第三章 铁 金属材料 复习课件（21张ppt）

铁 金属材料复习
已知某品牌墨粉的成分如下：
炭黑、某一种铁的氧化物（20～30%）、 粘结树脂、电荷调节剂、添加剂等
任务一 请设计实验方案，检验墨粉中是哪一种铁的氧化物。
方案1
物理方法看颜色
测磁性
FeO
Fe2O3
Fe3O4
炭黑干扰
Fe3O4有磁性，可被磁铁吸引
任务一 请设计实验方案，检验墨粉中是哪
一种铁的氧化物。
化学方法看反应
Fe2O3
Fe3O4
FeO
Fe3+
Fe2+
加酸溶解
思考1 你了解Fe3O4中铁元素的化合价吗？
墨粉中其他成分与酸不反应
方案2
资料：Fe3O4 + 8H+ 2Fe3+ + Fe2+ + 4H2O
思考2 如何检验Fe2+和Fe3+ ？
KSCN溶液
FeO
Fe2O3
Fe(OH)3
Fe2+
Fe3+
Cl2水
H2O2溶液
KMnO4酸性溶液
酸
NaOH溶液
酸
Fe(OH)2
NaOH溶液
Fe3O4
变红
?
?
资料：Fe3O4 + 8H+ 2Fe3+ + Fe2+ + 4H2O
?
任务一 请设计实验方案，检验墨粉中是哪一种铁的氧化物。
墨粉
过量稀H2SO4
滤液
KMnO4
溶液
溶液褪色
过滤
溶液变红
KSCN
溶液
结论 墨粉中含有的某一种铁的氧化物
是四氧化三铁。
思考3 完整叙述实验操作流程，并得出结论。
任务一 请设计实验方案，检验墨粉中是哪一种铁的氧化物。
墨粉
滤液
KMnO4
溶液
溶液褪色
过滤
溶液变红
KSCN溶液
思考4 有的同学设计加入盐酸溶解墨粉，是否可行？
思考3 完整叙述实验操作流程，并得出结论！
盐酸？
图解激光打印机原理
Fe(OH)3
Fe2+
Fe3+
酸
NaOH溶液
O2 H2O
Fe(OH)2
NaOH溶液
Fe3O4
△
Fe2O3
任务二 测定墨粉中四氧化三铁的含量
沉淀法测Fe2O3质量
Fe3O4 ～ 1Fe2+、2Fe3+ ～ 3Fe(OH)3 ～ 1.5Fe2O3
2Fe3O4 ～ 3Fe2O3
?
任务二 测定墨粉中四氧化三铁的含量
Fe(OH)3
Fe2+
Fe3+
酸
NaOH溶液
Fe3O4
△
Fe2O3
沉淀法测Fe2O3质量
?
任务二 测定墨粉中四氧化三铁的含量
a g墨粉
过量稀H2SO4
过滤
滤液
(含Fe3+、 Fe2+ )
O2 H2O
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Fe(OH)3
足量NaOH溶液
△
Fe2O3
测氧化铁质量
沉淀法
方案1
资料：Fe3O4 + 8H+ 2Fe3+ + Fe2+ + 4H2O
任务二 测定墨粉中四氧化三铁的含量
方案2
a g墨粉
过量稀H2SO4
过滤
滤液
(含Fe3+、 Fe2+ )
氧化剂
溶液
(含Fe3+)
Fe(OH)3
足量NaOH溶液
△
Fe2O3
测氧化铁质量
沉淀法
资料：Fe3O4 + 8H+ 2Fe3+ + Fe2+ + 4H2O
Fe2+
Fe3+
Cl2水
H2O2溶液
KMnO4酸性溶液
酸
ZnFeCu
I
Fe3O4
任务二 测定墨粉中四氧化三铁的含量
测KMnO4酸性
溶液体积
?
任务二 测定墨粉中四氧化三铁的含量
思考2 如何选择还原剂，确保后续反应无干扰？
方案3
过量稀H2SO4
a g墨粉
过滤
滤液
(含Fe3+ Fe2+ )
还原剂
溶液
(含Fe2+)
KMnO4
溶液
溶液
(含Fe3+)
Fe
Zn
Cu
I
资料：Fe3O4 + 8H+ 2Fe3+ + Fe2+ + 4H2O
?
任务二 测定墨粉中四氧化三铁的含量
方案3
a g墨粉
过量稀H2SO4
过滤
滤液
(含Fe3+ Fe2+ )
足量Cu
溶液
(含Fe2+)
KMnO4溶液
溶液
(含Fe3+)
过滤
资料：Fe3O4 + 8H+ 2Fe3+ + Fe2+ + 4H2O
思考3 设计实验，确定铜粉与Fe3+已反应完全？
是否有Fe3+剩余
取反应后溶液适量，加入KSCN溶液，若溶液不变红，则证明滤液中Fe3+与铜粉已反应完全。
思考3 设计实验，确定铜粉与滤液中Fe3+已反应完全？
滤液
(含Fe3+ Fe2+ )
足量Cu
溶液
(含Fe2+)
过滤
资料：Fe3O4 +8H+ 2Fe3+ +Fe2+ +4H2O
2Fe3+ +Cu 2Fe2+ +Cu2+
MnO +5Fe2+ +8H+ Mn2+ +5Fe3+ +4H2O
任务二 测定墨粉中四氧化三铁的含量
思考3 已知墨粉a g，通过方案3充分反应，消耗c mol/L KMnO4溶液V L，请计算墨粉中四氧化三铁的含量？
(Fe3O4 ～ 1Fe2+、2Fe3+ ～ 3Fe2+) ( 5Fe2+～1MnO )
5Fe3O4 ～ 3MnO4
-
?
4
?
4
任务二 测定墨粉中四氧化三铁的含量
思考3 已知墨粉a g，通过方案3充分反应，消耗c mol/L KMnO4
溶液V L，请计算墨粉中四氧化三铁的含量？
5Fe3O4 ～ 3MnO4
5×232 g 3 mol
m(Fe3O4) g cV mol
m(Fe3O4)
＝
5×232 g ×cV mol
3 mol
＝
1160cV
3
g
ω(Fe3O4)
＝
1160cV
3a
×100%
m(Fe3O4)
m(墨粉)
×100%＝
-
任务三 制备四氧化三铁
Fe
Fe3O4
纯O2 点燃
H2O(g) 高温
方案1
制备难度
工业制备物质
经济
环保
原料来源
Fe2+ + 2Fe3+ + 8OH Fe3O4 + 4H2O
任务三 制备四氧化三铁
资料工业上采用化学共沉淀法制备纳米磁性Fe3O4：将亚铁盐和铁盐溶液按照一定比例混合，将碱性沉淀剂快速加入到上述混合盐溶液中，搅拌、反应一段时间后，即可得到纳米磁性Fe3O4粒子。
方案2
思考1 该反应是否为氧化还原反应？
思考2 你能尝试推测n(Fe2+):n(Fe3+):n(OH )的理论
物质的量比吗？
-
-
氧化还原
酸碱
沉淀
从墨粉中Fe3O4检验、测定、制备,看物质转化
1.元素的存在形式多样
3.物质转化是多途径的
2.物质转化是有规律的
途径
原料
环保
安全...
4.物质转化是有条件，可调控