铁的重要化合物铁盐和亚铁盐(导学案)高一化学

第三章铁金属材料第一节铁及其化合物第三课时铁的重要化合物—铁盐和亚铁盐【学习目标】1.通过学习铁盐和亚铁盐，学会从物质类别和元素价态的视角认识具有变价元素物质间的转化关系，并建立认识模型，丰富研究物质的思路和方法。

2.通过实验探究铁盐和亚铁盐的化学性质，并能用化学方程式或离子方程式正确表示。

体会实验对认识和研究物质性质的重要作用，形成证据意识。

3.结合应用实例，将铁盐和亚铁盐的性质的知识运用于解决生产、生活中简单的化学问题，强化性质决定用途的观念。

【学习重点】铁盐与亚铁盐的转化，Fe2+、Fe3+的检验【学习难点】Fe、Fe2+、Fe3+转化关系模型的建构【课前预习】旧知回顾：1.Fe3O4与盐酸反应生成两种好过盐，离子方程式为：Fe3O4 +8H+=Fe2++2Fe3++ 4H2O ；与稀硝酸只能生成铁盐。

2.将氢氧化钠溶液滴加到硫酸亚铁溶液中，观察到的现象为先生成白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。

反应发化学方程式为：FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 。

新知预习：1.从化合价改变角度预测Fe2＋和Fe3＋的性质：Fe2＋具有还原性性和氧化性性，如硫酸亚铁与氯水反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－。

Fe3＋具有氧化性性，如硫酸铁与铁粉反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋，也具有一定的还原性。

如在碱性条件下用NaClO氧化硫酸铁制备Na2FeO4。

溶液中，滴加KSCN溶液，现象为溶液变红色，反应的离子方程式为Fe3+＋3SCN－3===Fe(SCN)3 。

【课中探究】情景导入：铁是人体必需的微量元素中含量最多的一种（约4~5克），缺铁性贫血已成为仅次于结核病的全球患病率最高、耗资最大的公共卫生问题。

那么铁元素在人体中又是以什么形式存在呢？本节课我们先来学习铁盐和亚铁盐的检验方法。

（见PPT图片）一、Fe2+、Fe3+的检验活动一、探究Fe3+、Fe2+的性质任务一、观察FeCl2溶液和FeCl3溶液样品，从物质类别的角度认识它们具有什么样的性质？【答案要点】①亚铁盐及溶液呈浅绿色，铁盐及溶液呈棕黄色。

（见PPT图片）；②不同的铁盐和亚铁盐及其溶液颜色深浅不同，是由于浓度（或含水量）不同，一般浓度越大，颜色越深。

任务二、阅读教材P6869页内容，结合所学知识，从元素价态的角度思考铁盐和亚铁盐检验哪些化学性质？填写下表内容。

任务二、应用探究：根据已有的知识和经验，结合上述信息，设计简单方法来证明补铁剂中的铁元素是二价铁还是三价铁呢？【答案要点】①氢氧化物沉淀法，通过观察生成沉淀的颜色来判断铁元素的价态。

向补铁剂中加入NaOH溶液，若生成白色沉淀，说明含Fe2+；若生成红褐色沉淀，说明含Fe3+。

②其它方法（后续再进一步讨论）。

【对应训练】1．将过氧化钠投入FeCl2溶液中，可观察到的实验现象是（）A．无气体产生B．没有沉淀生成C．有红褐色沉淀生成D．有白色沉淀生成【答案】C【解析】过氧化钠投入氯化亚铁溶液中，过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，氧气、过氧化钠都能将Fe2+氧化成Fe3+，Fe3+与氢氧化钠反应生成红褐色沉淀Fe(OH)3；过氧化钠投入氯化亚铁溶液中，过氧化钠与水反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，氧气、过氧化钠都能将Fe2+氧化成Fe3+，Fe3+与氢氧化钠反应Fe3++3OH=Fe(OH)3↓，有红褐色沉淀产生，观察到现象是有气体产生，有红褐色沉淀生成；选项C正确；答案为C。

2．下列说法正确的是（）A．FeCl2不能通过化合反应制得B．Fe(OH)3只能由可溶性铁盐和碱通过复分解反应制得C．溶液中加入NaOH溶液，生成红褐色沉淀，则溶液中一定含有Fe2+D．除去FeCl2溶液中少量的CuCl2杂质，可向溶液中加入过量铁粉，然后过滤【答案】D【解析】A．Fe与FeCl3反应产生FeCl2，A错误；B．Fe(OH)2、O2、H2O反应产生Fe(OH)3，反应方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，该反应属于化合反应，B错误；C．向溶液中加入NaOH溶液，生成红褐色沉淀，则溶液中一定含有Fe3+，可能存在Fe2+，C错误；D．Fe可与CuCl2发生置换反应生成FeCl2和Cu，因此加入过量铁粉，能达到除杂、净化的目的，D正确；故合理选项是D。

活动二、探究Fe3+、Fe2+的检验方法任务一、实验探究：完成教材P68页【实验32】，根据表格内容思考如何检验溶液中的Fe3+、Fe2+？并填写表格其它内容。

【答案要点】①观察法：溶液呈棕黄色，证明含有Fe3+；溶液呈浅绿色，证明含有Fe2+。

①化学法：注意：上述检验检验Fe3+、Fe2+的方法中，用KSCN溶液是最灵敏的检验方法，因此该方法是常用Fe3+的检验方法。

任务二、问题探究：如何检验混合溶液中同时含有Fe2+和Fe3+？上述检验检验的方法中，加入KSCN 溶液，无明显现象，一定能证明溶液中含有Fe2+吗？【答案要点】①需检验两次：分别取少量溶液于两支洁净的试管中，向其中一支试管中加入酸性高锰酸钾溶液，若酸性高锰酸钾紫红色褪去，则说明含有Fe2＋：5Fe2++MnO4+8H+= 5Fe3+ +Mn2++4H2O，如果无明显变化，则溶液中不含Fe2+；向另一支试管中加入KSCN溶液，若溶液变红，则说明含有Fe3＋：Fe3+ + 3SCN = Fe(SCN)3 (红色液体)。

①不能。

若要证明某溶液中是否一定含Fe2+的方法可以是：先加KSCN溶液无明显现象，再加氯水（或H2O2等氧化剂），溶液出现血红色，则证明溶液中含有Fe2+。

①Fe2＋对检验Fe3＋无干扰，可以滴加KSCN溶液检验Fe3＋；Fe3＋对检验Fe2＋有干扰，不能采用加KSCN 溶液检验Fe2＋，通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去说明含有Fe2＋。

任务三、归纳小结：Fe3+、Fe2+的检验方法及要注意问题是什么？【答案要点】①Fe3+、Fe2+的检验常用方法：①Fe3+、Fe2+的检验注意事项：在检验时Fe2＋，KSCN溶液和氯水的加入顺序不能颠倒；检验混合Fe2＋和Fe3＋混合溶液中Fe2＋时，通过滴加酸性酸性高锰酸钾溶液，根据紫红色是否褪去，判断混合溶液中是否含有Fe2＋；只有Fe3＋能与SCN－结合形成血红色物质(是溶液而不是沉淀)，Fe2＋遇到SCN－不会产生血红色物质。

【对应训练】1．要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+进行如下实验操作时，最佳顺序为（）①加入足量氯水①加入足量酸性KMnO4溶液①加入少量NH4SCN溶液A．①①B．①①C．①①D．①①①【答案】C【解析】用NH4SCN溶液可以检验溶液中是否含有Fe3+，故先向溶液中加入NH4SCN溶液，溶液不变红色，说明溶液中不含有Fe3+；然后加入足量氯水，溶液呈血红色，说明溶液中含Fe2+，Cl2将Fe2+氧化为Fe3+，KMnO4溶液本身有颜色，同时KMnO4会将NH4SCN氧化影响实验，因此氧化剂不选用KMnO4溶液，故最佳顺序为①①，答案选C。

2．证明某溶液只含有Fe2+而不含Fe3+最佳的实验方法是（）A．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色B．先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色C．滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后变灰绿，最后显红褐色D．加入几滴酸性高锰酸钾溶液，高锰酸钾溶液褪色【答案】B【解析】A．先滴加氯水，氯气将Fe2＋氧化成Fe3＋，即使原溶液不含Fe3＋，滴加KSCN溶液后也显红色，无法证明原溶液是否含有Fe3＋，故A错误。

B．KSCN与Fe3＋作用使溶液显红色，与Fe2+作用无此现象，先滴加KSCN溶液，不显红色，说明原溶液不含有Fe3＋，再滴加氯水后显红色，说明滴加氯水后溶液中有Fe3＋，证明原溶液含有Fe2＋，故B正确。

C．滴加NaOH溶液，利用先产生白色沉淀，后变灰绿，最后显红褐色，灰绿色是氢氧化亚铁和氢氧化铁混合物颜色，影响铁离子检验，故C错误；D．滴加高锰酸钾溶液，根据溶液是否显红色，能检验出溶液中是否含有Fe2＋，无法验证Fe3＋存在，故D错误；故答案选B。

二、Fe、Fe2+、Fe3+的转化（铁三角）活动一、探究Fe、Fe2+、Fe3+的氧化（还原）性任务一、实验探究：完成教材P68页【实验33】，思考基于元素价态的角度Fe2+和Fe3+具有哪些性质？填写表格内容。

【答案要点】①Fe2＋具有还原性性和氧化性性，如硫酸亚铁与氯水反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－。

①Fe3＋具有氧化性性，如硫酸铁与铁粉反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋，也具有一定的还原性。

如在碱性条件下用NaClO氧化硫酸铁制备Na2FeO4。

①实验探究Fe2+和Fe3+的性质：加少量铁粉振荡后，溶液变成浅绿色，向上层清液中滴加新制氯水，试剂：FeCl2溶液、FeCl3溶液、H2O2、氯水、维生素C、铁粉已知：Cl2和H2O2等物质能将Fe2+氧化成Fe3+；还原铁粉、维生素C等能将Fe3+还原成Fe2+。

【答案要点】①取FeCl2溶液两份，各加入几滴KSCN溶液，溶液不变红，再分别加入氯水和双氧水，溶液均变红，说明氯水和双氧水均能将Fe2 +氧化成Fe3+；①取FeCl3溶液两份，分别加入一粒维生素C片和少量铁粉，溶液红色均褪去，说明维生素C、铁粉均能将Fe3+还原成Fe2+【对应训练】1．人体血红蛋白中含有Fe2＋，如果误食亚硝酸盐会使人中毒，因为亚硝酸盐会使Fe2＋变Fe3＋，生成高铁血红蛋白而丧失与O2结合的能力。

服用维生素C可缓解亚硝酸盐中毒。

说明维生素C 具有（）A．氧化性B．还原性C．酸性D．碱性【答案】B【解析】亚硝酸盐会使Fe2＋变Fe3＋，生成高铁血红蛋白而丧失与O2结合的能力。

服用维生素C可缓解亚硝酸盐中毒，说明铁离子和维生素C反应生成亚铁离子，铁离子化合价降低，作氧化剂，具有氧化性，则维生素C化合价升高，作还原剂，具有还原性，故B项符合题意。

2．已知Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+。

向FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是（）A．溶液中一定不含Fe3+B．溶液中一定含Fe2+C．剩余固体中一定含Cu D．溶液中一定含Cu2+【答案】D【解析】A．通过以上分析知，溶液中一定不含Fe3+，A项正确；B．通过以上分析知，溶液中一定含有Fe2+；B项正确；C．通过以上分析知，剩余固体中一定含Cu，C项正确；D．通过以上分析知，溶液中可能含有Cu2+，D项错误；答案选D。