24秋-25春人教版化學(xué)必修第一冊 17 第三章 第一節(jié) 第2課時(shí) 鐵鹽和亞鐵鹽_第1頁
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第三章鐵金屬材料第一節(jié)鐵及其化合物第2課時(shí)鐵鹽和亞鐵鹽學(xué)習(xí)任務(wù)目標(biāo)1.通過實(shí)驗(yàn)探究能分析歸納鐵鹽、亞鐵鹽的檢驗(yàn)方法。2.認(rèn)識鐵鹽、亞鐵鹽的主要性質(zhì)及二者之間的轉(zhuǎn)化。一、Fe3+與Fe2+的檢驗(yàn)1.觀察法:淺綠色溶液中含有Fe2+;棕黃色溶液中含有Fe3+。2.加堿法——向溶液中加入NaOH溶液(1)產(chǎn)生的白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色,最后變?yōu)榧t褐色的為Fe2+。(2)直接產(chǎn)生紅褐色沉淀的為Fe3+。3.加KSCN溶液法(1)向溶液中加入KSCN溶液,無明顯現(xiàn)象,再加新制氯水變?yōu)榧t色的為Fe2+。(2)向溶液中加入KSCN溶液,溶液直接變?yōu)榧t色的為Fe3+。二、Fe2+與Fe3+的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)步驟續(xù)表現(xiàn)象①溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色②無明顯現(xiàn)象③溶液變?yōu)榧t色反應(yīng)(離子方程式)①2Fe3++Fe3Fe2+③2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-Fe3++3SCN-Fe(SCN)結(jié)論三、覆銅版制作印刷電路板的原理1.原理:化學(xué)方程式為2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2;離子方程式為2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+2.性質(zhì):利用了FeCl3的氧化性。鐵三角轉(zhuǎn)化關(guān)系分析[探究活動]脫氧劑又名去氧劑、吸氧劑,是可吸收氧氣、減緩食品氧化作用的添加劑,是食品保存中使用的產(chǎn)品。脫氧劑不但用于保持食品品質(zhì),而且也用于谷物、飼料、藥品、衣料、皮毛、精密儀器等物品的保存、防銹等。某“鐵基脫氧劑”的主要成分是還原鐵粉,使用一段時(shí)間后部分鐵粉會變質(zhì)為Fe2O3。將一包使用過一段時(shí)間后的脫氧劑用稀鹽酸浸泡,浸泡過程中粉末表面有大量細(xì)小無色氣泡產(chǎn)生。活動1根據(jù)上述現(xiàn)象寫出用鹽酸浸泡時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。提示:Fe+2H+Fe2++H2↑、Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O、2Fe3++Fe3Fe活動2甲同學(xué)用如下方法驗(yàn)證了溶液中Fe2+的存在:取少量上層清液,加入某試劑X,出現(xiàn)白色沉淀,并很快變?yōu)榛揖G色,將沉淀傾倒在濾紙上,沉淀逐漸變?yōu)榧t褐色。試劑X是什么?寫出濾紙上沉淀變化反應(yīng)的化學(xué)方程式。提示:NaOH溶液(或氨水等);4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3活動3乙同學(xué)另取少量上層清液,滴加氯水后溶液呈棕黃色,再滴加KSCN溶液,溶液變紅。寫出滴加氯水后溶液變棕黃色的反應(yīng)的離子方程式。提示:2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-活動4人體內(nèi)的血紅蛋白是含鐵元素的有機(jī)高分子,鐵元素化合價(jià)的變化使血紅蛋白具有結(jié)合氧氣和輸送氧氣的功能。血紅蛋白中鐵元素的化合價(jià)主要為+2價(jià)。人體內(nèi)血紅蛋白中的鐵元素若被亞硝酸鹽氧化,會出現(xiàn)中毒現(xiàn)象,可服用維生素C解毒,其原理是什么?提示:亞硝酸鹽使血紅蛋白中的+2價(jià)鐵變?yōu)椋?價(jià)鐵,不能結(jié)合氧氣而中毒,維生素C具有還原性,可以將+3價(jià)鐵再還原為+2價(jià)鐵而解毒。[評價(jià)活動]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D解析:KSCN溶液只能檢驗(yàn)Fe3+的存在,A錯誤;通入氯氣能將FeCl2氧化為FeCl3,B錯誤;加入銅粉發(fā)生反應(yīng):Cu+2Fe3+2Fe2++Cu2+,引入新雜質(zhì)Cu2+,C錯誤;加入鐵粉發(fā)生反應(yīng):Fe+2Fe3+3Fe2+,過濾除去剩余鐵粉,得到純凈的FeCl2溶液,2.用毛筆蘸取少量30%FeCl3溶液分別在銅板和鋼板上寫一個(gè)“化”字,待其充分反應(yīng)后,分別用少量水將兩塊板上的溶液沖到甲、乙兩個(gè)小燒杯中。下列說法正確的是()A.銅板上無任何變化B.鋼板上凹現(xiàn)出一個(gè)“化”字C.甲、乙兩個(gè)燒杯中的溶液均呈黃色D.分別向甲、乙兩個(gè)燒杯中放入一小塊金屬鈉,反應(yīng)現(xiàn)象相同B解析:銅板中Cu與FeCl3發(fā)生反應(yīng):Cu+2FeCl32FeCl2+CuCl2,則銅板上凹現(xiàn)出一個(gè)“化”字,A錯誤;鋼的主要成分是鐵和碳,鋼板上加FeCl3會發(fā)生反應(yīng):Fe+2FeCl33FeCl2,則鋼板上凹現(xiàn)出一個(gè)“化”字,B正確;甲、乙兩個(gè)燒杯中的溶液均不呈黃色,甲燒杯呈藍(lán)色,乙燒杯呈淺綠色,C錯誤;分別向甲、乙兩個(gè)燒杯中放入一小塊金屬鈉,首先發(fā)生的反應(yīng)都是2Na+2H2O2NaOH+H2↑,然后甲中NaOH與CuCl2和FeCl2反應(yīng),乙中NaOH與FeCl2反應(yīng),現(xiàn)象并不相同3.已知以下物質(zhì)可以相互轉(zhuǎn)化:請回答下列問題:(1)B的化學(xué)式為,D的化學(xué)式為。(2)由E轉(zhuǎn)變成F的化學(xué)方程式為。(3)常用檢驗(yàn)G中的陽離子,其現(xiàn)象為。(4)向G溶液中加入A,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。解析:根據(jù)流程圖,推知D溶液為KCl溶液,H為AgCl,E為Fe(OH)2,F(xiàn)為Fe(OH)3,G為FeCl3,然后根據(jù)圖中物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,推知A為Fe,B為FeCl2,C為KOH。答案:(1)FeCl2KCl(2)4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)(3)KSCN溶液棕黃色溶液變?yōu)榧t色溶液(4)2Fe3++Fe3Fe2“鐵三角”轉(zhuǎn)化關(guān)系Fe3+和Fe2+的檢驗(yàn)[探究活動]某同學(xué)為了檢驗(yàn)家中的一瓶補(bǔ)鐵藥(主要成分為FeSO4)是否變質(zhì),查閱了有關(guān)資料,得知Fe2+能被酸性高錳酸鉀溶液氧化而使高錳酸鉀溶液褪色,并結(jié)合已學(xué)的知識設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):將藥片除去糖衣研細(xì)后,溶解過濾,取濾液分別加入兩支試管中,在一支試管中滴入酸性高錳酸鉀溶液,在另一支試管中滴入KSCN溶液?;顒?若滴入酸性高錳酸鉀溶液后褪色,滴入KSCN溶液后不變紅,可以得出什么結(jié)論?提示:Fe2+沒有被氧化,補(bǔ)鐵藥沒有變質(zhì)?;顒?若滴入酸性高錳酸鉀溶液后不褪色,滴入KSCN溶液后變紅,可以得出什么結(jié)論?提示:Fe2+完全被氧化,補(bǔ)鐵藥完全變質(zhì)。活動3若滴入酸性高錳酸鉀溶液后褪色,滴入KSCN溶液后變紅,可以得出什么結(jié)論?提示:Fe2+部分被氧化,補(bǔ)鐵藥部分變質(zhì)。[評價(jià)活動]1.(雙選)下列有關(guān)鐵的化合物的說法正確的是()A.(2022·廣東卷改編)FeCl3在水中可生成Fe(OH)3膠體,故FeCl3可用作凈水劑B.(2022·海南卷)FeCl2溶液中滴加KSCN溶液,溶液變紅色C.(2022·全國甲卷)將鐵銹溶于濃鹽酸,滴入KMnO4溶液,紫色褪去,證明鐵銹中含有二價(jià)鐵D.(2022·江蘇卷)向盛有FeSO4溶液的試管中滴加幾滴KSCN溶液,振蕩,再滴加幾滴新制氯水,觀察溶液顏色變化,可證明Fe2+具有還原性AD解析:FeCl3在水中可生成具有吸附性的Fe(OH)3膠體,F(xiàn)eCl3可用作凈水劑,A正確;向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,溶液變紅色,實(shí)驗(yàn)室通常用這種方法檢驗(yàn)Fe3+的存在,向FeCl2溶液中滴加KSCN溶液,溶液不變色,B錯誤;濃鹽酸中的Cl-能被KMnO4溶液氧化,紫色褪去,不能說明鐵銹中一定含有二價(jià)鐵,C錯誤;向盛有FeSO4溶液的試管中滴加幾滴KSCN溶液,無現(xiàn)象,振蕩,再滴加幾滴新制氯水,溶液變?yōu)榧t色,F(xiàn)e2+被新制氯水氧化,說明Fe2+具有還原性,D正確。2.實(shí)驗(yàn)室有一瓶購置時(shí)間較長的綠礬(FeSO4·7H2O),老師將其交給化學(xué)研究小組檢驗(yàn)該藥品是否變質(zhì)。該小組同學(xué)取綠礬做了簡單的檢驗(yàn),得出的結(jié)論是已經(jīng)開始變質(zhì)。該小組同學(xué)所用的試劑和判斷依據(jù)是()選項(xiàng)ABCD試劑氯水氫氧化鈉溶液高錳酸鉀溶液KSCN溶液現(xiàn)象出現(xiàn)黃褐色先生成白色沉淀,最后轉(zhuǎn)化成紅褐色沉淀紫紅色褪去有較淺的紅色D解析:氯水中的氯氣能將亞鐵離子氧化成鐵離子,即使硫酸亞鐵未變質(zhì),加入氯水后也會出現(xiàn)黃褐色,A錯誤;亞鐵離子能與氫氧根離子反應(yīng),先生成氫氧化亞鐵白色沉淀,隨后氫氧化亞鐵被氧化成氫氧化鐵,沉淀變?yōu)榧t褐色,即使硫酸亞鐵沒有變質(zhì)也是這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,B錯誤;高錳酸鉀溶液可氧化亞鐵離子使自身紫紅色褪去,即使硫酸亞鐵沒有變質(zhì)也是這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,C錯誤;只含亞鐵離子的溶液中加入KSCN溶液無明顯變化,含有鐵離子的溶液中加入KSCN溶液會出現(xiàn)紅色,現(xiàn)有較淺的紅色,說明部分亞鐵離子變質(zhì)生成鐵離子,D正確。3.硫酸亞鐵緩釋片可以補(bǔ)鐵、防治貧血,但存放不當(dāng)很容易變質(zhì),藥片中的Fe2+被氧化生成Fe3+。若將藥片配成溶液,需使用剛剛煮沸過又冷卻的蒸餾水,原因是。實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)Fe3+,除了可以用堿外,常用的試劑是(填化學(xué)式),若,則證明有Fe3+。解析:硫酸亞鐵緩釋片溶于水時(shí),藥片中的Fe2+易被水中溶解的O2氧化為Fe3+,因此將藥片配成溶液時(shí),應(yīng)預(yù)先將蒸餾水煮沸,以除去水中溶解的O2;檢驗(yàn)Fe3+,還可以用KSCN溶液,F(xiàn)e3+與SCN-發(fā)生反應(yīng)使溶液變成紅色。答案:防止水中溶解的O2氧化Fe2+KSCN溶液變成紅色(1)檢驗(yàn)溶液中是否含有Fe3+,可用KSCN溶液;需要注意Fe3+與SCN-反應(yīng)的現(xiàn)象是溶液變?yōu)榧t色,而不是產(chǎn)生紅色沉淀。(2)檢驗(yàn)含F(xiàn)e2+、Fe3+的混合溶液混合溶液溶液紫紅色褪去,說明含有Fe2+;混合溶液溶液變紅色,說明含有Fe3+。課后素養(yǎng)評價(jià)(十五)知識點(diǎn)1鐵鹽和亞鐵鹽1.人體血紅蛋白中含有Fe2+,如果誤食亞硝酸鹽會使人中毒,因?yàn)閬喯跛猁}會使Fe2+發(fā)生變化,生成高鐵血紅蛋白而喪失與O2結(jié)合的能力。該過程中鐵元素的化合價(jià)()A.升高 B.不變C.降低 D.無法判斷A解析:亞硝酸鹽會使Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3+,生成高鐵血紅蛋白而喪失與O2結(jié)合的能力,則此過程中鐵元素的化合價(jià)升高,故A正確。2.硫酸亞鐵溶液中含有雜質(zhì)硫酸銅和硫酸鐵,為除去雜質(zhì),提純硫酸亞鐵,應(yīng)該加入下列物質(zhì)中的()A.鋅粉 B.鎂粉C.鐵粉 D.鋁粉C解析:鐵粉可將硫酸鐵轉(zhuǎn)化為硫酸亞鐵,將硫酸銅轉(zhuǎn)化為硫酸亞鐵和單質(zhì)銅,然后過濾即可提純硫酸亞鐵,鋅、鎂、鋁都有可能將亞鐵離子置換成鐵,且會引入新的雜質(zhì)鋅離子、鎂離子、鋁離子。3.《新修本草》是我國古代中藥學(xué)著作之一,其中有關(guān)"青礬"的描述:"本來綠色,新出窟未見風(fēng)者,正如琉璃……燒之赤色……"據(jù)此推測,"青礬"的主要成分為()A.CuSO4·5H2OB.FeSO4·7H2OC.KAl(SO4)2·12H2OD.Fe2(SO4)3·9H2OB解析:青礬是綠色的,A為藍(lán)色晶體,B為綠色晶體,C為無色晶體,D為黃色晶體,所以判斷"青礬"的主要成分為FeSO4·7H2O,選B。4.(雙選)下列有關(guān)Fe3+、Fe2+的性質(zhì)及應(yīng)用的說法正確的是()A.向盛有FeCl3溶液的試管中加過量鐵粉,充分振蕩后滴加KSCN溶液,溶液由黃色變?yōu)闊o色B.將廢鐵屑加入FeCl2溶液中,可用于除去工業(yè)廢氣中的Cl2C.將NaOH濃溶液滴加到飽和FeCl3溶液中制備Fe(OH)3膠體D.Fe2+與H2O2在酸性溶液中的反應(yīng):2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2BD解析:向盛有FeCl3溶液的試管中加過量鐵粉,發(fā)生反應(yīng):2Fe3++Fe3Fe2+,溶液中無Fe3+,溶液由黃色變?yōu)闇\綠色,加KSCN后溶液顏色不變,A錯誤;Cl2具有強(qiáng)氧化性,能氧化Fe2+生成Fe3+,F(xiàn)e3+能氧化Fe生成亞鐵離子,涉及的反應(yīng)為2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-、2Fe3++Fe3Fe2+,從而除去Cl2,B正確;將NaOH濃溶液滴加到飽和FeCl3溶液中會得到Fe(OH)3沉淀,無法得到膠體,C錯誤;酸性環(huán)境中H2O2可以將Fe2+氧化為Fe3+,根據(jù)電子守恒、元素守恒可得離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2知識點(diǎn)2Fe2+、Fe3+的檢驗(yàn)方法5.下列有關(guān)物質(zhì)檢驗(yàn)的說法正確的是()A.用酸性高錳酸鉀溶液檢驗(yàn)FeCl3溶液中是否含有FeCl2B.取少量待測液于一試管中,先滴入幾滴KSCN溶液,溶液不變紅色;再滴入幾滴新制氯水,溶液變紅色,說明待測液中有Fe2+而沒有Fe3+C.為了檢驗(yàn)菠菜中的鐵元素,可將菠菜灼燒、溶解、過濾,然后取少量濾液于一試管中,先加入過量過氧化氫溶液,再滴加幾滴KSCN溶液,觀察溶液是否變紅色D.為檢驗(yàn)一堿性洗滌液中是否含有Cl-,可取少量洗滌液于一試管中,滴入幾滴硝酸酸化的硝酸銀溶液,如果有沉淀產(chǎn)生,說明洗滌液中含有Cl-B解析:Fe2+、Cl-在酸性條件下均能被高錳酸鉀氧化,則不能確定是否含F(xiàn)e2+,故A錯誤;滴入幾滴KSCN溶液不顯紅色,可知不含F(xiàn)e3+,再滴幾滴新制氯水,變?yōu)榧t色,可知Fe2+被氧化為Fe3+,則原溶液中有Fe2+而沒有Fe3+,故B正確;將菠菜灼燒,菠菜中的鐵元素會轉(zhuǎn)化為氧化鐵,加水不溶解,所以應(yīng)該加硝酸溶解,或加稀硫酸和過氧過氫溶液,然后再滴加幾滴KSCN溶液,觀察溶液是否變紅色,故C錯誤;Cl-、Br-、I-等離子均能與硝酸銀反應(yīng)生成難溶于硝酸的沉淀,所以滴入幾滴硝酸酸化的硝酸銀溶液,如果有沉淀產(chǎn)生,不能說明洗滌液中含有Cl-,故D錯誤。6.為了檢驗(yàn)?zāi)矲eCl2溶液是否變質(zhì),可向溶液中加入()A.稀硫酸B.鐵片C.KSCN溶液D.酸性KMnO4溶液C解析:FeCl2易被氧化為FeCl3而變質(zhì)。Fe3+與稀硫酸不反應(yīng),A錯誤;FeCl2溶液中若含有Fe3+,加入鐵片,F(xiàn)e與Fe3+反應(yīng),但溶液顏色變化不明顯,B錯誤;Fe2+與SCN-不反應(yīng),但Fe3+與SCN-反應(yīng)使溶液變紅,C正確;KMnO4只與Fe2+反應(yīng),不與Fe3+反應(yīng),D錯誤。7.下列試劑可用于檢驗(yàn)Fe2(SO4)3溶液中是否含有Fe2+的是()A.NaOH溶液 B.KSCN溶液C.酸性KMnO4溶液 D.氯水C解析:滴加少量酸性KMnO4溶液,若紫紅色褪去,則證明有Fe2+存在。8.在下列溶液中加入KSCN溶液,溶液不會顯紅色的是()A.加入足量鐵粉后的Fe2(SO4)3溶液B.Fe在Cl2中燃燒所得產(chǎn)物的水溶液C.長期暴露在空氣中的綠礬溶液D.加入氯水后的FeSO4溶液A解析:A項(xiàng),足量鐵粉加入Fe2(SO4)3溶液中發(fā)生反應(yīng):Fe+2Fe3+3Fe2+,溶液中無Fe3+;B項(xiàng),F(xiàn)e在Cl2中燃燒生成FeCl3;C項(xiàng),綠礬溶液長期暴露在空氣中,F(xiàn)e2+易被O2氧化為Fe3+;D項(xiàng),氯水可將Fe2+氧化為Fe3+9.為了除去硫酸銅溶液中含有的Fe2+雜質(zhì),先加入合適的氧化劑使Fe2+氧化為Fe3+,下列物質(zhì)中最好選用()A.KMnO4溶液 B.H2O2溶液C.氯水 D.HNO3溶液B解析:A、C、D三項(xiàng)中的氧化劑雖均能使Fe2+氧化為Fe3+,但同時(shí)會引入新的雜質(zhì),H2O2溶液具有氧化性,能將Fe2+氧化為Fe3+,還原產(chǎn)物為水,不會引入新的雜質(zhì),故選B。10.為探究某食品包裝袋內(nèi)的一小包脫氧劑中的還原鐵粉是否變質(zhì),分別取少量樣品溶于鹽酸中,進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn),其中結(jié)論正確的是()A.向溶液中滴加KSCN溶液呈紅色,說明不含F(xiàn)e2+,樣品完全變質(zhì)B.向溶液中通入氯氣,然后再加入KSCN溶液呈紅色,說明原溶液中含有Fe3+,樣品變質(zhì)C.若滴加KSCN溶液未變紅色,再滴加氯水變紅色,則說明樣品未變質(zhì)D.向溶液中滴加足量的NaOH溶液,觀察到紅褐色沉淀,則說明樣品完全變質(zhì)C解析:滴加KSCN溶液,溶液變紅,說明溶液中含有Fe3+,未檢驗(yàn)Fe2+,因此不能說明不含F(xiàn)e2+,故A錯誤;氯水具有強(qiáng)氧化性,可以把Fe2+氧化為Fe3+,加入KSCN溶液呈紅色,不能確定樣品是否變質(zhì),故B錯誤;若滴加KSCN溶液,溶液未變紅,說明溶液中不含F(xiàn)e3+,再滴加氯水,溶液變紅,說明溶液中含有Fe2+,則說明樣品未變質(zhì),故C正確;向溶液中滴加足量的NaOH溶液,觀察到紅褐色沉淀,說明溶液中含有Fe3+,未檢驗(yàn)Fe2+,則不能說明樣品完全變質(zhì),故D錯誤。11.FeCl3、CuCl2混合溶液中加入鐵粉,充分反應(yīng)后仍有固體存在。下列判斷不正確的是()A.加入KSCN溶液一定不變紅色B.溶液中一定含有Fe3+C.溶液中可能含Cu2+D.剩余固體中一定有銅B解析:Fe3+的氧化性強(qiáng)于Cu2+,加入鐵粉,根據(jù)氧化還原反應(yīng)中先強(qiáng)后弱規(guī)律,反應(yīng)先后順序?yàn)镕e+2Fe3+3Fe2+、Fe+Cu2+Fe2++Cu。因?yàn)橛泄腆w存在,該固體可能是鐵、銅的混合物,也可能是銅,無論哪種情況,溶液中一定不含有Fe3+,因此加入KSCN溶液后,溶液不變紅,故A正確,B錯誤;如果鐵粉與Cu2+反應(yīng),鐵粉不足,溶液中有Cu2+,固體為銅單質(zhì),也符合題意,故C正確;根據(jù)上述分析,剩余固體中一定含有銅,故12.長期放置的FeSO4溶液易被氧化而變質(zhì),某興趣小組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。(1)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)FeSO4溶液的變質(zhì)程度。項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論步驟1取待測液于試管中,向其中滴加KSCN溶液FeSO4溶液部分變質(zhì)步驟2①將上述方案補(bǔ)充完整。②要使部分變質(zhì)的FeSO4復(fù)原,方法是(寫離子方程式)。(2)利用部分變質(zhì)的FeSO4溶液制備Fe2O3。部分變質(zhì)的FeSO4溶液de△Fe2O①填寫下列各空(化學(xué)式或離子符號):d.,e.。②若100mL該變質(zhì)溶液制得

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