第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
第1课时 铁的单质
(1)了解铁元素在自然界中的存在形态、与人体健康的关系，体会化学对人类生活的重要意义；从我国古代应用铁的化学史感受中华民族在科技发展进程中的贡献,增强文化自信。
(2)能用氧化还原反应原理进一步认识铁的化学性质， 基于实验事实写出铁与水蒸气反应的化学方程式，并用于解释生产中简单的化学问题，培养安全意识。
(3)结合应用实例，将铁的性质的知识运用于解决生产、生活中简单的化学问题，强化性质决定用途的观念。
【内容分析】
本节内容主要包括两部分:①铁单质;②铁的重要化合物，主要是铁的氧化物、氢氧化物、铁盐和亚铁盐。教材按照“铁单质→铁的氧化物→铁的氢氧化物→铁盐和亚铁盐”的顺序编排。
学生在初中阶段学习过铁单质的一些性质，如物理性质，与氧气、氯气、盐酸、硫酸铜溶液等反应。在介绍铁的单质时，教材在“思考与讨论”里要求学生复习初中已学习过的铁单质的性质，并从氧化还原反应的角度分析反应的特点，提升学生对铁单质性质的认识。介绍铁与水蒸气反应时，教材联系生产创设真实情境,呈现了钢铁生产中钢水注人模具的真实图片,以此情境为素材，提出问题“炽热的铁水或钢水注人模具之前，模具必须进行充分的干燥处理，不得留有水。这是为什么呢 ”，教材再呈现铁粉与水蒸气反应的实验照片,引导学生深人思考与讨论，明确反应原理，从而回答了问题。
铁及其化合物广泛存在并应用于生产和生活实际，从中发现有助于学生学习、贴近教学实际的素材，从而创设出真实、生动、有意义的教学情境，不仅可以激发学生的学习兴趣，引导学生积极主动地学习;还可以使学生学会在真实情境中运用知识解决简单的化学问题，促进学科核心素养的形成。因此本课时设计了燕麦中添加铁粉的生活情境，以此引导学生从铁的还原性，以及铁与酸的反应等性质入手，对铁的单质展开讨论。从而为铁与水蒸气的反应埋下伏笔。
【教学重点和难点】
重点:铁单质的性质
难点:铁与水蒸气的实验原理
【教学流程】
【学习任务一】温故知新，感受化学对人类生活的重要意义
一、铁的存在
1、陨铁：以单质形态存在
矿石中的铁元素：主要以+2、+3价化合物存在
二、铁的发现
1、最早人工冶铁制品：春秋初年秦国的铜柄铁剑。
2、战国中期以后，铁制工具在社会生产中发挥了巨大作用。
三、铁的冶炼
【回顾】工业炼铁的原理是用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来。你还记得炼铁高颅内的化学反应吗？
【设计意图】引导学生通过阅读教材中有关铁的存在和发现史等内容，体会化学对人类生活的重要意
义，感受中华民族在科技发展史中的贡献，增强文化自信。
【学习任务二】身边的化学，发现问题
2018年，网上流传出一段视频，有网友竟用吸铁石从麦片中吸出了铁粉。这是不是不法商家添加的呢？
【设计意图】通过生活问题引入铁的性质的学习，提高学生的学习兴趣，落实科学态度与社会责任素养。
【学习任务三】宏观辨识，分析、解决问题
配料表中的还原铁是不是铁的单质呢？该如何验证？
四、铁的物理性质
铁有延展性和导热性。
铁能导电，但其导电性不如铜和铝。
铁能被磁体吸引 。
经查证，部分营养麦片中的确添加了铁粉。那么营养麦片中添加铁粉的目的是什么呢？
五、铁的化学性质
【思考与讨论1】
我们学习过铁与一些物质的反应。你能举些例子吗？
铁与氧气的反应，铁与盐酸的反应，铁与硫酸铜溶液的反应，铁与氯气的反应。。。
【思考与讨论2】
性质决定用途，你认为营养麦片中添加铁粉的目的是什么呢？
1. 抗氧化，保持麦片新鲜。（利用铁粉与氧气的反应）
2. 补铁。 （铁粉和胃酸发生反应，生成亚铁离子，被人体吸收）
【专家建议】
1. 因为添加铁粉的含量极少，所以抗氧化效果并不佳。
2. 通过吃铁粉补充铁元素的做法并不科学，因为胃酸浓度不高，铁粉并不能完全被溶解，吸收率很低。
结论，营养麦片中添加适量铁粉不存在危害。但益处不大。这是商家的营销手段而已。
【思考】如何合理补铁？
【资料卡片】 人体中的铁元素
铁在成人体中的含量为4~5g，是人体必需微量元素中含量最多的一种。人体内的含铁化合物主要分为两类，即功能性铁和储存铁。功能性铁参与氧的运输，其余的铁与一些酶结合，分布于身体各器官。体内缺铁将会导致人的记忆能力、免疫能力和对温度的适应能力等生理功能下降。如果体内的铁不足以供给生命活动的需要，就会发生贫血。
为了满足生理需要，成人每天铁的适宜摄入量为15~20mg。动物内脏、肉类、鱼类、蛋类等动物性食物中的铁容易被吸收。一般蔬菜中铁的含量较少，吸收率也低，但我国膳食中一般食用蔬菜量很大，仍为铁的重要来源。我国已经实施在某些酱油中加入铁强化剂的措施，以减少缺铁性贫血问题的发生。
必要时，我们可以根据医生建议补充一些补铁口服液。
【设计意图】通过生活案例，引导学生在学习时懂得从“性质决定用途”入手，进行分析解决生活中的问题。落实模型构建与证据推理素养。
【学习任务四】微观探析，分析、解决问题
[思考与讨论3]
在铁与氯气的反应，铁与盐酸的反应，铁与硫酸铜溶液的反应中，铁的化合价的变化有何异同 为什么会有这样的异同
铁与氧化性较弱的氧化剂(如盐酸、硫酸铜等)反应，铁原子失去2个电子生成+ 2价铁的化合物；而铁与氧化性较强的氧化剂(如氯气等)反应，铁原子则失去3个电子生成+ 3价铁的化合物。
【学习评价一】
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)铁具有导电、导热、延展性及被磁体吸引的特性 ( √ )
(2)Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同 ( × )
(3) 已知铁和S反应得到FeS，根据Cl2、S与铁的反应可以判断氯元素和硫元素的非金属性强弱 ( √ )
【设计意图】在学生回忆关于铁单质性质已有知识的基础上，利用氧化还原反应的认知模型重建铁单质
性质的知识结构。落实模型构建与证据推理素养。
【学习任务五】宏微结合，解决新问题
[思考与讨论4]
通过钠和水的反应，可知水是一-种较弱的氧化剂。结合生活常识以及以下材料，预测水能氧化铁吗
材料：在钢铁厂的生产中，炽热的铁水或钢水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥处理，不得留有水(如图3~4)。
生活经验告诉我们，在常温下，铁与水是不发生反应的。根据材料，在高温下，铁可能与水发生反应。
【思考】 若铁在高温下能与水反应，根据所学知识预测产物。
1.铁粉有还原性，水会被还原生成氢气。铁被氧化，可能产生铁的氧化物。
2.根据钠和水的反应，产物可能为氢气和氢氧化铁。
3. 如何设计实验验证你的想法？
提示:从水蒸气的产生、铁粉与水蒸气反应、反应产物的检验等讨论。
【思考与讨论5】
有人设计了如图3-5所示的装置，进行还原铁粉与水蒸气反应的实验。请讨论该装置的实验原理，并根据实验现象，分析可能的生成物。
试管底部放入湿棉花，加热湿棉花产生水蒸气。中部放入铁粉装好装置，加热，使水蒸气与铁粉在高温下反应。
装置末端将产生的气体导入肥皂液中是为了产生气泡，便于通过点燃验证产物中的气体。
现象：蒸发皿中产生大量的肥皂泡，放出的气体能点燃，或会发出爆鸣声，反应后试管内固体仍为黑色。
分析：根据气体检测结果，证明为氢气；反应后试管内固体仍为黑色，说明不是氧化铁或氢氧化铁，因此可能是四氧化三铁。
【思考】如何验证固体是否是四氧化三铁。
试管冷却后，利用磁铁在试管外侧吸一吸。若固体被吸引，证明固体是四氧化三铁。
【设计意图】运用“思考与讨论”素材，对问题进行深入剖析，落实模型构建与证据推理、科学探究与实验创新素养。
【学习评价】教材P72
【 练习与应用】
红热的铁与水蒸气反应的化学方程式为________________，该反应中氧化剂是______(填化学式)。
将烧至红热的铁丝伸到盛有氯气的集气瓶中，可观察到铁丝剧烈燃烧，产生棕黄色的烟，反应的化学方程式为_______________________________________，该反应中被还原的物质是_______________(填化学式)。
3.下列物质中，在一定条件下与铁反应，且铁元素的化合价能变为+3价的是( )
A.氯化铁溶液 B.氯气 C.硫酸铜溶液 D.稀盐酸
【答案】B
【设计意图】即时检验学生的学习成果，落实课堂效果。
【新闻素材】
美味麦片里竟然含有铁粉！还能放心吃吗？记者独家调查为您揭秘
网上流传的视频中，一名男子将麦片倒入塑料袋，加入水充分搅拌，然后拿起一块磁铁放在塑封袋下面，并晃动袋子。一分钟后，当塑料袋翻过来之后，让人吃惊的一幕发生了。隔着塑料袋，磁铁的周边竟出现了很多黑色颗粒，而这些黑色物质据说就是人为添加的铁粉。
市场上麦片种类繁多麦片中竟然能吸出铁粉！视频立刻引起了大量网友的围观，很多人发出“麦片还能不能吃”的疑问。
实验中出现黑色粉末
在扬州大学化学化工学院实验室，记者先后从八份不同品牌营养麦片样品中分别取出80至100克麦片，放入装有纯净水的容器中，并用搅拌机搅拌，加快溶解。等到麦片和水充分混合后，记者将八份样品溶液分别装入八个密封袋中，并用强吸力磁铁贴在密封袋上。摇晃一分钟后，1号、2号密封袋表面的磁铁附近没有什么变化，但3号样品的磁铁周边开始出现黑色粉末，并随着磁铁移动而移动！随后，记者又用这种方法，在4号、5号和8号样品溶液中吸出了黑色粉末！实验结果显示，八份麦片样品中，纯麦片产品中没有出现黑色粉末，但4款儿童麦片冲调产品都出现了这种现象。那么，这些黑色粉末是否是铁粉呢？扬州大学化学化工学院副教授景崤壁介绍，能够被磁铁吸住的物质有三种，分别是铁、钴、镍。
化学实验进一步验证
景教授介绍，要想判断这些黑色物质是不是铁粉，可以用化学实验进行检测。真的铁粉会和盐酸溶解，生成了浅绿色的二价铁离子。景教授分别提取出四份麦片中的黑色粉末，放入试管中，并加入稀盐酸。只见盐酸后和黑色物质发生了溶解，溶解完之后应该是生成了二价铁离子，但因为量少，所以还看不到浅绿色。接着，景教授又向试管中加入另一种指示剂——双氧水，试管中液体的颜色发生了明显变化，变成了黄色。景教授介绍，二价铁遇到双氧水就会生成三价铁，三价铁是一种黄色的物质。实验证明，四种麦片样品中的黑色颗粒果然都是铁粉！看来网上的传言并非空穴来风，一些麦片产品中果真测出了铁粉！食品跟大家的健康息息相关，麦片中怎么会有铁粉？它会影响我们的健康吗？
“还原铁”即为单质铁
通过查看出现黑色粉末的麦片产品的配料表，景教授发现了一种名叫“还原铁”的物质，不过景教授表示，在化学中没有所谓“还原铁”概念，能被磁铁吸出来，应该就是单质铁。景教授介绍，铁是人体必需的化学元素，食品中可以添加食品级的“铁”。这些“铁”随食物进入人体后，跟胃酸发生化学反应，生成可被吸收的二价铁。而二价铁对人体是有益的 ，是可以被人体吸收的。
“吃铁粉”补铁不科学
景教授分析，现在家长都注重给孩子补充营养，商家正是抓住了这种心理，把“补铁”作为产品的“噱头”。不过，通过吃铁粉补充铁元素的做法并不科学，因为胃酸浓度不高，铁粉并不能完全被溶解，吸收率很低，这种说法也得到了营养专家的证实。苏北医院营养师蒋放告诉记者，人体对于铁粉的吸收率仅仅有3% ，如果要补铁，吃猪肝、红肉等食物，补铁效果会更好。此外，虽然“还原铁”无害，但如果儿童一旦食用过量，在体内经过循环排出体外，这个时候对肾脏肝脏都会形成压力，就会给身体带来负担。所以，专家并不赞同儿童食品中格外添加铁粉进行补铁。看来，大家不必惊慌，被吸出铁粉的麦片并不意味着完全不能吃，不过这种铁粉能补铁的说法完全是一种商业噱头。最佳的补铁方法，还是从含铁的蔬果和动物内脏中来摄取，那可是纯天然、无添加！
【 思考与讨论1】
设置本栏目的目的在于通过唤醒学生对已知的涉及铁单质化学性质的几个反应的记忆(必要时可要求学生写出相关反应的化学方程式)引导学生运用分类、比较和归纳的方法，重构铁单质的化学性质。除了整理铁分别与非金属单质、酸、盐溶液的反应，学生还要能运用第一章学习过的氧化还原反应知识，形成“铁单质与强弱不同的氧化剂反应的产物不同”的认识，同时认识化学反应的复杂性，为后续学习打下基础。
【 思考与讨论2】
本实验中，加热湿棉花的目的是提供水蒸气,使之与还原铁粉在高温下发生反应;装置末端将产生的气体导入肥皂液中是为了产生气泡，便于通过点燃验证产物中的气体。教学中应首先对实验原理进行讨论，可从以下方面引导学生。一是通过对铁单质还原性的分析,利用氧化还原反应知识推理出水被还原的产物H2和可能的氧化产物;二是通过前面学习的金属钠与水反应的原理分析可能的产物一H2和氢氧化物;三是通过回忆金属活动性顺序，分析铁置换出水中氢的可能性等。其次，通过演示实验或实验视频调动学生积极性，让学生在观察实验现象的基础上辨识、证实或分析反应的产物，如证实产生的可燃性气体产物是氢气,根据反应后试管中仍存在黑色固体排除氧化铁和氢氧化铁的可能性，从而提出更合理的假设。围绕黑色固体的成分还可继续设计实验加以探究，如试管冷却后，可用磁铁在试管外侧吸一吸。 最后,形成对铁与水蒸气反应的认识并能用化学方程式进行正确表征。
教材介绍的是用一支试管完成铁粉与水蒸气反应的实验，试管底部塞有一-团湿棉花， 在湿棉花右侧放有还原铁粉，蒸发皿中放肥皂水(或在水中加几滴洗涤剂)。整套装置试管口应低于试管底部。铁粉与湿棉花的距离可近一些，实验时先加热湿棉花，再加热铁粉。待反应后蒸发皿中产生足够多的气泡，再用燃着的火柴去点燃，可听到爆鸣声。
【资料卡片】 人体中的铁元素
铁在成人体中的含量为4~5g，是人体必需微量元素中含量最多的一种。人体内的含铁化合物主要分为两类，即功能性铁和储存铁。功能性铁参与氧的运输，其余的铁与一些酶结合，分布于身体各器官。体内缺铁将会导致人的记忆能力、免疫能力和对温度的适应能力等生理功能下降。如果体内的铁不足以供给生命活动的需要，就会发生贫血。
为了满足生理需要，成人每天铁的适宜摄入量为15~20mg。动物内脏、肉类、鱼类、蛋类等动物性食物中的铁容易被吸收。一般蔬菜中铁的含量较少，吸收率也低，但我国膳食中一般食用蔬菜量很大，仍为铁的重要来源。我国已经实施在某些酱油中加入铁强化剂的措施，以减少缺铁性贫血问题的发生。
【 练习与应用】
红热的铁与水蒸气反应的化学方程式为________________，该反应中氧化剂是______(填化学式)。
将烧至红热的铁丝伸到盛有氯气的集气瓶中，可观察到铁丝剧烈燃烧，产生棕黄色的烟，反应的化学方程式为_______________________________________，该反应中被还原的物质是_______________(填化学式)。
3.下列物质中，在一定条件下与铁反应，且铁元素的化合价能变为+3价的是( )
A.氯化铁溶液 B.氯气 C.硫酸铜溶液 D.稀盐酸
【答案】B第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
第1课时 铁的单质
一、单选题
1．（2020·安徽宣城高一期末）下列反应的离子方程式书写不正确的是
A．金属钠与水反应：2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑
B．氯气与水反应：Cl2+H2O=H++Cl-+HClO
C．稀盐酸与碳酸钙反应：CaCO3+2H+=Ca2+ +CO2↑+H2O
D．稀硫酸与铁反应：6H++2Fe=2Fe3++3H2↑
【答案】D
【解析】A．金属钠与水反应生成NaOH和H2，NaOH属于强碱，在水溶液中完全电离，离子方程式为2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑，故A正确；B．氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，HCl溶于水完全电离，HClO是弱酸，部分电离，在离子方程式中保留分子式，离子方程式为Cl2+H2O=H++Cl-+HClO，故B正确；C．稀盐酸与碳酸钙反应生成氯化钙、二氧化碳和水，碳酸钙难溶于水，在离子方程式中保留化学式，离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2+ +CO2↑+H2O，故C正确；D．稀硫酸与铁反应生成硫酸亚铁和氢气，离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑，故D错误；答案为D。
2． Na、Al、Fe是中学化学中重要的金属元素，下列有关说法正确的是（ ）
A．钠在空气中燃烧，产物是Na2O
B．取用金属钠时，剩余的钠必须放回原瓶
C．铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性是因为铝的化学性质很稳定
D．铁丝不论在空气中还是在纯氧气中都不会燃烧
【答案】B
【解析】A．钠在空气中燃烧，产物是Na2O2，故A错误；B．取用金属钠时，剩余的钠必须放回原瓶，故B正确；C．铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性是因为有氧化铝薄膜保护，故C错误；D．铁丝在纯氧气中会燃烧生成四氧化三铁，故D错误；答案选B。
3．下列物质不属于合金的是( )
A．钡餐 B．青铜 C．硬铝 D．生铁
【答案】A
【解析】A．钡餐为硫酸钡，不属于合金，A符合题意；B．青铜是在紫铜中加入锡或铅的合金，B与题意不符；C．硬铝属于铝、铜、锰、硅的合金，C与题意不符；D．生铁成分主要为铁，其次含C、Si、Mn、S、P等元素的合金，D与题意不符；答案为A。
4．化学与生活密切相关，下列有关说法不正确的是
A．硅胶可用作干燥剂
B．食品包装袋中加入的还原性铁粉可做抗氧化剂
C．过氧化钠可用作供氧剂
D．纤维素是人类重要的营养物质之一
【答案】D
【解析】A．硅胶可用作干燥剂，A正确；B．因为铁易与空气中氧气反应，所以可以用作食品包装袋中的抗氧化剂，B正确；C．过氧化钠可用作供氧剂，C正确；D．人类的重要营养物质是糖类、油脂、蛋白质、维生素、无机盐、水，D错误；故选B。
5．铁在一定条件下与下列物质发生的反应，不属于置换反应的是
A．水 B．稀盐酸 C．硫粉 D．硫酸铜
【答案】C
【解析】A. 铁与水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气，属于置换反应，选项A不选；
B. 稀盐酸与铁反应生成氯化亚铁和氢气，属于置换反应，选项B不选；C. 硫粉与铁在高温条件下反应硫化亚铁，属于化合反应，不属于置换反应，选项C选；D. 硫酸铜与铁反应生成铜和硫酸亚铁，属于置换反应，选项D不选。答案选C。
6．不能用单质直接化合而得到的化合物是( )
A．FeCl2 B．Al2O3 C．CuCl2 D．Na2O2
【答案】A
【解析】A．铁具有变价，氯气具有氧化性，铁被氧化生成高价态化合物，发生反应为：2Fe+3Cl22FeCl3，不能直接反应生成FeCl2，A符合题意；B．铝在空气中会和氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，B不符合题意；C．铜具有变价，氯气具有氧化性，Cu被氧化成高价态化合物，发生反应为：Cu+Cl2CuCl2，C不符合题意；D．钠在空气中点燃生成过氧化钠，D不符合题意；故选A。
7．（2020·山西祁县中学高一月考）同一还原剂与多种氧化剂在一起时，先与氧化性强的粒子反应，待强的反应完后，再与氧化性弱的反应，称为反应先后规律．已知2Fe3++ Fe= 3Fe2+，且氧化性：Fe3+＞Cu2+，在溶有Fe2（SO4）3和CuSO4的溶液中加入铁粉，下列说法中不正确的是（ ）
A．若铁粉有剩余，则不溶物中一定有铜
B．若铁粉有剩余，则溶液中的金属阳离子只有Fe2+
C．若铁粉无剩余，且溶液中有Cu2+，则溶液中一定无Fe3+
D．若铁粉无剩余，且溶液中无Cu2+，则溶液中一定有Fe2+，一定无Fe3+
【答案】C
【解析】三价铁离子氧化性强于铜离子，加入铁粉，铁粉先与三价铁离子反应生成二价铁离子，剩余铁粉再与铜离子反应生成二价铁离子，据以上分析进行解答。A．若有铁粉剩余，则三价铁离子、铜离子完全反应，不溶物中一定含有铜，A正确；B．若有铁粉剩余，则三价铁离子、铜离子完全反应，则溶液中的金属阳离子只有Fe2+，B正确；C．若铁粉无剩余，且溶液中有Cu2+，则可能有三种情况，一种为铜离子只反应一部分，则三价铁离子完全反应，一种为铜离子未反应，则三价铁离子恰好反应，一种为铜离子未反应，三价铁离子只反应一部分，溶液中含有三价铁离子，C错误；D．若铁粉无剩余，且溶液中无Cu2+，因为三价铁离子先于铁粉反应，所以一定不含三价铁离子，一定含有二价铁离子，D正确；答案选C。
8．下列物质间的转化不能通过一步反应实现的是
A．Na2CO3→NaOH B．Fe→FeCl2
C．NaOH→Fe(OH)3 D．SiO2→H2SiO3
【答案】D
【解析】A．Na2CO3和Ba(OH)2反应生成BaCO3和NaOH，能一步实现Na2CO3→NaOH，故A不符合题意；
B．Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑，能通过一步反应实现Fe→FeCl2，故B不符合题意；C．FeCl3和NaOH反应生成Fe(OH)3，能通过一步反应实现NaOH→Fe(OH)3，故C不符合题意；D．二氧化硅是酸性氧化物，但不溶于水，不能通过一步反应实现SiO2→H2SiO3，故D符合题意；答案选D。
9．（原创）Na、Fe、Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是( )
A．三者与氧气反应均生成碱性氧化物
B．三者的单质放置在空气中均只生成氧化物
C．制备NaCl晶体可将溶液直接蒸干
D．目前工业上冶炼Cu、Fe、Na时均采用电解法
【答案】C
【解析】A. 钠与氧气点燃生成过氧化钠，不属于碱性氧化物，故A错误；B. 钠在空气中最终可得到碳酸钠，Fe还可以形成复杂的氢氧化物，Cu可以形成碱式碳酸铜等，故B错误；C. 将氯化钠溶液蒸发结晶可得NaCl晶体，故C正确；D. 冶炼Na用电解法，Fe、Cu用热还原的方法，故D错误；故选：C。
10．纵观古今，化学与生活皆有着密切联系。下列说法错误的是( )
A．唐末《真元妙道要略》中有云：“以硫黄、雄黄合硝石并蜜烧之；焰起，烧手面及烬屋舍者”，文中描述的是黑火药的制作过程。
B．《天工开物》记载：“凡白土曰垩土，为陶家精美器用”。陶是一种传统硅酸盐材料。
C．《梦溪笔谈》中“取精铁锻之百余火……则纯钢也，虽百炼。不耗矣。”百炼钢熔点比纯铁低。
D．《本草图经》在绿矾（FeSO4 7H2O）项载：“盖此矾色绿，味酸，烧之则赤……”。因为绿矾能电离出H＋，所以有“味酸”。
【答案】D
【解析】A．黑火药是由木炭粉(C)、硫磺(S)和硝石(KNO3)按一定比例配制而成的，由题意可知，题中描述的是制备黑火药的过程，故A正确；B．“凡白土曰垩土，为陶家精美器用”中“陶”是一种陶瓷，为传统硅酸盐材料，故B正确；C．百炼钢为合金钢，是铁的合金，铁合金的熔点比纯铁的熔点低，故C正确；D．FeSO4 7H2O电离生成亚铁离子、硫酸根离子，不能电离产生氢离子，故D错误；故选D。
11．下列关于Na、Fe及其化合物的说法错误的是
A．Na着火时不能使用泡沫灭火器灭火
B．Na2O在空气中久置变为Na2CO3
C．Fe2+、Na+、Cl-、SO42-可在酸性溶液中大量共存
D．铁粉与水蒸气反应生成黑色的氧化亚铁
【答案】D
【解析】A．过氧化钠和二氧化碳能够反应生成氧气，氧气具有助燃性，所以金属钠着火后不能泡沫灭火器灭火，故A正确；B．氧化钠与水反应生成NaOH，再与二氧化碳反应生成碳酸钠，所以Na2O久置最终变为碳酸钠，故B正确；C．Fe2+、Na+、Cl-、SO42-可在酸性溶液中大量共存，故C正确；D．铁粉与水蒸气反应生成黑色的四氧化三铁，故D错误；故选D。
12．能将Fe2+转化为Fe3+的试剂是( )
A．铁粉 B．稀硫酸 C．氯气 D．硫酸铜溶液
【答案】C
【解析】A. 铁粉与Fe2+不反应，不能将Fe2+转化为Fe3+，故A不选；B. 稀硫酸与Fe2+不反应，不能将Fe2+转化为Fe3+，故B不选；C. 氯气具有氧化性，可以将Fe2+氧化为Fe3+，故C选；D. 硫酸铜与Fe2+不反应，不能将Fe2+转化为Fe3+，故D不选；答案选C。
13．下列除去杂质的方法正确的是（ ）
A．除去N2中的少量O2：通过灼热的CuO粉末，收集气体
B．除去CO2中的少量HCl：通入Na2CO3溶液，收集气体
C．除去FeCl2溶液中的少量FeCl3：加入足量铁屑，充分反应后，过滤
D．除去KCl溶液中的少量MgCl2：加入适量NaOH溶液，过滤
【答案】C
【解析】A、除去N2中少量的O2，应通过灼热的Cu网，然后收集气体，故A错误；B、Na2CO3溶液可以吸收HCl，同时CO2能与Na2CO3发生反应：CO2＋Na2CO3＋H2O=2NaHCO3，因此除去CO2中少量的HCl，应通入饱和的NaHCO3溶液，收集气体，故B错误；C、加入铁屑，发生反应Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，可以除去FeCl3，不引入新的杂质，故C正确；D、加入NaOH溶液，引入Na＋，产生新的杂质，故D错误；答案选C。
二、填空题
14．按要求写出下列方程式：
(1)炼铁高炉冶炼金属铁的化学方程式：_____________，_____________，_________________。
(2)铁与水蒸气反应的化学方程式：_____________。
【答案】(1)C+ O2 CO2 CO2+C 2CO 3CO+Fe2O33CO2+2Fe
(2)3Fe + 4H2O (g) Fe3O4 + 4H2
【解析】(1) 炼铁高炉冶炼金属铁，有三步反应，C+ O2 CO2 CO2+C 2CO 3CO+Fe2O33CO2+2Fe
(2)铁与水蒸气在高温条件下反应生成Fe3O4和氢气，反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2
15．（2020·山东枣庄高一期末改编）A、B、C、D均为中学化学中常见的物质，它们之间转化关系如图所示（部分产物和条件已略去），回答下列问题：
（1）若A为能形成温室效应的气体，D为NaOH溶液，则C的化学式为_____________。
（2）若A为黄绿色气体，D为常见金属，则A与D生成B的化学方程式为_____________。
【答案】Na2CO3 3Cl2+2Fe=2FeCl3
【解析】(1)若Ａ为能形成温室效应的气体，D为NaOH溶液，从流程知，A为二氧化碳，B不可能为碳酸钠，因为碳酸钠不与氢氧化钠反应，则B为碳酸氢钠，过量二氧化碳和氢氧化钠反应得到碳酸氢钠，碳酸氢钠和氢氧化钠反应得到碳酸钠，故C为碳酸钠，且二氧化碳与碳酸钠溶液反应生成碳酸氢钠，故C的化学式为Na2CO3；
(2)若Ａ为黄绿色气体即氯气，D为常见金属，则B为该金属的氯化物，B又能与D反应得到C，C则是该金属的另一种氯化物，可见D是变价金属，满足条件的金属为铁，则B为氯化铁，C为氯化亚铁，则A与D生成B的化学方程式为3Cl2+2Fe=2FeCl3.。
16．（2020·云南省云天化中学高一期末）某工厂的工业废水中含有大量FeSO4和CuSO4，为了减少污染并变废为宝，工厂拟定用以下流程从该废水中回收FeSO4和金属Cu。请根据如图所示流程图，回答相关问题：
(1)操作Ⅰ和操作Ⅱ分离固体和溶液的方法是____。
(2)为了将CuSO4完全转化，步骤①加入的铁粉应____(填“过量”或“少量”)，其对应的化学方程式为____。
(3)固体A的成分是铁和____(填名称)。
(4)步骤②加入试剂B的稀溶液，B的化学式为____，该物质在该反应中作____剂(填“氧化”或“还原”)。
【答案】过滤 过量 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 铜单质 H2SO4 氧化
【解析】工业废水中含有大量FeSO4和CuSO4，工业废水中加入过量铁粉，可置换出铜，同时生成硫酸亚铁，操作I为过滤，滤液中主要含FeSO4，过滤得到的固体A中含Fe、Cu，加入试剂B为H2SO4，操作II为过滤，得到的滤渣为Cu，滤液主要含FeSO4，与第一次过滤得到的滤液合并，操作III为蒸发、浓缩、结晶、过滤，得到FeSO4 7H2O，据此分析解答。
(1)实验中通常使用过滤的方法分离固体和溶液，所以操作Ⅰ和操作Ⅱ的名称为过滤，答案：过滤；
(2)为了保证CuSO4反应彻底，就需要加入过量的Fe粉，Fe与CuSO4溶液发生置换反应，方程式为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，答案：过量；Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；
(3)固体A中除了未反应完的Fe，还有就是加入铁粉后置换出的Cu单质，答案：铜单质；
(4)由分析可知，加入试剂B后Fe单质变成了FeSO4，而Cu单质不反应，所以B为稀硫酸；反应过程中，稀硫酸起氧化剂作用将Fe氧化，答案：H2SO4；氧化。(共19张PPT)
第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
第1课时 铁的单质
【学习任务一】温故知新，感受化学对人类生活的重要意义
一、铁的存在
1、陨铁：以单质形态存在
2、矿石中的铁元素：主要以+2、+3价化合物存在
二、铁的发现
1、最早人工冶铁制品：春秋初年秦国的铜柄铁剑。
2、战国中期以后，铁制工具在社会生产中发挥了巨大作用。
三、铁的冶炼
【回顾】工业炼铁的原理是用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来。你还记得炼铁高炉内的化学反应吗？
【学习任务二】身边的化学，发现问题
2018年，网上流传出一段视频，有网友竟用吸铁石从麦片中吸出了铁粉。这是不是不法商家添加的呢？
【学习任务三】宏观辨识，分析、解决问题
配料表中的还原铁是不是铁的单质呢？该如何验证？
铁有延展性和导热性。
铁能导电，但其导电性不如铜和铝。
铁能被磁体吸引 。
四、铁的物理性质
经查证，部分营养麦片中的确添加了铁粉。那么营养麦片中添加铁粉的目的是什么呢？
五、铁的化学性质
【思考与讨论1】
我们学习过铁与一些物质的反应。你能举些例子吗？
铁与氧气的反应，
铁与盐酸的反应，
铁与硫酸铜溶液的反应，
铁与氯气的反应。。。
【思考与讨论2】
性质决定用途，你认为营养麦片中添加铁粉的目的是什么呢？
1. 抗氧化，保持麦片新鲜。（利用铁粉与氧气的反应）
2. 补铁。 （铁粉和胃酸发生反应，生成亚铁离子，被人体吸收）
【专家建议】
1. 因为添加铁粉的含量极少，所以抗氧化效果并不佳。
2. 通过吃铁粉补充铁元素的做法并不科学，因为胃酸浓度不高，铁粉并不能完全被溶解，吸收率很低。
结论，营养麦片中添加适量铁粉不存在危害。但益处不大。这是商家的营销手段而已。
【思考】如何合理补铁？
【资料卡片】 人体中的铁元素
铁在成人体中的含量为4~5g，是人体必需微量元素中含量最多的一种。人体内的含铁化合物主要分为两类，即功能性铁和储存铁。功能性铁参与氧的运输，其余的铁与一些酶结合，分布于身体各器官。体内缺铁将会导致人的记忆能力、免疫能力和对温度的适应能力等生理功能下降。如果体内的铁不足以供给生命活动的需要，就会发生贫血。
为了满足生理需要，成人每天铁的适宜摄入量为15~20mg。动物内脏、肉类、鱼类、蛋类等动物性食物中的铁容易被吸收。一般蔬菜中铁的含量较少，吸收率也低，但我国膳食中一般食用蔬菜量很大，仍为铁的重要来源。我国已经实施在某些酱油中加入铁强化剂的措施，以减少缺铁性贫血问题的发生。
必要时，我们可以根据医生建议补充一些补铁口服液。
铁与氧化性较弱的氧化剂(如盐酸、硫酸铜等)反应，铁原子失去2个电子生成+ 2价铁的化合物;
而铁与氧化性较强的氧化剂(如氯气等)反应，铁原子则失去3个电子生成+ 3价铁的化合物。
【学习任务四】微观探析，分析、解决问题
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)铁具有导电、导热、延展性及被磁体吸引的特性 ( √ )
(2)Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同 ( × )
(3) 已知铁和S反应得到FeS，根据Cl2、S与铁的反应可以判断氯元素和硫元素的非金属性强弱 ( √ )
【学习评价一】
材料：在钢铁厂的生产中，炽热的铁水或钢水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥处理，不得留有水(如图3~4)。
生活经验告诉我们，在常温下，铁与水是不发生反应的。根据材料，在高温下，铁可能与水发生反应。
【学习任务五】宏微结合，解决新问题
【思考】 若铁在高温下能与水反应，根据所学知识预测产物。
1.铁粉有还原性，水会被还原生成氢气。铁被氧化，可能产生铁的氧化物。
2.根据钠和水的反应，产物可能为氢气和氢氧化铁。
3. 如何设计实验验证你的想法？
提示:从水蒸气的产生、铁粉与水蒸气反应、反应产物的检验等讨论。
【思考与讨论5】
有人设计了如图3-5所示的装置，进行还原铁粉与水蒸气反应的实验。请讨论该装置的实验原理，并根据实验现象，分析可能的生成物。
试管底部放入湿棉花，加热湿棉花产生水蒸气。中部放入铁粉装好装置，加热，使水蒸气与铁粉在高温下反应。
装置末端将产生的气体导入肥皂液中是为了产生气泡，便于通过点燃验证产物中的气体。
现象：蒸发皿中产生大量的肥皂泡，放出的气体能点燃，或会发出爆鸣声，反应后试管内固体仍为黑色。
分析：根据气体检测结果，证明为氢气；反应后试管内固体仍为黑色，说明不是氧化铁或氢氧化铁，因此可能是四氧化三铁。
试管冷却后，利用磁铁在试管外侧吸一吸。若固体被吸引，证明固体是四氧化三铁。
【思考】如何验证固体是否是四氧化三铁。
【学习评价】教材P72
1. 红热的铁与水蒸气反应的化学方程式为________________，
该反应中氧化剂是______(填化学式)。
将烧至红热的铁丝伸到盛有氯气的集气瓶中，可观察到铁丝剧烈燃烧，产生棕黄色的烟，反应的化学方程式为_______________________________________，
该反应中被还原的物质是_______________(填化学式)。
H2O
Fe
3.下列物质中，在一定条件下与铁反应，且铁元素的化合价能变为+3价的是( )
A.氯化铁溶液 B.氯气
C.硫酸铜溶液 D.稀盐酸
B第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
第2课时 铁的氧化物和氢氧化物
（1）通过学习铁的氧化物和氢氧化物，学会从物质类别和元素价态的视角认识具有变价元素物质间的转化关系，并建立认识模型，丰富研究物质的思路和方法。
（2）通过实验探究铁的氢氧化物的化学性质，并能用化学方程式或离子方程式正确表示。体会实验对认识和研究物质性质的重要作用，形成证据意识。
（3）结合应用实例，将铁的氧化物和氢氧化物性质的知识运用于解决生产、生活中简单的化学问题，强化性质决定用途的观念。
【内容分析】
本节内容主要包括两部分:①铁单质;②铁的重要化合物，主要是铁的氧化物、氢氧化物、铁盐和亚铁盐。教材按照“铁单质→铁的氧化物→铁的氢氧化物→铁盐和亚铁盐”的顺序编排。
学生在初中阶段学习过部分铁的化合物的知识，知道了一些铁的氧化物和氢氧化物的性质。教材用离子方程式的方式来表达铁的氧化物的化学性质，深入了物质性质的本质。在铁的氢氧化物的学习中，本节运用氧化还原反应原理，重点介绍了氢氧化亚铁被氧化成氢氧化铁。教材通过实验的方式引导学生制取氢氧化亚铁和氢氧化铁，并观察到白色的氢氧化亚铁变成红褐色的氢氧化铁的实验现象。由于白色的氬氧化亚铁易被溶解在溶液中的氧气氧化成红褐色的氢氧化铁，那么怎样才能制取氢氧化亚铁呢？教材通过“思考与讨论”的方式引导学生积极思考并讨论制取氢氧化亚铁的方法。
铁及其化合物广泛存在并应用于生产和生活实际，从中发现有助于学生学习、贴近教学实际的素材，从而创设出真实、生动、有意义的教学情境，不仅可以激发学生的学习兴趣，引导学生积极主动地学习;还可以使学生学会在真实情境中运用知识解决简单的化学问题，促进学科核心素养的形成。因此本课时在讲授铁的氧化物时，可以考虑从打印机或复印机使用的墨粉中铁的氧化物入手进行问题设计。
【教学重点和难点】
重点：铁的氢氧化物制备
难点：制备氢氧化亚铁的实验设计
【教学流程】
【学习任务一】对比学习，构建物质学习模型
【思考】铁元素可以形成三种氧化物，分别是氧化亚铁（ FeO ）、氧化铁（Fe2O3）和四氧化三铁（Fe3O4）。观察三者的外观，并对其作出描述。推测这三种氧化物有什么相同的化学性质和不同的化学性质，并说出你的推测依据？
推测：从分类的角度分析，三者都是金属氧化物，都能与酸反应。三者都难溶于水，不与水反应。 从价态的角度分析， FeO、 Fe3O4既有氧化性又有还原性， Fe2O3主要有氧化性。
1、铁的氧化物
（1）物理性质
（2）化学性质
一种颜料与另一种颜料之间的颜色差异是由于颗粒的形状和表面结构的不同。
【方法导引】 认识元素及其化合物性质的视角
物质类别和元素价态，是学习元素及其化合物性质的重要认识视角。
基于物质类别和元素价态，可以预测物质的性质。例如，对于Fe2O3,从物质类别来看，它属于金属氧化物，据此可以预测它可能与酸发生反应;从元素价态来看，Fe2O3 中铁元素的化合价是+3价，为铁元素的高价态，据此可以预测它具有氧化性，可能与具有还原性的物质发生反应。
基于物质类别和元素价态，还可以设计物质间转化的途径。例如，要想从单质铁获得FeSO4，既可以基于物质类别设计从金属单质与酸反应获得，也可以通过金属单质与盐的置换反应获得;还可以基于元素价态设计单质铁与+3价铁反应得到+2价铁。
【设计意图】在学习铁的氧化物时，使用了对比分析的学习方法，有利于学生物质学习模型的构建。此外，过程中的分析让学生通过对几种氧化物进行分类，是学习元素及其化合物性质的重要认识视角，有利于培养学生模型构建和证据推理素养。
【评价任务一】
1.下列关于铁的氧化物说法正确的是( )
A.“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色,可能是来自氧化亚铁
B.Fe2O3是红棕色粉末,俗称磁性氧化铁,常用作红色油漆和涂料
C.Fe3O4中Fe元素的化合价有+2价和+3价,因而Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物
D.FeO在空气中受热，能迅速被氧化成Fe2O3
【答案】A
2.我国清代《本草纲目拾遗》中叙述了“铁线粉”:“粤中洋行有舶上铁丝.....日久起销,用刀刮其销,....所刮下之销末,名铁线粉”。这里的“铁线粉”是指( )
A.Fe B.FeCl3 C. FeO D.Fe2O3
【答案】D
3.铁的常见化合价有+2价和+3价。据研究,铁在浓硝酸中发生钝化时,可生成一种化学式为Fe8O11的化合物,它可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物可以表示为（ ）
A.FeO 3Fe2O3 B.2FeO 3Fe2O3
C.FeO 2Fe2O3 D.2FeO Fe2O3
【答案】B
【设计意图】通过古文化、学术性知识等多个角度对学生进行考查，检测知识落实的情况的同时，有利于提高学生对化学的学习兴趣，同时可以提高学生的关键能力，落实学科素养。
【学习任务二】实验探究，构建物质学习模型
【思考】铁元素有哪些氢氧化物，该如何制取？说出你选择此法的理由。
铁元素的氢氧化物有两种，氢氧化亚铁和氢氧化铁。它们可以分别由相应的可溶性盐和碱溶液反应制得。
金属的氢氧化物通常有以下几种方案：
1.单质和水反应
2.氧化物和水反应
3.可溶性盐和碱溶液反应
4.电解法（如电解饱和食盐水制氢氧化钠）----暂不考虑
根据铁和水蒸气的反应，可知方案1不可行；根据铁的氧化物的水溶性，可知方案2不可行，因此采用方案3。
【实验3-1 】在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液，然后各滴入NaOH溶液。观察并描述发生的现象。
2、铁的氢氧化物
为什么在FeSO4溶液中加入NaOH溶液时，生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，过一段时间后还会生成红褐色物质呢？
【思考与讨论】
由实验3-1可知，白色的Fe(OH)2会被溶解在溶液中的氧气氧化。那么，在实验室里，如何得到Fe(OH)2呢
【分析】 Fe(OH)2会被溶解在溶液中的氧气氧化，因此实验室中得到Fe(OH)2的关键是防止氧气的干扰。其中包括溶液中的氧气的干扰与空气中的氧气的干扰。
【措施】
1.在新制的FeSO4溶液中加入少量铁粉;
2. 将NaOH溶液煮沸，减少溶解在溶液中的氧气含量;
3. 将胶头滴管伸入到液面以下，减少带入空气中的氧气。
方法：
①将吸有3mL8mol/L的NaOH溶液(煮沸过)的长胶头滴管伸人到新制的0.5 mol/L FeSO4溶液的液面以下，挤出NaOH溶液。
②在试管中加入5 mL 8 mol/L煮沸后的NaOH溶液，用长滴管吸人新制的0.1 mol/L FeSO4溶液，伸人到NaOH溶液液面以下，挤出FeSO4溶液。
【思考】上述实验还能进一步改进吗？
如图，若向盛有FeSO4溶液的试管里加入少量煤油或苯，再将吸有NaOH溶液的长滴管伸入到FeSO4溶液的液面下，挤出NaOH溶液。显然加入煤油或苯，则隔绝空气的效果会更好。
【思考】还有没有其他改进方案？
【讨论】下图为实验方案改进，请讨论图①的防氧化原理。图②的防氧化原理和图①类似，如何操作才能达到目的？
图①铁粉和硫酸反应得到H2，装置充满了H2，生成的Fe(OH)2没有与O2接触。
图②打开止水夹a,检验试管B出口处排出的氢气的纯度。当排出的H2纯净时，夹紧止水夹a。
【设计意图】在学习铁的氢氧化物时，采用了实验探究的手段，结合实验的方案设计，既可以落实学生实验创新的能力，又可以落实学生的实验探究和创新意识素养。
【评价任务二】
在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备Fe(OH)2 。
（1）在试管A里加入的试剂是__________。
（2）在试管B里加入的试剂是__________。
（3）为了制得Fe(OH)2沉淀，在试管A和B中加入试剂，塞紧塞子，打开止水夹一会儿。再夹紧止水夹之前的实验步骤是__________。
（4）这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是__________。
【答案】（1）铁屑、 稀H2SO4
（2）NaOH溶液
（3）检验试管B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。
（4）试管A中反应生成的H2充满了试管A和试管B， 且外界空气不容易进入。
【讨论】铁的氢氧化物有哪些性质？请完成以下表格。
【设计意图】通过对比分析学习，落实学生模型构建与证据推理素养。
【评价任务三】教材P72
(1)写出B和D的化学式:B__________; D___________。
2)写出E转变成F的化学方程式______________________________
(3)向G溶液中加入A，写出反应的离子方程式_______________________
【答案】（1）FeCl2 KCl
（2）
（3）
【设计意图】通过物质转化关系图的推断，可有效检测学生对知识的掌握程度，并培养学生分析解决问题的能力，落实模型构建与证据推理素养。
2．[2018新课标Ⅰ卷] 醋酸亚铬[（CH3COO）2Cr·2H2O］为砖红色晶体，难溶于冷水，易溶于酸，在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂，将三价铬还原为二价铬；二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示。回答下列问题：
（1）实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却，目的是_________。仪器a的名称是_______。
（2）将过量锌粒和氯化铬固体置于c中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置，打开K1、K2，关闭K3。
①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，该反应的离子方程式为_________。
②同时c中有气体产生，该气体的作用是_____________。
（3）打开K3，关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d，其原因是________ ；d中析出砖红色沉淀。为使沉淀充分析出并分离，需采用的操作是___________、_________、洗涤、干燥。
（4）指出装置d可能存在的缺点______________。
【答案】（1）去除水中溶解氧 分液（或滴液）漏斗
（2）①Zn+2Cr3+Zn2++2Cr2+ ②排除c中空气
（3）c中产生H2使压强大于大气压 （冰浴）冷却 过滤
（4）敞开体系，可能使醋酸亚铬与空气接触
【设计意图】本题是2018年全国1卷高考题，实际考查模型来自于本节的氢氧化亚铁的制备，但需具备较高的知识迁移能力才能解答，教师可根据自己学生的实际情况决定是否采用。
【教材实验】
【实验3-1】
向分别盛有FeCl3溶液和FeSO4溶液的两支试管中滴人NaOH溶液，可以观察到FeSO4溶液中产生的沉淀颜色迅速由白色变为灰绿色，最终变为红褐色。分析原因，结合“思考与讨论”栏目，改进实验:将吸有NaOH溶液的长滴管伸人到FeSO4溶液的液面下，挤出NaOH溶液，观察现象；或向盛有FeSO4溶液的试管里加入少量煤油，以隔绝空气，再将吸有NaOH溶液的长滴管伸人到FeSO4溶液的液面下，挤出NaOH溶液，观察现象。
实验现象:向FeCl3溶液中滴人NaOH溶液生成红褐色沉淀；在FeSO4溶液中滴人NaOH溶液，先生成白色絮状沉淀，而后沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色。
该实验的作用在于:①帮助学生通过比较，基于宏观现象对Fe(OH)3和Fe(OH)2进行辨识，形成对铁的两种氢氧化物物理性质的认知；②引导学生基于Fe(OH)2沉淀颜色变化的实验事实，结合已有的氧化还原反应知识提出假设，既为Fe2+的还原性提供实验证据，也为后面“如何得到Fe(OH)2”的“思考与讨论”埋下伏笔。
【思考与讨论】
通过前面实验3-1呈现的实验事实，学生已知Fe2+具有还原性，易被空气中的氧气氧化，因此，实验室中得到Fe(OH)2的关键是防止氧气的干扰，可采取三种措施。一是在新制的FeSO4溶液中加入少量铁粉；二是通过将NaOH溶液煮沸的方法减少溶解在溶液中的氧气含量；三是通过将胶头滴管伸人到液面以下的方法，减少带入空气中的氧气。针对第三种措施，提供两种具体操作方法。方法①:将吸有3mL8mol/L的NaOH溶液(煮沸过)的长胶头滴管伸人到新制的0.5 mol/L FeSO4溶液的液面以下，挤出NaOH溶液。方法②:在试管中加入5 mL 8 mol/L煮沸后的NaOH溶液，用长滴管吸人新制的0.1 mol/L FeSO4溶液,伸人到NaOH溶液液面以下，挤出FeSO4溶液。
在此讨论基础上，还可以对氢氧化亚铁的制备进行实验改进的拓展。实验装置如下图。
【练习与应用】
(1)写出B和D的化学式:B__________; D___________。
2)写出E转变成F的化学方程式______________________________
(3)向G溶液中加入A，写出反应的离子方程式_______________________
【答案】（1）FeCl2 KCl
（2）
（3）
【解析】可从转化关系图示中的特征现象人手，如由“白色沉淀E在空气中转化为红褐色沉淀F”可推理出该变化反映的是Fe(OH)2转化为Fe(OH)3,由D与AgNO3溶液反应可得到不溶于稀硝酸的白色沉淀H和焰色试验呈紫色的现象，推理出D为KC1,再由D和E反推B为FeCl2。
【习题补充】
1.下列关于铁的氧化物说法正确的是( )
A.“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色,可能是来自氧化亚铁
B.Fe2O3是红棕色粉末,俗称磁性氧化铁,常用作红色油漆和涂料
C.Fe3O4中Fe元素的化合价有+2价和+3价,因而Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物
D.FeO在空气中受热，能迅速被氧化成Fe2O3
【答案】A
2.我国清代《本草纲目拾遗》中叙述了“铁线粉”:“粤中洋行有舶上铁丝.....日久起销,用刀刮其销,....所刮下之销末,名铁线粉”。这里的“铁线粉”是指( )
A.Fe B.FeCl3 C. FeO D.Fe2O3
【答案】D
3.铁的常见化合价有+2价和+3价。据研究,铁在浓硝酸中发生钝化时,可生成一种化学式为Fe8O11的化合物,它可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物可以表示为（ ）
A.FeO 3Fe2O3 B.2FeO 3Fe2O3
C.FeO 2Fe2O3 D.2FeO Fe2O3
【答案】B
4.在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备Fe(OH)2 。
（1）在试管A里加入的试剂是___________________。
（2）在试管B里加入的试剂是___________________。
为了制得Fe(OH)2沉淀，在试管A和B中加入试剂，塞紧塞子，打开止水夹一会儿。再夹紧止水夹之前的实验步骤是___________________。
（4）这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是___________________。
【答案】（1）铁屑、稀H2SO4
（2）NaOH溶液
（3）检验试管B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。
（4）试管A中反应生成的H2充满了试管A和试管B， 且外界空气不容易进入。
5．[2018新课标Ⅰ卷] 醋酸亚铬[（CH3COO）2Cr·2H2O］为砖红色晶体，难溶于冷水，易溶于酸，在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂，将三价铬还原为二价铬；二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示。回答下列问题：
（1）实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却，目的是_________。仪器a的名称是_______。
（2）将过量锌粒和氯化铬固体置于c中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置，打开K1、K2，关闭K3。
①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，该反应的离子方程式为_________。
②同时c中有气体产生，该气体的作用是_____________。
（3）打开K3，关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d，其原因是________ ；d中析出砖红色沉淀。为使沉淀充分析出并分离，需采用的操作是___________、_________、洗涤、干燥。
（4）指出装置d可能存在的缺点______________。
【答案】（1）去除水中溶解氧 分液（或滴液）漏斗
（2）①Zn+2Cr3+Zn2++2Cr2+ ②排除c中空气
（3）c中产生H2使压强大于大气压 （冰浴）冷却 过滤
（4）敞开体系，可能使醋酸亚铬与空气接触
FeO
Fe3O4
Fe2O3第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
第2课时 铁的氧化物和氢氧化物
一、单选题
1．以下物质俗名与化学式对应正确的是( )
A．食盐—NaCl B．铁红—FeSO4 C．明矾CuSO4·5H2O D．烧碱Ca(OH)2
【答案】A
【解析】A. 食盐的化学式为NaCl，A正确；B. 铁红是氧化铁，化学式为Fe2O3，FeSO4是硫酸亚铁，B错误；C. 明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，CuSO4·5H2O俗称胆矾，C错误；D. 烧碱的化学式为NaOH，Ca(OH)2俗称熟石灰，D错误；答案选A。
2．（2019·河北路南唐山一中高一月考）下列物质的用途错误的是
A．镁铝合金：制作门窗 B．过氧化钠：供氧剂
C．四氧化三铁：红色油漆 D．硫酸亚铁：食品抗氧化剂
【答案】C
【解析】A．镁铝合金硬度大，密度小，适合做门框，故A正确；B．过氧化钠与水反应生成氧气，即2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，适合作供氧剂，故B正确；C．四氧化三铁为黑色物质，三氧化二铁为红棕色物质，可以制造红色油漆，故C错误；D．硫酸亚铁中亚铁离子具有还原性，可以作为食品抗氧化剂，故D正确；答案为C。
3．（2020·营口市第二高级中学高一期末）取少量FeCl3溶液，滴入NaOH溶液，观察到的现象是( )
A．产生白色沉淀 B．产生红褐色沉淀
C．形成红褐色溶液 D．形成无色溶液
【答案】B
【解析】取少量FeCl3溶液，滴入NaOH溶液，两者发生复分解反应的化学方程式为FeCl3＋3NaOH=Fe(OH)3↓＋3NaCl，FeCl3溶液呈黄色，Fe(OH)3是红褐色沉淀，故选B。
4．（2020·福建三元三明一中高一期中改编）下列有关 Al、Fe、Cu 的说法，正确的是
A．三者的氧化物均为碱性氧化物
B．三者的单质久置在空气中均只生成氧化物
C．Fe 与 Al2O3 能发生置换反应
D．三者分别浸入冷、浓硫酸中均无明显现象
【答案】D
【解析】A．铝对应的氧化物Al2O3是两性氧化物，故A错误；B．Fe还可以形成复杂的氢氧化物，Cu可以形成碱式碳酸铜等，故B错误；C．铁的活泼性弱于铝，故Fe 与 Al2O3不能发生置换反应，故C错误；
D．铝、铁常温下在浓硫酸中发生钝化，反应生成致密氧化物薄膜阻止反应进行，是浓硫酸的强氧化性，而铜的活泼性弱，与浓硫酸反应但现象不明显，故D正确；答案选D。
5．向氯化亚铁溶液中滴入氢氧化钠溶液后，沉淀颜色变化顺序为
A．红褐色、灰绿色、白色 B．白色、红褐色、黑色
C．白色、灰绿色、红褐色 D．蓝色、灰绿色、绿色
【答案】C
【解析】向氯化亚铁溶液中滴入氢氧化钠溶液，发生如下反应：FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl、
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。Fe(OH)2为白色，Fe(OH)3为红褐色。选项C. 白色、灰绿色、红褐色是Fe(OH)2→部分氧化→Fe(OH)3，故答案为C。
6．下列实验中能得到Fe2O3的是（ ）
①铁丝在氧气中燃烧 ②煅烧硫铁矿 ③加热氢氧化铁 ④铁与高温水蒸气反应
A．①④ B．①③ C．②④ D．②③
【答案】D
【解析】①铁丝在氧气中燃烧生成Fe3O4；②煅烧硫铁矿生成Fe2O3和二氧化硫；③加热氢氧化铁生成Fe2O3和水；④铁与高温水蒸气反应生成Fe3O4和氢气；能得到Fe2O3的是②③，选D。
7．（2020·江苏省白蒲高级中学高一期末）下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是
A．①②③ B．①②④ C．①②③④ D．②③④
【答案】B
【解析】因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。①、②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；③由于空气中的氧气能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀；④中液面加苯阻止了空气进入，能较长时间看到白色沉淀。答案选B。
8．（2019·昆明市官渡区第一中学高二开学考试）裂解水制氢气的过程如下图所示。下列说法不正确的是
A．反应Ⅰ的化学方程式是Fe3O4＋CO3FeO＋CO2
B．反应Ⅱ的化学方程式是3FeO＋H2O（g）Fe3O4＋H2
C．总反应的化学方程式是C＋2H2O（g）CO2＋2H2
D．铁的氧化物是裂解水的催化剂
【答案】C
【解析】A．反应Ⅰ：反应物为Fe3O4、CO，生成物为FeO、CO2，反应为：Fe3O4+CO3FeO+CO2，故A正确；B．反应Ⅱ：反应物为FeO、H2O，生成物为Fe3O4、H2，反应为：3FeO+H2O（g）Fe3O4+H2，故B正确；C．反应Ⅲ：反应物为CO2、C，生成物为CO，反应为：C+CO2=2CO，将反应Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ得总反应为C＋H2O（g）CO+H2，故C错误；D．铁的氧化物四氧化三铁参与反应，但总反应为C＋H2O（g）CO+H2，反应产物没有四氧化三铁，所以铁的氧化物是裂解水的催化剂，故D正确；故选C。
9．（2019·天津和平耀华中学高一月考）按下图装置持续通入X 气体，并在管口点燃，实验结果使澄清石灰水变浑浊，则 X、Y 可以是
A．H2 、Fe2O3 B．CO、Na2CO3
C．CO、Na2O2 D．H2 、NaHCO3
【答案】D
【解析】A．氢气能燃烧，氢气与氧化铁反应生成水，澄清石灰水不变浑浊，A错误；B．Na2CO3受热不分解，澄清石灰水不变浑浊，，B错误；C．在此条件下，CO不与Na2O2反应，澄清石灰水不变浑浊，C错误；D．NaHCO3受热分解生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，氢气能燃烧，故D正确；答案选D。
10．（2020·兴城第三高级中学高一期中）现有一块铝铁合金，欲测定其铝的质量分数，切下Wg合金，溶于盐酸中，再加入过量NaOH溶液，滤出沉淀，已知沉淀成分为氢氧化铁，把沉淀在空气中充分灼烧，最后得到Wg红棕色粉末。则此合金中铝的质量分数约为（ ）
A．20% B．30% C．70% D．80%
【答案】B
【解析】由铝铁合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量NaOH溶液，过滤，沉淀为氢氧化铁，经灼烧，得到的固体粉末是氧化铁，氧化铁质量等于合金的质量，利用组成可知氧化铁中氧元素的质量等于合金中铝的质量，则合金中Al的质量分数=氧化铁中氧的质量分数=×100%=30%。答案选B。
11．下列说法正确的是( )
①赤铁矿的主要成分是Fe2O3，Fe2O3为红棕色粉末；
②Na2O和Na2O2投入到水中都能生成NaOH；
③质量相等的NaHCO3与Na2CO3分别与相同浓度盐酸完全反应时，产生CO2的物质的量相等；
④取ag Na2CO3和NaHCO3混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重bg，能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数；
⑤制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁；
⑥NaHCO3固体可以做干粉灭火剂，金属钠起火可以用它来灭火；
⑦NaHCO3粉末中混有Na2CO3，可配制成溶液通入过量的CO2，再低温结晶得到提纯；
⑧Na2O2与水反应，Na2O2既是氧化剂，又是还原剂
A．②③④⑥ B．①②⑦⑧ C．②⑤⑦⑧ D．①③④⑥
【答案】B
【解析】①赤铁矿的主要成分为Fe2O3，Fe2O3是红棕色粉末状晶体，故①正确；②Na2O是碱性氧化物，和水反应生成氢氧化钠，过氧化钠是过氧化物，和水反应生成氢氧化钠和氧气，所以Na2O 和Na2O2投入水中都能生成NaOH，故②正确；③根据反应的方程式Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O，NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O可知，106g碳酸钠完全反应生成1mol二氧化碳，84g碳酸氢钠完全反应生成1mol二氧化碳，所以等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应，在相同条件下NaHCO3产生的CO2多，故③错误；④取ag Na2CO3和NaHCO3混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体主要为含有少量水蒸气的二氧化碳，用碱石灰吸收，增重bg，bg为水蒸气和二氧化碳的总质量，因此不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数，故④错误；⑤制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁(FeSO4)溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，生成的氢氧化亚铁易被空气中的氧气氧化生成红褐色的4Fe(OH)3，即4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故⑤错误；⑥NaHCO3不稳定，加热易分解，钠着火时生成过氧化钠，过氧化钠可与二氧化碳反应生成氧气，不能用干粉灭火剂灭火，故⑥错误；⑦Na2CO3可与过量的CO2反应生成NaHCO3，可用于除杂，再低温结晶得到提纯，故⑦正确；⑧Na2O2与水的反应中只有O元素化合价发生变化，由-1价分别变化为0、-2价，因此Na2O2既是氧化剂，又是还原剂，故⑧正确；正确的有①②⑦⑧，故选B。
12．用下列装置不能达到实验目的的是( )
A．用甲图装置可证明ρ(煤油)< ρ(钠) < ρ(水) B．用乙图装置制备Fe(OH)2
C．用丙图装置制取金属锰 D．用丁图装置制取氯气
【答案】D
【解析】由图可知，钠在水与煤油液面中间，则可知钠的密度比水的小，比煤油的大，故A正确；B．由图可知，利用Fe和稀硫酸制FeSO4的同时除去液面上方空气，防止制备时氢氧化亚铁被氧化，故B正确；C．由图可知，Al与二氧化锰发生铝热反应生成Mn，故C正确；D．MnO2和浓盐酸混合加热可制氯气，不能用稀盐酸代替，故D错误；故选D。
13．（2020·瑞安市上海新纪元高级中学高一期末）某铁的“氧化物”样品,用5 mol·L-1盐酸140 mL恰好完全溶解,所得溶液还能吸收标准状况下0.56 L氯气,使其中Fe2+全部转化为Fe3+,该样品可能的化学式是( )
A．Fe5O7 B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe4O5
【答案】A
【解析】氧化物与HCl反应生成氯化物与水，HCl中的H元素与氧化物中O元素全部结合生成H2O.由H原子、O原子守恒可知n(O)=n(H2O)=n(HCl)=×0.14L×5mol/L=0.35mol，所得溶液再通入氯气使其中Fe2+全部转化为Fe3+，最后溶液成分为FeCl3，根据氯原子是可知n(FeCl3)=[n(HCl)+2n(Cl2)]=×(0.14L×5mol/L+2×)=0.25mol，所以氧化物中n(Fe):n(O)=0.25mol:0.35mol=5:7，该氧化物的化学式为Fe5O7，故答案为A。
14．下列实验方案合理的是( )
A．制取少量CO2,可随开随制,随关随停 B．配制一定物质的量浓度的稀硫酸 C．可制得Fe(OH)2,并观察其颜色 D．干燥、收集NH3,并吸收多余的尾气
【答案】C
【解析】A. 用碳酸钠和稀盐酸制取少量CO2，但是，由于碳酸钠可溶于水，故不能做到可随开随制、随关随停，A实验方案不合理； B. 配制一定物质的量浓度的稀硫酸时，不能将浓硫酸直接在容量瓶中稀释，B实验方案不合理； C. 该实验中用苯隔绝了空气，这样硫酸亚铁与氢氧化钠反应生成的Fe(OH)2可以保持其白色并防止被氧气氧化，因此，可制得Fe(OH)2,并观察其颜色 ，C实验方案合理； D. 碱石灰可以干燥NH3、水可以吸收多余的尾气，氨气密度小于空气，不能用向上排空气法收集NH3，D 实验方案不合理。综上所述，实验方案合理的是C，本题选C。
二、填空题
15．（2020·湖南开福长沙市第七中学高一开学考试）小熊同学在学习酸碱盐有关知识时，对一些沉淀物质的颜色产生了兴趣。老师告诉他氢氧化铜是蓝色，氢氧化铁是红褐色，让他探究氢氧化亚铁的颜色。下面请你和他一起探究。
（查阅资料）
(1)铁有两种氢氧化物，它们可以分别由相对应的可溶性盐与碱溶液反应而制得。
(2)氢氧化亚铁在空气中立即被氧气氧化。
(3)硫酸铜溶液是蓝色，硫酸亚铁溶液是浅绿色。
（提出猜想）氢氧化亚铁是浅绿色。
（实验过程）在2支试管里分别加入少量FeCl3和FeSO4溶液，然后滴入NaOH溶液，观察现象，请补充完成下表：
FeCl3溶液 FeSO4溶液
滴入NaOH溶液的现象 生成红褐色沉淀 先生成白色絮状沉淀，慢慢变化，最后变成红褐色沉淀
化学方程式 _______，基本反应类型属于_______反应 FeSO4＋2NaOH=Fe(OH)2↓＋Na2SO4；_Fe(OH)2＋_O2＋_H2O=_______(完成并配平此方程式)
（学习交流）
(1)氢氧化亚铁是白色而不是浅绿色。
(2)小熊联系到CO2与C的化合反应，认为FeCl3溶液可以转化为FeCl2溶液，请模仿写出这个转化的化学方程式：_______。
【答案】FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl 复分解反应 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2FeCl3+Fe=3FeCl2
【解析】
(1) FeCl3溶液和NaOH溶液反应的方程式：FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl，此反应属于复分解反应；
(2) FeSO4溶液中滴入NaOH溶液，生成白色絮状沉淀是氢氧化亚铁沉淀，白色氢氧化亚铁在水中不稳定，容易跟水中的氧气反应生成红棕色的氢氧化铁；由于氢氧化亚铁有少量溶于水中，亚铁离子显绿色，所以溶液呈绿色，同时也会转化成黄色的铁离子，灰色就是白色、红棕、绿色、黄色的混合色；在加上这种转化是有时间过程的，所以随着各种离子含量变化，颜色变化就由此而来了；最后变成红褐色沉淀是氢氧化铁沉淀，根据质量守恒定律完成并配平反应的方程式，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；
(3)根据CO2与C的反应，要让FeCl3溶液可以转化为FeCl2溶液，小熊的理由是：单质铁也可以将FeCl3还原成FeCl2，化学方程式是2FeCl3+Fe=3FeCl2。
16．（2019·山西迎泽太原五中高一期末节选）铁与空气接触时表面会形成氧化物，如一块低碳钢可以被三种氧化物膜所覆盖：与金属接触的一侧是FeO，与空气接触的一侧是，而中间则是。
(1)中国古代“四大发明”之一的“司南”，其主要成分是上述物质中的__________。
(2)的一种用途是____________。
(3)FeO可作化妆品中的色素，它还能进行一系列转化：。
①时应加入的试剂是____________。
②的实验现象是___________________________。
【答案】 制红色油漆 稀硫酸 白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色
【解析】(1)古代中国四大发明之一的司南是由天然磁石制成的，磁铁成分主要是四氧化三铁，化学式为；
(2)氧化铁是红色固体难溶于水，可以作红色颜料或冶炼铁；
(3)①FeO→FeSO4时应加入的试剂是稀硫酸，发生FeO+H2SO4=FeSO4+H2O；
②的实验现象是白色迅速变化为灰绿色最后变为红褐色，生成氢氧化铁红褐色沉淀。(共23张PPT)
第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
第2课时 铁的氧化物和氢氧化物
【学习任务一】对比学习，构建物质学习模型
【思考】铁元素可以形成三种氧化物，分别是氧化亚铁（ FeO ）、氧化铁（Fe2O3）和四氧化三铁（Fe3O4）。观察三者的外观，并对其作出描述。推测这三种氧化物有什么相同的化学性质和不同的化学性质，并说出你的推测依据？
FeO
Fe3O4
Fe2O3
推测：从分类的角度分析，三者都是金属氧化物，都能与酸反应。三者都难溶于水，不与水反应。 从价态的角度分析， FeO、 Fe3O4既有氧化性又有还原性， Fe2O3主要有氧化性。
化学名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁
化学式
铁元素化合价
俗称 ——
色、态
水溶性
1、铁的氧化物
FeO
Fe2O3
Fe3O4
+2
+3
+2、+3
铁红
磁性氧化铁
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体
均不溶于水
（1）物理性质
化学名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁
稳定性
氧化物类别
与盐酸反应
（用离子方程式表示）
氧化性(被还原)
用途 ——
（2）化学性质
不稳定
稳定
稳定
在空气中加热生成Fe3O4
均为碱性氧化物
FeO + 2H+ =Fe2+ +H2O
Fe2O3 +6H+ =2Fe3+ +3H2O
Fe3O4 +8H+ = 2Fe3+ + Fe2+ +4H2O
FexOy+yCO === xFe+yCO2
△
复杂氧化物
在高温下易氧化成Fe2O3
红色油漆和涂料、炼铁原料
制录音磁带和电讯器材，打印机或复印机的墨粉
一种颜料与另一种颜料之间的颜色差异是由于颗粒的形状和表面结构的不同。
【方法导引】
认识元素及其化合物性质的视角
物质类别和元素价态，是学习元素及其化合物性质的重要认识视角。基于物质类别和元素价态，可以预测物质的性质。
例如，对于Fe2O3,从物质类别来看，它属于金属氧化物，据此可以预测它可能与酸发生反应;从元素价态来看，Fe2O3 中铁元素的化合价是+3价，为铁元素的高价态，据此可以预测它具有氧化性，可能与具有还原性的物质发生反应。
基于物质类别和元素价态，还可以设计物质间转化的途径。例如，要想从单质铁获得FeSO4，既可以基于物质类别设计从金属单质与酸反应获得，也可以通过金属单质与盐的置换反应获得;还可以基于元素价态设计单质铁与+3价铁反应得到+2价铁。
1.下列关于铁的氧化物说法正确的是( )
A.“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色,可能是来自氧化亚铁
B.Fe2O3是红棕色粉末,俗称磁性氧化铁,常用作红色油漆和涂料
C.Fe3O4中Fe元素的化合价有+2价和+3价,因而Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物
D.FeO在空气中受热，能迅速被氧化成Fe2O3
【评价任务一】
A
2.我国清代《本草纲目拾遗》中叙述了“铁线粉”:“粤中洋行有舶上铁丝.....日久起销,用刀刮其销,....所刮下之销末,名铁线粉”。这里的“铁线粉”是指( )
A.Fe B.FeCl3 C. FeO D.Fe2O3
3.铁的常见化合价有+2价和+3价。据研究,铁在浓硝酸中发生钝化时,可生成一种化学式为Fe8O11的化合物,它可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物可以表示为（ ）
A.FeO·3Fe2O3 B.2FeO·3Fe2O3
C.FeO·2Fe2O3 D.2FeO·Fe2O3
D
B
【学习任务二】实验探究，构建物质学习模型
【思考】铁元素有哪些氢氧化物，该如何制取？说出你选择此法的理由。
铁元素的氢氧化物有两种，氢氧化亚铁和氢氧化铁。它们可以分别由相应的可溶性盐和碱溶液反应制得。
金属的氢氧化物通常有以下几种方案：
1.单质和水反应
2.氧化物和水反应
3.可溶性盐和碱溶液反应
4.电解法（如电解饱和食盐水制氢氧化钠）----暂不考虑
根据铁和水蒸气的反应，可知方案1不可行；根据铁的氧化物的水溶性，可知方案2不可行，因此采用方案3。
【实验3-1 】在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液，然后各滴入NaOH溶液。观察并描述发生的现象。
FeSO4溶液
加入NaOH溶液现象
离子
方程式
FeCl3溶液
产生红褐色沉淀
Fe3++3OH－=Fe(OH)3↓
生成的白色絮状沉淀
Fe2＋+2OH－==Fe(OH)2↓(白色)
为什么在FeSO4溶液中加入NaOH溶液时，生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，过一段时间后还会生成红褐色物质呢？
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
2、铁的氢氧化物
由实验3-1可知，白色的Fe(OH)2会被溶解在溶液中的氧气氧化。那么，在实验室里，如何得到Fe(OH)2呢
【思考与讨论】
【分析】 Fe(OH)2会被溶解在溶液中的氧气氧化，因此实验室中得到Fe(OH)2的关键是防止氧气的干扰。其中包括溶液中的氧气的干扰与空气中的氧气的干扰。
【措施】
1.在新制的FeSO4溶液中加入少量铁粉;
2. 将NaOH溶液煮沸，减少溶解在溶液中的氧气含量;
3. 将胶头滴管伸入到液面以下，减少带入空气中的氧气。
方法：
①将吸有3mL8mol/L的NaOH溶液(煮沸过)的长胶头滴管伸人到新制的0.5 mol/L FeSO4溶液的液面以下，挤出NaOH溶液。
②在试管中加入5 mL 8 mol/L煮沸后的NaOH溶液，用长滴管吸人新制的0.1 mol/L FeSO4溶液，伸人到NaOH溶液液面以下，挤出FeSO4溶液。
【思考】上述实验还能进一步改进吗？
如图，若向盛有FeSO4溶液的试管里加入少量煤油或苯，再将吸有NaOH溶液的长滴管伸入到FeSO4溶液的液面下，挤出NaOH溶液。显然加入煤油或苯，则隔绝空气的效果会更好。
【思考】还有没有其他改进方案？
【讨论】下图为实验方案改进，请讨论图①的防氧化原理。图②的防氧化原理和图①类似，如何操作才能达到目的？
铁粉和硫酸反应得到H2，装置充满了H2，生成的Fe(OH)2没有与O2接触。
打开止水夹a,检验试管B出口处排出的氢气的纯度。当排出的H2纯净时，夹紧止水夹a。
在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备Fe(OH)2 。
（1）在试管A里加入的试剂是 。
（2）在试管B里加入的试剂是 。
（3）为了制得Fe(OH)2沉淀，在
试管A和B中加入试剂，塞紧塞子，
打开止水夹一会儿。再夹紧止水夹之前的实验步骤是 。
（4）这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是 。
铁屑、 稀H2SO4
NaOH溶液
检验试管B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。
试管A中反应生成的H2充满了试管A和试管B， 且外界空气不容易进入。
【评价任务二】
铁的氢氧化物 氢氧化铁 氢氧化亚铁
化学式
色、态
水溶性
与盐酸反应
稳定性
转化关系
【讨论】铁的氢氧化物有哪些性质？请完成以下表格。
Fe(OH)3
Fe(OH)2
红褐色固体
白色固体
均不溶于水
Fe(OH)3 + 3H+
=Fe3+ + 3H2O
Fe(OH)2 + 2H+
=Fe2+ + 2H2O
2Fe(OH)3 ==Fe2O3 + 3H2O
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O
=4Fe(OH)3
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
【评价任务三】教材P72
(1)写出B和D的化学式:B__________; D___________。
FeCl2
KCl
2)写出E转变成F的化学方程式______________________________
【评价任务三】教材P72
(3)向G溶液中加入A，写出反应的离子方程式_______________________
【评价任务三】教材P72第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
第3课时 铁盐和亚铁盐
（1）通过学习铁盐和亚铁盐，学会从物质类别和元素价态的视角认识具有变价元素物质间的转化关系，并建立认识模型，丰富研究物质的思路和方法。
（2）通过实验探究铁盐和亚铁盐的化学性质，并能用化学方程式或离子方程式正确表示。体会实验对认识和研究物质性质的重要作用，形成证据意识。
（3）结合应用实例，将铁盐和亚铁盐的性质的知识运用于解决生产、生活中简单的化学问题，强化性质决定用途的观念。
【内容分析】
本节内容主要包括两部分:①铁单质;②铁的重要化合物，主要是铁的氧化物、氢氧化物、铁盐和亚铁盐。教材按照“铁单质→铁的氧化物→铁的氢氧化物→铁盐和亚铁盐”的顺序编排。
对于铁盐和亚铁盐，教材先通过实验介绍铁离子的检验，在此基础上，再通过实验讨论了铁离子被还原成亚铁离子及亚铁离子被氧化成铁离子，并运用氧化还原反应原理，总结出铁离子和亚铁离子的相互转化关系。最后，通过“思考与交流”栏目把铁及其化合物的相互转化关系进一步系统化和网络化。
介绍了铁及其化合物的基本知识后，为了充分体现这部分内容对发展学生学科核心素养的意义，教材一方面在“方法导引”中总结了认识元素及其化合物性质的视角，另一方面依托多种真实情境设计了多个栏目。例如，以电子工业中制作印刷电路板的真实情境为背景,结合“探究”栏目，通过实现Fe3+和Fe2+的相互转化，引导学生利用氧化还原反应原理解决实际问题；再如，联系生活创设真实情境，设置“研究与实践”栏目，选择常见食品作为研究对象，如食用菠菜、芹菜、黑木耳、蛋黄和动物内脏等，通过研究检验这些食品中是否含有铁元素。这些真实、生动、有意义的教学情境，不仅可以激发学生的学习兴趣，引导学生积极主动地学习；还可以使学生学会在真实情境中运用知识解决简单的化学问题，促进学科核心素养的形成。
【教学重点和难点】
重点：铁盐与亚铁盐的转化、Fe3+ 的检验。
难点： Fe、Fe2+、 Fe3+ 转化关系模型的建构。
【教学流程】
【学习任务一】身边的化学，发现问题
【思考】补/加铁食品中的铁元素是Fe2+或Fe3+ ？如何检验？
【设计意图】从生活问题出发，引发学生学习兴趣，体悟化学魅力。
【学习任务二】实验探究，分析、解决问题
【方案一】
向FeCl3溶液和FeCl2溶液中滴入NaOH溶液。
若出现红褐色沉淀，则为FeCl3溶液；
若生成白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，则为FeCl2溶液。（实验时应注意防氧化）
【初步结论】
使用该方案对某品牌口服液进行验证，看见现象为生成白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。初步证明补铁食品中的铁元素为Fe2+。
【设计意图】从已有知识出发，在解决旧问题的同时，为新问题做铺垫，达到承上启下的作用。落实模型构建与证据推理素养。
【思考】因为实验中产生了红褐色沉淀，某同学提出疑问，补铁食品中除了Fe2+，也可能含有或Fe3+ 。该如何验证？
1.Fe3+的检验
【实验3-2 】
在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeCl2溶液，各滴入几滴KSCN溶液。观察并记录现象。
原理：Fe3+ +3SCN— =Fe(SCN)3 (红色，易溶难电离)
Fe2++2SCN-=Fe(SCN)2 (无色)
结论：可利用此KSCN（硫氰化钾）来确定Fe3+ 的存在和鉴别Fe3+、 Fe2+。
【最终结论】
实验证明，该品牌口服液中无Fe3+。说明该品牌口服液的铁元素是Fe2+。
【知识拓展 】
因为铁在体内运送以及与血红蛋白结合的都是+2价的形式，所以二价铁更易被人体吸收，所以补铁食品主要以亚铁为主。
【设计意图】使用实验探究解决生活问题，引发学生的学习兴趣，落实科学探究与实验创新素养。
【评价任务一】
一位病人的化验单上显示其为缺铁性贫血。医生看完化验单后给他开了硫酸亚铁和维生素C片（提示：一种强还原剂）。
【思考】为什么医生开了补铁用的硫酸亚铁还要开维生素C片？
亚铁具有还原性，容易被氧化成三价铁，三价铁不易被吸收，所以可同时服用维生素C，提高铁元素的吸收率。此外，植物中的铁一般以三价铁的形式存在，食用维生素C还可以提高食物中铁元素的吸收率。
【设计意图】深入生活问题，再次体悟化学魅力。
【思考】如何检验Fe2+？（提示：从物质的价态考虑）
2.Fe2+的检验
① 加KMnO4(H+)溶液(利用Fe2+的还原性)
现象预测：溶液紫红色褪去 (注：如是未知溶液则不能用此方法)
②先加KSCN溶液，再加氯水。(利用Fe2+的还原性)
现象预测：开始溶液不变红色，加几滴氯水后溶液变红色。
【实验3-3】
在盛有2 mL FeCl3溶液的试管中加入少量铁粉，振荡试管。充分反应后，滴入几滴KSCN溶液(如图3-10左)，观察并记录现象。把上层清液倒入另一支试管中，再滴入几滴氯水(如图3-10右)，又发生了什么变化
【现象】
FeCl3溶液的试管中加入少量铁粉后，溶液有棕黄色变浅绿色，滴入KSCN溶液，溶液无明显变化。
2. 把上层清液倒入另一支试管中，再滴入几滴氯水，溶液变红色。
【解析】在上述实验中， FeCl3溶液中的Fe3+被铁粉还原成Fe2+， Fe2+又被Cl2氧化成Fe3+ , Fe3+ 与SCN-反应生成红色Fe(SCN)3 。离子方程式如下：
2Fe3++Fe=3Fe2+
2Fe2++Cl2 =2Fe3++2Cl-； Fe3+ + 3SCN— =Fe(SCN)3
【小结】Fe3+和Fe2+的性质和相互转化
【思考】如何保存Fe2+ (FeSO4)溶液
加入少量铁粉（防氧化）
【设计意图】实验探究，通过真实的情景，让学生感受Fe3+ 与 Fe3+ 之间的相互转化，并通过发掘转化本质，升华物质转化的模型与思维。
【评价任务二】
1.要证明溶液不含Fe3+，而可能含有Fe2+，进行如下实验操作时最佳顺序为（ ）
①加如足量新制氯水
②加如足量KMnO4
③加入少量KSCN溶液
A. ①③ B．②③ C．③① D．①②③
【答案】C
2. 为了证明长期放置的硫酸亚铁溶液已经变质，可取少量溶液，加入少量________溶液，如果溶液显____色，说明溶液中含有_____离子，硫酸亚铁已变质。防止硫酸亚铁溶液变质的方法是 _____________。
【答案】KSCN 红色 Fe3+ 加入少量铁粉
3．（不定项）向某溶液中加入几滴KSCN溶液，溶液不变色；向该溶液中继续通入Cl2，溶液变红色。关于原溶液下列说法正确的是：（ ）
A．一定没有Fe3+ B．一定有Fe2+
C．可能有Fe3+ D．不可能有Fe2+
【答案】AB
4.选择合适试剂完成甲、乙两组实验。
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+
下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是（ ）
【答案】B
【设计意图】通过多角度考查学生对知识的掌握程度，落实教学重难点。
【思考与讨论】
( 1 )Fe、FeSO4和Fe2(SO4)3三种物质中，哪种物质可做氧化剂，哪种可做还原剂，哪种既可做氧化剂又可做还原剂 举例写出相应反应的化学方程式，并加以说明。
(2)请你用图示的方法归纳Fe、Fe2+和Fe3+三者之间的相互转化关系，并与同学讨论。
（1）Fe可做还原剂；Fe2(SO4)3做氧化剂；FeSO4既可做氧化剂又可做还原剂。
（2）
（3）除上述图示外，我们也可以用价类二维图来表示铁及其化合物的相互转化关系。课后请对铁及其化合物的价类二维图（下图）中的物质转化关系进行总结。
【设计意图】对铁及其化合物的相互转化关系进一步系统化和网络化，落实物质学习的思维模型，
【评价任务三】教材P72
4．下列离子方程式中，正确的是( )。
A.铁与盐酸反应: 2Fe + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2↑
B.氯气与氯化亚铁溶液反应: 2FeCl2+Cl2=2FeCl3
C.氯化铁溶液与铁反应: Fe3+ + Fe = 2Fe2+
D.氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应: Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3↓
【答案】D
2.除去下列物质中含有的少量杂质，写出除杂所用试剂的化学式和反应的离子方程式:
(1)FeCl2溶液中含有少量的FeCl3杂质;
(2)FeCl3溶液中含有少量的FeCl2杂质;
(3) FeSO4溶液中含有少量的CuSO4杂质。
【答案】2. (1)所用试剂为Fe,反应的离子方程式是: 2Fe3+ + Fe = 3Fe2+
(2)所用试剂为Cl2,反应的离子方程式是: 2Fe2++Cl2= =2Fe3+ +2C1-
(3)所用试剂为Fe，反应的离子方程式是: Fe+Cu2+= =Fe2++Cu
5.现欲探究铁及其化合物的氧化性或还原性，可供选用的试剂有:铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯
水、锌片。请完成以下实验报告。
【答案】
【设计意图】多角度考查铁及其化合物的相互转化关系，提升学生分析问题解决问题的能力，落实宏观辨识与微观探析素养。
【探究】利用覆铜板制作图案
【背景】电子工业中常用覆铜板(以绝缘板为基材，一面或两面覆以铜箔，经热压而成的一种板状材料)为基础材料制作印刷电路板，印刷电路板广泛用于电视机、计算机、手机等电子产品中。用覆铜板制作印刷电路板的原理是，利用FeCl3溶液作为“腐蚀液”将覆铜板上不需要的铜腐蚀。即把预先设计好的电路在覆铜板上用蜡或不透水的物料覆盖，以保护不被腐蚀;然后，把覆铜板放到FeCl3溶液中。
根据工业上制作印刷电路板的原理，我们可以利用覆铜板制作所需要的图案(如图3-12)。
【实验】取一小块覆铜板，用油性笔在覆铜板上画上设计好的图案，然后浸入盛有FeCl3溶液的小烧杯中。过一段时间后，取出覆铜板并用水清洗干净。观察实验现象，并展示制作的图案。
【思考与讨论】
(1)在上述实验中，发生了什么化学反应，生成的主要产物是什么 请运用氧化还原反应的规律进行分析，并尝试写出反应的化学方程式。
(2)为使使用后的“腐蚀液”能得到充分利用，如何处理使用后的“腐蚀液”
【答案】（1）2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+
（2）先加入适量的铁粉与废液中Cu2+反应，回收铜；再向废液中加人氯水等氧化剂，实现FeCl3溶液的再生。
【设计意图】以电子工业中制作印刷电路板的真实情境为背景，结合实验探究，通过实现Fe3+和Fe2+的相互转化，引导学生利用氧化还原反应原理解决实际问题，落实科学态度与社会责任素养。
【研究与实践】
检验食品中的铁元素
【研究目的】
铁是人体必需的微量元素。食用富含铁元素的食品，可以补充人体所需的铁元素。通过化学实验的方法检验食品中的铁元素，体验实验研究的一般过程和化学知识在实际中的应用。
【研究任务】
菠菜、芹菜、黑木耳、蛋黄和动物内脏等食品中富含铁元素。请以“菠菜中铁元素的检验”为例(你也可以选择其他食品)进行研究。
(1)查阅资料。
通过互联网，以“菠菜中铁元素的检验”为关键词搜索相关资料，收集检验菠菜中铁元素的方法。整理并分析资料，为确定实验方案做准备。
(2)确定实验方案。
根据学校的实验条件，确定制备和检验试验样品的实验步骤，准备实验所需的仪器和用品等。
(3)进行实验。
根据实验方案进行实验，检验食品中是否含有铁元素。
下面是可供参考的实验方案。
①取新鲜的菠菜10g，将菠菜剪碎后放在研钵中研磨，然后倒入烧杯中，加入30 mL蒸馏水，搅拌。将上述浊液过滤，得到的滤液作为试验样品。
②取少许试验样品加入试管中，然后加入少量稀硝酸(稀硝酸具有氧化性),再滴加几滴KSCN溶液，振荡，观察现象。
【结果与讨论】
(1)你研究的食品是什么 其中是否含有铁元素
(2)撰写研究报告，并与同学讨论。
【设计意图】联系生活创设真实情境，结合实验探究，选择常见食品作为研究对象，如食用菠菜、芹菜、黑木耳、蛋黄和动物内脏等，通过研究检验这些食品中是否含有铁元素。激发学生学习兴趣，体会化学魅力，落实科学创新与实验探究素养。
【教材实验】
【实验3-2】
完成该实验时，必须注意FeCl2溶液要用新配制的，并加铁粉还原。本实验主要介绍利用Fe3+的特殊性质(与SCN-络合生成配合物)检验Fe3+的方法。
实验现象:向FeCl3溶液中滴人KSCN溶液，溶液呈红色;向FeCl2溶液中滴人KSCN溶液,溶液颜色无变化。
本实验也可与后面的“研究与实践”栏目的“检验食品中的铁元素”合并进行，让学生在真实的情境中开展实验活动，习得Fe3+的检验方法。
【实验3-3】
在盛有2 mL FeCl3溶液的试管中加入少量铁粉，振荡试管并静置后，黄色溶液变为浅绿色，说明Fe3+具有氧化性；滴人KSCN溶液后无明显变化，进-步说明溶液中不存在Fe3+(已被完全还原为Fe2+)。在上层清液中再滴几滴氯水时，溶液又迅速变为红色，说明又生成了Fe3+,证实了Fe2+具有还原性。
本实验意在通过Fe2+和Fe3+的相互转化，证实从元素价态的角度对二者性质的预测，同时可与前面的铁单质性质联系在一起，为构建“铁三角”的知识结构模型提供支持。
做Fe3+的氧化性实验时，试管中可能会因为加入铁粉过量而产生沉淀，所以，可从加铁粉和KSCN溶液后的试管中取上层清液做加氯水的实验。还可对Fe3+的氧化性实验略作展开，介绍Fe3+与其他还原剂如Cu、SO2 的反应等。做Fe2+的还原性实验时，应注意控制滴人氯水的量，不宜过量。否则，会因过量氯水进-步氧化SCN-而使溶液红色又褪去，对学生学习产生干扰。也可对Fe2+的还原性实验略作展开，介绍Fe2+与学生熟悉的氧化剂如双氧水、酸性KMnO4溶液的反应等。
【思考与讨论】
(1)要求学生能通过Fe、FeSO4、Fe2(SO4)3 三种物质中核心元素铁的价态特征，预测物质的性质，并能用符号表征方式描述、说明物质转化的本质和规律。
(2)要求学生能用模型、符号等多种方式对物质及其变化进行综合表征。基于知识关联的结构化建构铁元素的转化关系认识模型(如下图所示)。
在组织该栏目的教学时,还应注意通过对学生讨论、回答的评价，促进学生化学学科核心素养发展。如在学生能初步构建“ 铁三角”基本模型的基础上，通过追问进一步 使学生的思维过程外显，从素养发展的角度对学生进行指导;对于仅能列举个别氧化剂和还原剂的学生，教师应启发他们进一步提升概括知识的水平， 引导他们从一类氧化剂和还原剂的角度进一步抽象、 丰富“铁三角”的转化关系认识模型。
【探究】
利用覆铜板制作图案
本探究活动选择“印刷电路板”这-素材创设活动情境，以FeCl3为代表物质,通过生动有趣的实验探究活动，引导学生从实验中寻找反应产物的证据，通过氧化还原反应原理分析、推理出FeCl3与Cu的反应事实，并用化学方程式进行正确表征，加深对Fe3+氧化性的认识。实验活动后进一步引导学生思考与讨论:如何处理使用后的腐蚀液？要求学生能应用已经习得的铁的还原性置换并回收废液中的铜，利用氯水等氧化剂氧化废液中的Fe2+，实现腐蚀液的循环利用。这一思考与讨论环节既体现了“能依据实际条件并运用所学的化学知识和方法解决生产、生活中简单的化学问题”，也渗透了“绿色化学”理念，凸显了对“科学态度与社会责任”核心素养的培养。
具体建议如下：
(1 )组织探究活动前，应先让学生通过对背景材料的阅读，体会化学与生活的密切联系，学会赞赏化学对人类生活和生产所作的贡献。
(2)工业上通常用30%的FeCl3溶液作腐蚀液，但腐蚀速率较慢，为提高速率可水浴加热。本活动中腐蚀液的配制可采取如下方法:向10 g FeCl3中加2 mL浓盐酸和3 mL水，搅拌均匀后用水慢慢稀释至100 mL。
有条件的学校还可在此探究的基础上，以“从印刷电路板废液中回收铜，并再生FeCl3溶液”为实验主题，进-一步开展多轮次探究，突出实验方案的设计环节，即:先加人适量的铁粉与废液中Cu2+反应，回收铜；再向废液中加人氯水等氧化剂，实现FeCl3溶液的再生。
【研究与实践】
检验食品中的铁元素
【研究目的】
铁是人体必需的微量元素。食用富含铁元素的食品，可以补充人体所需的铁元素。通过化学实验的方法检验食品中的铁元素，体验实验研究的一般过程和化学知识在实际中的应用。
【研究任务】
菠菜、芹菜、黑木耳、蛋黄和动物内脏等食品中富含铁元素。请以“菠菜中铁元素的检验”为例(你也可以选择其他食品)进行研究。
(1)查阅资料。
通过互联网，以“菠菜中铁元素的检验”为关键词搜索相关资料，收集检验菠菜中铁元素的方法。整理并分析资料，为确定实验方案做准备。
(2)确定实验方案。
根据学校的实验条件，确定制备和检验试验样品的实验步骤，准备实验所需的仪器和用品等。
(3)进行实验。
根据实验方案进行实验，检验食品中是否含有铁元素。
下面是可供参考的实验方案。
①取新鲜的菠菜10g，将菠菜剪碎后放在研钵中研磨，然后倒入烧杯中，加入30 mL蒸馏水，搅拌。将上述浊液过滤，得到的滤液作为试验样品。
②取少许试验样品加入试管中，然后加入少量稀硝酸(稀硝酸具有氧化性),再滴加几滴KSCN溶液，振荡，观察现象。
【结果与讨论】
(1)你研究的食品是什么 其中是否含有铁元素
(2)撰写研究报告，并与同学讨论。
【练习与应用】（教材P72）
2.除去下列物质中含有的少量杂质，写出除杂所用试剂的化学式和反应的离子方程式:
(1)FeCl2溶液中含有少量的FeCl3杂质;
(2)FeCl3溶液中含有少量的FeCl2杂质;
(3) FeSO4溶液中含有少量的CuSO4杂质。
4.下列离子方程式中，正确的是( )。
A.铁与盐酸反应: 2Fe + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2↑
B.氯气与氯化亚铁溶液反应: 2FeCl2+Cl2=2FeCl3
C.氯化铁溶液与铁反应: Fe3+ + Fe = 2Fe2+
D.氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应: Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3↓
5.现欲探究铁及其化合物的氧化性或还原性，可供选用的试剂有:铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯
水、锌片。请完成以下实验报告。
【答案】2. (1)所用试剂为Fe,反应的离子方程式是: 2Fe3+ + Fe = 3Fe2+
(2)所用试剂为Cl2,反应的离子方程式是: 2Fe2++Cl2= =2Fe3+ +2C1-
(3)所用试剂为Fe，反应的离子方程式是: Fe+Cu2+= =Fe2++Cu
提示:在选择试剂时，一定要注意既要去除杂质又要易于分离，同时还不能引人新杂质。如（1)不能选择硝酸或酸性KMnO4溶液作除杂试剂。
D
5.(共22张PPT)
第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
第3课时 铁盐和亚铁盐
【学习任务一】身边的化学，发现问题
【思考】补/加铁食品中的铁元素是Fe2+或Fe3+ ？如何检验？
【学习任务二】实验探究，分析、解决问题
【方案一】
向FeCl3溶液和FeCl2溶液中滴入NaOH溶液。
若出现红褐色沉淀，则为FeCl3溶液；
若生成白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，则为FeCl2溶液。（实验时应注意防氧化）
【初步结论】
使用该方案对某品牌口服液进行验证，看见现象为生成白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。初步证明补铁食品中的铁元素为Fe2+。
【思考】因为实验中产生了红褐色沉淀，某同学提出疑问，补铁食品中除了Fe2+，也可能含有或Fe3+ 。该如何验证？
1.Fe3+的检验
【实验3-2 】
在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeCl2溶液，各滴入几滴KSCN溶液。观察并记录现象。
FeCl3溶液 FeCl2溶液
滴入KSCN溶液
FeCl3溶液
FeCl2溶液
溶液呈红色
溶液颜色无明显变化
结论：可利用此KSCN（硫氰化钾）来确定Fe3+ 的存在和鉴别Fe3+、 Fe2+。
原理：Fe3+ +3SCN— =Fe(SCN)3 (红色，易溶难电离)
Fe2++2SCN-=Fe(SCN)2 (无色)
【最终结论】
实验证明，该品牌口服液中无Fe3+。说明该品牌口服液的铁元素是Fe2+。
【知识拓展 】
因为铁在体内运送以及与血红蛋白结合的都是+2价的形式，所以二价铁更易被人体吸收，所以补铁食品主要以亚铁为主。
一位病人的化验单上显示其为缺铁性贫血。医生看完化验单后给他开了硫酸亚铁和维生素C片（提示：一种强还原剂）。
【思考】为什么医生开了补铁用的硫酸亚铁还要开维生素C片？
【评价任务一】
亚铁具有还原性，容易被氧化成三价铁，三价铁不易被吸收，所以可同时服用维生素C，提高铁元素的吸收率。此外，植物中的铁一般以三价铁的形式存在，食用维生素C还可以提高食物中铁元素的吸收率。
【思考】如何检验Fe2+？（提示：从物质的价态考虑）
2.Fe2+的检验
②先加KSCN溶液，再加氯水。(利用Fe2+的还原性)
现象预测：开始溶液不变红色，加几滴氯水后溶液变红色。
① 加KMnO4(H+)溶液(利用Fe2+的还原性)
(注：如是未知溶液则不能用此方法)
现象预测：溶液紫红色褪去
【实验3-3】
在盛有2 mL FeCl3溶液的试管中加入少量铁粉，振荡试管。充分反应后，滴入几滴KSCN溶液(如图3-10左)，观察并记录现象。把上层清液倒入另一支试管中，再滴入几滴氯水(如图3-10右)，又发生了什么变化
【现象】
FeCl3溶液的试管中加入少量铁粉后，溶液有棕黄色变浅绿色，滴入KSCN溶液，溶液无明显变化。
2. 把上层清液倒入另一支试管中，再滴入几滴氯水，溶液变红色。
【解析】在上述实验中， FeCl3溶液中的Fe3+被铁粉还原成Fe2+， Fe2+又被Cl2氧化成Fe3+ , Fe3+ 与SCN-反应生成红色Fe(SCN)3 。离子方程式如下：
2Fe3++Fe=3Fe2+
2Fe2++Cl2 =2Fe3++2Cl-； Fe3+ + 3SCN— =Fe(SCN)3
【小结】Fe3+和Fe2+的性质和相互转化
Fe3+ Fe2+
还原剂（Fe、Cu、Vc、KI等）
氧化剂[Cl2、 Br2 、 O2、KMnO4(H+)、HNO3、H2O2等]
氧化性
还原性
【思考】如何保存Fe2+ (FeSO4)溶液
加入少量铁粉（防氧化）
1.要证明溶液不含Fe3+，而可能含有Fe2+，进行如下实验操作时最佳顺序为（ ）
①加如足量新制氯水
②加如足量KMnO4
③加入少量KSCN溶液
A. ①③ B．②③ C．③① D．①②③
【评价任务二】
C
2. 为了证明长期放置的硫酸亚铁溶液已经变质，可取少量溶液，加入少量________溶液，如果溶液显____色，说明溶液中含有_____离子，硫酸亚铁已变质。防止硫酸亚铁溶液变质的方法是 _____________。
KSCN
红
Fe3+
加入少量铁粉
3．（不定项）向某溶液中加入几滴KSCN溶液，溶液不变色；向该溶液中继续通入Cl2， 溶液变红色。关于原溶液下列说法正确的是：（ ）
A．一定没有Fe3+ B．一定有Fe2+
C．可能有Fe3+ D．不可能有Fe2+
AB
选项 甲组 乙组
A 新制氯水、 KSCN溶液 NaOH溶液
B 酸性KMnO4溶液 KSCN溶液
C KOH溶液 溴水
D 溴水
酸性KMnO4溶液
4.选择合适试剂完成甲、乙两组实验。
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+
下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是（ ）
B
【思考与讨论】
( 1 )Fe、FeSO4和Fe2(SO4)3三种物质中，哪种物质可做氧化剂，哪种可做还原剂，哪种既可做氧化剂又可做还原剂 举例写出相应反应的化学方程式，并加以说明。
(2)请你用图示的方法归纳Fe、Fe2+和Fe3+三者之间的相互转化关系，并与同学讨论。
Fe可做还原剂；Fe2(SO4)3做氧化剂；FeSO4既可做氧化剂又可做还原剂。
（3）除上述图示外，我们也可以用价类二维图来表示铁及其化合物的相互转化关系。课后请对铁及其化合物的价类二维图（下图）中的物质转化关系进行总结。。
+3
+2
0
·
·
·
铁元素化合价
物质类别
单质 氧化物 氢氧化物 盐
Fe
Fe2O3
Fe(OH)3
FeCl3
FeO
Fe3O4
Fe(OH)2
FeCl2
4．下列离子方程式中，正确的是( )。
A.铁与盐酸反应: 2Fe + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2↑
B.氯气与氯化亚铁溶液反应: 2FeCl2+Cl2=2FeCl3
C.氯化铁溶液与铁反应: Fe3+ + Fe = 2Fe2+
D.氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应: Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3↓
【评价任务三】教材P72
D
2.除去下列物质中含有的少量杂质，写出除杂所用试剂的化学式和反应的离子方程式:
(1)FeCl2溶液中含有少量的FeCl3杂质;
(2)FeCl3溶液中含有少量的FeCl2杂质;
(3) FeSO4溶液中含有少量的CuSO4杂质。
所用试剂为Fe，反应的离子方程式是: 2Fe3+ + Fe = 3Fe2+
所用试剂为Cl2，反应的离子方程式是: 2Fe2++Cl2 =2Fe3+ +2C1-
所用试剂为Fe，反应的离子方程式是: Fe+Cu2+=Fe2++Cu
5.现欲探究铁及其化合物的氧化性或还原性，可供选用的试剂有:铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、锌片。请完成以下实验报告。
【背景】电子工业中常用覆铜板(以绝缘板为基材，一面或两面覆以铜箔，经热压而成的一种板状材料)为基础材料制作印刷电路板，印刷电路板广泛用于电视机、计算机、手机等电子产品中。用覆铜板制作印刷电路板的原理是，利用FeCl3溶液作为“腐蚀液”将覆铜板上不需要的铜腐蚀。即把预先设计好的电路在覆铜板上用蜡或不透水的物料覆盖，以保护不被腐蚀;然后，把覆铜板放到FeCl3溶液中。
根据工业上制作印刷电路板的原理，我们可以利用覆铜板制作所需要的图案(如图3-12)。
【探究】利用覆铜板制作图案
【实验】取一小块覆铜板，用油性笔在覆铜板上画上设计好的图案，然后浸入盛有FeCl3溶液的小烧杯中。过一段时间后，取出覆铜板并用水清洗干净。观察实验现象，并展示制作的图案。
【思考与讨论】
(1)在上述实验中，发生了什么化学反应，生成的主要产物是什么 请运用氧化还原反应的规律进行分析，并尝试写出反应的化学方程式。
(2)为使使用后的“腐蚀液”能得到充分利用，如何处理使用后的“腐蚀液”
2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+
先加人适量的铁粉与废液中Cu2+反应，回收铜；再向废液中加人氯水等氧化剂，实现FeCl3溶液的再生。
【研究与实践】 检验食品中的铁元素
【研究目的】
铁是人体必需的微量元素。食用富含铁元素的食品，可以补充人体所需的铁元素。通过化学实验的方法检验食品中的铁元素，体验实验研究的一般过程和化学知识在实际中的应用。
【研究任务】
菠菜、芹菜、黑木耳、蛋黄和动物内脏等食品中富含铁元素。请以“菠菜中铁元素的检验”为例(你也可以选择其他食品)进行研究。
(1)查阅资料。
通过互联网，以“菠菜中铁元素的检验”为关键词搜索相关资料，收集检验菠菜中铁元素的方法。整理并分析资料，为确定实验方案做准备。
(3)进行实验。
根据实验方案进行实验，检验食品中是否含有铁元素。
下面是可供参考的实验方案。
①取新鲜的菠菜10g，将菠菜剪碎后放在研钵中研磨，然后倒入烧杯中，加入30 mL蒸馏水，搅拌。将上述浊液过滤，得到的滤液作为试验样品。
②取少许试验样品加入试管中，然后加入少量稀硝酸(稀硝酸具有氧化性),再滴加几滴KSCN溶液，振荡，观察现象。
【结果与讨论】
(1)你研究的食品是什么 其中是否含有铁元素
(2)撰写研究报告，并与同学讨论。第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
第3课时 铁盐与亚铁盐
一、单选题
1．能将溶液中的转化成的物质是（ ）
A． B．NaOH C． D．
【答案】A
【解析】A. 与铁离子发生氧化还原反应生成亚铁离子和铜离子，A选；B. NaOH与铁离子反应生成氢氧化铁沉淀，得不到亚铁离子，B不选；C. 与铁离子不反应，C不选；D. 与铁离子反应生成络合物，溶液显红色，得不到亚铁离子，D不选；答案选A。
2．工业盐酸常因混有杂质而呈黄色，该杂质是( )
A．NaCl B．MgCl2 C．FeCl3 D．ZnCl2
【答案】C
【解析】盐酸有可能与管道反应生成Fe2+，Fe2+易被氧化为Fe3+呈黄色，工业盐酸常因混有FeCl3杂质而呈黄色，答案选C。
3．关于铁及其化合物，下列说法正确的是( )
A．灼热的Fe与Cl2反应生成FeCl2
B．FeO不能被任何还原剂还原
C．向溶液中滴加KSCN溶液可检验溶液中是否含有Fe3+
D．向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液可得到纯净的Fe(OH)2沉淀
【答案】C
【解析】A．Cl2氧化性强，灼热的Fe与Cl2反应生成FeCl3，故A错误；B．FeO可被CO等还原剂还原，故B错误；C．向溶液中滴加KSCN溶液，溶液变成血红色，可确定溶液中含有Fe3+，故C正确；D．Fe(OH)2还原性较强，因为空气中的氧气、溶液中溶解的氧气等因素，向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液很难得到纯净的Fe(OH)2沉淀，故D错误；故选C。
4．下列除杂方法或对应方程式错误的是
选项 物质（杂质） 除杂方法或试剂 方程式
A 溶液FeCl2（CuCl2） 过量Fe，过滤 Fe + Cu2+= Fe2+ + Cu
B 固体NaHCO3(Na2CO3) 水溶后通过量CO2，结晶，过滤 Na2CO3+CO2+H2O= 2NaHCO3
C 固体Na2CO3 (NaHCO3) 水溶后加入过量NaOH HCO3- + OH- =H2O + CO32-
D FeCl2（FeCl3） 过量Fe，过滤 Fe+2 Fe3+=3Fe2+
【答案】C
【解析】A．过量的Fe粉能与CuCl2溶液反应生成氯化亚铁溶液和铜，再过滤，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故A正确；B．水溶后通过量CO2，发生反应：Na2CO3+CO2+H2O= 2NaHCO3，结晶，过滤可以除去固体NaHCO3中的少量Na2CO3，故B正确；C．会引入新杂质氢氧化钠，应直接加热，故C错误；D．过量的Fe粉能与FeCl3溶液反应生成氯化亚铁溶液，再过滤，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故D正确；故选C。
5．（2019山东师范大学附中高一月考改编）下列实验现象与氧化还原反应有关的是
A．向石灰石中加入盐酸，有气泡产生
B．向FeCl3溶液中滴加淀粉KI溶液，溶液变蓝
C．向Fe2（SO4）3溶液中滴加NaOH溶液，生成红褐色沉淀
D．二氧化碳通入石灰水中变浑浊，继续通入又变澄清
【答案】B
【解析】A．向石灰石中加入盐酸，有气泡产生，是复分解反应，没有发生氧化还原反应，故A不符题意；B．向FeCl3溶液中滴加淀粉KI溶液，FeCl3与KI反应生成使淀粉变蓝的I2，有元素化合价的变化，故B符合题意；C．Fe2(SO4)3溶液中滴加NaOH溶液生成氢氧化铁沉淀，为复分解反应，元素化合价没有发生变化，不是氧化还原反应，故C不符题意；D．石灰水与二氧化碳反应，为复分解反应，碳酸钙与二氧化碳、水的反应使溶液变澄清，元素化合价没有发生变化，不是氧化还原反应，故D不符题意；故答案选B。
6．（2015广东理综化学改编）水溶液中能大量共存的一组离子是（ ）
A．NH4+ 、Ba2+、Br-、CO32- B．Cl-、MnO4-、Fe2+、H+
C．K+、Na+、SO42-、MnO4- D．Na+、H+、NO3-、HCO3-
【答案】C
【解析】Ba2+和CO32-反应生成BaCO3沉淀，不能大量共存，A错；MnO4-和Fe2+发生氧化还原反应，不能
大量共存，B错；C中四种离子不反应，可以大量共存，C对；H+和HCO3-会反应生成CO2、H2O，不能大
量共存，D错。
7．检验硫酸亚铁中是否含有少量硫酸铁，选用的最佳试剂是（ ）
A．NaOH B．KMnO4 C．KSCN D．氯水
【答案】C
【解析】A．加入氢氧化钠，若含有铁离子，可生成氢氧化铁红褐色沉淀，但是原溶液中的硫酸亚铁也会和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁很快可以被氧气氧化成氢氧化铁红褐色沉淀，现象相似，不是检验铁离子的最佳试剂，故A不符合题意；B．铁离子没有还原性，硫酸铁与高锰酸钾不反应，KMnO4溶液不能检验是否含有硫酸铁，故B不符合题意；C．亚铁离子遇KSCN不显红色，铁离子遇KSCN溶液显红色，KSCN溶液能能检验是否含有硫酸铁，是最佳试剂，故C符合题意；D．加入氯水，铁离子和氯水不反应，氯水不能检验是否含有硫酸铁，故D不符合题意；答案选C。
8．下列关于物质或离子检验的叙述正确的是
A．在溶液中加KSCN，溶液显红色，证明原溶液中有Fe3+，无Fe2+
B．气体通过无水硫酸铜，粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气
C．灼烧白色粉末，火焰成黄色，证明原粉末中有Na+，无K+
D．将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，证明原气体是CO2
【答案】B
【解析】A、Fe3+遇KSCN会使溶液呈现红色，Fe2+遇KSCN不反应无现象，滴加KSCN 溶液，溶液呈红色，则证明存在Fe3+，并不能证明无Fe2+，故A错误；B、气体通过无水硫酸铜，粉末变蓝，则发生反应：CuSO4+5H2O═CuSO4 5H2O，可证明原气体中含有水蒸气，故B正确；C、灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有Na+，并不能证明无K+，Na+焰色反应为黄色，可遮住紫光，K+焰色反应需透过蓝色的钴玻璃滤去黄光后观察，故C错误；D、能使澄清石灰水变浑浊的气体有CO2、SO2等，故将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，则原气体不一定是CO2，故D错误；故选B。
9．（2020·调兵山市第二高级中学高一月考）要鉴定某溶液中所含的一种阳离子为Fe2+（且未被氧化），最好的方法是（）
A．加入NaOH溶液 B．先加入KSCN溶液再加氯水
C．先加氯水再加KSCN溶液 D．加入锌片
【答案】B
【解析】KSCN与Fe3+作用使溶液显红色，与Fe2+作用无此现象，故先滴加KSCN溶液，不显血红色，说明原溶液不含有Fe3+；再加入氯水，溶液显血红色，说明溶液中有Fe3+生成，说明原溶液中含有Fe2+，故鉴定某溶液中含有Fe2+，最好的方法是：先加入KSCN溶液再加氯水，答案选B。
10．能正确表示下列反应的离子方程式是
A．在硫酸亚铁溶液中通入氧气：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
B．氯化铁溶液腐蚀铜电路板：Cu+Fe3+﹣═Fe2+ +Cu2+
C．氢氧化亚铁溶于稀硝酸中：Fe(OH)2+2H＋=Fe2++2H2O
D．澄清石灰水与过量小苏打溶液混合：Ca2++OH-+HCO3-=CaCO3↓+H2O
【答案】A
【解析】A.Fe2+具有还原性，会被氧气氧化为Fe3+，反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，A正确；B. 用FeCl3溶液腐蚀铜线路板的离子反应为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，故B错误；C.氢氧化亚铁具有还原性，会被具有氧化性的稀硝酸氧化变为Fe3+，反应的离子方程式为3Fe(OH)2+10H＋+NO3-=3Fe3++NO↑+8H2O，C错误；D.澄清石灰水与过量小苏打溶液混合，以不足量的Ca(OH)2为标准，离子方程式为Ca2++2OH-+2HCO3-=CaCO3↓+2H2O+ CO32-，D错误；故合理选项是A。
11．化学实验中常需对溶液进行酸化，下列酸化处理措施中，正确的是( )
A．检验溶液中是否含 Cl-时，用硫酸酸化后再加 AgNO3溶液
B．检验溶液中是否含 Fe2+时，用硝酸酸化后再加 KSCN溶液
C．检验溶液中是否含 SO时，用盐酸酸化后再加 BaCl2溶液
D．为提高 MnO的氧化性，向该溶液中加入盐酸酸化
【答案】C
【解析】A. 检验溶液中是否含 Cl-时，用硫酸酸化后再加 AgNO3溶液，会产生微溶物硫酸银，外观也是白色沉淀，会干扰氯离子检验，故A错误；B. 检验溶液中是否含 Fe2+时，用硝酸酸化，则亚铁离子、氢离子和硝酸根离子发生氧化还原反应，产生铁离子，再加 KSCN溶液，必定出现血红色，因此，硝酸酸化会干扰铁离子检验，故B错误；C. 检验溶液中是否含 SO42 时，用盐酸酸化，若没有白色沉淀，则排除银离子、硅酸根离子，再加 BaCl2溶液，出现白色沉淀，则必定为硫酸钡沉淀，故C正确；D. 为提高 MnO4 的氧化性，向该溶液中加入盐酸酸化，则高锰酸根离子、氯离子和氢离子会发生氧化还原反应而消耗，故D错误；答案选C。
12．下列关于铁及其化合物的性质叙述错误的是（ ）
A．补血剂中含有+3价铁元素
B．铁能被磁铁吸引可用于制作磁性材料
C．Fe2O3常用于制造红色油漆和涂料
D．保存氯化亚铁溶液时，应加少量铁粉
【答案】D
【解析】A．亚铁血红蛋白输送氧气，缺铁导致营养性贫血，所以补血剂中含有+2价铁元素，故A错误；B．铁能被磁铁吸引可用于制作磁性材料，故B正确；C．Fe2O3呈红色，不易被氧化，常用于制造红色油漆和涂料，故C正确；D．FeCl2易被氧化，故保存时应加铁粉来防氧化，故D正确；故选D。
13．硫酸亚铁是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)，下列说法错误的是( )
A．碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH)3胶体，可用作净水剂
B．生产FeCO3需在较低温度下进行，避免FeCO3受热分解
C．可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化
D．常温下，(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4小
【答案】B
【解析】A．碱式硫酸铁中Fe的化合价为+3价，Fe3+能发生水解生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有吸附性，能吸附水中悬浮物，可用作净水剂，故A正确，不选；B．NH4HCO3不稳定，受热易分解，所以为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行，但不是避免FeCO3受热分解，故B错误，符合题意；
C．若(NH4)2Fe(SO4)2被氧化则生成Fe3+，KSCN溶液遇Fe3+溶液变红，可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化，故C正确，不选；D．根据流程图，FeSO4能与(NH4)2SO4反应生成(NH4)2Fe(SO4)2，说明(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4小，故D正确，不选；故选B。
14．下列实验中，对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是（ ）
实验 现象 结论
A 将浓硫酸加入过量铁粉中，加热，充分反应后滴加KSCN溶液 有气体生成，溶液呈血红色 浓硫酸将Fe氧化为Fe3+
B 将铜粉加入1.0mol L-1Fe2（SO4）3溶液中 溶液变蓝、有黑色固体出现 金属铁比铜活泼
C 将铁粉加入到FeCl3溶液中 溶液颜色由黄色变为浅绿色 Fe3+具有氧化性
D 在氯化亚铁中滴入氢氧化钠 出现白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色沉淀 氢氧化亚铁为红褐色沉淀
【答案】C
【解析】A．过量铁粉与浓硫酸共热反应生成硫酸亚铁，加入KSCN溶液、溶液不显红色，故A错误；B．Cu和Fe3+发生氧化还原反应，反应的离子方程式为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，反应中没有黑色沉淀生成，溶液由黄色变为蓝色，故B错误；C．FeCl3溶液与铁粉反应生成氯化亚铁，棕黄色溶液变为浅绿色，离子反应的方程式左右电荷不守恒，反应的离子方程式为：2Fe3++Fe=3Fe2+，故C正确；D．在氯化亚铁中滴入氢氧化钠，出现白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色沉淀，氢氧化亚铁为白色沉淀，故D错误；答案选C。
二、填空题
15．（2020·北京市朝阳区人大附中朝阳分校高一其他）长期放置的FeSO4溶液易被氧化而变质，某兴趣小组进行了如下实验：
(1)设计实验检验FeSO4溶液的变质程度
实验方案 实验现象 实验结论
步骤1 取待检测液于试管中，向其中滴加KSCN溶液 ________ FeSO4溶液部分变质
步骤2 _____ _________
① 将上述方案补充完整
② 若要使部分变质的FeSO4复原，方法是__________。(写离子反应方程式)
(2)利用部分变质的FeSO4溶液制备Fe2O3
①填写下列各空：a._____b._______c.________d._____e.______
②若100mL该变质溶液制得1.6gFe2O3，则变质前FeSO4溶液的浓度为__________。
(3)FeSO4可用作补铁剂，使用时建议与维生素C同服，同学甲猜测维生素C可将Fe3+转化为Fe2+，以利于人体吸收。为了验证这一猜想，设计了如下实验：
实验方案 实验现象
取适量 Fe2(SO4)3溶液于试管中，加入维生素C片，振荡溶解后，滴加酸性高锰酸钾溶液。 紫色褪去
由上述实验能否得出“维生素C可将Fe3+转化为Fe2+”的结论？请说明理由_______。
【答案】溶液变红 取待检测液于试管中，向其中滴加少量酸性高锰酸钾溶液 紫色褪去 2Fe3++ Fe = 3Fe2+ H2O2 NaOH Fe3+ Fe(OH)3 0.2mol/L 不能，维生素C可能过量，也可使高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有Fe2+生成
【解析】（1）①要想证明FeSO4溶液部分变质，需要证明溶液中含有Fe3+和Fe2+；步骤1中，向待测液中加入KSCN溶液，溶液变为血红色，说明溶液中含有Fe3+；步骤2中，向待测液中加入酸性KMnO4溶液，酸性KMnO4溶液褪色，说明溶液中含有Fe2+；
②若要使变质的FeSO4溶液复原，可以向溶液中加入过量的Fe粉，再经过滤除去剩余的Fe粉即可，反应的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+；
（2）①利用部分变质的FeSO4溶液制备Fe2O3的路线为：，故a为H2O2，b为Fe2(SO4)3、c为NaOH、d为Fe(OH)3，e为△；
②n(Fe2O3)==0.01mol，则变质前，100mL FeSO4溶液中，n(FeSO4)=0.02mol，故c(FeSO4)==0.2mol/L；
（3）该实验现象不能验证猜想，因为维生素C也具有还原性，若维生素C过量，也可使高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有Fe2+生成。
16．铁是人体必需的微量元素，铁摄入不足可能引起缺铁性贫血。黑木耳中含有比较丰富的铁元素，某研究型学习小组同学测定某地黑木耳中铁的含量。
(1)称量黑木耳，将之洗净切碎，用蒸馏水浸泡，但浸泡液中未能检测到铁元素。高温灼烧黑木耳，使之完全灰化。将木耳灰用下图流程处理，对滤液中的溶质进行研究 。
①浸泡液检测不出铁元素的原因是______。
②滤液中铁元素的存在形式是 Fe2+、_____；试剂l应该是_____。
(2)A转化为 B可加入的试剂有______。
A．酸性高锰酸钾 B．Cl2 C．H2O2 D． HNO3
(3)C生成D时的反应现象为_______。
(4)已知在酸性条件下Fe2+可被氧气为Fe3+，配平此离子方程式：____Fe2+ +____O2 +______H+=____Fe3+ +___H2O，标出电子转移方向和数目______，若该反应每转移 8mol 电子，标准状况下消耗O2的体积为_____L。
(5)若称取ag黑木耳全部烧成灰，将全部灰按照上面的流程中加入试剂2的方法，全部转化为D,然后过滤、洗涤加热烘干、称得D质量为bg，_____(填“能”或“否”)来测得出该黑木耳铁元素的含量，理由是________。
【答案】黑木耳中含铁元素的物质不溶于水 Fe3+ 纯Fe粉或纯铁钉 BC 沉淀由白色变为灰绿色再变为红褐色 4 1 4 4 2 44.8L 否 Fe(OH)3受热易分解，会造成较大误差
【解析】(1) ①浸泡液检测不出铁元素，则溶液中不含有Fe2+、Fe3+，可推知黑木耳中含铁元素的物质不溶于水；答案为：黑木耳中含铁元素的物质不溶于水；
②据分析，滤液中铁元素的存在形式是Fe2+、Fe3+；试剂l的作用是把Fe3+转化为Fe2+；故应该是纯Fe粉或纯铁钉；答案为：Fe3+；纯Fe粉或纯铁钉；
(2)A转化为 B 即氯化亚铁转为氯化铁，要避免其它杂质离子的引入，可加入的试剂有Cl2和H2O2，故选BC；答案为：BC；
(3) C为Fe(OH)2、D为Fe(OH)3，则C生成D时的反应现象为：沉淀由白色变为灰绿色再变为红褐色；
答案为：沉淀由白色变为灰绿色再变为红褐色；
(4)已知在酸性条件下Fe2+可被氧气为Fe3+，铁元素的化合价由+2价升至+3价，O元素的化合价由0价降为-2价，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，则该离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，电子转移方向和数目可表示为：；由方程式知，每转移 4mol 电子，消耗1molO2，即消耗22.4L O2(标准状况下)，若该反应每转移 8mol 电子，标准状况下消耗O2的体积为44.8L；
答案为：4；1；4；4；2；；44.8L；
(5)若称取ag黑木耳全部烧成灰，将全部灰按照上面的流程中加入试剂2的方法，全部转化为D，然后过滤、洗涤加热烘干、称得D质量为bg，则不能准确测得出该黑木耳铁元素的含量，因为Fe(OH)3受热易分解，在加热烘干过程中会转变成Fe2O3，会造成较大误差；答案为：否；Fe(OH)3受热易分解，会造成较大误差。
