专题3 第13讲 铁及其化合物的转化与应用(能力课)(教参)-【名师导航】2024年高考化学一轮总复习(新教材新高考)江苏专用

第13讲　铁及其化合物的转化与应用(能力课) 　1．了解铁元素的价类图和铁的三角转化关系。　2．掌握铁及其化合物的化工流程图的分析。 　铁及其化合物的转化关系 1．铁元素的价类图 说明：①横向变化体现同种价态不同类物质的转化。 ②纵向变化体现不同价态、不同物质之间的转化，发生的是氧化还原反应。 2．铁的三角转化关系 1．(2022·连云港二模)聚合硫酸铁(SPFS)的化学式可表示为[Fea(OH)b(SO4)c]m，是一种新型高效的无机高分子絮凝剂，广泛用于水的处理。用铁的氧化物为原料来制取聚合硫酸铁，原料中的Fe3＋必须先还原为Fe2＋。实验步骤如下： 步骤Ⅱ取样分析溶液中的Fe2＋、Fe3＋的含量，目的是(　　) ①控制溶液中Fe2＋与Fe3＋物质的量之比　②确定下一步还原所需铁的量　③确定氧化Fe2＋所需NaClO3的量　④确保铁的氧化物酸溶完全 A．①② B．①③ C．②③ D．③④ C　[铁的氧化物溶解于硫酸中，取样分析溶液中的Fe2＋、Fe3＋的含量，因为控制水解时Fe3＋的浓度，防止生成氢氧化铁沉淀，原料中的Fe3＋先被还原为 Fe2＋，所以确定下一步还原所需铁的量，然后Fe2＋再被氧化为Fe3＋，需要确定氧化Fe2＋所需NaClO3的量，故②③正确，故C正确。] 2．我国清代《本草纲目拾遗》中叙述“铁线粉”：“粤中洋行有舶上铁丝……日久起销，用刀刮其销……所下之销末，名铁线粉。”铁线粉即含有铁锈酚铁粉，铁线粉溶于稀盐酸可能发生下列反应，其中氧化产物与还原产物的质量比为1∶2的反应是(　　) A．Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O B．2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ C．Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ D．FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O B　[A.该反应无元素化合价发生变化，不涉及氧化还原反应，A错误；B.Fe转化为Fe2＋，铁元素化合价升高，Fe作还原剂生成产物为氧化产物，Fe3＋转化为Fe2＋，铁元素化合价降低，Fe3＋作氧化剂生成还原产物，即氧化产物与还原产物的质量比等于物质的量比为1∶2，B正确；C.Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑反应中Fe2＋为氧化产物，H2为还原产物，氧化产物与还原产物的质量比为28∶1，C错误；D.该反应无元素化合价发生变化，不涉及氧化还原反应，D错误。] 3．常温时，将0.1 mol Fe(NO3)3和2 mol HCl溶于水得2 L混合溶液，然后向该溶液投入m g铁粉使其充分反应后，滴加KSCN溶液不变红色。下列有关说法正确的是(　　) A．由于氧化性Fe3＋>H＋，首先发生的反应是：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ B．当加入16.8 g铁粉时，可生成标准状况下6.72 L气体 C．在铁粉充分反应后的溶液中，铁元素以Fe2＋和Fe3＋的形式存在 D．m≥28，反应过程中溶液的质量一直在减小 B　[酸性条件下，NO有氧化性，因此首先发生的反应是Fe＋NO＋4H＋===NO↑＋Fe3＋＋2H2O，然后发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，Fe＋2H＋=== Fe2＋＋H2↑，A错误；当加入16.8 g铁粉时，刚好发生上述第一个反应，生成标准状况下6.72 L NO气体，此时消耗1.2 mol H＋，B正确；滴加KSCN溶液不变红色说明溶液中不含Fe3＋，C错误；当恰好第二个反应结束时，根据方程式计算则至少消耗铁16.8 g＋(0.1 mol＋0.3 mol)××56 g·mol－1＝28 g，但反应过程中溶液的质量一直在增大，D错误。] 　化工流程中含铁化合物的制备与回收 含铁化合物的制备与回收化工流程 (1)用废铁屑(含少量SiO2和氧化铁)制取绿矾 (2)用烧渣(主要含FeO、Fe2O3，还有一定量的SiO2)制备绿矾 (3)废品中铁化合物的制备 (4)刻蚀印刷电路板废液回收FeCl3和Cu 1．利用废铁屑(主要成分为Fe，还含有C、S、P等)制取高效净水剂K2FeO4的流程如图所示： 下列说法不正确的是(　　) A．废铁屑在酸溶前可用热的纯碱溶液除去油污 B．步骤②是将Fe2＋转化为Fe(OH)3 C．步骤③中发生反应的离子方程式为2Fe(OH)3＋3ClO－===2FeO＋3Cl－＋4H＋＋H2O D．步骤④中反应能发生的原因是在相同条件下，K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4 C　[纯碱是强碱弱酸盐，CO水解导致纯碱溶液呈碱性，碱性条件下油污水解生成高级脂肪酸盐和甘油，所以废铁屑在酸溶前可用热的纯碱溶液除去油污，故A正确；NaOH中和过量的酸，Fe2＋被H2O2氧化为Fe3＋，在碱性溶液中将Fe3＋转化为Fe(OH)3，步骤②的目的是将溶液中的Fe2＋转化为Fe(OH)3，故B正确；步骤③中发生的反应是在碱性条件下，反应的离子方程