2021_2022学年新教材高中化学第三章铁金属材料第一节第2课时铁及其化合物的转化及铁离子的检验课件新人教版必修1202106251298.pptx

第一节铁及其第一节铁及其化合物化合物第第2课时铁及其化合物的转化及课时铁及其化合物的转化及铁离子的检验铁离子的检验课标定课标定位位1.结合实验探究结合实验探究,掌握并会运用铁盐的性质及其检验掌握并会运用铁盐的性质及其检验2.认识可通过氧化还原反应实现铁及其化合物的相互转化认识可通过氧化还原反应实现铁及其化合物的相互转化素养阐释素养阐释1.能利用氧化还原反应知识分析铁及其化合物的相互转化能利用氧化还原反应知识分析铁及其化合物的相互转化,形成形成“结构决定性质结构决定性质”的观念的观念2.能从宏观和微观相结合的视角分析解决铁盐的性质及其能从宏观和微观相结合的视角分析解决铁盐的性质及其检验的问题检验的问题3.能从问题和假设出发能从问题和假设出发,依据探究目的依据探究目的,设计探究方案设计探究方案,探究探究铁盐的性质及其检验铁盐的性质及其检验 自主自主预习预习新知导学新知导学1.Fe3+、Fe2+的的检验检验 2.Fe2+和和Fe3+的的转化转化【自主思考】【自主思考】配制配制FeSO4溶液时溶液时,为什么要向溶液中加入少为什么要向溶液中加入少量铁粉量铁粉?提示提示:Fe2+易被氧化生成易被氧化生成Fe3+,加入少量铁粉可将溶液中可能加入少量铁粉可将溶液中可能存在的存在的Fe3+还原为还原为Fe2+,反应的离子方程式为反应的离子方程式为2Fe3+Fe3Fe2+。【效果自测】【效果自测】1.判断正误判断正误,正确的画正确的画“”,错误的画错误的画“”。(1)Fe3+、Cu2+、H+、Fe2+四种离子中氧化能力最强的是四种离子中氧化能力最强的是Fe3+。()(2)在配制在配制FeSO4溶液时溶液时,为防止为防止FeSO4被氧化而变质被氧化而变质,常在溶常在溶液中加入少量铁粉。液中加入少量铁粉。()(3)Fe3+有氧化性有氧化性,所以所以FeCl3溶液可用于回收旧电路板中的溶液可用于回收旧电路板中的铜。铜。()(4)检验某未知溶液中是否含检验某未知溶液中是否含Fe2+时时,可先滴加氯水可先滴加氯水,后滴加后滴加KSCN溶液。溶液。()(5)室温下室温下,向向FeCl3溶液中滴加少量溶液中滴加少量KI溶液溶液,再滴加几滴淀粉再滴加几滴淀粉溶液溶液,溶液变蓝色溶液变蓝色,则说明则说明Fe3+的氧化性比的氧化性比I2的氧化性强。的氧化性强。()2.将铁粉、铜粉、将铁粉、铜粉、FeCl3溶液和溶液和CuCl2溶液混合于某容器中溶液混合于某容器中充分反应。试判断下列情况下充分反应。试判断下列情况下,溶液中存在的金属离子和金溶液中存在的金属离子和金属单质。属单质。(1)若铁粉有剩余若铁粉有剩余,则容器中不可能有则容器中不可能有;(2)若氯化铜有剩余若氯化铜有剩余,则容器中可能有则容器中可能有;(3)若氯化铁和氯化铜均有剩余若氯化铁和氯化铜均有剩余,则容器中不可能有则容器中不可能有,可能有可能有。答案答案:(1)Fe3+、Cu2+(2)Fe2+、Fe3+或或Fe2+、Cu(3)Fe、CuFe2+解析解析:本题涉及的反应本题涉及的反应有有(1)若铁粉有剩余若铁粉有剩余,则容器中不可能有则容器中不可能有Fe3+、Cu2+,因为它们能因为它们能发生上述发生上述反应。反应。(2)若若CuCl2有剩余有剩余,则容器中不可能有则容器中不可能有Fe,可能有可能有Fe2+、Fe3+或或Fe2+、Cu。(3)若若FeCl3和和CuCl2均有剩余均有剩余,则容器中不可能有则容器中不可能有Fe、Cu,可可能有能有Fe2+。合作合作探究探究释疑解惑释疑解惑探究任探究任务1 Fe、Fe2+、Fe3+的的相互相互转化化“铁三角三角”问题引领问题引领1.怎样由怎样由Fe制取制取FeCl2或或FeCl3?2.由由FeCl2生成生成Fe或或FeCl3,你能写出其化学方程式吗你能写出其化学方程式吗?提示提示:FeCl2+ZnZnCl2+Fe,2FeCl2+Cl22FeCl3。(答案合答案合理即可理即可)3.FeCl3溶液为什么能腐蚀铜而用于制造印刷电路板呢溶液为什么能腐蚀铜而用于制造印刷电路板呢?提示提示:2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2。归纳归纳提升提升1.Fe只有还原性只有还原性,可以被氧化成可以被氧化成+2价或价或+3价的价的铁铁 2.Fe2+既有氧化性又有既有氧化性又有还原性还原性 3.Fe3+具有较强的氧化性具有较强的氧化性,可被还原为可被还原为+2价或价或0价的价的铁铁(1)不同价态的铁及铁的化合物在相互转化时不同价态的铁及铁的化合物在相互转化时,应注意所用氧应注意所用氧化剂和还原剂的强弱不同。化剂和还原剂的强弱不同。(2)保存亚铁盐时保存亚铁盐时,为了防止被氧化为铁盐为了防止被氧化为铁盐,通常在溶液中加通常在溶液中加少量铁粉或铁钉。少量铁粉或铁钉。(3)金属阳离子被还原不一定得到金属单质金属阳离子被还原不一定得到金属单质,如如Fe3+被还原可被还原可以生成以生成Fe,也可以被还原生成也可以被还原生成Fe2+。典型例题典型例题【例题【例题1】下列物质之间有如下反应关系下列物质之间有如下反应关系:已知已知E转化成转化成C的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变最后变为红褐色。回答下列问题为红褐色。回答下列问题:(1)写出下列物质的化学式写出下列物质的化学式:A,B,D,甲甲,乙乙,丙丙。(2)写出写出EC反应的化学方程式反应的化学方程式:。答案答案:(1)Fe2O3FeCl3FeCl2Cl2NaOH(或或KOH等等)KSCN(2)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3解析解析:(1)E转化成转化成C的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色,最后最后变为红褐色变为红褐色,则则E为为Fe(OH)2,C为为Fe(OH)3,A为红棕色粉末为红棕色粉末,则则A为为Fe2O3,B为为FeCl3,D为为FeCl2,乙为乙为NaOH(或或KOH等等),由由DB的转化可知的转化可知,甲为氯气或新制氯水等甲为氯气或新制氯水等,由红色溶液可知由红色溶液可知,丙为丙为KSCN。推断题的解题思路推断题的解题思路:根据物质的物理性质根据物质的物理性质(特别是颜色、状特别是颜色、状态态)和化学性质和化学性质(相互转化关系、反应条件等相互转化关系、反应条件等),找出具有特征找出具有特征条件的物质条件的物质,再由相互转化关系逐步推断。再由相互转化关系逐步推断。【变式训练【变式训练1】1.要除去要除去FeCl2溶液中少量的溶液中少量的FeCl3,可行的可行的方法是方法是()A.滴入滴入KSCN溶液溶液B.通入氯气通入氯气C.加入适量铜粉并过滤加入适量铜粉并过滤D.加入适量铁粉并过滤加入适量铁粉并过滤答案答案:D解析解析:KSCN溶液只能检验溶液只能检验Fe3+的存在的存在,A项错误项错误;通入氯气将通入氯气将FeCl2氧化为氧化为FeCl3,B项错误项错误;加入铜粉发生加入铜粉发生Cu+2Fe3+2Fe2+Cu2+,引入新杂质引入新杂质Cu2+,C项错误项错误;加入铁粉发生加入铁粉发生Fe+2Fe3+3Fe2+,过滤除去剩余铁粉过滤除去剩余铁粉,得到纯净的得到纯净的FeCl2溶液溶液,D项项正确。正确。2.将单质将单质Fe、Cu与与FeCl3、FeCl2、CuCl2溶液一起放进某容溶液一起放进某容器内器内,根据下述不同情况根据下述不同情况,填写金属或金属离子。填写金属或金属离子。(1)充分反应后充分反应后,如果容器内还有大量如果容器内还有大量Fe3+,则还含有则还含有,一定没有一定没有。(2)充分反应后充分反应后,如果容器内有较多如果容器内有较多Cu2+和相当量的和相当量的Cu,则容则容器内不可能有器内不可能有。答案答案:(1)Cu2+、Fe2+Fe、Cu(2)Fe3+、Fe解析解析:根据根据Fe+2Fe3+3Fe2+,Fe+Cu2+Cu+Fe2+,Cu+2Fe3+Cu2+2Fe2+,如果容器内还有大量如果容器内还有大量Fe3+,则还含有则还含有Cu2+和和Fe2+,一定没有一定没有Fe和和Cu;如果容器内有较多如果容器内有较多Cu2+和相当和相当量的量的Cu,则容器内不可能有则容器内不可能有Fe3+和和Fe。探究任探究任务2 Fe3+、Fe2+的的检验问题引领问题引领1.含某种离子的溶液中加入含某种离子的溶液中加入NaOH溶液后产生白色沉淀溶液后产生白色沉淀,白白色沉淀迅速变为灰绿色色沉淀迅速变为灰绿色,最后变成红褐色最后变成红褐色,这种离子是什么离这种离子是什么离子子?提示提示:这种离子是这种离子是Fe2+。含。含Fe2+的溶液中加入的溶液中加入NaOH溶液后溶液后产生产生Fe(OH)2白色沉淀白色沉淀,Fe(OH)2容易被氧化生成容易被氧化生成Fe(OH)3,现现象为白色沉淀迅速变为灰绿色象为白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变成红褐色最后变成红褐色。2.证明溶液中含有证明溶液中含有Fe3+的方法有哪些的方法有哪些?提示提示:加加NaOH溶液溶液,加加KSCN溶液。溶液。归纳提升归纳提升1.Fe3+、Fe2+的检验的检验2.检验检验Fe2+的注意事项的注意事项(1)只含只含Fe2+的溶液的溶液:加加KSCN溶液前溶液前,不能加入氧化性物质不能加入氧化性物质,防止防止Fe2+被氧化。被氧化。氧化剂不能选用氧化剂不能选用KMnO4酸性溶液酸性溶液,因为因为KMnO4酸性溶液酸性溶液本身显紫红色本身显紫红色,对对Fe(SCN)3红色有干扰红色有干扰;KMnO4酸性溶液能氧酸性溶液能氧化化KSCN,溶液不变红色溶液不变红色,不能证明不含不能证明不含Fe2+。(2)同时含有同时含有Fe2+和和Fe3+的溶液的溶液:Fe2+对检验对检验Fe3+无干扰无干扰,可以滴加可以滴加KSCN溶液检验溶液检验Fe3+;Fe3+对对检验检验Fe2+有干扰有干扰,通常向溶液中滴加适量通常向溶液中滴加适量KMnO4酸性溶液酸性溶液,若若溶液紫红色褪去说明含有溶液紫红色褪去说明含有Fe2+。(3)检验铁的氧化物中是否有检验铁的氧化物中是否有+2价铁时价铁时,正确的方法为少量正确的方法为少量步骤步骤a中不能选用盐酸中不能选用盐酸,原因是原因是KMnO4酸性溶液可以氧化酸性溶液可以氧化盐酸。盐酸。步骤步骤a中不能选用稀硝酸中不能选用稀硝酸,原因是稀硝酸可以将原因是稀硝酸可以将Fe2+氧化氧化为为Fe3+。典型例题典型例题【例题【例题2】下列离子的检验方法合理的是下列离子的检验方法合理的是()A.向某溶液中滴入向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色溶液呈红色,说明原溶液中不含说明原溶液中不含Fe2+B.向某溶液中通入向某溶液中通入Cl2,然后再加入然后再加入KSCN溶液变红色溶液变红色,说明说明原溶液中含有原溶液中含有Fe2+C.向某溶液中加入向某溶液中加入NaOH溶液溶液,得到红褐色沉淀得到红褐色沉淀,说明原溶液说明原溶液中含有中含有Fe3+D.向某溶液中加入向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀溶液得白色沉淀,又观察到沉淀颜又观察到沉淀颜色逐渐变为红褐色色逐渐变为红褐色,说明原溶液中含有说明原溶液中含有Fe2+,不含不含Mg2+答案答案:C解析解析:A项中现象可以证明存在项中现象可以证明存在Fe3+,但无法确定但无法确定Fe2+是否存是否存在在,A项错误项错误;B项中现象可以证明通入项中现象可以证明通入Cl2后存在后存在Fe3+,但原溶但原溶液只存在液只存在Fe2+,还是只存在还是只存在Fe3+,或或Fe2+、Fe3+均含有均含有,无法确定无法确定,B项错误项错误;Fe(OH)3是中学应掌握的唯一红褐色沉淀是中学应掌握的唯一红褐色沉淀,C项正确项正确;Fe(OH)2转化为红褐色转化为红褐色Fe(OH)3时会干扰其他白色沉淀的观时会干扰其他白色沉淀的观察察,所以当含所以当含Fe2+的溶液中含有其他能与碱反应生成白色沉淀的溶液中含有其他能与碱反应生成白色沉淀的离子时的离子时,也同样出现也同样出现D项所述现象项所述现象,D项错误。项错误。Fe3+、Fe2+的检验误区(1)溶液中加入溶液中加入KSCN溶液溶液,溶液变红色溶液变红色,只能说明溶液中含有只能说明溶液中含有Fe3+,无法证明是否含有无法证明是否含有Fe2+。(2)当溶液中含有当溶液中含有Fe3+时时,只能利用只能利用Fe2+的还原性证明的还原性证明Fe2+的的存在存在,如加入如加入KMnO4酸性溶液酸性溶液,溶液紫红色褪去。溶液紫红色褪去。(3)某溶液中加入碱溶液后某溶液中加入碱溶液后,最终得到红褐色沉淀最终得到红褐色沉淀,并不能断并不能断定该溶液中一定含有定该溶液中一定含有Fe3+,也可能含有也可能含有Fe2+。【变式训练【变式训练2】向某溶液中加入含向某溶液中加入含Fe2+的溶液后的溶液后,无明显变无明显变化。当滴入几滴新制氯水后化。当滴入几滴新制氯水后,混合溶液变成红色混合溶液变成红色,则下列结论则下列结论错误的是错误的是()A.该溶液中一定含有该溶液中一定含有SCN-B.氧化性氧化性:Fe3+Cl2C.Fe2+与与SCN-不能形成红色物质不能形成红色物质D.Fe2+被氧化为被氧化为Fe3+答案答案:B解析解析:溶液中的溶液中的Fe2+与加入的新制氯水发生反应与加入的新制氯水发生反应:2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-,氧化性氧化性:Fe3+Cl2。能使含。能使含Fe3+的溶液变为红色的溶液变为红色,说明原溶液中一定含有说明原溶液中一定含有SCN-。因原溶液中加入含。因原溶液中加入含Fe2+的溶液的溶液后后,无明显变化无明显变化,说明说明Fe2+与与SCN-不能形成红色物质。不能形成红色物质。课课 堂堂 小小 结结1.三色二性三色二性:Fe2+、Fe3+、Fe(SCN)3溶液分别为浅绿色、棕溶液分别为浅绿色、棕黄色、红色黄色、红色;Fe2+还原性较强还原性较强,Fe3+有较强氧化性有较强氧化性。2.一个一个“铁三角铁三角”关系关系3.Fe2+、Fe3+的两种检验方法的两种检验方法(1)加碱法加碱法(2)显色法显色法(加加KSCN溶液溶液)