高中化学新教材同步必修第一册 第3章 微专题七 铁三角的相互转化及铁离子、亚铁离子的检验教案讲义

一、“铁三角”——Fe、Fe2＋、Fe3＋的相互转化1．常见的转化①将H2S气体通入FeCl3溶液中产生淡黄色沉淀：H2S＋2Fe3＋=S↓＋2Fe2＋＋2H＋②将FeCl3溶液滴入淀粉­KI溶液，溶液变蓝：2I－＋2Fe3＋=I2＋2Fe2＋③用FeCl3溶液腐蚀废旧线路板上的铜箔：Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋④将H2O2滴入酸性FeCl2溶液中：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O⑤将新制氯水滴入FeCl2溶液中：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－⑥铁粉溶于盐酸中：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑⑦铁粉在氯气中燃烧：2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2FeCl3⑧硫酸亚铁溶液与锌粉反应：Fe2＋＋Zn=Zn2＋＋Fe2．分析除杂问题(括号内物质为杂质)①FeCl3溶液(FeCl2)：加足量氯水或双氧水或通入足量Cl2。②FeCl2溶液(FeCl3)：加足量铁粉，充分反应后过滤。③FeSO4溶液(CuSO4)：加足量铁粉，充分反应后过滤。3．盐溶液的配制与保存在含Fe2＋的溶液中加入铁粉防止被氧化。1．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铜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FeCl2与Cl2反应生成FeCl3，FeCl3与Fe粉反应生成FeCl2，A、B都正确；Fe(OH)3、Fe(OH)2受热都易分解，D错误。2．(2018·江西南昌二中高一月考)FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后固体完全溶解，则下列判断正确的是()A．溶液中一定含Cu2＋和Fe2＋B．溶液中一定含Cu2＋和Fe3＋C．溶液中一定含Fe3＋和Fe2＋D．溶液中一定含Fe3＋、Cu2＋和Fe2＋答案A解析因氧化性：Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，在FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入一定量的铁粉，铁先与铁离子反应生成亚铁离子，最终无固体存在，说明溶液中的铜离子没参加反应，所以溶液中一定存在Cu2＋和Fe2＋，不一定含有Fe3＋。3．(2018·天津南开中学期末)向硫酸铁溶液中加入ag铜，完全溶解后再加入bg铁，充分反应后得到cg残余固体，且a＞c，则下列说法正确的是()A．残余固体是铜和铁B．最后得到的溶液中一定含有Cu2＋C．将残余固体加入稀硫酸中，有气泡产生D．最后得到的溶液中可能含有Fe3＋答案B解析向硫酸铁溶液中加入铜、铁，充分反应后残余固体可能是铜，也可能是铜和铁，且溶液中一定没有Fe3＋，根据a＞c可知，残余固体是铜且溶液中一定含有Cu2＋，则将残余固体加入稀硫酸中，不会有气泡产生。4．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)写出下列物质的化学式：A______________，B____________，C_____________，D______________，E____________。(2)反应③的离子方程式为________________________________________________________；反应④的离子方程式为___________________________________________________________；反应⑦的化学方程式为___________________________________________________________。答案(1)FeFeCl2FeCl3Fe(OH)2Fe(OH)3(2)2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－(其他合理答案也可)2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋(其他合理答案也可)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3解析二、Fe3＋和Fe2＋的检验与鉴别1．直接观察法2．显色反应法3．强碱沉淀法4．强氧化剂法1Fe3＋的检验方法中大多数都有一定的局限性如采用颜色、NaOH溶液等，常用的方法为“KSCN法”；Fe2＋的检验方法中大多数也都有一定的局限性如采用颜色、NaOH溶液、酸性KMnO4溶液等，常用“KSCN—氯水或H2O2法”。2溶液中同时含有Fe3＋、Fe2＋，若检验Fe2＋不能用NaOH溶液或KSCN—氯水，因为Fe3＋的存在对Fe2＋的检验起了干扰作用。5．下列有关物质检验方法不合理的是()A．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，该溶液中一定含有Fe2＋B．用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2C．检验绿矾晶体是否已氧化变质，可将绿矾晶体溶于稀H2SO4后滴加KSCN溶液，再观察溶液是否变红D．向某溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋答案B＋，溶液显红色，故A项正确；Cl－也能和酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应从而使溶液的紫红色褪去，故B项错误；若绿矾变质则晶体中会有Fe3＋，绿矾晶体溶于稀硫酸后再加KSCN溶液，若溶液显红色，则绿矾变质；若不显红色，说明绿矾没有变质，故C项正确；Fe3＋遇到OH－会生成Fe(OH)3红褐色沉淀，故D项正确。6．选择合适试剂完成甲、乙两组实验。甲组：检验含Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋；乙组：检验含Fe2＋的溶液中是否含有Fe3＋。下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是()试剂选项甲组乙组A新制氯水、KSCN溶液NaOH溶液B酸性KMnO4溶液KSCN溶液CKOH溶液溴水D溴水酸性KMnO4溶液答案B解析甲组，在Fe3＋存在的条件下检验Fe2＋，要排除Fe3＋干扰。所选试剂具备下列条件：一是能与Fe2＋发生有明显现象的反应；二是与Fe3＋不反应。溴水符合条件，实验现象是溴水颜色变浅，酸性KMnO4溶液也符合条件：5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，实验现象是溶液的紫色变浅。乙组，在Fe2＋存在的条件下检验Fe3＋，用KSCN溶液检验Fe3＋即可，Fe2＋不会造成干扰。7．(2018·陕西延安实验中学高一期末)《神农本草经》记载：“神农尝百草，日遇七十二毒，得茶而解。”茶叶中铁元素的检验可经以下四个步骤完成，各步骤中选用的实验用品不能都用到的是()A．将茶叶灼烧灰化，选用①、②和⑨B．用浓盐酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释，选用④、⑥和⑦C．过滤得到滤液，选用④、⑤和⑦D．检验滤液中的Fe3＋，选用③、⑧和⑩答案B解析将茶叶灼烧灰化，应在坩埚中加热，①、②和⑨都能用到，A项不符合；用浓盐酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释，应在烧杯中进行，可用玻璃棒搅拌，选用④和⑦，用不到⑥，B符合；过滤时需要用到漏斗、烧杯和玻璃棒，④、⑤和⑦都能用到，C不符合；检验滤液中的Fe3＋，可用胶头滴管取少量滤液于小试管中，用KSCN溶液检验，用到的仪器有试管、装KSCN溶液的细口瓶、胶头滴管等，③、⑧和⑩都能用到，D不符合。8．有NaCl、FeCl3、FeCl2、MgCl2四种溶液，用一种试剂就可把它们鉴别开来，这种试剂是()A．盐酸 B．烧碱溶液C．硫氰酸钾溶液 D．硝酸银溶液答案B解析将过量NaOH溶液分别加入题述几种溶液中，无明显现象的是NaCl，生成白色沉淀且迅速变为灰绿色最后变为红褐色的是FeCl2，立即生成红褐色沉淀的是FeCl3，生成白色沉淀且沉淀颜色无变化的是MgCl2。9．(2018·辽宁沈阳铁路实验中学高一质量检测)某化学学习小组欲探究铁及其化合物的氧化性和还原性。请你协助他们完成实验报告。(1)实验目的：探究铁及其化合物的氧化性和还原性。(2)实验试剂及仪器：试剂：氯化亚铁溶液、氯化铁溶液、氯水、KSCN溶液、铁粉、锌片、铜片、稀硫酸。仪器：除胶头滴管外，你认为本实验必不可少的一种玻璃仪器是________。(3)实验记录(仿照①实验作答，填写空白部分)。序号实验设计实验现象离子方程式解释与结论①在铁粉中滴入稀硫酸铁粉溶解，溶液由无色变成浅绿色，生成无色无味气体Fe＋2H＋=H2↑＋Fe2＋Fe具有还原性②FeCl2溶液中滴入KSCN溶液，再加氯水滴入KSCN溶液无明显变化，加入氯水立即变成红色③FeCl2溶液中加入锌片Fe2＋＋Zn=Fe＋Zn2＋④2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋Fe3＋具有氧化性(4)学习小组的同学将从本实验中获得的知识推广到其他类物质的学习中，请判断下列物质既有氧化性又有还原性的是________(填字母)。A．Cl2B．NaC．Mg2＋D．H2O2(5)在实验②中，有部分同学在氯化亚铁溶液中滴入KSCN溶液后，出现了红色，你认为是什么原因：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________；你对实验员在配制氯化亚铁溶液时，提出的建议是____________________________________________________________________________________________________________________。(6)在配制氯化铁溶液时，含有少量Fe2＋，为检验少量Fe2＋的存在，请从下列物质中选择合适的试剂________(填字母)。A．KSCN溶液 B．稀盐酸C．酸性KMnO4溶液 D．NaOH溶液答案(2)试管(3)②2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－、Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3Fe2＋具有还原性③溶液的浅绿色逐渐褪去Fe2＋具有氧化性④FeCl3溶液中加入KSCN溶液，再加Cu片滴入KSCN溶液呈红色，加入Cu片，红色消失(4)AD(5)氯化亚铁溶液中的Fe2＋被氧化配制氯化亚铁溶液时要加入少量的铁粉(6)C解析(2)物质的性质实验是取少量试剂进行反应，根据反应现象分析判断性质，故实验是在试管中进行的。(3)②氯化亚铁溶液中滴入KSCN溶液，再加入氯水，滴入KSCN溶液无明显变化，加入氯水立即变成红色，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－、Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3，实验证明亚铁离子具有还原性。③氯化亚铁溶液中加入锌片，锌片溶解，析出铁，溶液从浅绿色变为无色，锌置换出铁，证明亚铁离子具有氧化性。④铁离子与硫氰酸钾反应，溶液变为红色，加入铜片后红色褪去，说明铁离子具有氧化性。(4)物质既有氧化性又有还原性说明元素化合价处于中间价态。A项，Cl2中氯元素化合价可以升高也可以降低，具有还原性和氧化性；B项，Na元素化合价只能升高，具有还原性；C项，Mg2＋中镁元素的化合价只能降低，具有氧化