2023-2024學年必修第一冊(人教版2019)第三章

鐵金屬材料第一節

鐵及其化合物第4課時

Fe、Fe2+、Fe3+之間的轉化目錄Fe與Fe2+、Fe3+的轉化02Fe2+、Fe3+的相互轉化01習學目標

1.能通過氧化還原反應的原理，理解鐵鹽和亞鐵鹽的性質

2.通過探究實驗，體會鐵鹽和亞鐵鹽的轉化，并能寫出相關的離子反應方程式Fe2+、Fe3+的相互轉化【思考】Fe2+是否可以轉化成Fe3+？從化合價角度：

Fe2+

既有氧化性，又有還原性

Fe3+

具有氧化性

Fe2+還原性氧化劑Fe3+Fe2++氧化劑=Fe3++產物氧化產物還原產物還原性氧化性氧化性：氧化劑＞氧化產物加入氧化劑的氧化性強于Fe3+就能反應理論分析驗證：Fe2+被氧化成Fe3+提供的藥品和儀器：FeSO4溶液，FeCl3溶液，氯水，KSCN溶液，Fe粉，試管，藥匙選擇的藥品和儀器：FeSO4溶液，氯水，KSCN溶液，試管。實驗步驟實驗現象結論取2mlFeSO4溶液于試管中，滴入2滴KSCN溶液加入幾滴氯水無明顯現象溶液變成紅色Fe2+轉化成Fe3+Fe2+Cl2KSCN紅色Fe2+KSCNCl2紅色×怎樣能排除試管中可能摻雜Fe3+的干擾呢?氧化劑的選擇Fe2+Fe3+氧化劑：H2O2、Cl2、KMnO4等2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O書寫離子方程式生活中的奧秘，你知道嗎？補血試劑與Vc搭配使用效果更好！維生素C的作用：做氧化劑，防止Fe2+被氧化如何證明一個未知溶液中含有Fe2＋，而不含有Fe3＋的方法是什么？待測液氯水或H2O2KSCN溶液氧化劑不變色變紅色，則含Fe2＋、不含Fe3＋氧化劑不能選用酸性KMnO4溶液，原因：酸性KMnO4溶液能夠氧化KSCN，溶液不變紅色，不能證明不含Fe2+。【例】Fe3O4中鐵有＋2價和＋3價，通過所學的知識，有同學設計了一個實驗來證明兩種價態的存在，其方法為取少量固體溶于稀硫酸溶液，將所得溶液分成兩份，其中一份加入KSCN溶液，發現溶液_______，說明含有Fe3＋；將另一份中加入少量的酸性KMnO4溶液中，發現酸性KMnO4溶液___________，說明含有Fe2＋，這個實驗中Fe2＋表現_____性。不能選用鹽酸，原因是酸性KMnO4溶液可以氧化鹽酸；也不選用稀HNO3，原因是稀HNO3可以將Fe2+氧化為Fe3+。變紅色紫紅色褪去還原總結：Fe2＋和Fe3＋的混合溶液中檢驗Fe2＋的方法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＋。注意：Cl－等還原性的離子對Fe2＋的檢驗可能會有干擾！Fe3+是否可以轉化成Fe2+？Fe2+Fe3++2+3氧化劑還原劑【思考】氧化性Fe3++還原劑=Fe2++產物還原產物氧化產物氧化性還原性還原性：還原劑＞還原產物加入還原劑的還原性強于Fe2+就能反應理論分析驗證：Fe3+被還原成Fe2+提供的藥品和儀器：FeSO4溶液，FeCl3溶液，氯水，KSCN溶液，Fe粉，試管，藥匙選擇的藥品和儀器：FeCl3溶液，Fe粉，KSCN溶液，試管，藥匙實驗步驟實驗現象結論取2mlFeCl3溶液于試管中，加入適量Fe粉向溶液中加入2滴KSCN溶液溶液由棕黃色變成淺綠色Fe3+轉化成Fe2+溶液無明顯現象還原劑的選擇Fe3+Fe2+還原劑：Fe、Cu等書寫離子方程式2Fe3++Fe=3Fe2+2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+趣味實驗用毛筆在銅片上刻字FeCl3溶液銅片Cu魔術大揭密:2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2+深度思考1.設計實驗檢驗溶液中含有Fe2＋、不含Fe3＋的步驟。2.實驗室中久置的硫酸亞鐵溶液會變黃的原因是__________________________________________。3.請設計實驗檢驗在空氣中放置的硫酸亞鐵溶液已部分變質。溶液中的亞鐵離子被空氣中的氧氣氧化為Fe3＋提示取裝有溶液的兩支試管，一支試管中滴加KSCN溶液，溶液變紅，證明溶液中有Fe3＋；另一支試管中滴加酸性高錳酸鉀溶液，溶液褪色，證明溶液中有Fe2＋。1.如何除去FeCl2溶液中的少量Fe3＋，寫出有關離子方程式。實驗室中應該怎樣保存亞鐵鹽溶液？深度思考提示加入足量鐵粉，充分反應后過濾，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。向亞鐵鹽溶液中加入少量鐵屑。3可用作印刷電路銅板腐蝕劑(HCl-FeCl3)，印刷銅制電路板的腐蝕液回收再利用一直是研究的熱點。思考解答下列問題：(1)腐蝕結束后，廢腐蝕液中含有的金屬陽離子有_________________。(2)檢驗廢腐蝕液中是否含有Fe3＋的方法是______________________________________________________________________________________。Fe3＋、Fe2＋和Cu2＋取少量待測液于試管中，加入KSCN溶液，若溶液變為紅色，則證明含有Fe3＋；反之，則不含Fe3＋(3)腐蝕結束后，通過以下兩步可分離出銅，并實現FeCl3溶液再生。①步驟Ⅰ所加試劑和操作分別為________________________；有關離子方程式：______________________________________________________________。②可實現步驟Ⅱ轉化的物質或方法是____________(填一種即可)；有關離子方程式：________________________________________________________。過量鐵粉和稀鹽酸，過濾2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋、2H＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑Cl2(或H2O2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－(或2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O)Fe與Fe2+、Fe3+的轉化只有還原性FeFe2+Zn、Al等（較弱氧化劑）Cu2+、H+、S、I2等（強氧化劑）Cl2、HNO3、H2SO4（濃）等Fe3+Al

、CO等既有氧化性又有還原性有氧化性強氧化劑：Cl2、H2O2、O2、HNO3、H2SO4（濃）、KMnO4（H+）還原劑：Fe、Zn、Cu、H2S、KI等(1)Fe只具有還原性

可以被氧化劑氧化為Fe2＋、Fe3＋①Fe→Fe2＋(與較弱氧化劑反應：如I2、S、Fe3+、H+、Cu2+、Ag+)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋Fe＋2H＋===H2＋Fe2＋Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋(1)Fe只具有還原性

可以被氧化劑氧化為Fe2＋、Fe3＋②Fe→Fe3＋(與較強氧化劑反應：如Cl2、Br2、濃H2SO4、稀硝酸(足量)等)2Fe+3Cl22FeCl3△Fe＋NO3-＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O③Fe→Fe3O4(與氧化劑反應：如O2、H2O(g))(2)Fe2＋既具有氧化性又具有還原性

①Fe2＋→Fe3＋(與強氧化劑反應：如O2、Cl2、Br2、H2O2、HNO3、KMnO4(H+)、濃H2SO4等)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O5Fe2＋＋MnO4-＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O3Fe2＋＋4H＋＋NO3－===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O②Fe2＋→Fe(與還原劑反應：如C、CO、Al、Zn等)Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe（3）Fe3＋具有較強氧化性，可被還原為Fe2＋或Fe

①Fe3＋→Fe2＋(與還原劑反應：如Fe、Cu、I-、S2-等)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋②Fe3＋→Fe(與還原劑反應：如C、CO、Al等)Fe2O3＋3CO

2Fe＋3CO2高溫Fe2+Fe3+遇強氧化劑如Cl2、O2、H2O2、HNO3、KMnO4等遇還原劑Fe、Cu、I-、S2-、維生素C等具有還原性具有氧化性Fe2+Fe3+Fe強氧化劑弱氧化劑強氧化劑弱還原劑強還原劑強還原劑Fe2＋、Fe3＋、Fe的相互轉變——“鐵三角”課堂小結1、

要除去FeCl2溶液中的少量FeCl3，可行的辦法是（）

A.滴入KSCN溶液B.通入氯氣

C.加入銅粉D.加入鐵粉D2、向某溶液中加入含Fe2＋的溶液后，無明顯變化，當再滴加幾滴新制的氯水后，溶液變成紅色，則下列結論錯誤的是(

)A．該溶液中一定含有SCN－

B．氧化性：Fe3＋>Cl2C．Fe2＋與SCN－不能形成紅色物質

D．Fe2＋被氯水氧化成Fe3＋B3．下列離子方程式中，正確的是(

)A．鐵與鹽酸反應：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑B．氯氣與氯化亞鐵溶液反應：

2FeCl2＋Cl2===2FeCl3C．硫酸銅溶液與鐵反應：Cu2+＋Fe===Cu＋Fe3＋

D．氯化鐵溶液與氫氧化鈉溶液反應：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓D4、為了檢驗硫酸亞鐵溶液是否變質，可以向溶液中加入(

)A．KSCN溶液B．NaOH溶液C．石蕊溶液