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第1节铁的多样性第二课时铁及其化合物之间的转化[新教材内容有哪些][新课程标准是什么]1.通过铁元素的价态变化认识铁及其化合物性质。2.了解Fe、Fe2＋、Fe3＋相互转化的方法。[自学新教材]阅读教材，回答下列问题：1．铁及其常见化合物主要有：Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4、FeCl2、FeCl3、Fe(OH)2、Fe(OH)3等，请将它们标注在图中的适当位置，完成铁及其化合物的“价—类”二维图，用箭头标明它们之间的转化关系并说明依据。提示：2．如下是某品牌补铁口服液的部分使用说明：[主要原料]乳酸亚铁、维生素C[配料表]纯净水、维生素C、乳酸亚铁、食品添加剂[阿斯巴甜含苯丙氨酸、L苹果酸、苹果香精][功效成分及含量]每100mL含：乳酸亚铁以铁计20～30mg、维生素C200～300mg[保健功能]改善营养性贫血[保质期]24个月[贮藏方法]密封，置遮光阴凉处(1)按照如图所示操作进行实验。观察到的现象：加入KSCN溶液，________；加入氯水后，_________________。说明口服液中Fe元素的价态为________，用离子方程式解释原因：_________________________。(2)能否用NaOH溶液检验补铁剂中Fe元素的价态？为什么？(3)根据使用说明可知，口服液配料中含有一定量的维生素C，原因是什么？(4)口服液要求“密封，置遮光阴凉处”保存的原因是什么？提示：(1)溶液无明显变化溶液变成红色＋22Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－(2)不能。补铁剂自身的颜色及所含其他成分可能会影响沉淀颜色的观察。(3)人体只能吸收Fe2＋，维生素C具有还原性，可以将Fe3＋还原为Fe2＋，有利于人体对Fe元素的吸收。(4)Fe2＋具有较强的还原性，“密封，置遮光阴凉处”保存可以避免Fe2＋被氧化。[落实新知能]1．铁及其化合物之间的转化关系①3Fe＋2O2=====点燃Fe3O4②2Fe＋3Cl2=====点燃2FeCl3③Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑、Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu④Fe2O3＋3CO=====高温2Fe＋3CO2⑤Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O⑥FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O⑦2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－⑧Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋⑨Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓⑩Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋、2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋⑪Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓⑫4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3⑬Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O⑭Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O2．Fe3＋、Fe2＋的检验(1)加碱法(2)显色法(3)注意事项①Fe3＋呈棕黄色，Fe2＋呈浅绿色，但一般不用于离子的检验。②Fe3＋与SCN－作用后的“溶液”显红色，但并不是沉淀。③检验含Fe3＋的溶液中是否存在Fe2＋时，不能使用NaOH溶液。可加入酸性KMnO4溶液。若酸性KMnO4溶液褪色，则溶液中含有Fe2＋；若酸性KMnO4溶液不褪色，则溶液中不含Fe2＋。[演练新学考]1．可用KSCN溶液检验的离子为()A．Na＋B．Ag＋C．Fe2＋D．Fe3＋解析：可用KSCN溶液检验的离子是Fe3＋。答案：D2．下列物质能将Fe3＋转化为Fe2＋的有()①新制氯水②铁③铜④稀硫酸A．①②③B．③④C．②③D．①②③④解析：Fe、Cu具有还原性，可把Fe3＋还原为Fe2＋。答案：C3．将铁屑溶于过量的稀盐酸后，再加入下列物质，会有Fe3＋生成的是()A．硫酸B．氯水C．硫酸锌D．氯化铜解析：氯水可将Fe2＋转化成Fe3＋。答案：B4．某久置的FeCl2溶液呈黄色，某同学认为可能有部分Fe2＋被氧化成Fe3＋；验证溶液中是否存在Fe3＋的方法是________；若想验证此溶液中仍存在大量Fe2＋的方法是_________________________________________________________。解析：若存在Fe3＋，则加入KSCN溶液显红色；证明存在Fe2＋必须排除Fe3＋的干扰，可以利用Fe2＋的还原性。答案：取少量溶液于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液变红，则溶液中有Fe3＋取少量溶液于试管中，滴加KMnO4溶液，若溶液褪色，则溶液中有Fe2＋5．根据以下反应，写出各物质的化学式及①②③的方程式。(1)写出下列物质的化学式：A_________；B_________；C_________；D_________。(2)化学方程式：①______________________________。离子方程式：②_______________________________。离子方程式：③____________________________。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)①Fe2O3＋3CO=====高温2Fe＋3CO2②Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu③Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑新知探究(二)Fe、Fe2＋、Fe3＋之间的相互转化及应用[难度增一点][典例]某酸性工业废液里含有FeCl2、CuCl2和FeCl3。为回收铜并得到纯净的FeCl3溶液，如图是综合利用的主要流程：(1)物质A和F的名称：A_________；F_________。(2)第①②操作的名称是________，实验室里进行该操作时需用到的玻璃仪器有_________________________。(3)根据图示写出第①步有关的离子方程式和第③步的化学方程式。①______________________、____________________、______________________________________。③______________________________________。[解析](1)由题干要求及流程图可知，加入过量的A可置换出铜，所以应加入铁，滤渣C为过量的铁和置换出的铜的混合物，滤液B为FeCl2溶液。向滤渣C中加过量稀盐酸将铁溶解，过滤后得到E为铜。向FeCl2溶液中通入Cl2生成FeCl3溶液。(2)将滤渣和滤液分离的操作是过滤。[答案](1)铁氯气(2)过滤漏斗、烧杯、玻璃棒(3)①Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋③2FeCl2＋Cl2===2FeCl3[知能深一点]Fe、Fe2＋、Fe3＋之间的相互转化及应用(1)Fe、Fe2＋、Fe3＋之间的相互转化①溶液中Fe3＋与Cu等不活泼金属反应时，Fe3＋只能转化为Fe2＋。②溶液中Fe3＋与较活泼金属，如Zn、Al等反应时，金属单质足量时：Fe3＋――→ZnFe2＋――→ZnFe，金属单质不足时：Fe3＋――→ZnFe2＋。(2)Fe、Fe2＋、Fe3＋之间转化关系的应用①含铁物质的分离与提纯反应原理除杂方法杂质主要物质Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu加过量铁粉后过滤Cu2＋Fe2＋2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－或2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O加氯水或H2O2FeCl2FeCl3Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋加过量铁粉后过滤Fe3＋Fe2＋②亚铁盐的保存保存亚铁盐溶液应加入少量铁钉或铁粉，目的是防止Fe2＋被空气中的氧气氧化：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。③利用FeCl3溶液腐蚀铜箔制造印刷电路板：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。④铁及其化合物的制备例如，无水FeCl3可用铁屑和Cl2直接作用制得：2Fe＋3Cl2=====点燃2FeCl3。[选考难一点]1．下列物质与铁反应只生成＋3价铁的化合物的是()A．Cl2B．盐酸C．O2D．CuSO4解析：Fe→Fe3＋的转化需强氧化剂。O2与Fe反应生成的是Fe3O4，盐酸、CuSO4与Fe发生置换反应，生成的是＋2价铁的化合物。答案：A2．下列化合物中，不能由单质直接化合而得到的是()A．FeCl2B．FeCl3C．FeSD．Fe3O4解析：Fe为变价金属，与强氧化剂Cl2反应时，只生成FeCl3；和弱氧化剂S反应生成FeS；和氧气在点燃条件下生成Fe3O4。答案：A3．甲、乙、丙三种物质含有同种元素，它们之间存在如下转化关系：甲――→丁乙丁丙，下列推断错误的是()A．若甲为氯气，则丁可以是铁B．若甲为铁，则丁可以是氯气C．若甲为氢氧化钠，则丁可以是二氧化碳D．若甲为二氧化碳，则丁可以是氢氧化钠答案：B解析：A项，Cl2――→FeFeCl3FeFeCl2，能够实现转化；C项，NaOH――→CO2Na2CO3CO2NaHCO3，能够实现转化；D项，CO2――→NaOHNaHCO3NaOHNa2CO3，能够实现转化。4．用化学方法可以除去下列物质中混有的少量杂质，写出方法及有关反应的离子方程式。(1)铜粉中混有铁粉：_____________________________。(2)FeCl2溶液中混有FeCl3：_______________________。(3)FeCl2溶液中混有CuCl2：________________________。(4)FeCl3溶液中混有FeCl2：__________________。答案：(1)加入过量盐酸，Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑(2)加入过量Fe，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋(3)加入过量Fe，Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu(4)通入Cl2,2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－5．A、B、C三种物质都含有一种共同的元素，A是常见的金属，C的溶液呈现黄色，A、B、C之间有如图所示的转化关系，试回答下列问题：(1)B是____________(填化学式)。(2)①的反应类型是____________反应(填“化合”“分解”“置换”或“复分解”)。(3)写出反应②的化学方程式：_____________________。(4)检验C中阳离子常用的试剂是________。A．氯水B．高锰酸钾溶液C．硫氰化钾溶液D．氯化钠溶液解析：根据题意可知，A、B、C三种物质分别为Fe、FeCl2、FeCl3。(1)B是FeCl2。(2)反应①为Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，属于置换反应。(3)反应②的化学方程式为2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。(4)依据Fe3＋与SCN－反应使溶液显红色的性质，可用硫氰化钾溶液检验Fe3＋的存在。答案：(1)FeCl2(2)置换(3)2FeCl2＋Cl2===2FeCl3(4)C6．利用如图可以从不同角度研究含铁物质的性质及其转化关系。图中甲～己均含铁元素。回答下列问题：(1)K2FeO4常用作杀菌消毒剂，从铁元素化合价的角度分析其具有________性；下列关于乙的说法正确的是________(填标号)。a．属于酸性氧化物，能与碱反应b．属于碱性氧化物，能与酸反应c．属于两性氧化物，既能与酸反应，又能与碱反应(2)已知甲与稀硝酸反应的化学方程式为甲＋HNO3―→戊＋己＋NO↑＋H2O(方程式未配平)。若产物中戊和己的物质的量之比为3∶1，则甲与HNO3的物质的量之比为________。(3)戊与烧碱溶液反应生成丙，放置一段时间后丙转化为丁，丙转化为丁的化学方程式为_______________________，现象为________________________________。解析：根据图中描述可知，甲、乙、丙、丁、戊、己六种物质分别为Fe、FeO、Fe(OH)2、Fe(OH)3、Fe(NO3)2、Fe(NO3)3。(1)K2FeO4中铁元素化合价为＋6，处于最高价，应该具有氧化性；FeO属于碱性氧化物，能与酸反应。(2)根据题意可知Fe与稀硝酸反应的化学方程式为4