化學(xué)第10講 鐵及其重要化合物 2“鐵三角”的轉(zhuǎn)化關(guān)系及綜合應(yīng)用優(yōu)選

金屬及其化合物第第 三三 章章第第1010講鐵及其重要化合物講鐵及其重要化合物欄目導(dǎo)航板板 塊塊 一一板板 塊塊 二二板板 塊塊 三三板板 塊塊 四四1“鐵三角鐵三角”的轉(zhuǎn)化關(guān)系的轉(zhuǎn)化關(guān)系考點(diǎn)二考點(diǎn)二“鐵三角鐵三角”的轉(zhuǎn)化關(guān)系及綜合應(yīng)用的轉(zhuǎn)化關(guān)系及綜合應(yīng)用2Fe2Cl2=2Fe32Cl 2Fe2H2O22H=2Fe32H2O 2Fe3Fe=3Fe2 Cu2Fe3=Cu22Fe2 (2)除雜除雜主要物質(zhì)主要物質(zhì)雜質(zhì)雜質(zhì)除雜方法除雜方法Fe2Fe3_FeCl3FeCl2_Fe2Cu2_FeAl_Fe2O3Al2O3、SiO2_加過量鐵粉后過濾加過量鐵粉后過濾 加氯水或加氯水或H2O2 加過量鐵粉后過濾加過量鐵粉后過濾 加過量強(qiáng)堿加過量強(qiáng)堿(如如NaOH)溶液后過濾溶液后過濾 加過量強(qiáng)堿加過量強(qiáng)堿(如如NaOH)溶液后過濾溶液后過濾 (3)鹽溶液的配制與保存鹽溶液的配制與保存含鐵物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖含鐵物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖1判斷正誤，正確的劃判斷正誤，正確的劃“”，錯誤的劃，錯誤的劃“”。(1)檢驗(yàn)溶液中是否含有檢驗(yàn)溶液中是否含有Fe2，取少量待檢驗(yàn)溶液，向其中加入少量新制氯水，取少量待檢驗(yàn)溶液，向其中加入少量新制氯水，再滴加再滴加KSCN溶液，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。溶液，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。()(2)檢驗(yàn)檢驗(yàn)Fe(NO3)2晶體是否氧化變質(zhì)的方法是將晶體是否氧化變質(zhì)的方法是將Fe(NO3)2樣品溶于稀樣品溶于稀H2SO4后，后，滴加滴加KSCN溶液，觀察溶液是否變紅。溶液，觀察溶液是否變紅。()(3)向某溶液中滴加向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不變色，滴加氯水后溶液顯紅色，該溶液溶液，溶液不變色，滴加氯水后溶液顯紅色，該溶液中一定含有中一定含有Fe2。() 2下列除雜的操作不正確的是下列除雜的操作不正確的是()AMgCl2溶液中混有少量溶液中混有少量FeCl3：加入足量鎂充分反應(yīng)后過濾：加入足量鎂充分反應(yīng)后過濾BFeCl2溶液中混有少量溶液中混有少量FeCl3：加入過量鐵粉充分反應(yīng)后過濾：加入過量鐵粉充分反應(yīng)后過濾CCuCl2溶液中混有少量溶液中混有少量FeCl3：加入：加入NaOH溶液充分反應(yīng)后過濾溶液充分反應(yīng)后過濾DCuCl2溶液中混有少量溶液中混有少量FeCl2：先加入：先加入H2O2將將Fe2氧化成氧化成Fe3，再加入，再加入CuO充分反應(yīng)后過濾充分反應(yīng)后過濾解析解析 除去除去CuCl2溶液中少量的溶液中少量的FeCl3應(yīng)加入應(yīng)加入CuO或或CuCO3等，等，C項(xiàng)錯誤。項(xiàng)錯誤。C 混合溶液中混合溶液中Fe3、Fe2的除去方法的除去方法(1)除去除去Mg2中混有的中混有的Fe3的方法：的方法：向混合溶液中加入向混合溶液中加入Mg、MgO、MgCO3、Mg(OH)2中之一，與中之一，與Fe3水解產(chǎn)生的水解產(chǎn)生的H反應(yīng)，促進(jìn)反應(yīng)，促進(jìn)Fe3的水解，將的水解，將Fe3轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而除去。沉淀而除去。(2)除去除去Cu2中混有的中混有的Fe3的方法：的方法：向混合溶液中加入向混合溶液中加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3中之一，與中之一，與Fe3水水解產(chǎn)生的解產(chǎn)生的H反應(yīng)，促進(jìn)反應(yīng)，促進(jìn)Fe3的水解，將的水解，將Fe3轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而除去。沉淀而除去。(3)除去除去Mg2中混有的中混有的Fe2的方法：的方法：先加入氧化劑先加入氧化劑(如如H2O2)將溶液中的將溶液中的Fe2氧化成氧化成Fe3，然后再按，然后再按(1)的方法除去溶的方法除去溶液中的液中的Fe3。(4)除去除去Cu2中混有的中混有的Fe2的方法：的方法：先加入氧化劑先加入氧化劑(如如H2O2)將溶液中的將溶液中的Fe2氧化成氧化成Fe3，然后再按，然后再按(2)的方法除去溶的方法除去溶液中的液中的Fe3。Fe3具有較強(qiáng)的水解能力，具有較強(qiáng)的水解能力，pH3.7時，時，F(xiàn)e3幾乎完全水解生成幾乎完全水解生成Fe(OH)3沉淀，沉淀，在去除在去除Fe3雜質(zhì)時，一般可以調(diào)節(jié)雜質(zhì)時，一般可以調(diào)節(jié)pH值使值使Fe3轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3沉淀除去。沉淀除去。Fe2、Fe3的檢驗(yàn)方法的檢驗(yàn)方法2Fe3的檢驗(yàn)的檢驗(yàn) 方法一：取出少量被檢驗(yàn)的溶液，滴加方法一：取出少量被檢驗(yàn)的溶液，滴加KSCN溶液，溶液變紅色，證明有溶液，溶液變紅色，證明有Fe3存在。存在。方法二：取出少量被檢驗(yàn)的溶液，加入方法二：取出少量被檢驗(yàn)的溶液，加入NaOH溶液，產(chǎn)生紅褐色沉淀，證明有溶液，產(chǎn)生紅褐色沉淀，證明有Fe3存在。存在。方法三：取出少量被檢驗(yàn)的溶液，加入苯酚，溶液變紫色，證明有方法三：取出少量被檢驗(yàn)的溶液，加入苯酚，溶液變紫色，證明有Fe3存在。存在。例例1 (2018陜西漢中調(diào)研陜西漢中調(diào)研)下列離子的檢驗(yàn)方法合理的是下列離子的檢驗(yàn)方法合理的是 ()A向某溶液中滴入向某溶液中滴入KSCN溶液呈血紅色，說明不含溶液呈血紅色，說明不含F(xiàn)e2B向某溶液中通入向某溶液中通入Cl2，然后再加入，然后再加入KSCN溶液變血紅色，說明原溶液中含有溶液變血紅色，說明原溶液中含有Fe2C向某溶液中加入向某溶液中加入NaOH溶液，立即得紅褐色沉淀，說明溶液中含有溶液，立即得紅褐色沉淀，說明溶液中含有Fe3D向某溶液中加入向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色，溶液得白色沉淀，又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色，說明該溶液中只含有說明該溶液中只含有Fe2，不含有，不含有Mg2C 例例1 為了保護(hù)環(huán)境，充分利用資源，某研究小組通過如下簡化流程，將工業(yè)為了保護(hù)環(huán)境，充分利用資源，某研究小組通過如下簡化流程，將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣制硫酸的硫鐵礦燒渣(鐵主要以鐵主要以Fe2O3形式存在形式存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條反應(yīng)條件略件略)?；罨蜩F礦還原活化硫鐵礦還原Fe3的主要反應(yīng)為的主要反應(yīng)為FeS27Fe2(SO4)38H2O=15FeSO48H2SO4，不考慮其他反應(yīng)。請回答下列問題：，不考慮其他反應(yīng)。請回答下列問題：(1)第第步步H2SO4與與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是反應(yīng)的離子方程式是_。(2)檢驗(yàn)第檢驗(yàn)第 步中步中Fe3是否完全還原，應(yīng)選擇是否完全還原，應(yīng)選擇_(填字母填字母)。AKMnO4溶液溶液BK3Fe(CN)Fe(CN)6 6 溶液溶液CKSCN溶液溶液(3)第第步加步加FeCO3調(diào)溶液調(diào)溶液pH到到5.8左右，然后在第左右，然后在第步通入空氣使溶液步通入空氣使溶液pH降到降到5.2，此時，此時Fe2不沉淀，濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡。通入空氣引起溶液不沉淀，濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原降低的原因是因是_。 答題送檢答題送檢 來自閱卷名師報告來自閱卷名師報告錯誤錯誤致錯原因致錯原因扣分扣分(3)忽略了忽略了c(Fe3)對對Fe3水解程度的影響。通入空氣后，溶液中水解程度的影響。通入空氣后，溶液中的的Fe2被被O2氧化成氧化成Fe3，c(Fe3)增大，則溶液中增大，則溶液中c(H)增大增大3 解析解析 (1)第第步，步，H2SO4與與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式為反應(yīng)的離子方程式為Fe2O36H=2Fe33H2O。(2)Fe3遇遇KSCN溶液變紅色，故選溶液變紅色，故選C項(xiàng)。項(xiàng)。(3)通入空氣后，通入空氣后，F(xiàn)e2被氧化為被氧化為Fe3，F(xiàn)e3水解產(chǎn)生水解產(chǎn)生H，使溶液，使溶液pH降低。降低。 答案答案 (1)Fe2O36H=2Fe33H2O(2)C(3)Fe2被氧化為被氧化為Fe3，F(xiàn)e3水解產(chǎn)生水解產(chǎn)生H1用用FeCl3酸性溶液脫除酸性溶液脫除H2S后的廢液，通過控制電壓電解得以再生。某同學(xué)后的廢液，通過控制電壓電解得以再生。某同學(xué)使用石墨電極，在不同電壓使用石墨電極，在不同電壓(x)下電解下電解pH1的的0.1mol/L FeCl2溶液，研究廢液再生溶液，研究廢液再生機(jī)理。記錄如下機(jī)理。記錄如下(a、b、c代表電壓值代表電壓值)：序號序號電壓電壓/V陽極現(xiàn)象陽極現(xiàn)象檢驗(yàn)陽極產(chǎn)物檢驗(yàn)陽極產(chǎn)物 xa電極附近出現(xiàn)黃色，有氣泡產(chǎn)生電極附近出現(xiàn)黃色，有氣泡產(chǎn)生有有Fe3、有、有Cl2 axb電極附近出現(xiàn)黃色，無氣泡產(chǎn)生電極附近出現(xiàn)黃色，無氣泡產(chǎn)生 有有Fe3、無、無Cl2 bx0無明顯變化無明顯變化無無Fe3、無、無Cl2(1)用用KSCN溶液檢驗(yàn)出溶液檢驗(yàn)出Fe3的現(xiàn)象是的現(xiàn)象是_。(2)中，中，F(xiàn)e3產(chǎn)生的原因可能是產(chǎn)生的原因可能是Cl在陽極放電，生成的在陽極放電，生成的Cl2將將Fe2氧化。寫出氧化。寫出有關(guān)反應(yīng)的方程式：有關(guān)反應(yīng)的方程式：_。(3)由由推測，推測，F(xiàn)e3產(chǎn)生的原因還可能是產(chǎn)生的原因還可能是Fe2在陽極放電，原因是在陽極放電，原因是Fe2具有具有_性。性。解析解析 (1)檢驗(yàn)檢驗(yàn)Fe3可選用可選用KSCN溶液，溶液，F(xiàn)e3與與SCN絡(luò)合生成血紅色絡(luò)合生成血紅色Fe(SCN)3，故用故用KSCN溶液檢驗(yàn)出溶液檢驗(yàn)出Fe3的現(xiàn)象是溶液變紅。的現(xiàn)象是溶液變紅。(2)在電解池中，氯離子在陽極放在電解池中，氯離子在陽極放電：電：2Cl2e=Cl2，生成的，生成的Cl2能夠與溶液中的能夠與溶液中的Fe2發(fā)生氧化還原反應(yīng)：發(fā)生氧化還原反應(yīng)：Cl22Fe2=2Cl2Fe3。(3)陽極產(chǎn)物沒有氯氣，亞鐵離子具有還原性，也可能是亞陽極產(chǎn)物沒有氯氣，亞鐵離子具有還原性，也可能是亞鐵離子失電子變?yōu)殍F離子，體現(xiàn)其還原性。鐵離子失電子變?yōu)殍F離子，體現(xiàn)其還原性。溶液變紅溶液變紅 2Cl2e=Cl2、Cl22Fe2=2Cl2Fe3 還原還原