學(xué)業(yè)要求
1．從物質(zhì)類別、元素價態(tài)的角度，依據(jù)復(fù)分解反應(yīng)規(guī)律和氧化還原反應(yīng)原理，預(yù)測含有鐵元素的物質(zhì)的性質(zhì)及物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化，設(shè)計實(shí)驗(yàn)進(jìn)行初步驗(yàn)證，并能分析解釋有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的化學(xué)核心素養(yǎng)。
2．利用含有鐵元素的物質(zhì)的性質(zhì)和轉(zhuǎn)化關(guān)系，設(shè)計制備、分離、檢驗(yàn)等簡單任務(wù)的方案；能從物質(zhì)類別和元素價態(tài)變化的角度說明物質(zhì)的轉(zhuǎn)化路徑，培養(yǎng)證據(jù)推理與模型認(rèn)知的意識。
3．分別根據(jù)含有鐵元素的物質(zhì)性質(zhì)，分析生產(chǎn)、生活中的實(shí)際問題，如補(bǔ)鐵劑中鐵元素價態(tài)的檢驗(yàn)、線路板廢液的回收利用等，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任的化學(xué)核心素養(yǎng)。
知識網(wǎng)絡(luò)
1.繪制鐵及其化合物的“價—類”二維圖，并表示各物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，示例如下：
2．補(bǔ)鐵劑中鐵元素價態(tài)的檢驗(yàn)
3.鐵元素與人體健康
[即學(xué)即練]
1．判斷下列說法是否正確，正確的打“√”，錯誤的打“×”。
(1)NaOH溶液滴入FeSO4溶液中產(chǎn)生白色沉淀，隨后變?yōu)榧t褐色，與氧化還原反應(yīng)無關(guān)。( )
(2)Cu與FeCl3溶液反應(yīng)可生成CuCl2。( )
(3)探究維生素C的還原性，可向盛有2 mL黃色氯化鐵溶液的試管中滴加濃的維生素C溶液，觀察顏色變化。( )
(4)向CuSO4溶液中加入鐵粉，有紅色固體析出，則Fe2＋的氧化性強(qiáng)于Cu2＋的氧化性。( )
(5)鐵與過量的硫粉共熱產(chǎn)物是Fe2S3。( )
(6)某含鐵鹽化學(xué)式為Na2FeO4，具有較強(qiáng)的殺菌消毒功能，其中鐵元素的化合價是＋6價。( )
2．以下轉(zhuǎn)化過程不可以通過化合反應(yīng)一步實(shí)現(xiàn)的是( )
A．Fe→FeCl3 B．Fe→FeCl2
C．Fe2O3→Fe(OH)3 D．Fe(OH)2→Fe(OH)3
3．下列物質(zhì)溶于稀鹽酸后，滴加KSCN溶液沒有顏色變化，再加氯水呈紅色的是( )
A．Fe3O4 B．Fe2O3
C．FeCl3 D．FeO
4．下列試劑中，能使Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋的是( )
①氯氣 ②NaCl溶液 ③KMnO4溶液 ④次氯酸 ⑤鹽酸 ⑥NaNO3溶液
A．①②③ B．①③④
C．②④⑤ D．②⑤⑥
5．A、B、C三種物質(zhì)中均含有同一種元素M，它們之間有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系。A為一種金屬單質(zhì)，其產(chǎn)量直接關(guān)系國民經(jīng)濟(jì)命脈。反應(yīng)①②③均為化合反應(yīng)，反應(yīng)④為置換反應(yīng)。下列有關(guān)說法不正確的是( )
A．①中所加試劑可能是氯氣
B．③中需要加具有氧化性的試劑
C．④中所加試劑可能是銅或鋅等
D．元素M在②中發(fā)生的價態(tài)變化也能通過加碘化鉀溶液實(shí)現(xiàn)
6．根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)：
①向Fe2(SO4)3和CuSO4的混合液中加入過量鐵粉，充分反應(yīng)，有紅色固體析出，過濾。
②?、僦袨V液，向其中滴加KSCN溶液，觀察現(xiàn)象。
判斷下列說法正確的是( )
A．氧化性Cu2＋>Fe3＋
B．①中所得固體只含銅
C．①中濾液含有Cu2＋和Fe2＋
D．②中不會觀察到溶液變紅
含鐵元素物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化
[例] 已知A為常見的金屬單質(zhì)，根據(jù)如下所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系回答下列問題：
(1)寫出下列各物質(zhì)的化學(xué)式：
A為________，B為________，C為________，D為________，E為________，F(xiàn)為________。
(2)反應(yīng)④的離子方程式為________________________，反應(yīng)⑤的離子方程式為________________________，反應(yīng)⑧的化學(xué)方程式為________________________________。
狀元隨筆 解答無機(jī)框圖題的關(guān)鍵是依據(jù)物質(zhì)的特性或反應(yīng)特征確定“突破口”，本題的突破口為：
(1)F是一種紅褐色固體
(2)B與鹽酸反應(yīng)生成兩種鹽且能相互轉(zhuǎn)化——含變價金屬，B為Fe3O4
[提升] 某化學(xué)小組為驗(yàn)證Fe3＋與Fe2＋能夠相互轉(zhuǎn)化，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。
下列分析不合理的是( )
A．解釋現(xiàn)象ⅰ的反應(yīng)：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
B．實(shí)驗(yàn)②與③可以調(diào)換順序
C.溶液變紅涉及反應(yīng)：Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋
D．氧化性：Cl2>Fe3＋>Fe2＋
關(guān)鍵能力
1.不同價態(tài)鐵元素之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系
2．鐵及其化合物間的轉(zhuǎn)化
(1)鐵及其化合物的制備。
①冶煉鐵：Fe2O3＋2Al eq \(=====,\s\up7(高溫)) Al2O3＋2Fe
Fe2O3＋3CO eq \(=====,\s\up7(高溫)) 2Fe＋3CO2
②亞鐵鹽、鐵鹽的制備：
Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O
2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
2Fe＋3Cl2 eq \(=====,\s\up7(點(diǎn)燃)) 2FeCl3
(2)亞鐵鹽溶液的保存：加入少量鐵粉防止亞鐵鹽被氧化。如2FeCl3＋Fe===3FeCl2
(3)亞鐵鹽、鐵鹽的檢驗(yàn)。
①FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl(生成紅褐色沉淀)
②FeCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl(生成白色沉淀)
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(先生成白色沉淀，迅速變灰綠色，最后變成紅褐色)
1．現(xiàn)榨的蘋果汁在空氣中會由淡綠色變?yōu)樽攸S色，其原因可能是( )
A．蘋果汁中的Fe2＋變成Fe3＋
B．蘋果汁中含有Cu2＋
C．蘋果汁含有OH－
D．蘋果汁含有Fe3＋
2．下列敘述不正確的是( )
3.(雙選)下列說法正確的是( )
A．Fe在一定條件下與水反應(yīng)生成H2和Fe(OH)3
B．Fe3O4溶于鹽酸后加入幾滴KSCN溶液，溶液顯紅色
C．工業(yè)上在高溫下用CO還原含F(xiàn)e2O3的鐵礦石煉鐵
D．Fe3＋具有氧化性，據(jù)此可用KSCN溶液鑒別Fe3＋
4．鐵片投入下列溶液，溶液質(zhì)量增加，但無氣體產(chǎn)生的是( )
A．AgNO3溶液 B．CuSO4溶液
C．稀硫酸 D．FeCl3溶液
5．向氧化鐵、氧化銅、鐵、銅的混合粉末中加入過量的稀鹽酸，充分反應(yīng)后，仍有紅色粉末存在，則關(guān)于溶液中陽離子的判斷正確的是( )
A．只有Fe2＋和Cu2＋
B．一定有Fe2＋、Cu2＋，可能有Fe3＋
C．一定有Fe2＋，可能有Cu2＋
D．只有Fe2＋
6．元素的“價—類”二維圖是我們學(xué)習(xí)元素及其化合物相關(guān)知識的重要模型和工具，它指的是以元素的化合價為縱坐標(biāo)，以物質(zhì)的類別為橫坐標(biāo)所繪制的二維平面圖像。下圖為鐵元素的“價—類”二維圖，其中的箭頭表示部分物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。下列說法正確的是( )
A．在高溫條件下，鐵與水蒸氣的反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化①
B．FeO是一種黑色粉末，不穩(wěn)定，在空氣中受熱，迅速發(fā)生轉(zhuǎn)化②生成紅棕色粉末
C．由圖可預(yù)測：高鐵酸鹽(FeO42-)具有強(qiáng)氧化性，可用于消毒，F(xiàn)eO42-與水反應(yīng)最終可生成Fe(OH)3膠體，從而吸附水中的懸浮物，故高鐵酸鹽可做凈水劑
D．加熱Fe(OH)3發(fā)生轉(zhuǎn)化⑥，加水溶解可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化③
第2課時 鐵及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系
學(xué) 業(yè) 基 礎(chǔ)
2．無Fe3＋ 有Fe3＋ 溶液變紅 有Fe2＋ 有Fe2＋ 無Fe2＋
3．最高 ＋2 貧血 還原性
[即學(xué)即練]
1．(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)× (6)√
2．解析：鐵和氯氣反應(yīng)生成氯化鐵，故能一步化合實(shí)現(xiàn)，所以A項(xiàng)不符合題意；鐵和氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵，故能一步化合實(shí)現(xiàn)，所以B項(xiàng)不符合題意；氧化鐵不能和水發(fā)生化合反應(yīng)得到氫氧化鐵，故不能一步化合得到，所以C項(xiàng)符合題意；氫氧化亞鐵和氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化鐵，能通過化合反應(yīng)一步實(shí)現(xiàn)，所以D項(xiàng)不符合題意。
答案：C
3．解析：Fe3O4溶于稀鹽酸，溶液中存在鐵離子和亞鐵離子，滴加硫氰酸鉀溶液后即可變成紅色，故A項(xiàng)錯誤；Fe2O3與鹽酸反應(yīng)生成了鐵離子，滴加硫氰酸鉀溶液后變成紅色，故B項(xiàng)錯誤；FeCl3溶于稀鹽酸，溶液中含有鐵離子，滴加硫氰酸鉀溶液后變成紅色，故C項(xiàng)錯誤；FeO和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵，溶液中沒有鐵離子，滴加硫氰酸鉀溶液沒有顏色變化；加入氯水后，氯水具有很強(qiáng)的氧化性，會把亞鐵離子氧化成鐵離子，溶液顯示紅色，故D項(xiàng)正確。
答案：D
4．解析：要實(shí)現(xiàn)Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋，可加入具有氧化性的物質(zhì)，其中①氯氣、③KMnO4溶液、④次氯酸都能把Fe2＋氧化生成Fe3＋，所以B項(xiàng)正確。
答案：B
5．解析：根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系及題意可確定A為變價金屬Fe。反應(yīng)①中加入氯氣能實(shí)現(xiàn)，B為氯化鐵，C為氯化亞鐵，所以A正確；反應(yīng)③中鐵元素由＋2價變?yōu)椋?價，需要加具有氧化性的試劑，所以B正確；反應(yīng)④是由Fe到Fe2＋，加Cu或Zn不能實(shí)現(xiàn)，所以C錯誤；Fe3＋可以與I－反應(yīng)生成Fe2＋和I2，所以D正確。
答案：C
6．解析：在反應(yīng)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋中，氧化劑為Fe3＋，氧化產(chǎn)物為Cu2＋，即可知氧化性Fe3＋>Cu2＋，故A項(xiàng)錯誤；①中所得固體含有過量的鐵和置換出的銅，故B項(xiàng)錯誤；由于加入的鐵是過量的，則溶液中不可能含有Cu2＋，故C項(xiàng)錯誤；因在①的濾液中只有Fe2＋，沒有Fe3＋，則滴加KSCN溶液時并不會出現(xiàn)溶液變紅的現(xiàn)象，故D項(xiàng)正確。
答案：D
核 心 素 養(yǎng)
[例] 解析：由轉(zhuǎn)化關(guān)系圖可知，紅褐色固體F為Fe(OH)3，則E為Fe(OH)2，C為FeCl2，D為FeCl3，A為Fe，B為黑色固體，是Fe3O4，物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化如下所示。
答案：(1)Fe Fe3O4 FeCl2 FeCl3 Fe(OH)2 Fe(OH)3
(2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－(其他合理答案均可) 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋(其他合理答案均可) 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
[提升] 解析：向FeCl3溶液中加入過量鐵粉，鐵與Fe3＋反應(yīng)生成Fe2＋，溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色，A正確；先加氯水，F(xiàn)e2＋被氧化為Fe3＋，再加KSCN溶液，溶液變紅，無法檢驗(yàn)Fe2＋，B錯誤；滴加氯水后，F(xiàn)e2＋被氧化為Fe3＋，C正確；由反應(yīng)方程式可知，氧化性：Cl2>Fe3＋>Fe2＋，D正確。
答案：B
學(xué)考評價
1．解析：蘋果中含有Fe2＋，把蘋果榨成蘋果汁之后，果汁中的Fe2＋被空氣中的氧氣氧化成Fe3＋。
答案：A
2．解析：A項(xiàng)發(fā)生反應(yīng)：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，正確；B項(xiàng)發(fā)生反應(yīng)：Fe＋2FeCl3===3FeCl2，正確；C項(xiàng)銀與鹽酸不反應(yīng)，而Fe與鹽酸反應(yīng)，正確；D項(xiàng)混合物在空氣中灼燒時，F(xiàn)e(OH)2最終轉(zhuǎn)變?yōu)镕e2O3，錯誤。
答案：D
3．解析：高溫下鐵能與水蒸氣反應(yīng)生成Fe3O4和H2，故A項(xiàng)錯誤；Fe3O4溶于鹽酸生成Fe3＋和Fe2＋，F(xiàn)e3＋與KSCN反應(yīng)得到紅色溶液，故B項(xiàng)正確；一般煉鐵的過程就是用CO還原Fe2O3生成Fe，故C項(xiàng)正確；用KSCN溶液鑒別Fe3＋主要是利用了Fe3＋與KSCN溶液反應(yīng)顯紅色，而非Fe3＋的氧化性，故D項(xiàng)錯誤。
答案：BC
4．解析：Fe與AgNO3溶液反應(yīng)置換出Ag，溶液質(zhì)量減小，故A錯誤；Fe與CuSO4溶液反應(yīng)置換出Cu，溶液質(zhì)量減小，故B錯誤；鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，溶液質(zhì)量增加，但生成氣體，故C錯誤；Fe與FeCl3溶液反應(yīng)生成氯化亞鐵，無固體析出，溶液質(zhì)量增加，且沒有氣體生成，故D正確。
答案：D
5．解析：混合粉末中加入過量的稀鹽酸反應(yīng)后，仍有紅色固體銅存在，說明溶液中一定有Fe2＋，一定沒有Fe3＋，可能有Cu2＋，故選C。
答案：C
6．解析：在高溫條件下，鐵與水蒸氣反應(yīng)生成Fe3O4，不能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化①，故A錯誤；FeO是一種黑色粉末，不穩(wěn)定，在空氣中受熱部分被氧化，生成Fe3O4，故B錯誤；高鐵酸鹽具有強(qiáng)氧化性，可用于消毒，與水反應(yīng)最終可生成Fe(OH)3膠體，F(xiàn)e(OH)3膠體有吸附性，可吸附懸浮雜質(zhì)，因此高鐵酸鹽可以做凈水劑，故C正確；Fe(OH)3受熱分解生成氧化鐵和水，能發(fā)生轉(zhuǎn)化⑥，氫氧化鐵不溶于水，加水不能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化③，故D錯誤。
答案：C
學(xué)業(yè)基礎(chǔ)——自學(xué)·思記·嘗試
實(shí)驗(yàn)步驟
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①取少量補(bǔ)鐵口服液置于試管中，滴入KSCN溶液
a.不變紅
____________
b．變紅
____________
②若出現(xiàn)現(xiàn)象a，向反應(yīng)后的溶液中滴加氯水
____________
____________
③若出現(xiàn)現(xiàn)象b，另取補(bǔ)鐵劑滴加酸性KMnO4溶液
紫紅色褪去
____________
紫紅色不褪去
____________
鐵元素的
生理功能
人體中含量________的生命必需的微量元素，其中以血紅蛋白的功能最為顯著。血紅蛋白分子中含有________價鐵離子，具有載氧功能
缺鐵的危害
如果人體缺鐵，就會出現(xiàn)________
科學(xué)合理食
用富鐵食品
及補(bǔ)鐵
人體中鐵元素主要來源于食物，動物血、肝臟、骨髓以及菠菜、紅棗等食物含鐵豐富，可以多食用
維生素C具有________，可以將＋3價鐵離子轉(zhuǎn)化成人體可以吸收的＋2價鐵離子，所以適量服用維生素C有利于鐵元素的吸收
核心素養(yǎng)——合作·探究·分享
實(shí)驗(yàn)操作
對應(yīng)現(xiàn)象
①向FeCl3溶液中加入過量鐵粉；
②滴加KSCN溶液；
③再滴加幾滴氯水
ⅰ.溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色；
ⅱ.溶液無明顯變化；
ⅲ.溶液變紅
學(xué)考評價——夯實(shí)·測控·演練
選項(xiàng)
被提純物質(zhì)
雜質(zhì)
除雜試劑或方法
A
FeCl3溶液
FeCl2
通入適量Cl2
B
FeCl2溶液
FeCl3
加入過量鐵粉并過濾
C
銀粉
鐵粉
加入過量鹽酸并過濾
D
Fe(OH)3
Fe(OH)2
在空氣中灼燒

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第1節(jié) 鐵的多樣性

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