高中化学第3章第1节铁的多样性学案鲁科版必修一doc.docx

1、高中化学第3章第1节铁的多样性学案鲁科版必修一doc第1节铁的多样性发展目标体系构建1.基于元素的价态和物质的所属类别，完整有序地写出含铁元素的物质的化学式。2.掌握铁单质、铁的氧化物、铁的氢氧化物、亚铁盐、铁盐的物理性质、化学性质、典型实验现象；能书写主要化学方程式和离子方程式；知道Fe2、Fe3的检验。3.能从物质的类别、元素价态的角度，依据复分解反应和氧化还原反应原理，预测含铁元素的物质性质及物质之间的转化关系，设计实验初步验证，并能分析解释有关现象；并能利用含铁元素的物质性质和转化关系，设计制备、分离、检验等简单任务的方案。4.分析含铁元素的物质性质，分析生产、生活中的实际问题，如补铁

2、剂中铁元素的价态的检验、线路板废液的回收利用。一、铁元素在自然界中的存在1铁元素的含量：铁元素在地壳中的含量处于第四位，仅次于氧、硅和铝元素。2铁元素的存在形态(1)游离态：存在于陨铁中。(2)化合态主要化合价：2、3。存在形式：主要以矿石的形式存在。如黄铁矿(FeS2)、赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)等。二、亚铁盐和铁盐以FeSO4、FeCl3为例探究亚铁盐和铁盐的性质1预测与假设(1)从物质类别角度：亚铁盐和铁盐都能与碱溶液反应生成相应的铁的氢氧化物。(2)从化合价角度：Fe3具有较强氧化性；Fe2既有氧化性又有还原性。2实验方案(1)证明Fe2、Fe3与OH能反应，需向亚铁盐

3、、铁盐溶液中滴加碱性试剂，如NaOH溶液。(2)证明Fe3具有氧化性，需加入还原剂，如铁、铜、KI溶液。(3)证明Fe2具有氧化性，需加入还原剂，如锌，证明其具有还原性，需加入氧化剂，如氯水、酸性KMnO4等。3实验步骤、现象和结论(1)Fe2、Fe3与碱的反应实验内容实验现象结论先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色沉淀有关方程式有：Fe22OH=Fe(OH)24Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3生成红褐色沉淀离子方程式有：Fe33OH=Fe(OH)3(2)Fe3的氧化性实验探究实验内容实验现象结论加入KSCN溶液，溶液呈红色，加入足量铁粉后，溶液褪色Fe3具有氧化性，Fe

4、具有还原性，离子方程式：2Fe3Fe=3Fe2加入KSCN溶液，溶液呈红色，加入足量铜片后，溶液红色消失，变为蓝色Fe3具有氧化性，离子方程式：2Fe3Cu=2Fe2Cu2(3)Fe2的氧化性和还原性实验探究实验内容实验现象结论加入KSCN溶液，无明显现象，再滴加氯水溶液呈红色Fe2具有还原性，离子方程式：2Fe2Cl2=2Fe32Cl，Fe33SCN=Fe(SCN)3加入FeSO4溶液，酸性KMnO4溶液紫红色褪去，溶液略呈黄色Fe2具有还原性，被酸性KMnO4氧化为Fe3溶液由浅绿色变为无色Fe2具有氧化性，离子方程式：Fe2Zn=Zn2Fe三、铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物1铁单质(1)物

5、理性质色、态密度熔点导热性、延展性导电性特性银白色固体7.86_gcm31 538 良好比铜、铝差能被磁铁吸引(2)化学性质与酸反应生成氢气：与盐酸、硫酸反应的离子方程式为Fe2H=Fe2H2。与某些盐溶液发生置换反应：与硫酸铜溶液反应的离子方程式为FeCu2=Fe2Cu。与非金属反应a与氧气反应：3Fe2O2Fe3O4。b与氯气反应：2Fe3Cl22FeCl3。铁与水的反应：.铁与冷水不反应，但在空气中的氧气和水蒸气的作用下，易腐蚀。.铁与水蒸气的反应：方法方法一方法二实验装置实验现象用小试管收集一试管气体，点燃，听到轻微爆鸣声用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声实验结论铁与水蒸气反应的化学方程式为

6、3Fe4H2O(g)Fe3O44H22.铁的氧化物名称(化学式)氧化亚铁(FeO)四氧化三铁(Fe3O4)氧化铁(Fe2O3)俗名磁性氧化铁铁红色态黑色粉末黑色晶体红棕色粉末铁的价态22、33与盐酸反应FeO2H=Fe2H2OFe3O48H=Fe22Fe34H2OFe2O36H=2Fe33H2O与铝粉反应3FeO2Al3FeAl2O32AlFe2O32FeAl2O3微点拨：(1)FeO、Fe2O3均为碱性氧化物，Fe3O4为复杂的氧化物。(2)FeO、Fe2O3、Fe3O4、MnO2、WO3、V2O5等难熔金属氧化物与铝粉的反应也叫铝热反应，常用KClO3和镁条引发该反应。3铁的氢氧化物Fe(

7、OH)2Fe(OH)3颜色、状态白色固体红褐色固体与盐酸反应(写化学方程式)Fe(OH)22HCl= FeCl22H2OFe(OH)33HCl= FeCl33H2O受热分解(写化学方程式)2Fe(OH)33H2O制备可溶性亚铁盐与碱溶液反应Fe22OH=Fe(OH)2可溶性铁盐与碱溶液反应Fe33OH=Fe(OH)3转化在空气中，Fe(OH)2能够迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3四、铁及其化合物的转化关系1绘制铁及其化合物的“价类”二维图。答案2补铁剂中铁元素价态的检验实验步骤实验现象实验

8、结论(1)取少量补铁口服液于试管中，滴入KSCN溶液a.不变红无Fe3b.变红有Fe3(2)若出现现象a，向反应后的溶液中滴加氯水溶液变红有Fe2(3)若出现现象b，另取补铁剂滴加酸性KMnO4溶液紫红色褪去有Fe2紫红色不褪去无Fe21判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)铁元素在地壳中含量位于第三位。 ()(2)在工业中炼制铁单质，所以自然界中无游离态铁。 ()(3)Fe3转化为Fe2时，需加入氧化剂才能实现。 ()(4)钢和铁都是铁的合金，钢不易生锈，生铁易生锈，铁锈的主要成分是Fe3O4。 ()(5)Fe3遇到KSCN溶液会生成红色沉淀。 ()答案(1)(2)(3)(4)(5)

9、2下列关于Fe2和Fe3的叙述中，错误的是()AFe2的水溶液为浅绿色BFe3的水溶液为黄色CFe3具有氧化性，Fe2具有还原性DFe3溶液中滴入含SCN的溶液，立即出现红色沉淀DD项中产生的是红色溶液。3金属单质A可发生以下反应。试判断：(1)A、B、C、D、E分别是(写化学式，B写主要成分)A_、B_、C_、D_、E_。(2)写出反应和的离子方程式：_；_。解析推断题的解题思路：根据物质的物理性质(特别是色、态)和化学性质(相互转化关系、反应条件等)，找出具有特征条件的物质，再由相互转化关系逐步推断。如本题中结合B、C的颜色及与CuCl2溶液、稀盐酸反应的性质可推知A为Fe。答案(1)Fe

10、Fe2O3Fe3O4CuH2(2)FeCu2=Fe2CuFe2H=Fe2H2Fe、Fe2、Fe3间的相互转化实验室中常见的可溶性的亚铁盐有FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等，其溶液是浅绿色，亚铁盐中Fe2易被氧化，故其晶体应密闭保存。常见的可溶性的铁盐有FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等，其溶液一般呈黄色。铁盐固体易潮解，也应密闭保存。1FeCl2溶液中混有少量FeCl3时，如何除去杂质？提示：向溶液中加入足量的铁粉，使FeCl3和Fe充分反应生成FeCl2，然后过滤除去多余的Fe。2若用过量的锌和FeCl3溶液反应，产物是FeCl2吗？提示：产物不是FeCl2。因为锌

11、比铁活泼，所以过量的锌会和FeCl2反应生成Fe，锌的表面会变黑。3FeCl3溶液中混有FeCl2时，如何除去杂质？提示：向溶液中加入足量的氯水，使FeCl2转化为FeCl3。4FeCl2溶液中混有CuCl2时，如何除去杂质？提示：加入铁粉，使Cu2转化为Cu，过滤除去。5为什么保存硫酸亚铁溶液时常加入少量铁粉？提示：Fe2具有较强的还原性，易被氧化变质，向盛放亚铁盐溶液的试剂瓶中加入少量铁粉的目的是防止Fe2被氧化为Fe3。1Fe、Fe2、Fe3间的相互转化关系铁三角2常见的转化反应如下(1)FeFe2：加弱氧化剂，如I2、H、Cu2、Fe3等。Fe2H=Fe2H2，FeCu2=Fe2Cu，

12、Fe2Fe3=3Fe2。(2)FeFe3：加强氧化剂，如O2、Cl2、Br2等。2Fe3Cl22FeCl3。(3)Fe2Fe3：加强氧化剂，如 Cl2、O2、Br2、H2O2等。2Fe2Cl2=2Fe32Cl，4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。(4)Fe3Fe2：加还原剂，如Fe、Cu、I等。Fe2Fe3=3Fe2，Cu2Fe3=Cu22Fe2。(5)Fe2Fe：加强还原剂，如Zn、Al、C、CO等。ZnFe2=Zn2Fe，COFeOFeCO2。(6)Fe3Fe：加强还原剂，如Zn、Al、CO、H2等。Fe2O33CO2Fe3CO2,3H2Fe2O32Fe3H2O(g)。1下列有

13、关铁及其化合物的说法中正确的是()A可以采用加热的方法除去Fe2O3中的Fe(OH)3B铁只有与水蒸气反应才能得到Fe3O4C不能通过化合反应生成FeCl2和Fe(OH)3D氯化铁溶液有较强氧化性，故可用作净水剂A铁在纯氧中燃烧能产生Fe3O4；2FeCl3Fe=3FeCl2,4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3均是化合反应；FeCl3溶液能净水，不是因为Fe3的氧化性，是因为FeCl3在水中形成Fe(OH)3胶体。2已知A是一种常见金属，F是一种红褐色沉淀。试根据图中转化关系，回答下列问题。(1)写出A、C、F、G的化学式：A._，C._，F._，G._。(2)检验D中阳离子的方法

14、_。(3)保存C溶液时要加固体A的原因是_。(4)写出下列转化的离子方程式。AC：_；CD：_。解析(1)A是一种常见金属，F是一种红褐色沉淀，由转化关系可知，F为Fe(OH)3，A为Fe，Fe与氧气反应生成的B为Fe3O4，四氧化三铁与盐酸反应得到氯化亚铁与氯化铁，故Fe与盐酸反应得到的X为氢气、C为FeCl2，可推知E为Fe(OH)2、D为FeCl3，G为Fe2O3。(2)D为FeCl3，含有的阳离子为Fe3，检验Fe3的方法为取少量D溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液变红色，证明含有Fe3。(3)FeCl2易被空气中的氧气氧化，保存FeCl2溶液时加固体Fe，防止Fe2被氧化。(

15、4)AC反应的离子方程式为Fe2H=Fe2H2；CD反应的离子方程式为2Fe2Cl2=2Fe32Cl。答案(1)FeFeCl2Fe(OH)3Fe2O3(2)取少量D溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液变红色，证明有Fe3(3)防止Fe2被氧气氧化(4)Fe2H=Fe2H22Fe2Cl2=2Fe32Cl3将单质Fe、Cu与FeCl3、FeCl2、CuCl2溶液一起放进某容器内，根据下述不同情况，填写金属或金属离子。(1)充分反应后，如果Fe有剩余，则溶液中不可能有_。(2)充分反应后，如果溶液中还有大量Fe3，则还含有_，一定没有_剩余。(3)充分反应后，如果容器内有较多Cu2和相当量的C

16、u，则容器内不可能有_。解析根据Fe2Fe3=3Fe2，FeCu2=CuFe2，Cu2Fe3=Cu22Fe2，若Fe有剩余，则容器中只有Fe2，不可能有Fe3、Cu2。如果容器内还有大量Fe3，则还含有Cu2和Fe2，一定没有Fe和Cu剩余。如果容器内有较多Cu2和相当量的Cu，Fe能置换出铜，Fe3能氧化Cu，则容器内不可能有Fe3和Fe。答案(1)Fe3、Cu2(2)Cu2、Fe2Fe、Cu(3)Fe3、FeFe2、Fe3的检验方法1怎样用化学方法检验FeSO4试剂是否变质？提示：FeSO4变质就是Fe2被空气中的氧气氧化，可用KSCN溶液检验是否含有Fe3。2先向溶液中滴加少量氯水，再加

17、KSCN溶液，溶液变为红色，能否证明原溶液中含有Fe2？提示：不能证明原溶液中含有Fe2，因为若原溶液中含有Fe3，溶液也变红色，干扰Fe2的检验。3如何检验溶液中既含Fe2又含Fe3？提示：取一份待检液，滴入几滴KSCN溶液，溶液呈红色，说明含Fe3；另取一份待检液，滴入几滴酸性KMnO4溶液，紫红色褪去，说明含Fe2。Fe3、Fe2的检验1观察溶液颜色法2KSCN溶液和氯水法3NaOH溶液法4酸性KMnO4溶液法1下列离子的检验方法合理的是()A向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2B向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2C向某溶液中加入NaO

18、H溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3D向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2，不含有Mg2CA项，Fe2遇到KSCN溶液不变色，Fe2是否存在不确定；B项，Fe3干扰Fe2的检验，若原溶液中含有Fe3不含Fe2也会产生同样的现象；D项，Mg(OH)2为白色沉淀被红褐色沉淀掩盖，不确定。2证明某溶液含有Fe2而不含有Fe3的实验方法是()A先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色B先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色C先加入铁粉，再滴加NaOH溶液D只需滴加KSCN溶液BFe2具有较强还原性，Fe3遇KSCN溶液变红色，证明某溶

19、液只含有Fe2而不含有Fe3的实验方法是先滴加KSCN溶液，不显红色，确认溶液不含有Fe3，再滴加氯水后显红色，证明Fe2被氧化为Fe3，反应的离子方程式为2Fe2Cl2=2Fe32Cl。3为了验证Fe3的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是()A BC DC不反应，实验方案及现象均错误；检验的是Cl，与Fe3的性质无关。氢氧化亚铁不稳定，通常被氧化为氢氧化铁，氢氧化铁为棕色或红褐色粉末或深棕色絮状沉淀或胶体，用来制颜料、药物，用作净水剂(胶体时)，也可用来作砷的解毒药等。如右图是某同学用不含Fe3的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备F

20、e(OH)2白色沉淀的方案。1分析硫酸亚铁、氢氧化亚铁易被氧化的原因。提示：硫酸亚铁、氢氧化亚铁中铁为2价，可以升高到3价，具有还原性，易被氧化。2用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入固体，该固体是什么？提示：Fe2易被空气中的O2氧化，要加铁粉，将被氧化的Fe3还原成Fe2。3除去蒸馏水中溶解的O2常采用什么方法？提示：气体的溶解度随着温度升高而降低，所以煮沸后的蒸馏水中溶解的O2变少。4生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液的液面以下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是什么？提示：Fe(OH)2沉淀很容易被氧气氧化，长滴管插入

21、溶液液面以下，可防止Fe(OH)2与氧气接触而被氧化。通过情境素材中，对Fe(OH)2的制备方法及现象分析，探究较长时间观察白色沉淀的方法等，养成了“发现问题，探究解决问题”的能力，培养了学生良好的科学探究和创新意识。1所含铁元素既有氧化性又有还原性的物质是()AFeBFeCl3CFeSO4DFe2O3C含有2价铁元素的物质既有氧化性又有还原性。2将足量铁粉加入由盐酸、MgCl2溶液、FeCl3溶液、CuCl2溶液组成的混合液中，充分反应后，铁粉有剩余，则溶液中含有大量的阳离子是()ACu2和Fe2 BFe2和Mg2CFe3和Fe2 DH和Cu2B加入足量铁粉所发生的反应为Fe2Fe3=3Fe

22、2，FeCu2=CuFe2，2HFe=Fe2H2，铁粉有剩余，则溶液中无H、Fe3、Cu2。3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()试剂选项甲组 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CKOH溶液溴水D溴水酸性KMnO4溶液B甲组，在Fe3存在的条件下，检验Fe2，要排除Fe3干扰。所选试剂具备下列条件：一是能与Fe2发生有明显现象的反应；二是与Fe3不反应。酸性KMnO4溶液符合条件：5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O，现象为紫

23、色变浅(或褪色)。乙组为在Fe2存在的条件下，检验Fe3，用KSCN溶液检验Fe3，Fe2无干扰。4(素养题)“百炼成钢”是指反复将炽热的生铁在空气中锤打，转化为坚硬的钢，其实质是对生铁的不断除杂过程。下列叙述不正确的是()选项被提纯物质杂质除杂试剂或方法AFeCl3溶液FeCl2通入适量Cl2BFeCl2溶液FeCl3加入过量铁粉并过滤C铜粉铁粉加入过量稀硫酸并过滤DFe(OH)3溶液Fe(OH)2在空气中灼烧DFe(OH)3在灼烧时分解生成Fe2O3。5根据以下反应，写出各物质的化学式及的方程式(化学方程式或离子方程式)。 (1)A是_，B是_，C是_，D是_。(2)化学反应方程式：_；离子方程式：_；离子方程式：_。解析根据颜色来推断相关物质，红棕色粉末A为Fe2O3，B为Fe，蓝色溶液中含Cu2，故红色固体C为Cu。答案(1)Fe2O3FeCuFeCl2(2)Fe2O33CO2Fe3CO2FeCu2=Fe2CuFe2H=Fe2H2