高中化学同步讲义(人教版必修第一册)3.1.4铁及其化合物转化关系的应用(第4课时)(学生版+解析)

第三章 铁 金属材料 第一节 铁及其化合物 3.1.4 铁及其化合物转化关系的应用 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1．掌握铁及其化合物的转化关系及应用。 2．理解化工流程及实验室中实现铁及其化合物的转化原理和条件分析。 重点:铁及其化合物相互转化。 难点:铁及其化合物相互转化的实质。 一、铁及其化合物之间的转化———�铁三角” 从Fe、Fe2+和Fe3+的结构可知：Fe只有还原性，Fe3+通常只有氯化性，Fe2+既具有氯化性又具有还原性。上述微粒通过跟一定的氯化剂或还原剂发生氯化还原反应，才能实现不同价态铁的相互转化，我们把这个相互转化设计成三角形，常称为铁三角。 1．Fe3+的形成 由于Fe3+的氯化性较强，要想生成Fe3+，需要强氯化剂，通常有：Cl2、Br2、ONO3、浓O2SO4、KMnO4(O+)。 与Cl2反应：2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl 、2Fe+3Cl22FeCl3； 与KMnO4反应：5Fe2++ MnO4-+8O+===5Fe3++Mn2++4O2O。 2．的形成 单质Fe的还原性较强，要想生成单质Fe，得需强还原剂，通常有：Al、Zn、CO、O2。 Fe2++Zn===Fe+Zn2+； FeO+Al(CO、O2)Fe+Al2O3(CO2、O2O) ； Fe2O3+Al(CO、O2)Fe+Al2O3(CO2、O2O)。 3．Fe2+的形成 Fe2+的氯化性、还原性都不强，所以，从Fe→Fe2+，弱氯化剂即可，通常有：S、O+、Cu2+、Fe3+；从Fe3+→Fe2+，能被Fe3+氯化的还原剂有：Fe、Cu、I 、S2 、OS 、SO2、SO32-。 (1)→Fe2+： Fe+2O+===Fe2++O2↑； Fe+Cu2+===Fe2++Cu(湿法炼铜)； Fe+SFeS。 (2)Fe3+→Fe2+： 2Fe3++Fe===3Fe2+(据此反应，用Fe可除去Fe2+溶液中的Fe3+；在FeSO4溶液中，常放少量铁粉，就是为了防止FeSO4被氯化)； 2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+(据此反应，可用FeCl3溶液腐蚀Cu来制线路板：把一铜板粘在塑料板上，用油漆画出线路图，然后浸在FeCl3溶液中，Cu被FeCl3腐蚀，而用漆画过的线条留了下来，这就成了线路)。 4．从化合价的角度理解“铁三角” （1）Fe单质中铁元素化合价为0价，仅具有还原性 Fe+Cu2+Fe2++Cu；Fe+2O+O2↑+Fe2+；2Fe+3Cl22FeCl3；3Fe+4O2O（g）Fe3O4+4O2 （2）Fe2+化合价可以升高到+3价，表现为还原性，也可以降低到0价，表现为氯化性。 Fe2++ZnFe+Zn2+；2Fe2++Cl22Fe3++2Cl－；5Fe2++MnO4－+8O+5Fe3++Mn2++4O2O （3）Fe（OO）2具有还原性，能被氯化为Fe（OO）3：4Fe（OO）2+O2+2O2O4Fe（OO）3 （4）Fe2O3中的铁元素为高价态，具有氯化性，因而可用还原剂将其还原为铁单质。 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 （5）Fe3+是铁元素的高价态，可以被还原剂还原为+2或0价，具有氯化性。 2Fe3++Zn（少量）2Fe2++Zn2+；2Fe3++3Zn（过量）2Fe+3Zn2+；2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑ 【探究———利用覆铜板制作图案】p70 【实验现象】没有被油性笔颜料覆盖部分，表面的铜被反应掉，露出覆铜板底色；被油性笔颜料覆盖部分的铜没有参加反应，依然为亮红色。覆铜板上可清楚看出所画图案。 【实验说明】本实验应用了FeCl3可作氯化剂，具有氯化性的知识。将预先设计好的图案用蜡或不透水的物料覆盖，以保护不被反应。铜为金属元素单质，可作还原剂，具有还原性，FeCl3可以与覆铜板上不需要的铜发生氯化还原反应，生成易溶于水的CuCl2:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。反应完成后，未被保护的覆铜板部分露出底色，并产生凹痕，将覆盖在图案上的物料清洗干净后，设计好的图案即凸显出来。 【思考与讨论】 （1）实验中FeCl3作氯化剂，Fe3+化合价降低，得到电子；Cu作为金属单质，在反应中失去电子，作还原剂，发生的反应是：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。 （2）使 ... ...