探究铁及其化合物的氧化性和还原性

第2课时探究铁及其化合物的氧化性和还原性,【新课导入】 (教师用书备用)铁是合成血红蛋白的主要元素之一,铁缺乏时不能合成足够的血红蛋白,会造成缺铁性贫血。人如果食用含有亚硝酸钠的食物,就会出现口唇、指甲、皮肤发紫,头晕、呕吐、腹泻等症状,严重的可以使人因缺氧而死亡。腐烂的蔬菜等也含有亚硝酸钠等亚硝酸盐类,不能食用。这是因为血红蛋白中的铁元素为低价态,亚硝酸钠进入血液后,把亚铁血红蛋白氧化为高铁血红蛋白,使血液失去携氧功能,而造成组织缺氧。铁元素的低价态和高价态是如何转化的呢?【学习目标】 1.从氧化还原的角度认识铁及其重要化合物的主要性质。2.掌握不同价态铁元素的转化途径。3.掌握检验Fe2+、Fe3+的方法。,课前预习,课堂探究,课前预习 读教材 学基础,回顾知识衔接,1.元素化合价处于最高价态时只有氧化性。2.元素化合价处于最低价态时只有还原性。3.元素化合价处于中间价态时,既有氧化性,又有还原性。,预习教材新知,一、铁元素的存在,二、铁及其化合物的氧化性或还原性1.预测与假设(以Fe、Fe2+、Fe3+为例)(1)只有氧化性的微粒: 。(2)只有还原性的微粒: 。(3)既有氧化性又有还原性的微粒: 。,2.实验方案(以Fe、Fe2+、Fe3+为例)(1)证明Fe3+只有氧化性,需加入还原剂,如Fe、Zn等。(2)证明Fe只有还原性,需加入氧化剂,如H+、Fe3+等。(3)证明Fe2+有氧化性,需加入还原剂,如Zn;证明其有还原性,需加入氧化剂,如Cl2、稀硝酸等。,Fe3+,Fe,Fe2+,3.实验步骤、实验现象(1)Fe3+的性质探究,红,浅绿,氧化,还原,氧化,(2)Fe2+的性质探究,灰绿,红褐,无,浅绿,不变色,红,自评预习效果,1.下列物质能将Fe氧化为Fe3+的是( )A.氢气B.氯气C.浓盐酸 D.稀硫酸2.下列铁的单质或化合物中,铁元素只有氧化性的是( )A.FeB.FeCl2 C.Fe3O4D.FeCl33.下列物质能将Fe2+转化为Fe3+的有( )新制氯水锌稀硝酸铜铁A.B.C. D.,B,D,C,课堂探究 解疑难 提能力,探究1 铁及其化合物的性质,问题导引1.已知Fe3O4中的铁元素的化合价为+2价和+3价,你能写出它与盐酸反应的化学方程式吗?2.已知氢碘酸(HI)有强还原性,你能预测Fe(OH)3和HI反应的产物吗?,【疑难剖析】1.铁的化学性质,2.铁的氧化物及其性质,3.铁的氢氧化物及其性质,【特别提示】 由于+3价铁元素具有氧化性,Fe(OH)3与还原性酸发生氧化还原反应,而不是酸碱中和反应;由于+2价铁元素具有还原性,Fe(OH)2与氧化性酸发生氧化还原反应,而不是酸碱中和反应,故酸与碱之间的反应并不一定是中和反应。Fe(OH)2在空气中极易被氧化,颜色变化为:白色固体灰绿色固体红褐色固体。,【例1】 下列物质反应后一定有Fe3+生成的是()过量的铁与氯气反应Fe与过量的稀硫酸反应后再加H2O2Fe(NO3)2溶液中加少量的盐酸铁与Fe2O3的混合物溶于盐酸中A.只有B.只有C.只有D.全部,解析:中氯气的氧化性较强,直接将铁氧化为三价,又由于不在溶液中进行,所以过量的铁无法再将其还原;中双氧水有强氧化性,可以将亚铁离子氧化为三价铁离子;中硝酸具有强氧化性,可以将亚铁离子氧化为三价铁离子;中若铁是足量的,则溶液中只有亚铁离子。,答案:C,【跟踪训练1】 向11.2 g Fe2O3、Cu的混合物中加入 0.25 molL-1的硫酸溶液600 mL时,固体恰好完全溶解,溶液中不含Fe3+,若用过量的CO在高温下还原相同质量的原混合物,固体减少的质量为( )A.2.4 g B.1.6 g C.4.8 g D.6.4 g,A,探究2 Fe、Fe3+、Fe2+的相互转化及Fe2+、Fe3+的检验,问题导引1.不同价态的铁元素之间有怎样的转化关系?需要加入何种试剂才能实现其转化?2.水溶液中Fe3+为棕黄色,Fe2+为浅绿色,如何通过化学方法确定溶液中有无Fe2+或Fe3+?,【疑难剖析】1.Fe、Fe2+、Fe3+间的相互转化关系“铁三角”,2.Fe2+和Fe3+的检验,【例2】 (2015山东菏泽高一期末)一个体重50 kg的健康人含铁元素2 g,这2 g铁元素以Fe2+和Fe3+的形式存在。Fe2+易被吸收,所以给贫血者补充铁时,应补充含Fe2+的亚铁盐(如FeSO4)。服用维生素C可使食物中的Fe3+转化成Fe2+,有利于人体对铁的吸收。,(2)某些补铁剂的成分是硫酸亚铁,长期放置会因氧化而变质。检验硫酸亚铁是否变质的试剂是(填序号)。稀盐酸石蕊溶液KSCN溶液,(3)要除去FeCl3溶液中少量的氯化亚铁,可行的办法是(填字母)。a.加入铜粉b.加入铁粉c.通入氯气d.加入NaOH溶液根据选用的试剂,写出该过程中发生反应的离子方程式。,(4)电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀铜箔,制造印刷线路板,写出FeCl3与金属铜反应的离子方程式: 。,解析:(1)过程A中,Fe2+转化为Fe3+,失电子,化合价升高,被氧化,而Fe2+本身做还原剂。因为维生素C可将食物中的Fe3+还原为Fe2+,所以维生素C在反应中做还原剂,具有还原性。,(2)某些补铁剂的成分是硫酸亚铁,长期放置会因氧化而变质生成硫酸铁,检验硫酸亚铁是否变质,实际上是检验Fe3+的存在,则试剂是KSCN溶液,选。,【名师点睛】 Fe2+和Fe3+同时存在时,不能用KSCN溶液和氯水验证Fe2+的存在,一般选用酸性KMnO4溶液,若紫红色退去,则可证明Fe2+存在。,解析:O2、Cl2、H2O2(双氧水)均可把Fe或二价铁氧化为三价铁,Fe3O4中既含二价铁,又含三价铁,Cu2+只能把Fe氧化为Fe2+。,【跟踪训练2】 下列反应中有三价铁生成的是(