高中化學(xué)項(xiàng)目式教學(xué)《鐵及其化合物復(fù)習(xí)》

單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,二級(jí),三級(jí),四級(jí),五級(jí),2022/12/18 Sunday,#,煉鋼廠廢渣處理,鐵及其化合物復(fù)習(xí),廢渣的定性分析,廢渣的定量分析,廢渣的綜合利用,酸浸工藝,酸浸液,酸浸液處理？,是否符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)？,有何成分？,【活動(dòng),1,】,討論廢渣成分以及酸浸時(shí)發(fā)生的反應(yīng),【任務(wù)一,】煉,鋼廠廢渣的定性分析,稀,H,2,SO,4,酸浸,Fe,3,O,4,Fe,2,O,3,FeO,Fe,【活動(dòng),2,】,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案檢驗(yàn)酸浸液中的鐵元素的存在形式?,Fe,3+,選擇試劑:,KSCN溶液、淀粉-KI試紙,Fe,3,nSCN,=,Fe,（,SCN,）,n,3,n,（,n,=1 6,）,Fe 3d,6,4s,2,Fe,2+,選擇試劑:,K,3,Fe(CN),6,溶液,、KMnO,4,(H,+,),【,2022,年,臨沂,高三二模,】,【,2022,年,濟(jì)南,高二期末,】,鏈接教材,(3),含有多個(gè)配位原子的配體與同一中心離子,(,或原子,),通過(guò)螯合配位成環(huán)而形成的配合物為,螯合物,。一種,Cd,2+,配合物的結(jié)構(gòu)如圖所示，,1mol,該配合物中通過(guò)螯合作用形成的配位鍵有,_mol,。,【,2020,年,山東卷,17,題,】,6,【任務(wù)二,】煉鋼廠廢渣的定量分析,交流討論并設(shè)計(jì)測(cè)定總,鐵,含量,的,方案，畫(huà)出簡(jiǎn)易操作流程圖。,某省地方酸浸液總鐵濃度限值,【方案,1,】,沉淀法,鐵元素守恒法,2Fe,3+,Fe,2,O,3,2Fe,3+,I,2,2Na,2,S,2,O,3,關(guān)系式法,1120 mg/L,溶液恰好變成粉紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色,淀粉；,當(dāng)?shù)稳胱詈蟀氲螛?biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，恰好由藍(lán)色變無(wú)色，且半分鐘內(nèi)不變色,原理：,2Fe,3+,+2I,-,=2Fe,2+,+I,2,I,2,+2Na,2,S,2,O,3,=Na,2,S,4,O,6,+2NaI,【方案,2,】,滴定法（碘量法）,足量,H,2,O,2,酸性,KMnO,4,溶液,超標(biāo)了,酸浸液,酸浸液,取,a,L,酸浸液,Fe,2+,、,Fe,3+,適量還原劑,Fe,2+,溶液,c,mol/L,酸性,KMnO,4,V,mL,計(jì)算含量,(,m,g/L,),【,2020,年,山東卷,20,題,】,【,2022,年,山東卷,18,題,】,生活中的鐵元素,【任務(wù)三,】,煉鋼廠廢渣酸浸液的再利用,【活動(dòng)一】,制取,FeSO,4,水合晶體,鐵粉,流程圖中“,一系列操作,”可以是哪些操作過(guò)程?,蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,何種晶體？,FeSO,4,晶體,FeSO,4,7H,2,O,FeSO,4,H,2,O,蒸發(fā)結(jié)晶,過(guò)濾,溶解度,S(g),溫度,t(,),FeSO,4,.7H,2,O,FeSO,4,.H,2,O,【任務(wù)三,】煉鋼廠廢渣酸浸液,的再利用,2Fe,3+,+3ClO,+10OH,=2 FeO,4,2,+3Cl,+5H,2,O,書(shū)寫(xiě),步驟,i,和,ii,離子方程式：,步驟反應(yīng)為復(fù)分解反應(yīng)，,比較,溶解,度,Na,2,FeO,4,K,2,FeO,4,【活動(dòng)二】,由,FeSO,4,制備,K,2,FeO,4,高鐵酸鉀是新型綠色環(huán)保水處理劑，一種制備流程如下：,【,規(guī)范作答,】,K,2,FeO,4,有強(qiáng)氧化性，能殺菌、消毒；還原產(chǎn)物為,Fe(OH),3,膠體，能吸附水中的懸浮物，作絮凝劑。,請(qǐng)說(shuō)明,K,2,FeO,4,能凈水消毒的原理。,K,2,FeO,4,強(qiáng)氧化性,殺菌,Fe,3+,Fe,(,O,H),3,膠體,吸附作用,凈水,【探究一】,Fe,SO,4,和,Na,2,CO,3,混合反應(yīng),現(xiàn)象：,生成灰綠色不溶物,已知：混合溶液,Fe,2+,的濃度為,0.01mol/L,pH=10.7,KspFe(OH),2,=10,16,KspFeCO,3,=,10,11,含碳粒子濃度分布圖如下：,離子積,Q,溶度積,K,sp,：,溶液過(guò)飽和，有沉淀析出,Q,K,sp,：,溶液飽和，處于平衡狀態(tài),Q,K,sp,：,溶液未飽和，無(wú)沉淀析出,【活動(dòng)三】,由,FeSO,4,制備,FeCO,3,（常用于制備補(bǔ)鐵劑乳酸亞鐵）選擇哪種試劑？,【任務(wù)三：,煉鋼廠廢渣酸浸液,的再利用,已知：混合溶液,Fe,2+,的濃度為,0.01mol/L,pH=6.7,(,KspFe(OH),2,=,10,16,KspFeCO,3,=,10,11,),含碳粒子濃度分布圖如下：,【探究二】,Fe,SO,4,和,NaHCO,3,混合反應(yīng),現(xiàn)象：,生成白色沉淀，并有氣泡產(chǎn)生,Fe,2+,+2HCO,3,-,=,Fe,CO,3,+H,2,O+CO,2,2019,全國(guó),I,卷,NH,4,HCO,3,常代替,Na,2,CO,3,作為,部分,+2,價(jià)金屬,M,2+,生成,MCO,3,的沉淀劑,同時(shí)生成,CO,2,Na,2,CO,3,CO,3,2,-,OH,-,MCO,3,M(OH),2,易誘發(fā)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng),NH,4,HCO,3,常溫0.1mol/L 的NH,4,HCO,3,溶液pH7.8,不易誘發(fā)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng),2020,山東卷,M,2+,+2HCO,3,-,=MCO,3,+H,2,O+CO,2,原理分析：,HCO,3,-,+,HCO,3,-,+,M,2+,+,H,2,O+CO,2,MCO,3,電離平衡,沉淀溶解平衡,碳酸氫銨(NH,4,HCO,3,)與NH,3,H,2,O反應(yīng)生成(NH,4,),2,CO,3,作為碳化劑,HCO,3,-,+,NH,3,H,2,O=NH,4,+,+CO,3,2-,已知：,MnO,2,是一種兩性氧化物；,25,時(shí)相關(guān)物質(zhì)的,K,sp,見(jiàn)下表。,S,Mn,2+,Fe,2+,Fe,3+,Al,3+,Fe(OH),3,Al(OH),3,氧化,調(diào)節(jié),pH,4.9,鏈接工藝流程,【2020,山東,16】,用軟錳礦（主要成分為,MnO,2,，含少量,Fe,3,O,4,、,Al,2,O,3,）和,BaS,制備高純,MnCO,3,的工藝流程如下：,物質(zhì),Fe(OH),2,Fe(OH),3,Al(OH),3,Mn(OH),2,K,sp,1,10,-16.3,1,10,-38.6,1,10,-32.3,1,10,-12.7,(4),凈化時(shí)需先加入的試劑,X,為,_(,填化學(xué)式,),。再使用氨水調(diào)溶液的,pH,，則,pH,的理論最小值為,_(,當(dāng)溶液中某離子濃度,c1.010,5,mol/L,時(shí)，可認(rèn)為該離子沉淀完全,),。,H,2,O,2,4.9,【2022,北京一模,】,磷酸鐵,(FePO,4,),常用作電極材料。以硫鐵礦,(,主要成分是,FeS,2,，含少量,Al,2,O,3,、,SiO,2,和,Fe,3,O,4,),為原料制備磷酸鐵的流程如圖：,已知幾種金屬離子沉淀的,pH,如表所示：,金屬氫氧化物,Fe(OH),3,Fe(OH),2,Al(OH),3,開(kāi)始沉淀的pH,2.3,7.5,4.0,完全沉淀的pH,4.1,9.7,5.2,(2),用,FeS,還原,Fe,3+,的目的是,_,，加入,FeO,的作用是,_(,用離子方程式表示,),。,避免在除去Al,3+,時(shí)Fe,3+,被一并沉淀,Al(OH),3,FeS,SiO,2,+2,+3,Al,3+,+3H,2,OAl(OH),3,+3H,+,FeO+2H,+,=Fe,2+,+H,2,O,預(yù)處理,溶解：酸溶和堿溶,灼燒、焙燒等,原料,目標(biāo)產(chǎn)物,分離操作線,化學(xué)除雜,沉淀法：加沉淀劑、調(diào),pH,值,氣化法,氧化還原法,產(chǎn)品的分離提純,蒸發(fā)結(jié)晶,降溫結(jié)晶,過(guò)濾洗滌,萃取分液,物質(zhì)轉(zhuǎn)化線,：核心反應(yīng)（元素、價(jià)態(tài)）,思維建模,(2022,山東卷,12,題,),高壓氫還原法可直接從溶液中提取金屬粉。以硫化銅精礦,(,含,Zn,、,Fe,元素的雜質(zhì),),為主要原料制備,Cu,粉的工藝流程如下，可能用到的數(shù)據(jù)見(jiàn)下表。,Fe(OH),3,Cu(OH),2,Zn(OH),2,開(kāi)始沉淀pH,1.9,4.2,6.2,沉淀完全pH,3.2,6.7,8.2,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是,A,固體,X,主要成分是,Fe(OH),3,和,S,；金屬,M,為,Zn,B,浸取時(shí)，增大,O,2,壓強(qiáng)可促進(jìn)金屬離子浸出,C,中和調(diào),pH,的范圍為,3.24.2,D,還原時(shí)，增大溶液酸度有利于,Cu,的生成,D,CuS,Cu,2+,+S,Fe,2+,Fe,3+,Zn,2+,目的：除去部分金屬離子雜質(zhì),目的：沉淀,Fe,3+,，,Cu,2+,不沉淀，,則,Zn,2+,未沉淀。,Fe(OH),3,和,S,Cu,2+,Zn,2+,CuS(s),Cu,2+,(aq)+S,2-,(aq)增大O,2,的濃度，消耗S,2-,，,促進(jìn)沉淀溶解平衡正向移動(dòng),H,2,+CuSO,4,=,Cu+H,2,SO,4,生成硫酸，增大酸度，不利于反應(yīng)正向進(jìn)行。,控制、優(yōu)化反應(yīng)條件,學(xué)以致用,+1,+2,+3,0,價(jià)態(tài),單質(zhì),氧化物,氫氧化物,鹽,Fe,物質(zhì)類(lèi)別,+6,Fe,元素的價(jià)類(lèi)二維圖,課堂小結(jié),元素,價(jià)態(tài),氧化性,還原性,物質(zhì),類(lèi)別,通性,特性,鐵價(jià)電子結(jié)構(gòu),配合物,離子檢驗(yàn),定性分析,Fe,2+,Fe,3+,性質(zhì),相互轉(zhuǎn)化和氧化還原滴定,定量分析,Fe(OH),2,Fe(OH),3,FeO,Fe,3,O,4,Fe,2,O,3,Fe,2,(,SO,4,),3,FeSO,4,K,2,FeO,4,FeCO,3,FeSO,4,.nH,2,O,感謝聆聽(tīng),