化学必修 第一册第一节 铁及其化合物导学案及答案

这是一份化学必修 第一册第一节 铁及其化合物导学案及答案，共12页。

素养要求
1.依据化合价理论，结合实验探究，掌握Fe、Fe2＋、Fe3＋相互转化的途径，强化变化观念。
2．通过实验探究学会Fe2＋、Fe3＋的检验方法，培养证据推理意识，提升实验探究能力与创新意识。
分点突破一 铁盐和亚铁盐
1．常见的铁盐和亚铁盐
(1)铁盐：Fe2(SO4)3、FeCl3等，其水溶液呈______色。
(2)亚铁盐：FeSO4、FeCl2等，其水溶液呈______色。
2．Fe2＋、Fe3＋检验的实验探究
特别提醒 1.若溶液中同时含有Fe3＋、Fe2＋，为避免Fe3＋对Fe2＋的检验造成干扰，通常取少量溶液于试管中，向溶液中滴加适量酸性高锰酸钾溶液，若溶液紫红色褪去，说明原溶液中含有Fe2＋；另取少量溶液于试管中，加入KSCN溶液，若溶液显红色，说明原溶液中含有Fe3＋。
2．除杂问题(括号内为杂质)：
(1)FeCl3溶液(FeCl2)：加足量氯水或H2O2或通入足量Cl2。
(2)FeCl2溶液(FeCl3)：加足量铁粉，充分反应后过滤。
(3)FeSO4溶液(CuSO4)：加足量铁粉，充分反应后过滤。
[即学即练]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)向溶液中加KSCN溶液，溶液变红色，说明溶液中不含Fe2＋。( )
(2)向某溶液中滴加氯水后滴加KSCN溶液，溶液变红色，则原溶液中有Fe3＋。( )
(3)向溶液中加入KSCN溶液，溶液变红色，说明溶液中含有Fe3＋，不含Fe2＋。( )
(4)向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，出现红色沉淀。( )
2．下列关于Fe2＋和Fe3＋的叙述中，错误的是( )
A．Fe2＋的水溶液为浅绿色
B．Fe3＋的水溶液为黄色
C．Fe3＋具有氧化性，Fe2＋具有还原性
D．Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，立即出现红色沉淀
3．除去FeCl2溶液中少量FeCl3，最好的办法是( )
A．加入氢氧化钠溶液 B．通入氯气
C．加入铜粉 D．加入铁粉
4．某溶液中可能存在Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋，加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，下列结论正确的是( )
A．一定有Fe2＋，一定没有Fe3＋、Mg2＋
B．一定有Fe3＋，可能有Fe2＋，一定没有Mg2＋
C．一定有Fe3＋，一定没有Fe2＋、Mg2＋
D．一定有Fe2＋，可能有Mg2＋，一定没有Fe3＋
分点突破二 Fe2＋和Fe3＋的相互转化
1．Fe3＋和Fe2＋相互转化的实验探究
Fe3＋与Fe2＋在一定条件下是可以相互转化的。
2．Fe、Fe2＋、Fe3＋之间的转化
(1)Fe只有还原性，可以被氧化成＋2价或＋3价的铁：
如Fe＋2H＋===H2↑＋Fe2＋
2Fe＋3Cl2点燃2FeCl3
3Fe＋4H2O(g)高温Fe3O4＋4H2
(2)Fe2＋既有氧化性又有还原性：
如2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋
(3)Fe3＋具有较强的氧化性，可被还原为＋2价或0价的铁：
如2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
3CO＋Fe2O3△2Fe＋3CO2
特别提醒 与Fe3＋、Fe2＋有关的离子共存问题
①Fe3＋与I－、S2－、HS－、SO32-、HSO3-等因发生氧化还原反应而不能大量共存。
②Fe2＋与MnO4-(H＋)、NO3-(H＋)、ClO－等因发生氧化还原反应而不能大量共存。
3．利用覆铜板制作图案
[即学即练]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)Fe2＋可以被Cl2氧化为Fe3＋，说明Fe2＋具有氧化性。( )
(2)氯化亚铁既可由铁与盐酸反应制取也可由铁与氯气化合制取。( )
(3)FeCl2不能通过化合反应制得。( )
(4)同价态含铁物质间的转化一般可通过复分解反应实现。( )
(5)不同价态的含铁物质间转化必须通过氧化还原反应实现。( )
2．已知下述三个实验均能发生化学反应：
下列判断正确的是( )
A．实验①中铁钉只作还原剂
B．实验②中Fe2＋既显氧化性又显还原性
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＋
3．部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A．e溶液中K＋、Cl－、SCN－、Br－可以大量共存
B．b既可被氧化，也可被还原
C．可将e加入浓碱液中制得d
D．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
4．下图是某儿童微量元素体检报告单的部分数据：
根据上表的数据，回答下列问题：
(1)该儿童________元素含量偏低。
(2)服用维生素C可使食物中的Fe3＋转化为Fe2＋。在这个过程中体现维生素C的______(填“氧化性”或“还原性”)。
(3)缺铁性贫血患者应补充Fe2＋。一些补铁剂以硫酸亚铁为主要成分，将硫酸亚铁制成药片时外表包有一层特殊的糖衣，推测糖衣的作用是____________________________。
5．X、Y、Z是中学化学中常见的单质或化合物，且X、Y、Z均含有同一种元素，它们能实现如图所示的转化关系(其他物质省略)，X是一种生活中使用量最大的金属单质。
(1)向Z溶液中滴加几滴KSCN溶液后的现象是________________________。
(2)写出Z与Cu反应的离子方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
1.
现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色，其原因可能是( )
A．苹果汁中含有Na＋
B．苹果汁中含有Cu2＋
C．苹果汁中含有OH－
D．苹果汁中含有Fe2＋
2．硫酸亚铁易被氧化而变质。为检验某补血剂中硫酸亚铁是否变质，可向该补血剂配成的溶液中加入( )
A．硝酸和硝酸银溶液
B．盐酸酸化的BaCl2溶液
C．KSCN溶液
D．硝酸酸化的Ba(NO3)2
3．下列关于铁及其化合物的说法错误的是( )
A．实验室保存FeCl2溶液时常加入铁粉
B．可用KSCN溶液检验FeCl2溶液是否变质
C.若FeCl2溶液中混有FeCl3可通过滴加氯水除去
D．向FeCl2溶液中加入NaOH溶液，最终可观察到红褐色沉淀
4．选择合适的试剂完成甲、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( )
5.向某溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化。当再滴入几滴新制氯水后，混合溶液变成红色，则下列结论错误的是( )
A．该溶液中一定含有SCN－
B．氧化性：Fe3＋>Cl2
C．Fe2＋与SCN－不能形成红色物质
D．Fe2＋被氧化为Fe3＋
6．以化合价为纵坐标，物质类别为横坐标的图像称为“价－类”二维图，在地壳中的含量仅次于铝，居第四位的元素“价－类”二维图如图所示，下列说法错误的是( )
A．a与水常温下几乎不发生反应，但在高温可发生置换反应
B．b和c可分别与水发生反应生成e和d
C．e在潮湿的空气中容易转变为d
D．h的某种盐是具备净水和消毒双重功能的水处理剂
7．铁是人类较早使用的金属之一、运用铁及其化合物的知识，完成下列问题。
(1)Fe跟Cl2在一定条件下反应，将该产物溶于水配成溶液，分装在两支试管中。请回答：
a．若向其中一支试管中滴加KSCN溶液，则溶液变成________色。
b．向另一支试管中滴加NaOH溶液，现象为
________________________________________________________________________，
反应的离子方程式是________________________________________________。
(2)若Fe2＋溶液中存在Fe3＋，除杂的方法是__________________________________；该反应的离子方程式为________________________。
(3)某同学利用以下试剂研究FeCl3性质，进行了如下预测：①Cl2 ②Fe ③NaOH ④H2SO4
⑤AgNO3
从物质类别上看，FeCl3属于__________，可能与________发生反应(填序号)；从化合价角度看，Fe3＋具有__________性，可能与________发生反应(填序号)，反应的离子方程式为____________________。
第2课时 铁盐、亚铁盐
分点突破一 铁盐和亚铁盐
1．(1)棕黄 (2)浅绿
2．红色 红 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ 红色 先加KSCN溶液再加新制氯水
即学即练
1．答案：(1)× (2)× (3)× (4)×
2．解析：Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，生成红色物质，不是红色沉淀。
答案：D
3．解析：要实现Fe3＋→Fe2＋的转化，需要加入还原剂，且不引入新的杂质离子，最好的办法是加入足量铁粉充分反应后过滤，发生的化学反应为2FeCl3＋Fe===3FeCl2。
答案：D
4．答案：D
分点突破二 Fe2＋和Fe3＋的相互转化
1．浅绿色 红色 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
3．用油性笔画出的图案 2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ 氧化
即学即练
1．答案：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√
2．解析：实验①中铁钉作还原剂，氧化性Cu2＋＞Fe2＋；实验②中Fe2＋只表现还原性，实验③中反应为：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2不是置换反应，分析可知，氧化性：Fe3＋＞Cu2＋，综上可知氧化性Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，故A正确，B、C、D错误。
答案：A
3．解析：由图示知，e溶液中含有Fe3＋，由反应Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3，知Fe3＋与SCN－不能大量共存，A符合题意；b中铁元素价态为＋2价，可以被氧化到＋3价，也可以被还原到0价，B说法合理，不符合题意；碱溶液中含有大量OH－，与Fe3＋反应生成大量的Fe(OH)3沉淀，C说法合理，不符合题意；Fe2＋可以与碱反应生成FeOH2 ，FeOH2会被空气中氧气氧化为FeOH3，Fe(OH)3与酸反应可生成铁盐，Fe3＋与Fe单质反应可生成Fe2＋，D说法合理，不符合题意。
答案：A
4．解析：(1)从检测结果与参考范围看，该儿童铁元素的含量比参考范围略低。(2)Fe3＋转化为Fe2＋，铁元素的化合价降低，发生还原反应，故维生素C体现还原性。(3)糖衣可以防止硫酸亚铁与空气接触，起到防止Fe2＋被氧化的作用。
答案：(1)铁 (2)还原性 (3)防止Fe2＋被氧化
5．解析：由X是一种生活中使用量最大的金属单质可知，X为铁，由关系图可知，Y中含Fe2＋，Z中含Fe3＋。(1)含Fe3＋的溶液中加入KSCN溶液，溶液变红色。(2)Fe3＋和Cu反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。
答案：(1)溶液变红色
(2)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
随堂演练全通关
1．答案：D
2．答案：C
3．答案：C
4．解析：甲组，在Fe3＋存在的条件下检验Fe2＋，要排除Fe3＋的干扰。所选试剂应具备下列条件：一是能与Fe2＋发生有明显现象的反应；二是与Fe3＋不反应，不干扰现象的观察。酸性KMnO4溶液符合条件：5Fe2++MnO4-＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，现象为紫红色变浅(或褪色)。乙组，在Fe2＋存在的条件下检验Fe3＋，用KSCN溶液检验Fe3＋即可，Fe2＋无干扰。故选B。
答案：B
5．解析：溶液中的Fe2＋与加入的新制氯水发生反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，故氧化性：Fe3＋答案：B
6．答案：B
7．答案：(1)a.红 b．生成红褐色沉淀
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
(2)加入足量铁粉，过滤 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
(3)盐 ③⑤ 氧化 ② 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
离子
Fe3＋
Fe2＋
实验操作
实验现象
溶液变成________
开始无明显现象，滴加新制氯水后溶液变成________色
离子方程式
Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
__________________________，Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
结论
Fe3＋遇SCN－显________，可利用此现象检验Fe3＋的存在
Fe2＋和SCN－混合无明显现象，加入新制氯水后，Fe2＋被氧化成Fe3＋；可用__________________的方法检验Fe2＋的存在
实验操作
实验现象
加少量铁粉振荡后，棕黄色溶液变成________，再加KSCN溶液，溶液颜色无变化
向上层清液中滴加新制氯水，溶液变成________
离子方程式
________________
____________________
Fe3++3SCN-===FeSCN3
实验结论
Fe3＋遇到较强的还原剂时，会被还原成Fe2＋
Fe2＋在较强的氧化剂作用下会被氧化成Fe3＋
实验原理
利用FeCl3溶液作为“腐蚀液”，将覆铜板上不需要的铜腐蚀
实验操作
取一小块覆铜板，用油性笔在覆铜板上画上设计好的图案，然后浸入盛有FeCl3溶液的小烧杯中。过一段时间后，取出覆铜板并用水清洗干净。观察实验现象，并展示制作的图案
实验现象
____________________处不被腐蚀，洗净后板上留下设计的图案
反应方程式
化学方程式：____________________________________________
离子方程式：_________________________________________________
实验结论
铜可被FeCl3溶液腐蚀，利用了FeCl3的________性
①
②
③
将铁钉放入硫酸铜溶液中
向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水
将铜丝放入氯化铁溶液中
选项
甲组
乙组
A
新制氯水、KSCN溶液
氢氧化钠溶液
B
酸性KMnO4溶液
KSCN溶液
C
KOH溶液
氯水
D
氯水
酸性KMnO4溶液