高中化學(xué)人教版 (2019)必修 第一冊第二節(jié) 金屬材料授課ppt課件

這是一份高中化學(xué)人教版 (2019)必修 第一冊第二節(jié) 金屬材料授課ppt課件，共45頁。PPT課件主要包含了新課情境呈現(xiàn)，課前素能奠基，課堂素能探究，知識點，典例1，知識點，典例2，補(bǔ)鐵藥沒有變質(zhì)，補(bǔ)鐵藥完全變質(zhì)，補(bǔ)鐵藥部分變質(zhì)等內(nèi)容，歡迎下載使用。
在一定條件下鐵鹽和亞鐵鹽是可以相互轉(zhuǎn)化的。讓我們走進(jìn)教材學(xué)習(xí)鐵鹽和亞鐵鹽。
1．除去FeCl2溶液中少量的FeCl3，最好的辦法是(　　)A．加入氫氧化鈉溶液B．通入氯氣C．加入銅粉D．加入鐵粉解析：因為2FeCl3＋Fe===3FeCl2，加鐵粉既不引入雜質(zhì)，又能除掉Fe3＋。
2．下列關(guān)于Fe2＋和Fe3＋的敘述中，錯誤的是(　　)A．Fe2＋的水溶液為淺綠色B．Fe3＋的水溶液為黃色C．Fe3＋具有氧化性，F(xiàn)e2＋具有還原性D．Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，立即出現(xiàn)紅色沉淀解析：Fe3＋與SCN－反應(yīng)生成的Fe(SCN)3為紅色易溶于水的物質(zhì)，不是沉淀。
3．可用于檢驗久置的FeSO4溶液是否含有Fe3＋的試劑是(　　)A．過氧化鈉B．鐵粉C．鹽酸D．KSCN溶液解析：Fe3＋與KSCN溶液反應(yīng)，溶液變紅色，F(xiàn)e2＋遇到KSCN溶液不變色。
4．選擇合適試劑完成甲、乙兩組實驗。甲組：檢驗含F(xiàn)e3＋的溶液中是否含有Fe2＋；乙組：檢驗含F(xiàn)e2＋的溶液中是否含有Fe3＋。下列試劑及加入試劑順序能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖?　　)
問題探究：鐵元素有三種價態(tài)：0價、＋2價和＋3價，這三種價態(tài)的鐵在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化，我們稱之為鐵三角：
Fe、Fe2＋、Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化——“鐵三角”
分析上圖，思考下列問題：1．不同價態(tài)鐵元素之間轉(zhuǎn)化的條件是什么？2．實驗室制取FeCl2溶液時為什么要加入少量鐵屑？探究提示：1.由高價態(tài)轉(zhuǎn)化為低價態(tài)需要還原劑，由低價態(tài)轉(zhuǎn)化為高價態(tài)需要氧化劑。2．加入鐵屑能防止Fe2＋被氧化成Fe3＋。
工業(yè)印刷電路板的制作流程如圖所示，其中“蝕刻”所用的就是FeCl3溶液。
(1)FeCl3溶液蝕刻印刷銅板的原理是怎樣的？表現(xiàn)了FeCl3的什么性質(zhì)？(2)由FeCl2生成Fe或FeCl3，你能寫出其化學(xué)方程式嗎？(3)反應(yīng)后的“蝕刻液”中含有哪些離子？如果要回收得到Cu和FeCl3，需要怎樣設(shè)計回收方案？(4)如何證明最后的腐蝕液是否還含有Fe3＋？
答案：(1)原理：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋；表現(xiàn)了FeCl3的氧化性。(2)FeCl2＋Zn===ZnCl2＋Fe,2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。(3)反應(yīng)后的“蝕刻液”中含有Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋等離子。為從溶液中提取Cu，應(yīng)向溶液中加入過量鐵粉：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋；然后用鹽酸溶解過量的鐵粉：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑；過濾后，得到Cu，再向濾液中加入新制氯水即可得到FeCl3：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。(4)用潔凈的試管取少量的樣品溶液，向其中滴入KSCN溶液1～2滴，若溶液立即顯紅色證明含有Fe3＋。
解析：從框圖可知，A和稀鹽酸反應(yīng)生成棕黃色溶液，加入試劑1變成淡紅色溶液C，可以推斷溶液B中含有Fe3＋，加入KSCN溶液生成Fe(SCN)3；加入試劑2得到深紅色溶液F，可知試劑2為強(qiáng)氧化劑，溶液B中含有Fe2＋，加入試劑2(強(qiáng)氧化劑)，F(xiàn)e2＋被氧化為Fe3＋，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為Fe(SCN)3，所以溶液紅色加深，故C錯誤。
問題探究：如何證明FeSO4溶液是否變質(zhì)？探究提示：變質(zhì)的FeSO4溶液中含有Fe3＋。用潔凈的試管取少量(1～2 mL)的樣品溶液，向其中滴入KSCN溶液1～2滴，若溶液立即顯紅色證明含有Fe3＋，即該溶液已變質(zhì)。
Fe3＋、Fe2＋的檢驗方法
某同學(xué)為了檢驗家中的一瓶補(bǔ)鐵藥(成分為FeSO4)是否變質(zhì)，查閱了有關(guān)資料，得知SCN－、Fe2＋能被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色，并結(jié)合已學(xué)的知識設(shè)計了如下實驗：①將藥片除去糖衣研細(xì)后溶解、過濾。②取濾液分別加入兩支試管中，在一支試管中加入酸性KMnO4溶液，在另一支試管中加入KSCN溶液。
請完成下列問題：(1)若滴入酸性KMnO4溶液后褪色，滴入KSCN溶液后不變紅，結(jié)論是__________________。(2)若滴入酸性KMnO4溶液后不褪色，滴入KSCN溶液變紅，結(jié)論是__________________。(3)若滴入酸性KMnO4溶液后褪色，滴入KSCN溶液變紅，結(jié)論是__________________。(4)________(填“能”或“不能”)將酸性KMnO4溶液和KSCN溶液滴入到同一支試管中進(jìn)行驗證，原因是________________________ _______________________________________________________。
酸性KMnO4溶液呈紫紅色，影響Fe3＋的檢驗；KSCN具有還原性，影響Fe2＋的檢驗　
解析：加入酸性KMnO4溶液褪色說明含有Fe2＋，而加入KSCN溶液變紅則說明含有Fe3＋，所以前三問的答案很容易得出。第(4)問中的原因可歸納為兩條，一是酸性KMnO4溶液呈紫紅色，影響Fe3＋的檢驗；二是KSCN具有還原性，可以被酸性KMnO4溶液氧化，影響Fe2＋的檢驗。
〔素養(yǎng)應(yīng)用2〕(2021·哈爾濱高一檢測)同學(xué)們用如下實驗探究Fe2＋、Fe3＋的性質(zhì)。請回答下列問題：(1)分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體，均配制成0.1 ml·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑，其目的是___________________。(2)甲同學(xué)取2 mL FeCl2溶液，加入幾滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液變紅，說明Cl2可將Fe2＋氧化。FeCl2溶液與氯水反應(yīng)的離子方程式為__________________________________。(3)乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的實驗不夠嚴(yán)謹(jǐn)，該同學(xué)在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入1滴KSCN溶液和幾滴氯水，溶液變紅，煤油的作用是____________________________________。
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－　
隔絕空氣(排除氧氣對實驗的影響)　
(4)丙同學(xué)向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液，溶液變成棕黃色，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________________________ _______________。
H2O2＋2Fe2＋＋2H＋=== 2Fe3＋＋2H2O　
解析：(1)鐵和氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵，在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑，其目的是防止氯化亞鐵被氧化。(2)氯氣具有氧化性，能氧化氯化亞鐵為氯化鐵，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。(3)煤油不溶于水，密度比水小，分層后可以隔離溶液與空氣接觸，排除氧氣對實驗的影響。(4)向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液，溶液變成棕黃色，說明過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
〔即時訓(xùn)練〕某小組在驗證反應(yīng)“Fe＋2Ag＋===Fe2＋＋2Ag”的實驗中檢測到Fe3＋，發(fā)現(xiàn)和探究過程如下。向硝酸酸化的0.05 ml·L－1硝酸銀溶液(pH≈2)中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，燒杯底部有黑色固體，溶液呈黃色。①取少量黑色固體，洗滌后，______________________________ ____________________(填操作和現(xiàn)象)，證明黑色固體中含有Ag。②取上層清液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，說明溶液中含有_________。
加硝酸加熱溶解固體，再滴加稀鹽酸，產(chǎn)生白色沉淀 　
③針對“溶液呈黃色”，甲認(rèn)為溶液中有Fe3＋，乙認(rèn)為鐵粉過量時不可能有Fe3＋，乙依據(jù)的原理是__________________________(用離子方程式表示)。解析：②K3[Fe(CN)6]是檢驗Fe2＋的試劑，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀說明溶液中含有Fe2＋。
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋　
1．食物強(qiáng)化是我國營養(yǎng)改善策略的重要組成內(nèi)容。下列物質(zhì)中，最適合用于鐵強(qiáng)化的是(　　)A．醬油B．食鹽C．牛奶D．奶粉2．下列各組物質(zhì)反應(yīng)后，再滴入KSCN溶液，顯紅色的是(　　)A．過量鐵與稀鹽酸B．過量氯水與FeCl2溶液C．過量鐵粉與CuCl2溶液D．過量鐵粉與FeCl3溶液解析：Fe3＋遇KSCN溶液，溶液顯紅色，F(xiàn)e與稀鹽酸生成Fe2＋，A項錯誤；FeCl2溶液中加氯水生成Fe3＋，B項正確；鐵粉與CuCl2溶液反應(yīng)生成Fe2＋，C項錯誤；鐵粉與FeCl3溶液反應(yīng)生成Fe2＋，D項錯誤。
根據(jù)上表的數(shù)據(jù)，回答下列問題：(1)該兒童______元素含量偏低。(2)報告單中“μ ml·L－1”是________(填“質(zhì)量”“體積”“濃度”)的單位。(3)服用維生素C可使食物中的Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe2＋。在這個過程中體現(xiàn)維生素C的__________(填“氧化性”或“還原性”)。(4)缺鐵性貧血患者應(yīng)補(bǔ)充Fe2＋。一些補(bǔ)鐵劑以硫酸亞鐵為主要成分，將硫酸亞鐵制成藥片時外表包有一層特殊的糖衣，推測糖衣的作用是___________________。
解析：(1)從檢測結(jié)果與參考范圍看， 該兒童鐵元素的含量比參考范圍略低。(2)μ ml·L－1為濃度的單位。(3)Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe2＋，鐵元素的化合價降低，發(fā)生還原反應(yīng)，故維生素C體現(xiàn)還原性。(4)糖衣可以防止硫酸亞鐵與空氣接觸，起到防止Fe2＋被氧化的作用。
4．根據(jù)不同價態(tài)鐵元素之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，回答下列問題：(1)配制含F(xiàn)e2＋的溶液時，常常向溶液中加入少量________，將被氧氣氧化生成的Fe3＋還原為Fe2＋。(2)為除去廢水中的Fe2＋，常先將廢水中的Fe2＋氧化為_________，再根據(jù)Fe3＋的性質(zhì)使Fe3＋轉(zhuǎn)化為紅褐色的_____________沉淀析出。(3)在制作印刷電路板的過程中常利用銅與氯化鐵溶液的反應(yīng)。反應(yīng)的離子方程式為_________________________________。(4)為消除廢氣中的Cl2對環(huán)境的污染，將廢氣通過含有鐵粉的FeCl2溶液，即可有效地除去Cl2，這一處理過程可用兩個離子方程式表示為_________________________________；__________________________；處理過程中需定期添加的原料是________。
Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋　
Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－　
Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋　
解析：(1)配制含F(xiàn)e2＋的溶液時，需利用還原劑防止亞鐵離子被氧化，且不能引入新雜質(zhì)，則加入鐵粉(或鐵釘)防止Fe2＋被氧化；(2)為除去廢水中的Fe2＋，常先將廢水中的Fe2＋氧化為鐵離子，鐵離子極易轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀；(3)FeCl3溶液與金屬銅反應(yīng)的化學(xué)方程式為2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，離子方程式為Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋；