第7-2講 探究鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化學(xué)案-高一上學(xué)期化學(xué)蘇教版（2020）必修第一冊(cè)

1、 高一化學(xué)備課組 學(xué)案編號(hào)：29第 第 頁(yè)課題：7-2 探究鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化主備人： 丁家勝 審核人： 黃言壽班級(jí)_ 姓名 _【溫故知新】1、復(fù)習(xí)鐵及其化合物的性質(zhì)2、鮮榨蘋(píng)果汁是什么顏色？在空氣中久之后呢？一、鐵1、鐵在元素周期表：2、鐵的原子結(jié)構(gòu)示意圖：3、鐵的化學(xué)性質(zhì)（1）鐵與氧氣、氯氣、硫、單質(zhì)碘反應(yīng)（2）與某些鹽反應(yīng)（如硫酸銅、氯化鐵）（3）與酸反應(yīng)與非氧化性酸反應(yīng)（如鹽酸、稀硫酸）與氧化性酸反應(yīng)（如稀硝酸（少量、過(guò)量）、濃硝酸、濃硫酸）【注意】常溫下，_在_中鈍化。實(shí)質(zhì)是強(qiáng)氧化性的酸使鐵、鋁的表面生成一層_，阻止了內(nèi)部金屬與酸繼續(xù)反應(yīng)。故在常溫下可用_貯存或運(yùn)輸濃硫酸、濃硝酸 （

2、4）與水蒸氣反應(yīng)常溫下與水不反應(yīng)，在高溫下能與水蒸氣反應(yīng)【例】正誤判斷常溫下，干燥的Cl2能用鋼瓶貯存，所以Cl2不與鐵反應(yīng)。(2)Fe在稀硝酸中發(fā)生鈍化。 (3)鐵與水蒸氣在高溫下的反應(yīng)產(chǎn)物為Fe2O3和H2。(4) 因?yàn)殍F比銅金屬性強(qiáng)，所以FeCl3可以腐蝕Cu制電路板。(5) 常溫下，向濃硫酸中加入鐵片，鐵片溶解。(6)細(xì)鐵絲在氯氣中燃燒生成FeCl2。()二、鐵的氧化物化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4名稱氧化亞鐵四氧化三鐵俗稱顏色鐵的化合價(jià)與鹽酸反應(yīng)用途三、鐵的氫氧化物Fe(OH)2Fe(OH)3顏色與鹽酸反應(yīng)受熱分解復(fù)雜轉(zhuǎn)化在空氣中，F(xiàn)e(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成_，現(xiàn)象是

3、_色絮狀沉淀迅速變成_色，最后變成_色，化學(xué)方程式為 _四、鐵鹽和亞鐵鹽1、Fe3+的性質(zhì)和檢驗(yàn)（1）含F(xiàn)e3+的溶液呈_（2）與堿反應(yīng)（3）與硫氰化鉀溶液反應(yīng)（4）具有氧化性（與鐵、銅、I、S2、SO32反應(yīng)）【例】請(qǐng)寫(xiě)出氧化鐵、氫氧化鐵分別于氫碘酸反應(yīng)的離子方程式【例】總結(jié)檢驗(yàn)Fe3+的方法觀察法、顯色法、加堿法【例】高鐵酸鉀是一種重要的綠色凈水劑，具有凈水和消毒雙重功能。某課外學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)如圖所示方案制備高鐵酸鉀。下列說(shuō)法不正確的是A高鐵酸鉀中鐵元素的化合價(jià)為6，具有強(qiáng)氧化性B反應(yīng)2Fe33ClO10OH=2FeOeq oal(2,4)3Cl5H2O中，生成2 mol FeOeq oal

4、(2,4)時(shí)，轉(zhuǎn)移6 mol電子C制備高鐵酸鉀的化學(xué)方程式為2KOHNa2FeO4=K2FeO42NaOH，根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)原理，高鐵酸鈉的溶解度大于高鐵酸鉀的溶解度D明礬、硫酸鐵、高鐵酸鉀都能凈水，其凈水原理完全相同2、Fe2+的性質(zhì)和檢驗(yàn)（1）含F(xiàn)e2+的溶液呈_【實(shí)驗(yàn)視頻】氫氧化亞鐵的制備（2）與堿反應(yīng)【重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)】 Fe(OH)2的制備與實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)由于Fe(OH)2具有很強(qiáng)的還原性，易被氧化為Fe(OH)3，在實(shí)驗(yàn)室中制備Fe(OH)2并使Fe(OH)2長(zhǎng)時(shí)間保持白色沉淀狀態(tài)，成為物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)探究的熱點(diǎn)。（1）制備原理：Fe22OH=Fe(OH)2（2）成功關(guān)鍵：溶液中不含F(xiàn)e3和O2

5、等氧化性物質(zhì)。制備過(guò)程中，保證生成的Fe(OH)2在密閉的隔絕空氣的體系中。幾種典型的制備方法(1)有機(jī)層隔離法反應(yīng)在試管底部進(jìn)行(這是唯一一種把膠頭滴管插入反應(yīng)溶液的實(shí)驗(yàn))。加隔氧劑，如加入汽油、苯等比水輕的有機(jī)溶劑如圖，由于苯的液封作用，可防止生成的Fe(OH)2被氧化，因而可較長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色的Fe(OH)2沉淀。(2)還原性氣體（H2）保護(hù)法該方法是先在裝置中生成FeSO4溶液，并利用生成的H2排盡整個(gè)裝置中的空氣，待檢驗(yàn)H2的純度后，再關(guān)閉止水夾K，利用生成的H2把FeSO4溶液壓入裝置中與NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng)?！纠坑孟铝蟹椒芍频冒咨腇e(OH)2沉淀：用不含F(xiàn)e3的FeSO4

6、溶液與用不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應(yīng)制備。(1)用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時(shí)還需加入_(2)除去蒸餾水中溶解的O2常采用_的方法。(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用長(zhǎng)滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再擠出NaOH溶液。這樣操作的理由是_（3）具有還原性（與氧氣、氯氣、Br2、H2O2(酸性）、酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)、稀硝酸反應(yīng)）【實(shí)驗(yàn)視頻】氯化亞鐵與氯氣反應(yīng)【例】如何保存氯化亞鐵溶液【例】總結(jié)檢驗(yàn)Fe2+的方法觀察法、加堿法、顯色法、【例】請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明Fe3O4中鐵元素的化合價(jià)【例】請(qǐng)寫(xiě)出制作印刷電路板的離子方程式【例】制印刷電路時(shí)，常用氯

7、化鐵溶液作為腐蝕液，其反應(yīng)為2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2，現(xiàn)向氯化鐵溶液中加入a g銅，完全溶解后，再加入b g鐵，充分反應(yīng)后得到c g殘余固體，且ac，則下列說(shuō)法正確的是()A殘余固體可能為鐵和銅的混合物B殘余固體全部是銅C最后得到的溶液中可能含有Fe3D殘余固體是鐵，溶液中一定不含Cu2【歸納】Fe3+和Fe3+之間的轉(zhuǎn)化【例】正誤判斷通過(guò)化合反應(yīng)不能制備氯化亞鐵通過(guò)化合反應(yīng)不能制備氫氧化鐵氧化鐵可以直接一步轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵維生素C具有氧化性，能使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+人體若缺鐵會(huì)得缺鐵性貧血Fe3+和SCN不能大量共存，原因是能生成血紅色Fe(SCN)3沉淀氫氧化鐵和氫碘酸能發(fā)

8、生復(fù)分解反應(yīng)向硫酸亞鐵溶液中先加入氫氧化鈉溶液，后在加入足量稀鹽酸，F(xiàn)e2+的數(shù)目不變鐵和酸反應(yīng)均為置換反應(yīng)四氧化三鐵是混合物【例】將一定量的鐵粉和銅粉組成的混合物加入到一定濃度氯化鐵溶液中，請(qǐng)判斷充分反應(yīng)后溶液中的陽(yáng)離子種類可能有哪些情況？【例】將一定量的鐵粉加入到氯化鐵和氯化銅的混合溶液中，請(qǐng)判斷充分反應(yīng)后溶液中的陽(yáng)離子種類可能有哪些情況？【例】除雜主要物質(zhì)（雜質(zhì)）除雜方法Fe2+（Fe3+）FeCl3（FeCl2）Fe2+（Cu2+）Fe（Al）【例】以下10種物質(zhì)，不能通過(guò)化合反應(yīng)直接生成的有（ ）Fe3O4 Fe(OH)3 FeCl2 CuS Cu2S Na2O2 Al(OH)3 N

9、a2CO3NaHCO3Cu(OH)2CO3A、2種 B、3種 C、4種 D、5種【例】)在給定條件下，下列選項(xiàng)所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實(shí)現(xiàn)的是()A. Feeq o(,sup9(O2),sdo3(點(diǎn)燃)Fe2O3eq o(,sup12(HClaq)FeCl3B. Fe(s)eq o(,sup9(Cl2g),sdo3(點(diǎn)燃)FeCl2(s)eq o(,sup12(NaOHaq)Fe(OH)2(s)C. Fe(s)eq o(,sup9(H2Og),sdo3(高溫)Fe2O3(s)eq o(,sup12(HClaq)FeCl3(aq)D. Fe3O4(s)eq o(,sup9(Als),sdo3(高溫)

10、Fe(s)eq o(,sup12(HNO3aq)Fe(NO3)3(aq)【例】下列說(shuō)法正確的是()A. 高溫下鐵和水蒸氣反應(yīng)生成鐵紅B. 過(guò)量鐵粉在Cl2中燃燒制取FeCl2C. 過(guò)量的Fe與稀硝酸反應(yīng)生成Fe(NO3)2D. 鐵在熱的濃硝酸中鈍化【例】正誤判斷(1)Fe2O3能與酸反應(yīng)，所以可用于制作紅色涂料(2) Fe2O3與NaOH溶液反應(yīng)可制取Fe(OH)3(3) 3 mol單質(zhì)Fe完全轉(zhuǎn)化為Fe3O4，失去8 mol電子(4) 在空氣中，白色的Fe(OH)2迅速轉(zhuǎn)變成灰綠色，最終變成紅褐色(5) FeCl3溶液滴入熱的濃NaOH溶液中可得到Fe(OH)3膠體【例】在給定條件下，下列選

11、項(xiàng)所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實(shí)現(xiàn)的是()A. Fe3O4(s)eq o(,sup11(Als),sdo4(高溫)Fe(s)eq o(,sup11(Cl2g),sdo4(點(diǎn)燃)FeCl3(s)B.FeO(s)eq o(,sup12(HNO3aq)Fe(NO3)3(aq)eq o(,sup12(Cus)Fe(s) C. FeS2(s)eq o(,sup11(O2),sdo4(高溫)SO2(g)eq o(,sup12(BaCl2aq) BaSO3(s)D.Fe(s)eq o(,sup11(H2Og),sdo4(高溫)Fe2O3(s) eq o(,sup12(稀硫酸) Fe2(SO4)3(aq) 【例】下列

12、說(shuō)法正確的是()A. Fe(OH)3溶于氫碘酸生成FeI3B. 在蒸發(fā)皿中充分加熱FeCl3溶液可得到FeCl3固體C. 鐵分別與稀鹽酸和氯氣反應(yīng)，產(chǎn)物中鐵元素的化合價(jià)相同D.向沸水中滴加飽和FeCl3溶液制備Fe(OH)3膠體【例】下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)與用途具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的是()A. FeCl3具有氧化性，可用作銅制線路板的蝕刻劑B. Fe2(SO4)3易溶于水，可用作凈水劑C. Fe2O3能與酸反應(yīng)，可用于制作紅色涂料D. FeS難溶于水，可用于除去廢水中的Cu2【例】用廢鐵皮制取鐵紅的流程示意圖如下：(1) 上述流程中，由紅褐色固體受熱分解制備鐵紅的化學(xué)方程式： _(2) 反應(yīng)的離子方程式：_

13、。(3) 反應(yīng)的離子方程式：_(4) 黃鐵礦因黃色和明亮的金屬光澤，常被誤認(rèn)為是黃金，故又稱為“愚人金”。一種酸性條件下催化氧化黃鐵礦的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示，寫(xiě)出該過(guò)程中Fe(NO)2與O2反應(yīng)的離子方程式：_【熱點(diǎn)突破】判斷離子能否大量共存(1)Fe2：與NOeq oal(,3)(H)、ClO、MnOeq oal(,4)(H)不能大量共存(因發(fā)生氧化還原反應(yīng))。(2)Fe3：與S2、I、SOeq oal(2,3)、HS不能大量共存(因發(fā)生氧化還原反應(yīng))?！緹狳c(diǎn)突破】工業(yè)生產(chǎn)時(shí)溶液中Fe3、Fe2的除去方法(1)原理：Fe3、Fe2完全生成氫氧化物沉淀時(shí)，溶液的pH分別為pH3.7、pH9.

14、6。(2)步驟：除去溶液中的Fe3時(shí)，一般是加入能與酸反應(yīng)的物質(zhì)(但不能引入新的雜質(zhì))，調(diào)節(jié)溶液的pH3.7，使Fe3轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而除去。除去溶液中的Fe2時(shí)，先加入H2O2(或其他氧化劑，但不引入新雜質(zhì))，使Fe2轉(zhuǎn)化為Fe3，然后調(diào)節(jié)溶液的pH3.7，使Fe3轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而除去?！纠炕旌夏橙芤褐谐e3、Fe2的常用方法已知：沉淀的pH(1)除去Mg2中混有的Fe3的方法向混合溶液中加入_、_、_其中之一，與Fe3水解產(chǎn)生的H反應(yīng)，促進(jìn)Fe3的水解，將Fe3轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去。(2)除去Mg2中混有的Fe2的方法先加入氧化劑(如_)將溶液中的Fe2氧化

15、成Fe3，然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3。(3)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：除去CuCl2溶液中混有的少量FeCl2?！緹狳c(diǎn)突破】含F(xiàn)e2、Fe3溶液的配制要點(diǎn)(1)配制FeCl3溶液時(shí)先將FeCl3固體溶于濃鹽酸中(抑制FeCl3水解，防止生成沉淀而導(dǎo)致溶液變渾濁)，再加水稀釋至所需濃度。(2)配制FeCl2溶液時(shí)，為防止Fe2被空氣氧化還需加入少量鐵粉?！緹狳c(diǎn)突破】高鐵酸鉀的性質(zhì)高鐵酸鉀(K2FeO4)中的Fe顯6價(jià)，它是一種高效復(fù)合水處理劑：(1)由于具有強(qiáng)氧化性能殺菌、消毒。(2)由于反應(yīng)后還原產(chǎn)物為Fe3，F(xiàn)e3在溶液中水解生成氫氧化鐵膠體，能吸附水中的懸浮雜質(zhì)，起到凈水的作用?！緹狳c(diǎn)突

16、破】Fe2與Fe3的氧化還原性強(qiáng)弱順序氧化性：Cl2Br2Fe3Cu2I2Fe2還原性：ClBrFe2CuIIFe2，下列離子反應(yīng)不能發(fā)生的是()ASO22Fe32H2O=SOeq oal(2,4)2Fe24HBI22Fe2=2I2Fe3CSO2I22H2O=2I4HSOeq oal(2,4)D少量Cl2通入FeI2溶液中：Cl22I=2ClI2【例】向碘化亞鐵溶液中緩慢通入氯氣，先后發(fā)生的反應(yīng)有：【例】在含有Fe3、Fe2、Al3、NHeq oal(,4)稀溶液中，加入足量的Na2O2固體，充分反應(yīng)后，再加入過(guò)量的稀鹽酸，完全反應(yīng)后，離子數(shù)目沒(méi)有變化的是()AFe2 BAl3CFe3 DNH

17、eq oal(,4)【例】為驗(yàn)證還原性：SO2Fe2Cl，三組同學(xué)分別進(jìn)行了下圖實(shí)驗(yàn)，并對(duì)溶液1和溶液2中所含離子進(jìn)行檢驗(yàn)，能證明上述還原性順序的實(shí)驗(yàn)組有()溶液1溶液2甲含F(xiàn)e3、Fe2含SOeq oal(2,4)乙含F(xiàn)e3，無(wú)Fe2含SOeq oal(2,4)丙含F(xiàn)e3，無(wú)Fe2含F(xiàn)e2A.只有甲 B甲、乙C甲、丙 D甲、乙、丙【例】向稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL中逐漸加入鐵粉，產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質(zhì)量的變化如圖所示(已知硝酸只被還原為NO氣體)。下列分析錯(cuò)誤的是()AOA段產(chǎn)生的是NO，AB段的反應(yīng)為Fe2Fe3=3Fe2，BC段產(chǎn)生H2BA點(diǎn)溶液中的溶質(zhì)為Fe(NO3)3和H2S

18、O4C原混合酸中NOeq oal(,3)物質(zhì)的量為0.2 molD原混合酸中H2SO4的物質(zhì)的量濃度為2 molL1鐵與硫酸、硝酸的混合酸反應(yīng)順序總結(jié)足量鐵與稀硫酸、稀硝酸的混合溶液反應(yīng)，則可利用離子反應(yīng)分析，依次發(fā)生反應(yīng)：FeNOeq oal(,3)4H=Fe3NO2H2O、2Fe3Fe=3Fe2、Fe2H=Fe2H2(若H量不足，該反應(yīng)不再發(fā)生)?！纠胯F與水蒸氣反應(yīng)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)前后的裝置如圖所示：下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A將濕棉花改為浸水的尿不濕，酒精燈由單頭改為雙頭，可提供足量的水蒸氣B用具支試管可將試管口附近冷凝的水導(dǎo)出，避免冷凝水與灼熱鐵粉接觸C肥皂水改為吹泡泡水，收集H2效果更好，點(diǎn)燃效果更明顯D懸掛的磁鐵僅能吸引反應(yīng)鐵粉，不能吸引反應(yīng)產(chǎn)物【例】實(shí)驗(yàn)室由煉鋼污泥(簡(jiǎn)稱鐵泥，主要成分為鐵的氧化物)制備軟磁性材料-Fe2O3。其主要實(shí)驗(yàn)流程如下：(1)酸浸。用一定濃度的H2SO4溶液浸取鐵泥中的鐵元素。若其他條件不變，實(shí)驗(yàn)中采取下列措施能提高鐵元素浸出率的有_(填序號(hào))。A適當(dāng)升高酸浸溫度B適當(dāng)加快攪拌速度C適當(dāng)縮短酸浸時(shí)間(2)還原。向“酸浸”后的濾液中加入過(guò)量鐵粉，使Fe3完全轉(zhuǎn)化為Fe2?！斑€原”過(guò)程中除生成Fe2外，還會(huì)生成_(填化學(xué)式)；檢驗(yàn)Fe3是否還原完全的實(shí)驗(yàn)操作是_(3)沉鐵。將提純后的FeSO4