2019-2020新教材高中化学 3.1.3 铁及其化合物之间的转化关系课件 鲁科版必修第一册

第3课时铁及其化合物之间的转化关系一、铁及其化合物之间的转化1.转化关系在下图中适当位置标注常见的铁及其化合物,并用箭头标明物质之间的转化关系。①_________________;②__________________;③__________________;④_______________________;⑤_____________________;⑥_______________________;3Fe+2O2Fe3O4Fe+Cu2+====Cu+Fe2+FeO+2H+====Fe2++H2OFe(OH)2+2H+====Fe2++2H2OFe2++2OH-====Fe(OH)2↓Fe(OH)3+3H+====Fe3++3H2O点燃====写出有关反应的化学方程式或离子方程式:⑦_____________________;⑧_________________;⑨______________________;⑩______________________;⑪__________________;⑫___________________________。Fe3++3OH-====Fe(OH)3↓Fe+2Fe3+====3Fe2+2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-Fe2O3+6H+====2Fe3++3H2OZn+Fe2+====Fe+Zn2+4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3【想一想】上述铁及其化合物的转化关系有哪些反应类型?对应的反应又有哪些?请完成下表。转化反应类型对应的反应复分解反应③④⑤⑥⑦⑩氧化还原反应①②⑧⑨⑪⑫2.应用(1)铁及其化合物的制备;(2)亚铁盐溶液的保存:加入少量铁粉。二、补铁剂中铁元素价态的检验实验步骤实验现象实验结论①取少量补铁口服液于试管中,滴入KSCN溶液a.不变红______b.变红______②若出现现象a,向反应后的溶液中滴加氯水_______________③若出现现象b,另取补铁剂滴加酸性KMnO4溶液紫红色褪去______紫红色不褪去______无Fe3+有Fe3+溶液变红有Fe2+有Fe2+无Fe2+【微思考】若补铁剂中同时含有Fe2+和Fe3+,应如何检验二者的存在呢?提示:将其溶解后分成两份,向其中一份中加入KSCN溶液,变红,证明有Fe3+;向另一份中加入酸性KMnO4溶液,酸性KMnO4溶液褪色,证明含Fe2+。三、铁元素与人体健康铁元素的生理功能人体中含量_____的生命必需的微量元素,其中以血红蛋白的功能最为显著。血红蛋白分子中含有___价铁离子,具有载氧功能。缺铁的危害如果人体缺铁,就会出现_____。最高+2贫血科学合理食用富铁食品及补铁人体中铁元素主要来源于食物,动物血液、肝脏、骨髓以及菠菜、红枣等食物含铁丰富,可以多食用。维生素C具有_______,可以将+3价铁离子转化成人体可以吸收的+2价铁离子,所以适量服用维生素C有利于铁元素的吸收。还原性【情境·思考】某品牌硫酸亚铁片的使用说明书部分内容如下:【成分】本品每片含主要成分硫酸亚铁0.3克(相当于铁60毫克)。【性状】本品为红色糖衣片,除去糖衣后显淡蓝绿色。【适应症】用于各种原因(如慢性失血、营养不良、妊娠、儿童发育期等)引起的缺铁性贫血。某兴趣小组将硫酸亚铁片进行处理得到下图的红外套、白衬衫、绿身体。(1)根据上述描述,哪些部分含有铁元素?提示:根据铁的化合物的颜色,可推测“红外套”可能为氧化铁;“绿身体”为硫酸亚铁。(2)根据(1)中的推测,设计实验验证。提示:“红外套”的检验:取少量“红外套”溶于稀硫酸,加入KSCN溶液,溶液变红,则“红外套”为氧化铁;“绿身体”的检验:取少量“绿身体”溶于水,加入KSCN溶液,无明显变化,加入氯水溶液变红,则“绿身体”为硫酸亚铁。知识点一铁及其化合物间的转化【重点释疑】1.铁及其化合物间的转化2.铁及其化合物间的转化(1)铁及其化合物的制备。①冶炼铁:Fe2O3+2AlAl2O3+2FeFe2O3+3CO2Fe+3CO2高温====高温====②亚铁盐、铁盐的制备:Fe2O3+6HCl====2FeCl3+3H2O2FeCl2+Cl2====2FeCl3Fe+2HCl====FeCl2+H2↑2Fe+3Cl22FeCl3点燃====(2)亚铁盐溶液的保存:加入少量铁粉防止亚铁盐被氧化。2FeCl3+Fe====3FeCl2。(3)亚铁盐、铁盐的检验。①FeCl3+3NaOH====Fe(OH)3↓+3NaCl(红褐色沉淀)②FeCl2+2NaOH====Fe(OH)2↓+2NaCl4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3(生成白色沉淀,迅速变灰绿色,最后变成红褐色)【思考·讨论】(1)以磁性氧化铁为原料如何制备FeCl3溶液?提示:将磁性氧化铁溶于盐酸,再通入足量氯气(或加入足量氯水)可得到FeCl3溶液。(2)以磁性氧化铁为原料如何制备FeCl2溶液?提示:将磁性氧化铁溶于盐酸,再加入足量铁粉过滤,可得到FeCl2溶液。【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】1.下列物质与盐酸反应后,向所得溶液中滴加KSCN溶液,溶液呈红色的是()A.FeB.FeOC.Fe3O4D.Fe(OH)2【解析】选C。据题意知,所得溶液中含有Fe3+,原物质只能为Fe3O4,反应的离子方程式为Fe3O4+8H+====2Fe3++Fe2++4H2O,Fe、FeO、Fe(OH)2与HCl反应只能得到含Fe2+的溶液。2.下列物质之间有如下反应关系:已知E转化成C的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色。回答:(1)写出下列物质的化学式:A________,B________,D________,甲________,乙________,丙________。(2)写出E→C反应的化学方程式:______________。【解析】(1)E转化成C的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色,则E为Fe(OH)2,C为Fe(OH)3,A为红棕色粉末,则A为Fe2O3,B为FeCl3,D为FeCl2,乙为NaOH,由D→B的转化可知,甲为氯气或氯水等,由红色溶液可知,丙为KSCN。(2)E→C反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3。答案:(1)Fe2O3FeCl3FeCl2Cl2(合理即可)NaOHKSCN(2)4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3【补偿训练】已知A为常见的金属单质,各物质之间有下图所示的关系:(1)确定A、B、C、D、E、F的化学式:A为________,B为________,C为________,D为________,E为________,F为________。(2)写出⑧的化学方程式,④⑤的离子方程式。⑧____________________________,④____________________________,⑤____________________________。【解析】本题的突破点是“红褐色固体F”,通过红褐色固体F是Fe(OH)3,就可快速得出A为Fe,黑色晶体B为Fe3O4,继而推出C为FeCl2,D为FeCl3,E为Fe(OH)2。反应①:Fe+2HCl====FeCl2+H2↑反应②:2Fe+3Cl22FeCl3反应③:Fe3O4+8HCl====FeCl2+2FeCl3+4H2O点燃====反应④:2FeCl2+Cl2====2FeCl3反应⑤:Fe+2FeCl3====3FeCl2反应⑥:FeCl2+2NaOH====Fe(OH)2↓+2NaCl反应⑦:FeCl3+3NaOH====Fe(OH)3↓+3NaCl反应⑧:4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3答案:(1)FeFe3O4FeCl2FeCl3Fe(OH)2Fe(OH)3(2)4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)32Fe2++Cl2====2Cl-+2Fe3+Fe+2Fe3+====3Fe2+【素养提升】湿法炼铜技术开始于秦汉之际,当时的炼丹术士在炼丹中发现铁能够从硫酸铜溶液中置换出铜。西汉《淮南万毕术》中记载,“曾青得铁,则化为铜”。《梦溪笔谈》也说:“信州铅山县有苦泉,流以为涧,挹其水熬之,则成胆矾,烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜,久之亦化为铜。”这些记载表明当时人们已有意识地利用化学的置换反应来获得铜。(1)“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”发生了什么化学反应?有什么明显现象?(2)湿法炼铜后的溶液暴露在空气中,会发生什么变化?如何验证该反应的发生?(3)如何从长期暴露在空气中的湿法炼铜后的溶液中得到纯净的硫酸亚铁溶液?【解析】(1)“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”即铁与硫酸铜反应生成铜与硫酸亚铁,溶液由蓝色变为浅绿色,铁上有亮红色固体生成。(2)湿法炼铜后的溶液含有硫酸亚铁,暴露在空气中,会被氧气氧化为硫酸铁,可以通过验证溶液中是否含有Fe3+来证明该反应的发生。(3)溶液中加入足量的铁粉,Fe3+、Cu2+都转化为Fe2+,过滤可得到纯净的硫酸亚铁溶液。答案:(1)Fe+CuSO4====Cu+FeSO4溶液由蓝色变为浅绿色,铁上有亮红色固体生成(2)硫酸亚铁被氧气氧化为硫酸铁,溶液由浅绿色变为棕黄色;取少量暴露在空气中的溶液,加入KSCN溶液,若溶液变红,则溶液中含有Fe3+,说明硫酸亚铁被氧气氧化为硫酸铁(3)加入足量的铁粉,过滤知识点二补铁剂中铁元素价态的实验探究【重点释疑】【探究一】补铁剂中铁元素价态的分析根据常见铁的化合物可知,补铁剂中铁元素价态及存在形态有以下3种可能:1.+2价(Fe2+);2.+3价(Fe3+);3.+2价和+3价(Fe2+和Fe3+)。【探究二】检验试剂和方案的实验