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2020-2021学年第1节 铁的多样性课文课件ppt
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这是一份2020-2021学年第1节 铁的多样性课文课件ppt，共31页。PPT课件主要包含了知识铺垫，新知预习，自主测试，实验操作与现象，探究1，探究2，素养脉络，随堂检测，答案B等内容，欢迎下载使用。
1.铁元素的常见化合价有0价、+2价和+3价,分别举一例写出对应物质的化学式Fe、FeCl2、FeCl3。2.一般来说,元素处于高价态时具有氧化性,元素处于最低价态时只具有还原性,元素处于中间价态时既有氧化性又有还原性,请判断下列反应中铁元素表现的是氧化性还是还原性。
一、铁元素的存在1.含量铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝。2.存在形态(1)游离态:存在于陨铁中。(2)化合态:主要以+2、+3价铁的化合物存在。如黄铁矿(FeS2)、赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)、菱铁矿(FeCO3)等。
二、Fe2+、Fe3+的性质1.实验预测与假设
【微思考1】实验室中盛FeSO4溶液的试剂瓶中,通常加些铁屑或铁钉,这是为什么?提示:Fe2+具有较强还原性,易被氧化而变质。因此向盛有亚铁盐溶液的试剂瓶中加单质铁的目的是防止Fe2+被氧化。【微思考2】如何除去FeCl3溶液中混有的杂质FeCl2?提示:通入Cl2或滴加氯水或加入“绿色”氧化剂H2O2溶液:
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)铁元素在地壳中含量位于第三位。 ( )(2)自然界中无游离态铁。 ( )(3)工业炼铁,需加入还原剂。 ( )(4)钢和生铁都是铁的合金,钢不易生锈,生铁易生锈,铁锈的主要成分是Fe3O4。 ( )答案:(1)× (2)× (3)√ (4)×解析:铁元素在地壳中含量位于第四位。游离态的铁存在于陨石中。工业炼铁的一般过程是Fe2O3 Fe。铁锈的主要成分是Fe2O3。
2.(1)向FeCl2溶液中通入Cl2,现象是:溶液由 变为 。 (2)足量的Cl2与Fe反应的化学方程式为 , Fe与稀硫酸反应的离子方程式为 。 答案:(1)浅绿色 棕黄色
Fe2+、Fe3+的性质问题探究在FeCl3和CuCl2的混合溶液中,加入过量的铁粉,充分反应后,溶液中的金属离子有哪些?
典例剖析例1已知下述三个实验均能发生化学反应:①将光亮的铁钉放入硫酸铜溶液中 ②向硫酸亚铁溶液中滴入几滴双氧水 ③将铜丝放入氯化铁溶液中。下列判断正确的是( )A.实验①中铁钉做氧化剂B.实验②中Fe2+具有还原性C.实验③中发生的是置换反应D.上述实验证明氧化性Fe3+>Fe2+>Cu2+
答案:B解析:铁和硫酸铜发生置换反应生成铜和硫酸亚铁,铁是还原剂,A项错误;向硫酸亚铁溶液中滴入几滴双氧水,亚铁离子被氧化生成铁离子,体现亚铁离子的还原性,B项正确;将铜丝放入氯化铁溶液中生成氯化亚铁和氯化铜,不是置换反应,C项错误;氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,则氧化性是Fe3+>Cu2+>Fe2+,D项错误。
方法规律铁、铜及其化合物在溶液中的共存规律(1)Fe能与Fe3+、Cu2+发生反应,因而当溶液中有Fe粉剩余时,溶液中不可能大量存在Fe3+、Cu2+。由于氧化性Fe3+>Cu2+,所以向Fe3+、Cu2+的混合溶液中加入铁粉,铁先与Fe3+反应;由于还原性Fe>Cu,所以向Fe3+的溶液中加入Fe、Cu混合物,Fe先反应。(2)Cu能与Fe3+发生反应,因此当有Cu析出时,溶液中不可能大量存在Fe3+。(3)Fe2+与Fe3+、Cu2+、Fe、Cu均能大量共存。
对点训练1-1下列物质反应后一定有+3价铁生成的是( )①过量的Fe与Cl2反应 ②Fe与过量稀硫酸反应后,再向其中加H2O2溶液 ③Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸 ④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中。A.只有①B.只有①② C.只有①②③D.全部答案:C解析:①中的Cl2氧化性强,它能将铁氧化为+3价,由于不是在溶液中反应,因此过量的铁不会将氯化铁还原。②中Fe与稀硫酸反应只能生成Fe2+,向其中加H2O2溶液后,由于H2O2是一种常见的氧化剂,能将Fe2+氧化成Fe3+。③从表面上看不会发生反应,但实际上发生了Fe2+被硝酸氧化的反应。④中首先发生Fe与盐酸反应生成FeCl2、Fe2O3与盐酸反应生成FeCl3的反应,但题中未给出反应物间相对量的关系,若铁是足量的,则能将生成的FeCl3全部还原为FeCl2。
对点训练1-2实验室在含Fe3+的溶液中加入铜粉与铁粉,充分反应后发现溶液中有Cu2+存在,下列说法错误的是( )A.容器中肯定无Fe粉存在B.容器中肯定无Cu粉存在C.溶液中Fe2+比Cu2+多D.溶液中可能存在Fe3+答案:B
Fe2+、Fe3+的检验问题探究为了检验某未知溶液是不是FeCl2溶液,一位同学设计了以下实验方案加以证明。方案:向一支装有该未知溶液的试管中先通入氯气,再滴加KSCN溶液,溶液呈现红色,证明该未知溶液是FeCl2溶液。此方案是否合理?若不合理,要检验Fe2+应如何操作?提示:不合理。Fe2+的检验要注意排除Fe3+的干扰,若先通Cl2再滴加KSCN溶液,溶液呈现红色说明溶液中有Fe3+,但无法说明Fe3+来源于Fe2+还是原溶液。应该先加KSCN溶液,无现象,再通入氯气,若溶液变红色,则说明原溶液含有Fe2+。
知识归纳Fe2+、Fe3+的检验方法
典例剖析例2下列离子的检验方法合理的是( )A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色,说明不含Fe2+B.向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液变红色,说明原溶液中含有Fe2+C.向某溶液中加入NaOH溶液,得红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3+D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又观察到颜色逐渐变为红褐色,说明该溶液中只含有Fe2+,不含有Mg2+答案:C
解析:KSCN与Fe3+反应的离子方程式为Fe3++3SCN- === Fe(SCN)3,而Fe2+与KSCN不反应,如果该溶液既含Fe3+,又含Fe2+,滴加KSCN溶液,溶液呈红色,证明存在Fe3+而不能证明没有Fe2+,故A项错误;若原溶液中含Fe2+,通入Cl2将Fe2+氧化成Fe3+,滴加KSCN溶液后显红色,若原溶液中不含Fe2+,含有Fe3+,通入Cl2,加入KSCN溶液同样可以变血红色,故B项错误;加入NaOH溶液,得红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3+,故C项正确;氢氧化镁为白色沉淀,能被红褐色沉淀掩盖,无法确定是否含有镁离子,故D项错误。
方法规律(1)Fe3+的检验方法很多,但在没有特殊要求的条件下,最好选择KSCN溶液,因为此法最灵敏。(2)检验Fe2+的最好方法:加KSCN溶液(无明显现象),然后加氯水(溶液变红色)。试剂顺序不能颠倒,若先滴入氯水或双氧水,再加入KSCN溶液,溶液显红色,排除不了原溶液中可能含Fe3+的干扰。也不能选用加KSCN溶液(无明显现象),然后加酸性高锰酸钾溶液(溶液变红色)的方案,因为KMnO4本身显紫红色,对实验现象有所干扰。(3)若溶液中同时含有Fe3+、Fe2+,因为Fe3+对Fe2+的检验造成干扰,通常取少量溶液置于试管中,向溶液中滴加适量酸性高锰酸钾溶液(溴水),溶液紫红色(橙黄色)褪去,说明含有Fe2+。另取少量溶液置于试管中加入KSCN溶液,显红色,说明溶液中含Fe3+。
对点训练2-1选择合适试剂完成甲、乙两组实验。甲组:检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+;乙组:检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+。下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是( )
解析:甲组,在Fe3+存在的条件下检验Fe2+,要排除Fe3+的干扰。所选试剂具备下列条件:一是能与Fe2+发生有明显现象的反应;二是与Fe3+不反应。只有酸性KMnO4溶液符合条件: ,实验现象是紫色变浅(或褪去)。乙组,在Fe2+存在的条件下,用KSCN溶液检验Fe3+,Fe2+无干扰。
对点训练2-2证明某溶液含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是( )A.先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后显红色B.先滴加KSCN溶液,不显红色,再滴加氯水后显红色C.先加入铁粉,再滴加NaOH溶液D.只需滴加KSCN溶液答案:B解析:Fe2+具有较强还原性,Fe3+遇KSCN溶液变红色,证明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是先滴加KSCN溶液,不显红色,确认溶液不含有Fe3+,再滴加氯水后显红色,证明Fe2+被氧化为Fe3+,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2 === 2Fe3++2Cl-,说明原溶液中含有Fe2+。
1.将铁粉放入盐酸、MgCl2溶液、FeCl3溶液、CuCl2溶液组成的混合液中,充分反应后,铁粉有剩余,则此时溶液中含有的大量阳离子是( )A.Cu2+和Fe2+B.Fe2+和Mg2+C.Fe3+和Fe2+D.H+和Cu2+答案:B
2.下列反应最终能生成含Fe3+的化合物的是( )①过量Fe与稀硝酸 ②铁丝在硫蒸气中燃烧 ③向FeBr2溶液中通入Cl2 ④铁与CuCl2溶液反应 ⑤Fe(OH)2露置于空气中A.①②③B.①③⑤C.③④D.③⑤答案:D解析:①Fe与稀硝酸反应生成硝酸铁,Fe3+与过量的Fe反应生成Fe2+,故不选;②铁丝在硫蒸气中燃烧生成FeS,故不选;③向FeBr2溶液中通入Cl2,由于Fe2+还原性强于Br-,氯气首先把Fe2+氧化为Fe3+,故选;④铁与CuCl2溶液反应生成氯化亚铁和铜,故不选;⑤Fe(OH)2露置于空气中,与氧气、水反应生成Fe(OH)3,故选。
3.为了验证Fe3+的性质,某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验,其中实验方案设计错误的是( )A.④B.③ C.③④D.①②③④⑤答案:C解析:③不反应,实验方案及现象均错误;④检验的是Cl-,与Fe3+的性质无关。
4.(1)为了检验某未知溶液是不是FeCl2溶液,一位同学设计了以下实验方案加以证明。方案:向一支装有该未知溶液的试管中先通入氯气,再滴加KSCN溶液,溶液呈现红色,证明该未知溶液是FeCl2溶液。回答以下问题:你认为此方案是否合理 (填“合理”或“不合理”),若不合理,要检验Fe2+应如何操作? (若方案合理,则此空不答)。 (2)实验室在保存FeCl2溶液时为了防止FeCl2溶液变质,经常向其中加入铁粉,其原因是(用离子方程式表示) 。 答案:(1)不合理 先加KSCN溶液,无现象,再通入氯气,若溶液变红色,则原溶液含有Fe2+
1.铁元素的常见化合价有0价、+2价和+3价,分别举一例写出对应物质的化学式Fe、FeCl2、FeCl3。2.一般来说,元素处于高价态时具有氧化性,元素处于最低价态时只具有还原性,元素处于中间价态时既有氧化性又有还原性,请判断下列反应中铁元素表现的是氧化性还是还原性。
一、铁元素的存在1.含量铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝。2.存在形态(1)游离态:存在于陨铁中。(2)化合态:主要以+2、+3价铁的化合物存在。如黄铁矿(FeS2)、赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)、菱铁矿(FeCO3)等。
二、Fe2+、Fe3+的性质1.实验预测与假设
【微思考1】实验室中盛FeSO4溶液的试剂瓶中,通常加些铁屑或铁钉,这是为什么?提示:Fe2+具有较强还原性,易被氧化而变质。因此向盛有亚铁盐溶液的试剂瓶中加单质铁的目的是防止Fe2+被氧化。【微思考2】如何除去FeCl3溶液中混有的杂质FeCl2?提示:通入Cl2或滴加氯水或加入“绿色”氧化剂H2O2溶液:
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)铁元素在地壳中含量位于第三位。 ( )(2)自然界中无游离态铁。 ( )(3)工业炼铁,需加入还原剂。 ( )(4)钢和生铁都是铁的合金,钢不易生锈,生铁易生锈,铁锈的主要成分是Fe3O4。 ( )答案:(1)× (2)× (3)√ (4)×解析:铁元素在地壳中含量位于第四位。游离态的铁存在于陨石中。工业炼铁的一般过程是Fe2O3 Fe。铁锈的主要成分是Fe2O3。
2.(1)向FeCl2溶液中通入Cl2,现象是:溶液由 变为 。 (2)足量的Cl2与Fe反应的化学方程式为 , Fe与稀硫酸反应的离子方程式为 。 答案:(1)浅绿色 棕黄色
Fe2+、Fe3+的性质问题探究在FeCl3和CuCl2的混合溶液中,加入过量的铁粉,充分反应后,溶液中的金属离子有哪些?
典例剖析例1已知下述三个实验均能发生化学反应:①将光亮的铁钉放入硫酸铜溶液中 ②向硫酸亚铁溶液中滴入几滴双氧水 ③将铜丝放入氯化铁溶液中。下列判断正确的是( )A.实验①中铁钉做氧化剂B.实验②中Fe2+具有还原性C.实验③中发生的是置换反应D.上述实验证明氧化性Fe3+>Fe2+>Cu2+
答案:B解析:铁和硫酸铜发生置换反应生成铜和硫酸亚铁,铁是还原剂,A项错误;向硫酸亚铁溶液中滴入几滴双氧水,亚铁离子被氧化生成铁离子,体现亚铁离子的还原性,B项正确;将铜丝放入氯化铁溶液中生成氯化亚铁和氯化铜,不是置换反应,C项错误;氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,则氧化性是Fe3+>Cu2+>Fe2+,D项错误。
方法规律铁、铜及其化合物在溶液中的共存规律(1)Fe能与Fe3+、Cu2+发生反应,因而当溶液中有Fe粉剩余时,溶液中不可能大量存在Fe3+、Cu2+。由于氧化性Fe3+>Cu2+,所以向Fe3+、Cu2+的混合溶液中加入铁粉,铁先与Fe3+反应;由于还原性Fe>Cu,所以向Fe3+的溶液中加入Fe、Cu混合物,Fe先反应。(2)Cu能与Fe3+发生反应,因此当有Cu析出时,溶液中不可能大量存在Fe3+。(3)Fe2+与Fe3+、Cu2+、Fe、Cu均能大量共存。
对点训练1-1下列物质反应后一定有+3价铁生成的是( )①过量的Fe与Cl2反应 ②Fe与过量稀硫酸反应后,再向其中加H2O2溶液 ③Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸 ④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中。A.只有①B.只有①② C.只有①②③D.全部答案:C解析:①中的Cl2氧化性强,它能将铁氧化为+3价,由于不是在溶液中反应,因此过量的铁不会将氯化铁还原。②中Fe与稀硫酸反应只能生成Fe2+,向其中加H2O2溶液后,由于H2O2是一种常见的氧化剂,能将Fe2+氧化成Fe3+。③从表面上看不会发生反应,但实际上发生了Fe2+被硝酸氧化的反应。④中首先发生Fe与盐酸反应生成FeCl2、Fe2O3与盐酸反应生成FeCl3的反应,但题中未给出反应物间相对量的关系,若铁是足量的,则能将生成的FeCl3全部还原为FeCl2。
对点训练1-2实验室在含Fe3+的溶液中加入铜粉与铁粉,充分反应后发现溶液中有Cu2+存在,下列说法错误的是( )A.容器中肯定无Fe粉存在B.容器中肯定无Cu粉存在C.溶液中Fe2+比Cu2+多D.溶液中可能存在Fe3+答案:B
Fe2+、Fe3+的检验问题探究为了检验某未知溶液是不是FeCl2溶液,一位同学设计了以下实验方案加以证明。方案:向一支装有该未知溶液的试管中先通入氯气,再滴加KSCN溶液,溶液呈现红色,证明该未知溶液是FeCl2溶液。此方案是否合理?若不合理,要检验Fe2+应如何操作?提示:不合理。Fe2+的检验要注意排除Fe3+的干扰,若先通Cl2再滴加KSCN溶液,溶液呈现红色说明溶液中有Fe3+,但无法说明Fe3+来源于Fe2+还是原溶液。应该先加KSCN溶液,无现象,再通入氯气,若溶液变红色,则说明原溶液含有Fe2+。
知识归纳Fe2+、Fe3+的检验方法
典例剖析例2下列离子的检验方法合理的是( )A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色,说明不含Fe2+B.向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液变红色,说明原溶液中含有Fe2+C.向某溶液中加入NaOH溶液,得红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3+D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又观察到颜色逐渐变为红褐色,说明该溶液中只含有Fe2+,不含有Mg2+答案:C
解析:KSCN与Fe3+反应的离子方程式为Fe3++3SCN- === Fe(SCN)3,而Fe2+与KSCN不反应,如果该溶液既含Fe3+,又含Fe2+,滴加KSCN溶液,溶液呈红色,证明存在Fe3+而不能证明没有Fe2+,故A项错误;若原溶液中含Fe2+,通入Cl2将Fe2+氧化成Fe3+,滴加KSCN溶液后显红色,若原溶液中不含Fe2+,含有Fe3+,通入Cl2,加入KSCN溶液同样可以变血红色,故B项错误;加入NaOH溶液,得红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3+,故C项正确;氢氧化镁为白色沉淀,能被红褐色沉淀掩盖,无法确定是否含有镁离子,故D项错误。
方法规律(1)Fe3+的检验方法很多,但在没有特殊要求的条件下,最好选择KSCN溶液,因为此法最灵敏。(2)检验Fe2+的最好方法:加KSCN溶液(无明显现象),然后加氯水(溶液变红色)。试剂顺序不能颠倒,若先滴入氯水或双氧水,再加入KSCN溶液,溶液显红色,排除不了原溶液中可能含Fe3+的干扰。也不能选用加KSCN溶液(无明显现象),然后加酸性高锰酸钾溶液(溶液变红色)的方案,因为KMnO4本身显紫红色,对实验现象有所干扰。(3)若溶液中同时含有Fe3+、Fe2+,因为Fe3+对Fe2+的检验造成干扰,通常取少量溶液置于试管中,向溶液中滴加适量酸性高锰酸钾溶液(溴水),溶液紫红色(橙黄色)褪去,说明含有Fe2+。另取少量溶液置于试管中加入KSCN溶液,显红色,说明溶液中含Fe3+。
对点训练2-1选择合适试剂完成甲、乙两组实验。甲组:检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+;乙组:检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+。下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是( )
解析:甲组,在Fe3+存在的条件下检验Fe2+,要排除Fe3+的干扰。所选试剂具备下列条件:一是能与Fe2+发生有明显现象的反应;二是与Fe3+不反应。只有酸性KMnO4溶液符合条件: ,实验现象是紫色变浅(或褪去)。乙组,在Fe2+存在的条件下,用KSCN溶液检验Fe3+,Fe2+无干扰。
对点训练2-2证明某溶液含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是( )A.先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后显红色B.先滴加KSCN溶液,不显红色,再滴加氯水后显红色C.先加入铁粉,再滴加NaOH溶液D.只需滴加KSCN溶液答案:B解析:Fe2+具有较强还原性,Fe3+遇KSCN溶液变红色,证明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是先滴加KSCN溶液,不显红色,确认溶液不含有Fe3+,再滴加氯水后显红色,证明Fe2+被氧化为Fe3+,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2 === 2Fe3++2Cl-,说明原溶液中含有Fe2+。
1.将铁粉放入盐酸、MgCl2溶液、FeCl3溶液、CuCl2溶液组成的混合液中,充分反应后,铁粉有剩余,则此时溶液中含有的大量阳离子是( )A.Cu2+和Fe2+B.Fe2+和Mg2+C.Fe3+和Fe2+D.H+和Cu2+答案:B
2.下列反应最终能生成含Fe3+的化合物的是( )①过量Fe与稀硝酸 ②铁丝在硫蒸气中燃烧 ③向FeBr2溶液中通入Cl2 ④铁与CuCl2溶液反应 ⑤Fe(OH)2露置于空气中A.①②③B.①③⑤C.③④D.③⑤答案:D解析:①Fe与稀硝酸反应生成硝酸铁,Fe3+与过量的Fe反应生成Fe2+,故不选;②铁丝在硫蒸气中燃烧生成FeS,故不选;③向FeBr2溶液中通入Cl2,由于Fe2+还原性强于Br-,氯气首先把Fe2+氧化为Fe3+,故选;④铁与CuCl2溶液反应生成氯化亚铁和铜,故不选;⑤Fe(OH)2露置于空气中,与氧气、水反应生成Fe(OH)3,故选。
3.为了验证Fe3+的性质,某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验,其中实验方案设计错误的是( )A.④B.③ C.③④D.①②③④⑤答案:C解析:③不反应,实验方案及现象均错误;④检验的是Cl-,与Fe3+的性质无关。
4.(1)为了检验某未知溶液是不是FeCl2溶液,一位同学设计了以下实验方案加以证明。方案:向一支装有该未知溶液的试管中先通入氯气,再滴加KSCN溶液,溶液呈现红色,证明该未知溶液是FeCl2溶液。回答以下问题:你认为此方案是否合理 (填“合理”或“不合理”),若不合理,要检验Fe2+应如何操作? (若方案合理,则此空不答)。 (2)实验室在保存FeCl2溶液时为了防止FeCl2溶液变质,经常向其中加入铁粉,其原因是(用离子方程式表示) 。 答案:(1)不合理 先加KSCN溶液,无现象,再通入氯气,若溶液变红色,则原溶液含有Fe2+
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