2.3.3 探究铁及其化合物的氧化性和还原性（鲁科版必修1）
文档属性
| 名称 | 2.3.3 探究铁及其化合物的氧化性和还原性（鲁科版必修1） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 985.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2012-04-25 15:48:13 | ||
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文档简介
(共41张PPT)
第3课时 探究铁及其化合物的
氧化性和还原性
一、铁元素的存在
1．含量
铁元素在地壳中的含量仅次于___________三种 元素。
氧、硅、铝
2．存在形态
(1)游离态：存在于_____中。
(2)化合态：主要以________价铁的化合物存在。 如黄铁矿：_____、赤铁矿：_______、磁铁矿： ______、菱铁矿：_______等。
陨铁
＋2、＋3
FeS2
Fe2O3
Fe3O4
FeCO3
二、铁及其化合物的氧化性或还原性
1．预测与假设
(1)只有氧化性的微粒：Fe3＋(填“Fe3＋”、 “Fe2＋”或“Fe”，下同)。
(2)只有还原性的微粒：___。
(3)既有氧化性又有还原性的微粒：____。
Fe
Fe2＋
2．实验方案
(1)证明____只有氧化性，需加入还原剂，如 ___________等。
(2)证明____只有还原性，需加入氧化剂，如 _____________等。
(3)证明Fe2＋有氧化性，需加入还原剂，如___； 证明其有还原性，需加入氧化剂，如_________ _____等。
3．实验步骤、实验现象
(1)Fe3＋的性质探究
Fe3＋
锌、铁、铜
Fe
氯水、稀硝酸
锌
氯水、稀
硝酸
(2)Fe2＋的性质探究
[开放探究] (1)如何检验Fe3＋？(回答三种方法)
(2)如何检验Fe2＋？(回答三种方法)
提示： (1)①观察法：Fe3＋的盐溶液呈棕黄色。
②加SCN－法：滴入KSCN或其他可溶性硫氰化 物溶液，若溶液呈红色，则证明原溶液中含有 Fe3＋。
③加碱液法：加入碱液(如NaOH溶液、氨水等)，若生成红褐色沉淀，则证明原溶液中含有Fe3＋。
(2)①溶液呈浅绿色可能含Fe2＋
②滴加NaOH溶液，生成白色絮状沉淀，该沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，说明有Fe2＋，化学方程式为Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓；4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
③滴加KSCN溶液，无明显现象，再加入新制氯水，溶液立即变为红色，则说明有Fe2＋存在
1．将铁片放入下列各溶液中，反应后溶液质量增加，但无气体产生的是( )
A．CuCl2溶液 B．AgNO3溶液
C．Fe2(SO4)3溶液 D．稀硫酸
解析： Fe能从CuCl2、AgNO3溶液中分别置换出Cu和Ag，而使溶液质量减轻；Fe与稀H2SO4反应后溶液质量增加，但有气体产生；Fe＋Fe2(SO4)3===3FeSO4，溶液质量增加，且无气体产生。
答案： C
2．将下列物质溶于盐酸，滴加KSCN溶液颜色变红色的是( )
A．Fe B．Fe2O3
C．FeO D．FeSO4
解析： Fe2O3与盐酸反应生成Fe3＋，Fe3＋与SCN－反应使溶液显红色。
答案： B
3．下列物质能将Fe2＋氧化为Fe3＋，且能使单质Fe由0价变为＋3价的是( )
A．氢气 B．氯气
C．浓盐酸 D．稀硫酸
答案： B
一、铁及其化合物的性质
1．铁
2．氧化物
FeO Fe2O3 Fe3O4
俗名 —— 铁红 磁性氧化铁
颜色、状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体
水溶性 难溶 难溶 难溶
化合价 ＋2 ＋3 ＋2、＋3
下列叙述正确的是( )
①铁能被磁铁吸引，但纯铁易被腐蚀 ②在人体内的血红蛋白中含铁元素 ③Fe在纯氧中燃烧可得Fe2O3 ④Fe2O3不可与水反应得Fe(OH)3，所以不能通过化合反应制Fe(OH)3
⑤Fe(OH)2在空气中加热，可得FeO
A．② B．②④
C．②③④⑤ D．①②⑤
答案： B
二、Fe、Fe2＋、Fe3＋间的转化
1．转化示例
(2)FeFe3＋ 2Fe＋3Cl22FeCl3
3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2
(3)Fe2＋Fe3＋ 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
在FeCl3和CuCl2混合液中，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＋
思路点拨： 解答本题应抓住以下关键要点：
(1)Fe3＋、Cu2＋均与Fe反应
(2)铁粉过量时Fe3＋、Cu2＋均完全反应
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。
答案： A
若例2中FeCl3、CuCl2均为1 mol，当加入铁粉0.4 mol充分反应后，溶液中的金属阳离子有__________。
解析： 由于氧化性Fe3＋>Cu2＋，加入铁粉后可认为Fe3＋先发生反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Fe3＋完全反应需n(Fe)＝0.5 mol，由于加入n(Fe)＝0.4 mol<0.5 mol，所以Fe3＋未完全反应，此时Cu2＋尚未减少，故充分反应后溶液中存在Fe3＋、Cu2＋和Fe2＋三种金属离子。
答案： Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋
1．(2011·佛山高一质检)下列化合物不能通过化合反应获得的是( )
A．FeCl2 B．FeCl3
C．Fe(OH)3 D．Fe2(SO4)3
答案： D
2．为了防止氯化亚铁溶液久置被氧化变质，常在其溶液中加入( )
A．铁粉 B．铜粉
C．氯化铁 D．盐酸
解析： Fe2＋具有较强的还原性，易被空气中的O2氧化成Fe3＋，而Fe3＋具有较强的氧化性，故应放入铁粉：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，C、D两项错误，而铜粉可与Fe3＋反应：2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋，引进了杂质Cu2＋，故B项错误。
答案： A
3．有A、B、C三种溶液，各含有Fe3＋、Cu2＋、Ag＋中的一种。向A中加入适量铁粉，有红色固体析出，再加入C溶液，红色物质溶解，但无新固体物质析出，则A、B、C中依次含有
( )
A．Fe3＋、Cu2＋、Ag＋
B．Cu2＋、Ag＋、Fe3＋
C．Ag＋、Fe3＋、Cu2＋
D．Cu2＋、Fe3＋、Ag＋
解析：红色固体为Cu，故A溶液中含有Cu2＋；使Cu溶解但无新固体物质析出，则加入的C溶液中含有Fe3＋而非Ag＋，故选B项。
答案：B
4．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KMnO4溶液 ③加入少量NH4SCN溶液
A．①③ B．③②
C．③① D．①②③
解析：加入NH4SCN溶液，溶液不变色，证明无Fe3＋，再加氯水，如有Fe2＋，则可被氧化为Fe3＋，使溶液变红色。KMnO4也能氧化Fe2＋，但KMnO4本身为紫色，使Fe3＋和NH4SCN反应显色不易观察。
答案： C
5．A、B、C为3种单质(其中A为固体，B、C为气体)，D的饱和溶液滴入沸水中继续煮沸，溶液呈红褐色，B、C反应的产物易溶于水得到无色溶液E。它们之间的转化关系如下图：
请填写下列空白：
(1)物质A是________，B是________，C是________。
(2)F中加入NaOH溶液，并在空气中放置的化学方程式是_____________________________
______________________________________。
解析： 由“D的饱和溶液滴入沸水中继续煮沸，溶液呈红褐色”这一信息可判断，D为FeCl3；以此为突破口，加之“其中A为固体，B为气体”的信息推出A、B分别为Fe、Cl2；再根据“B、C反应的产物易溶于水得到无色溶液E”这一信息，不难推出C为H2。
答案： (1)Fe Cl2 H2 (2)FeCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
第3课时 探究铁及其化合物的
氧化性和还原性
一、铁元素的存在
1．含量
铁元素在地壳中的含量仅次于___________三种 元素。
氧、硅、铝
2．存在形态
(1)游离态：存在于_____中。
(2)化合态：主要以________价铁的化合物存在。 如黄铁矿：_____、赤铁矿：_______、磁铁矿： ______、菱铁矿：_______等。
陨铁
＋2、＋3
FeS2
Fe2O3
Fe3O4
FeCO3
二、铁及其化合物的氧化性或还原性
1．预测与假设
(1)只有氧化性的微粒：Fe3＋(填“Fe3＋”、 “Fe2＋”或“Fe”，下同)。
(2)只有还原性的微粒：___。
(3)既有氧化性又有还原性的微粒：____。
Fe
Fe2＋
2．实验方案
(1)证明____只有氧化性，需加入还原剂，如 ___________等。
(2)证明____只有还原性，需加入氧化剂，如 _____________等。
(3)证明Fe2＋有氧化性，需加入还原剂，如___； 证明其有还原性，需加入氧化剂，如_________ _____等。
3．实验步骤、实验现象
(1)Fe3＋的性质探究
Fe3＋
锌、铁、铜
Fe
氯水、稀硝酸
锌
氯水、稀
硝酸
(2)Fe2＋的性质探究
[开放探究] (1)如何检验Fe3＋？(回答三种方法)
(2)如何检验Fe2＋？(回答三种方法)
提示： (1)①观察法：Fe3＋的盐溶液呈棕黄色。
②加SCN－法：滴入KSCN或其他可溶性硫氰化 物溶液，若溶液呈红色，则证明原溶液中含有 Fe3＋。
③加碱液法：加入碱液(如NaOH溶液、氨水等)，若生成红褐色沉淀，则证明原溶液中含有Fe3＋。
(2)①溶液呈浅绿色可能含Fe2＋
②滴加NaOH溶液，生成白色絮状沉淀，该沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，说明有Fe2＋，化学方程式为Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓；4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
③滴加KSCN溶液，无明显现象，再加入新制氯水，溶液立即变为红色，则说明有Fe2＋存在
1．将铁片放入下列各溶液中，反应后溶液质量增加，但无气体产生的是( )
A．CuCl2溶液 B．AgNO3溶液
C．Fe2(SO4)3溶液 D．稀硫酸
解析： Fe能从CuCl2、AgNO3溶液中分别置换出Cu和Ag，而使溶液质量减轻；Fe与稀H2SO4反应后溶液质量增加，但有气体产生；Fe＋Fe2(SO4)3===3FeSO4，溶液质量增加，且无气体产生。
答案： C
2．将下列物质溶于盐酸，滴加KSCN溶液颜色变红色的是( )
A．Fe B．Fe2O3
C．FeO D．FeSO4
解析： Fe2O3与盐酸反应生成Fe3＋，Fe3＋与SCN－反应使溶液显红色。
答案： B
3．下列物质能将Fe2＋氧化为Fe3＋，且能使单质Fe由0价变为＋3价的是( )
A．氢气 B．氯气
C．浓盐酸 D．稀硫酸
答案： B
一、铁及其化合物的性质
1．铁
2．氧化物
FeO Fe2O3 Fe3O4
俗名 —— 铁红 磁性氧化铁
颜色、状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体
水溶性 难溶 难溶 难溶
化合价 ＋2 ＋3 ＋2、＋3
下列叙述正确的是( )
①铁能被磁铁吸引，但纯铁易被腐蚀 ②在人体内的血红蛋白中含铁元素 ③Fe在纯氧中燃烧可得Fe2O3 ④Fe2O3不可与水反应得Fe(OH)3，所以不能通过化合反应制Fe(OH)3
⑤Fe(OH)2在空气中加热，可得FeO
A．② B．②④
C．②③④⑤ D．①②⑤
答案： B
二、Fe、Fe2＋、Fe3＋间的转化
1．转化示例
(2)FeFe3＋ 2Fe＋3Cl22FeCl3
3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2
(3)Fe2＋Fe3＋ 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
在FeCl3和CuCl2混合液中，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＋
思路点拨： 解答本题应抓住以下关键要点：
(1)Fe3＋、Cu2＋均与Fe反应
(2)铁粉过量时Fe3＋、Cu2＋均完全反应
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。
答案： A
若例2中FeCl3、CuCl2均为1 mol，当加入铁粉0.4 mol充分反应后，溶液中的金属阳离子有__________。
解析： 由于氧化性Fe3＋>Cu2＋，加入铁粉后可认为Fe3＋先发生反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Fe3＋完全反应需n(Fe)＝0.5 mol，由于加入n(Fe)＝0.4 mol<0.5 mol，所以Fe3＋未完全反应，此时Cu2＋尚未减少，故充分反应后溶液中存在Fe3＋、Cu2＋和Fe2＋三种金属离子。
答案： Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋
1．(2011·佛山高一质检)下列化合物不能通过化合反应获得的是( )
A．FeCl2 B．FeCl3
C．Fe(OH)3 D．Fe2(SO4)3
答案： D
2．为了防止氯化亚铁溶液久置被氧化变质，常在其溶液中加入( )
A．铁粉 B．铜粉
C．氯化铁 D．盐酸
解析： Fe2＋具有较强的还原性，易被空气中的O2氧化成Fe3＋，而Fe3＋具有较强的氧化性，故应放入铁粉：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，C、D两项错误，而铜粉可与Fe3＋反应：2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋，引进了杂质Cu2＋，故B项错误。
答案： A
3．有A、B、C三种溶液，各含有Fe3＋、Cu2＋、Ag＋中的一种。向A中加入适量铁粉，有红色固体析出，再加入C溶液，红色物质溶解，但无新固体物质析出，则A、B、C中依次含有
( )
A．Fe3＋、Cu2＋、Ag＋
B．Cu2＋、Ag＋、Fe3＋
C．Ag＋、Fe3＋、Cu2＋
D．Cu2＋、Fe3＋、Ag＋
解析：红色固体为Cu，故A溶液中含有Cu2＋；使Cu溶解但无新固体物质析出，则加入的C溶液中含有Fe3＋而非Ag＋，故选B项。
答案：B
4．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KMnO4溶液 ③加入少量NH4SCN溶液
A．①③ B．③②
C．③① D．①②③
解析：加入NH4SCN溶液，溶液不变色，证明无Fe3＋，再加氯水，如有Fe2＋，则可被氧化为Fe3＋，使溶液变红色。KMnO4也能氧化Fe2＋，但KMnO4本身为紫色，使Fe3＋和NH4SCN反应显色不易观察。
答案： C
5．A、B、C为3种单质(其中A为固体，B、C为气体)，D的饱和溶液滴入沸水中继续煮沸，溶液呈红褐色，B、C反应的产物易溶于水得到无色溶液E。它们之间的转化关系如下图：
请填写下列空白：
(1)物质A是________，B是________，C是________。
(2)F中加入NaOH溶液，并在空气中放置的化学方程式是_____________________________
______________________________________。
解析： 由“D的饱和溶液滴入沸水中继续煮沸，溶液呈红褐色”这一信息可判断，D为FeCl3；以此为突破口，加之“其中A为固体，B为气体”的信息推出A、B分别为Fe、Cl2；再根据“B、C反应的产物易溶于水得到无色溶液E”这一信息，不难推出C为H2。
答案： (1)Fe Cl2 H2 (2)FeCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3