高三化學(xué)高考備考一輪復(fù)習(xí)專題鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系與實(shí)驗(yàn)探究課件

鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系與實(shí)驗(yàn)探究導(dǎo)航?課標(biāo)要求1.基于價(jià)類二維圖理解鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系。2.能通過實(shí)驗(yàn)探究掌握Fe2＋與Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化。1.鐵及其化合物的“三角”轉(zhuǎn)化關(guān)系Fe2＋既有氧化性又有還原性，F(xiàn)e3＋一般只表現(xiàn)氧化性(寫出下列反應(yīng)的離子方程式)。(1)將H2S氣體通入FeCl3溶液中產(chǎn)生淡黃色沉淀：__________________________________________________。(2)將FeCl3溶液滴入淀粉－KI溶液，溶液變藍(lán)：___________________________。(3)用FeCl3溶液腐蝕廢舊線路板上的銅箔：_______________________________。(4)將H2O2滴入酸性FeCl2溶液：_________________________________________。(5)將FeCl2溶液滴入HNO3溶液中，有無色氣體放出：__________________________________________________________2Fe3＋＋H2S===S↓＋2Fe2＋＋2H＋2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O2.鐵元素的價(jià)－類二維圖(1)橫向變化體現(xiàn)了同價(jià)態(tài)不同物質(zhì)類別(氧化物、鹽、堿)之間的轉(zhuǎn)化；①堿性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)轉(zhuǎn)化為鹽；②Fe2＋、Fe3＋與堿(OH－)反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的堿；③難溶性的堿易分解生成對(duì)應(yīng)的氧化物，但難溶性的堿性氧化物一般不與水反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的堿。(2)縱向變化體現(xiàn)不同價(jià)態(tài)同物質(zhì)類別之間的轉(zhuǎn)化，主要體現(xiàn)物質(zhì)的氧化性或還原性。(3)斜向變化體現(xiàn)不同價(jià)態(tài)、不同物質(zhì)類別之間的轉(zhuǎn)化，主要體現(xiàn)物質(zhì)的氧化性和還原性。A2.如圖為鐵元素的價(jià)類二維圖，其中的箭頭表示部分物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。下列說法正確的是(

)D3.某學(xué)習(xí)小組為認(rèn)識(shí)鐵及其化合物的性質(zhì)、分散系的性質(zhì)做了如下一組綜合實(shí)

驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)流程回答相關(guān)問題：(1)請(qǐng)寫出Fe2O3與①反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________。(2)請(qǐng)寫出FeCl3與鐵粉反應(yīng)的離子方程式________________________________。(3)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液最終生成Fe(OH)3濁液，該過程的現(xiàn)象為______________________________，此過程中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)為(用化學(xué)方程式表示)_________________________________________________________。(4)將FeCl3飽和溶液滴入沸水中，并繼續(xù)煮沸至紅褐色，制得分散系③是________________，它與FeCl3溶液、Fe(OH)3濁液的本質(zhì)是____________。答案

(1)Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O

(2)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋(3)先生成白色沉淀，逐漸變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

(4)Fe(OH)3膠體分散質(zhì)粒子直徑不同1.氫氧化亞鐵制備的實(shí)驗(yàn)探究(1)成功制備Fe(OH)2關(guān)鍵①溶液中不含F(xiàn)e3＋和O2等氧化性物質(zhì)。②制備過程中，保證生成的Fe(OH)2在密閉的隔絕空氣的體系中。(2)幾種典型的制備方法方法裝置說明隔絕空氣用不含F(xiàn)e3＋的FeSO4溶液與用不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應(yīng)制備氫氣氛圍中先打開止水夾，生成的氫氣排盡裝置中的空氣，關(guān)閉止水夾，生成的硫酸亞鐵被壓入氫氧化鈉溶液電解法利用電解實(shí)驗(yàn)可以制得純凈的Fe(OH)2白色沉淀，陽(yáng)極為鐵，陰極為石墨2.金屬陽(yáng)離子分離提純中Fe2＋、Fe3＋的處理方法化工流程題中經(jīng)常涉及陽(yáng)離子的分離與除雜，若其他金屬陽(yáng)離子中混有Fe3＋、Fe2＋，需調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe3＋轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3沉淀而除去，但原溶液中的金屬陽(yáng)離子不能形成沉淀。具體方法如下：(1)除去Zn2＋(或Cu2＋)中混有Fe3＋的方法向混合溶液中加入ZnO、ZnCO3、Zn(OH)2[或CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu(OH)2CO3]中的一種，與Fe3＋水解產(chǎn)生的H＋反應(yīng)，促進(jìn)Fe3＋的水解，將Fe3＋轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3沉淀而除雜。(2)除去Zn2＋(或Cu2＋)中混有的Fe2＋的方法先加入氧化劑(如H2O2)將溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3＋。題組一氫氧化亞鐵的制備1.實(shí)驗(yàn)室可以用如圖所示裝置制備氫氧化亞鐵，下列說法錯(cuò)誤的是(

)A.實(shí)驗(yàn)前應(yīng)把稀硫酸和氫氧化鈉溶液均煮沸處理B.實(shí)驗(yàn)開始階段，應(yīng)把彈簧夾C和D都打開C.一段時(shí)間后，關(guān)閉彈簧夾C和D，在B中生成白

色絮狀沉淀D.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后關(guān)閉彈簧夾D，可以長(zhǎng)時(shí)間保存氫氧化亞鐵C2.用FeSO4溶液與不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應(yīng)制備Fe(OH)2。(1)用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時(shí)還需要加入________。(2)除去蒸餾水中溶解的O2常采用________的方法。(3)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用長(zhǎng)滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再擠出NaOH溶液，這樣操作的理由是_________________。答案

(1)稀H2SO4、鐵屑(2)煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸O2而被氧化題組二金屬陽(yáng)離子分離提純中含鐵物質(zhì)的轉(zhuǎn)化3.(2021·湖南卷改編)Ce2(CO3)3可用于催化劑載體及功能材料的制備。天然獨(dú)居石中，鈰(Ce)主要以CePO4形式存在，還含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2等物質(zhì)。以獨(dú)居石為原料制備Ce2(CO3)3·nH2O的工藝流程如圖：(1)流程中“聚沉”加入氧化鎂的作用是__________________________；(2)濾渣Ⅲ的主要成分是_____________________________(填化學(xué)式)；(3)加入絮凝劑的目的是__________________________________。答案(1)調(diào)節(jié)溶液的pH，使溶液中的Al3＋和Fe3＋生成對(duì)應(yīng)的氫氧化物沉淀而除去

(2)Fe(OH)3、Al(OH)3

(3)吸附沉淀，使沉淀顆粒變大4.磷酸鐵(FePO4)常用作電極材料。以硫鐵礦(主要成分是FeS2，

含少量Al2O3、SiO2和Fe3O4)為原料制備磷酸鐵的流程如下：已知幾種金屬離子沉淀的pH如下表所示：請(qǐng)回答下列問題：(1)濾渣3的主要成分是________(寫出化學(xué)式)。(2)用FeS還原Fe3＋的目的是_________________________________，加入FeO的作用是______________________________(用離子方程式表示)。金屬氫氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3開始沉淀的pH2.37.54.0完全沉淀的pH4.19.75.2(3)試劑R宜選擇________(填字母)。A.高錳酸鉀 B.稀硝酸C.雙氧水 D.次氯酸鈉(4)檢驗(yàn)“氧化”之后溶液是否含F(xiàn)e2＋的操作是________________________。1.部分含鐵物質(zhì)的分類與相應(yīng)化合價(jià)關(guān)系如圖所示。下列推斷不合理的是(

)可與e反應(yīng)生成b既可被氧化，也可被還原C.可將e加入濃堿液中制得d的膠體D.可存在b→c→d→e→b的循環(huán)轉(zhuǎn)化關(guān)系C2.某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖裝置(氣密性已檢查)制備Fe(OH)2白色沉淀。請(qǐng)回答：(1)儀器1的名稱________。裝置5的作用__________________________。(2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，關(guān)閉K2，打開K1，反應(yīng)一段時(shí)間后，再打開K2，關(guān)閉K1，發(fā)現(xiàn)3中溶液不能進(jìn)入4中。請(qǐng)為裝置作一處改進(jìn)，使溶液能進(jìn)入4中________。(3)裝置改進(jìn)后，將3中反應(yīng)后溶液壓入4中，在4中析出了灰綠色沉淀。從實(shí)驗(yàn)操作過程分析沒有產(chǎn)生白色沉淀的原因______________________________。答案(1)分液漏斗液封，防止空氣進(jìn)入裝置4

(2)在裝置2、3之間添加控制開關(guān)(3)裝置4內(nèi)的空氣沒有排盡3.硫酸鐵銨

[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一種重要鐵鹽。為充分利用資源，變廢為在實(shí)驗(yàn)室中探究采用廢鐵屑來制備硫酸鐵銨，具體流程如下：回答下列問題：(1)步驟①的目的是去除廢鐵屑表面的油污，方法是_______________________。(2)步驟②需要加熱的目的是_______________________________，溫度保持80～95℃，采用的合適加熱方式是_________________________。鐵屑中含有少量硫化物，反應(yīng)產(chǎn)生的氣體需要凈化處理，合適的裝置為________(填標(biāo)號(hào))。答案(1)堿煮水洗(2)加快反應(yīng)熱水浴C(3)步驟③中選用足量的H2O2，理由是____________________________。分批加入H2O2，同時(shí)為了___________________，溶液要保持pH小于。(4)步驟⑤的具體實(shí)驗(yàn)操作有___________________________________________，經(jīng)干燥得到硫酸鐵銨晶體樣品。答案(3)將Fe2＋全部氧化為Fe3＋；不引入雜質(zhì)防止Fe3＋水解(4)加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾(洗滌)4.綠色化學(xué)在推動(dòng)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。某科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種熔鹽液相氧化法制備高價(jià)鉻鹽的新工藝，該工藝不消耗除鉻鐵礦、氫氧化鈉和空氣以外的其他原料，不產(chǎn)生廢棄物，實(shí)現(xiàn)了Cr－Fe－Al－Mg的深度利用和Na＋內(nèi)循環(huán)。工藝流程如下：回答下列問題：(1)高溫連續(xù)氧化工序中被氧化的元素是________(填元素符號(hào))。(2)工序①的名稱為__________