《鐵的多樣性》物質(zhì)的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化PPT課件(第1課時(shí)亞鐵鹽和鐵鹽)
第一部分內(nèi)容：素養(yǎng)目標(biāo)
1.根據(jù)生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用實(shí)例或通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究,能從宏觀和微觀相結(jié)合的視角認(rèn)識(shí)鐵及其重要化合物的主要性質(zhì)。
2.能獨(dú)立或與同學(xué)合作完成實(shí)驗(yàn),記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù),完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告,并能主動(dòng)進(jìn)行交流,逐步提升科學(xué)探究與創(chuàng)新能力。
3.應(yīng)用氧化還原反應(yīng)原理和實(shí)驗(yàn)研究鐵的重要化合物間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,掌握Fe3+、Fe2+的檢驗(yàn),培養(yǎng)證據(jù)推理與模型認(rèn)知的意識(shí)。
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鐵的多樣性PPT，第二部分內(nèi)容：知識(shí)鋪墊
1.鐵元素的常見(jiàn)化合價(jià)有0價(jià)、+2價(jià)和+3價(jià),分別舉一例寫出對(duì)應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)式Fe、FeCl2、FeCl3。
2.一般來(lái)說(shuō),元素處于高價(jià)態(tài)時(shí)具有氧化性,元素處于最低價(jià)態(tài)時(shí)只具有還原性,元素處于中間價(jià)態(tài)時(shí)既有氧化性又有還原性,請(qǐng)判斷下列反應(yīng)中鐵元素表現(xiàn)的是氧化性還是還原性。
(1)Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 氧化性。
(2)Fe+2H+ Fe2++H2↑ 還原性。
(3)2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl- 還原性。
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鐵的多樣性PPT，第三部分內(nèi)容：新知預(yù)習(xí)
一、鐵元素的存在
1.含量
鐵元素在地殼中的含量?jī)H次于氧、硅和鋁。
2.存在形態(tài)
(1)游離態(tài):存在于隕鐵中。
(2)化合態(tài):主要以+2、+3價(jià)鐵的化合物存在。如黃鐵礦(FeS2)、赤鐵礦(Fe2O3)、磁鐵礦(Fe3O4)、菱鐵礦(FeCO3)等。
二、Fe2+、Fe3+的性質(zhì)
1.實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)與假設(shè)
2.實(shí)驗(yàn)操作與現(xiàn)象
【微思考1】實(shí)驗(yàn)室中盛FeSO4溶液的試劑瓶中,通常加些鐵屑或鐵釘,這是為什么?
提示:Fe2+具有較強(qiáng)還原性,易被氧化而變質(zhì)。因此向盛有亞鐵鹽溶液的試劑瓶中加單質(zhì)鐵的目的是防止Fe2+被氧化。
【微思考2】如何除去FeCl3溶液中混有的雜質(zhì)FeCl2?
提示:通入Cl2或滴加氯水或加入“綠色”氧化劑H2O2溶液:
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鐵的多樣性PPT，第四部分內(nèi)容：自主測(cè)試
1.判斷正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)。
(1)鐵元素在地殼中含量位于第三位。 ( )
(2)自然界中無(wú)游離態(tài)鐵。 ( )
(3)工業(yè)煉鐵,需加入還原劑。 ( )
(4)鋼和生鐵都是鐵的合金,鋼不易生銹,生鐵易生銹,鐵銹的主要成分是Fe3O4。 ( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)×
解析:鐵元素在地殼中含量位于第四位。游離態(tài)的鐵存在于隕石中。工業(yè)煉鐵的一般過(guò)程是Fe2O3==Fe。鐵銹的主要成分是Fe2O3。
2.(1)向FeCl2溶液中通入Cl2,現(xiàn)象是:溶液由______變?yōu)開(kāi)_____。
(2)足量的Cl2與Fe反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____ ,
Fe與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____。
答案:(1)淺綠色 棕黃色
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鐵的多樣性PPT，第五部分內(nèi)容：探究
Fe2+、Fe3+的性質(zhì)
問(wèn)題探究
在FeCl3和CuCl2的混合溶液中,加入過(guò)量的鐵粉,充分反應(yīng)后,溶液中的金屬離子有哪些?
知識(shí)歸納
(1)Fe2+既具有還原性又具有氧化性,可以被氧化為Fe3+,也可以被還原為Fe。
①當(dāng)Fe2+遇到強(qiáng)氧化劑時(shí),被氧化為Fe3+,如2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-。
②當(dāng)Fe2+遇到C、Al、Zn、CO等還原劑時(shí),可以被還原為Fe,如Fe2++Zn Zn2++Fe,FeO+CO Fe+CO2。
(2)Fe3+具有較強(qiáng)的氧化性,可被還原為Fe2+或Fe。
①Fe3+被C、CO、Al等還原為Fe,如Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2,Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3。
②Fe3+被Fe、Cu等還原為Fe2+,如2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+。
典例剖析
例1已知下述三個(gè)實(shí)驗(yàn)均能發(fā)生化學(xué)反應(yīng):
①將光亮的鐵釘放入硫酸銅溶液中�、谙蛄蛩醽嗚F溶液中滴入幾滴雙氧水�、蹖€~絲放入氯化鐵溶液中。下列判斷正確的是( )
A.實(shí)驗(yàn)①中鐵釘做氧化劑
B.實(shí)驗(yàn)②中Fe2+具有還原性
C.實(shí)驗(yàn)③中發(fā)生的是置換反應(yīng)
D.上述實(shí)驗(yàn)證明氧化性Fe3+>Fe2+>Cu2+
答案:B
解析:鐵和硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵,鐵是還原劑,A項(xiàng)錯(cuò)誤;向硫酸亞鐵溶液中滴入幾滴雙氧水,亞鐵離子被氧化生成鐵離子,體現(xiàn)亞鐵離子的還原性,B項(xiàng)正確;將銅絲放入氯化鐵溶液中生成氯化亞鐵和氯化銅,不是置換反應(yīng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;氧化劑的氧化性強(qiáng)于氧化產(chǎn)物的氧化性,則氧化性是Fe3+>Cu2+>Fe2+,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
方法規(guī)律鐵、銅及其化合物在溶液中的共存規(guī)律
(1)Fe能與Fe3+、Cu2+發(fā)生反應(yīng),因而當(dāng)溶液中有Fe粉剩余時(shí),溶液中不可能大量存在Fe3+、Cu2+。由于氧化性Fe3+>Cu2+,所以向Fe3+、Cu2+的混合溶液中加入鐵粉,鐵先與Fe3+反應(yīng);由于還原性Fe>Cu,所以向Fe3+的溶液中加入Fe、Cu混合物,Fe先反應(yīng)。
(2)Cu能與Fe3+發(fā)生反應(yīng),因此當(dāng)有Cu析出時(shí),溶液中不可能大量存在Fe3+。
(3)Fe2+與Fe3+、Cu2+、Fe、Cu均能大量共存。
對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1-1下列物質(zhì)反應(yīng)后一定有+3價(jià)鐵生成的是( )
①過(guò)量的Fe與Cl2反應(yīng)�、贔e與過(guò)量稀硫酸反應(yīng)后,再向其中加H2O2溶液�、跢e(NO3)2溶液中加少量鹽酸�、蹻e和Fe2O3的混合物溶于鹽酸中。
A.只有① B.只有①② C.只有①②③ D.全部
答案:C
解析:①中的Cl2氧化性強(qiáng),它能將鐵氧化為+3價(jià),由于不是在溶液中反應(yīng),因此過(guò)量的鐵不會(huì)將氯化鐵還原。②中Fe與稀硫酸反應(yīng)只能生成Fe2+,向其中加H2O2溶液后,由于H2O2是一種常見(jiàn)的氧化劑,能將Fe2+氧化成Fe3+。③從表面上看不會(huì)發(fā)生反應(yīng),但實(shí)際上發(fā)生了Fe2+被硝酸氧化的反應(yīng)。④中首先發(fā)生Fe與鹽酸反應(yīng)生成FeCl2、Fe2O3與鹽酸反應(yīng)生成FeCl3的反應(yīng),但題中未給出反應(yīng)物間相對(duì)量的關(guān)系,若鐵是足量的,則能將生成的FeCl3全部還原為FeCl2。
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鐵的多樣性PPT，第六部分內(nèi)容：隨堂檢測(cè)
1.將鐵粉放入鹽酸、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,則此時(shí)溶液中含有的大量陽(yáng)離子是( )
A.Cu2+和Fe2+ B.Fe2+和Mg2+
C.Fe3+和Fe2+ D.H+和Cu2+
答案:B
解析:混合溶液中加入鐵粉發(fā)生如下反應(yīng):2H++Fe Fe2++H2↑,鐵和MgCl2溶液不能反應(yīng),2Fe3++Fe 3Fe2+,Cu2++Fe Fe2++Cu,由于鐵粉有剩余,故此時(shí)溶液中陽(yáng)離子主要有Mg2+和Fe2+。
2.下列反應(yīng)最終能生成含F(xiàn)e3+的化合物的是( )
①過(guò)量Fe與稀硝酸�、阼F絲在硫蒸氣中燃燒�、巯騀eBr2溶液中通入Cl2�、荑F與CuCl2溶液反應(yīng)
⑤Fe(OH)2露置于空氣中
A.①②③ B.①③⑤
C.③④ D.③⑤
答案:D
解析:①Fe與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸鐵,Fe3+與過(guò)量的Fe反應(yīng)生成Fe2+,故不選;②鐵絲在硫蒸氣中燃燒生成FeS,故不選;③向FeBr2溶液中通入Cl2,由于Fe2+還原性強(qiáng)于Br-,氯氣首先把Fe2+氧化為Fe3+,故選;④鐵與CuCl2溶液反應(yīng)生成氯化亞鐵和銅,故不選;⑤Fe(OH)2露置于空氣中,與氧氣、水反應(yīng)生成Fe(OH)3,故選。
3.為了驗(yàn)證Fe3+的性質(zhì),某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了如圖所示的一組實(shí)驗(yàn),其中實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的是( )
A.④ B.③ C.③④ D.①②③④⑤
答案:C
解析:③不反應(yīng),實(shí)驗(yàn)方案及現(xiàn)象均錯(cuò)誤;④檢驗(yàn)的是Cl-,與Fe3+的性質(zhì)無(wú)關(guān)。
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