2023-2024届高考一轮复习化学教案（鲁科版）第3章金属及其化合物热点强化6工艺流程中含铁化合物的制备

热点强化6工艺流程中含铁化合物的制备

热点精讲

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H2θ2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O

2+3+

D.制备Fe3O4的反应Fe+2Fe+8OH=^=Fe3O4+4H2O是氧化还原反应

答案D

解析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

用硫氨酸钾溶液，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+

+3+2+3+

+2H=2Fe+2H2O,C正确；制备Fe3O4的反应为Fe+2Fe+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Cu2θ)制备(NH6Fe(So4)2晶体的实验流程如下。

空气稀硫酸铁屑

矿

渣

一―(NHI)Fe(SO)晶体

SO2滤渣

⑴煨烧过程中FeS2和Cu2O转化为Fe2O3和CuOoFeSz与。2反应生成Fe2O3和SCh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

(3)向酸浸后的溶液中加入过量铁屑，除能将Fe?'转化为Fe?'外，还能；

检验Fe?+是否完全被还原的实验操作是o

(4)煨烧生成的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==2CaSO42H2θ+2NaHSO3;CaSO4∙2H2O难溶于

水；pH=4〜6的溶液中HSO3能大量存在。实验中可选用的试剂：3mol∙L∣Na2SO4溶液，

3mol∙L∣H2SO4溶液，1mol∙LINaoH溶液)

Tjrje

答案(1)4FeS2+1102^^2Fe2O3+8SO2

(2)BD

(3)将CM+转化为CU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Fe?*已完全被还原

(4)向CaSO3浆料中加入一定量3mol∙L1Na2SO4溶液，边搅拌边缓慢滴加总量与Na2SO4溶

液相同量的3mol∙L^'H2SO4溶液，测定反应液的pH,再用3mol∙L1H2SO4溶液或1mol∙

1

L-INaOH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3mol∙L

H2SO4溶液，产生的气体通入ImOI∙L∣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)

解析(2)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)加入过量铁屑除将Fe?+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Fe?+已完全被还原。(4)根据信息，pH=4~6时，HSOf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。

热点专练

1.高磷Sj状赤铁矿(主要含有Fe2O3,含少量AI2O3、CaOʌSiCh等)是我国一种重要的沉积型

铁矿资源，以高磷鲍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()

酸

矿

焙洗涤

浸

和

一

石ffl滤干燥铁

烧

液

粉⅛Γ渣灼烧‘红

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

答案C

解析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

硫；酸浸液中含有Fe?+,遇K3[Fe（CN）6]溶液生成蓝色沉淀，B项正确：氧化时可选用H2O2、

+3+

NaCIo溶液作为氧化剂，将Fe?+氧化为Fe?+,反应原理分别为2Fe?++H2O2+2H==2Fe

2++3+

+2H2O、2Fe+ClO-+2H=2Fe+Cl-+H2O,D项正确。

2.从某含有FeCI2、FeCl3>CUCI2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（)

过量

试剂b

试剂a金属铜

滤KY陛创氯

工

滤

试剂C溶化

业

铁

液操作

操作液In

晶

废IZ

体

液W

滤液X

A.试剂a是铁、试剂b是稀硫酸

B.操作I、操作n、操作m所用仪器相同

C.试剂C是氯气，相应的反应为2Fe2++Cb=2C「+2Fe3+

D.用酸性KMno4溶液可检验溶液W中是否还有Fe2+

答案C

解析试剂a是铁，加入过量的铁，可把铜全部置换出来，并把FeCb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

FeCI3,故试剂b是稀盐酸，铜不与盐酸反应，铁与盐酸反应生成FeCL,故通过操作Il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:

2+3+

2Fe+Cl2=2Cl^+2Fe,把FeCl2转化为FeCl3,然后通过操作∏l（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

CF,酸性KMnO4溶液既可氧化Fe2+,又可氧化C「，故用酸性KMnO4溶液不可检验溶液

W中是否还有Fe?+,D错误。

3.若利用黄铁矿焙烧取硫后的废渣（主要成分为Fe2θ3∖SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质）制取

FeSO4∙7H2O,设计了如下流程:

f⅛w≡

NaOH溶H固体2）

试剂X液控制PH

•{溶液1}

FeSO-

，溶液2卜1

7H2O

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AF转化为Al（OH）3,进入固体2

C.从溶液2得到FeSO4∙7H2θ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

答案D

解析流程设计意图是用硫酸把FezCh、AbCh转化为硫酸盐，除去Siθ2,然后用试剂X(铁

粉)还原Fe3+得到硫酸亚铁，A正确；分离FeSO4和AI2(SO4)3采用的是调控PH的方法，使

Ap+转化为Al(OH)3沉淀从而与FeSO4分离，B正确；Fe?+容易被氧化，所以在制备FeSo#7比0

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：

萃取剂X

试剂a盐酸萃卑剂Y

LLJI-1->DDTC-NH碱溶液

fi1i

部分氧化I闹阖区,-----_I,~~I

的FeSol—解一"取-*翁-{(DDTC⅛-FeHFe(OH)J

-----------L-T-J[取

弃去水相弃去有机相

[FezQ:口操作A)

已知：①在较高的盐酸浓度下，Fe?+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。

3+

(2)3DDTC-NH4+Fe==(DDTC)3-FeI+3NH；。

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