Fe2+与Fe3+的相互转化实验
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铁三角Fe、Fe2+和Fe3+之间相互转化及检验从Fe、Fe2+和Fe3+的结构可知:Fe只有还原性,Fe3+通常只有氧化性,Fe2+既具有氧化性又具有还原性。
上述微粒通过跟一定的氧化剂或还原剂发生氧化还原反应,才能实现不同价态的铁相互转化,如下图(常称为铁三角):4Fe2+Fe3+Fe、Cu、I-、S2-、H2S(溶液为绿色)(溶液为棕黄色)1.学习铁及其化合物的性质要注意:(1)抓价态:从铁元素三种价态的相互转化(铁三角关系)去认识铁及其化合物间的氧化—还原反应规律.(2)想属类:如铁是一种比较活泼的过渡金属,氧化亚铁、氧化铁为碱性氧化物,氢氧化亚铁、氢氧化铁为不溶性弱碱,氯化铁为强酸弱碱盐,由此去分析理解它们各自所具有的性质.2.铁元素的原子在化学反应中,当遇弱氧化剂(如S、H+、Cu2+、I2等)时,铁只能失去最外层的两个电子,而生成+2价铁的化合物,当遇到强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3等)时,铁原子可以再失去次外层上的一个电子而生成+3价铁的化合物.3.具体反应有:(1)Fe2+→Fe3+①2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-(在亚铁盐溶液中通入氯气,溶液由浅绿色变为棕黄色)。
②4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O(亚铁盐溶液在空气中容易变质,如绿矾露置于空气中则是:12FeSO4+3O2=4Fe2(SO4)3+2Fe2O3)12Fe2+ + 3O2 + 6H2O =8Fe3+ +4Fe(OH)3 6FeCl2 + 3 Br2 = 4FeCl3 + 2 FeBr3 2 Fe2+ + Br2= 4 Fe3++ 2 Br -6FeBr2 + 3Cl2(少量)= 4 FeCl3+ 2 FeBr32Fe2+ + Br2= 2 Fe3++ 2 Br -2FeBr2 + 3 Cl2(足量)= 2 FeCl3 + 2 Br2 2 Fe2+ + 4 Br- + 3 Cl2 = 2Fe3+ + 6 Cl- + 2 Br2③3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++2H2O+NO↑2FeSO4 + 2 H2SO4(浓) =Fe2(SO4)3 + SO2 ↑+ 2 H2O④5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++4H2O+Mn2+ Cr2O72- + 6 Fe2++ 14 H+ =2Cr3+ + 6Fe3+ + 7 H2O如在FeCl 2溶液中滴加酸性KMnO 4溶液,溶液由浅绿色变棕黄色,在酸性KMnO 4溶液滴加FeCl 2溶液,溶液由紫红变棕黄。
《Fe2+、Fe3+ 的检验及相互转化实验》教案设计
一、实验教学目标
1、知识目标:掌握Fe2+ 、Fe3+的检验方法及其相互转化。
2、能力目标:培养学生的实验设计能力、实验操作能力、思维发散能
力。
3、德育目标:在探究的过程让学生体验分工与合作的乐趣,培养学生
严谨求实的科学态度。
二、实验内容设计。
教材安排的实验内容有 1、Fe2+、Fe3+ 的检验。
2、Fe2+、Fe3+的相互转化。
自行设计添加的实验有:设计实验证明,补血片剂中的铁元素是Fe2+。
三、实验设计方法有
1、自主交流法
2、合作探究法。
四、教学过程
1、课前
根据实验内容和实验目的着手准备相应的实验仪器和药品
实验仪器:玻璃棒、A4白纸、黑色记号笔、试管、试管夹、试管刷、酒精灯、废液缸
实验药品:茶水、FeCl3溶液、FeCl2溶液、 NaOH溶液、KSCN溶液、蒸馏水、补血剂琥珀酸亚铁片及其用它制成的溶液(新制、久置)、新制氯水(Cl2)、酸性KMnO4溶液、铁粉、H2O2溶液、KI溶液、稀HNO3铜粉、新鲜柠檬(富含维生素C,做抗氧化剂)。
2、课中
3、课后:安排学生查阅资料
五、教学反思和自我评价
1、通过创设教学情境、实验探究活动、几个联系实际的活动,激发学生兴趣和求知欲,课堂上充满了活力。
2.教学过程中强调改变过去单一的接受式学习的影响,把实验的主动权交给学生。
3、课堂设计中预设自主合作探究环节,但仍有少数学生没有真正参与到探究中。
如何在教学中激发学生自主合作探究的热情及自觉度,我将在今后的教学中继续研究,不断实践。
关于亚铁离子和三价铁离子1.Fe 2+和Fe 3+的相互转化Fe 2+有还原性,高锰酸钾、重铬酸钾、过氧化氢等氧化剂能把它氧化成Fe 3+:-4MnO +5Fe 2++8H +Mn 2++5Fe 3++4H 2OCr 2O+6Fe 2++14H +2Cr 3++6Fe 3++7H 2OH 2O 2+2Fe 2++2H +2Fe 3++2H 2O 在酸性溶液中,空气中的氧也能把Fe 2+氧化:4Fe 2++O 2+4H +4Fe 3++2H 2O在碱性溶液中,Fe 2+的还原性更强,它能把-3NO 和-2NO 还原成NH 3,能把Cu 2+还原成金属铜。
Fe 3+具有氧化性,它能把I -氧化成I 2:2Fe 3++2I -2Fe 2++I 2在无线电工业上,常利用FeCl 3溶液来刻蚀铜,制造印刷线路,它们反应的化学方程式是:2Fe 3++Cu 2Fe 2++Cu 2+因此,铜在氯化铁溶液中能作还原剂,而FeCl 3是氧化剂。
Fe 3+在酸性溶液中容易被H 2S 、SnCl 2等还原成Fe 2+:2Fe 3++H 2S =2Fe 2++S↓+2H +2Fe 3++Sn 2+=2Fe 2++Sn 4+Fe 3+还能被金属铁还原:2Fe 3++Fe =3Fe 2+在亚铁盐溶液中加入铁钉可防止Fe 2+被氧化为Fe 3+。
2.Fe2+和Fe3+的颜色Fe2+在水溶液中通常以水合离子[Fe(H2O)6]2+形式存在,呈淡绿色,并存在下列平衡:[Fe(H2O)6]2++H2O[Fe(H2O)5OH]++H3O+这个平衡的P K=,水解的程度很小,溶液近于中性。
Fe3+在酸性溶液中,通常以淡紫色的[Fe(H2O)6]3+形式存在。
三氯化铁以及其他+3价铁盐溶于水后都发生显著的水解,实质是+3价水合铁离子的水解。
只有在pH=0左右时,才有[Fe(H2O)6]3+存在(但由于有阴离子的存在,会生成其他的络离子,影响淡紫色的观察)。