人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料第一节 铁及其化合物第2课时导学案

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第2课时　铁盐、亚铁盐[核心素养发展目标]　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。一、铁盐和亚铁盐常见的铁盐有Fe2(SO4)3、FeCl3等，常见的亚铁盐有FeSO4、FeCl2等。1．Fe3＋、Fe2＋的检验离子Fe3＋Fe2＋溶液的颜色     色     色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     离子方程式Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)32Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、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＋；可用先加     溶液再加     的方法检验Fe2＋的存在 2.实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质(1)从化合价角度预测Fe2＋和Fe3＋的性质①Fe3＋——降低到     价或     价，具有     性。②(2)实验探究实验操作实验现象加入铁粉后，溶液由     色变为     色，试管中有黑色固体，再滴加KSCN溶液，溶液     向上层溶液中滴加新制氯水，溶液变成     离子方程式2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3实验结论(1)Fe3＋具有氧化性，能被还原剂(如Fe)还原为Fe2＋(2)Fe2＋具有还原性，能被氧化剂(如氯气、过氧化氢等)氧化为Fe3＋ 3.亚铁盐和铁盐性质总结(1)向某溶液中先滴加氯水，后滴加KSCN溶液，溶液变红色，则原溶液中有Fe3＋(　　)(2)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＋(　　)(3)向某溶液中滴加KSCN溶液无明显现象，说明无Fe2＋(　　)(4)向含有Fe2＋的溶液中，滴加几滴H2O2溶液后溶液变成红色，说明溶液中一定有SCN－(　　)(5)向MCl2溶液中滴加酸性KMnO4溶液后，酸性KMnO4溶液褪色，则M2＋一定为Fe2＋(　　)1．设计实验检验溶液中含有Fe2＋、不含Fe3＋的步骤。2．实验室中久置的硫酸亚铁溶液会变黄的原因是____________________________________。3．请设计实验检验在空气中放置的硫酸亚铁溶液已部分变质。 1.Fe2＋、Fe3＋的鉴别(1)观察颜色：溶液呈浅绿色，含Fe2＋；溶液呈棕黄色，含Fe3＋。(2)SCN－法：取少量待检液于试管中，向其中滴加KSCN溶液，变红的是含Fe3＋的溶液，不变红的是含Fe2＋的溶液。(3)碱液法：取少量待检液于试管中，向其中滴加NaOH溶液(或氨水)，生成红褐色沉淀的是含Fe3＋的溶液，先生成白色絮状沉淀，后又迅速变为灰绿色，最后变为红褐色的是含Fe2＋的溶液。2．混合液中离子检验(1)Fe2＋和Fe3＋的混合溶液中检验Fe2＋的方法①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＋(注意：Cl－等还原性的离子对Fe2＋的检验有干扰)。②待测溶液产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2＋。(2)Fe2＋和Fe3＋的混合液中检验Fe3＋，可用KSCN试剂，现象为溶液变红。二、Fe、Fe2＋、Fe3＋的转化关系及应用铁元素不同价态之间的转化需要通过氧化还原反应来实现，氧化剂、还原剂的强弱不同，转化产物也不同。1．Fe只具有     性。可被弱氧化剂(如H＋、S等)和Fe3＋氧化成Fe2＋，被强氧化剂(如Cl2等)氧化成Fe3＋。举例：Fe＋2H＋===     ；2Fe＋3Cl2     。2．Fe2＋既有     性又有     性。可被强氧化剂[如Cl2、KMnO4(H＋)等]氧化为Fe3＋；可被强还原剂(如CO、C等)还原为Fe。举例：2Fe2＋＋Cl2===     ；FeO＋CO     。3．Fe3＋只具有     性，可被弱还原剂(如Cu等)和Fe还原为Fe2＋，被强还原剂(如Al、Zn、CO等)还原为Fe。举例：2Fe3＋＋Fe===     ；Fe2O3＋3CO     。4．实验探究——利用覆铜板制作图案实验原理利用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实验现象用油性笔画出的图案处不被腐蚀，洗净后板上留下设计的图案反应方程式2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2(2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋)实验结论  (1)除去FeCl3溶液中的Fe2＋，通入适量Cl2(　　)(2)除去FeCl2溶液中的Fe3＋，加入适量铜粉(　　)(3)配制FeSO4溶液时，常加少量铁丝防止Fe2＋被氧化(　　)1．(课本P72,5题改编)某化学兴趣小组利用铁粉、锌粉、0.1 mol·L－1 FeCl3溶液、0.1 mol·L－1 FeCl2溶液、KSCN溶液和新制氯水来探究Fe2＋、Fe3＋的氧化性、还原性，并利用实验结论解决一些问题。(1)用上述所给物质写出体现Fe2＋具有还原性的化学方程式：__________________________。(2)设计实验方案，完成下列表格。探究内容实验方案实验现象探究Fe3＋具有氧化性取少量0.1 mol·L－1 FeCl3溶液，向溶液中加入足量铁粉，再加入少量KSCN溶液加入铁粉后，溶液颜色变为__________；加入KSCN溶液后，溶液________ (3)该兴趣小组为探究“Fe2＋具有氧化性”，提出了向FeCl2溶液中加入锌粉，该反应的离子方程式为_____________________________________________________________________。 2．FeCl3可用作印刷电路铜板腐蚀剂(HCl-FeCl3)，印刷铜制电路板的腐蚀液回收再利用一直是研究的热点。思考解答下列问题：(1)腐蚀结束后，废腐蚀液中含有的金属阳离子有________________。(2)检验废腐蚀液中是否含有Fe3＋的方法是__________________________________________。(3)腐蚀结束后，通过以下两步可分离出铜，并实现FeCl3溶液再生。废液溶液XFeCl3溶液①步骤Ⅰ所加试剂和操作分别为___________________________________________________；有关离子方程式：________________________________________________________________。②可实现步骤Ⅱ转化的物质或方法是________(填一种即可)；有关离子方程式：___________。1．下列关于Fe2＋和Fe3＋的叙述错误的是(　　)A．Fe2＋的水溶液为浅绿色B．Fe3＋的水溶液为棕黄色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2．要证明某溶液中不含Fe3＋而可能含Fe2＋，有如下实验操作：①加足量新制氯水　②加足量酸性KMnO4溶液　③加少量KSCN溶液，则最佳顺序是(　　)A．①③   B．③②C．③①   D．①②③3．下列物质之间有如图反应关系：已知E转化成C的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。回答：(1)写出下列物质的化学式：A________，B________，D________，甲________，乙________，丙________。(2)写出E→C反应的化学方程式：_____________________________________________。题组一　铁盐、亚铁盐的性质1.刻制印刷电路板时用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋。根据该反应判断下列说法不正确的是(　　)A．铜是还原剂B．Fe3＋具有氧化性C．该反应是置换反应D．该反应属于离子反应2．(2021·聊城一中高一期末)下列实验设计及其对应的离子方程式均正确的是(　　)A．把铁片插入CuSO4溶液中，验证古代湿法冶铜：2Fe＋3Cu2＋===2Fe3＋＋3CuB．某溶液中滴入KSCN溶液显红色，说明含Fe3＋：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3C．FeCl3溶液中加入铜粉：Fe3＋＋Cu===Fe2＋＋Cu2＋D．若要求用两种单质和一种溶液来测定Zn、Cu、Ag三种金属的活动性顺序，可用Zn、Cu和AgNO3溶液反应：Zn＋2Ag＋===Zn2＋＋2Ag3．下列各组离子在溶液中能大量共存的是(　　)A．K＋、SO、Fe2＋、ClO－B．K＋、Fe3＋、OH－、Cl－C．Na＋、Fe3＋、I－、SOD．Cu2＋、Fe3＋、Cl－、NO题组二　Fe2＋、Fe3＋的检验与除杂4．(2022·山东烟台市教育科学研究院高一质检)下列物质反应后，加入KSCN溶液一定变红的是(　　)A．过量的Fe与Cl2反应B．Fe与稀硫酸反应C．FeCl2溶液中通入少量Cl2D．Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸5．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＋(溶液中不含Cl－)；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(　　)组别试剂选项甲组乙组A新制氯水、KSCN溶液NaOH溶液B酸性KMnO4溶液KSCN溶液CKOH溶液新制氯水D新制氯水酸性KMnO4溶液 题组三　Fe2＋、Fe3＋、Fe之间的相互转化关系6．(2022·云南峨山彝族自治县第一中学高一月考)下列反应中有三价铁生成的是(　　)①铁丝在空气中生锈　②向FeBr2溶液中通入足量Cl2　③将铁片置于CuCl2溶液中　④Fe(OH)2暴露在空气中　⑤向FeSO4溶液中滴加双氧水　⑥高温下铁与水蒸气反应生成Fe3O4A．①②③④⑤   B．②③④⑤C．①②④⑤⑥   D．全部7．将一浅绿色溶液，置于空气中，变成棕黄色。将此棕黄色溶液逐滴滴入沸水中，形成一种红褐色胶体。下列说法错误的是(　　)A．该浅绿色溶液中含有Fe2＋，在空气中被氧化为Fe3＋B．欲检验该棕黄色溶液中是否含有未被氧化的Fe2＋，向其中滴加KSCN溶液C．配制该浅绿色溶液，要向其中加少量铁粉，目的是防止Fe2＋被氧化D．欲检验浅绿色溶液中是否含有Fe3＋，滴入KSCN溶液，看是否变红色8．(2022·北京师大附中高一月考)打印机使用的墨粉中含有Fe3O4。将FeSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液按一定比例混合，再加入一定量的NaOH溶液，水浴加热，可制得Fe3O4，反应如下：____Fe2＋＋____Fe3＋＋____OH－===____Fe3O4↓＋____H2O，下列分析不正确的是(　　)A．Fe3O4具有磁性B．反应中，Fe2＋是还原剂，Fe3＋是氧化剂C．从左至右，反应中各物质的化学计量数依次为1、2、8、1、4D．Fe3O4可与盐酸反应生成Fe2＋和Fe3＋，所得两种离子的物质的量之比为1∶29．已知下述四个实验均能发生化学反应：①②③④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向FeCl2溶液中滴入KSCN溶液，无明显现象，再滴入氯水，变红 下列判断不正确的是(　　)A．实验①中铁钉只做还原剂B．实验②中Fe2＋只显还原性C．实验③中发生的是置换反应D．上述实验证明：氧化性：Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋，Fe2＋遇KSCN溶液无红色物质生成 10．通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是(　　)选项操作、现象解释A向KI-淀粉溶液中加入FeCl3溶液，溶液变蓝Fe3＋能与淀粉发生显色反应B把生铁放置于潮湿的空气中，铁表面有一层红棕色的斑点铁在潮湿的空气中易生成Fe(OH)3C向盐酸中加入少量铁粉，有气泡产生说明Fe被氧化为Fe3＋D新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间，白色物质变成了红褐色说明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3 11．在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中，Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋的物质的量之比为3∶2∶1，现加入适量铁粉，使溶液中三种离子的物质的量之比变为1∶2∶4，则参加反应的铁粉与原溶液中Fe3＋的物质的量之比为(　　)A．2∶1   B．1∶2C．1∶3   D．1∶412．(2021·山西运城高中联合体段考)向FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是(　　)A．加入KSCN溶液一定不变红色B．溶液中一定含Fe2＋C．溶液中一定含Cu2＋D．剩余固体中一定含Cu13．同学们用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。请回答下列问题：(1)分别取一定量的氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 mol·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是_____________________________________。(2)甲同学取2 mL FeCl2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)乙同学认为甲同学的实验不够严谨，该同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入1滴KSCN溶液和几滴氯水，溶液变红，煤油的作用是_______________________________________________________________________________________________。(4)丁同学向盛有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___________________________________________。14．(2022·北京师大附中高一质检)印刷电路板(PCB)是用腐蚀液(FeCl3溶液)将覆铜板上的部分铜腐蚀而制得。一种制作PCB并将腐蚀后废液(金属离子主要含Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋)回收再生的流程如下。(1)腐蚀池中发生反应的离子方程式是____________________________________________。(2)上述各池中，没有发生化学变化的是__________________________________________池。(3)置换池中发生反应的离子方程式有_______________________、_____________________。(4)向再生池中通入Cl2可以使废液再生，离子方程式是_________________________；工业上通常用双氧水代替Cl2，这样做的优点是____________________。