内容正文:
新高考 2023届化工流程中含铁化合物的制备训练
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1、 选择题:本题共8小题,每小题只有一个选项符合题目要求。
1.以氧化铁渣(主要含Fe3O4和Fe2O3)制取氧化铁红的流程如下:
已知还原焙烧后氧化铁渣转化为FeO。下列说法不正确的是( )
A.还原焙烧时Fe3O4发生反应的化学方程式:2Fe3O4+C6FeO+CO2↑
B.酸浸时硫酸适当过量可以抑制金属离子的水解
C.滤液中主要存在的离子是:NH、H+、HCO、SO
D.煅烧时每生成1 mol Fe2O3,反应转移的电子数是2 mol
【答案】C
【解析】还原焙烧时Fe3O4被C还原生成铁和二氧化碳,A正确;酸浸时反应生成硫酸亚铁盐,硫酸适当过量可以抑制亚铁离子的水解,B正确;H+和HCO反应,不能大量共存,滤液中主要存在NH、SO,C错误;煅烧时Fe(OH)2中铁元素由+2价升高为Fe2O3中的+3价,则每生成1 mol Fe2O3,反应转移的电子数是2 mol,D正确。
2.某铁矿石(主要含有FeO,还含有少量Al2O3、SiO2)是我国一种重要的铁矿资源,以该铁矿石为原料制备纯度较高的铁红,其流程如图所示。下列说法错误的是( )
A.滤渣Ⅰ的主要成分为SiO2
B.酸浸液遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀的化学式为Fe[Fe(CN)6]
C.氧化时选用的试剂可以是H2O2 或NaClO溶液
D.滤渣Ⅱ转化为铁红的反应不属于氧化还原反应
【答案】B
【解析】A.铁矿石中的SiO2不与硫酸反应,故滤渣Ⅰ的主要成分为SiO2,A正确;B.酸浸液中含有Fe2+,遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀Fe3[Fe(CN)6]2,B错误;C.氧化Fe2+时可选用H2O2或NaClO溶液作氧化剂,反应原理分别为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O,C正确;D.滤渣Ⅱ为氢氧化铁,氢氧化铁转化为铁红(Fe2O3)的反应没有化合价发生变化,属于非氧化还原反应,D正确。
3.以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3,还含有少量FeS2)为原料,生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如图所示,下列叙述错误的是( )
A.烧渣分离时可以选择用磁铁将烧渣中的Fe3O4分离出来
B.隔绝空气焙烧时理论上反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)=1∶5
C.向滤液中通入过量CO2、过滤、洗涤、灼烧沉淀可制得Al2O3
D.加入CaO可以减少SO2的排放同时生成建筑材料CaSO4
【答案】B
【解析】Fe3O4有磁性,可以用磁铁将Fe3O4从烧渣中分离出来,A项正确;隔绝空气焙烧,FeS2与Fe2O3反应生成SO2和Fe3O4,反应的化学方程式为FeS2+16Fe2O311Fe3O4+2SO2↑,由化学方程式可知n(FeS2)∶n(Fe2O3)=1∶16,B项错误;滤液中含有Al,通入过量CO2,发生反应Al+CO2+2H2OAl(OH)3↓+HC,经过滤、洗涤后得到Al(OH)3,再灼烧Al(OH)3,反应的化学方程式为2Al(OH)3Al2O3+3H2O,C项正确;铝土矿中含有FeS2,FeS2焙烧生成SO2,CaO与SO2、O2发生反应2CaO+2SO2+O22CaSO4,CaSO4可用于建筑材料,D项正确。
4.用硫酸渣(主要成分为Fe2O3、SiO2)制备铁基颜料铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如图。
已知:“还原”时,发生反应FeS2+14Fe3++8H2O===2SO+15Fe2++16H+;FeS2与H2SO4不反应。
下列有关说法不正确的是( )
A.“酸溶”时适当提高硫酸浓度可加快反应速率
B.“还原”时氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶15
C.“过滤Ⅰ”所得滤液中存在的阳离子主要有Fe2+和H+
D.“沉降、氧化”时发生的离子方程式:4Fe2++8NH3·H2O+O2===8NH+4FeOOH↓+2H2O
【答案】B
【解析】在溶液中反应时,适当提高液态反应物的浓度可以加快反应速率,A正确;根据还原时发生的反应可知,反应中S元素的化合价升高,SO为氧化产物,部分Fe元素的化合价降低,所以部分Fe2+为还原产物,根据Fe3+的系数可知,氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶14,B错误;根据还原时发生的反应可知,“过滤Ⅰ”所得滤液中存在的阳离子主要有Fe2+和H+,C正确;铁黄为FeOOH,Fe元素的化合价为+3价,所以“沉降、氧化”时Fe2+在一水合氨存在的环境中被空气中的氧气氧化为FeOOH,根据得失电子守恒和元素守恒可得离子方程式为4Fe2++8NH3·H2O+O2===8NH+4FeOOH↓+2H2O,D正确。
5.以废铁屑为原料制备硫酸亚