2024年高中化学一轮复习 铁及其化合物

2024年一轮复习 铁及其化合物 专题（含多道探究题） 一、单选题 1．根据实验目的设计方案并进行实验观察到相关现象，其中方案设计或结论正确的是 实验目的 方案设计 现象 结论 A 探究某固体中是否含有 将该固体溶于水，取上层清液，先滴加足量稀盐酸再滴加氯化钡溶液 滴加稀盐酸无明显现象，滴加氯化钡后产生白色沉淀 说明该固体中含有 B 探究使品红褪色的原理 分别向品红乙醇溶液和品红水溶液中通入 品红乙醇溶液不褪色，品红水溶液褪色 使品红褪色的不是，而是与反应的产物 C 验证的还原性 向溶液中滴加酸性溶液 溶液紫色褪去 具有还原性 D 探究铁粉和硫粉反应所得产物成分 将硫粉和铁粉均匀混合、加热，将反应后的固体溶于稀盐酸中 有大量气泡 生成的气体中只有，产物成分为 A．A B．B C．C D．D 2．废旧锌锰干电池内除铜帽、锌皮(含少量铁)、石墨棒外，还含有及有机物等糊状填充物，一种处理废旧锌锰干电池的流程如图所示。下列说法正确的是 A．“酸溶”时用稀硝酸代替盐酸将不会有残渣产生 B．将“滤渣1”在空气中灼烧可能有生成 C．“调”生成“滤渣2”的离子方程式是 D．由溶液得到晶体的方式是蒸发结晶 3．高铁酸钾（）是一种高效多功能的新型绿色消毒剂，主要用于饮水处理。高铁酸钾具有比高锰酸钾更强的氧化性，且在强碱性溶液中稳定。一种以硝酸铁晶体为原料制备高铁酸钾的工艺如下图所示，有关说法错误的是 A．“过程Ⅰ”中氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶2 B．“过程Ⅱ”中用氯化钾代替氢氧化钾也能达到同样的效果 C．“过程Ⅱ”中析出固体的原因是在水中的溶解度较小 D．高铁酸钾处理水时，既能杀菌、消毒，又能净水 4．高铁酸钾(K2FeO4)是一种常见的水处理剂。某兴趣小组以铁屑为原料制备高铁酸钾的流程如下： 已知：K2FeO4在碱性溶液中能稳定存在，在酸性溶液中会产生Fe3+和O2。 下列说法不正确的是 A．为检验“氧化1”过程是否完全，可选用的检验试剂为KSCN溶液 B．“氧化2”过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3：2 C．“转化”过程使用过量饱和KOH溶液有利于K2FeO4析出 D．在稀硫酸中发生反应的化学方程式为：4K2FeO4+10H2SO4=4K2SO4+2Fe2(SO4)3+3O2↑+10H2O 地壳中铁元素含量较为丰富。工业用赤铁矿(主要含)、焦炭等为原料在高温下冶炼铁，用硫铁矿(主要含)为原料生产硫酸。铁具有还原性，能被、卤素单质()、及不活泼金属阳离子等氧化，能与高温水蒸气反应生成。请回答下列问题： 5．下列说法正确的是 A．铁合金的熔点比纯铁高 B．铁的大规模冶炼在铝之后 C．炼铁时焦炭转化为CO作还原剂 D．废旧铁制品直接填埋处理 6．下列有关铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是 A．铁粉在空气中缓慢氧化，可用于制作“暖贴” B．能与酸反应，可用于制作红色颜料 C．溶液显酸性，可用于刻蚀印刷电路铜板 D．具有还原性，可用作补铁剂 7．铁及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是 A．工业制硫酸涉及的物质转化： B．利用高温水蒸气处理铁器的化学方程式： C．用铁从硫酸铜溶液中置换出铜： D．实验室制溴苯涉及的物质转化：， 8．氧化铁和氧化铬（）可用作油墨和颜料。利用某铬废水（含、）制备氧化铁和氧化铬的流程如图所示： 已知：流程中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下： 开始沉淀的pH 2.2 4.3 完全沉淀的pH 3.5 5.6 下列说法错误的是 A．产品1是氧化铁 B．试剂X可能是 C．滤渣2灼烧用到的主要仪器是蒸发皿 D．过滤时玻璃棒的作用是引流 9．设计如下实验探究Fe与AgNO3溶液的反应。下列说法错误的是 实验 实验操作及现象 ① 取2 mL 0.1 mol·L-1 AgNO3溶液，加入0.5 g铁粉，溶液无色，再加入铁氰化钾溶液，未观察到蓝色沉淀 ② 取2 mL 0.1 mol·L-1硝酸酸化的NaNO3溶液，加入0.5g铁粉，溶液变浅绿色，再加入铁氰化钾溶液，有蓝色沉淀 ③ 取2 mL 0.1 mol·L-1 FeSO4溶液，加入10滴0.1 mol·L-1硝酸酸化的NaNO3溶液，溶液呈浅绿色，再加入KSCN溶液，溶液变为极浅红色 ④ 取2 mL 0.1 mol·L-1 FeSO4溶液，加入10滴0.1 mol·L-1 AgNO3溶液，溶液呈黄色且有少量黑色颗粒生成，再加入KSCN溶液，溶液变为深红色且有白色沉淀生成 A．实验②证明HNO3只能将Fe氧化为Fe2+ B．实验③出现极浅红色，可能是空气中O2氧化Fe2+生成少量Fe3+ C．向实验③所得溶液中加入1 mL浓硝酸，红色可能加深 D．实验③④证明发生反应： 10．以铁菱镁矿(主要成分是，还含有，)为原料制备的工艺流程如图所示，下列关于该工艺流程的说法错误的是 A．X宜选择NaOH溶液或氨水 B．滤渣1的主要成分为 C．“焙烧”过程，与空气反应的化学方程式为 D．高温分解的反应为吸热反应 二、填空题 11．铁元素存在于岩石与生命体中，不同价态的铁元素在生产、生活乃至生命活动中有独特的作用。 (1)下列反应能得到单质铁的是 。 A．Fe(OH)3受热分解   B．Cu与FeCl2溶液反应      C．在高温下CO与Fe2O3反应 (2)能说明Fe的还原性弱于Na的是 。 A．Fe3+氧化性强于Na+ B．1mol的Fe、Na分别与S反应，Fe失电子数多 C．Na与冷水剧烈反应，Fe与冷水不反应 (3)实验室盛放FeSO4溶液的试剂瓶中通常需要加入少量铁粉，铁粉的作用是 。 (4)人们通常将铁制作成锅具，是利用了铁的 。 a．导电性 b．导热性 c．延展性 (5)某工业废水中可能含Fe3+，请说出检验方法： 。 12．溶液在空气中容易被氧化，的溶液暴露在空气中，20min后，的浓度变为，则20min内，以表示的平均反应速率为 若要验证该溶液中未被完全氧化，则可以需要加入 若出现 现象，则证明未被完全氧化。 13．铁及其化合物是人类生活中的重要物质。 (1)工业上冶炼铁的原料为 和石灰石等，其中石灰石的作用是 。 (2)钢铁在潮湿的空气中很容易发生电化学腐蚀，其正极的电极反应式为 。 (3)在实验室中，可用铁粉和 反应制备，可用铁粉和 反应制备。 (4)实验室用铁粉、稀硫酸、NaOH溶液配制能较长时间内稳定存在的白色沉淀，制备装置如图所示。 装置I中加入的试剂为 ，装置II中发生反应生成白色沉淀的离子方程式为 。若将稀硫酸换为溶液，能否完成此实验？ (填“能”或“不能”)，原因是 。 14．化学性质 (1)与非金属单质反应 ①与O2反应 化学方程式： ；现象： 。 常温：铁在潮湿的空气中易被腐蚀，生成铁锈，其主要成分为Fe2O3·xH2O。 ②与Cl2反应 化学方程式： ；现象： 。 注意：铁在氯气中燃烧，只生成FeCl3，与反应物量比无关。 ③与S反应 化学方程式： 。 氧化性：Cl2 S (>或<) (2)与酸反应 与非氧化性酸，如盐酸、稀硫酸反应的离子方程式： 。 (3)与盐溶液反应(离子方程式) ①与CuSO4溶液反应： 。 ②与FeCl3溶液反应： 。 (4)铁粉与水蒸气的反应 有人设计了如图的装置，进行还原铁粉与水蒸气反应的实验。请讨论该装置的实验原理，并根据实验现象，分析可能的生成物，写出反应的化学方程式。 ①试管中湿棉花的作用是 。 ②酒精灯上加的铁丝网的作用是 。 ③若用火柴点燃肥皂泡，可能发生的现象是 。 ④该反应体现铁单质具有 性。 ⑤化学方程式 。 15．化学是以实验为基础的学科。请完成下列问题。 (1)某同学设计利用铁屑制备硝酸铁晶体的合理方案：先在空气中灼烧铁屑成红棕色后，用稀硝酸溶解，发生的离子方程式为 ，再经过 、 、过滤可得硝酸铁晶体。上述方案中，不会用到的实验仪器为 (选填下图数字序号)。 (2)规范的实验操作是实验成功的必要保证，下列有关实验操作正确或处理措施符合安全要求的是 (选填字母序号) A．试管和烧杯均可用酒精灯直接加热 B．容量瓶和分液漏斗使用前均需查漏 C．滴定实验前，需用所盛装溶液分别润洗滴定管和锥形瓶 D．用广泛pH试纸测得某溶液的pH=12.3 E．灼烧样品后的坩埚直接放在冷水中降温 F．若金属钠着火，应立即用泡沫灭火器扑灭 G．洒在桌面的酒精如果燃烧可立即用湿抹布扑盖 H．闻未知气体的气味时，可打开瓶塞，鼻孔贴近瓶口 (3)除去Fe(OH)3胶体中的NaCl溶液所用的方法名称为 ，检验杂质已除尽的操作是 。 (4)用图2装置完成H2还原CuO实验，其中④的名称： ，使用时，玻璃管的下端要插入液面以下，目的是 。检查装置的气密性后装入药品，接下来要进行的操作是 后再点燃酒精灯。 16．软锰矿主要成分为MnO2，还含有CaCO3、Fe2O3、Al2O3等杂质。工业上利用软锰矿制取碳酸锰(MnCO3)流程如下： 其中，还原焙烧主反应为：2MnO2+C=2MnO+CO2↑。根据要求回答问题： (1)步骤D中Fe2+被氧化，该反应的离子方程式为 。 (2)步骤H的离子方程式为 。 (3)加入Na2S可以除去Pb2+、Al3+等离子。已知Ksp(PbS)=1×10-28，Ksp(MnS)= 1×10-9.6，当溶液中c(Pb2+)=1×10-5mol·L-1时，溶液中c(Mn2+)允许的最大值为 。 (4)pH=0的溶液中，不同价态锰的微粒的能量（△G）如右图。若某种含锰微粒（如Mn3+）的能量处于相邻价态两种微粒（Mn2+和MnO2）能量连线左上方，则该微粒不稳定并发生歧化反应，转化为相邻价态的微粒。 ①MnO能否稳定存在于pH=0的溶液中？答： （“能”或“不能”）； ②将Mn3+歧化反应设计为原电池，可测定反应平衡常数。电池负极反应为 ，平衡常数表达式为 ； ③实验室可利用以下反应检验Mn2+存在：2Mn2++ 5S2O+ 8H2O → 16H++ 10SO+ 2MnO，确认Mn2+存在的现象是 ；检验时必须控制Mn2+浓度和用量不能过大，否则实验失败。理由是 。 17．某学生用0.100 mol·L-1的KOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸， 其操作可分解为如下几步： A．移取20.00 mL待测盐酸溶液注入洁净的锥形瓶，并加入2~3滴酚酞； B．用标准溶液润洗滴定管2~3次； C．把盛有标准溶液的碱式滴定管固定好，调节滴定管尖嘴使之充满溶液； D．取标准KOH溶液注入碱式滴定管至刻度“0”以上2~3 mL； E．调节液面至“0”或“0”以下刻度，记下读数； F．把锥形瓶放在滴定管的下面，用标准KOH溶液滴定至终点并记下滴定管液面的刻度。 就此实验完成填空： (1)正确操作步骤的顺序是(用字母序号填写) 。 (2)上述A步骤操作之前，若先用待测溶液润洗锥形瓶，则滴定结果 (填“偏高”“偏低”或“不变”)。 (3)判断到达滴定终点的实验现象是 。 18．FeOOH可用于脱硫工序，脱除效果较好。工业上利用冶金废渣[主要成分为FeSO4，还含有少量的Fe2(SO4)3、MgSO4及TiOSO4]为主要原料生产FeOOH的一种工艺流程如下： 回答下列问题： (1)FeOOH中Fe的化合价为 。 (2)“溶解”时TiOSO4生成难溶于酸的H2TiO3，该反应的化学方程式为 。“除杂”时，加入NaF溶液的作用为沉淀Mg2+，则过滤所得滤渣的成分是 ，滤液Y中的主要溶质为 。 (3)氧化时试剂X的最佳选择为 (填序号)。 a．KMnO4       b．HNO3        c．Cl2          d．空气 若用O2“氧化”时发生反应的离子方程式为 。 (4)生产中测得反应溶液的温度对FeOOH的产率的影响如图所示： 反应的适宜温度约为 。 (5)FeOOH纯度的测定： ①将FeOOH溶于盐酸中，发生的反应为：FeOOH+3HCl=FeCl3+2H2O ②加入适量的Zn粉，将Fe3+完全转化为Fe2+。 ③用已知浓度的K2Cr2O7溶液测定生成的Fe2+，发生的反应为：6FeCl2+K2Cr2O7+14HCl=6FeCl3+2KCl+2CrCl3+7H2O，现取样品0.650g(假定杂质不参加反应)，经上述各步反应后，共用去0.100mol/LK2Cr2O7溶液12.0mL。则FeOOH纯度为 (保留三位有效数字)。 19．可以用来电镀或染色，也可做中药成分。工业上以孔雀石(主要成分为，含少量等杂质)为主要原料制备晶体。从含铜滤液1中沉铁的方法有多种，其中将铁元素以FeOOH形式沉淀，铁渣易分离。其工艺流程如下图： (1)酸溶、过滤：①除了将孔雀石粉碎外，还可加快酸溶速率的措施有 (写出一条即可)。 ②滤渣1的主要成分为 (填化学式)。 ③气体A的主要成分为 (填化学式)。 (2)氧化：①用溶液将氧化为，反应的离子方程式为 。 ②该过程需在室温下进行，温度不能过高的原因是 。 (3)除杂沉铁：溶液对铁去除率的影响实验结果如下图： 从图中可知，沉铁的最佳为 。 (4)从滤液2中得到晶体的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、 、乙醇洗涤、干燥。用乙醇洗涤的目的是 。 20．某探究小组为收集并探究氯气，设计了如下实验装置： (1)A中为实验室以二氧化锰和浓盐酸制取氯气，反应的化学方程式 。 (2)若在D瓶收集纯净干燥的Cl2，则B中应放入下列溶液中的 ，C中应放入 (均填序号)。 ①NaOH溶液    ②饱和食盐水    ③AgNO3溶液     ④浓H2SO4 (3)装置F的作用 ，装置A中g管可以联通漏斗液体的上方和下方，g管的主要作用为 。 (4)装置D中的现象 ，说明具有漂白性的物质是 。 (5)装置E中浅绿色溶液变为黄色(生成Fe3+)，写出反应的化学方程式 。 21．某企业排放的酸性废液中含有四种金属离子，为除去四种金属元素，保护环境，回收资源，甲同学提出了下列方案对该废液进行处理（所加试剂均稍过量）。 请回答： (1)该废液中可能大量存在的阴离子是___________。（填序号） A． B． C． D． (2)沉淀的成分 ，溶液B中除了（1）中可能存在的阴离子外，还一定存在的阴离子是 。 (3)上述流程中加入时发生反应的离子方程式（溶液呈弱酸性） 。 (4)证明溶液已经过量的实验方法是 。 (5)乙同学认为该方案存在缺陷，只要对上述试剂稍作改变，即可以达成目标，最后排放的溶液还可以当化肥使用，乙同学的方案是 。 22．下图是物质A~F的转化关系图，其中A为常见过渡金属元素的单质，D和E组成元素相同，回答下列问题： (1)B的电子式为 组成C的元素在周期表中的位置是 ； (2)一定温度下，B溶液和C反应生成的和的物质的量之比为，此时反应的离子方程式为 (3)用质量分数为浓硫酸和亚硫酸钠制取D，写出化学方程式 ；反应④中活性炭做催化剂，它能改变反应的 ，但不能改变反应的最大限度； (4)按下图装置进行实验，验证反应⑤产生的气体．现有试剂a．溶液b．溶液c．品红溶液d．溶液，则装置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中所需试剂依次为 （填标号） (5)为探究反应⑥反应后的固体成分中是否含有Fe3+进行了以下实验．取少量反应后固体置于试管中，滴加稀盐酸并微热，固体逐渐溶解，同时有少量气泡产生，再向试管中滴加几滴KSCN溶液，溶液未变红．根据实验现象， （填“能”或“不能”）确定固体中是否含有Fe3+，原因是 23．请按要求完成以下实验报告： 实验目的：检验生铁与浓硫酸的反应产物 实验装置与试剂： 实验用生铁中的碳含量约为3%，装置B中可以使用的试剂为(a)饱和溶液、(b)酸性溶液、(c)溶液、(d)溶液。 实验步骤： a．组装实验装置，检查气密性后装入药品； b．打开分液漏斗的活塞，使浓硫酸流入烧瓶，而后点燃酒精灯； c．反应一段时间后，停止加热，待烧瓶中液体冷却后，用水稀释，并加入少量溶液。 实验现象： 装置中溶液褪色，中澄清石灰石变浑浊，稀释液加入溶液后变红。 分析与讨论： (1)烧瓶中产生是因为发生了 (用化学方程式表示)，为验证的产生，装置B中可用的试剂为 (选一种，填字母代号)，其作用为 (用离子方程式表示)，装置C的作用为 。 (2)为确保安全，用水稀释反应液的具体操作步骤为 ，反应液加入溶液后变红，相关的离子方程式为 。 (3)某小组向烧瓶中加入了较多的生铁，发现稀释后的反应液在加入溶液后无明显现象，其原因是 (用离子方程式表示)。 24．化学兴趣小组对“可乐除铁锈”实验展开探究。同学们将几枚生锈的铁钉放入某品牌的可乐中，观察到铁钉表面有气泡产生，容器底部沉有固体物质。取出铁钉后用水清洗，铁钉恢复光亮。 Ⅰ.容器底部固体成分探究。 【实验探究1】取出容器底部剩余的固体物质，用水清洗后干燥，分成甲、乙两份备用。 (1)完成表格 实验操作 实验现象 解释与结论 ①    用磁铁靠近固体物质甲 固体物质 (填 “能”或 “不能”)被吸引 固体物质中不含铁单质 ②将固体物质甲放入20%的硫酸中 固体逐渐消失，溶液变成黄色 固体物质主要是氧化铁，化学反应方程式为 。 Ⅱ.溶液中逸出气体成分探究。 【猜想假设】气体中除了可乐本身含有的CO2外，可能还有H2。 【查阅资料】①H2可以还原CuO，生成Cu和H2O。 ②无水硫酸铜为白色固体，遇水变蓝。 【实验探究2】将逸出气体依次通过如图的组合装置。 (2)NaOH溶液的作用是 。 (3)实验过程中观察到 现象，证明逸出气体中含有氢气。 (4)最后球形干燥管中装的是碱石灰，作用是 。 25．磁性氧化铁（）是电讯器材的重要原料，以高硫铝土矿（主要含、、和少量的等）提取氧化铝和磁性氧化铁的流程如图所示： 回答下列问题： (1)进行“焙烧”操作时，充分研磨高硫铝土矿的目的是 ，气体I为 （化学式），“碱浸I”的化学方程式为 。 (2)“碱浸I”（焙砂脱硅）适宜的温度为，时间为，液固体积质量比10/1。碱质量浓度对焙砂脱硅的影响试验结果如图所示，脱硅时应控制碱质量浓度保持在 ，原因是 。 (3)“沉铝”也是实验室制备高纯度的方法之一，气体Ⅱ过量时的离子方程式为 。 (4)“反应Ⅲ”在隔绝空气条件下进行，该反应每转移电子时，理论上能制取 。 (5)含有的烟气在工业生产中也有重要价值，下列试剂可用于吸收烟气中的是 （填标号）。 a．溶液        b．溶液         c．溶液 26．某工厂的工业废水中含有较多的、和。为了减少污染并变废为宝，工厂计划从该废水中回收并制备硫酸铜铵固体，完成了如下实验： 请回答： (1)工业废水与过量A反应生成溶液B的离子方程式： ，操作①为 。 (2)下列有关该工业流程的说法正确的是 A．物质D为硫酸 B．产品1为硫酸铜铵 C．加适量E后发生的反应为复分解反应 D．系列操作②、③步骤可以相同 (3)请设计实验检验硫酸铜铵固体中的阳离子： 。 (4)把铜投入到浓的硫酸铵和氨水的混合液中，并持续通入氧气，能得到硫酸铜氨，用一个离子方程式表示该过程 。 27．某实验小组利用铁配合物的特征颜色，设计检测久置硫酸亚铁补铁片中铁元素价态的探究实验。 (1)甲同学利用溶液检验补铁药片中是否存在，实验过程如图： ①与形成配位数为5的配合物离子可表示为 ，写出一种与互为等电子体的分子的化学式 。 ②已知：溶液中，，的配位对的检验无影响。从平衡移动的角度解释溶液ⅰ无明显变化，溶液ⅱ变红的原因 。 结论：用KSCN溶液检验须在酸性条件下进行。进一步实验表明，KSCN溶液检验时须小于3。 (2)乙同学经查阅资料发现溶液与反应可得到一种蓝色沉淀，也可用于检验。写出该反应的离子方程式 。晶体晶胞的结构如图所示(未画出)，则一个晶胞中的个数为 。 (3)丙同学查阅资料得知，邻二氮菲(结构简式为)能与形成稳定的橙红色螯合物离子(邻二氮菲亚铁离子)，可用于检验。经过实验丙同学检验出补铁片含有。 ①邻二氮菲与形成配位键的原子是 。 ②使用该方法时，须控制在2~9之间，原因是 。 (4)小组同学结合资料对邻二氮菲亚铁离子中的配位数进行进一步探究。 实验过程：取的溶液，加入不同体积、浓度均为的邻二氮菲溶液，充分反应后加水定容至25mL，得到系列溶液，测其吸光度，结果如表： 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 8.00 吸光度/A 0.24 0.36 0.48 0.60 0.72 0.72 已知吸光度A与有色物质的浓度c成正比。和邻二氮菲的吸光度均近似为0。 (橙红色) 结合上面实验数据，通过计算回答：Y中的配位数是 。 28．高纯纳米氧化铁广泛应用于生物医药和光催化等领域，以菱铁矿(主要成分为，含少量、、、等杂质)为原料制备高纯纳米氧化铁的一种工艺流程如下： 已知：“除锰”后的滤渣中含少量、杂质；。 回答下列问题： (1)Fe在元素周期表中的位于 周期 族。 (2)“滤渣1”的主要成分为和 (填化学式)。 (3)已知硫酸亚铁的溶解度随着温度的下降快速减小，“除锰”过程中将溶液浓缩后的操作是 、 、洗涤、干燥。 (4)在“沉镁”过程中，为了使沉淀完全，的浓度应大于 。 (5)“沉铁”过程中可得到，相应的离子方程式为 。 (6)实验室“焙烧”时所需的硅酸盐材质的仪器有泥三角、 、 。 29．碳酸亚铁是一种重要的化学物质，广泛应用于冶金、化工、医学等领域。某化学兴趣小组模拟用铁矿石(主要成分为，含、等杂质)制取，同时获得的工艺流程如下： (1)“酸浸”前铁矿石需粉碎的原因为 ，滤渣1的主要成分为 (2)“沉铝”的化学反应方程式为 (3)“转化2”加入铁粉，作为 (填“氧化剂”或“还原剂”) (4)“沉铁”时反应的离子方程式为 ，滤液3的主要成分为 (5)在空气中煅烧可制得，煅烧所需的主要仪器为 (填序号) 实验测得有1.12L(已换算为标况下)氧气发生反应，则生成的质量为 g (6)实验室常用制备乳酸亚铁 ①检验乳酸亚铁中铁元素的化学试剂为 ②该小组用强氧化剂酸性溶液滴定法测定乳酸亚铁样品中铁元素的含量，结果偏大。原因可能为 30．黄铁矿()冶铁时产生的大量废气在工业上进一步回收利用的工艺流程如下图： 请回答下列问题： (1)燃烧前黄铁矿需粉碎，目的是 。 (2)可通过铝热反应用来炼铁，发生反应的化学方程式为 。 (3)若上述工艺流程中“氧化”得到32g，则理论上需要通入 mL(标准状况下)。 (4)实验发现，在与的反应中，无论怎样改变条件都不能使全部转化为，原因是 。 (5)甲研究小组利用浓硫酸制备并验证的性质，装置如图所示(部分夹持装置略去。a~d处均为浸有相应试液的脱脂棉)： ①装置A烧瓶内的反应体现了浓硫酸的 性和 性。 ②打开K，点燃酒精灯开始反应，能证明具有漂白性的现象是 ，c处发生反应的离子方程式为 。 ③关闭K停止加热，由于余热Cu和浓硫酸还要反应一段时间，装置B的作用是 ，此时装置B中的现象是 。 (6)乙研究小组利用稀硫酸制备，进行了如下图所示的实验设计。 实验表明，能加快生成的反应速率，发挥作用的原理可表示为： Ⅰ． Ⅱ．…… 反应Ⅱ的离子方程式为 。 31．高纯硅制备过程中会产生副产物，某同学在实验室以和硅镁石(含、及少量的氧化物)为原料，制备氯化镁晶体并回收的工艺流程如图所示： 已知： 开始沉淀的 2.2 9.6 沉淀完全的 3.5 11.6 回答下列问题： (1)已知溶液1为盐酸，写出“水溶”过程中发生反应的化学方程式： 。 (2)“氧化”时加发生反应的离子方程式为 ，反应温度不易过高，主要原因是 。 (3)试剂X的作用为“调”将杂质转化为沉淀而除去，同时不引入杂质，沉淀3为 (填化学式)，试剂X可以是下列试剂中的 (填字母)。 A．    B．    C．    D． (4)“沉淀1”灼烧后所得固体与“沉淀2”共同用于回收，“沉淀1”灼烧时应在 (填仪器名称)中进行。 (5)若以为原料，理论上制得的质量为 g(假设反应过程中Cl元素无损耗)。 32．某化学兴趣小组发现激光打印机打印的画纸可以被磁铁吸引，查阅资料发现：墨粉中存在一种含铁的磁性化合物，有助于墨粉吸附在磁辊上。该小组设计以下实验对磁性化合物的组成进行探究。 回答下列问题： (1)操作a的名称是 。 (2)无色溶液滴加KSCN溶液出现微红色，证明溶液中含有 。 (3)在加热并适当增大硫酸浓度的条件下，按上述流程另取墨粉进行实验。 ①试管1红色明显变深，原因是 。 ②试管2溶液滴加酸性KMnO4溶液后褪色明显，其反应的离子方程式为 。 (4)根据实验现象推测磁性化合物是 (填字母)。 a.Fe3O4    b.Fe2O3    c．FeO 33．某化学兴趣小组用为原料制备纳米，实验流程如下： (1)“氧化”过程中需加入一定量稀硫酸，反应的离子方程式为 。 (2)“反应”过程中生成的反应为：。为提高原料利用率，“氧化”过程中称取27.8g晶体加入适量充分反应(忽略对后续反应的影响)，补充完善“反应”操作过程： ，将混合液加热至60℃，恒温下磁力搅拌30min， ，仍继续滴加NaOH溶液直至pH值约为11。 (3)“洗涤干燥”过程中，判断沉淀洗净的方法是 。 (4)纳米可用作脱除气体的脱硫剂，包括“脱硫”和“再生”两个过程。 ①“脱硫”过程中生成硫化亚铁和单质硫，反应的方程式为 。 ②“再生”过程中，需向“脱硫”后固体通入，在400℃条件下加热，有产生，剩余的固体可作脱硫剂。反应温度与脱硫剂质量关系如图所示，当温度过高时，所得“再生”后的脱硫剂脱硫效果变差的可能原因是 。 34．磷酸亚铁锂()广泛用作锂电池正极材料。一种以磷铁粉(主要成分为FeP、)为原料制备磷酸亚铁锂的生产流程如下： (1)“焙烧”是在700℃条件下使磷、铁元素分别转化为和，反应中放出。写出焙烧时FeP发生反应的化学方程式： 。 (2)研究发现，用硫酸直接浸取的反应性很差，需要先将其还原为二价铁。“还原”时的固碳比[固碳比)]对“酸浸”时铁浸出率的影响如图所示。当后，铁浸出率降低，其原因是 。 (3)向溶液中加入的目的：①调节混合液的pH；② 。 (4)“煅烧”需要在氩气氛围中进行，原因是 。和的理论投入量的物质的量之比为 。 (5)产品中铁元素含量测定：准确称取4.000g产品，加入足量盐酸溶解，过滤除碳，滤液移入100mL容量瓶，定容至刻度线，取20.00mL于锥形瓶中，加入还原剂，将全部还原为，用溶液与反应(反应原理为，未配平)，恰好完全反应时，消耗溶液16.00mL。计算产品中铁元素的质量分数。 (写出计算过程) 35．醋酸亚铬[]不溶于冷水和乙醚，易被氧化。实验室以铬铁合金(主要成分为Cr、Fe，还含少量C、Si等杂质)为原料制备醋酸亚铬。 已知：相同温度下，亚铁铵矾[]的溶解度比铁铵矾、铬铵矾的小。 (1)酸浸。将一定量的铬铁合金与足量硫酸反应。 ①酸浸中产生、。写出铬转化为的离子方程式： 。 ②配制250mL硫酸需要98%的浓硫酸(密度为)的体积为 mL。 (2)沉铁。向酸浸所得滤液中加入足量硫酸铵溶液，生成亚铁铵矾沉淀。控制其他条件相同，测得反应温度对沉铁率的影响如图所示。 ①写出生成亚铁铵矾沉淀的化学方程式： 。 ②90℃时沉铁率低于70℃时的可能原因是 。 (3)制备。利用图所示装置制备醋酸亚铬。 ①检查该装置气密性的实验操作是 。 ②补充完整由溶液制备的实验方案：向抽滤瓶、锥形瓶中分别加入适量的溶液、溶液， ，加盖密封，充分反应后，将抽滤瓶中溶液倾倒至锥形瓶中，充分反应， ，乙醚洗涤2~3次，室温下干燥，密封保存(实验中还须使用的试剂：锌粒、溶液、溶液)。 36．硫酸亚铁是一种重要的食品和饲料添加剂，具有还原性，易溶于水(溶解度：0℃时，14.0 g；50℃时，33.0 g)，受高热分解放出有毒的气体。某实验小组利用废铁屑制备硫酸亚铁，并探究硫酸亚铁的稳定性。 Ⅰ．制备FeSO4·7H2O晶体 ①用Na2CO3溶液洗涤废铁屑； ②向废铁屑中加入过量的稀硫酸，控制温度在50℃～80℃之间至铁屑耗尽； ③趁热过滤，将滤液转入密闭容器中，静置； ④_______、过滤、洗涤、再用滤纸将晶体吸干。 回答下列问题： (1)下列说法不正确的是_______。 A．步骤①用Na2CO3溶液洗涤是为了除去铁屑表面的油污 B．步骤②可采用水浴加热控制温度在50℃～80℃之间 C．步骤④用玻璃棒搅拌可加快过滤速度 D．步骤④中用热水洗涤晶体2～3次 (2)实验步骤②明显不合理，导致产物中含有较多的Fe3+，理由是 。 (3)补全步骤④中的操作名称： 。 (4) FeSO4在空气中容易变质为碱式硫酸铁，该化合物中2种阴离子的数目相等，写出由FeSO4生成碱式硫酸铁的化学方程式： 。 Ⅱ．FeSO4的热稳定性 硫酸亚铁加热至高温分解产物均为氧化物。为探究硫酸亚铁的分解产物，将无水硫酸亚铁装入反应管A并连接如图所示的装置，缓缓通入N2，加热。实验后反应管A中残留的固体为红色粉末。 (5)利用上述仪器组装实验装置，仪器的正确连接顺序是a→ (填接口字母)。 (6)实验开始时通入氮气的目的是 。 (7)为了证明反应后的红色粉末为Fe2O3，进行实验：取少量反应后的粉末于试管中， 。 37．硫酸锰（）在工业上用途广泛，主要用作肥料、颜料和杀菌剂。一种由富锰渣（含、、、FeO、、ZnO）制备的化工流程如下： 回答下列问题： (1)“预处理”时，为除去表面油污（油脂），进行的操作是 。 (2)“酸浸”时，“浸渣”的成分是 （填化学式）。 (3)“氧化”时，发生反应的离子方程式为 。 (4)是一种有机磷酸酯萃取剂，不同下萃取金属离子的萃取率如图所示，则在“萃取”阶段，最好调节的值约为 ；有机相中含有的金属离子有 （填离子符号）。 (5)“沉铝”时发生反应的化学方程式为 。 (6)“一系列操作”的名称为 、洗涤、干燥。 38．某精选的硫铁矿主要成分为二硫化亚铁(FeS2)和二氧化硅。利用其生产硫酸和绿矾(FeSO4·7H2O)的工业流程示意图如图： (1)接触室中SO2与O2反应，控制反应条件为400℃、催化剂，目的是 。 (2)吸收塔中发生反应的化学方程式为 。 (3)反应釜Ⅰ中固体S产生的原因可能有 。 (4)反应釜Ⅱ，当固体X为铁粉时，铁粉的作用有 。 (5)反应釜Ⅱ，当固体X为硫铁矿时，在氧化亚铁硫杆菌催化作用下，溶液a与FeS2发生反应。 ①将离子方程式补充完整： 。 FeS2+ + Fe2+++ ②研究温度对该反应的影响，发现随温度升高反应速率加快，但是当温度高于25℃时，反应速率下降。分析下降的原因是 。 (6)从矿物资源充分利用的角度对该流程进行优化改进，可采取的措施是 。 39．氧化亚铁在空气中受热容易被氧化，制备比较困难，查阅文献得知可以通过隔绝空气加热草酸亚铁的方法制备氧化亚铁。 (1)草酸亚铁的制备：在圆底烧瓶中加入溶液，如图1所示通过仪器向其中滴加草酸钠溶液至沉淀不再增加，得到草酸亚铁晶体。 ①仪器a的名称为 。 ②写出制备草酸亚铁的离子方程式 。 ③将烧瓶中产物过滤、洗涤、 （填操作名称）得到草酸亚铁晶体。 (2)草酸亚铁加热分解制备氧化亚铁：将新制的草酸亚铁晶体加入硬质玻璃管中，如图2所示，先通入氦气，再加热至反应完全。加热过程中草酸亚铁分解产物为三种氧化物，其中两种为气体。 ①先通氦气再加热的目的是 。 ②草酸亚铁制备氧化亚铁的化学方程式为 。 (3)产品杂质检验：在严格无氧条件下，将样品溶于盐酸，检验溶液中是否存在。 ①加入的试剂是 。 ②若存在，实验现象是 。 40．化学是一门以实验为基础的科学。某校化学兴趣小组在做铜与浓硫酸反应的实验时，观察到溶液逐渐变为墨绿色浊液，试管中出现白雾，试管底部有灰白色沉淀生成。 经查阅资料知，溶液颜色呈墨绿色可能的原因是： i．铜丝中含有少量铁，与硫酸反应生成了或； ii．为防止铜生锈，铜丝表面有一层聚氯乙烯(PVC)膜，实验时未打磨，PVC膜在加热条件下分解，生成氯化氢气体，使溶液呈绿色。 回答下列问题： (1)铜丝与浓硫酸反应的化学方程式为 。 (2)该小组设计下列实验方案，完成下表： 组别 实验方案 实验现象 实验结论 ① 取0.5 mL Cu与浓反应后的混合溶液加入到装有3 mL水的试管中，冷却后，再向试管中滴加KSCN溶液 混合液中既无，也无，原因i不合理 ② 取0.5 mL Cu与浓反应后的混合溶液加入到装有3 mL水的试管中，冷却后，先滴加KSCN溶液，再滴加 溶液 试管中溶液未变红 ③ 直接取铜丝(表面有聚氯乙烯薄膜)重做与浓硫酸反应的实验 溶液变成墨绿色 原因ii合理 ④ 实验前，先将铜丝进行灼烧处理聚氯乙烯薄膜，洗涤，擦干表面水分后再重做与浓硫酸反应的实验 溶液变蓝 (3)由上述实验可推测，若将产生的白雾通入适量水中，请写出检验形成的溶液中含有的实验方法： 。 (4)该小组改用如下装置图重做铜与浓硫酸反应的实验： ①装置a的名称是 ，作用为 ； ②饱和溶液的作用为 ； ③反应产生的气体在自制的硫化氢试纸上发生的化学反应方程式为 。 41．铁的化合物有广泛用途，如碳酸亚铁(FeCO3)可作为补血剂。利用某硫酸厂产生的烧渣(主要含Fe2O3、FeO，还有一定量的SiO2)可用于制备FeCO3，其流程如下： (1)“酸溶”时，FeCO3与硫酸反应的离子方程式为 。滤渣的主要成分为 (写化学式)。 (2)下列是配制100mLl2.00mol/L硫酸的实验步骤，请将实验步骤补充完整： ①计算； ②量取一定量的浓硫酸， ，并冷却至室温； ③将冷却后溶液沿玻璃棒转移到 中； ④将烧杯和玻璃棒洗涤2~3次，洗涤液一并转移到容量瓶中并摇匀； ⑤向容量瓶中加蒸馏水至离刻度线1~2cm处； ⑥用 向容量瓶中加蒸馏水至凹液面与刻度线水平相切； ⑦上下颠倒摇匀后装入试剂瓶，贴上标签。 (3)简述验证“还原”完全的实验方案： 。 (4)“沉淀”时加入(NH4)2CO3溶液稍过量的目的是 。 (5) FeCO3在氧气中充分灼烧，可制得高纯度Fe2O3，该反应的化学方程式为 。 42．铁系催化剂具有毒性低、储量丰富、催化活性高等优点。实验室合成一种铁系催化剂中间体的装置如下图所示(加热和夹持装置略)。 已知： Ⅰ．多聚甲醛加热至时会解聚； Ⅱ．中Fe的化合价为+2价，与氧气、水都会反应。 回答下列问题： (1)制备时进行操作：(ⅰ)检验气密性，在装置D三颈烧瓶中加入FeCl3；(ⅱ)……；(ⅲ)打开仪器a的活塞，将多聚甲醛注入三颈烧瓶中；(ⅳ)加热三颈烧瓶至80℃，开始反应。操作(ⅱ)为 ；判断制备反应结束的实验现象是 。 (2)B、E装置作用相同，装置B中的试剂为 ；装置E的作用是 ；生成的化学反应方程式为 。 (3)将三颈烧瓶中固体进行分离：过滤，用乙醇洗涤，干燥。上述操作仍需在氩气氛围下完成，理由是 ；上述过程中用到的玻璃仪器除烧杯、漏斗外，还需要 。 43．某工业废渣的主要成分为，还含有少量、、等，采用如下工艺流程回收其中的锌制备氯化锌晶体()。 回答下列问题： (1)为了提高锌的浸取效率，可采取的措施有 (任写一种)。 (2)“滤渣1”的主要成分是 。 (3)“转化”中溶液的作用是 ，从绿色化学角度分析可替代的物质是 (填物质名称)，反应的离子方程式为 。 (4)溶液中的可用锌粉回收，“还原”中反应的离子方程式为 。 (5)将分离出氯化锌晶体后的母液收集、循环使用，其意义是 。 44．是一种常见的氧化剂，实验室利用进行如下实验。 回答下列问题： (1)Ⅰ中的还原产物为 (填化学式)；Ⅱ中生成的物质的量为 mol。 (2)Ⅲ中发生反应的离子方程式为 。 (3)探究氯水对KSCN检验的影响，实验如下： 已知：与可在溶液中大量共存；易被氧化为；溶液中、浓度越大，溶液红色越深。 ①根据溶液变为浅红色可知被氧化为，甲同学认为氧化剂可能是氯水中的含氯微粒或溶液中的氧气。可向Ⅰ中通入 (填化学式)，溶液无明显变化，证明是氯水中的含氯微粒氧化了。 ②对Ⅱ中溶液变为浅红色的原因，乙同学提出以下假设： 假设1：加入氯水的量少，生成的浓度低。 假设2：氯水氧化性强，氧化了部分。 ⅰ．取Ⅱ中浅红色溶液， (填写实验操作)，溶液浅红色消失，从而排除了假设1。 ⅱ．向2mL水中滴加1滴溶液，再滴加1滴饱和氯水，加入 (填试剂名称)，产生白色沉淀，证明假设2成立。 45．某中学化学实验小组探究Fe2(SO4)3与Cu的反应。 原理预测： (1)请写出Fe2(SO4)3与Cu的反应的离子方程式： 。 开展实验并观察现象：某实验小组在进行Fe2(SO4)3与Cu的反应时观察到了异常现象，决定对其进行进一步的探究。 实验I：             提出问题： (2)实验前，小组同学预测步骤2后溶液不会变为红色，原因是 。 查阅文献：i.CuSCN为难溶于水的白色固体。 ii.SCN-被称为拟卤素离子，性质与卤素离子相似。 iii.反应产物中的离子浓度降低会促进反应向右进行。 提出猜想：经过实验测定白色固体为CuSCN，查阅资料后小组同学猜测CuSCN的生成有如下两种可能。 猜测1：Cu2+与KSCN发生了氧化还原反应。 猜测2：亚铁离子将其还原， (3)猜测1的离子方程式为 。 设计实验： 实验序号 对比实验及试剂 实验步骤 实验现象 Ⅱ A试管：2 mL 0.1 mol/LFeSO4溶液 加入1mL0.4mol·L-1KSCN溶液 开始时溶液的上方变为红色，一段时间后红色向下蔓延，最后充满整支试管 B试管：2mL0.1mol/LCuSO4溶液 加入1mL0.4mol·L-1KSCN溶液 溶液变成绿色 Ⅲ C试管：2mL0.1mol/LFeSO4溶液 加入2mL0.1mol·L-1CuSO4溶液 溶液变为淡蓝色 再加1mL0.4mol·L-1KSCN溶液 溶液的上层变为红色，有白色沉淀产生，一段时间后整支试管溶液呈深红色 得出结论： (4)由实验Ⅱ中B试管中的现象可以得出的结论是 。 (5)已知Fe3+的氧化性本应强于Cu2+，结合实验Ⅲ中的现象解释能正向发生的原因： 。 46．金属铜和在工业上有着重要用途，其中铜广泛应用于电子电气、机械制造等领域，常用作催化剂和刻蚀剂等。现利用某矿渣(主要成分为和CuO，含少量和)制备和铜。工艺流程图如下： (1)“碱浸”时，提高浸取速率的措施有 (填选项字母)。 A．搅拌        B．适当升高温度        C．加水稀释 (2)“滤渣1”的成分是 (填化学式)。 (3)“碱浸”过程中发生的化学方程式：和 。 (4)“还原”中与铁粉反应的主要离子有 。 (5)检验“滤渣2”已洗净的实验方法为 。 (6)“氧化”过程中生成的离子方程式为 ，实际的消耗量比理论值多的原因是 。 47．工业矿渣的综合利用对环境保护和节约资源有重要意义。某兴趣小组在实验室用矿渣(主要成分是，少量)为原料制备铁红，流程如下： (1)将矿渣粉碎成粉末的目的是 。 (2)完成过滤操作，需用到的玻璃仪器有烧杯、 和 。 (3)滤渣Z的成分是 。 (4)滤液Y中的金属阳离子是 (填离子符号)；铁粉与滤液X中的反应的离子方程式为 。 (5)空气中煅烧碳酸亚铁生成铁红的反应如下，补充完整化学方程式： 48．兴趣小组利用实验室提供的实验用品，开展性质与催化分解的探究活动。 【实验用品】 溶液(5%)，溶液溶液，酸性溶液，溶液；试管，胶头滴管。 【探究活动】 实验1.取适量溶液于试管中，滴入酸性溶液，溶液颜色立即褪去。 实验2.将分别装有溶液(含3滴溶液)的两支试管，分别放入盛有水的烧杯中，记录反应产生氧气的体积，结果如下表： 时间/s 0 20 40 60 80 氧气体积 0 1 3 8 15 0 5 12 20 30 (1)实验1反应原理为：。该反应体现了的 (填“氧化性”或“还原性”)。 (2)在催化作用下，分解的化学方程式为 。 (3)实验2能得出的结论是 。 【交流研讨】 有同学提出用上述实验用品并按下图进行实验，可开展对分解催化效果的探究。 兴趣小组开展如下研讨： 研讨1.实验前应先检验溶液中的是否被氧化为。 (4)若要检验溶液是否含有，可选用的试剂是 ，若观察到 ，证明含有。 研讨2.由于过氧化氢与亚铁离子能发生反应，因此按上述方案进行实验，无法达成探究目的。 (5)与反应如下，补充完整离子方程式： 49．我国是世界上最早冶炼锌的国家之一，有独立的炼锌发展史。在现代工业中，锌在电池制造、合金生产等领域有着广泛的用途。 已知：锌的熔点420℃，沸点907℃。 Ⅰ．下图是古代以炉甘石（）为原料热还原法冶炼锌的示意图： 反应过程如下（反应条件略）： ⅰ． ⅱ． ⅲ．…… 总反应为： (1)写出反应ⅲ的化学方程式： （不必写反应条件）。 (2)c处收集到 （填“固”“液”或“气”）态金属锌。 Ⅱ．现代炼锌主要采取湿法工艺。以闪锌矿（主要成分为，还含铁等元素）、软锰矿（主要成分为）为原料联合生产锌和高纯度二氧化锰的一种流程如下： (3)浸出：加入能促进的溶解，提高锌的浸出率，同时生成硫单质。的作用类似催化剂，“催化”过程可表示为： ⅰ． ⅱ．…… ①写出ⅱ的离子方程式： 。 ②下列实验方案可证实上述“催化”过程。将实验方案补充完整。 a．向酸化溶液中加入溶液，溶液几乎无色，再加入少量，溶液变红。 b． 。 (4)除铁：已知①进入除铁工艺的溶液的约为3；②控制溶液为，使铁主要以沉淀的形式除去。 结合离子方程式说明，通入空气需同时补充适量的理由是 。 (5)上述流程中在电解前需对电解液中的含量进行测定。方法是：取出一定体积的电解液，加入一定质量的（不溶于水），使二者发生反应，反应的氧化产物和还原产物分别是、。该反应的离子方程式是 。 50．一种以废旧镀锌铁皮回收Fe与Zn的流程如图所示： 回答下列问题： (1)镀锌铁皮在足量NaOH溶液中溶解的离子方程式为 ，若要加快该溶解速率，可以采取的措施是 (任写两种)。 (2)溶液A中所加稀硫酸要适量，理由是 。 (3)灼烧可以得到ZnO，该过程中需要使用的仪器有 、酒精灯、三脚架、泥三角。 (4)若不溶物中含铁16.8g，假设过程中无损失，则将其完全转化为胶体，理论上加入NaClO3的质量为 g。检验溶液B中存在可以使用 (填试剂名称成化学式)溶液。 (5)溶液B中通入的目的是 。 51．2023年3月，“此心归处——敦煌艺术临摹与精神传承特展”在苏州博物馆举行。敦煌壁画中大量使用了红、绿颜料，含铁物质发生化学反应时也伴随有红、绿等多种颜色变化，可以替代上述颜料，实验室中模拟由暖宝宝废渣提取赭红颜料的主要成分——的流程如下： 已知：暖宝宝废渣主要含有炭粉、氧化铁、铁、氢氧化铁、氢氧化亚铁、蛭石(富含镁、铁、铝的硅酸盐)，可能还含有少量四氧化三铁，氧化亚铁等物质。 (1)硫酸“酸浸”后的浸出液中阳离子主要有等，请写出和硫酸反应的离子方程式： 。滤渣的主要成分为蛭石、 (写化学式)。 (2)过滤操作需要使用的硅酸盐材质的仪器为烧杯、 、 。 (3)若“酸浸”过程中需要使用硫酸溶液。 ①用的浓硫酸配制该溶液时，需要用量筒量取浓硫酸的体积为 mL。 ②实验过程中，稀释的硫酸溶液未经冷却就转移至容量瓶中定容，会导致所配溶液浓度 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 (4)在不影响浸出液成分的前提下，将转化为常用的氧化剂为双氧水，请写出该反应的离子方程式： 。 (5)将洗涤后烘干，焙烧，检验是否洗涤干净的操作及现象为 。 (6)常用的沉铁剂有溶液、石灰乳、氨水。实验发现，沉铁时，氨水的沉淀和过滤效果最好，氨水沉淀时发生反应的离子方程式为 。 52．某工厂的废金属屑中主要成分为Cu、Fe和Al，此外还含有少量Al2O3和Fe2O3，为探索工业废料的再利用，某化学兴趣小组设计了如下实验流程，用该工厂的合金废料制取氯化铝、胆矾晶体(CuSO4•5H2O)和水处理剂高铁酸钾(K2FeO4)。 请回答： (1)试剂X是 (填化学式)：试剂Y是 (填化学式)；步骤Ⅰ涉及到的分离操作是 。 (2)写出溶液A转化为固体C的离子方程式 。 (3)在步骤Ⅱ时，若用大理石与浓盐酸制取CO2并直接通入溶液A中，一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少，可能的原因是 (用化学方程式表示)。 (4)由溶液E制取K2FeO4时，不同的温度下，不同质量浓度的Fe3+对K2FeO4生成率有以下影响，由图可知工业生产中最佳条件为 (填温度和Fe3+的质量浓度)。 (5)在固体F中加入稀硫酸和H2O2来制备CuSO4溶液是一种环保工艺，该反应的总的化学方程式为 。 53．氮化铁是重要的化工原料，可以用于金属蚀刻。的制备流程如下： (1)操作①得到滤液的操作是 。 A．蒸馏                B．过滤                C．萃取                D．分液 操作①所必需的玻璃仪器中，有 。 A．容量瓶            B．漏斗                C．分液漏斗            D．烧杯 (2)将废铁屑分批加入稀盐酸中，至盐酸反应完全。判断反应完全的现象为 。含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快，原因是 。 (3)操作②的过程包括 ， ，过滤，洗涤，最后得到晶体。 (4)下列物质能检验溶液中是否含有的试剂是______。 A．溶液 B．溶液 C．溶液 D．溶液 (5)电子工业中常用溶液蚀刻印刷铜电路板，如果要从蚀刻后的废液中回收铜，并使蚀刻液再生，可以采用的方法是 。 (6)以硫铁矿为原料可以用于制备氯化铁晶体（）、亚硫酸钠和亚硫酸氢钠，同时会产生气体。实验室用溶液回收，将气体通入的溶液中，溶液中含硫元素的离子的物质的量与的通入量的关系如下图：实线是 的变化曲线，虚线B是 的变化曲线（填离子符号），交点处发生反应的离子方程式为 。 (7)硫酸铁铵也是一种重要的铁盐，常可用作媒染剂和制药。硫酸铁铵晶体组成的测定方法如下： 步骤1：准确称取硫酸铁铵晶体，在酸性条件下溶于水配成溶液； 步骤2：取溶液，加入足量的溶液，过滤得沉淀； 步骤3：取溶液，加入足量氢氧化钠溶液，过滤、洗涤并灼烧得固体。 通过计算确定该晶体的化学式 （写出计算过程）。 54．某兴趣小组模拟工业制取FeCl3，并对其性质进行探究。 资料：ⅰ．无水FeCl3易潮解，加热易升华。 ⅱ．Fe3+与SO可以形成红色配离子。 Ⅰ． FeCl3的制取(夹持装置略) 实验i： (1)盛放浓盐酸的仪器的名称是 。 (2)A为氯气发生装置。A中发生反应的离子方程式是： (锰被还原为Mn2+)。 (3)关于装置B、C、E、F中盛装的试剂和的作用分析不合理的是_______。 A．装置B中盛放饱和食盐水，主要目的是出去HCl气体 B．装置C中盛放浓硫酸，主要目的是出去水蒸气 C．装置E的作用是冷凝，让FeCl3凝结为固体 D．装置F中盛放的是NaOH溶液，目的是除去未反应完的Cl2 (4)装置D与装置E相连的部分选择粗口径玻璃管的原因是 。 Ⅱ． FeCl3性质探究 将实验ⅰ制取的FeCl3固体配成0.1 mol/L FeCl3溶液，发现溶液显酸性。 进行实验ⅱ和实验ⅲ。 实验ⅱ：酸化FeCl3溶液，将酸化的5 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液与2 mL 0.1 mol/L Na2SO3溶液混合，得到红色溶液，一段时间后红色褪去。 (5)FeCl3溶液显酸性的原因是 (用离子方程式表示)。此溶液中离子浓度由大到小的顺序是 。 (6)解释实验ⅱ中溶液先变红后褪色的原因 。 (7)降低pH能缩短红色褪去的时间，推测可能的原因 。 实验ⅲ 操作 序号 现象 a 蒸发时，试管内有白雾 b 灼烧时，导出的气体可以使NaBr溶液变黄 c 最终，试管底部留有黑色固体 (8)小组成员对b中的现象进行探究。向得到的黄色溶液中加入苯，振荡静置，上层溶液呈黄色，取上层黄色溶液加入淀粉KI溶液，溶液变蓝。甲同学推测实验ⅲ灼烧过程中FeCl3分解产生了Cl2，乙同学认为需要排除FeCl3被苯萃取的影响，并通过实验证实了甲同学的推测，乙同学的验证过程及现象分别是：操作： ；现象： 。 (9)将c中黑色固体溶于浓盐酸，无气泡产生，小组同学判断黑色固体中含有正二价铁，其理由是 。 55．四氧化三铁磁性纳米颗粒稳定、容易生产且用途广泛，是临床诊断、生物技术和环境化学领域多种潜在应用的有力工具。铁粉在氧气中燃烧是制取最为快捷的方法。是制取四氧化三铁的系列装置，A装置用于制取二氧化碳气体，并要求气流稳定，流速可控。 (1)写出B装置中反应的化学方程式 。 (2)能和稀硫酸反应，生成的两种盐是 。 (3)验证反应后溶液中含有的试剂是 (填所需试剂的化学式)。 (4)某学生利用如图所示装置制备氢氧化亚铁。实验前把稀硫酸和氢氧化钠溶液均煮沸处理，目的是 ，实验开始，打开弹簧夹C和D，一段时间后，关闭弹簧夹 (填C或D)，在B中生成 色絮状沉淀，实验结束未关闭弹簧夹D，无法长时间保存氢氧化亚铁，原因是 (用化学反应方程式表示)。 (5)中国科学院上海硅酸盐研究所研制出“纳米药物分子运输车”，该“运输车”可提高肿瘤的治疗效果，其结构如图所示。下列有关说法正确的是 。 A．该“运输车”中四氧化三铁是碱性氧化物 B．四氧化三铁起到“磁性导航仪”的作用 C．该“运输车”的外壳不含碳元素 D．该“运输车”分散于水中所得的分散系属于胶体 56．钪(Sc)是原子序数最小的稀土金属，含量极低，其在电子、超导、合金、催化剂等领域有广泛的应用，如在铝合金中只需掺杂0.4%的SC，就能使强度增加30%，以下是利用金红石（主要成分是TiO2，还有一定量的FeO和Sc2O3）富集并提取Sc的流程： (1)在流程中电解制备Sc化学方程式是 。 (2)“萃取”使用10%P2O4+5%TBP+煤油作为萃取剂，一定条件下萃取率α受振荡时间的影响如图，萃取时选择最佳的振荡时间为 min，检验水相废液中的主要金属阳离子产生特征蓝色沉淀试剂为： 。（填化学式） (3)“沉钪”时会生成Sc2(C2O4)3，常温下其饱和溶液浓度为2×10-4mol/L，若沉钪后c(Sc3+)=4×10-6mol/L，溶液中的c(C2O42-)为 mol/L。 (4)“焙烧”过程生成Sc2O3的化学方程式为 。 (5)需要在HCl气流中“结晶脱水”的原因是 。 (6)工业常用锌和石墨做电极，电解熔融ScCl3来制备Sc，锌在这里应作 极（填“阳”或“阴”） Zn Sc 熔点（℃） 419.53 1541 沸点（℃） 907 2836 若要通过将锌蒸出来分离两种金属需要控制的温度范围是 。 57．中南大学某课题组研究发现，具有宏观自发极化的钛酸钡()材料能抑制锂硫电池中多硫化物穿梭效应，而穿梭效应会制约锂硫电池的商业价值。以含钛炉渣(主要成分是，含少量、CaO、等)为原料制备的流程如图所示： 已知：该工艺中，部分阳离子沉淀的pH如下表。 阳离子 开始沉淀的pH 0.5 6.3 1.5 完全沉淀的pH 2.5 8.3 2.8 请回答下列问题： (1)浸渣的主要成分是 (填化学式)。 (2)“还原”过程中有刺激性气味的气体产生，写出该阶段发生主要反应的离子方程式： ；若省去“还原”工艺，产生的不良后果是 。 (3)设计实验检验滤液1中含有： 。 (4)在实验室“焙烧”时，下列仪器中不需要用到的是 (填仪器名称)。在空气中“焙烧”时发生反应的化学方程式为 。 (5)的立方晶系晶胞结构如图所示，A离子的分数坐标为，阿伏加德罗常数的值为。 晶胞中B离子的分数坐标为 ；该晶体的密度为 (用含a、的代数式表示)。 58．钛被誉为“21世纪金属”，工业上常用钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁()，含有少量、CaO、等杂质]为原料制备金属钛，同时获得铁基颜料铁黄(FeOOH)的工艺流程如图所示： 已知：①酸浸时转化为和，在热水中转化为沉淀。②FeOOH难溶于水。回答下列问题： (1)滤渣Ⅰ中除过量铁粉外，主要成分还有 (填化学式)。 (2)“还原”过程中发生反应的离子方程式为 ，可用 (填化学式)试剂检验是否“还原”完全。 (3)高温下转化为的同时生成一种还原性气体，化学反应方程式为 。 (4)“沉降、氧化”时发生反应的离子方程式为 。 (5)FeOOH可以表示为，则 ，“氧化”时，用浓溶液代替空气，能缩短氧化时间，但缺点是 。 (6)经“过滤、洗涤、干燥”一系列操作可得铁黄产品，“洗涤”的具体操作为 。 59．硫铁矿(主要成分为)在硫酸工业中应用广泛，现以硫铁矿烧渣(主要成分为、，还含有少量杂质)为原料，氨水为沉淀剂制备硫酸亚铁晶体的实验流程如下： (1)“焙烧”时，鼓入过量的空气的目的是 。“操作1”的名称为 。 (2)加入的目的是 ；需要控制温度35℃~38℃，原因是 。 (3)加入氨水沉淀时，调节可使Fe3+沉淀而Al3+不沉淀，滤液2中主要成分为 (填化学式)。 (4)“还原”时，发生的主要反应的离子方程式为 ；检验Fe3+是否完全转化的实验方法是 。 (5)固定其他条件不变，铁粉过量系数对酸浸后滤液中Fe3+还原率的影响如图所示。若取加硫酸后的溶液[其中]制备晶体，则向滤液中加入铁粉的质量为 。 (6)准确称取硫酸亚铁晶体，加水完全溶解，滴加酸性溶液恰好完全反应，消耗酸性溶液。则硫酸亚铁晶体中的质量分数 (写出计算过程，结果保留小数点后两位)。【已知：Fe2++MnO+H+=Fe3++Mn2++H2O(未配平)】 60．化学小组实验探究含+4价硫元素的物质与溶液的反应。 实验I：向溶液中通入，溶液很快由黄色变为红色。静置几小时后，溶液最终变为浅绿色。 (1)若和溶液能发生氧化还原反应，则作 （填“氧化剂”或“还原剂”）。 (2)探究和溶液是否发生了氧化还原反应。 甲同学设计实验方案：取少量反应店的溶液，滴加酸化的溶液，观察是否产生白色沉淀。 乙同学认为上述方案不合理，理由是 。小组同学取少量反应后的溶液，滴加溶液，产生蓝色沉淀，证明有生成。 (3)探究实验I中溶液颜色变为红色的原因。 已知：、 分析的水溶液中粒子的组成，推测与溶液中某种含价硫元素的粒子形成了红色物质，进行如下实验。 序号 实验 试剂a 现象 II 的水溶液 溶液变红 III 溶液 溶液变红，且红色比Ⅱ的深 IV 溶液 溶液变红，且红色比Ⅲ的深 与 直接作用是I中溶液变红的主要原因，实验证据是 。 (4)进一步探究与的反应。 实验V：向溶液中滴加溶液，溶液由黄色变为红色，并析出少量沉淀。至加入溶液后，析出大量橙黄色沉淀，继续加入溶液，沉淀溶解，溶液呈红色。通过下列实验证实橙黄色沉淀中含有和。      白色沉淀是，试剂1是 ，试剂2是 。 (5)综上所述，含价硫元素的物质与溶液的反应与 有关（答一点）。 五、新添加的题型 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．B 【详解】A．若固体为难溶性硫酸盐，该方法不能确定含硫酸根；若固体为可溶性硫酸盐，可确定含硫酸根，A错误； B．将SO2分别通入品红的乙醇溶液和品红的水溶液，观察到品红的乙醇溶液不褪色，而品红的水溶液慢慢褪色，说明使品红褪色的不是SO2，而是SO2与水反应后的产物H2SO3，B正确； C．亚铁离子和氯离子均能与酸性高锰酸钾反应使溶液褪色，C错误； D．铁与硫反应生成硫化亚铁，铁粉过量，将反应后的固体溶于稀盐酸中，有大量气泡，气体成分中有氢气和，D错误； 故选B。 2．B 【分析】将废干电池拆解出铜帽、锌皮和石墨棒后主要剩余的是及有机物等糊状填充物，加水溶解后过滤出不溶性的MnOOH、C，向铜帽、锌皮和石墨棒混合物中加入稀盐酸进行酸溶，锌和铁分别溶解生成氯化锌和氯化亚铁，一起进入氧化步骤，加入过氧化氢，将亚铁离子氧化为+3价，加入氨水调节pH，将铁转化为氢氧化铁过滤后得到滤渣2，向滤液中继续通入硫化氢进行沉锌，滤渣3为硫化锌，将滤液进行结晶得到氯化铵晶体，据此分析该题。 【详解】A．石墨棒中C和稀硝酸不反应，“酸溶”时用稀硝酸代替盐酸还有残渣C及不溶性杂质，A错误； B．“滤渣1”的成分有 MnOOH、C，灼烧时，滤渣1中的碱式氧化锰与空气中的氧气高温条件下反应生成二氧化锰和水，反应的化学方程式为4MnOOH+O2 4MnO2+2H2O，则可能有生成，B正确； C．“氧化”时过氧化氢将亚铁离子氧化为铁离子，“调”生成“滤渣2”为氢氧化铁，反应的离子方程式是，C错误； D．溶液中发生水解反应生成一水合氨和氯化氢，蒸发促使水解正向进行，生成氨气和氯化氢气体挥发逸出，不能得到晶体，D错误； 故选B。 3．A 【分析】碱性条件下，次氯酸钠氧化硝酸铁为Na2FeO4，由于溶解度的差异，向得到的Na2FeO4溶液中加入饱和氢氧化钾溶液，将Na2FeO4转化为溶解度小的K2FeO4，过滤得到K2FeO4固体。 【详解】A．“过程Ⅰ”中反应方程式为，氧化剂是硝酸，还原剂是硝酸铁，氧化剂与还原剂物质的量之比是1：1，A错误； B．向得到的Na2FeO4溶液中加入饱和氢氧化钾溶液，将Na2FeO4转化为溶解度小的K2FeO4，主要是钾离子结合高铁酸根生成溶解度较小的高铁酸钾，因此加入氯化钾一样可以达到目的，B正确； C．根据分析可知，向得到的Na2FeO4溶液中加入饱和氢氧化钾溶液，将Na2FeO4转化为溶解度小的K2FeO4，C正确； D．高铁酸钾具有强氧化性，在处理水时,不仅能消毒杀菌，而且三价铁离子水解形成氢氧化铁胶体能吸附水中的悬浮杂质，D正确； 故答案选A。 4．A 【分析】由流程可知Fe与稀盐酸反应生成FeCl3，在碱性条件下与NaClO发生氧化还原反应生成高铁酸钠、氯化钠和水，向反应所得溶液中加入氢氧化钾，析出溶解度较小的K2FeO4，据此分析； 【详解】A．若氧化不完全，则有Fe2+剩余，通过滴加酸性KMnO4溶液来检验Fe2+。‌如果溶液紫红色褪色，‌说明含有Fe2+，‌因为Fe2+具有还原性，‌可以与酸性KMnO4溶液中的发生氧化还原反应，‌使高锰酸钾溶液褪色，或加入铁氰化钾，铁氰化酸根离子与二价铁离子生成铁氰化亚铁沉淀，离子方程式:3Fe2++2[Fe(CN)6]3-═Fe3[Fe(CN)6]2↓，如果有蓝色铁氰化亚铁沉淀，证明有Fe2+，A错误； B．，氧化剂为，还原剂为，氧化剂与还原剂的物质的量之比为3：2，B正确； C．加入饱和KOH溶液的目的是增大K+的浓度，促进K2FeO4晶体析出，C正确； D．在稀硫酸中发生反应氧化还原反应，生成Fe3+并产生氧气，化学方程式为：4K2FeO4+10H2SO4=4K2SO4+2Fe2(SO4)3+3O2↑+10H2O，D正确； 故选D。 5．C 6．A 7．B 【解析】5．A．合金的硬度比纯铁高，但熔点比其成分熔点低，故A错误； B．铁、铜、铝三种金属中，铝的活动性最强，故铝使用的年代最晚，铜的活动性最弱，故铜使用的年代最早，故三种金属使用年代由早到晚的顺序是铜、铁、铝，故B错误； C．在高温下，焦炭跟氧气反应生成二氧化碳；二氧化碳被焦炭还原成一氧化碳；一氧化碳再跟铁矿石中的氧化物反应，生成铁，铁矿石炼铁时的还原剂为CO，故C正确； D．对于废旧铁制品的处理，‌应当采取更加环保和资源化的方式，‌因此日常生活中的废旧铁制品直接回收处理，可以减少对自然资源的消耗，‌还能有效保护环境，‌促进循环经济的发展，故D错误； 故答案选C。 6．A．暖贴中的铁粉遇空气放热，是铁和空气氧气等发生氧化还原反应而放出热量，故A正确； B．Fe2O3为红棕色固体，可用于红色颜料，与其能与盐酸反应无关，故B错误； C．氯化铁溶液具有氧化性，可以将铜氧化生成铜离子，不是因为酸性，故C错误； D．补铁剂一般用硫酸亚铁，而非，FeSO4能溶于水产生Fe2+，二价铁被人体吸收，可以用于治疗缺铁性贫血，与其还原性无关，与无关，故D错误； 故答案选A。 7．A．高温下与氧气反应生成， 不能一步生成，转化错误，故 A错误； B．高温水蒸气与铁反应的化学方程式为：，故B正确； C．用铁从硫酸铜溶液中置换出铜：，故C错误； D．，故D错误； 故答案选B。 8．C 【分析】利用某铬废水（含、），加入稀硫酸酸化，提供H+，加入适量试剂X还原，将还原为便于后续工序分离，为了不引入新的杂质，可以加入，离子方程式为，加入碳酸钠溶液调节pH，使水解平衡正向移动，转化为沉淀除，则pH控制在3.5-4.3之间，滤渣1为，煅烧后得到氧化铁，滤液中加入碳酸钠溶液，调节pH大于5.6使转化为，则滤渣2为，加热煅烧得到，据此解答。 【详解】A．由分析可知产品1为氧化铁，故A正确； B．加入试剂X，不能引入新的杂质，则可能是，故B正确； C．滤渣2灼烧用到的主要仪器是坩埚，故C错误； D．过滤操作中，玻璃棒作用是引流，故D正确； 故选C。 9．A 【详解】A．实验②中HNO3的物质的量为0.2mmol，Fe的物质的量为=0.009mol=9mmol，铁和硝酸反应，铁过量，无法证明硝酸将铁氧化为Fe2+还是Fe3+，故A错误； B．实验③中出现极浅红色，可能是空气中O2氧化Fe2+生成少量Fe3+，和SCN-反应生成红色物质，故B正确； C．浓硝酸具有强氧化性，可以将Fe2+氧化为Fe3+，所以向实验③所得溶液中加入1 mL浓硝酸，红色可能加深，故C正确； D．实验③证明Fe2+难以被硝酸氧化，实验④：FeSO4溶液中加入AgNO3溶液，溶液呈黄色且加入KSCN溶液后溶液变为深红色说明有Fe3+生成，生成的黑色颗粒为Ag，故证明发生了反应：Ag++Fe2+=Fe3++Ag↓，故D正确； 故选A。 10．A 【分析】由流程可知，菱镁矿通入空气中煅烧，得到MgO、CaO、Fe2O3，加稀硫酸时MgO CaO、Fe2O3溶解得到MgSO4和Fe2(SO4)3的混合溶液，过滤，滤渣为CaSO4，再加氧化镁调pH使Fe3+完全沉淀，过滤分离掉，滤液蒸发浓缩冷却结晶过滤得到MgSO4·H2O，以此来解答。 【详解】A．X选择NaOH溶液或氨水会引入新杂质，A错误； B．滤渣1的主要成分为，B正确； C．“焙烧”过程，与空气反应的化学方程式为，C正确； D．高温分解的反应为分解反应，同时也是吸热反应，D正确； 故选A。 11．(1)C (2)C (3)和铁离子反应生成亚铁离子，防止亚铁离子被氧化 (4)b (5)取少量废水于试管中，滴加硫氰化钾溶液，若溶液变红色，则证明废水中含有Fe3+，否则，没有Fe3+。 【详解】（1）A．Fe(OH)3受热分解：，不能得到单质铁，A错误； B．铜的活泼性弱于铁，不能和FeCl2溶液反应，B错误； C．在高温下CO与Fe2O3反应：，可以得到单质铁，C正确； 故选C； （2）A．离子的氧化性强不一定对应单质的还原性弱，例如Fe3+能氧化Cu，但是铁的还原性强于铜，故无法比较，A错误； B．还原性强弱与失电子能力有关，与失去电子的多少无关，1mol的Fe、Na分别与S反应，Fe失电子数多，无法比较还原性，B错误； C．比较还原性强弱用金属与非金属或者水反应的剧烈程度进行比较，或者金属置换其他金属的置换反应，Na与冷水剧烈反应，Fe与冷水不反应，可以说明钠的还原性强于铁，C正确； 故选C； （3）实验室盛放FeSO4溶液的试剂瓶中通常需要加入少量铁粉，铁粉的作用是和铁离子反应生成亚铁离子，防止亚铁离子被氧化； （4）用铁制成铁锅，这利用了铁的导热性，故选b； （5）Fe3+遇到硫氰化钾会显红色，则检验方法为：取少量废水于试管中，滴加硫氰化钾溶液，若溶液变红色，则证明废水中含有Fe3+，否则，没有Fe3+。 12． 酸性高锰酸钾溶液 紫红色褪去 【详解】的溶液暴露在空气中，20min后，的浓度变为，则20min内，以表示的平均反应速率为；若要验证该溶液中Fe2+未被完全氧化，Fe2+具有还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而Fe3+不能，则可以需要加入酸性高锰酸钾溶液，若出现溶液紫红色褪去的现象，则证明Fe2+未被完全氧化。 13．(1) 铁矿石、焦炭 脱硫 (2)2H2O+O2+4e-=4OH- (3) 稀HCl(或溶液) Cl2 (4) 铁粉、稀硫酸 Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ 不能 没有形成压强差，无法将装置I中液体压至II中反应，不能完成此实验 【分析】试管I里加入试剂稀H2SO4、铁屑，获得硫酸亚铁溶液，并能产生氢气，当氢气使装置Ι中压强变大，使Ι中的药品硫酸亚铁进入Ⅱ中，与Ⅱ中的药品氢氧化钠反应得到氢氧化亚铁，发生的离子方程式为：Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓； 【详解】（1）炼铁时要用到焦炭，它有两个作用，生成还原剂CO，燃烧放热，维持炉温，工业炼铁原料：石灰石、铁矿石、焦炭，其中石灰石的作用是脱硫； （2）钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀，负极上铁失电子发生氧化反应，碳作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为2H2O+O2+4e-=4OH-； （3）在实验室中，FeCl2可用铁粉和稀HCl(或溶液)反应制取，在实验室中，FeCl3可用铁粉和Cl2反应制备； （4）装置I中加入的试剂为铁粉、稀硫酸，用于制备硫酸亚铁，关闭止水夹，氢气将I中硫酸亚铁溶液压至II中，滴入NaOH溶液反应生成氢氧化亚铁沉淀和硫酸钠，装置II中发生反应生成白色沉淀的离子方程式为Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓；若将稀硫酸换为溶液，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，没有形成压强差，无法将装置I中液体压至II中反应，不能完成此实验。 14．(1) 剧烈燃烧，火星四射 剧烈燃烧，有棕褐色烟生成 > (2) (3) (4) 加热时产生水蒸气与铁粉反应 使火焰集中，并提高温度 发出爆鸣声 还原 【详解】（1）①铁与氧气在点燃的条件下反应的化学方程式为，现象为剧烈燃烧，火星四射； ②铁与氯气反应的化学方程式为，现象为剧烈燃烧，有棕褐色烟生成； ③铁与硫反应的化学方程式为，氯气能将铁氧化为+3价，而S只能将铁氧化为+2价，说明氯气的氧化性大于硫； （2）铁与非氧化性酸，如盐酸、稀硫酸反应的离子方程式为； （3）①铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，离子方程式为； ②具有氧化性，可以将氧化为，离子方程式为； （4）①该装置是还原铁粉与水蒸气的反应实验装置，试管中有铁粉和湿棉花，湿棉花上面的水在加热时产生水蒸气与铁粉反应； ②酒精灯上加的铁丝网的作用是使火焰集中，并提高温度； ③湿棉花受热产生的水蒸气与还原铁粉共热反应生成四氧化三铁和氢气，反应生成的氢气通入肥皂液中产生肥皂泡，肥皂泡中的气体主要是氢气，用点燃的火柴靠近肥皂泡，肥皂泡爆炸，不纯的氢气在点燃时会发出爆鸣声； ④该反应中还原铁粉与水蒸气共热反应生成四氧化三铁，铁元素的化合价升高，铁粉做还原剂，体现铁单质具有还原性； ⑤还原铁粉与水蒸气在高温条件下生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为。 15．(1) Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O 加热浓缩 冷却结晶 C (2)BG (3) 渗析 取最后一次渗析液于试管中，加入硝酸酸化的硝酸银，若无白色沉淀生成，则说明渗析完全 (4) 长颈漏斗 防止氢气逸出 打开K1通一段时间的氢气，检验纯度（答案合理即可） 【详解】（1）将铁屑在空气中灼烧呈红棕色，即生成氧化铁，用稀硝酸溶解，反应的离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；从硝酸铁溶液得到硝酸铁晶体，需要进行的操作为加热（蒸发）浓缩、冷却结晶，过滤得到硝酸铁晶体；故不会用到的实验仪器为冷凝管，故选C； （2）A．试管可以用酒精灯直接加热，烧杯需垫上石棉网加热，A错误； B．容量瓶、分液漏斗使用前要检查是否漏水，不漏水才能使用，B正确； C．滴定实验前，锥形瓶不需要润洗，C错误； D．广泛pH试纸只能测定整数值，D错误； E．灼烧样品后的坩埚温度较高，若直接放在冷水中冷却，则会因温度不均而炸裂，应自然冷却，E错误； F．金属钠能与二氧化碳反应，故金属钠着火不能用泡沫灭火器，F错误； G．酒精着火可以用湿抹布或沙子盖灭，G正确； H．闻未知气体气味时，打开瓶塞，扇闻，H错误； 故选BG； （3）溶液中的分散质能透过半透膜，胶体中的分散质不能透过半透膜，故用渗析的方法将Fe(OH)3胶体中的NaCl溶液除去；检验杂质已除尽，即检验渗析液中没有氯离子，故操作为：取最后一次渗析液于试管中，加入硝酸酸化的硝酸银，若无白色沉淀生成，则说明渗析完全； （4）由图示可知④的名称为长颈漏斗，使用时玻璃管的下端要插入液面以下，形成液封，防止氢气逸出；检查装置的气密性后装入药品，接下来要进行的操作是打开K1通一段时间的氢气，检验纯度后，再点燃酒精灯。 16．(1)2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O (2)Mn2++2HCO= MnCO3↓+CO2↑+H2O (3)1×1013.4mol·L-1 (4) 不能 Mn3++2H2O－e-=MnO2+4H+ K=c(Mn2+)·c4(H+)/c2(Mn3+) 溶液呈紫红色 过量的Mn2+能与反应生成的MnO反应，影响实验现象的观察 【分析】软锰矿主要成分为MnO2，还含有CaCO3、Fe2O3、Al2O3等杂质，还原焙烧主反应为：2MnO2+C=2MnO+CO2↑，加入硫酸浸取后的滤液中加入二氧化锰可氧化溶液中的Fe2+，再加入氢氧化钠调pH使Fe3+沉淀完全，再在滤液中加入硫化钠可除去Pb2+、Al3+等离子，滤液中加入碳铵与Mn2+反应生成MnCO3，分离烘干可得到成品。 【详解】（1）步骤D中Fe2+被MnO2氧化，该反应的离子方程式为2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O； （2）步骤H中，Mn2+和碳酸氢铵反应制取MnCO3，离子方程式为Mn2++2HCO= MnCO3↓+CO2↑+H2O； （3）Ksp(PbS)=1×10-28，Ksp(MnS)=1×10-9.6，当溶液中c(Pb2+)=1×10-5mol·L-1时，c(S2-)=Ksp(PbS)/c(Pb2+)=1×10-23mol·L-1，则溶液中c(Mn2+)允许的最大值为Ksp(MnS)/1×10-23=1×1013.4mol·L-1； （4）①由图像可知，MnO的能量处于相邻价态两种微粒（MnO和MnO2）能量连线左上方，则该微粒不稳定并发生歧化反应，转化为相邻价态的微粒； ②Mn3+歧化反应会生成Mn2+和MnO2，方程式为2Mn3++2H2O=Mn2++MnO2+4H+，设计成原电池，负极反应为Mn3++2H2O－e-=MnO2+4H+，平衡常数表达式为K=c(Mn2+)·c4(H+)/c2(Mn3+)； ③MnO是紫红色，所以确认Mn2+存在的现象是溶液呈紫红色；检验时必须控制Mn2+浓度和用量不能过大，因为过量的Mn2+能与反应生成的MnO反应，影响实验现象的观察。 17． BDCEAF 偏高 溶液由无色变为浅红色并在半分钟不变色 【详解】(1)滴定的主要操作步骤有，检漏(检查滴定管是否漏水)、润洗(用标准液润洗滴定管)、装液(往滴定管中注入标准液)、赶气泡(把滴定管中的气泡赶走)、调液面(调节液面在0刻度或0刻度以下)、装待测液加指示剂、滴定记录读数，所以操作顺序为BDCEAF。 (2)若先用待测溶液润洗锥形瓶，使得待测液的总量增多，标准KOH溶液的用量增大，则滴定结果偏高。 (3)盐酸中加入酚酞，开始溶液是无色的，达到滴定终点的时候溶液变为弱碱性，酚酞遇碱变红，所以达到终点现象为溶液由无色变为浅红色并在半分钟不不变色。 18．(1)+3 (2) TiOSO4+2H2O═H2TiO3↓+H2SO4 H2TiO3、MgF2 Na2SO4 (3) d 4Fe2++O2+8OH-=4FeOOH↓+2H2O (4)40℃ (5)98.6% 【分析】冶金废渣主要成分为FeSO4，还含有少量的Fe2(SO4)3、MgSO4及TiOSO4，溶解时发生TiOSO4+2H2O═H2TiO3↓+H2SO4，“除杂”时，加入NaF溶液可沉淀除去Mg2+，过滤分离出的滤渣中含H2TiO3、MgF2，滤液中含有Fe3+、Fe2+，氧化时试剂X将在NaOH溶液中氧化生成发生FeOOH，过滤分离出FeOOH粗产品，经过洗涤、干燥得到FeOOH，据此分析解答。 【详解】（1）化合物中元素的正负化合价的代数和为0，FeOOH中O为-2价，H为+1价，所以Fe元素的化合价为+3价，故答案为：+3； （2）①“溶解”时TiOSO4生成难溶于酸的H2TiO3，反应的化学方程式为TiOSO4+2H2O═H2TiO3↓+H2SO4，故答案为：TiOSO4+2H2O═H2TiO3↓+H2SO4； ②“除杂”时，加入NaF溶液可沉淀除去Mg2+，过滤分离出的滤渣中含H2TiO3、MgF2，故答案为：H2TiO3、MgF2； ③滤液中含有Fe3+、Fe2+，氧化时试剂X将在NaOH溶液中氧化生成发生FeOOH，因此滤液Y中的主要溶质为Na2SO4，故答案为：Na2SO4； （3）①为了不引入新的杂质，氧化时的试剂X最好选择空气，故答案为：d； ②反应的化学方程式为4FeSO4+O2+8NaOH=4FeOOH↓+4Na2SO4+2H2O，反应的离子方程式为4Fe2++O2+8OH-=4FeOOH↓+2H2O，故答案为：4Fe2++O2+8OH-=4FeOOH↓+2H2O； （4）由图中温度与产率的对应关系可知，反应的适宜温度为40℃，故答案为：40℃； （5）0.100mol/LK2Cr2O7溶液12.0mL中含有K2Cr2O7的物质的量=0.012L×0.100mol/L=0.0012mol，根据6FeCl2+K2Cr2O7+14HCl=6FeCl3+2KCl+2CrCl3+7H2O，溶液中含有Fe2+的物质的量为：0.0012mol×6=0.0072mol，根据铁元素守恒，样品中含有0.0072mol FeOOH，则FeOOH纯度为×100%=98.6%，故答案为：98.6%。 19．(1) 升温、适当增大的浓度、搅拌等 (2) 温度过高， 分解 (3)4.8 (4) 过滤 洗去晶体表面的杂质；降低晶体溶解度，减少溶解损失；乙醇易挥发，易于干燥 【分析】孔雀石的主要成分为，还含有FeO、，加稀硫酸溶解，难溶于硫酸，过滤得硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸铁溶液，滤渣为，滤液1加双氧水把硫酸亚铁氧化为硫酸铁，再加氧化铜调节pH生成FeOOH沉淀除铁，滤液2为硫酸铜溶液，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得晶体。 【详解】（1）①为提高酸溶速率，可采取的措施：升温、适当增大的浓度、搅拌等（任写一种）； ②二氧化硅不与硫酸反应，所以滤渣1为； ③加稀硫酸溶解时，与硫酸反应产生气体，则气体A的主要成分为。 （2）①由题干流程图信息可知，在酸性环境中用溶液将氧化为，该反应的离子方程式为； ②温度升高，分解，所以该过程温度不能过高。 （3）从图可知，时铁去除率最大，故沉铁的最佳为4.8。 （4）滤液2中含有硫酸铜，得到晶体的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、乙醇洗涤、干燥。 乙醇洗涤的目的为：洗去晶体表面的杂质；降低晶体溶解度，减少溶解损失；乙醇易挥发，易于干燥。 20．(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O (2) ② ④ (3) 吸收未反应的氯气，防止污染空气 平衡气压，便于浓盐酸顺利流下 (4) 干燥的红色布条不褪色，湿润的红色布条褪色 HClO (5)2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl— 【分析】由实验装置图可知，装置A中二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气，浓盐酸具有挥发性，制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气，装置B中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体，装置C中盛有的浓硫酸用于干燥氯气，装置D中盛有的湿润红色布条用于验证氯气是否具有漂白性，装置E中盛有的氯化亚铁溶液用于验证氯气的氧化性，装置F中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收未反应的氯气，防止污染空气。 【详解】（1）由分析可知，装置A中二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气，反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，故答案为：MnO2+4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O； （2）由分析可知，装置B中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体，装置C中盛有的浓硫酸用于干燥氯气，故答案为：②；④； （3）由分析可知，装置F中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收未反应的氯气，防止污染空气；由实验装置图可知，装置A中g管的主要作用是平衡气压，便于浓盐酸顺利流下，故答案为：吸收未反应的氯气，防止污染空气；平衡气压，便于浓盐酸顺利流下； （4）由分析可知，装置D中盛有的湿润红色布条用于验证氯气是否具有漂白性，干燥的红色布条不褪色，湿润的红色布条褪色说明氯气不具有漂白性，氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性，故答案为：干燥的红色布条不褪色，湿润的红色布条褪色；HClO； （5）由题意可知，装置E中发生的反应为氯化亚铁溶液与氯气反应生成氯化铁，反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl—，故答案为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl—。 21．(1)BC (2) , , (3) (4)静置取上层清液（或沿器壁向上层清液中），继续加入溶液，若无沉淀产生则过量 (5)将溶液改为氨水 【分析】废液中加入铁屑，发生Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu，沉淀a应为Cu和过量铁屑，溶液A中加入过氧化氢，利用过氧化氢的氧化性，将Fe2+氧化成Fe3+，加入KOH溶液，发生Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓，Al3++4OH-=[Al(OH)4]-，红褐色沉淀b为氢氧化铁，溶液B中加入碳酸钾，发生Ba2++=BaCO3↓，沉淀c为碳酸钡； 【详解】（1）A．该废液含有，Fe3+或Al3+都能与反应，不能共存，A不符合题意； B．废液中各离子与均不反应，能共存，B符合题意； C．废液中各离子与均不反应，能共存，C符合题意； D．Ba2+与能反应生成硫酸钡沉淀，不能共存，D不符合题意； 故选BC； （2）废液中加入铁屑，发生Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu，沉淀a应为Cu和过量铁屑，沉淀a的成分为Fe、Cu；加入过量KOH溶液，发生Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓，Al3++4OH-=[Al(OH)4]-，溶液B中一定还存在的阴离子是OH-、[Al(OH)4]-； （3）加入时，利用过氧化氢的氧化性，将Fe2+氧化成Fe3+，发生反应的离子方程式； （4）溶液B中加入碳酸钾，发生Ba2++=BaCO3↓，证明溶液已经过量的实验方法是：静置取上层清液(或沿器壁向上层清液中)，继续加入溶液，若无沉淀产生则过量； （5）最后排放的溶液C还可以当化肥使用，方案是将溶液改为氨水，铝离子在弱碱条件下生成氢氧化铝沉淀，最后溶液C含有铵根离子，可做氮肥。 22．(1) 第三周期第ⅦA族 (2)6Cl2+12OH-＝3ClO-++8Cl-+6H2O (3) Na2SO3+H2SO4＝Na2SO4+H2O+SO2↑ 途径或速率 (4)bcd (5) 不能 由于原固体中含有Fe能够将Fe3+还原为Fe2+，反应为Fe+2F3+＝3Fe2+ 【分析】已知电解饱和食盐水得到H2、NaOH溶液和Cl2，即B为NaOH、C为Cl2，绿矾为FeSO4·7H2O，则A为Fe，足量的Fe与浓硫酸共热得到SO2、FeSO4溶液和H2O，即D为SO2，SO2和Cl2在活性炭作用下生成SO2Cl2，FeSO4溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶，过滤洗涤干燥得到绿矾，绿矾加热失去结晶水得到无水FeSO4，FeSO4高温加热分解生成铁红即Fe2O3，D为SO2，则E为SO3，Fe和水蒸气在高温条件下反应生成H2和Fe3O4，即F为Fe3O4，据此分析解题。 【详解】（1） 由分析可知，B为NaOH，则B的电子式为，C为Cl2，则组成C的元素即Cl在周期表中的位置是第三周期第ⅦA族，故答案为：；第三周期第ⅦA族； （2）由分析可知，B为NaOH、C为Cl2，一定温度下，B溶液和C反应生成的和的物质的量之比为，此时反应的离子程式为6Cl2+12OH-＝3ClO-++8Cl-+6H2O，故答案为：6Cl2+12OH-＝3ClO-++8Cl-+6H2O； （3）由分析可知，D为SO2，用质量分数为浓硫酸和亚硫酸钠制取D，该反应的化学方程式为：Na2SO3+H2SO4＝Na2SO4+H2O+SO2↑；反应④中活性炭做催化剂，催化剂能够改变反应速率，不能使平衡发生移动，即它能改变反应的途径或速率，但不能改变反应的最大限度；故答案为：Na2SO3+H2SO4＝Na2SO4+H2O+SO2↑；途径或速率； （4）由分析可知，反应⑤产生的气体D为SO2、E为SO3，已知SO3极易溶于水，与水反应生成H2SO4，即SO3通入BaCl2溶液中能够产生白色沉淀，而SO2通入BaCl2溶液不能产生白色沉淀，SO2能使品红溶液褪色，最后通入NaOH溶液中吸收多余的SO2，才能排入空气中，防止污染环境，故按下图装置进行实验，验证反应⑤产生的气体则装置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中所需试剂依次为bcd，故答案为：bcd； （5）由分析可知，反应⑥即为Fe和水蒸气反应生成Fe3O4和H2，为探究反应⑥反应后的固体成分中是否含有Fe3+进行了以下实验。取少量反应后固体置于试管中，滴加稀盐酸并微热，固体逐渐溶解，同时有少量气泡产生即说明原固体中含有Fe，由于Fe+2F3+＝3Fe2+，再向试管中滴加几滴KSCN溶液，溶液未变红，根据实验现象，不能确定固体中是否含有Fe3+，故答案为：不能；由于原固体中含有Fe能够将Fe3+还原为Fe2+，反应为Fe+2F3+＝3Fe2+。 23．(1) b/d / 确保除净 (2) 将反应液沿容器壁缓慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌 (3) 【分析】铁与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铁、二氧化硫和水，因生铁中含有碳，又涉及碳与浓硫酸反应生成二氧化碳气体，利用二氧化碳和二氧化硫性质不同进行验证； 【详解】（1）生铁中的碳含量约为3%，故碳与浓硫酸在加热条件下反应生成二氧化硫、二氧化碳和水，生成二氧化碳的化学方程式为；为验证含有，因与都能使澄清石灰水变浑浊，故需除掉二氧化碳中的二氧化硫气体，且不能生成二氧化碳气体，饱和溶液与反应，但能产生，酸性溶液与能反应且不产生，溶液与不反应，溶液与反应且不产生，故选b或d；选b发生的离子反应方程式为，选d发生的离子反应方程式为；装置C的作用为确保全部除去； （2）反应液中含有浓硫酸，故稀释时需要将反应液沿容器壁缓慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌；反应液加入溶液后变红，即Fe3+与硫氰根反应生成硫氰化铁，离子反应方程式为； （3）过量的铁与Fe3+反应生成Fe2+，故加入溶液后无明显现象，离子方程式为。 24．(1) 不能 Fe2O3+3H2SO4═Fe2(SO4)3+3H2O (2)吸收二氧化碳 (3)玻璃管中黑色固体变红色，U形管中白色固体变蓝色 (4)防止空气中的水蒸气被无水硫酸铜吸收，无法判断产物中有水生成 【分析】Ⅱ.溶液中逸出气体成分探究，假设气体中除了可乐本身含有的CO2外，可能还有H2；混合气体通过澄清石灰水检验二氧化碳存在，用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，浓硫酸除去水蒸气，若含有氢气，氢气还原氧化铜后生成水，U形管中白色固体变蓝色则证明有氢气生成，若不变色则证明没有，据此分析解题。 【详解】（1）①分析实验方案可知，铁锈为三氧化二铁，固体物质中不含铁单质，所以不能被磁铁吸引； ②可溶性铁盐溶液为黄色，依据实验可知将固体物质甲放入20%的硫酸中，固体逐渐消失，溶液变成黄色，反应为三氧化二铁与稀盐酸反应生成硫酸铁和水，方程式为Fe2O3+3H2SO4═Fe2(SO4)3+3H2O； （2）混合气体通过澄清石灰水检验二氧化碳存在，用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳； （3）实验过程中观察到玻璃管中黑色固体变红色，是因为加热条件下氧化铜和氢气反应生成铜和水，U形管中白色固体变蓝色，是因为水和硫酸铜反应生成蓝色固体五水硫酸铜，证明逸出气体中含有氢气； （4）球形管中碱石灰的作用是防止空气中的水蒸气进入U形管，影响对氢气的检验。 25．(1) 增大气体与固体接触面积，加快反应速率，使高硫铝土矿充分反应。 (2) 以后，增大碱的质量浓度，脱硅率提高：当超过时，再增大质量浓度，脱硅率降低 (3) (4) (5)b 【分析】高硫铝土矿主要成分为Al2O3、Fe2O3和少量FeS2、SiO2，通入O2焙烧，得到Fe2O3、Al2O3、SiO2的混合物和SO2气体，加氢氧化钠溶液“碱浸Ⅰ”，SiO2转化为硅酸钠，过滤，滤液中含有硅酸钠，滤渣中含有Fe2O3、Al2O3，加入NaOH将Al2O3转化为四羟基合铝酸钠，通入CO2得到氢氧化铝，煅烧得到氧化铝，碱浸Ⅱ的滤渣为Fe2O3，加适量的FeS2把Fe2O3还原生成Fe3O4，磁选得到Fe3O4。 【详解】（1）进行“焙烧”操作时，充分研磨高硫铝土矿的目的是增大气体与固体接触面积，加快反应速率，使高硫铝土矿充分反应，根据分析可知，气体Ⅰ为SO2，碱浸Ⅰ的化学方程式为：； （2）脱硅时应控制碱质量浓度保持在110g⋅L-1，原因为：100g⋅L-1以后，增大碱的质量浓度，脱硅率提高；当超过110g⋅L-1时，再增大质量浓度，脱硅率降低； （3）过量CO2与四羟基合铝酸钠反应转化为氢氧化铝和碳酸氢钠，离子方程式为：； （4）“隔绝空气焙烧”是在隔绝空气高温的条件下，FeS2和Fe2O3反应生成SO2和Fe3O4，方程式为：，每当生成11molFe3O4转移10mol电子； （5）Na2SO4溶液和CaCl2溶液均不与SO2反应，所以可用于吸收烟气中SO2的是Na2CO3溶液，故选b。 26．(1) 过滤 (2)ABD (3)取少量溶于试管中，滴入过量的浓溶液，生成蓝色沉淀，则有，加热，生成有刺激性气味的气体，使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则有 (4) 【分析】工业废水中加入过量A：氨水后，得到B：溶液，C为Fe(OH)2和Fe(OH)3沉淀，操作①为过滤，D为硫酸，B中加硫酸，可除去过量的氨水，溶液经过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤、洗涤、干燥，得到产品1：；C加过量硫酸溶解后，加入适量的E：铁粉，将Fe3+还原为Fe2+，得到硫酸亚铁溶液，溶液经过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤、洗涤、干燥，得到产品2：。 【详解】（1）根据分析，B为溶液，工业废水与过量A反应生成溶液B的离子方程式：；操作①为过滤； （2）A．根据分析，物质D为硫酸，A正确； B．根据分析，产品1为硫酸铜铵，B正确； C．根据分析，加适量E铁粉后发生的反应为2Fe3++Fe=3Fe2+，该反应为氧化还原反应，C错误； D．根据分析，系列操作②、③步骤均可为：蒸发浓缩，冷却结晶，过滤、洗涤、干燥，D正确； 故选ABD； （3）检验铵根离子：铵盐与碱共热，产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，检验铜离子：加碱溶液生成蓝色沉淀，故检验硫酸铜铵固体中的阳离子的操作为：取少量溶于试管中，滴入过量的浓溶液，生成蓝色沉淀，则有，加热，生成有刺激性气味的气体，使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则有； （4）把铜投入到浓的硫酸铵和氨水的混合液中，并持续通入氧气，能得到硫酸铜氨，离子方程为：。 27．(1) CO2、CS2，N2O（任写一个） 滴加硫酸后，氢离子浓度增大，平衡：逆向移动，滴加KSCN溶液，溶液变红色 (2) 4 (3) N pH<2时，H+浓度较大，邻二氮菲中的N与H+结合（形成配位键），导致其与Fe2+配位能力减弱；pH>9时，OH-浓度较大，OH-与Fe2+反应，影响Fe2+与邻二氮菲配位 (4)6 【分析】（1）利用溶液检验补铁药片中是否存在，进行了对照实验，实验结论：KSCN溶液检验须在酸性条件下进行； （4）吸光度A与有色物质的浓度c成正比，由表格中数据可知，加入6.00mLX溶液后，吸光度A不变化，说明溶液中Fe2+与X溶液完全反应，由此可计算Y的化学式，从而得出亚铁离子的配位数。 【详解】（1）①与形成配位数为5的配合物离子可表示为，具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子是等电子体，与互为等电子体的分子：CO2、CS2，N2O（任写一个）；溶液ii中滴加硫酸后，氢离子浓度增大，平衡：逆向移动，滴加KSCN溶液，溶液变红色； （2）溶液与反应的离子方程式为：；晶体晶胞的结构中含CN-个数为：个，晶胞中含CN-个数为：个，化学式中个数比K+：CN-=1：6，K+个数为4个； （3）①邻二氮菲中N原子能提供孤电子对，与形成配位键； ②使用该方法时，须控制在2~9之间，原因是：pH<2时，H+浓度较大，邻二氮菲中的N与H+结合（形成配位键），导致其与Fe2+配位能力减弱；pH>9时，OH-浓度较大，OH-与Fe2+反应，影响Fe2+与邻二氮菲配位； （4）由表格中数据可知，加入6.00mLX溶液后，吸光度A不变化，说明溶液中Fe2+与X溶液完全反应，则n=，Y的化学式为FeX3，1个邻二氮菲分之中2个氮原子与Fe2+配位，故Fe2+配位数为6。 28．(1) 四 Ⅷ (2) (3) 冷却结晶 过滤 (4) (5) (6) 坩埚 酒精灯 【分析】菱铁矿主要成分为，含少量、、、等杂质。菱铁矿用稀硫酸溶解，反应生成硫酸亚铁、硫酸钙、硫酸镁、硫酸锰，和稀硫酸不反应，硫酸钙微溶于水，过滤，滤渣1为、；滤液蒸发浓缩、冷却结晶析出硫酸亚铁和少量、杂质，过滤，滤渣加水溶解，加入NH4F生成MgF2、CaF2沉淀除钙镁，过滤，滤渣2是MgF2、CaF2，滤液加双氧水把硫酸亚铁氧化为硫酸铁，加氨水生成FeOOH等沉淀，过滤、洗涤、焙烧得纯纳米氧化铁。 【详解】（1）Fe是26号元素，在元素周期表中的位于第四周期Ⅷ族。 （2）和稀硫酸不反应，“滤渣1”的主要成分为和。 （3）硫酸亚铁的溶解度随着温度的下降快速减小，为析出硫酸亚铁晶体，“除锰”过程中将溶液浓缩后的操作是冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。 （4），在“沉镁”过程中，为了使沉淀完全，的浓度应大于。 （5）“沉铁”过程中硫酸亚铁和双氧水、氨水反应得到和硫酸铵，相应的离子方程式为。 （6） 实验室“焙烧”的装置图为，所需的硅酸盐材质的仪器有泥三角、坩埚、酒精灯。 29．(1) 增大铁矿石与稀硫酸的接触面积，加快反应速率 (或“二氧化硅”) (2) (3)还原剂 (4) (或“氯化铵”) (5) D 16 (6) KSCN和氯水或KSCN和双氧水或KSCN和稀硝酸或铁氰酸钾等 乳酸也可被酸性溶液氧化，使得滴定所用酸性溶液用量偏多 【分析】铁矿石粉经过粉碎加盐酸溶解，滤渣1是不溶于酸的SiO2，加入过量氢氧化钠，把Al3+转化为的离子，通入二氧化碳使形成氢氧化铝沉淀，加入过量氢氧化钠转化1的滤渣2为氢氧化铁，加盐酸再次酸浸，加入铁粉将三价铁还原为二价铁，加入碳酸氢铵，进行沉铁，得到碳酸亚铁，据此作答。 【详解】（1）“酸浸”前铁矿石需粉碎的原因为增大铁矿石与稀硫酸的接触面积，加快反应速率，滤渣1的主要成分为(或“二氧化硅”)，答案：增大铁矿石与稀硫酸的接触面积，加快反应速率、(或“二氧化硅”)； （2）“沉铝”的化学反应方程式为，答案：； （3）“转化2”加入铁粉将三价铁还原为二价铁，所以作为还原剂，答案：还原剂； （4）“沉铁”时反应的离子方程式为，滤液3的主要成分为(或“氯化铵”)，答案：、(或“氯化铵”)； （5）在空气中煅烧可制得，煅烧所需的主要仪器为坩埚，，有1.12L(已换算为标况下)氧气发生反应，即0.05mol，则生成0.1mol，质量为0.1mol×160g/ mol=16g，答案：D、16； （6）①检验乳酸亚铁中铁元素，即检验二价铁，所需化学试剂为KSCN和氯水或KSCN和双氧水或KSCN和稀硝酸或铁氰酸钾等，②该小组用强氧化剂酸性溶液滴定法测定乳酸亚铁样品中铁元素的含量，结果偏大，原因可能为乳酸亚铁中含有羟基，也可被酸性溶液氧化，使得滴定所用酸性溶液用量偏多，答案：KSCN和氯水或KSCN和双氧水或KSCN和稀硝酸或铁氰酸钾等、乳酸也可被酸性溶液氧化，使得滴定所用酸性溶液用量偏多。 30．(1)增大固体与空气的接触面积，加快反应速率，同时使黄铁矿充分燃烧 (2) (3)4480 (4)该反应为可逆反应，有一定限度 (5) 酸 强氧化 b处品红溶液褪色 储存 长颈漏斗中液面上升 (6) 【分析】由流程图可知，黄铁矿经粉碎、空气中燃烧反应生成氧化铁和SO2，氧化铁与CO反应生成铁；SO2与氧气催化氧化反应生成SO3，SO3溶于发烟硫酸可制备硫酸，在吸收塔中SO2与溴蒸气反应生成硫酸和HBr，再使用氯气氧化HBr得到溴单质。 【详解】（1）燃烧前黄铁矿需粉碎，目的是增大固体与空气的接触面积，加快反应速率，同时使黄铁矿充分燃烧。故答案为：增大固体与空气的接触面积，加快反应速率，同时使黄铁矿充分燃烧； （2）可通过铝热反应用来炼铁，生成三氧化二铝和铁，发生反应的化学方程式为。故答案为：； （3）若上述工艺流程中“氧化”得到32g，由关系式Cl2~Br2，则理论上需要通入标准状况下体积为=4480mL。故答案为：4480； （4）实验发现，在与的反应中，无论怎样改变条件都不能使全部转化为，原因是该反应为可逆反应，有一定限度。故答案为：该反应为可逆反应，有一定限度； （5）①装置A烧瓶内浓硫酸部分反应生成硫酸铜表现酸性，部分反应后生成二氧化硫，表现强氧化性，装置A烧瓶内浓硫酸的反应体现了浓硫酸的酸性和强氧化性。故答案为：酸；强氧化； ②打开K，点燃酒精灯开始反应，能证明具有漂白性的现象是b处品红溶液褪色，c处发生反应二氧化硫与酸性高锰酸钾溶液反应生成硫酸锰和硫酸，离子方程式为。故答案为：b处品红溶液褪色；； ③关闭K停止加热，由于余热Cu和浓硫酸还要反应一段时间，继续产生二氧化硫，B中压强增大，装置B的作用是储存，此时装置B中的现象是长颈漏斗中液面上升。故答案为：储存；长颈漏斗中液面上升； （6）能加快生成的反应速率，发挥作用的原理可表示为：Ⅰ．，Ⅱ．亚铁离子被空气中氧气氧化为铁离子，参与Ⅰ反应形成循环，反应Ⅱ的离子方程式为。故答案为：。 31．(1) (2) 温度过高，易分解； (3) (4)坩埚 (5)812 【分析】本题为工业流程题，由水解后得到氯化氢，随后加入硅镁石溶解，用过氧化氢调节将二价铁氧化三价铁，再此调节除去三价铁，随后过滤，结晶后得到产品。 【详解】（1）反应物为，由图可知生成物为，化学反应方程式为； （2）由分析可以知道，氧化的是，该反应方程式为；反应温度不宜过高主要原因是温度过高，易分解，不利于氧化反应进行； （3）由已知的图表可知三价铁沉淀的值，结合工艺流程可以知道该沉淀为；调可以生成氢氧化物沉淀，同时不能引入杂质：则试剂可以是； （4）沉淀物为，需要在坩埚加热分解成； （5）的物质的量为，根据氯守恒可知，可以生成的物质的量为，则理论上制得的质量为：。 32．(1)过滤 (2)Fe3+ (3) 加热、提高硫酸浓度均能够加快浸取反应的速率 (4)a 【分析】在墨粉中加入稀硫酸溶解，过滤后得到无色溶液和黑色固体不溶物，其中无色溶液中加入KSCN后出现红色，说明溶液中存在三价铁，另一个试管中加入酸性高锰酸钾后，没有明显的褪色现象，说明其中二价铁浓度较低，以此解题。 【详解】（1）由分析可知，操作a的名称是过滤； （2）由分析可知，无色溶液滴加KSCN溶液出现微红色，证明溶液中含有Fe3+； （3）①加热并适当增大硫酸浓度的条件下，试管1红色明显变深，则反应速率变化，则原因是：加热、提高硫酸浓度均能够加快浸取反应的速率； ②试管2溶液滴加酸性KMnO4溶液后褪色明显，则此时二价铁被高锰酸钾氧化为三价铁，方程式为：； （4）由分析可知，该墨粉中含铁的磁性化合物中含有二价铁和三价铁，故选a。 33．(1)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O (2) 称取13.9gFeSO4⋅7H2O配成FeSO4溶液，与氧化后溶液充分混合 缓慢滴加NaOH溶液，待溶液完全变黑后 (3)取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，说明沉淀洗涤干净 (4) Fe3O4+4H2S=S+3FeS+4H2O FeS被氧化生成FeSO4或Fe2(SO4)3等，失去脱硫作用 【分析】由题给流程可知，将七水硫酸亚铁溶于过氧化氢溶液得到硫酸铁溶液，向硫酸铁溶液中加入硫酸亚铁溶液后，将混合液加热至60℃，恒温下磁力搅拌30min，缓慢滴加氢氧化钠溶液，待溶液完全变黑后，仍继续滴加氢氧化钠溶液直至pH值约为11，趁热过滤、洗涤、干燥得到纳米四氧化三铁。 【详解】（1）由题意可知，“氧化”过程中发生的反应为硫酸亚铁溶液与过氧化氢溶液、稀硫酸反应生成硫酸铁和水，反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，故答案为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O； （2）由方程式可知，制备纳米四氧化三铁需要向27.8g七水硫酸亚铁溶于过氧化氢溶液得到的硫酸铁溶液中加入硫酸亚铁溶液所需七水硫酸亚铁的质量为××278g/mol=13.9g，则制备纳米四氧化三铁的操作过程为称取27.8g晶体加入适量过氧化氢溶液充分反应，称取13.9gFeSO4⋅7H2O配成FeSO4溶液，与氧化后溶液充分混合，将混合液加热至60℃，恒温下磁力搅拌30min，缓慢滴加氢氧化钠溶液，待溶液完全变黑后，仍继续滴加氢氧化钠溶液直至pH值约为11，趁热过滤、洗涤、干燥得到纳米四氧化三铁，故答案为：称取13.9gFeSO4⋅7H2O配成FeSO4溶液，与氧化后溶液充分混合；缓慢滴加NaOH溶液，待溶液完全变黑后； （3）“洗涤干燥”过程中，判断沉淀洗净实际上就是检验洗涤液中是否存在硫酸根离子，具体操作为取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，说明沉淀洗涤干净，故答案为：取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，说明沉淀洗涤干净； （4）①由题意可知，“脱硫”过程中发生的反应为四氧化三铁与硫化氢反应生成硫酸钠、硫化亚铁和水，反应的方程式为Fe3O4+4H2S=S+3FeS+4H2O，故答案为：Fe3O4+4H2S=S+3FeS+4H2O； ②当温度过高时，所得“再生”后的脱硫剂脱硫效果变差说明FeS被氧化生成FeSO4或Fe2(SO4)3等，失去脱硫作用，故答案为：FeS被氧化生成FeSO4或Fe2(SO4)3等，失去脱硫作用。 34．(1) (2)淀粉量不足，部分未被还原为，导致铁浸出率降低 (3)调节铁、磷两种元素的比例约为1：1 (4) 防止被氧化 1：1 (5) 【分析】磷铁粉主要成分为FeP、，加入碳酸钠和通入空气进行焙烧，根据题意知，生成和，同时反应中放出，溶解后过滤，得到和溶液，中加入淀粉发生氧化还原反应，产物加入硫酸后生成硫酸亚铁，溶液中加入磷酸消耗碳酸钠，从而调节pH，硫酸亚铁、磷酸钠、双氧水反应产生磷酸铁，磷酸铁与碳酸锂、草酸反应产生。 【详解】（1）“焙烧”是在700℃条件下使磷、铁元素分别转化为和，反应中放出，FeP发生反应的化学方程式：。 （2）加入淀粉与发生氧化还原反应，产生，当后，淀粉量不足，部分未被还原为，导致铁浸出率降低。 （3）向溶液中加入的目的：①中和碳酸钠，调节混合液的pH；②调节铁、磷两种元素的比例为1：1。 （4）“煅烧”需要在氩气氛围中进行，原因是：防止被氧化； ，因此和的理论投入量的物质的量之比为1：1。 （5）根据题中信息可知，反应为：，消耗溶液16.00mL，，根据可知，，4.000g产品中铁元素质量：，产品中铁元素的质量分数为：。 35．(1) 62.50 (2) 温度过高，易被氧化为，而铁铵矾溶解度较大，不易结晶析出，使沉铁率降低；温度过高，亚铁铵矾溶解度变大 (3) 将连接抽滤瓶的导管插入水中，用热毛巾捂住抽滤瓶，导管口产生气泡 向抽滤瓶中加入稍过量的锌粒，然后迅速加入适量溶液 过滤，用冷水洗涤，直至向最后一次洗涤液中加入溶液无沉淀生成 【分析】Fe和稀硫酸生成硫酸亚铁，FeSO4加入足量硫酸铵溶液，生成亚铁铵矾沉淀用Cr与稀硫酸反应生成硫酸铬，和反应生成； 【详解】（1）①酸浸中铬与硫酸反应生成硫酸铬和氢气，离子方程式为； ②98%的浓硫酸(密度为)物质的量浓度为，由250mL×=V×，解得V=62.50，配制250mL硫酸需要98%的浓硫酸(密度为)的体积为62.50mL； （2）①向酸浸所得滤液中FeSO4加入足量硫酸铵溶液，生成亚铁铵矾沉淀，化学方程式：； ②90℃时沉铁率低于70℃时的可能原因是温度过高，易被氧化为，而铁铵矾溶解度较大，不易结晶析出，使沉铁率降低；温度过高，亚铁铵矾溶解度变大； （3）①检查该装置气密性的实验操作是：将连接抽滤瓶的导管插入水中，用热毛巾捂住抽滤瓶，导管口产生气泡； ②已知易被氧化，可用锌和稀硫酸反应生成氢气排尽氧气，用和反应生成，已知醋酸亚铬[]不溶于冷水和乙醚，需用冷水洗涤，再用乙醚干燥，由溶液制备的实验方案：向抽滤瓶、锥形瓶中分别加入适量的溶液、溶液，向抽滤瓶中加入稍过量的锌粒，然后迅速加入适量溶液，加盖密封，充分反应后，将抽滤瓶中溶液倾倒至锥形瓶中，充分反应，过滤，用冷水洗涤，直至向最后一次洗涤液中加入溶液无沉淀生成，乙醚洗涤2~3次，室温下干燥，密封保存。 36．(1)CD (2)过量硫酸使铁粉耗尽，不能防止Fe2+被氧化 (3)冷却结晶或蒸发浓缩、冷却结晶或冷却热饱和溶液 (4) (5)(或) (6)除去装置内的空气，防止亚硫酸(或二氧化硫)被空气中的氧气氧化 (7)加适量稀硫酸溶解，将溶液分成两份，一份加入硫氰化钾溶液，溶液变血红色，另一份加入少量酸性高锰酸钾溶液，溶液不褪色，则红色粉末为Fe2O3 【分析】废铁屑先用热的Na2CO3溶液洗涤，除去铁屑表面的油污，然后向其中加入稀硫酸反应制取得到FeSO4，然后趁热过滤，将滤液转入密闭容器中，静置，然后冷却结晶，经过滤、洗涤、再用滤纸将晶体吸干，得到FeSO4·7H2O晶体。无水FeSO4加热分解产生Fe2O3、SO2、SO3，为避免空气成分对反应产物的检验及性质的干扰，在分解前要先通入N2，排出装置中的空气，然后加热A装置，再将产物通入装置B检验SO3的产生，再通入装置D检验SO2的产生，最后通入C装置用NaOH溶液除去SO2，防止大气污染。 【详解】（1）A．Na2CO3溶液显碱性，在步骤①用Na2CO3溶液洗涤目的是为了除去铁屑表面的油污，A正确； B．步骤②可采用水浴加热控制温度在50~80℃之间，是由于温度升高，可加快反应速率，B正确； C．步骤④在过滤时若使用玻璃棒搅拌，会将滤纸弄破，导致过滤失败，C错误； D．由已知条件可知：FeSO4·7H2O晶体易溶于水，且温度越高，溶解度就越大，若步骤④中用热水洗涤晶体会造成晶体损失更大，应该使用冷水洗涤，D错误； 故合理选项是CD； （2）Fe2+具有强的还原性，容易被空气中的氧气氧化变为Fe3+，若Fe粉过量，会发生反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+，就可以避免Fe2+氧化变质，故步骤②中硫酸不能过量，否则就会使铁粉耗尽，不能防止Fe2+被氧化； （3）步骤④中的操作名称为：冷却结晶或蒸发浓缩、冷却结晶或冷却热饱和溶液； （4）FeSO4在空气中容易变质为碱式硫酸铁，该化合物中2种阴离子的数目相等，根据电子守恒、原子守恒，可得由FeSO4生成碱式硫酸铁的化学方程式为：； （5）利用上述仪器组装实验装置，首先加热装置A使无水FeSO4发生分解反应，然后将反应产生的气体通过装置B检验SO3，现象是产生白色沉淀；再通过装置D检验SO2，现象是溶液紫色变浅(或褪色)，最后尾气SO2气体用装置C的NaOH溶液吸收，防止大气污染。反应产生Fe2O3可根据装置A中白色粉末变为红棕色判断；故仪器的正确连接顺序是a→(或)； （6）FeSO4或其分解产生的SO2具有强的还原性，容易被空气氧化。在实验开始时通入氮气的目的是除去装置内的空气，防止亚硫酸(或二氧化硫)被空气中的氧气氧化； （7）Fe2O3是红棕色固体，不易溶于水，与酸反应产生可溶性Fe3+，然后根据Fe3+遇SCN-会使溶液变为红色检验，而Fe2+遇SCN-不会使溶液变为红色，可以将KMnO4溶液还原为无色Mn2+来检验。故证明反应后的红色粉末为Fe2O3，进行实验为：取少量反应后的粉末于试管中，加适量稀硫酸溶解，将溶液分成两份，一份加入硫氰化钾溶液，溶液变血红色，另一份加入少量酸性高锰酸钾溶液，溶液不褪色，则红色粉末为Fe2O3。 37．(1)碱煮水洗 (2) (3) (4) 1.5-1.8之间 、、 (5) (6)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 【分析】富锰渣（含、、、FeO、、ZnO）原料预处理，将有机物处理掉，经过硫酸酸浸，金属元素转化为相应的离子，在酸性条件下与二价铁离子反应，自身被还原为锰离子，则酸浸后滤液中含有、、、、，不与硫酸反应，则浸渣为，加入将氧化为，离子方程式为，加入萃取，由后续工序可知需将以及保留，则pH调节的范围为1.5-1.8之间，萃取的离子为、、（少量），加入沉铝，化学方程式为 ，经过一系列操作得到硫酸锰晶体，据此解题。 【详解】（1）“预处理”时，为除去表面油污（油脂），可以用碱煮水洗，故答案为碱煮水洗； （2）由分析可知，浸渣为，故答案为：； （3）由分析可知，“氧化”时，发生反应的离子方程式为，故答案为：； （4）由分析可知，pH调节的范围为1.5-1.8之间，其萃取的金属离子有、、，故答案为：1.5-1.8之间；、、； （5）由分析可知，“沉铝”时发生反应的化学方程式为，故答案为： （6）“一系列操作”为从溶液得到晶体的操作，包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。 38．(1)加快化学反应速率 (2)SO3+H2O=H2SO4 (3)FeS中-2价硫元素被O2氧化或者被Fe3+氧化 (4)将Fe3+还原为Fe2+，消耗过量的H2SO4 (5) FeS2+14Fe3++8H2O 14Fe2++2+16H+ 温度升高，氧化亚铁硫杆菌活性降低，反应速率下降 (6)煅烧反应釜Ⅰ中得到的固体，将产生的SO2气体用于制硫酸 【分析】硫铁矿在沸腾炉中高温生成氧化铁与二氧化硫，混合气体为二氧化硫和空气，经过净化器后进入接触室将二氧化硫氧化成三氧化硫，所得混合气体为三氧化硫、二氧化硫、空气等进入吸收塔用98.3%硫酸吸收SO3转化为H2SO4，尾气中含有SO2、空气重新进入接触室，以提高SO2的转化率，沸腾炉中产生的炉渣主要为硫化亚铁、氧化铁、二氧化硅等，在反应釜Ⅰ中加入硫酸溶解，再用氧气氧化可得溶液a，主要成分为硫酸铁，进入反应釜Ⅱ中，向硫酸铁中加入铁粉得硫酸亚铁溶液，经蒸发浓缩、冷却结晶得到硫酸亚铁晶体，烧渣用酸溶解后得固体主要成分为二氧化硅和硫，硫经氧化得二氧化硫，可循环利用，据此分析解题。 【详解】（1）已知SO2和O2是一个正反应为放热的可逆反应，故接触室中SO2与O2反应，控制反应条件为400℃、催化剂，目的是加快反应速率，提高生成效率，故答案为：加快反应速率，提高生成效率； （2）由分析可知，吸收塔用98.3%硫酸吸收SO3转化为H2SO4，则吸收塔中发生反应的化学方程式为SO3+H2O=H2SO4，故答案为：SO3+H2O=H2SO4； （3）由分析可知，在反应釜Ⅰ中加入硫酸溶解，再用氧气氧化可得溶液a，则反应釜Ⅰ中固体S产生的原因可能有FeS中-2价硫元素被O2氧化或者被Fe3+氧化，故答案为：FeS中-2价硫元素被O2氧化或者被Fe3+氧化； （4）由分析可知，主要成分为硫酸铁的溶液，进入反应釜Ⅱ中，向硫酸铁中加入铁粉得硫酸亚铁溶液，即反应釜Ⅱ，当固体X为铁粉时，铁粉的作用有将Fe3+还原为Fe2+，消耗过量的H2SO4，故答案为：将Fe3+还原为Fe2+，消耗过量的H2SO4； （5）反应釜Ⅱ，当固体X为硫铁矿时，。 ①由分析可知，溶液a的主要溶质为Fe2(SO4)3，根据氧化还原反应配平可得，在氧化亚铁硫杆菌催化作用下，溶液a与FeS2发生反应离子方程式为：FeS2+14Fe3++8H2O 14Fe2++2+16H+，故答案为：FeS2+14Fe3++8H2O 14Fe2++2+16H+； ②研究温度对该反应的影响，发现随温度升高反应速率加快，由于本反应使用了氧化亚铁硫杆菌，温度过高该生物催化剂的活性下降，导致温度高于25℃时，反应速率下降，故答案为：温度升高，氧化亚铁硫杆菌活性降低，反应速率下降； （6）由分析可知，烧渣用酸溶解后得固体主要成分为二氧化硅和硫，硫经氧化得二氧化硫，可循环利用，可实现矿物资源充分利用，故答案为：煅烧反应釜Ⅰ中得到的固体，将产生的SO2气体用于制硫酸。 39．(1) 分液漏斗 干燥 (2) 排除装置内空气，防止生成的被氧化 FeC2O4FeO+CO↑+CO2↑ (3) 溶液 溶液变为红色（或血红色） 【分析】本题为无机物制备类的实验题，首先由草酸钠和硫酸亚铁制备草酸亚铁，随后再使草酸亚铁分解生成氧化亚铁，由于二价铁容易被氧化，故在其分解时要注意排除装置中的空气，以此解题。 【详解】（1）①由图可知，仪器a的名称为分液漏斗； ②根据题意可知，硫酸亚铁和草酸钠反应制备草酸亚铁，离子方程式为：； ③草酸亚铁难溶于水，则可以将烧瓶中产物过滤、洗涤、干燥后即可得到草酸亚铁； （2）①二价铁容易被空气中氧气氧化，则先通氦气再加热的目的是：排除装置内空气，防止生成的被氧化； ②根据题意，草酸亚铁分解产物为三种氧化物，其中两种为气体，相应的方程式为：FeC2O4FeO+CO↑+CO2↑； （3）①三价铁遇到硫氰化钾会显示红色，则加入的试剂是：溶液； ②根据①分析可知，若存在，实验现象是：溶液变为红色（或血红色）。 40．(1)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+2H2O+SO2↑ (2) 溶液不变红 H2O2或氯水 (3)取少量待检液于试管中，先加稀硝酸酸化，再滴加硝酸银溶液，若产生白色沉淀，则含有Cl- (4) 球形干燥管 防止倒吸 除去SO2中的HCl SO2+2H2S=3S+2H2O 【分析】铜和浓硫酸在加热条件下反应生成二氧化硫，用品红溶液验证其漂白性，用饱和亚硫酸氢钠除去HCl，用石蕊检验二氧化硫的酸性，用自制硫化氢试纸检验二氧化硫的氧化性，用自制酸性高锰酸钾试纸检验二氧化硫的还原性，用NaOH溶液吸收剩余的二氧化硫。 【详解】（1）铜丝与浓硫酸反应生成硫酸铜和二氧化硫和水，化学方程式为：Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+2H2O+SO2↑； （2）①取0.5 mL Cu与浓反应后的混合溶液加入到装有3 mL水的试管中，冷却后，再向试管中滴加KSCN溶液，溶液不变红，说明混合液中无； ②取0.5 mL Cu与浓反应后的混合溶液加入到装有3 mL水的试管中，冷却后，先滴加KSCN溶液，再滴加H2O2或氯水溶液，试管中溶液未变红，说明混合液无，所以由实验①②可得出结论：混合液中既无，也无，原因i不合理； （3）将产生的白雾通入适量水中，检验形成的溶液中含有的实验方法：取少量待检液于试管中，先加稀硝酸酸化，再滴加硝酸银溶液，若产生白色沉淀，则含有Cl−； （4）①装置a的名称是球形干燥管，作用为防止倒吸； ②PVC膜在加热条件下分解，生成氯化氢气体，饱和溶液的作用为除去SO2中的HCl； ③反应产生的气体在自制的硫化氢试纸上发生反应生成硫单质和水，化学反应方程式为：SO2+2H2S=3S+2H2O。 41．(1) FeCO3+2H+=Fe2++H2O+CO2↑ SiO2 (2) 将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓倒入一定量的蒸馏水中并用玻璃棒搅拌 100mL容量瓶 胶头滴管 (3)取还原后的溶液少许于一试管，向其中滴加几滴KSCN溶液，若不出现红色溶液，说明还原完全，反之则反 (4)使Fe2+沉淀更加完全，提高FeCO3的产率 (5)4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2 【分析】烧渣(主要含Fe2O3、FeO，还有一定量的SiO2)用硫酸酸溶，过滤除去不溶的SiO2，即滤渣的主要成分为SiO2，滤液含有Fe3+、Fe2+，加入Fe还原： Fe+2Fe3+═3Fe2+，除去多余铁，滤液主要含有Fe2+，加入碳酸铵沉淀Fe2+，得到FeCO3，滤液中含有硫酸铵、碳酸铵，在空气中煅烧FeCO3制备高纯氧化铁的反应为：4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2，以此解答该题。 【详解】（1）“酸溶”时，FeCO3与硫酸反应生成FeSO4、H2O和CO2，该反应的离子方程式为：FeCO3+2H+=Fe2++H2O+CO2↑，由分析可知，滤渣的主要成分为SiO2，故答案为：FeCO3+2H+=Fe2++H2O+CO2↑；SiO2； （2）下列是配制100mLl2.00mol/L硫酸的实验步骤，请将实验步骤补充完整： ①计算；②量取一定量的浓硫酸，将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓倒入一定量的蒸馏水中并用玻璃棒搅拌，并冷却至室温；③将冷却后溶液沿玻璃棒转移到100mL容量瓶中；④将烧杯和玻璃棒洗涤2~3次，洗涤液一并转移到容量瓶中并摇匀；⑤向容量瓶中加蒸馏水至离刻度线1~2cm处；⑥用胶头滴管向容量瓶中加蒸馏水至凹液面与刻度线水平相切；⑦上下颠倒摇匀后装入试剂瓶，贴上标签，故答案为：将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓倒入一定量的蒸馏水中并用玻璃棒搅拌；100mL容量瓶；胶头滴管； （3）由分析可知，“还原”步骤为用Fe将Fe3+还原为Fe2+，故验证“还原”完全的实验方案：取还原后的溶液少许于一试管，向其中滴加几滴KSCN溶液，若不出现红色溶液，说明还原完全，反之则反，故答案为：取还原后的溶液少许于一试管，向其中滴加几滴KSCN溶液，若不出现红色溶液，说明还原完全，反之则反； （4）“沉淀”时加入(NH4)2CO3溶液稍过量的目的是使Fe2+沉淀更加完全，提高FeCO3的产率，故答案为：使Fe2+沉淀更加完全，提高FeCO3的产率； （5）由分析可知，在空气中煅烧FeCO3制备高纯氧化铁的反应为：4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2，故答案为：4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。 42．(1) 通入氩气排出装置内的空气 F中不再产生白雾 (2) 浓硫酸 防止F中水蒸气进入D 4n FeCl3+2(CH2O)n= n[Fe(CO)2Cl2]+3nFeCl2+4nHCl (3) [Fe(CO)2Cl2]遇氧气会反应，通入氩气隔绝氧气，起到保护作用 玻璃棒 【分析】与氧气、水都会反应，制备需要干燥、无氧的环境，所以实验前用Ar破除装置内的空气，D装置前后都需要连接干燥装置。 【详解】（1）中Fe的化合价为+2价，与氧气、水都会反应，制备时，需要排出装置内的空气，所以操作(ⅱ)为通入氩气排出装置内的空气；该反应有HCl生成，倒置漏斗中产生白雾，判断制备反应结束的实验现象是F中不再产生白雾。 （2）与水会反应，装置B干燥Ar，试剂为干燥浓硫酸；装置E的作用是防止F中水蒸气进入D与反应；D中FeCl3和多聚甲醛反应生成、FeCl2、HCl，反应方程式为4n FeCl3+2(CH2O)n= n[Fe(CO)2Cl2]+3nFeCl2+4nHCl。 （3） [Fe(CO)2Cl2]遇氧气会反应，通入氩气隔绝氧气，起到保护作用，所以上述操作仍需在氩气氛围下完成；过滤装置图为，用到的玻璃仪器除烧杯、漏斗外，还需要玻璃棒。 43．(1)粉碎废渣、适当升高温度、适当增大盐酸浓度、搅拌等 (2)BaSO4 (3) 将亚铁离子氧化为铁离子 氧气 (4) (5)充分利用资源，提高原料利用率 【分析】工业废渣用BaCl2、盐酸溶液酸溶后过滤，除去BaSO4沉淀，将滤液加入过氧化氢氧化二价铁为三价铁，加入氧化锌调节pH沉降除去铁元素，再加入Zn置换出铜，过滤除去固体铜，将滤液结晶，得到ZnCl2·6H2O。 【详解】（1）为了提高锌的浸取效率，可采取的措施有粉碎废渣、适当升高温度、适当增大盐酸浓度、搅拌等； （2）据分析，“滤渣1”的成分是氯化钡和硫酸钠生成的BaSO4； （3）过氧化氢具有氧化性，能将亚铁离子氧化为铁离子，便于铁的后续除去；从绿色化学角度分析可替代的物质是氧气，氧气具有氧化性能氧化亚铁离子且不引入新杂质，反应的离子方程式为：； （4）锌和铜离子反应生成铜单质和锌离子：； （5）母液收集、循环使用，其意义是充分利用资源，提高原料利用率。 44．(1) 3 (2) (3) 继续滴加饱和氯水 溶液 【分析】第一步为制氧气，化学反应方程式为，第二步为制氯气，化学反应方程式为：，由生成物可知还存在与浓盐酸反应，反应方程式为；第三步为氯气溶于水，离子方程式为；由已知可知向硫酸亚铁溶液中滴加溶液无明显现象，通入，也无明显变化，说明没有将氧化成，排除了氧气氧化的可能性；假设为氯水加入量少，生成的铁离子浓度低，则该操作为继续滴加饱和氯水，将更多氧化为，若假设成立则溶液红色应该加深，现观察到溶液红色褪去，则说明假设错误；实验中加入试剂，产生白色沉淀说明溶液中含有硫酸根离子，产生白色沉淀，证明假设成立。 【详解】（1）中的化合价降低，对应还原产物是；由分析反应方程式可知，生成的物质的量为； （2）氯气溶于水生成强酸与弱酸，离子方程为； （3）向硫酸亚铁溶液中滴加KSCN溶液无明显现象，通入，也无明显变化，说明没有将氧化成，排除了氧气氧化的可能性，则操作为通入；假设为氯水加入量少，生成的铁离子浓度低，则该操作为继续滴加饱和氯水，将更多氧化为，若假设成立则溶液红色应该加深，现观察到溶液红色褪去，则说明假设错误； 实验中加入试剂，产生白色沉淀说明溶液中含有硫酸根离子，产生白色沉淀，证明假设成立。 45．(1) (2)Cu粉过量，Fe3+被反应完 (3) (4)猜测1不成立 (5)由于SCN-与Cu+形成沉淀以及SCN-与Fe3+形成Fe(SCN)3，大大降低了产物中Cu+和Fe3+的浓度，使得平衡正向移动 【分析】Fe2(SO4)3与Cu反应：；根据0.0001 mol Fe3+与0.15g(约为0.0023mol)Cu反应，Cu粉过量分析，理论上不应有Fe3+存在，与实际现象不符，针对这一现象进行探究，A试管说明Fe2+在空气中易被氧化为Fe3+，生成红色络合物Fe(SCN)3；B试管说明Cu2+与KSCN未发生氧化还原反应，猜想1错误；C试管中的现象说明猜想2是正确的。 【详解】（1）Fe2(SO4)3与Cu反应，Cu被氧化为Cu2+，Fe3+被还原为Fe2+，离子方程式为：； （2）2mL0.05mol/L（0.0001 mol）Fe3+与0.15g(约为0.0023mol)Cu反应，Cu粉过量，不应有剩余的Fe3+与KSCN结合生成红色的Fe(SCN)3； （3）猜测1：Cu2+与KSCN发生了氧化还原反应，即Cu2+被还原为CuSCN，SCN-被称为拟卤素离子，性质与卤素离子相似，因此离子方程式为； （4）试管B中有Cu2+和SCN-，但无白色沉淀产生，说明猜测1不成立； （5）已知Fe3+的氧化性本应强于Cu2+，由于SCN-与Cu+形成沉淀以及SCN-与Fe3+形成Fe(SCN)3，大大降低了产物中Cu+和Fe3+的浓度，使得反应正向进行。 46．(1)AB (2)和CuO (3) (4)、、 (5)取最后一次洗涤液少许于洁净试管中，向其中滴加酸化的溶液，若无明显现象，则证明滤渣2已洗净 (6) 反应产生的能催化分解，从而导致实际的消耗量比理论值多 【分析】通过碱浸的时候，二氧化硅和氧化铝都可以与之反应，分别生成可溶于水的和，所以滤液1含有硅酸钠和四羟基合铝酸钠，而和不溶于水也不与强碱反应，所以滤渣1含有以上两种金属氧化物。加入稀盐酸以后，生成和，加入铁粉，发生反应、，再加入盐酸，除去多余的铁粉，同时回收单质铜。最后将溶液中的亚铁离子氧化为三价铁离子，最终得到产品。 【详解】（1）碱浸时，提高浸取速率的措施有，搅拌和适当升高温度可以提高反应速率，而加水稀释导致碱溶液浓度降低，反应速率下降，答案选AB； （2）根据上述分析，滤渣1是Fe2O3和CuO，答案为：Fe2O3和CuO； （3）碱浸过程中发生的反应除了与二氧化硅反应外，还与氧化铝反应：； （4）溶液在还原步骤中存在、和未消耗完的盐酸，所以与铁粉反应的主要离子有； （5）因为滤渣2中，含有前面加入稀盐酸以后未消耗的，所以采取检验氯离子的方法：取最后一次洗涤液少许于洁净试管中，向其中滴加HNO3酸化的AgNO3溶液，若无明显现象，则证明滤渣2已洗净； （6）根据氧化还原反应规律，过氧化氢作氧化剂，其还原产物是水，亚铁离子被氧化为三价铁离子，故离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O；实际H2O2的消耗量比理论值多的原因是：反应产生的Fe3+能催化H2O2分解，从而导致实际H2O2的消耗量比理论值多。 47．(1)增大反应物的接触面积，加快反应速率 (2) 漏斗 玻璃棒 (3) (4) (5) 【分析】矿渣(主要成分是，少量)，加入硫酸酸浸，与硫酸反应生成，不和硫酸反应，则滤渣Z主要是，滤液X加铁粉，发生反应，过滤后滤液Y为，加入碳酸氢铵沉铁，过滤后得到碳酸亚铁，煅烧后得到铁红，据此解答。 【详解】（1）将矿渣粉碎成粉末的目的是增大反应物的接触面积，加快反应速率，故答案为：增大反应物的接触面积，加快反应速率； （2）过滤操作，需用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，故答案为：漏斗；玻璃棒； （3）由分析可知，滤渣Z的成分是，故答案为：； （4）由分析可知滤液Y为，其金属阳离子是，铁粉与反应的离子方程式为，故答案为：；； （5）空气中煅烧碳酸亚铁生成铁红（）的反应如下，，故答案为：。 48．(1)还原性 (2)2H2O2 2H2O+O2↑ (3)其它条件相同时，温度越高，反应速率越快 (4) KSCN溶液 溶液呈红色 (5)Fe3+ 【详解】（1）中氧由-1价升高为0价，被氧化，该反应体现了的还原性。故答案为：还原性； （2）在催化作用下，分解生成水和氧气，化学方程式为：2H2O2 2H2O+O2↑。故答案为：2H2O2 2H2O+O2↑； （3）根据表中反应相同的时间收集到的气体体积，20度时总小于40度时的体积，实验2能得出的结论是其它条件相同时，温度越高，反应速率越快。故答案为：其它条件相同时，温度越高，反应速率越快； （4）若要检验溶液是否含有，可选用的试剂是KSCN溶液，铁离子与KSCN溶液反应生成Fe(SCN)3，若观察到溶液呈红色，证明含有。故答案为：KSCN溶液；溶液呈红色； （5）与反应如下，由质量守恒和电荷守恒，得离子方程式：Fe3+，故答案为：Fe3+。 49．(1) (2)液 (3) 取a中红色溶液，向其中加入ZnS，振荡，红色褪去 (4)通入空气时，发生反应，加入的发生反应，可控制溶液的 (5) 【分析】闪锌矿(主要成分为ZnS，还含铁等元素)与软锰矿混合后加入稀硫酸浸出，产生的滤渣1为硫；滤液中通入空气，将Fe2+氧化为Fe3+，再加入氧化锌，调节溶液的pH，使Fe3+转化为FeOOH溶液，其为滤渣2；再将滤液进行电解，便可得到金属锌和MnO2。 【详解】（1）总反应-ⅰ-ⅱ得，反应ⅲ的化学方程式：。 （2）锌的熔点420℃，沸点907℃，泥罐中温度由1100~1300℃变成500~700℃，金属锌的状态由气态变为液态，则c处收集到液态金属锌。 （3）① Fe2+的作用类似催化剂，ⅱ中应将Fe3+还原成Fe2+，ⅱ的离子方程式：ZnS+2Fe3+ = Zn2++2Fe2++S； ② 证实上述“催化”过程的实验方案： a．检验Fe2+被氧化成Fe3+：向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液，溶液几乎无色，再加入少量MnO2，溶液变红。 b．检验Fe3+被还原成Fe2+：取a中红色溶液，向其中加入ZnS，振荡，红色褪去。 （4）除铁：通入空气需同时补充适量ZnO的理由是：通入空气时，发生反应，加入的发生反应，可控制溶液的； （5）和在酸性条件下发生反应，反应的氧化产物和还原产物分别是、，Mn由+2价升高为+7价，Bi由+5价降低为+3价，由得失电子守恒和最小公倍法，该反应的离子方程式是。 50．(1) 适当升温、将镀锌铁皮剪碎、适当增大NaOH浓度、充分搅拌等 (2)硫酸不足，锌元素没有完全沉淀，硫酸过量，锌元素重新溶解在溶液中，均会造成锌的损失 (3)坩埚、玻璃棒、坩埚钳 (4) 3.55 硫氰化钾(KSCN) (5)排出空气，防止被氧化 【分析】废旧镀锌铁皮加入氢氧化钠溶液中反应，锌溶解生成Na2[Al(OH)4]和氢气，铁不溶解，过滤得到滤液A为Na2[Al(OH)4]，与稀硫酸反应生成氢氧化锌沉淀，抽滤、洗涤、灼烧得到氧化锌；不溶物为铁，溶于稀盐酸加入适量氯酸钠，部分氧化亚铁离子为铁离子，得到含Fe2+、Fe3+的B溶液，加碳酸氢钠后进行磁悬浮分离得到四氧化三铁胶体。 【详解】（1）Zn与氢氧化钠溶液反应得到Na2[Al(OH)4]和氢气，离子方程式为；若要加快该溶解速率，可以采取的措施是适当升温、将镀锌铁皮剪碎、适当增大NaOH浓度、充分搅拌等； （2）溶液A中所加稀硫酸要适量，因为硫酸不足，锌元素没有完全沉淀，硫酸过量，锌元素重新溶解在溶液中，均会造成锌的损失； （3）灼烧可以得到ZnO，需要使用的仪器有坩埚、玻璃棒、坩埚钳、酒精灯、三脚架、泥三角； （4）16.8gFe的物质的量为0.3mol，先加盐酸溶解变为0.3molFe2+，则将其完全转化为胶体，则的物质的量为0.1mol，Fe2+失电子为0.2mol，加入NaClO3的物质的量为，质量为=3.55g；检验溶液B中存在可以使用硫氰化钾(KSCN)，若有则溶液显红色； （5）溶液B中通入的目的是排出空气，防止被氧化。 51．(1) +6H+=2Fe3++3H2O C (2) 漏斗 玻璃棒 (3) 54.3mL 偏高 (4) (5)：取最后一次洗涤液，向溶液中加入足量稀盐酸，然后再滴加氯化钡溶液，如果有白色沉淀生成，说明存在，沉淀未洗干净，反之说明沉淀洗涤干净 (6) 【分析】已知：暖宝宝废渣主要含有炭粉、氧化铁、铁、氢氧化铁、氢氧化亚铁、蛭石(富含镁、铁、铝的硅酸盐)，可能还含有少量四氧化三铁，氧化亚铁等物质，先用稀硫酸酸浸，过滤后滤渣为不溶于酸的炭粉、蛭石，滤液中含有Fe2+、Fe3+，加入氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+，然后加入碱液，将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，过滤后灼烧Fe(OH)3得到Fe2O3，以此解答。 【详解】（1）和硫酸反应生成硫酸铁，离子方程式为：+6H+=2Fe3++3H2O，滤渣的主要成分为蛭石、C。 （2）过滤操作需要使用的硅酸盐材质的仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒。 （3）①若“酸浸”过程中需要使用硫酸溶液，由于实验室没有480mL的容量瓶，需要用500mL容量瓶，用的浓硫酸配制该溶液时，需要用量筒量取浓硫酸的体积为； ②实验过程中，稀释的硫酸溶液未经冷却就转移至容量瓶中定容，会导致所配溶液的体积偏小，浓度偏高。 （4）双氧水可以将氧化为，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：。 （5）沉淀表面有，检验是否洗涤干净只需要检验洗涤液中是否存在，方法为：取最后一次洗涤液，向溶液中加入足量稀盐酸，然后再滴加氯化钡溶液，如果有白色沉淀生成，说明存在，沉淀未洗干净，反之说明沉淀洗涤干净。 （6）氨水沉淀时发生反应的离子方程式为：。 52．(1) NaOH溶液或KOH溶液 盐酸或稀硫酸 过滤 (2)[Al(OH)4]-+CO2=Al(OH)3↓+， (3)Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O (4)26℃，75g•L-1 (5)Cu+H2SO4+H2O2=CuSO4+2H2O 【分析】由制备流程可知，过量试剂X为NaOH或KOH，步骤I为过滤，分离出溶液A含偏铝酸盐、NaOH或KOH，通入足量二氧化碳主要发生AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-，步骤Ⅱ为过滤，固体C为Al(OH)3，C与盐酸反应生成氯化铝，在HCl气流中加热蒸发得到氯化铝，溶液D中含碳酸氢钠或碳酸氢钾；固体B含Cu、Fe、Fe2O3，加过量试剂Y为盐酸或硫酸，步骤Ⅲ为过滤，分离出E含铁盐、亚铁盐，然后制备K2FeO4；固体F为Cu，可与过氧化氢、硫酸反应生成硫酸铜，最终制备胆矾，以此来解答。 【详解】（1）由分析可知，试剂X是NaOH溶液或KOH溶液；试剂Y是盐酸或稀硫酸；步骤Ⅰ分离溶液和固体，则涉及到的分离操作是过滤； （2）由分析可知，溶液A转化为固体C的离子方程式为[Al(OH)4]-+CO2=Al(OH)3↓+； （3）由于浓盐酸具有较强的挥发性，在步骤Ⅱ时，若用大理石与浓盐酸制取CO2并直接通入溶液A中，挥发出来的HCl将于Al(OH)3沉淀反应生成AlCl3溶于水，导致一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少，反应的化学方程式为：Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O； （4）由溶液E制取K2FeO4时，不同的温度下，不同质量浓度的Fe3+对K2FeO4生成率有以下影响，由图2可知工业生产中最佳条件(温度和Fe3+的质量浓度)为26℃，75g•L-1； （5）在固体F中加入稀硫酸和H2O2来制备CuSO4溶液是一种环保工艺，该反应的总的化学方程式为Cu+H2SO4+H2O2=CuSO4+2H2O。 53．(1) B BD (2) 不再有气泡产生 Fe、Cu在稀盐酸中形成原电池，加快反应速率 (3) 在HCl气流中蒸发浓缩 冷却结晶 (4)D (5)向废液中加入过量铁粉，可将废液中的 Fe3+还原为Fe2+，同时置换出Cu，过滤后的滤渣中含有 Fe 和 Cu，滤液中只含有Fe2+，用稀盐酸溶解滤渣过滤得到Cu，将两次滤液合并后通入氯气，重新得到 FeCl3溶液 (6) (7)NH4Fe(SO4)2·12H2O 【分析】稀盐酸与废铁屑反应生成氯化亚铁，过滤，向滤液中通入氯气反应生成氯化铁，向氯化铁溶液中加入铁粉，再通入氯气得到浓氯化铁溶液，再在氯化氢气流中经过一系列过程得到FeCl3∙6H2O，将FeCl3∙6H2O与液体SOCl2混合并加热，在烧瓶中发生反应，制得无水FeCl3，尾气用氢氧化钠溶液吸收并注意防止氢氧化钠溶液中水蒸气进入反应器中。 【详解】（1）操作①得到滤液的操作是过滤，故选B，所必需的玻璃仪器有玻璃棒、漏斗、烧杯，故选BD。 （2）将废铁屑分批加入稀盐酸中，至盐酸反应完全，由于废铁屑与盐酸反应不断产生气泡，因此判断反应完全的现象为不再有气泡产生；含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快，原因为Fe、Cu在稀盐酸中形成原电池，加快反应速率。 （3）操作②是氯化铁溶液到FeCl3·6H2O晶体，由于铁离子加热时要发生水解生成氢氧化铁，因此在整个过程中要通入HCl气体防止铁离子水解，其操作过程为：在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥得到FeCl3·6H2O晶体。 （4）检验可以选择KSCN溶液，故选D。 （5）用 FeCl3溶液蚀刻含Cu电路板，所得废液中主要含有 Fe2+、 Cu2+和Fe3+，向废液中加入过量铁粉，可将废液中的 Fe3+还原为Fe2+，同时置换出Cu，过滤后的滤渣中含有 Fe 和 Cu，滤液中只含有Fe2+，用稀盐酸溶解滤渣过滤得到Cu，将两次滤液合并后通入氯气，重新得到 FeCl3溶液。 （6）气体的主要成分是SO2，实验室中可用NaOH溶液回收，将SO2气体通入到0.100 mol·L-1 200 mL的NaOH溶液中，先生成亚硫酸钠，后亚硫酸钠再转化为亚硫酸氢钠，则实线A是的变化曲线，虚线B是的变化曲线，交点C处减少、增多，转化为，发生反应的离子方程式为。 （7）100.00mL 溶液A 中n()=，n(Fe3+)=，根据电荷守恒：n()=2n()-3n(Fe3+)=0.01mol，n(H2O)= ，n()：n(Fe3+)：n()：n(H2O)=1：1：2：12，化学式为NH4Fe(SO4)2·12H2O。 54．(1)分液漏斗 (2) (3)D (4)防止遇冷凝华堵塞试管 (5) (6)Fe3+与SO可以形成红色配离子也可以发生氧化还原反应；氧化还原反应限度大，所以红色褪去 (7) 增大， 和 反应，溶液中 降低，红色配离子浓度减少 (8) 向 FeCl3溶液中加入苯，震荡静置，取上清液加入淀粉KI试纸 试纸不变蓝 (9)实验b确认有氯气生成，氯元素化合价升高，黑色固体与盐酸没有H2产生，说明没有0价铁，，则Fe3+化合价降低被还原成＋2价。黑色固体有可能是FeO和Fe3O4含有＋2价铁 【分析】装置A中KMnO4和浓HCl反应生成氯气，但氯气中混有HCl和水蒸气，B装置中盛放饱和食盐水除去HCl，C装置盛放浓硫酸除去水蒸气，干燥的氯气进入装置D中与铁粉反应生成FeCl3，装置E用于冷凝并收集FeCl3，又因FeCl3易潮解，装置F中盛放浓硫酸防止G装置中的水蒸气进入F装置，以防FeCl3水解，装置G吸收尾气。 【详解】（1）盛放浓盐酸的仪器的名称是分液漏斗 （2）A为氯气发生装置，发生反应的离子方程式是： （3）由分析知装置F中盛放浓硫酸防止G装置中的水蒸气进入F装置，以防FeCl3水解，装置G吸收尾气，故D不合理。 （4）FeCl3加热易升华，遇冷凝华选择粗口径玻璃管的原因是防止堵塞试管 （5）FeCl3溶液显酸性的原因是；此溶液中离子浓度由大到小的顺序是 （6）实验ⅱ中溶液先变红后褪色的原因Fe3+与SO可以形成红色配离子也可以发生氧化还原反应；氧化还原反应限度大，所以红色褪去 （7）降低pH能缩短红色褪去的时间，推测可能的原因降低pH， 增大， 和 反应，溶液中 降低，红色配离子浓度减少 （8）排除FeCl3被苯萃取的影响，先萃取，并验证无FeCl3，向 FeCl3溶液中加入苯，震荡静置，取上清液加入淀粉KI试纸；现象为试纸不变蓝，验证无FeCl3。 （9）c中黑色固体溶于浓盐酸，无气泡产生，小组同学判断黑色固体中含有正二价铁，其理由是：实验b确认有氯气生成，氯元素化合价升高，黑色固体与盐酸没有H2产生，说明没有0价铁，，则Fe3+化合价降低被还原成＋2价。黑色固体有可能是FeO和Fe3O4含有＋2价铁 55．(1)2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2 (2)硫酸铁和硫酸亚铁 (3)K3[Fe(CN)6] (4) 除去溶液中的氧气，防止其氧化亚铁离子或氢氧化亚铁 C 白 4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3 (5)B 【分析】A中制备二氧化碳气体，生成的二氧化碳与过氧化钠反应生成氧气，氧气经过干燥后进入D中与Fe在高温条件下反应生成四氧化三铁。 【详解】（1）B中二氧化碳与Na2O2反应生成碳酸钠和氧气，化学方程式为2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2。 （2）Fe3O4中的Fe有+2价和+3价两种化合价，与稀硫酸反应，生成硫酸铁和硫酸亚铁两种盐。 （3）检验亚铁离子是否存在，使用的试剂为K3[Fe(CN)6]。 （4）亚铁离子和氢氧化亚铁都容易被氧气氧化，实验前把稀硫酸和氢氧化钠溶液进行煮沸处理，目的是除去溶液中的氧气，防止其氧化亚铁离子或氢氧化亚铁。实验开始时，打开弹簧夹C和D，Fe与硫酸反应生成氢气，生成的氢气将装置内原有的空气排出，随后关闭弹簧夹C。硫酸亚铁溶液被压入NaOH溶液中，两者反应生成氢氧化亚铁白色絮状沉淀。实验结束后若未关闭弹簧夹D，外界空气会进入B中，生成的氢氧化亚铁溶液与O2反应生成氢氧化铁沉淀，化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3。 （5）A．四氧化三铁与酸反应生成铁盐和亚铁盐，不是碱性氧化物，A错误； B．四氧化三铁具有磁性，能起到磁性导航仪的作用，B正确； C．有机物中一定含有碳元素，因此该“运输车”的有机物外壳一定含有碳元素，C错误； D．胶体的分散质粒子直径为1-100nm之间，该“运输车”粒子直径为200nm大于100nm，则其分散于水中形成的分散系不是胶体，D错误； 故答案选B。 56．(1)2ScCl3(熔融)2Sc+3Cl2 (2) 10 K3[Fe(CN)6] (3)0.06 (4)2Sc2(C2O4)3+3O22Sc2O3+12CO2 (5)抑制Sc3+水解 (6) 阴 907℃~1541℃ 【分析】金红石（主要成分是TiO2，还有一定量的FeO和Sc2O3）用稀硫酸“酸浸”、“水解”得到TiO2·XH2O，溶液中含有Fe2+、Sc3+，“萃取”使用10%P2O4+5%TBP+煤油作为萃取剂，再经过反萃取将Fe2+除去，向萃取后的溶液中加入草酸溶液将Sc3+转化为Sc2(C2O4)3沉淀，煅烧Sc2(C2O4)3沉淀得到Sc2O3和CO2，将Sc2O3用浓盐酸溶解得到ScCl3，电解熔融ScCl3可以生成Sc，以此解答。 【详解】（1）电解熔融ScCl3可以生成Sc和Cl2，化学方程式为：2ScCl3(熔融)2Sc+3Cl2。 （2）由图中数据可知，当振荡时间为10min时，Sc3+的萃取率较高，Fe2+的萃取率较低，可以很好地分离Fe2+和Sc3+，检验水相废液中的主要金属阳离子Fe2+产生特征蓝色沉淀试剂为：K3[Fe(CN)6]。 （3）反萃取后分离出Sc3+，加草酸生成Sc2(C2O4)3，饱和溶液浓度为2×10-4mol/L，则c(Sc3+)=4×10-4mol/L c()=6×10-4mol/L，Ksp=(4×10-4)2×(6×10-4)3，若c(Sc3+)=4×10-6mol/L，则c()=0.06mol/L。 （4）根据流程图“焙烧”发生2Sc2(C2O4)3+3O22Sc2O3+12CO2。 （5）结晶脱水时ScCl3会水解生成HCl，其挥发会使Sc3+水解程度增大，生成Sc(OH)3，因此在HCl气流中可以抑制其水解。 （6）电解时由于锌是活性电极，应该作阴极材料，根据熔沸点大小并考虑要将锌蒸出和经济成本，只需将温度控制在907℃~1541℃即可，无需控制到2836℃。 57．(1)SiO2、CaSO4 (2) Fe3+进入产品，产品纯度降低 (3)取少量滤液1于试管中，滴加少量溶液，产生蓝色沉淀，则含有Fe2+ (4) 蒸发皿 (5) (，1，) 【分析】含钛炉渣加入硫酸酸浸，SiO2不反应且氧化钙和硫酸生成微溶物硫酸钙得到浸渣，TiO2转化为TiO2+，Fe2O3生成硫酸铁，亚硫酸钠还原硫酸铁，调pH值除去铁元素，加入氯化钡和草酸生成产品BaTiO(C2O4)2•4H2O，再高温分解得到BaTiO3，据此解答。 【详解】（1）硫酸钙微溶于水，二氧化硅不溶于硫酸，浸渣的主要成分是SiO2、CaSO4。故答案为：SiO2、CaSO4； （2）还原且需过量确保完全反应，“还原”过程中有刺激性气味的气体产生，生成二氧化硫，该阶段发生主要反应的离子方程式：；根据表格中的pH可知，如果不还原，沉钛时也将沉淀一部分，导致产品纯度降低。所以若省去“还原”工艺，产生的不良后果是Fe3+进入产品，产品纯度降低。故答案为：；Fe3+进入产品，产品纯度降低； （3）检验常用溶液，设计实验检验滤液1中含有：取少量滤液1于试管中，滴加少量溶液，产生蓝色沉淀，则含有Fe2+。故答案为：取少量滤液1于试管中，滴加少量溶液，产生蓝色沉淀，则含有Fe2+； （4）在实验室焙烧固体时，需要用到坩埚、坩埚钳、泥三角、三脚架，在实验室“焙烧”时，不需要用到的是蒸发皿。中存在阴离子，该阴离子中的C显＋3价。根据流程可知，灼烧产物为、和，C的化合价升高，中O的化合价降低。在空气中“焙烧”时发生反应的化学方程式为。故答案为：蒸发皿；； （5）由晶胞图可知，晶胞中B离子的分数坐标为(，1，)；晶胞中、、的数目依次为1、1，3个，该晶体的密度，该晶体的密度为故答案为：(，1，)；。 58．(1)和 (2) KSCN溶液 (3) (4) (5) 1：1 会被还原为氮氧化物，污染空气 (6)沿玻璃棒向漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流出，重复操作次 【分析】硫酸酸浸钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁()，含有少量、CaO、等杂质]，不溶与硫酸，CaO与硫酸反应生成微溶物硫酸钙，加入足量铁粉可将溶液中还原为，过滤滤出过量铁粉、和；加热过程中在热水中转化为沉淀，过滤将沉淀与硫酸亚铁溶液分离，硫酸亚铁在氨气与空气作用下经过系列反应生成FeOOH；经煅烧后生成，在焦炭与氯气作用下高温反应生成，在金属Mg作用下高温得粗钛。 【详解】（1）根据分析，滤渣Ⅰ中除过量铁粉外，主要成分还有：和； （2）氧化铁被硫酸溶解生成，可被铁粉还原成，根据得失电子守恒及电荷守恒，离子方程式：；若反应完全，溶液中无，滴加KSCN溶液，溶液不变红； （3）在焦炭与氯气作用下高温反应生成，同时生成一种还原性气体，化学反应方程式：； （4）硫酸亚铁在氨气与空气作用下经过系列反应生成FeOOH，离子方程式：； （5）根据元素守恒，FeOOH可以表示为，则；会被还原为氮氧化物，污染空气； （6）经“过滤、洗涤、干燥”一系列操作可得铁黄产品，“洗涤”的具体操作：沿玻璃棒向漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流出，重复操作次。 59．(1) 使硫铁矿尽可能充分反应 过滤 (2) 用H2O2将Fe2+氧化成Fe3+，便于下一步用氨水使Fe3+沉淀 升温能增大反应速率，温度过高则H2O2受热分解 (3)Al2(SO4)3、(NH4)2SO4 (4) Fe+2Fe3+=3Fe2+ 取少量溶液于试管中，滴入KSCN溶液，如果出现血红色，说明未完全转化，若未出现血红色，说明完全转化 (5)6.72 (6)86.88 【分析】硫铁矿(主要成分为FeS2)通入空气焙烧得硫铁矿烧渣(主要成分为FeO、Fe2O3，还含有少量SiO2、Al2O3杂质)，加入硫酸，铁的氧化物、氧化铝溶解，转化为Fe2+、Fe3+、Al3+进入滤液1，SiO2不溶于硫酸，为滤渣1的成分，滤液1中加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，向氧化后的混合液中加入氨水，调pH使Fe3+沉淀而Al3+不沉淀，Al3+进入滤液2，滤液2中还有铵根、硫酸根，滤渣2为Fe(OH)3，加入H2SO4溶解Fe(OH)3得Fe3+的溶液，加入Fe进行还原，得到FeSO4溶液，最终得到FeSO4·7H2O晶体； 【详解】（1）“焙烧”时，鼓入过量的空气的目的是使硫铁矿尽可能充分反应，“操作1”是进行固液分离，操作的名称为过滤； （2）硫铁矿烧渣与H2SO4反应后的滤液1中含有Fe2+，用H2O2将Fe2+氧化成Fe3+，便于下一步用氨水使Fe3+沉淀，升温能增大反应速率，温度过高则H2O2受热分解，故需要控制温度35℃~38℃； （3）加入氨水沉淀时，调节pH可使Fe3+沉淀而Al3+不沉淀，由分析，Al3+进入滤液2，滤液2中还有铵根、硫酸根，故滤液2中主要成分为Al2(SO4)3、(NH4)2SO4； （4）“还原”时，加入Fe还原Fe3+得到FeSO4溶液，发生的主要反应的离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+，检验Fe3+是否完全转化，可以取少量溶液于试管中，滴入KSCN溶液，如果出现血红色，说明未完全转化，若未出现血红色，说明完全转化； （5）由图可看出过量系数为1.2时还原率已经达到最高，也即加入的铁粉的量为三价铁消耗铁粉量的1.2倍；n(Fe3+)=2.0mol⋅L−1×0.1L=0.2mol，根据反应2Fe3++ Fe=3Fe2+知理论上需要铁的物质的量为0.1mol，故所需要加入的铁粉的物质的量为0.12mol，质量为0.12mol×56g/mol=6.72g； （6）根据氧化还原反应得失电子守恒，Fe2+失电子，+2价变为+3价，高锰酸根得电子变为Mn2+，故反应消耗的物质的量n(Fe2+)=n()，滴加0.01000mol⋅L−1酸性KMnO4溶液恰好完全反应，消耗酸性KMnO4溶液50.00mL，故n()=0.01000mol⋅L−1×0.05L=5×10-4mol，则n(FeSO4·7H2O)=n(Fe2+)=5×5×10-4mol=2.5×10-3mol，可得硫酸亚铁晶体中FeSO4⋅7H2O的质量分数为 60．(1)还原剂 (2)可以将氧化为，对判断能否氧化造成干扰 (3) 实验IV中溶液的红色比Ⅱ、Ⅲ的深 (4) 溶液 溶液（或氯水等） (5)反应物的存在形式、反应物的相对用量等 【分析】具有还原性，含有铁离子，具有氧化性，若和溶液能发生氧化还原反应，则作还原剂； 【详解】（1）根据分析，作还原剂； （2）硝酸具有强氧化性，乙同学认为上述方案不合理，理由是可以将氧化为，对判断能否氧化造成干扰； （3）对比II、III、IV的现象可知：与直接作用是I中溶液变红的主要原因，实验证据是实验IV中溶液的红色比Ⅱ、Ⅲ的深； （4）白色沉淀是，先滴加氯化钡无明显现象说明不含硫酸根，再加氧化剂生成沉淀说明亚硫酸根被氧化成硫酸根，故试剂1是溶液，试剂2是溶液（或氯水等）； （5）综上所述，根据5组实验，含价硫元素的物质与溶液的反应与反应物的存在形式、反应物的相对用量等有关。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$