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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+S ==△ ==FeS,Fe+2Fe3+====3Fe2+,Fe+Cu2+====Cu+Fe2+; 2Fe+3Cl2 =点==燃= 2FeCl3,3Fe+4H2O(g) =高=温== Fe3O4+4H2。
【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+;
【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。
2.Fe2+既具有氧化性又具有还原性
如:2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-,Zn+Fe2+====Zn2++Fe, FeO+CO ==△ ==Fe+CO2。
3.Fe3+具有较强氧化性,可被还原为Fe2+或Fe
如:2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+,
Fe2O3+3CO =高=温== 2Fe+3CO2,
Fe2O3+2Al
高温
====
2Fe+Al2O3。
【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。
(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)Fe FeCl2 Fe(OH)3 Fe2O3 (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-
二、Fe2+与Fe3+的转化e_3_++_F_e_=_=_=_=_3_F_e_2_+_,_F_e_3+_+_3_S_C_N_-_=_=_=_=_F_e_(_S_C_N_)_3 , _2_F_e_2_++_C_l_2_=_=_=_=_2_F_e_3_++_2_C_l_-_。
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。
(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 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。
【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。
【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:____________________________。
3.结论
【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。
