(原创)用氧化还原思维学习“铁三角”的相互转化

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我们在学习高一化学必修一第三章金属及其化合物时,不同价态铁之间的转化是这一章中的重点,也是这一章中的难点,如何让学生轻松掌握这一部分内容,并且熟知它们之间的转化关系,是教师需要解决的一个问题。
第二章中我们学习了氧化还原反应,它的实质是电子的得失和转移,表现为化合价发生变化。不同价态铁之间的转化,由于存在化合价之间的变化,则一定是氧化还原反应。按照这个思路,我们在学习“铁三角”时,利用氧化还原反应知识,首先明确加入的反应物具有的氧化性、还原性,再考虑元素化合价的升降,这部分内容就变得有规律可循了。
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首先,我们来看Fe,由于0价是铁的最低价,化合价只能升高,所以Fe只具有还原性,由于铁有+2价、+3价,所以在讲授被氧化剂氧化时,需分成两种情况:1. Fe与强氧化剂(如Cl2、硝酸、浓硫酸等)反应时,被氧化成+3价的铁;2. Fe与弱氧化剂(如S、H+、Cu2+等)反应时,被氧化成+2价的铁。
其次,我们来看Fe2+,由于+2价是铁的中间价态,化合价可以升高也可以降低,所以Fe2+既具有氧化性又具有还原性,也分成两种情况:1. Fe2+与强氧化剂(如Cl2、硝酸、过氧化氢、O2等)反应时,被氧化成+3价的铁;2. Fe2+与强还原剂(如C、Zn、Al等)反应时,被还原成0价的铁。
最后,我们来看Fe3+,由于+3价是铁的较高价态,所以Fe3+一般只表现氧化性,如果Fe3+与强还原剂(如C、Al、CO等)反应时,如炼铁、铝热反应等加热、高温环境下,Fe3+会被还原成0价的铁。但如果遇到Fe、Cu等还原剂时,这类反应一般在溶液中进行,则Fe3+被还原成+2价的铁。