2022-2023學(xué)年蘇教版必修第二冊 9-2 探究鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化 學(xué)案

第二單元探究鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化新課程標(biāo)準(zhǔn)素養(yǎng)目標(biāo)1.能依據(jù)鐵及其化合物的性質(zhì)提出不同物質(zhì)間轉(zhuǎn)化的思路。2．掌握Fe3＋、Fe2＋相互轉(zhuǎn)化及條件。3．知道Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)方法。4．能探究得出反應(yīng)條件改變對Fe2＋性質(zhì)的影響。5．掌握Fe2＋與堿反應(yīng)的條件，會(huì)書寫相關(guān)化學(xué)方程式。6．進(jìn)一步掌握Fe2＋的檢驗(yàn)方法。1.能根據(jù)氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)，書寫鐵及其化合物相互轉(zhuǎn)化的離子方程式和氧化還原反應(yīng)化學(xué)方程式；并能提出不同物質(zhì)之間相互轉(zhuǎn)化的思路。(宏觀辨識與微觀探析)2．能通過實(shí)驗(yàn)探究Fe3＋、Fe2＋的性質(zhì)和變化規(guī)律，能設(shè)計(jì)簡單實(shí)驗(yàn)方案，根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)和資料作出預(yù)測和假設(shè)，能運(yùn)用適當(dāng)?shù)姆椒刂品磻?yīng)條件并順利完成實(shí)驗(yàn)，并基于實(shí)驗(yàn)事實(shí)得出結(jié)論。(科學(xué)探究與創(chuàng)新意識)3．能列舉Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)方法，能設(shè)計(jì)有關(guān)鐵的相關(guān)化合物轉(zhuǎn)化、分離提純、性質(zhì)應(yīng)用等的綜合實(shí)驗(yàn)方案；能運(yùn)用變量控制的方法探究并確定合適的反應(yīng)條件，安全、順利地完成實(shí)驗(yàn)。(科學(xué)探究與創(chuàng)新意識)4．通過對Fe2＋與堿反應(yīng)的探究，能根據(jù)氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)，書寫Fe2＋與堿反應(yīng)的化學(xué)方程式，并能分析反應(yīng)條件對化學(xué)反應(yīng)的影響。(宏觀辨識與微觀探析)5．能通過實(shí)驗(yàn)探究Fe2＋與堿反應(yīng)的變化規(guī)律，能設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)方案，根據(jù)所學(xué)內(nèi)容和資料作出預(yù)測和假設(shè)，能運(yùn)用適當(dāng)?shù)姆椒刂品磻?yīng)條件并順利完成實(shí)驗(yàn)，并基于實(shí)驗(yàn)事實(shí)得出結(jié)論。(科學(xué)探究與創(chuàng)新意識)6．通過學(xué)習(xí)，掌握更多的Fe2＋的檢驗(yàn)方法，能設(shè)計(jì)制取氫氧化亞鐵的綜合實(shí)驗(yàn)方案，能運(yùn)用變量控制的方法探究并確定合適的反應(yīng)條件，安全、順利地完成實(shí)驗(yàn)。(科學(xué)探究與創(chuàng)新意識)課堂篇·互動(dòng)探究合作討論考點(diǎn)一鐵及其化合物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)[教材預(yù)習(xí)]1．反應(yīng)的合理選擇(以Fe為例)(1)鐵元素的常見價(jià)態(tài)有____、____價(jià)，在相同價(jià)態(tài)鐵元素化合物之間進(jìn)行轉(zhuǎn)化，通過非氧化還原反應(yīng)即可實(shí)現(xiàn)。在不同價(jià)態(tài)鐵元素化合物之間進(jìn)行轉(zhuǎn)化，則需通過________才能實(shí)現(xiàn)。(2)物質(zhì)制備反應(yīng)路線的選擇①以鐵屑為原料制備氯化鐵路徑Ⅰ：Fe→FeCl3路徑Ⅱ：Fe→FeCl2→FeCl3路徑Ⅲ：Fe→Fe2O3→FeCl3②三條路徑的化學(xué)方程式路徑Ⅰ：Fe→FeCl3___________________________________________________________。路徑Ⅱ：Fe→FeCl2_____________________________________________________________，F(xiàn)eCl2→FeCl3__________________________________________________________________。路徑Ⅲ：Fe2O3→FeCl3_________________________________________________________。③實(shí)際制備物質(zhì)時(shí)，必須根據(jù)反應(yīng)原料、反應(yīng)條件、反應(yīng)步驟、產(chǎn)物要求、反應(yīng)裝置、環(huán)境保護(hù)、生產(chǎn)成本等因素進(jìn)行綜合判斷，選擇合適、可控的反應(yīng)路徑。以上三條路徑最合理的是____________。2．鐵及其化合物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)序號實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象原理實(shí)驗(yàn)1取兩支試管分別編號為A、B，向A試管中加入3mL0.1mol·L－1FeCl3溶液，向B試管中加入3mL0.1mol·L－1FeCl2溶液。然后向兩支試管中各滴加2滴硫氰化鉀溶液，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象__________________________________________________________________________________________________________________________________實(shí)驗(yàn)2向?qū)嶒?yàn)1的A試管中加入過量鐵粉，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象__________________________________________________________________________________________________________________________________實(shí)驗(yàn)3向?qū)嶒?yàn)1的B試管中加入少量新制氯水，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象__________________________________________________________________________________________________________________________________實(shí)驗(yàn)4用毛筆蘸取少量30%的FeCl3溶液，在銅片上畫一個(gè)“＋”，放置片刻后，用少量水將銅片上的溶液沖到小燒杯中銅片上留下“＋”的痕跡，小燒杯中溶液呈藍(lán)色_________________________________________________________________(1)化學(xué)上常用KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3＋，反應(yīng)的離子方程式是Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3，現(xiàn)象是溶液由黃色變成血紅色。(2)Fe2＋的檢驗(yàn)方法：加入KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，再滴入新制氯水溶液變成血紅色。(3)當(dāng)溶液中Fe2＋和Fe3＋共存時(shí)，F(xiàn)e3＋的存在對Fe2＋的檢驗(yàn)會(huì)造成干擾。(2)Fe3＋和Fe2＋的轉(zhuǎn)化①Fe2＋容易被氧化劑氧化為Fe3＋，如與H2O2反應(yīng)的離子方程式為____________________________。②Fe3＋能夠被還原劑還原為Fe2＋，如Fe3＋與Fe反應(yīng)的離子方程式為_________________________。(3)在配制含F(xiàn)e2＋的溶液時(shí)，向溶液中加入少量________，目的是防止Fe2＋被空氣中的氧氣氧化成Fe3＋。為除去廢水中的Fe2＋，常先將廢水中的Fe2＋________為Fe3＋，再調(diào)節(jié)溶液的pH使Fe3＋轉(zhuǎn)化為紅褐色的Fe(OH)3沉淀析出。答案：1.(1)＋2＋3氧化還原反應(yīng)(2)②2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up15(點(diǎn)燃))2FeCl3Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑2FeCl2＋Cl2=2FeCl3Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O③Ⅰ2.(1)A試管中溶液呈血紅色，B試管沒有明顯現(xiàn)象Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3溶液由血紅色變?yōu)闇\綠色Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋溶液由淺綠色變?yōu)檠t色2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋(2)①2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O②Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋(3)鐵粉氧化[探究提升]1．鐵的氧化物和氫氧化物(1)鐵的氧化物名稱氧化亞鐵氧化鐵四氧化三鐵化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4俗名—鐵紅磁性氧化鐵Fe的化合價(jià)＋2＋3＋2、＋3顏色、狀態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體溶解性都不溶于水與稀鹽酸反應(yīng)的離子方程式FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋=2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O與CO的反應(yīng)FexOy＋yCOeq\o(=,\s\up15(高溫))xFe＋yCO2存在不穩(wěn)定，在空氣中受熱易被氧化成Fe3O4赤鐵礦磁鐵礦用途—紅色油漆和涂料、煉鐵原料煉鐵、磁性材料(2)鐵的氫氧化物化學(xué)式Fe(OH)2Fe(OH)3色、態(tài)白色固體紅褐色固體與鹽酸反應(yīng)Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O穩(wěn)定性不穩(wěn)定常溫下穩(wěn)定，加熱分解2Fe(OH)3eq\o(=,\s\up15(△))Fe2O3＋3H2O續(xù)表化學(xué)式Fe(OH)2Fe(OH)3制法可溶性亞鐵鹽與堿溶液反應(yīng)Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓可溶性鐵鹽與堿溶液反應(yīng)Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓二者的關(guān)系在空氣中，F(xiàn)e(OH)2迅速被氧氣氧化成Fe(OH)3，現(xiàn)象是白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)32.Fe反應(yīng)后的產(chǎn)物與氧化劑的強(qiáng)弱及反應(yīng)條件的關(guān)系3．Fe、Fe2＋、Fe3＋之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系(1)Fe只具有還原性，可以被氧化劑氧化為Fe2＋、Fe3＋如：Fe＋Seq\o(=,\s\up15(△))FeS，F(xiàn)e＋2Fe3＋=3Fe2＋，F(xiàn)e＋Cu2＋=Cu＋Fe2＋；2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up15(△))2FeCl3,3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up15(高溫))Fe3O4＋4H2。(2)Fe2＋既具有氧化性又具有還原性如：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，Zn＋Fe2＋=Zn2＋＋Fe，F(xiàn)eO＋COeq\o(=,\s\up15(高溫))Fe＋CO2,2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O。(3)Fe3＋具有較強(qiáng)氧化性，可被還原為Fe2＋或Fe如：2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，F(xiàn)e2O3＋3COeq\o(=,\s\up15(高溫))2Fe＋3CO2，F(xiàn)e2O3＋2Aleq\o(=,\s\up15(高溫))2Fe＋Al2O3。4．“鐵三角”轉(zhuǎn)化關(guān)系的應(yīng)用(1)金屬陽離子被還原不一定得到金屬單質(zhì)。如：Fe3＋→Fe2＋。(2)離子共存問題：①Fe3＋與I－、S2－、HS－、SOeq\o\al(2－,3)、HSOeq\o\al(－,3)等因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存。②Fe2＋與MnOeq\o\al(－,4)(H＋)、NOeq\o\al(－,3)(H＋)、ClO－等因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存。(3)除雜問題(括號內(nèi)為雜質(zhì))：①FeCl3溶液(FeCl2)：加足量氯水或H2O2或通入足量Cl2。②FeCl2溶液(FeCl3)：加足量鐵粉，充分反應(yīng)后過濾。③FeSO4溶液(CuSO4)：加足量鐵粉，充分反應(yīng)后過濾。④Fe粉(鋁)、Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液，充分反應(yīng)后過濾。(4)Fe2＋鹽溶液的配制與保存：加鐵粉，防止Fe2＋被氧化。[對點(diǎn)練習(xí)]1．下列物質(zhì)中能通過化合反應(yīng)制取的是()①Fe3O4②Fe(OH)3③FeCl2④FeCl3A．①④ B．①②④C．①③④ D．①②③④答案：D2．下列除雜試劑和分離方法都正確的是()選項(xiàng)物質(zhì)(括號內(nèi)為雜質(zhì))除雜試劑分離方法AFe(Cu)鹽酸過濾BCO2(HCl)NaOH溶液洗氣CFeCl2溶液(FeCl3)鐵粉過濾DFe2O3(Al2O3)鹽酸過濾答案：C解析：鐵與鹽酸反應(yīng)，銅與鹽酸不反應(yīng)，讓鐵與銅的混合物與鹽酸反應(yīng)，會(huì)將鐵反應(yīng)，銅會(huì)剩余，不能除去，A項(xiàng)錯(cuò)誤；二氧化碳屬于酸性氧化物，能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，因此，不能用氫氧化鈉溶液作除雜試劑，應(yīng)該使用飽和碳酸氫鈉溶液，B項(xiàng)錯(cuò)誤；FeCl2溶液中混有FeCl3，加入鐵粉，氯化鐵與鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵，C項(xiàng)正確；Fe2O3和Al2O3的混合物加入鹽酸，氧化鐵和氧化鋁都與鹽酸反應(yīng)生成鹽和水，不能除雜，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．制備白色的Fe(OH)2沉淀。用不含F(xiàn)e3＋的FeSO4溶液與用不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應(yīng)制備。(1)用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時(shí)必須加入稀H2SO4和________。(2)除去蒸餾水中溶解的O2常采用________的方法。答案：(1)鐵屑(2)煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸O2防止Fe(OH)2氧化的方法(1)將配制溶液的蒸餾水煮沸，除去溶液中的氧氣。(2)將盛有NaOH溶液的膠頭滴管尖端插入盛有亞鐵鹽溶液的底部，并慢慢擠出NaOH溶液。(3)在亞鐵鹽溶液上面充入保護(hù)氣，如H2、N2、稀有氣體等。(4)在亞鐵鹽溶液上面加保護(hù)層，如苯、植物油等?？键c(diǎn)二Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)[探究提升]Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)方法(1)Fe3＋、Fe2＋的檢驗(yàn)Fe2＋Fe3＋觀察法淺綠色棕黃色加堿法(NaOH)①現(xiàn)象：白色絮狀沉淀eq\o(→,\s\up15(迅速))灰綠色eq\o(→,\s\up15(最終))紅褐色沉淀②反應(yīng)：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓(白色)；4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3(紅褐色)①現(xiàn)象：紅褐色沉淀②反應(yīng)：Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓(紅褐色)顯色法(SCN－)①現(xiàn)象：加入KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，再滴入氯水變成紅色溶液②反應(yīng)：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－；Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3(血紅色)①現(xiàn)象：加入KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色②反應(yīng)：Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3(血紅色)(2)檢驗(yàn)Fe2＋的注意事項(xiàng)①只含F(xiàn)e2＋的溶液：檢驗(yàn)Fe2＋加入試劑的順序待測液eq\o(→,\s\up15(KSCN溶液))不變色eq\o(→,\s\up15(氧化劑),\s\do15(如氯水、H2O2))血紅色(含F(xiàn)e2＋、不含F(xiàn)e3＋)。a．加KSCN溶液前，防止加氧化性物質(zhì)，使Fe2＋被氧化。b．氧化劑不能選用酸性KMnO4溶液，原因：酸性KMnO4溶液本身顯紫紅色，對Fe(SCN)3血紅色有干擾；酸性KMnO4溶液能氧化KSCN，溶液不變紅色，不能證明不含F(xiàn)e2＋。②同時(shí)含有Fe2＋和Fe3＋的溶液Fe2＋對檢驗(yàn)Fe3＋無干擾，可以滴加KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3＋；Fe3＋對檢驗(yàn)Fe2＋有干擾，不能采用加KSCN溶液檢驗(yàn)Fe2＋，通常向溶液中滴加適量酸性KMnO4溶液，溶液紫紅色褪去說明含有Fe2＋。③檢驗(yàn)鐵的氧化物中是否有＋2價(jià)鐵時(shí)，正確的思路為少量固體eq\o(→,\s\up15(稀H2SO4溶解),\s\do15(a))溶液eq\o(→,\s\up15(酸性KMnO4溶液),\s\do15(b))紫紅色褪去。a．步驟a中不能選用鹽酸，原因是酸性KMnO4溶液可以氧化鹽酸。b．步驟a中，不能選用稀HNO3，原因是稀HNO3可以將Fe2＋氧化為Fe3＋。[對點(diǎn)練習(xí)]4．下列有關(guān)物質(zhì)檢驗(yàn)方法不合理的是()A．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不變色，滴加氯水后溶液顯紅色，該溶液中一定含有Fe2＋B．用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)FeCl3溶液中是否含有FeCl2C．檢驗(yàn)綠礬晶體是否已氧化變質(zhì)，可將綠礬晶體溶于稀H2SO4后滴加KSCN溶液，再觀察溶液是否變紅D．向某溶液中加入NaOH溶液產(chǎn)生紅褐色沉淀，說明溶液中含有Fe3＋答案：B5．要證明某溶液中不含F(xiàn)e3＋而可能含有Fe2＋，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，最佳順序?yàn)?)①加入足量氯水②加入足量KMnO4溶液③加入少量NH4SCN溶液A．①③ B．③②C．③① D．①②③答案：C解析：在該溶液中先加入少量NH4SCN溶液，溶液不變血紅色，說明無Fe3＋存在，再加入氯水，將Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液變?yōu)檠t色。KMnO4溶液呈紫紅色，溶液顏色變化不明顯，所以不用KMnO4溶液。6．用FeCl3溶液腐蝕印刷電路板上的銅，所得溶液中加入鐵粉。對加入鐵粉充分反應(yīng)后的溶液分析合理的是()A．若無固體剩余，則溶液中一定有Fe3＋B．若有固體存在，則溶液中一定有Fe2＋C．若溶液中有Cu2＋，則一定沒有固體析出D．若溶液中有Fe2＋，則一定有Cu析出答案：B解析：用FeCl3溶液腐蝕印刷電路板上的銅，發(fā)生反應(yīng)：2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2，向所得溶液中加入鐵粉，發(fā)生反應(yīng)：2FeCl3＋Fe=3FeCl2，F(xiàn)e＋CuCl2=FeCl2＋Cu。A.若無固體剩余，則溶液中可能含有Fe3＋，也可能不含F(xiàn)e3＋，錯(cuò)誤；B.若有固體存在，則溶液中一定有Fe2＋，正確；C.若溶液中有Cu2＋，則可能沒有固體析出，也可能有固體析出，錯(cuò)誤；D.若溶液中有Fe2＋，可能有Cu析出，也可能沒有Cu析出，錯(cuò)誤。7．選擇合適試劑完成甲、乙兩組實(shí)驗(yàn)。甲組：檢驗(yàn)含F(xiàn)e3＋的溶液中是否含有Fe2＋；乙組：檢驗(yàn)含F(xiàn)e2＋的溶液中是否含有Fe3＋。下列試劑及加入試劑順序能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)試劑選項(xiàng)甲組乙組A新制氯水、KSCN溶液NaOH溶液B酸性KMnO4溶液KSCN溶液CKOH溶液溴水D溴水酸性KMnO4溶液答案：B解析：甲組，在Fe3＋存在的條件下檢驗(yàn)Fe2＋，要排除Fe3＋的干擾。所選試劑具備下列條件：一是能與Fe2＋發(fā)生有明顯現(xiàn)象的反應(yīng)；二是與Fe3＋不反應(yīng)。溴水符合條件，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是溴水顏色變淺，酸性KMnO4溶液也符合條件：5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是溶液紫紅色變淺。乙組，在Fe2＋存在的條件下檢驗(yàn)Fe3＋，用KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3＋即可，F(xiàn)e2＋不會(huì)造成干擾。8．已知A是一種常見金屬，F(xiàn)是一種紅褐色沉淀。試根據(jù)圖中轉(zhuǎn)化關(guān)系，回答下列問題。(1)寫出A、C、F、G的化學(xué)式：A．________；C.________；F.________；G.________。(2)檢驗(yàn)D中陽離子的方法為_________________________________________________________。(3)保存C溶液時(shí)要加固體A的原因是_________________________________________________。(4)寫出下列轉(zhuǎn)化的離子方程式：①D→C：________________________________________________________________________。②C→D：________________________________________________________________________。(5)寫出E→F的化學(xué)方程式：________________________________________________________。答案：(1)FeFeCl2Fe(OH)3Fe2O3(2)取D溶液少許于試管中，加入幾滴KSCN溶液，溶液變血紅色，證明含F(xiàn)e3＋(3)防止Fe2＋被O2氧化(4)①2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋②2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－(5)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3解析：根據(jù)F是紅褐色沉淀知F是Fe(OH)3，從而推知A為Fe，B為Fe3O4，C是FeCl2，D是FeCl3，E為Fe(OH)2，F(xiàn)為Fe(OH)3，G為Fe2O3，X為H2。9．山西省鐵礦資源較為豐富，儲(chǔ)量居全國第4位，其中有一種赤褐鐵礦(主要成分是Fe2O3，所含雜質(zhì)不溶于水和酸)。某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們利用一小塊樣品，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)。(1)檢驗(yàn)礦物樣品中是否有Fe3＋實(shí)驗(yàn)用品：錘子、研缽、燒杯、玻璃棒、漏斗、鐵架臺(tái)、濾紙、試管、膠頭滴管實(shí)驗(yàn)步驟：①取樣：將樣品用錘子敲碎，再在研缽中研細(xì)備用。②溶解：將樣品粉末倒入燒杯，加入______________，用玻璃棒充分?jǐn)嚢琛＂踎___________(填操作名稱)。④檢驗(yàn)：取少許溶液，__________________。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：__________________。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：礦物樣品中含有Fe3＋。(2)制備氫氧化亞鐵①為了得到亞鐵鹽的溶液，同學(xué)們在剩余的溶液中加入過量的某種固體試劑，該試劑是________，反應(yīng)的離子方程式是__________________。②對于①中過量的固體試劑是否需要過濾除去，同學(xué)們產(chǎn)生了兩種觀點(diǎn)。甲組：認(rèn)為需要過濾。乙組：認(rèn)為不需要過濾。你支持的是________(填“甲”或“乙”)組，理由是_______________________________________________________________________________________________________________。③同學(xué)們在新制得的亞鐵鹽溶液中加入適量新制的氫氧化鈉溶液，制出的氫氧化亞鐵呈________色。為使試管中的氫氧化亞鐵保存的時(shí)間更長，請?jiān)趫D中畫出你的設(shè)計(jì)(可以加必要的文字說明)。答案：(1)稀鹽酸(其他合理答案也可)過濾加入KSCN溶液溶液變?yōu)檠t色(2)①還原性鐵粉或鐵粉(其他合理答案也可)2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋②乙過量的鐵粉可以防止Fe2＋被氧化為Fe3＋③白可覆蓋一層植物油、苯等(或在試管口塞一個(gè)橡膠塞)(其他合理答案也可)解析：本題考查實(shí)驗(yàn)探究礦石的組成、分析評價(jià)氫氧化亞鐵制備。(1)將礦石轉(zhuǎn)化為離子，首先要將礦石粉碎，然后加酸溶解、過濾，得到濾液，最后進(jìn)行離子檢驗(yàn)。(2)制備氫氧化亞鐵的關(guān)鍵是防止其被氧化，可以加入過量鐵粉，為了防止亞鐵離子被氧化，過量的鐵可以不過濾?？键c(diǎn)三反應(yīng)條件的控制[教材預(yù)習(xí)]實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象取A、B兩支試管，分別加入6mL0.1mol·L－1的新制FeSO4溶液—向A試管中滴加數(shù)滴0.1mol·L－1NaOH溶液，邊滴加邊振蕩試管，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生紅褐色沉淀用長膠頭滴管吸取幾滴經(jīng)過煮沸并冷卻的0.1mol·L－1NaOH溶液，將膠頭滴管末端伸入B試管中FeSO4溶液的液面之下，慢慢擠出NaOH溶液，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象先生成白色絮狀沉淀，化學(xué)方程式為______________；白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，化學(xué)方程式為__________________________________________________________答案：FeSO4＋2HaOH=Fe(OH)2↓＋Na2SO44Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3[探究提升]1．反應(yīng)條件對化學(xué)反應(yīng)的影響化學(xué)反應(yīng)都是在一定條件下發(fā)生的。反應(yīng)條件對化學(xué)反應(yīng)的方向、速率和限度都會(huì)有不同程度的影響。在研究物質(zhì)的性質(zhì)和制備時(shí)，應(yīng)依據(jù)化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律和反應(yīng)物、生成物的特點(diǎn)，合理選擇并控制好反應(yīng)條件，才能達(dá)到預(yù)期的結(jié)果。2．氫氧化亞鐵制備的條件控制(1)Fe(OH)2的制備原理：利用亞鐵鹽與NaOH溶液反應(yīng)生成白色Fe(OH)2沉淀。Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓(白色)(2)反應(yīng)物和生成物的性質(zhì)分析：亞鐵鹽非常容易被氧氣或其他氧化劑氧化，生成的Fe(OH)2也很不穩(wěn)定，容易被空氣中的氧氣氧化。(3)制備條件的控制：①實(shí)驗(yàn)室用亞鐵鹽與NaOH溶液反應(yīng)制備Fe(OH)2時(shí)，反應(yīng)的原料必須使用新制的、不含F(xiàn)e3＋的亞鐵鹽溶液與不含溶解氧的NaOH溶液；②在反應(yīng)過程中還要采取措施，防止反應(yīng)混合物與氧氣或其他氧化劑接觸，才能得到白色Fe(OH)2沉淀。制備Fe(OH)2時(shí)的注意事項(xiàng)1．Fe2＋極易被氧化，所以FeSO4溶液要現(xiàn)配現(xiàn)用。2．為了防止Fe(OH)2被氧化，配制FeSO4溶液所用的蒸餾水和制備Fe(OH)2所用的NaOH溶液都要煮沸，盡可能除去O2。3．為了防止滴加NaOH溶液時(shí)帶入空氣，可將吸有NaOH溶液的長膠頭滴管伸入FeSO4溶液的液面下，再擠出NaOH溶液。4．為防止Fe(OH)2被氧化，還可以向盛有FeSO4溶液的試管中加入少量的煤油或其他密度小于水且不溶于水的有機(jī)溶劑，以隔絕空氣。[對點(diǎn)練習(xí)]10．某研究性學(xué)習(xí)小組研究由Fe2＋制備Fe(OH)2，設(shè)計(jì)了如下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(夾持裝置已略去)。方案一：按圖中A裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。往100mL大試管中加40mL煤油，放入3粒米粒大小的金屬鈉后塞上橡膠塞，通過長頸漏斗加入FeSO4溶液，使煤油的液面至橡膠塞，夾緊彈簧夾。(1)簡述鈉發(fā)生反應(yīng)的現(xiàn)象____________________________________________________________。(2)寫出鈉與FeSO4溶液反應(yīng)的離子方程式______________________________________________。方案二：在如圖所示B裝置中，用不含O2的NaOH溶液、鐵屑和稀硫酸制備Fe(OH)2。(3)在試管Ⅰ中加入的試劑是___________________________________________________________。(4)在試管Ⅱ中加入的試劑是__________________________________________________________。(5)為了制得Fe(OH)2白色絮狀沉淀，在試管Ⅰ和試管Ⅱ中加入試劑，打開止水夾，塞緊塞子后的實(shí)驗(yàn)步驟是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(6)這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長時(shí)間保持白色，其理由是_________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)有氣泡生成，鈉在煤油和FeSO4溶液的界面處上下跳動(dòng)，最終完全溶解(2)2Na＋Fe2＋＋2H2O=Fe(OH)2＋2Na＋＋H2↑[或2Na＋2H2O=2Na＋＋2OH－＋H2↑、Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓](3)稀硫酸、鐵屑(4)不含O2的NaOH溶液(5)檢驗(yàn)試管Ⅱ出口處H2的純度，當(dāng)排出的H2純凈時(shí)，再夾緊止水夾(6)試管Ⅰ中反應(yīng)生成的H2充滿了試管Ⅰ和試管Ⅱ，且外界空氣不易進(jìn)入裝置中解析：本題的兩個(gè)裝置都是改進(jìn)型裝置，有異曲同工之妙。方案一：該裝置中液體充滿了大試管，煤油覆蓋在溶液的上方，鈉在煤油下方與水反應(yīng)，F(xiàn)eSO4溶液通過長頸漏斗加入，這些措施都可以有效防止空氣進(jìn)入反應(yīng)液。鈉的密度比煤油的密度大，比水的密度小，故鈉粒位于兩種液體的界面處，鈉與水反應(yīng)生成的NaOH與FeSO4反應(yīng)生成白色絮狀沉淀Fe(OH)2。方案二：試管Ⅱ是開口式的，無法利用產(chǎn)生的氣體將溶液壓入試管Ⅰ中，所以制取FeSO4應(yīng)在試管Ⅰ中進(jìn)行，而在試管Ⅱ中應(yīng)加入不含O2的NaOH溶液。當(dāng)把Fe與稀硫酸加入試管Ⅰ中后，打開止水夾，產(chǎn)生的H2可排盡裝置內(nèi)的空氣。然后關(guān)閉止水夾，試管Ⅰ內(nèi)產(chǎn)生的H2無法逸出，壓強(qiáng)增大，將試管Ⅰ內(nèi)的FeSO4溶液通過長導(dǎo)管壓入試管Ⅱ內(nèi)，在此過程中，液體處于H2氛圍中，F(xiàn)e(OH)2不易被氧化，能較長時(shí)間保持白色。[知識構(gòu)建][要點(diǎn)背熟](1)FeCl3的制備路徑：①Fe→FeCl3：2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up15(點(diǎn)燃))2FeCl3；②Fe→FeCl2→FeCl3：Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑，2FeCl2＋Cl2=2FeCl3；③Fe→Fe2O3→FeCl3：4Fe＋3O2eq\o(=,\s\up15(△))2Fe2O3，F(xiàn)e2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O，(2)Fe2＋、Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化：Fe2＋eq\o(,\s\up15(強(qiáng)氧化劑H2O2，X2，HNO3等),\s\do15(還原劑Cu、Fe、S2－、I－、SO2等))Fe3＋(3)Fe3＋的檢驗(yàn)方法：①觀察法：棕黃色溶液中含有Fe3＋。②加堿法：Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓(紅褐色)。③加KSCN：Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3。(4)鐵的氫氧化物的制備：Fe(OH)3的制備：Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓(紅褐色)。Fe(OH)2的制備：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓(白色)。(5)Fe(OH)2轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3：現(xiàn)象：有白色沉淀生成，迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色?；瘜W(xué)方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。效果篇·排查基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)檢測[基礎(chǔ)排查]1．判斷正誤，正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”。(1)鐵是活潑金屬，鐵與鹽酸反應(yīng)生成FeCl3和H2()(2)鐵絲可在空氣中燃燒生成Fe3O4()(3)濃硫酸可以用鐵制容器盛裝()(4)某溶液通Cl2后，再加入KSCN溶液，溶液變?yōu)檠t色，可以判斷原溶液中一定存在Fe2＋()(5)銅與FeCl3溶液反應(yīng)，生成CuCl2和鐵()(6)含F(xiàn)e3＋的溶液中滴入KSCN溶液，立即出現(xiàn)紅色沉淀()(7)Fe2O3不能與水反應(yīng)生成Fe(OH)3，所以不能通過化合反應(yīng)制備Fe(OH)3()(8)在空氣中加熱Fe(OH)2，可得FeO()答案：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×(7)×(8)×解析：(1)鐵與鹽酸反應(yīng)生成FeCl2和H2。(2)鐵絲在空氣中不能燃燒。(4)原溶液中可能存在Fe3＋而不含F(xiàn)e2＋，F(xiàn)e2＋的檢驗(yàn)方法是先加入KSCN溶液，溶液無明顯現(xiàn)象，再通Cl2后，溶液呈血紅色。(5)銅與FeCl3溶液反應(yīng)生成CuCl2和FeCl2。(6)溶液變?yōu)檠t色，不是生成紅色沉淀。(7)Fe(OH)3可通過化合反應(yīng)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3制得。(8)在空氣中加熱Fe(OH)2，得到的是Fe2O3。2．下列物質(zhì)不能利用金屬與非金屬直接制得的是()A．CuCl2 B．FeCl2C．Cu2S D．Na2S答案：B解析：Cl2與Fe直接化合生成FeCl3。3．下列關(guān)于Fe2＋和Fe3＋的敘述中，錯(cuò)誤的是()A．Fe2＋的水溶液為淺綠色B．Fe3＋的水溶液為黃色C．Fe3＋具有氧化性，F(xiàn)e2＋具有還原性D．Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，立即出現(xiàn)紅色沉淀答案：D4．KSCN溶液加入下列所指定的各種溶液中，溶液不呈血紅色的是()A．FeCl3溶液中加入足量鐵粉B．鐵絲在足量氯氣中燃燒后，所得產(chǎn)物的水溶液C．長期暴露在空氣中的綠礬溶液D．FeCl2溶液中加入氯水后答案：A[課堂檢測]1．能與Fe3＋反應(yīng)，且能證明Fe3＋具有氧化性的是()①SCN－②Fe③Fe2＋④Cu⑤Zn⑥OH－A．①②③B．②④⑤C．①③⑥D(zhuǎn)．①②⑤答案：B解析：Fe3＋與①⑥中微粒反應(yīng)時(shí)，F(xiàn)e3＋的化合價(jià)未變；與③不反應(yīng)；與②④⑤中金屬單質(zhì)反應(yīng)時(shí)，F(xiàn)e3＋的化合價(jià)降低，作氧化劑，表現(xiàn)氧化性。2．某化學(xué)小組為驗(yàn)證Fe3＋與Fe2＋能夠相互轉(zhuǎn)化，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)操作對應(yīng)現(xiàn)象①向FeCl3溶液中加入過量鐵粉②滴加KSCN溶液③再滴加幾滴氯水ⅰ.溶液由黃色變?yōu)闇\綠色ⅱ.溶液無明顯變化ⅲ.溶液變血紅色下列分析不合理的是()A．解釋現(xiàn)象ⅰ的反應(yīng)：2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋B．實(shí)驗(yàn)②與③可以調(diào)換順序C．溶液變血紅色涉及反應(yīng)：Cl2＋2Fe2＋=2Cl－＋2Fe3＋D．氧化性：Cl2>Fe3＋>Fe2＋答案：B3．已知下述三個(gè)實(shí)驗(yàn)均能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。①②③將鐵釘放入硫酸銅溶液中向硫酸亞鐵溶液中滴入幾滴硝酸溶液將銅絲放入氯化鐵溶液中下列判斷不正確的是()A．實(shí)驗(yàn)①中鐵釘只作還原劑B．實(shí)驗(yàn)②中Fe2＋顯還原性C．實(shí)驗(yàn)③中發(fā)生的反應(yīng)是化合反應(yīng)D．上述實(shí)驗(yàn)證明氧化性：Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋答案：C解析：A項(xiàng)中實(shí)驗(yàn)①中發(fā)生的反應(yīng)為Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu，F(xiàn)e作還原劑；B項(xiàng)中實(shí)驗(yàn)②中，硝酸具有強(qiáng)氧化性，能將Fe2＋氧化為Fe3＋，F(xiàn)e2＋只表現(xiàn)還原性；C項(xiàng)中實(shí)驗(yàn)③中發(fā)生的反應(yīng)為Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋，不屬于化合反應(yīng)；D項(xiàng)中離子的氧化性：Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋。4．有一定質(zhì)量的FeO、Fe2O3的混合物，在CO氣流中加熱充分反應(yīng)，冷卻后稱剩余固體比原混合物質(zhì)量