摘要:FeSO4·7H2O俗名绿矾.绿矾在农业上用于农药.工业上用于染料.但在空气中久置会风化.且出现铁锈色斑点.为什么?写出配平的化学方程式. ⑴应如何保存FeSO4溶液? ⑵Cr(VI)是一种有害金属离子.直接排放含Cr(VI)废水会严重污染环境.用绿矾处理后.毒性可大大降低.写出配平的化学方程式. ⑶高铁酸盐(FeO42-)被子认为是未来的净水剂.用化学方程式表示如何从Fe2+ 制备FeO42-. 第三课时 铁及其化合物 [例题解析] 例1.FeS,FeS2(2)4FeS2+11O2====2Fe2O3+8SO2 (3)2H2S+SO2=3S+2H2O (4)6FeSO4+3Br2=2Fe2(SO4)3+2FeBr3(5)FeS+2H+=Fe2++H2S) 例4.答案为B. [针对训练]
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工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-,它们会对人类及生态系统产生很大的伤害,必须进行处理.该法的工艺流程为:
CrO42-
Cr2O72-
Cr3+
Cr(OH)3↓
其中第①步存在平衡:2CrO42-(黄色)+2H+?Cr2O72-(橙色)+H2O
(1)若平衡时溶液呈强酸性,则溶液显
(2)能说明第①步反应达平衡状态的是
A.Cr2O72-和CrO42-的浓度相同 B.溶液的颜色不变
C.CrO42-的消耗速率是Cr2O72-生成速率的2倍 D.溶液的pH值不变
(3)第②步中,还原0.01mol Cr2O72-离子,需要
(4)Cr(OH)3在水溶液中有两种电离方式,并存在以下平衡:
H++CrO2-(亮绿色)+H2O?Cr(OH)3(s)?Cr3+(紫色)+3OH-
下列有关说法中正确的是
a、加酸平衡向右移动,生成Cr3+;加碱平衡向左移动,生成CrO2-
b、在一定条件下存在反应:Cr(OH)3+OH-→CrO2-+2H2O;Cr(OH)3+3H+→Cr3++3H2O
c、Cr3+盐溶液中加入NaOH溶液,先产生沉淀,后沉淀消失,溶液变成无色
d、Cr(OH)3(固)在水中存在三个平衡.
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CrO42-
| H+ |
| ①转化 |
| Fe2+ |
| ②还原 |
| OH- |
| ③沉淀 |
其中第①步存在平衡:2CrO42-(黄色)+2H+?Cr2O72-(橙色)+H2O
(1)若平衡时溶液呈强酸性,则溶液显
橙
橙
色(2)能说明第①步反应达平衡状态的是
BD
BD
.A.Cr2O72-和CrO42-的浓度相同 B.溶液的颜色不变
C.CrO42-的消耗速率是Cr2O72-生成速率的2倍 D.溶液的pH值不变
(3)第②步中,还原0.01mol Cr2O72-离子,需要
0.06
0.06
mol的FeSO4?7H2O.(4)Cr(OH)3在水溶液中有两种电离方式,并存在以下平衡:
H++CrO2-(亮绿色)+H2O?Cr(OH)3(s)?Cr3+(紫色)+3OH-
下列有关说法中正确的是
ab
ab
a、加酸平衡向右移动,生成Cr3+;加碱平衡向左移动,生成CrO2-
b、在一定条件下存在反应:Cr(OH)3+OH-→CrO2-+2H2O;Cr(OH)3+3H+→Cr3++3H2O
c、Cr3+盐溶液中加入NaOH溶液,先产生沉淀,后沉淀消失,溶液变成无色
d、Cr(OH)3(固)在水中存在三个平衡.
(2011?天津)工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-,它们会对人类及生态系统产生很大损害,必须进行处理.常用的处理方法有两种.
方法1:还原沉淀法该法的工艺流程为:CrO42-
Cr2O72-
Cr3+
Cr(OH)3↓其中第①步存在平衡:2CrO42-(黄色)+2H+?Cr2O72-(橙色)+H2O
(1)若平衡体系的pH=2,该溶液显
(2)能说明第①步反应达平衡状态的是
a.Cr2O72-和CrO42-的浓度相同 b.2v(Cr2O72-)=v(CrO42-) c.溶液的颜色不变
(3)第②步中,还原1molCr2O72-离子,需要
(4)第③步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:Cr(OH)3(s)?Cr3+(aq)+3OH-(aq)
常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=c(Cr3+)?c3(OH-)=10-32,要使c(Cr3+)降至10-5mol/L,溶液的pH应调至
方法2:电解法,该法用Fe做电极电解含Cr2O72-的酸性废水,随着电解进行,在阴极附近溶液pH升高,产生Cr(OH)3沉淀.
(5)用Fe做电极的原因为
(6)在阴极附近溶液pH升高的原因是(用电极反应解释)
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方法1:还原沉淀法该法的工艺流程为:CrO42-
| H+ |
| ①转化 |
| Fe2+ |
| ②还原 |
| OH- |
| ③沉淀 |
(1)若平衡体系的pH=2,该溶液显
橙
橙
色.(2)能说明第①步反应达平衡状态的是
c
c
.a.Cr2O72-和CrO42-的浓度相同 b.2v(Cr2O72-)=v(CrO42-) c.溶液的颜色不变
(3)第②步中,还原1molCr2O72-离子,需要
6
6
mol的FeSO4?7H2O.(4)第③步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:Cr(OH)3(s)?Cr3+(aq)+3OH-(aq)
常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=c(Cr3+)?c3(OH-)=10-32,要使c(Cr3+)降至10-5mol/L,溶液的pH应调至
5
5
.方法2:电解法,该法用Fe做电极电解含Cr2O72-的酸性废水,随着电解进行,在阴极附近溶液pH升高,产生Cr(OH)3沉淀.
(5)用Fe做电极的原因为
阳极反应为Fe-2e-═Fe2+,提供还原剂Fe2+
阳极反应为Fe-2e-═Fe2+,提供还原剂Fe2+
.(6)在阴极附近溶液pH升高的原因是(用电极反应解释)
2H++2e-═H2↑
2H++2e-═H2↑
,溶液中同时生成的沉淀还有Fe(OH)3
Fe(OH)3
.为测定该补血剂样品[主要成分是硫酸亚铁晶体(FeSO4?7H2O)]中铁元素的含量,某化学兴趣小组设计了两套实验方案:
方案一:用酸性KMnO4溶液滴定测定铁元素的含量
(1)写出滴定反应的离子方程式
(2)下列滴定方式中,最合理的是

(3)实验前,首先要准确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250mL,配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外,还需
(4)某同学设计以原电池的形式实现Fe2+至Fe3+的转化,电解质溶液为稀硫酸,请写出负极的电极反应式
方案二 将FeSO4转化为Fe2O3,测定质量变化操作流程如下:

(3)步骤②中除用H2O2外还可以使用的物质是
(5)步骤②是否可以省略
(6)步骤④中一系列操作依次是:过滤、洗涤、
(7)假设实验无损耗,则每片补血剂含铁元素的质量
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方案一:用酸性KMnO4溶液滴定测定铁元素的含量
(1)写出滴定反应的离子方程式
5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
.(2)下列滴定方式中,最合理的是
B
B
(夹持部分略去)(填字母序号).(3)实验前,首先要准确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250mL,配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外,还需
250mL容量瓶
250mL容量瓶
(填仪器名称).(4)某同学设计以原电池的形式实现Fe2+至Fe3+的转化,电解质溶液为稀硫酸,请写出负极的电极反应式
Fe2+-e-═Fe3+
Fe2+-e-═Fe3+
方案二 将FeSO4转化为Fe2O3,测定质量变化操作流程如下:
(3)步骤②中除用H2O2外还可以使用的物质是
氯水
氯水
.(5)步骤②是否可以省略
不能
不能
,理由是Fe2+与碱反应后不能保证Fe2+全部转化为Fe3+,加热不能得到纯净的Fe2O3,故无法准确计算Fe的含量
Fe2+与碱反应后不能保证Fe2+全部转化为Fe3+,加热不能得到纯净的Fe2O3,故无法准确计算Fe的含量
.(6)步骤④中一系列操作依次是:过滤、洗涤、
灼烧
灼烧
、冷却、称量.(7)假设实验无损耗,则每片补血剂含铁元素的质量
0.07a
0.07a
g(用含a的代数式表示).(2011?宁波模拟)硫酸亚铁晶体(FeSO4?7H2O)在医药上作补血剂.某课外小组拟用KMnO4溶液滴定的方法,测定该补血剂中铁元素的含量,进行了如下实验:
[查阅资料]
在酸性条件下,用KMnO4标准溶液进行氧化还原滴定,可以测定Fe2+的含量.反应的离子方程式是:Fe2++MnO4-+H+--Fe3++Mn2++H2O(未配平)
[准备实验用品]
①仪器:a.电子天平,b.滴定管,c.100mL量筒,d.烧杯,e.漏斗,f.250mL容量瓶,g.锥形瓶,h.玻璃棒,i.药匙,j.烧瓶,k.铁架台(带滴定管夹),l.胶头滴管.
②试剂:a.硫酸亚铁补血剂药片,b.高锰酸钾晶体,c.酚酞溶液,d.KSCN溶液,e.稀硫酸,f.稀盐酸,g.蒸馏水.
[实验步骤]
①称取0.474g KMnO4晶体,配成250.00mL水溶液;
②取5片除去糖衣(非还原糖)后的硫酸亚铁补血剂药片(1.500g),研细后加稀硫酸溶解,配成100.00mL水溶液.
③用酸式滴定管取待测“补血剂”溶液20.00mL于某容器中.
④盛装标准KMnO4溶液,静置后,读取数据,记录为KMnO4标准溶液体积的初读数.
⑤滴定,并记录KMnO4标准溶液的终读数.再重复滴定2次.
[实验记录]
[交流与讨论]
(1)准备的实验用品中,不需要的仪器有(填序号)
(2)本实验所用的KMnO4标准溶液的物质的量浓度为
(3)课外小组里有位同学设计了下列四种滴定方式(夹持部分略去),引起了同学们的讨论,最后取得共识,认为最合理的是

(4)判断滴定终点的依据是
(5)若在接近滴定终点时,用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下,再继续滴定至终点,则所测得的补血剂中铁元素的含量会
(6)根据实验数据,计算该补血剂中铁元素的含量
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[查阅资料]
在酸性条件下,用KMnO4标准溶液进行氧化还原滴定,可以测定Fe2+的含量.反应的离子方程式是:Fe2++MnO4-+H+--Fe3++Mn2++H2O(未配平)
[准备实验用品]
①仪器:a.电子天平,b.滴定管,c.100mL量筒,d.烧杯,e.漏斗,f.250mL容量瓶,g.锥形瓶,h.玻璃棒,i.药匙,j.烧瓶,k.铁架台(带滴定管夹),l.胶头滴管.
②试剂:a.硫酸亚铁补血剂药片,b.高锰酸钾晶体,c.酚酞溶液,d.KSCN溶液,e.稀硫酸,f.稀盐酸,g.蒸馏水.
[实验步骤]
①称取0.474g KMnO4晶体,配成250.00mL水溶液;
②取5片除去糖衣(非还原糖)后的硫酸亚铁补血剂药片(1.500g),研细后加稀硫酸溶解,配成100.00mL水溶液.
③用酸式滴定管取待测“补血剂”溶液20.00mL于某容器中.
④盛装标准KMnO4溶液,静置后,读取数据,记录为KMnO4标准溶液体积的初读数.
⑤滴定,并记录KMnO4标准溶液的终读数.再重复滴定2次.
[实验记录]
| 滴定次数 实验数据 |
1 | 2 | 3 |
| V(样品)/mL | 20.00 | 20.00 | 20.00 |
| V(KMnO4)/mL(初读数) | 0.00 | 0.20 | 0.00 |
| V(KMnO4)/mL(终读数) | 15.85 | 15.22 | 14.98 |
(1)准备的实验用品中,不需要的仪器有(填序号)
c,e,j
c,e,j
;不需要的试剂有(填序号)c,d,f
c,d,f
.(2)本实验所用的KMnO4标准溶液的物质的量浓度为
1.200×10-2mol?L-1
1.200×10-2mol?L-1
.(3)课外小组里有位同学设计了下列四种滴定方式(夹持部分略去),引起了同学们的讨论,最后取得共识,认为最合理的是
b
b
(填字母序号).(4)判断滴定终点的依据是
滴入最后一滴KMnO4溶液恰好由黄绿色变浅紫红色,且半分钟内不褪色
滴入最后一滴KMnO4溶液恰好由黄绿色变浅紫红色,且半分钟内不褪色
.(5)若在接近滴定终点时,用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下,再继续滴定至终点,则所测得的补血剂中铁元素的含量会
无影响
无影响
(偏大、偏小、无影响).(6)根据实验数据,计算该补血剂中铁元素的含量
16.8%
16.8%
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