（全国通用）2019版高考化学一轮复习 第3章 金属及其化合物 专项突破7“铁三角”关系与铁的化工流程学案.doc

(七)“铁三角”关系与铁的化工流程 (对应学生用书第51页)突破1| “铁三角”关系及其应用考纲知识整合1“铁三角”中的转化关系2“铁三角”的重要应用(1)离子共存分析fe2、fe3因氧化还原反应不能共存的粒子：fe2no(h)、clo、mno、h2o2、cl2、br2、cr2o等。fe3s2、i、so、hs、hso、h2so3、h2s等。提醒：fe2、fe3hco、co、alo等水解相互促进的离子。(2)常见的离子除杂方法溶液杂质除杂方法fecl2fecl3加过量铁粉后过滤fecl3fecl2加氯水或h2o2fecl2cucl2加过量铁粉后过滤(3)盐溶液的配制与保存加少量相应的酸，防止fe3水解高考命题点突破命题点1“铁三角”的关系1(2018长沙模拟)在fe2(so4)3溶液中，加入a g铜，完全溶解后，再加b g铁，充分反应后得到c g残余固体，且ac，则下列说法正确的是()a残余固体是铜和铁b最后得到的溶液中一定含有cu2c将残余固体加入稀硫酸中，有气泡产生d最后得到的溶液中可能含有fe3b因为ac，说明b g铁完全反应，溶液中含cu2、fe2，不含fe3。2(2016全国卷)某班同学用如下实验探究fe2、fe3的性质。回答下列问题：(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 moll1的溶液。在fecl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是_。(2)甲组同学取2 ml fecl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴kscn溶液，溶液变红，说明cl2可将fe2氧化。fecl2溶液与氯水反应的离子方程式为_。(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 ml fecl2溶液中先加入0.5 ml煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴kscn溶液，溶液变红，煤油的作用是_。(4)丙组同学取10 ml 0.1 moll1 ki溶液，加入6 ml 0.1 moll1 fecl3溶液混合。分别取2 ml此溶液于3支试管中进行如下实验：第一支试管中加入1 ml ccl4充分振荡、静置，ccl4层显紫色；第二支试管中加入1滴k3fe(cn)6溶液，生成蓝色沉淀；第三支试管中加入1滴kscn溶液，溶液变红。实验检验的离子是_(填离子符号)；实验和说明：在i过量的情况下，溶液中仍含有_(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为_。(5)丁组同学向盛有h2o2溶液的试管中加入几滴酸化的fecl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为_；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是_；生成沉淀的原因是_(用平衡移动原理解释)。【解析】(1)fe2具有很强的还原性，易被空气中的o2氧化为fe3，在fecl2溶液中加入少量铁屑，可防止fe2被氧化。(2)fe2被氧化为fe3，cl2被还原为cl，反应的离子方程式为2fe2cl2=2fe32cl。(3)o2难溶于煤油，加入煤油能隔绝空气，排除o2对实验的影响。(4)ki溶液与fecl3溶液反应的离子方程式为2i2fe3=i22fe2。k3fe(cn)6是检验fe2的试剂。实验溶液变红，说明溶液中仍存在fe3，由此可说明该氧化还原反应为可逆反应。(5)酸化的fecl2溶液与h2o2反应，fe2被氧化为fe3，h2o2被还原为h2o，反应的离子方程式为h2o22fe22h=2fe32h2o。fe3对h2o2的分解起催化作用，当反应一段时间后，会发生反应：2h2o22h2oo2，故溶液中产生气泡。由于h2o2分解反应放热，促使fe33h2ofe(oh)33h平衡右移，最终出现fe(oh)3红褐色沉淀。【答案】(1)防止fe2被氧化(2)2fe2cl2=2fe32cl(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)(4)fe2fe3可逆反应(5)2fe2h2o22h=2fe32h2ofe3催化h2o2分解产生o2h2o2分解反应放热，促进fe3的水解平衡正向移动命题点2“铁三角”关系在除杂过程中的应用3下列除杂的操作不正确的是 ()amgcl2溶液中混有少量fecl3：加入足量镁充分反应后过滤bfecl2溶液中混有少量fecl3：加入过量铁粉充分反应后过滤ccucl2溶液中混有少量fecl3：加入naoh溶液充分反应后过滤dcucl2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cfecl3溶液中存在水解平衡：fecl33h2ofe(oh)33hcl，加入mg与h反应，平衡右移，使fe3转化成fe(oh)3而除去，a正确；加入过量铁粉，fecl3与fe反应生成fecl2而达到除杂的目的，b正确；c项中加入naoh溶液，cu2、fe3均转化成氢氧化物沉淀，不符合除杂要求，错误；先用h2o2将fe2氧化成fe3，再利用fecl3的水解，加入cuo与h反应将fe3转化成fe(oh)3而除去，d正确。除去混合液中混有的fe3、fe2的思维模板示例(1)除去cu2中混有的fe3的方法向混合溶液中加入cuo、cuco3、cu(oh)2、cu2(oh)2co3其中之一，与fe3水解产生的h反应，促进fe3的水解，将fe3转化为fe(oh)3沉淀而除去。(2)除去cu2中混有的fe2的方法先加入氧化剂(如h2o2)将溶液中的fe2氧化成fe3，然后再按(1)的方法除去溶液中的fe3。突破2| 涉及fe及其化合物的化工流程考纲知识整合1回收cu和制备fecl3的流程2废品(含fe2o3、cuo、feo、sio2)制备fe2o3、cuso45h2o的流程高考命题点突破命题点涉及fe及其化合物的化工流程分析1实验室用含有杂质(feo、fe2o3)的废cuo制备胆矾晶体，经历下列过程，其中分析错误的是() cuso45h2o晶体已知：fe3在ph5时已完全沉淀。a步骤中发生的主要反应为h2o22fe22h=2fe32h2ob步骤利用cuco3替代cuo也可调节溶液的phc步骤中可用氯水、hno3等强氧化剂代替h2o2d步骤的操作为：向漏斗中加少量蒸馏水至浸没晶体，待水自然流下后， 重复操作23次ca项，步骤中，h2o2具有氧化性，fe2具有还原性，二者会发生氧化还原反应：h2o22fe22h=2fe32h2o，正确；b项，cuco3与硫酸发生反应生成cuso4、co2和水，产生的co2从溶液中逸出，cuo与硫酸发生反应生成cuso4和水，这两者最终都使溶液的ph增大，而溶液的成分不变，因此利用cuco3替代cuo可调节溶液的ph，不影响实验结果，正确；c项，氯水、hno3也可以氧化fe2生成fe3，但是会混入cl和no，错误；d项，洗涤时，向漏斗中加少量蒸馏水至浸没晶体，待水自然流下后，重复操作23次，正确。2(2018广东五校联考)以赤铁矿(主要成分为60.0% fe2o3，杂质为3.6% feo、al2o3、mno2、cuo等)为原料制备高活性铁单质的主要生产流程如图所示：已知部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的ph如表所示：沉淀物fe(oh)3al(oh)3fe(oh)2cu(oh)2ph3.75.29.76.7请回答下列问题：(1)含杂质的赤铁矿使用前要将其粉碎，目的是_。操作的名称是_。(2)将操作后所得的mno2与kclo3、koh溶液混合共热，可得到k2mno4，此反应的化学方程式是_。(3)将ph控制在3.8的目的是_。已知25 时，kspcu(oh)221020，该温度下反应cu22h2ocu(oh)22h的平衡常数k_。(4)利用氨气在500 以上分解得到的氮原子渗透到铁粉中可制备氮化铁(fexny)，若消耗氨气17.0 g，消耗赤铁矿石1 kg，写出该反应完整的化学方程式：_。【解析】(1)使用前将赤铁矿粉碎，可以增大酸浸时固液接触面积，加快浸出反应速率，提高浸出率。经过操作得到固体和溶液，操作的名称为过滤。(2)共热时mno2转化为k2mno4，mn元素化合价升高，则cl元素化合价降低，kclo3转化为kcl，根据得失电子守恒、原子守恒配平化学方程式：3mno26kohkclo33k2mno4kcl3h2o。(3)加入双氧水，将fe2氧化为fe3，溶液a中的阳离子为fe3、al3、cu2等，根据表中提供的fe3、al3、cu2完全沉淀时的ph可知，将ph控制在3.8的目的是使fe3全部沉淀下来而其他金属离子不形成沉淀。25 时，该反应的平衡常数k5.0109。 (4)17.0 g氨气为1 mol,1 kg赤铁矿石制得的单质铁为28 mol，则nh3、fe按照物质的量之比18参加反应，根据原子守恒配平化学方程式：16fe2nh32fe8n3h2。【答案】(1)增大固液接触面积，加快浸出反应速率，提