2023-2024学年（人教版2019）高中化学必修1第三章　第二节　实验活动2　铁及其化合物的性质 学案 （含答案）

实验活动2　铁及其化合物的性质
【实验目的】
1．认识铁及其化合物的重要化学性质。
2．学会铁离子的检验方法。
3．认识可通过氧化还原反应实现含有不同价态同种元素的物质间的相互转化。
【实验仪器】
试管、胶头滴管。
【实验药品】
CuSO4溶液、FeCl3稀溶液、FeCl2溶液、FeSO4溶液、KMnO4酸性溶液、KSCN溶液、KI溶液、淀粉溶液、蒸馏水、锌片、铜片、铁粉、铁丝。
【实验步骤】
1．铁单质的还原性
在一支试管中加入2 mL CuSO4溶液，再将一段铁丝放入CuSO4溶液中。过一会儿，取出铁丝，观察到的现象是铁丝表面________________。化学方程式：_________________________。
2．铁盐的氧化性
(1)取3 mL FeCl3稀溶液加入试管中，加入几小块铜片，振荡，过一会儿，观察到的现象是铜片________，溶液________________，化学方程式：________________________________。
(2)在一支盛有3 mL水的试管中滴加几滴FeCl3稀溶液，再滴加3滴KI溶液，观察到的现象是溶液________________，然后向溶液中滴加2滴淀粉溶液，溶液____________，离子方程式：________________________________________________________________________。
3．亚铁盐的氧化性和还原性
(1)取3 mL FeCl2溶液加入试管中，加入几小块锌片，振荡，过一会儿，观察到的现象是溶液________________，化学方程式：________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(2)在一支试管中加入少量KMnO4酸性溶液，然后向试管中加入少量FeSO4溶液，观察溶液的颜色变化。当溶液紫红色褪去时，再滴加2滴KSCN溶液，观察到的现象是溶液__________，化学方程式：___________________________________________________________________
______________________________________________________________________________、
______________________________________________________________________________。
4．铁离子的检验
(1)在一支试管中加入2 mL蒸馏水，再滴加几滴FeCl3稀溶液，然后滴加几滴KSCN溶液，观察到的现象是溶液___________________________________________________________。
(2)在一支试管中加入少量FeCl3稀溶液，然后加入适量铁粉，轻轻振荡片刻，溶液__________，再滴加几滴KSCN溶液，溶液__________________________________________________。
化学方程式：_________________________________________________________________。
【问题和讨论】
1．根据以上的实验及所学的知识，以铁屑为原料，制备硫酸亚铁溶液时应该注意什么？
2．若向FeCl3稀溶液中加入过量锌粉，溶液中存在的阳离子是哪种金属离子？原因是什么？
3．由以上实验思考检验Fe2(SO4)3溶液中是否有杂质FeSO4的方法？
1．向某溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化。当再滴入几滴新制氯水后，混合溶液变成红色，则下列结论错误的是(　　)
A．该溶液中一定含有SCN－
B．氧化性：Fe3＋>Cl2
C．Fe2＋与SCN－不能形成红色物质
D．Fe2＋被氧化为Fe3＋
2．某化学兴趣小组利用铁粉、锌粉、0.1 mol·L－1 FeCl3溶液、0.1 mol·L－1 FeCl2溶液、KSCN溶液和新制氯水来探究Fe2＋、Fe3＋的氧化性、还原性，并利用实验结论解决一些问题。
(1)用上述所给物质写出体现Fe2＋具有还原性的化学方程式：_________________________
______________________________________________________________________________。
(2)设计实验方案，完成下列表格。
探究内容 实验方案 实验现象
探究Fe3＋具有氧化性 取少量0.1 mol·L－1 FeCl3溶液，向溶液中加入足量铁粉，再加入少量KSCN溶液 加入铁粉后，溶液颜色变为__________；加入KSCN溶液后，溶液______________________
(3)该兴趣小组为探究“Fe2＋具有氧化性”，提出了向FeCl2溶液中加入锌粉，该反应的离子方程式为______________________________________________________________________。
3．某学习小组的同学对氯气与铁的反应及产物进行了如下探究：
(1)装置的连接顺序为a→____→____→____→____→b→c→f。
(2)硬质玻璃管与收集器之间没有用导管连接，这样做的优点是_________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)反应一段时间，熄灭酒精灯，冷却后，将收集器及硬质玻璃管中的物质快速转移至锥形瓶中，加入过量的稀盐酸和少许植物油(反应过程中不振荡)，充分反应后，进行如下实验：
试剂X中溶质的化学式为_______________________________________________________；
固体产物的成分可能为________(填字母)。
A．Fe和FeCl3
B．FeCl2和FeCl3
C．Fe、FeCl2和FeCl3
D．Fe和FeCl2
(4)加入少许植物油的作用是___________________________________________________
___________________________________________________________________________，
加入新制氯水后溶液红色加深的原因是_________________________________________
___________________________________________________________________________
(用离子方程式表示)。
(5)现有一含FeCl2和FeCl3混合物的样品，用离子交换法测得n(Fe)∶n(Cl)＝1∶2.1，则该样品中FeCl3的物质的量分数为__________(计算结果保留两位有效数字)。
实验活动2　铁及其化合物的性质
实验步骤
1．有红色固体析出　CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu
2．(1)被腐蚀　由棕黄色变为蓝绿色　Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2
(2)由淡黄色变成棕色　变蓝　2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
3．(1)变为无色　FeCl2＋Zn===ZnCl2＋Fe
(2)变红色　10FeSO4＋2KMnO4＋8H2SO4===5Fe2(SO4)3＋2MnSO4＋8H2O＋K2SO4　Fe2(SO4)3＋6KSCN===2Fe(SCN)3＋3K2SO4
4．(1)变红色　(2)变浅绿色　无明显变化　2FeCl3＋Fe===3FeCl2
问题和讨论
1．由于Fe2＋易被氧化，所以在制备过程中要保证铁屑过量。
2．Zn2＋，锌的活泼性比铁强，所以过量锌粉可以把Fe3＋还原为铁单质。
3．在一支试管中加入少量KMnO4酸性溶液，然后向试管中滴加Fe2(SO4)3溶液，若KMnO4酸性溶液紫色褪去，则说明含有FeSO4杂质，反之则无。
跟踪训练
1．B
2．(1)2FeCl2＋Cl2===2FeCl3　(2)浅绿色　不变红　(3)Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe
3．(1)g　h　d　e　(2)防止堵塞　(3)KSCN　A　(4)隔绝空气，防止Fe2＋被氧化　2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(5)0.10(或10%)