2025年高中化學新教材同步 必修第一冊 第3章　第2節(jié)　實驗活動2　鐵及其化合物的性質(zhì)

實驗活動2鐵及其化合物的性質(zhì)【實驗目的】1.認識鐵及其化合物的重要化學性質(zhì)。2.學會鐵離子的檢驗方法。3.認識可通過氧化還原反應實現(xiàn)含有不同價態(tài)同種元素的物質(zhì)間的相互轉(zhuǎn)化?！緦嶒炗闷贰吭嚬堋⒛z頭滴管、藥匙、鑷子。CuSO4溶液、FeCl3稀溶液、FeCl2溶液、FeSO4溶液、酸性KMnO4溶液、KSCN溶液、KI溶液、淀粉溶液、蒸餾水、鋅片、銅片、鐵粉、鐵絲?！緦嶒灢襟E】1.鐵單質(zhì)的還原性在一支試管中加入2mLCuSO4溶液,再將一段鐵絲放入CuSO4溶液中。過一會兒,取出鐵絲,觀察到的現(xiàn)象是鐵絲表面有紅色固體析出?；瘜W方程式:CuSO4+FeFeSO4+Cu。2.鐵鹽的氧化性(1)取3mLFeCl3稀溶液加入試管中,加入幾小塊銅片,振蕩,過一會兒,觀察到的現(xiàn)象是銅片被腐蝕,溶液由棕黃色變?yōu)樗{綠色,化學方程式:Cu+2FeCl32FeCl2+CuCl2。(2)在一支盛有3mL水的試管中滴加幾滴FeCl3稀溶液,再滴加3滴KI溶液,觀察到的現(xiàn)象是溶液由淡黃色變成棕色,然后向溶液中滴加2滴淀粉溶液,溶液變藍,離子方程式:2Fe3++2I-2Fe2++I2。3.亞鐵鹽的氧化性和還原性(1)取3mLFeCl2溶液加入試管中,加入幾小塊鋅片,振蕩,過一會兒,觀察到的現(xiàn)象是溶液變?yōu)闊o色,化學方程式:FeCl2+ZnZnCl2+Fe。(2)在一支試管中加入少量酸性KMnO4溶液,然后向試管中加入少量FeSO4溶液,觀察溶液的顏色變化。當溶液紫色褪去時,再滴加2滴KSCN溶液,觀察到的現(xiàn)象是溶液變紅色,化學方程式:10FeSO4+2KMnO4+8H2SO45Fe2(SO4)3+2MnSO4+8H2O+K2SO4、Fe2(SO4)3+6KSCN2Fe(SCN)3+3K2SO4。4.鐵離子的檢驗(1)在一支試管中加入2mL蒸餾水,再滴加幾滴FeCl3稀溶液,然后滴加幾滴KSCN溶液,觀察到的現(xiàn)象是溶液變紅色。(2)在一支試管中加入少量FeCl3稀溶液,然后加入適量鐵粉,輕輕振蕩片刻,溶液變淺綠色,再滴加幾滴KSCN溶液,溶液無明顯變化?；瘜W方程式:2FeCl3+Fe3FeCl2?！締栴}和討論】1.根據(jù)以上的實驗及所學的知識,以鐵屑為原料,制備硫酸亞鐵溶液時應該注意什么?提示由于Fe2+易被氧化,所以在制備過程中要保證鐵屑過量。2.若向FeCl3稀溶液中加入過量鋅粉,溶液中存在的陽離子是哪種金屬離子?原因是什么?提示Zn2+,鋅的活潑性比鐵強,所以過量鋅粉可以把Fe3+還原為鐵單質(zhì)。3.由以上實驗思考檢驗Fe2(SO4)3溶液中是否有雜質(zhì)FeSO4的方法?提示在一支試管中加入少量酸性KMnO4溶液,然后向試管中滴加Fe2(SO4)3溶液,若酸性KMnO4溶液紫色褪去,則說明含有FeSO4雜質(zhì),反之則無。1.向某溶液中加入含F(xiàn)e2+的溶液后,無明顯變化。當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:Fe3+>Cl2C.Fe2+與SCN-不能形成紅色物質(zhì)D.Fe2+被氧化為Fe3+答案B解析溶液中的Fe2+與加入的新制氯水發(fā)生反應:2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,故氧化性:Fe3+<Cl2;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-;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)。2.某化學興趣小組利用鐵粉、鋅粉、0.1mol·L-1FeCl3溶液、0.1mol·L-1FeCl2溶液、KSCN溶液和新制氯水來探究Fe2+、Fe3+的氧化性、還原性,并利用實驗結(jié)論解決一些問題。(1)用上述所給物質(zhì)寫出體現(xiàn)Fe2+具有還原性的化學方程式:。

(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,向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)?加入KSCN溶液后,溶液

(3)該興趣小組為探究“Fe2+具有氧化性”,提出了向FeCl2溶液中加入鋅粉,該反應的離子方程式為。

答案(1)2FeCl2+Cl22FeCl3(2)淺綠色不變紅(3)Fe2++ZnZn2++Fe解析(1)在反應中Fe2+做還原劑,體現(xiàn)還原性,因此應選擇氧化劑,所以選用氯水,發(fā)生的反應為2FeCl2+Cl22FeCl3。(2)向FeCl3溶液中加入鐵粉,發(fā)生的反應為2Fe3++Fe3Fe2+,所以溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色。向FeCl2溶液中滴加KSCN溶液不變紅。3.某學習小組的同學對氯氣與鐵的反應及產(chǎn)物進行了如下探究:(1)裝置的連接順序為a→→→→→b→c→f。

(2)硬質(zhì)玻璃管與收集器之間沒有用導管連接,這樣做的優(yōu)點是。

(3)反應一段時間,熄滅酒精燈,冷卻后,將收集器及硬質(zhì)玻璃管中的固體物質(zhì)快速轉(zhuǎn)移至錐形瓶中,加入過量的稀鹽酸和少許植物油(反應過程中不振蕩),充分反應,實驗如下:固體物質(zhì)淡黃色溶液淡紅色溶液深紅色溶液試劑X中溶質(zhì)的化學式為;

固體物質(zhì)的成分可能為(填字母)。

A.Fe和FeCl3 B.FeCl2和FeCl3C.Fe、FeCl2和FeCl3 D.Fe和FeCl2(4)加入少許植物油的作用是

,

加入新制氯水后溶液紅色加深的原因是

(用離子方程式表示)。(5)現(xiàn)有一含F(xiàn)eCl2和FeCl3混合物的樣品,用離子交換法測得n(Fe)∶n(Cl)=1∶2.1,則該樣品中FeCl3的物質(zhì)的量分數(shù)為(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

答案(1)ghde(2)防止堵塞(3)KSCNA(4)隔絕空氣,防止Fe2+被氧化2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-(5)0.10(或10%)解析(1)濃硫酸具有吸水性,能作氯氣的干燥劑,堿石灰具有堿性而吸收氯氣,飽和食鹽水吸收氯化氫且抑制氯氣溶解。裝置的排列順序為氣體的制取→洗氣(除雜)→干燥→氯氣和鐵的反應→尾氣處理。(2)Fe在氯氣中燃燒生成棕褐色煙,冷卻易生成固體,導管管口較細,易堵塞,所以硬質(zhì)玻璃管與收集器之間沒有用導管連接。(3)Fe3+和KSCN反應生成絡合物硫氰化鐵而使溶液呈紅色,所以試劑X為KSCN溶液;Fe粉和氯氣反應時可能沒有完全反應,固體物質(zhì)中成分可能為Fe和FeCl3,A選項正確。(4)Fe2+不穩(wěn)定,易被氧化,所以植物油的作用是隔絕空氣,防止Fe2+被氧化;加入新制氯水后,Fe2+被氯氣氧化生成Fe3+,從而增大了Fe3+的濃度,Fe3+、SCN-反應生成Fe(SCN)3,從而增大了絡合物濃度,溶液顏色加深