高中化学项目式教学《铁及其化合物复习》

炼钢厂废渣处理

——铁及其化合物复习废渣的定性分析废渣的定量分析废渣的综合利用酸浸工艺酸浸液酸浸液处理？是否符合国家排放标准？有何成分？【活动1】讨论废渣成分以及酸浸时发生的反应【任务一】炼钢厂废渣的定性分析稀H2SO4酸浸Fe3O4Fe2O3FeOFe【活动2】设计实验方案检验酸浸液中的铁元素的存在形式?Fe3+选择试剂:

KSCN溶液、淀粉-KI试纸

Fe3＋＋nSCN－=

[Fe（SCN）n]

3－n（n=1~6）

Fe3d64s2Fe2+

选择试剂:K3[Fe(CN)6]溶液、KMnO4(H+)【2022年临沂高三二模】【2022年济南高二期末】链接教材(3)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Cd2+配合物的结构如图所示，1mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有______mol。【2020年山东卷17题】6【任务二】炼钢厂废渣的定量分析交流讨论并设计测定总铁含量的方案，画出简易操作流程图。某省地方酸浸液总铁浓度限值【方案1】沉淀法铁元素守恒法

2Fe3+~~~

Fe2O3

2Fe3+~~~I2~~~

2Na2S2O3

关系式法1120mg/L溶液恰好变成粉红色，且半分钟内不褪色淀粉；当滴入最后半滴标准溶液时，恰好由蓝色变无色，且半分钟内不变色原理：2Fe3++2I-=2Fe2++I2

I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI【方案2】滴定法（碘量法）足量H2O2

酸性KMnO4溶液超标了酸浸液酸浸液取aL酸浸液Fe2+、Fe3+适量还原剂Fe2+溶液cmol/L酸性KMnO4

VmL计算含量(mg/L)【2020年山东卷20题】【2022年山东卷18题】生活中的铁元素【任务三】炼钢厂废渣酸浸液的再利用【活动一】制取FeSO4水合晶体铁粉流程图中“一系列操作”可以是哪些操作过程?蒸发浓缩、冷却结晶何种晶体？{FeSO4晶体FeSO47H2OFeSO4H2O蒸发结晶过滤溶解度〔S(g)〕温度〔t(℃)〕FeSO4.7H2OFeSO4.H2O【任务三】炼钢厂废渣酸浸液的再利用

2Fe3++3ClO–+10OHˉ=2FeO42–+3Clˉ+5H2O书写步骤i和ii离子方程式：步骤ⅲ反应为复分解反应，比较溶解度Na2FeO4

K2FeO4【活动二】由FeSO4制备K2FeO4

高铁酸钾是新型绿色环保水处理剂，一种制备流程如下：>【规范作答】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。请说明K2FeO4能净水消毒的原理。K2FeO4强氧化性杀菌Fe3+Fe(OH)3胶体吸附作用净水【探究一】FeSO4和Na2CO3混合反应现象：生成灰绿色不溶物已知：混合溶液Fe2+的浓度为0.01mol/L,pH=10.7

Ksp[Fe(OH)2]=10－16

Ksp[FeCO3]=10－11

含碳粒子浓度分布图如下：

①离子积Q＞溶度积Ksp：溶液过饱和，有沉淀析出②Q＝Ksp：溶液饱和，处于平衡状态③Q＜Ksp：溶液未饱和，无沉淀析出【活动三】由FeSO4制备FeCO3（常用于制备补铁剂乳酸亚铁）选择哪种试剂？【任务三：炼钢厂废渣酸浸液的再利用●已知：混合溶液Fe2+的浓度为0.01mol/L,pH=6.7

(Ksp[Fe(OH)2]=10－16Ksp[FeCO3]=10－11)含碳粒子浓度分布图如下：【探究二】FeSO4和NaHCO3混合反应现象：生成白色沉淀，并有气泡产生Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+H2O+CO2↑●2019全国I卷NH4HCO3常代替Na2CO3作为部分+2价金属M2+生成MCO3的沉淀剂,同时生成CO2Na2CO3CO32-OH-MCO3M(OH)2易诱发竞争反应NH4HCO3常温0.1mol/L的NH4HCO3溶液pH＝7.8不易诱发竞争反应2020山东卷M2++2HCO3-=MCO3↓+H2O+CO2↑原理分析：HCO3-+HCO3-+M2++H2O+CO2↑MCO3↓电离平衡沉淀溶解平衡碳酸氢铵(NH4HCO3)与NH3H2O反应生成(NH4)2CO3作为碳化剂HCO3-+NH3H2O=NH4++CO32-已知：MnO2是一种两性氧化物；25℃时相关物质的Ksp见下表。SMn2+Fe2+Fe3+Al3+Fe(OH)3

Al(OH)3

氧化调节pH4.9链接工艺流程【2020山东16】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：物质Fe(OH)2Fe(OH)3Al(OH)3Mn(OH)2Ksp1×10-16.31×10-38.61×10-32.31×10-12.7(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)。H2O24.9【2022北京一模】磷酸铁(FePO4)常用作电极材料。以硫铁矿(主要成分是FeS2，含少量Al2O3、SiO2和Fe3O4)为原料制备磷酸铁的流程如图：已知几种金属离子沉淀的pH如表所示：金属氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3开始沉淀的pH2.37.54.0完全沉淀的pH4.19.75.2(2)用FeS还原Fe3+的目的是_____，加入FeO的作用是_____(用离子方程式表示)。避免在除去Al3+时Fe3+被一并沉淀

Al(OH)3

FeSSiO2+2+3

Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+

FeO+2H+=Fe2++H2O预处理溶解：酸溶和碱溶灼烧、焙烧等原料目标产物分离操作线化学除杂沉淀法：加沉淀剂、调pH值气化法氧化还原法产品的分离提纯蒸发结晶降温结晶过滤洗涤萃取分液物质转化线：核心反应（元素、价态）思维建模(2022山东卷12题)

高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下，可能用到的数据见下表。Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2开始沉淀pH1.94.26.2沉淀完全pH3.26.78.2下列说法错误的是A．固体X主要成分是Fe(OH)3和S；金属M为ZnB．浸取时，增大O2压强可促进金属离子浸出C．中和调pH的范围为3.2~4.2D．还原时，增大溶液酸度有利于Cu的生成DCuS→Cu2++SFe2+→Fe3+Zn2+目的：除去部分金属离子杂质目的：沉淀Fe3+，

Cu2+不沉淀，

则Zn2+未沉淀。Fe(OH)3和SCu2+Zn2+CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq)增大O2的浓度，消耗S2-，促进沉淀溶解平衡正向移动

H2+CuSO4=Cu+H2SO4生成硫酸，增大酸度，不利于反应正向进行。控制、优化反应条件学以致用+1+2+30价态单质氧化物氢氧化物盐Fe物质类别