《鐵的多樣性》物質的性質與轉化PPT課件(第3課時鐵及其化合物之間的轉化關系)
第一部分內容：素養目標
1.從物質類別、元素價態的角度,依據復分解反應規律和氧化還原反應原理,預測含有鐵元素的物質性質及物質之間的轉化,設計實驗進行初步驗證,并能分析、解釋有關實驗現象。逐步提升科學探究與創新意識以及證據推理與模型認知的意識。
2.利用含有鐵元素的物質的性質和轉化關系,設計制備、分離、檢驗等簡單實驗的方案;能從物質類別和元素價態變化的視角說明物質的轉化路徑。逐步提升科學探究與創新意識。
3.分別根據含有鐵元素的物質的性質,分析生產、生活中的實際問題,如補鐵劑中鐵元素價態的檢驗、線路板廢液的回收利用等,逐步提升科學態度與社會責任。
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鐵的多樣性PPT，第二部分內容：知識鋪墊
1.鐵元素有多種價態,含有同種價態鐵元素的物質之間可以相互轉化,如Fe2++2OH- Fe(OH)2↓、Fe3++3OH- Fe(OH)3↓;含有不同價態鐵元素的物質在一定條件下也可以相互轉化。如2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-、Fe+2Fe3+ 3Fe2+。
2.鐵具有金屬的通性,FeO、Fe2O3具有堿性氧化物的通性,Fe(OH)2與Fe(OH)3屬于弱堿,具有堿的性質。如Fe2O3+6H+ 2Fe3++3H2O、Fe(OH)2+2H+ Fe2++2H2O、Fe(OH)3+3H+ Fe3++3H2O。
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鐵的多樣性PPT，第三部分內容：新知預習
1.繪制鐵及其化合物的“價—類”二維圖,并表示各物質之間的轉化關系,示例如下:
2.補鐵劑中鐵元素價態的檢驗
(1)Fe3+的檢驗方法很多,但在沒有特殊要求的條件下,最好選擇KSCN溶液,此法靈敏且現象明顯。
(2)檢驗Fe2+的最好方法是加KSCN溶液(無明顯現象),然后加氯水(溶液變紅色)。
【微思考1】如何檢驗某鐵的氧化物中含有Fe2+?
提示:取少量固體置于試管中,向其中加入稀鹽酸配制成溶液,加入酸性高錳酸鉀溶液,高錳酸鉀溶液褪色,證明氧化物中含有Fe2+。
【微思考2】堿性氧化物是否都能與水反應生成相應的堿?FeO與硝酸(具有強氧化性)反應是氧化還原反應嗎?
提示:堿性氧化物不一定都能溶于水與水反應,如FeO、Fe2O3都難溶于水,與水不反應,因此不能與水反應生成相應的堿。FeO具有還原性,與硝酸反應生成硝酸鐵和氮的氧化物,屬于氧化還原反應。
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鐵的多樣性PPT，第四部分內容：自主測試
1.下列物質中,不能由兩種單質直接化合得到的是 ( )
A.FeCl2 B.CuCl2 C.HCl D.Na2O2
答案:A
解析:Fe和Cl2反應生成FeCl3,所以FeCl2不能由兩種單質直接化合得到,A項符合題意;Cu與Cl2反應生成CuCl2,CuCl2能由兩種單質直接化合得到,B項不符合題意;H2、Cl2點燃生成HCl,HCl能由兩種單質直接化合得到,C項不符合題意;Na與O2在加熱時生成Na2O2,Na2O2能由兩種單質直接化合得到,D項不符合題意。
2.有關物質的轉化關系如下圖所示。A、C、E是常見的金屬單質,E為紫紅色,反應①可用于焊接鐵軌,B是赤鐵礦的主要成分,F的溶液中加入KSCN溶液變紅。(部分反應物和生成物省略)
請回答下列問題:
(1)D的化學式是__________。
(2)可選用__________(填“字母”)實現反應C→F的轉化。
a.稀鹽酸
b.氯氣/點燃
c.CuSO4溶液
(3)反應①的化學方程式為____________________。
(4)反應②的離子方程式為____________________。
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鐵的多樣性PPT，第五部分內容：探究
補鐵劑中鐵元素價態的檢驗
問題探究
1.補鐵劑所含鐵鹽中鐵元素的價態有幾種可能?
提示:Fe2+、Fe3+、Fe2+和Fe3+。
2.如何驗證某補鐵劑溶液中含Fe2+而不含Fe3+?
提示:驗證某補鐵劑中含Fe2+而不含Fe3+,可以根據檢驗亞鐵離子的方法完成:取少量溶液置于試管中,先加幾滴硫氰酸鉀溶液,溶液不變為紅色,證明補鐵劑中不含Fe3+。另取補鐵劑加過量氧化劑(補鐵劑中存在較多的抗氧化物質如維生素C等),再加過量硫氰酸鉀溶液,溶液變紅色,證明補鐵劑中含有Fe2+。
知識歸納
(1)若溶液中只存在Fe2+,加入氫氧化鈉溶液,溶液中出現白色沉淀并迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色。若同時存在Fe3+,加入氫氧化鈉溶液生成紅褐色沉淀,會掩蓋Fe2+的檢驗。故溶液中有Fe2+和Fe3+同時存在時不能用氫氧化鈉溶液檢驗Fe2+。
(2)檢驗某未知溶液中是否含Fe2+時,不能先滴加氯水,后滴加KSCN溶液。因為若未知溶液中含有Fe3+,滴加KSCN溶液時,溶液變成紅色,會干擾Fe2+的檢驗。
典例剖析
例1一個體重50 kg的健康人體內含鐵元素2 g,這2 g鐵元素以Fe2+和Fe3+的形式存在,Fe2+易被吸收,所以給貧血者補充鐵時,應補充含Fe2+的亞鐵鹽,治療缺鐵性貧血的常見方法是服用補鐵藥物。“速力菲”(主要成分:琥珀酸亞鐵,呈暗黃色)是市場上一種常見的補鐵藥物。該藥品不溶于水但能溶于人體中的胃酸。某同學為了檢測“速力菲”藥片中Fe2+的存在,設計并進行了如下實驗:
(1)試劑1是__________________。
(2)加入試劑2和新制氯水后溶液中發生反應的離子方程式為__________________。
(3)加入試劑2時溶液為淡紅色說明“速力菲”中的Fe2+已部分氧化,一般在服用“速力菲”時,同時服用Vc,說明Vc具有__________性。不僅溶液中Fe2+易被氧化成Fe3+,堿性環境中Fe(OH)2更易被O2氧化,請寫出反應的化學方程式__________________。
對點訓練1在探究某補鐵劑中鐵元素價態的實驗中,老師取一片該補鐵劑用鹽酸溶解,經脫色過濾后,得到250 mL近乎無色的溶液,繼續加入1滴液溴(已知Br2和Cl2的性質相似),振蕩,溶液變為黃色。
(1)甲同學認為這不是發生化學反應所致,因Br2水本就呈棕黃色,使溶液變黃色的物質是Br2。乙同學認為這是發生化學反應所致,使溶液變黃色的物質是________(填粒子的化學式),發生反應的離子方程式為__________________。
(2)現提供以下試劑:A.酸性高錳酸鉀溶液 B.氫氧化鈉溶液 C.四氯化碳 D.硫氰酸鉀溶液。
請你用兩種方法支持乙同學,寫出選用的試劑編號及實驗中應觀察到的現象:
(3)補鐵劑中鐵元素含量的測定通常使用到雙氧水,請寫出將雙氧水滴入該補鐵劑用酸溶解并經脫色后的溶液中發生反應的離子方程式 。
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鐵的多樣性PPT，第六部分內容：隨堂檢測
1.現榨的蘋果汁在空氣中會由淡綠色變為棕黃色,其原因可能是( )
A.蘋果汁中的Fe2+變成Fe3+
B.蘋果汁中含有Cu2+
C.蘋果汁含有OH-
D.蘋果汁含有Fe3+
答案:A
解析:蘋果中含有Fe2+,把蘋果榨成蘋果汁之后,果汁中的Fe2+被空氣中的氧氣氧化成Fe3+。
2.下列敘述不正確的是( )
答案:D
解析:A項發生反應:2FeCl2+Cl2 === 2FeCl3,正確;B項發生反應:Fe+2FeCl3 === 3FeCl2,正確;C項銀與鹽酸不反應,而Fe與鹽酸反應,正確;D項混合物在空氣中灼燒時,Fe(OH)2最終轉變為Fe2O3,錯誤。
3.下列說法正確的是( )
A.Fe在一定條件下與水反應生成H2和Fe(OH)3
B.Fe3O4溶于鹽酸后加入幾滴KSCN溶液,溶液不會顯紅色
C.工業上在高溫下用CO還原含Fe2O3的鐵礦石煉鐵
D.Fe3+具有氧化性,據此可用KSCN溶液鑒別Fe3+
答案:C
解析:高溫下鐵能與水蒸氣反應生成Fe3O4和H2,故A項錯誤;Fe3O4溶于鹽酸生成Fe3+和Fe2+,Fe3+與KSCN反應得到紅色溶液,故B項錯誤;一般煉鐵的過程就是用CO還原Fe2O3生成Fe,故C項正確;用KSCN溶液鑒別Fe3+主要是利用了Fe3+與KSCN溶液反應顯示紅色,而非Fe3+的氧化性,故D項錯誤。
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