2019_2020学年高中化学第2章元素与物质世界第3节第3课时探究铁及其化合物的氧化性或还原性学案鲁科版必修1 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/3/28 17:21:47星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

探究铁及其化合物的氧化性或还原性

[核心素养发展目标] 1.能列举含铁元素的单质及其化合物,从氧化还原的角度认识铁及其重要化合物的主要性质。2.掌握Fe、Fe、Fe之间的转化及检验Fe的方法。3.知道不同价态铁元素之间的相互转化。

2+

3+

3+

一、铁及其化合物的氧化性和还原性 1.预测性质

铁元素有0、+2、+3三种价态,根据化合价可能的变化可推测: (1)Fe:只有还原性。

(2)Fe:既有氧化性又有还原性。 (3)Fe:只有氧化性。 2.实验探究

(1)可供选择的试剂:FeSO4溶液、FeCl3溶液、酸性KMnO4溶液、氯水、KI溶液、0.1mol·L

1

3+2+

KSCN溶液。淀粉溶液、稀硫酸、铁粉、锌片、铜片。

3+

(2)证明Fe只有氧化性,需加入的还原剂有铁粉、铜片、KI溶液。

(3)证明Fe具有氧化性,可加入的还原剂有锌片,证明Fe具有还原性,需加入的氧化剂有氯水、酸性KMnO4溶液。 3.实验操作与现象 (1)Fe的氧化性

实验操作 实验现象 加入KSCN溶液溶液呈红色,加入足量铁粉后,溶液变为浅 加入KSCN溶液,溶液呈红色,Fe具有较强的氧化性,离子加入足量铜片后,溶液变为蓝色 加KSCN溶液,溶液呈红色,加入KI溶液,溶液变黄色, Fe的氧化性强于I2的氧化性,离子方程式:2Fe+2I2+3+-3+3+3+3+

2+

2+

实验结论 Fe具有氧化性,Fe具有还原性,离子方程式:2Fe+Fe===3Fe 2+3+绿色 方程式:Cu+2Fe===2Fe+Cu 2+3+2+加入淀粉溶液后,溶液变蓝色 ===2Fe+I2 (2)Fe的氧化性和还原性

实验操作 实验现象 实验结论 2+

加入KSCN溶液无明显变化,再加入氯水后,溶液变红色 加入酸性KMnO4溶液,酸性KMnO4溶液紫色退去,溶液变黄色 Fe具有还原性,离子方程式:2Fe+2+2+Cl2===2Fe+2Cl 3+-Fe具有还原性,离子方程式:MnO4+2+2+3+2+-+8H+5Fe===Mn+5Fe+4H2O 溶液由浅绿色变为无色 有白色沉淀生成,在空气中迅速变成灰绿色,最后变成红褐

(1)Fe、Fe、Fe的性质

2+

3+

2+

Fe具有氧化性,发生反应:Fe+Zn===Fe+Zn 2+2+2+Fe(OH)2不稳定,易被O2(空气)氧化,化学方程式:4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 色 ①Fe只具有还原性。可被弱氧化剂(H、S、Cu、I2、Fe等)氧化成Fe,被强氧化剂(O2、Cl2、Br2等)氧化成Fe。

②Fe既有氧化性,又有还原性。可被强氧化剂[Cl2、Br2、O2、ClO、KMnO4(H)、HNO3、H2O2等]氧化为Fe;可被还原剂(Al、Zn、CO、C等)还原为Fe。

③Fe只具有氧化性,可被还原剂(Fe、Cu等)还原为Fe,被强还原剂(Al、Zn、CO等)还原为Fe。 (2)Fe、Fe、Fe之间的相互转化关系

2+

3+

3+

2+

3+

2+

3+

3+2+

(3)Fe和Fe的检验方法

①Fe的检验方法:取少许待测溶液,滴加KSCN溶液,溶液显红色。

②Fe的检验方法:取少许待测溶液,滴加KSCN溶液,无明显现象,再加氯水或H2O2,溶液呈红色。

③含Fe和Fe混合溶液中Fe检验法:取少许待测溶液,滴加酸性KMnO4溶液,溶液紫色退去。

④检验FeO、Fe2O3、Fe3O4固体中铁元素价态时,应先溶于稀硫酸,再进行检验。 ⑤用KSCN溶液能检验出微量的Fe,故检验Fe最好用KSCN溶液,一般不用NaOH溶液。 例1 能与Fe反应,且能够证明Fe具有氧化性的物质是( ) ①KSCN ②Fe ③FeCl2 ④Cu ⑤NaOH A.④⑤B.①②③C.①③D.②④ 答案 D

解析 Fe遇KSCN溶液呈红色,没有发生氧化还原反应;Fe与FeCl2溶液不反应;Fe与NaOH溶液反应生成Fe(OH)3,不是氧化还原反应;Fe和Cu能够与Fe反应:2Fe+Fe===3Fe

3+

3+

2

3+

3+

3+

3+

3+

3+

3+

3+

2+

2+

2+3+

2+3+

,2Fe+Cu===2Fe+Cu,Fe做氧化剂。

3+2+2+3+

规律总结

结合实验及氧化还原反应可知Cl2、H2O2、O2的氧化性>Fe的氧化性>I2的氧化性。 例2 要证明某溶液中不含Fe而可能含Fe,进行如下实验操作时,最佳顺序是( ) ①加入足量氯水 ②加入足量KMnO4溶液 ③加入少量KSCN溶液 A.①②B.③②C.③①D.①②③ 答案 C

解析 Fe遇SCN呈现红色,而Fe遇SCN不显红色。加入KSCN溶液不显红色证明无Fe,再加氯水,如有Fe,则可被氧化为Fe,遇SCN显红色。KMnO4溶液也能氧化Fe,但因其本身呈紫红色,使Fe与SCN作用显示的红色不易观察。 思维启迪

(1)检验Fe的最好方法是先加KSCN溶液(无明显现象),再加氯水或H2O2(溶液变红色),所加试剂顺序不能颠倒,若先滴入氯水或H2O2溶液,不能排除原溶液中Fe的干扰。 (2)检验Fe时不用酸性KMnO4溶液代替氯水的原因是KMnO4溶液显紫红色。

2+

3+

2+

3+

2+

3+

2+

3+

2+

3+

3+

2+

3+