2024年高中化學(xué)新教材同步 必修第一冊(cè) 第3章　第2節(jié)　實(shí)驗(yàn)活動(dòng)2　鐵及其化合物的性質(zhì)

實(shí)驗(yàn)活動(dòng)2鐵及其化合物的性質(zhì)【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?．認(rèn)識(shí)鐵及其化合物的重要化學(xué)性質(zhì)。2．學(xué)會(huì)鐵離子的檢驗(yàn)方法。3．認(rèn)識(shí)可通過(guò)氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)含有不同價(jià)態(tài)同種元素的物質(zhì)間的相互轉(zhuǎn)化?！緦?shí)驗(yàn)儀器】試管、膠頭滴管?！緦?shí)驗(yàn)藥品】CuSO4溶液、FeCl3稀溶液、FeCl2溶液、FeSO4溶液、KMnO4酸性溶液、KSCN溶液、KI溶液、淀粉溶液、蒸餾水、鋅片、銅片、鐵粉、鐵絲?！緦?shí)驗(yàn)步驟】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(guò)一會(huì)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(xué)方程式：CuSO4＋Fe=FeSO4＋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(guò)一會(huì)兒，觀察到的現(xiàn)象是銅片被腐蝕，溶液由棕黃色變?yōu)樗{(lán)綠色，化學(xué)方程式：Cu＋2FeCl3=2FeCl2＋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＋2I－=2Fe2＋＋I(xiàn)2。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(guò)一會(huì)兒，觀察到的現(xiàn)象是溶液變?yōu)闊o(wú)色，化學(xué)方程式：FeCl2＋Zn=ZnCl2＋Fe。(2)在一支試管中加入少量KMnO4酸性溶液，然后向試管中加入少量FeSO4溶液，觀察溶液的顏色變化。當(dāng)溶液紫紅色褪去時(shí)，再滴加2滴KSCN溶液，觀察到的現(xiàn)象是溶液變紅色，化學(xué)方程式：10FeSO4＋2KMnO4＋8H2SO4=5Fe2(SO4)3＋2MnSO4＋8H2O＋K2SO4、Fe2(SO4)3＋6KSCN=2Fe(SCN)3＋3K2SO4。4．鐵離子的檢驗(yàn)(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(wú)明顯變化?；瘜W(xué)方程式：2FeCl3＋Fe=3FeCl2?！締?wèn)題和討論】1．根據(jù)以上的實(shí)驗(yàn)及所學(xué)的知識(shí)，以鐵屑為原料，制備硫酸亞鐵溶液時(shí)應(yīng)該注意什么？提示由于Fe2＋易被氧化，所以在制備過(guò)程中要保證鐵屑過(guò)量。2．若向FeCl3稀溶液中加入過(guò)量鋅粉，溶液中存在的陽(yáng)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(qiáng)，所以過(guò)量鋅粉可以把Fe3＋還原為鐵單質(zhì)。3．由以上實(shí)驗(yàn)思考檢驗(yàn)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KMnO4酸性溶液，然后向試管中滴加Fe2(SO4)3溶液，若KMnO4酸性溶液紫色褪去，則說(shuō)明含有FeSO4雜質(zhì)，反之則無(wú)。1．向某溶液中加入含F(xiàn)e2＋的溶液后，無(wú)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(cuò)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(yīng)：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，故氧化性：Fe3＋<Cl2；能使含F(xiàn)e3＋的溶液變?yōu)榧t色，說(shuō)明原溶液中一定含有SCN－；因原溶液中加入含F(xiàn)e2＋的溶液后，無(wú)明顯變化，說(shuō)明Fe2＋與SCN－不能形成紅色物質(zhì)。2．某化學(xué)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(lái)探究Fe2＋、Fe3＋的氧化性、還原性，并利用實(shí)驗(yàn)結(jié)論解決一些問(wèn)題。(1)用上述所給物質(zhì)寫(xiě)出體現(xiàn)Fe2＋具有還原性的化學(xué)方程式：__________________。(2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，完成下列表格。探究?jī)?nèi)容實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)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)開(kāi)_________；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(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____________________________________________________________________。答案(1)2FeCl2＋Cl2=2FeCl3(2)淺綠色不變紅(3)Fe2＋＋Zn=Zn2＋＋Fe解析(1)在反應(yīng)中Fe2＋做還原劑，體現(xiàn)其還原性，因此應(yīng)選擇氧化劑，所以選用氯水，發(fā)生的反應(yīng)為2FeCl2＋Cl2=2FeCl3。(2)向FeCl3溶液中加入鐵粉，發(fā)生的反應(yīng)為2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，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(xué)習(xí)小組的同學(xué)對(duì)氯氣與鐵的反應(yīng)及產(chǎn)物進(jìn)行了如下探究：(1)裝置的連接順序?yàn)閍→____→____→____→____→b→c→f。(2)硬質(zhì)玻璃管與收集器之間沒(méi)有用導(dǎo)管連接，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是_______________________。(3)反應(yīng)一段時(shí)間，熄滅酒精燈，冷卻后，將收集器及硬質(zhì)玻璃管中的物質(zhì)快速轉(zhuǎn)移至錐形瓶中，加入過(guò)量的稀鹽酸和少許植物油(反應(yīng)過(guò)程中不振蕩)，充分反應(yīng)后，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：eq\x(固體產(chǎn)物)eq\o(→,\s\up7(過(guò)量稀鹽酸),\s\do5(少許植物油))eq\x(淡黃色溶液)eq\o(→,\s\up7(試劑X))eq\x(淡紅色溶液)eq\o(→,\s\up7(新制氯水))eq\x(深紅色溶液)試劑X中溶質(zhì)的化學(xué)式為_(kāi)_______________________________；固體產(chǎn)物的成分可能為_(kāi)_______(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(cè)得n(Fe)∶n(Cl)＝1∶2.1，則該樣品中FeCl3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_____________(計(jì)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＋＋Cl2=2Fe3＋＋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?yàn)闅怏w的制取→洗氣(除雜)→干燥→氯氣和鐵的反應(yīng)→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(dǎo)管管口較細(xì)，易堵塞，所以硬質(zhì)玻璃管與收集器之間沒(méi)有用導(dǎo)管連接。(3)Fe3＋和KSCN反應(yīng)生成絡(luò)合物硫氰化鐵而使溶液呈紅色，所以試劑X為KSCN溶液；固體和氯氣反應(yīng)時(shí)可能沒(méi)有完全反應(yīng)，剩余的Fe和稀鹽酸、氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵，固體中成分可能為Fe和FeCl3，A選項(xiàng)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，F(xiàn)e2＋被氯氣氧化生成Fe3