2025版高一化学必修第一册 第三章 第一节 第2课时 铁盐和亚铁盐

第2课时铁盐和亚铁盐课标定向目标定位1.能从物质类别、元素价态的角度,依据复分解反应和氧化还原反应原理,预测铁盐和亚铁盐的化学性质和变化,设计常见物质制备、提纯、检验等简单任务的方案,并能分析、解释有关实验现象。(证据推理与模型认知)2.能结合真实情境中的应用实例,认识铁盐和亚铁盐在生产、生活中的应用。(科学态度与社会责任)厘清重点以Fe2+、Fe3+的相互转化为例,理解变价金属元素的氧化还原反应突破难点Fe3+、Fe2+的检验及除杂学习任务一:铁盐和亚铁盐性质【必备知识·导学】[引入]铁是人体必需的微量元素中含量最多的一种(约4~5克),人体缺铁常表现为头晕乏力,四肢无力,心慌等。那铁元素在人体中又是以什么形式存在呢?如何检验?可以通过什么方式补铁呢?一、铁盐和亚铁盐1.铁盐和亚铁盐的组成项目亚铁盐铁盐组成含有Fe2含有Fe3常见物质FeSO4·7H2O、FeCl2等FeCl3、Fe2(SO4)3等2.Fe2+、Fe3+的检验项目FeCl2溶液FeCl3溶液溶液的颜色浅绿色黄色滴加KSCN溶液无明显现象溶液变红色反应原理不反应Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3结论利用含有Fe3+的盐溶液遇到KSCN溶液变成红色,检验Fe3+的存在3.Fe2+、Fe3+相互转化的实验探究实验操作实验现象溶液由黄色变为浅绿色,试管中有黑色固体,再滴加KSCN溶液,溶液无明显变化向上层溶液中滴加新制氯水,溶液变成红色离子方程式2Fe3++Fe===3Fe2+2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-、Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3实验结论Fe3+Fe2+氧化性:Cl2>Fe3+>Fe2+[思考](1)为什么在实验室配制FeSO4溶液中常加入少量铁粉?提示:防止亚铁离子被氧化,2Fe3++Fe===3Fe2+(2)证明某未知溶液中含有Fe2+,而不含有Fe3+的方法是什么?提示:待测液不变色红色,则含Fe2+、不含Fe3+。二、铁盐和亚铁盐常见的氧化还原反应1.Fe3+的氧化性Fe3+Fe2+分别写出对应离子方程式:①2Fe3++Fe===3F②Cu+2Fe3+===Cu2③2Fe3+__+__2I-===2Fe2+__+__I2、

④2Fe3++H2S===2Fe2++S↓+2H+应用:利用②Fe3+可腐蚀印刷电路板上的铜箔;检验Fe3+,湿润的淀粉—KI试纸变蓝说明有Fe3+。2.Fe2+的氧化性和还原性Fe2+处于铁的中间价态,既有氧化性,又有还原性,其中以还原性为主。Fe2+Fe3+分别写出对应离子方程式:①2Fe2+__+__Cl2===2Fe3+__+__2Cl-、

②2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3+③5Fe2++MnO4-+8H+===5Fe3++Mn2++4HFe2+氧化性:Fe2+与Zn反应的离子方程式:Fe2++Zn===Fe+Z[思考]在FeCl3溶液中逐渐加入Zn粉至过量,发生哪些反应?逐渐加入Cu粉至过量又会发生怎样的反应呢?提示:2Fe3++Zn===2Fe2++Zn2+、Fe2++Zn===Fe+Zn2+。Cu比Fe不活泼,只发生Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+的反应。【判对错·通教材】判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”(1)FeCl3、FeCl2均可通过化合反应制取 (√)提示:Fe与Cl2化合制备FeCl3,而FeCl3与Fe化合制备FeCl2。(2)Cu与Fe3+的反应为置换反应 (×)提示:Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+,不是置换反应。(3)向FeCl2溶液中滴加酸性KMnO4溶液,KMnO4溶液的紫红色褪去,证明含有Fe2+ (×)提示:酸性KMnO4溶液与Cl-反应,干扰检验。(4)向某溶液中先滴加氯水,再滴加KSCN溶液,溶液显红色,该溶液中一定含有Fe2+ (×)提示:若原溶液中含有Fe3+也会出现该现象。(5)Fe(OH)3与HI溶液反应:Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O (×)提示:Fe3+与I-不共存,总反应为2Fe(OH)3+6H++2I-===2Fe2++6H2O+I2【核心要点·归纳】Fe3+、Fe2+常见的检验方法1.含Fe2+或Fe3+的单一溶液(1)观察法:溶液为浅绿色→Fe2+溶液为黄色→Fe3+(2)用KSCN溶液和氯水(3)用NaOH溶液2.含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe2+、Fe3+的检验【微点拨·拓教材】检验Fe2+和Fe3+时的注意事项1.Fe3+、Fe2+、Cl-同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2+,因为Cl-能被酸性KMnO4氧化为Cl2,使酸性KMnO4褪色,干扰Fe2+的检验。2.能使酸性KMnO4溶液紫红色褪去的不一定是Fe2+,肯定有还原性的物质存在,在确保无其他还原性物质干扰时,可作为Fe2+的检验方法。3.能使湿润的淀粉—KI试纸变蓝的不一定是Fe3+,肯定有氧化性的物质存在,在确保无其他氧化性物质(如H2O2、NaClO等)干扰时,可作为Fe3+的检验方法。【学力诊断·测评】1.在指定条件下,下列物质或离子间的转化能实现的是()A.FeCl3(aq)Fe(OH)3胶体B.FeFe2O3C.Fe2+(aq)Fe3+(aq)D.FeCl3(aq)Fe【解析】选C。FeCl3溶液和NaOH溶液反应得到Fe(OH)3沉淀,不能得到Fe(OH)3胶体,A错误;Fe和水蒸气在高温下反应生成Fe3O4,B错误;Fe2+能够被Cl2氧化为Fe3+,C正确;FeCl3和Cu反应生成FeCl2和CuCl2,D错误。【补偿训练】(2023·泰安高一检测)为了探究铁的化合物的氧化性和还原性,某同学设计如下实验方案,其中符合实验要求且正确的是()选项实验操作实验现象离子反应A在氯化亚铁溶液中滴加新制氯水浅绿色溶液变成黄色溶液2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-B在氯化亚铁溶液中加入锌片浅绿色溶液变成无色溶液Fe2++Zn===Fe+Zn2+C在氯化铁溶液中加入铁粉黄色溶液变成浅绿色溶液Fe3++Fe===2Fe2+D在氯化铁溶液中加入铜粉黄色溶液变成浅绿色溶液2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+【解析】选B。在氯化亚铁溶液中滴加新制氯水,新制氯水与Fe3+离子溶液均呈黄色,溶液由浅绿色变成黄色不能说明Fe2+离子被氯水氧化生成Fe3+离子,A错误;Fe2+具有氧化性,Zn具有还原性,在氯化亚铁溶液中加入锌片,锌与Fe2+离子发生置换反应生成Fe和无色的Zn2+离子,溶液由浅绿色变成无色,B正确;氯化铁溶液与铁粉反应生成氯化亚铁,但离子方程式为2Fe3++Fe===3Fe2+,C错误;氯化铁溶液与铜粉反应生成氯化亚铁和氯化铜,反应前氯化铁溶液为黄色,反应后氯化亚铁溶液为浅绿色,氯化铜溶液为蓝色,混合溶液不会变成浅绿色,D错误。2.为了验证Fe3+的性质,某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验,其中实验方案设计不合理的是()A.④ B.③C.③④ D.①②③④⑤【解析】选C。Fe3+与铁反应生成Fe2+,使溶液显浅绿色,体现了Fe3+的氧化性,①合理;Fe3+与硫氰化钾反应使溶液显红色,据此能够检验Fe3+,②合理;硫酸铜溶液与氯化铁溶液不反应,混合后溶液不会变成无色,③不合理;氯化铁溶液与硝酸银溶液反应生成白色氯化银沉淀,由于实际上Fe3+没有参与反应,该现象不能体现Fe3+的性质,④不合理;Fe3+与氢氧化钠溶液反应生成红褐色氢氧化铁沉淀,据此可以检验是否存在Fe3+,⑤合理。综上所述,不合理的是③④两项。3.向某溶液中加入含Fe2+的溶液后,无明显变化。当再滴入几滴新制氯水后,混合溶液变成红色,则下列结论错误的是()A.该溶液中一定含有SCN-B.氧化性:Cl2>Fe3+C.Fe2+与SCN-不能形成红色物质D.Fe2+被还原为Fe3+【解析】选D。能使含Fe3+的溶液变为红色,说明原溶液中一定含有SCN-,A正确;由2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,知氧化性:Cl2>Fe3+,B正确;因原溶液中加入含Fe2+的溶液后,无明显变化,说明Fe2+与SCN-不能形成红色物质,C正确;Fe2+变为Fe3+是化合价升高的过程,所以是被氧化,D错误。学习任务二:铁盐和亚铁盐性质及应用【必备知识·探究】工业印刷电路板的制作流程分压膜、曝光、显影、蚀刻、去膜等,其中“蚀刻”所用的就是FeCl3溶液。(1)FeCl3溶液蚀刻印刷铜板的原理是怎样的?表现了FeCl3的什么性质?提示:原理为2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+;表现了FeCl3的氧化性。(2)由FeCl2生成Fe或FeCl3,你能写出其化学方程式吗?提示:FeCl2+Zn===ZnCl2+Fe,2FeCl2+Cl2===2FeCl3。(3)反应后的“蚀刻液”中含有哪些离子?如果要回收得到Cu和FeCl3,需要怎样设计回收方案?提示:反应后的“蚀刻液”中含有Fe3+、Fe2+、Cu2+等离子。为从溶液中提取Cu,应向溶液中加入过量铁粉:Fe+Cu2+===Fe2++Cu、Fe+2Fe3+===3Fe2+;然后用盐酸溶解过量的铁粉:Fe+2HCl===FeCl2+H2↑;过滤后,得到Cu,再向滤液中加入新制氯水即可得到FeCl3:2FeCl2+Cl2===2FeCl3。(4)如何证明最后的腐蚀液是否还含有Fe3+?提示:用洁净的试管取少量的样品溶液,向其中滴入KSCN溶液1~2滴,若溶液立即显红色证明含有Fe3+。【核心要点·归纳】1.判断离子共存Fe2+因氧化还原不能大量共存NO3-(H+)、ClO-、MnOFe3+因氧化还原不能大量共存S2-、I-2.除杂溶液杂质除杂方法FeCl2FeCl3加过量铁粉后过滤FeCl3FeCl2加足量氯水或H2O2溶液FeCl2CuCl2加过量铁粉后过滤【学力诊断·测评】1.FeCl2溶液含有少量FeCl3杂质,除杂试剂和检验杂质是否除尽的试剂分别为()A.NaOH溶液、铁粉 B.铁粉、KSCN溶液C.氯气、NaOH溶液 D.氯气、KMnO4溶液【解析】选B。NaOH溶液与氯化亚铁、氯化铁都要反应,无法除杂,A错误;铁粉与氯化铁反应生成氯化亚铁,可以除杂,KSCN溶液与铁离子显红色,能检验铁离子是否除尽,B正确;氯气与氯化亚铁反应生成氯化铁,无法除杂,C、D均错误。【补偿训练】在稀硫酸溶液中加入适量铁粉,反应完全后再加入适量氢氧化钠溶液,放置片刻,从反应体系中观察到颜色的变化是()A.无色→灰绿色→红褐色B.灰绿色→红褐色→蓝灰色→红棕色C.无色→浅绿色→白色→灰绿色→红褐色D.无色→白色→浅绿色→灰绿色→红褐色【解析】选C。稀硫酸溶液无色,加入适量铁粉生成FeSO4,Fe2+为浅绿色,再加入氢氧化钠溶液,生成白色Fe(OH)2,Fe(OH)2与氧气反应变成灰绿色,最后变为红褐色。2.FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后仍有固体存在,则下列判断不正确的是()A.溶液中一定含Cu2+B.溶液中一定含Fe2+C.加入KSCN溶液一定不变红色D.剩余固体中一定含Cu【解析】选A。加入铁粉后,因氧化性Fe3+>Cu2+,铁粉先与FeCl3反应,然后与CuCl2反应,若加入的铁粉与CuCl2恰好完全反应或者铁粉过量,溶液中都不会含Cu2+,A错误;由于铁粉与FeCl3、CuCl2反应均产生Fe2+,溶液中一定含Fe2+,B正确;由有固体存在知,铁粉先与FeCl3反应完全后,一定和CuCl2反应生成Cu,所得溶液中一定不含Fe3+,一定含有Fe2+,可能含Cu2+,故加入KSCN一定不变红色,C正确。无论铁粉与CuCl2反应了一部分或恰好完全反应或者铁粉过量,剩余固体一定含有Cu,D正确。学情检测·素养达标1.下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是()A.铁粉能与O2反应,可用作食品保存的吸氧剂B.纳米Fe3O4能与酸反应,可用作铁磁性材料C.FeCl3具有氧化性,可用于腐蚀印刷电路板上的CuD.FeCl3与水反应形成胶体,可用于净水【解析】选B。铁粉具有还原性,在一定条件下可以和氧气反应,可用作食品保存的吸氧剂,A正确;纳米Fe3O4能与酸反应和其作为磁性材料没有直接关系,B错误;氯化铁具有氧化性,可用作印刷电路板的腐蚀剂,反应为Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2,C正确;FeCl3与水反应形成氢氧化铁胶体,可以吸附水中的一些不溶性杂质,达到净水的目的,D正确。2.(2023·福州高一检测)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是()A.a可与e反应生成bB.b既可被氧化,也可被还原C.为检验e中是否混有b,可以先加KSCN溶液,再加H2O2,观察是否有血红色出现D.可存在b→c→d→e→b的循环转化关系【解析】选C。根据化合价的变化规律,铁单质和铁盐可以发生反应生成亚铁盐:Fe+2Fe3+,A正确;b含有Fe2+,为中间价态,既可被氧化,也可被还原,B正确;检验Fe3+中是否含有Fe2+,若先加入KSCN,溶液变成红色,无法证明Fe2+的存在,C错误;根据化合价的变化规律,可以存在Fe2+Fe(OH)2Fe(OH)3Fe3+Fe2+,D正确。3.已知氯气有强氧化性,能氧化Fe2+、Br-、I-等。又已知还原性I->Fe2+>Br-。向含有Fe2+、I-、Br-的溶液中通入一定量氯气后,对所得溶液中离子的成分分析正确的是()A.I-、Fe3+、Cl- B.Fe2+、Cl-、Br-C.Fe2+、Fe3+、Cl- D.Fe2+、I-、Cl-【解析】选B。在氧化还原反应中,氧化剂先氧化还原性强的离子,再氧化还原性弱的离子,碘离子先被氧化,