内容正文:
第三章复习
高一年级 化学
铁、硫、氮及其化合物的
“价-类”二维图
在第三章,我们通过系统的学习Fe S N及其化合物之间的转化,巩固了认识物质性质的两个重要角度 类别通性 和 化合价变化,总结了“价-类”二维图。
有同学可能会产生疑问,说 价态和类别这两个认识角度有什么用呢?
那本节课,我们就通过真实的工业流程分析,感受一下 这两个认识角度 在生产生活的重要作用。
一、设计工业流程
莫尔盐 (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O 是化工生产中的常用试剂。
现以硫铁矿(FeS2)为原料制备莫尔盐。
资料:FeS2与H2SO4不反应
+2 -1
FeS2
……
(NH4)2Fe(SO4)2
问题1:你认为该流程需要哪些步骤?
首先,我们先来试着设计一个工业流程
六水合硫酸亚铁铵,俗称莫尔盐,是化工生产中的常用试剂。
硫铁矿的主要成分为 二硫化亚铁,其中Fe为+2价,S为-1价。现在我们需要以 硫铁矿 原料来制备莫尔盐。已知 FeS2与H2SO4不反应。
请同学们思考一下,这一工业流程需要哪些步骤,请将你的想法写在学案上。
+2 -1
FeS2
+2 +6
(NH4)2Fe(SO4)2
-1 +6
价态:S S
氧化
成盐
+2 +3 +2
Fe Fe Fe
还原
氧化
还原
成盐
氧化
还原
成盐
问题2:每一步骤如何选择合适的试剂?
类别:硫化物 盐 NH4、SO4
+
2-
要设计流程,我们需要先对原料和产物进行对比分析:
从价态角度来看,-1价的硫变为+6价的硫,化合价升高,所以需要有氧化的步骤;
从类别角度来看,硫化物要变为铵盐、硫酸盐,所以需要有成盐的步骤。
我们注意到,当把硫进行氧化时,+2价的Fe也会被氧化为+3价,所以还需要 还原 的步骤。
那这三个步骤的排序是什么样的的呢?
前面资料中提到,二硫化亚铁不与稀硫酸反应,当然也就不溶于水,这也就意味着 可溶性的铵盐和硫酸盐不能直接与FeS2反应,所以成盐这一步不能放在第一。
鉴于氧化得到的三价Fe需要被还原为+2价,所以还原过程必须在氧化过程之后。那么,可选的排列方式有 氧化 还原 成盐 或 氧化 成盐 还原。
步骤我们确定了,那请同学们思考一下,每一步该加入什么试剂呢?
+2 -1
FeS2
+2 +