第三章铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
课后篇巩固提升
夯实基础·轻松达标
1.有关铁的氧化物的说法正确的是( )
A.Fe3O4是黑色固体,有磁性
B.Fe2O3既不溶于水也不溶于酸
C.FeO是碱性氧化物,可与H2O反应生成Fe(OH)2
D.FeO、Fe2O3、Fe3O4中铁的化合价相同
2.为了检验某FeCl2溶液是否变质,可向溶液中加入( )
A.NaOH溶液 B.铁片
C.KSCN溶液 D.石蕊溶液
3.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
4.下列物质反应后一定有+3价铁生成的是( )
①过量的Fe与Cl2反应
②Fe与过量稀硫酸反应
③FeCl2溶液中通入少量Cl2
④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中
A.① B.①③ C.①②③ D.①②③④
5.某学习小组进行了下图所示的实验,实验后组员之间的交流不合理的是( )
A.甲同学认为试管b中收集到的气体可点燃,且产生淡蓝色火焰
B.乙同学认为试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁
C.丙同学认为将少量还原性铁粉放入试管中,加适量的水,加热也可实现该反应
D.丁同学认为试管中湿棉花的作用是产生水蒸气
6.下列各图示中,不能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是( )
7.今有①铁粉、②氯水、③NaOH溶液、④酸性高锰酸钾溶液、⑤KSCN溶液。用代表它们的序号填空:
(1)与FeCl3溶液反应溶液变红色的是 。?
(2)与FeCl3溶液反应产生红褐色沉淀的是 。反应的离子方程式为 。?
(3)能将FeCl3转化为FeCl2的是 。反应的离子方程式为 。?
提升能力·跨越等级
1.下列关于铁与水反应的描述中,不正确的是( )
A.铁与水蒸气反应的产物是黑色的Fe2O3
B.红热的铁能与水蒸气反应,放出的气体点燃时能发出爆鸣声
C.铁与水蒸气的反应是氧化还原反应
D.常温下,Fe与H2O不反应,但在空气中的O2、CO2、H2O共同作用下能发生反应
2.将1.12 g铁粉加入到25 mL 2 mol·L-1的氯化铁溶液中,充分反应后,其结果是( )
A.铁粉剩余,溶液呈浅绿色,Cl-基本不变
B.向溶液中滴入无色KSCN溶液,仍无色
C.Fe2+与Fe3+物质的量之比为6∶1
D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5
3.要证明某溶液中不含Fe3+,而可能含有Fe2+,进行如下实验操作的最佳顺序为( )
①加入足量氯水 ②加入足量酸性KMnO4溶液
③加入少量KSCN溶液
A.①③ B.③② C.③① D.①②③
4.将适量铁粉放入三氯化铁溶液中,完全反应后,溶液中的Fe3+和Fe2+浓度相等。则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比是( )
A.2∶3 B.3∶2 C.1∶2 D.1∶1
5.已知下述三个实验均能发生化学反应:
①
②
③
将铁钉放入硫酸铜溶液中
向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水
将铜丝放入氯化铁溶液中
下列判断正确的是( )
A.实验①中铁钉只做还原剂
B.实验②中Fe2+既显氧化性又显还原性
C.实验③中发生的是置换反应
D.上述实验证明氧化性:Fe3+>Fe2+>Cu2+
6.将铁粉投入盛有Cu2+、Fe3+的溶液中,反应完毕时,若烧杯底部有铁粉剩余,溶液中一定不含有的金属离子是 ,若烧杯中没有铁粉剩余,则溶液中一定含有的金属离子是 ,若溶液中不含有Cu2+时,则一定不含有的金属离子还有 。?
7.如图所示装置可用来制取Fe(OH)2和观察Fe(OH)2被溶解在溶液中的氧气氧化时的颜色变化。实验时必须使用铁屑、6 mol·L-1硫酸,其他试剂任选。
回答下列问题:
(1)仪器D的名称为 ,该仪器中需要放入 ,装置B中盛有一定量的NaOH溶液,装置A中应预先加入的试剂是 ,装置A中发生反应的离子方程式为 。?
(2)实验开始时应先将活塞E (填“打开”或“关闭”),装置C中收集到的气体主要为 ;待装置中空气排尽后,将活塞E (填“打开”或“关闭”),此时装置B中可能发生的化学反应是 (用离子方程式表示)。?
(3)拔去装置B中的橡胶塞,使空气进入,此时B中发生反应的化学方程式为 。?
贴近生活·拓展创新
★某化学兴趣小组利用下列试剂:铁粉、锌粉、0.1 mol·L-1 FeCl3溶液、0.1 mol·L-1 FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水,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)用所给试剂写出体现Fe2+具有还原性的反应的化学方程式: 。?
(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,往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,溶液 ?
(3)该兴趣小组为说明“Fe2+具有氧化性”,提出了向FeCl2溶液中加入锌粉,观察实验现象的方案,该反应的离子方程式为 。?
(4)某反应中反应物与生成物有Fe3+、Mn2+、H+、Mn、H2O和一种未知离子X。
①已知Mn在反应中得到电子,则X是 。?
②该反应的离子方程式是 。?
第三章铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
课后篇巩固提升
夯实基础·轻松达标
1.有关铁的氧化物的说法正确的是( )
A.Fe3O4是黑色固体,有磁性
B.Fe2O3既不溶于水也不溶于酸
C.FeO是碱性氧化物,可与H2O反应生成Fe(OH)2
D.FeO、Fe2O3、Fe3O4中铁的化合价相同
答案A
解析Fe2O3能溶于酸,B错误;FeO是碱性氧化物,但不能与H2O反应生成Fe(OH)2,C错误;FeO中铁的化合价为+2价、Fe2O3中铁的化合价为+3价、Fe3O4中铁的化合价为+2价和+3价,D错误。
2.为了检验某FeCl2溶液是否变质,可向溶液中加入( )
A.NaOH溶液 B.铁片
C.KSCN溶液 D.石蕊溶液
答案C
解析Fe2+易被氧化为Fe3+,可用KSCN溶液检验是否存在Fe3+。
3.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
答案B
解析①钠在纯氧中燃烧生成淡黄色的Na2O2;②FeSO4与NaOH反应生成Fe(OH)2,在空气中放置生成红褐色Fe(OH)3;③FeCl3与KSCN反应生成红色Fe(SCN)3;④CuSO4遇医用酒精中的水变蓝色。
4.下列物质反应后一定有+3价铁生成的是( )
①过量的Fe与Cl2反应
②Fe与过量稀硫酸反应
③FeCl2溶液中通入少量Cl2
④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中
A.① B.①③ C.①②③ D.①②③④
答案B
解析①中的Cl2氧化性强,它能将铁氧化为+3价,由于不是在溶液中反应,因此过量的铁不会将氯化铁还原。②中Fe与稀硫酸反应只能生成Fe2+。③在溶液中Fe2+被Cl2氧化生成Fe3+。④中首先发生Fe与盐酸生成FeCl2,Fe2O3与盐酸生成FeCl3的反应,但题中未给出反应物间相对量的关系,若铁是足量的,则能将生成的FeCl3全部还原为FeCl2。
5.某学习小组进行了下图所示的实验,实验后组员之间的交流不合理的是( )
A.甲同学认为试管b中收集到的气体可点燃,且产生淡蓝色火焰
B.乙同学认为试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁
C.丙同学认为将少量还原性铁粉放入试管中,加适量的水,加热也可实现该反应
D.丁同学认为试管中湿棉花的作用是产生水蒸气
答案C
解析铁与水蒸气在高温条件下可反应,与液态水加热也不反应。
6.下列各图示中,不能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是( )
答案C
解析C项,由于液面上方没有采取隔离措施,因此只能看到白色沉淀迅速变成灰绿色,一段时间后又有红褐色物质生成。
7.今有①铁粉、②氯水、③NaOH溶液、④酸性高锰酸钾溶液、⑤KSCN溶液。用代表它们的序号填空:
(1)与FeCl3溶液反应溶液变红色的是 。?
(2)与FeCl3溶液反应产生红褐色沉淀的是 。反应的离子方程式为 。?
(3)能将FeCl3转化为FeCl2的是 。反应的离子方程式为 。?
答案(1)⑤ (2)③ Fe3++3OH-Fe(OH)3↓ (3)① 2Fe3++Fe3Fe2+
解析由题给试剂可知,与FeCl3溶液反应溶液变红色的为⑤,产生红褐色沉淀的为③,能将FeCl3还原为FeCl2的为①。
提升能力·跨越等级
1.下列关于铁与水反应的描述中,不正确的是( )
A.铁与水蒸气反应的产物是黑色的Fe2O3
B.红热的铁能与水蒸气反应,放出的气体点燃时能发出爆鸣声
C.铁与水蒸气的反应是氧化还原反应
D.常温下,Fe与H2O不反应,但在空气中的O2、CO2、H2O共同作用下能发生反应
答案A
解析铁与水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,生成黑色的Fe3O4,A项错误;不纯的H2在空气中点燃时能发出爆鸣声,B项正确;该反应为氧化还原反应,C项正确;常温下,铁在潮湿的空气中被缓慢氧化,D项正确。
2.将1.12 g铁粉加入到25 mL 2 mol·L-1的氯化铁溶液中,充分反应后,其结果是( )
A.铁粉剩余,溶液呈浅绿色,Cl-基本不变
B.向溶液中滴入无色KSCN溶液,仍无色
C.Fe2+与Fe3+物质的量之比为6∶1
D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5
答案C
解析n(Fe)=0.02 mol,n(FeCl3)=0.05 mol,由Fe+2Fe3+3Fe2+知,Fe3+过量0.01 mol,铁粉全部溶解,反应生成Fe2+ 0.06 mol;Fe3+过量,滴入无色KSCN溶液,溶液显红色;氧化生成的Fe2+和还原生成的Fe2+的物质的量之比为1∶2。
3.要证明某溶液中不含Fe3+,而可能含有Fe2+,进行如下实验操作的最佳顺序为( )
①加入足量氯水 ②加入足量酸性KMnO4溶液
③加入少量KSCN溶液
A.①③ B.③② C.③① D.①②③
答案C
解析先加入少量KSCN溶液,若无红色,证明无Fe3+,然后加足量的氯水,若出现红色,说明有Fe2+存在。不用酸性KMnO4溶液的原因是酸性KMnO4溶液是紫红色,会干扰Fe2+检验。
4.将适量铁粉放入三氯化铁溶液中,完全反应后,溶液中的Fe3+和Fe2+浓度相等。则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比是( )
A.2∶3 B.3∶2 C.1∶2 D.1∶1
答案A
解析设参加反应的Fe3+和未参加反应的Fe3+的物质的量分别为x、y。
2FeCl3+Fe3FeCl2
2 3
x x
由题意x=y 所以x∶y=2∶3。
5.已知下述三个实验均能发生化学反应:
①
②
③
将铁钉放入硫酸铜溶液中
向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水
将铜丝放入氯化铁溶液中
下列判断正确的是( )
A.实验①中铁钉只做还原剂
B.实验②中Fe2+既显氧化性又显还原性
C.实验③中发生的是置换反应
D.上述实验证明氧化性:Fe3+>Fe2+>Cu2+
答案A
解析实验①中铁钉做还原剂,氧化性:Cu2+>Fe2+;实验②中Fe2+只表现还原性;实验③中反应为2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2,不是置换反应,分析可知,氧化性:Fe3+>Cu2+。综上可知氧化性:Fe3+>Cu2+>Fe2+,故A正确,B、C、D错误。
6.将铁粉投入盛有Cu2+、Fe3+的溶液中,反应完毕时,若烧杯底部有铁粉剩余,溶液中一定不含有的金属离子是 ,若烧杯中没有铁粉剩余,则溶液中一定含有的金属离子是 ,若溶液中不含有Cu2+时,则一定不含有的金属离子还有 。?
答案Fe3+、Cu2+ Fe2+ Fe3+
解析溶液中两种离子的氧化性由强到弱的顺序是Fe3+>Cu2+,Fe先与氧化性强的离子反应,之后才与氧化性弱的离子反应,离子方程式依次为①Fe+2Fe3+3Fe2+,②Fe+Cu2+Fe2++Cu。当Fe剩余时,溶液中Fe3+、Cu2+均不存在;若烧杯中没有铁粉,说明至少会发生反应①,是否发生反应②不确定,故溶液中一定存在的是Fe2+,其他离子均不能确定;若溶液中不含Cu2+,说明反应①②已进行完全,则Fe3+不会存在。
7.如图所示装置可用来制取Fe(OH)2和观察Fe(OH)2被溶解在溶液中的氧气氧化时的颜色变化。实验时必须使用铁屑、6 mol·L-1硫酸,其他试剂任选。
回答下列问题:
(1)仪器D的名称为 ,该仪器中需要放入 ,装置B中盛有一定量的NaOH溶液,装置A中应预先加入的试剂是 ,装置A中发生反应的离子方程式为 。?
(2)实验开始时应先将活塞E (填“打开”或“关闭”),装置C中收集到的气体主要为 ;待装置中空气排尽后,将活塞E (填“打开”或“关闭”),此时装置B中可能发生的化学反应是 (用离子方程式表示)。?
(3)拔去装置B中的橡胶塞,使空气进入,此时B中发生反应的化学方程式为 。?
答案(1)分液漏斗 6 mol·L-1硫酸 铁屑 Fe+2H+Fe2++H2↑
(2)打开 H2 关闭 H++OH-H2O、Fe2++2OH-Fe(OH)2↓
(3)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
解析该实验制取Fe(OH)2的原理:通过装置A制得FeSO4溶液,并产生H2,H2提供还原性氛围,从而能使生成的Fe(OH)2较长时间不被氧化。
(1)装置A中应先加入铁屑,用分液漏斗滴加稀硫酸,控制反应速率。反应的离子方程式为Fe+2H+Fe2++H2↑。
(2)实验开始时,要利用H2排尽装置中的空气,并将H2收集到装置C中,所以实验开始时应先打开活塞E,使H2从支管处逸出。装置中空气排尽后,关闭活塞E,气体无法逸出,使装置A中气体压强增大,将装置A中产生的FeSO4溶液压入装置B中,FeSO4溶液与NaOH溶液反应生成Fe(OH)2和Na2SO4;同时也会使装置A中剩余的H2SO4溶液压入装置B中,H2SO4溶液与NaOH溶液反应生成H2O和Na2SO4。
(3)拔去装置B中的橡胶塞,空气进入装置B中,Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3:4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。
贴近生活·拓展创新
★某化学兴趣小组利用下列试剂:铁粉、锌粉、0.1 mol·L-1 FeCl3溶液、0.1 mol·L-1 FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水,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)用所给试剂写出体现Fe2+具有还原性的反应的化学方程式: 。?
(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,往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,溶液 ?
(3)该兴趣小组为说明“Fe2+具有氧化性”,提出了向FeCl2溶液中加入锌粉,观察实验现象的方案,该反应的离子方程式为 。?
(4)某反应中反应物与生成物有Fe3+、Mn2+、H+、Mn、H2O和一种未知离子X。
①已知Mn在反应中得到电子,则X是 。?
②该反应的离子方程式是 。?
答案(1)2FeCl2+Cl22FeCl3
(2)浅绿色 不变色
(3)Fe2++ZnZn2++Fe
(4)①Fe2+ ②Mn+5Fe2++8H+Mn2++5Fe3++4H2O
解析(1)在反应中Fe2+作还原剂,体现其还原性,因此应选择氧化剂,所以选用新制氯水,反应为2FeCl2+Cl22FeCl3。
(2)向FeCl3溶液中加入铁粉,发生的反应为2Fe3++Fe3Fe2+,所以溶液由棕黄色变为浅绿色。向FeCl2溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变红。
(3)向FeCl2溶液中加入锌粉,发生反应的离子方程式为Zn+Fe2+Fe+Zn2+。
(4)已知Mn得电子,故Mn是氧化剂,Mn2+为还原产物,则题目提供的Fe3+是氧化产物,故还原剂为Fe2+,即X为Fe2+。该反应中反应物为Mn、Fe2+和H+,生成物为Mn2+、Fe3+和H2O,且Mn和Fe2+个数比为1∶5。
课件43张PPT。第三章 铁 金属材料第一节 铁及其化合物知识铺垫新知预习自主测试1.铁生锈的条件是与水、空气同时接触。
2.光亮的铁丝在空气中能否燃烧?铁丝在纯氧中燃烧的现象如何?请写出相应的化学方程式。
提示铁丝在空气中不能燃烧。铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体。3Fe+2O2 Fe3O4。
3.铁与盐酸、CuSO4溶液发生反应的离子方程式分别为Fe+2H+=Fe2++H2↑, Fe+Cu2+=Fe2++Cu。
4.将几滴FeCl3饱和溶液滴入沸腾的蒸馏水中,继续加热至液体呈红褐色,停止加热。所得液体即为氢氧化铁胶体。知识铺垫新知预习自主测试一、铁元素概述
1.自然界中的铁:既有单质(陨铁中的铁单质)形态又有化合物(矿石中+2、+3价铁的化合物)形态。
2.含量:铁在地壳中含量居第四位,仅次于氧、硅、铝。
3.开发利用:春秋初年我国已掌握了冶铁技术。工业炼铁原理(以Fe2O3为例)3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2。知识铺垫新知预习自主测试二、铁的单质
1.物理性质
铁有延展性、导热性、导电性,但其导电性不如铜和铝,铁还能被磁铁吸引。其熔、沸点较高,熔点:1 535 ℃、沸点:2 750 ℃。密度:7.86 g·cm-3。
2.化学性质
(1)与非金属单质(O2、Cl2等)反应,如Fe与Cl2反应:
2Fe+3Cl2 2FeCl3。
(2)与盐酸、稀硫酸反应:Fe+2H+=Fe2++H2↑(离子方程式)。
(3)与某些盐反应,如Fe与CuSO4溶液反应:Fe+Cu2+=Fe2++Cu(离子方程式)。知识铺垫新知预习自主测试(4)与水反应,通常铁与冷水和热水均不反应,但铁可与水蒸气反应。 知识铺垫新知预习自主测试【微思考1】金属铁通过哪些类型的反应可直接生成Fe3O4?知识铺垫新知预习自主测试三、铁的重要化合物
1.铁的氧化物知识铺垫新知预习自主测试知识铺垫新知预习自主测试2.铁的氢氧化物 知识铺垫新知预习自主测试3.铁盐、亚铁盐
(1)Fe3+的检验 知识铺垫新知预习自主测试(2)Fe2+和Fe3+的转化 写出下列反应的离子方程式:
①FeCl3溶液与铁粉:2Fe3++Fe=3Fe2+。
②FeCl2溶液与氯水:2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。
③FeCl3溶液与覆铜板:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+。
【微思考2】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?
提示Fe、FeSO4和Fe2(SO4)3三种物质中铁元素的化合价分别为0、+2、+3价,根据含元素最高价的物质只能做氧化剂,含元素最低价的物质只能做还原剂,处于中间价态的物质既可做氧化剂又可做还原剂得出结论:Fe2(SO4)3可做氧化剂,Fe可做还原剂,FeSO4既可做氧化剂又可做还原剂。知识铺垫新知预习自主测试1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)Fe与H2O(g)反应生成Fe2O3和H2。 ( )
(2)铁有多种氧化物,且均为黑色固体。 ( )
(3)Fe3O4中的Fe化合价有+2和+3价,Fe3O4为混合物。 ( )
(4)Fe(OH)2和Fe(OH)3均为弱碱,均与盐酸反应生成盐和H2O。 ( )
(5)Fe(OH)2易被溶解在溶液中的O2氧化为Fe(OH)3。( )
(6)Fe2+遇到氧化剂Cl2、KMnO4、H2O2均被氧化为Fe3+。 ( )
(7)FeCl3溶液与Fe、Cu反应,体现了FeCl3的还原性。 ( )
(8)Fe3+遇KSCN溶液可生成红色沉淀。 ( )
答案(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)√
(7)× (8)×知识铺垫新知预习自主测试2.下列关于铁与水蒸气反应的说法中不正确的是 ( )
A.反应中有氢气产生
B.此反应需在高温条件下才能发生
C.生成的铁的化合物中铁全部呈+3价
D.该反应中水做氧化剂
答案C
解析Fe与H2O(g)反应生成Fe3O4和H2,Fe3O4中Fe的化合价既有+2价又有+3价。知识铺垫新知预习自主测试3.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
解析由于盐酸中H+的氧化性弱,故铁与盐酸反应时,Fe只能被氧化为Fe2+,A错误;B项是化学方程式,不是离子方程式,FeCl2中Cl-实际不参加反应,应删去;C项中电荷不守恒。
?探究一探究二探究三素养脉络随堂检测 “Fe、Fe2+、Fe3+”的三角转化关系
问题探究
1.【实验探究】探究一探究二探究三素养脉络随堂检测2.Fe(OH)3、FeCl3、FeCl2是否都可由化合反应得到?请写出可能的化学方程式。
提示它们均可由化合反应得到,反应的化学方程式为3.如何除去FeCl3溶液中混有的FeCl2?如何除去FeCl2溶液中混有的FeCl3?
提示通入Cl2;加入铁粉。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测 深化拓展
1.“铁三角”转化关系探究一探究二探究三素养脉络随堂检测探究一探究二探究三素养脉络随堂检测2.含铁物质的分离与除杂 探究一探究二探究三素养脉络随堂检测素能应用
典例1已知有以下物质相互转化:试回答:
(1)B的化学式为 ,D的化学式为 。?
(2)写出由E转变成F的化学方程式: 。?
(3)常用 检验G中的阳离子,其现象为 。?
(4)向G溶液加入A的有关反应的离子方程式为 。?探究一探究二探究三素养脉络随堂检测答案(1)FeCl2 KCl
(2)4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
(3)KSCN溶液 棕黄色溶液变为红色溶液
(4)2Fe3++Fe=3Fe2+
解析根据流程图,推知D溶液为KCl溶液,H为AgCl,E为Fe(OH)2,F为Fe(OH)3,G为FeCl3,然后根据图中物质间的转化关系,推知A为Fe,B为FeCl2,C为KOH。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测变式训练1-1欲除去FeSO4溶液中含有的CuSO4和Fe2(SO4)3等少量杂质,应选用的试剂是( )
A.氨水 B.铝粉
C.铁粉 D.NaOH溶液
答案C
解析加入铁粉后,Cu2++Fe=Cu+Fe2+,2Fe3++Fe=3Fe2+,然后将过量的铁粉及Cu过滤即可。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测变式训练1-2按下图要求写出下列三个反应的化学方程式,属于离子反应的只写出离子方程式。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测答案(1)Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O
(2)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
(3)Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
解析此题从反应转化过程来看,唯一能作为解题突破口的是红褐色固体F。结合题意不妨设F即为Fe(OH)3固体。由题可知,A在不同条件下反应能得到C和D,而由A经反应得到的B在同一反应中能产生C和D,C应为低价态,C经反应得到E,而E经O2氧化可得F[Fe(OH)3]。由此可判断E为Fe(OH)2,则C含Fe2+,所以D含Fe3+,而B则应是Fe3O4,A是Fe。把推断的结论进行验证,符合题意。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测Fe2+、Fe3+的检验方法
问题探究
1.含有Fe2+、Fe3+的溶液分别呈什么颜色?
提示浅绿色;棕黄色。
2.向FeCl2溶液、FeCl3溶液中分别滴加NaOH溶液,各有什么现象?
提示向FeCl2溶液中加入NaOH溶液,会看到有白色沉淀生成,且白色沉淀迅速变为灰绿色,过一段时间后还会有红褐色物质生成。而向FeCl3溶液中滴加NaOH溶液,可直接看到有红褐色沉淀生成。
3.如何设计实验证明某溶液中含有Fe2+?
提示加入KSCN溶液,不变色,再通入氯气,溶液呈红色。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测 深化拓展
Fe2+、Fe3+的检验
(1)直接观察颜色(2)利用氢氧化物沉淀的颜色 (3)利用显色反应 探究一探究二探究三素养脉络随堂检测(4)利用Fe2+的还原性 (5)利用Fe3+的氧化性 【特别提醒】1.Fe3+与SCN-作用时,生成红色溶液,而不是红色沉淀。
2.当Fe2+和Fe3+共存时,检验Fe2+时需用酸性KMnO4溶液。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测 素能应用
典例2下列离子的检验方法合理的是( )
A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色,说明不含Fe2+
B.向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液变红色,说明原溶液中含有Fe2+
C.向某溶液中加入NaOH溶液,得到红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3+
D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又观察到颜色逐渐变为红褐色,说明溶液中含有Fe2+,不含有Mg2+
答案C
解析A项说明含Fe3+,但不能说明是否含Fe2+;B项说明通入Cl2后溶液中含有Fe3+,不能说明原溶液中是否含有Fe2+;D项,因为Mg(OH)2为白色沉淀,Fe(OH)2转化为Fe(OH)3时的颜色变化会掩盖其他白色沉淀的现象,所以当溶液中含有Mg2+时,会出现同样的题述现象,故D项不能说明溶液中是否含Mg2+。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测变式训练2证明某溶液中只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是( )
A.先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后显红色
B.只需滴加KSCN溶液
C.先滴加KSCN溶液,不显红色,再滴加氯水后显红色
D.滴加酸性高锰酸钾溶液后溶液褪色
答案C
解析如果直接加KSCN溶液,不变红色,只能证明不含有Fe3+,不能证明含有Fe2+;先加氯水,再加KSCN溶液后显红色,只能证明加氯水后溶液中含有Fe3+,至于加氯水前是否有Fe3+是无法确定的,A项、B项错误;先滴加KSCN溶液,不显红色,证明不含有Fe3+,再滴加氯水后显红色,证明加氯水后溶液中含有Fe3+,所以原溶液中含Fe2+,C项正确;滴加酸性高锰酸钾溶液后溶液褪色,说明原溶液中含Fe2+,不能证明滴加酸性高锰酸钾之前溶液不含有Fe3+,D项错误。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测Fe(OH)3和Fe(OH)2的实验室制备方法
问题探究
【实验探究】在两支试管里分别加入少量的FeCl3和新制FeSO4溶液,然后滴入NaOH溶液,观察并记录现象。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测思考探究下列问题:
1.两试管中有什么现象?久置于空气中又有什么现象?
提示甲中生成红褐色沉淀,久置不变色;乙中生成白色沉淀,且沉淀迅速变成灰绿色,过一段时间后有红褐色物质生成。
2.在制备Fe(OH)2时,为什么要用新制的FeSO4溶液并将吸有NaOH溶液的胶头滴管尖嘴插入液面以下?
提示用新制的FeSO4溶液是为了防止Fe2+被氧化成Fe3+;滴管尖嘴插入液面以下是为了防止生成的Fe(OH)2与O2接触而被氧化。
3.在实验中,若想长时间观察到生成的白色Fe(OH)2沉淀,除使用新制FeSO4溶液外,还应创造一个怎样的反应环境?
提示因为Fe(OH)2易被氧气氧化而发生颜色变化,故应尽可能创造无氧环境以防止Fe(OH)2被氧化。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测 深化拓展
制备Fe(OH)2的措施
(1)含Fe2+的溶液必须是新制的,并放入Fe粉,以防Fe2+被氧化成Fe3+。
(2)除去溶液中溶解的O2,其方法是加热煮沸NaOH溶液。
(3)长胶头滴管末端插入试管内的液面以下。
(4)在FeSO4溶液液面上加植物油或苯进行液封。
(5)在容器内充满H2等气体,保证无O2环境。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测 素能应用
典例3下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是( ) A.①② B.①③ C.②③ D.①②③ 探究一探究二探究三素养脉络随堂检测答案B
解析因为Fe(OH)2易被氧气氧化成Fe(OH)3,故要长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀,就要排除装置中的空气或氧气。装置①是先用H2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中液面上加植物油阻止了空气进入;②由于能接触到空气,故不能较长时间观察到白色沉淀。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测变式训练3下列关于氢氧化亚铁及其制备方法的叙述中,不正确的是 ( )
A.氢氧化亚铁易被空气氧化
B.氢氧化亚铁为灰绿色絮状沉淀
C.可利用如图所示装置制备氢氧化亚铁
D.实验中所用氢氧化钠溶液应预先煮沸探究一探究二探究三素养脉络随堂检测答案B
解析氢氧化亚铁(纯净的)是白色絮状沉淀,易被氧气氧化,B项错误;实验室可利用亚铁盐溶液与碱溶液反应制备氢氧化亚铁,例如用FeSO4溶液与NaOH溶液反应来制备Fe(OH)2,为了防止Fe(OH)2被溶解在溶液中的氧气氧化,所用氢氧化钠溶液应预先煮沸将氧气排出,然后利用题给装置制备Fe(OH)2,且滴加NaOH溶液的胶头滴管应插入FeSO4溶液中,当制得的Fe(OH)2部分被氧化时,沉淀呈灰绿色。故A、C、D三项均正确。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测探究一探究二探究三素养脉络随堂检测1.铁在一定条件下与O2、水蒸气反应的共同产物是( )
A.FeO B.Fe2O3 C.Fe3O4 D.Fe(OH)2
答案C
解析铁在氧气中点燃生成Fe3O4,与H2O(g)在高温下反应也生成Fe3O4。
2.下列有关说法不正确的是( )
A.Fe3O4为磁性氧化铁,其中铁的化合价为+2和+3
B.FeO、Fe2O3均为碱性氧化物,均与盐酸反应
C.Fe(OH)2不稳定,具有较强的氧化性
D.Fe(OH)3比Fe(OH)2稳定
答案C
解析Fe(OH)2具有较强的还原性,易被氧化。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测3.除去FeCl2溶液中少量的FeCl3,最好的方法是( )
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,最好的方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。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测4.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+
答案B
解析溶液中的Fe2+与加入的新制氯水发生反应2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,氧化性:Fe3+实验室检验Fe3+,除了可以用碱外,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-发生反应使溶液变红色。
