2023-2024學(xué)年必修第一冊(cè)(人教版2019)第三章鐵金屬材料“鐵三角”關(guān)系及應(yīng)用問題引領(lǐng)1.怎樣由Fe制取FeCl2或FeCl3?專項(xiàng)突破1:Fe21Fe、Fe2+、Fe3+的相互轉(zhuǎn)化——“鐵三角”2.由FeCl2生成Fe或FeCl3,你能寫出其化學(xué)方程式嗎?提示:FeCl2+Zn══ZnCl2+Fe,2FeCl2+Cl2══2FeCl3。(答案合理即可)3.FeCl3溶液為什么能腐蝕銅而用于制造印刷電路板呢?提示:2FeCl3+Cu══2FeCl2+CuCl2。歸納提升1.Fe只有還原性,可以被氧化成+2價(jià)或+3價(jià)的鐵

2.Fe2+既有氧化性又有還原性

3.Fe3+具有較強(qiáng)的氧化性,可被還原為+2價(jià)或0價(jià)的鐵

(1)不同價(jià)態(tài)的鐵及鐵的化合物在相互轉(zhuǎn)化時(shí),應(yīng)注意所用氧化劑和還原劑的強(qiáng)弱不同。(2)保存亞鐵鹽時(shí),為了防止被氧化為鐵鹽,通常在溶液中加少量鐵粉或鐵釘。(3)金屬陽離子被還原不一定得到金屬單質(zhì),如Fe3+被還原可以生成Fe,也可以被還原生成Fe2+。典型例題【例題1】

下列物質(zhì)之間有如下反應(yīng)關(guān)系:已知E轉(zhuǎn)化成C的現(xiàn)象是白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色,最后變?yōu)榧t褐色。回答下列問題:(1)寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式:A

,B

,D

,甲

,乙

,丙

。

(2)寫出E→C反應(yīng)的化學(xué)方程式:

。

答案:(1)Fe2O3

FeCl3

FeCl2

Cl2

NaOH(或KOH等)

KSCN(2)4Fe(OH)2+O2+2H2O══4Fe(OH)3解析:(1)E轉(zhuǎn)化成C的現(xiàn)象是白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色,最后變?yōu)榧t褐色,則E為Fe(OH)2,C為Fe(OH)3,A為紅棕色粉末,則A為Fe2O3,B為FeCl3,D為FeCl2,乙為NaOH(或KOH等),由D→B的轉(zhuǎn)化可知,甲為氯氣或新制氯水等,由紅色溶液可知,丙為KSCN?！咀兪接?xùn)練1】

1.要除去FeCl2溶液中少量的FeCl3,可行的方法是(

)A.滴入KSCN溶液B.通入氯氣C.加入適量銅粉并過濾D.加入適量鐵粉并過濾答案:D解析:KSCN溶液只能檢驗(yàn)Fe3+的存在,A項(xiàng)錯(cuò)誤;通入氯氣將FeCl2氧化為FeCl3,B項(xiàng)錯(cuò)誤;加入銅粉發(fā)生Cu+2Fe3+══

2Fe2++Cu2+,引入新雜質(zhì)Cu2+,C項(xiàng)錯(cuò)誤;加入鐵粉發(fā)生Fe+2Fe3+══3Fe2+,過濾除去剩余鐵粉,得到純凈的FeCl2溶液,D項(xiàng)正確?！咀兪接?xùn)練2】將單質(zhì)Fe、Cu與FeCl3、FeCl2、CuCl2溶液一起放進(jìn)某容器內(nèi),根據(jù)下述不同情況,填寫金屬或金屬離子。(1)充分反應(yīng)后,如果容器內(nèi)還有大量Fe3+,則還含有

,一定沒有__。

(2)充分反應(yīng)后,如果容器內(nèi)有較多Cu2+和相當(dāng)量的Cu,則容器內(nèi)不可能有_。

答案:(1)Cu2+、Fe2+

Fe、Cu

(2)Fe3+、Fe解析:根據(jù)Fe+2Fe3+══3Fe2+,Fe+Cu2+══Cu+Fe2+,Cu+2Fe3+══Cu2++2Fe2+,如果容器內(nèi)還有大量Fe3+,則還含有Cu2+和Fe2+,一定沒有Fe和Cu;如果容器內(nèi)有較多Cu2+和相當(dāng)量的Cu,則容器內(nèi)不可能有Fe3+和Fe。(2)離子的共存問題①Fe3＋與I－、S2－等還原性離子不能大量共存。②Fe2＋與MnO(H＋)、ClO－等氧化性離子不能大量共存?！咀兪接?xùn)練3】把表面有少量氧化物的銅片和鐵片一起放入鹽酸中，充分反應(yīng)后，所得溶液中的金屬離子為()A．Fe3＋和Cu2＋ B．Fe2＋和Cu2＋C．Fe2＋和Fe3＋ D．Fe2＋【變式訓(xùn)練4】已知A為常見的金屬單質(zhì)，根據(jù)如圖所示的關(guān)系，下列敘述中正確的是()B

[由“紅褐色固體”可知F是Fe(OH)3，從而得出A為Fe，“黑色晶體”B為Fe3O4，繼而推出C為FeCl2，D為FeCl3，E為Fe(OH)2，故A錯(cuò)，B正確。⑤的離子方程式為Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，④的離子方程式為2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，故C、D錯(cuò)。]專項(xiàng)突破2:Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)1．某溶液中加KSCN溶液，顏色無變化，再加氯水溶液變紅，說明什么？發(fā)生的反應(yīng)是什么？[答案]

說明原溶液中無Fe3＋，有Fe2＋，2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。2．某溶液中加KSCN溶液，溶液變紅，然后加足量Fe粉，紅色又褪去，說明什么？寫出反應(yīng)的離子方程式。[答案]

原溶液中有Fe3＋，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。3．如何通過實(shí)驗(yàn)證明Fe3O4中含有＋2價(jià)鐵？[答案]

取Fe3O4少許于試管中，加入稀H2SO4溶解，再向其中加入幾滴酸性KMnO4溶液，若紫色褪去，證明Fe3O4中含F(xiàn)e2＋。歸納提升1.Fe3+、Fe2+的檢驗(yàn)。2.檢驗(yàn)Fe2+的注意事項(xiàng)。(1)只含F(xiàn)e2+的溶液。①加KSCN溶液前,不能加入氧化性物質(zhì),防止Fe2+被氧化。②氧化劑不能選用KMnO4酸性溶液,因?yàn)镵MnO4酸性溶液本身顯紫紅色,對(duì)Fe(SCN)3紅色有干擾;KMnO4酸性溶液能氧化KSCN,溶液不變紅色,不能證明不含F(xiàn)e2+。(2)同時(shí)含有Fe2+和Fe3+的溶液。Fe2+對(duì)檢驗(yàn)Fe3+無干擾,可以滴加KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3+;Fe3+對(duì)檢驗(yàn)Fe2+有干擾,通常向溶液中滴加適量KMnO4酸性溶液,若溶液紫紅色褪去說明含有Fe2+。(3)檢驗(yàn)鐵的氧化物中是否有+2價(jià)鐵時(shí),正確的方法為少量①步驟a中不能選用鹽酸,原因是KMnO4酸性溶液可以氧化鹽酸。②步驟a中不能選用稀硝酸,原因是稀硝酸可以將Fe2+氧化為Fe3+。典型例題【例題2】

下列離子的檢驗(yàn)方法合理的是(

)A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈紅色,說明原溶液中不含F(xiàn)e2+B.向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液變紅色,說明原溶液中含有Fe2+C.向某溶液中加入NaOH溶液,得到紅褐色沉淀,說明原溶液中含有Fe3+D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又觀察到沉淀顏色逐漸變?yōu)榧t褐色,說明原溶液中含有Fe2+,不含Mg2+答案:C解析:A項(xiàng)中現(xiàn)象可以證明存在Fe3+,但無法確定Fe2+是否存在,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng)中現(xiàn)象可以證明通入Cl2后存在Fe3+,但原溶液只存在Fe2+,還是只存在Fe3+,或Fe2+、Fe3+均含有,無法確定,B項(xiàng)錯(cuò)誤;Fe(OH)3是中學(xué)應(yīng)掌握的唯一紅褐色沉淀,C項(xiàng)正確;Fe(OH)2轉(zhuǎn)化為紅褐色Fe(OH)3時(shí)會(huì)干擾其他白色沉淀的觀察,所以當(dāng)含F(xiàn)e2+的溶液中含有其他能與堿反應(yīng)生成白色沉淀的離子時(shí),也同樣出現(xiàn)D項(xiàng)所述現(xiàn)象,D項(xiàng)錯(cuò)誤。Fe3+、Fe2+的檢驗(yàn)誤區(qū)(1)溶液中加入KSCN溶液,溶液變紅色,只能說明溶液中含有Fe3+,無法證明是否含有Fe2+。(2)當(dāng)溶液中含有Fe3+時(shí),可以利用Fe2+的還原性證明Fe2+的存在,如加入KMnO4酸性溶液,溶液紫紅色褪去。(3)某溶液中加入堿溶液后,最終得到紅褐色沉淀,并不能斷定該溶液中一定含有Fe3+,也可能含有Fe2+?！咀兪接?xùn)練1】

向某溶液中加入含F(xiàn)e2+的溶液后,無明顯變化。當(dāng)?shù)稳霂椎涡轮坡人?混合溶液變成紅色,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+被氧化為Fe3+答案:B解析:溶液中的Fe2+與加入的新制氯水發(fā)生反應(yīng):2Fe2++Cl2══2Fe3++2Cl-,氧化性:Fe3+<Cl2。能使含F(xiàn)e3+的溶液變?yōu)榧t色,說明原溶液中一定含有SCN-。因原溶液中加入含F(xiàn)e2+的溶液后,無明顯變化,說明Fe2+與SCN-不能形成紅色物質(zhì)?！咀兪接?xùn)練2】下列離子的檢驗(yàn)方法合理的是()A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈紅色，說明不含F(xiàn)e2＋B．向某溶液中通入Cl2，然后加入KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色，說明原溶液中含有Fe2＋C．向某溶液中加入NaOH溶液，生成紅褐色沉淀，說明溶液中含有Fe3＋D．向某溶液中加入NaOH溶液生成白色沉淀，又觀察到沉淀顏色逐漸變?yōu)榧t褐色，說明該溶液中只含有Fe3＋，不含有Mg2＋C

[向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液呈紅色，證明存在Fe3＋，不能證明沒有Fe2＋，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；若原溶液中不含F(xiàn)e2＋，含有Fe3＋，通入Cl2，加入KSCN溶液，溶液也變?yōu)榧t色，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；加入NaOH溶液，生成紅褐色沉淀，說明溶液中含有Fe3＋，故C項(xiàng)正確；若存在Mg2＋，生成的氫氧化鎂為白色沉淀，氫氧化鐵沉淀的紅褐色可掩蓋氫氧化鎂沉淀的白色，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。]【變式訓(xùn)練3】用FeCl3溶液腐蝕印刷電路板上的銅，所得溶液中加入鐵粉。對(duì)加入鐵粉充分反應(yīng)后的溶液分析合理的是()A．若無固體剩余，則溶液中一定有Fe3＋B．若有固體存在，則溶液中一定有Fe2＋C．若溶液中有Cu2＋，則一定沒有固體析出D．若溶液中有Fe2＋，則一定有Cu析出B