高中化學(xué)金屬元素及其化合物專(zhuān)題鐵及其化合物夯實(shí)演練新人教版.docx

鐵及其化合物【化學(xué)反應(yīng)】（1）Fe高溫下和水蒸氣的反應(yīng)：3Fe4H2O(g)Fe3O44H2（2）Fe2O3和Al在高溫下反應(yīng)：Fe2O32Al2FeAl2O3（3）Fe2O3和CO的反應(yīng)：Fe2O33CO2Fe3CO2（4）Fe和過(guò)量稀HNO3的反應(yīng)：Fe4HNO=Fe3NO2H2O（5）過(guò)量鐵粉和稀HNO3的反應(yīng)：3Fe8H2NO=3Fe22NO4H2O（6）FeCl3溶液和Cu的反應(yīng)：2Fe3Cu=Cu22Fe2（7）FeCl3溶液和KSCN溶液的反應(yīng)：Fe33SCN=Fe(SCN)3（8）FeO和稀HNO3的反應(yīng)：3FeO10HNO=3Fe3NO5H2O（9）Fe3O4和稀HCl的反應(yīng)：Fe3O48H=Fe22Fe34H2O（10）Fe3O4和稀HNO3的反應(yīng)：3Fe3O428HNO=9Fe3NO14H2O（11）Fe(OH)2和稀HNO3的反應(yīng)：3Fe(OH)210HNO=3Fe3NO8H2O（12）Fe(OH)2長(zhǎng)時(shí)間置于空氣中：（12）4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3（13）FeCl2溶液中通入Cl2：2Fe2Cl2=2Fe32Cl（14）FeCl2溶液中加入NaClO：2Fe2ClO4OHH2O=2Fe(OH)3Cl（15）FeCl2溶液中加入等物質(zhì)的量的Na2O2：4Fe24Na2O26H2O=4Fe(OH)38NaO2（16）FeCl2溶液中加入HNO3：3Fe2NO4H=3Fe3NO2H2O（17）FeCl2溶液中加入酸性KMnO4溶液：5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O（18）Fe(OH)3與HI的反應(yīng)：2Fe(OH)36H2I=2Fe2I26H2O（19）Fe2(SO4)3溶液中通入SO2氣體：2Fe3SO22H2O=2Fe2SO4H（20）FeCl3溶液中通入H2S氣體：Fe3H2S=2Fe2S2H（21）FeI2和少量Cl2反應(yīng)：2ICl2=I22Cl（22）FeI2和過(guò)量Cl2反應(yīng)：2Fe24I3Cl2=2Fe32I26Cl【考點(diǎn)導(dǎo)引】考點(diǎn)一鐵及其重要化合物性質(zhì)、用途例題1、坦克、導(dǎo)彈的制造材料主要是各種金屬的合金，鋼鐵便是其中十分重要的一種。下列關(guān)于鐵的說(shuō)法中，正確的是()A鐵元素屬于過(guò)渡元素，其原子序數(shù)為26B單質(zhì)鐵與濃硫酸在常溫下不反應(yīng)C鐵單質(zhì)只具有還原性，其陽(yáng)離子只具有氧化性D與相同濃度的鹽酸反應(yīng)生成氫氣的速率，純鐵比生鐵的快解析：鐵是26號(hào)元素，屬于過(guò)渡元素，A正確；常溫下，鐵和濃硫酸反應(yīng)生成一層致密的氧化物薄膜而阻止進(jìn)一步反應(yīng)，并不是鐵和濃硫酸不反應(yīng)，B錯(cuò)誤；Fe2既有還原性，也有氧化性，C錯(cuò)誤；生鐵中鐵、碳、鹽酸構(gòu)成原電池，能加快反應(yīng)速率，所以生鐵反應(yīng)速率比純鐵快，D錯(cuò)誤。答案：A例題2、某學(xué)生以鐵絲和Cl2為原料進(jìn)行下列三個(gè)實(shí)驗(yàn)。下列從分類(lèi)角度分析正確的是()A.實(shí)驗(yàn)反應(yīng)制得的物質(zhì)均為純凈物B.實(shí)驗(yàn)均未發(fā)生氧化還原反應(yīng)C.實(shí)驗(yàn)均為放熱反應(yīng)D.實(shí)驗(yàn)所涉及的物質(zhì)均為電解質(zhì)解析：實(shí)驗(yàn)制得的是Fe(OH)3膠體，屬于混合物，且屬于吸熱反應(yīng)，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中涉及的物質(zhì)Cl2、鐵絲均為單質(zhì)，既不屬于電解質(zhì)，也不屬于非電解質(zhì)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案：B考點(diǎn)二鐵的氧化物和氫氧化物例題3、一種用磁鐵礦制取高純鐵紅的工藝流程如下：(已知磁鐵礦主要成分為Fe3O4，含Al2O3和SiO2雜質(zhì)等)(1)酸浸時(shí)，硫酸與四氧化三鐵生成兩種硫酸鹽的化學(xué)方程式是_；鐵粉的作用是_。(2)滴加氨水產(chǎn)生氫氧化鋁的離子方程式為_(kāi)；圖中“濾渣”的成分有_。(3)FeSO4溶液與NH4HCO3合成FeCO3的化學(xué)方程式為_(kāi)。(4)采用圖示裝置(加熱儀器已略去)在約600650 煅燒30 min。通入的氣體A是_。圖中使用石英玻璃反應(yīng)管，而不使用普通玻璃反應(yīng)管，其原因是_。 (4)氧氣(或空氣)普通玻璃高溫下容易軟化解析：Fe3O4可看作FeOFe2O3，酸溶時(shí)生成FeSO4和Fe2(SO4)3，需加足量鐵粉將Fe2(SO4)3還原為FeSO4，在此過(guò)程中Al2O3同時(shí)被酸溶解生成Al2(SO4)3，SiO2不溶解；然后加堿調(diào)節(jié)pH使Al3沉淀，而Fe2不沉淀，第一次過(guò)濾后，濾渣中主要含有SiO2、Al(OH)3以及過(guò)量的Fe，濾液的成分為FeSO4和(NH4)2SO4，加入NH4HCO3，使Fe2轉(zhuǎn)變?yōu)镕eCO3沉淀，再經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥，最后煅燒得到Fe2O3。答案：(1)Fe3O44H2SO4Fe2(SO4)3FeSO44H2O將Fe3還原為Fe2(或作還原劑)(2)Al33NH3H2O=Al(OH)33NHSiO2、Al(OH)3、Fe(3)FeSO42NH4HCO3=FeCO3(NH4)2SO4CO2H2O例題4、鐵及其化合物在日常生活中應(yīng)用廣泛。(1)利用Fe2、Fe3的催化作用，常溫下可將SO2轉(zhuǎn)化為SO，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)SO2的治理。已知含SO2的廢氣通入含F(xiàn)e2、Fe3的溶液時(shí)，其中一個(gè)反應(yīng)的離子方程式為4Fe2O24H=4Fe32H2O，則另一反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。(2)氧化鐵是重要的工業(yè)顏料，下面是制備氧化鐵的一種方法，其流程如下：操作的名稱(chēng)是；操作為洗滌，洗滌操作的具體方法為_(kāi)。濾液A中加入稍過(guò)量的NH4HCO3溶液，生成沉淀的同時(shí)有一種氣體產(chǎn)生，寫(xiě)出其化學(xué)方程式：_。(3)如果煅燒不充分，產(chǎn)品中將有FeO存在，稱(chēng)取3.0 g氧化鐵產(chǎn)品，溶解，在250 mL容量瓶中定容；量取25.00 mL待測(cè)溶液于錐形瓶中，用酸化的0.0100 0 molL1 KMnO4溶液滴定至終點(diǎn)，重復(fù)滴定23次，消耗酸性KMnO4溶液體積的平均值為20.00 mL。該實(shí)驗(yàn)中的KMnO4溶液需要酸化，用于酸化的酸是(填序號(hào))。a.稀硝酸 b.稀鹽酸c.稀硫酸 d.濃硝酸上述產(chǎn)品中Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。解析：(1)根據(jù)離子方程式4Fe2O24H=4Fe32H2O和題干信息可知，另一個(gè)反應(yīng)必為Fe3將SO2氧化為SO，同時(shí)自身被還原為Fe2，從而Fe2、Fe3實(shí)現(xiàn)循環(huán)，達(dá)到催化作用。(2)根據(jù)流程圖可知，操作是過(guò)濾；洗滌的具體操作方法：沿玻璃棒往漏斗中加入適量蒸餾水，浸沒(méi)沉淀，讓蒸餾水自然流下，重復(fù)23次。根據(jù)題給信息，化學(xué)方程式為FeSO42NH4HCO3=FeCO3(NH4)2SO4CO2H2O。(3)由于高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，鹽酸在常溫下即可被其氧化，又因Fe2具有還原性，硝酸不論稀、濃均具有強(qiáng)氧化性，故需選用稀硫酸酸化。根據(jù)反應(yīng)5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O，可知樣品中FeO的質(zhì)量為0.02 L0.010 00 molL1572 gmol10.72 g，所以產(chǎn)品中Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%76%。答案：(1)2Fe3SO22H2O=2Fe2SO4H(2)過(guò)濾沿玻璃棒往漏斗中加入適量蒸餾水至浸沒(méi)沉淀，讓蒸餾水自然流下，重復(fù)23次FeSO42NH4HCO3=FeCO3(NH4)2SO4CO2H2O(3)c76%考點(diǎn)三鐵鹽與亞鐵鹽及其轉(zhuǎn)化例題5、從某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工業(yè)廢液中回收銅并制備氯化鐵晶體的流程如下：則下列說(shuō)法正確的是()A試劑a是鐵、試劑b是稀硫酸B操作、操作、操作所用儀器相同C試劑c是氯氣，相應(yīng)的反應(yīng)為2Fe2Cl2=2Fe32ClD用酸性KMnO4溶液可檢驗(yàn)溶液W中是否還有Fe2解析：A項(xiàng)，由最終要得到氯化鐵晶體及流程圖知，b是鹽酸，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，操作和操作是過(guò)濾，操作為蒸發(fā)結(jié)晶，所用儀器不相同，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，濾液Z和X中均含有氯化亞鐵，因此c為氯氣，正確；D項(xiàng)，高錳酸鉀也能氧化氯離子而褪色，因此不能用于檢驗(yàn)是否含有亞鐵離子，錯(cuò)誤。答案：C例題6、某班同學(xué)用如下實(shí)驗(yàn)探究Fe2、Fe3的性質(zhì)?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體，均配制成0.1 molL1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑，其目的是_。(2)甲組同學(xué)取2 mL FeCl2溶液，加入幾滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液變紅，說(shuō)明Cl2可將Fe2氧化。FeCl2溶液與氯水反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。(3)乙組同學(xué)認(rèn)為甲組的實(shí)驗(yàn)不夠嚴(yán)謹(jǐn)，該組同學(xué)在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL 煤油，再于液面下依次加入幾滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液變紅，煤油的作用是_。(4)丙組同學(xué)取10 mL 0.1 molL1KI溶液，加入6 mL 0.1 molL1 FeCl3溶液混合。分別取 2 mL 此溶液于3支試管中進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：第一支試管中加入1 mL CCl4充分振蕩、靜置，CCl4層顯紫色；第二支試管中加入1滴K3Fe(CN)6溶液，生成藍(lán)色沉淀；第三支試管中加入1滴KSCN溶液，溶液變紅。實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的離子是_(填離子符號(hào))；實(shí)驗(yàn)和說(shuō)明：在I過(guò)量的情況下，溶液中仍含有_(填離子符號(hào))，由此可以證明該氧化還原反應(yīng)為_(kāi)。(5)丁組同學(xué)向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液，溶液變成棕黃色，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)；一段時(shí)間后，溶液中有氣泡出現(xiàn)，并放熱，隨后有紅色沉淀生成。產(chǎn)生氣泡的原因是_，生成沉淀的原因是_(用平衡移動(dòng)原理解釋)。解析：(1)亞鐵離子具有還原性，能被空氣中的氧氣氧化，所以在配制的FeCl2溶液中加入少量鐵屑的目的是防止Fe2被空氣氧化。(2)Cl2可將Fe2氧化成Fe3。(3)煤油的作用是隔絕空氣，防止空氣中的氧氣將Fe2氧化，產(chǎn)生干擾。(4)Fe2與K3Fe(CN)6反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀Fe3Fe(CN)62。碘在CCl4中呈紫色，F(xiàn)e3遇KSCN溶液顯紅色，實(shí)驗(yàn)和說(shuō)明，在I過(guò)量的情況下，溶液中仍含有Fe3，由此可以證明該氧化還原反應(yīng)為可逆反應(yīng)。(5)溶液變成棕黃色說(shuō)明Fe2被氧化為Fe3，即可寫(xiě)出離子方程式。一段時(shí)間后，產(chǎn)生氣泡的原因是反應(yīng)產(chǎn)生的Fe3是H2O2分解的催化劑，促進(jìn)H2O2分解生成O2，同時(shí)H2O2分解反應(yīng)是放熱反應(yīng)，并促進(jìn)了Fe3水解平衡Fe33H2O Fe(OH)33H向正反應(yīng)方向移動(dòng)，產(chǎn)生較多 Fe(OH)3，聚集形成沉淀。答案：(1)防止Fe2被氧化 (2)2Fe2Cl2=2Fe32Cl(3)隔絕空氣(排除氧氣對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響)(4)Fe2Fe3可逆反應(yīng)(5)H2O22Fe22H=2Fe32H2OFe3催化H2O2分解產(chǎn)生O2H2O2分解反應(yīng)放熱，促進(jìn)Fe3的水解平衡正向移動(dòng)考點(diǎn)四、鐵三角綜合實(shí)驗(yàn)題例題7、已知三氯化鐵的熔點(diǎn)為306 ，沸點(diǎn)為315 ，易溶于水并且有強(qiáng)烈的吸水性，能吸收空氣里的水分而潮解。某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)對(duì)氯氣與鐵的反應(yīng)及產(chǎn)物做了如下探究實(shí)驗(yàn)。(1)裝置的連接順序?yàn)開(kāi)。(2)飽和食鹽水的作用是_。(3)反應(yīng)一段時(shí)間后熄滅酒精燈，冷卻后將硬質(zhì)玻璃管及收集器中的物質(zhì)一并快速轉(zhuǎn)移至錐形瓶中，加入過(guò)量的稀鹽酸和少許植物油(反應(yīng)過(guò)程中不振蕩)，充分反應(yīng)后，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：淡黃色溶液中加入試劑X生成淡紅色溶液的離子方程式為_(kāi)。淡紅色溶液中加入過(guò)量H2O2后溶液紅色加深的原因是_。(4)已知紅色褪去的同時(shí)有氣體生成，經(jīng)檢驗(yàn)為O2。該小組同學(xué)對(duì)紅色褪去的原因進(jìn)行探究。取褪色后溶液三份，第一份滴加FeCl3溶液無(wú)明顯變化；第二份滴加試劑X，溶液出現(xiàn)紅色；第三份滴加稀鹽酸和BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀。另取同物質(zhì)的量濃度的FeCl3溶液滴加2滴試劑X，溶液變紅，再通入O2，無(wú)明顯變化。實(shí)驗(yàn)說(shuō)明_；實(shí)驗(yàn)的目的是_；得出結(jié)論：_。解析：(1)濃硫酸具有吸水性能作氯氣干燥劑、堿石灰具有堿性而吸收氯氣、飽和食鹽水吸收氯化氫且能抑制氯氣溶解，裝置排列順序?yàn)闅怏w的制取洗氣干燥氯氣和鐵的反應(yīng)尾氣處理，所以裝置連接順序?yàn)閍ghdebcf。(3)Fe3和KSCN反應(yīng)生成絡(luò)合物硫氰化鐵而使溶液呈紅色，離子方程式為Fe33SCN=Fe(SCN)3。(4)根據(jù)滴加FeCl3溶液無(wú)明顯變化，說(shuō)明SCN發(fā)生了反應(yīng)而不是Fe3發(fā)生反應(yīng)，滴加稀鹽酸和BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明生成了SO；根據(jù)另取同物質(zhì)的量濃度的FeCl3溶液滴加2滴試劑X，溶液變紅，再通入O2，無(wú)明顯變化，說(shuō)明O2不能氧化SCN，所以氧化SCN的為雙氧水。答案：(1)aghdebcf(2)除去氯氣中的氯化氫氣體(3)Fe33SCN=Fe(SCN)3雙氧水將Fe2氧化成Fe3，使Fe(SCN)3增多(4)SCN發(fā)生了反應(yīng)而不是Fe3發(fā)生反應(yīng)排除H2O2分解產(chǎn)生的O2氧化SCN的可能H2O2將SCN氧化成SO例題8、鐵及其化合物在日常生產(chǎn)生活中用途廣泛，利用FeSO4制備還原鐵粉的工業(yè)流程如下：實(shí)驗(yàn)室中可用FeSO4(用鐵粉和稀硫酸反應(yīng)制得)和NH4HCO3在如下裝置模擬上述流程中的“轉(zhuǎn)化”環(huán)節(jié)。(1)裝置A的名稱(chēng)是_，裝置B中盛放的藥品是_，NH4HCO3盛放在裝置_中。(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，欲將生成的FeSO4溶液和NH4HCO3溶液混合，操作方法是_，發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。FeSO4溶液要現(xiàn)用現(xiàn)配制的原因是_，檢驗(yàn)久置的FeSO4是否變質(zhì)的方法是_。(3)干燥過(guò)程的主要目的是脫去游離水，該過(guò)程中會(huì)有少量FeCO3在空氣中被氧化為FeOOH，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)，取干燥后的FeCO3樣品12.49 g，與炭混合后焙燒，最終得到還原鐵粉6.16 g，計(jì)算樣品中雜質(zhì)FeOOH的質(zhì)量：_ g。解析：(1)裝置A是分液漏斗，盛放稀硫酸，裝置B中盛放鐵粉，稀硫酸與鐵粉反應(yīng)生成H2和FeSO4。裝置C中盛放NH4HCO3。(2)檢驗(yàn)D處氫氣已純凈時(shí)，表明裝置中空氣已排盡，關(guān)閉活塞3，打開(kāi)活塞2，在氫氣作用下將FeSO4溶液壓入C中發(fā)生反應(yīng)。FeSO4具有還原性，易被O2氧化，故FeSO4溶液要現(xiàn)用現(xiàn)配。用KSCN溶液檢驗(yàn)久置的FeSO4是否變質(zhì)。(3)FeCO3、H2O、O2反應(yīng)生成FeOOH和CO2。設(shè)干燥后的FeCO3樣品中FeCO3、FeOOH的物質(zhì)的量分別為x、y，則x116 gmol1y89 gmol112.49 g,56 gmol1(xy)6.16 g，解得：x0.1 mol，y0.01 mol。故m(FeOOH)0.89 g。答案：(1)分液漏斗鐵粉C:(2)(待D處的氫氣純凈后)關(guān)閉活塞3，打開(kāi)活塞2Fe22HCO=FeCO3CO2H2O(或Fe2HCO=FeCO3H、HCOH=CO2H2O)亞鐵離子易被氧化取樣品配成溶液，取少量溶液于試管中，再向試管中加入KSCN溶液，觀察是否顯紅色(3)4FeCO3O22H2O=4FeOOH4CO20.89【考點(diǎn)練習(xí)】1某礦石主要含Cu2(OH)2CO3h,同時(shí)含少量Fe元素的化合物。實(shí)驗(yàn)室用此礦石制備CuSO45H2O及CaCO3的流程如下:下列說(shuō)法正確的是A.制備CaCO3時(shí),應(yīng)向CaCl2溶液中先通入CO2,再加入氨水B.流程中所加CuO是為了調(diào)節(jié)溶液的pHC.溶液C經(jīng)過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶操作可得到CuSO45H2OD.試劑選用氯水將溶液A中的Fe2+氧化為Fe3+【答案】B【解析】本題考查簡(jiǎn)單化工流程分析,意在考查考生對(duì)物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化關(guān)系的應(yīng)用能力。制備CaCO3時(shí),應(yīng)向CaCl2溶液中先加入氨水,再通入CO2,A錯(cuò)誤;流程中所加的CuO可調(diào)節(jié)溶液的pH,使Fe3+轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀除去,B正確;由溶液C得到CuSO45H2O,需要經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾等操作,C錯(cuò)誤;試劑不能選用氯水,會(huì)引入氯離子雜質(zhì),D錯(cuò)誤。2磁性材料A是由兩種元素組成的化合物,某研究小組按如圖流程探究其組成:下列分析正確的是A.A的化學(xué)式為Fe3S4B.將無(wú)色氣體E通入紫色石蕊溶液中,溶液先變紅后褪色C.溶液C與溶液F發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為S+2Fe3+H2OS+2Fe2+2H+D.溶液G中只含有離子H+、K+h、I-、S、OH-【答案】A【解析】本題主要考查物質(zhì)推斷、離子方程式書(shū)寫(xiě),意在考查考生對(duì)元素化合物知識(shí)的識(shí)記能力與理解應(yīng)用能力。黃色溶液C與KSCN溶液反應(yīng)產(chǎn)生血紅色溶液D,則溶液C中含F(xiàn)e3+,紅棕色固體B為Fe2O3;無(wú)色酸性溶液F與I2的KI溶液反應(yīng)產(chǎn)生無(wú)色溶液G且酸性變強(qiáng),則F為還原性弱酸H2SO3的溶液,無(wú)色氣體E為SO2。A由Fe、S兩種元素組成,A中Fe的物質(zhì)的量為(2) mol=0.03 mol,S的物質(zhì)的量為mol=0.04 mol,所以A的化學(xué)式為Fe3S4,A正確;SO2具有漂白性,但不能漂白石蕊,所以將SO2通入紫色石蕊溶液中,溶液變紅但不褪色,B錯(cuò)誤;H2SO3為弱酸,在離子方程式中不能拆開(kāi),C錯(cuò)誤;溶液G為無(wú)色,I2反應(yīng)完全,H2SO3不一定反應(yīng)完全,所以溶液G中還可能存在S,D錯(cuò)誤。3含硫煤燃燒會(huì)產(chǎn)生大氣污染物,為防治該污染,某工廠設(shè)計(jì)了新的治污方法,同時(shí)可得到化工產(chǎn)品,該工藝流程如圖所示,下列敘述不正確的是A.該過(guò)程中可得到化工產(chǎn)品H2SO4B.該工藝流程是除去煤燃燒時(shí)產(chǎn)生的SO2C.該過(guò)程中化合價(jià)發(fā)生改變的元素為Fe和SD.圖中涉及的反應(yīng)之一為Fe2(SO4)3+SO2 + 2H2O2FeSO4+2H2SO4【答案】C【解析】本題考查有關(guān)元素化合物知識(shí),意在考查考生的知識(shí)遷移能力。根據(jù)題中工藝流程可知,該工藝中Fe2(SO4)3和H2O吸收SO2生成FeSO4和H2SO4,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe2(SO4)3+SO2+2H2O2FeSO4+2H2SO4,該工藝不僅吸收了二氧化硫,還得到了化工產(chǎn)品硫酸亞鐵和硫酸,A正確;根據(jù)A中分析可知該工藝流程是除去煤燃燒時(shí)產(chǎn)生的SO2,B正確;該過(guò)程中化合價(jià)發(fā)生變化的元素有氧、鐵、硫,C錯(cuò)誤;根據(jù)以上分析可知D正確。4.某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是A.利用過(guò)濾的方法，可將Z中固體與液體分離B.X、Z燒杯中分散質(zhì)相同C.Y中反應(yīng)的離子方程式為3CaCO32Fe33H2O=2Fe(OH)3(膠體)3CO2h3Ca2D.Z中分散系能產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)【答案】B5向含有Fe3+、Fe2+的混合溶液中滴加稀堿溶液，得到一種黑色分散系，經(jīng)查閱資料后得知，該分散系中分散質(zhì)粒子是直徑介于1100nm之間的金屬氧化物，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是A.可用過(guò)濾的方法將分散劑與分散質(zhì)分離開(kāi)B.該分散系可產(chǎn)生丁達(dá)爾現(xiàn)象C.發(fā)生的反應(yīng)方程式為Fe2+H2OFeO+H2D.通直流電時(shí)，陰極附近黑色變深，說(shuō)明該分散系帶正電【答案】B6驗(yàn)證Fe3+與Fe2+能夠相互轉(zhuǎn)化。按下列順序?qū)嶒?yàn)對(duì)應(yīng)現(xiàn)象向FeCl3溶液加入少量鐵粉滴加KSCN溶液再滴加幾滴氯水.溶液由黃色變?yōu)闇\綠色.溶液無(wú)明顯變化.溶液變紅下列分析不合理的是A.解釋現(xiàn)象的反應(yīng)：2Fe3+ + Fe3Fe2+B.實(shí)驗(yàn)與可以調(diào)換順序C.溶液變紅涉及反應(yīng)：Cl2 + 2Fe2+2Cl- + 2Fe3+D.比較氧化性：Cl2Fe3+Fe2+ 【答案】B【解析】本題考查元素化合物的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化。向FeCl3溶液加入少量鐵粉，鐵與Fe3+反應(yīng)生成Fe2+，溶液由黃色變?yōu)闇\綠色，A正確；先加氯水，F(xiàn)e2+被氧化為Fe3+，再加KSCN溶液，溶液變紅，無(wú)法檢驗(yàn)Fe2+，B錯(cuò)誤；滴入氯水后，F(xiàn)e2+被氯氣氧化生成Fe3+，C正確；由反應(yīng)方程式可知，氧化性的大小順序?yàn)椋篊l2Fe3+Fe2+ ，D正確。故選B。7證明某溶液中只含有Fe2而不含有Fe3的實(shí)驗(yàn)方法是先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后顯紅色先滴加KSCN溶液，不顯紅色，再滴加氯水后顯紅色滴加NaOH溶液，先產(chǎn)生白色沉淀，后變灰綠，最后呈紅褐色只需滴加KSCN溶液A.B.C.D.【答案】B【解析】本題考查Fe2和Fe3的檢驗(yàn)。能證明某溶液中只含有Fe2而不含有Fe3的實(shí)驗(yàn)方法是：取少許待測(cè)溶液先滴加KSCN溶液，不顯紅色，再滴加氯水后顯紅色；或者取少許待測(cè)溶液滴加NaOH溶液，先產(chǎn)生白色沉淀，后變灰綠，最后呈紅褐色，故選B。8下列說(shuō)法不正確的是A.鐵在一定條件下與純氧氣、水蒸氣反應(yīng)的共同產(chǎn)物是Fe3O4B.鐵在高溫下與水蒸氣的反應(yīng)是置換反應(yīng)C.鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和氫氣D.鐵與鹽酸、水蒸氣反應(yīng)，作還原劑【答案】C【解析】本題考查鐵的性質(zhì)。因?yàn)殍F在一定條件下與純氧氣、水蒸氣反應(yīng)的共同產(chǎn)物是Fe3O4，所以A正確；鐵在高溫下與水蒸氣的反應(yīng)是置換反應(yīng)，B正確；由于鐵與鹽酸反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是：2Fe6H=2Fe23H2，故C錯(cuò)誤；鐵與鹽酸、水蒸氣反應(yīng)，鐵均作還原劑，故D正確。9實(shí)驗(yàn)室可利用硫酸廠廢渣(主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO2等)制備聚鐵和綠礬(FeSO47H2O)，聚鐵的化學(xué)式可表示為Fe2(OH)n(SO4)30.5nm，主要工藝流程下：下列說(shuō)法不正確的是A.爐渣中FeS與稀硫酸和氧氣反應(yīng)的離子方程式為4FeS+3O2+12H+=4Fe3+4S+6H2OB.氣體M的成分是SO2，通入H2O2溶液得到硫酸，可循環(huán)使用C.向溶液X中加入過(guò)量鐵粉，充分反應(yīng)后過(guò)濾得到溶液Y，再經(jīng)蒸干即得綠礬D.溶液Z的pH影響聚鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，若其pH偏小，將導(dǎo)致聚鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小【答案】C【解析】本題考查化學(xué)工藝流程。分析流程可知，F(xiàn)eS與稀硫酸和氧氣反應(yīng)得到硫單質(zhì)和硫酸鐵溶液，調(diào)節(jié)硫酸鐵溶液pH，并控制反應(yīng)溫度在7080得到聚鐵，向硫酸鐵溶液中加入鐵得到硫酸亞鐵溶液，硫酸亞鐵溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥得到硫酸亞鐵晶體。A.爐渣中FeS與硫酸和氧氣反應(yīng)生成硫單質(zhì)、硫酸鐵和水，反應(yīng)的離子方程式為4FeS+3O2+12H+=4Fe3+4S+6H2O，正確；B.固體W中含有硫單質(zhì)和SiO2，S灼燒得到二氧化硫氣體，二氧化硫氣體與雙氧水反應(yīng)得到硫酸，得到的硫酸可循環(huán)使用，正確；C. 硫酸鐵溶液中加入過(guò)量鐵粉，鐵和硫酸鐵溶液反應(yīng)生成硫酸亞鐵，通過(guò)蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾析出得到綠礬，錯(cuò)誤；D.若溶液pH偏小，F(xiàn)e3+水解程度減小，導(dǎo)致聚鐵中氫氧根的量減少，硫酸根的量偏大，相對(duì)分子質(zhì)量增大，鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，正確；故選C。10鈦鐵礦的主要成分為FeTiO3,含少量Fe2O3,工業(yè)上用鈦鐵礦制鈦白(TiO2)的工藝流程如下:(1)在酸分解前,需將鈦鐵礦磨細(xì),目的是。(2)鈦鐵礦中加入硫酸可制得硫酸氧鈦,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為:FeTiO3+ 2H2SO4TiOSO4+。(3)為了提高二氧化鈦的純度,需要除去浸出液中的Fe3+,則加入的試劑X為,需過(guò)量的原因是。(4)操作1是。(5)鈦液在加熱微沸的條件下水解生成偏鈦酸,反應(yīng)的化學(xué)方程式為?！敬鸢浮?1)增大反應(yīng)物接觸面積,提高浸取率(或加快反應(yīng)速率)(2)FeSO42H2O(3)鐵屑防止已還原的Fe2+重新被空氣氧化(或保證Fe3+全部轉(zhuǎn)化為Fe2+)(4)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾(5)TiOSO4+2H2OH2TiO3+H2SO4【解析】本題考查鈦白的制備流程,意在考查考生對(duì)元素化合物知識(shí)和鹽類(lèi)水解等知識(shí)的理解運(yùn)用能力。(1)將鈦鐵礦磨細(xì)可以增大反應(yīng)物接觸面積,提高浸取率,加快反應(yīng)速率。(2)根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)規(guī)律及元素守恒可知:在鈦鐵礦中加入硫酸可制得硫酸氧鈦,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為FeTiO3+ 2H2SO4TiOSO4+ FeSO4+2H2O。(3)為了提高二氧化鈦的純度,需要除去浸出液中的Fe3+,則加入的試劑X為鐵屑,發(fā)生的反應(yīng)為Fe+2Fe3+3Fe2+;需過(guò)量的原因是防止已還原的Fe2+重新被空氣氧化(或保證Fe3+全部轉(zhuǎn)化為Fe2+)。(4)操作1是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾。(5)鈦液在加熱微沸的條件下水解生成偏鈦酸,化學(xué)方程式為T(mén)iOSO4+2H2OH2TiO3+H2SO4。11用工業(yè)FeCl3粗品(含Ca2+、Mn2+、Cu2+等雜質(zhì)離子)制取高純鐵紅,實(shí)驗(yàn)室常用萃取劑X(甲基異丁基甲酮)萃取法制取高純鐵紅的主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:已知在較高的鹽酸濃度下,Fe3+能溶解于甲基異丁基甲酮中形成化合物,當(dāng)鹽酸濃度降低時(shí)該化合物解離。(1)用濃鹽酸溶解FeCl3粗品的目的是、。(2)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行萃取操作時(shí)需要用到的玻璃儀器有。用萃取劑X萃取后,Ca2+、Mn2+、Cu2+等雜質(zhì)離子幾乎都在(填“有機(jī)相”或“水相”)中,為提高萃取率和產(chǎn)品產(chǎn)量,實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)。(3)加入草酸溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是。(4)蒸發(fā)、灼燒階段除了生成鐵紅外,還生成了兩種含有碳元素的氣體,則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(5)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證用萃取劑X萃取后棄去的水相中沒(méi)有Fe3+:。(6)若某同學(xué)想在實(shí)驗(yàn)室中將高純鐵紅轉(zhuǎn)化為FeCl36H2O,他先加入稀鹽酸使鐵紅完全溶解,并在氯化氫氛圍內(nèi),過(guò)濾,用水洗滌固體23次,減壓烘干,最終得到FeCl36H2O?！敬鸢浮?1)抑制鐵離子水解為Fe3+溶解于甲基異丁基甲酮提供環(huán)境(2)分液漏斗、燒杯水相多次萃取并合并萃取液(3)2Fe3+3H2C2O4Fe2(C2O4)3+6H+(4)Fe2(C2O4)33CO+3CO2 未來(lái)腦教學(xué)(云平臺(tái)|+Fe2O3(5)取少量棄去的水相于試管中,滴加幾滴KSCN溶液,若不出現(xiàn)血紅色,則棄去的水相中不存在Fe3+(6)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶【解析】本題考查工藝流程分析,物質(zhì)的分離與提純,化學(xué)方程式、離子方程式的書(shū)寫(xiě)以及化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綜合設(shè)計(jì),意在考查考生的綜合分析能力以及實(shí)驗(yàn)技能等。(1)聯(lián)系題干信息在較高的鹽酸濃度下,Fe3+能溶解于甲基異丁基甲酮中形成化合物,因此需用濃鹽酸溶解FeCl3粗品,另外鹽酸的酸性環(huán)境能抑制鐵離子水解。(2)萃取操作用到的玻璃儀器有燒杯和分液漏斗,觀察整個(gè)流程,可知其他金屬離子都在水相中,要提高萃取率和產(chǎn)品產(chǎn)量,實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)多次萃取并合并萃取液。(3)聯(lián)系題給流程圖可知,進(jìn)行反萃取之后,Fe3+存在于水相中,往里加草酸溶液,根據(jù)流程圖可以得出生成了草酸鐵沉淀,由此可寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式:2Fe3+3H2C2O4Fe2(C2O4)3+6H+。(4)草酸鐵受熱分解生成氧化鐵、一氧化碳和二氧化碳:Fe2(C2O4)33CO+3CO2+Fe2O3。(5)取少量棄去的水相于試管中,滴加幾滴KSCN溶液,若不出現(xiàn)血紅色,則棄去的水相中不存在Fe3+,若出現(xiàn)血紅色,則棄去的水相中存在Fe3+。(6)本題相當(dāng)于利用鐵紅制備FeCl36H2O,根據(jù)題干空格前后信息,不難得出該操作應(yīng)該是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶。12聚合硫酸鐵Fe2(OH)n(SO4m是一種新型高效的水處理混凝劑,而高鐵酸鉀(其中鐵的化合價(jià)為+6)是一種重要的殺菌消毒劑。某化學(xué)探究小組設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)制備上述兩種產(chǎn)品。(1)制備O2氧化金屬鐵。實(shí)驗(yàn)室可利用的裝置如圖所示:制備O2應(yīng)選擇的裝置是;藥品是。D裝置中的鐵氧化得到Fe3O4。某同學(xué)欲檢驗(yàn)該固體產(chǎn)物中鐵元素的化合價(jià),他取少量該固體產(chǎn)物加入稀硫酸中溶解,將得到的溶液分為兩份,一份加入的試劑是,另一份加入的試劑是,通過(guò)溶液中的現(xiàn)象得以證明。(2)制備高鐵酸鉀。將D中氧化后的固體與KNO3和KOH的混合物高溫共熔制備高鐵酸鉀,同時(shí)有KNO2生成。寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式。(3)取D裝置中固體產(chǎn)物先加入稀硫酸溶解后,再加入一定量的NaClO3http:/www.%wln100.c*om 未來(lái)腦教學(xué)云平臺(tái)$溶液充分反應(yīng),即可制得聚合硫酸鐵。上述操作中加入NaClO3溶液的作用是http:/ww$ 未來(lái)腦教學(xué)云?平臺(tái)(+。為了確定加入NaClO3溶液的量,需先測(cè)定D中固體產(chǎn)物中+2價(jià)鐵元素的含量,某同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作:.準(zhǔn)確稱(chēng)取D中氧化后的固體25.0 g于錐形瓶中,加入稀硫酸溶解,并將溶解液稀釋成250 mL;.從中取出25.00 mL溶液,用0.100 0 molL-1酸性KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液19.80 mL。該滴定終點(diǎn)的判斷方法是;D中氧化后的固體中+2價(jià)鐵元素的含量為%(保留4位有效數(shù)字)。這一測(cè)定結(jié)果比實(shí)際+2價(jià)鐵元素的含量偏低,其原因是?！敬鸢浮?1)CH2O2和MnO2KSCN溶液酸性高錳酸鉀(或鐵氰化鉀)溶液(2)Fe3O4 +5KNO3+6KOH3K2FeO4+5KNO2+3H2O(3)將Fe2+氧化為Fe3+,降低溶液中c(H+)滴加最后一滴酸性KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)溶液呈淺紫色,且30 s內(nèi)不褪色22.18配制溶液或滴定過(guò)程中Fe2+被空氣中的氧氣氧化【解析】本題以化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)與制備實(shí)驗(yàn)為載體,考查實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)及數(shù)據(jù)處理,意在考查考生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?1)A裝置是液體與塊狀固體反應(yīng)制備氣體的裝置,MnO2是粉末狀固體,故A裝置不符合要求;B裝置制備O2時(shí)試管口不能朝上,故應(yīng)選擇C裝置制備O2,藥品是H2O2和MnO2。取少量該固體產(chǎn)物加入稀硫酸中溶解,將得到的溶液分為兩份,一份加入KSCN溶液,溶液出現(xiàn)血紅色,說(shuō)明含有Fe3+;另一份加入酸性高錳酸鉀(或鐵氰化鉀)溶液,酸性高錳酸鉀溶液褪色(或加入鐵氰化鉀溶液后出現(xiàn)藍(lán)色沉淀),證明含有Fe2+。從而能檢驗(yàn)該固體產(chǎn)物中鐵的化合價(jià)為+2、+3。(2)根據(jù)得失電子守恒、元素守恒可寫(xiě)出化學(xué)方程式為Fe3O4+5KNO3+6KOH3K2FeO4+5KNO2+3H2O。(3)取D裝置中固體產(chǎn)物Fe3O4先加入稀硫酸溶解得到含F(xiàn)e2+和Fe3+的溶液,因在聚合硫酸鐵中Fe為+3價(jià),故加入一定量的NaClO3溶液發(fā)生反應(yīng):2Fe2+h)+ClO-htt+2H+2Fe3+Cl-+H2O,加入NaClO3溶液的作用是將Fe2+氧化為Fe3+,降低溶液中c(H+)。滴定終點(diǎn)的判斷方法是滴加最后一滴酸性高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)溶液呈淺紫色,且30 s內(nèi)不褪色。由5Fe2+Mn+8H+5Fe3+Mn2+4H2O可知,25.0 g固體中n(Fe2+)=0.100 0 molL-119.8010-3 L5=9.9010-2 mol,m |!(Fe2+)=9.9010-2 mol56 gmol-1=5.544 g,故D中氧化后的固體中+2價(jià)鐵元素的含量為100%=22.18%。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,溶液中的Fe2+部分被空氣中的O2氧化,因此測(cè)定結(jié)果偏低。13氧化鋯(ZrO2)可用于生產(chǎn)壓電陶瓷制品、日用陶瓷、耐火材料,還可用于生產(chǎn)鋼及有色金屬、光學(xué)玻璃和二氧化鋯纖維。以鋯砂(主要成分為ZrSiO4,含少量Fe2O3、Al2O3、SiO2等雜質(zhì))為原料制備氧化鋯的工藝流程如圖所示:已知:ZrO2與NaOH反應(yīng)生成可溶于水的Na2ZrO3,Na2ZrO3與鹽酸反應(yīng)生成ZrO2+。部分離子在溶液中開(kāi)始沉淀和完全沉淀的pH如表所示。離子Fe3+Al3+ZrO2+開(kāi)始沉淀時(shí)pH沉淀完全時(shí)pH回答下列問(wèn)題:(1)ZrSiO4為硅酸鹽,其用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式可表示為。(2)鋯砂中加入NaOH熔融,鋯砂成分中不參加化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)是(寫(xiě)化學(xué)式)。(3)加入過(guò)量鹽酸酸浸時(shí)生成水的離子方程式為,濾渣的成分是(寫(xiě)化學(xué)式)。(4)第一次加入氨水,調(diào)節(jié)pH=a時(shí),若用廣泛pH試紙檢驗(yàn)溶液的pH,則a的值應(yīng)該取。A.3.2 B.5 C.5.2 D.6(5)濾渣為混合物,寫(xiě)出其中為白色的物質(zhì)的化學(xué)式:。(6)為了操作方便,調(diào)節(jié)pH=b時(shí)可不考慮b的大小,直接加入過(guò)量氨水,這樣操作的理論依據(jù)是,該操作發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 ?！敬鸢浮?1)ZrO2SiO2 (2)Fe2O3(3)H+OH-H2O、Zr+4H+ZrO2+2H2O、Al+4H+Al3+2H2O、Fe2O3+6H+2Fe3+3H2OH4SiO4或H2SiO3(4)D(5)Al(OH)3(6)Zr(OH)4htt不溶于氨水ZrO2+h+2NH3H2O+H2OZr(OH)4+2N【解析】本題考查了制備氧化鋯(ZrO2)的工藝流程和對(duì)工藝流程的分析,意在考查考生在新情境下運(yùn)用所學(xué)元素化合物知識(shí)的能力。(1)ZrSiO4可寫(xiě)為ZrO2SiO2。(2)Fe2O3不能與NaOH反應(yīng),而ZrSiO4、Al2O3、SiO2分別與NaOH反應(yīng)生成Na2ZrO3、NaAlO2、Na2SiO3。(3)酸浸時(shí)Zr、Al、Si、Fe2O3分別與鹽酸反應(yīng)生成可溶于水的ZrOCl2、可溶于水的AlCl3、難溶于水的H2SiO3、可溶于水的FeCl3。(4)廣泛pH試紙測(cè)定的pH只能為整數(shù),而第一次加氨水的目的是使Al3+和Fe3+完全轉(zhuǎn)化為其對(duì)應(yīng)的氫氧化物沉