9.2.1反應(yīng)的合理選擇-2024學(xué)年高一化學(xué)同步課堂（蘇教版2019必修第二冊）

第二節(jié)探究鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化

課時1反應(yīng)的合理選擇

專題九

金屬與人類文明授課人：學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握Fe單質(zhì)的性質(zhì)。2.能依據(jù)Fe3＋、Fe2＋的性質(zhì)提出相互轉(zhuǎn)化的思路和檢驗(yàn)方法。3.能從多個方面對可能的物質(zhì)制備反應(yīng)路線進(jìn)行選擇。4.能從多個方面對可能的轉(zhuǎn)化路徑進(jìn)行優(yōu)選。如何鑒別FeCl3

和FeCl2

溶液？物理法：FeCl3

溶液：黃色至紅棕色FeCl2

溶液：淺綠色一、Fe3＋、Fe2＋的檢驗(yàn)向兩支試管中分別加入少量FeCl3

和FeCl2

溶液，然后各滴加少量NaOH溶液，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象一、Fe3＋、Fe2＋的檢驗(yàn)無明顯現(xiàn)象2滴NaOH溶液稀FeCl2溶液思考：將兩種溶液稀釋至接近無色，如何鑒別？一、Fe3＋、Fe2＋的檢驗(yàn)2滴NaOH溶液稀FeCl3溶液無明顯現(xiàn)象一、Fe3＋、Fe2＋的檢驗(yàn)2滴KSCN溶液稀FeCl3溶液血紅色溶液這種方法所需試劑少，靈敏度高。因此，通常用KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3+。Fe3＋＋3SCN－==Fe(SCN)3黃色血紅色硫氰化鐵，一種配合物，可溶于水一、Fe3＋、Fe2＋的檢驗(yàn)無明顯現(xiàn)象滴加2滴KSCN溶液Fe2+與KSCN溶液不反應(yīng)FeCl2溶液滴加幾滴氯水溶液呈紅色上述方法可用于檢驗(yàn)溶液中Fe2+的存在，但要注意試劑的滴加順序。思考2：酸浸濾液中Fe2+是否完全轉(zhuǎn)化成Fe3+了呢？事實(shí)是：需要在大量Fe3+存在的情況下檢驗(yàn)Fe2+的存在Fe2+

的檢驗(yàn)一、Fe3＋、Fe2＋的檢驗(yàn)滴加2滴K3[Fe(CN)6]溶液藍(lán)色沉淀拓展視野：鐵氰化鉀，即六氰合鐵酸鉀，化學(xué)式為K3[Fe(CN)6]。遇亞鐵鹽則生成藍(lán)色沉淀。因此，常用鐵氰化鉀溶液檢驗(yàn)亞鐵離子。證明有Fe2+

2mLFeCl3溶液+1滴FeCl2溶液Fe2+

的檢驗(yàn)Fe3+與K3[Fe(CN)6]溶液不反應(yīng)典例解析例1.鑒定某一FeCl2溶液是否被氧化，最好采用（）A.加入NaOH溶液B.加入KSCN溶液C.先通入氯氣，再加入KSCN溶液D.先加足量鐵粉，再加入KSCN溶液B二、Fe3＋、Fe2＋的性質(zhì)反應(yīng)原理：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－Fe3＋＋3SCN－==Fe(SCN)3二、Fe3＋、Fe2＋的性質(zhì)氯化鐵分別與銅單質(zhì)、碘化鉀反應(yīng)二、Fe3＋、Fe2＋的性質(zhì)反應(yīng)原理：應(yīng)用：制造電路板2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋

2Fe3＋＋2I-===2Fe2＋＋I(xiàn)2

二、Fe3＋、Fe2＋的性質(zhì)反應(yīng)原理：應(yīng)用：制造電路板2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋

蝕刻液——氯化鐵溶液2Fe3＋＋2I-===2Fe2＋＋I(xiàn)2

二、Fe3＋、Fe2＋的性質(zhì)具有氧化性既有氧化性又有還原性Fe2＋、Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化Fe2＋Fe3＋氧化劑還原劑強(qiáng)氧化劑：Cl2、Br2、HNO3、HClO等雙氧水：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O新制氯水或氯氣：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－氧化劑還可以是：O2、HNO3等KMnO4(H＋)是否可以？二、Fe3＋、Fe2＋的性質(zhì)Fe2＋和Cl-均具有還原性，且還原性：Fe2＋大于Cl-，酸性KMnO4溶液會優(yōu)先氧化Fe2＋；但濃度較大的Cl－也能使酸性KMnO4溶液褪色。思考：能否用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)FeCl3溶液中是否含有FeCl2？二、Fe3＋、Fe2＋的性質(zhì)還原劑：Cu、Fe、S2-、I-、SO2等Fe2＋、Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化Fe2＋Fe3＋氧化劑還原劑2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋

2Fe3＋＋2I-===2Fe2＋＋I(xiàn)2

“鐵三角”的轉(zhuǎn)化關(guān)系二、Fe3＋、Fe2＋的性質(zhì)典例解析例2.把鐵和銅加入氯化鐵、氯化亞鐵和氯化銅的混合溶液中，反應(yīng)后鐵有剩余則（）A.剩下的固體是Fe和CuB.溶液中有Fe3＋、Fe2＋C.剩下的固體是Fe，無CuD.溶液中有Fe2＋、Cu2＋A三氯化鐵FeCl3

是一種很重要的鐵鹽，也是極其重要的化工原料，在工業(yè)上有著十分廣泛的用途。三、FeCl3的制備主要用于銅、鋁、不銹鋼等金屬材料的蝕刻；在污水處理方面，F(xiàn)eCl3對污水進(jìn)行凈化處理具有較好的效果；在建筑工業(yè)方面，F(xiàn)eCl3用于制備混凝土，以增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度、抗腐蝕性及防水性等性能；在無機(jī)工業(yè)方面，F(xiàn)eCl3用作制造其他鐵鹽和墨水；在新能源開發(fā)方面，F(xiàn)eCl3

可以作為鋰離子電池正極材料—磷酸鐵鋰的鐵源；在有機(jī)工業(yè)方面，F(xiàn)eCl3用作催化劑、氧化劑和氯化劑等。三氯化鐵的用途資料卡三、FeCl3的制備三、反應(yīng)的合理選擇反應(yīng)的類型反應(yīng)條件反應(yīng)的裝置產(chǎn)物分離的要求反應(yīng)原料目標(biāo)產(chǎn)物可能的反應(yīng)路徑請?jiān)O(shè)計(jì)以鐵屑為原料制取氯化鐵的轉(zhuǎn)化思路物質(zhì)轉(zhuǎn)化的思路三、反應(yīng)的合理選擇FeFeOFe2O3Fe3O4Fe(OH)3Fe(OH)2FeCl2

Fe2(SO4)3FeCl3化合價(jià)升高，發(fā)生氧化還原反應(yīng)化合價(jià)不變，發(fā)生非氧化還原反應(yīng)價(jià)類二維圖+3+2氫氧化物鹽氧化物單質(zhì)0類別化合價(jià)三、反應(yīng)的合理選擇以鐵屑為原料制取FeCl3的可能反應(yīng)途徑FeFeOFe2O3Fe(OH)3Fe(OH)2

FeCl3FeCl21．Fe→FeCl33．Fe→Fe2O3→FeCl32．Fe→FeCl2→FeCl3+3+2氫氧化物鹽氧化物單質(zhì)0類別化合價(jià)三、反應(yīng)的合理選擇FeFeCl3

在氯氣中點(diǎn)燃路徑一從反應(yīng)爐中排出并經(jīng)冷凝得到固體FeCl32Fe+3Cl2===2FeCl3點(diǎn)燃FeFeCl3

鹽酸溶解鐵路徑二FeCl2Fe＋2HCl==FeCl2＋H2↑2FeCl2＋Cl2===2FeCl3氯氣氧化后分離提純FeFeCl3

緩慢氧化路徑三Fe2O3鹽酸溶解后分離提純4Fe+3O2==2Fe2O3Fe2O3＋6HCl==2FeCl3＋3H2O三、反應(yīng)的合理選擇物質(zhì)制備反應(yīng)路線的選擇實(shí)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(hù)、生產(chǎn)成本等因素進(jìn)行綜合判斷，選擇合適、可控的反應(yīng)路徑。反應(yīng)的合理選擇三、反應(yīng)的合理選擇例3.如圖為鐵元素的價(jià)—類二維圖，其中的箭頭表示部分物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，下列說法正確的是（）A.鐵與高溫水蒸氣的反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化①B.灼燒Fe（OH）3發(fā)生轉(zhuǎn)化⑥，加水溶解可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化③C.FeO是一種黑色粉末，不穩(wěn)定，在空氣中受熱，迅速發(fā)生轉(zhuǎn)化②生成紅棕色粉末D.由圖可預(yù)測：高鐵酸鹽（

）具有強(qiáng)氧化性，可用于消毒，

與水反應(yīng)最終可生成Fe(OH)3

膠體，從而吸附水中的懸浮物，故高鐵酸鹽可用作凈水劑D課堂小結(jié)Fe3＋、Fe2＋的檢驗(yàn)反應(yīng)的合理選擇不良反應(yīng)Fe3＋檢驗(yàn)Fe2＋檢驗(yàn)價(jià)類二維圖制備FeCl3途徑選擇Fe3＋、Fe2＋的性質(zhì)Fe3＋性質(zhì)Fe2＋性質(zhì)隨堂練習(xí)1.電子工業(yè)常用30%的FeCl3溶液腐蝕絕緣板上的銅箔，制作印刷電路板。下列說法正確的是（）A.該反應(yīng)為置換反應(yīng)B.用KSCN溶液可檢驗(yàn)廢液中的Fe2＋C.可用置換法回收廢液中的銅D.Fe3＋能溶解Cu說明Cu