2024-2025学年新教材高中化学第三章铁金属材料1第2课时铁盐和亚铁盐学案新人教版必修1

PAGE9-第2课时铁盐和亚铁盐学习目标核心素养1．结合试验探究，驾驭Fe、Fe2＋、Fe3＋相互转化的途径。2．通过试验学会Fe2＋、Fe3＋的检验方法。3．了解铁盐、亚铁盐的主要性质及其在生产、生活中的应用。1．通过对“Fe、Fe3＋、Fe2＋相互转化”的学习，强化改变观念。2．通过对“Fe2＋、Fe3＋的检验”的学习，提升试验探究实力和创新意识。3．通过对“铁盐、亚铁盐”的学习，培育证据推理意识。新课情境呈现在肯定条件下铁盐和亚铁盐是可以相互转化的。让我们走进教材学习铁盐和亚铁盐。课前素能奠基新知预习一、Fe2＋和Fe3＋的检验二、Fe2＋与Fe3＋的转化1．试验及现象2．反应的离子方程式__2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋__，__Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3__，__2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－__。3．结论Fe3＋eq\o(,\s\up7(铁等还原剂),\s\do5(氯气等强氧化剂))Fe2＋预习自测1．除去FeCl2溶液中少量的FeCl3，最好的方法是(D)A．加入氢氧化钠溶液 B．通入氯气C．加入铜粉 D．加入铁粉解析：因为2FeCl3＋Fe=3FeCl2，加铁粉既不引入杂质，又能除掉Fe3＋。2．下列关于Fe2＋和Fe3＋的叙述中，错误的是(D)A．Fe2＋的水溶液为浅绿色B．Fe3＋的水溶液为黄色C．Fe3＋具有氧化性，Fe2＋具有还原性D．Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，马上出现红色沉淀解析：Fe3＋与SCN－反应生成的Fe(SCN)3为红色易溶于水的物质，不是沉淀。3．已知如下三个试验均能发生化学反应：①②③将铁钉放入硫酸铜溶液中向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水将铜丝放入氯化铁溶液中下列推断正确的是(A)A．试验①中铁作还原剂B．试验②中Fe2＋既显氧化性又显还原性C．试验③中发生的是置换反应D．上述试验证明氧化性：Fe3＋＞Fe2＋＞Cu2＋解析：铁钉与硫酸铜溶液发生反应，Fe＋CuSO4=Cu＋FeSO4，铁作还原剂，A正确；硫酸亚铁溶液于氯水发生反应，2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，Fe2＋显还原性，B错误；铜丝与氯化铁溶液发生反应2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2，产物中没有单质生成，不是置换反应，C错误；氧化性依次为Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，D错误。4．下列物质反应后肯定有＋3价铁生成的是(B)①过量的Fe与Cl2反应②Fe与过量稀硫酸反应③FeCl2溶液中通入少量Cl2④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中A．① B．①③C．①②③ D．①②③④解析：①中的Cl2氧化性强，它能将铁氧化为＋3价，由于不是在溶液中反应，因此过量的铁不会将氯化铁还原。②中Fe与稀硫酸反应只能生成Fe2＋。③在溶液中Fe2＋被Cl2氧化生成Fe3＋。④中首先发生Fe与盐酸生成FeCl2，Fe2O3与盐酸生成FeCl3的反应，但题中未给出反应物间相对量的关系，若铁是足量的，则能将生成的FeCl3全部还原为FeCl2。课堂素能探究学问点Fe、Fe2＋、Fe3＋的相互转化——“铁三角”问题探究：铁元素有三种价态：0价、＋2价和＋3价，这三种价态的铁在肯定条件下可相互转化，我们称之为铁三角：分析上图，思索下列问题：1．不同价态铁元素之间转化的条件是什么？2．试验室制取FeCl2溶液时为什么要加入少量铁屑？探究提示：1.由高价态转化低价态须要还原剂，由低价态转为高价态须要氧化剂。2．加入铁屑能防止Fe2＋被氧化成Fe3＋。学问归纳总结：1．Fe只有还原性，可以被氧化成＋2或＋3价的铁：如Fe＋2H＋=H2↑＋Fe2＋2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2FeCl33Fe＋4H2Oeq\o(=,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2。2．Fe2＋既有氧化性又有还原性：如2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－Zn＋Fe2＋=Fe＋Zn2＋FeO＋COeq\o(=,\s\up7(△))Fe＋CO23．Fe3＋具有较强的氧化性，可被还原为＋2价或0价的铁：如2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(△))2Fe＋3CO2。Fe2O3＋2Aleq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋Al2O3典例1下图是物质间发生化学反应时颜色的改变状况，下列选项中正确的是(C)MNPQANH3·H2OBa(OH)2铜石蕊试液BNaBaCl2FeOKSCNCNaOHBa(NO3)2锌粉KSCNDNaHCO3MgCl2Fe石蕊试液解析：硫酸铁与Ba(OH)2反应生成硫酸钡白色沉淀和Fe(OH)3红褐色沉淀，A项错误；硫酸铁与FeO不反应，且FeO难溶于水，B项错误；物质间发生化学反应时颜色的改变状况符合图示，C项正确；硫酸铁与MgCl2溶液不反应，D项错误。〔变式训练1〕硫酸亚铁溶液含有杂质硫酸铜和硫酸铁，为除去杂质，提纯硫酸亚铁，应当加入下列物质中的(C)A．锌粉 B．镁粉C．铁粉 D．铝粉解析：铁粉可将硫酸铁转化为硫酸亚铁，将硫酸铜转化为硫酸亚铁和单质铜，然后过滤即可提纯硫酸亚铁，锌、镁、铝都有可能将亚铁离子置换成铁，还会引入新的杂质锌离子、镁离子、铝离子等。学问点二Fe3＋、Fe2＋的检验方法问题探究：如何证明FeSO4溶液是否变质？探究提示：变质的FeSO4溶液中含有Fe3＋。用干净的试管取少量(1～2mL)的样品溶液，向其中滴入KSCN溶液1～2滴，若溶液马上显红色证明含有Fe3＋，即该溶液已变质。学问归纳总结：Fe3＋、Fe2＋的检验方法1．用KSCN溶液和氯水：(1)流程：(2)有关反应：Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3(红色)2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－2．用NaOH溶液：(1)流程：(2)有关反应：Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓(红褐色沉淀)Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓(白色沉淀)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)33．含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验eq\x(混合溶液)滴加KSCN溶液→eq\a\vs4\al(溶液变红色，,说明含有Fe3＋)eq\x(混合溶液)eq\o(→,\s\up7(滴加酸性),\s\do5(KMnO4))eq\a\vs4\al(KMnO4溶液紫红色,褪去，说明含有Fe2＋)典例2某同学为了检验家中的一瓶补铁药(成分为FeSO4)是否变质，查阅了有关资料，得知SCN－、Fe2＋能被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色，并结合已学的学问设计了如下试验：①将药片除去糖衣研细后溶解、过滤。②取滤液分别加入两支试管中，在一支试管中加入酸性KMnO4溶液，在另一支试管中加入KSCN溶液。请完成下列问题：(1)若滴入酸性KMnO4溶液后褪色，滴入KSCN溶液后不变红，结论是__补铁药没有变质__。(2)若滴入酸性KMnO4溶液后不褪色，滴入KSCN溶液变红，结论是__补铁药完全变质__。(3)若滴入酸性KMnO4溶液后褪色，滴入KSCN溶液变红，结论是__补铁药部分变质__。(4)__不能__(填“能”或“不能”)将酸性KMnO4溶液和KSCN溶液滴入到同一支试管中进行验证，缘由是__酸性KMnO4溶液呈紫红色，影响Fe3＋的检验；KSCN具有还原性，影响Fe2＋的检验__。解析：加入酸性KMnO4溶液褪色说明含有Fe2＋，而加入KSCN溶液变红则说明含有Fe3＋，所以前三问的答案很简单得出。第(4)问中的缘由可归纳为两条，一是酸性KMnO4溶液呈紫红色，影响Fe3＋的检验；二是KSCN具有还原性，可以被酸性KMnO4溶液氧化，影响Fe2＋的检验。〔变式训练2〕下列物质与铁反应后的生成物，能与KSCN溶液作用生成红色溶液的是(B)A．盐酸 B．氯气C．CuSO4溶液 D．稀硫酸解析：铁离子能和KSCN溶液反应而使溶液显红色，A中生成氯化亚铁，B中生成氯化铁，C中生成硫酸亚铁，D中生成硫酸亚铁。名师博客呈现Fe2＋和Fe3＋的检验方法总结：依据Fe3＋和Fe2＋的性质，检验或区分Fe3＋和Fe2＋的方法有许多，除加KSCN溶液和NaOH溶液的方法外，简便易行的方法还有：(1)视察溶液颜色法(2)淀粉碘化钾法(3)酸性KMnO4溶液(溴水)法(4)铜片法(5)亚铁氰化钾溶液和铁氰化钾溶液是检验Fe3＋和Fe2＋的特征试剂：Fe3＋eq\o(→,\s\up7(K4[FeCN6]溶液))蓝色沉淀Fe2＋eq\o(→,\s\up7(K3[FeCN6]溶液))蓝色沉淀〔即时训练〕某小组在验证反应“Fe＋2Ag＋=Fe2＋＋2Ag”的试验中检测到Fe3＋，发觉和探究过程如下。向硝酸酸化的0.05mol·L－1硝酸银溶液(pH≈2)中加入过量铁粉，搅拌后静置，烧杯底部有黑色固体，溶液呈黄色。①取少量黑色固体，洗涤后，__加硝酸加热溶解固体，再滴加稀盐酸，产生白色沉淀__(填操作和现象)，证明黑色固体中含有Ag。②取上层清液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有__Fe2＋__。③针对“溶液呈黄色”，甲认为溶液中有Fe3＋，乙认为铁粉过量时不行能有Fe3＋，乙依据的原理是__2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋__(用离子方程式表示)。解析：②K3[Fe(CN)6]是检验Fe2＋的试剂，产生蓝色沉淀说明溶液中含有Fe2＋。课堂达标验收1．要证明某溶液中不含Fe3＋而可能含有Fe2＋，进行如下试验操作时，最佳依次为(C)①加入足量氯水②加入足量酸性KMnO4溶液③加入少量NH4SCN溶液A．①③ B．③②C．③① D．①②③解析：在该溶液中先加入少量NH4SCN溶液，溶液不变红色，证明无Fe3＋存在，再加入足量氯水，将Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液变为红色。KMnO4溶液呈紫红色，溶液颜色改变不明显，所以不能用酸性KMnO4溶液检验。2．下列除杂的操作不正确的是(C)A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量镁充分反应后过滤B．FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤C．CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤D．CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反应后过滤解析：CuCl2与FeCl3混合溶液中加入NaOH溶液同时反应，CuCl2＋2NaOH=Cu(OH)2↓＋2NaCl，FeCl3＋3NaOH=Fe(OH)3↓＋3NaCl，所以选C。3．通过对试验现象的视察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列试验事实的说明正确的是(D)选项操作、现象说明A向KI－淀粉溶液中加入FeCl3溶液，溶液变蓝Fe3＋能与淀粉发生显色反应B把生铁放置于潮湿的空气中，铁表面有一层红棕色的斑点铁在潮湿的空气中易生成Fe(OH)3C向盐酸中加入少量铁粉，有气泡产生说明Fe被氧化为Fe3＋D新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间，白色物质变成了红褐色说明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3解析：A项，2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2，I2与淀粉发生显色反应，A错；B项，红棕色斑点是Fe2O3，B错；C项，盐酸与铁粉反应生成Fe2＋，C错；D项，Fe(OH)2在空气中发生反应4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，D正确。4．已知A是一种常见金属，F是一种红褐色沉淀。试依据图中转化关系，回答下列问题。(1)写出A、C、F、G的化学式：A．__Fe__，C．__FeCl2__，F.__Fe(OH)3__，G.__Fe2O3__。(2)检验D中阳离子的方法__取少量D溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液变红色，证明有Fe3＋__。(3)保存C溶液时要加固体A的缘由是__防止Fe2＋被氧气氧化__。(4)写出下列转化的离子方程式或化学方程式。①A→C：__Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑__；②C→D：__2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－__。解析：(1)A是一种常见金属，F是一种红褐色沉淀，由转化关系可知，F为Fe(OH)3，A为Fe，Fe与氧气反应生成的B为Fe3O4，四氧化三铁与盐酸反应得到氯化亚铁与氯化铁，故Fe与盐酸反应得到的X为氢气、C为FeCl2，可推知E为Fe(OH)2、D为FeCl3，G为Fe2O3；(2)D为FeCl3，含有的阳离子为Fe3＋，检验Fe3＋的方法为取少量D溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液变红色，证明有Fe3＋；(3)FeCl2易被空气中的氧气氧化，保存FeCl2溶液时加固体Fe，防止Fe2＋被氧化；(4)①A→C反应的离子方程式为Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，②C→D反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－。5．依据下表的数据，回答下列问题：北京市医疗机构临床检验结果报告单分析项目检测结果单位参考范围1.锌(Zn)115.92μmol·L－166～1202.铁(Fe)6.95mmol·L－17.52～11.823.钙(Ca)1.68mmol·L－11.55～2.10……(1)该儿童__铁__元素含量偏低。(2)报告单中“μmol·L－1”是__浓度__