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第2课时铁盐和亚铁盐一、Fe2+和Fe3+的检验【巧判断】(1)用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2()提示:×。Cl-也能使酸性KMnO4溶液褪色。(2)检验绿矾晶体(FeSO4·7H2O)是否已氧化变质,可将绿矾晶体溶于稀硫酸后滴加KSCN溶液,再观察溶液是否变红()提示:√。如果绿矾变质,会生成Fe3+,滴加KSCN溶液会变红色。【情境·思考】化学老师在课堂上演示了一个“血手印”魔术。预先在手上喷上KSCN溶液,然后印在白纸上晾干。用FeCl3溶液喷洒白纸,白纸立刻出现红色血手印。这个现象与FeCl3的性质有什么关系?有什么用途?提示:该魔术利用了Fe3+与SCN-结合生成红色Fe(SCN)3,该现象可用于Fe3+的检验。二、Fe2+与Fe3+的转化1.实验及现象2.反应的离子方程式______________________________________,______________________。3.结论2Fe3++Fe====3Fe2+,Fe3++3SCN-====Fe(SCN)32Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-【情境·思考】工业印刷电路板的制作流程如图所示,其中“蚀刻”所用的就是溶液FeCl3。(1)FeCl3溶液蚀刻印刷铜板的原理是怎样的?提示:2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+。(2)由FeCl2生成Fe或FeCl3,你能写出其化学方程式吗?提示:FeCl2+Zn====ZnCl2+Fe,2FeCl2+Cl2====2FeCl3。(3)反应后的“蚀刻液”中含有哪些金属离子?如果要回收得到Cu和FeCl3,需要怎样设计回收方案?提示:反应后的“蚀刻液”中含有Fe3+、Fe2+、Cu2+等金属离子。为从溶液中提取Cu,应向溶液中加入过量铁粉:Fe+Cu2+====Fe2++Cu、Fe+2Fe3+=3Fe2+;然后用盐酸溶解过量的铁粉:Fe+2HCl====FeCl2+H2↑;过滤后,得到Cu,再向滤液中加入新制氯水即可得到FeCl3:2FeCl2+Cl2====2FeCl3。知识点一Fe2+、Fe3+、Fe的相互转化——“铁三角”【重点释疑】1.Fe只具有还原性,可以被氧化剂氧化为Fe2+、Fe3+如:Fe+SFeS,Fe+2Fe3+====3Fe2+,Fe+Cu2+====Cu+Fe2+;2Fe+3Cl22FeCl3,3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。点燃====高温====△====2.Fe2+既具有氧化性又具有还原性如:2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-,Zn+Fe2+====Zn2++Fe,FeO+COFe+CO2。△====3.Fe3+具有较强氧化性,可被还原为Fe2+或Fe如:2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+,Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3。高温====高温====【思考·讨论】(1)利用离子间的转化分析,怎样除去FeCl3溶液中含有的FeCl2杂质?提示:向混合溶液中加足量氯水或H2O2或通入足量Cl2。(2)根据Fe2+的性质分析,实验室中应该怎样保存亚铁盐溶液?提示:向亚铁盐溶液中加入铁粉,防止Fe2+被氧化。【案例示范】【典例】(2019·济南高一检测)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______________。(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或化学方程式。①A→C:____________________________;②C→D:____________________________。【思维建模】解答有关无机物转化关系图的思维流程如下:本题的突破口为:(1)F是一种红褐色沉淀——F为氢氧化铁;(2)B与盐酸反应生成两种盐,且通Cl2可以转化——含有变价金属,B为Fe3O4。【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;(4)①A→C反应的离子方程式为Fe+2H+====Fe2++H2↑,②C→D反应的离子方程式为2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-。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)①Fe+2H+====Fe2++H2↑②2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-【母题追问】(1)在整个转化关系图中有几个氧化还原反应?提示:有7个,分别是A→B,A→C,G→A,C→D,D→C,E→F,E→G。(2)在E转化为F过程中,会观察到怎样的现象?提示:白色沉淀变为灰绿色,最后变成红褐色。【迁移·应用】硫酸亚铁溶液含有杂质硫酸铜和硫酸铁,为除去杂质,提纯硫酸亚铁,应该加入下列物质中的()A.锌粉B.镁粉C.铁粉D.铝粉【解析】选C。铁粉可将硫酸铁转化为硫酸亚铁,将硫酸铜转化为硫酸亚铁和单质铜,然后过滤即可提纯硫酸亚铁,锌、镁、铝都有可能将亚铁离子置换成铁,但会引入新的杂质锌离子、镁离子、铝离子等。知识点二Fe3+、Fe2+的检验【重点释疑】1.用KSCN溶液和氯水2.用NaOH溶液3.含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe3+、Fe2+的检验【知识拓展】Fe2+的特征检验方法溶液产生蓝色沉淀,说明溶液中含有Fe2+,3Fe2++2[Fe(CN)6]3-====Fe3[Fe(CN)6]2↓。【思考·讨论】如何证明含有Fe3+的溶液中是否含有Fe2+?提示:由于溶液中含有Fe3+,利用NaOH溶液或KSCN溶液都无法证明溶液中是否含有Fe2+;可以利用Fe2+的还原性,向溶液中加入酸性KMnO4溶液,溶液紫红色褪去,证明溶液中含有Fe2+。【案例示范】【典例】某同学为了检验家中的一瓶补铁药(主要成分为FeSO4)是否变质,查阅了有关资料,得知Fe2+能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使高锰酸钾溶液褪色,并结合已学的知识设计了如下实验:将药片除去糖衣研细后,溶解过滤,取滤液分别加入两支试管中,在一支试管中滴入酸性高锰酸钾溶液,在另一支试管中滴入KSCN溶液。请你填出该同学实验中出现以下现象时应得出的结论:(1)①若滴入酸性高锰酸钾溶液后褪色,滴入KSCN溶液后不变红,可以得出什么结论?②在①所得溶液中再滴加氯水,会观察到什么现象?(2)若滴入酸性高锰酸钾溶液后不褪色,滴入KSCN溶液变红,可以得出什么结论?(3)①若滴入酸性高锰酸钾溶液后褪色,滴入KSCN溶液变红,可以得出什么结论?②在①的情况下,向其中一支试管中滴加适量的氢氧化钠溶液,根据现象能证明滤液中含有Fe2+吗?(4)能不能将KMnO4溶液和KSCN溶液滴入同一试管中进行验证,为什么?试进行解释说明。【解析】(1)①根据实验现象分析,高锰酸钾褪色说明有Fe2+;KSCN溶液不变红,说明没有Fe3+;从而确定药品没有被氧化;②加入氯水将Fe2+氧化为Fe3+,溶液变红;(2)根据实验现象分析,高锰酸钾不褪色说明没有Fe2+;KSCN溶液变红,说明有Fe3+;从而确定药品完全被氧化;(3)①根据实验现象分析,高锰酸钾褪色说明有Fe2+;KSCN溶液变红,说明有Fe3+;从而确定药品部分被氧化;②溶液中含有Fe3+,滴加氢氧化钠溶液立即生成红褐色沉淀,干扰生成“白色沉淀变为灰绿色,最后变成红褐色”现象的判断;(4)KMnO4溶液呈紫红色,Fe(SCN)3是红色,所以影响观察Fe(SCN)3的红色;KSCN具有较强的还原性,可以被KMnO4氧化,影响Fe2+的检验。答案:(1)①没有被氧化②溶液变红。加入氯水将Fe2+氧化为Fe3+。(2)完全被氧化(3)①部分被氧化②不能(4)不能,原因是KMnO4溶液呈紫红色,影响Fe3+的检验;KSCN具有还原性,影响Fe2+的检验【易错提醒】检验Fe2+和Fe3+时的注意事项(1)检验Fe2+时不能先加氯水后加KSCN溶液,也不能将加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水能氧化SCN-)。(2)Fe3+、Fe2+、Cl-同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2+(Cl-能还原酸性KMnO4,有干扰)。【迁移·应用】要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+,进行如下实验操作时,最佳顺序为()①加入足量氯水②加入足量酸性KMnO4溶液③加入少量NH4SCN溶液A.①③B.③②C.③①D.①②③【解析】选C。在该溶液中先加入少量NH4SCN溶液,溶液不变红色,证明无Fe3+存在,再加入足量氯水,将Fe2+氧化成Fe3+,溶液变为红色。KMnO4溶液呈紫红色,溶液颜色变化不明显,所以不能用酸性KMnO4溶液检验。【补偿训练】硫酸亚铁缓释片可以补铁、防治贫血,但存放不当很容易变质,药片中的Fe2+被氧化生成Fe3+。若将药片配成溶液,需使用刚刚煮沸过又冷却的蒸馏水,原因是____________________。实验室检验Fe3+,除了可以用碱外,常用的试剂是(填化学式)____________,若____________,则证明有Fe3+。【解析】硫酸亚铁缓释片溶于水时,药片中的Fe2+易被水中溶解的O2氧化为Fe3+,因此将药片配成溶液时,应预先将蒸馏水煮沸,以除去水中溶解的O2;检验Fe3+,还可以用KSCN溶液,Fe3+与SCN-发生反应使溶液变成红色。答案:防止水中溶解的氧气氧化Fe2+KSCN溶液变成红色【课堂回眸】【核心整合】1.铁元素的二维价态图2.实例分析(1)铁元素的二维价态图中转化①的化学方程式:___________________________,溶液中发生该转化过程的现象是_______________________________________________。4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最后变为红褐色沉淀(2)Fe(OH)3受热易分解,写出转化②的化学方程式:_____________________。△====2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O(3)将Fe2+转化为Fe3+需要加入_______,将Fe3+转化为Fe2+需要加入_______(填“氧化剂”或“还原剂”)。氧化剂还原剂【素养迁移】1.某兴趣小组进行某补血剂中铁元素含量的测定实验流程如下:下列说法不正确的是()A.步骤①研磨时需要在研钵中进行B.步骤②加入氨水的作用是将Fe2+完全沉淀C.步骤③多步操作为过滤、洗涤、灼烧至恒重、冷却、称重D.每片补血剂中铁元素的质量为0.07wg【解析】选B。步骤①是将补血剂磨成细粉,便于溶解,研磨时需要在研钵中进行,A正确;步骤②中加入过氧化氢是将Fe2+氧化为Fe3+,然后用过量氨水将Fe3+完全沉淀为红褐色氢氧化铁,B错误;步骤③是将氢氧化铁沉淀转化为氧化铁,通过测定氧化铁的质量,计算补血剂中铁元素的含量,所以操作为过滤、洗涤、灼烧至恒重、冷却、称重,C正确;wg氧化铁中铁元素的质量即为10片补血剂中铁的质量,所以每片补血剂含铁元素的质量为=0.07wg,D正确。112wg160102.常见的食品脱氧剂多为无机铁系脱氧剂,其主要成分为活性铁粉。这利用了铁的哪种性质?脱氧中的一步主要反应为4Fe(OH)2+O2+2H2O===