辽宁省葫芦岛市第一高级中学2024-2025学年高一上学期化学拓展卷（9）铁及其化合物

市一高中2024-2025学年度上学期课外拓展训练基础卷（9） 高一化学（铁及其化合物） 2024年11月22日 一、选择题（本题共11小题，每小题3分，共33分。每小题只有一个选项符合题目要求） 1.氯化铁是一种重要的盐，下列说法不正确的是（　　） A.氯化铁属于弱电解质 B.氯化铁溶液可腐蚀覆铜板 C.氯化铁可由铁与氯气反应制得 D.氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体 2.部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是（　　） A.a可与e反应生成b B.b既可被氧化，也可被还原 C.可将e加入浓碱液中制得d的胶体 D.可存在b→c→d→e→b的循环转化关系 3.关于下列转化过程分析不正确的是（　　） A.过程Ⅰ的反应属于分解反应 B.过程Ⅰ中Fe3O4分解时，每消耗1 mol Fe3O4转移1 mol 电子 C.过程Ⅱ的化学方程式为3FeO＋H2OFe3O4＋H2↑ D.该过程的总反应为2H2OO2↑＋2H2↑ 4.下列说法正确的是（　　） A.硫酸亚铁溶液久置后出现红褐色沉淀发生的反应为6FeSO4＋O2＋2H2O=2Fe2(SO4)3＋2Fe(OH)2↓ B.可用KSCN溶液检验FeSO4是否变质 C.FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红色 D.某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液产生蓝色沉淀，原溶液中有Fe2＋，无Fe3＋ 5.部分含铁微粒所带的电荷数与其中铁元素化合价的关系如图所示，由该图可预测含铁微粒间相互转化时所需试剂。下列推断不合理的是（　　） A.M一定为FeO B.若R为单质，则常温下浓硫酸可使R钝化 C.若Q为金属阳离子，则可用K3[Fe(CN)6]溶液检验 D.Fe3＋与氧化剂在碱性条件下反应可生成FeO42- 6.下列叙述正确的有（ ） ①在0.1 mol·L－1氯化钠溶液中可以大量存在：Fe3＋、I－、Ba2＋、HCO3－ ②FeCl2不能通过化合反应制备 ③将铁锈溶于浓盐酸，滴入KMnO4溶液，紫色褪去，证明铁锈中含有二价铁 ④FeCl3水解可生成Fe(OH)3胶体，因此FeCl3可用作净水剂 ⑤补血剂硫酸亚铁片和维生素C同时服用能增强治疗缺铁性贫血的效果 ⑥“青矾（FeSO4）”宜密封保存，防止氧化变质 A.①②③ B.④⑤⑥ C.②④⑥ D.③④⑤ 7.下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的是（　　） A B C D X FeCl2溶液 CO2 NaCl溶液 FeSO4溶液 Y FeCl3 HCl MgCl2 Fe2(SO4)3 Z Cl2 饱和Na2CO3溶液 NaOH溶液，稀盐酸 Cu 8.室温下，探究0.1 mol·L－1 FeSO4溶液的性质，下列实验方案能达到探究目的的是（　　） 选项 探究目的 实验方案 A 溶液中是否含有Fe3＋ 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化 B Fe2＋是否有氧化性 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色变化 C Fe2＋是否完全变质 向2 mL FeSO4溶液中滴加2～3滴KSCN溶液，观察溶液颜色变化 D Fe2＋是否有还原性 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴新制氯水，观察溶液颜色变化 9.探究铁及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是（　　） 实验方案 现象 结论 A 往FeCl2溶液中加入Zn片 短时间内无明显现象 Fe2＋的氧化能力比Zn2＋弱 B 往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液，再加入足量还原铁粉 溶液先变成血红色后无明显变化 Fe3＋与SCN－的反应 C 将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加KSCN溶液 溶液呈浅绿色 食品脱氧剂样品中没有＋3价铁 D 向沸水中逐滴加5～6滴饱和FeCl3溶液，持续煮沸 溶液先变成红褐色再析出沉淀 Fe3＋先水解得Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体再聚集成Fe(OH)3沉淀 10.从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下： 下列说法正确的是（　　） A.试剂a是铁、试剂b是稀硫酸 B.试剂c是氯气，相应的反应为2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－ C.操作Ⅰ、操作Ⅱ所用仪器不相同 D.用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否含有Fe2＋ 11.用废铁屑制备磁性氧化铁（Fe3O4）的过程如图： 下列说法不正确的是（　　） A.浸泡过程中适当加热并搅拌效果更好 B.检验溶液A中的Fe3＋可以用KSCN溶液 C.加H2O2时发生反应的离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋=2Fe3＋ ＋2H2O D.制备Fe3O4的反应Fe2＋＋2Fe3＋＋8OH－Fe3O4＋4H2O是氧化还原反应 二、非选择题（本题共3小题，共67分） 12.（1）已知试剂：酸性KMnO4溶液、NaOH溶液、KSCN溶液、溴水、新制氯水，请选择合适的试剂，进行下列检验，并简述操作过程。 ①检验Fe2(SO4)3溶液中是否含有FeSO4：　 。 ②检验FeSO4溶液中是否含有Fe2(SO4)3：　 。 （2）能否用酸性高锰酸钾溶液检验氯化铁溶液中含有的Fe2＋？简述原因　 　 。 （3）写出用铁氰化钾K3[Fe(CN)6]溶液检验Fe2＋生成蓝色沉淀的反应的离子方程式： 　。 13.甘氨酸亚铁[(NH2CH2COO)2Fe]是一种补铁强化剂。某学习小组利用FeCO3与甘氨酸（NH2CH2COOH）制备甘氨酸亚铁，有关物质的性质如表： 甘氨酸 柠檬酸 甘氨酸亚铁 易溶于水，微溶于乙醇 易溶于水和乙醇 易溶于水，难溶于乙醇 两性化合物 酸性、还原性 — 实验装置如图所示（夹持和加热、搅拌仪器已省略）。实验过程： Ⅰ.合成：装置C的三颈烧瓶中盛有0.1 mol FeCO3、200 mL 1.0 mol·L－1甘氨酸溶液和适量柠檬酸。实验时，先打开仪器a的旋塞，待装置C中空气排净后，加热三颈烧瓶并不断搅拌，通过仪器b向三颈烧瓶中加入适量氢氧化钠溶液调节pH到6左右，使反应物充分反应。 Ⅱ.分离：反应结束后，过滤，将滤液进行蒸发浓缩；加入无水乙醇，过滤、洗涤并干燥。 回答下列问题： （1）仪器a的名称是　 　。 （2）装置B中盛有的试剂是　 　；实验过程中装置D的导管需要一直插入液面以下的原因是　 　。 （3）合成过程中加入柠檬酸的作用是促进FeCO3溶解和　 　。 （4）加入氢氧化钠溶液调节pH若大于6，甘氨酸亚铁产量下降。原因是　 　 。 （5）过程Ⅱ中加入无水乙醇的目的是　 　。 （6）可以用　 　（写化学式）试剂检验产品中是否含有Fe3＋。 （7）本实验制得15.3 g甘氨酸亚铁（M＝204 g·mol－1），则其产率是　 　。 14.高铁酸钠（Na2FeO4）和高铁酸钾（K2FeO4）具有很强的氧化性，是一种新型的绿色净水消毒剂。 Ⅰ.工业上以菱铁矿[主要成分是FeCO3，含少量SiO2（难溶于水）]为原料制备高铁酸钠的过程如图所示： 已知：Na2FeO4只在碱性环境中稳定存在。 （1）Na2FeO4中铁元素的化合价为　 　；下列标志应贴在盛装Na2FeO4容器上的是 （填标号）。 （2）粉碎菱铁矿的目的是　 　。 （3）操作1与操作2的名称均为　 　，步骤②的目的是将Fe2＋氧化成Fe3＋， 其离子方程式为　 　。 Ⅱ.实验室利用如图所示装置制备K2FeO4，并探究其性质。 已知K2FeO4具有下列性质：紫色固体，可溶于水，微溶于KOH溶液。具有强氧化性，在酸性或中性溶液中与水反应快速产生O2，在0～5 ℃的强碱性溶液中比较稳定。与水反应能产生Fe(OH)3胶体，可除去水中的悬浮物，有净水作用。 回答下列问题： （4）A中制取的气体是　 　，反应的化学方程式为 。 （5）B的作用是　 　。 （6）C采用冰水冷却的目的是　 　。C中得到紫色固体和溶液，C中发生的反应有: ① Cl2＋ Fe(OH)3＋ KOH= K2FeO4＋ HCl＋ H2O，②　 　。 （7）D中盛装的试剂除可选用NaOH溶液外，还可选用　 　（填字母）。 A.NaCl溶液 B.FeCl2溶液 C.H2SO4溶液 D.澄清石灰水 （8）探究K2FeO4的性质：取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，经检验气体中含有Cl2。该现象　 　（“能”或“不能”）证明K2FeO4氧化了Cl－而产生Cl2，理由是　 　（用离子方程式表示）。 （9）K2FeO4与水反应的化学方程式为　 　。 高一化学基础卷 第1页 共4页 ◎ 高一化学基础卷 第2页 共4页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 市一高中2024-2025学年度上学期课外拓展训练基础卷（9） 高一化学参考答案及解析（铁及其化合物） 2024年11月22日 一、选择题（本题共11小题，每小题3分，共33分。每小题只有一个选项符合题目要求） 1.氯化铁是一种重要的盐，下列说法不正确的是（　A　） A.氯化铁属于弱电解质 B.氯化铁溶液可腐蚀覆铜板 C.氯化铁可由铁与氯气反应制得 D.氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体 解析　氯化铁在水溶液中完全电离，属于强电解质，A错误；氧化性：Fe3＋＞Cu2＋，故氯化铁溶液可腐蚀覆铜板：Cu＋2FeCl32FeCl2＋CuCl2，B正确；铁在氯气中燃烧生成氯化铁，C正确；向沸腾的蒸馏水中逐滴加入饱和氯化铁溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热，即可得到氢氧化铁胶体，D正确。 2.部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是（　C　） A.a可与e反应生成b B.b既可被氧化，也可被还原 C.可将e加入浓碱液中制得d的胶体 D.可存在b→c→d→e→b的循环转化关系 解析　分析题图可知a为Fe，b为亚铁盐，e为铁盐，c为Fe（OH）2，d为Fe（OH）3。Fe能与Fe3＋发生归中反应生成Fe2＋，A项正确；Fe2＋既有还原性又有氧化性，既能被氧化又能被还原，B项正确；将含Fe3＋的盐加入浓碱液中得到的是Fe（OH）3沉淀，不能制得Fe（OH）3胶体，C项错误；存在循环转化：Fe2＋Fe(OH)2Fe(OH)3Fe3＋Fe2＋，D项正确。 3.关于下列转化过程分析不正确的是（　B　） A.过程Ⅰ的反应属于分解反应 B.过程Ⅰ中Fe3O4分解时，每消耗1 mol Fe3O4转移1 mol 电子 C.过程Ⅱ的化学方程式为3FeO＋H2OFe3O4＋H2↑ D.该过程的总反应为2H2OO2↑＋2H2↑ 解析　过程Ⅰ的化学方程式为2Fe3O46FeO＋O2↑，属于分解反应，当有2 mol Fe3O4分解时，生成1 mol O2，转移4 mol电子，故每消耗1 mol Fe3O4转移2 mol电子，A项正确，B项错误；过程Ⅱ中FeO与H2O在加热条件下反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为3FeO＋H2OFe3O4＋H2↑，C项正确；由过程Ⅰ和过程Ⅱ的反应方程式可得，该过程的总反应为2H2OO2↑＋2H2↑，D项正确。 4.下列说法正确的是（　B　） A.硫酸亚铁溶液久置后出现红褐色沉淀发生的反应为6FeSO4＋O2＋2H2O2Fe2（SO4）3＋2Fe（OH）2↓ B.可用KSCN溶液检验FeSO4是否变质 C.FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红色 D.某溶液中滴加K3[Fe（CN）6]溶液产生蓝色沉淀，原溶液中有Fe2＋，无Fe3＋ 解析　FeSO4溶液久置后出现的棕黄色沉淀应为Fe（OH）3，而不是Fe（OH）2，发生的反应为12FeSO4＋3O2＋6H2O4Fe2（SO4）3＋4Fe（OH）3↓，A项错误；FeSO4溶液变质有Fe3＋生成，KSCN与Fe3＋会形成红色物质，故可用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质，B项正确；FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，无明显现象，C项错误；Fe2＋遇K3[Fe（CN）6]溶液能够产生蓝色沉淀，因此原溶液中一定含有Fe2＋，但是否含有Fe3＋无法确定，若要确定Fe3＋的存在，则需要向溶液中加入KSCN溶液，观察溶液是否变为红色，D项错误。 5.部分含铁微粒所带的电荷数与其中铁元素化合价的关系如图所示，由该图可预测含铁微粒间相互转化时所需试剂。下列推断不合理的是（　A　） A.M一定为FeO B.若R为单质，则常温下浓硫酸可使R钝化 C.若Q为金属阳离子，则可用K3[Fe（CN）6]溶液检验 D.Fe3＋与氧化剂在碱性条件下反应可生成Fe 解析　由题图可知，M还可以是Fe（OH）2等，A项错误；若R为单质，则R为Fe，常温下，Fe遇浓硫酸钝化，B项正确；若Q为金属阳离子，则Q为Fe2＋，可用K3[Fe（CN）6]溶液检验Fe2＋，C项正确；由题图可知，Fe3＋在碱性条件下与氧化剂反应可生成Fe，D项正确。 6.下列叙述正确的有（ B ） ①在0.1 mol·L－1氯化钠溶液中可以大量存在：Fe3＋、I－、Ba2＋、HC（　✕　） ②FeCl2不能通过化合反应制备（　✕　） ③将铁锈溶于浓盐酸，滴入KMnO4溶液，紫色褪去，证明铁锈中含有二价铁（　✕　） ④FeCl3水解可生成Fe（OH）3胶体，因此FeCl3可用作净水剂（　√　） ⑤补血剂硫酸亚铁片和维生素C同时服用能增强治疗缺铁性贫血的效果（　√　） ⑥“青矾（FeSO4）”宜密封保存，防止氧化变质（　√　） A.①②③ B.④⑤⑥ C.②④⑥ D.③④⑤ 7.下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的是（　C　） A B C D X FeCl2溶液 CO2 NaCl溶液 FeSO4溶液 Y FeCl3 HCl MgCl2 Fe2（SO4）3 Z Cl2 饱和Na2CO3溶液 NaOH溶液，稀盐酸 Cu 解析　氯气会将FeCl2氧化为FeCl3，达不到除杂目的，A项错误；CO2、HCl均能与饱和Na2CO3溶液反应，不能用于除去CO2中的HCl杂质，B项错误；MgCl2能与NaOH反应而NaCl不与NaOH反应，产生的氢氧化镁沉淀过滤后再用适量的稀盐酸除去过量的NaOH，C项正确；Cu与铁离子反应会引入Cu2＋杂质，D项错误。 8.室温下，探究0.1 mol·L－1 FeSO4溶液的性质，下列实验方案能达到探究目的的是（　D　） 选项 探究目的 实验方案 A 溶液中是否含有Fe3＋ 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化 B Fe2＋是否有氧化性 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色变化 C Fe2＋是否完全变质 向2 mL FeSO4溶液中滴加2～3滴KSCN溶液，观察溶液颜色变化 D Fe2＋是否有还原性 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴新制氯水，观察溶液颜色变化 解析　先加新制氯水，会将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，检验FeSO4溶液中是否含有Fe3＋，应直接加KSCN溶液，A不能达到探究目的；酸性KMnO4溶液（紫红色）具有强氧化性，能将Fe2＋氧化为Fe3＋，自身颜色变浅或褪去，可用于检验Fe2＋的还原性，而非氧化性，B不能达到探究目的；Fe2＋是否完全变质，应检查溶液中是否还有Fe2＋，C不能达到探究目的；Fe2＋会被氯水氧化成Fe3＋，溶液由浅绿色变成棕黄色，D能达到探究目的。 9.探究铁及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是（　D　） 实验方案 现象 结论 A 往FeCl2溶液中加入Zn片 短时间内无明显现象 Fe2＋的氧化能力比Zn2＋弱 B 往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液，再加入足量还原铁粉 溶液先变成血红色后无明显变化 Fe3＋与SCN－的反应 C 将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加KSCN溶液 溶液呈浅绿色 食品脱氧剂样品中没有＋3价铁 D 向沸水中逐滴加5～6滴饱和FeCl3溶液，持续煮沸 溶液先变成红褐色再析出沉淀 Fe3＋先水解得Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体再聚集成Fe(OH)3沉淀 解析　往FeCl2溶液中加入Zn片，发生反应Fe2＋＋ZnFe＋Zn2＋，Fe2＋的氧化能力比Zn2＋的强，A项错误；往Fe2（SO4）3溶液中滴加KSCN溶液，发生反应Fe3＋＋3SCN－Fe（SCN）3，溶液变血红色，再加入少量还原铁粉，红色因Fe3＋与铁粉反应而褪色，B项错误；若食品脱氧剂样品中有＋3价铁，铁粉与＋3价铁发生反应Fe＋2Fe3＋3Fe2＋，滴加KSCN溶液，溶液呈浅绿色，C项错误；向沸水中逐滴加5～6滴饱和FeCl3溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，得到Fe（OH）3胶体，持续煮沸，Fe（OH）3胶体发生聚沉，析出红褐色沉淀，D项正确。 10.从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下： 下列说法正确的是（　C　） A.试剂a是铁、试剂b是稀硫酸 B.操作Ⅰ、操作Ⅱ所用仪器不相同 C.试剂c是氯气，相应的反应为2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－ D.用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否含有Fe2＋ 解析　根据工业废液的成分和制得氯化铁晶体对流程进行如下梳理： 试剂b若为稀硫酸，则会引入S杂质离子，A项错误；操作Ⅰ和操作Ⅱ是过滤，所用仪器相同，B项错误；滤液Z和X中均含有氯化亚铁，因此试剂c为氯气，氯气可将溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋，C项正确；Fe2＋、Cl－都可以被酸性高锰酸钾溶液氧化而使溶液褪色，因此不能用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有Fe2＋，D项错误。 11.用废铁屑制备磁性氧化铁（Fe3O4）的过程如图： 下列说法不正确的是（　D　） A.浸泡过程中适当加热并搅拌效果更好 B.检验溶液A中的Fe3＋可以用KSCN溶液 C.加H2O2时发生反应的离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋2Fe3＋ ＋2H2O D.制备Fe3O4的反应Fe2＋＋2Fe3＋＋8OH－Fe3O4＋4H2O是氧化还原反应 解析　浸泡过程中适当加热并搅拌可以提高反应速率，效果更好，A项正确；检验铁离子可以用KSCN溶液，B项正确；过氧化氢能氧化亚铁离子，离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋2Fe3＋ ＋2H2O，C项正确；制备Fe3O4的反应为Fe2＋＋2Fe3＋＋8OH－Fe3O4＋4H2O，该反应没有元素化合价发生变化，不是氧化还原反应，D项错误。 二、非选择题（本题共3小题，共67分） 12.（1）已知试剂：酸性KMnO4溶液、NaOH溶液、KSCN溶液、溴水、新制氯水，请选择合适的试剂，进行下列检验，并简述操作过程。 ①检验Fe2（SO4）3溶液中是否含有FeSO4：　酸性KMnO4溶液；取少量溶液，向其中滴加酸性KMnO4溶液，如果溶液紫色褪去，说明Fe2（SO4）3溶液中含有FeSO4　。 ②检验FeSO4溶液中是否含有Fe2（SO4）3：　KSCN溶液；取少量溶液，向其中滴加KSCN溶液，若溶液呈红色，说明FeSO4溶液中含有Fe2（SO4）3　。 （2）能否用酸性高锰酸钾溶液检验氯化铁溶液中含有的Fe2＋？简述原因　不能。Cl－也能还原Mn生成Mn2＋而使酸性高锰酸钾溶液褪色，产生干扰　。 （3）写出用铁氰化钾溶液检验Fe2＋生成蓝色沉淀的反应的离子方程式：　K＋＋Fe2＋＋[Fe（CN）6]3－ KFe[Fe（CN）6]↓　。 13.甘氨酸亚铁[(NH2CH2COO)2Fe]是一种补铁强化剂。某学习小组利用FeCO3与甘氨酸（NH2CH2COOH）制备甘氨酸亚铁，有关物质的性质如表： 甘氨酸 柠檬酸 甘氨酸亚铁 易溶于水，微溶于乙醇 易溶于水和乙醇 易溶于水，难溶于乙醇 两性化合物 酸性、还原性 — 实验装置如图所示（夹持和加热、搅拌仪器已省略）。实验过程： Ⅰ.合成：装置C的三颈烧瓶中盛有0.1 mol FeCO3、200 mL 1.0 mol·L－1甘氨酸溶液和适量柠檬酸。实验时，先打开仪器a的旋塞，待装置C中空气排净后，加热三颈烧瓶并不断搅拌，通过仪器b向三颈烧瓶中加入适量氢氧化钠溶液调节pH到6左右，使反应物充分反应。 Ⅱ.分离：反应结束后，过滤，将滤液进行蒸发浓缩；加入无水乙醇，过滤、洗涤并干燥。 回答下列问题： （1）仪器a的名称是　分液漏斗　。 （2）装置B中盛有的试剂是　饱和NaHCO3溶液　；实验过程中装置D的导管需要一直插入液面以下的原因是　防止空气进入C，氧化Fe2＋　。 （3）合成过程中加入柠檬酸的作用是促进FeCO3溶解和　防止Fe2＋被氧化　。 （4）加入氢氧化钠溶液调节pH若大于6，甘氨酸亚铁产量下降。原因是　溶液碱性增强，会导致溶液中的Fe2＋直接与OH－反应生成Fe（OH）2沉淀　。 （5）过程Ⅱ中加入无水乙醇的目的是　溶解柠檬酸，降低甘氨酸亚铁的溶解度，使其结晶析出　。 （6）可以用　KSCN溶液（其他合理答案也可）　（写化学式）试剂检验产品中是否含有Fe3＋。 （7）本实验制得15.3 g甘氨酸亚铁（M＝204 g·mol－1），则其产率是　75％　。 解析　实验剖析：装置A中盐酸和石灰石反应制取二氧化碳气体，由于盐酸具有挥发性，生成的二氧化碳气体中混有氯化氢，因此装置B中盛有的试剂是饱和碳酸氢钠溶液，用来除去二氧化碳气体中混有的氯化氢气体；装置C用于甘氨酸亚铁的制取；亚铁离子具有还原性，易被空气中的氧气氧化，因此必须将装置D中导管插入液面以下，防止空气中的氧气进入装置C将亚铁离子氧化。（1）仪器a为分液漏斗。（2）由实验剖析可知，装置B中盛有的试剂是饱和碳酸氢钠溶液，用来除去二氧化碳气体中混有的氯化氢气体；装置D的导管插入液面以下是为了防止空气中的氧气进入装置C将亚铁离子氧化。（3）根据题中表格提供的信息，柠檬酸具有强酸性和强还原性，知合成过程中加入柠檬酸可促进FeCO3溶解和防止亚铁离子被氧化。（4）加入氢氧化钠溶液调节pH若大于6，溶液碱性增强，会导致溶液中的亚铁离子直接与氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁沉淀。（5）由已知信息可知，甘氨酸亚铁难溶于乙醇，柠檬酸易溶于乙醇，所以过程Ⅱ中加入无水乙醇的目的是溶解柠檬酸，降低甘氨酸亚铁的溶解度，使其结晶析出。（6）检验Fe3＋的试剂可以为KSCN溶液，加入KSCN，若溶液变为红色，则说明含有Fe3＋，否则不含Fe3＋。（7）所用甘氨酸的物质的量为0.2 L×1.0 mol·L－1＝0.2 mol，所用碳酸亚铁的物质的量为0.1 mol，因此理论上可生成0.1 mol甘氨酸亚铁，其质量为204 g·mol－1×0.1 mol＝20.4 g，实际得到产品的质量为15.3 g，则产率为×100％＝75％。 14.高铁酸钠（Na2FeO4）和高铁酸钾（K2FeO4）具有很强的氧化性，是一种新型的绿色净水消毒剂。 Ⅰ.工业上以菱铁矿[主要成分是FeCO3，含少量SiO2（难溶于水）]为原料制备高铁酸钠的过程如图所示： 已知：Na2FeO4只在碱性环境中稳定存在。 （1）Na2FeO4中铁元素的化合价为　＋6　；下列标志应贴在盛装Na2FeO4容器上的是d（填标号）。 （2）粉碎菱铁矿的目的是　增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率　。 （3）操作1与操作2的名称均为　过滤　，步骤②的目的是将Fe2＋氧化成Fe3＋， 其离子方程式为　2Fe2＋＋ClO－＋2H＋2Fe3＋＋Cl－＋H2O　。 Ⅱ.实验室利用如图所示装置制备K2FeO4，并探究其性质。 已知K2FeO4具有下列性质：紫色固体，可溶于水，微溶于KOH溶液。具有强氧化性，在酸性或中性溶液中与水反应快速产生O2，在0～5 ℃的强碱性溶液中比较稳定。与水反应能产生Fe(OH)3胶体，可除去水中的悬浮物，有净水作用。 回答下列问题： （4）A中制取的气体是Cl2，反应的化学方程式为MnO2＋4HCl（浓）MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。 （5）B的作用是　除去氯气中的HCl　。 （6）C采用冰水冷却的目的是　防止高铁酸钾损失　。C中得到紫色固体和溶液，C中发生的反应有: ①3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH=2K2FeO4＋6HCl＋8H2O，②Cl2＋2KOH=KCl＋KClO＋H2O　。 （7）D中盛装的试剂除可选用NaOH溶液外，还可选用　B　（填字母）。 A.NaCl溶液 B.FeCl2溶液 C.H2SO4溶液 D.澄清石灰水 （8）探究K2FeO4的性质：取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，经检验气体中含有Cl2。该现象　不能　（“能”或“不能”）证明K2FeO4氧化了Cl－而产生Cl2，理由是　ClO－＋Cl－＋2H＋l2↑＋H2O　（用离子方程式表示）。 （9）K2FeO4与水反应的化学方程式为　4K2FeO4＋10H2O4Fe（OH）3（胶体）＋8KOH＋3O2↑　。 解析　（1）根据化合物中各元素化合价的代数和为0，由Na为＋1价，O为－2价，可知Fe为＋6价。由题干信息可知，Na2FeO4具有强氧化性，故需贴无机氧化剂的标志。（2）粉碎后，反应物表面积增大，可提高酸浸速率，提高浸出率。（3）SiO2不与稀硫酸反应，酸浸后经操作1（过滤）将SiO2除去，得到H2SO4和FeSO4的混合溶液；步骤④在Na2FeO4溶液中加入NaOH固体后Na2FeO4结晶析出，经操作2（过滤）得到Na2FeO4固体，故这两个操作均为过滤。步骤②加入氧化剂NaClO，Fe2＋被氧化为Fe3＋，故该反应的离子方程式为2Fe2＋＋ClO－＋2H＋2Fe3＋＋Cl－＋H2O。（4）装置A用于制备氯气，其反应的化学方程式为MnO2＋4HCl（浓）MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。（5）装置A制备的氯气中混有HCl，HCl能与装置C中的KOH溶液反应，故装置B的作用是除去氯气中的HCl。（6）根据题意，高铁酸钾在0～5 ℃的强碱性溶液中比较稳定，因此制备高铁酸钾时，装置C采用冰水浴，目的是防止高铁酸钾损失；氯气也能与KOH溶液反应，其化学方程式为Cl2＋2KOHKCl＋KClO＋H2O。（7）装置D的作用是除去多余氯气，防止污染空气，NaCl溶液、H2SO4溶液不与氯气反应，不能替换NaOH溶液，氢氧化钙微溶于水，因此澄清石灰水中氢氧化钙含量较低，不能完全吸收氯气，不能用澄清石灰水代替氢氧化钠溶液，FeCl2能与氯气反应生成氯化铁，能吸收氯气，可用氯化亚铁溶液代替氢氧化钠溶液，故答案为B。（8）根据问题（6），C中溶液中含有KClO和KCl，加入硫酸，发生ClO－＋Cl－＋2H＋Cl2↑＋H2O，因此加入稀硫酸，产生黄绿色气体，不能证明高铁酸钾将Cl－氧化。（9）根据信息可知，高铁酸钾与水反应生成氢氧化铁胶体，铁元素化合价降低，根据氧化还原反应规律，应还有氧气产生，因此化学方程式为4K2FeO4＋10H2O4Fe（OH）3（胶体）＋8KOH＋3O2↑。 学科网（北京）股份有限公司 $$