2024-2025学年新教材高中化学第3章物质的性质与转化第1节铁的多样性第2课时铁及其化合物之间的转化关系学生用书鲁科版必修第一册

第2课时铁及其化合物之间的转化关系学业要求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，预料含有铁元素的物质的性质及物质之间的转化，设计试验进行初步验证，并能分析说明有关试验现象，培育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、分别、检验等简洁任务的方案；能从物质类别和元素价态改变的角度说明物质的转化路径，培育证据推理与模型认知的意识。3．分别依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，培育科学看法与社会责任的化学核心素养。学问网络学业基础——自学·思记·尝试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：2．补铁剂中铁元素价态的检验试验步骤试验现象试验结论①取少量补铁口服液置于试管中，滴入KSCN溶液a.不变红____________b．变红____________②若出现现象a，向反应后的溶液中滴加氯水________________________③若出现现象b，另取补铁剂滴加酸性KMnO4溶液紫红色褪去____________紫红色不褪去____________3.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假如人体缺铁，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汲取的＋2价铁离子，所以适量服用维生素C有利于铁元素的汲取[即学即练]1．推断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)NaOH溶液滴入FeSO4溶液中产生白色沉淀，随后变为红褐色，与氧化还原反应无关。()(2)Cu与FeCl3溶液反应可生成CuCl2。()(3)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，视察颜色改变。()(4)向CuSO4溶液中加入铁粉，有红色固体析出，则Fe2＋的氧化性强于Cu2＋的氧化性。()(5)铁与过量的硫粉共热产物是Fe2S3。()(6)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．以下转化过程不行以通过化合反应一步实现的是()A．Fe→FeCl3B．Fe→FeCl2C．Fe2O3→Fe(OH)3D．Fe(OH)2→Fe(OH)33．下列物质溶于稀盐酸后，滴加KSCN溶液没有颜色改变，再加氯水呈红色的是()A．Fe3O4B．Fe2O3C．FeCl3D．FeO4．下列试剂中，能使Fe2＋转化为Fe3＋的是()①氯气②NaCl溶液③KMnO4溶液④次氯酸⑤盐酸⑥NaNO3溶液A．①②③B．①③④C．②④⑤D．②⑤⑥5．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，其产量干脆关系国民经济命脉。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中须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中发生的价态改变也能通过加碘化钾溶液实现6．依据下列试验：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，视察现象。推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中不会视察到溶液变红核心素养——合作·探究·共享含铁元素物质之间的转化[例]已知A为常见的金属单质，依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________________________________。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，进行如下试验。试验操作对应现象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.溶液无明显改变；ⅲ.溶液变红下列分析不合理的是()A．说明现象ⅰ的反应：2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋B．试验②与③可以调换依次C.溶液变红涉及反应：Cl2＋2Fe2＋=2Cl－＋2Fe3＋D．氧化性：Cl2>Fe3＋>Fe2＋关键实力1.不同价态铁元素之间的转化关系2．铁及其化合物间的转化(1)铁及其化合物的制备。①冶炼铁：Fe2O3＋2Aleq\o(=,\s\up7(高温))Al2O3＋2FeFe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2②亚铁盐、铁盐的制备：Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O2FeCl2＋Cl2=2FeCl3Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2FeCl3(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，快速变灰绿色，最终变成红褐色)学考评价——夯实·测控·演练1．现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色，其缘由可能是()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＋2．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3.(双选)下列说法正确的是()A．Fe在肯定条件下与水反应生成H2和Fe(OH)3B．Fe3O4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＋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溶液B．CuSO4溶液C．稀硫酸D．FeCl3溶液5．向氧化铁、氧化铜、铁、铜的混合粉末中加入过量的稀盐酸，充分反应后，仍有红色粉末存在，则关于溶液中阳离子的推断正确的是()A．只有Fe2＋和Cu2＋B．肯定有Fe2＋、Cu2＋，可能有Fe3＋C．肯定有Fe2＋，可能有Cu2＋D．只有Fe2＋6．元素的“价—类”二维图是我们学习元素及其化合物相关学问的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。下图为铁元素的“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．在高温条件下，铁与水蒸气的反应可实现上述转化①B．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，快速发生转化②生成红棕色粉末C．由图可预料：高铁酸盐(FeO42-)具有强氧化性，可用于消毒，FeO42-D．加热Fe(OH)3发生转化⑥，加水溶解可实现转化③第2课时铁及其化合物之间的转化关系学业基础2．无Fe3＋有Fe3＋溶液变红有Fe2＋有Fe2＋无Fe2＋3．最高＋2贫血还原性[即学即练]1．(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×(6)√2．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。答案：C3．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改变；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。答案：D4．解析：要实现Fe2＋转化为Fe3＋，可加入具有氧化性的物质，其中①氯气、③KMnO4溶液、④次氯酸都能把Fe2＋氧化生成Fe3＋，所以B项正确。答案：B5．解析：依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，须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。答案：C6．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，则溶液中不行能含有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。答案：D核心素养[例]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。答案：(1)FeFe3O4FeCl2FeCl3Fe(OH)2Fe(OH)3(2)2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－(其他合理答案均可)2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋(其他合理答案均可)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3[提升]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。答案：B学考评价1．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＋。答案：A2．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。答案：D3．解析：高温下铁能与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，故A项错误；Fe3O4溶于盐酸生成Fe3＋和Fe2＋，Fe3＋与KSCN反应得到红色溶液，故B项正确；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。答案：BC4．解析：Fe与AgNO3溶液反应置换出Ag，溶液质量减小，故A错误；Fe与CuSO4溶液反应置换出Cu，溶液质量减小，故B错误；铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，溶液质量增加，但生成气体，故C错误；Fe与FeCl3溶液反应生成氯化亚铁，无固体析出，溶液质量增加，且没有气体生成，故D正确。答案：D5．解析：混合粉末中加