第12讲 铁及其化合物的转化及应用(高考水平层级)（课件PPT）-【名师导航】2025年高考化学一轮微考点分层突破（通用版）

第12讲　铁及其化合物的转化及应用 第二部分 元素及其化合物 第三章 金属及其化合物 【思考】回答下面的问题： 除去FeCl2溶液中FeCl3的最佳方法是？写出离子方程式。 除去FeCl3溶液中FeCl2的最佳方法是？写出离子方程式。 除去FeSO4溶液中含有少量的CuSO4杂质。写出离子方程式。 向FeCl2溶液中加入稍过量的Fe，振荡，2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋ 向FeCl3溶液中加入稍过量的氯水，2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl- 向FeCl3溶液中加入稍过量的Fe，过滤。Fe + Cu2+ == Fe2+ + Cu 课前问题思考 +1 +2 +3 0 价态 单质 氧化物 氢氧化物 盐 Fe Fe(OH)2 Fe(OH)3 FeO Fe3O4 Fe2O3 Fe2(SO4)3 FeSO4 FeS2 CuFeS2 物质类别 K2FeO4 +6 任务一：Fe元素价类二维图 Fe(Ⅱ) Fe(Ⅲ) ① ② (1)Fe(Ⅱ)转化成Fe(Ⅲ)可加入哪些物质？请说明理由 (2)Fe(Ⅲ)转化成Fe(Ⅱ)可加入哪些物质？请说明理由 【活动一】小组合作，讨论交流(2min) Na2O2、H2O2、Cl2、HClO、Br2、O2、HNO3、KMnO4(H+)等 价格(万元/吨) 环保 纯度 Cl2 0.155 H2O2 1.4 KMnO4(H+) 3.4 HNO3 0.31 Fe、Cu、Zn、H2S、KI、Na2SO3等 价态观 任务一：Fe元素价类二维图 铁的氧化物 Fe2O3 分类 碱性氧化物，金属氧化物 通性 与酸反应 类别观 任务一：Fe元素价类二维图 高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂，请说明K2FeO4能杀菌净水的原因。 K2FeO4有强氧化性，能杀菌、消毒；还原产物为Fe(OH)3胶体， 能吸附水中的悬浮物，作絮凝剂。 【活动二】 任务二：“价类观”认识物质 FeSO4.7H2O俗称绿矾，在医药工业中可用于补铁剂制造。 1.如何由工业废铁屑(主要成分为Fe)制备FeSO4(aq)？请说明理由 2.如何由黄铁矿(主要成分为FeS2)制备FeSO4(aq)？请说明理由 任务二：“价类观”认识铁元素的转化 例1.黄铜矿(主要成分为CuFeS2，其中还含有少量的SiO2)是制取铜 及其化合物的主要原料之一，还可用于制备绿矾 (化学式为FeSO4.7H2O) 已知黄铜矿“煅烧”时发生的反应为： +2 8CuFeS2+25O2 8CuO+4FeO+2Fe2O3+16SO2↑ (1)滤液中含有的金属阳离子? Fe3+、Fe2+、Cu2+ (2)若从滤液中得到绿矾FeSO4.7H2O，如何操作？请简述加入的 试剂和操作 (3)若从滤液中得到胆矾CuSO4.5H2O，如何操作？请简述加入 的试剂和操作 Cu2+ Fe2+ Fe3+ Fe(OH)3(s)⇌Fe3+(aq)+3OH_(aq) 10-38=10-5 mol/L×c3(OH_) c(OH_)=10-11mol/L c(H+)=10-3mol/L pH=3 Cu(OH)2(s)⇌Cu2+(aq)+2OH_(aq) 10-21=10-1 mol/L×c2(OH_) c(OH_)=10-10mol/L c(H+)=10-4mol/L pH=4 pH范围：3 ≤ pH﹤4 Cu2+ Fe2+ Fe3+ Cu2+ Fe3+ CuSO4（aq） 氧化剂 H2O2 3 ≤ pH﹤4 过滤 开始沉淀时的Cu2+浓度 完全沉淀时的Fe3+浓度 (3)(已知混合溶液中c(Cu2+)、c(Fe3+)、c(Fe2+)均为0.1mol/L。Ksp[Cu(OH)2]=10-21，Ksp[Fe(OH)3]=10-38，Ksp[Fe(OH)2]=10-16 当溶液中某离子浓度c≤1.0×10－5mol/L时，可认为该离子沉淀完全)。 调节pH FeCO3是一种重要的工业盐，可用于制备补血剂乳酸亚铁，同时也具有良好的电化学性能。 由FeCl2制备FeCO3，可选择的试剂？ 拓展提升 例2.用软锰矿(主要成分为MnO2，含少量Fe3O4、Al2O3)和BaS制备高纯MnCO3的工艺流程如下： 已知：MnO2是一种两性氧化物；25℃时相关物质的Ksp见下表。 (4)净化时需先加入的试剂X为________(填化学式)。再使用氨水调溶液的pH，则pH的理论最小值为_______(当溶液中某离子浓度c≤1.0×10－5mol/L时，可认为该离子沉淀完全)。 H2O2 4.9 物质 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mn(OH)2 Ksp 任务三：从“价类观”认识工艺流程 (2020山东改编)用软锰矿(主要成分为MnO2，含少量Fe3O4、Al2O3)和BaS制备高纯MnCO3的工艺流程如下： ? ? ? 任务三：从“价类观”认识工艺流程 两抓：抓箭头、抓信息 一线：元素线 （1）主线主产品;（2）支线副产品;（3）回头循环品。 （1）元素去哪儿了?（2）元素化合价改变了吗? 工艺流程图分析技巧： 一线两抓三意识 三意识：成本意识、效率意识、环保意识 （1）成本意识：浸出率、转化率、利用率、原料价格、能耗控制、原料和能量循环利用； （2）效率意识：生产速率、催化剂的使用、反应条件的选择； （3）环保意识：绿色化学思想（原子经济性、循环操作、环保）、无污染、无腐蚀、“三废”(废气、废渣、废水)的处理。 方法指导 任务三：从“价类观”认识工艺流程 黄钠铁钒渣主要含有Na2Fe6(SO4)4(OH)12、BaSO4、NiSO4、MgSO4、CaSO4、Al2(SO4)3等，利用其制备镍锌铁氧体工艺流程如下。 已知：①锌、铝两种元素化学性质相似；②晶体完整度与晶体中Ni、Zn、Fe比例有关；③常温下，相关物质的pKsp单如下表： （1）“焙烧”中无烟煤的作用为__________________________________. （2）“调pH”时，a值可取___________(填标号)。A.3.2 B.4.3 C.5.2 D.9.1 提供热量、还原剂 C 对点训练 任务三：从“价类观”认识工艺流程 $$