11-12版高中化学课时讲练通配套课件：2.3.3 探究铁及其化合物的氧化性或还原性（鲁科版必修1）

(共55张PPT)
1.Fe在Cl2中燃烧生成FeCl3，而在O2中燃烧生成Fe3O4，说明了什么？
提示：Cl2将Fe全部氧化为Fe3+，O2只将Fe部分氧化为Fe3+，说明Cl2的氧化性比O2的氧化性强。
2.你能写出Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4 与盐酸反应的离子方程式吗？
提示：Fe＋2H+ ==== Fe2+＋H2↑
FeO+2H+ ==== Fe2+＋H2O
Fe2O3+6H+ ==== 2Fe3+＋3H2O
Fe3O4+8H+ ==== Fe2+＋2Fe3+＋4H2O
例1 下列关于铁及其化合物的说法正确的是
A．铁元素是地壳中含量最多的金属元素，故钢铁用量最多
B．铁与稀盐酸反应的化学方程式：
2Fe+6HCl ==== 2FeCl3+3H2↑
C．氧化铁、氧化亚铁都是不溶于水的碱性氧化物
D．铁在熔融状态下能导电，故铁是电解质
【规范解答】选C。铝元素是地壳中含量最多的金属元素；铁与稀盐酸反应的化学方程式：Fe+2HCl ==== FeCl2+
H2↑；铁是单质，不是电解质。
【互动探究】FeCl2只能利用铁与盐酸、氯化铜等的置换反应得到，不可能通过化合反应得到吗？
提示：不是。可以通过化合反应得到。
例如：2FeCl3+Fe ==== 3FeCl2。
1.铁及其化合物广泛存在于自然界中。
2.铁在化合物中常显+2价、+3价。
3.含Fe2+的溶液常显浅绿色，含Fe3+的溶液常显黄色。
1.为什么要在盛放FeSO4溶液的试剂瓶中加一些铁屑？
提示：Fe2+具有较强的还原性，易被氧化变质，向盛放亚铁盐溶液的试剂瓶中加铁屑的目的是防止Fe2+被氧化为Fe3+。
2.FeCl2溶液中混有FeCl3时，如何除去杂质？
提示：向溶液中加入足量的铁粉，充分反应后过滤，即可除去杂质。
3.FeCl3溶液中混有FeCl2时，如何除去杂质？
提示：向溶液中加入足量的氯水即可除去杂质。
例2 为了检验某FeSO4溶液是否变质，可向溶液试样中加入
A．NaOH溶液 B．铁片
C．KSCN溶液 D．石蕊试液
【规范解答】选C。FeSO4溶液中Fe2+在空气中极易被氧化为Fe3+，故只要检验是否存在Fe3+即可。A项，加入NaOH溶液，Fe2+与之反应生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变成红褐色沉淀，即使有Fe3+，也观察不到明显现象；而用KSCN溶液检验，只有Fe3+与之反应显红色，故选C。
【互动探究】请思考有几种方法可以制取FeSO4？
提示：①Fe+H2SO4（稀） ==== FeSO4+H2↑
②Fe+CuSO4（稀） ==== FeSO4+Cu
③Fe+Fe2（SO4）3 ==== 3FeSO4
1.学会从化合价的角度分析物质的氧化性和还原性。
2.铁单质只具有还原性，含有+3价铁元素的化合物通常主要具有氧化性，含有+2价铁元素的化合物既具有氧化性，又具有还原性。
3.检验溶液中的Fe3+，通常用KSCN溶液；检验溶液中的Fe2+，通常先加入KSCN溶液，再加新制氯水。
Fe3+、Fe2+的检验
Fe3+和Fe2+的检验方法有多种。常用加碱法和加盐（KSCN）法。
探究:
1.通过对比Fe2+和Fe3+的性质，结合教材中Fe3+的检验，你能找到几种Fe3+和Fe2+的检验方法吗？完成下面表格：
2.先向溶液中滴加少量氯水，再加KSCN溶液，溶液变为红色，能否证明溶液中含有Fe2+？
提示：不能证明含有Fe2+，因为若溶液中含有Fe3+，溶液也变红色，干扰Fe2+的检验。
3.如何用加KSCN溶液的方法，检验某溶液中是否含有Fe2+？
提示：先加入KSCN溶液，溶液无明显现象，再加入新制氯水，溶液变为红色，则说明有Fe2+存在。
4.若Fe（NO3）3溶液中混有Fe（NO3）2时，如何检验Fe2+？
提示：取少量溶液于试管中，滴加几滴酸性KMnO4溶液，若紫红色退去，则证明Fe（NO3）3中混有Fe（NO3）2。
1.为了除去FeSO4溶液中的Fe2(SO4)3和CuSO4，最好选用
( )
A.烧碱溶液 B.浓氨水 C.镁粉 D.铁粉
【解析】选D。加入铁粉既可以把Fe3+还原成Fe2+，又可以把Cu2+还原为Cu，这样溶液中就只有溶质FeSO4。
2.下列反应，其产物的颜色按红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列的是( )
①金属钠在纯氧中燃烧
②FeSO4溶液中滴入NaOH溶液，并在空气中放置一段时间
③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液
④无水硫酸铜放入医用酒精中
A．②③①④ B．③②①④
C．③①②④ D．①②③④
【解析】选B。产物及颜色分别为：①Na2O2——淡黄色；
②Fe(OH)3——红褐色；③ Fe(SCN)3——红色；
④CuSO4·5H2O——蓝色。
3.（2011·烟台高一检测）将Fe、Cu、FeCl2、FeCl3、CuCl2盛于同一容器中充分反应，如果Fe有剩余，则容器中只能有的金属或金属离子是( )
A．Cu、Fe3+ B．Fe2+、Fe3+
C．Cu、Cu2+、Fe D．Cu、Fe2+、Fe
【解析】选D。因为铁有剩余，故氯化铁、氯化铜均反应生成氯化亚铁、铜，所以容器中只能有Cu、Fe2+、Fe。
4.（2011·兰州高一检测）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( )
①加入足量氯水 ②加入足量KMnO4溶液
③加入少量KSCN溶液
A．③① B．③② C．①③ D．①②③
【解析】选A。本题考查Fe3+的检验和Fe2+的还原性，及Fe3+遇SCN－ 会生成红色物质的特性。加入KSCN溶液溶液不变红证明无Fe3+，再加氯水,如有Fe2+则可被氧化为Fe3+而使KSCN溶液变红色。KMnO4也能氧化Fe2+，但KMnO4本身为紫红色，使Fe3+和KSCN溶液显色反应不易观察。
5.用化学方法除去下列物质中混有的少量杂质，写出有关反应的离子方程式。
（1）铜粉中混有铁粉___________________________。
（2）FeCl3溶液中混有FeCl2______________________。
（3）FeCl2溶液中混有FeCl3______________________。
（4）FeCl2溶液中混有CuCl2______________________。
【解析】根据粒子的氧化性和还原性强弱来写离子方程式。
答案:（1）加入过量盐酸，过滤，
Fe＋2H＋ ==== Fe2＋＋H2↑
（2）通入Cl2，2Fe2＋＋Cl2 ==== 2Fe3＋＋2Cl－
（3）加入过量Fe，过滤，Fe＋2Fe3＋ ==== 3Fe2+
（4）加入过量Fe，过滤，Cu2＋＋Fe ==== Fe2＋＋Cu
一、选择题（本题包括6小题，每小题4分，共24分）
1.下列四种铁的化合物溶于稀盐酸，滴加KSCN溶液后，没有颜色变化，再加入氯水即呈红色的是( )
A．FeO B．Fe2O3 C．FeCl3 D．Fe2(SO4)3
【解析】选A。由题意可知，A中的Fe2+遇SCN－没有颜色改变，但滴加氯水后，生成Fe3+，溶液变为红色。发生下列反应：FeO+2HCl ==== FeCl2+H2O，2Fe2+＋Cl2 ==== 2Fe3+＋2Cl－，Fe3+＋3SCN－ ==== Fe(SCN)3。
2.（2011·吉安高一检测）将1.12 g铁粉加入2 mol/L的
25 mL氯化铁溶液中，充分反应后结果是( )
A．溶质为氯化亚铁，铁粉有剩余
B．氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
C．Fe2+和Fe3+物质的量之比为6∶1
D．往溶液中滴入KSCN溶液，不显红色
【解析】选C。由Fe＋2Fe3＋ ==== 3Fe2+知，1.12 g铁粉（0.02 mol）仅能还原0.04 mol Fe3＋，还剩余0.01 mol Fe3＋，生成0.06 mol Fe2+，故C选项正确。
3.某500 mL溶液中含0.1 mol Fe2+、0.2 mol Fe3+,加入
0.2 mol铁粉，待Fe3+完全还原后，溶液中Fe2+的物质的量
浓度为（假设反应前后体积不变）( )
A.0.4 mol·L-1 B.0.6 mol·L-1
C.0.8 mol·L-1 D.1.0 mol·L-1
【解析】选C。由2Fe3++Fe ==== 3Fe2+可知，所加铁粉过
量，反应后溶液中的n(Fe2+)=0.1 mol+0.2 mol× =
0.4 mol,c(Fe2+)= =0.8 mol·L-1。
4.下列各组离子一定能大量共存的是( )
A.Na+ Fe3+ Cl- SCN-
B.Ba2+ NO3- K+ OH-
C.Fe2+ Cl- SO42- OH-
D.Fe3+ Na+ I- Cl-
【解析】选B。A中Fe3+可与SCN-结合生成络合物Fe(SCN)3。C中Fe2+不能与OH-共存，能生成Fe（OH）2沉淀。D中Fe3+不能与I-共存，Fe3+能将I-氧化。
【举一反三】若改为“因发生氧化还原反应而不能大量共存的离子组”,答案是什么？
提示：选D。D组中Fe3+具有较强氧化性，I-具有较强还原性，它们因发生氧化还原反应而不能大量共存，答案选D。
【规律方法】判断离子共存的两类特殊反应
对于离子共存问题，除了因发生复分解反应而不能共存外，还有另外两类
（1）离子之间因发生氧化还原反应而不能大量共存。如Fe3+与S2-、I-等还原性离子，Fe2+与H+和NO3-（相当于HNO3）、ClO-、MnO4-等氧化性离子不能共存。
（2）离子之间相互反应结合成络合物，如Fe3+与SCN-。
5.（2011·鞍山高一检测）根据Fe＋Cu2＋ ==== Fe2＋＋Cu、2FeCl3＋Cu ==== 2FeCl2＋CuCl2两个反应，判断Fe3＋、
Fe2＋、Cu2＋的氧化性顺序为( )
A．Cu2＋＞Fe2＋＞Fe3＋ B．Fe3＋＞Fe2＋＞Cu2＋
C．Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋ D．Fe2＋＞Fe3＋＞Cu2＋
【解析】选C。依方程Fe＋Cu2＋ ==== Fe2＋＋Cu，Cu2+的氧化性大于Fe2+；又因为2FeCl3＋Cu ==== 2FeCl2＋CuCl2，Fe3+的氧化性大于Cu2＋；所以选C。
6.有0.4 g铁的氧化物，用足量的CO在高温下将其还原，把生成的CO2全部通入过量的澄清石灰水中，得到0．75 g 固体沉淀物，这种铁的氧化物是( )
A.FeO B.Fe2O3
C.Fe3O4 D.FeO和Fe2O3
【解析】选B。设铁的氧化物的化学式为FexOy，由
FexOy+yCO xFe+yCO2～yCaCO3
(56x+16y) g y mol
0.4 g
得：x∶y=2∶3
故氧化物为Fe2O3。
高温
====
二、非选择题（本题包括2小题，共26分）
7.（16分）用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。
方法一：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
（1）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入稀硫酸和______。
（2）除去蒸馏水中溶解的O2常采用______的方法。
（3）生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面以下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是____________。
方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀硫酸等试剂制备。
（1）在试管Ⅰ里加入的试剂是______。
（2）在试管Ⅱ里加入的试剂是_______。
（3）为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和
Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后，再
检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度。当排出
的H2纯净时，再夹紧止水夹。这样生成的Fe(OH)2
沉淀能较长时间保持白色，其理由是_________。
【解析】方法一：（1）由于Fe2+具有较强的还原性易被氧化为Fe3+，故在配好的溶液中常加铁钉或适量铁屑以防止其被氧化。（2）由于气体的溶解度随温度升高而迅速减小，故可用加热煮沸的方法除去蒸馏水中溶解的O2。（3）空气中含有大量的O2，为防止生成的Fe（OH）2沉淀与空气接触而被氧化，需将吸取NaOH溶液的长滴管插入液面以下后再挤出。方法二：（1）由所给试剂及装置特点知，试管Ⅰ为封闭系统，应为产生H2并赶尽溶液中的空气及液面上方空气的装置，故Ⅰ中加入的试剂为铁和稀硫酸。（2）试管Ⅱ
中加入的试剂为NaOH溶液。（3）为确保实验在无氧状态下进行，必须把系统中的O2排除干净，故接下来的操作应为检验试管Ⅱ出口处排出的氢气纯度，当产生氢气较纯时再夹紧止水夹。由于试管Ⅰ中产生的H2充满了Ⅰ、Ⅱ两支试管，使外界空气不易进入,即Fe（OH）2是在H2的还原性气氛中产生的，故Fe(OH)2的白色沉淀可保持较长的时间。
答案:方法一：（1）铁屑 （2）加热煮沸
（3）避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化
方法二:（1）稀硫酸、铁屑
（2）NaOH溶液
（3）试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，使外界空气不容易进入
8.（10分）现有浓度均为1 mol·L-1的FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液100 mL，加入一定量的铁粉，反应完毕后，铁粉有剩余，请填写下列空白：
（1）反应完毕后，溶液中一定含有______（填阳离子），为______mol，一定没有_______（填阳离子）；
（2）固体物质干燥后，其中一定有_____，与反应前加入铁粉质量相比______（填“多”或“少”）_______g。
【解析】混合液中n（FeCl3）=n（FeCl2）=n（CuCl2）=
0.1 mol，加入铁粉后能发生如下反应：
Fe+2Fe3+ ==== 3Fe2+，Fe+Cu2+ ==== Fe2++Cu
铁粉过量时，Fe3+和Cu2+完全反应且生成单质Cu。Fe+2Fe3+ ==== 3Fe2+反应产生的n（Fe2+）=0.15 mol，消耗n（Fe）=0.05 mol；Fe+Cu2+ ==== Fe2++Cu产生的n（Fe2+）=
0.1 mol，消耗n（Fe）=0.1 mol，置换出Cu 0.1 mol。
所以溶液中n（Fe2+）=0.1 mol+0.15 mol+0.1 mol=
0.35 mol
消耗的Fe与置换出的Cu的质量差为（0.1 mol+0.05 mol）×56 g·mol-1-0.1 mol×64 g·mol-1=2 g。
答案：（1）Fe2+ 0.35 Fe3+、Cu2+
（2）Fe、Cu 少 2