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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
铁是人体必需的微量元素,是红细胞的组成成分之一,也是生物酶的组成成分
含有Fe2+的血红蛋白具有携氧功能
常见的铁盐和亚铁盐
氯化铁[FeCl3]
硫酸铁[Fe2(SO4)3]
氯化亚铁[FeCl2]
硫酸亚铁[FeSO4]
Fe3+棕黄色
Fe2+浅绿色
目录
铁盐与亚铁盐的性质
02
铁离子与亚铁离子的检验
01
习
学
目
标
1.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。培养“科学探究与证据推理”的核心素养。
2.通过实验探究“Fe2+、Fe3+”的检验方法,培养“科学探究与模型认知”的核心素养。
【提出问题】补/加铁食品中的铁元素是Fe2+或Fe3+ ?如何检验?
食补
药补
NO.1
铁盐与亚铁盐的检验
方案1:观察法,Fe2+溶液浅绿色,Fe3+ 溶液棕黄色.
Fe3+溶液:
棕黄色
Fe2+溶液:
浅绿色
方案2:向FeCl3溶液和FeCl2溶液中各滴入NaOH溶液。
白色沉淀
灰绿色
红褐色
红褐色
【提示】当FeCl3溶液和FeCl2溶液浓度很低时。观察法和加碱法现象不明显,又该如何鉴别?
【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。
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
实验3-2
FeCl3溶液
滴加KSCN溶液
溶液变成红色
FeCl2溶液
滴加KSCN溶液
无明显现象
Fe3+ + 3SCN- = Fe(SCN)3
(红色液体)
可用KSCN溶液检验Fe3+
硫氰化铁,配合物
在离子方程式中不可拆
结论:
可利用此KSCN(硫氰化钾)来确定Fe3+ 的存在和鉴别Fe3+、 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。
如何利用KSCN溶液来证明Fe2+的存在呢?
NO.2
铁盐与亚铁盐的性质
常见的亚铁盐和铁盐
亚铁盐:组成中含有Fe 2+的盐。常见的亚铁盐有:
FeSO 4、FeCl 2、Fe(NO 3) 2等
铁 盐:组成中含有 Fe3+ 的盐。常见的铁盐有:
Fe 2(SO 4) 3、FeCl 3、Fe(NO 3) 3等
FeCl2晶体
FeCl2溶液
FeCl3晶体
FeCl3溶液
以FeCl2、FeCl3为例,通过实验探究Fe2+和Fe3+的性质。
可能用到的试剂:
FeSO4溶液,FeCl3 溶液,NaOH溶液,酸性KMnO4溶液,氯水,0.1 mol L KSCN (硫氰酸钾)溶液,KI 溶液,淀粉溶液,稀硫酸,铁粉, 锌片,铜片;
Fe3+的特性
【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。
Fe3+ + 3SCN- = Fe(SCN)3
结论:氯化铁溶液显黄色,滴加硫氰化钾溶液后,溶液显红色;氯化亚铁溶液显浅绿色,滴加硫氰化钾溶液后无变化
红色溶液
Fe3+的特性
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
检验Fe3+的存在可用含SCN-离子的溶液作试剂。
FeCl3溶液
FeCl2与碱的反应
FeCl2溶液
NaOH溶液
FeCl3与碱的反应
NaOH溶液
亚铁盐和铁盐的性质
1.从物质类别的角度
亚铁盐
铁 盐
FeCl2
FeCl3
碱
Fe(OH)2
碱
Fe(OH)3
FeCl2溶液 FeCl3溶液
实验现象
实验原理
探究结论: 产生红褐色
Fe2+和Fe3+均能与NaOH溶液反应生成氢氧化物沉淀
生成的白色絮状沉淀
迅速变成灰绿色,最后变成红褐色
Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
Fe2++2OH-==Fe(OH)2↓(白色)
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(红褐色)
验证FeCl2的还原性
FeCl2溶液(浅绿色)
溶液无明显变化
红色溶液
Fe2+具有还原性
即:有Fe3+产生
KSCN溶液
氯水(或H2O2)
FeCl2溶液/KSCN
氯水(或H2O2)
2.从化合价的角度
既具有还原性,又具有氧化性
氧化性
+2
+3
FeCl2
FeCl3
验证FeCl2的氧化性
FeCl2溶液(浅绿色)
Zn溶解, 溶液由浅绿色变为无色
Fe2+具有氧化性
锌片
FeCl2溶液
锌片
Fe2+的氧化性和还原性
含有Fe2+的溶液呈浅绿色,Fe2+处于铁的中间价态,既有氧化性,又有还原性,以还原性为主,
如遇Br2、Cl2、H2O2、NO3-(H+)等均表现还原性。
Fe2+的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式:
2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O
验证FeCl3的氧化性
FeCl3溶液(黄色)
黄色色变为浅绿色FeCl2
溶液无明显变化
Fe3+具有氧化性
KSCN溶液
Fe(或Zn或Cu)
FeCl3溶液
Fe(或Zn或Cu)
红色溶液
氯水(或H2O2)
3.Fe3+的氧化性
含有Fe3+的溶液呈黄色,Fe3+处于铁的高价态,
遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现氧化性。
(1)Fe3+与S2-、I-、HS-、SO32-等具有较强还原性的离子不能大量共存。
(2)Fe3+可腐蚀印刷电路板上的铜箔,反应的离子方程式 Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+
过去电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷有铜箔的绝缘板,制造印刷线路板。制作时,把应该保留的铜箔遮挡,然后把铜箔放入氯化铁溶液中,这样没有遮挡的铜箔就被腐蚀掉了,留下了可以导电的铜线。请说出其中发生的反应,写出离子方程式。
迁移应用
2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+
1. 亚铁盐的性质
(1) 与碱的反应
Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
(2) 氧化性
Fe2++Zn=Fe+Zn2+
(3) 还原性
Fe2++Cl2=Fe+2Cl-
铁盐和亚铁盐的性质小结:
2. 铁盐的性质
(1) 与碱的反应
Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
(2) 氧化性
2Fe3++Zn=2Fe2++Zn2+
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
2Fe3++Fe=3Fe2+
2Fe3++2I-=2Fe2+ +I2
再滴加氯水或双氧水
加2滴KSCN溶液
溶液显红色
方法一:
无明显现象
未知溶液
紫红色变浅或褪色
方法二
氢氧化钠溶液
产生白色沉淀,沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色
未知溶液
出现红色
滴加到酸性高锰酸钾溶液中
氢氧化亚铁的制备
另取未知液
可以用酸性高锰酸钾代替吗
小结:Fe3+、Fe2+的鉴别和检验
Fe2+检验与鉴别
5.应用 (1)判断离子共存
Fe2+与氧化性离子NO3-(H+)、ClO-、MnO4-;
Fe3+与还原性离子S2-、I-、SO32-;
因发生氧化还原反应不能大量共存。
(2)除杂
溶液 杂质 除杂方法
FeCl2 FeCl3 加过量铁粉后过滤
FeCl3 FeCl2 加足量氯水或H2O2溶液
FeCl2 CuCl2 加过量铁粉后过滤
1.铁是生活中应用最广泛的金属,下列有关铁元素的说法正确的是( )
A.Fe3+水溶液呈红褐色,Fe2+水溶液呈浅绿色
B.Fe3+的溶液中滴入含KSCN的溶液,立即出现红色沉淀
C.Fe3+具有氧化性,Fe2+具有还原性
D.铁粉可以和水蒸气在高温下反应生成Fe2O3
【答案】C
2.要除去FeCl2溶液中少量的FeCl3,可行的方法是( )
A.滴入KSCN溶液 B.通入氯气
C.加入适量铜粉并过滤 D.加入适量铁粉并过滤
【答案】D
3.向盛有氯化铁溶液的烧杯中加入过量的铜粉,反应结束后,溶液中大量存在的金属离子是( )
A.Fe2+、Fe3+ B.Fe2+、Cu2+ C.Fe3+、Cu2+ D.Cu+、Cu2+
【答案】B
4.阅读下列材料后,回答相应问题。
铁在人体中以Fe2+和Fe3+的形式存在。二价铁离子易被吸收,给贫血者补充铁时,应给予含二价铁离子的铁盐,如硫酸亚铁(FeSO4)。
(1)人体中经常进行转化 ,A反应中Fe2+作________剂,B反应中Fe3+作________剂,服用维生素C,可使食物中的三价铁离子还原成二价铁离子,有利于铁的吸收。这说明维生素C具有________性。
(2)新配制的FeCl2溶液应加入________以防止FeCl2转化为FeCl3,要除去FeCl3溶液中少量的FeCl2杂质,可向其中通入适量的_____。
还原
氧化
还原
铁粉
Cl2
(3)在制作印刷电路板的过程中常利用铜与氯化铁溶液的反应。反应的离子方程式为__________________________。
(4)为消除废气中的Cl2对环境的污染,将废气通过含有铁粉的FeCl2溶液,即可有效地除去Cl2,这一处理过程可用两个离子方程式表示为____________________________,___________________;处理过程中需定期添加的原料是______。
Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
Fe+2Fe3+===3Fe2+
铁粉
(5)某同学为检验某未知溶液中是否为FeCl2溶液,采取如下实验方案加以验证:
取少许未知试液于试管中 溶液呈红色(证明含有FeCl2),你认为此方案________(填“合理”或“不合理”),若不合理,如何改进:______________________________________________________________________________________。
不合理
取少量溶液,先加KSCN溶液,溶液不变红色,再加入氯水,溶液变成红色,则证明原溶液有Fe2+