人教版高中化学必修第一册第三章铁金属材料第一节第2课时铁盐和亚铁盐学案
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学必修第一册第三章铁金属材料第一节第2课时铁盐和亚铁盐学案 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.0MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-03-12 17:23:28 | ||
图片预览
文档简介
第2课时 铁盐和亚铁盐
[学习目标] 1.依据化合价，结合实验探究，掌握Fe、Fe2＋、Fe3＋相互转化的途径，强化变化观念。 2.通过实验探究学会Fe2＋、Fe3＋的检验方法，培养证据推理意识，提升实验探究能力与创新意识。
任务一 铁盐、亚铁盐的性质与检验
1．Fe3＋的检验——与KSCN溶液的反应
Fe2＋ Fe3＋
溶液的颜色 浅绿色 棕黄色
滴加KSCN溶液 无明显现象 溶液变红色
Fe3＋的检验：向待检溶液中滴加KSCN溶液并振荡，溶液变红色，说明溶液中含有Fe3＋。
发生反应的离子方程式：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。
[交流研讨1] 向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液并振荡，溶液变红色，请写出发生反应的化学方程式。
提示：FeCl3＋3KSCN===Fe(SCN)3＋3KCl。
2．实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质
【预测性质】
Fe2＋：能升高到＋3价，具有还原性；又能降低到0价，具有氧化性。
Fe3＋：能降低到＋2价或0价，具有氧化性。
【实验验证】
(1)实验操作
(2)实验现象
①中溶液由棕黄色→浅绿色，②中溶液颜色无明显变化，③中溶液变成红色。
(3)离子方程式
①中2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；
③中2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。
(4)实验结论
Fe3＋能被Fe还原为Fe2＋，具有氧化性。
Fe2＋能被Cl2氧化为Fe3＋，具有还原性。
亚铁盐和铁盐的性质
Fe3＋Fe2＋
3．Fe2＋、Fe3＋的检验方法
[交流研讨2] (1)实验室中久置的硫酸亚铁溶液会变黄，探究其原因。请找出一种能防止硫酸亚铁溶液变黄的方法。
(2)请设计实验验证在空气中放置的硫酸亚铁溶液已部分变质。
提示：(1)溶液中的亚铁离子被空气中的氧气氧化为Fe3＋；在新配制的硫酸亚铁溶液中加入适量铁屑。
(2)取装有溶液的两支试管，一支试管中滴加KSCN溶液，溶液变红，证明溶液中有Fe3＋；另一支试管中滴加酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色，证明溶液中有Fe2＋。
含Fe2＋和Fe3＋的混合溶液中检验Fe2＋的方法
1．通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋(注意：Cl－等还原性的离子对Fe2＋的检验有干扰)。
2．溶液产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2＋。
1．正误判断，错误的说明原因。
(1)向某溶液中先滴加氯水，后滴加KSCN溶液，溶液变红色，则原溶液中有Fe3＋：______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(2)向含有Fe2＋的溶液中，滴加几滴H2O2溶液后溶液变成红色，说明溶液中一定有SCN－：______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
答案：(1)错误。若原溶液只含有Fe2＋，最终也会出现溶液变红色 (2)正确
2．硫酸亚铁缓释片可以补铁、防治贫血，但存放不当很容易变质，药片中的Fe2＋被氧化生成Fe3＋。若将药片配成溶液，需使用刚刚煮沸过又冷却的蒸馏水，原因是_________________
______________________________________________________________________________。
实验室检验Fe3＋，除了可以用NaOH溶液外，常用的试剂是(填化学式)________，若________，则证明有Fe3＋。
答案：防止水中溶解的氧气氧化Fe2＋ KSCN 溶液变成红色
解析：硫酸亚铁缓释片溶于水时，药片中的Fe2＋易被水中溶解的O2氧化为Fe3＋，因此将药片配成溶液时，应预先将蒸馏水煮沸，以除去水中溶解的O2；检验Fe3＋，还可以用KSCN溶液，Fe3＋与SCN－发生反应使溶液变成红色。
任务二 Fe、Fe2＋、Fe3＋的转化关系及应用
1．Fe、Fe2＋、Fe3＋的转化关系
铁元素不同价态之间的转化需要通过氧化还原反应来实现，氧化剂、还原剂的强弱不同，转化产物也不同。
价态变化 转化关系 反应方程式
0→＋2 0→＋3 Fe→Fe2＋ Fe→Fe3＋ Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋3Cl22FeCl3
＋2→＋3 ＋2→0 Fe2＋→Fe3＋ Fe(OH)2→Fe(OH)3 FeO→Fe 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 FeO＋COFe＋CO2
续表
价态变化 转化关系 反应方程式
＋3→0 ＋3→＋2 Fe2O3→Fe Fe3＋→Fe2＋ 3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
2.利用覆铜板制作图案
(1)实验原理：利用FeCl3溶液作为“腐蚀液”，将覆铜板上不需要的铜腐蚀。
(2)实验操作：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。
(3)实验现象：用油性笔画出的图案处不被腐蚀，洗净后板上留下设计的图案。
(4)反应方程式：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2(2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋)。
(5)实验结论：铜可被FeCl3溶液腐蚀。
[交流研讨] 使用后的上述腐蚀液中含有哪些物质？如何处理腐蚀液回收得到Cu和FeCl3？请模仿下图完成回收流程图。
提示：腐蚀液中含有CuCl2、FeCl2、FeCl3；可经如下流程回收得到Cu和FeCl3：
1．(2023·山东肥城高一检测)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A．可将e加入浓碱液中产生红褐色沉淀
B．e可被还原
C．e溶液中K＋、Cl－、SCN－可以大量共存
D．b溶液中Cl－、H＋、NO不能大量共存
答案：C
解析：碱溶液中含有大量OH－，与Fe3＋反应会生成Fe(OH)3沉淀，A合理；e中铁元素为＋3价，有氧化性，可被还原，B合理；由图示知，e溶液中含有Fe3＋，由反应Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3，知Fe3＋与SCN－不能大量共存，C不合理；H＋存在下NO会将Fe2＋氧化，故不能大量共存，D合理。
2．下列除去杂质(括号中的物质为杂质)的方法正确的是( )
A．Fe(OH)3[Fe(OH)2]：灼烧
B．FeCl2溶液(FeCl3)：通入适量Cl2
C．FeCl3溶液(CuCl2)：加入足量的Fe粉，过滤
D．Cl2(HCl)：通过饱和食盐水洗气后干燥
答案：D
解析：Fe(OH)3、Fe(OH)2混合物在空气中灼烧得到Fe2O3，故A错误；通入适量Cl2，氯化亚铁被氧化为氯化铁，需要的物质被反应了，故B错误；加入足量的Fe粉，氯化铁和铁粉反应生成氯化亚铁，故C错误；HCl极易溶于水，可以被饱和食盐水吸收，故D正确。
1．含Fe2＋、Fe3＋的分离、除杂方法
(1)除去FeCl2溶液中的少量Fe3＋：向FeCl2溶液中加入足量铁粉，充分振荡后过滤。
(2)实验室中保存亚铁盐溶液：向亚铁盐溶液中加入少量铁屑。
(3)除去FeCl3溶液中的少量Fe2＋：向FeCl3溶液中滴加适量氯水。
2．与Fe2＋、Fe3＋在水溶液中不能大量共存的离子
(1)Fe2＋、Fe3＋与OH－因反应生成沉淀而不能大量共存。
(2)Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO，Fe2＋与ClO－、MnO(H＋)在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存。
(3)Fe3＋与SCN－发生反应生成难电离的Fe(SCN)3，不能大量共存。
1．下列关于Fe2＋和Fe3＋的叙述中，错误的是( )
A．Fe2＋的水溶液为浅绿色
B．Fe3＋的水溶液为黄色
C．Fe3＋具有氧化性，Fe2＋具有还原性
D．Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，立即出现红色沉淀
答案：D
解析：Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，生成红色物质，不是红色沉淀。
2．(2023·安徽庐江高一检测)将氯化钠、氯化铝、氯化亚铁、氯化铁、氯化镁五种溶液，通过进一步实验就能加以区别，并只用一种试剂，这种试剂是( )
A．NaOH B．BaCl2
C．KSCN D．HCl
答案：A
解析：分别滴加NaOH溶液时，产生白色沉淀的是氯化镁，先产生沉淀，后沉淀溶解的是氯化铝，产生红褐色沉淀的是氯化铁，产生白色沉淀，迅速变灰绿色，最后变成红褐色的是氯化亚铁，无明显现象的是氯化钠，现象不同，可鉴别，故A选；氯化钠、氯化铝、氯化亚铁、氯化铁、氯化镁五种溶液均不与氯化钡反应，不能鉴别，故B不选；KSCN只能鉴别出氯化铁，故C不选；氯化钠、氯化铝、氯化亚铁、氯化铁、氯化镁五种溶液均不与盐酸反应，不能鉴别，故D不选。
3．(2023·湖南常宁高一检测)除去FeCl2溶液中少量的FeCl3，最好的办法是( )
A．加入氢氧化钠溶液 B．通入氯气
C．加入铜粉 D．加入铁粉
答案：D
解析：要实现Fe3＋―→Fe2＋的转化，需要加入还原剂，且不引入新的杂质离子，最好的办法是加入足量铁粉充分反应后过滤，发生的化学反应为2FeCl3＋Fe===3FeCl2。
4．(2023·山东莱西高一检测)向氧化铁、氧化铜、铁、铜的混合粉末中加入过量的稀盐酸，充分反应后，仍有红色粉末存在，则关于溶液中阳离子的判断正确的是( )
A．只有Fe2＋和Cu2＋
B．一定有Fe2＋、Cu2＋，可能有Fe3＋
C．一定有Fe2＋，可能有Cu2＋
D．只有Fe2＋
答案：C
解析：混合粉末中加入过量的稀盐酸反应后，仍有红色固体铜存在，溶液中一定有Fe2＋，一定没有Fe3＋，可能有Cu2＋。5.下图是某儿童微量元素体检报告单的部分数据：
北京市医疗机构临床检验结果报告单
分析项目 检测结果 单位 参考范围
1. 锌(Zn) 115.92 μmol·L－1 66～120
2. 铁(Fe) 6.95 mmol·L－1 7.52～11.82
3. 钙(Ca) 1.68 mmol·L－1 1.55～2.10
……
根据上表的数据，回答下列问题：
(1)该儿童________元素含量偏低。
(2)服用维生素C可使食物中的Fe3＋转化为Fe2＋。在这个过程中体现维生素C的________(填“氧化性”或“还原性”)。
(3)缺铁性贫血患者应补充Fe2＋。一些补铁剂以硫酸亚铁为主要成分，将硫酸亚铁制成药片时外表包有一层特殊的糖衣，推测糖衣的作用是_________________________________________
________________________________________________________________________________。
答案：(1)铁 (2)还原性 (3)防止Fe2＋被氧化
解析：(1)从检测结果与参考范围看，该儿童铁元素的含量比参考范围略低。(2)Fe3＋转化为Fe2＋，铁元素的化合价降低，发生还原反应，故维生素C体现还原性。(3)糖衣可以防止硫酸亚铁与空气接触，起到防止Fe2＋被氧化的作用。
课时测评23 铁盐和亚铁盐
(本栏目内容在学生用书中以活页形式分册装订！)
题点一 铁盐、亚铁盐的性质
1．苹果汁是人们喜爱的饮料，由于此饮料中含有Fe2＋，在空气中易转变为Fe3＋。若榨汁时加入维生素C，可有效防止这种现象的发生。这说明维生素C具有( )
A．还原性 B．氧化性
C．碱性 D．酸性
答案：A
解析：饮料中的Fe2＋在空气中易被氧化为Fe3＋，加入维生素C，可有效防止这种现象的发生，则说明维生素C具有还原性。
2．刻制印刷电路板时用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋。根据该反应判断下列说法不正确的是( )
A．铜是还原剂
B．Fe3＋具有氧化性
C．该反应是置换反应
D．该反应属于离子反应
答案：C
解析：该反应中铜元素化合价升高，被氧化，为还原剂；铁元素化合价降低，被还原，Fe3＋为氧化剂；生成物中没有单质，不是置换反应；该反应为离子反应。
3．(2023·青岛高一期末)下列实验设计及其对应的离子方程式均正确的是( )
A．把铁片插入CuSO4溶液中，验证古代湿法冶铜：2Fe＋3Cu2＋===2Fe3＋＋3Cu
B．某溶液中滴入KSCN溶液显红色，说明含Fe3＋：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
C．FeCl3溶液中加入铜粉：Fe3＋＋Cu===Fe2＋＋Cu2＋
D．若要求用两种单质和一种溶液来测定Zn、Cu、Ag三种金属的活动性顺序，可用Zn、Cu和AgNO3溶液反应：Zn＋2Ag＋===Zn2＋＋2Ag
答案：B
题点二 Fe3＋、Fe2＋的检验与除杂
4．(2023·安徽建德高一段考)硫酸亚铁易被氧化而变质。为检验某补血剂中硫酸亚铁是否变质，可向该补血剂配成的溶液中加入( )
A．硝酸和硝酸银溶液
B．盐酸酸化的BaCl2溶液
C．KSCN溶液
D．硝酸酸化的Ba(NO3)2
答案：C
解析：A.硝酸和硝酸银溶液，通常用于检验Cl－的存在，不符合题意；B.盐酸酸化的BaCl2溶液，通常用于检验SO的存在，不符合题意；C.KSCN溶液，通常用于检验Fe3＋的存在，符合题意；D.硝酸酸化的Ba(NO3)2，可用于检验不含SO的溶液中SO的存在，不符合题意。
5．(2023·河北河间高一期中)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加入足量酸性KMnO4溶液 ③加入少量NH4SCN溶液
A．①③ B．③② C．③① D．①②③
答案：C
解析：用NH4SCN溶液可以检验溶液中是否含有Fe3＋，故先向溶液中加入NH4SCN溶液，溶液不变红色，说明溶液中不含有Fe3＋；然后加入足量氯水，溶液呈红色，说明溶液中含Fe2＋，Cl2将Fe2＋氧化为Fe3＋，KMnO4溶液本身有颜色，同时KMnO4会将NH4SCN氧化影响实验，因此氧化剂不选用KMnO4溶液，故最佳顺序为③①。
6．下列除杂试剂或方法不正确的是( )
选项 被提纯物质 杂质 除杂试剂或方法
A FeCl3溶液 FeCl2 通入适量Cl2
B FeCl2溶液 FeCl3 加入过量铁粉并过滤
C 铜粉 铁粉 加入过量盐酸并过滤
D Fe(OH)3 Fe(OH)2 在空气中灼烧
答案：D
题点三 Fe2＋、Fe3＋、Fe之间的相互转化关系
7．(2023·浙江嘉善高一期中)在FeCl3和CuCl2混合溶液中，加入过量的铁粉，充分反应后，溶液中的金属离子是( )
A．Fe2＋ B．Fe3＋和Fe2＋
C．Cu2＋和Fe2＋ D．Cu2＋
答案：A
解析：在混合液中发生如下反应：①2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、②Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋。当铁过量时，Fe3＋和Cu2＋均完全反应，再由上述方程式可知，充分反应后溶液中只含Fe2＋一种金属离子。
8．自来水厂利用铁屑及FeCl2溶液处理泄漏的Cl2，下列有关说法不正确的是( )
A．Cl2和水反应的离子方程式为H2O＋Cl2??Cl－＋HClO＋H＋
B．吸收泄漏氯气的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋
C．铁屑的作用是将FeCl3还原为FeCl2
D．铁屑耗尽时溶液中可能大量存在：Fe2＋、Fe3＋、ClO－、Cl－
答案：D
解析：Cl2和水反应生成HCl和HClO，离子方程式为H2O＋Cl2??Cl－＋H＋＋HClO，A正确；Fe2＋具有较强的还原性，可以和强氧化性的氯气反应生成Fe3＋，离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋，B正确；铁屑的作用是将FeCl3还原为FeCl2，生成的FeCl2可以继续吸收氯气，C正确；Fe2＋具有较强的还原性，会与强氧化性的ClO－反应，二者不能大量共存，D错误。
9．(2023·山东乳山高一联考)某化学小组为验证Fe3＋与Fe2＋能够相互转化，进行如下实验。
实验操作 对应现象
①向FeCl3溶液中加入过量铁粉 ⅰ.溶液由黄色变为浅绿色 ⅱ.溶液无明显变化 ⅲ.溶液变红
②滴加KSCN溶液
③再滴加几滴氯水
下列分析不合理的是( )
A．解释现象ⅰ的反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
B．实验②与③可以调换顺序
C．溶液变红涉及反应：Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋
D．氧化性：Cl2>Fe3＋>Fe2＋
答案：B
解析：向FeCl3溶液中加入过量铁粉，铁与Fe3＋反应生成Fe2＋，溶液由黄色变为浅绿色，A正确；先加氯水，Fe2＋被氧化为Fe3＋，再加KSCN溶液，溶液变红，无法检验Fe2＋，B错误；滴入氯水后，Fe2＋被氧化为Fe3＋，C正确；由反应方程式可知，氧化性：Cl2>Fe3＋>Fe2＋，D正确。
10．(2023·浙江嵊州高一调研) 向100 mL FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入铁粉，其固体质量的变化如图所示，下列说法中错误的是( )
A．向b点溶液中滴加NaOH溶液有蓝色沉淀生成
B．a点溶液中存在的金属阳离子有Fe2＋和Cu2＋
C．原混合溶液中c(Fe3＋)∶c(Cu2＋)＝2∶1
D．若不考虑溶液体积变化，c点溶液中c(Cl－)＝8.0 mol·L－1
答案：A
解析：因为Fe3＋的氧化性强于Cu2＋，所以加入0.1 mol Fe时发生的反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，继续加入Fe时发生的反应为Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu，b点Cu2＋反应完全，此时滴加NaOH溶液不会产生蓝色沉淀，故A错误；a点Fe3＋恰好反应完全，溶液中存在的金属阳离子为Cu2＋、Fe2＋，故B正确；0.1 mol Fe参加反应需要Fe3＋的物质的量为0.2 mol，需要Cu2＋的物质的量为0.1 mol，Fe3＋与Cu2＋的物质的量之比为2∶1，物质的量浓度之比为2∶1，故C正确；根据电荷守恒可得n(Cl－)＝3n(Fe3＋)＋2n(Cu2＋)＝0.8 mol，所以c(Cl－)＝8.0 mol·L－1，故D正确。
11．(2023·湖南株洲高一期中)下列物质之间有如下反应关系：
已知E转化成C的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。
(1)写出下列物质的化学式：D______，甲______，丙________。
(2)写出E→C反应的化学方程式：__________________________________________________
________________________________________________________________。
答案：(1)FeCl2 Cl2(合理即可) KSCN
(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
解析：(1)E转化成C的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，则E为Fe(OH)2，C为Fe(OH)3，A为红棕色粉末，则A为Fe2O3，B为FeCl3，D为FeCl2，乙为NaOH或KOH等，由D→B的转化可知，甲为氯气等氧化剂，由红色溶液可知，丙为KSCN溶液。
12．(2023·北京101中学高一练习)某研究小组欲探究Fe2＋能否与H2O2溶液反应。
[查阅资料]
i．Fe2＋具有较强的还原性，O2具有较强的氧化性。
ii.Fe3＋遇SCN－可生成Fe(SCN)3，Fe(SCN)3溶液呈红色，可用于Fe3＋的检验。
[提出猜想]
(1)小组同学经过讨论后，认为H2O2溶液可以与FeSO4溶液反应，请从化合价的角度加以解释：________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________。
[设计实验]
(2)实验Ⅰ：在试管中加入FeSO4溶液和H2O2溶液，再加入KSCN溶液，发现溶液________，小组同学认为Fe2＋和H2O2溶液反应生成了Fe3＋。
(3)甲同学注意到盛放FeSO4溶液的试剂瓶中有空气，因此不同意该结论，他的理由是_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________。
重新设计实验：
实验Ⅱ：在试管中加入FeSO4溶液，然后加入KSCN溶液，发现溶液无明显变化，再加入H2O2溶液，发现溶液变红。
[获得结论]
(4)过氧化氢________(填“能”或者“不能”)氧化Fe2＋。
[发现异常]
乙同学继续向实验Ⅱ所得溶液中滴加H2O2溶液，发现溶液褪色。
小组同学经过重新查阅资料后，发现过氧化氢可以将SCN－氧化为SO。乙同学设计实验Ⅲ并证实了该资料中的说法。
(5)补全实验Ⅲ的方案：在试管中加入H2O2溶液，加入KSCN溶液，再加入________，产生________。
答案：(1)H2O2中氧元素为－1价，在反应中可以降为－2价，做氧化剂，FeSO4中铁元素为＋2价，在反应中可以升为＋3价，做还原剂
(2)变红
(3)空气中的氧气具有较强的氧化性，会将亚铁离子氧化为铁离子
(4)能
(5) BaCl2溶液 白色沉淀
解析：(1)H2O2中氧元素为－1价，在反应中可以降为－2价，做氧化剂，FeSO4中铁元素为＋2价，在反应中可以升为＋3价，做还原剂，因此H2O2溶液可以与FeSO4溶液反应；(2)在试管中加入FeSO4溶液和H2O2溶液，反应生成Fe3＋，再加入KSCN溶液，发现溶液变红；(3)盛放FeSO4溶液的试剂瓶中有空气，空气中的氧气具有较强的氧化性，会将亚铁离子氧化为铁离子；(4)通过实验Ⅱ，在试管中加入FeSO4溶液，然后加入KSCN溶液，发现溶液无明显变化，说明Fe2＋未被氧化，再加入H2O2溶液，发现溶液变红，说明生成了铁离子，则可以知道过氧化氢能氧化Fe2＋；(5)H2O2可以将SCN－氧化为SO，设计实验Ⅲ是验证SO的存在，操作为：在试管中加入H2O2溶液，加入KSCN溶液，再加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明SO的存在。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
[学习目标] 1.依据化合价，结合实验探究，掌握Fe、Fe2＋、Fe3＋相互转化的途径，强化变化观念。 2.通过实验探究学会Fe2＋、Fe3＋的检验方法，培养证据推理意识，提升实验探究能力与创新意识。
任务一 铁盐、亚铁盐的性质与检验
1．Fe3＋的检验——与KSCN溶液的反应
Fe2＋ Fe3＋
溶液的颜色 浅绿色 棕黄色
滴加KSCN溶液 无明显现象 溶液变红色
Fe3＋的检验：向待检溶液中滴加KSCN溶液并振荡，溶液变红色，说明溶液中含有Fe3＋。
发生反应的离子方程式：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。
[交流研讨1] 向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液并振荡，溶液变红色，请写出发生反应的化学方程式。
提示：FeCl3＋3KSCN===Fe(SCN)3＋3KCl。
2．实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质
【预测性质】
Fe2＋：能升高到＋3价，具有还原性；又能降低到0价，具有氧化性。
Fe3＋：能降低到＋2价或0价，具有氧化性。
【实验验证】
(1)实验操作
(2)实验现象
①中溶液由棕黄色→浅绿色，②中溶液颜色无明显变化，③中溶液变成红色。
(3)离子方程式
①中2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；
③中2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。
(4)实验结论
Fe3＋能被Fe还原为Fe2＋，具有氧化性。
Fe2＋能被Cl2氧化为Fe3＋，具有还原性。
亚铁盐和铁盐的性质
Fe3＋Fe2＋
3．Fe2＋、Fe3＋的检验方法
[交流研讨2] (1)实验室中久置的硫酸亚铁溶液会变黄，探究其原因。请找出一种能防止硫酸亚铁溶液变黄的方法。
(2)请设计实验验证在空气中放置的硫酸亚铁溶液已部分变质。
提示：(1)溶液中的亚铁离子被空气中的氧气氧化为Fe3＋；在新配制的硫酸亚铁溶液中加入适量铁屑。
(2)取装有溶液的两支试管，一支试管中滴加KSCN溶液，溶液变红，证明溶液中有Fe3＋；另一支试管中滴加酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色，证明溶液中有Fe2＋。
含Fe2＋和Fe3＋的混合溶液中检验Fe2＋的方法
1．通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋(注意：Cl－等还原性的离子对Fe2＋的检验有干扰)。
2．溶液产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2＋。
1．正误判断，错误的说明原因。
(1)向某溶液中先滴加氯水，后滴加KSCN溶液，溶液变红色，则原溶液中有Fe3＋：______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(2)向含有Fe2＋的溶液中，滴加几滴H2O2溶液后溶液变成红色，说明溶液中一定有SCN－：______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
答案：(1)错误。若原溶液只含有Fe2＋，最终也会出现溶液变红色 (2)正确
2．硫酸亚铁缓释片可以补铁、防治贫血，但存放不当很容易变质，药片中的Fe2＋被氧化生成Fe3＋。若将药片配成溶液，需使用刚刚煮沸过又冷却的蒸馏水，原因是_________________
______________________________________________________________________________。
实验室检验Fe3＋，除了可以用NaOH溶液外，常用的试剂是(填化学式)________，若________，则证明有Fe3＋。
答案：防止水中溶解的氧气氧化Fe2＋ KSCN 溶液变成红色
解析：硫酸亚铁缓释片溶于水时，药片中的Fe2＋易被水中溶解的O2氧化为Fe3＋，因此将药片配成溶液时，应预先将蒸馏水煮沸，以除去水中溶解的O2；检验Fe3＋，还可以用KSCN溶液，Fe3＋与SCN－发生反应使溶液变成红色。
任务二 Fe、Fe2＋、Fe3＋的转化关系及应用
1．Fe、Fe2＋、Fe3＋的转化关系
铁元素不同价态之间的转化需要通过氧化还原反应来实现，氧化剂、还原剂的强弱不同，转化产物也不同。
价态变化 转化关系 反应方程式
0→＋2 0→＋3 Fe→Fe2＋ Fe→Fe3＋ Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋3Cl22FeCl3
＋2→＋3 ＋2→0 Fe2＋→Fe3＋ Fe(OH)2→Fe(OH)3 FeO→Fe 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 FeO＋COFe＋CO2
续表
价态变化 转化关系 反应方程式
＋3→0 ＋3→＋2 Fe2O3→Fe Fe3＋→Fe2＋ 3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
2.利用覆铜板制作图案
(1)实验原理：利用FeCl3溶液作为“腐蚀液”，将覆铜板上不需要的铜腐蚀。
(2)实验操作：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。
(3)实验现象：用油性笔画出的图案处不被腐蚀，洗净后板上留下设计的图案。
(4)反应方程式：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2(2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋)。
(5)实验结论：铜可被FeCl3溶液腐蚀。
[交流研讨] 使用后的上述腐蚀液中含有哪些物质？如何处理腐蚀液回收得到Cu和FeCl3？请模仿下图完成回收流程图。
提示：腐蚀液中含有CuCl2、FeCl2、FeCl3；可经如下流程回收得到Cu和FeCl3：
1．(2023·山东肥城高一检测)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A．可将e加入浓碱液中产生红褐色沉淀
B．e可被还原
C．e溶液中K＋、Cl－、SCN－可以大量共存
D．b溶液中Cl－、H＋、NO不能大量共存
答案：C
解析：碱溶液中含有大量OH－，与Fe3＋反应会生成Fe(OH)3沉淀，A合理；e中铁元素为＋3价，有氧化性，可被还原，B合理；由图示知，e溶液中含有Fe3＋，由反应Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3，知Fe3＋与SCN－不能大量共存，C不合理；H＋存在下NO会将Fe2＋氧化，故不能大量共存，D合理。
2．下列除去杂质(括号中的物质为杂质)的方法正确的是( )
A．Fe(OH)3[Fe(OH)2]：灼烧
B．FeCl2溶液(FeCl3)：通入适量Cl2
C．FeCl3溶液(CuCl2)：加入足量的Fe粉，过滤
D．Cl2(HCl)：通过饱和食盐水洗气后干燥
答案：D
解析：Fe(OH)3、Fe(OH)2混合物在空气中灼烧得到Fe2O3，故A错误；通入适量Cl2，氯化亚铁被氧化为氯化铁，需要的物质被反应了，故B错误；加入足量的Fe粉，氯化铁和铁粉反应生成氯化亚铁，故C错误；HCl极易溶于水，可以被饱和食盐水吸收，故D正确。
1．含Fe2＋、Fe3＋的分离、除杂方法
(1)除去FeCl2溶液中的少量Fe3＋：向FeCl2溶液中加入足量铁粉，充分振荡后过滤。
(2)实验室中保存亚铁盐溶液：向亚铁盐溶液中加入少量铁屑。
(3)除去FeCl3溶液中的少量Fe2＋：向FeCl3溶液中滴加适量氯水。
2．与Fe2＋、Fe3＋在水溶液中不能大量共存的离子
(1)Fe2＋、Fe3＋与OH－因反应生成沉淀而不能大量共存。
(2)Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO，Fe2＋与ClO－、MnO(H＋)在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存。
(3)Fe3＋与SCN－发生反应生成难电离的Fe(SCN)3，不能大量共存。
1．下列关于Fe2＋和Fe3＋的叙述中，错误的是( )
A．Fe2＋的水溶液为浅绿色
B．Fe3＋的水溶液为黄色
C．Fe3＋具有氧化性，Fe2＋具有还原性
D．Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，立即出现红色沉淀
答案：D
解析：Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，生成红色物质，不是红色沉淀。
2．(2023·安徽庐江高一检测)将氯化钠、氯化铝、氯化亚铁、氯化铁、氯化镁五种溶液，通过进一步实验就能加以区别，并只用一种试剂，这种试剂是( )
A．NaOH B．BaCl2
C．KSCN D．HCl
答案：A
解析：分别滴加NaOH溶液时，产生白色沉淀的是氯化镁，先产生沉淀，后沉淀溶解的是氯化铝，产生红褐色沉淀的是氯化铁，产生白色沉淀，迅速变灰绿色，最后变成红褐色的是氯化亚铁，无明显现象的是氯化钠，现象不同，可鉴别，故A选；氯化钠、氯化铝、氯化亚铁、氯化铁、氯化镁五种溶液均不与氯化钡反应，不能鉴别，故B不选；KSCN只能鉴别出氯化铁，故C不选；氯化钠、氯化铝、氯化亚铁、氯化铁、氯化镁五种溶液均不与盐酸反应，不能鉴别，故D不选。
3．(2023·湖南常宁高一检测)除去FeCl2溶液中少量的FeCl3，最好的办法是( )
A．加入氢氧化钠溶液 B．通入氯气
C．加入铜粉 D．加入铁粉
答案：D
解析：要实现Fe3＋―→Fe2＋的转化，需要加入还原剂，且不引入新的杂质离子，最好的办法是加入足量铁粉充分反应后过滤，发生的化学反应为2FeCl3＋Fe===3FeCl2。
4．(2023·山东莱西高一检测)向氧化铁、氧化铜、铁、铜的混合粉末中加入过量的稀盐酸，充分反应后，仍有红色粉末存在，则关于溶液中阳离子的判断正确的是( )
A．只有Fe2＋和Cu2＋
B．一定有Fe2＋、Cu2＋，可能有Fe3＋
C．一定有Fe2＋，可能有Cu2＋
D．只有Fe2＋
答案：C
解析：混合粉末中加入过量的稀盐酸反应后，仍有红色固体铜存在，溶液中一定有Fe2＋，一定没有Fe3＋，可能有Cu2＋。5.下图是某儿童微量元素体检报告单的部分数据：
北京市医疗机构临床检验结果报告单
分析项目 检测结果 单位 参考范围
1. 锌(Zn) 115.92 μmol·L－1 66～120
2. 铁(Fe) 6.95 mmol·L－1 7.52～11.82
3. 钙(Ca) 1.68 mmol·L－1 1.55～2.10
……
根据上表的数据，回答下列问题：
(1)该儿童________元素含量偏低。
(2)服用维生素C可使食物中的Fe3＋转化为Fe2＋。在这个过程中体现维生素C的________(填“氧化性”或“还原性”)。
(3)缺铁性贫血患者应补充Fe2＋。一些补铁剂以硫酸亚铁为主要成分，将硫酸亚铁制成药片时外表包有一层特殊的糖衣，推测糖衣的作用是_________________________________________
________________________________________________________________________________。
答案：(1)铁 (2)还原性 (3)防止Fe2＋被氧化
解析：(1)从检测结果与参考范围看，该儿童铁元素的含量比参考范围略低。(2)Fe3＋转化为Fe2＋，铁元素的化合价降低，发生还原反应，故维生素C体现还原性。(3)糖衣可以防止硫酸亚铁与空气接触，起到防止Fe2＋被氧化的作用。
课时测评23 铁盐和亚铁盐
(本栏目内容在学生用书中以活页形式分册装订！)
题点一 铁盐、亚铁盐的性质
1．苹果汁是人们喜爱的饮料，由于此饮料中含有Fe2＋，在空气中易转变为Fe3＋。若榨汁时加入维生素C，可有效防止这种现象的发生。这说明维生素C具有( )
A．还原性 B．氧化性
C．碱性 D．酸性
答案：A
解析：饮料中的Fe2＋在空气中易被氧化为Fe3＋，加入维生素C，可有效防止这种现象的发生，则说明维生素C具有还原性。
2．刻制印刷电路板时用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋。根据该反应判断下列说法不正确的是( )
A．铜是还原剂
B．Fe3＋具有氧化性
C．该反应是置换反应
D．该反应属于离子反应
答案：C
解析：该反应中铜元素化合价升高，被氧化，为还原剂；铁元素化合价降低，被还原，Fe3＋为氧化剂；生成物中没有单质，不是置换反应；该反应为离子反应。
3．(2023·青岛高一期末)下列实验设计及其对应的离子方程式均正确的是( )
A．把铁片插入CuSO4溶液中，验证古代湿法冶铜：2Fe＋3Cu2＋===2Fe3＋＋3Cu
B．某溶液中滴入KSCN溶液显红色，说明含Fe3＋：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
C．FeCl3溶液中加入铜粉：Fe3＋＋Cu===Fe2＋＋Cu2＋
D．若要求用两种单质和一种溶液来测定Zn、Cu、Ag三种金属的活动性顺序，可用Zn、Cu和AgNO3溶液反应：Zn＋2Ag＋===Zn2＋＋2Ag
答案：B
题点二 Fe3＋、Fe2＋的检验与除杂
4．(2023·安徽建德高一段考)硫酸亚铁易被氧化而变质。为检验某补血剂中硫酸亚铁是否变质，可向该补血剂配成的溶液中加入( )
A．硝酸和硝酸银溶液
B．盐酸酸化的BaCl2溶液
C．KSCN溶液
D．硝酸酸化的Ba(NO3)2
答案：C
解析：A.硝酸和硝酸银溶液，通常用于检验Cl－的存在，不符合题意；B.盐酸酸化的BaCl2溶液，通常用于检验SO的存在，不符合题意；C.KSCN溶液，通常用于检验Fe3＋的存在，符合题意；D.硝酸酸化的Ba(NO3)2，可用于检验不含SO的溶液中SO的存在，不符合题意。
5．(2023·河北河间高一期中)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加入足量酸性KMnO4溶液 ③加入少量NH4SCN溶液
A．①③ B．③② C．③① D．①②③
答案：C
解析：用NH4SCN溶液可以检验溶液中是否含有Fe3＋，故先向溶液中加入NH4SCN溶液，溶液不变红色，说明溶液中不含有Fe3＋；然后加入足量氯水，溶液呈红色，说明溶液中含Fe2＋，Cl2将Fe2＋氧化为Fe3＋，KMnO4溶液本身有颜色，同时KMnO4会将NH4SCN氧化影响实验，因此氧化剂不选用KMnO4溶液，故最佳顺序为③①。
6．下列除杂试剂或方法不正确的是( )
选项 被提纯物质 杂质 除杂试剂或方法
A FeCl3溶液 FeCl2 通入适量Cl2
B FeCl2溶液 FeCl3 加入过量铁粉并过滤
C 铜粉 铁粉 加入过量盐酸并过滤
D Fe(OH)3 Fe(OH)2 在空气中灼烧
答案：D
题点三 Fe2＋、Fe3＋、Fe之间的相互转化关系
7．(2023·浙江嘉善高一期中)在FeCl3和CuCl2混合溶液中，加入过量的铁粉，充分反应后，溶液中的金属离子是( )
A．Fe2＋ B．Fe3＋和Fe2＋
C．Cu2＋和Fe2＋ D．Cu2＋
答案：A
解析：在混合液中发生如下反应：①2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、②Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋。当铁过量时，Fe3＋和Cu2＋均完全反应，再由上述方程式可知，充分反应后溶液中只含Fe2＋一种金属离子。
8．自来水厂利用铁屑及FeCl2溶液处理泄漏的Cl2，下列有关说法不正确的是( )
A．Cl2和水反应的离子方程式为H2O＋Cl2??Cl－＋HClO＋H＋
B．吸收泄漏氯气的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋
C．铁屑的作用是将FeCl3还原为FeCl2
D．铁屑耗尽时溶液中可能大量存在：Fe2＋、Fe3＋、ClO－、Cl－
答案：D
解析：Cl2和水反应生成HCl和HClO，离子方程式为H2O＋Cl2??Cl－＋H＋＋HClO，A正确；Fe2＋具有较强的还原性，可以和强氧化性的氯气反应生成Fe3＋，离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋，B正确；铁屑的作用是将FeCl3还原为FeCl2，生成的FeCl2可以继续吸收氯气，C正确；Fe2＋具有较强的还原性，会与强氧化性的ClO－反应，二者不能大量共存，D错误。
9．(2023·山东乳山高一联考)某化学小组为验证Fe3＋与Fe2＋能够相互转化，进行如下实验。
实验操作 对应现象
①向FeCl3溶液中加入过量铁粉 ⅰ.溶液由黄色变为浅绿色 ⅱ.溶液无明显变化 ⅲ.溶液变红
②滴加KSCN溶液
③再滴加几滴氯水
下列分析不合理的是( )
A．解释现象ⅰ的反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
B．实验②与③可以调换顺序
C．溶液变红涉及反应：Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋
D．氧化性：Cl2>Fe3＋>Fe2＋
答案：B
解析：向FeCl3溶液中加入过量铁粉，铁与Fe3＋反应生成Fe2＋，溶液由黄色变为浅绿色，A正确；先加氯水，Fe2＋被氧化为Fe3＋，再加KSCN溶液，溶液变红，无法检验Fe2＋，B错误；滴入氯水后，Fe2＋被氧化为Fe3＋，C正确；由反应方程式可知，氧化性：Cl2>Fe3＋>Fe2＋，D正确。
10．(2023·浙江嵊州高一调研) 向100 mL FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入铁粉，其固体质量的变化如图所示，下列说法中错误的是( )
A．向b点溶液中滴加NaOH溶液有蓝色沉淀生成
B．a点溶液中存在的金属阳离子有Fe2＋和Cu2＋
C．原混合溶液中c(Fe3＋)∶c(Cu2＋)＝2∶1
D．若不考虑溶液体积变化，c点溶液中c(Cl－)＝8.0 mol·L－1
答案：A
解析：因为Fe3＋的氧化性强于Cu2＋，所以加入0.1 mol Fe时发生的反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，继续加入Fe时发生的反应为Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu，b点Cu2＋反应完全，此时滴加NaOH溶液不会产生蓝色沉淀，故A错误；a点Fe3＋恰好反应完全，溶液中存在的金属阳离子为Cu2＋、Fe2＋，故B正确；0.1 mol Fe参加反应需要Fe3＋的物质的量为0.2 mol，需要Cu2＋的物质的量为0.1 mol，Fe3＋与Cu2＋的物质的量之比为2∶1，物质的量浓度之比为2∶1，故C正确；根据电荷守恒可得n(Cl－)＝3n(Fe3＋)＋2n(Cu2＋)＝0.8 mol，所以c(Cl－)＝8.0 mol·L－1，故D正确。
11．(2023·湖南株洲高一期中)下列物质之间有如下反应关系：
已知E转化成C的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。
(1)写出下列物质的化学式：D______，甲______，丙________。
(2)写出E→C反应的化学方程式：__________________________________________________
________________________________________________________________。
答案：(1)FeCl2 Cl2(合理即可) KSCN
(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
解析：(1)E转化成C的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，则E为Fe(OH)2，C为Fe(OH)3，A为红棕色粉末，则A为Fe2O3，B为FeCl3，D为FeCl2，乙为NaOH或KOH等，由D→B的转化可知，甲为氯气等氧化剂，由红色溶液可知，丙为KSCN溶液。
12．(2023·北京101中学高一练习)某研究小组欲探究Fe2＋能否与H2O2溶液反应。
[查阅资料]
i．Fe2＋具有较强的还原性，O2具有较强的氧化性。
ii.Fe3＋遇SCN－可生成Fe(SCN)3，Fe(SCN)3溶液呈红色，可用于Fe3＋的检验。
[提出猜想]
(1)小组同学经过讨论后，认为H2O2溶液可以与FeSO4溶液反应，请从化合价的角度加以解释：________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________。
[设计实验]
(2)实验Ⅰ：在试管中加入FeSO4溶液和H2O2溶液，再加入KSCN溶液，发现溶液________，小组同学认为Fe2＋和H2O2溶液反应生成了Fe3＋。
(3)甲同学注意到盛放FeSO4溶液的试剂瓶中有空气，因此不同意该结论，他的理由是_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________。
重新设计实验：
实验Ⅱ：在试管中加入FeSO4溶液，然后加入KSCN溶液，发现溶液无明显变化，再加入H2O2溶液，发现溶液变红。
[获得结论]
(4)过氧化氢________(填“能”或者“不能”)氧化Fe2＋。
[发现异常]
乙同学继续向实验Ⅱ所得溶液中滴加H2O2溶液，发现溶液褪色。
小组同学经过重新查阅资料后，发现过氧化氢可以将SCN－氧化为SO。乙同学设计实验Ⅲ并证实了该资料中的说法。
(5)补全实验Ⅲ的方案：在试管中加入H2O2溶液，加入KSCN溶液，再加入________，产生________。
答案：(1)H2O2中氧元素为－1价，在反应中可以降为－2价，做氧化剂，FeSO4中铁元素为＋2价，在反应中可以升为＋3价，做还原剂
(2)变红
(3)空气中的氧气具有较强的氧化性，会将亚铁离子氧化为铁离子
(4)能
(5) BaCl2溶液 白色沉淀
解析：(1)H2O2中氧元素为－1价，在反应中可以降为－2价，做氧化剂，FeSO4中铁元素为＋2价，在反应中可以升为＋3价，做还原剂，因此H2O2溶液可以与FeSO4溶液反应；(2)在试管中加入FeSO4溶液和H2O2溶液，反应生成Fe3＋，再加入KSCN溶液，发现溶液变红；(3)盛放FeSO4溶液的试剂瓶中有空气，空气中的氧气具有较强的氧化性，会将亚铁离子氧化为铁离子；(4)通过实验Ⅱ，在试管中加入FeSO4溶液，然后加入KSCN溶液，发现溶液无明显变化，说明Fe2＋未被氧化，再加入H2O2溶液，发现溶液变红，说明生成了铁离子，则可以知道过氧化氢能氧化Fe2＋；(5)H2O2可以将SCN－氧化为SO，设计实验Ⅲ是验证SO的存在，操作为：在试管中加入H2O2溶液，加入KSCN溶液，再加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明SO的存在。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)