1、第2课时 铁的氢氧化物及其铁盐 课前自主学习 学习任务一 Fe2+、Fe3+的检验 任务驱动:铁盐溶液呈棕黄色,亚铁盐溶液呈浅绿色,除了溶液颜色上的差别,含有Fe2+或Fe3+的溶液还有哪些鉴别方法?实验操作实验现象向FeCl3溶液中滴入12滴KSCN溶液溶液变为_FeCl2溶液试管中先滴加KSCN溶液_再向试管中滴加氯水溶液变为_色红色 无明显现象 红【巧判断】(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硫酸后 滴加KSCN溶液,再观察溶液是否变红()学习任务二 Fe2+、Fe3+相互转化 任
2、务驱动:鲜榨苹果汁放置几分钟后很快由浅绿色变为棕黄色,其中蕴含什么化学原理?1.Fe2+、Fe3+的相互转化 Fe2+Fe3+写出反应的离子方程式(1)氯化铁溶液与铁粉:_。(2)氯化亚铁溶液与氯水:_。2Fe3+Fe=3Fe2+2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-2.亚铁盐 含有Fe2+的溶液呈浅绿色,Fe2+既有_,又有_,Fe2+与Zn反应的离子 方程式分别为_。3.铁盐的净水作用 铁盐在天然水中可生成_,能吸附水中的悬浮物形成絮状不溶物。氧化性 还原性 Fe2+Zn=Fe+Zn2+氢氧化铁胶体【情境思考】工业印刷电路板的制作流程如图所示,其中“蚀刻”所用的就是溶液FeCl3。(1)Fe
3、Cl3溶液蚀刻印刷铜板的原理是怎样的?提示:2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+。(2)由FeCl2生成Fe或FeCl3,你能写出其化学方程式吗?提示:FeCl2+Zn=ZnCl2+Fe,2FeCl2+Cl2=2FeCl3。(3)反应后的“蚀刻液”中含有哪些离子?如果要回收得到Cu和FeCl3,需要怎样设计回收方案?提示:反应后的“蚀刻液”中含有Cu2+、Fe2+。为从溶液中提取Cu,应向溶液中加入过量铁粉:Fe+Cu2+=Fe2+Cu;然后用盐酸溶解过量的铁粉:Fe+2HCl=FeCl2+H2;过滤后,得到Cu,再向滤液中加入新制氯水即可得到FeCl3:2FeCl2+Cl2=2FeCl3。课堂
4、合作探究 探究任务一 亚铁盐、铁盐的性质【实验情境1】1.含有Fe2+的溶液呈浅绿色,向FeSO4溶液中分别滴入几滴双氧水溶液、少量酸性KMnO4溶液。2.向FeCl2溶液中加入少量Zn粉。【问题探究】1.预测性质 从氧化还原反应的价态规律预测FeSO4溶液颜色发生怎样的变化?提示:硫酸亚铁中铁的化合价是+2价,处于铁元素中间价态,既有氧化性又有还原性,浅绿色的FeSO4溶液遇到强氧化性物质(如H2O2、KMnO4)会被氧化为棕黄色的Fe3+。2.实验验证(1)还原性 向FeSO4溶液中滴入双氧水,溶液变棕黄色,反应的离子方程式为 _。向少量酸性KMnO4溶液中加入FeSO4溶液,若溶液紫红色
5、褪去,证明Fe2+具有 还原性。反应原理用离子方程式表示为_。(2)氧化性 Fe2+与Zn反应的离子方程式:_。4O2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O Mn +5Fe2+8H+=5Fe3+Mn2+4H2O Fe2+Zn=Fe+Zn2+3.解释和结论(1)Fe2+能被双氧水、酸性KMnO4等强氧化性的物质氧化为Fe3+,也能被Zn还原为单质Fe;(2)结论:Fe2+既有氧化性又有还原性。【实验情境2】含Fe3+的溶液呈棕黄色,向FeCl3溶液中加入淀粉KI溶液或通入H2S气体。【问题探究】1.预测性质 从氧化还原反应的价态规律预测FeCl3溶液的颜色发生怎样的变化?提示:氯化铁中铁的
6、化合价是+3价,具有强氧化性,会有颜色变化。2.实验验证(1)氧化性:Fe3+具有较强的氧化性。向FeCl3溶液中加入淀粉KI溶液,若溶液变成蓝色,证明Fe3+具有氧化性。反应 原理用离子方程式表示为_。向FeCl3溶液中通入H2S气体,若出现黄色浑浊,证明Fe3+具有氧化性。反应原理 为_。向FeCl3溶液中滴入几滴KSCN溶液,再加入过量活泼金属(如Fe),若溶液红色退 去,证明Fe3+具有氧化性。反应原理用离子方程式表示为_。(2)特性:含有Fe3+的盐溶液遇到_时变成红色。2Fe3+2I-=I2+2Fe2+2Fe3+H2S=2Fe2+S+2H+2Fe3+Fe=3Fe2+KSCN 3.解
7、释和结论(1)Fe3+能被淀粉KI溶液、H2S、Fe等还原为Fe2+;(2)结论:Fe3+有氧化性,能与还原剂发生氧化还原反应。【迁移应用】实验室如何配制和保存硫酸亚铁溶液?提示:配制硫酸亚铁溶液可以在稀硫酸中加入过量的铁粉可以保证Fe2+不被氧化;亚铁盐的还原性很强,保存时要加些铁粉保存。【探究总结】(1)Fe只有还原性,可以被氧化成+2价或+3价的铁。如Fe+2H+=H2+Fe2+,2Fe+3Cl2 2FeCl3,3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。点燃=(2)Fe2+既有氧化性又有还原性。如2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-,Zn+Fe2+=Fe+Zn2+。(3)Fe3+具有较强
8、的氧化性,可被还原为+2价或0价的铁。如2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+,Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2。=【探究特训】下列关于Fe3+、Fe2+性质实验的说法错误的是()A.用如图装置可以制备Fe(OH)2 B.将饱和FeCl3溶液滴入沸水中,可制得胶体 C.向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,滴加氯水后 溶液显红色,此现象不能确定溶液中含有Fe2+D.向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2+被氧化【解题指南】解答本题需要注意以下两点:(1)制备Fe(OH)2时要创造无氧环境,(2)充分考虑 Fe2+的还原性,Fe3+的氧化性。【延伸探究】向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液
9、变为红色,是否说明溶液中一定含有Fe3+而不含有Fe2+?提示:滴加KSCN溶液后变为红色说明溶液中一定含有Fe3+,但不能确定是否含有Fe2+。【补偿训练】1.(2019石家庄高一检测)某学生鉴定甲盐的流程如图所示,下列说法正确 的是()A.如果甲中含有S2-,则乙是硫黄沉淀 B.如果乙是AgCl沉淀,那么甲是FeCl3 C.丙中肯定含有Fe3+,所以甲是FeBr2 D.甲中含铁元素,可能显示+2价或者+3价 2.通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是()选项 操作、现象 解释 A 向淀粉KI溶液中加入FeCl3溶液,溶液变蓝 Fe3+
10、能与淀粉发生反应 B 把生铁放置于潮湿的空气中,铁表面有一层红棕色的斑点 铁在潮湿的空气中易生成Fe(OH)3 C 向稀硫酸中加入少量铁粉,有气泡产生 Fe与硫酸反应生成Fe2(SO4)3和氢气 D 新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间,白色物质变成了红褐色 说明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3 3.在FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入铁屑,反应结束后滤出固体物质,滤液中的阳离子可能是()只有Fe2+Fe2+和Fe3+Fe2+和Cu2+Cu2+和Fe3+A.B.C.D.【解析】选A。题中“滤出固体”说明是单质Cu或Cu、Fe的混合物,因为氧化性顺序为Fe3+Cu2+Fe2+,则
11、溶液中一定没有Fe3+,一定有Fe2+,可能有Cu2+。4.印刷电路板的过程:在复合物材料板上单面附有一薄层铜板,印刷电路时将电路部分以抗腐蚀的涂料印在铜板一面上,放入三氯化铁溶液中,没有印刷上涂料的铜被腐蚀掉,最后只剩下电路部分。(1)上述过程发生的反应中FeCl3表现什么性质?提示:腐蚀电路板时发生反应2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+,FeCl3表现氧化性。(2)如何证明最后的腐蚀液是否还含有FeCl3?提示:用洁净的试管取少量的样品溶液,向其中滴入KSCN溶液12滴,若溶液立即显红色证明含有Fe3+。5.(2020遵义高一检测)药品“速力菲”中Fe2+会被空气缓慢氧化,国家规定如果药物
12、中Fe2+有超过10%的被氧化即不可服用。要证明该药品已部分氧化,下列药品组合不能达到实验目的的是()新制氯水 双氧水 KSCN溶液 酸性KMnO4溶液 A.B.C.D.【解析】选A。新制氯水不能证明亚铁被氧化,故符合;双氧水在铁离子作用下会分解生成氧气,有明显气体生成证明含铁离子,证明了亚铁离子被氧化,故不符合;KSCN溶液可以检验生成的铁离子存在,滴入溶液变红色证明含铁离子,证明了亚铁离子被氧化,故不符合;酸性KMnO4溶液只能证明亚铁离子存在,不能证明铁离子的存在,不能证明亚铁离子被氧化,故符合。探究任务二 Fe2+、Fe3+的检验【实验情境】Fe2+、Fe3+的检验【问题探究】1.请设
13、计证明FeO中存在Fe2+的检验方法。提示:2.请设计证明Fe2O3中 存在Fe3+的检验方法。提示:3.请设计证明Fe3O4中存在Fe2+的检验方法。提示:【探究总结】1.用KSCN溶液和氯水。2.用NaOH溶液。3.含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe3+、Fe2+的检验。【拓展提升】1.Fe2+的特征检验方法 溶液 产生蓝色沉淀,说明溶液中含有Fe2+,3Fe2+2Fe(CN)63-=Fe3Fe(CN)62。2.Fe2+、Fe3+的检验误区(1)溶液中加入KSCN溶液,溶液变红色,只能说明溶液中含Fe3+,无法证明是否含有Fe2+。(2)当溶液中含有Fe3+时,只能利用Fe2+的还原性证
14、明Fe2+的存在,如加入酸性KMnO4溶液,紫色褪去。(3)某溶液中加入碱溶液后,最终得到红褐色沉淀,并不能断定该溶液中一定含有Fe3+,也可能含有Fe2+。【探究特训】(2020潍坊高一检测)证明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的最佳实验方法 是()A.先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后显红色 B.先滴加KSCN溶液,不显红色,再滴加氯水后显红色 C.滴加KMnO4溶液,紫红色褪去 D.只需滴加KSCN溶液【解题指南】解答本题需要注意以下两点:(1)含有F e3+的溶液滴加KSCN溶液后显红色。(2)检验Fe2+时KSCN溶液和氯水的滴加有顺序要求。【易错提醒】检验Fe2+、Fe3+时注意
15、的问题 (1)检验Fe2+、Fe3+时试剂添加顺序颠倒,(2)滴加酸性KMnO4溶液,紫红色褪去,能证明溶液中有Fe2+但不能说明是否含有Fe3+。【补偿训练】1.(2020荆门高一检测)已知高铁酸钾K2FeO4是一种新型高效多功能水处 理剂,比Cl2、O3氧化性更强,且没有二次污染。高铁酸钾溶于水后发生如下 反应:4Fe +10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+8OH-+3O2。则下列相关说法不 正确的是()A.高铁酸钾是一种易溶于水的盐 B.反应中生成1 mol O2时转移电子6 mol C.高铁酸钾中铁显+6价 D.高铁酸钾作水处理剂具有净水功能 24O 2.(2019武汉高一检测)将金
16、属铜、铁置于氯化铁溶液中充分反应,下列对反应情况设想的评价正确的是()选项反应情况设想评价A当铁、铜均不剩余时,溶液中一定有Fe2+、Cu2+,一定无Fe3+正确,Fe3+和Fe、Cu均可反应B当铁、铜均有剩余时,溶液中一定有Fe2+、Cu2+,无Fe3+正确,Fe和Cu与Fe3+都反应,故有Fe2+和Cu2+,无Fe3+C当铜有剩余,铁无剩余时,溶液中一定只有Fe2+,无Cu2+正确,Cu有剩余,故无Cu2+D当铁有剩余,铜无剩余时,溶液中一定有Fe2+、Cu2+不正确,不可能有Fe剩余而无Cu剩余,因为Fe比Cu优先与Fe3+反应3.(2019福州高一检测)火药是中国古代的四大发明之一,点
17、燃鞭炮以后,里面的黑色火药烧着了,立即发生剧烈的化学反应,放出大量的热,生成许多气体二氧化硫、二氧化碳、二氧化氮和一氧化碳等。如图是一种综合处理SO2废气的工艺流程。下列说法正确的是()A.向B溶液中滴加KSCN溶液,溶液可能变为红色 B.溶液B转化为溶液C发生反应的离子方程式为4H+2Fe2+O2=2Fe3+2H2O C.溶液酸性:ABC D.加氧化亚铁可以使溶液C转化为溶液A 4.(2020淄博高一检测)要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+进行如下实验操作时,最佳顺序为()加入足量氯水 加入足量KMnO4溶液 加入少量NH4SCN溶液 A.B.C.D.【解析】选C。加入少量NH4S
18、CN溶液,若溶液不变红,则说明溶液中不含Fe3+,溶液中若含有Fe2+,再加入氯水,溶液会变红。若用足量酸性KMnO4溶液,则酸性KMnO4溶液本身显紫色,难以观察现象。5.(2019临沂高一检测)将铁粉、铜粉、FeCl3溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反应(假定容器不参与反应)。试判断下列情况下,溶液中存在的金属离子和金属单质。(1)若铁粉有剩余,则容器中不可能有_;(2)若氯化铜有剩余,则容器中可能有_;(3)若氯化铁和氯化铜都有剩余,则容器中不可能有_,可能有_。1.把铁片放入下列溶液中,铁片溶解且溶液质量减小,没有气体生成,此溶液是()A.FeSO4 B.H2SO4 C.Fe2(
19、SO4)3 D.CuSO4【解析】选D。题干要求溶液质量减小的同时无气体产生。稀硫酸与铁反应产生H2,不合题意;Fe与Fe2(SO4)3溶液反应使溶液的质量增大;Fe与FeSO4溶液不反应;Fe与CuSO4溶液反应,置换出Cu,使溶液的质量减小且没有气体生成。课堂素养达标 2.(双选)(2020日照高一检测)下列关于物质性质的描述一定错误的是()A.Fe3+可以与KSCN溶液反应生成血红色沉淀 B.氢氧化铜在水中加热可分解为黑色氧化铜 C.氧化钠在空气中长时间放置最终生成碳酸氢钠粉末 D.向饱和碳酸钠溶液中通入足量二氧化碳可析出晶体【补偿训练】1.验证Fe3+与Fe2+能够相互转化。下列分析不
20、合理的是()按下列顺序实验对应现象向FeCl3溶液中加入少量铁粉 滴加KSCN溶液 再滴加几滴氯水.溶液由黄色变为浅绿色.溶液无明显变化.溶液变红A.解释现象的反应:2Fe3+Fe=3Fe2+B.实验与可以调换顺序 C.溶液变红涉及反应:Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+D.比较氧化性:Cl2Fe3+Fe2+2.(双选)(2020江苏学业考试)用FeCl3溶液蚀刻印刷电路板,发生反应:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。分别取适量蚀刻后的溶液进行实验,下列实验结论一定正确的是()A.通入Cl2,再滴入KSCN溶液,溶液变红,说明所得溶液中已不含Fe2+B.加入铁粉,充分反应,有
21、固体剩余,说明所得溶液中已不含Fe3+C.滴加足量稀硝酸,充分反应,则所得溶液中n(Fe3+)=2n(Cu2+)D.滴加足量NaOH溶液,充分反应,则所得沉淀中nFe(OH)2=2nCu(OH)2 3.制印刷电路时常用FeCl3溶液作为“腐蚀液”,发生的反应为2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2,向盛有FeCl3溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,反应结束后,下列结果不可能出现的是()A.烧杯中有铜无铁 B.烧杯中有铁无铜 C.烧杯中铁、铜都有 D.烧杯中铁、铜都无 4.(2020大庆高一检测)下列说法正确的是()A.在溶液中加KSCN,溶液显红色,证明原溶液中有Fe3+,无Fe2+B.铁
22、粉作食品袋内的脱氧剂,铁粉作还原剂 C.FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作,原因是FeCl3能从含有Cu2+的溶液中置换出铜 D.c(Fe2+)=1 molL-1的溶液中:K+、N 、Mn 、S2-能大量共存 4O4H3.(2019郑州高一检测)为了检验某未知溶液是否是FeCl2溶液,一位同学设计了以下实验方案加以证明。方案:向一只装有该未知溶液的试管中先通入氯气,再滴加KSCN溶液,溶液呈现血红色,证明该未知溶液是FeCl2溶液。回答以下问题:(1)你认为此方案是否合理?_(填“合理”或“不合理”),若不合理,要检验Fe2+应如何操作:_ _(若填“合理”,则此空可不答)。(2)现向一只装有FeCl2溶液的试管中滴加氢氧化钠溶液,可观察到的现象是_,有关反应的化学方程式为_。(3)实验室在保存FeCl2溶液时为了防止FeCl2溶液变质,经常向其中加入铁粉,其原因是(用离子方程式表示)_。