高中化学苏教版 (2019)必修 第二册第二单元 探究铁及其化合物的转化说课ppt课件

这是一份高中化学苏教版 (2019)必修 第二册第二单元 探究铁及其化合物的转化说课ppt课件，共48页。PPT课件主要包含了反应路径，目标产物，反应原料，基础知识填充，Fe3＋的检验，Cl2，红褐色，红褐色固体不溶于水，白色固体不溶于水，FeOH3等内容，欢迎下载使用。
一、反应的合理选择1．转化路径的设计思路首先必须明确 ，然后依据产物特性选择 和可能的 ，确定反应的类型和反应条件，依据所发生的化学反应和产物分离的要求合理选择反应的装置等。
2．物质制备反应路线的选择以铁屑为原料制取氯化铁路径1.Fe→FeCl3，在点燃条件下氯气将铁转化为＋3价的铁化合物，从反应炉中排出，经冷凝后得到固体三氯化铁，反应的化学方程式为： 。
路径2.Fe→FeCl2→FeCl3，用 溶解铁，生成的FeCl2在溶液中被Cl2氧化为FeCl3，分离提纯后得到产物，反应的化学方程式为： 、 。路线3.Fe→Fe2O3→FeCl3，在一定条件下用空气将铁氧化为氧化铁，再将氧化铁溶解在盐酸中得到氯化铁，分离提纯后得到产物。
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
微点拨：实际制备物质时，必须根据反应原料、反应条件、反应步骤、产物要求、反应装置、环境保护、生产成本等因素进行综合判断，选择合适、可控的反应路径。
4.Fe2＋、Fe3＋的转化(1)Fe2＋在溶液中容易被一些氧化剂(如氯水中的 、空气中的O2、H2O2等)氧化为Fe3＋。如Fe2＋与H2O2反应的离子方程式为：_________________________________________。(2)Fe3＋具有较强的氧化性可被Fe、Cu等还原为Fe2＋。如Fe3＋与Fe、Cu反应的离子方程式分别为：_____________________、_____________________________。
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
2Fe3＋ ＋Fe===3Fe2＋
2Fe3＋ ＋ Cu===2Fe2＋ ＋ Cu2＋
氯化铁是一种很重要的铁盐，为黑棕色结晶，也有薄片状，熔点306 ℃、沸点315 ℃，易溶于水并且有强烈的吸水性，能吸收空气里的水分而潮解。氯化铁的一个重要用途是五金蚀刻，蚀刻产品有：眼镜架、钟表、电子元件、标牌铭牌等。你能写出用氯化铁在铜板上刻字时反应的化学方程式吗？
[提示]　2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2。
二、反应条件影响的探究(1)实验探究铁的氢氧化物的生成与转化取两支试管分别编为A、B，向A试管中加入3 mL 0.1 ml/L Fe2(SO4)3溶液，向B试管中加入3 mL 0.05 ml/L FeSO4溶液。然后向两支试管中分别逐滴加入0.1 ml/L NaOH溶液。
①向A试管中滴入NaOH溶液，生成 沉淀，原因是：___________________________(填反应的离子方程式)。②向B试管中滴入NaOH溶液，生成 沉淀，原因是：_____________­___­­­­­­­­­­­­­­­_____________(填反应的离子方程式)；沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色沉淀，原因是：_______________________________________(填反应的化学方程式)。
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(2) Fe(OH)2、Fe(OH)3的比较
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2。( )(2)检验绿矾晶体(FeSO4·7H2O)是否已氧化变质，可将绿矾晶体 溶于稀H2SO4后滴加KSCN溶液，再观察溶液是否变红。( )(3)向FeCl3溶液中滴加适量的KSCN溶液，会产生红色沉淀。 ( )(4)Fe2＋可以被Cl2氧化为Fe3＋，说明Fe2＋具有氧化性。( )
2．随着人们生活节奏的加快，方便的小包装食品已被广泛接受。为了延长食品的保质期，防止食品氧化变质，在包装袋中可以放入的化学物质是(　　)A．无水硫酸铜　　B．硫酸亚铁C．食盐D．生石灰
B　[无水硫酸铜能吸收水分，不能防止食物被氧化；硫酸亚铁具有还原性，能防止食品氧化变质；食盐不能吸收水分；生石灰能防止食品受潮，但不能防止食品被氧化。]
3．A、B、C、D四种物质(或离子)均含有同一种元素，其中A是常见单质，它们之间存在如图所示的转化关系：
若B、C均属于盐类，B溶液呈黄色，遇氨水能形成红褐色沉淀；D是一种不溶性碱；B、C中的阴离子均是Cl－，则A只有与________(填分子式)反应才能得到B；实验室制备的D物质不稳定，相应反应的化学方程式为________________________________________ ____________________________________________________________。
[解析]　由B的性质知其是FeCl3，故A是铁，C是FeCl2，D是Fe(OH)2；铁只有与氯气反应才能得到FeCl3；Fe(OH)2在空气中易变质生成Fe(OH)3。
[答案]　Cl2　 4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3
重难点1 Fe2＋、Fe3＋、Fe的相互转变——“铁三角” (素养养成——变化观念与平衡思想)
[问题1]　能够共存的离子之间不能发生反应。根据上述知识分析，Fe3＋与I－、S2－、HS－、SO32-、HSO3-等还原性离子能否大量共存？
[提示]　Fe3＋具有较强的氧化性，被I－、S2－、HS－、 SO32-、HSO3-等还原为Fe2＋而不能大量共存。
[问题2]　利用离子间的转化分析，怎样除去FeCl3溶液中含有的FeCl2杂质？
[提示]　向混合溶液中加足量氯水或H2O2或通入足量Cl2。
[问题3]　根据Fe2＋的性质分析，实验室中应该怎样保存亚铁盐溶液？
[提示]　向亚铁盐溶液中加入铁粉，防止Fe2＋被氧化。
1．Fe只具有还原性，可被氧化为Fe2＋或Fe3＋
如：Fe＋S FeS，Fe＋2Fe3＋ 3Fe2＋，Fe＋Cu2＋ Cu＋Fe2＋；2Fe＋3Cl2 2FeCl3；3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2。
2．Fe2＋既具有氧化性又具有还原性
如： 2Fe2＋ ＋ Cl2 2Fe3+ ＋ 2Cl_，Fe2＋ ＋ Zn Zn2＋ ＋ Fe，FeO＋CO Fe ＋CO2 。
3．Fe3＋具有较强氧化性，可被还原为Fe2＋或Fe
如： 2Fe3＋ ＋ Cu 2Fe2＋＋Cu2＋， Fe2O3 ＋3CO 2Fe＋3CO2，Fe2O3＋2Al 2Fe＋ Al2O3 。
1．硫酸亚铁溶液含有硫酸铜和硫酸铁杂质，为除去杂质，提纯硫酸亚铁，应该加入下列物质中的(　　)A．锌粉　　　B．镁粉C．铁粉D．铝粉
C　[铁粉可将硫酸铁转化为硫酸亚铁，将硫酸铜转化为硫酸亚铁和单质铜，然后过滤即可提纯硫酸亚铁，锌、镁、铝都有可能将亚铁离子置换成铁，并且会引入锌离子、镁离子或铝离子等新的杂质。]
2．电子工业中，常用FeCl3溶液腐蚀绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。某同学为了从腐蚀废液中回收铜，并重新获得FeCl3溶液，设计如下流程图。 
请回答下列问题：(1)FeCl3溶液腐蚀铜箔反应的离子方程式为______________________________________________________。(2)固体A的成分是________，气体C的化学式为_________。(3)设计实验方案检验FeCl3溶液中的金属阳离子________。(4)反应消耗铁粉11.2 g，则废液中Fe3＋的物质的量浓度是________。
[解析]　由工艺流程可知，废液中应该含有FeCl3、FeCl2、CuCl2，在废液中加入过量的铁粉， FeCl3溶液与Fe反应生成FeCl2，Fe与CuCl2反应生成Cu，即固体A是Fe和Cu的混合物，液体A是FeCl2。固体A中加入盐酸，Fe与盐酸反应生成FeCl2，过滤得到的6.4 g固体即为金属Cu，溶液B是FeCl2，再通入气体C得到FeCl3，即气体C可以是Cl2。反应消耗的铁粉分别为与FeCl3和CuCl2的反应，
[答案]　(1) 2Fe3＋ ＋ Cu===2Fe2＋ ＋ Cu2＋　(2) Fe、Cu　Cl2　(3) 取少量溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，出现红色　(4) 0.4 ml/L
重难点2 实验室制备Fe(OH)2装置的改进 (素养养成——科学探究与创新意识)
制备Fe(OH)2装置的改进
[问题1]　改进后装置①制备Fe(OH)2时为什么能较长时间观察到白色沉淀？
[提示]　配制溶液的蒸馏水煮沸，除去溶解的氧气；然后用苯液封，防止空气溶解；把装有NaOH溶液的胶头滴管插入液面下慢慢挤出溶液。这些操作均能防止Fe(OH)2与氧气接触，避免其被氧化，因此能较长时间观察到白色沉淀。
[问题2]　改进后装置②能较长时间观察到白色沉淀的原因是什么？
[提示]　铁粉与稀硫酸反应生成的氢气排尽装置内的空气，同时试管内剩余的氢气起到保护气的作用，防止了Fe(OH)2与氧气接触，避免其被氧化，因此能较长时间观察到白色沉淀。
[问题3]　利用改进后的装置③进行实验，组装好仪器，装好药品，止水夹a应怎样操作才能顺利实现实验目的？
[提示]　首先打开止水夹，让生成的氢气经过试管A、B，排尽装置中的空气；然后夹好止水夹，试管A中压强增大，将生成的FeSO4溶液压入试管B，在试管B中生成白色沉淀。由于空气已经排净，所以能较长时间观察到白色沉淀。
防止Fe(OH)2氧化的方法：(1)将配制溶液的蒸馏水煮沸，去除溶液中的氧气。(2)将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入试管中亚铁盐溶液底部，并慢慢挤出NaOH溶液。(3)在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。(4)在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。
3．下列关于氢氧化亚铁及其制备方法的叙述中不正确的是(　　)
A．氢氧化亚铁易被氧气氧化B．氢氧化亚铁为灰绿色絮状沉淀C．可利用如图所示的装置制备氢氧化亚铁D．实验中所用氢氧化钠溶液应预先煮沸
B　[氢氧化亚铁(纯净的)是白色絮状沉淀，在空气中易被氧气氧化。实验室可利用亚铁盐溶液与碱溶液反应制备氢氧化亚铁，例如用FeSO4溶液与NaOH溶液反应来制备Fe(OH)2。为了防止Fe(OH)2被空气中的氧气氧化，所用氢氧化钠溶液应预先煮沸将氧气排出；然后利用题给装置制备Fe(OH)2，且滴加NaOH溶液的胶头滴管应插入FeSO4溶液中；当制得的Fe(OH)2部分被氧化时呈灰绿色。故A、C、D项均正确。]
4．如下图所示装置可用来制备Fe(OH)2，并观察其在空气中被氧化时颜色的变化。实验时必须使用铁屑和6 ml·L－1的硫酸，其他试剂任选。
填写下列空白：(1)B中盛一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是________，A中反应的离子方程式是__________________________。(2)实验开始时先将止水夹E________(填“打开”或“关闭”)，C中收集到气体的主要成分是________。
(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程：_____________。(4)拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，写出有关反应的化学方程式：_______。
[解析]　实验开始时先打开止水夹E，让H2把A、B装置中的空气排出，让Fe(OH)2在H2气氛中生成，以便较长时间观察Fe(OH)2的颜色。H2充满B后关闭止水夹E，A中的FeSO4溶液沿竖直长导管进入B瓶，与NaOH反应。
[答案]　(1)铁屑　Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑　(2)打开　H2　(3)关闭止水夹E，使FeSO4溶液压入B瓶中进行反应　(4)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
[问题1]　试剂1的主要成分是什么？为什么淡红色溶液加入新制氯水后溶液变为深红色？写出上述过程中涉及的离子方程式。(素养角度——宏观辨识与微观探析)
[提示]　Fe3＋与KSCN溶液反应生成红色Fe(SCN)3，所以试剂1的主要成分是KSCN。淡红色溶液中还含有较多的Fe2＋，向其中加入新制氯水时，Cl2将Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液中Fe3＋浓度增大，生成的Fe(SCN)3浓度也增大，溶液颜色加深。相关离子方程式为：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。
[问题2] 该同学在实验中加入了过量氯水，放置一段时间后，发现深红色褪去，现对褪色原因进行探究。从有色物质中所含元素的化合价分析褪色的可能原因，提出假设2；并设计一种实验方案，进行验证。(素养角度——科学探究与创新意识)
[提示]　实验中加入过量氯水，放置一段时间后，深红色褪去，说明Fe(SCN)3逐渐消失，而Fe(SCN)3的生成与Fe3＋、SCN－有关。根据假设1，溶液中的＋3价铁被Cl2氧化为更高价态的铁，分析SCN－中各元素的化合价可知，S为－2价，C为＋4价，N为－3价，所以SCN－也具有还原性，故也可能是SCN－被过量的氯水氧化导致深红色褪去。假设2为Fe3＋没有被氧化，而是SCN－被氧化。只要向褪色后的溶液中补充SCN－，若出现红色，说明假设2成立；若不出现红色，说明假设2不成立。
1．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
D　[Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，生成红色可溶性物质，不是红色沉淀。]
2．除去FeCl2溶液中少量的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
D　[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。]
3．用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，然后在所得溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是(　　)A．若无固体剩余，则溶液中一定有Fe3＋B．若有固体存在，则溶液中一定有Fe2＋C．若溶液中有Cu2＋，则一定没有固体析出D．若溶液中有Fe2＋，则一定有Cu析出
B　[FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上铜的反应为2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，所得的溶液中存在FeCl2和CuCl2，还可能有过量的FeCl3溶液，加入铁粉充分反应后：A项中若无固体剩余，说明原溶液中含有Fe3＋，反应后不一定还含有；B项中不管固体是铁粉还是铜粉，溶液中一定含有Fe2＋；C项中若溶液中有Cu2＋，可以有部分铜固体析出；D项中若溶液中有Fe2＋，不一定有Cu析出。]
4．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(　　)
B　[甲组，在Fe3＋存在的条件下检验Fe2＋，要排除Fe3＋的干扰。所选试剂具备条件：一是能与Fe2＋发生有明显现象的反应；二是与Fe3＋不反应。溴水符合条件，实验现象是溴水颜色变浅；酸性KMnO4溶液也符合条件：5Fe2＋＋MnO4_＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，实验现象是溶液紫色变浅。乙组，在Fe2＋存在的条件下检验Fe3＋，用KSCN溶液检验Fe3＋即可，Fe2＋不会造成干扰。]
5．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)报告单中“μml·L－1”是________(填“质量”“体积”或“浓度”)单位。(3)服用维生素C可使食物中的Fe3＋转化为Fe2＋。在这个过程中体现了维生素C的________(填“氧化性”或“还原性”)。
(4)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________________________。