铁、铜及其化合物性质的应用

《铁及其化合物性质的综合运用》欧阳国远“铁三角”中的转化关系复习：1.有关Fe2+、Fe3+的性质经常应用在以下几个方面：（1）判断离子共存①因Fe3+水解，与等离子因水解相互促进在溶液中不能大量共存。②Fe3+与Fe2+与在溶液中因氧化还原反应不能大量共存。(2)盐溶液的配制与保存①Fe2+的盐溶液：加少量铁粉，防止Fe2+被氧化；加少量相应的酸，防止Fe2+水解。HCO3-、CO32-AlO2-I-S2-SO32-HS-MnO4-ClO-NO3-(H+)应用②Fe3+的盐溶液：(3)制取Fe(OH)3胶体Fe3++3H2O（沸水）Fe(OH)3(胶体）+3H+(4)制备无水FeCl3FeCl3·6H2OFeCl3+6H2O↑(5)氧化性、还原性关系氧化性：Cl2Br2Fe3+I2S还原性：Cl-Br-Fe2+I-S2-HCl气流中△加少量相应的酸防止Fe3+水解。例1、腐蚀铜板后的混合溶液中，若Cu2+、Fe3+和Fe2+的浓度均为0.10mol/L，请参照下表给出的数据和药品，简述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的实验步骤：开始沉淀时的pH沉淀完全时的pHFe3+1.93.2Fe2+7.09.0Cu2+4.76.7提供的药品：Cl2浓H2SO4NaOH溶液CuOCu①通入足量氯气(将Fe2+氧化成Fe3+);②加入CuO调节溶液的pH至3.2~4.7;③过滤要点：拓展：1、加入CuO粉末除去CuCl2溶液中含有的FeCl3，请解释原因。答：溶液中Fe3+水解，存在水解平衡：Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,CuO与H+反应，减少氢离子浓度，平衡向右移动，生成Fe(OH)3除去。2、已知:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38FeCl3溶液加入CuO粉末，调PH至3，溶液中Fe3+浓度为：4.0X10-5mol/L知识链接：溶液中离子浓度小于10-5mol/L，看作沉淀完全。3、下列溶液，如何除去括号中的杂质，写出操作步骤。(1）MgCl2(FeCl3)(2）ZnCl2(FeCl3)开始沉淀时的pH沉淀完全时的pHFe3+1.93.2Mg2+9.111.0Zn2+8.011.0把溶液置于烧杯中，加Mg(OH)2悬浊液，充分搅拌，过滤把溶液置于烧杯中，加ZnO或Zn，充分搅拌，过滤例2.硫铁矿烧渣（主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2等）是生产硫酸的工业废渣，其综合利用对环境保护具有现实意义。利用硫铁矿烧渣制备铁红（Fe2O3）等产品的实验流程如下：例2.硫铁矿烧渣（主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2等），铁红（Fe2O3）：回答下列问题：（1）酸浸、过滤后滤液中的金属阳离子是________________。（2）“合成”的FeCO3化学方程式________________（3）煅烧FeCO3生成产品I的化学反应方程式为___________________。Fe2＋FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3↓+(NH4)2SO4+H2O+CO2↑４FeCO3+O22Fe2O3+4CO2例3．某同学为了验证Fe3＋是否能将H2SO3氧化成SO42-，他用50mL0.1mol·L－1FeCl3溶液吸收制取SO2气体的尾气后，进行以下实验：(1)检验吸收液中的SO42-：________________________________________________________________，证明Fe3＋能够把H2SO3氧化成SO42-。(2)请配平并完成上述反应中的化学方程式：2FeCl3＋SO2＋________===________＋H2SO4＋______，反应中的氧化产物是________(写化学式)。(3)吸收液中除了含有H＋、Cl－、SO42-以外，对其他成分(Fe3＋、Fe2＋、H2SO3)的可能组合进行探究：知识梳理·题型构建H2SO4取少量样品溶液于试管中，先滴入足量的稀盐酸，再滴入氯化钡溶液，如果有白色沉淀生成2H2O2FeCl22HCl实验步骤预期现象和结论步骤1：用试管取样品溶液2～3mL，并滴入______________________________________________若出现血红色，则溶液中含Fe3+步骤2：步骤3：Fe2＋、H2SO30.1mol·L－1KSCN溶液1～2滴另取2～3mL样品溶液于试管中，滴入1～2滴0.1mol/LKMnO4溶液若KMnO4溶液紫红色褪去，则含Fe2+,结合步骤1，则假设1成立。提出假设。假设1：溶液中存在Fe3＋、Fe2＋；假设2：溶液中存在________________。②设计方案，进行实验，验证假设1。请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满)。限选实验试剂和仪：试管、滴管、0.1mol·L－1KMnO4溶液、0.1mol·L－1KSCN溶液、品红稀溶液。若加入KSN溶液无明显现象，后加入HNO3溶液变红实验步骤预期现象和结论步骤1：用试管取样品溶液2～3mL，并滴入______________________________________________若，则溶液中含Fe2+步骤2：步骤3：Fe2＋、H2SO30.1mol·L－1KSCN溶液,再滴入几滴0.1mol·L－1HNO31～2滴另取2～3mL样品溶液于试管中，加入1～2滴品红稀溶液若品红溶液红色褪去，则含H2SO3,结合步骤1，则假设2成立。提出假设。假设1：溶液中存在Fe3＋、Fe2＋；假设2：溶液中存在________________。②设计方案，进行实验，验证假设2。请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满)。限选实验试剂和仪：试管、滴管、0.1mol·L－1KMnO4溶液、0.1mol·L－1KSCN溶液、品红稀溶液。小结：铁及其化合物的应用很多，但Fe3+的水解和+2价、+3价铁的氧化性和还原性要特别关注。某研究性学习小组的同学对绿矾(FeSO4·7H2O)受热分解的情况进行探究.(1)资料表明，在加热条件下，三氧化硫具有比较强的氧化性。甲同学认为，绿矾受热分解的产物是FeO、SO3、H2O。你支持甲同学的观点吗？(填“支持”或“不支持”)。说明你的理由：。练习：不支持FeO有还原性，SO3有较强的氧化性，受热时要发生氧化还原反应.(2)实验是解决问题的重要手段。乙同学用下图装置通过实验来探究绿矾受热分解的产物情况，填空：(3仪器加入试剂预期实验现象A绿矾试样残留红棕色固体BD无水硫酸铜稀品红溶液品红溶液褪色白色粉末变蓝色(4)实验结束后，要检验绿矾是否分解完全，请简述实验方法.取A中残留固体少许溶于足量稀硫酸，再取溶解液少许于试管，滴入酸性KMnO4溶液，振荡，若KMnO4溶液不褪色，证明分解完全;否则分解不完全(5)若绿矾分解完全，C装置中U型管内有无色晶体出现，请写出绿矾受热分解的化学方程式2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑