微专题速练16 含铁物质的制备与转化-【高考领航】2025年高考化学一轮复习微专题速练

微专题速练16　含铁物质的制备与转化 1．FeCl3易潮解、易升华，实验室制备FeCl3的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。 下列说法不正确的是(　　) A．导管g的作用是平衡气压，便于液体顺利滴下 B．试剂X和试剂Y分别为饱和食盐水、浓硫酸 C．直接用E接收产物比用导管连接D、E的优点是可防止堵塞 D．出于简化装置的目的，F装置可拆除 2．工业废弃物的资源化回收再利用，可以更大限度的发挥原材料的价值。如图是工业生产纳米磁性氧化铁的流程： 下列说法不正确的是(　　) A．用Na2CO3溶液浸泡是为了除去废铁屑表面的铁锈 B．若生产中不通入N2，暴露在空气中生产，将不能得到高纯度产品 C．加适量的H2O2是为了将部分Fe2＋氧化为Fe3＋，涉及反应：H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O D．溶液A中Fe2＋和Fe3＋的浓度比为1∶2 3．高磷鲕状赤铁矿(主要含有Fe2O3，含少量Al2O3、CaO、SiO2等)是我国一种重要的沉积型铁矿资源，以高磷鲕状赤铁矿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．铁红可用作油漆、油墨、建筑物的着色剂 B．酸浸液遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀 C．洗涤滤渣时要用玻璃棒不断搅拌 D．氧化时选用的试剂可以是H2O2、NaClO溶液 4．FeF3是制备硫化物全固态锂电池高能正极材料的原料。一种制备FeF3材料的微型流程如下： 下列叙述正确的是(　　) A．“混合溶液”时要用到烧杯、玻璃棒 B．“系列操作”得到的滤液，可再采用分液的方法循环利用 C．“反应器”温度越高，越有利于制备FeF3 D．乙醇和硝酸不能存放在同一个橱柜里 5．工业上，利用硫酸亚铁为原料，通过铁黄(FeOOH，一种不溶于水的黄色固体)制备高铁酸钾(K2FeO4)，可降低生产成本且产品质量优良。工艺流程如下： 下列说法错误的是(　　) A．制备K2FeO4的反应类型为复分解反应 B．铁黄制备高铁酸钠的离子方程式为：2FeOOH＋3ClO－＋4OH－===2FeO＋3Cl－＋3H2O C．制备NaClO时，可通过加热的方式加快反应速率 D．高铁酸钾可作水处理剂，既能杀菌消毒，又能吸附絮凝 6．生产软磁铁氧体的主要原料是α­FeOOH，以硫铁矿(主要成分是FeS2，含少量Al2O3、SiO2和Fe3O4)为原料制备α­FeOOH的工艺流程如下，相关数据见下表。下列说法错误的是(　　) 物质 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 开始沉淀pH(25 ℃) 1.9 7.6 4.0 沉淀完全pH(25 ℃) 3.2 9.7 5.2 A.“焙烧”的产物之一可用于工业制硫酸 B．“试剂a”可以为FeS，主要目的是除去过量硫酸 C．“试剂b”可以为氨水，调pH的范围为5.2～7.6 D．“沉淀”时，pH过高或者过低均不利于生成α­FeOOH 7．(双选)用绿矾(FeSO4·7H2O)制备电池电极材料LiFePO4的流程如下： 下列说法正确的是(　　) A．溶解过程中H3PO4可抑制Fe2＋的水解 B．可用酸性KMnO4溶液检验反应1中Fe2＋是否完全反应 C．洗涤沉淀时可用玻璃棒搅拌 D．反应2中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1 8．摩尔盐(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O是一种常见的复盐。以下是摩尔盐的制备流程。请回答相关问题： (1)步骤2的名称应为________。 (2)抽滤装置如图所示。和普通过滤相比，抽滤的优点是____________________。 (3)加热浓缩时所用到的主要仪器中属于硅酸盐材质的有酒精灯、玻璃棒和________。 (4)生成摩尔盐的反应方程式为_____________________________。 (5)步骤3中将滤液加热浓缩至________即停止加热，这样做的原因是_____________________________________。 (6)步骤3抽滤后用乙醇洗涤后再用滤纸吸干。用乙醇洗涤的原因是__________________________。 (7)Fe3＋含量是影响产品品质的关键指标。定量测定方法是：取1.00 g产品于烧杯中，加入适量盐酸溶解，并加入3滴KSCN溶液，定容至50 mL，取溶液置于比色管中，与标准色阶进行目视比色，确定产品级别。可以根据颜色确定产品级别的原理是_______________________________________。 (8)取30.00 g所制得的固体于小烧杯中，加入适量稀硫酸，溶解后在250 mL容量瓶中定容。取25.00 mL于锥形瓶中，用0.1 mol·L－1的KMnO4溶液滴定至终点。平行操作三次，消耗KMnO4溶液的平均体积为16.00 mL。此样品中Fe2＋含量为________%(保留小数点后1位)。 导致该测定结果与理论值有偏差的可能原因是__________。 A．配溶液定容时俯视刻度线 B．取摩尔盐溶液的滴定管没有润洗 C．取待测液的锥形瓶洗净后未干燥 D．摩尔盐的结晶水数量不足 学科网（北京）股份有限公司 $$ 微专题速练16　含铁物质的制备与转化 1．D　导管g可使分液漏斗上液面与烧瓶内压强相等便于液体顺利滴下，A正确；FeCl3易潮解，故A生成的Cl2(H2O、HCl)需除杂，试剂X为饱和NaCl溶液，除去Cl2中的HCl，试剂Y为浓H2SO4，除去Cl2中的H2O，B正确；FeCl3易潮解，而F中的浓硫酸起到干燥的作用，防止G中水蒸气进入D中，不能拆除，D错误。 2．A　Na2CO3溶液水解显碱性，浸泡废铁屑可以使表面的油脂水解而除去，但不能除去表面的铁锈，故A错误；若不通入N2，则Fe2＋会被空气中的O2氧化，而影响Fe3O4的纯度，B正确；因为产品为Fe3O4，其中＋2价与＋3价铁原子的个数比为1∶2，故D正确。 3．C　铁红的主要成分是氧化铁，为红棕色，可用作油漆、油墨、建筑物的着色剂，A项正确；酸浸液中含有Fe2＋，遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀，B项正确；氧化时可选用H2O2、NaClO溶液作为氧化剂，将Fe2＋全部氧化为Fe3＋，离子反应方程式分别为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O、2Fe2＋＋ClO－＋2H＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O，D项正确。 4．D　“混合溶液”由HF和乙醇组成，HF腐蚀玻璃，因此应选用塑料烧杯盛放，故A错误；“系列操作”得到的滤液中含有乙醇和硝酸，可利用沸点差异采用蒸馏分离回收，故B错误；温度过高导致乙醇和HF大量挥发，不利于产物的生成，故C错误；乙醇和硝酸分别属于有机醇类和强酸类，且两者一定条件下能发生反应，因此不能存放在同一橱柜里，故D正确。 5．C　制备K2FeO4的反应为Na2FeO4＋2KCl(饱和)===K2FeO4↓＋2NaCl，为复分解反应，故A正确；铁黄和次氯酸钠反应生成高铁酸钠，2FeOOH＋3NaClO＋4NaOH===2Na2FeO4＋3NaCl＋3H2O，离子方程式为：2FeOOH＋3ClO－＋4OH－===2FeO＋3Cl－＋3H2O，故B正确；制备NaClO时，加热会反应生成NaClO3，不能得到NaClO，故C错误；高铁酸钾可作水处理剂，高铁酸根离子具有强氧化性，能杀菌消毒，同时生成的铁离子水解生成氢氧化铁胶体，能吸附絮凝，故D正确。 6．B　硫铁矿焙烧主要发生的反应方程式为：4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2，然后加入稀硫酸进行酸浸，反应原理有：Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O、Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O、Fe3O4＋4H2SO4===Fe2(SO4)3＋4H2O＋FeSO4，然后过滤得到滤渣A，主要成分为SiO2，过量试剂a为还原性铁粉，主要目的为将Fe3＋全部转化为Fe2＋，以便后续步骤中除去Al3＋，过滤得到滤渣B，主要成分为Fe，加入试剂b调节溶液pH为5.2～7.6，将Al3＋完全沉淀，过滤得到滤渣C，主要成分为Al(OH)3，向滤液中(主要含有Fe2＋)加入过氧化氢和氨水，产生沉淀FeOOH，过滤得到滤液D，主要成分为(NH4)2SO4。“焙烧”的产物之一为SO2，可以转化为SO3，然后SO3＋H2O===H2SO4，故可用于工业制硫酸，A正确；“试剂a”的主要目的是将Fe3＋完全还原为Fe2＋，可以为FeS，但主要目的不是除去过量硫酸，B错误；“试剂b” 的目的为调节溶液pH为5.2～7.6将Al3＋完全沉淀，故可以为氨水，C正确；“沉淀”时，pH过高则溶液中的OH－浓度过大，将生成Fe(OH)3沉淀，pH过低即溶液中H＋浓度过大，不利于生成α­FeOOH，D正确。 7．AD　Fe2＋能发生水解：Fe2＋＋2H2OFe(OH)2＋2H＋，因此加入磷酸溶解过程，可以抑制Fe2＋水解，故A正确；反应1中NaClO作氧化剂，将Fe2＋氧化成Fe3＋，本身被还原成NaCl，酸性高锰酸钾溶液能氧化Cl－，使之褪色，因此不能用酸性高锰酸钾溶液检验反应1中Fe2＋是否完全反应，故B错误；洗涤沉淀时，不能用玻璃棒搅拌，防止弄破滤纸，故C错误；草酸为还原剂，碳元素化合价由＋3价升高为＋4价，草酸整体化合价升高2价，FePO4为氧化剂，铁元素化合价由＋3价降低为＋2价，降低1价，最小公倍数为2，因此FePO4与草酸物质的量之比为2∶1，故D正确。 8．解析：(1)步骤2中Fe与稀硫酸反应得到FeSO4，所以该步骤的名称为硫酸亚铁的制备；(2)抽滤时抽滤瓶中形成真空，可以加快过滤速度，得到更干燥的固体；(3)加热浓缩时需要在蒸发皿中进行，蒸发皿也属于硅酸盐材质的仪器；(4)根据题意硫酸亚铁和硫酸铵反应可以得到摩尔盐，根据元素守恒可得化学方程式为FeSO4＋(NH4)2SO4＋6H2O===(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O；(5)将滤液加热浓缩至表面有晶膜出现时，即停止加热，这样做可以防止杂质析出，同时也可以防止结晶水数量不足；(6)产物在乙醇中溶解度小，用乙醇洗涤可以减小溶解损失；同时乙醇易挥发，乙醇挥发带走水分，产品能快速干燥；(7)Fe3＋和SCN－反应生成红色的Fe(SCN)3，该反应为可逆反应，Fe3＋浓度越大，平衡正向移动，溶液颜色越深，所以可以根据颜色确定产品级别；(8)根据电子守恒可知滴定过程中存在数量关系n(Fe2＋)＝5n(KMnO4)，所以25.00 mL待测液中n(Fe2＋)＝5×0.1 mol·L×0.016 L＝0.008 mol，则250 mL待测液中n(Fe2＋)＝0.08 mol，则样品中Fe2＋含量为×100%≈14.9%；理论上Fe2＋含量应为×100%≈14.3%，测定结果偏大；配溶液定容时俯视刻度线，导致所配待测液浓度偏大，25.00 mL待测液消耗的高锰酸钾溶液偏多，测定结果偏大，A符合题意；取摩尔盐溶液的滴定管没有润洗，导致摩尔盐被稀释，25.00 mL待测液消耗的高锰酸钾溶液偏少，测定结果应偏小，B不符合题意；取待测液的锥形瓶洗净后未干燥对测定结果无影响，C不符合题意；摩尔盐的结晶水数量不足导致30.00 g固体中所含Fe2＋偏多，测定结果偏大，D符合题意。 答案：(1)硫酸亚铁的制备　(2)加快过滤速度；得到更干燥的固体　(3)蒸发皿 (4)FeSO4＋(NH4)2SO4＋6H2O===(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O (5)表面有晶膜出现　防止杂质析出并防止结晶水数量不足 (6)产物在乙醇中溶解度小，减小溶解损失；乙醇挥发带走水分，产品能快速干燥 (7)Fe3＋和SCN－反应生成红色的Fe(SCN)3，Fe3＋浓度越大，溶液颜色越深 (8)14.9　AD 学科网（北京）股份有限公司 $$