《铁的多样性》物质的性质与转化PPT课件(第1课时亚铁盐和铁盐)
第一部分内容：素养目标
1.根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究,能从宏观和微观相结合的视角认识铁及其重要化合物的主要性质。
2.能独立或与同学合作完成实验,记录实验现象和数据,完成实验报告,并能主动进行交流,逐步提升科学探究与创新能力。
3.应用氧化还原反应原理和实验研究铁的重要化合物间的转化关系,掌握Fe3+、Fe2+的检验,培养证据推理与模型认知的意识。
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铁的多样性PPT，第二部分内容：知识铺垫
1.铁元素的常见化合价有0价、+2价和+3价,分别举一例写出对应物质的化学式Fe、FeCl2、FeCl3。
2.一般来说,元素处于高价态时具有氧化性,元素处于最低价态时只具有还原性,元素处于中间价态时既有氧化性又有还原性,请判断下列反应中铁元素表现的是氧化性还是还原性。
(1)Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 氧化性。
(2)Fe+2H+ Fe2++H2↑ 还原性。
(3)2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl- 还原性。
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铁的多样性PPT，第三部分内容：新知预习
一、铁元素的存在
1.含量
铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝。
2.存在形态
(1)游离态:存在于陨铁中。
(2)化合态:主要以+2、+3价铁的化合物存在。如黄铁矿(FeS2)、赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)、菱铁矿(FeCO3)等。
二、Fe2+、Fe3+的性质
1.实验预测与假设
2.实验操作与现象
【微思考1】实验室中盛FeSO4溶液的试剂瓶中,通常加些铁屑或铁钉,这是为什么?
提示:Fe2+具有较强还原性,易被氧化而变质。因此向盛有亚铁盐溶液的试剂瓶中加单质铁的目的是防止Fe2+被氧化。
【微思考2】如何除去FeCl3溶液中混有的杂质FeCl2?
提示:通入Cl2或滴加氯水或加入“绿色”氧化剂H2O2溶液:
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铁的多样性PPT，第四部分内容：自主测试
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)铁元素在地壳中含量位于第三位。 ( )
(2)自然界中无游离态铁。 ( )
(3)工业炼铁,需加入还原剂。 ( )
(4)钢和生铁都是铁的合金,钢不易生锈,生铁易生锈,铁锈的主要成分是Fe3O4。 ( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)×
解析:铁元素在地壳中含量位于第四位。游离态的铁存在于陨石中。工业炼铁的一般过程是Fe2O3==Fe。铁锈的主要成分是Fe2O3。
2.(1)向FeCl2溶液中通入Cl2,现象是:溶液由______变为______。
(2)足量的Cl2与Fe反应的化学方程式为______ ,
Fe与稀硫酸反应的离子方程式为______。
答案:(1)浅绿色 棕黄色
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铁的多样性PPT，第五部分内容：探究
Fe2+、Fe3+的性质
问题探究
在FeCl3和CuCl2的混合溶液中,加入过量的铁粉,充分反应后,溶液中的金属离子有哪些?
知识归纳
(1)Fe2+既具有还原性又具有氧化性,可以被氧化为Fe3+,也可以被还原为Fe。
①当Fe2+遇到强氧化剂时,被氧化为Fe3+,如2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-。
②当Fe2+遇到C、Al、Zn、CO等还原剂时,可以被还原为Fe,如Fe2++Zn Zn2++Fe,FeO+CO Fe+CO2。
(2)Fe3+具有较强的氧化性,可被还原为Fe2+或Fe。
①Fe3+被C、CO、Al等还原为Fe,如Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2,Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3。
②Fe3+被Fe、Cu等还原为Fe2+,如2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+。
典例剖析
例1已知下述三个实验均能发生化学反应:
①将光亮的铁钉放入硫酸铜溶液中 ②向硫酸亚铁溶液中滴入几滴双氧水 ③将铜丝放入氯化铁溶液中。下列判断正确的是( )
A.实验①中铁钉做氧化剂
B.实验②中Fe2+具有还原性
C.实验③中发生的是置换反应
D.上述实验证明氧化性Fe3+>Fe2+>Cu2+
答案:B
解析:铁和硫酸铜发生置换反应生成铜和硫酸亚铁,铁是还原剂,A项错误;向硫酸亚铁溶液中滴入几滴双氧水,亚铁离子被氧化生成铁离子,体现亚铁离子的还原性,B项正确;将铜丝放入氯化铁溶液中生成氯化亚铁和氯化铜,不是置换反应,C项错误;氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,则氧化性是Fe3+>Cu2+>Fe2+,D项错误。
方法规律铁、铜及其化合物在溶液中的共存规律
(1)Fe能与Fe3+、Cu2+发生反应,因而当溶液中有Fe粉剩余时,溶液中不可能大量存在Fe3+、Cu2+。由于氧化性Fe3+>Cu2+,所以向Fe3+、Cu2+的混合溶液中加入铁粉,铁先与Fe3+反应;由于还原性Fe>Cu,所以向Fe3+的溶液中加入Fe、Cu混合物,Fe先反应。
(2)Cu能与Fe3+发生反应,因此当有Cu析出时,溶液中不可能大量存在Fe3+。
(3)Fe2+与Fe3+、Cu2+、Fe、Cu均能大量共存。
对点训练1-1下列物质反应后一定有+3价铁生成的是( )
①过量的Fe与Cl2反应 ②Fe与过量稀硫酸反应后,再向其中加H2O2溶液 ③Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸 ④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中。
A.只有① B.只有①② C.只有①②③ D.全部
答案:C
解析:①中的Cl2氧化性强,它能将铁氧化为+3价,由于不是在溶液中反应,因此过量的铁不会将氯化铁还原。②中Fe与稀硫酸反应只能生成Fe2+,向其中加H2O2溶液后,由于H2O2是一种常见的氧化剂,能将Fe2+氧化成Fe3+。③从表面上看不会发生反应,但实际上发生了Fe2+被硝酸氧化的反应。④中首先发生Fe与盐酸反应生成FeCl2、Fe2O3与盐酸反应生成FeCl3的反应,但题中未给出反应物间相对量的关系,若铁是足量的,则能将生成的FeCl3全部还原为FeCl2。
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铁的多样性PPT，第六部分内容：随堂检测
1.将铁粉放入盐酸、MgCl2溶液、FeCl3溶液、CuCl2溶液组成的混合液中,充分反应后,铁粉有剩余,则此时溶液中含有的大量阳离子是( )
A.Cu2+和Fe2+ B.Fe2+和Mg2+
C.Fe3+和Fe2+ D.H+和Cu2+
答案:B
解析:混合溶液中加入铁粉发生如下反应:2H++Fe Fe2++H2↑,铁和MgCl2溶液不能反应,2Fe3++Fe 3Fe2+,Cu2++Fe Fe2++Cu,由于铁粉有剩余,故此时溶液中阳离子主要有Mg2+和Fe2+。
2.下列反应最终能生成含Fe3+的化合物的是( )
①过量Fe与稀硝酸 ②铁丝在硫蒸气中燃烧 ③向FeBr2溶液中通入Cl2 ④铁与CuCl2溶液反应
⑤Fe(OH)2露置于空气中
A.①②③ B.①③⑤
C.③④ D.③⑤
答案:D
解析:①Fe与稀硝酸反应生成硝酸铁,Fe3+与过量的Fe反应生成Fe2+,故不选;②铁丝在硫蒸气中燃烧生成FeS,故不选;③向FeBr2溶液中通入Cl2,由于Fe2+还原性强于Br-,氯气首先把Fe2+氧化为Fe3+,故选;④铁与CuCl2溶液反应生成氯化亚铁和铜,故不选;⑤Fe(OH)2露置于空气中,与氧气、水反应生成Fe(OH)3,故选。
3.为了验证Fe3+的性质,某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验,其中实验方案设计错误的是( )
A.④ B.③ C.③④ D.①②③④⑤
答案:C
解析:③不反应,实验方案及现象均错误;④检验的是Cl-,与Fe3+的性质无关。
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