第12讲 亚铁盐、铁盐　铁及其化合物的转化 课件-2026届高三化学一轮复习

第12讲 亚铁盐、铁盐　铁及其化合物的转化 第四章 金属及其化合物 1.掌握Fe2＋、Fe3＋的性质及检验方法。 2.根据“价－类”二维图理解铁及其化合物的性质。 复习目标 氯化铁 下图物质是生么物质？ 无水 FeCl₃ 在常压下加热到约 315 ℃ 左右会升华，易溶于水。 资料卡片 三氯化铁作为一种多功能的化合物，在现代社会中发挥着重要作用，它不仅推动了化学工业、印染工业、医药领域及环境治理等多个行业的发展，还促进了资源的循环利用和环境保护。随着科技的进步和人们对环保意识的增强，三氯化铁的应用领域还将不断拓展，其重要性也将日益凸显。 一、FeCl3的制备方法 1. 直接氯化法：将铁屑或铁粉与氯气在高温下直接反应，生成三氯化铁。这种方法工艺简单，但能耗较高，且对设备要求较高。 2. 废酸转化法：利用钢铁酸洗过程中产生的废盐酸，与铁屑或铁粉反应，生成氯化亚铁，进一步氧化获得三氯化铁溶液。这种方法不仅实现了废物的资源化利用，还降低了生产成本。 3. 复分解法：通过铁盐与其他氯化物进行复分解反应，如铁与氯化铜溶液反应，置换出铜并生成氯化亚铁，进一步氧化获得。这种方法适用于特定条件下的精细化学品合成。 常见铁矿石 Fe2O3 Fe3O4 FeCO3 Fe2O3·nH2O FeS2 硫铁矿烧渣是采用硫铁矿或其他含硫尾矿为原料生产硫酸的过程中所产生的一种固体废渣，其中铁元素高达60%左右。硫酸烧渣的回收利用已成为固体废物综合利用研究的热点课题之一。 工业生产： 某工厂需要从的硫铁矿烧渣（主要成分为Fe2O3，还含少量的Fe3O4、SiO2和CuO等)中制备FeCl3溶液。请我们研科小组设计方案。 已知：室温下，部分金属离子开始沉淀和完全沉淀（离子浓度小于等于1×10-5mol·L-1）的pH如下表： 离子 Fe3+ Fe2+ Cu2+ 开始沉淀pH 2.7 7.6 4.2 完全沉淀pH 3.7 9.6 6.7 硫铁矿烧渣 FeCl3溶液 酸浸 过滤 滤渣 氧化 工艺流程如下： 离子 Fe3+ Fe2+ Cu2+ 开始沉淀pH 2.7 7.6 4.2 完全沉淀pH 3.7 9.6 6.7 40%H2SO4 SiO2等不溶性矿渣 主要成分为Fe2O3，还含少量的Fe3O4、SiO2和CuO氧化铜等 Fe2+、Fe3+、Cu2+、H+、SO42- 沉淀 过滤 溶解 Fe2+、Fe3+的相互转化 思考1，如何实现酸浸中Fe2+转化为Fe3+呢？ 思考2，如果制备是绿矾（FeSO4·7H2O）,怎么将Fe3+转化为Fe2+呢？ Fe2+ Fe3+ 还原剂 如Fe、Zn、Cu、I- 、 S2-、H2S、 SO32-等 强氧化剂 如Cl2、H2O2、O2、HNO3、KMnO4等 原理：2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋ 硫铁矿烧渣 FeCl3溶液 酸浸 过滤 滤渣 氧化 工艺流程如下： 离子 Fe3+ Fe2+ Cu2+ 开始沉淀pH 2.7 7.6 4.2 完全沉淀pH 3.7 9.6 6.7 40%H2SO4 SiO2不溶性矿渣 主要成分为Fe2O3，还含少量的Fe3O4、SiO2和CuO氧化铜等 Fe2+、Fe3+、Cu2+、H+、SO42- 沉淀 过滤 溶解 适量的H2O2 思考5，氧化时，选择双氧水而不选择氯水其优点是什么？ 思考6，氧化时，控制反应温度为35℃，物料比n(H2O2)：n(Fe2+)=0.875，为什么？ 工艺控制条件的选择 思考3，氧化时，酸浸液中Fe2+离子是否完全转化为Fe3+？ Fe2+、Fe3+离子的检验 思考4，有没有真实情景需要检验Fe3+的存在呢？ 需要检验Fe2+ 制备绿矾时候需要检验Fe3+是否全部转化为Fe2+ 在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeCl2溶液，各滴入几滴KSCN溶液。观察并记录现象。再向FeCl2溶液中滴加几滴H2O2溶液观察现象 【实验1】 在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeCl2溶液，各滴入几滴氢氧化钠溶液。观察并记录现象。 【实验2】 探·知识奥秘 在两支试管中分别加入少量模拟酸浸溶液和FeSO4溶液，各滴入几滴K3[Fe(CN)6]溶液溶液。观察并记录现象。 【实验4】 取少模拟酸浸溶液于在两支试管中，分别滴加几滴KSCN溶液和酸性高锰酸钾溶液，观察并记录现象。 【实验3】 Fe2+、Fe3+离子的检验 H202 灰绿 H202 红 紫色褪去 蓝色沉淀 K3[Fe(CN)6]溶液  硫铁矿烧渣 FeCl3溶液 酸浸 过滤 滤渣 氧化 工艺流程如下： 离子 Fe3+ Fe2+ Cu2+ 开始沉淀pH 1.7 7.6 4.2 完全沉淀pH 3.7 9.6 6.7 40%H2SO4 SiO2不溶性矿渣 主要成分为Fe2O3，还含少量的Fe3O4、SiO2和CuO氧化铜等 Fe3+、Cu2+、H+、SO42- 沉淀 适量的H2O2 适量的氨水 调节3.7<pH<4.2 过滤 滤液 溶解 适量稀盐酸 Cu2+、NH4+、SO42- Fe(OH)3 Fe2+、Fe3+、Cu2+、H+、SO42- 学科提炼：反应的合理选择与反应条件的控制 思考7，再真实的工业生产中需要注意那些问题？ 反应原料 目标产物 反应步骤 合适、可控的反应路径 反应装置 环境保护 反应条件 从物质类别和物质所含核心元素的化合价两个角度总结、预测物质的性质是学习化学的重要方法之一。 课堂总结 考向1 铁盐、亚铁盐的性质 1.为了验证Fe3＋的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验，其中实验方案设计不合理的是 A.④ B.③ C.③④ D.①②③④⑤ 关键能力 提升 √ 2.下列除杂的操作不正确的是 A.MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量MgO充分反应后过滤 B.FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤 C.CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤 D.CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反应后过滤 √ 考向2 Fe2＋和Fe3＋的检验 3.下列离子的检验方法合理的是 A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2＋ B.向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋ C.向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋ D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋ √ 4.长期放置的FeSO4溶液易被氧化而变质，某兴趣小组进行了如下实验： (1)设计实验检验FeSO4溶液的变质程度 ①将上述实验现象补充完整。 ②若要使部分变质的FeSO4复原，方法是____________________ (用离子方程式表示)。 实验方案 步骤1 步骤2 取待检测液于试管中，向其中滴加KSCN溶液 取待检测液于试管中，向其中滴加少量酸性高锰酸钾溶液 实验现象 实验结论 FeSO4溶液部分变质 溶液变红 紫色褪去 (2)FeSO4可用作补铁剂，使用时建议与维生素C同服，同学甲猜测维生素C可将Fe3＋转化为Fe2＋，以利于人体吸收。为了验证这一猜想，设计了如下实验： 由上述实验能否得出“维生素C可将Fe3＋转化为Fe2＋”的结论？请说明理由：____________________________________________________________ 　　　　　　　　　　　 。 实验方案 实验现象 取适量Fe2(SO4)3溶液于试管中，加入维生素C片，振荡溶解后，滴加酸性高锰酸钾溶液 紫色褪去 不能，维生素C也具有还原性，若其过量，也可使酸性高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有Fe2＋生成 3.(2022·河北卷)以焙烧黄铁矿FeS2(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝Fe(NH4)Fe(CN)6颜料。工艺流程如下： 回答下列问题： (1)红渣的主要成分为_______(填化学式)，滤渣①的主要成分为_______(填化学式)。 Fe2O3 SiO2 (2)黄铁矿研细的目的是____________________________________________ 　　　　　。 (3)还原工序中，不生成S单质的反应的化学方程式为__________________ 　　　　　　　 。 (4)工序①的操作为　　　　　　　 ，所得母液循环使用。 增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿 的利用率　 7Fe2(SO4)3＋FeS2＋ 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤　 (5)沉铁工序产生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe的化合价为　　　　，氧化工序发生反应的离子方程式为__________________________________ 　　　　　　　　 。 (6)若用还原工序得到的滤液制备Fe2O3·xH2O和(NH4)2SO4，所加试剂为 　　　　和　　　 　(填化学式，不引入杂质)。 ＋2 H2O2 NH3·H2O 谢 谢 亚铁盐、铁盐　铁及其化合物的转化 Lavf60.16.100 Lavf60.16.100 Lavf60.16.100 $