2023-2024學(xué)年蘇教版必修第二冊 專題9　第2單元　探究鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化 課件（34張）

專題9金屬與人類文明第二單元探究鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化內(nèi)容索引學(xué)習(xí)目標活動方案課堂反饋學(xué)習(xí)目標1.了解鐵及其重要化合物的主要性質(zhì)，了解它們在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。2.能根據(jù)鐵及其化合物的性質(zhì)提出轉(zhuǎn)化的思路，能從多方面對可能的轉(zhuǎn)化路徑進行優(yōu)選。3.能運用控制變量的方法設(shè)計實驗方案?；顒臃桨搁喿x教材，了解為什么要探索金屬及其化合物之間的轉(zhuǎn)化規(guī)律？設(shè)計物質(zhì)轉(zhuǎn)化時一般按什么思路？【答案】

自然界蘊藏著大量的金屬化合物，為了更好地開發(fā)和利用這些自然資源，探索金屬及其化合物的轉(zhuǎn)化規(guī)律至關(guān)重要。物質(zhì)轉(zhuǎn)化首先必須明確目標產(chǎn)物是什么。有了目標產(chǎn)物，可以依據(jù)產(chǎn)物特性選擇反應(yīng)原料和可能的反應(yīng)路徑。確定反應(yīng)的類型和反應(yīng)條件，依據(jù)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)和產(chǎn)物分離的要求合理選擇反應(yīng)的裝置等?；顒右唬毫私馕镔|(zhì)轉(zhuǎn)化的目標1.下面三種途徑可生成氯化鐵，分別分析三種途徑的原理和方法。Fe―→FeCl3

(1)Fe―→FeCl2―→FeCl3 (2)Fe―→Fe2O3―→FeCl3 (3)【答案】

路徑(1)選擇氯氣在點燃條件下將鐵轉(zhuǎn)化為＋3價的鐵化合物，從反應(yīng)爐中排出并經(jīng)冷凝得到固體氯化鐵；路徑(2)需要用鹽酸來溶解鐵，生成FeCl2，在溶液中再用Cl2將FeCl2氧化為FeCl3，分離提純得到產(chǎn)物；路徑(3)需要用空氣在一定條件下將鐵緩慢氧化成氧化鐵，再將其溶解在鹽酸中得到氯化鐵，分離提純得到產(chǎn)物?；顒佣涸O(shè)計制備氯化鐵的實驗方案2.物質(zhì)制備反應(yīng)路徑的選擇依據(jù)是什么？【答案】

實際制備物質(zhì)時，必須根據(jù)反應(yīng)原料、反應(yīng)條件、反應(yīng)步驟、產(chǎn)物要求、反應(yīng)裝置、環(huán)境保護和生產(chǎn)成本等因素進行綜合判斷，選擇合適、可控的反應(yīng)路徑。1.在實驗室中，可從與Fe3＋有關(guān)的多種反應(yīng)中選擇合適的反應(yīng)，以檢驗溶液中的Fe3＋。如在含有Fe3＋的溶液中加入氫氧化鈉溶液，通過觀察是否生成紅褐色的氫氧化鐵沉淀，便可定性地檢驗Fe3＋是否存在。這種方法有什么不足？【答案】

這種方法需要加入的堿量較多，現(xiàn)象也容易受到干擾，反應(yīng)的靈敏度和精確性都不高?；顒尤簷z驗Fe3＋方法的選擇2.在溶液中，某些金屬離子能與一些特定的物質(zhì)結(jié)合生成有顏色的物質(zhì)，即便金屬離子的含量很少，溶液顏色也會因特定物質(zhì)的加入而發(fā)生顯著變化。在含有Fe3＋的溶液中滴加KSCN溶液，反應(yīng)混合液立刻變成了血紅色，而Fe2＋遇KSCN溶液不顯色。這種方法靈敏度高，常用于檢驗溶液中是否存在Fe3＋。用KSCN溶液檢驗Fe3＋，發(fā)生的反應(yīng)可簡單表示為Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。根據(jù)上述選擇的描述，你會選擇什么方法檢驗Fe3＋？【答案】

用KSCN溶液檢驗Fe3＋。1.完成下面3個實驗?！緦嶒?】

取兩支試管分別編為A、B，向A試管中加入3mL0.1mol·L－1FeCl3溶液，向B試管中加入3mL0.1mol·L－1FeCl2溶液。然后向兩試管中各滴加2滴硫氰化鉀溶液，觀察實驗現(xiàn)象。【實驗2】

向?qū)嶒?中的A試管中加入過量鐵粉，觀察實驗現(xiàn)象?！緦嶒?】

向?qū)嶒?中的B試管中加入少量新制氯水，觀察實驗現(xiàn)象?；顒铀模篎e2＋、Fe3＋的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化填寫下表：實驗序號實驗現(xiàn)象發(fā)生的反應(yīng)實驗結(jié)論實驗1實驗2實驗3A中溶液變紅Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3Fe3＋遇SCN－變紅B中無明顯變化——Fe2＋遇SCN－不變紅A中加入鐵粉后紅色褪去2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋Fe3＋與Fe反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Fe2＋B中滴加氯水后溶液變紅2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－

Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3Fe2＋被氯氣氧化為Fe3＋2.根據(jù)實驗?zāi)隳艿贸鯢e2＋、Fe3＋分別具有什么性質(zhì)，能否轉(zhuǎn)化？怎么轉(zhuǎn)化？寫出酸性條件下Fe2＋被H2O2氧化的化學(xué)方程式?！敬鸢浮?/p>

Fe2＋具有還原性，F(xiàn)e3＋具有氧化性，一定條件下能相互轉(zhuǎn)化：Fe2＋在溶液中容易被一些氧化劑(如氯水中的Cl2、空氣中的O2和H2O2等)氧化為Fe3＋，而Fe粉可以將Fe3＋還原為Fe2＋。酸性條件下Fe2＋被雙氧水氧化的化學(xué)方程式為2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。3.在配制含F(xiàn)e2＋的溶液時，為防止溶液中的Fe2＋被氧化，可以采取什么措施？為什么？【答案】

由于Fe2＋易被氧化，為防止其被氧化，可在所配制的溶液中加入少量鐵粉，若Fe2＋被氧化為Fe3＋，F(xiàn)e3＋又會與鐵粉反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Fe2＋，即不會出現(xiàn)變質(zhì)。在生產(chǎn)和科學(xué)實驗中，要實現(xiàn)＋2價的亞鐵鹽和＋3價的鐵鹽之間的相互轉(zhuǎn)化，可以選擇適當?shù)难趸瘎┗蜻€原劑。Fe2＋和Fe3＋之間的轉(zhuǎn)化常發(fā)生在溶液中。1.如何除去廢水中的Fe2＋？【答案】

先將其氧化為Fe3＋，再調(diào)節(jié)溶液的pH使Fe3＋轉(zhuǎn)化為紅褐色的Fe(OH)3沉淀，通過過濾的方法將其除去?；顒游澹荷a(chǎn)和科學(xué)實驗中兩種鐵鹽之間的轉(zhuǎn)化2.用毛筆蘸取少量30%的FeCl3溶液，在銅片上畫一個“＋”，放置片刻后，用少量水將銅片上的溶液沖到小燒杯中。該反應(yīng)可用于制作電路板。填寫下列實驗記錄。

實驗現(xiàn)象原因(離子方程式)銅片被腐蝕2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋取兩支試管分別編為A、B，向A試管中加入3mL0.1mol·L－1FeSO4溶液，向B試管中加入3mL0.05mol·L－1Fe2(SO4)3溶液，再分別逐滴加入0.1mol·L－1NaOH溶液，邊滴加邊振蕩試管(兩支試管中滴加的堿量相近)。1.對比兩個反應(yīng)，分別看到了什么現(xiàn)象？【答案】

A試管中先生成白色沉淀，很快變成灰綠色，最后變?yōu)榧t褐色；B試管中直接出現(xiàn)紅褐色沉淀?；顒恿悍磻?yīng)條件對反應(yīng)影響的探究2.討論A試管中最終沒有生成白色沉淀的可能原因是什么？設(shè)計實驗驗證猜測是否正確?！敬鸢浮?/p>

可能原因：(1)所用的硫酸亞鐵溶液中含有Fe3＋；(2)實驗過程中，空氣中的氧氣參加了反應(yīng)，把氫氧化亞鐵氧化成氫氧化鐵?？捎肒SCN溶液檢驗試管A中是否含F(xiàn)e3＋；可設(shè)計實驗隔絕空氣進行實驗，如液面上覆蓋一層油脂，并將膠頭滴管插入液面下，盡量避免空氣進入溶液參與反應(yīng)。3.研究表明，向FeSO4溶液中加入NaOH溶液，產(chǎn)生的白色絮狀沉淀會迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色。通過控制實驗條件證實，F(xiàn)e2＋與OH－反應(yīng)生成白色的氫氧化亞鐵。氫氧化亞鐵極易被空氣中的氧氣氧化，最后生成紅褐色的氫氧化鐵。寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式?！敬鸢浮?/p>

FeSO4＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋Na2SO44Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3課堂反饋24513761.(2022·連云港高一期末)鐵及其化合物在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。下列有關(guān)它們的性質(zhì)與用途具有對應(yīng)關(guān)系的是(

)A.Fe2(SO4)3有氧化性，可用作凈水劑

B.Fe3O4有磁性，可用作高爐煉鐵的原料C.Fe2O3是紅棕色，可用于制紅色油漆

D.Fe有還原性，可用于鋁熱反應(yīng)焊接鋼軌【解析】

Fe3＋在水溶液中水解生成Fe(OH)3膠體，膠體具有吸附性，能吸附水中懸浮雜質(zhì)沉降，A錯誤；Fe3O4因含有鐵元素，可作煉鐵原料，與磁性無關(guān)，B錯誤；鋁熱反應(yīng)是用Al還原鐵的氧化物，D錯誤?！敬鸢浮?/p>

C24513762.(2022·南通高一下階段聯(lián)考)下列方案能達到實驗?zāi)康牡氖?

)A.用KSCN溶液檢驗溶液中的Fe2＋B.用通入O2的方法除去NO2中含有的NOC.加適量氯水除去FeCl3溶液中的少量FeCl2D.用蒸發(fā)、結(jié)晶、灼燒的方法從NH4Cl溶液中獲取NH4Cl【解析】

應(yīng)用KSCN溶液檢驗Fe3＋，A錯誤；O2的量無法控制，若O2過量，含有O2雜質(zhì)，B錯誤；發(fā)生反應(yīng)：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，C正確；NH4Cl受熱易分解，D錯誤?！敬鸢浮?/p>

C2453763.證明某溶液中不含F(xiàn)e3＋而可能含有Fe2＋的實驗操作如下：①加入足量新制氯水；②加入足量酸性高錳酸鉀溶液；③加入少量硫氰化銨溶液；④加入氫氧化鈉溶液。最佳的實驗操作及順序是

(

)A.①③

B.③②

C.③① D.④①1【解析】

取原溶液少許，先滴加硫氰化銨溶液，若溶液不變紅色，說明原溶液中不含F(xiàn)e3＋；再滴加氯水，溶液變?yōu)榧t色，說明原溶液中含有Fe2＋。酸性高錳酸鉀溶液為紫紅色，會干擾溶液變?yōu)榧t色的觀察；Fe2＋與堿反應(yīng)產(chǎn)生沉淀的顏色由白色到灰綠色最終變?yōu)榧t褐色的變化，F(xiàn)e3＋與堿反應(yīng)產(chǎn)生紅褐色沉淀，二者同時出現(xiàn)時，難于觀察。故選C?！敬鸢浮?/p>

C2453764.下列關(guān)于Fe2＋、Fe3＋性質(zhì)實驗的說法錯誤的是(

)A.用右圖裝置可以制備沉淀Fe(OH)2B.配制FeCl3溶液時，先將氯化鐵晶體溶于較濃的鹽酸中，再加水稀釋到所需要的濃度C.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，此現(xiàn)象不能確定溶液中含有Fe2＋D.向含F(xiàn)e3＋的溶液中滴入含SCN－的溶液，溶液立即變?yōu)檠t色12453761【解析】

反應(yīng)開始時生成的氫氣進入B中，可排出空氣，防止生成的氫氧化亞鐵被氧化，一段時間后關(guān)閉止水夾C，A中硫酸亞鐵進入B中可生成Fe(OH)2，A正確；FeCl3易水解，配制溶液時應(yīng)防止溶液因水解而生成氫氧化鐵沉淀，可先將氯化鐵晶體溶于較濃的鹽酸中，再加水稀釋到所需要的濃度，B正確；向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不變色，說明原溶液中不存在Fe3＋，滴加氯水后溶液顯紅色，說明此時溶液中含有Fe3＋，此現(xiàn)象證明原溶液中含有Fe2＋，C錯誤；向含F(xiàn)e3＋的溶液中滴入含SCN－的溶液，溶液立即變?yōu)檠t色，D正確?！敬鸢浮?/p>

C2453765.為探究某食品包裝袋內(nèi)一小包脫氧劑中的還原鐵粉是否變質(zhì)，分別取少量樣品溶于鹽酸，再進行下列實驗，其結(jié)論正確的是(

)A.若再滴加KSCN溶液，溶液變紅，說明鐵粉變質(zhì)B.若再滴加KSCN溶液，溶液未變紅，說明鐵粉末變質(zhì)C.若再依次滴加氯水、KSCN溶液，溶液變紅，說明鐵粉全部變質(zhì)D.若再滴加KSCN溶液，溶液未變紅，再滴加氯水，溶液變紅，說明鐵粉全部變質(zhì)12453761【解析】

若再滴加KSCN溶液，溶液變紅，說明溶液中含有鐵離子，可以確定還原鐵粉被氧化變質(zhì)，A正確；若再滴加KSCN溶液，溶液未變紅，說明溶液中無鐵離子，由于Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，故不能確定還原鐵粉是否被氧化，B錯誤；氯水具有強氧化性，可以把亞鐵離子氧化為鐵離子，亞鐵離子可能是由鐵與鹽酸反應(yīng)生成的，故不能確定還原鐵粉是否被氧化，C錯誤；若再滴加KSCN溶液，溶液未變紅，再滴加氯水，溶液變紅，說明溶液中不含鐵離子，含有亞鐵離子，亞鐵離子可能是由鐵與鹽酸反應(yīng)生成的，故不能確定還原鐵粉是否被氧化，D錯誤?！敬鸢浮?/p>

A2453766.(2022·南京期末)FeSO4溶液催化脫除煙氣中SO2的反應(yīng)原理如題圖所示。下列說法正確的是(

)A.“反應(yīng)Ⅰ”中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為4∶1B.“反應(yīng)Ⅱ”的離子方程式為2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋C.反應(yīng)一段時間后，溶液中c(H2SO4)保持不變D.反應(yīng)每脫除11.2LSO2，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1mol12453761【解析】

反應(yīng)Ⅰ為4Fe2