高三化学高考备考一轮复习专题铁及其化合物的转化关系与实验探究课件

铁及其化合物的转化关系与实验探究导航•课标要求1.基于价类二维图理解铁及其化合物的转化关系。2.能通过实验探究掌握Fe2＋与Fe3＋的相互转化。1.铁及其化合物的“三角”转化关系Fe2＋既有氧化性又有还原性，Fe3＋一般只表现氧化性(写出下列反应的离子方程式)。(1)将H2S气体通入FeCl3溶液中产生淡黄色沉淀：__________________________________________________。(2)将FeCl3溶液滴入淀粉－KI溶液，溶液变蓝：___________________________。(3)用FeCl3溶液腐蚀废旧线路板上的铜箔：_______________________________。(4)将H2O2滴入酸性FeCl2溶液：_________________________________________。(5)将FeCl2溶液滴入HNO3溶液中，有无色气体放出：__________________________________________________________2Fe3＋＋H2S===S↓＋2Fe2＋＋2H＋2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O2.铁元素的价－类二维图(1)横向变化体现了同价态不同物质类别(氧化物、盐、碱)之间的转化；①碱性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)转化为盐；②Fe2＋、Fe3＋与碱(OH－)反应生成对应的碱；③难溶性的碱易分解生成对应的氧化物，但难溶性的碱性氧化物一般不与水反应生成对应的碱。(2)纵向变化体现不同价态同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。(3)斜向变化体现不同价态、不同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性和还原性。A2.如图为铁元素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法正确的是(

)D3.某学习小组为认识铁及其化合物的性质、分散系的性质做了如下一组综合实

验，根据实验流程回答相关问题：(1)请写出Fe2O3与①反应的化学方程式____________________________。(2)请写出FeCl3与铁粉反应的离子方程式________________________________。(3)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液最终生成Fe(OH)3浊液，该过程的现象为______________________________，此过程中发生的氧化还原反应为(用化学方程式表示)_________________________________________________________。(4)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，并继续煮沸至红褐色，制得分散系③是________________，它与FeCl3溶液、Fe(OH)3浊液的本质是____________。答案

(1)Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O

(2)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋(3)先生成白色沉淀，逐渐变为灰绿色，最终变为红褐色4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

(4)Fe(OH)3胶体分散质粒子直径不同1.氢氧化亚铁制备的实验探究(1)成功制备Fe(OH)2关键①溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质。②制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。(2)几种典型的制备方法方法装置说明隔绝空气用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备氢气氛围中先打开止水夹，生成的氢气排尽装置中的空气，关闭止水夹，生成的硫酸亚铁被压入氢氧化钠溶液电解法利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，阳极为铁，阴极为石墨2.金属阳离子分离提纯中Fe2＋、Fe3＋的处理方法化工流程题中经常涉及阳离子的分离与除杂，若其他金属阳离子中混有Fe3＋、Fe2＋，需调节溶液的pH，使Fe3＋转化成Fe(OH)3沉淀而除去，但原溶液中的金属阳离子不能形成沉淀。具体方法如下：(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]中的一种，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化成Fe(OH)3沉淀而除杂。(2)除去Zn2＋(或Cu2＋)中混有的Fe2＋的方法先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3＋。题组一氢氧化亚铁的制备1.实验室可以用如图所示装置制备氢氧化亚铁，下列说法错误的是(

)A.实验前应把稀硫酸和氢氧化钠溶液均煮沸处理B.实验开始阶段，应把弹簧夹C和D都打开C.一段时间后，关闭弹簧夹C和D，在B中生成白

色絮状沉淀D.实验结束后关闭弹簧夹D，可以长时间保存氢氧化亚铁C2.用FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备Fe(OH)2。(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入________。(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。(3)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液，这样操作的理由是_________________。答案

(1)稀H2SO4、铁屑(2)煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化题组二金属阳离子分离提纯中含铁物质的转化3.(2021·湖南卷改编)Ce2(CO3)3可用于催化剂载体及功能材料的制备。天然独居石中，铈(Ce)主要以CePO4形式存在，还含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2等物质。以独居石为原料制备Ce2(CO3)3·nH2O的工艺流程如图：(1)流程中“聚沉”加入氧化镁的作用是__________________________；(2)滤渣Ⅲ的主要成分是_____________________________(填化学式)；(3)加入絮凝剂的目的是__________________________________。答案(1)调节溶液的pH，使溶液中的Al3＋和Fe3＋生成对应的氢氧化物沉淀而除去

(2)Fe(OH)3、Al(OH)3

(3)吸附沉淀，使沉淀颗粒变大4.磷酸铁(FePO4)常用作电极材料。以硫铁矿(主要成分是FeS2，

含少量Al2O3、SiO2和Fe3O4)为原料制备磷酸铁的流程如下：已知几种金属离子沉淀的pH如下表所示：请回答下列问题：(1)滤渣3的主要成分是________(写出化学式)。(2)用FeS还原Fe3＋的目的是_________________________________，加入FeO的作用是______________________________(用离子方程式表示)。金属氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3开始沉淀的pH2.37.54.0完全沉淀的pH4.19.75.2(3)试剂R宜选择________(填字母)。A.高锰酸钾 B.稀硝酸C.双氧水 D.次氯酸钠(4)检验“氧化”之后溶液是否含Fe2＋的操作是________________________。1.部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是(

)可与e反应生成b既可被氧化，也可被还原C.可将e加入浓碱液中制得d的胶体D.可存在b→c→d→e→b的循环转化关系C2.某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。请回答：(1)仪器1的名称________。装置5的作用__________________________。(2)实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进，使溶液能进入4中________。(3)装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因______________________________。答案(1)分液漏斗液封，防止空气进入装置4

(2)在装置2、3之间添加控制开关(3)装置4内的空气没有排尽3.硫酸铁铵

[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：回答下列问题：(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是_______________________。(2)步骤②需要加热的目的是_______________________________，温度保持80～95℃，采用的合适加热方式是_________________________。铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为________(填标号)。答案(1)碱煮水洗(2)加快反应热水浴C(3)步骤③中选用足量的H2O2，理由是____________________________。分批加入H2O2，同时为了___________________，溶液要保持pH小于。(4)步骤⑤的具体实验操作有___________________________________________，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。答案(3)将Fe2＋全部氧化为Fe3＋；不引入杂质防止Fe3＋水解(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)4.绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法制备高价铬盐的新工艺，该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料，不产生废弃物，实现了Cr－Fe－Al－Mg的深度利用和Na＋内循环。工艺流程如下：回答下列问题：(1)高温连续氧化工序中被氧化的元素是________(填元素符号)。(2)工序①的名称为__________