2025版高一化學(xué)必修第一冊 第三章 第一節(jié) 第2課時 鐵鹽和亞鐵鹽

第2課時鐵鹽和亞鐵鹽課標(biāo)定向目標(biāo)定位1.能從物質(zhì)類別、元素價態(tài)的角度,依據(jù)復(fù)分解反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)原理,預(yù)測鐵鹽和亞鐵鹽的化學(xué)性質(zhì)和變化,設(shè)計常見物質(zhì)制備、提純、檢驗等簡單任務(wù)的方案,并能分析、解釋有關(guān)實驗現(xiàn)象。(證據(jù)推理與模型認(rèn)知)2.能結(jié)合真實情境中的應(yīng)用實例,認(rèn)識鐵鹽和亞鐵鹽在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。(科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任)厘清重點以Fe2+、Fe3+的相互轉(zhuǎn)化為例,理解變價金屬元素的氧化還原反應(yīng)突破難點Fe3+、Fe2+的檢驗及除雜學(xué)習(xí)任務(wù)一:鐵鹽和亞鐵鹽性質(zhì)【必備知識·導(dǎo)學(xué)】[引入]鐵是人體必需的微量元素中含量最多的一種(約4~5克),人體缺鐵常表現(xiàn)為頭暈乏力,四肢無力,心慌等。那鐵元素在人體中又是以什么形式存在呢?如何檢驗?可以通過什么方式補(bǔ)鐵呢?一、鐵鹽和亞鐵鹽1.鐵鹽和亞鐵鹽的組成項目亞鐵鹽鐵鹽組成含有Fe2含有Fe3常見物質(zhì)FeSO4·7H2O、FeCl2等FeCl3、Fe2(SO4)3等2.Fe2+、Fe3+的檢驗項目FeCl2溶液FeCl3溶液溶液的顏色淺綠色黃色滴加KSCN溶液無明顯現(xiàn)象溶液變紅色反應(yīng)原理不反應(yīng)Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3結(jié)論利用含有Fe3+的鹽溶液遇到KSCN溶液變成紅色,檢驗Fe3+的存在3.Fe2+、Fe3+相互轉(zhuǎn)化的實驗探究實驗操作實驗現(xiàn)象溶液由黃色變?yōu)闇\綠色,試管中有黑色固體,再滴加KSCN溶液,溶液無明顯變化向上層溶液中滴加新制氯水,溶液變成紅色離子方程式2Fe3++Fe===3Fe2+2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-、Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3實驗結(jié)論Fe3+Fe2+氧化性:Cl2>Fe3+>Fe2+[思考](1)為什么在實驗室配制FeSO4溶液中常加入少量鐵粉?提示:防止亞鐵離子被氧化,2Fe3++Fe===3Fe2+(2)證明某未知溶液中含有Fe2+,而不含有Fe3+的方法是什么?提示:待測液不變色紅色,則含F(xiàn)e2+、不含F(xiàn)e3+。二、鐵鹽和亞鐵鹽常見的氧化還原反應(yīng)1.Fe3+的氧化性Fe3+Fe2+分別寫出對應(yīng)離子方程式:①2Fe3++Fe===3F②Cu+2Fe3+===Cu2③2Fe3+__+__2I-===2Fe2+__+__I2、

④2Fe3++H2S===2Fe2++S↓+2H+應(yīng)用:利用②Fe3+可腐蝕印刷電路板上的銅箔;檢驗Fe3+,濕潤的淀粉—KI試紙變藍(lán)說明有Fe3+。2.Fe2+的氧化性和還原性Fe2+處于鐵的中間價態(tài),既有氧化性,又有還原性,其中以還原性為主。Fe2+Fe3+分別寫出對應(yīng)離子方程式:①2Fe2+__+__Cl2===2Fe3+__+__2Cl-、

②2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3+③5Fe2++MnO4-+8H+===5Fe3++Mn2++4HFe2+氧化性:Fe2+與Zn反應(yīng)的離子方程式:Fe2++Zn===Fe+Z[思考]在FeCl3溶液中逐漸加入Zn粉至過量,發(fā)生哪些反應(yīng)?逐漸加入Cu粉至過量又會發(fā)生怎樣的反應(yīng)呢?提示:2Fe3++Zn===2Fe2++Zn2+、Fe2++Zn===Fe+Zn2+。Cu比Fe不活潑,只發(fā)生Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+的反應(yīng)?！九袑﹀e·通教材】判斷下列說法是否正確,正確的打“√”,錯誤的打“×”(1)FeCl3、FeCl2均可通過化合反應(yīng)制取 (√)提示:Fe與Cl2化合制備FeCl3,而FeCl3與Fe化合制備FeCl2。(2)Cu與Fe3+的反應(yīng)為置換反應(yīng) (×)提示:Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+,不是置換反應(yīng)。(3)向FeCl2溶液中滴加酸性KMnO4溶液,KMnO4溶液的紫紅色褪去,證明含有Fe2+ (×)提示:酸性KMnO4溶液與Cl-反應(yīng),干擾檢驗。(4)向某溶液中先滴加氯水,再滴加KSCN溶液,溶液顯紅色,該溶液中一定含有Fe2+ (×)提示:若原溶液中含有Fe3+也會出現(xiàn)該現(xiàn)象。(5)Fe(OH)3與HI溶液反應(yīng):Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O (×)提示:Fe3+與I-不共存,總反應(yīng)為2Fe(OH)3+6H++2I-===2Fe2++6H2O+I2【核心要點·歸納】Fe3+、Fe2+常見的檢驗方法1.含F(xiàn)e2+或Fe3+的單一溶液(1)觀察法:溶液為淺綠色→Fe2+溶液為黃色→Fe3+(2)用KSCN溶液和氯水(3)用NaOH溶液2.含F(xiàn)e2+、Fe3+的混合溶液中Fe2+、Fe3+的檢驗【微點撥·拓教材】檢驗Fe2+和Fe3+時的注意事項1.Fe3+、Fe2+、Cl-同時存在時不能用酸性KMnO4溶液檢驗Fe2+,因為Cl-能被酸性KMnO4氧化為Cl2,使酸性KMnO4褪色,干擾Fe2+的檢驗。2.能使酸性KMnO4溶液紫紅色褪去的不一定是Fe2+,肯定有還原性的物質(zhì)存在,在確保無其他還原性物質(zhì)干擾時,可作為Fe2+的檢驗方法。3.能使?jié)駶櫟牡矸邸狵I試紙變藍(lán)的不一定是Fe3+,肯定有氧化性的物質(zhì)存在,在確保無其他氧化性物質(zhì)(如H2O2、NaClO等)干擾時,可作為Fe3+的檢驗方法?！緦W(xué)力診斷·測評】1.在指定條件下,下列物質(zhì)或離子間的轉(zhuǎn)化能實現(xiàn)的是()A.FeCl3(aq)Fe(OH)3膠體B.FeFe2O3C.Fe2+(aq)Fe3+(aq)D.FeCl3(aq)Fe【解析】選C。FeCl3溶液和NaOH溶液反應(yīng)得到Fe(OH)3沉淀,不能得到Fe(OH)3膠體,A錯誤;Fe和水蒸氣在高溫下反應(yīng)生成Fe3O4,B錯誤;Fe2+能夠被Cl2氧化為Fe3+,C正確;FeCl3和Cu反應(yīng)生成FeCl2和CuCl2,D錯誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】(2023·泰安高一檢測)為了探究鐵的化合物的氧化性和還原性,某同學(xué)設(shè)計如下實驗方案,其中符合實驗要求且正確的是()選項實驗操作實驗現(xiàn)象離子反應(yīng)A在氯化亞鐵溶液中滴加新制氯水淺綠色溶液變成黃色溶液2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-B在氯化亞鐵溶液中加入鋅片淺綠色溶液變成無色溶液Fe2++Zn===Fe+Zn2+C在氯化鐵溶液中加入鐵粉黃色溶液變成淺綠色溶液Fe3++Fe===2Fe2+D在氯化鐵溶液中加入銅粉黃色溶液變成淺綠色溶液2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+【解析】選B。在氯化亞鐵溶液中滴加新制氯水,新制氯水與Fe3+離子溶液均呈黃色,溶液由淺綠色變成黃色不能說明Fe2+離子被氯水氧化生成Fe3+離子,A錯誤;Fe2+具有氧化性,Zn具有還原性,在氯化亞鐵溶液中加入鋅片,鋅與Fe2+離子發(fā)生置換反應(yīng)生成Fe和無色的Zn2+離子,溶液由淺綠色變成無色,B正確;氯化鐵溶液與鐵粉反應(yīng)生成氯化亞鐵,但離子方程式為2Fe3++Fe===3Fe2+,C錯誤;氯化鐵溶液與銅粉反應(yīng)生成氯化亞鐵和氯化銅,反應(yīng)前氯化鐵溶液為黃色,反應(yīng)后氯化亞鐵溶液為淺綠色,氯化銅溶液為藍(lán)色,混合溶液不會變成淺綠色,D錯誤。2.為了驗證Fe3+的性質(zhì),某化學(xué)興趣小組設(shè)計了如圖所示的一組實驗,其中實驗方案設(shè)計不合理的是()A.④ B.③C.③④ D.①②③④⑤【解析】選C。Fe3+與鐵反應(yīng)生成Fe2+,使溶液顯淺綠色,體現(xiàn)了Fe3+的氧化性,①合理;Fe3+與硫氰化鉀反應(yīng)使溶液顯紅色,據(jù)此能夠檢驗Fe3+,②合理;硫酸銅溶液與氯化鐵溶液不反應(yīng),混合后溶液不會變成無色,③不合理;氯化鐵溶液與硝酸銀溶液反應(yīng)生成白色氯化銀沉淀,由于實際上Fe3+沒有參與反應(yīng),該現(xiàn)象不能體現(xiàn)Fe3+的性質(zhì),④不合理;Fe3+與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成紅褐色氫氧化鐵沉淀,據(jù)此可以檢驗是否存在Fe3+,⑤合理。綜上所述,不合理的是③④兩項。3.向某溶液中加入含F(xiàn)e2+的溶液后,無明顯變化。當(dāng)再滴入幾滴新制氯水后,混合溶液變成紅色,則下列結(jié)論錯誤的是()A.該溶液中一定含有SCN-B.氧化性:Cl2>Fe3+C.Fe2+與SCN-不能形成紅色物質(zhì)D.Fe2+被還原為Fe3+【解析】選D。能使含F(xiàn)e3+的溶液變?yōu)榧t色,說明原溶液中一定含有SCN-,A正確;由2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,知氧化性:Cl2>Fe3+,B正確;因原溶液中加入含F(xiàn)e2+的溶液后,無明顯變化,說明Fe2+與SCN-不能形成紅色物質(zhì),C正確;Fe2+變?yōu)镕e3+是化合價升高的過程,所以是被氧化,D錯誤。學(xué)習(xí)任務(wù)二:鐵鹽和亞鐵鹽性質(zhì)及應(yīng)用【必備知識·探究】工業(yè)印刷電路板的制作流程分壓膜、曝光、顯影、蝕刻、去膜等,其中“蝕刻”所用的就是FeCl3溶液。(1)FeCl3溶液蝕刻印刷銅板的原理是怎樣的?表現(xiàn)了FeCl3的什么性質(zhì)?提示:原理為2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+;表現(xiàn)了FeCl3的氧化性。(2)由FeCl2生成Fe或FeCl3,你能寫出其化學(xué)方程式嗎?提示:FeCl2+Zn===ZnCl2+Fe,2FeCl2+Cl2===2FeCl3。(3)反應(yīng)后的“蝕刻液”中含有哪些離子?如果要回收得到Cu和FeCl3,需要怎樣設(shè)計回收方案?提示:反應(yīng)后的“蝕刻液”中含有Fe3+、Fe2+、Cu2+等離子。為從溶液中提取Cu,應(yīng)向溶液中加入過量鐵粉:Fe+Cu2+===Fe2++Cu、Fe+2Fe3+===3Fe2+;然后用鹽酸溶解過量的鐵粉:Fe+2HCl===FeCl2+H2↑;過濾后,得到Cu,再向濾液中加入新制氯水即可得到FeCl3:2FeCl2+Cl2===2FeCl3。(4)如何證明最后的腐蝕液是否還含有Fe3+?提示:用潔凈的試管取少量的樣品溶液,向其中滴入KSCN溶液1~2滴,若溶液立即顯紅色證明含有Fe3+。【核心要點·歸納】1.判斷離子共存Fe2+因氧化還原不能大量共存NO3-(H+)、ClO-、MnOFe3+因氧化還原不能大量共存S2-、I-2.除雜溶液雜質(zhì)除雜方法FeCl2FeCl3加過量鐵粉后過濾FeCl3FeCl2加足量氯水或H2O2溶液FeCl2CuCl2加過量鐵粉后過濾【學(xué)力診斷·測評】1.FeCl2溶液含有少量FeCl3雜質(zhì),除雜試劑和檢驗雜質(zhì)是否除盡的試劑分別為()A.NaOH溶液、鐵粉 B.鐵粉、KSCN溶液C.氯氣、NaOH溶液 D.氯氣、KMnO4溶液【解析】選B。NaOH溶液與氯化亞鐵、氯化鐵都要反應(yīng),無法除雜,A錯誤;鐵粉與氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵,可以除雜,KSCN溶液與鐵離子顯紅色,能檢驗鐵離子是否除盡,B正確;氯氣與氯化亞鐵反應(yīng)生成氯化鐵,無法除雜,C、D均錯誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】在稀硫酸溶液中加入適量鐵粉,反應(yīng)完全后再加入適量氫氧化鈉溶液,放置片刻,從反應(yīng)體系中觀察到顏色的變化是()A.無色→灰綠色→紅褐色B.灰綠色→紅褐色→藍(lán)灰色→紅棕色C.無色→淺綠色→白色→灰綠色→紅褐色D.無色→白色→淺綠色→灰綠色→紅褐色【解析】選C。稀硫酸溶液無色,加入適量鐵粉生成FeSO4,Fe2+為淺綠色,再加入氫氧化鈉溶液,生成白色Fe(OH)2,Fe(OH)2與氧氣反應(yīng)變成灰綠色,最后變?yōu)榧t褐色。2.FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入一定量的鐵粉,充分反應(yīng)后仍有固體存在,則下列判斷不正確的是()A.溶液中一定含Cu2+B.溶液中一定含F(xiàn)e2+C.加入KSCN溶液一定不變紅色D.剩余固體中一定含Cu【解析】選A。加入鐵粉后,因氧化性Fe3+>Cu2+,鐵粉先與FeCl3反應(yīng),然后與CuCl2反應(yīng),若加入的鐵粉與CuCl2恰好完全反應(yīng)或者鐵粉過量,溶液中都不會含Cu2+,A錯誤;由于鐵粉與FeCl3、CuCl2反應(yīng)均產(chǎn)生Fe2+,溶液中一定含F(xiàn)e2+,B正確;由有固體存在知,鐵粉先與FeCl3反應(yīng)完全后,一定和CuCl2反應(yīng)生成Cu,所得溶液中一定不含F(xiàn)e3+,一定含有Fe2+,可能含Cu2+,故加入KSCN一定不變紅色,C正確。無論鐵粉與CuCl2反應(yīng)了一部分或恰好完全反應(yīng)或者鐵粉過量,剩余固體一定含有Cu,D正確。學(xué)情檢測·素養(yǎng)達(dá)標(biāo)1.下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)與用途不具有對應(yīng)關(guān)系的是()A.鐵粉能與O2反應(yīng),可用作食品保存的吸氧劑B.納米Fe3O4能與酸反應(yīng),可用作鐵磁性材料C.FeCl3具有氧化性,可用于腐蝕印刷電路板上的CuD.FeCl3與水反應(yīng)形成膠體,可用于凈水【解析】選B。鐵粉具有還原性,在一定條件下可以和氧氣反應(yīng),可用作食品保存的吸氧劑,A正確;納米Fe3O4能與酸反應(yīng)和其作為磁性材料沒有直接關(guān)系,B錯誤;氯化鐵具有氧化性,可用作印刷電路板的腐蝕劑,反應(yīng)為Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2,C正確;FeCl3與水反應(yīng)形成氫氧化鐵膠體,可以吸附水中的一些不溶性雜質(zhì),達(dá)到凈水的目的,D正確。2.(2023·福州高一檢測)部分含鐵物質(zhì)的分類與相應(yīng)化合價關(guān)系如圖所示。下列推斷不合理的是()A.a可與e反應(yīng)生成bB.b既可被氧化,也可被還原C.為檢驗e中是否混有b,可以先加KSCN溶液,再加H2O2,觀察是否有血紅色出現(xiàn)D.可存在b→c→d→e→b的循環(huán)轉(zhuǎn)化關(guān)系【解析】選C。根據(jù)化合價的變化規(guī)律,鐵單質(zhì)和鐵鹽可以發(fā)生反應(yīng)生成亞鐵鹽:Fe+2Fe3+,A正確;b含有Fe2+,為中間價態(tài),既可被氧化,也可被還原,B正確;檢驗Fe3+中是否含有Fe2+,若先加入KSCN,溶液變成紅色,無法證明Fe2+的存在,C錯誤;根據(jù)化合價的變化規(guī)律,可以存在Fe2+Fe(OH)2Fe(OH)3Fe3+Fe2+,D正確。3.已知氯氣有強(qiáng)氧化性,能氧化Fe2+、Br-、I-等。又已知還原性I->Fe2+>Br-。向含有Fe2+、I-、Br-的溶液中通入一定量氯氣后,對所得溶液中離子的成分分析正確的是()A.I-、Fe3+、Cl- B.Fe2+、Cl-、Br-C.Fe2+、Fe3+、Cl- D.Fe2+、I-、Cl-【解析】選B。在氧化還原反應(yīng)中,氧化劑先氧化還原性強(qiáng)的離子,再氧化還原性弱的離子,碘離子先被氧化,