl3溶液中的少量FeCl2D.用蒸发、结晶、灼烧的方法从NH4Cl溶液中获取NH4Cl【解析】

应用KSCN溶液检验Fe3＋，A错误；O2的量无法控制，若O2过量，含有O2杂质，B错误；发生反应：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，C正确；NH4Cl受热易分解，D错误。【答案】

C2453763.证明某溶液中不含Fe3＋而可能含有Fe2＋的实验操作如下：①加入足量新制氯水；②加入足量酸性高锰酸钾溶液；③加入少量硫氰化铵溶液；④加入氢氧化钠溶液。最佳的实验操作及顺序是

(

)A.①③

B.③②

C.③① D.④①1【解析】

取原溶液少许，先滴加硫氰化铵溶液，若溶液不变红色，说明原溶液中不含Fe3＋；再滴加氯水，溶液变为红色，说明原溶液中含有Fe2＋。酸性高锰酸钾溶液为紫红色，会干扰溶液变为红色的观察；Fe2＋与碱反应产生沉淀的颜色由白色到灰绿色最终变为红褐色的变化，Fe3＋与碱反应产生红褐色沉淀，二者同时出现时，难于观察。故选C。【答案】

C2453764.下列关于Fe2＋、Fe3＋性质实验的说法错误的是(

)A.用右图装置可以制备沉淀Fe(OH)2B.配制FeCl3溶液时，先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度C.向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，此现象不能确定溶液中含有Fe2＋D.向含Fe3＋的溶液中滴入含SCN－的溶液，溶液立即变为血红色12453761【解析】

反应开始时生成的氢气进入B中，可排出空气，防止生成的氢氧化亚铁被氧化，一段时间后关闭止水夹C，A中硫酸亚铁进入B中可生成Fe(OH)2，A正确；FeCl3易水解，配制溶液时应防止溶液因水解而生成氢氧化铁沉淀，可先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度，B正确；向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，说明原溶液中不存在Fe3＋，滴加氯水后溶液显红色，说明此时溶液中含有Fe3＋，此现象证明原溶液中含有Fe2＋，C错误；向含Fe3＋的溶液中滴入含SCN－的溶液，溶液立即变为血红色，D正确。【答案】

C2453765.为探究某食品包装袋内一小包脱氧剂中的还原铁粉是否变质，分别取少量样品溶于盐酸，再进行下列实验，其结论正确的是(

)A.若再滴加KSCN溶液，溶液变红，说明铁粉变质B.若再滴加KSCN溶液，溶液未变红，说明铁粉末变质C.若再依次滴加氯水、KSCN溶液，溶液变红，说明铁粉全部变质D.若再滴加KSCN溶液，溶液未变红，再滴加氯水，溶液变红，说明铁粉全部变质12453761【解析】

若再滴加KSCN溶液，溶液变红，说明溶液中含有铁离子，可以确定还原铁粉被氧化变质，A正确；若再滴加KSCN溶液，溶液未变红，说明溶液中无铁离子，由于Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，故不能确定还原铁粉是否被氧化，B错误；氯水具有强氧化性，可以把亚铁离子氧化为铁离子，亚铁离子可能是由铁与盐酸反应生成的，故不能确定还原铁粉是否被氧化，C错误；若再滴加KSCN溶液，溶液未变红，再滴加氯水，溶液变红，说明溶液中不含铁离子，含有亚铁离子，亚铁离子可能是由铁与盐酸反应生成的，故不能确定还原铁粉是否被氧化，D错误。【答案】

A2453766.(2022·南京期末)FeSO4溶液催化脱除烟气中SO2的反应原理如题图所示。下列说法正确的是(

)A.“反应Ⅰ”中氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1B.“反应Ⅱ”的离子方程式为2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋C.反应一段时间后，溶液中c(H2SO4)保持不变D.反应每脱除11.2LSO2，转移电子的物质的量为1mol12453761【解析】

反应Ⅰ为4Fe2