高中化学2.3.3探究铁及其化合物的氧化性和还原性学案鲁科版必修1

1第3课时探究铁及其化合物的氧化性和还原性学习目标定位：1.通过对元素化合价的分析，认识物质的氧化性和还原性。2.通过对具体物质(FeCl2、FeCl3)的性质实验研究不同价态铁元素的相互转化关系，进一步理解氧化还原反应的相关知识。知识点一铁及其化合物的性质【探究活动】1．在自然界中铁绝大多数以化合态存在，铁的化合物非常多，请同学们阅读课本中的“资料在线”，填写下列空格。单质铁及其常见化合物2.分析以上物质，铁元素有三种价态，这些价态的铁元素之间如果发生相互转化，则会发生氧化还原反应，那么从化合价的角度分析一下，这几种价态的铁元素应该具有什么性质呢？3．以金属铁(Fe)、氯化亚铁(FeCl2)、氯化铁(FeCl3)为例探究铁及其化合物的氧化性和还原性。(1)提出假设根据元素化合价与物质氧化性、还原性的关系，提出合理假设：物质物质表现的性质—氧化性或还原性铁(Fe)氯化亚铁(FeCl2)氯化铁(FeCl3)(2)设计方案常见的氧化剂：氧气、氯气、硝酸、浓硫酸、高锰酸钾、氯化铁等；常见的还原剂：金属单质(钠、铁、铜、铝、锌)、氢气等。选择合适的试剂设计实验方案，验证上述假设。实验验证性质实验方案(选择试剂)1铁的还原性Fe＋稀硫酸、Fe＋稀硝酸、Fe＋氯水2氯化亚铁氧化性还原2性3氯化铁的氧化性(3)实验记录实验并分析结论，说明利用Fe3＋与SCN－反应使溶液显红色的性质，可用KSCN溶液检验Fe3＋的存在。①Fe3＋的性质探究实验步骤实验现象结论及有关离子方程式加入KSCN溶液，溶液呈____色，加入足量铁粉后，溶液____________Fe3＋具有______性，Fe具有______性，离子方程式：________________________加入KSCN，溶液呈____色，加入足量氯水后，____________Fe3＋无还原性②Fe2＋的性质探究实验步骤实验现象结论及有关离子方程式加入KSCN溶液颜色______，再滴加氯水后溶液呈____色Fe2＋具有______性，离子方程式：__________________________________________溶液由______色变为____色Fe2＋具有____性，离子方程式：______________________________有____色沉淀生成，在空气中迅速变成____色，最后变成________Fe(OH)2不稳定，易被____氧化，化学方程式：__________________________________________(4)结论①Fe具有还原性，能与H＋、Cu2＋、Fe3＋、Cl2等反应②Fe3＋具有氧化性，能与Fe、Cu、Zn、I－等反应③Fe2＋既有氧化性，又有还原性，能与锌、铝等还原剂反应，也能与氯水、硝酸等氧化剂反应(5)问题交流对实验中产生的疑问或提出的问题进行探讨和交流：①Fe具有还原性，如何检验铁与稀硫酸反应的生成物是Fe2＋而不是Fe3＋？②Fe3＋具有氧化性，能与金属铜(足量)反应，如何检验生成的是Fe2＋而不是Fe?4．请归纳铁的化学性质铁是比较活泼的金属，具有金属的通性。将铁参与的有关反应的化学方程式(或离子方程式)填入下列横线上(1)与非金属如Cl2、S、O2等反应：_______________________________________________________________________________________________________________。3(2)与水反应：高温下铁与水蒸气反应。________________________________________________________________________。(3)与稀盐酸、稀硫酸等反应：_____________________________________________________________。(4)与盐溶液反应如CuSO4溶液、FeCl3溶液等______________________________________________，________________________________________________________________________。知识点二Fe2＋、Fe3＋的检验及相互转化关系【探究活动】1．FeCl2溶液和FeCl3溶液分别是什么颜色？在2支试管中分别加入5mLFeCl2溶液和5mLFeCl3溶液，各滴入几滴KSCN溶液，观察现象。由此总结出怎样检验FeCl2溶液和FeCl3溶液。(1)FeCl2溶液呈________，FeCl3溶液显________。(2)Fe3＋的检验①物理方法：观察颜色，Fe3＋溶液为______色。②滴加NaOH溶液，生成______色沉淀，说明有Fe3＋存在。反应原理：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。③滴加KSCN溶液，溶液变为____色，说明有Fe3＋存在。反应原理：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。(3)Fe2＋的检验：①物理方法：观察颜色，Fe2＋溶液为______色。②加入NaOH溶液，先产生______沉淀，迅速变为______色，最后变为______色，Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓；4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。③滴加KSCN溶液无明显现象，再滴加几滴氯水后溶液变为____色：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(红色)。2．单质铁、氯化亚铁和氯化铁之间的相互转化关系。(1)写出单质铁与氯化亚铁、氯化铁之间反应的化学方程式。(2)电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷有铜箔的绝缘板，制造印刷线路板。你能说出其中的道理吗？(3)在FeSO4溶液里加铁钉或铁粉来防止溶液里的Fe2＋被氧化等。你能说出其中的道理吗？请分析所发生的化学反应。1．Fe、Fe2＋、Fe3＋间的相互转化关系(1)转化图示4(2)转化示例①Fe―→Fe2＋：铁与氧化性较弱的非金属单质(如S)、非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸)、不活泼金属的盐溶液(如CuSO4、AgNO3)反应，都能实现这种转化。另外还有2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。②Fe―→Fe3＋：铁与强氧化剂(如氯气、硝酸)在一定条件下会实现这种转化。③Fe2＋―→Fe3＋：亚铁盐与强氧化剂(如氯气)反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。④Fe3＋―→Fe2＋：铁盐溶液与较强还原剂(如Fe、Zn、Cu等金属或NaI、Na2S等还原性化合物)反应：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。⑤Fe2＋―→Fe：比较活泼的金属(如Zn、Al)能从亚铁盐溶液中置换出铁。⑥Fe3＋―→Fe：铁盐溶液与足量活泼金属(K、Ca、Na除外)反应：2FeCl3＋3Zn===2Fe＋3ZnCl2。2．Fe3＋、Fe2＋的检测方法方法Fe3＋Fe2＋溶液颜色(棕)黄色浅绿色加碱溶液现象红褐色沉淀白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀离子方程式Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3加KSCN溶液现象显红色(常用方法)无明显现象，再通氯气显红色离子方程式Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)32Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3第3课时探究铁及其化合物的氧化性和还原性知识点一探究活动1．FeFe2O3Fe3O4Fe(OH)2Fe(OH)3FeCl2FeCl3FeSO4Fe2(SO4)30＋3＋2、＋3＋2＋3＋2＋3＋2＋32．Fe＋3：只具有氧化性Fe＋2：既具有氧化性又具有还原性Fe0：只具有还原性53．(1)还原性既有氧化性又有还原性氧化性(2)氯化亚铁＋Zn氯化亚铁＋稀硝酸、氯化亚铁＋氯水氯化铁＋Cu、氯化铁＋Fe、氯化铁＋KI(3)①红红色褪去氧化还原2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋红红色不褪去②不变红还原2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－浅绿无氧化Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe白灰绿红褐色氧气4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(5)①取反应后的溶液少许，滴加KSCN溶液，溶液不变红色，再滴加氯水，溶液变红色，证明铁与稀硫酸反应生成的是Fe2＋而不是Fe3＋。②取反应后的溶液少许，滴加KSCN溶液，溶液不变红色，再滴加氯水，溶液变红色，证明反应生成了Fe2＋；再取反应后的固体，滴加稀硫酸，无气泡产生，证明产物中没有铁。4．(1)2Fe＋3Cl2=====点燃2FeCl3，Fe＋S=====△FeS,3Fe＋2O2=====点燃Fe3O4(2)3Fe＋4H2O(g)=====高温Fe3O4＋4H2(3)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑(4)Fe＋CuSO4===FeSO4＋CuFe＋2FeCl3===3FeCl2知识点二探究活动1．(1)浅绿色棕黄色(2)①棕黄②红褐③红(3)①浅绿②白色灰绿红褐③红2．(1)Fe＋2FeCl3===3FeCl2(2)利用FeCl3溶液腐蚀铜箔制造印刷线路板，发生反应的化学方程式为2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，离子方程式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，氧化剂是FeCl3，还原剂是Cu，此反应体现了FeCl3的氧化性。(3)在FeSO4溶液里加铁钉或铁粉以防止溶液里的Fe2＋被氧化，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。说明Fe2＋具有强的还原性，易被空气中的氧气氧化成Fe3＋；Fe具有还原性，Fe3＋具有氧化性，二者发生氧化还原反应生成Fe2＋。