高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物课文内容ppt课件
展开高中化学新教材特点分析及教学策略
(一)化学基本概念和化学基本理论:全套教材的知识安排,注意各年级内及各年级间的联系,在保证知识结构的系统性和完整性的同时,对内容的安排采用了将各部分知识分散处理,相对集中的方法。
(二)元素化合物知识:关于元素化合物知识,高一教材首先介绍了碱金属和卤素两个最典型的金属族和非金属族。
(三)化工基础知识:高一介绍了硅酸盐工业和环境保护知识。高二主要介绍合成氨工业,删掉了硝酸工业、钢铁工业和铝的冶炼。重点突出了合成氨工业中合成氨条件的选择。
知识点一:一、Fe2+的性质
1.预测
(1)化合价: 价,处于 价态。
(2)性质预测: 。
2.性质验证
性质 | 氧化性 | 还原性 |
实验步骤 | ||
实验现象 | 溶液颜色由 变为无色 | 加入氯水后溶液颜色变 |
反应原理 |
(写离子方程式) |
(写离子方程式) |
二、Fe3+的性质
1.预测
(1)化合价: 价,处于 价态
(2)性质预测:
2.性质验证
实验步骤 | ||
实验现象 | 加入KSCN溶液: ;再加铁粉:
| 加入KSCN溶液: ;再加铜片:
|
反应原理 | 2Fe3++Fe===3Fe2+ | 2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+ |
三、Fe3+和Fe2+的相互转化
实验 操作 | |
实验现象 | 加适量铁粉振荡后,溶液变成 色,再加KSCN溶液颜色 ,再滴加氯水后,溶液变成 |
离子方程式 | 、 |
结论 | Fe3+遇到较强的 剂时,会被还原成 ,Fe2+在较强的 剂的作用下会被氧化成 |
微警示
【即学即练1】
1.下列离子方程式书写正确的是
A.向FeO固体中加入少量稀硝酸:
B.往溶液中通入少量的:
C.向溶液中加入过量氨水:
D.向溶液中加入氯水:
2.下列说法不正确的是
A.在工业上可用铁制槽车或铝制槽车运输浓硫酸
B.金属钠着火时,应立刻用泡沫灭火器灭火防止火势蔓延
C.配制FeSO4溶液时加入少量的铁粉
D.钠保存在石蜡油或煤油中,实验后剩余的钠粒可放回原试剂瓶中
3.下列有关铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是
A.铁粉具有还原性,可用作食品保存的抗氧化剂
B.纳米Fe3O4能与酸反应,可用作铁磁性材料
C.FeCl3溶液呈酸性,可用于腐蚀印刷电路板上的Cu
D.聚合硫酸铁能水解并形成胶体,可用于自来水的消毒
4.“类比”是一种重要的科学方法,下列结论正确的是
选项 | 已知 | 结论 |
A | 铁和氯气反应: | 铁和碘单质反应: |
B | 常温下Zn易溶于浓硫酸 | 常温下Al易溶于浓硫酸 |
C | 是酸性氧化物可与NaOH溶液反应 | 是酸性氧化物可与NaOH溶液反应 |
D | 向溶液中通入少量: | 向溶液中通入少量: |
A.A B.B C.C D.D
知识点二: 1.Fe2+、Fe3+的检验
(1)直接观察颜色
(2)利用氢氧化物沉淀的颜色
(3)利用显色反应
(4)利用Fe2+的还原性
(5)同时含有Fe2+和Fe3+的溶液
Fe2+对检验Fe3+无干扰,可以滴加KSCN溶液检验Fe3+;Fe3+对检验Fe2+有干扰,不能采用加KSCN溶液检验Fe2+,通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液,溶液紫红色褪去说明含有Fe2+。
(6)检验铁的氧化物中是否有+2价铁时,正确的思路为少量固体溶液紫红色褪去。
①步骤a中不能选用盐酸,原因是酸性KMnO4溶液可以氧化盐酸。
②步骤a中不能选用稀硝酸,原因是稀硝酸可以将Fe2+氧化为Fe3+。
【即学即练2】
1.下列实验操作、现象和结论均合理的是
A.向20%蔗糖溶液中加入少量稀硫酸,加热,再加入银氨溶液,水浴加热,未出现银镜,说明蔗糖未水解
B.用洁净的铂丝蘸取白色粉末在火焰上灼烧,火焰呈黄色,说明该白色粉末是钠盐
C.某溶液中滴加氯水后再滴加KSCN溶液呈红色,说明原溶液含有
D.某无色溶液中滴加氯水溶液呈棕色,再滴加淀粉溶液显蓝色,说明原溶液中含有
2.用相同浓度的和溶液进行实验:
下列说法不正确的是
A.相同浓度的和溶液中,的浓度不同
B.提供空轨道,提供孤电子对,两者以配位键结合成
C.溶液2不显红色,说明与的结合力强于与的结合力
D.由对比实验可知,用溶液检验溶液中的比用KSCN溶液更好
3.下列关于溶液中所含离子检验的说法正确的是
A.取少量某溶液于试管中,向其中先滴加稀硝酸,再滴加溶液,有白色沉淀生成,说明该溶液中含有
B.取少量某溶液于试管中,向其中加入少量新制氯水,再滴加KSCN溶液,若溶液变红,说明该溶液中含有
C.取少量某溶液于试管中,加入NaOH溶液并加热,用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体,若红色石蕊试纸变蓝,说明该溶液中含有
D.将某溶液与稀盐酸反应产生的气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,说明该溶液中含有
4.向盛有2mLFeCl3溶液的试管中加入少量铁粉,进行如下实验。下列分析正确的是
A.只加入KSCN溶液可检验试管1中是否含有Fe2+
B.试管2中无现象,则表明试管1中溶液不含Fe3+
C.试管3中的离子反应为:Fe2++Cl2=Fe3++2Cl-
D.试管3中必定有红色沉淀生成
1.某溶液中加KSCN溶液,颜色无变化,再加氯水溶液变红,说明什么?发生的反应是什么?
【细剖精析】
说明原溶液中无Fe3+,有Fe2+,2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。
2.某溶液中加KSCN溶液,溶液变红,然后加足量Fe粉,红色又褪去,说明什么?写出反应的离子方程式。
【细剖精析】
原溶液中有Fe3+,2Fe3++Fe===3Fe2+。
3.如何通过实验证明Fe3O4中含有+2价铁?
【细剖精析】
取Fe3O4少许于试管中,加入稀H2SO4溶解,再向其中加入几滴酸性KMnO4溶液,若紫色褪去,证明Fe3O4中含Fe2+。
4.Fe3+和Fe2+的检验:
(1)铁粉和稀硫酸反应的实验,如何证明产物不是Fe3+?
【细剖精析】
向反应后的溶液中滴加KSCN溶液,若溶液不变红,说明产物中不含Fe3+。
(2)检验某未知溶液中是否含Fe2+时,能否先滴加氯水,后滴加KSCN溶液?
【细剖精析】
不能。若未知溶液中含有Fe3+,滴加KSCN溶液时,溶液变成红色,会干扰Fe2+的检验。
(3)如何检验Fe2(SO4)3溶液中是否有Fe2+?
【细剖精析】
取待测溶液,加入酸性KMnO4溶液,若紫色褪去,说明含Fe2+。
5.为了检验Fe3O4中铁元素的价态,设计了以下实验:
问题思考:
(1)甲实验中可观察到什么现象?得出什么结论?
【细剖精析】
溶液紫色退去、棕黄色加深,证明溶液中存在Fe2+,Fe2+具有还原性。
(2)乙实验中可观察到什么现象?能否证明Fe2+的存在?说明理由。
【细剖精析】
有红褐色沉淀产生;不能证明Fe2+的存在,因为Fe(OH)3的颜色掩盖了Fe(OH)2产生的实验现象。
(3)丙实验可观察到什么现象?得出什么结论?
【细剖精析】
溶液由棕黄色变为红色,证明有Fe3+存在。
向某未知酸性溶液中滴加KSCN溶液,无明显现象,但放置一段时间后,溶液慢慢变红色。可以说明什么?写出有关离子方程式。
【细剖精析】
可以说明溶液中含有Fe2+。4Fe2++4H++O2===4Fe3++2H2O。
1.“铁三角”转化关系
(1)
(2)
(3)
2.含铁物质的分离与除杂
主要物质 | 杂质 | 除杂方法 |
Fe2+ | Fe3+ | 加过量铁粉后过滤 |
FeCl3 | FeCl2 | 加氯水或通入Cl2 |
Fe2+ | Cu2+ | 加过量铁粉后过滤 |
Fe | Al | 加NaOH溶液后过滤 |
Fe2O3 | Al2O3 | 加NaOH溶液后过滤 |
3.离子的共存问题
①Fe3+与I-、S2-等还原性离子不能大量共存。
②Fe2+与MnO(H+)、ClO-等氧化性离子不能大量共存。
题组A 基础过关练
1.在蒸发皿中蒸干并灼烧下列溶液,可以获得原溶液溶质固体的是
A.溶液 B.溶液 C.溶液 D.溶液
2.下列操作、现象和结论都正确的是
选项 | 操作 | 现象 | 结论 |
A | 向酸性溶液中通入足量的乙烯 | 紫色溶液变为无色 | 乙烯具有漂白性 |
B | 向新制的悬浊液中加入葡萄糖溶液并加热 | 产生砖红色沉淀 | 葡萄糖具有还原性 |
C | 在酒精灯火焰上分别灼烧头发和丝织品 | 有烧焦羽毛气味 | 可区分丝织品和头发 |
D | 向某溶液中依次滴加氯水、KSCN溶液 | 溶液变为红色 | 原溶液中一定含有 |
A.A B.B C.C D.D
3.下列实验对应的化学用语正确的是
A.溶液中滴加溶液,静置一段时间后:
B.酸性氯化亚铁溶液中加入双氧水:
C.足量二氧化硫与氢氧化钠溶液反应:
D.澄清石灰水中加入过量溶液:
4.硫酸亚铁是一种重要的化工原料,部分转化如下图所示。下列说法正确的是
A.用酸性KMnO4溶液可以检验FeSO4是否变质
B.制纳米Fe3O4时通入的O2需过量
C.制FeCO3时应将FeSO4溶液加入Na2CO3溶液中
D.生成(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的反应为非氧化还原反应
5.下列铁的化合物的性质与用途具有对应关系的是
A.易溶于水,可用作净水剂
B.能与酸反应,可用作红色颜料
C.溶液呈酸性,可用于蚀刻铜电路板
D.具有强氧化性,能使蛋白质变性,可用于水体的消毒
6.在指定条件 下,下列选项所示物质间转化能实现的是
A.Fe(s) FeCl2(s)
B.FeO(s)Fe(NO3)2(aq)
C.Fe(OH)2(s) Fe(OH)3(s)
D.FeCl3(aq) Fe(s)
【答案】C
7.把KMnO4溶液滴入一含有铁离子的酸性水溶液中,KMnO4颜色消失,试推断溶液中含有铁离子的种类,最可能的情况是
A.含有Fe2+,但不能确定是否含有Fe3+
B.只含有Fe2+
C.Fe2+和Fe3+都有
D.含有Fe3+,但不能确定是否含有Fe2+
8.下列反应的离子方程式书写正确的是
A.向H2O2溶液中滴加少量FeCl3溶液:2Fe3++H2O2=O2↑+2H++2Fe2+
B.CuSO4溶液中滴加稀氨水:Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓
C.使用K3[Fe(CN)6]溶液检验Fe2+:2[Fe(CN)6]3-+3Fe2+=Fe3[Fe(CN)6]2↓
D.将等浓度Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液按体积比1∶2混合:2Ba2++2SO+3H++3OH-=2BaSO4↓+3H2O
题组B 能力提升练
1.根据实验目的,下列实验及现象、结论都正确的是
选项 | 实验目的 | 实验及现象 | 结论 |
A | 向溶液中滴加过量氯水,再加入淀粉溶液 | 先变橙色,后变蓝色 | 氧化性: |
B | 检验铁锈中是否含有二价铁 | 将铁锈溶于浓盐酸,滴入溶液,紫色褪去 | 铁锈中含有二价铁 |
C | 探究氢离子浓度对、相互转化的影响 | 向溶液中缓慢滴加硫酸溶液,黄色变为橙红色 | 增大氢离子浓度,转化平衡向生成的方向移动 |
D | 检验乙醇中是否含有水 | 向乙醇中加入一小粒金属钠,产生无色气体 | 乙醇中含有水 |
A.A B.B C.C D.D
2.滴定法测铀时需添加VOSO4做催化剂,该物质易被氧化,实验室常用Fe2+去除VOSO4溶液中的(VO2)2SO4,实验装置如图所示。下列分析正确的是
A.VOSO4和(VO2)2SO4中V元素的化合价相同
B.b中反应所生成气体的作用之一是将装置中的空气排尽
C.用小试管在m处收集气体并验纯后,应先关闭K2,再打开K3
D.实验完毕,可用氯水和KSCN溶液检验c中溶液是否含有Fe2+
3.下列根据实验操作及现象进行的分析和推断中,不正确的是
操作 |
|
现象 | 一段时间后:①中,铁钉裸露在外的附近区域变红; ②中…… |
A.NaCl的琼脂水溶液为离子迁移的通路
B.①中变红是因为发生反应,促进了水的电离
C.②中可观察到铁钉裸露在外的附近区域产生蓝色沉淀,铜丝附近区域变红
D.①和②中发生的氧化反应均可表示为(M代表锌或铁)
4.为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果,将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的溶液中。一段时间后,取溶液分别实验,能说明铁片没有被腐蚀的是
A.加入溶液产生沉淀 B.加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现
C.加入溶液无红色出现 D.加入溶液无蓝色沉淀生成
5.以废铁屑为原料制备硫酸亚铁晶体的实验过程如图,下列说法正确的是
A.取少量酸浸后的溶液,滴加硫氰化钾溶液,未变红色,说明废铁屑中不含+3价铁元素
B.人体血红素是亚铁离子配合物,硫酸亚铁可用于治疗缺铁性贫血
C.过滤步骤说明硫酸亚铁晶体难溶于水
D.实验过程不直接蒸发结晶的原因是防止FeSO4水解生成Fe(OH)2
6.向NH4Fe(SO4)2(aq)中逐滴滴加Ba(OH)2(aq)至过量的过程中,有关离子反应错误的是
A.2Fe3++3+3Ba2++6OH-→2Fe(OH)3↓+3BaSO4↓
B.Fe3++5+4+4Ba2++8OH-→Fe(OH)3↓+5NH3·H2O+4BaSO4↓
C.3Fe3+++5+5Ba2++10OH-→3Fe(OH)3↓+NH3·H2O+5BaSO4↓
D.Fe3+++2+2Ba2++4OH-→Fe(OH)3↓+NH3·H2O+2BaSO4↓
7.学习小组进行如下实验:
序号 | 实验操作 | 实验现象 |
Ⅰ | 将1mLpH=1的0.1mol·L-1 FeSO4溶液和2滴0.1mol·L-1KSCN溶液混合,接着向混合溶液中逐滴滴加0.5mL0.3mol·L-1的H2O2溶液 | 滴入H2O2溶液,溶液立即变红,继续滴加,溶液红色变浅并逐渐褪去 |
Ⅱ | 向i的混合溶液中滴入KSCN溶液 | 溶液变红 |
Ⅲ | 向1mL0.3mol·L-1的H2O2溶液中滴加2滴0.1mol·L-1KSCN溶液,继续加入0.5mLpH=1的H2SO4溶液,静置2min | 无明显现象 |
Ⅳ | 向ⅲ的混合溶液中滴入2滴Fe2(SO4)3溶液 | 滴入Fe2(SO4)3溶液,溶液立即变红,静置2min,溶液红色变浅并逐渐褪去 |
下列说法错误的是A.实验中溶液变红的原因是生成Fe(SCN)3
B.实验i~ⅱ说明实验i中SCN-被H2O2全部氧化
C.实验ⅲ~ⅳ说明酸性溶液中H2O2氧化KSCN的速度慢
D.实验i~ⅳ说明Fe2+能加速H2O2氧化KSCN的反应
8.能验证某溶液中含有,不含的实验事实是
A.向溶液中滴加溶液,溶液变红
B.向溶液中滴加溶液,无明显变化;再滴加几滴氯水,溶液变红
C.向溶液中依次滴加氯水、溶液,溶液变红
D.向溶液中滴加少量溶液,产生红褐色沉淀
题组C 培优拔尖练
1.某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。
请回答下列问题:
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1mol·L-1的溶液.在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是____。
(2)甲组同学取2mLFeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为:___。
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是___。
(4)丙组同学取l0mL0.lmol·L-1KI溶液,加入6mL0.lmol·L-1FeCl3溶液混合。分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验:
①第一支试管中加入lmLCCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色;
②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀:
③第三支试行中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。
实验②检验的离子是(填离子符号)___;实验①和③说明:在I-过量的情况下,溶液中仍含有(填离子符号)____,由此可以证明该氧化还原反应为___。
(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为____;一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是___;生成沉淀的原因是(用平衡移动原理解释)____。
(6)戊组同学模拟工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液制备FeCl3。
①若酸性FeCl2废液中:c(Fe2+)=2.0×10-2mol·L-1,c(Fe3+)=1.0×10-3mol·L-1,c(Cl-)=5.3×10-2mol·L-1,则该溶液的pH约为___。
②完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式:___。
ClO+Fe2++___=Cl-+Fe3++___
③FeCl3具有净水作用,其原理是___。
2.某兴趣小组研究I2与FeCl2溶液的反应。
配制FeCl2溶液:向0.1 mol·L-1FeCl3溶液中加入足量铁粉,充分振荡,备用。
(1)FeCl3溶液与铁粉反应的离子方程式是________。
(2)检验FeCl3完全反应的实验方案是____________。
(3)设计如下实验,研究I2是否能够氧化FeCl2:
实验现象:试管1溶液变红,试管2溶液呈现较浅的蓝色。
实验结论:I2能够氧化FeCl2。
①有的同学认为上述实验现象不足以得出上述结论,原因是________。
②欲证实实验结论,再次设计对比实验。实验方案和相应的现象是________。
(4)继续进行实验:
实验
| 实验操作
| 实验现象
|
I | 向试管1中加入KI固体,充分振荡 | 溶液红色完全褪去,变为黄色。
|
Ⅱ | 向I中所得的黄色溶液中加入0.5mL CCl4,充分振荡、静置 | 水层仍为黄色,CCl4层几乎无色。 |
①针对Ⅱ中现象,小组同学提出假设:在一定量KI的存在下,I-+I2I3-,使CCl4很难萃取黄色溶液中的I2。该小组同学设计实验,证实了I-和I2可以反应。在下图虚框中,将实验方案补充完整(按试题图示方式呈现):____________
②应用化学平衡移动原理,结合离子方程式,解释实验I中溶液红色褪去的原因:_______________________。
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