专题9
金属和人类文明
第二单元 探究铁及其化合物的转化
第1课时 反应的合理选择
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1、依据化合价理论，结合实验探究，掌握Fe、Fe2＋、Fe3＋相互转化的途径。
2、通过实验探究学会Fe2＋、Fe3＋的检验方法，提升实验探究能力与创新意识。
知识解读
知识点一
、的相互转化与检验
1．铁元素的存在
铁在自然界中可以以单质形态(主要存在于陨石中)存在，但主要以＋2价和＋3价化合物的形态存在，地壳中含量居第四位，仅次于氧、硅和铝。
2．Fe2＋、Fe3＋的检验
Fe2＋
Fe3＋
溶液的颜色
浅绿色
棕黄色
滴加KSCN溶液
无明显现象
溶液变血红色
反应原理
不反应
Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
结论
利用含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN溶液变成血红色，检验Fe3＋的存在
3.Fe2＋、Fe3＋相互转化的实验探究
实验操作
实验现象
先滴加KSCN溶液，溶液变血红色再加适量铁粉后，血红色褪去
先滴加KSCN溶液后没有变化，再滴加新制氯水，溶液变成血红色
离子方程式
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
实验结论
Fe3＋Fe2＋
重点归纳
(1)检验溶液含有Fe2＋、不含Fe3＋的步骤
待测液不变色血红色。
(2)Fe2＋和Fe3＋的混合溶液中检验Fe2＋的方法
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＋有干扰)。
知识点二
铁单质与、之间的相互转化关系
1．Fe只具有还原性。可被弱氧化剂(H＋、S等)和Fe3＋氧化成Fe2＋，被强氧化剂(Cl2等)氧化成Fe3＋。举例：
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；
2Fe＋3Cl22FeCl3。
2．Fe2＋既有氧化性又有还原性。可被强氧化剂[Cl2、KMnO4(H＋)、空气中的O2、H2O2等]氧化为Fe3＋；可被还原剂(CO、C等)还原为Fe。举例：
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O；
FeO＋COFe＋CO2。
3．Fe3＋只具有氧化性，可被弱还原剂(Cu等)和Fe还原为Fe2＋，被强还原剂(Al、Zn、CO等)还原为Fe。举例：
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。
重点归纳
铁单质、Fe2＋和Fe3＋的性质
(1)Fe有变价，所以反应后的产物与氧化剂的强弱及反应条件有关。
(2)Fe2＋Fe3＋
(3)Fe3＋Fe2＋。
随堂演练
1.某同学设计如图所示实验，探究Fe与稀硝酸、稀硫酸的反应。实验过程中发现①、③中产生的气体在试管口处变为红棕色。
下列说法正确的是(???
)
A.?②中大量存在的离子有Fe2+、
、H+??????????B.?①、③产生气体的组成可能不同
C.?③溶液中一定既含有Fe2+
，
又含有Fe3+???????????D.?实验结论：稀硫酸的氧化性大于稀硝酸
2.已知A为常见的金属单质，根据如图所示的关系，下列叙述中正确的是（
??）
A.?A为Fe，B为FeO????????????????????????????????????B.?
溶液的颜色变化：浅绿色
棕黄色
C.?⑤的离子方程式：
????D.?④的离子方程式：
3.下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是(???
)
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
判断
A
Na2CO3可用于治疗胃酸过多
Na2CO3可与盐酸反应
Ⅰ对，Ⅱ对，有
B
铁和水蒸气反应生成红棕色的物质
铁和水蒸气反应生成Fe2O3
Ⅰ对，Ⅱ对，有
C
金属钠具有强还原性
高压钠灯发出透光性强的黄光
Ⅰ对，Ⅱ错，无
D
过氧化钠可为航天员供氧
Na2O2能与CO2和H2O反应生成O2
Ⅰ对，Ⅱ对，有
A.?A??
?????????????????????????????????????????B.?B??
?????????????????????????????????????????C.?C??
?????????????????????????????????????????D.?D
4.某同学设计如下装置进行铁与水反应的实验，虚线框处的装置用来检验生成的气体。下列说法正确的是（已知：Fe
+
2Fe3+
=
3Fe2+）（
??）
A.?实验后，装置B中生成红棕色固体
B.?虚线框C处应该选择装置甲
C.?实验时将螺旋状铜丝加热变黑后再趁热迅速伸入试管中，可观察到铜丝由黑变红
D.?实验后，将装置B中的固体溶于足量稀硫酸，所得溶液中一定含有Fe3+
5.向含
0.2
mol
FeCl2
的溶液中加入足量
NaOH
溶液，反应完全后过滤，洗涤，然后在坩埚中灼烧至质量不再发生改变，得到固体的质量为(???
)
A.?14.4g????????????????????????????????????B.?16g????????????????????????????????????C.?18g????????????????????????????????????D.?21.4g
6.以物质的类别为横坐标，化合价为纵坐标绘制的图象叫价类图。如图是铁的价类图，Y物质为（
??）
A.?FeO?????????????????????????????????B.?Fe(OH)2?????????????????????????????????C.?Fe3O4?????????????????????????????????D.?FeSO4
7.现有金属单质A,B,C和气体甲、丙以及物质D,E,F,G,H，它们之间的相互转化关系如图所示(图中有些反应的生成物和反应的条件没有标出)。
①金属C的名称________
②气体丙的分子式________
③写出下列反应的化学方程式：反应①________；反应⑥________
。
8.FeCl2广泛应用于织物印染，医药，冶金和照相等行业。某实验小组设计如下装置利用H2和
FeCl3制备
FeCl2
，
从左侧缓缓通入H2。
已知有关物质的性质如下：
FeCl3
FeCl2
Fe
熔点/℃
升华，易水解
672
1538
沸点/℃
1023
2750
（1）浓硫酸在实验中有两个作用：
①除去水，使得通入的氢气干燥。②________。
（2）球形干燥管中盛放的物质为：________。
（3）实验过程中，探究电炉温度(T)对产物的影响。
①当温度T为300℃时，加热一段时间后发现石英管内几乎没有固体剩余，请指出出现该现象可能的原因：________。
②当温度T为
330℃时，加热后石英管内有固体剩余，取少量固体于试管中并加入稀盐酸，全部溶解且无气泡，对固体成分进行猜测并设计实验验证。
猜测1：只有
FeCl2；猜测2：
含有FeCl2和
FeCl3；猜测3：
只有FeCl3
实验方案：
实验步骤
操作
现象
第一步
取溶液2mL于试管中，加入KSCN
现象一
第二步
另取溶液2mL于试管中，加入
现象二
第二步加入的物质为：________。
实验结论：现象一为________，现象二为________。则猜测1
成立。
③当温度T为350℃时，加热后石英管内有固体剩余，取少量固体于试管中并加入稀盐酸，固体溶解的同时有少量气泡产生，写出加热过程中发生的副反应的化学方程式：________。
（4）三次实验中，广口瓶中都可以收集到大量固体，则其成分主要为________。
答案解析
1.【答案】
B
【解析】A.铁片剩余，说明全部转化为亚铁离子，根据③现象，说明硝酸根剩余，氢离子没有剩余，故A
不符合题意
B.①气体可能是一氧化氮③中可能是一氧化氮和氢气，故B符合题意
C.③中没有铁片剩余，可能含有三价铁离子和二价铁离子，故C不符合题意
D.
实验结论：稀硫酸的氧化性小于稀硝酸，故D不符合题意
故答案为：B
2.【答案】
B
【解析】A．由上述分析可知，A为Fe，B为Fe3O4
，
故A项叙述不符合题意；
B．C→D是FeCl2溶液转化为FeCl3溶液，溶液颜色由浅绿色→棕黄色，故B项叙述符合题意；
C．⑤反应可通过FeCl3溶液与Fe反应实现，该反应离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+
，
故C项叙述不符合题意；
D．④反应是FeCl2转化为FeCl3
，
可通过通入Cl2实现，反应离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
，
故D项叙述不符合题意；
综上所述，叙述正确的是B项，
故答案为B。
3.【答案】
D
【解析】A．碳酸钠能够与盐酸反应，但是碳酸钠碱性较强，具有腐蚀性，不能用于治疗胃酸过多，陈述Ⅰ不符合题意，A项不符合题意；
B．Fe与水蒸气反应生成黑色固体Fe3O4
，
陈述Ⅰ和Ⅱ均不符合题意，B项不符合题意；
C．钠的焰色为黄色，透雾性强，高压钠灯发出透雾能力强的黄光，与钠的还原性无关，二者无因果关系，C项不符合题意；
D．过氧化钠与水、二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，所以可为航天员供氧，陈述Ⅰ、Ⅱ的符合题意，且有因果关系，D项符合题意；
故答案为：D。
4.【答案】
C
【解析】A.
实验后，装置B中生成黑色的四氧化三铁固体，A不符合题意；
B.
虚线框C处为验证生成的为氢气，其密度小于空气，应该选择装置乙，B不符合题意；
C.
实验时将螺旋状铜丝加热变黑后再趁热迅速伸入试管中，生成的氢气可与氧化铜反应生成单质铜，则可观察到铜丝由黑变红，C符合题意；
D.
实验后，将装置B中的固体溶足量稀硫酸，所得溶液中可能含有Fe3+
，
若铁粉过量时可能不含有Fe3+
，
D不符合题意；
故答案为C。
5.【答案】
B
【解析】向氯化亚铁中加入足量的NaOH溶液，使Fe2+完全沉淀，得到氢氧化亚铁和氯化钠，过滤后将沉淀加热灼烧至质量不再发生变化，因Fe(OH)2容易被氧化成Fe(OH)3
，
因此，最终得到是固体为Fe2O3
，
根据原子守恒的n(Fe2O3)=0.1mol，故m(Fe2O3)=n·M=0.1mol×160g/mol=16g，
故答案为：B。
6.【答案】
B
【解析】Y处表示的物质属于碱,含有氢氧根,氢氧根显-1价，铁元素的化合价为+2价，二者组成的化合物是氢氧化亚铁，化学式为Fe(OH)2。
7.【答案】
铁；HCl；2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑；3NaOH＋FeCl3＝Fe(OH)3↓＋3NaCl
【解析】金属A的焰色为黄色，即金属A为Na，Na与H2O反应，2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，气体甲为H2
，
物质D为NaOH，金属B能与NaOH反应生成H2
，
则金属B为Al，气体甲与Cl2反应生成HCl，溶于水后生成盐酸，沉淀H为红褐色，H为Fe(OH)3
，
物质G中含有Fe3＋
，
氯气表现强氧化性，将Fe2＋氧化成Fe3＋
，
则物质F中含有Fe2＋
，
即金属C为Fe，①根据上述分析，金属C为Fe；答案为铁；②气体丙为HCl；答案为HCl；③反应①的化学方程式为2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑；反应⑥发生FeCl3＋3NaOH=Fe(OH)3↓＋2NaCl；
答案为2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑；FeCl3＋3NaOH=Fe(OH)3↓＋2NaCl。
8.【答案】
（1）观察氢气的流速
（2）碱石灰
（3）当温度为300℃时，FeCl3
升华并被氢气流吹离石英管；铁氰化钾(K3Fe(CN)6亦可)；溶液无明显变化；有蓝色沉淀生成；2FeCl3+3H2
2Fe+
6HCl
（4）FeCl3
或三氯化铁
【解析】(1)浓硫酸在实验中有两个作用：①除去水，使得通入的氢气干燥。②观察氢气的流速，便于控制氢气的速率；故答案为：观察氢气的流速。
?
(2)球形干燥管中盛放的物质为：碱石灰，主要用于除掉尾气HCl和防止空气中水蒸气进入；故答案为：碱石灰。
(3)①当温度T为300℃时，加热一段时间后发现石英管内几乎没有固体剩余，由于FeCl3易升华，因此出现该现象可能的原因：当温度为
300℃时，FeCl3
升华并被氢气流吹离石英管；故答案为：当温度为
300℃时，FeCl3
升华并被氢气流吹离石英管。
②实验方案主要是检验溶液中是否含有亚铁离子和铁离子，一般用KSCN检验铁离子，用铁氰化钾检验亚铁离子，因此第二步加入的物质为几滴铁氰化钾溶液，现象一为溶液不变色，现象二为有蓝色沉淀，则说明猜想1成立；故答案为：铁氰化钾溶液；溶液无明显变化；有蓝色沉淀生成。
③根据题意，取少量固体于试管中并加入稀盐酸，固体溶解的同时有少量气泡产生，说明有铁生成，其加热过程中发生的副反应的化学方程式：2FeCl3+3H2
2Fe+
6HCl；故答案为：2FeCl3+3H2
2Fe+
6HCl。
(4)由于FeCl3易升华，FeCl2熔点是672℃，因此广口瓶中都可以收集到大量固体主要成份为FeCl3；故答案为：FeCl3
或三氯化铁。(共18张PPT)
化学
第一课时
反应的合理选择
专题9
第二单元
必修第二册
学习目标
1、依据化合价理论，结合实验探究，掌握、、相互转化的途径。
2、通过实验探究学会、的检验方法，提升实验探究能力与创新意识。
知识解读
知识点一
、的相互转化与检验
1．铁元素的存在
铁在自然界中可以以单质形态(主要存在于陨石中)存在，但主要以＋2价和＋3价化合物的形态存在，地壳中含量居第四位，仅次于氧、硅和铝。
知识解读
2．Fe2＋、Fe3＋的检验
?
Fe2＋
Fe3＋
溶液的颜色
浅绿色
棕黄色
滴加KSCN溶液
无明显现象
溶液变血红色
反应原理
不反应
Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
结论
利用含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN溶液变成血红色，检验Fe3＋的存在
知识解读
典型例题
典型例题
知识解读
知识点二
铁单质与、之间的相互转化关系
知识解读
知识解读
典型例题
典型例题
典型例题
典型例题
典型例题
归纳总结
重点归纳一
归纳总结
重点归纳二
铁单质、、的性质
化学
THANK
YOU
苏教版
必修第二册
高一化学课件
专题九
