师：同学们好，今天我们复习的主题是铁及其化合物。先来思考几个问题：一、亚铁离子常用的检验方法有哪些？二、如何制备氢氧化亚铁？三、加热氯化铁溶液能得到无水三氯化铁吗？四、如何除去氯化镁溶液中少量的氯化铁？五、如何实现铁、亚铁离子之间的相互转化？若暂时还有不能解决的问题，希望接下来的复习能帮到大家。现在，我们开始复习。

　　有这样的说法：“陶的古都，洞的世界，茶的绿洲，竹的海洋”，如此赞叹所指的就是我的家乡——宜兴。举世闻名的紫砂壶，有评价说“世界上只有一把壶，它的名字叫宜兴紫砂壶”，这是宜兴的一张名片，原因是宜兴有紫砂矿泥。

　　大家观察紫砂矿泥的图片，从颜色上看，它是红棕色的，大家猜想一下紫砂泥中可能含有什么化学物质？

　　生：可能含有氧化铁。

　　师：非常好。那么怎么证明紫砂矿泥中含有三价铁呢？要解决这个问题，我们得先搞清楚亚铁离子和铁离子如何检验，它们的检验方法有哪些呢？检验方法通常有三种。第一，观察溶液颜色，溶液呈浅绿色，说明含有亚铁离子；溶液呈黄色或者棕黄色，说明含三价铁离子。

　　第二种方法是取样滴加氢氧化钠溶液。若生成红褐色沉淀，说明含有铁离子。那么什么现象表明含有亚铁离子呢？这就涉及氢氧化亚铁到氢氧化铁转化的现象及反应方程式。哪位同学知道这个现象？

　　生：先生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变成红褐色，说明溶液中含有亚铁离子。

　　师：非常正确。这个现象是因为白色的氢氧化亚铁露置在空气中，被氧气氧化，逐渐转化为氢氧化铁。

　　第三种方法，使用硫氰化钾溶液。取样滴加硫氰化钾溶液，观察现象，若溶液变血红色，证明含三价铁离子；若溶液无现象，继续滴加过氧化氢，若溶液变血红色，证明含有亚铁离子。

　　复习巩固了亚铁离子和铁离子的检验方法后，我们来思考下一个问题：如何检验铁离子、亚铁离子共存的混合液当中的亚铁离子或者铁离子？当这两种离子共存时，要分别检验，就得使用它们的特征试剂。一般来说，大家都能想到铁离子应该用硫氰化钾检验，取样滴加硫氰化钾溶液变血红色证明含铁离子。那检验亚铁离子该用什么特征试剂呢？在中学化学中通常使用酸性高锰酸钾溶液，取样滴加酸性高锰酸钾溶液，若溶液褪色证明含亚铁离子。其实亚铁离子检验还可以用另一种特征试纸——铁氰化钾，有兴趣的同学可以去网上查阅资料。

　　现在请同学们思考，还能用什么试剂来检验三价铁离子？这次不是无机试纸，而是一种有机物。

　　生：苯酚。

　　师：对，是苯酚。请同学们回顾一下苯酚的结构与化学性质。首先，苯酚的结构特点是羟基与苯环直接相连。它的化学性质，刚刚检验三价铁离子利用的就是苯酚的显色反应，三价铁离子遇到苯酚会显紫色。因为其结构是酚羟基与苯环直接相连，所以两者之间存在相互影响。苯环对羟基作用，使得羟基氢更容易解离出去，所以苯酚表现出弱酸性。反过来，羟基对苯环的作用使得苯环上处于羟基邻、对位的氢活性增强，更容易被取代。所以当苯酚遇到浓溴水的时候，就易被取代，生成三溴苯酚白色沉淀。

　　当然，由于苯酚结构中含有苯环，所以它可以与氢气发生加成反应。正是由于苯酚中含有酚羟基，而这个羟基具有还原性，所以它容易被氧化，譬如露置在空气中的苯酚会显示粉红色，实际上就是因为它被空气中的氧气氧化。另外还要提醒同学们注意，苯酚的第六个化学性质是与甲醛反应生成酚醛树脂，这个反应类型叫缩聚反应。

　　跟同学们回顾了苯酚的有关知识以后，我们继续回到紫砂泥这个问题上。如何检验紫砂泥中的铁离子呢？能用观察溶液颜色的方法吗？

　　生：不可以，因为紫砂矿泥酸溶以后本身有颜色。

　　师：非常好。那能不能用氢氧化钠溶液来检验呢？

　　生：也不行，因为紫砂矿泥是种矿石，其中会含有其他金属离子进行干扰。

　　师：没错。所以检验紫砂矿泥中的三价铁，还得用硫氰化钾溶液。一般的操作是这样，取样之后先酸溶，加稀硫酸溶解，酸浸，然后静置取上层清液。如果想节省时间，也可以把酸溶以后的紫砂矿泥液用离心机离心，之后取离心液来检验。我们继续取上层清液，然后滴加硫氰化钾溶液，若溶液变血红色，证明紫砂矿泥中的确含有三价铁离子。事实上，查阅《江苏省陶瓷工业卷》资料可知，紫砂矿泥中的确含有氧化铁，含量还比较高，占第三位。同时，以黄龙山的紫砂矿泥为代表，它所含的化学物质挺丰富。

　　站在化学工作者的角度，就会思考这个问题：紫砂矿泥除了用来制作紫砂壶以外，能不能实现从基础材料的提取呢？也就是高一学的那个主题——从紫砂矿泥到基础材料。譬如，能不能从紫砂矿泥入手来制备氧化铁、硫酸亚铁等基础工业原料。

　　接下来我们研究如何从紫砂矿泥来合成水合草酸亚铁。同学们看这个信息，上个月7月12号，比亚迪宣布了最新一代的新能源旗舰轿车——比亚迪汉，作为全球首款搭载刀片电池的轿车，它具备全球最安全的电磁安全保护系统，是我国目前加速最快的量产新能源轿车。所谓刀片电池，其实就是新一代的磷酸铁锂离子电池。草酸亚铁作为合成锂离子电池正极材料磷酸铁锂的原材料，已引起人们广泛关注。因此，我们接下来研究如何从紫砂矿泥获得锂离子电池的原材料——水合草酸亚铁。

　　给同学们这样的思考题：利用所给化学试剂及信息分析，可选择哪些试剂制备水合草酸亚铁？试剂有紫砂矿泥、硫酸、草酸钠溶液、丙酮、氨水、铁、硫氰化钾溶液。同时提供三个信息。我们一起探讨一下，理论上实现这一转化的方案是怎样的？从紫砂矿泥出发，也就是从紫砂矿泥中的氧化铁出发，要获得水合草酸亚铁，这里边有个价态变化，要从三价铁变成亚铁。同学们肯定首先想到要先获得硫酸亚铁，再从硫酸亚铁转化为水合草酸亚铁。