9.2.1反应的合理选择-2024学年高一化学同步课堂（苏教版2019必修第二册）

第二节探究铁及其化合物的转化

课时1反应的合理选择

专题九

金属与人类文明授课人：学习目标1.掌握Fe单质的性质。2.能依据Fe3＋、Fe2＋的性质提出相互转化的思路和检验方法。3.能从多个方面对可能的物质制备反应路线进行选择。4.能从多个方面对可能的转化路径进行优选。如何鉴别FeCl3

和FeCl2

溶液？物理法：FeCl3

溶液：黄色至红棕色FeCl2

溶液：浅绿色一、Fe3＋、Fe2＋的检验向两支试管中分别加入少量FeCl3

和FeCl2

溶液，然后各滴加少量NaOH溶液，观察实验现象一、Fe3＋、Fe2＋的检验无明显现象2滴NaOH溶液稀FeCl2溶液思考：将两种溶液稀释至接近无色，如何鉴别？一、Fe3＋、Fe2＋的检验2滴NaOH溶液稀FeCl3溶液无明显现象一、Fe3＋、Fe2＋的检验2滴KSCN溶液稀FeCl3溶液血红色溶液这种方法所需试剂少，灵敏度高。因此，通常用KSCN溶液检验Fe3+。Fe3＋＋3SCN－==Fe(SCN)3黄色血红色硫氰化铁，一种配合物，可溶于水一、Fe3＋、Fe2＋的检验无明显现象滴加2滴KSCN溶液Fe2+与KSCN溶液不反应FeCl2溶液滴加几滴氯水溶液呈红色上述方法可用于检验溶液中Fe2+的存在，但要注意试剂的滴加顺序。思考2：酸浸滤液中Fe2+是否完全转化成Fe3+了呢？事实是：需要在大量Fe3+存在的情况下检验Fe2+的存在Fe2+

的检验一、Fe3＋、Fe2＋的检验滴加2滴K3[Fe(CN)6]溶液蓝色沉淀拓展视野：铁氰化钾，即六氰合铁酸钾，化学式为K3[Fe(CN)6]。遇亚铁盐则生成蓝色沉淀。因此，常用铁氰化钾溶液检验亚铁离子。证明有Fe2+

2mLFeCl3溶液+1滴FeCl2溶液Fe2+

的检验Fe3+与K3[Fe(CN)6]溶液不反应典例解析例1.鉴定某一FeCl2溶液是否被氧化，最好采用（）A.加入NaOH溶液B.加入KSCN溶液C.先通入氯气，再加入KSCN溶液D.先加足量铁粉，再加入KSCN溶液B二、Fe3＋、Fe2＋的性质反应原理：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－Fe3＋＋3SCN－==Fe(SCN)3二、Fe3＋、Fe2＋的性质氯化铁分别与铜单质、碘化钾反应二、Fe3＋、Fe2＋的性质反应原理：应用：制造电路板2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋

2Fe3＋＋2I-===2Fe2＋＋I2

二、Fe3＋、Fe2＋的性质反应原理：应用：制造电路板2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋

蚀刻液——氯化铁溶液2Fe3＋＋2I-===2Fe2＋＋I2

二、Fe3＋、Fe2＋的性质具有氧化性既有氧化性又有还原性Fe2＋、Fe3＋的相互转化Fe2＋Fe3＋氧化剂还原剂强氧化剂：Cl2、Br2、HNO3、HClO等双氧水：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O新制氯水或氯气：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－氧化剂还可以是：O2、HNO3等KMnO4(H＋)是否可以？二、Fe3＋、Fe2＋的性质Fe2＋和Cl-均具有还原性，且还原性：Fe2＋大于Cl-，酸性KMnO4溶液会优先氧化Fe2＋；但浓度较大的Cl－也能使酸性KMnO4溶液褪色。思考：能否用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2？二、Fe3＋、Fe2＋的性质还原剂：Cu、Fe、S2-、I-、SO2等Fe2＋、Fe3＋的相互转化Fe2＋Fe3＋氧化剂还原剂2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋

2Fe3＋＋2I-===2Fe2＋＋I2

“铁三角”的转化关系二、Fe3＋、Fe2＋的性质典例解析例2.把铁和铜加入氯化铁、氯化亚铁和氯化铜的混合溶液中，反应后铁有剩余则（）A.剩下的固体是Fe和CuB.溶液中有Fe3＋、Fe2＋C.剩下的固体是Fe，无CuD.溶液中有Fe2＋、Cu2＋A三氯化铁FeCl3

是一种很重要的铁盐，也是极其重要的化工原料，在工业上有着十分广泛的用途。三、FeCl3的制备主要用于铜、铝、不锈钢等金属材料的蚀刻；在污水处理方面，FeCl3对污水进行净化处理具有较好的效果；在建筑工业方面，FeCl3用于制备混凝土，以增强混凝土的强度、抗腐蚀性及防水性等性能；在无机工业方面，FeCl3用作制造其他铁盐和墨水；在新能源开发方面，FeCl3

可以作为锂离子电池正极材料—磷酸铁锂的铁源；在有机工业方面，FeCl3用作催化剂、氧化剂和氯化剂等。三氯化铁的用途资料卡三、FeCl3的制备三、反应的合理选择反应的类型反应条件反应的装置产物分离的要求反应原料目标产物可能的反应路径请设计以铁屑为原料制取氯化铁的转化思路物质转化的思路三、反应的合理选择FeFeOFe2O3Fe3O4Fe(OH)3Fe(OH)2FeCl2

Fe2(SO4)3FeCl3化合价升高，发生氧化还原反应化合价不变，发生非氧化还原反应价类二维图+3+2氢氧化物盐氧化物单质0类别化合价三、反应的合理选择以铁屑为原料制取FeCl3的可能反应途径FeFeOFe2O3Fe(OH)3Fe(OH)2

FeCl3FeCl21．Fe→FeCl33．Fe→Fe2O3→FeCl32．Fe→FeCl2→FeCl3+3+2氢氧化物盐氧化物单质0类别化合价三、反应的合理选择FeFeCl3

在氯气中点燃路径一从反应炉中排出并经冷凝得到固体FeCl32Fe+3Cl2===2FeCl3点燃FeFeCl3

盐酸溶解铁路径二FeCl2Fe＋2HCl==FeCl2＋H2↑2FeCl2＋Cl2===2FeCl3氯气氧化后分离提纯FeFeCl3

缓慢氧化路径三Fe2O3盐酸溶解后分离提纯4Fe+3O2==2Fe2O3Fe2O3＋6HCl==2FeCl3＋3H2O三、反应的合理选择物质制备反应路线的选择实际制备物质时，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、生产成本等因素进行综合判断，选择合适、可控的反应路径。反应的合理选择三、反应的合理选择例3.如图为铁元素的价—类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是（）A.铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化①B.灼烧Fe（OH）3发生转化⑥，加水溶解可实现转化③C.FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化②生成红棕色粉末D.由图可预测：高铁酸盐（

）具有强氧化性，可用于消毒，

与水反应最终可生成Fe(OH)3

胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可用作净水剂D课堂小结Fe3＋、Fe2＋的检验反应的合理选择不良反应Fe3＋检验Fe2＋检验价类二维图制备FeCl3途径选择Fe3＋、Fe2＋的性质Fe3＋性质Fe2＋性质随堂练习1.电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀绝缘板上的铜箔，制作印刷电路板。下列说法正确的是（）A.该反应为置换反应B.用KSCN溶液可检验废液中的Fe2＋C.可用置换法回收废液中的铜D.Fe3＋能溶解Cu说明Cu