2023学年高中苏教版化学必修第二册：专题9第2单元探究铁及其化合物的转化.docx

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1、其次单元 探究铁及其化合物的转化欢快共享学问无限！发 展 目 标1. 能依据金属及其化合物的性质提出物质间的转化思路。2. 能从多个方面对可能的转化路径进展优选。3. 能运用变量掌握方法设计转化的试验方案，依据试验现象进展推理。体 系 构 建一、反响的合理选择1. 转化路径的设计思路首先必需明确目标产物，然后依据产物特性选择反响原料和可能的反响路径， 确定反响的类型和反响条件，依据所发生的化学反响和产物分别的要求合理选择反响的装置等。2. 物质制备反响路线的选择以铁屑为原料制取氯化铁路径 1.FeFeCl3，在点燃条件下氯气将铁转化为3 价的铁化合物，从反响2FeCl3。路径 2.FeFeCl

2、2FeCl3，用盐酸溶解铁，生成的FeCl2 在溶液中被 Cl2 氧化为 FeCl3，分别提纯后得到产物，反响的化学方程式为：Fe2HCl=FeCl2H2、点燃炉中排出，经冷凝后得到固体三氯化铁，反响的化学方程式为： 2Fe3Cl2=2FeCl2Cl2=2FeCl3。路线 3.FeFe2O3FeCl3，在肯定条件下用空气将铁氧化为氧化铁，再将氧化铁溶解在盐酸中得到氯化铁，分别提纯后得到产物。微点拨：实际制备物质时，必需依据反响原料、反响条件、反响步骤、产物 要求、反响装置、环境保护、生产本钱等因素进展综合推断，选择适宜、可控的 反响路径。3. Fe3的检验方法(1) 观看法(2) 加碱法(Na

3、OH)(3) 加盐法(SCN)Fe3棕黄色现象：红褐色沉淀离子反响方程式：Fe33OH=Fe(OH)3 (红褐色)现象：参加 KSCN 溶液，溶液变为红色离子反响方程式：Fe33SCN=Fe(SCN)3(红色)4. Fe2、Fe3的转化(1) Fe2在溶液中简洁被一些氧化剂(如氯水中的 Cl2、空气中的 O2、H2O2 等)氧化为 Fe3。如 Fe2与 H2O2 反响的离子方程式为：2Fe2H2O22H=2Fe32H2O。氯化铁是一种很重要的铁盐，为黑棕色结晶，也有薄片状，熔点(2) Fe3具有较强的氧化性可被 Fe、Cu 等复原为 Fe2。如 Fe3与 Fe、Cu 反响的离子方程式分别为：2

4、Fe3 Fe=3Fe2、2Fe3 Cu=2Fe2 Cu2。306 、沸点 315 ，易溶于水并且有猛烈的吸水性，能吸取空气里的水分而潮解。氯化铁的一个重要用途是五金蚀刻，蚀刻产品有：眼镜架、钟表、电子元件、标牌铭牌等。你能写出用氯化铁在铜板上刻字时反响的化学方程式吗？提示2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2。二、反响条件影响的探究(1) 试验探究铁的氢氧化物的生成与转化取两支试管分别编为 A、B，向 A 试管中参加 3 mL 0.1 mol/L Fe2(SO4)3 溶液， 向B 试管中参加 3 mL 0.05 mol/L FeSO4 溶液。然后向两支试管中分别逐滴参加 0.1 mol/L

5、NaOH 溶液。向 A 试管中滴入 NaOH 溶液，生成红褐色沉淀，缘由是： Fe33OH=Fe(OH)3(填反响的离子方程式)。向 B 试管中滴入 NaOH 溶液，生成白色沉淀，缘由是： Fe22OH=Fe(OH)2(填反响的离子方程式)；沉淀快速变成灰绿色，最终变成红褐色沉 淀，缘由是：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(填反响的化学方程式)。(2) Fe(OH)2、Fe(OH)3 的比较颜色和溶解性稳定性Fe(OH)2白色固体，不溶于水在空气中易转化为 Fe(OH)3Fe(OH)3红褐色固体，不溶于水2Fe(OH)3=Fe2O33H2O与盐酸反Fe(OH)22H=Fe(OH)

6、33H=应Fe22H2OFe33H2O制备Fe22OH=Fe(OH)2Fe33OH=Fe(OH)3化学方程式： 4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3转化现象：白色沉淀快速变为灰绿色，最终变为红褐色1. 推断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1) 用酸性 KMnO4 溶液检验 FeCl3 溶液中是否含有 FeCl2。()(2) 检验绿矾晶体(FeSO47H2O)是否已氧化变质，可将绿矾晶体溶于稀 H2SO4后滴加 KSCN 溶液，再观看溶液是否变红。(3) 向 FeCl3 溶液中滴加适量的 KSCN 溶液，会产生红色沉淀。(4)Fe2可以被 Cl2 氧化为 Fe3，说明 Fe2具有氧

7、化性。()()()2. 随着人们生活节奏的加快，便利的小包装食品已被广泛承受。为了延长食品的保质期，防止食品氧化变质，在包装袋中可以放入的化学物质是()A. 无水硫酸铜C食盐B. 硫酸亚铁D生石灰B 无水硫酸铜能吸取水分，不能防止食物被氧化；硫酸亚铁具有复原性， 能防止食品氧化变质；食盐不能吸取水分；生石灰能防止食品受潮，但不能防止 食品被氧化。3. A、B、C、D 四种物质(或离子)均含有同一种元素，其中 A 是常见单质， 它们之间存在如下图的转化关系：假设 B、C 均属于盐类，B 溶液呈黄色，遇氨水能形成红褐色沉淀；D 是一种不溶性碱；B、C 中的阴离子均是 Cl，则 A 只有与(填分子式

8、)反响才能得到 B ； 实 验 室 制 备 的 D物 质 不 稳 定 ， 相 应 反 应 的 化 学 方 程 式 为 。解析由 B 的性质知其是 FeCl3，故 A 是铁，C 是 FeCl2，D 是 Fe(OH)2； 铁只有与氯气反响才能得到 FeCl3；Fe(OH)2 在空气中易变质生成 Fe(OH)3。Fe2、Fe3、Fe 的相互转变“铁三角” (素养养成变化观念与平衡思想)答案Cl24Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3问题 1能够共存的离子之间不能发生反响。依据上述学问分析，Fe3与 I、 S2、HS、SO2、HSO等复原性离子能否大量共存？33提示Fe3具有较强的氧化性，被

9、I、S2、HS、SO2、HSO等复原为33Fe2而不能大量共存。问题 2利用离子间的转化分析，怎样除去 FeCl3 溶液中含有的FeCl2 杂质？提示向混合溶液中加足量氯水或 H2O2 或通入足量 Cl2。问题 3依据 Fe2的性质分析，试验室中应当怎样保存亚铁盐溶液？ 提示向亚铁盐溶液中参加铁粉，防止 Fe2被氧化。1. Fe 只具有复原性，可被氧化为 Fe2或 Fe3如：FeS=FeS，Fe2Fe3=3Fe2，FeCu2=CuFe2；2Fe点燃高温3Cl2=2FeCl3；3Fe4H2O(g)=Fe3O44H2。2. Fe2既具有氧化性又具有复原性3. Fe3具有较强氧化性，可被复原为 Fe

10、2或 Fe1. 硫酸亚铁溶液含有硫酸铜和硫酸铁杂质，为除去杂质，提纯硫酸亚铁，应 该参加以下物质中的()A. 锌粉C铁粉B. 镁粉D铝粉B 铁粉可将硫酸铁转化为硫酸亚铁，将硫酸铜转化为硫酸亚铁和单质铜， 然后过滤即可提纯硫酸亚铁，锌、镁、铝都有可能将亚铁离子置换成铁，并且会 引入锌离子、镁离子或铝离子等的杂质。2. 电子工业中，常用 FeCl3 溶液腐蚀绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。某同学为了从腐蚀废液中回收铜，并重获得 FeCl3 溶液，设计如下流程图。请答复以下问题：(1) FeCl3 溶液腐蚀铜箔反响的离子方程式为 。(2) 固体 A 的成分是，气体 C 的化学式为。(3) 设计试验方

11、案检验 FeCl3 溶液中的金属阳离子。(4) 反响消耗铁粉 11.2 g，则废液中 Fe3的物质的量浓度是。解析由工艺流程可知，废液中应当含有 FeCl3、FeCl2、CuCl2，在废液中参加过量的铁粉， FeCl3 溶液与 Fe 反响生成 FeCl2，Fe 与 CuCl2 反响生成 Cu，即固体 A 是 Fe 和 Cu 的混合物，液体 A 是 FeCl2。固体 A 中参加盐酸，Fe 与盐酸反响生成 FeCl2，过滤得到的 6.4 g 固体即为金属 Cu，溶液B 是 FeCl2，再通入气体 C 得到 FeCl3，即气体 C 可以是 Cl2。反响消耗的铁粉分别为与 FeCl3 和 CuCl2的

12、反响，依据 CuCl2Fe=CuFeCl2，得 n(Fe)n(Cu) 6.4 g0.1 mol，64 g/mol56 g/mol则与氯化铁反响消耗的铁的物质的量为： n(Fe)11.2 g0.1 mol56 g/mol0.1mol，依据 2Fe3 Fe=3Fe2得：n(Fe3)2n(Fe)20.1 mol0.2 mol，c(Fe30.2 mol)0.5 L0.4 mol/L。试验室制备 Fe(OH)2 装置的改进(素养养成科学探究与创意识)答案(1) 2Fe3 Cu=2Fe2 Cu2(2) Fe、CuCl2(3) 取少量溶液于试管中，滴加几滴 KSCN 溶液，消灭红色 (4) 0.4 mol/

13、L制备 Fe(OH)2 装置的改进问题 1改进后装置制备Fe(OH)2 时为什么能较长时间观看到白色沉淀？提示配制溶液的蒸馏水煮沸，除去溶解的氧气；然后用苯液封，防止空气 溶解；把装有 NaOH 溶液的胶头滴管插入液面下渐渐挤出溶液。这些操作均能防止 Fe(OH)2 与氧气接触，避开其被氧化，因此能较长时间观看到白色沉淀。问题 2改进后装置能较长时间观看到白色沉淀的缘由是什么？提示 铁粉与稀硫酸反响生成的氢气排尽装置内的空气，同时试管内剩余的氢气起到保护气的作用，防止了 Fe(OH)2 与氧气接触，避开其被氧化，因此能较长时间观看到白色沉淀。问题 3利用改进后的装置进展试验，组装好仪器，装好药

14、品，止水夹 a应怎样操作才能顺当实现试验目的？提示首先翻开止水夹，让生成的氢气经过试管 A、B，排尽装置中的空气； 然后夹好止水夹，试管 A 中压强增大，将生成的 FeSO4 溶液压入试管 B，在试管B 中生成白色沉淀。由于空气已经排净，所以能较长时间观看到白色沉淀。防止 Fe(OH)2 氧化的方法(1) 将配制溶液的蒸馏水煮沸，去除溶液中的氧气。(2) 将盛有 NaOH 溶液的胶头滴管尖端插入试管的亚铁盐溶液底部，并渐渐挤出 NaOH 溶液。(3) 在亚铁盐溶液上面充入保护气，如 H2、N2、稀有气体等。(4)在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。3. 以下关于氢氧化亚铁及其制备方法的表

15、达中不正确的选项是()A. 氢氧化亚铁易被氧气氧化 B氢氧化亚铁为灰绿色絮状沉淀 C可利用如下图的装置，制备氢氧化亚铁D试验中所用氢氧化钠溶液应预先煮沸B 氢氧化亚铁(纯洁的)是白色絮状沉淀，在空气中易被氧气氧化。试验室可利用亚铁盐溶液与碱溶液反响制备氢氧化亚铁，例如用 FeSO4 溶液与 NaOH 溶液反响来制备 Fe(OH)2。为了防止 Fe(OH)2 被空气中的氧气氧化，所用氢氧化钠溶液应预先煮沸将氧气排出；然后利用题给装置制备 Fe(OH)2，且滴加 NaOH 溶液的胶头滴管应插入 FeSO4 溶液中；当制得的 Fe(OH)2 局部被氧化时呈灰绿色。故A、C、D 项均正确。4. 如以下

16、图所示装置可用来制备 Fe(OH)2，并观看其在空气中被氧化时颜色的变化。试验时必需使用铁屑和 6 molL1 的硫酸，其他试剂任选。填写以下空白：(1) B 中盛肯定量的 NaOH 溶液，A 中应预先参加的试剂是，A 中反响的离子方程式是 。(2) 试验开头时先将止水夹 E (填“翻开”或“关闭”)，C 中收集到气体的主要成分是。(3) 简述生成 Fe(OH)2 的操作过程： 。(4) 拔去装置 B 中的橡皮塞，使空气进入，写出有关反响的化学方程式： 。解析 试验开头时先翻开止水夹 E，让 H2 把 A、B 装置中的空气排出，让Fe(OH)2 在 H2 气氛中生成，以便较长时间观看 Fe(O

17、H)2 的颜色。H2 布满 B 后关闭止水夹 E，A 中的 FeSO4 溶液沿竖直长导管进入 B 瓶，与 NaOH 反响。答案 (1)铁屑 Fe2H=Fe2H2 (2)翻开 H2 (3)关闭止水夹 E，使 FeSO4 溶液压入 B 瓶中进展反响 (4)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3为严峻打击食品生产经营中违法添加非食用物质、滥用食品添加剂，卫生部、 农业部等部门联合公布了包含硫酸亚铁在内的 22 种“易滥用食品添加剂”名单。某同学为探究富含硫酸亚铁且保存时间较长的食品状况，设计了如下试验方案：试剂1制氯水食品 淡黄色溶液 淡红色溶液 深红色溶液问题 1 试剂 1 的主要成分是什

18、么？为什么淡红色溶液参加制氯水后溶液变为深红色？写出上述过程中涉及的离子方程式。(素养角度宏观辨识与微观 探析)提示 Fe3与 KSCN 溶液反响生成红色 Fe(SCN)3，所以试剂 1 的主要成分是 KSCN。淡红色溶液中还含有较多的 Fe2，向其中参加制氯水时，Cl2 将 Fe2氧化成 Fe3，溶液中 Fe3浓度增大，生成的 Fe(SCN)3 浓度也增大，溶液颜色加深。相关离子方程式为：2Fe2Cl2=2Fe32Cl、Fe33SCN=Fe(SCN)3。问题 2 该同学在试验中参加了过量氯水，放置一段时间后，觉察深红色褪去，现对褪色缘由进展探究。假设 1.溶液中的3 价铁被氧化为更高价态的铁

19、；提出假设设计方案假设 2.。从有色物质中所含元素的化合价分析褪色的可能缘由，提出假设 2；并设计一种试验方案，进展验证。(素养角度科学探究与创意识)提示 试验中参加过量氯水，放置一段时间后，深红色褪去，说明 Fe(SCN)3 渐渐消逝，而Fe(SCN)3 的生成与 Fe3、SCN有关。依据假设 1，溶液中的3 价铁被 Cl2 氧化为更高价态的铁，分析 SCN中各元素的化合价可知，S 为2 价，C为4 价，N 为3 价，所以 SCN也具有复原性，故也可能是 SCN被过量的氯水氧化导致深红色褪去。假设 2 为 Fe3没有被氧化，而是 SCN被氧化。只要向褪色后的溶液中补充 SCN，假设消灭红色，

20、说明假设2 成立；假设不消灭红色，说明假设 2 不成立。1以下关于 Fe2和 Fe3的表达中错误的选项是() AFe2的水溶液为浅绿色B. Fe3的水溶液为黄色C. Fe3具有氧化性，Fe2具有复原性D. Fe3溶液中滴入含 SCN的溶液，马上消灭红色沉淀DFe3溶液中滴入含 SCN的溶液，生成红色可溶性物质，不是红色沉淀。 2除去 FeCl2 溶液中少量的 FeCl3，最好的方法是()A. 参加氢氧化钠溶液C参加铜粉B. 通入氯气D参加铁粉D要实现“Fe3Fe2”的转化，需要参加复原剂，且不引入的杂质离子，最好的方法是参加足量铁粉充分反响后过滤，发生的化学反响为： 2FeCl3 Fe=3Fe

21、Cl2。3. 用 FeCl3 溶液腐蚀印刷电路板上的铜，然后在所得溶液中参加铁粉。对参加铁粉充分反响后的溶液分析合理的是()A假设无固体剩余，则溶液中肯定有 Fe3 B假设有固体存在，则溶液中肯定有 Fe2 C假设溶液中有 Cu2，则肯定没有固体析出D假设溶液中有 Fe2，则肯定有 Cu 析出BFeCl3 溶液腐蚀印刷电路板上铜的反响为 2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2， 所得的溶液中存在 FeCl2 和 CuCl2，还可能有过量的FeCl3 溶液，参加铁粉充分反响后：A 项中假设无固体剩余，说明原溶液中含有 Fe3，反响后不肯定还含有；B项中不管固体是铁粉还是铜粉，溶液中肯定含有 F

22、e2；C 项中假设溶液中有 Cu2， 可以有局部铜固体析出；D 项中假设溶液中有 Fe2，不肯定有 Cu 析出。4. 选择适宜试剂完成甲、乙两组试验。甲组：检验含 Fe3的溶液中是否含有 Fe2； 乙组：检验含 Fe2的溶液中是否含有 Fe3。以下试剂及参加试剂挨次能到达试验目的的是()试剂甲组乙组选项A B CD制氯水、KSCN 溶液酸性 KMnO4 溶液KOH 溶液NaOH 溶液KSCN 溶液溴水溴水酸性 KMnO4 溶液B 甲组，在Fe3存在的条件下检验 Fe2，要排解Fe3的干扰。所选试剂具备条件：一是能与 Fe2发生有明显现象的反响；二是与 Fe3不反响。溴水符合条件，试验现象是溴水

23、颜色变浅；酸性 KMnO4 溶液也符合条件：5Fe2MnO4 8H=5Fe3Mn24H2O，试验现象是溶液紫色变浅。乙组，在Fe2存在的条 件下检验 Fe3，用 KSCN 溶液检验 Fe3即可，Fe2不会造成干扰。5. 以下图是某儿童微量元素体检报告单的局部数据：依据上表的数据，答复以下问题：(1) 该儿童元素含量偏低。(2) 报告单中“ molL1”是 (填“质量”“体积”或“浓度” )单位。(3) 服用维生素 C 可使食物中的 Fe3转化为 Fe2。在这个过程中表达了维生素C 的(填“氧化性”或“复原性”)。(4) 缺铁性贫血患者应补充 Fe2。一些补铁剂以硫酸亚铁为主要成分，将硫酸亚 铁 制 成 药 片 时 外 表 包 有 一 层 特 殊 的 糖 衣 ， 推 测 糖 衣 的 作 用 是 。解析(1)从检测结果与参考范围看，该儿童 Fe 元素的含量比参考范围略低。(2)mol1L为浓度单位。(3)Fe3转化为 Fe2，铁元素的化合价降低，发生复原反响，故维生素 C 表达复原性。(4)糖衣可以防止硫酸亚铁与空气接触，起到防止 Fe2被氧化的作用。答案(1)铁(或 Fe)(2)浓度 (3)复原性 (4)防止 Fe2被氧化欢快共享学问无限！感谢您的下载!欢快共享，学问无限！ 由Ruize 收集整理！