内容正文:
转 化 应 用
深化提能力(一)
含铁化合物的制备
深化提能力(二)
铁及其化合物的转化与应用
第 三 板 块
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命题点(一) 氢氧化亚铁的制备
1.制备原理
制备原理 Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓
成功关键 溶液中不含O2等氧化性物质;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.常用方法
方法一:
有机覆盖层法 将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下,并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4),以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应,如图所示
方法二:
还原性气体保护法 用H2将装置内的空气排尽后,再将亚铁盐与NaOH溶液混合,这样可长时间观察到白色沉淀,如图所示
方法三:
电解法 用铁作阳极,电解NaCl(或NaOH)溶液,并在液面上覆盖苯或煤油,如图所示
续表
[例1] Fe(OH)2的制备实验是实验研究的热点,某化学学习小组设计了下列方法制备氢氧化亚铁。
方法一:用如图所示装置(夹持仪器省略)制备氢氧化亚铁。
实验步骤如下:
Ⅰ.检查装置气密性后,关闭K2、K5,打开K1、K3、K4,使装置A中产生的气体进入装置B中,排尽B中空气。
Ⅱ.待B中空气排尽后,关闭K3,打开K2,将A中溶液压入B中并观察现象。
Ⅲ.关闭K1、K2,打开K5,使C中气体通入B中并观察现象。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是____________________,B中长玻璃管的作用是_________________________________________________________________。
(2)H2O2的电子式是________________。
(3)装置A中金属离子的检验方法为_______________________________
_________________________________________________________________。
(4)步骤Ⅲ装置B中的现象是____________________________________,其发生反应的化学方程式为_________________________________________。
方法二:用铁和石墨作电极材料,通过电解法制备氢氧化亚铁,装置如图所示。
(1)铁与电源的______(填“正”或“负”)极相连。
(2)阴极发生的电极反应方程式为__________________________
________________________________________________________。
(3)在标准状况下,当阴极产生 11.2 L 气体时,理论上生成________g Fe(OH)2。
(3)装置A中发生Fe+2H+===Fe2++H2↑,金属离子为Fe2+,检验Fe2+操作方法是取少量装置A烧瓶中的液体于洁净试管中,滴加几滴KSCN溶液,无血红色出现,再滴加H2O2溶液变为血红色,则证明存在Fe2+或者取少量装置A烧瓶中的液体于洁净试管中,加入铁氰化钾溶液,溶液出现蓝色沉淀,说明Fe2+存在;(4)装置C中H2O2在MnO2催化剂下分解成H2O和O2,打开K5,关闭K1、K2,氧气进入B装置,发生4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,观察到白色沉淀逐渐变为灰绿色,最后变为红褐色。
(4)白色沉淀逐渐变为灰绿色,最后变为红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 方法二:(1)正 (2)2H2O+2e-===H2↑+2OH- (3)45
命题点(二) 绿矾(FeSO4·7H2O)的制备原理和方法
1.用废铁屑(含少量SiO2和氧化铁)制取绿矾
从FeSO4溶液中获得FeSO4·7H2O,需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、冰水洗涤、低温干燥等操作。
其中,冰水洗涤的目的是减少晶体的溶解损耗;
低温干燥的目的是防止晶体受热失去结晶水。
以上结晶过程最好是在氮气的环境中进行,其中N2的作用是防止绿矾在空气中被O2氧化而变质。
2.用烧渣制备绿矾
(烧渣中主要含FeO、Fe2O3,还有一定量的SiO2)
试剂X可以是SO2,也可以是Fe,其目的是将溶液中Fe3+还原为Fe2+。
若试剂X为SO2,其转化原理为:SO2+Fe2(SO4)3+2H2O===2FeSO4+2H2SO4
若试剂X为Fe,其转化原理为:Fe+Fe2(SO4)3===3FeSO4
测得“还原”后溶液的pH明显增大,其原因是Fe消耗过量的H2SO4,溶液酸性减弱。
[例2] 绿矾被广泛用于医药和工业领域,工业上两种制备绿矾(FeSO4·7H2O)的流程如图所示,根据题意回答下列问题:
方法一:利用黄铜矿粉(主要成分为CuFeS