《鐵的多樣性》物質(zhì)的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化PPT課件(第3課時鐵及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系)
第一部分內(nèi)容：素養(yǎng)目標(biāo)
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)性質(zhì)及物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化,設(shè)計實驗進(jìn)行初步驗證,并能分析、解釋有關(guān)實驗現(xiàn)象。逐步提升科學(xué)探究與創(chuàng)新意識以及證據(jù)推理與模型認(rèn)知的意識。
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、檢驗等簡單實驗的方案;能從物質(zhì)類別和元素價態(tài)變化的視角說明物質(zhì)的轉(zhuǎn)化路徑。逐步提升科學(xué)探究與創(chuàng)新意識。
3.分別根據(jù)含有鐵元素的物質(zhì)的性質(zhì),分析生產(chǎn)、生活中的實際問題,如補鐵劑中鐵元素價態(tài)的檢驗、線路板廢液的回收利用等,逐步提升科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任。
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鐵的多樣性PPT，第二部分內(nèi)容：知識鋪墊
1.鐵元素有多種價態(tài),含有同種價態(tài)鐵元素的物質(zhì)之間可以相互轉(zhuǎn)化,如Fe2++2OH- Fe(OH)2↓、Fe3++3OH- Fe(OH)3↓;含有不同價態(tài)鐵元素的物質(zhì)在一定條件下也可以相互轉(zhuǎn)化。如2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-、Fe+2Fe3+ 3Fe2+。
2.鐵具有金屬的通性,FeO、Fe2O3具有堿性氧化物的通性,Fe(OH)2與Fe(OH)3屬于弱堿,具有堿的性質(zhì)。如Fe2O3+6H+ 2Fe3++3H2O、Fe(OH)2+2H+ Fe2++2H2O、Fe(OH)3+3H+ Fe3++3H2O。
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鐵的多樣性PPT，第三部分內(nèi)容：新知預(yù)習(xí)
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.補鐵劑中鐵元素價態(tài)的檢驗
(1)Fe3+的檢驗方法很多,但在沒有特殊要求的條件下,最好選擇KSCN溶液,此法靈敏且現(xiàn)象明顯。
(2)檢驗Fe2+的最好方法是加KSCN溶液(無明顯現(xiàn)象),然后加氯水(溶液變紅色)。
【微思考1】如何檢驗?zāi)宠F的氧化物中含有Fe2+?
提示:取少量固體置于試管中,向其中加入稀鹽酸配制成溶液,加入酸性高錳酸鉀溶液,高錳酸鉀溶液褪色,證明氧化物中含有Fe2+。
【微思考2】堿性氧化物是否都能與水反應(yīng)生成相應(yīng)的堿?FeO與硝酸(具有強氧化性)反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)嗎?
提示:堿性氧化物不一定都能溶于水與水反應(yīng),如FeO、Fe2O3都難溶于水,與水不反應(yīng),因此不能與水反應(yīng)生成相應(yīng)的堿。FeO具有還原性,與硝酸反應(yīng)生成硝酸鐵和氮的氧化物,屬于氧化還原反應(yīng)。
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鐵的多樣性PPT，第四部分內(nèi)容：自主測試
1.下列物質(zhì)中,不能由兩種單質(zhì)直接化合得到的是 ( )
A.FeCl2 B.CuCl2 C.HCl D.Na2O2
答案:A
解析:Fe和Cl2反應(yīng)生成FeCl3,所以FeCl2不能由兩種單質(zhì)直接化合得到,A項符合題意;Cu與Cl2反應(yīng)生成CuCl2,CuCl2能由兩種單質(zhì)直接化合得到,B項不符合題意;H2、Cl2點燃生成HCl,HCl能由兩種單質(zhì)直接化合得到,C項不符合題意;Na與O2在加熱時生成Na2O2,Na2O2能由兩種單質(zhì)直接化合得到,D項不符合題意。
2.有關(guān)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示。A、C、E是常見的金屬單質(zhì),E為紫紅色,反應(yīng)①可用于焊接鐵軌,B是赤鐵礦的主要成分,F的溶液中加入KSCN溶液變紅。(部分反應(yīng)物和生成物省略)
請回答下列問題:
(1)D的化學(xué)式是__________。
(2)可選用__________(填“字母”)實現(xiàn)反應(yīng)C→F的轉(zhuǎn)化。
a.稀鹽酸
b.氯氣/點燃
c.CuSO4溶液
(3)反應(yīng)①的化學(xué)方程式為____________________。
(4)反應(yīng)②的離子方程式為____________________。
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鐵的多樣性PPT，第五部分內(nèi)容：探究
補鐵劑中鐵元素價態(tài)的檢驗
問題探究
1.補鐵劑所含鐵鹽中鐵元素的價態(tài)有幾種可能?
提示:Fe2+、Fe3+、Fe2+和Fe3+。
2.如何驗證某補鐵劑溶液中含F(xiàn)e2+而不含F(xiàn)e3+?
提示:驗證某補鐵劑中含F(xiàn)e2+而不含F(xiàn)e3+,可以根據(jù)檢驗亞鐵離子的方法完成:取少量溶液置于試管中,先加幾滴硫氰酸鉀溶液,溶液不變?yōu)榧t色,證明補鐵劑中不含F(xiàn)e3+。另取補鐵劑加過量氧化劑(補鐵劑中存在較多的抗氧化物質(zhì)如維生素C等),再加過量硫氰酸鉀溶液,溶液變紅色,證明補鐵劑中含有Fe2+。
知識歸納
(1)若溶液中只存在Fe2+,加入氫氧化鈉溶液,溶液中出現(xiàn)白色沉淀并迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色。若同時存在Fe3+,加入氫氧化鈉溶液生成紅褐色沉淀,會掩蓋Fe2+的檢驗。故溶液中有Fe2+和Fe3+同時存在時不能用氫氧化鈉溶液檢驗Fe2+。
(2)檢驗?zāi)澄粗芤褐惺欠窈現(xiàn)e2+時,不能先滴加氯水,后滴加KSCN溶液。因為若未知溶液中含有Fe3+,滴加KSCN溶液時,溶液變成紅色,會干擾Fe2+的檢驗。
典例剖析
例1一個體重50 kg的健康人體內(nèi)含鐵元素2 g,這2 g鐵元素以Fe2+和Fe3+的形式存在,Fe2+易被吸收,所以給貧血者補充鐵時,應(yīng)補充含F(xiàn)e2+的亞鐵鹽,治療缺鐵性貧血的常見方法是服用補鐵藥物。“速力菲”(主要成分:琥珀酸亞鐵,呈暗黃色)是市場上一種常見的補鐵藥物。該藥品不溶于水但能溶于人體中的胃酸。某同學(xué)為了檢測“速力菲”藥片中Fe2+的存在,設(shè)計并進(jìn)行了如下實驗:
(1)試劑1是__________________。
(2)加入試劑2和新制氯水后溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________________。
(3)加入試劑2時溶液為淡紅色說明“速力菲”中的Fe2+已部分氧化,一般在服用“速力菲”時,同時服用Vc,說明Vc具有__________性。不僅溶液中Fe2+易被氧化成Fe3+,堿性環(huán)境中Fe(OH)2更易被O2氧化,請寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________。
對點訓(xùn)練1在探究某補鐵劑中鐵元素價態(tài)的實驗中,老師取一片該補鐵劑用鹽酸溶解,經(jīng)脫色過濾后,得到250 mL近乎無色的溶液,繼續(xù)加入1滴液溴(已知Br2和Cl2的性質(zhì)相似),振蕩,溶液變?yōu)辄S色。
(1)甲同學(xué)認(rèn)為這不是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所致,因Br2水本就呈棕黃色,使溶液變黃色的物質(zhì)是Br2。乙同學(xué)認(rèn)為這是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所致,使溶液變黃色的物質(zhì)是________(填粒子的化學(xué)式),發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________________。
(2)現(xiàn)提供以下試劑:A.酸性高錳酸鉀溶液 B.氫氧化鈉溶液 C.四氯化碳 D.硫氰酸鉀溶液。
請你用兩種方法支持乙同學(xué),寫出選用的試劑編號及實驗中應(yīng)觀察到的現(xiàn)象:
(3)補鐵劑中鐵元素含量的測定通常使用到雙氧水,請寫出將雙氧水滴入該補鐵劑用酸溶解并經(jīng)脫色后的溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 。
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鐵的多樣性PPT，第六部分內(nèi)容：隨堂檢測
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+
答案:A
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+。
2.下列敘述不正確的是( )
答案:D
解析:A項發(fā)生反應(yīng):2FeCl2+Cl2 === 2FeCl3,正確;B項發(fā)生反應(yīng):Fe+2FeCl3 === 3FeCl2,正確;C項銀與鹽酸不反應(yīng),而Fe與鹽酸反應(yīng),正確;D項混合物在空氣中灼燒時,Fe(OH)2最終轉(zhuǎn)變?yōu)镕e2O3,錯誤。
3.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,溶液不會顯紅色
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+
答案:C
解析:高溫下鐵能與水蒸氣反應(yīng)生成Fe3O4和H2,故A項錯誤;Fe3O4溶于鹽酸生成Fe3+和Fe2+,Fe3+與KSCN反應(yīng)得到紅色溶液,故B項錯誤;一般煉鐵的過程就是用CO還原Fe2O3生成Fe,故C項正確;用KSCN溶液鑒別Fe3+主要是利用了Fe3+與KSCN溶液反應(yīng)顯示紅色,而非Fe3+的氧化性,故D項錯誤。
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