1、第3课时 铁及其化合物之间的转化关系概念认知自主学习一、铁及其化合物的“价类”二维图。Fe2H=H2Fe2(氧化还原反应)3Fe2O2=点燃Fe3O4(氧化还原反应)3COFe2O3=高温 2Fe3CO2(氧化还原反应)FeO2H=Fe2H2O(复分解反应)Fe(OH)22H=Fe22H2O(复分解反应)Fe22OH=Fe(OH)2(复分解反应)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(氧化还原反应)Fe2O36H=2Fe33H2O(复分解反应)2Fe3Fe=3Fe2(氧化还原反应)2Fe2Cl2=2Fe32Cl(氧化还原反应)Fe33OH=Fe(OH)3(复分解反应)Fe(OH)33H
2、=Fe33H2O(复分解反应)(1)相同价态铁元素的物质之间的转化为复分解反应。(2)不同价态铁元素的物质之间的转化为氧化还原反应。二、补铁剂中铁元素价态的检验实验步骤实验现象实验结论取少量补铁口服液于试管中,滴入KSCN溶液A.不变红_B.变红_若出现现象A,向反应后的溶液中滴加氯水_若出现现象B,另取补铁剂滴加酸性KMnO4溶液紫红色褪去_紫红色不褪去_溶液变红无Fe3+有Fe3+有Fe2+有Fe2+无Fe2+1判断下列说法是否正确(1)FeCl2 与 FeCl3 溶液可以用 NaOH 溶液或 KSCN 溶液鉴别。()提示：Fe(OH)3 是红褐色沉淀，Fe(OH)2 是白色沉淀，溶液中易
3、被氧化而迅速变成灰绿色，最终变成红褐色；Fe3和 KSCN 溶液混合会使溶液呈现红色，而Fe2与 KSCN 无现象。(2)检验溶液中 Fe2可以先加氯水再加 KSCN 溶液观察溶液是否变红。()提示：无法排除 Fe3干扰。(3)FeCl3 溶液中加入 Fe 反应的离子方程式为 Fe3Fe=2Fe2。()提示：电荷不守恒，正确的写法为 2Fe3Fe=3Fe2。2教材 P88“如铁及其化合物的制备、亚铁盐溶液的保存等”实验室中如何保存硫酸亚铁？提示：为了防止亚铁离子被氧化、在配制硫酸亚铁时需要加入少量的铁粉。3集成电路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的载体。由于它是
4、采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。印刷电路板的原材料是覆铜板，制印刷电路板时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”。(1)用化学方程式解释 FeCl3 溶液为什么能腐蚀铜而用于制造印刷电路板提示：2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2。(2)由 FeCl2 生成 Fe 或 FeCl3，你能写出其化学方程式吗？提示：FeCl2Zn=ZnCl2Fe，2FeCl2Cl2=2FeCl3。学习任务 铁及其化合物之间的转化关系1某品牌硫酸亚铁片的使用说明书部分内容如下成分本品每片含主要成分硫酸亚铁 0.3 克性状本品为红色糖衣片。除去糖衣后显淡蓝绿色。适应证用于各种原因(如慢性失血、营养不良、妊娠、儿
5、童发育期等)引起的缺铁性贫血。能力形成合作探究(1)据上述描述和图示，分析此硫酸亚铁片中有哪些含铁化合物？提示：根据铁的化合物的颜色。可推测红色糖衣中可能含氧化铁，主要成分为硫酸亚铁。(2)根据(1)中的推测，设计实验验证。提示：氧化铁的检验是取少量红色糖衣溶于稀硫酸，加入 KSCN 溶液，若溶液变红，则红色糖衣中含有氧化铁；硫酸亚铁的检验是取少量去掉糖衣的药片溶于水、加入 KSCN 溶液后无明显变化，加入氯水溶液变红，则药片主要成分为硫酸亚铁。2用 FeCl3 溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得溶液：(1)若无铜剩余，则溶液中阳离子存在的情况如何？提示：一定存在 Fe2、Cu2，可能存在 Fe3
6、。(2)若有铜剩余，则溶液中阳离子存在的情况如何？提示：一定存在 Fe2，可能存在 Cu2，一定不存在 Fe3。1“铁三角”转化关系：具体反应方程式：2Fe、Fe2、Fe3之间转化关系的应用：(1)含铁物质的分离与提纯主要物质杂质除杂方法反应原理Fe2+Fe3+加过量铁粉后过滤Fe+2Fe3+3Fe2+FeCl3FeCl2加氯水或 H2O22Fe2+Cl22Fe3+2Cl-或2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2OFe2+Cu2+加过量铁粉后过滤Cu2+FeFe2+Cu(2)亚铁盐的保存保存亚铁盐溶液应加入少量铁屑或铁粉，目的是防止 Fe2被空气中的氧气氧化：Fe2Fe3=3Fe2。(3)
7、利用 FeCl3 溶液腐蚀铜箔制造印刷电路板：2Fe3Cu=2Fe2Cu2。(4)铁及其化合物的制备例如，无水 FeCl3 可用铁屑和 Cl2 直接作用制得：2Fe3Cl2=点燃 2FeCl3。【思考讨论】已知溶液中离子之间发生复分解反应、发生氧化还原反应，生成络合物的离子之间不能共存。与 Fe3发生氧化还原反应而不能大量共存的离子具有什么特点？提示：与 Fe3发生氧化还原反应而不能大量共存的离子应该是具有还原性的离子，如 I，S2，HS、SO23、HSO3。与 Fe2发生氧化还原反应而不能大量共存的离子具有什么特点？提示：与 Fe2发生氧化还原反应而不能大量共存的离子应该是具有氧化性的离子，
8、如 MnO4、NO3(H)、ClO等。【典例】如图为铁及其化合物的“价类”二维图。(1)填写二维图缺失的类别_和化学式_。(2)某同学利用以下试剂研究 FeCl3 性质，进行了如下预测：Cl2 Fe NaOH H2SO4 AgNO3从物质类别上看，FeCl3 属于_，可能与_发生反应(填序号)；从化合价角度看，Fe3具有_性，可能与_发生反应(填序号)。(3)某工厂用 FeCl3 溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路，其化学原理为如下反应：Cu2FeCl3=CuCl22FeCl2用单线桥表示电子转移。_反应中 FeCl3 作_剂，理由是_。写出该反应的离子方程式_。【解析】(1)Fe 为金属单质
9、，则为单质；铁的氢氧化物有 Fe(OH)2 和 Fe(OH)3 两种，则为 Fe(OH)3；(2)从物质类别上看，FeCl3 属于盐，可能与氢氧化钠和硝酸银反应；从化合价角度看，Fe3化合价处于最高价态，具有氧化性，可发生还原反应，可能与铁发生反应；(3)反应 Cu2FeCl3=CuCl22FeCl2 为氧化还原反应，Cu 失电子，化合价升高，发生氧化反应，作还原剂；Fe 元素化合价由3 价降低到2 价，得电子，化合价降低，发生还原反应，FeCl3 作氧化剂，用单线桥表示电子转移为反应中 FeCl3 中 Fe 元素化合价由3 价降低到2 价，得电子，化合价降低，发生还原反应，作氧化剂；反应的离
10、子方程式为 Cu2Fe3=Cu22Fe2。答案：(1)单质 Fe(OH)3(2)盐 氧化(3)氧化 铁的化合价由正三价变为正二价 Cu2Fe3=Cu22Fe2某工程师为了从上题(3)使用过的腐蚀废液中回收铜，并获得氯化铁晶体，准备采用下列步骤：试剂 a 是_(用化学式表示)；操作用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和_。上述流程中操作包括蒸发浓缩、_、过滤、洗涤。【解析】要回收腐蚀废液中的铜，得加入还原剂，且不能引入新的杂质，故试剂 a 是 Fe；固液分离采用过滤操作，操作过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗；上述流程中操作为从溶液中得到晶体，操作包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤。答案：Fe 漏斗
11、 冷却结晶(2021潍坊高一检测)在实验室进行的下列各组物质反应后的混合物中，再滴入KSCN 溶液，显红色的是()A向 CuCl2 溶液中加入铁粉B向 FeO 粉末中加入稀硫酸C向 Fe 与过量稀盐酸反应后的溶液中加入少量氯水D向 Fe(OH)3 与过量稀盐酸反应后的溶液中加入过量铁粉【解析】选 C。铁粉与氯化铜溶液反应生成氯化亚铁和单质铜；FeO 与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和水；Fe(OH)3 与过量稀盐酸反应生成氯化铁和水，氯化铁与过量铁粉反应生成氯化亚铁，滴入 KSCN 溶液不会显红色，选项 A、B、D 错误；Fe与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，氯化亚铁与氯气反应生成氯化铁，滴入 KSCN
12、溶液，溶液显红色，选项 C 正确。【拔高题组】1化学探究活动中提供下列任务，有关反应中不涉及铁元素价态变化的是()A用铁粉除去氯化亚铁溶液中的少许氯化铁杂质B铁在氧气中燃烧，其产物溶于热的浓盐酸中C氢氧化亚铁是白色固体，在空气中迅速变成灰绿色，最终变成红褐色D氢氧化铁受热分解【解析】选 D。A 项，Fe2FeCl3=3FeCl2，铁的化合价由 0 价和3 价变为2 价；B 项，3Fe2O2=点燃 Fe3O4，铁的化合价由 0 价变为2 价和3 价；C项，4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，铁的化合价由2 价变为3 价；D 项，2Fe(OH)3=Fe2O33H2O，铁元素的化合价没有
13、变，仍然为3 价。2实验课提供的下列各试剂中，不能用来鉴别 FeSO4 溶液和 Fe2(SO4)3 溶液的是()ANaOH 溶液 B酸性 KMnO4 溶液CBaCl2 溶液DKSCN 溶液【解析】选 C。A 项，向 FeSO4 溶液中加入 NaOH 溶液后生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变成红褐色，向 Fe2(SO4)3 溶液中加入 NaOH 溶液后生成红褐色沉淀，可鉴别；B 项，FeSO4 具有还原性，能使酸性 KMnO4 溶液褪色，Fe2(SO4)3 不褪色，可鉴别；C 项，二者均与 BaCl2 溶液反应生成白色沉淀，不可鉴别；D 项，加入 KSCN 溶液立即呈红色的是 Fe2(SO4)
14、3 溶液，无明显变化的是 FeSO4 溶液，可鉴别。3磁性氧化铁可以近似地看作是氧化亚铁和氧化铁的混合物，铁在磁性氧化铁中有两种化合价，磁性氧化铁溶于浓盐酸，得到的溶液中既有 Fe2，又有 Fe3。化学兴趣小组为探究 Fe2、Fe3的性质进行了一系列试验。请回答下列问题：(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成 0.1 molL1 的溶液。在 FeCl2 溶液中需加入少量铁屑，其目的是_。(2)甲组同学取 2 mL FeCl2 溶液，加入几滴氯水，再加入 1 滴 KSCN 溶液，溶液变红，说明氯水可将 Fe2氧化。FeCl2 溶液与氯水反应的离子方程式为_。(3)丙组同学向盛有 H2O
15、2 溶液的试管中加入几滴酸化的 FeCl2 溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为_。(4)丁组同学取 10 mL 0.1 molL1 KI 溶液，加入 6 mL 0.1 molL1 FeCl3 溶液，充分反应。取 1 mL 反应后溶液加入 1 mL CCl4 充分振荡、静置，观察到的现象是_。(5)四个小组的同学通过实验探究，得出结论：Fe2有_性；Fe3、Cl2、I2的氧化性由大到小的顺序是_。【解析】(1)铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，在 FeCl2 溶液中需加入少量铁屑，其目的是防止Fe2被氧化。(2)氯气具有氧化性能氧化氯化亚铁为氯化铁，反应的离子方程式为 Cl22Fe2=2Fe
16、32Cl。(3)过氧化氢在酸性条件下将亚铁离子氧化成棕黄色的铁离子，而本身被还原成水，反应的离子方程式为 2Fe2H2O22H=2Fe32H2O。(4)由于 KI 过量，碘离子被铁离子氧化为碘单质而铁离子全部被还原为亚铁离子，向反应后溶液加入 1 mL CCl4 充分振荡、静置，发现溶液分层，上层呈浅绿色，下层 CCl4 层呈紫红色。(5)亚铁离子被空气中的氧气、氯水和过氧化氢氧化，所以亚铁具有还原性；由(4)可知氧化性：Fe3I2，由(2)可知氧化性：Cl2Fe3，综上所述氧化性：Cl2Fe3I2。答案：(1)防止 Fe2被氧化(2)Cl22Fe2=2Fe32Cl(3)2Fe2H2O22H=
17、2Fe32H2O(4)溶液分层，上层溶液呈浅绿色，下层 CCl4 层呈紫红色(5)还原 Cl2Fe3I2(2021广州高一检测)铁在人体中不是以金属单质的形式存在，而是以 Fe2和Fe3的形式存在。二价铁离子(亚铁离子)易被吸收，给贫血者补充铁时，应补充含亚铁离子的亚铁盐，如硫酸亚铁(FeSO4)。服用维生素 C，可以使食物中的铁离子(三价铁离子)变成亚铁离子，有利于铁的吸收。(1)人体中经常进行的转化，A 中 Fe2作_剂，B 中 Fe3作_剂。(2)从“服用维生素 C，可以使食物中的铁离子(三价铁离子)变成亚铁离子”这句话分析出维生素 C 在这一反应中作_剂，具有_性。【解析】(1)A 中
18、 Fe2失电子转化为 Fe3，所以 Fe2作还原剂；B 中 Fe3得电子转化为 Fe2，所以 Fe3作氧化剂。(2)Fe3被还原变成 Fe2，所以维生素 C 作还原剂，体现还原性。答案：(1)还原 氧化(2)还原 还原1(水平 1)下列离子方程式中，正确的是()A铁与盐酸反应：2Fe6H=2Fe33H2B氯气与氯化亚铁溶液反应：2FeCl2Cl2=2FeCl3C氯化铁溶液与铁反应：Fe3Fe=2Fe2D氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应：Fe33OH=Fe(OH)3学情诊断课堂测评【解析】选 D。A 项，应为 Fe2H=Fe2H2；B 项，应为 2Fe2Cl2=2Fe32Cl；C 项，应为 2Fe3
19、Fe=3Fe2。2(水平 1)下列转化关系不能通过一步反应实现的是()AFeFeCl2 BFe2O3Fe(OH)3CFeCl3FeCl2DFe(OH)3FeCl3【解析】选 B。A 项，Fe2HCl=FeCl2H2或 Fe2FeCl3=3FeCl2；B 项，Fe2O3 不溶于水，故 Fe2O3Fe(OH)3 不能通过一步反应完成；C 项，2FeCl3Fe=3FeCl2；D 项，Fe(OH)33HCl=FeCl33H2O。3(水平 1)实验室有 NaCl、KSCN、NaOH、AgNO3 四种溶液，某同学只用一种试剂就把它们鉴别开来了，这种试剂是()AFeCl3 溶液 BNa2CO3 溶液C氯水D
20、盐酸【解析】选 A。四种溶液中分别滴入 FeCl3 溶液时的现象依次是无明显现象、溶液变红色、生成红褐色沉淀、生成白色沉淀。4(水平 1)用毛笔蘸取少量 30%的 FeCl3 溶液在铜片上写“化学”两个字，放置片刻，用少量水将铜片上的溶液冲到小烧杯中，下列说法正确的是()A烧杯中的溶液呈棕黄色B铜片无任何变化C铜片上有凹陷的“化学”两个字D发生反应：Fe3Cu=Cu2Fe2【解析】选 C。FeCl3 溶液与铜的反应为 Cu2FeCl3=2FeCl2CuCl2，反应后的溶液中含有 Cu2、Fe2，A 错误；FeCl3 溶液与铜反应，铜片上反应掉的部分会有凹陷，B 错误，C 正确；该反应的离子方程
21、式为 2Fe3Cu=2Fe2Cu2，D 错误。5(水平 2)下列各组物质相互反应后，再向得到的溶液中滴入 KSCN 试剂，溶液变成红色的是()A氯水和氯化亚铁溶液 B铁屑和氯化铜溶液C.铁屑和过量稀硫酸D过量铁屑和氯化铁溶液【解析】选 A。滴入 KSCN 试剂溶液变成红色，说明溶液中有 Fe3，A 项反应的离子方程式为 2Fe2Cl2=2Cl2Fe3；B、C、D 三项均生成 Fe2。6(水平 2)某物质 A 的水溶液有如图性质：根据以上实验现象分析可得：(1)A 是_，B 是_，C 是_。(填化学式)(2)通入氯气后溶液变为红色的离子方程式是_。【解析】A 与 Ag反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，说明沉淀为 AgCl，A 中必定含有 Cl。而往滤液 C 中加 KSCN 溶液后无现象，但通入氯气后溶液变为红色，说明通入氯气后溶液中生成了 Fe3，说明原溶液中一定含有 Fe2。答案：(1)FeCl2 AgCl Fe(NO3)2(2)2Fe2Cl2=2Fe32Cl、Fe33SCN=Fe(SCN)3
