高一化學(xué)人教版學(xué)案第三章第一節(jié)第3課時利用“價態(tài)二維圖”認(rèn)識鐵及其化合物的關(guān)系（提升課時）

第3課時利用“價態(tài)二維圖”認(rèn)識鐵及其化合物的關(guān)系(提升課時)鐵及其化合物的關(guān)系1．鐵及其化合物的“價—類”二維圖：2．鐵及其化合物之間的主要轉(zhuǎn)化關(guān)系：3．從物質(zhì)分類的角度理解鐵及其化合物的性質(zhì)(1)Fe2O3、FeO都是堿性氧化物，能與酸反應(yīng)生成鹽和水。Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O；FeO＋2H＋=H2O＋Fe2＋。(2)FeSO4和FeCl3都屬于鹽類，能和堿反應(yīng)生成Fe(OH)2及Fe(OH)3。Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓；Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓。(3)Fe(OH)2和Fe(OH)3均屬于堿，能與酸反應(yīng)生成鹽和水。Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2O；Fe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O。4．從化合價的角度理解鐵及其化合物的氧化性和還原性：(1)Fe單質(zhì)中鐵元素化合價為0價，僅具有還原性Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋CuFe＋2H＋=H2↑＋Fe2＋2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(△))2FeCl33Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe3O4＋4H2(2)Fe2O3中的鐵元素為高價態(tài)，具有氧化性，因而可用還原劑將其還原為鐵單質(zhì)。例：3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2。(3)Fe2＋化合價可以升高到＋3價，表現(xiàn)為還原性，也可以降低到0價，表現(xiàn)為氧化性。(4)Fe3＋是鐵元素的高價態(tài)，可以被還原劑還原為＋2或0價，具有氧化性。(5)Fe(OH)2具有還原性，能被氧化為Fe(OH)3：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3?！镜淅咳鐖D為鐵及其化合物的“價－類”二維圖。(1)填寫二維圖缺失的類別①______________和化學(xué)式②____________。(2)某同學(xué)利用以下試劑研究FeCl3性質(zhì)，進(jìn)行了如下預(yù)測：①Cl2②Fe③NaOH④H2SO4⑤AgNO3從物質(zhì)類別上看，F(xiàn)eCl3屬于________，可能與_______發(fā)生反應(yīng)(填序號)；從化合價角度看，F(xiàn)e3＋具有________性，可能與_________發(fā)生反應(yīng)(填序號)。(3)某工廠用FeCl3溶液腐蝕鍍有銅的絕緣板生產(chǎn)印刷電路，其化學(xué)原理為如下反應(yīng)：Cu＋2FeCl3=CuCl2＋2FeCl2①用單線橋表示電子轉(zhuǎn)移：________________________。②反應(yīng)中FeCl3作________劑，理由是____________________。③寫出該反應(yīng)的離子方程式____________________________?！窘馕觥?1)Fe為金屬單質(zhì)，則①為單質(zhì)；鐵的氫氧化物有Fe(OH)2和Fe(OH)3兩種，則②為Fe(OH)3；(2)從物質(zhì)類別上看，F(xiàn)eCl3屬于鹽，可能與氫氧化鈉和硝酸銀反應(yīng)；從化合價角度看，F(xiàn)e3＋化合價處于最高價態(tài)，具有氧化性，可發(fā)生還原反應(yīng)，可能與鐵發(fā)生反應(yīng)；(3)反應(yīng)Cu＋2FeCl3=CuCl2＋2FeCl2為氧化還原反應(yīng)，Cu失電子，化合價升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，作還原劑；Fe元素化合價由＋3價降低到＋2價，得電子，化合價降低，發(fā)生還原反應(yīng)，F(xiàn)eCl3作氧化劑，①用單線橋表示電子轉(zhuǎn)移為Cu＋2F2e－eCl3=CuCl2＋2FeCl2；②反應(yīng)中FeCl3中Fe元素化合價由＋3價降低到＋2價，得電子，化合價降低，發(fā)生還原反應(yīng)，作氧化劑；③反應(yīng)的離子方程式為Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋。答案：(1)單質(zhì)Fe(OH)3(2)鹽③⑤氧化②(3)①Cu＋2F2e－eCl3=CuCl2＋2FeCl2②氧化鐵元素的化合價由＋3價變?yōu)椋?價③Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋某工程師為了從上題(3)使用過的腐蝕廢液中回收銅，并獲得氯化鐵晶體，準(zhǔn)備采用下列步驟：①試劑a是__________(用化學(xué)式表示)；操作Ⅰ用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和____________。②上述流程中操作Ⅲ包括蒸發(fā)濃縮、__________、過濾、洗滌。提示：①要回收腐蝕廢液中的銅，需加入還原劑，且不能引入新的雜質(zhì)，故試劑a是鐵(Fe)；固液分離采用過濾操作，操作Ⅰ為過濾，用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和漏斗；②上述流程中操作Ⅲ為從溶液中得到晶體，操作包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌。答案：①Fe漏斗②冷卻結(jié)晶化合價和物質(zhì)類別是整理元素及化合物知識的兩個要素，可表示為“價—類”二維圖。鐵元素的“價—類”二維圖如圖所示，下列說法正確的是()A.工業(yè)上用CO還原Fe2O3煉鐵，該反應(yīng)為置換反應(yīng)B．Fe3O4中鐵元素為＋4價C．維生素C能將Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe2＋，該過程中維生素C作還原劑D．Fe(OH)2濁液露置于空氣中，由白色立即變?yōu)榧t褐色【解析】選C。用CO還原Fe2O3，反應(yīng)物中沒有單質(zhì)，故該反應(yīng)不是置換反應(yīng)，A項錯誤；Fe3O4中部分鐵元素顯＋3價，部分鐵元素顯＋2價，B項錯誤；維生素C將Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe2＋，使Fe元素發(fā)生還原反應(yīng)，維生素C表現(xiàn)出還原性，作還原劑，C項正確；Fe(OH)2濁液露置于空氣中易被空氣氧化，白色迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色，D項錯誤。1．某“鐵基脫氧劑”的主要成分是還原Fe粉，使用一段時間后部分Fe粉會變質(zhì)為Fe2O3。將一包使用過一段時間后的脫氧劑用稀鹽酸浸泡，浸泡過程中粉末表面有大量細(xì)小無色氣泡產(chǎn)生。(1)溶液中的反應(yīng)有：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑、Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O、___________________________________。(2)甲同學(xué)用如下方法驗證了溶液中Fe2＋的存在：取少量上層清液，加入某試劑X，出現(xiàn)白色沉淀，并很快變?yōu)榛揖G色，將沉淀傾倒在濾紙上，沉淀逐漸變?yōu)榧t褐色。試劑X為______________。濾紙上沉淀變化反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________。(3)乙同學(xué)另取少量上層溶液，滴加氯水后溶液呈棕黃色，再滴加KSCN溶液，溶液變紅。滴加氯水后溶液變棕黃的離子方程式為____________________。丙同學(xué)認(rèn)為Fe3＋不一定是由氯水反應(yīng)得到的，理由是____________________，改進(jìn)方案是____________________________________________?！窘馕觥?1)使用過一段時間的脫氧劑含F(xiàn)e和Fe2O3，用稀鹽酸浸泡發(fā)生的反應(yīng)有Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑、Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O、2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋；(2)白色沉淀很快變?yōu)榛揖G色，逐漸變?yōu)榧t褐色，是白色的Fe(OH)2被氧化成紅褐色的Fe(OH)3的過程，則試劑X為NaOH溶液或氨水等。濾紙上沉淀變化的反應(yīng)方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3；(3)據(jù)(1)中反應(yīng)可知，上層溶液中有Fe2＋、可能有Fe3＋，滴加氯水后溶液呈棕黃色的離子方程式為2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，再滴加KSCN溶液變紅，F(xiàn)e3＋可能是原溶液中的，也可能是由氯水和Fe2＋反應(yīng)生成的。若先滴加KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，后滴加氯水溶液變紅，則可證明Fe3＋是氯水氧化Fe2＋生成的。答案：(1)2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋(2)NaOH溶液(或氨水等)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3(3)2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－原上層溶液中可能含有Fe3＋先滴加KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，后滴加氯水，溶液變紅2．某同學(xué)為了檢驗家中的兩種補(bǔ)鐵藥(成分均為FeSO4)是否變質(zhì)，查閱了有關(guān)資料，得知SCN－、Fe2＋能被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色，并結(jié)合已學(xué)的知識設(shè)計了如下實驗；①將藥片除去糖衣研細(xì)后溶解、過濾。②取濾液分別加入兩支試管中，在一支試管中加入酸性KMnO4溶液，在另一支試管中加入KSCN溶液。請完成下列問題：(1)若滴入酸性KMnO4溶液后褪色，滴入KSCN溶液后不變紅，能得到什么結(jié)論？提示：補(bǔ)鐵藥沒有變質(zhì)。(2)若滴入酸性KMnO4溶液后不褪色，滴入KSCN溶液變紅，能得到什么結(jié)論？提示：補(bǔ)鐵藥完全變質(zhì)。(3)若滴入酸性KMnO4溶液后褪色，滴入KSCN溶液變紅，能得到什么結(jié)論？提示：補(bǔ)鐵藥部分變質(zhì)。(4)能不能將酸性KMnO4溶液和KSCN溶液滴入同一支試管中進(jìn)行驗證，為什么？提示：不能。酸性KMnO4溶液呈紫紅色，影響Fe3＋的檢驗；KSCN具有還原性，影響Fe2＋的檢驗?！爵斂瓢妗縋84【研究物質(zhì)性質(zhì)的兩個基本角度】在研究物質(zhì)的性質(zhì)時，可以從物質(zhì)類別、物質(zhì)所含核心元素的化合價這兩個基本角度預(yù)測物質(zhì)可能具有的性質(zhì)，并通過實驗進(jìn)行驗證?！爵斂瓢妗縋87【鐵及其化合物之間存在兩種轉(zhuǎn)化關(guān)系】含有相同價態(tài)鐵元素的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化，可借助復(fù)分解反應(yīng)等實現(xiàn)；含有不同價態(tài)鐵元素的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化，可借助氧化還原反應(yīng)實現(xiàn)。某化學(xué)興趣小組利用下列試劑：鐵粉、鋅粉、0.1mol·L－1FeCl3溶液、0.1mol·L－1FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水，探究Fe2＋、Fe3＋的氧化性、還原性，并利用實驗結(jié)論解決一些問題。(1)用所給試劑寫出體現(xiàn)Fe2＋具有還原性的反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________________________。(2)設(shè)計實驗方案，完成下列表格。探究內(nèi)容實驗方案實驗現(xiàn)象探究Fe3＋具有氧化性取少量0.1mol·L－1FeCl3溶液，往溶液中加入足量鐵粉，再加入少量KSCN溶液加入鐵粉后，溶液顏色變?yōu)開________。加入KSCN溶液后，溶液______________(3)該興趣小組為說明“Fe2＋具有氧化性”，提出了向FeCl2溶液中加入鋅粉，觀察實驗現(xiàn)象的方案，該反應(yīng)的離子方程式為__________________________。(4)某反應(yīng)中反應(yīng)物與生成物有Fe3＋、Mn2＋、H＋、MnOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))、H2O和一種未知離子X，已知MnOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))在反應(yīng)中得到電子，則X離子是______________。【解析】(1)在反應(yīng)中Fe2＋作還原劑，體現(xiàn)其還原性，因此應(yīng)選擇氧化劑，所以選用氯水，反應(yīng)為2FeCl2＋Cl2=2FeCl3。(2)向FeCl3溶液中加入鐵粉，發(fā)生的反應(yīng)為2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，所以溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色。向FeCl2溶液中滴加硫氰化鉀溶液