人教版高中化学必修第一册第三章第一节第3课时铁及其重要化合物的转化与应用能力课课件

第3课时铁及其重要化合物的转化与应用(能力课)第三章铁金属材料第一节铁及其化合物素养目标1．能从铁元素价态的视角对铁及其化合物进行分类，依据相关原理预测铁及其化合物的转化。2．能认识铁及其化合物是可以转化的，知道它们的转化需要在一定的条件下。考点一利用“价—类”二维图认识铁及其化合物的关系1．构建铁及其化合物的“价—类”二维图(1)横向变化体现了同价态不同类别(氧化物、酸、碱、盐)之间的转化。(2)纵向变化体现了不同价态的同类物质之间的转化，主要体现物质的氧化性和还原性。(3)斜向变化体现不同价态、不同类别之间物质的转化，主要体现物质的氧化性和还原性。2．从物质分类的角度理解铁及其化合物的性质(1)Fe2O3、FeO是碱性氧化物，分别溶于稀硫酸的离子方程式为_____________________________、________________________。(2)Fe(OH)2和Fe(OH)3属于碱，分别溶于稀盐酸的离子方程式为____________________________、___________________________。Fe2O3＋6H＋===2Fe3+＋3H2O

FeO＋2H＋===Fe2+＋H2O

Fe(OH)2＋2H＋===Fe2+＋2H2OFe(OH)3＋3H＋===Fe3+＋3H2O(3)Fe(OH)2和Fe(OH)3都是沉淀，可由可溶性盐和可溶性碱反应制得：如：FeCl2＋2NaOH===__________________________、Fe2(SO4)3＋6NaOH===_____________________________。Fe(OH)2↓＋2NaCl2Fe(OH)3↓＋3Na2SO4

(3)Fe3+―→Fe2+：Fe3+具有一定的氧化性，不能使用还原性很强的物质进行还原。能将Fe3+还原为Fe2+的还原剂有Fe、Cu、I－等。如Fe＋2Fe3+===3Fe2+、Cu＋2Fe3+===2Fe2+＋Cu2+等。

√

2．铁及其化合物在工农业生产中应用广泛，部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。回答下列问题：(1)下列不能通过化合反应得到的是________(填字母)。A．d

B．e

C．f

D．g(2)c固体的颜色为________，能否由a在氧气中点燃得到？________(填“能”或“否”)。A红棕色否(3)在小烧杯中加入20mL蒸馏水，加热至沸腾后向烧杯中加入几滴g的饱和溶液继续煮沸即可制得e的胶体。胶体区别于溶液的最本质特征是_____________________________，鉴别胶体和溶液的方法是_________________。(4)实验室检验g中铁元素的试剂是___________。高温下，a与水蒸气反应的化学方程式为____________________________________。分散质粒子直径为1～100nm丁达尔效应KSCN溶液

(5)在溶液中生成的d置于空气中，现象为____________________________________________________________________________。电子工业上可用g的溶液腐蚀电路板上的铜，该反应的离子方程式为__________________________________________________。白色絮状沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+[解析]

a为Fe，b为FeO，c为Fe2O3，d为Fe(OH)2，e为Fe(OH)3，f为FeCl2，g为FeCl3。(1)Fe(OH)2不能通过化合反应得到，A符合题意；4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，B不符合题意；2FeCl3＋Fe===3FeCl2，C不符合题意；铁与氯气加热反应生成氯化铁，D不符合题意。

(2)c为Fe2O3，Fe2O3固体为红棕色；铁在氧气中燃烧得到的是四氧化三铁，不能得到Fe2O3。

考点二铁及其化合物转化关系的应用

2．有关铁及其化合物的探究题此类题涉及铁及其化合物的以下性质：(1)Fe2+、Fe3+的检验；(2)Fe2+氧化性和还原性的探究；(3)Fe3+氧化性的探究；(4)基于K2FeO4的性质探究；(5)各物质间的转化综合应用。3．含Fe2+、Fe3+的除杂问题主要成分杂质除杂方法FeCl3(aq)FeCl2(aq)加入氯水或H2O2FeCl2(aq)FeCl3(aq)加过量铁粉后过滤FeCl2(aq)CuCl2(aq)加过量铁粉后过滤

1．分析如下框图，下列说法不正确的是(

)A．E3+的氧化性比M2+的氧化性强B．在反应①中H2SO4既表现了酸性，又表现了氧化性C．反应④的离子方程式可表示为3SCN－＋E3+===E(SCN)3D．在反应③中若不加稀硫酸可能看到红褐色沉淀生成√

2．某工厂的工业废水中含有大量的氯化亚铁、较多的氯化铜和少量的氯化钠。为了减少污染并促进废物利用，该工厂计划从废水中回收氯化亚铁和金属铜。请根据以下流程图，回答下列问题：(1)不溶性物质的主要成分为__________，操作①的名称为________。(2)溶液②中溶质为______________。(3)若鉴别溶液①中含有的主要金属阳离子，所需的试剂为_____________________________。Fe、Cu过滤FeCl2、HCl氯水或H2O2、KSCN溶液(4)回收的氯化亚铁溶于水被氧化后得到氯化铁溶液，氯化铁溶液可用于腐蚀印刷电路板上的铜，向腐蚀后的溶液中加入一定量铁粉，充分反应。则对反应后的溶液分析正确的是________。a．溶液中一定含有Fe2+b．若有固体剩余，固体中一定含有铁c．若有铁剩余，溶液中可能含有Cu2+d．溶液若有Fe3+剩余，则一定没有固体析出ad[解析]

流程图解读：1．下列叙述不正确的是(

)随堂评估·知能落实243题号1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√243题号1D

[D项，在空气中灼烧，Fe(OH)3、Fe(OH)2都会发生反应，最终固体变为Fe2O3，不能达到除杂的目的，错误。]

23题号14√√23题号14AD

[用Na2CO3溶液浸泡废铁屑，以除去废铁屑表面的油污；Fe和稀硫酸反应生成FeSO4溶液后，向溶液中加入适量H2O2，将部分Fe2+氧化为Fe3+，调节pH＝1～2，得到溶液A；向溶液A中加入适量NaOH溶液，通氮气，加热，得到Fe3O4(胶体粒子)。铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，A错误；Fe2+容易被氧气氧化，因此通入N2是防止空气中的O2氧化Fe2+，B正确；利用H2O2的氧化性把部分Fe2+氧化成Fe3+，涉及反应为H2O2＋2Fe2+＋2H＋===2Fe3+＋2H2O，C正确；从制得Fe3O4胶体粒子可知，加入H2O2并没有把Fe2+都氧化成Fe3+，根据Fe3O4的构成可知溶液A中Fe2+和Fe3+的个数比应为1∶2，D错误。]3．含铁物质与其相应化合价的关系如图所示。下列推断合理的是(

)A．可用KSCN溶液鉴别d和eB．a与水反应可直接生成cC．e的水溶液常用于净水D．存在e－d－f－g的循环转化关系23题号41√23题号41A

[由题图中铁元素的化合价及所属类别，可确定a为Fe、b为FeO、c为Fe2O3、d为含Fe3+的盐、e为含Fe2+的盐、f为Fe(OH)3、g为Fe(OH)2。d为含Fe3+的盐、e为含Fe2+的盐，Fe3+能与KSCN溶液反应生成红色物质，Fe2+不能，可用KSCN溶液鉴别二者，A正确；a为Fe、c为Fe2O3，Fe与水在常温下不反应，在高温下反应生成Fe3O4和H2，不可直接生成Fe2O3，B错误；Fe3+的水溶液常用于净水，e为含Fe2+的盐，Fe2+氧化后才能用于净水，C错误；Fe2+能一步转化为Fe3+，Fe3+能一步转化为Fe(OH)3，但Fe(OH)3不能一步转化为Fe(OH)2，D错误。]243题号14．A、B、C为中学常见单质，其中一种为金属；通常情况下A为固体、B为黄绿色气体、C为无色气体。D、E、F、G、H、X均为化合物，其中X常温下是无色气体，其水溶液是一种无氧强酸溶液，E为黑色固体，H在常温下为液体。它们之间的转化如图所示(某些反应条件和部分反应产物已略去)。243题号1(1)写出下列物质的化学式：D________、X________。(2)在反应①～⑦中，不属于氧化还原反应的是________(填序号)。(3)反应⑥的离子方程式为______________________________。(4)反应⑦的化学方程式为________________________________；该反应中每消耗0.3mol的A，可转移电子________mol。FeCl3HCl③⑥

0.8243题号1(5)除去D溶液中混有的少量G的方法是______________________________________________________________________________。(6)检验G溶液中阳离子的方法是____________________________________________________________________________________。向混合液中通入足量氯气(或氯水)(或加入足量H2O2溶液)取少量G溶液于试管中，滴2滴KSCN溶液，溶液不变色，再加新制氯水，溶液变为红色243题号1[解析]

(1)D是氯化铁，化学式是FeCl3，X是氯化氢，化学式是HCl。(2)反应①是铁与氯气反应生成氯化铁，元素化合价改变，属于氧化还原反应；反应②是铁与氧气反应生成Fe3O4，元素化合价改变，属于氧化还原反应；反应③是Fe3O4与盐酸反应生成FeCl3、FeCl2和水，元素化合价不变，不属于氧化还原反应；反应④是FeCl3与铁反应生成FeCl2，元素化合价改变，属于氧化还原反应；反应⑤是FeCl2与氯气反应生成FeCl3，元素化合价改变，属于氧化还原反应；反应⑥是Fe3+与SCN－反应生成Fe(SCN)3，元素化合价不变，不属于氧化还原反应；反应⑦是铁与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气，元素化合价改变，属于氧化还原反应；在反应①～⑦中，不属于氧化还原反应的是③⑥。243题号1

课时分层作业(二十)铁及其重要化合物的转化与应用题号13524687一、选择题(每小题有一个或两个选项符合题目要求)1．铁是生产生活中用量最大，应用最广的金属。关于铁及其化合物，下列说法不正确的是(

)A．自然界中既存有游离态铁也存在化合态的铁

B．向FeCl3溶液中滴入KSCN溶液，立即出现红色沉淀C．向FeBr2溶液中通入少量Cl2，反应的离子方程式为2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－D．将Fe(OH)3投入足量氢碘酸中，反应的离子方程式为2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－===2Fe2+＋6H2O＋I2√题号13524687B

[人类最早使用的铁是陨铁，自然界中有少量单质铁，大部分是以化合态的形式存在，A正确；溶液变成红色，而不是出现红色沉淀，B错误；还原性：Fe2+＞Br－，少量Cl2只氧化Fe2+，离子方程式为2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－，C正确；氢氧化铁是碱，氢碘酸是酸，二者可发生反应，反应的离子方程式为2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－===2Fe2+＋6H2O＋I2，D正确。]题号135246872．硫酸亚铁是一种重要的工业原料，同时也可以用于制造补铁药物，但其具有毒性，故严禁在食品中滥用硫酸亚铁，

下列说法中正确的是(

)A．FeSO4溶液为棕黄色B．大量服用FeSO4导致人体中毒可能与其还原性有关C．向FeSO4溶液中加入铜粉可析出铁单质D．向FeSO4溶液中加入少许铁粉，其目的是防止Fe2+被还原√题号13524687B

[FeSO4溶液为浅绿色，A错误；硫酸亚铁可以用于制造补铁药物，但其具有毒性，大量服用FeSO4导致人体中毒可能与其还原性有关，B正确；金属活动性：Fe＞Cu，所以向FeSO4溶液中加入铜粉，不能发生置换反应产生铁单质，C错误；向FeSO4溶液中加入少许铁粉，其目的是使被氧化生成的Fe3+与加入的Fe反应再转化为Fe2+，防止Fe2+被氧化导致变质，D错误。]3．如图是铁与其他物质之间的性质关系(“－”表示相连物质间能发生反应，“→”表示两种物质间的转化关系，部分物质和反应条件已略去)，下列有关说法正确的是(

)A．变化①的过程中，固体的质量逐渐减少B．变化②中有银白色固体析出C．变化③可通过细铁丝在空气中燃烧实现D．变化④可能是2Fe＋6HCl===2FeCl3＋3H2↑题号13524687√题号13524687B

[反应①Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu中，固体由Fe(相对原子质量为56)变为Cu(相对原子质量为64)，固体质量增大，A错误；反应②为Fe＋2AgNO3===Fe(NO3)2＋2Ag，Ag为银白色固体，B正确；铁丝在空气中不能燃烧，需在氧气中燃烧，C错误；Fe与盐酸反应生成FeCl2和H2，D错误。]题号135246874．物质A～D的转化关系如图所示(部分生成物未标出)，下列判断不合理的是(

)

A．①和②是置换反应，③④是化合反应B．反应②生成气体B的同时还生成一种具有磁性的黑色晶体C．红棕色粉末常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料D．溶液D中含有C杂质可以加入适量H2O2除杂√题号13524687

题号135246875．向100mLFe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中逐渐加入铁粉，充分反应后容器中固体剩余物的质量与加入铁粉的质量如图所示。忽略溶液体积的变化，下列说法正确的是(

)A．a点时溶液中阳离子为Fe3+、Cu2+、Fe2+B．b点时溶液中发生的反应为Fe＋Cu2+===Cu＋Fe2+C．c点时加入的铁粉与Cu2+反应D．原溶液中Fe2(SO4)3和CuSO4的物质的量浓度之比为2∶1√√题号13524687AB

[由于氧化性：Fe3+>Cu2+，故加入铁粉时，铁先与氧化性强的Fe3+发生反应，当Fe3+完全反应后，再与溶液中的Cu2+发生反应。a点时容器中固体的质量仍为0，则此时发生反应的离子方程式为Fe＋2Fe3+===3Fe2+，由于该反应仍未结束，故a点时溶液中存在的阳离子有Fe3+、Cu2+、Fe2+，A正确。b点时容器中固体的质量增加，此时发生反应的离子方程式为Fe＋Cu2+===Cu＋Fe2+，B正确。当加入铁粉的质量大于1.68g后，图中曲线出现了拐点，由点(2.24，1.84)和(1.68，1.28)可知，此过程铁粉增加的质量与固体剩余物增加题号13524687

题号13524687二、非选择题6．铁是人类较早使用的金属之一，运用铁及其化合物的知识，完成下列问题。印刷电路板(PCB)是用腐蚀液(FeCl3溶液)将覆铜板上的部分铜腐蚀掉而制得。一种制作PCB并将腐蚀后废液(其中金属阳离子主要含Fe3+、Cu2+、Fe2+)回收再生的流程如图。题号13524687(1)腐蚀池中发生反应的化学方程式是________________________。(2)上述各池中，没有发生化学变化的是________池。(3)由置换池中得到固体的操作名称是________。(4)向再生池中通入Cl2也可以使废液再生，请写出通入氯气后再生池中发生的离子方程式：________________________________。相比Cl2，用双氧水的优点是__________________________。2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2沉降过滤2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－避免毒气污染环境题号13524687(5)若取少量循环使用的氯化铁溶液于烧杯中，同时加入铁粉和铜粉。反应结束后，下列结果不可能出现的是________(填写编号)。A．有铜无铁 B．有铁无铜C．铁、铜都有 D．铁、铜都无B题号13524687[解析]

由流程图可知覆铜板加入FeCl3溶液，发生反应Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2，经沉降后在置换池中加入铁粉，可置换铜，同时生成FeCl2，发生反应CuCl2＋Fe===FeCl2＋Cu，过滤后得到固体Cu和过量的Fe，氯化亚铁在再生池中被双氧水氧化为氯化铁。(1)腐蚀池中Cu和氯化铁发生氧化还原反应生成氯化亚铁和氯化铜。(2)由分析可知，上述各池中，没有发生化学变化的是沉淀池。(3)分离难溶性固体和溶液采用过滤方法，所以由置换池中得到固体的操作名称是过滤。题号13524687(4)Cl2能够将Fe2+氧化为Fe3+，该反应的离子方程式为2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－，Cl2有毒，污染环境，为防止过量的氯气污染环境需要尾气处理，加双氧水氧化后生成水，避免有毒气体污染环境，所以向再生池中通入Cl2也可以使废液再生，相比Cl2，用双氧水的优点是避免有毒气体污染环境。(5)因为Fe的还原性大于Cu，则Fe能还原铜离子，所以可能Fe完全反应而Cu剩余，A不符合题意、B符合题意；如果加入的Fe过量而Cu没有反应，所以铁、铜都有，C不符合题意；如果氯化铁过量，则铁、铜都无，D不符合题意。题号135246877．元素的“价—类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，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，图中甲～己均含铁元素。回答下列问题：题号13524687(1)下列说法正确的是________(填字母)。A．铁与高温水蒸气的反应可实现上述甲到乙的转化B．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热时迅速转化为红棕色粉末C．向戊的水溶液中滴加KSCN溶液后溶液会变成红色D．在空气中加热丙会生成红棕色固体D题号13524687

题号13524687(3)在戊的溶液中滴加烧碱溶液并放置一段时间的现象是________________________________________________________，在放置过程时的反应化学方程式为____________________________________________。开始产生白色沉淀后迅速变为灰绿色，最后变为红褐色4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3题号13524687(4)已知甲与稀硝酸反应的化学方程式为甲＋HNO3→戊＋己＋NO↑＋H2O(未配平)。若产物中戊和己的物质的量之比为3∶1，还原剂与氧化剂分别为__