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第2课时 铁及其化合物之间的转化关系
eq \a\vs4\al([素养发展目标])
1.能预测含有铁元素的物质的性质及物质之间的转化路径,并设计实验进行初步验证,进而分析解释有关实验现象,培养科学探究与创新意识的化学学科核心素养。
2.能从物质类别和元素价态变化的角度说明物质的转化路径,培养证据推理与模型认知的化学学科核心素养。
3.能根据含有铁元素的物质的性质,分析生产、生活中的实际问题,如补铁剂中铁元素价态的检验、线路板废液的回收利用等,培养科学精神与社会责任的化学学科核心素养。
eq \a\vs4\al(Fe2+、Fe3+的检验)
[实验] 补铁剂中铁元素价态的检验
实验用品:某补铁口服液、H2SO4溶液、NaOH溶液、酸性KMnO4溶液、氯水、KSCN溶液;试管、胶头滴管。
实验方案设计及实施:
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量补铁口服液于试管中,滴入KSCN溶液
a.不变红
无Fe3+
b.变红
有Fe3+
②若出现现象a,向反应后的溶液中滴加氯水
溶液变红
有Fe2+
③若出现现象b,另取补铁剂滴加酸性KMnO4溶液
紫红色褪去
有Fe2+
紫红色不褪去
无Fe2+
[问题探讨]
(1)补铁剂中所含维生素C的作用是什么?
提示:做抗氧化剂,防止Fe2+被氧化成Fe3+。
(2)用酸性KMnO4溶液检验补铁剂中铁元素的价态时,其他成分是否会影响实验结果?
提示:会。补铁剂中含有还原性比Fe2+强的维生素C,维生素C也能使酸性KMnO4溶液褪色。故应加入过量的氧化剂,再加入过量的KSCN溶液进行检验。
(3)可否用NaOH溶液检验补铁剂中铁元素的价态?
提示:不能。若补铁剂中含有Fe3+,加入NaOH溶液立即产生红褐色沉淀,则无法检验Fe2+的存在。
(4)如何通过实验证明铁锈中含有Fe3+?
提示:向试管中加入少量铁锈,加入稀盐酸使其溶解,再滴入几滴KSCN溶液,若溶液变成红色,则说明铁锈中含有Fe3+。
(5)向某溶液中滴加氯水后再滴入几滴KSCN溶液,溶液变成红色,能否说明溶液中含有Fe2+?
提示:不能;若溶液中含有Fe3+而不含Fe2+,会发生相同的现象。
1.Fe3+的检验方法
2.Fe2+的检验方法
[名师点拨]
(1)检验Fe3+的方法很多,但在没有特殊要求的条件下,最好选择KSCN溶液,因为此法最灵敏。
(2)检验Fe2+的最佳方法:先加KSCN溶液(无明显现象),然后加新制氯水(溶液变红色),试剂顺序不能颠倒,若先滴入新制氯水,再加入KSCN溶液,溶液显红色,排除不了Fe3+的干扰。
(3)若溶液中同时含有Fe3+、Fe2+,为避免Fe3+对Fe2+的检验造成干扰,通常取少量溶液于试管中,向溶液中滴加适量酸性高锰酸钾溶液,若溶液紫红色褪去,说明原溶液中含有Fe2+(无Cl-、Br-干扰);另取少量溶液于试管中,加入KSCN溶液,若溶液显红色,说明原溶液中含有Fe3+。
(4)Fe3O4中铁元素价态的检验方法:取少量固体于试管中,加入稀硫酸(不能用盐酸)溶解,将溶液分成两份,一份加入酸性高锰酸钾溶液,若溶液紫红色褪去,说明原溶液中含有Fe2+;另一份加入KSCN溶液,若溶液显红色,说明原溶液中含Fe3+。
1.为了检验某FeCl2溶液是否变质,可向溶液中加入( )
A.NaOH溶液 B.铁片
C.KSCN溶液 D.石蕊溶液
解析:选C FeCl2变质会被氧化为FeCl3,Fe3+遇KSCN溶液变红色,故可用KSCN溶液检验溶液是否变红色来判断是否变质。
2.将铁的化合物溶于盐酸,滴加KSCN溶液不发生颜色变化,再加入适量氯水,溶液立即呈红色,该铁的化合物是( )
A.Fe2O3 B.FeCl3
C.Fe2(SO4)3 D.FeO
解析:选D 由题意可知溶于盐酸后的溶液中只有Fe2+没有Fe3+,选项中只有FeO溶解在盐酸中能得到Fe2+:FeO+2H+===Fe2++H2O。
3.下列离子的检验方法合理的是( )
A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色,说明不含Fe2+
B.向某溶液中通入Cl2,然后加入KSCN溶液,溶液变为红色,说明原溶液中含有Fe2+
C.向某溶液中加入NaOH溶液,生成红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3+
D.向某溶液中加入NaOH溶液生成白色沉淀,又观察到沉淀颜色逐渐变为红褐色,说明该溶液中只含有Fe2+,不含有Mg2+
解析:选C 向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液呈红色,证明存在Fe3+,不能证明没有Fe2+,故A项错误;若原溶液中不含Fe2+,含有Fe3+,通入Cl2,加入KSCN溶液,溶液也变为红色,故B项错误;加入NaOH溶液,生成红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3+
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