2023-2024學(xué)年必修第一冊(cè)(人教版2019)第三章

鐵金屬材料第一節(jié)

鐵及其化合物第4課時(shí)

Fe、Fe2+、Fe3+之間的轉(zhuǎn)化目錄Fe與Fe2+、Fe3+的轉(zhuǎn)化02Fe2+、Fe3+的相互轉(zhuǎn)化01習(xí)學(xué)目標(biāo)

1.能通過(guò)氧化還原反應(yīng)的原理，理解鐵鹽和亞鐵鹽的性質(zhì)

2.通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)，體會(huì)鐵鹽和亞鐵鹽的轉(zhuǎn)化，并能寫(xiě)出相關(guān)的離子反應(yīng)方程式Fe2+、Fe3+的相互轉(zhuǎn)化【思考】Fe2+是否可以轉(zhuǎn)化成Fe3+？從化合價(jià)角度：

Fe2+

既有氧化性，又有還原性

Fe3+

具有氧化性

Fe2+還原性氧化劑Fe3+Fe2++氧化劑=Fe3++產(chǎn)物氧化產(chǎn)物還原產(chǎn)物還原性氧化性氧化性：氧化劑＞氧化產(chǎn)物加入氧化劑的氧化性強(qiáng)于Fe3+就能反應(yīng)理論分析驗(yàn)證：Fe2+被氧化成Fe3+提供的藥品和儀器：FeSO4溶液，F(xiàn)eCl3溶液，氯水，KSCN溶液，F(xiàn)e粉，試管，藥匙選擇的藥品和儀器：FeSO4溶液，氯水，KSCN溶液，試管。實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論取2mlFeSO4溶液于試管中，滴入2滴KSCN溶液加入幾滴氯水無(wú)明顯現(xiàn)象溶液變成紅色Fe2+轉(zhuǎn)化成Fe3+Fe2+Cl2KSCN紅色Fe2+KSCNCl2紅色×怎樣能排除試管中可能摻雜Fe3+的干擾呢?氧化劑的選擇Fe2+Fe3+氧化劑：H2O2、Cl2、KMnO4等2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O書(shū)寫(xiě)離子方程式生活中的奧秘，你知道嗎？補(bǔ)血試劑與Vc搭配使用效果更好！維生素C的作用：做氧化劑，防止Fe2+被氧化如何證明一個(gè)未知溶液中含有Fe2＋，而不含有Fe3＋的方法是什么？待測(cè)液氯水或H2O2KSCN溶液氧化劑不變色變紅色，則含F(xiàn)e2＋、不含F(xiàn)e3＋氧化劑不能選用酸性KMnO4溶液，原因：酸性KMnO4溶液能夠氧化KSCN，溶液不變紅色，不能證明不含F(xiàn)e2+。【例】Fe3O4中鐵有＋2價(jià)和＋3價(jià)，通過(guò)所學(xué)的知識(shí)，有同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明兩種價(jià)態(tài)的存在，其方法為取少量固體溶于稀硫酸溶液，將所得溶液分成兩份，其中一份加入KSCN溶液，發(fā)現(xiàn)溶液_______，說(shuō)明含有Fe3＋；將另一份中加入少量的酸性KMnO4溶液中，發(fā)現(xiàn)酸性KMnO4溶液___________，說(shuō)明含有Fe2＋，這個(gè)實(shí)驗(yàn)中Fe2＋表現(xiàn)_____性。不能選用鹽酸，原因是酸性KMnO4溶液可以氧化鹽酸；也不選用稀HNO3，原因是稀HNO3可以將Fe2+氧化為Fe3+。變紅色紫紅色褪去還原總結(jié)：Fe2＋和Fe3＋的混合溶液中檢驗(yàn)Fe2＋的方法向溶液中滴加適量酸性KMnO4溶液，溶液紫紅色褪去說(shuō)明含有Fe2＋。注意：Cl－等還原性的離子對(duì)Fe2＋的檢驗(yàn)可能會(huì)有干擾！Fe3+是否可以轉(zhuǎn)化成Fe2+？Fe2+Fe3++2+3氧化劑還原劑【思考】氧化性Fe3++還原劑=Fe2++產(chǎn)物還原產(chǎn)物氧化產(chǎn)物氧化性還原性還原性：還原劑＞還原產(chǎn)物加入還原劑的還原性強(qiáng)于Fe2+就能反應(yīng)理論分析驗(yàn)證：Fe3+被還原成Fe2+提供的藥品和儀器：FeSO4溶液，F(xiàn)eCl3溶液，氯水，KSCN溶液，F(xiàn)e粉，試管，藥匙選擇的藥品和儀器：FeCl3溶液，F(xiàn)e粉，KSCN溶液，試管，藥匙實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論取2mlFeCl3溶液于試管中，加入適量Fe粉向溶液中加入2滴KSCN溶液溶液由棕黃色變成淺綠色Fe3+轉(zhuǎn)化成Fe2+溶液無(wú)明顯現(xiàn)象還原劑的選擇Fe3+Fe2+還原劑：Fe、Cu等書(shū)寫(xiě)離子方程式2Fe3++Fe=3Fe2+2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+趣味實(shí)驗(yàn)用毛筆在銅片上刻字FeCl3溶液銅片Cu魔術(shù)大揭密:2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2+深度思考1.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)溶液中含有Fe2＋、不含F(xiàn)e3＋的步驟。2.實(shí)驗(yàn)室中久置的硫酸亞鐵溶液會(huì)變黃的原因是__________________________________________。3.請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)在空氣中放置的硫酸亞鐵溶液已部分變質(zhì)。溶液中的亞鐵離子被空氣中的氧氣氧化為Fe3＋提示取裝有溶液的兩支試管，一支試管中滴加KSCN溶液，溶液變紅，證明溶液中有Fe3＋；另一支試管中滴加酸性高錳酸鉀溶液，溶液褪色，證明溶液中有Fe2＋。1.如何除去FeCl2溶液中的少量Fe3＋，寫(xiě)出有關(guān)離子方程式。實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)該怎樣保存亞鐵鹽溶液？深度思考提示加入足量鐵粉，充分反應(yīng)后過(guò)濾，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。向亞鐵鹽溶液中加入少量鐵屑。3可用作印刷電路銅板腐蝕劑(HCl-FeCl3)，印刷銅制電路板的腐蝕液回收再利用一直是研究的熱點(diǎn)。思考解答下列問(wèn)題：(1)腐蝕結(jié)束后，廢腐蝕液中含有的金屬陽(yáng)離子有_________________。(2)檢驗(yàn)廢腐蝕液中是否含有Fe3＋的方法是______________________________________________________________________________________。Fe3＋、Fe2＋和Cu2＋取少量待測(cè)液于試管中，加入KSCN溶液，若溶液變?yōu)榧t色，則證明含有Fe3＋；反之，則不含F(xiàn)e3＋(3)腐蝕結(jié)束后，通過(guò)以下兩步可分離出銅，并實(shí)現(xiàn)FeCl3溶液再生。①步驟Ⅰ所加試劑和操作分別為_(kāi)_______________________；有關(guān)離子方程式：______________________________________________________________。②可實(shí)現(xiàn)步驟Ⅱ轉(zhuǎn)化的物質(zhì)或方法是____________(填一種即可)；有關(guān)離子方程式：________________________________________________________。過(guò)量鐵粉和稀鹽酸，過(guò)濾2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋、2H＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑Cl2(或H2O2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－(或2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O)Fe與Fe2+、Fe3+的轉(zhuǎn)化只有還原性FeFe2+Zn、Al等（較弱氧化劑）Cu2+、H+、S、I2等（強(qiáng)氧化劑）Cl2、HNO3、H2SO4（濃）等Fe3+Al

、CO等既有氧化性又有還原性有氧化性強(qiáng)氧化劑：Cl2、H2O2、O2、HNO3、H2SO4（濃）、KMnO4（H+）還原劑：Fe、Zn、Cu、H2S、KI等(1)Fe只具有還原性

可以被氧化劑氧化為Fe2＋、Fe3＋①Fe→Fe2＋(與較弱氧化劑反應(yīng)：如I2、S、Fe3+、H+、Cu2+、Ag+)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋Fe＋2H＋===H2＋Fe2＋Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋(1)Fe只具有還原性

可以被氧化劑氧化為Fe2＋、Fe3＋②Fe→Fe3＋(與較強(qiáng)氧化劑反應(yīng)：如Cl2、Br2、濃H2SO4、稀硝酸(足量)等)2Fe+3Cl22FeCl3△Fe＋NO3-＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O③Fe→Fe3O4(與氧化劑反應(yīng)：如O2、H2O(g))(2)Fe2＋既具有氧化性又具有還原性

①Fe2＋→Fe3＋(與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)：如O2、Cl2、Br2、H2O2、HNO3、KMnO4(H+)、濃H2SO4等)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O5Fe2＋＋MnO4-＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O3Fe2＋＋4H＋＋NO3－===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O②Fe2＋→Fe(與還原劑反應(yīng)：如C、CO、Al、Zn等)Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe（3）Fe3＋具有較強(qiáng)氧化性，可被還原為Fe2＋或Fe

①Fe3＋→Fe2＋(與還原劑反應(yīng)：如Fe、Cu、I-、S2-等)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋②Fe3＋→Fe(與還原劑反應(yīng)：如C、CO、Al等)Fe2O3＋3CO

2Fe＋3CO2高溫Fe2+Fe3+遇強(qiáng)氧化劑如Cl2、O2、H2O2、HNO3、KMnO4等遇還原劑Fe、Cu、I-、S2-、維生素C等具有還原性具有氧化性Fe2+Fe3+Fe強(qiáng)氧化劑弱氧化劑強(qiáng)氧化劑弱還原劑強(qiáng)還原劑強(qiáng)還原劑Fe2＋、Fe3＋、Fe的相互轉(zhuǎn)變——“鐵三角”課堂小結(jié)1、

要除去FeCl2溶液中的少量FeCl3，可行的辦法是（）

A.滴入KSCN溶液B.通入氯氣

C.加入銅粉D.加入鐵粉D2、向某溶液中加入含F(xiàn)e2＋的溶液后，無(wú)明顯變化，當(dāng)再滴加幾滴新制的氯水后，溶液變成紅色，則下列結(jié)論錯(cuò)誤的是(

)A．該溶液中一定含有SCN－

B．氧化性：Fe3＋>Cl2C．Fe2＋與SCN－不能形成紅色物質(zhì)

D．Fe2＋被氯水氧化成Fe3＋B3．下列離子方程式中，正確的是(

)A．鐵與鹽酸反應(yīng)：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑B．氯氣與氯化亞鐵溶液反應(yīng)：

2FeCl2＋Cl2===2FeCl3C．硫酸銅溶液與鐵反應(yīng)：Cu2+＋Fe===Cu＋Fe3＋

D．氯化鐵溶液與氫氧化鈉溶液反應(yīng)：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓D4、為了檢驗(yàn)硫酸亞鐵溶液是否變質(zhì)，可以向溶液中加入(

)A．KSCN溶液B．NaOH溶液C．石蕊溶液