第3章 热点强化6 工艺流程中含铁化合物的制备（课件PPT）-【步步高】2024年高考化学大一轮复习讲义（鲁科版 闽粤皖京豫）

热点强化6 工艺流程中含铁化合物的制备 1.含铁化合物制备的微型流程设计 例1　用废铁屑制备磁性氧化铁(Fe3O4)，制取过程如图： 下列说法不正确的是 A.浸泡过程中适当加热并 搅拌效果更好 B.检验溶液A中的Fe3＋可以用KSCN溶液 C.加H2O2时发生反应的离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋ ＋2H2O D.制备Fe3O4的反应Fe2＋＋2Fe3＋＋8OH－ Fe3O4＋4H2O是氧化还原反应 热点 精讲 √ 浸泡过程中适当加热并搅拌可以提高反应速率，效果更好，A正确； 检验铁离子可以用硫氰酸钾溶液，溶液显红色，B正确； 过氧化氢能氧化亚铁离子，离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋ ＋2H2O，C正确； 制备Fe3O4的反应为Fe2＋＋2Fe3＋＋8OH－ Fe3O4＋4H2O，没有元素化合价变化，不是氧化还原反应，D错误。 2.含铁化合物制备的综合流程设计 例2　利用金属矿渣(含有FeS2、SiO2及Cu2O)制备(NH4)2Fe(SO4)2晶体的实验流程如下。 (1)煅烧过程中FeS2和Cu2O转化为Fe2O3和CuO。FeS2与O2反应生成Fe2O3和SO2的化学 方程式为______________________________。 (2)为提高酸浸过程中铁的浸出率，实验中可采取的措施有______(填字母)。 A.增加矿渣的投料量 B.将矿渣粉碎并搅拌 C.缩短酸浸的时间 D.适当提高酸浸温度 BD 增大投料量并不能增大浸出率，故A不选； 矿渣粉碎后，反应接触面积增大，反应更快更充分，可提高浸出率，故B选； 缩短酸浸时间会降低浸出率，故C不选； 适当提高温度可提高浸出率，故D选。 (3)向酸浸后的溶液中加入过量铁屑，除能将Fe3＋转化为Fe2＋外，还能_____________ _____；检验Fe3＋是否完全被还原的实验操作是________________________________ ______________________________________________________。 将Cu2＋转化 加入过量铁屑除将Fe3＋转化为Fe2＋外，还能将铜离子转化为铜而过滤除去；检验铁离子是否完全被还原的操作是：取少量还原后的上层清液于试管中，向其中滴加KSCN溶液，若溶液不变红，则Fe3＋已完全被还原。 取少量还原后的上层清液于试管中，向其中滴加KSCN溶液，若溶液不变红，则Fe3＋已完全被还原 为Cu (4)煅烧生成的SO2用石灰乳吸收得到CaSO3浆料，以CaSO3浆料制备NaHSO3溶液的实验方案为_________________________________________________________________。 (已知：2CaSO3＋Na2SO4＋H2SO4＋4H2O===2CaSO4·2H2O＋2NaHSO3；CaSO4·2H2O难溶于水；pH＝4～6的溶液中 能大量存在。实验中可选用的试剂：3 mol·L－1 Na2SO4溶液，3 mol·L－1H2SO4溶液，1 mol·L－1 NaOH溶液) 答案　向CaSO3浆料中加入一定量3 mol·L－1 Na2SO4溶液，边搅拌边缓慢滴加总量与Na2SO4溶液相同量的3 mol·L－1 H2SO4溶液，测定反应液的pH，再用3 mol·L－1 H2SO4溶液或1 mol·L－1 NaOH溶液调节pH在4～6之间，过滤(或向CaSO3浆料中边搅拌边缓慢滴加3 mol·L－1 H2SO4溶液，产生的气体通入1 mol·L－1 NaOH溶液中，测定溶液pH，当测定pH在4～6之间，停止滴加H2SO4溶液) 根据信息，pH＝4～6时， 能大量存在，且CaSO4·2H2O难溶于水，故该制备环境应在酸性条件下。 1.高磷鲕状赤铁矿(主要含有Fe2O3，含少量Al2O3、CaO、SiO2等)是我国一种重要的沉积型铁矿资源，以高磷鲕状赤铁矿为原料制备纯度较高的铁红，其流程如图所示。下列说法错误的是 A.铁红可用作油漆、油墨、建 筑物的着色剂 B.酸浸液遇K3[Fe(CN)6]溶液生 成蓝色沉淀 C.洗涤滤渣时要用玻璃棒不断搅拌 D.氧化时选用的试剂可以是H2O2、NaClO溶液 √ 热点 专练 铁红的主要成分是氧化铁，为红棕色，可用作油漆、油墨、建筑物的着色剂，A项正确； 酸浸液中含有Fe2＋，遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀，B项正确； 氧化时可选用H2O2、NaClO溶液作为氧化剂，将Fe2＋氧化为Fe3＋，反应原理分别为2Fe2＋ ＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋ ＋2H2O 、2Fe2＋＋ ClO －＋ 2H＋ ===2Fe3＋ ＋ Cl－ ＋ H2O，D项正确。 2.从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下，则下列说法正确的是 A.试剂a是铁、试剂b是稀硫酸 B.操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所 用仪器相同 C.试剂c是氯气，相应的反应 为2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋ D.用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否还有Fe2＋ √ 试剂a是铁，加入过量的铁，可把铜全部置换出来，并把FeCl3还原为FeCl2，则通过操作Ⅰ过滤得到的滤液X为FeCl2溶液，滤渣Y为铜和过量的铁；由于最终得到的产品是FeCl3，故试剂b是稀盐酸，铜不与盐酸反应，铁与盐酸反应生成FeCl2，故通过操作Ⅱ过滤可得到铜单质，滤液Z为FeCl2溶液，在两次过滤得到的FeCl2溶液中通入氯气，发生反应： 2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋， 把FeCl2转化为FeCl3，然后通 过操作Ⅲ(蒸发结晶并过滤) 便可得到氯化铁晶体，蒸发 结晶与过滤所使用的仪器不相同，故A、B错误，C正确； 溶液W中有Cl－，酸性KMnO4溶液既可氧化Fe2＋，又可氧化Cl－，故用酸性KMnO4溶液不可检验溶液W中是否还有Fe2＋，D错误。 3.若利用黄铁矿焙烧取硫后的废渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质)制取FeSO4·7H2O，设计了如下流程： 下列说法错误的是 A.溶解废渣选用的酸是稀硫酸， 试剂X选用铁粉 B.固体1中一定含有SiO2，控制pH是为了使Al3＋转化为Al(OH)3，进入固体2 C.从溶液2得到FeSO4·7H2O产品的过程中，必须控制条件防止其被氧化和分解 D.若改变方案，在溶液1中直接加入NaOH溶液至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其 溶液经结晶分离也可得到FeSO4·7H2O √ 流程设计意图是用硫酸把Fe2O3、Al2O3转化为硫酸盐，除去SiO2，然后用试剂X(铁粉)还原Fe3＋得到硫酸亚铁，A正确； 分离FeSO4和Al2(SO4)3采用的是调控pH的方法，使Al3＋转化为Al(OH)3沉淀从而与FeSO4分离，B正确； Fe2＋容易被氧化，所以在制备FeSO4·7H2O产品的过程中，要防止其被氧化和分解，C正确； 在溶液1中直接加过量的NaOH得到的是Fe(OH)3沉淀，沉淀经溶解、结晶分离得到Fe2(SO4)3，D不正确。 4.某化学小组用部分氧化的FeSO4为原料，以萃取剂X(甲基异丁基甲酮)萃取法制取高纯氧化铁(Fe2O3)，并进行铁含量的测定。主要操作步骤如下： 已知：①在较高的盐酸浓度下，Fe3＋能溶解于甲基异丁基甲酮，当盐酸浓度降低时，该化合物解离。 请回答下列问题： (1)写出加入试剂a发生反应的离子方程式：_________________________________。 (2)溶液中加入萃取剂X，转移至分液漏斗中，塞上玻璃塞振摇，振摇几次后需打开分液漏斗的______放气；为提高萃取率和产品产量，实验时应进行的操作是_______ _________________。 (3)可作反萃取的萃取剂Y的最佳试剂是(填试剂名称)_________________。 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O 活塞 萃取并合并萃取液 分多次 蒸馏水(或高纯水) 由分析可知，操作A为过滤、洗涤、灼烧；由图可知，温度为800 ℃时，产品的纯度已经接近94%，则温度最好控制在800 ℃。 (4)操作A为______、______、______。产品处理时，温度对产品的纯度有很大影响。已知温度对产物纯度的影响如图所示，则温度最好控制在______ ℃。 过滤　 洗涤　 灼烧　 800 (5)现准确称取4.000 g样品，经酸溶、还原为Fe2＋，在容量瓶中配成100 mL溶液，用_____________________(填仪器名称)移取25.00 mL溶液于锥形瓶中，用0.100 0 mol·L－1的K2Cr2O7溶液进行滴定，消耗K2Cr2O7溶液20.60 mL。产品中铁的含量为__________ (假设杂质不与K2Cr2O7反应)。 酸式滴定管(或移液管) 69.22% 4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2 HSO HSO ②3DDTC-NH4＋Fe3＋===(DDTC)3-Fe↓＋3NH。 亚铁离子在溶液中水解使溶液呈酸性，则移取25.00 mL溶液应选用酸式滴定管 (或移液管)；酸性条件下，反应的离子方程式为6Fe2＋＋Cr2O＋14H＋===6Fe3＋＋ 2Cr3＋＋7H2O，由铁原子个数守恒和离子方程式可得6Fe～6Fe2＋～Cr2O，则产 品中铁的质量分数为×100%≈69.22%。 $$