精修版魯科版化學(xué)必修1 第二章 元素與物質(zhì)世界 第3節(jié) 氧化劑和還原劑 第2課時

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1、 精品資料 第2課時　探究鐵及其化合物的氧化性和還原性 1．了解鐵及其化合物的主要化學(xué)性質(zhì)，理解其氧化性、還原性的特點。 2．了解Fe、Fe2＋、Fe3＋之間的相互轉(zhuǎn)化。 3．掌握Fe2＋、Fe3＋的檢驗方法。 4．了解鐵與人體健康的關(guān)系，認識化學(xué)知識與人類生活的密切聯(lián)系。 一、鐵和鐵的化合物的存在 1．鐵元素在自然界中的含量和存在形態(tài)：鐵元素在地殼中的質(zhì)量分數(shù)為4.65%，處于第四位，僅次于氧、硅和鋁。在自然界里鐵元素有兩種存在形態(tài)——游離態(tài)和化合態(tài)。游離態(tài)的鐵存在于隕鐵中，而更多的是以＋2價和＋3價的化

2、合態(tài)存在。 2．鐵的化合物在自然界中主要以礦石的形式存在，如黃鐵礦(主要成分是FeS2)、赤鐵礦(主要成分是Fe2O3)、磁鐵礦(主要成分是Fe3O4)。 二、Fe3＋的檢驗。 1．試劑：硫氰酸鉀。 2．操作及現(xiàn)象：向含F(xiàn)e3＋的溶液中加入KSCN溶液后，溶液變?yōu)榧t色。 3．離子方程式為：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。 三、鐵及化合物的氧化性或還原性 1．預(yù)測與假設(shè)。 (1)只具有還原性的微粒：Fe。 (2)既有氧化性又有還原性的微粒：Fe2＋。 (3)只具有氧化性的微粒：Fe3＋。 2．實驗方案。 (1)驗證預(yù)測(1)的正確性需加入氧化劑，如稀硫酸、硫酸

3、銅、FeCl3溶液等。 實驗步驟 實驗現(xiàn)象 鐵釘變細，有氣泡生成 有紅色固體析出 反應(yīng)原理 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu 　　(2)驗證預(yù)測(2)的正確性，F(xiàn)e2＋有氧化性，需加入還原劑，如鋅；Fe2＋有還原性，需加入氧化劑如氯水、稀硝酸等。 性質(zhì) 氧化性 還原性 實驗 步驟 性質(zhì) 氧化性 還原性 實驗現(xiàn)象 溶液顏色由淺綠色變?yōu)闊o色 加入氯水后溶液顏色變紅 反應(yīng)原理 Fe2＋＋Zn===Fe＋ Zn2＋ 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋ 2Cl－ (3)驗證預(yù)測(3)的正確性，需加入

4、還原劑，如鐵、銅等。 實驗： 實驗步驟 實驗現(xiàn)象 加入KSCN溶液溶液變?yōu)榧t色； 再加鐵粉溶液變?yōu)闇\綠色 加入KSCN，溶液變?yōu)榧t色；加入足量銅片后，溶液變?yōu)樗{色 反應(yīng)原理 2Fe3＋＋_Fe===3Fe2＋ Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋ 2Fe2＋ 1．實驗室在保存FeSO4溶液時，常在試劑瓶中加入少量的鐵屑，為什么？ 答案：Fe2＋具有較強的還原性，易被O2氧化，在試劑瓶中加入少量鐵屑，鐵有更強的還原性，能夠防止Fe2＋被氧化。 2．如何利用Fe3＋的性質(zhì)檢驗?zāi)橙芤褐惺欠窈蠪e2＋？ 答案：在被檢驗的溶液中滴加KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象， 再

5、通入Cl2, 若變成紅色溶液，證明有Fe2＋存在。 四、鐵元素與人體健康 鐵元素是生物體中含量最高的生命必需的微量元素。如果人體缺鐵，就會出現(xiàn)貧血癥狀；如果因為某原因使血紅蛋白分子中的Fe2＋被氧化成Fe3＋，這種血紅蛋白分子就會喪失載氧功能，使人出現(xiàn)缺氧癥狀，而危及生命。 1．將鐵片放入下列各溶液中，反應(yīng)后溶液質(zhì)量增加，但無氣體產(chǎn)生的是(C) A．CuCl2溶液　　　 　B．AgNO3溶液 C．Fe2(SO4)3溶液 D．稀硫酸 解析：A項Fe與CuCl2溶液反應(yīng)，每溶解56 g Fe，生成64 g Cu，溶液質(zhì)量減輕，錯誤。B項Fe與AgNO3溶液反應(yīng)，每

6、溶解56 g Fe，生成216 g Ag，溶液質(zhì)量減輕，錯誤。C項Fe與Fe2(SO4)3溶液反應(yīng)，F(xiàn)e溶解溶液質(zhì)量增加且無氣體放出，正確。D項Fe與稀H2SO4反應(yīng)，每溶解56 g Fe，生成2 g H2，溶液質(zhì)量增加，但有氣體放出，錯誤。 2．下列有關(guān)鐵及其化合物的說法中正確的是(C) A．赤鐵礦的主要成分是Fe3O4 B．鐵與水蒸氣在高溫下的反應(yīng)產(chǎn)物為Fe2O3和H2 C．除去FeCl2溶液中的FeCl3雜質(zhì)可以向溶液中加入鐵粉，然后過濾 D．Fe3＋與KSCN溶液產(chǎn)生紅色沉淀 解析：A項為Fe2O3，B項為Fe3O4，D項生成的不是沉淀。 3．下列四種鐵的化合物溶

7、于稀鹽酸，滴加KSCN溶液后，沒有顏色變化，再加入氯水即呈紅色的是(A) A．FeO B．Fe2O3 C．FeCl3 D．Fe2(SO4)3 解析：由題意可知，A中的Fe2＋遇SCN－沒有顏色改變，但滴加氯水后，生成Fe3＋，溶液變?yōu)榧t色。發(fā)生下列反應(yīng)：FeO＋2HCl===FeCl2＋H2O，2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，F(xiàn)e3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。 　　　　　　　　　　　　　　　　 1．純凈鐵的物理性質(zhì)有(B) ①光亮的銀白色?、诤谏、墼诔睗窨諝庵幸赘g　④有延展性?、菽軐?dǎo)電導(dǎo)熱?、抻捕唷、吣鼙淮盆F吸引，易被磁化　⑧密度比鋁小

8、A．①③④⑤⑦ B．①④⑤⑦ C．①③⑤⑦ D．全部 2．下列物質(zhì)能通過化合反應(yīng)直接制得的是(D) ①FeCl2?、贔eCl3?、跢e(OH)3?、蹾Cl A．只有①②③ B．只有②③ C．只有①③④ D．全部 解析：Fe＋2FeCl3===3FeCl2、2Fe＋3Cl22FeCl3、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3、H2＋Cl22HCl 。 3．下列物質(zhì)與鐵反應(yīng)只生成＋3價鐵的化合物的是(A) A．Cl2 B．鹽酸 C．O2 D．CuSO4 解析：Fe―→Fe3＋的轉(zhuǎn)化需強氧化劑。O2與Fe反應(yīng)生成的是Fe

9、3O4，鹽酸、CuSO4與Fe發(fā)生置換反應(yīng)，生成的是＋2價鐵的化合物。 4．將足量鐵粉放入由鹽酸、MgCl2溶液、FeCl3溶液、CuCl2溶液組成的混合液中，充分反應(yīng)后，鐵粉有剩余，則溶液中含有大量的陽離子是(B) A．Cu2＋和Fe2＋ B．Fe2＋和Mg2＋ C．Fe3＋和Fe2＋ D．H＋和Cu2＋ 解析：放入足量鐵粉所發(fā)生的反應(yīng)為Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，F(xiàn)e＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋，2H＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑，鐵粉有剩余，則溶液中無H＋、Fe3＋、Cu2＋。 5．(雙選)下列離子方程式書寫不正確的是(BD) A．鐵跟稀H2SO4反應(yīng)Fe

10、＋2H＋===2Fe2＋＋H2↑ B．向氯化亞鐵溶液中通入氯氣Fe2＋＋Cl2===Fe3＋＋2Cl－ C．向氯化鐵溶液中加入適量鐵粉2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ D．三氯化鐵溶液跟過量氨水反應(yīng)Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3 解析：B中電荷不守恒、D中NH3·H2O為弱電解質(zhì)，應(yīng)寫化學(xué)式。 6．(雙選)已知下述四個實驗均能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)： ① ② ③ ④ 將鐵釘放入硫酸銅溶液中 向硫酸亞鐵溶液中滴入幾滴氯水 將銅絲放入氯化鐵溶液中 向FeCl2溶液中滴入KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，再滴入氯水，變紅 下列判斷正確的是(AD) A．實驗①中鐵釘只作還原劑

11、 B．實驗②中Fe2＋既顯氧化性又顯還原性 C．實驗③中發(fā)生的是置換反應(yīng) D．上述實驗證明：氧化性：Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋，F(xiàn)e2＋遇KSCN溶液無紅色物質(zhì)生成 解析：①中發(fā)生反應(yīng)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，其中鐵作還原劑，A對；②中發(fā)生反應(yīng)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，其中Fe2＋作還原劑，表現(xiàn)還原性，B錯；③中反應(yīng)為Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋，不屬于置換反應(yīng)，C錯；氧化性：由①知Cu2＋>Fe2＋，由③知Fe3＋>Cu2＋，即Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋，由④可知Fe2＋遇KSCN溶液不生成紅色物質(zhì)，D對。 7．印刷電路板是由塑料和

12、銅箔復(fù)合而成的，刻制印刷電路時要用FeCl3溶液作為“腐蝕液”生成CuCl2和FeCl2，其反應(yīng)的化學(xué)方程式如下： Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2 (1)若有1 mol Cu參加反應(yīng)時，轉(zhuǎn)移電子為2mol。 (2)該反應(yīng)的氧化劑是FeCl3。 (3)寫出FeCl3的電離方程式是FeCl3===Fe3＋＋3Cl－。 (4)使用過的腐蝕液會失效，但還可以回收利用，其中有一步需要將Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋，下列試劑能實現(xiàn)上述變化的是A(填序號)。 A．氯氣 B．鐵 C．銅 D稀硫酸 8．(1)除去銅粉中混有的鐵粉，可選用的試劑為________。 A．Fe

13、Cl3溶液 B．H2SO4溶液 C．CuSO4溶液 D．NaOH溶液 涉及反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________。 (2)為了檢驗?zāi)澄粗芤菏欠袷荈eCl2溶液，一位同學(xué)設(shè)計了以下實驗方案加以證明。 方案：向一支裝有該未知溶液的試管中先通入氯氣，再滴加KSCN溶液，溶液呈現(xiàn)紅色，證明該未知溶液是FeCl2溶液?；卮鹨韵聠栴}： 你認為此方案是否合理________________________(填“合理”或“不合理”)，若不合理，要檢驗Fe2＋應(yīng)如何操作？_

14、_____________________________(若填“合理”，則此空不答)。 (3)現(xiàn)向一支裝有FeCl2溶液的試管中滴加氫氧化鈉溶液，可觀察到的現(xiàn)象是__________________________， 有關(guān)的化學(xué)方程式為____________________________， ________________________________________________________________________。 (4)實驗室在保存FeCl2溶液時為了防止FeCl2溶液變質(zhì)，經(jīng)常向其中加入鐵粉，其原因是____________________________

15、____________________________________________ ________________________________________________________________________(用離子方程式表示)。 解析：(1)由于FeCl3不僅與Fe反應(yīng)，而且與Cu反應(yīng)，故A項不符；H2SO4和CuSO4溶液均與Fe反應(yīng)而不與Cu反應(yīng)，故可除去銅粉中混有的鐵粉；NaOH與Cu、Fe均不反應(yīng)，無法除雜。 (2)Fe2＋的檢驗要注意排除Fe3＋的干擾，若先通Cl2再滴加KSCN溶液，溶液呈現(xiàn)紅色說明溶液中有Fe3＋，但無法說明Fe3＋來源于Fe2＋

16、還是原溶液。 (3)FeCl2與NaOH發(fā)生反應(yīng)生成的Fe(OH)2最終轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3。 (4)FeCl2中的Fe2＋易被氧化成Fe3＋，有鐵粉可防止Fe3＋生成。 答案：(1)BC 2H＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑、Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋ (2)不合理　先加KSCN溶液，無現(xiàn)象，再通入氯氣，溶液變紅色，則原溶液含有Fe2＋ (3)出現(xiàn)白色沉淀，馬上變成灰綠色，最終變成紅褐色 FeCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 (4)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 9．在含有Cu(NO3

17、)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.01 mol的混合溶液中，加入0.015 mol的鐵粉，經(jīng)充分攪拌后，產(chǎn)生的變化是(D) A．鐵溶解，沒有任何金屬生成 B．鐵溶解，析出銀，且溶液中不含有Fe3＋ C．析出0.01 mol Ag和0.01 mol Cu D．析出0.01 mol Ag和0.005 mol Cu 解析：在上述混合溶液中加入的鐵粉，依次發(fā)生如下反應(yīng)：2Ag＋＋ Fe===Fe2＋＋2Ag，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，F(xiàn)e＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。首先，0.01 mol Ag全部析出，消耗0.005 mol Fe; 然后，0.01 mol

18、 Fe3＋全部反應(yīng)生成Fe2＋，又消耗0.005 mol Fe；最后，剩余的0.005 mol Fe完全反應(yīng)，置換出0.005 mol Cu。 10．(1)鐵是人體必需的微量元素，目前市售補鐵營養(yǎng)品較多，某研究性學(xué)習(xí)小組對補鐵劑中鐵的含量進行了測定。 提供藥品：FeCl2溶液(淺綠色)、FeCl3溶液(黃色)、鐵粉、銅粉、KSCN溶液、氯水。 儀器自選。 ①將補鐵劑中的Fe2＋轉(zhuǎn)化成Fe3＋，結(jié)合你所選的試劑寫出相關(guān)的離子方程式：________________________________________________________________________。 ②若

19、將Fe3＋轉(zhuǎn)化成Fe2＋，結(jié)合你所選的試劑寫出相關(guān)的離子方程式：________________________________________________________________________。 (2)“服用維生素C，可使食物中的三價鐵離子還原成二價鐵離子”這句話指出維生素C在這一反應(yīng)中做________劑，具有________性。 (3)某同學(xué)根據(jù)鐵元素價態(tài)特點，提出這樣一個觀點：氯氣與鐵粉反應(yīng)，當Cl2足量時生成FeCl3，當鐵粉足量時產(chǎn)物是FeCl2，為驗證該觀點是否正確，該同學(xué)將一定質(zhì)量鐵粉與Cl2恰好完全反應(yīng)得到一固體物質(zhì)，然后通過實驗確定其成分。探究過程如下：

20、 ①提出假設(shè)： 假設(shè)1：該固體物質(zhì)是FeCl2。 假設(shè)2：該固體物質(zhì)是________________________________________________________________________。 ②設(shè)計實驗方案： 取少量固體物質(zhì)于燒杯中，加適量水溶解，得到溶液A，然后取兩份A溶液分別進行實驗，實驗現(xiàn)象與結(jié)論如下表： 實驗方法 實驗現(xiàn)象 結(jié)論 在A溶液中加KSCN溶液 _____________ 固體物質(zhì)中有FeCl3 酸性KMnO4溶液顏色無明顯變化 固體物質(zhì)中不含________ 在酸性KMnO4溶液中加少量A溶液 ③根

21、據(jù)上述實驗結(jié)論，寫出Cl2與鐵粉加熱時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________________________。 解析：(1)將Fe2＋轉(zhuǎn)化成Fe3＋，需用氧化劑Cl2，將Fe3＋轉(zhuǎn)化成Fe2＋加入鐵粉或銅粉均可以實現(xiàn)。 (2)維生素C將→，說明維生素C具有還原性，做還原劑。 (3)Cl2與鐵粉反應(yīng)產(chǎn)物是FeCl3還是FeCl2，可通過加入KSCN溶液呈紅色可證明有Fe3＋，加入酸性KMnO4溶液，若紅色不退去，證明不含F(xiàn)e2＋。 答案：(1)①2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ ②2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋或2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ (2)還原　還原 (3)①FeCl3?、谌芤撼始t色　FeCl2 ③2Fe＋3Cl22FeCl3