人教版高中化学选修六第二单元物质的获取 课题二 物质的制备 硫酸亚铁的制备 课件（共25张PPT）

(共25张PPT)
硫酸亚铁的制备（1）
本节课学习目标：
2.利用价类二维图，采用不同的转化方法制备硫酸亚铁。
1.通过制备硫酸亚铁方案的讨论，巩固铁及其化合物的化学
性质，落实基本的化学用语。
3.学习并体会价类二维图在物质转化中的价值。
硫酸亚铁（FeSO4）是用途广泛的化工原料
如何进行硫酸亚铁的制备呢？
FeSO4
分析硫酸亚铁的组成
Fe
含铁元素的物质有哪些呢？请有序地找出来
分析角度
物质类别：
铁元素价态：
单质、氧化物、氢氧化物、盐
0、+2、+3
Fe FeO Fe2O3 Fe(OH)2 Fe(OH)3 FeSO4 Fe2(SO4)3
请写出你所知道的能够制备硫酸亚铁的方程式
Fe+H2SO4 FeSO4+H2 ↑
Fe+CuSO4 FeSO4+Cu
还有没有其他制备硫酸亚铁的方法？能否按照物质类别和元素化合价两个角度对含铁物质进行梳理呢？
铁元素
化合价
+3
+2
0
单质
氧化物
氢氧化物
盐
Fe
含铁元素物质类别
FeO
Fe(OH)3
Fe(OH)2
FeSO4
化合价——物质类别二维图
Fe2O3
如何应用化合价——物质类别二维图，用尽可能多的方案生成硫酸亚铁呢？
硫酸亚铁的制备（2）
铁元素
化合价
+3
+2
0
单质
氧化物
氢氧化物
盐
Fe
含铁元素物质类别
Fe2O3
FeO
Fe(OH)3
Fe(OH)2
FeSO4
从化合价——物质类别二维图看硫酸亚铁的制备
0
+2
H2SO4
或CuSO4
或Fe2(SO4)3
请分别书写这三个反应的离子方程式
Fe+2H+ Fe2++H2 ↑
Fe+Cu2+ Fe2++Cu
Fe+2Fe3+ 3Fe2+
铁元素
化合价
+3
+2
0
单质
氧化物
氢氧化物
盐
Fe
含铁元素物质类别
Fe2O3
FeO
Fe(OH)3
Fe(OH)2
FeSO4
从化合价——物质类别二维图看硫酸亚铁的制备
由铁的氧化物——FeO，制备硫酸亚铁
？
H2SO4
请书写这个反应的离子方程式
FeO+2H+ Fe2++H2O
+2
+2
碱性氧化物+ ？ 盐 + 水
由铁的氧化物——Fe2O3制备FeSO4
铁元素
化合价
+3
+2
0
单质
氧化物
氢氧化物
盐
Fe
含铁元素物质类别
Fe2O3
FeO
Fe(OH)3
Fe(OH)2
FeSO4
①
②
物质类别
铁元素化合价
？
H2SO4
？
Fe
请书写两步反应的离子方程式
Fe2O3+6H+ 2Fe3++3H2O
2Fe3++Fe 3Fe2+
+3
+2
从化合价——物质类别二维图看硫酸亚铁的制备
思考：需要从哪些角度进行转化？
铁元素
化合价
+3
+2
0
单质
氧化物
氢氧化物
盐
Fe
含铁元素物质类别
Fe2O3
FeO
Fe(OH)3
Fe(OH)2
FeSO4
从化合价——物质类别二维图看硫酸亚铁的制备
由铁的氢氧化物——Fe(OH)2制备FeSO4
+2
+2
碱+ ？ 盐 + 水
请书写这个反应的离子方程式
Fe(OH)2+2H+ Fe2++2H2O
H2SO4
铁元素
化合价
+3
+2
0
单质
氧化物
氢氧化物
盐
Fe
含铁元素物质类别
Fe2O3
FeO
Fe(OH)3
Fe(OH)2
FeSO4
从化合价——物质类别二维图看硫酸亚铁的制备
由铁的氢氧化物——Fe(OH)3制备FeSO4
+2
+3
H2SO4
Fe
请书写这两个反应的离子方程式
Fe(OH)3+3H+ Fe3++3H2O
2Fe3++Fe 3Fe2+
铁元素
化合价
+3
+2
0
单质
氧化物
氢氧化物
盐
Fe
含铁元素物质类别
Fe2O3
FeO
Fe(OH)3
Fe(OH)2
FeSO4
从化合价——物质类别二维图看硫酸亚铁的制备
由铁盐——Fe2(SO4)3制备FeSO4
+2
+3
Fe
请书写这个反应的离子方程式
2Fe3++Fe 3Fe2+
铁元素
化合价
+3
+2
0
单质
氧化物
氢氧化物
盐
Fe
含铁元素物质类别
Fe2O3
FeO
Fe(OH)3
Fe(OH)2
FeSO4
从化合价——物质类别二维图看硫酸亚铁的制备
多种方案制备硫酸亚铁
工业上采用的是哪种方案来制备硫酸亚铁呢？
制备硫酸亚铁不同原材料的特点
氢氧化铁有什么样的性质，导致它不稳定？请书写化学方程式
Fe(OH)3
不稳定，价格较高，约16000元/吨
2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O
△
Fe(OH)2/FeO
不稳定，在空气中容易被氧化
Fe粉
价格低廉，约3000元/吨
Fe2(SO4)3
来自于钢铁浸洗废液，原料充足
H2SO4
工业原料，价格低廉，约210元/吨
CuSO4
价格较高，约12000元/吨
Fe2(SO4)3
H2SO4
Fe粉
氢氧化亚铁有什么样的性质，导致它不稳定？请书写它在空气中被氧化的化学方程式
4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3
Fe2O3+6H+ 2Fe3++3H2O
请书写硫酸除铁锈的离子方程式
Fe+H2SO4 FeSO4+H2 ↑
Fe+Fe2(SO4)3 3FeSO4
原材料 特点






硫酸亚铁溶液的保存
思考：硫酸亚铁溶液在空气中会发生什么样的变化？
为什么会发生这种变化？
铁元素
化合价
+3
+2
0
单质
氧化物
氢氧化物
盐
Fe
含铁元素物质类别
Fe2O3
FeO
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Fe2+
2Fe3++Fe 3Fe2+
还原性
O2
如何解决这个问题呢？
Fe
硫酸亚铁溶液的保存
1.加铁粉
2.密封保存
3.加硫酸
铁元素
化合价
+3
+2
0
单质
氧化物
氢氧化物
盐
Fe
含铁元素物质类别
Fe2O3
FeO
Fe(OH)3
Fe(OH)2
FeSO4
总结：用价—类二维图认识元素化合物
非氧化还原反应的转化（加入酸、碱、△或水）

（加入氧化剂或还原剂）氧化还原反应的转化
硫酸亚铁的制备（3）
铁元素
化合价
+3
+2
0
单质
氧化物
氢氧化物
盐
Fe
含铁元素物质类别
Fe2O3
FeO
Fe(OH)3
Fe(OH)2
FeSO4
能力提升：用磁铁矿(Fe3O4）制备硫酸亚铁
资料：Fe3O4中的铁元素化合价分别为+3和+2价
Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O
Fe3O4
H2SO4
Fe
完整叙述实验操作流程
能力提升：用磁铁矿(Fe3O4）制备硫酸亚铁
Fe3O4
足量H2SO4
Fe2(SO4)3和FeSO4的混合液
过量Fe
过滤
FeSO4溶液
如何设计实验，确定铁粉与硫酸铁反应充分？
能力提升：用磁铁矿(Fe3O4）制备硫酸亚铁
Fe+2Fe3+=3Fe2+
溶液中是否还有未反应充分的三价铁？
利用价-类二维图，以Fe为原料制备Fe(OH)3
铁元素
化合价
+3
+2
0
单质
氧化物
氢氧化物
盐
Fe
含铁元素物质类别
Fe2O3
FeO
Fe2+
Fe(OH)3
Fe(OH)2
已知：氢氧化铁可用于制造医药、颜料，并用作砷解毒剂等，其胶体可用于净水。
HCl
Cl2
NaOH
O2
NaOH
Cl2
书写过程中所涉及的化学方程式或离子方程式
Fe+2H+ Fe2++H2 ↑
Fe2++2OH- Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3
2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-
Fe3++3OH- Fe(OH)3↓
2Fe+3Cl2 2FeCl3
点燃
Fe3++3OH- Fe(OH)3↓
回顾：用价—类二维图认识元素化合物（钠及其化合物）
钠元素
化合价
+1
0
单质
氧化物
盐
含钠元素物质类别
氢氧化物
Na
Na2CO3
Na2O
NaOH
O2
O2，加热
H2O
Na2O2
O2，加热
4Na+O2 2Na2O
加热
2Na+O2 Na2O2
2Na+2H2O 2NaOH+H2↑
分别写出这三个反应的化学方程式
分别写出这两个反应的化学方程式
2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑
2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2
巩固练习：利用“价—类”二维图以铜为原料合成氢氧化铜
铜元素
化合价
+2
0
单质
氧化物
含铜元素物质类别
盐
Cu
CuSO4

氢氧化物
CuO
Cu(OH)2
H2SO4
资料：氢氧化铜是蓝色沉淀，氧化铜不溶于水
NaOH
O2，加热
H2SO4
？
H2O
X
请书写三步反应的化学方程式
2Cu+O2 2CuO
△
CuO+H2SO4 CuSO4+H2O
CuSO4+2NaOH Cu(OH)2↓+Na2SO4
氧化还原反应
酸碱反应
沉淀反应
总结：从“物质类别——化合价”二维图看物质转化
择优
步骤
成本
环保
安全......