资源描述
自然界蕴藏着大量的金属化合物，为了更好地开发和利用这些自然资源，探索金属及其化合物的转化规律至关重要。在人类的生产、生活实践中，为了合理利用已经获得的金属及其化合物，必须深入了解它们的性质和反应。金属种类多，性质也有差异，必须结合具体的金属进行分析。 铁是应用最广泛的金属，那么铁及其化合物是怎样转化，遵循什么样的思路，反应的途径有哪些？ 本单元侧重探究铁及其化合物转化的思路。赤铁矿赤铁矿固体氯化铁固体氯化铁硫酸亚铁硫酸亚铁新课导入新课导入反应的合理选择反应的合理选择一、转化路径的设计 首先必须明确目标产物目标产物，然后依据目标产物特性选择反应原料反应原料和可能的反反应路径应路径，确定反应类型和反应条件反应类型和反应条件，依据所发生的化学反应和产物分离的要求合理选择反应装置反应装置等。二、转化路径的选择反应的合理选择反应的合理选择（一）请以铁为原料，设计制备氯化铁的实验方案，写出可能的反应路径和有关反应的化（一）请以铁为原料，设计制备氯化铁的实验方案，写出可能的反应路径和有关反应的化学方程式。学方程式。路径路径1 1：在点燃条件下氯气将铁氧化为+3价的铁化合物，并从反应炉中排出，经冷凝后得到固体三氯化铁。FeFeCl32Fe + 3Cl2 = FeCl32Fe + 3Cl2 = FeCl3路径路径2 2：用盐酸溶解铁，生成的FeCl2在溶液中被Cl2氧化为FeC13，分离提纯后得到产物。Fe FeCl2 FeCl3Fe + 2HCl = FeCl2 + H22FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3反应的合理选择反应的合理选择路径路径3 3：在一定条件下用空气将铁氧化成氧化铁，再将氧化铁溶解在盐酸中得到氯化铁，分离提纯后得到产物。Fe Fe2O3 FeCl3Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O思考：以上三条路径都可以制得氯化铁，那么哪条路径更好，你选择的原则是什么？ 实际制备物质时，必须根据反应原料、反应条件、反应步骤、产物要求、实际制备物质时，必须根据反应原料、反应条件、反应步骤、产物要求、反应装置、环境保护、生产成本等因素进行综合判断，选择合适、可控的反反应装置、环境保护、生产成本等因素进行综合判断，选择合适、可控的反应路径。应路径。反应的合理选择反应的合理选择（二）（二）FeFe3+3+离子的检验离子的检验1 1、观察法观察法棕黄色棕黄色2 2、加碱法加碱法向一支试管中加入少量的FeCl3溶液然后各滴入NaOH溶液。产生红褐色沉淀。产生红褐色沉淀。反应的合理选择反应的合理选择3 3、KSCNKSCN溶液检验法溶液检验法滴加滴加KSCNKSCN溶液溶液血红色血红色反应的合理选择反应的合理选择评价：评价：1 1、加碱法：需要加入的碱量较多，现象也容易受到干扰，反应的灵敏度和精确性、加碱法：需要加入的碱量较多，现象也容易受到干扰，反应的灵敏度和精确性都不高。都不高。2 2、含有、含有FeFe3+3+的溶液中滴加的溶液中滴加KSCNKSCN溶液，反应混合液立刻变成了血红色，而溶液，反应混合液立刻变成了血红色，而FeFe2+2+遇遇KSCNKSCN溶液不显色。这种方法灵敏度高，溶液不显色。这种方法灵敏度高，基础实验基础实验【实验1】取两支试管分别编为A、B，向A试管中加入3mL0.1molL-1FeCl3溶液，向B试管中加3mL0.1molL-1FeCl2溶液。然后向两支试管中各滴加2滴硫氰化钾溶液，观察实验现象。【实验2】向实验1的A试管中加入过量铁粉，观察实验现象。【实验3】向实验1的B试管中加入少量新制氯水，观察实验现象。试管A滴加滴加KSCNKSCN溶液溶液过量铁粉过量铁粉无色Fe3+ + 3SCN- = Fe(SCN)3（血红色）2Fe3+Fe =3Fe2+血红色滴加滴加KSCNKSCN溶液溶液无现象无现象FeClFeCl2 2溶液溶液试管试管B B滴加滴加新制氯水新制氯水血红色血红色FeFe2+2+被被ClCl2 2氧化成氧化成FeFe3+3+，与，与KSCNKSCN溶液反应，观察到溶液变成红色。溶液反应，观察到溶液变成红色。2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-基础实验基础实验2Fe2+H2O2 + 2H+ = 2Fe3+2H2O 为实现为实现+2+2价的亚铁盐、价的亚铁盐、+3+3价的铁盐之间的相互转化，可以选择适当的氧化剂价的铁盐之间的相互转化，可以选择适当的氧化剂或还原剂。或还原剂。FeFe2+2+和和FeFe3+3+之间的转化常发生在溶液中。之间的转化常发生在溶液中。学以致用学以致用1、在配制含Fe2+的溶液时，为防止溶液中的Fe2+被氧化，可以采取什么措施？为什么？2、若要除去废水中的Fe2+？3、用毛笔蘸取少量30%的FeC13溶液，在铜片上画一个“+”，放置片刻后，用少量水将铜片上的溶液冲洗掉，观察到什么现象？原理是什么？铜片上留下一个光亮的铜片上留下一个光亮的“+”“+”号，号，2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+反应条件的控制反应条件的控制取A、B两支试管，分别加入6mL0.1molL-1的新制FeSO4溶液。（1）向A试管中滴加0.1molL-1NaOH溶液，边滴加边振荡试管，观察实验现象。（2）用长胶头滴管吸取几滴经过煮沸并冷却的0.1molL-1NaOH溶液，将胶头滴管末端伸入B试管中FeSO4溶液的液面之下，慢慢挤出NaOH溶液，观察实验现象。FeClFeCl3 3溶液中的现象溶液中的现象FeClFeCl3 3溶液中产生了红褐色沉淀；溶液中产生了红褐色沉淀；FeSOFeSO4 4溶液生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，过一段时间后还会有红褐色物质溶液生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，过一段时间后还会有红褐色物质生成。生成。白色白色红褐色红褐色灰绿色灰绿色FeSO4溶液中的现象FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2+Na2S044Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3反应条件的控制反应条件的控制 亚铁盐与氢氧化钠溶液反应能生成白色氢氧化亚铁沉淀。亚铁盐非常容易被氧气或其他氧化剂氧化，生成的氢氧化亚铁也很不稳定，容易被空气中的氧气氧化。在实验室中，希望利用亚铁盐与氢氧化钠溶液反应制得氢氧化亚铁，反应的原料必须使用新制的、不含三价铁盐的亚铁盐溶液与不含溶解氧的氢氧化钠溶液；在反应过程中还要采取措施，防止反应混合物与氧气或其他氧化剂接触，才能得到白色氢氧化亚铁沉淀。反应条件的控制反应条件的控制 化学反应都是在一定条件下发生的。反应条件对化学反应的方向、速率和限度都会有不同程度的影响。在研究物质的性质和制备时，应依据化学反应的规律和反应物、生成物的特点，合理选择并控制好反应条件合理选择并控制好反应条件，才能达到预期的结果。课堂小结课堂小结课堂检测课堂检测1.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，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2+C.向某溶液中加入NaOH溶液，得红棕色沉淀，说明溶液中含有Fe3+D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2+，不含有Mg2+C2. 下列说法中正确的是()A.铁在干燥的空气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色的Fe3O4B.铁跟盐酸反应生成氯化铁和氢气C.铁丝浸入硫酸铜溶液中片刻，取出，表面出现红色的铁锈D.烤蓝是在铁制品表面通过化学反应生成致密的氧化膜以防止铁生锈D课堂检测课堂检测3.已知：高温下，Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，下列有关该反应的说法正确的是（）A.H2O是还原剂 B.Fe被氧化C.H2O发生氧化反应 D.Fe得到电子B B3Fe+4H3Fe+4H2 2O OFeFe3 3O O4 4+4H+4H2 2高温高温课堂检测课堂检测
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