《鐵及其化合物》價(jià)類圖FeFe2O3Fe2O3Fe3O4Fe(OH)2Fe(OH)3Fe3+Fe2+物質(zhì)類別化合價(jià)鐵是人體必需微量元素之一。最易被人體吸收利用的鐵的存在形式是Fe2+。鐵缺乏可以導(dǎo)致缺鐵性貧血。補(bǔ)鐵劑——琥珀酸亞鐵片含F(xiàn)e2+的鹽為什么補(bǔ)鐵劑與維生素C搭配效果更佳？（維C常做抗氧化劑。）實(shí)驗(yàn)探究【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹孔C明Fe2+可以轉(zhuǎn)化為Fe3+，F(xiàn)e3+也可以轉(zhuǎn)化為Fe2+

?！緦?shí)驗(yàn)用品】試管、膠頭滴管。NaOH溶液、KCl溶液、新制氯水、H2O2溶液、蒸餾水、KMnO4酸性溶液、稀硝酸、Fe粉、維生素C（已配置成溶液）、FeCl3溶液、FeSO4溶液、KSCN溶液。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，自選實(shí)驗(yàn)藥品并完成探究實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)探究1探究Fe2+可以轉(zhuǎn)化為

Fe3+實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)藥品操作流程實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論示例離子方程式FeSO4溶液取液—滴加A—滴加B………………方案一方案二觀看演示實(shí)驗(yàn)，思考該方案是否可以證實(shí)Fe2+已經(jīng)被氯水氧化成

Fe3+了嗎？探究Fe2+可以轉(zhuǎn)化為

Fe3+思考哪種方案更合理，并說明理由?！虒?shí)驗(yàn)探究1探究Fe2+可以轉(zhuǎn)化為

Fe3+實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)藥品操作流程實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論示例離子方程式FeSO4溶液取液—滴加A—滴加B………………方案二……2Fe2+＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2OFeSO4溶液、H2O2溶液、KSCN溶液取2mlFeSO4溶液于試管——滴加幾滴KSCN溶液——再滴加幾滴H2O2溶液滴KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，再滴H2O2溶液變紅。Fe2+可以被H2O2氧化為

Fe3+。實(shí)驗(yàn)探究2探究Fe3+可以轉(zhuǎn)化為

Fe2+實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)藥品操作流程實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論方案一方案二FeCl3溶液、鐵粉、KSCN溶液取2mlFeCl3溶液于試管——加入適量鐵粉——再滴加幾滴KSCN溶加入鐵粉溶液顏色變淺，再滴KSCN溶液無明顯變化。Fe3+可以被鐵粉還原為

Fe3+。2Fe3+＋Fe=3Fe2+利用覆銅板制作圖案2Fe3+＋Cu

=2Fe2+＋Cu2+想一想：為使使用后的“腐蝕液”能得到充分利用，應(yīng)如何處理使用后的“腐蝕液“？請(qǐng)寫出相關(guān)離子方程式？回收銅：Fe＋Cu2+

=Fe2+＋Cu再生FeCl3：2Fe2＋＋Cl2

=2Fe3＋＋2Cl－想一想：Fe3+可否被銅粉還原？如果可以，試寫出離子方程式。學(xué)生活動(dòng)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢測該補(bǔ)鐵劑是否變質(zhì)。1.下列關(guān)于Fe2＋和Fe3＋的敘述中，錯(cuò)誤的是(

)A．Fe2＋的水溶液為淺綠色B．Fe3＋的水溶液為黃色C．Fe3＋具有氧化性，F(xiàn)e2＋具有還原性D．Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，立即出現(xiàn)紅色沉淀課堂練習(xí)2．要證明某溶液中不含F(xiàn)e3＋而可能含F(xiàn)e2＋，有如下實(shí)驗(yàn)操作：①加足量新制氯水②加足量酸性KMnO4溶液③加少量KSCN溶液則最佳順序是(

)A．①③B．③②C．③①D．①②③3．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KSCN溶液呈紅色，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＋，

不含有Mg2＋4．只用一種試劑就可將AgNO3、KSCN、稀H2SO4、

NaOH四種無色溶液區(qū)分開，該試劑是(

)A．BaCl2溶液

B．CuCl2溶液

C．FeCl3溶液

D．FeCl2溶液選項(xiàng)被提純物質(zhì)雜質(zhì)除雜試劑或方法AFeCl3溶液FeCl2通入適量Cl2BFeCl2溶液FeCl3加入過量鐵粉并過濾C銅粉鐵粉加入過量鹽酸并過濾DFe(OH)3Fe(OH)2在空氣中灼燒5．下列敘述不正確的是(

)參考答案1.D2.C3.C4.C5.D探究一“Fe、Fe2+、Fe3+”的三角轉(zhuǎn)化關(guān)系【問題探究】1.人體易吸收二價(jià)鐵鹽,難吸收三價(jià)鐵鹽。通過學(xué)習(xí)了解到Fe2+和Fe3+可以互相轉(zhuǎn)化,現(xiàn)提供的物質(zhì)有FeCl2溶液、FeCl3溶液、Fe粉、KSCN溶液、3%H2O2溶液,請(qǐng)你完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告證明Fe2+和Fe3+的相互轉(zhuǎn)化。(已知:H2O2可氧化Fe2+)類型實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論①

Fe2+可被氧化成Fe3+②

Fe3+可被還原成Fe2+提示

類型實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①a.將KSCN溶液滴入盛有FeCl2溶液的試管中,充分振蕩b.再滴入3%H2O2,充分振蕩a.無明顯現(xiàn)象b.溶液變紅②a.在盛有足量Fe粉的試管中滴入FeCl3溶液,充分振蕩b.再滴入KSCN溶液,充分振蕩a.溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色b.無明顯現(xiàn)象2.Fe(OH)3、FeCl3、FeCl2是否都可由化合反應(yīng)得到?請(qǐng)寫出可能的化學(xué)方程式。提示

它們均可由化合反應(yīng)得到,反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3,2Fe+3Cl2

2FeCl3,2FeCl3+Fe

===3FeCl2。3.如何除去FeCl3溶液中混有的FeCl2?如何除去FeCl2溶液中混有的FeCl3?提示

通入Cl2;加入鐵粉。【深化拓展】1.“鐵三角”轉(zhuǎn)化關(guān)系(1)Fe只具有還原性

(2)Fe3+既具有氧化性,又具有還原性

(3)Fe3+具有較強(qiáng)氧化性

2.含鐵物質(zhì)的分離與除雜

主要物質(zhì)雜質(zhì)除雜方法Fe2+Fe3+加過量鐵粉后過濾FeCl3FeCl2加氯水或通入Cl2Fe2+Cu2+加過量鐵粉后過濾誤區(qū)警示

(1)雖然Fe2+既有氧化性又有還原性,但以還原性為主。

【素能應(yīng)用】典例1某同學(xué)用如下實(shí)驗(yàn)探究Fe2+、Fe3+的性質(zhì)。請(qǐng)回答下列問題:(1)分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體,均配制成0.1mol·L-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑,其目的是

。

(2)甲同學(xué)取2mLFeCl2溶液,加入幾滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液變紅,說明Cl2可將Fe2+氧化。FeCl2溶液與氯水反應(yīng)的離子方程式為

。

(3)乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)不夠嚴(yán)謹(jǐn),該同學(xué)在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油,再于液面下依次加入1滴KSCN溶液和幾滴氯水,溶液變紅,煤油的作用是

。

(4)丙同學(xué)取10mL0.1mol·L-1KI溶液,加入6mL0.1mol·L-1FeCl3溶液混合。取2mL此溶液于試管中加入適量淀粉溶液,溶液變藍(lán)色,寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式

。

(5)丁同學(xué)向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液,溶液變成棕黃色,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

。

答案

(1)防止Fe2+被氧化(2)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-

(3)隔絕空氣(排除氧氣對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響)(4)2Fe3++2I-===2Fe2++I2

(5)H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O解析

(1)鐵和氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵,在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑,其目的是防止氯化亞鐵被氧化。(2)氯氣具有氧化性,能將氯化亞鐵氧化為氯化鐵,反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。(3)煤油不溶于水,密度比水小,可以隔絕空氣,排除氧氣對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。(4)溶液變藍(lán)色說明有單質(zhì)碘生成,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe3++2I-===2Fe2++I2。(5)向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液,溶液變成棕黃色,說明過氧化氫將亞鐵離子氧化為鐵離子,反應(yīng)的離子方程式為H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O。變式訓(xùn)練1-1欲除去FeSO4溶液中含有的CuSO4和Fe2(SO4)3等少量雜質(zhì),應(yīng)選用的試劑是(

)A.氨水

B.鋁粉C.鐵粉

D.NaOH溶液答案

C解析

加入鐵粉后,Cu2++Fe===Cu+Fe2+,2Fe3++Fe===3Fe2+,然后將過量的鐵粉及Cu過濾除去即可。變式訓(xùn)練1-2用毛筆蘸取少量30%的FeCl3溶液在銅片上寫一個(gè)“Cu”字,放置片刻,用少量水將銅片上的溶液沖到小燒杯中,下列說法正確的是(

)A.燒杯中的溶液呈棕黃色B.銅片無任何變化C.銅片上有凹陷的“Cu”字D.發(fā)生反應(yīng):Fe3++Cu===Cu2++Fe2+答案

C解析

FeCl3溶液與銅的反應(yīng)為Cu+2FeCl3===2FeCl2+CuCl2,反應(yīng)后的溶液中含有Cu2+、Fe2+,A項(xiàng)錯(cuò)誤;FeCl3溶液與銅反應(yīng),銅片上反應(yīng)掉的部分會(huì)有凹陷,B項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確;該反應(yīng)的離子方程式為2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,D項(xiàng)錯(cuò)誤。探究二Fe2+、Fe3+的檢驗(yàn)方法【問題探究】1.含有Fe2+、Fe3+的溶液分別呈什么顏色?提示

淺綠色;棕黃色。2.向FeCl2溶液、FeCl3溶液中分別滴加NaOH溶液,各有什么現(xiàn)象?提示

向FeCl2溶液中加入NaOH溶液,會(huì)看到有白色沉淀生成,且白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色,過一段時(shí)間后還會(huì)有紅褐色物質(zhì)生成。而向FeCl3溶液中滴加NaOH溶液,可直接看到有紅褐色沉淀生成。提示

該同學(xué)的檢驗(yàn)方法不正確。因?yàn)镠NO3能與FeO反應(yīng)生成Fe(NO3)3,故該同學(xué)檢驗(yàn)方法不正確。【深化拓展】1.Fe2+、Fe3+的檢驗(yàn)(1)直接觀察顏色(2)利用氫氧化物沉淀的顏色

(3)利用顯色反應(yīng)

(4)利用Fe2+的還原性

(5)利用Fe3+的氧化性

(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,不能采用氧化后加KSCN溶液的方法檢驗(yàn)Fe2+,通常向溶液中滴加適量酸性KMnO4溶液,溶液紫紅色褪去說明含有Fe2+。①步驟a中不能選用鹽酸,原因是酸性KMnO4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+。【素能應(yīng)用】典例2常見的治療缺鐵性貧血的方法是服用補(bǔ)鐵藥物,市場上一種常見的補(bǔ)鐵藥物的名稱是速力菲。該藥品的正式名稱是琥珀酸亞鐵薄膜片,為棕黃色薄膜衣片,除去薄膜衣后顯暗黃色,該藥片在水和乙醇中的溶解度不大。某學(xué)?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)小組為了檢測“速力菲”藥片中Fe2+的存在,設(shè)計(jì)了如下幾組實(shí)驗(yàn):理論設(shè)計(jì)方案:甲組同學(xué)按照設(shè)計(jì)的方案完成實(shí)驗(yàn),但遺憾的是他們沒有得到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。甲組實(shí)驗(yàn)失敗的可能原因是

。

(2)乙組同學(xué)在參考書上查得如下資料:a.人體胃液中有大量鹽酸,能溶解多種物質(zhì)。b.H2O2不穩(wěn)定,光照、加熱和微量雜質(zhì)會(huì)促使其分解;H2O2中氧元素顯-1價(jià),它既有氧化性又有還原性。他們認(rèn)真思考了甲組實(shí)驗(yàn)失敗的原因,模擬藥物服用后在人體中溶解的變化過程,重新設(shè)計(jì)并完成下列實(shí)驗(yàn):①試劑1、試劑2分別是

、

,加入試劑2后,溶液顯淡紅色的原因是

。

②加雙氧水后,紅色加深的原因是

。

③根據(jù)氧化還原反應(yīng)中元素化合價(jià)變化情況,試寫出在酸性條件下Fe2+與雙氧水反應(yīng)的離子方程式

。

答案

(1)該藥片在水中的溶解度不大,少量藥片溶解后的溶液中幾乎不存在Fe2+,所以得不到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果(其他答案合理也可)(2)①鹽酸KSCN溶液有少量Fe2+已經(jīng)被氧化為Fe3+,與SCN-結(jié)合成濃度較小的Fe(SCN)3②加入的H2O2能將Fe2+氧化為Fe3+,導(dǎo)致溶液中Fe3+濃度增大,Fe(SCN)3濃度也隨之增大,所以紅色加深③2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O解析

(1)該藥片在水