
1. 基于價類二維圖理解鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系。2.能通過實驗探究掌握Fe2+與Fe3+的相互轉(zhuǎn)化。
類型一 基于價類二維圖理解鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系從物質(zhì)類別和物質(zhì)所含核心元素的化合價兩個角度總結(jié)、預測物質(zhì)的性質(zhì)是學習化學的重要方法之一。
(1)橫向變化體現(xiàn)了同價態(tài)不同物質(zhì)類別(氧化物、鹽、堿)之間的轉(zhuǎn)化①堿性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H+)轉(zhuǎn)化為鹽;②Fe2+、Fe3+與堿(OH-)反應生成對應的堿;③難溶性的堿易分解生成對應的氧化物,但難溶性的堿性氧化物一般不與水反應生成對應的堿。(2)縱向變化體現(xiàn)不同價態(tài)同物質(zhì)類別之間的轉(zhuǎn)化,主要體現(xiàn)物質(zhì)的氧化性或還原性。(3)斜向變化體現(xiàn)不同價態(tài)、不同物質(zhì)類別之間的轉(zhuǎn)化,主要體現(xiàn)物質(zhì)的氧化性和還原性。
【教考銜接】典例 [2021·廣東卷,10]部分含鐵物質(zhì)的分類與相應化合價關(guān)系如圖所示。下列推斷不合理的是( )A.a(chǎn)可與e反應生成bB.b既可被氧化,也可被還原C.可將e加入濃堿液中制得d的膠體D.可存在b→c→d→e→b的循環(huán)轉(zhuǎn)化關(guān)系
2.鐵及其重要化合物在日常生活中應用廣泛,其之間的部分轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示。
(1)M的化學式為________,物質(zhì)類別________。(2)實現(xiàn)①的轉(zhuǎn)化,可選用足量的________(填“稀鹽酸”或“NaOH溶液”)。(3)實現(xiàn)③的轉(zhuǎn)化,可選用下列試劑中的________A.O2 B.H2 C.H2SO4 D.HNO3(4)電子工業(yè)中,人們常用FeCl3溶液腐蝕覆在絕緣體上的銅箔(Cu)制造印刷電路板。腐蝕后溶液中的陽離子有H+、Fe3+、________、________。確認腐蝕后溶液中存在Fe3+,可選用的試劑為________溶液。
解析:(1)M的化學式為Fe(OH)3,物質(zhì)類別是堿;(2)鐵與稀鹽酸反應可生成亞鐵離子,該轉(zhuǎn)化的離子反應方程式為:Fe+2H+===Fe2++H2↑;(3)氫氧化亞鐵到氫氧化鐵需要氧化劑,可選氧氣,稀硝酸也有氧化性,但是氫氧化鐵與稀硝酸反應,故選A;(4)FeCl3溶液腐蝕覆在絕緣體上的銅箔反應的化學反應方程式為: Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2,腐蝕后溶液中的陽離子有H+、Fe3+、Cu2+、Fe2+,為了驗證有鐵離子存在,可選用試劑為KSCN溶液。
類型二 基于 Fe2+、Fe3+相互轉(zhuǎn)化的實驗探究Fe2+與Fe3+相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如下:
寫出下列反應的離子方程式。(1)將H2S氣體通入FeCl3溶液中產(chǎn)生淡黃色沉淀:2Fe3++H2S===S↓+2Fe2++2H+。(2)將FeCl3溶液滴入淀粉-KI溶液,溶液變藍:2Fe3++2I-===I2+2Fe2+。(3)用FeCl3溶液腐蝕廢舊線路板上的銅箔:Cu+2Fe3+===2Fe2++Cu2+。(4)將H2O2滴入酸性FeCl2溶液:______________________________。(5)將FeCl2溶液滴入HNO3溶液中,有無色氣體放出:_____________________________________。
2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O
【教考銜接】典例 [2024·北京房山區(qū)練習]某同學在實驗室進行鐵鹽與亞鐵鹽相互轉(zhuǎn)化實驗。實驗Ⅰ:將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+
(1)探究白色沉淀產(chǎn)生的原因,請?zhí)顚憣嶒灧桨福翰殚嗁Y料:已知:①SCN-的化學性質(zhì)與I-相似;②2Cu2++4I-===2CuI↓+I2。Cu2+與SCN-反應的離子方程式為______________________________________。
4 mL 0.2 ml·L-1 FeSO4溶液
向其中滴加3滴0.1 ml·L-1 KSCN溶液
2Cu2++4SCN-===2CuSCN↓+(SCN)2
解析:(1)由反應2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,銅粉過量,可知得到的溶液中Fe2+濃度為0.2 ml·L-1,Cu2+為0.1 ml·L-1,分別取相同濃度的硫酸銅溶液、硫酸亞鐵溶液,滴入KSCN溶液,驗證白色沉淀是由Cu2+還是由Fe2+和SCN-反應生成的;由已知:①SCN-的化學性質(zhì)與I-相似;②2Cu2++4I-===2CuI↓+I2可知,Cu2+與SCN-反應生成CuSCN沉淀,同時生成(SCN)2,反應的離子方程式為:2Cu2++4SCN-===2CuSCN↓+(SCN)2。
實驗Ⅱ:將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+(2)用離子方程式解釋NO產(chǎn)生的原因_____________________________________。
①分別取三組實驗反應后的溶液于三支試管中,____________________________________(填操作步驟及現(xiàn)象),證明生成了Fe2+;分析三組實驗結(jié)果,實驗中均發(fā)生的反應的離子方程式為________________________。②對比三組實驗,說明加入蒸餾水后沉淀的產(chǎn)生與____________________有關(guān)。③向丙組實驗后的溶液中加入飽和NaCl溶液可能出現(xiàn)的現(xiàn)象為________________。④丙組在檢驗反應后的溶液中是否存在Fe3+時,取反應后的上層清液于試管中,滴加3滴KSCN溶液,結(jié)果出現(xiàn)白色沉淀,查閱資料:ⅰ.SCN-的化學性質(zhì)與I-相似,CuSCN為白色固體;ⅱ.2Cu2++4I-===2CuI(白色)↓+I2,寫出該實驗中出現(xiàn)白色沉淀的離子方程式:__________________________________________。
加入幾滴K3[Fe(CN)6]溶液,均出現(xiàn)藍色沉淀
2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+
銅粉的量、陰離子的種類
2Cu2++4SCN-===2CuSCN(白色)↓+(SCN)2
解析:(1)①檢驗Fe2+的方法為取少量反應后的溶液于試管中,加入幾滴K3[Fe(CN)6]溶液,若出現(xiàn)藍色沉淀,則證明存在Fe2+;三組實驗中銅粉均溶解,溶液黃色變淺或褪去,均發(fā)生反應:2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+。②對比三組實驗發(fā)現(xiàn)乙組相比甲組銅粉過量,乙組相比丙組陰離子不同,乙組加入蒸餾水后出現(xiàn)白色沉淀,說明加入蒸餾水后沉淀的產(chǎn)生與銅粉的量和陰離子的種類有關(guān)。③加入飽和NaCl溶液引入Cl-,產(chǎn)生與乙組相同的陰離子,可能出現(xiàn)白色沉淀。④由已知信息,SCN-與Cu2+的反應類比I-與Cu2+的反應,可得離子方程式為2Cu2++4SCN-===2CuSCN(白色)↓+(SCN)2。
(2)實驗Ⅱ:Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+實驗步驟及現(xiàn)象:向3 mL 0.1 ml·L-1 FeSO4溶液中加入稍過量稀硝酸,溶液變?yōu)樽厣?,放置一段時間后,棕色消失,溶液變?yōu)辄S色,已知Fe2++NO―→Fe(NO)2+(棕色)。①使用的FeSO4溶液中存在少量鐵屑,其目的是______________。②實驗中產(chǎn)生NO的原因為___________________________________(用離子方程式表示)。
(3)實驗Ⅲ:Fe2+與Fe3+相互轉(zhuǎn)化實驗步驟及現(xiàn)象:將SO2通入足量Fe(NO3)3溶液中,溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色,但立即又變?yōu)樽攸S色,此時若滴入BaCl2溶液,則會產(chǎn)生白色沉淀。將產(chǎn)生的白色沉淀經(jīng)過濾、洗滌、干燥后稱量其質(zhì)量為6.99 g,則整個實驗中產(chǎn)生的氣體(假設(shè)只生成一種氣體,該氣體遇空氣變?yōu)榧t棕色)在標準狀況下的體積為________。
2.[2024·深圳南山區(qū)調(diào)研]硫酸亞鐵(FeSO4)和硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2]都是在生產(chǎn)、生活中有重要用途的亞鐵鹽,探究其飽和溶液穩(wěn)定性的實驗如下:先分別配制FeSO4、(NH4)2Fe(SO4)2飽和溶液,測定pH分別為4.46、4.22,后續(xù)實驗如圖所示。
實驗結(jié)果如表:回答下列問題:(1)由該實驗可以得出兩種飽和溶液的穩(wěn)定性:FeSO4________(NH4)2Fe(SO4)2(填“大于”“小于”或“等于”,下同),物質(zhì)的量濃度:FeSO4________(NH4)2Fe(SO4)2。(2)FeSO4飽和溶液需要新配制,若久置會發(fā)黃、變渾濁,且pH減小,發(fā)生反應的離子方程式為___________________________________。
4Fe2++O2+10H2O===4Fe(OH)3↓+8H+
解析:(1)由對該實驗進行的分析可以得出,F(xiàn)eSO4先變色,則表明穩(wěn)定性差,所以兩種飽和溶液的穩(wěn)定性:FeSO4小于(NH4)2Fe(SO4)2;由溶液的顏色可以看出,物質(zhì)的量濃度:FeSO4大于(NH4)2Fe(SO4)2。(2)FeSO4飽和溶液需要新配制,若久置會發(fā)黃、變渾濁,表明生成Fe(OH)3沉淀,pH減小,表明生成H+,所以發(fā)生反應的離子方程式為4Fe2++O2+10H2O===4Fe(OH)3↓+8H+。
不合理,硫酸亞鐵溶液易被氧化變質(zhì),硫酸銨溶液則不易被氧化,銨離子的還原性弱,不能保護亞鐵離子
這是一份新高考化學一輪復習講義課件 第3章 第16講 鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系,共60頁。PPT課件主要包含了復習目標,真題演練明確考向,課時精練鞏固提高,內(nèi)容索引,知識梳理·夯基礎(chǔ),遞進題組·練能力,Cl2,F(xiàn)eCl3,F(xiàn)eOH2,S2-等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份新高考化學一輪復習講義課件第3章 第14講 鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系(含解析),共60頁。PPT課件主要包含了復習目標,+3H2O,溶液顏色無明顯變化,真題演練明確考向,堿煮水洗,加快反應,熱水浴,防止Fe3+水解,F(xiàn)e3+,溶液酸堿性不同等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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