專題1（實驗活動）鐵及其重要化合物（導學案）高一化學（原卷版）

第三章鐵金屬材料第一節(jié)鐵及其化合物專題1（實驗活動）鐵及其重要化合物【學習目標】1.進一步認識鐵及其化合物的化學性質和Fe3+的檢驗方法，能由氫氧化亞鐵性質實驗分析并設計出制備氫氧化亞鐵的實驗，構建“鐵三角”轉化關系模型。2.以鐵及其化合物的性質為例，能從物質類別和元素價態(tài)的視角建立含變價元素物質的轉化關系，豐富研究物質的思路和方法。3.通過閱讀硫酸亞鐵藥片說明書，培養(yǎng)獲取信息和初步加工信息的能力，學會設計簡單實驗的方法。并從實際條件出發(fā)，解決生產、生活中的簡單問題，進一步感受化學與生活的緊密聯(lián)系和對人類所作的貢獻?！緦W習重點】Fe2+的還原性、Fe3+的氧化性及檢驗【學習難點】鐵及其化合物的學習方法的建構、實驗方案的設計【課前預習】舊知回顧：1.鐵在潮濕的空氣中生成鐵銹的主要成分是，而鐵在純氧中燃燒的產物是。Fe與Cl2反應特點是，而Fe與鹽酸反應生成。性，鐵鹽具有性，亞鐵鹽具有。新知預習：1.Fe與Br2反應生成，與I2反應時生成，通過這一事實可以說明Br2的氧化性比I2。2.FeO和Fe3O4與HNO3反應時，除考慮與的反應外，還考慮。Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3與HI反應時，除考慮與的反應外，還考慮?！菊n中探究】情景導入：已知鐵直接與35%硝酸反應是很快的，但將一小塊純鐵放入盛70%濃硝酸的小燒杯中(室溫)，鐵在濃硝酸不溶解。再用滴管緩慢地向燒杯中加蒸餾水，直加到溶液體積是原酸液的2倍，濃度約為35%，鐵在這稀釋后的硝酸還是不溶解。那么為什么濃度從70%慢慢降為35%就不反應了呢？困惑的法拉第拿起玻璃棒，想去翻動一下鐵塊，看看它是否出了什么問題。當它剛用玻璃棒的尖端觸到鐵塊時，燒杯里發(fā)生了異常現(xiàn)象—鐵塊迅速地反應起來，就這樣這種奇異的鈍化現(xiàn)象被法拉第發(fā)現(xiàn)了，人們稱這個實驗為法拉第鈍化實驗。一、鐵單質的還原性和Fe3+的氧化性活動一、探究鐵單質的還原性任務一、實驗探究：鐵與硝酸溶液、硫酸銅溶液反應的現(xiàn)象，并分析其原理是什么？完成下表內容。實驗步驟實驗現(xiàn)象實驗原理實驗結論步驟1：在一支試管中加入2mLCuSO4溶液，再將一段鐵絲放入硫酸銅溶液中，過一會兒，取出鐵絲，觀察現(xiàn)象并加以解釋。步驟2：在一支試管中加入2mL稀硝酸溶液，再將一段鐵絲放入溶液中，觀察現(xiàn)象并加以解釋。步驟3：在一支試管中加入2mL70%的濃硝酸溶液，將一段鐵絲放入溶液中，觀察現(xiàn)象，再將溶液加熱，觀察現(xiàn)象，并加以解釋。步驟4：在一支試管中加入2mL98%的濃硫酸，將一段鐵絲放入溶液中，觀察現(xiàn)象，再將溶液加熱，觀察現(xiàn)象，并加以解釋。任務二、問題探究：將鐵絲插入稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中，可能發(fā)生哪些化學反應，其先后順序時什么？【對應訓練】1.下列有關鐵的說法正確的是()A．Fe在稀硝酸中發(fā)生鈍化B．將廢鐵屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工業(yè)廢氣中的Cl2C．向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液顯紅色D．鍍鋅鐵不如鍍錫鐵耐腐蝕2．將0.02mol鐵分別投入足量的下列物質中，在一定條件下充分反應，產生氫氣最多的是（）A．2mol/L稀硫酸 C．5mol/L硝酸 D．灼熱的水蒸氣活動二、探究Fe3+的氧化性任務一、實驗探究：根據(jù)表格內容，完成相關實驗，觀察實驗現(xiàn)象，并分析實驗原理。序號實驗操作實驗現(xiàn)象實驗原理實驗結論1取3mLFeCl3溶液加入試管中，加入幾小塊銅片，振蕩，觀察現(xiàn)象。2在一支盛有3mL蒸餾水的試管中加幾滴FeCl3溶液，再滴加3滴KI溶液，觀察現(xiàn)象。然后向溶液中滴加2滴淀粉溶液，觀察現(xiàn)象。任務二、問題探究：Fe3＋具有氧化性，有何特點和規(guī)律？有何應用？【對應訓練】1．取某含鐵元素的固體A進行如下實驗：根據(jù)下列轉化關系，下列敘述不正確的是()A．試劑1是KSCN溶液B．試劑2可以是新制氯水C．溶液B中只有Fe3＋無Fe2＋D．溶液C到溶液F紅色加深的原因是溶液中的Fe2＋被氧化劑氧化成Fe3＋，使Fe3＋濃度增大2.將金屬鐵、銅投入FeCl3溶液中充分反應，下列對反應情況設想的評價正確的是()選項反應情況設想評價A當鐵、銅均無剩余時，溶液中一定有Fe2＋、Cu2＋，一定無Fe3＋正確，F(xiàn)e3＋和鐵、銅均可反應B當鐵、銅均有剩余時，溶液中一定有Fe2＋、Cu2＋，無Fe3＋正確，鐵和銅都與Fe3＋反應，故無Fe3＋C當銅有剩余，鐵無剩余時，溶液中一定只有Fe2＋，無Cu2＋正確，銅有剩余，故無Cu2＋D當鐵有剩余，銅無剩余時，溶液中一定有Fe2＋、Cu2＋不正確，不可能出現(xiàn)鐵有剩余而銅無剩余的情況，因為鐵的還原性比銅的強，鐵先與Fe3＋反應二、亞鐵鹽的氧化性和還原性活動一、探究亞鐵鹽的氧化性和還原性任務一、實驗探究：根據(jù)表格內容，完成相關實驗，觀察實驗現(xiàn)象，分析實驗原理。序號實驗操作實驗現(xiàn)象實驗原理實驗結論1取3mLFeCl2溶液加入試管中，加入幾小塊鋅片，振蕩，觀察現(xiàn)象。2取3mLFeCl3溶液入試管中，加入足量鐵粉，振蕩，觀察現(xiàn)象。3取3mLFeCl2溶液加入試管中，滴加幾滴氯水，振蕩，觀察現(xiàn)象。4取少量酸性KMnO4溶液于試管中，逐滴加入FeSO4溶液，當溶液紫色褪去時，再滴加2滴KSCN溶液，觀察現(xiàn)象任務二、問題探究：某溶液中加KSCN溶液，顏色無變化，再加氯水溶液變紅，說明什么？發(fā)生的反應是什么？若溶液變紅，然后加足量Fe粉，紅色又褪去，說明什么？寫出反應的離子方程式。【對應訓練】1．把表面有少量氧化物的銅片和鐵片一起放入鹽酸中，充分反應后，所得溶液中的金屬離子為（）A．Fe3＋和Cu2＋ B．Fe2＋和Cu2＋C．Fe2＋和Fe3＋ D．Fe2＋2．已知氯氣有強氧化性，能氧化Fe2+、Br、I等。又已知還原性I>Fe2+>Br。向含有Fe2+、I、Br的溶液中通入一定量氯氣后，對所得溶液中離子的成分分析正確的是（）A．I、Fe3+、Cl B．Fe2+、Cl、BrC．Fe2+、Fe3+、Cl D．Fe2+、I、Cl活動二、Fe(OH)2的制備任務一、問題探究：為了提高皮革的耐曲折強度以及耐化學藥劑和微生物的作用，常常使用綠礬作為鞣革劑。綠礬晶體(FeSO4·7H2O)由于保存不妥或長久放置，容易被空氣中的氧氣氧化而變質。為探究綠礬樣品的變質情況，化學興趣小組的同學設計了下列實驗方案。可供選擇的試劑：硫氰化鉀溶液、酸性高錳酸鉀溶液、氯水、氫氧化鈉溶液、氯化鋇溶液、鐵粉，請參與完成方案設計。實驗準備：取少量綠礬樣品，用蒸餾水在燒杯中配成溶液。①如何證明綠礬已被氧化？②如何證明綠礬已完全被氧化③為了防止綠礬溶液被氧化，如何操作？任務二、結合Fe(OH)2容易被空氣中的氧氣氧化成Fe(OH)3的性質，思考制備Fe(OH)2有哪些方法？【對應訓練】1.下列各圖示中能較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀的是()A．①②③ B．①②④ C．①②③④ D．②③④2．實驗室用FeCl2和燒堿制備Fe(OH)2，為了使生成的產物不容易被氧化，下列說法不正確的是()A．配制FeCl2溶液和燒堿溶液所用的蒸餾水通常要煮沸B．可在FeCl2溶液的上面加一層苯，以隔絕空氣C．向FeCl2溶液中滴加燒堿溶液時，膠頭滴管尖嘴不能伸入溶液內D．產生Fe(OH)2沉淀后，不能振蕩試管【課后鞏固】1．下列說法錯誤的是()A．濃硫酸在空氣中敞口放置一段時間，濃度變小B．鐵片投入冷的濃硝酸中，鐵片不溶解C．鋼片投入濃硝酸中，產生紅棕色氣體D．石蕊溶液滴入稀硫酸中，溶液變藍2．向FeCl3溶液中同時加入鐵粉和銅粉，充分反應后不會出現(xiàn)的結果是()A．鐵、銅均有 B．鐵、銅均無C．有銅無鐵 D．有鐵無銅3．在硫酸鐵溶液中，加入ag銅完全溶解后再加入bg鐵，充分反應后得到cg殘余固體，且a＞c，則下列說法中正確的是()A．殘余固體可能為鐵和銅的混合物B．最后得到的溶液可能含有Fe3＋C．殘余固體是鐵，溶液中一定不含Cu2＋D．殘余固體全部是銅4．將過氧化鈉投入FeCl2溶液中，可觀察到的實驗現(xiàn)象是（）A．有無色氣體和白色沉淀生成 B．有無色氣體和紅褐色沉淀生成C．無氣體產生，有沉淀生成 D．有氣體產生，無沉淀生成5.甲同學用FeCl2和燒堿制備Fe(OH)2；乙同學用如圖裝置制備Fe(OH)2，為了生成的產物不容易被氧化，下列說法不正確的是()FeCl2溶液的上面加一層植物油，以隔絕空氣FeCl2溶液中滴加燒堿溶液時，膠頭滴管尖嘴可以伸入到液面下D.乙同學應該先關閉止水夾，一段時間以后再打開止水夾6.納米級四氧化三鐵是應用最為廣泛的軟磁性材料之一。共沉淀法是目前制備納米四氧化三鐵的重要方法，其流程如圖所示：下列說法錯誤的是()A.保存溶液A時，應加入少量鐵粉B.FeSO4?7H2O和FeCl3?6H2O的物質的量之比最好應為2∶1C.取濾液進行焰色反應，火焰為黃色7．某同學欲利用如圖裝置制取能較長時間存在的Fe(OH)2，其中實驗所用溶液現(xiàn)配現(xiàn)用且蒸餾水先加熱煮沸。下列分析不正確的是A．X可以是稀硫酸或稀鹽酸，但不能是稀硝酸B．實驗開始時應先關閉止水夾a、打開b，再向燒瓶中加入XC．反應一段時間后可在錐形瓶中觀察到白色沉淀D．反應結束后若關閉b及分液漏斗活塞，則Fe(OH)2可較長時間存在8．實驗探究Fe2＋、Fe3＋的性質。已知：Fe2＋可與K3[Fe(CN)6]溶液反應生成藍色沉淀。（1）分別取一定量硫酸鐵、氯化亞鐵固體，均配制成0.1mol·L－1溶液。配制FeCl2溶液時需加入少量鐵屑，目的是__________________________________。（2）甲組同學取2mLFeCl2溶液，加入幾滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液變紅，說明Cl2可將Fe2＋氧化。FeCl2溶液與氯水反應的離子方程式為________________________________。（3）乙組同學認為甲組實驗不夠嚴謹，該組同學用煮沸冷卻后的水配制溶液，向2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油，再于液面下依次加入幾滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液變紅，煤油的作用是_____________________________。（4）丙組同學取10mL0.1mol·L－1KI溶液，加入足量0.1mol·L－1Fe2(SO4)3溶液混合后，滴加淀粉溶液，出現(xiàn)藍色，該現(xiàn)象說明氧化性：Fe3＋_______I2(填“＞”或“＜”)；另取2mLFeCl2溶液，加入幾小塊鋅片，實驗現(xiàn)象為_______________________，說明Fe2＋具有_______。(填“氧化性”或“還原性”)。（5）丁組同學為探究維生素C是否可將Fe3＋轉化為Fe2＋，設計了如下實驗。實驗操作實驗現(xiàn)象得出結論取一定量Fe2(SO4)3溶液于試管中，加入維生素C片，振