高中化學(xué)新教材同步必修第一冊(cè) 第3章 微專題七 鐵三角的相互轉(zhuǎn)化及鐵離子、亞鐵離子的檢驗(yàn)教案講義

一、“鐵三角”——Fe、Fe2＋、Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化1．常見(jiàn)的轉(zhuǎn)化①將H2S氣體通入FeCl3溶液中產(chǎn)生淡黃色沉淀：H2S＋2Fe3＋=S↓＋2Fe2＋＋2H＋②將FeCl3溶液滴入淀粉-KI溶液，溶液變藍(lán)：2I－＋2Fe3＋=I2＋2Fe2＋③用FeCl3溶液腐蝕廢舊線路板上的銅箔：Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋④將H2O2滴入酸性FeCl2溶液中：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O⑤將新制氯水滴入FeCl2溶液中：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－⑥鐵粉溶于鹽酸中：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑⑦鐵粉在氯氣中燃燒：2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2FeCl3⑧硫酸亞鐵溶液與鋅粉反應(yīng)：Fe2＋＋Zn=Zn2＋＋Fe2．分析除雜問(wèn)題(括號(hào)內(nèi)物質(zhì)為雜質(zhì))①FeCl3溶液(FeCl2)：加足量氯水或雙氧水或通入足量Cl2。②FeCl2溶液(FeCl3)：加足量鐵粉，充分反應(yīng)后過(guò)濾。③FeSO4溶液(CuSO4)：加足量鐵粉，充分反應(yīng)后過(guò)濾。3．鹽溶液的配制與保存在含F(xiàn)e2＋的溶液中加入鐵粉防止被氧化。1．下列敘述不正確的是()選項(xiàng)被提純物質(zhì)雜質(zhì)除雜試劑或方法AFeCl3溶液FeCl2通入適量Cl2BFeCl2溶液FeCl3加入過(guò)量鐵粉并過(guò)濾C銅粉鐵粉加入過(guò)量鹽酸并過(guò)濾DFe(OH)3Fe(OH)2在空氣中灼燒答案D解析FeCl2與Cl2反應(yīng)生成FeCl3，F(xiàn)eCl3與Fe粉反應(yīng)生成FeCl2，A、B都正確；Fe(OH)3、Fe(OH)2受熱都易分解，D錯(cuò)誤。2．(2018·江西南昌二中高一月考)FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入一定量的鐵粉，充分反應(yīng)后固體完全溶解，則下列判斷正確的是()A．溶液中一定含Cu2＋和Fe2＋B．溶液中一定含Cu2＋和Fe3＋C．溶液中一定含F(xiàn)e3＋和Fe2＋D．溶液中一定含F(xiàn)e3＋、Cu2＋和Fe2＋答案A解析因氧化性：Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，在FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入一定量的鐵粉，鐵先與鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子，最終無(wú)固體存在，說(shuō)明溶液中的銅離子沒(méi)參加反應(yīng)，所以溶液中一定存在Cu2＋和Fe2＋，不一定含有Fe3＋。3．(2018·天津南開中學(xué)期末)向硫酸鐵溶液中加入ag銅，完全溶解后再加入bg鐵，充分反應(yīng)后得到cg殘余固體，且a＞c，則下列說(shuō)法正確的是()A．殘余固體是銅和鐵B．最后得到的溶液中一定含有Cu2＋C．將殘余固體加入稀硫酸中，有氣泡產(chǎn)生D．最后得到的溶液中可能含有Fe3＋答案B解析向硫酸鐵溶液中加入銅、鐵，充分反應(yīng)后殘余固體可能是銅，也可能是銅和鐵，且溶液中一定沒(méi)有Fe3＋，根據(jù)a＞c可知，殘余固體是銅且溶液中一定含有Cu2＋，則將殘余固體加入稀硫酸中，不會(huì)有氣泡產(chǎn)生。4．已知A為常見(jiàn)的金屬單質(zhì)，根據(jù)如下所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系回答下列問(wèn)題：(1)寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式：A______________，B____________，C_____________，D______________，E____________。(2)反應(yīng)③的離子方程式為________________________________________________________；反應(yīng)④的離子方程式為___________________________________________________________；反應(yīng)⑦的化學(xué)方程式為___________________________________________________________。答案(1)FeFeCl2FeCl3Fe(OH)2Fe(OH)3(2)2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－(其他合理答案也可)2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋(其他合理答案也可)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3解析二、Fe3＋和Fe2＋的檢驗(yàn)與鑒別1．直接觀察法2．顯色反應(yīng)法3．強(qiáng)堿沉淀法4．強(qiáng)氧化劑法1Fe3＋的檢驗(yàn)方法中大多數(shù)都有一定的局限性如采用顏色、NaOH溶液等，常用的方法為“KSCN法”；Fe2＋的檢驗(yàn)方法中大多數(shù)也都有一定的局限性如采用顏色、NaOH溶液、酸性KMnO4溶液等，常用“KSCN—氯水或H2O2法”。2溶液中同時(shí)含有Fe3＋、Fe2＋，若檢驗(yàn)Fe2＋不能用NaOH溶液或KSCN—氯水，因?yàn)镕e3＋的存在對(duì)Fe2＋的檢驗(yàn)起了干擾作用。5．下列有關(guān)物質(zhì)檢驗(yàn)方法不合理的是()A．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不變色，滴加氯水后溶液顯紅色，該溶液中一定含有Fe2＋B．用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)FeCl3溶液中是否含有FeCl2C．檢驗(yàn)綠礬晶體是否已氧化變質(zhì)，可將綠礬晶體溶于稀H2SO4后滴加KSCN溶液，再觀察溶液是否變紅D．向某溶液中加入NaOH溶液產(chǎn)生紅褐色沉淀，說(shuō)明溶液中含有Fe3＋答案B＋，溶液顯紅色，故A項(xiàng)正確；Cl－也能和酸性KMnO4溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)從而使溶液的紫紅色褪去，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；若綠礬變質(zhì)則晶體中會(huì)有Fe3＋，綠礬晶體溶于稀硫酸后再加KSCN溶液，若溶液顯紅色，則綠礬變質(zhì)；若不顯紅色，說(shuō)明綠礬沒(méi)有變質(zhì)，故C項(xiàng)正確；Fe3＋遇到OH－會(huì)生成Fe(OH)3紅褐色沉淀，故D項(xiàng)正確。6．選擇合適試劑完成甲、乙兩組實(shí)驗(yàn)。甲組：檢驗(yàn)含F(xiàn)e3＋的溶液中是否含有Fe2＋；乙組：檢驗(yàn)含F(xiàn)e2＋的溶液中是否含有Fe3＋。下列試劑及加入試劑順序能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)試劑選項(xiàng)甲組乙組A新制氯水、KSCN溶液NaOH溶液B酸性KMnO4溶液KSCN溶液CKOH溶液溴水D溴水酸性KMnO4溶液答案B解析甲組，在Fe3＋存在的條件下檢驗(yàn)Fe2＋，要排除Fe3＋干擾。所選試劑具備下列條件：一是能與Fe2＋發(fā)生有明顯現(xiàn)象的反應(yīng)；二是與Fe3＋不反應(yīng)。溴水符合條件，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是溴水顏色變淺，酸性KMnO4溶液也符合條件：5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是溶液的紫色變淺。乙組，在Fe2＋存在的條件下檢驗(yàn)Fe3＋，用KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3＋即可，F(xiàn)e2＋不會(huì)造成干擾。7．(2018·陜西延安實(shí)驗(yàn)中學(xué)高一期末)《神農(nóng)本草經(jīng)》記載：“神農(nóng)嘗百草，日遇七十二毒，得茶而解?！辈枞~中鐵元素的檢驗(yàn)可經(jīng)以下四個(gè)步驟完成，各步驟中選用的實(shí)驗(yàn)用品不能都用到的是()A．將茶葉灼燒灰化，選用①、②和⑨B．用濃鹽酸溶解茶葉灰并加蒸餾水稀釋，選用④、⑥和⑦C．過(guò)濾得到濾液，選用④、⑤和⑦D．檢驗(yàn)濾液中的Fe3＋，選用③、⑧和⑩答案B解析將茶葉灼燒灰化，應(yīng)在坩堝中加熱，①、②和⑨都能用到，A項(xiàng)不符合；用濃鹽酸溶解茶葉灰并加蒸餾水稀釋，應(yīng)在燒杯中進(jìn)行，可用玻璃棒攪拌，選用④和⑦，用不到⑥，B符合；過(guò)濾時(shí)需要用到漏斗、燒杯和玻璃棒，④、⑤和⑦都能用到，C不符合；檢驗(yàn)濾液中的Fe3＋，可用膠頭滴管取少量濾液于小試管中，用KSCN溶液檢驗(yàn)，用到的儀器有試管、裝KSCN溶液的細(xì)口瓶、膠頭滴管等，③、⑧和⑩都能用到，D不符合。8．有NaCl、FeCl3、FeCl2、MgCl2四種溶液，用一種試劑就可把它們鑒別開來(lái)，這種試劑是()A．鹽酸 B．燒堿溶液C．硫氰酸鉀溶液 D．硝酸銀溶液答案B解析將過(guò)量NaOH溶液分別加入題述幾種溶液中，無(wú)明顯現(xiàn)象的是NaCl，生成白色沉淀且迅速變?yōu)榛揖G色最后變?yōu)榧t褐色的是FeCl2，立即生成紅褐色沉淀的是FeCl3，生成白色沉淀且沉淀顏色無(wú)變化的是MgCl2。9．(2018·遼寧沈陽(yáng)鐵路實(shí)驗(yàn)中學(xué)高一質(zhì)量檢測(cè))某化學(xué)學(xué)習(xí)小組欲探究鐵及其化合物的氧化性和還原性。請(qǐng)你協(xié)助他們完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄胯F及其化合物的氧化性和還原性。(2)實(shí)驗(yàn)試劑及儀器：試劑：氯化亞鐵溶液、氯化鐵溶液、氯水、KSCN溶液、鐵粉、鋅片、銅片、稀硫酸。儀器：除膠頭滴管外，你認(rèn)為本實(shí)驗(yàn)必不可少的一種玻璃儀器是________。(3)實(shí)驗(yàn)記錄(仿照①實(shí)驗(yàn)作答，填寫空白部分)。序號(hào)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象離子方程式解釋與結(jié)論①在鐵粉中滴入稀硫酸鐵粉溶解，溶液由無(wú)色變成淺綠色，生成無(wú)色無(wú)味氣體Fe＋2H＋=H2↑＋Fe2＋Fe具有還原性②FeCl2溶液中滴入KSCN溶液，再加氯水滴入KSCN溶液無(wú)明顯變化，加入氯水立即變成紅色③FeCl2溶液中加入鋅片F(xiàn)e2＋＋Zn=Fe＋Zn2＋④2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋Fe3＋具有氧化性(4)學(xué)習(xí)小組的同學(xué)將從本實(shí)驗(yàn)中獲得的知識(shí)推廣到其他類物質(zhì)的學(xué)習(xí)中，請(qǐng)判斷下列物質(zhì)既有氧化性又有還原性的是________(填字母)。A．Cl2B．NaC．Mg2＋D．H2O2(5)在實(shí)驗(yàn)②中，有部分同學(xué)在氯化亞鐵溶液中滴入KSCN溶液后，出現(xiàn)了紅色，你認(rèn)為是什么原因：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________；你對(duì)實(shí)驗(yàn)員在配制氯化亞鐵溶液時(shí)，提出的建議是____________________________________________________________________________________________________________________。(6)在配制氯化鐵溶液時(shí)，含有少量Fe2＋，為檢驗(yàn)少量Fe2＋的存在，請(qǐng)從下列物質(zhì)中選擇合適的試劑________(填字母)。A．KSCN溶液 B．稀鹽酸C．酸性KMnO4溶液 D．NaOH溶液答案(2)試管(3)②2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－、Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3Fe2＋具有還原性③溶液的淺綠色逐漸褪去Fe2＋具有氧化性④FeCl3溶液中加入KSCN溶液，再加Cu片滴入KSCN溶液呈紅色，加入Cu片，紅色消失(4)AD(5)氯化亞鐵溶液中的Fe2＋被氧化配制氯化亞鐵溶液時(shí)要加入少量的鐵粉(6)C解析(2)物質(zhì)的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)是取少量試劑進(jìn)行反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象分析判斷性質(zhì)，故實(shí)驗(yàn)是在試管中進(jìn)行的。(3)②氯化亞鐵溶液中滴入KSCN溶液，再加入氯水，滴入KSCN溶液無(wú)明顯變化，加入氯水立即變成紅色，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－、Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3，實(shí)驗(yàn)證明亞鐵離子具有還原性。③氯化亞鐵溶液中加入鋅片，鋅片溶解，析出鐵，溶液從淺綠色變?yōu)闊o(wú)色，鋅置換出鐵，證明亞鐵離子具有氧化性。④鐵離子與硫氰酸鉀反應(yīng)，溶液變?yōu)榧t色，加入銅片后紅色褪去，說(shuō)明鐵離子具有氧化性。(4)物質(zhì)既有氧化性又有還原性說(shuō)明元素化合價(jià)處于中間價(jià)態(tài)。A項(xiàng)，Cl2中氯元素化合價(jià)可以升高也可以降低，具有還原性和氧化性；B項(xiàng)，Na元素化合價(jià)只能升高，具有還原性；C項(xiàng)，Mg2＋中鎂元素的化合價(jià)只能降低，具有氧化