专题14 铁及其化合物的转化及相关实验-【压轴题】2024-2025学年高一化学同步培优训练（苏教版2019必修第二册）

专题14 铁及其化合物的转化及相关实验 解题知识必备压轴典例分析压轴能力测试 一、铁及其化合物的转化 1.Fe只有还原性，可以被氧化成Fe2＋或Fe3＋。 （1）FeFe2＋ （2）Fe―→Fe3O4 （3）FeFe3＋ 2Fe＋3X22FeX3（X代表F、Cl、Br） 2.Fe2＋既具有还原性又具有氧化性，可以被氧化为Fe3＋，也可以被还原为Fe。 转化 Fe2＋―→Fe3＋ Fe2＋―→Fe 试剂 强氧化剂：Cl2、Br2、H2O2、KMnO4、HNO3、HClO等 还原剂：C、Al、Zn、CO等 实例 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋，FeO＋COFe＋CO2 3.Fe3＋具有较强氧化性，可被还原为Fe或Fe2＋。 转化 Fe3＋―→Fe Fe3＋―→Fe2＋ 试剂 强还原剂：C、Zn、CO等 还原剂：Fe、Cu等 实例 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ 4.“铁三角”转化关系 （1）0价铁、＋2价铁、＋3价铁在一定条件下可相互转化，被称之为“铁三角”转化关系。 （2）“铁三角”转化关系的应用 ①判断离子共存 a.Fe3＋与I－、S2－、HS－等因发生氧化还原反应而不能大量共存。 b.Fe2＋与S2－、ClO－、MnO、NO（H＋）等离子因发生复分解反应或氧化还原反应而不能大量共存。 ②分离与提纯 主要物质 杂质 除杂试剂和方法 Fe3＋ Fe2＋ 加入H2O2 Fe2＋ Fe3＋ 加入过量Fe粉，过滤 Fe2＋ Cu2＋ 加入过量Fe粉，过滤 5.铁盐、亚铁盐转化的应用 Fe2＋Fe3＋ (1)Fe2＋、Fe3＋的除杂 主要成分 杂质 除杂方法 FeCl3 FeCl2 加入氯水或H2O2溶液 FeCl2 FeCl3 加入过量铁粉后过滤 FeCl2 CuCl2 加入过量铁粉后过滤 (2)判断离子共存 Fe2＋N(H＋)、ClO-、Mn　 Fe3＋I-、S2-(或HS-)、S(或HS) 6．铁及其化合物的“价—类”二维图及转化关系 二、铁及其化合物的相关实验 1.Fe2＋与Fe3＋的鉴别方法 Fe2＋ Fe3＋ 溶液的 颜色 浅绿色 棕黄色 加碱 白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀 Fe2＋＋2OH－===Fe（OH）2↓ 4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3 红褐色沉淀 Fe3＋＋3OH－===Fe（OH）3↓ 加KSCN 溶液 无明显现象 溶液变血红色Fe3＋＋3SCN－===Fe（SCN）3 其他 借助Fe3＋的检验方法 Fe2＋无现象血红色 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ Fe3＋＋3SCN－=== Fe（SCN）3（血红色） 2.含有Fe3＋的溶液中Fe2＋的检验 加入KSCN溶液，溶液变红色，另取溶液（于洁净试管中）滴加酸性KMnO4溶液，溶液褪色，则含有Fe2＋，溶液不褪色，则无Fe2＋。 注意　（1）Fe3＋呈棕黄色，Fe2＋呈浅绿色，可作为推断题的突破口，但一般不用于离子的检验。 （2）Fe3＋与SCN－作用后的“溶液”显红色，不生成沉淀。 3.检验Fe2＋的注意事项 （1）试剂加入的先后顺序，防止Fe2＋被氧化成Fe3＋而干扰检验。 待测液不变色血红色 （2）防止加入强氧化性的物质将Fe2＋氧化成Fe3＋，如酸性的NO、酸性的MnO、H2O2等。 （3）若溶液中同时含有Fe3＋、Fe2＋，检验Fe2＋时不能采用硫氰化物法、加碱法等，因为Fe3＋对Fe2＋的检验造成干扰，通常向溶液中滴加适量酸性高锰酸钾溶液，溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋。 4．实验探究氢氧化亚铁的制备 （1）制备原理 ①制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe（OH）2↓。 ②成功关键：溶液中不含O2等氧化性物质；制备过程中，保证生成的Fe（OH）2在密闭的、隔绝空气的体系中。 （2）常用方法 ①有机层隔离法 a.反应在试管底部进行。 b.加隔氧剂，如加入汽油、苯等比水轻的有机溶剂[如图，由于苯的液封作用，可防止生成的Fe（OH）2被氧化，因而可较长时间观察到白色的Fe（OH）2沉淀]。 ②还原性气体保护法 该方法是先在装置Ⅰ中产生FeSO4溶液，并利用产生的H2排尽整个装置中的空气，待检验H2的纯度后，再关闭止水夹K，利用产生的H2把FeSO4溶液压入装置Ⅱ中与NaOH溶液进行反应。 【例1】 （24-25高一上·山西·阶段练习）铁的价-类二维图如图所示。下列说法错误的是 A．d的化学式为Fe(OH)3 B．a转化为b的反应一定是氧化还原反应 C．c露置在空气中会迅速转化为灰绿色，最后变为红褐色 D．可将c加入浓碱液中制得d的胶体 【答案】D 【分析】根据铁元素的价、类二维图，可知：a是Fe单质，b是+2价的亚铁盐，c是Fe(OH)2，d是Fe(OH)3，e是+3价的铁盐，然后根据物质的性质及转化关系分析解答。 【解析】A．根据上述分析可知：d是Fe元素的+3价的碱，氢氧化铁，化学式为Fe(OH)3，A正确； B．根据上述分析可知：a是Fe单质，Fe元素化合价为0价；b是+2价的亚铁盐，在a转化为b的反应中，Fe元素化合价升高，有元素化合价的变化，因此该反应一定是氧化还原反应，B正确； C．根据上述分析可知：c是白色Fe(OH)2，其中Fe为+2价，该物质不稳定，具有强的还原性，容易被空气中的O2氧化为红褐色Fe(OH)3，随着氧化反应的进行，Fe(OH)3生成量逐渐增加，会看到露置在空气中的Fe(OH)2迅速转化为灰绿色，最后变为红褐色，C正确； D．在实验室制取Fe(OH)3胶体时，是将几滴饱和FeCl3溶液滴入沸腾的蒸馏水中，继续加热至液体呈红褐色，停止加热，就制取得到Fe(OH)3胶体。若将FeCl3溶液滴入到浓碱液中制得的是Fe(OH)3的沉淀，不是Fe(OH)3胶体，D错误； 故合理选项是D。 【例2】（24-25高一上·河南安阳·期末）物以“硒”为贵，人倚“硒”为福。硒在医学健康、电子、化工、农业等领域应用广泛。 工业上采用从含硒废料中提取硒，主要涉及的反应有： ①； ②。 回答下列问题： (1)用双线桥表示反应①中电子转移的方向和数目 。 (2)反应①中，还原剂是 ，氧化产物与还原产物的个数比为 。 (3)反应②中，每生成2个Se，转移 个电子。 (4)铁是人体含量最多的微量元素， 这些铁在人体中是以Fe2+和Fe3+的形式存在。若向FeSO4溶液中加入NaOH溶液时，观察到生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变为红褐色，请书写相应的化学方程式： 。若向酸性KMnO4溶液中加入FeSO4溶液，观察溶液的紫红色褪去，生成MnSO4。请书写相应的离子方程式： 。 (5)草酸亚铁晶体(FeC2O4∙2H2O)可作为制备电池正极材料磷酸铁锂的原料。“转化”过程在如图所示的装置中进行。导管A的作用是 。 【答案】(1) (2) Se 1∶4 (3)8 (4) 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 5Fe2++MnO+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O (5)平衡压强，使H2C2O4溶液顺利滴入三颈烧瓶中 【解析】（1）该反应中，Se失去电子，化合价升高，Cl得到电子，化合价降低，用双线桥表示为：； （2）反应①中Se的化合价升高，作还原剂，氧化产物是H2SeO3，还原产物是ClO2，根据方程式可知氧化产物与还原产物的个数比为1∶4； （3）反应②中Se的化合价由+4价降低到0价，则该反应转移4个电子，则每生成2个Se，转移8个电子； （4）白色沉淀为Fe(OH)2，后沉淀迅速变灰绿色，最终变红褐色Fe(OH)3，化学方程式为； Fe2+被MnO氧化为Fe3+、MnO被还原为Mn2+，根据得失电子守恒、电荷守恒，配平反应的离子方程式为5Fe2++MnO+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O； （5）导管A是恒压滴液漏斗的导管，其作用是平衡压强，使溶液顺利滴入三颈烧瓶中。 【例3】 （24-25高一下·云南昭通·阶段练习）绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁()，在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的制取和一些性质进行探究。回答下列问题： Ⅰ．采用硫铁矿焙烧后的烧渣(主要成分为、、，不考虑其他杂质)制取绿矾，设计了如图所示流程(部分物质已略去，流程中不与稀硫酸反应)。 (1)步骤③中必需严格控制溶液的用量，原因可能是 (用离子方程式表示，任写一个即可)。 (2)下列说法正确的是 (填字母)。 A．固体X为铁粉 B．溶液中含有的阳离子主要是、、 C．从溶液C到绿矾的过程中，须控制条件防止其氧化 Ⅱ．为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管(带两端开关和)(设为装置A)称重，记为。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置称重，记为。按图所示连接好装置进行实验。 (3)将下列实验操作步骤正确排序： (填字母)。重复上述操作步骤，直至恒重，记为。 a．点燃酒精灯，加热　　　　　　　　　　b．熄灭酒精灯 c．关闭和　　　　　　　　　　　　d．打开和，缓缓通入 e．称量　　　　　　　　　　　　　　　f．冷却到室温 (4)根据实验记录，计算绿矾化学式中结晶水数目 (列式表示)。若实验时按a、d次序操作，则使 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 Ⅲ．为探究硫酸亚铁的分解产物，将(3)中已恒重的装置A接入图所示的装置中，打开和，缓缓通入，加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。 (5)C、D中的溶液依次为 (填字母)。C、D中有气泡冒出，并可观察到的现象分别为 。 a．品红溶液    b．溶液    c．溶液    d．溶液    e．浓硫酸 (6)写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式： 。 【答案】(1)[或] (2)AC (3)dabfce (4) 偏小 (5) c、a 产生白色沉淀、品红溶液褪色 (6) 【分析】Ⅰ．烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3)加入过量稀硫酸发生反应Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，SiO2不反应，过滤后得到的固体A为SiO2，滤液A中含有阳离子主要是Fe3+、Al3+；制备的是FeSO4∙7H2O，加入固体X铁单质将铁离子转化成Fe2+，过滤后得到滤液B，固体B为过量的铁粉，溶液B中含有的阳离子主要是Fe2+、Al3+；溶液B中加入NaOH溶液调节溶液pH，Al3+转化成氢氧化铝沉淀，过滤得到氢氧化铝沉淀和滤液C，滤液C主要含有FeSO4，将滤液C经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到绿矾(FeSO4∙7H2O)和滤液D，据此分析。 Ⅱ．先称量装置A的质量记为m1 g，装入样品后称量装置A的质量，记为，在组装好实验器材并检验过气密性后，应先打开K1和K2，缓慢通入氮气，将装置中的空气排净后(防止硫酸亚铁被氧化)，再点燃酒精灯加热，使绿矾失去结晶水。实验结束时，先熄灭酒精灯，待冷却到室温后再关闭K1和K2，称量A的质量，重复上述操作，直至A恒重，质量记为m3g。 Ⅲ．C中氯化钡可检验三氧化硫，D中品红可检验二氧化硫；硫酸亚铁高温分解生成氧化铁、二氧化硫、三氧化硫。 【解析】（1）氢氧化铝是两性氢氧化物，能与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠，同时亚铁离子也可以和氢氧化钠反应生成沉淀，则“除铝”过程中氢氧化钠溶液过量会发生的反应为[或]。 （2）A．根据分析，固体X为铁粉，A正确； B．结合分析，溶液中含有的阳离子主要是、，B错误； C．亚铁离子容易被氧化为铁离子，从溶液C到绿矾的过程中，须控制条件防止其氧化，C正确； 故选AC。 （3）在组装好实验器材并检验过气密性后，应先打开K1和K2，缓慢通入氮气，将装置中的空气排净后(防止硫酸亚铁被氧化)，再点燃酒精灯加热。实验结束时，先熄灭酒精灯，待冷却到室温后再关闭K1和K2，称量A的质量，因此操作顺序为：dabfce。 （4）加热后损失的水分的质量为(-m3)g，物质的量为=，加热后剩余的FeSO4的质量为(m3-m1)g，物质的量为=，因此水和FeSO4的物质的量之比为:，即水的物质的量是FeSO4的物质的量的倍，因此x的值为。实验时按a、d次序操作，会导致硫酸亚铁被氧化，最后称量的固体的质量偏大，测定结果偏小。 （5）实验后反应管中残留固体为红色粉末，说明生成Fe2O3，则反应中Fe元素化合价升高，S元素化合价应降低，则一定生成SO2，可知硫酸亚铁高温分解可生成Fe2O3、SO3、SO2，C为氯化钡，用于检验SO3，可观察到产生白色沉淀，D为品红，可用于检验SO2，品红褪色，故答案为：c、a；C、D中有气泡冒出，并可观察到的现象分别为产生白色沉淀、品红溶液褪色。 （6）硫酸亚铁高温分解可生成Fe2O3、SO3、SO2，方程式为2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。 【例4】（24-25高一上·浙江·期中）是一种白色固体，难溶于水，在潮湿空气中容易变质，温度高于时分解，可用于制备补铁剂。下图是制备的一种工艺流程： 回答下列问题： (1)检测进入沉淀池的溶液是否变质是确保产品纯度的一个重要环节，检测溶液是否变质的操作为 。 (2)沉淀池中发生的离子方程式为 。 (3)操作Ⅰ的实验操作方法为 。 (4)操作Ⅱ为产品的洗涤、干燥。在实际生产过程中，固体产品要先用无氧水洗涤，再用无水乙醇冲洗。选用无氧水洗涤的原因是 。 (5)若将在空气中加热（高于），会得到一种暗红色固体，在空气加热的反应方程式 。 【答案】(1)取少量溶液于一支试管中，滴加KSCN，若出现血红色，则说明溶液变质，若无现象，则没有变质。 (2) (3)过滤 (4)防止被氧化 (5) 【分析】溶液在沉淀池中与过量的反应生成沉淀，过滤得到碳酸亚铁固体，先用无氧水洗涤，再用无水乙醇冲洗、干燥得到固体，据此分析解答。 【解析】（1）溶液若变质，溶液中会出现，因此检验溶液是否变质，可通过检验是否存在的方法来检验，故答案为取少量溶液于一支试管中，滴加KSCN，若出现血红色，则说明溶液变质，若无现象，则没有变质。 （2）沉淀池生成沉淀，根据反应物和反应，可得反应的离子方程式。 （3）操作Ⅰ后得到固体和滤液，可知操作Ⅰ为过滤。 （4）具有还原性，很容易氧气氧化，因此洗涤时要用无氧水洗涤，防止被氧化。 （5）在空气中加热（高于），会得到一种暗红色固体，可知生成，其过程发生了氧化还原反应，有氧气参与，故反应的化学方程式是。 【例5】（24-25高一上·内蒙古通辽·阶段练习）铁及其化合物在生产生活中具有重要的应用。甲乙两个实验小组欲采用下图装置制备氢氧化亚铁及验证其性质。 I．甲组实验装置图和步骤如下所示： 步骤1.检查装置的气密性后，关闭 、 ，打开 、、，使装置1中产生的气体进入装置2中，排尽装置2中的空气。 步骤2.待装置2中的空气排尽后，关闭，打开，将装置1中溶液压入装置2中并观察现象。 步骤3.关闭、，打开，使装置3中产生的气体通入装置2中并观察现象。 回答下列问题： (1)高炉炼铁的原料主要是Fe2O3，它与Al2O3都是金属氧化物，但是Al2O3属于两性氧化物，Al2O3与NaOH溶液反应的离子方程式为 。 (2)稀硫酸的作用是 ，装置2中的长玻璃管的作用 。 (3)步骤3，装置2中的现象是 ，其发生反应的化学方程式为 。 Ⅱ．乙组在下图所示的装置中，用钠粒、细铁丝和稀盐酸等试剂反应制备。实验步骤如下： 步骤1：按图示组装仪器，向一支小的具支试管中加入2ml左右的稀盐酸，再加入2ml左右的煤油，玻璃管下端粘住一小块钠粒(用滤纸吸干表面煤油，切去氧化层)。 步骤2：将铁丝浸入稀盐酸，反应放出，待试管内空气排尽后，向上提拉铁丝，使铁丝脱离液面，并关闭止水夹：用另一根细铁丝沿玻璃管内将钠粒捣入液体中。 (4)该实验可以较长时间观察到氢氧化亚铁沉淀，则该发生的反应除Fe+2H+=Fe2++H2↑以外，还有 。(离子方程式) (5)捣入钠粒后，预测具支试管中的现象 。 【答案】(1)Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]- (2) 与Fe反应，制备FeSO4 平衡气压(或辅助排除装置2中的空气) (3) 白色沉淀逐渐变为灰绿色，最后变为红褐色 (4)2Na+2H2O+Fe2+=Fe(OH)2↓+2Na++H2↑ (5)钠不停地上下移动，并有气泡产生，很快有白色沉淀出现 【分析】氢氧化亚铁具有还原性，易被氧气氧化为氢氧化铁。为防止氢氧化亚铁被氧气氧化，制备氢氧化亚铁时，要先用氢气等还原性气体排出装置内的空气，再将亚铁盐和氢氧化钠溶液混合。 【解析】（1）Al2O3属于两性氧化物，Al2O3与NaOH溶液反应生成四羟基合铝酸钠，反应的离子方程式为Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]-。 （2）该实验制备氢氧化亚铁，氢氧化亚铁容易被氧气氧化，因此打开、、，关闭和，装置1中稀硫酸与Fe反应，制备FeSO4并产生，将体系中的空气沿长玻璃管排出，因此长玻璃管作用之一是辅助排出装置2中的空气，同时作用之二是平衡压强，防止装置中压强过大，发生危险； （3）装置3中在催化剂下分解成和，打开，关闭、，氧气进入装置2中，发生反应，观察到白色沉淀逐渐变为灰绿色，最后变为红褐色。 （4）将铁丝浸入盐酸，反应放出氢气，Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，待试管内空气排尽后，向上提拉铁丝，使铁丝脱离液面，关闭弹簧夹；用另一根细铁丝沿玻璃管内将钠粒捣入液体中，2Na+2H2O+Fe2+=Fe(OH)2↓+2Na++H2↑。 （5）金属钠的密度大于煤油，能和盐酸剧烈反应产生氢气、氢氧化钠，氢氧化钠和氯化亚铁之间反应生成白色沉淀，会看到：钠不停地上下移动，并有气泡产生，很快有白色沉淀出现。 1． （24-25高一下·广西柳州·期中）下列有关铁及其化合物的说法错误的是 A．铁有良好的导电、导热性 B．铁高温时与水蒸气反应生成 C．铁粉具有还原性，可用作食品脱氧剂 D．可用除去溶液中含有的 【答案】D 【解析】A．铁属于金属，具有良好的导电、导热性，A正确； B．高温下，Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和H2，B正确； C．铁粉具有还原性，能和空气中氧气反应，用作食品脱氧剂，C正确； D．可以和反应生成，D错误； 故选D。 2．（24-25高一上·浙江·期中）下列说法不正确的是 A．取少量溶液，滴加2-3滴溶液，再滴加几滴，可检验溶液中的 B．通过化合反应可以由碳酸钠制得碳酸氢钠 C．受热时碳酸钠比碳酸氢钠更稳定 D．向碳酸氢钠粉末中加少量水，插入温度计，显示温度下降 【答案】A 【解析】A．取少量溶液，滴加2-3滴溶液，溶液不变色，再滴加几滴，溶液变红色，说明溶液中存在被氧化为，但是原溶液若含有铁离子，则会干扰实验的检验，A错误；     B．碳酸钠溶液和水、二氧化碳反应生成碳酸氢钠，为化合反应，B正确； C．受热时碳酸氢钠分解为碳酸钠和水、二氧化碳，碳酸钠受热不分解，碳酸钠比碳酸氢钠更稳定，C正确；   D．NaHCO3固体溶于水吸热，温度下降，向碳酸氢钠粉末中加少量水，插入温度计，显示温度下降，D正确； 故选A。 3．（24-25高一上·浙江·期中）下图是元素的价类二维图，下列说法不正确的是 A．a在高温下与反应不能生成或 B．在转化过程中，每步转化都存在物质颜色的变化 C．在的水溶液中反应生成 D．在空气中加热，能迅速被氧化成 【答案】D 【分析】a：Fe元素化合价为0，是单质，即Fe。 b：Fe元素化合价为+2价的氧化物，是FeO。 c：Fe元素化合价为+2价的氯化物，是FeCl2。 d：Fe元素化合价为+2价的碱，是Fe(OH)2。 e：Fe元素化合价为+3价的碱，是Fe(OH)3。 f：Fe元素化合价为+3价的氯化物，是FeCl3。 g：Fe元素化合价为+3价的氧化物，是Fe2O3 。 【解析】A．a（Fe）在高温下与H2O(g)反应的化学方程式为 ，Fe3O4中Fe元素有+2价和+3价，不会生成+2价的碱d（Fe(OH)2）或+3价的碱e（Fe(OH)3），A正确； B．b（FeO，黑色）→c（FeCl2，浅绿色溶液） ，c（FeCl2，浅绿色溶液）→d（Fe(OH)2，白色沉淀） ，d（Fe(OH)2，白色沉淀）→e（Fe(OH)3，红褐色沉淀） ，每步转化都存在物质颜色的变化 ，B正确； C．a（Fe）与f（FeCl3）溶液发生反应，生成c（FeCl2），C正确； D．在空气中加热b（FeO） ，FeO不稳定，在空气中加热时会被氧化，先生成四氧化三铁，四氧化三铁被进一步氧化生成氧化铁，不会迅速被氧化为氧化铁，D错误； 故选D。 4．（24-25高一上·河北张家口·阶段练习）某废旧金属材料中主要含等，现利用下列工艺流程回收部分金属及金属化合物： 已知：绿矾为。下列说法中错误的是 A．焙烧目的是将金属单质转化成对应的氧化物 B．碱浸时发生反应的化学方程式为 C．操作I和操作Ⅱ为过滤操作 D．加入过量a发生的离子反应只有 【答案】D 【分析】废旧金属材料在焙烧过程中，金属被氧化为氧化物，再加入NaOH溶液，A12O3与NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]，过滤，得到滤渣Fe2O3、FeO、Fe3O4、CuO，向滤渣中加入硫酸，Fe2O3、FeO、Fe3O4、CuO溶解，溶液中有Fe2+、Fe3+、Cu2+，向溶液中加入过量铁粉，发生Cu2++Fe=Fe2++Cu和，过滤，滤渣为Cu和Fe，向滤渣中加入硫酸，铁溶解变为硫酸亚铁，滤液2为FeSO4溶液，通过结晶得到绿矾。 【解析】A．废旧金属材料中主要含，焙烧将金属氧化为氧化物，A正确； B．碱浸时Al2O3溶于NaOH溶液，发生反应的化学方程式为，B正确； C．操作I和操作Ⅱ为固、液的分离，用过滤操作，C正确； D．加入过量a(Fe粉)发生的离子反应有和Cu2++Fe=Fe2++Cu，D错误； 答案选D。 5．（24-25高一下·安徽·阶段练习）硫酸亚铁溶液可用于催化脱除烟气中的二氧化硫等有害气体，反应原理如下图所示： 下列说法错误的是 A．循环过程中溶液有颜色的变化 B．该循环过程中总反应的化学方程式为：2SO2+O2+2H2O＝2H2SO4 C．可用KSCN溶液检验FeSO4参加了反应 D．每脱除1molSO2，溶液中H+的物质的量增加1mol 【答案】D 【解析】A．由图知循环过程中浅绿色Fe2+转化为黄色的Fe3+，Fe3+转化为Fe2+，故溶液有颜色的变化，A项正确； B．该循环过程中，FeSO4作催化剂，总反应的化学方程式为：2SO2+O2+2H2O＝2H2SO4，B项正确； C．FeSO4参加了反应，转化为Fe2(SO4)3，故可用KSCN溶液检验Fe2(SO4)3，出现血红色证明FeSO4参加了反应，C项正确； D．由总反应：2SO2+O2+2H2O2H2SO4可知，每脱除1molSO2，生成1mol H2SO4，溶液中H+的物质的量增加2mol，D项错误； 答案选D。 6．（24-25高一下·陕西渭南·期末）电子工业常用溶液腐蚀绝缘板上的铜箔，制作印刷电路板。从腐蚀废液(主要含)中回收铜，并重新获得溶液的流程如下： 下列说法错误的是 A．反应1和反应2都发生了氧化还原反应 B．滤渣a的成分是 C．物质X可以选用过氧化氢 D．反应2中铁元素被氧化 【答案】B 【分析】由题意及流程图，腐蚀废液中主要含、、，加入过量铁粉，铁与FeCl3、CuCl2反应得到FeCl2和Cu单质，过滤后向滤液中加氧化剂可得到FeCl3。 【解析】A．腐蚀废液中加入过量铁粉发生反应1，铁与FeCl3、CuCl2反应分别得到FeCl2、Cu单质，化学方程式为Fe+2FeCl3 = 3FeCl2、Fe+ CuCl2=Cu +FeCl2，两个反应都属于氧化还原反应，反应2为FeCl2和氧化剂反应生成FeCl3，属于氧化还原反应，选项A正确； B．加入过量铁粉，铁与FeCl3、CuCl2反应得到FeCl2和Cu单质，以及过量的Fe，故滤渣a的主要成分是Cu和Fe，选项B错误； C．物质X可以选用溶液，将Fe2+氧化生成Fe3+，选项C正确； D．反应2为物质X氧化Fe2+，铁元素被氧化，选项D正确； 故选B。 7．（24-25高一上·浙江杭州·期中）高铁酸钾(，极易溶于水)是常见的水处理剂，制备高铁酸钾常用的反应原理为：处理水的原理如图。下列说法正确的是： 【查阅资料】向胶体中加入电解质后，胶体因失去稳定性而发生离子的聚集以至沉淀，称为电解质对胶体的聚沉作用，简称胶体的聚沉。 A．用制备，则转移0.6mol电子 B．在碱性条件下，氧化性： C．过程①②③均发生了化学变化 D．作水处理剂时，的作用为消毒杀菌、净水 【答案】D 【分析】高铁酸钾氧化细菌后被还原为Fe3+，Fe3+在河水中生成Fe(OH)3胶体，胶体吸附河水中的悬浮性物质后发生聚沉，可净化河水。 【解析】A．用制备，铁元素由+3价升高为+6，则转移0.3mol电子，A错误； B．根据反应方程式可知，碱性条件下，氧化剂为KClO，氧化产物为，氧化性：，B错误； C．根据分析，过程①②发生了化学变化，③为物理变化，C错误； D．具有强氧化性，能氧化细菌，其还原产物Fe3+可转化为氢氧化铁胶体，能净水，故作水处理剂时，的作用为消毒杀菌、净水，D正确； 故选D。 8．（24-25高一下·江西上饶·阶段练习）为探究与间是否发生氧化还原反应，按下图装置进行实验(夹持、加热仪器略)，下列说法不正确的是 A．A中的反应体现了浓硫酸的氧化性和酸性 B．试剂a使用饱和亚硫酸氢钠溶液是为了除去二氧化硫中的酸性杂质，防止干扰实验 C．C中溶液pH降低，可证明氧化了 D．尾气可用NaOH溶液吸收 【答案】C 【分析】由实验装置图可知，装置A中铜与浓硫酸共热反应生成二氧化硫，装置B中盛有的饱和亚硫酸氢钠溶液用于除去二氧化硫中的酸性杂质，装置C用于验证二氧化硫与铁离子是否发生氧化还原反应，尾气处理主要是吸收未反应的二氧化硫，防止污染空气。 【解析】A．铜和浓硫酸共热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应中浓硫酸表现酸性和强氧化性，故A正确； B．由分析可知，试剂a为饱和亚硫酸氢钠溶液，作用是除去二氧化硫中的酸性杂质，防止干扰实验，不能选用能与二氧化硫反应的饱和碳酸氢钠溶液，故B正确； C．二氧化硫溶于水生成亚硫酸，会使溶液中氢离子浓度增大，溶液pH降低，则溶液pH降低不能证明铁离子氧化了二氧化硫，故C错误； D．由分析可知，尾气处理主要是吸收未反应的二氧化硫，防止污染空气，则尾气可用氢氧化钠溶液吸收，故D正确； 故选C。 9．（24-25高一上·湖北省直辖县级单位·阶段练习）纳米材料一直是人们研究的重要课题。实验室采用气相还原法制备纳米级Fe，其流程如图所示。 下列有关说法正确的是 A．高温制备纳米级Fe时，反应前通N2可以排尽装置内的空气，也可作保护气 B．纳米级Fe粉与盐酸反应的离子方程式为： C．固体加热脱水的过程属于物理变化 D．纳米级Fe粉表面积大，还原性比Zn强，属于胶体 【答案】A 【分析】由题给流程可知，一定条件下加热脱水、干燥得到无水氯化亚铁，氮气氛围中，氯化亚铁与氢气高温条件下反应制得纳米级铁。 【解析】A．由分析可知，氯化亚铁与氢气高温条件下反应制得纳米级铁，反应的化学方程式为，制备时，为了防止氢气与空气混合在加热时发生爆炸，反应前需向反应器中通入氮气，目的是排尽装置内的空气，防止加热时产生爆炸，同时制得的纳米铁易被空气中的氧气氧化，需用氮气作保护气，故A正确； B．铁粉与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的离子方程式为，故B错误； C．固体加热脱水生成无水氯化亚铁，脱水的过程中有新物质生成，属于化学变化，故C错误； D．由金属活动顺序表可知，铁的还原性比锌弱，胶体是混合物，纳米铁是单质，不是胶体，故D错误； 故选A。 10．（24-25高一上·云南丽江·期末）工业用FeCl3溶液刻蚀电路板的废液中主要含有Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋、Cl-，实验室从废液中回收某些物质的流程如下： 下列说法正确的是 A．还原过程中，溶液中可能存在的阳离子只有Fe2＋、Fe3＋ B．溶解过程中反应的离子方程式：2Fe＋6H＋=2Fe3＋＋3H2↑ C．滤液1、滤液2合并后通入过量的Cl2，重新获得FeCl3溶液 D．滤渣的成分为Fe和Cu 【答案】C 【分析】还原过程中过量的铁与铁离子反应生成亚铁离子，与铜离子反应生成亚铁离子和铜，过滤得到铁和铜的混合物，滤液含有Fe2＋、Cl-，向铁和铜的混合物中加入过量盐酸，过滤得含过量盐酸和氯化亚铁的滤液，以及滤渣铜。 【解析】A．还原过程中加入的铁过量，过量的铁与铁离子反应生成亚铁离子，与铜离子反应生成亚铁离子和铜，溶液中不可能存在铁离子，A错误； B．溶解过程中，铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，离子方程式为Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，B错误； C．滤液1和滤液2的主要成分为氯化亚铁，两者合并后通入氯气，氯气与氯化亚铁反应生成氯化铁，可重新获得氯化铁溶液，C正确； D．盐酸过量，铁能和盐酸反应，滤渣为铜，D错误； 故选C。 11．（24-25高一下·江苏镇江·阶段练习）证明某溶液含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是 A．只需滴加KSCN溶液 B．先滴加 KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色 C．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色 D．滴加氢氧化钠溶液产生红褐色沉淀 【答案】B 【解析】A．只滴加KSCN溶液，根据溶液是否显红色，能检验出溶液中是否含有Fe3+，无法验证Fe2+存在，A错误； B．KSCN与Fe3+作用使溶液显红色，与Fe2+作用无此现象，先滴加KSCN溶液，不显红色，说明原溶液不含有Fe3+，再滴加氯水后显红色，说明滴加氯水后溶液中有Fe3+，证明原溶液含有Fe2+，B正确； C．先滴加氯水，氯气将Fe2+氧化成Fe3+，即使原溶液不含Fe3+，滴加KSCN溶液后也显红色，无法证明原溶液是否含有Fe3+，C错误； D．滴加氢氧化钠溶液产生Fe(OH)3红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3+，不能说明溶液中是否含有Fe2＋，D错误； 故选B。 12．（24-25高一上·云南德宏·期末）下图为铁元素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是 A．铁与高温水蒸气的反应可实现上述①转化 B．维生素C能将转化为，该过程中维生素C作氧化剂 C．在空气中，加热发生转化⑥，加热可生成 D．中的铁为+6价，具有较强的氧化性，可以作为消毒剂使用 【答案】D 【解析】A．高温下铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，不能实现上述①转化，A错误； B．维生素C具有还原性，可将Fe3+转化为Fe2+，铁元素化合价降低，则该过程中维生素C作还原剂， B错误； C．加热Fe(OH)3发生转化⑥分解生成氧化铁，氧化铁不能溶于水，氢氧化亚铁具有还原性，在空气中很容易被氧化为氢氧化铁，则若在空气中加热不能生成， C错误； D．中铁元素的化合价为+6价，处于较高价态，容易转化为铁离子，因此具有强氧化性，具有杀菌消毒作用，可以作为消毒剂使用，D正确； 故选D。 13．（24-25高一上·黑龙江哈尔滨·期末）某同学为探究FeCl3溶液的性质进行如下实验，操作如图所示。查阅资料可知：①Fe3+可将S2-氧化为淡黄色S沉淀。②FeS为不溶于水的黑色沉淀，能溶于盐酸。③电解质可使胶体发生聚沉。 根据实验现象，下列分析正确的是 A．向②后试管加入足量稀盐酸，沉淀全部溶解 B．根据反应现象分析，①～④的变化中，有2处涉及氧化还原反应 C．若改变相互滴加顺序，将FeCl3溶液滴加到Na2S溶液中，产生的现象与图中①、②相同 D．过程④为Fe(OH)3胶体聚沉，产生该现象是因为Na2CO3属于电解质 【答案】D 【分析】①中发生反应：，②中发生反应，③中发生反应为，④中继续发生反应，据此作答。 【解析】A．向②后试管加入足量稀盐酸，FeS溶解，而S不溶解，故沉淀部分溶解，故A错误； B．由分析可知，①～④的变化中，①中产生淡黄色的沉淀S，溶液变为淡绿色，说明有亚铁离子生成，属于氧化还原反应，②中是Fe2++S2-=FeS,不是氧化还原反应，③中铁离子与碳酸根离子发生了双水解反应生成氢氧化铁胶体和二氧化碳，是非氧化还原反应，④是氢氧化铁胶体在盐的作用下发生聚沉，是非氧化还原反应，故只有1处涉及氧化还原反应，故B错误； C．若将FeCl3溶液滴加到Na2S溶液中，则直接发生反应2Fe3++3S2-=2FeS↓+S↓，溶液不会变成淡绿色，产生的现象与图中①、②现象不同，故C错误； D．④中是向胶体中加入盐溶液，故氢氧化铁胶体发生聚沉，生成大量的红褐色沉淀，因此碳酸钠为电解质，故D正确； 故答案选D。 14．（24-25高一上·天津和平·阶段练习）下列反应，其产物的颜色按红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列的是 ①金属钠在纯氧中燃烧 ②溶液中滴入溶液，并在空气中放置一段时间 ③溶液中滴入KSCN溶液 ④溶液中滴入铁氰化钾溶液 A．③②①④ B．③④①② C．④②①③ D．③①②④ 【答案】A 【解析】①金属钠在纯氧中燃烧生成淡黄色Na2O2； ②FeSO4溶液中滴入NaOH溶液，并在空气中放置一段时间，最终生成红褐色Fe(OH)3沉淀； ③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液，溶液变为红色； ④溶液中滴入铁氰化钾溶液，生成生成铁氰化亚铁是蓝色沉淀； 红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列的是③②①④； 故选A。 15．（24-25高一上·广西南宁·阶段练习）下列实验中，能达到实验目的的是 A．除去CO2中混有的HCl B．验证铁粉与水蒸气的反应 C．制备氢氧化亚铁沉淀 D．验证氧化性强弱顺序：Cl2＞Br2＞I2 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【解析】A．CO2、HCl都能够与Na2CO3溶液反应，因此不能达到除杂、净化的目的，A不符合题意； B．在加热时湿棉花产生水蒸气，能够与还原铁粉在加热条件下发生反应产生Fe3O4、H2，H2使肥皂液产生气泡，同时由于H2是可燃性气体，用燃着的火柴靠近，产生淡蓝色火焰，因此能够验证铁粉与水蒸气的反应，B符合题意； C．Fe与稀硫酸反应产生的H2不能进入到左边盛有NaOH溶液的试管中，不能将其中溶解的O2排出，因此不能看到Fe(OH)2白色沉淀。而应该将Fe、稀硫酸放在左边具支试管中，将NaOH溶液放入右边的具支试管中，反应产生的H2将NaOH溶液中的空气排出，待实验气泡比较少时，关闭止水夹，产生的H2将反应产生的FeSO4溶液压入右边的NaOH溶液中，二者反应制取得到Fe(OH)2白色沉淀，由于Fe(OH)2处于H2的惰性环境中不会被氧化，因此可以较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀，这样才能达到制备氢氧化亚铁沉淀的目的，C错误； D．Cl2与NaBr溶液发生反应：Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2，可以证明氧化性：Cl2＞Br2；但过量的Cl2也会与KI淀粉溶液反应：Cl2+2KI=2KCl+I2，反应产生I2使溶液变为蓝色，证明了氧化性：Cl2＞I2，但不能证明氧化性：Br2＞I2，D不符合题意； 故合理选项是B。 16．（24-25高一上·北京西城·期末）将溶液分别滴入溶液和溶液中，如图所示，I、II中均有沉淀产生。 已知：是白色难溶于水的固体。 下列说法不正确的是 A．实验前 B．I中的沉淀可能有、和 C．II中生成的反应： D．将溶液替换为溶液后，I和II中均可能有白色沉淀生成 【答案】C 【解析】A．因为水解程度大于的水解程度，溶液碱性更强，则实验前，A正确； B．Ⅰ中发生的反应有和生成沉淀，和发生双水解反应生成沉淀，很快被空气中氧气氧化成，则I中的沉淀可能有、和，B正确； C．II中生成的反应为：，C错误； D．将溶液替换为溶液后，I中直接发生反应：，II中因的电离，可能发生反应：，所以I和II中均可能有白色沉淀生成，D正确； 故选C。 17．（24-25高一上·山西·阶段练习）某化学兴趣小组利用药品：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液，然后用下图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。下列有关说法错误的是 A．连接好装置后，需检查装置的气密性 B．左侧三颈烧瓶可制取FeSO4溶液并排尽装置内空气 C．实验时先打开A、关闭B和C，再打开B和C、关闭 D．实验时为防止仪器2中铁粉通过导管进入仪器3中，可将仪器2中的铁粉改成铁钉 【答案】C 【分析】该实验有气体产生，因此在组装好仪器后，要先检查装置的气密性。实验时，先关闭止水夹A，打开止水夹B、C，将分液漏斗中稀硫酸滴加到左边的三颈烧瓶中，在左边的三颈烧瓶中Fe与稀H2SO4反应产生FeSO4、H2，产生的H2经导气管进入到右边装有NaOH溶液的三颈烧瓶中，将溶液及装置中的空气排出，待反应一段时间后，关闭止水夹B，打开止水夹A，反应产生的H2使左边三颈烧瓶中产生的FeSO4溶液压入到右边装有NaOH溶液的三颈烧瓶中，FeSO4与NaOH发生复分解反应产生Fe(OH)2白色沉淀。Fe(OH)2处于H2的惰性环境中，不会被氧化，因此能够较长时间观察Fe(OH)2的颜色。 【解析】A．该实验是有气体生成的实验，在连接好装置后﹐首先要检查装置的气密性，A正确； B．铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，关闭A、打开B和C，氢气能排尽装置中的空气，所以左侧三颈烧瓶可制取FeSO4溶液并排尽装置内空气，B正确； C．根据B项的分析，应先关闭A，打开B和C，使氢气排尽装置中的空气，一段时间后再关闭B、打开A，将FeSO4溶液压入NaOH溶液中，C错误； D．实验时为防止仪器2中铁粉通过导管进入仪器3中，可在仪器2底部放上一块吸铁石或将铁粉改成铁钉，D正确； 故合理选项是C。 18．（24-25高一上·福建龙岩·阶段练习）下图所示装置可用来制取和观察，在空气中被氧化时颜色的变化。实验时使用铁屑和稀硫酸，其它试剂任选。 填写下列空白： (1)D的仪器名称为 ，A中反应的离子方程式 。 (2)B中盛有溶液，实验时，先 (填“打开”或“关闭”)止水夹E，然后打开分液漏斗的玻璃塞和活塞，使稀硫酸与铁粉反应，一段时间后， (填“打开”或“关闭”)止水夹E，制得白色沉淀，且沉淀能持续一段时间不变色。 (3)在空气中发生颜色变化的原因，用反应的化学方程式解释 。 (4)市售某种补铁药物的主要成分是硫酸亚铁，设计实验方案验证补铁药物中含有。 方案 试剂X 方案1 酸性溶液 方案2 依次加入5滴溶液、氯水 ①写出方案1中与酸性溶液反应的离子方程式 。 ②方案2中先加入溶液，后加入氯水，实验现象是 ，证明口服液中含。 ③实验室保存溶液时，为防止被氧化需加入 (填化学式)。 【答案】(1) 分液漏斗 (2) 打开 关闭 (3) (4) 加入KSCN溶液，溶液不变红，后加入氯水，溶液变为红色 Fe 【分析】利用铁屑和稀硫酸反应制取，借助排尽装置内的空气，并产生压强差将溶液压入NaOH溶液中，因此装置A为产生和的装置，分液漏斗D中为稀硫酸，装置B中为NaOH溶液，装置C为排水法收集。 【解析】（1）根据D的结构可知，D为分液漏斗；装置A为铁屑和稀硫酸反应生成和，离子方程式为。 （2）先将止水夹E打开，然后打开分液漏斗的玻璃塞和活塞，向烧瓶中滴加稀硫酸，反应产生和；一段时间后，关闭止水夹E，利用压强差将A中生成的溶液压入装置B中，反应生成。 （3）具有还原性，易被空气中氧气氧化生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变为红褐色沉淀，化学方程式为。 （4）①方案1中与酸性溶液发生氧化还原反应生成和，离子方程式为； ②方案2中先加入KSCN溶液，溶液不变红，说明不含，之后加入氯水，氧化生成，溶液变为红色，因此实验现象为：加入KSCN溶液，溶液不变红，后加入氯水，溶液变为红色； ③具有还原性，易被空气中的氧气氧化，因此实验室保存溶液时，为防止被氧化需加入铁粉。 19．（24-25高一上·江西景德镇·期末）高中常用“价类二维”思路研究物质的性质，如图是铁及其化合物的二维图的部分信息。 (1)图中物质只具有还原性的是 。(写化学式) (2)将FeCl2溶液转化为FeCl3的试剂可选 。 a．稀硫酸 b．CuSO4溶液   c．酸性H2O2  d．溴水 (3)某中学实验小组设计如下实验探究亚铁盐的性质。 实验方案 现象 I 1.0mL0.1mol/LFeSO4溶液中滴加1.0mL0.5mol/LNaOH溶液 生成白色沉淀，后沉淀基本变为红褐色 Ⅱ 1.0mL0.1mol/L FeSO4溶液中滴加1.0mL0.5mol/LNaHCO3溶液 生成白色沉淀，后沉淀颜色几乎不变 ①实验I中由白色沉淀生成红褐色沉淀的化学方程式 。 ②对实验Ⅱ所得白色沉淀展开研究： 查阅资料：在溶液中不存在Fe(HCO3)2 i．取Ⅱ中少量白色沉淀，充分洗涤，向其中加入稀硫酸，沉淀完全溶解，产生无色气泡； ii．向i所得溶液中滴入KSCN试剂，溶液几乎不变红； iii．向ii溶液中再滴入少量氯水，溶液立即变为红色。 根据以上现象，实验中生成的白色沉淀的化学式为 。 向ii溶液中再滴入少量氯水发生反应的离子方程式： 。 (4)FeSO4可用作补铁剂，使用时医生建议与维生素C同服，同学甲猜测维生素C可将Fe3+转化为Fe2+以利于人体吸收。为了验证这一猜想，设计如下实验： 实验方案 实验现象 取适量Fe2(SO4)3溶液于试管中，加入维生素C片，振荡溶解后，滴加酸性高锰酸钾溶液。 溶液紫红色褪去 由上述实验能否得出维生素C可将Fe3+转化为Fe2+为的结论？ (填“能”或“否”)，请说明理由： 。 【答案】(1)Fe (2)c (3) 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 FeCO3 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- (4) 否 维生素C可能过量，也能使酸性高锰酸钾溶液褪色 【解析】（1）X为铁的氧化物，且Fe显+3价，则X的化学式为Fe2O3，Y为+2价铁形成的氢氧化亚铁，图中物质都为铁的单质及化合物，只具有还原性的物质，其元素化合价应为最低价，所以图中物质只具有还原性的是Fe； （2）将FeCl2溶液转化为FeCl3，加入试剂应具有氧化性，可选择酸性H2O2、溴水，但溴水加入后会引入杂质Br-，从而排除溴水，故选c； （3）①实验I中生成的氢氧化亚铁被氧气氧化为红褐色的氢氧化铁沉淀，反应的化学方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3； ②i．取Ⅱ中少量白色沉淀，充分洗涤，向其中加入稀硫酸，沉淀完全溶解，产生无色气泡，则沉淀中含有碳酸根离子； ii．向i所得溶液中滴入KSCN试剂，溶液几乎不变红，溶液中不含有Fe3+； iii．向ii溶液中再滴入少量氯水，溶液立即变为红色，则溶液中含有Fe2+。 根据以上现象，实验中生成的白色沉淀的化学式为FeCO3。向ii溶液中再滴入少量氯水，Fe2+被Cl2氧化为Fe3+，发生反应的离子方程式为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-； （4）维生素C具有还原性，Fe2+也具有还原性，两者均能将KMnO4还原为Mn2+而使酸性高锰酸钾溶液褪色，实验过程中没有说明维生素C的用量，所以由上述实验不能得出维生素C可将Fe3+转化为Fe2+的结论，理由是：维生素C可能过量，也能使酸性高锰酸钾溶液褪色。 20．（24-25高一下·江苏镇江·阶段练习）甲乙两个化学研究性学习小组对铁及其化合物进行实验探究。 I．工厂生产印刷电路板(原理：2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2)后所得的蚀刻废液中阳离子主要有Fe2＋、Cu2＋、Fe3＋和H＋。甲化学小组按如下流程在实验室回收铜，并将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液，作为蚀刻液原料循环使用。 已知：部分金属离子沉淀的pH(起始浓度为(0.1mol·L-1) 开始沉淀pH 4.7 2.7 7.6 完全沉淀pH 6.7 3.7 9.6 (1)步骤Ⅱ中需要调节的pH范围是 。 (2)将溶将溶液C和溶液D回收后，通入可以再转化为腐蚀液，写出该反应的离子方程式 。 II．乙化学小组制备绿矾并对绿矾热分解产物进行探究实验。回答下列问题： 阶段一：绿矾的制备 (3)方法一：称量处理后的铁屑放入锥形瓶中，加入稀硫酸，使硫酸浸没铁屑。将反应液控制在加热。该过程应采取加热方式为 。 (4)方法二：燃料细菌脱硫法是用氧化亚铁硫杆菌对硫铁矿进行催化脱硫，同时得到溶液。 其过程如图所示： 已知总反应为：。 ①过程I反应的离子方程式为： 。 ②研究发现，用氧化亚铁硫杆菌脱硫，温度过高脱硫效率降低(如图)，可能的原因是 。 阶段二：探究绿矾(，摩尔质量)热分解产物的成分。 取样品，受热分解的热重曲线如图所示。 (5)温度为100℃时固体M的化学式为 。 (6)取时样品P，隔绝空气加热到得到一种固体Q，同时有两种无色气体生成，且两种气体组成元素相同。写出该过程的化学方程式 。 【答案】(1)3.7~4.7(或3.7≤pH<4.7) (2) (3)水浴加热 (4) 升高温度，硫杆菌失去催化能力(或生理活性)导致脱硫反应速率明显降低 (5)FeSO4•4H2O (6)2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑ 【分析】废液中有Fe2+、Cu2+、Fe3+和H+，加入H2O2，将Fe2+氧化为Fe3+，调节pH值，生成Fe(OH)3沉淀，沉淀加入稀盐酸，得到FeCl3溶液，溶液B中有Cu2+和H+，加入过量的铁粉，得到固体C为Cu和Fe的混合，溶液C为FeCl2溶液，固体C加入稀盐酸，铁与盐酸反应得到溶液D为FeCl2溶液，Cu与盐酸不反应。 【解析】（1）步骤Ⅱ中让Fe3+完全沉淀，Cu2+不沉淀，需要调节的pH范围是3.7~4.7(或3.7≤pH<4.7)； （2）溶液C和溶液D都是FeCl2溶液，通入氯气生成氯化铁，反应的离子方程式为：； （3）反应液控制在80℃加热，该过程应采取加热方式为水浴加热； （4）①过程I反应是FeS2与Fe3+反应得到和Fe2+，反应的离子方程式为； ②温度过高，导致硫杆菌失去活性，失去催化能力，导致脱硫速率明显降低； （5）为，完全失去结晶水剩余质量为0.1mol×152g/mol=15.2g，温度为100℃时剩余质量为22.4g，说明失去部分结晶水，设剩余物质为FeSO4·xH2O，则0.1mol×(152+18x)g/mol=22.4g，x=4，M的化学式为FeSO4·4H2O； （6）样品P为FeSO4，不含结晶水，物质的量为0.1mol， Q为氧化物，含Fe的质量为0.1mol×56g/mol=5.6g，含有O的质量为(8-5.6)g=2.4g，铁与氧的物质的量比为：，氧化物为Fe2O3，FeSO4分解产物有Fe2O3，Fe的化合价升高，则S的化合价降低，有气体SO2生成，另外一种气体组成元素相同，为SO3，根据电子守恒和原子守恒，反应的化学方程式为：2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。 21．（24-25高一下·安徽·阶段练习）硫铁矿烧渣是制硫酸的副产物，其成份主要有和少量，由硫铁矿烧渣制备铁红和新型陶瓷的流程如下图所示： 已知：，回答下列有关问题： (1)细磨的目的是 。 (2)滤渣A的成分为 。 (3)流程中“还原”反应的离子方程式为 。 (4)新型陶瓷的化学式为 。 (5)写出流程中“煅烧”反应的化学方程式 ，在实验室中煅烧的主要仪器有三脚架、泥三角、酒精灯、玻璃棒和 。 (6)流程中循环利用的物质的化学式为 。 【答案】(1)增大酸浸时的接触面积，提高酸浸率 (2)和 (3) (4) (5) 坩埚 (6) 【分析】硫铁矿烧渣先研磨，加入硫酸后生成硫酸铁、硫酸亚铁、单质硫和硫化氢，过滤后得到的滤渣为二氧化硅和单质硫，滤液通入SO2还原硫酸铁，再加入碳酸钠溶液，可生成碳酸亚铁固体，在空气中灼烧、与空气中的氧气发生氧化还原反应，可生成铁红；滤渣A中为二氧化硅和单质硫，与氧气反应将硫氧化为SO2，C为SiO2，与C在高温下反应生成SiC，为新型陶瓷； 【解析】（1）细磨的目的是增大酸浸时的接触面积，提高酸浸率； （2）由分析可知，滤渣A的成分为和； （3）B为SO2，将硫酸铁还原为硫酸亚铁，离子方程式为； （4）SiO2与足量C在高温条件下生成SiC，新型陶瓷为SiC； （5）碳酸亚铁固体与空气中的氧气发生氧化还原反应，生成铁红和二氧化碳，反应化学方程式为；在实验室中煅烧的主要仪器有三脚架、泥三角、酒精灯、玻璃棒和坩埚； （6）由流程可知，循环利用的物质是气体B，即为SO2。 22．（24-25高一上·河南濮阳·期末）物质类别和元素价态是学习元素及其化合物性质的重要视角。下图是铁及其化合物的价类二维图。回答下列问题。 (1)铁元素在地壳中的含量居所有金属元素的第 位。 (2)B的化学式 ，俗称 ，常见用途 (填一种)。 (3)①在空气中极容易被氧化，写出被空气氧化为C的化学方程式 。 ②下列实验装置中 (填字母)能较长时间看到白色沉淀。 (4)亚铁盐可以加入氧化剂转化为铁盐，写出双氧水作用下，的离子方程式 。 【答案】(1)二 (2) 铁红 冶炼铁、油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料 (3) abd (4) 【分析】由铁及其化合物的价类二维图知，B为Fe2O3，C为Fe(OH)3，据此回答。 【解析】（1）地壳中的含量前五元素为O、Si、Al、Fe、Ca，故铁元素在地壳中的含量居所有金属元素的第二位； （2）由分析知，B的化学式，俗称铁红，常用于冶炼铁、油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料等； （3）①不稳定，在空气中极容易被氧化生成，反应的方程式为； ②a中稀硫酸和铁粉反应生成硫酸亚铁和氢气，硫酸亚铁和氢氧化钠反应生成，氢气能将装置中的空气排除，故可以长时间观察到白色沉淀，a正确； b中硫酸亚铁和氢氧化钠反应生成，苯能隔绝空气，故可以长时间观察到白色沉淀，b正确； c中硫酸亚铁和氢氧化钠反应生成，与空气接触，易被氧化，生成，故不长时间观察到白色沉淀，c错误； d中打开a，稀硫酸和铁粉反应生成硫酸亚铁和氢气，将装置内的空气排除，关闭a，生成氢气，使得压强增大，将硫酸亚铁压入氢氧化钠溶液中，硫酸亚铁和氢氧化钠反应生成，由于装置内已无空气，故可以长时间观察到白色沉淀，d正确； 故选：abd； （4）双氧水能将亚铁盐氧化为铁盐，反应的离子方程式为。 23．（24-25高一上·江苏苏州·阶段练习）对废旧干电池拆解后的碳包滤渣(含、C、等)再加工，既可制取高纯又可消除废弃物对环境的污染。实验流程如下： 已知：①、、都是难溶于水的沉淀。 ② ③在该实验条件下，几种金属离子形成氢氧化物沉淀的范围如表： 金属离子 开始沉淀 2.3 7.5 8.1 沉淀完全 3.7 9.7 10.1 (1)“浸取”时，为了提高浸取率，除控制温度70℃左右外，还可采取的措施有 。(写一种即可)。 (2)浸取后生成和，则浸取过程发生的主要反应的化学方程式为 。 (3)“氧化”步骤的目的是 。若用替代，涉及的离子方程式为 。 (4)滤渣2的主要成分为 (填化学式)，“调”的范围为 。 (5)向“过滤2”的溶液中加入溶液，溶液的浓度对沉淀中锰元素的质量分数以及产率的影响如图： 溶液的浓度大于4时，的产率有所下降，而沉淀中锰元素的质量分数仍在上升的原因是 。 【答案】(1)搅拌、粉碎滤渣、适当增加硫酸浓度等 (2)9MnO2+2FeS+10H2SO49MnSO4+Fe2(SO4)3+10H2O (3) 将Fe2+氧化成Fe3+，便于除去 H2O2+2Fe2++2H+=2H2O+2Fe3+ (4) Fe(OH)3 3.7≤pH＜8.1 (5)Na2CO3溶液浓度大于4mol/L，Mn2+转化为Mn(OH)2，导致MnCO3产率降低，而沉淀中锰元素质量分数仍在上升 【分析】碳包滤渣中包含MnO2、C和Hg2+等，加入FeS、稀硫酸进行浸取，根据问题(2)，发生反应为9MnO2+2FeS+10H2SO49MnSO4+Fe2(SO4)3+10H2O，Hg2++FeS=Fe2++HgS，过滤得到滤渣1为HgS、C、FeS，滤液中含有Mn2+、Fe3+、Fe2+、SO等，加入MnO2，将Fe2+氧化成Fe3+，加入碳酸钙调节pH，使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去，据此分析； 【解析】（1）为了提高浸取率可以采取措施除控制温度70℃左右外，还可以搅拌、粉碎滤渣、适当增加硫酸浓度等；故答案为搅拌、粉碎滤渣、适当增加硫酸浓度等； （2）浸取后生成MnSO4和Fe2(SO4)3可知，MnO2作氧化剂，FeS作还原剂，利用化合价升降法以及原子守恒得出，该反应的方程式为9MnO2+2FeS+10H2SO49MnSO4+Fe2(SO4)3+10H2O，故答案为9MnO2+2FeS+10H2SO49MnSO4+Fe2(SO4)3+10H2O； （3）滤液中含有Mn2+、Fe3+、Fe2+、SO等，根据表中数据可知，Fe2+完全沉淀时，Mn2+开始出现沉淀，因此加入MnO2的作用是将Fe2+氧化成Fe3+，便于除去；若用过氧化氢替代二氧化锰，过氧化氢作氧化剂，涉及的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+=2H2O+2Fe3+，故答案为将Fe2+氧化成Fe3+，便于除去；H2O2+2Fe2++2H+=2H2O+2Fe3+； （4）加入碳酸钙调节pH，使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去，因此滤渣2的主要成分是Fe(OH)3；根据表中数据可知，调节pH范围是3.7≤pH＜8.1；故答案为Fe(OH)3；3.7≤pH＜8.1； （5）Na2CO3溶液浓度大于4mol/L，溶液碱性增强，Mn2+转化为Mn(OH)2，导致MnCO3产率降低，而沉淀中锰元素质量分数仍在上升，故答案为Na2CO3溶液浓度大于4mol/L，溶液碱性增强，Mn2+转化为Mn(OH)2，导致MnCO3产率降低，而沉淀中锰元素质量分数仍在上升。 24．（23-24高一下·广东广州·期中）以黄铁矿(主要成分)为原料生产硫酸，应将产出的炉渣和尾气进行资源化综合利用，减轻对环境的污染。其中一种流程如下图所示。 回答下列问题： (1)由炉渣制备还原铁粉的化学方程式为 。 (2)欲得到更纯的，反应①应通入 (填“过量”或“不足量”)的气体。 (3)因为具有 性(填“氧化”或“还原”)，导致商品中不可避免地存在。检验其中含有的方法是 。 (4)一般用滴定分析法测定还原铁粉纯度。实验步骤：称取一定量样品，用过量稀硫酸溶解，用标准溶液滴定其中的。反应式：某次实验称取0.2800g样品，滴定时消耗浓度为0.03000的溶液25.10mL，则样品中铁含量为 %。 【答案】(1)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 (2)过量 (3) 还原 先加入盐酸，再加入氯化钡溶液，生成白色沉淀，说明含有 (4)90.36 【分析】黄铁矿(主要成分FeS2)煅烧生成氧化铁和二氧化硫，氧化铁用CO还原得到还原铁粉，用 K2Cr2O7滴定分析法测定还原铁粉纯度；二氧化硫经过一系列步骤生成硫酸，尾气中含有二氧化硫，用氢氧化钠溶液吸收生成NaHSO3，加热后生成Na2S2O5，以此解答该题。 【解析】（1）炉渣的主要成分为Fe2O3，由炉渣制备还原铁粉的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2； （2）Na2SO3溶液能够与SO2反应生成NaHSO3，欲得到更纯的NaHSO3，反应①应通入过量的SO2气体； （3）Na2S2O5转化为Na2SO4过程中S元素的化合价升高，被氧化，体现了Na2S2O5的还原性；检验其中含有的方法是首先用盐酸酸化，除去，再加入氯化钡溶液，看有无白色沉淀生成，若生成白色沉淀，证明含有，否则没有； （4）称取一定量样品，用过量稀硫酸溶解，用标准K2Cr2O7溶液滴定其中的Fe2+，存在关系式：6Fe～6Fe2+～Cr2，滴定过程中消耗的K2Cr2O7物质的量为0.03000 mol•L-1×0.02510 L=0.000753mol,则样品中含有的铁的物质的量为0.000753mol×6=0.004518mol,样品中铁含量为×100%=90.36%。 25．（24-25高一下·北京丰台·阶段练习）化学小组研究铁与氯气的反应。 资料：①饱和氯水中主要粒子的浓度：，。 ②pH越小，相应的c(H+)越大，溶液酸性越强。 I．常温时，干燥的氯气不与铁反应，工业生产中可将液氯储存在钢瓶中。 Ⅱ．加热条件下，铁能与氯气发生反应，化学方程式为__________。 Ⅲ．研究小组探究常温下铁与氯水的反应，实验如下： 序号 实验 试剂a 现象 i 饱和氯水(pH=1.5) 产生少量气泡，溶液为浅黄色； 10min后不再产生气泡 ii 盐酸 (pH=1.5) 产生较多气泡，溶液接近无色； 一段时间后，不再产生气泡(此时溶液pH≈3) (1)加热条件下，铁能与氯气发生反应，化学方程式为 。氯气溶于水制得氯水，溶解过程中发生反应的离子方程式为 。 (2)进行实验iii，检测实验i、ii所得溶液中的金属离子，发现溶液颜色与取样时间有关。 取样时间 2min 10min 240min 取实验i溶液滴加KSCN溶液 浅红色 红色 深红色 取实验ii溶液滴加KSCN溶液 无色 无色 极浅的粉红色 实验i所得溶液中一定含有Fe3+，上述实验证明O2不是起主要作用的氧化剂，证据是 。 (3)进行实验iv，证明实验i中ClO-、HClO不是与铁发生反应的主要氧化剂。 实验iv：①取 溶液，加入与实验i相同的铁丝，放置10min，无明显变化。滴加KSCN溶液，未见明显现象。 ②向①的溶液中加入 (填试剂)调节溶液pH=1.5，放置10min，溶液呈现极浅的粉红色。后，溶液呈浅红色。 (4)实验小组对于实验中作氧化剂时生成的可能过程进行猜想： 假设1：与反应生成，被氯水氧化为。 假设2：在水的作用下，铁与反应生成。 继续进行实验，证明若没有假设1的过程，假设2也成立。 实验方案及现象为 。 综上，铁与氯气在不同条件下的反应不同，说明物质变化是有条件的。 【答案】(1) 2Fe+3Cl22FeCl3 Cl2+H2OH++Cl-+HClO (2)实验ii中溶液长时间放置，溶液中的c(Fe3+)依然很小(或实验ii的溶液放置240min后，滴加KSCN溶液，只变为极浅的粉红色) (3) 0.030 H2SO4 (4)将饱和氯水的pH调节约为3，加入铁丝，静置，再滴加KSCN溶液，观察到溶液呈现红色 【解析】（1）加热条件下，铁能与氯气发生反应生成FeCl3，根据反应物和生成物及反应条件书写方程式为2Fe+3Cl22FeCl3，氯气溶于水制得氯水，Cl2和H2O反应生成HCl、HClO，反应的离子方程式为：Cl2+H2OH++Cl-+HClO，故答案为：2Fe+3Cl22FeCl3；Cl2+H2OH++Cl-+HClO； （2）实验ii中反应后的溶液放置240min后，滴加KSCN溶液，只变为极浅的粉红色，说明240min后溶液中c(Fe3+)很小，Fe2+被O2氧化的程度很小，则上述实验证明O2不是起主要作用的氧化剂的证据是实验ii中溶液长时间放置，溶液中的c(Fe3+)依然很小(或实验ii的溶液放置240min后，滴加KSCN溶液，只变为极浅的粉红色)，故答案为：实验ii中溶液长时间放置，溶液中的c(Fe3+)依然很小(或实验ii的溶液放置240min后，滴加KSCN溶液，只变为极浅的粉红色)； （3）①实验ⅳ：饱和氯水中c(H+)≈c(Cl-)≈c(HClO)≈0.030mol•L-1，HClO最终电离出c(ClO-)=0.030mol/L，则①取的NaClO溶液物质的量浓度应该和饱和氯水中c(HClO)相等，为0.030mol/L，故答案为：0.030； ②盐酸抑制Cl2和H2O反应，所以应该向①的溶液中加入硫酸调节溶液pH=1.5，故答案为：H2SO4； （4）实验ii中过量铁丝和稀盐酸反应后的溶液pH约等于3，且Fe丝有剩余，继续进行实验，证明若没有假设1的过程，假设2也成立，应该将氯水溶液的pH调为3，排除HCl和Fe丝反应，同时检验氯水和Fe丝混合后的溶液中含有Fe3+即可，其实验方案和现象为将饱和氯水的pH调节约为3，加入铁丝，静置，再滴加KSCN溶液，观察到溶液呈现红色，故答案为：将饱和氯水的pH调节约为3，加入铁丝，静置，再滴加KSCN溶液，观察到溶液呈现红色。 26．（24-25高一下·福建泉州·阶段练习）实验室由硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、、)制备软磁性材料。主要转化流程如下： (1)制绿矾。烧渣到绿矾的工艺中涉及“酸浸”“还原”“除杂”“结晶”等实验流程。 ①酸浸。写出烧渣酸浸时Fe2O3与稀硫酸反应的化学方程式 。 ②还原。向“酸浸”后的溶液中加入过量铁粉，使完全转化为，该过程除生成外，还会生成 (填化学式)； ③除杂。向“还原”后滤液中加入NaOH溶液，调节pH为 ，使除去完全。［已知：时沉淀完全，时开始沉淀。］ ④结晶。结合题图所示的绿矾溶解度曲线，补充完整获得晶体的实验操作。向溶液中再加入稀硫酸酸化， ，过滤，少量冰水洗涤，低温干燥，得到晶体。 (2)制：将溶液与氨水混合溶液中的一种加入到三颈瓶中(装置见图)，通过分液漏斗缓慢滴加另一种溶液，充分反应，过滤。 ①分液漏斗中的溶液是 ；生成的离子方程式为 。 ②生成的沉淀需“洗涤完全”，检验方法是 。 (3)制。将纯净的放入管式炉内煅烧2h，获得产品。下图为其他条件相同时不同煅烧温度对产品中Fe2O3质量分数的影响，当煅烧温度高于800℃时，产品中Fe2O3质量分数降低，铁元素质量分数升高，其可能原因是 。 【答案】(1) Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4) 3+3H2O H2 5~5.8 蒸发浓缩得到60℃饱和溶液，冷却至0℃结晶 (2) 氨水—NH4HCO3混合溶液 Fe2++NH3·H2O+HCO=FeCO3↓+NH+ H2O 取最后一次洗涤液少许置于试管中，加入BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，说明沉淀洗涤干净 (3)高温条件分解生成Fe3O4 【分析】由题给流程可知，制备软磁性材料α—Fe2O3的过程为烧渣经酸浸、还原、除杂、结晶制得绿矾，绿矾溶于水得到硫酸亚铁溶液，向硫酸亚铁溶液中加入氨水和碳酸氢铵混合溶液反应、过滤制得碳酸亚铁，碳酸亚铁在一定温度下受热分解制得α—Fe2O3。 【解析】（1）①烧渣酸浸时氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水，反应的化学方程式为Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4) 3+3H2O； ②向酸浸后的溶液中加入过量铁粉，溶液中铁离子与铁粉反应生成亚铁离子，过量的铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，所以还原过程中除生成亚铁离子外，还有H2生成； ③向还原后滤液中加入氢氧化钠溶液的目的是调节溶液pH在5—5.8范围内，将溶液中的铝离子转化为偏铝酸根离子，但亚铁离子不转化为氢氧化亚铁沉淀； ④由绿矾溶解度曲线可知，制得绿矾的操作为向硫酸亚铁溶液中再加入稀硫酸酸化，蒸发浓缩得到60℃饱和溶液，冷却至0℃结晶，过滤，少量冰水洗涤，低温干燥，得到绿矾晶体； （2）①为防止亚铁离子与过量氨水反应生成氢氧化亚铁沉淀，制备碳酸亚铁沉淀时，应将氨水和碳酸氢铵混合溶液缓慢加入硫酸亚铁溶液中，则分液漏斗中的溶液是氨水—NH4HCO3混合溶液，反应的离子方程式为Fe2++NH3·H2O+HCO=FeCO3↓+NH+ H2O； ②硫酸亚铁溶液与氨水和碳酸氢铵混合溶液反应制得的碳酸亚铁表面会附有可溶的硫酸铵杂质，则检验碳酸亚铁沉淀洗涤是否干净就是检验洗涤液中是否存在硫酸根离子，检验方法为取最后一次洗涤液少许置于试管中，加入BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，说明沉淀洗涤干净； （3）四氧化三铁中铁元素的质量分数高于氧化铁，当煅烧温度高于800℃时，氧化铁的质量分数降低，铁元素质量分数升高说明部分受热分解生成了Fe3O4； 27．（24-25高一下·陕西渭南·期末）某品牌补血剂主要成分是硫酸亚铁晶体()，且不含其他铁的化合物。某研究性学习小组为测定该补血剂中铁元素的含量，并检验该补血剂是否变质，进行了如图探究： 回答下列问题： (1)步骤①操作中用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外，还需要 。 (2)步骤②中加入过量氯水发生反应的离子方程式为 。 (3)步骤④中一系列操作为 、洗涤、灼烧、 、称量。 (4)若实验中无元素的损耗，则该补血剂含铁元素的质量分数为 (用含m、n的代数式表示)。 (5)某同学发现部分补血剂药片表面发黄，取样品研细，溶于的硫酸溶液，过滤。 ①取少量滤液滴加 (填化学式)溶液，溶液变红，说明该补剂已部分变质。 ②检验滤液中是否含有应选用的试剂是 (填序号)。 a．酸性溶液    b．溶液    c．硫酸溶液 (6)缺铁性贫血患者应补充，通常选用硫酸亚铁，硫酸铁则无这种药效。用硫酸亚铁制成药片时，外表常包有一层特殊的糖衣，推测糖衣的主要作用是 。 【答案】(1)漏斗 (2) (3) 过滤 冷却 (4) (5) a (6)作为保护层，防止硫酸亚铁被氧化 【分析】补血剂主要成分是FeSO4·7H2O，在保存过程中可能会被氧化变为Fe2(SO4)3，为了测定该补血剂中铁元素的含量，并检验该补血剂是否变质，结合FeSO4、Fe2(SO4)3都是强酸弱碱盐，将其研细，加入1 mol/L H2SO4溶解，然后过滤除去其中不溶性杂质，向滤液中加入氯水，发生反应：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，然后向反应后的溶液中加入足量氨水，发生反应产生Fe(OH)3红褐色沉淀，然后经过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量可得Fe2O3，利用Fe元素守恒可达到实验目的。 【解析】（1）步骤①为过滤，过滤操作中用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外，还需要漏斗； （2）步骤②加入过量氯水后发生反应的离子方程式为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-； （3）步骤④为从Fe(OH)3悬浊液中获得氧化铁，其中一系列操作步骤为过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量，所以答案为过滤；冷却； （4）依据流程分析可知最后得到氧化铁质量为n g，依据铁元素守恒得到铁的质量分数=×100%=%； （5）①部分补血剂药片表面发黄，取样品研细，溶于1 mol/L的硫酸溶液，过滤，取滤液加KSCN溶液，溶液变红，说明该补血剂已部分变质，答案为：； ②部分补血剂药片表面发黄，取样品研细，溶于1 mol/L的硫酸溶液，过滤，取滤液检验滤液中是否有Fe2+，应选用的试剂是氧化性且具有明显现象的试剂，因为滤液中含有Fe3+和Fe2+； a．酸性KMnO4溶液加入后会和Fe2+反应，使酸性KMnO4溶液紫色褪去，可以证明Fe2+的存在，a符合题意； b．FeCl3溶液不能检验Fe2+的存在，b不符合题意； c．硫酸溶液和二价铁不反应，c不符合题意； 故选a； （6）缺铁性贫血患者应补充，通常以硫酸亚铁的形式补充，而硫酸铁无这种药效，则需要避免硫酸亚铁被氧化，推测糖衣的主要作用是作为保护层，防止硫酸亚铁被氧化。 28．（24-25高一下·湖北·期中）金属钛被称为“人类第三金属”，广泛运用于航天航空，医疗领域。工业上常利用钛铁矿[主要成分(钛酸亚铁)，含少量、等杂质]作原料生产金属钛和绿矾等产品的一种工艺流程如下： (1)钛的性质比铁活泼，但金属钛具有较强的抗腐蚀性，原因可能是 。 (2)写出加快浸取速率的一个措施： 。请写出硫酸浸取过程中发生主要反应的化学方程式： 。 (3)“滤渣Ⅰ”的主要成分为 (填化学式)，②中加入铁粉的目的一：调节pH值，促进生成，目的二： (用离子方程式表示)。 (4)反应⑤除生成外，还生成一种可燃性气体，请写出其化学反应方程式 。 (5)⑥中镁与高温下反应制备钛时需加保护气，下列不能作为保护气的是_______(填字母)。 A． B． C． D． (6)绿矾()常用于制备补血剂颗粒，实验室里因保存不当或长期放置而变质，检验绿矾已经变质的操作是： 。 【答案】(1)钛表面易生成致密的氧化膜，防止被腐蚀 (2) 粉碎钛铁矿石、适当升高温度、搅拌、适当增大硫酸的浓度等 (3) (4) (5)BC (6)取少量绿矾于试管中加水溶解，滴加硫氰化钾溶液，若溶液变红，则说明绿矾已变质 【分析】钛铁矿经过硫酸浸泡生成Fe2+、TiO2+、Fe3+，滤渣为SiO2，加入铁粉后滤液为Fe2+生成绿矾，H2TiO3煅烧生成TiO2，经过高温还原与氯气反应生成TiCl4，最后在高温下与Mg反应生成粗钛，以此分析。 【解析】（1）钛的性质比铁活泼，但金属钛具有较强的抗腐蚀性，原因可能是钛表面易生成致密的氧化膜，防止被腐蚀。 （2）粉碎钛铁矿石、适当升高温度、搅拌、适当增大硫酸的浓度等均可以加快浸取反应速率；硫酸浸取过程中和硫酸反应生成硫酸亚铁、和水，化学方程式为：。 （3）根据分析可知，“滤渣Ⅰ”的主要成分为SiO2；②中加入铁粉的目的为：调节pH值，促进生成；将Fe3+还原为Fe2+，离子方程式为：，溶液X经一系列操作得到绿矾。 （4）TiO2和C、Cl2反应生成，还生成一种可燃性气体，结合原子守恒和得失电子守恒可以推知该可燃性气体为CO，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：。 （5）高温下，镁单质能与氮气和二氧化碳反应，所以可以作保护气的是Ar或He，故选BC。 （6）绿矾如果被氧化，其Fe2+被氧化为Fe3+，证明样品被氧化，可以加入KSCN，如果溶液变红证明有Fe3+，操作为：取少量绿矾于试管中加水溶解，滴加硫氰化钾溶液，若溶液变红，则说明绿矾已变质。 29．（24-25高一下·广东·阶段练习）以高硫铝土矿(主要成分为、，少量等)为原料，生产氧化铝并获得的部分工艺流程如图： (1)为了提高第一次焙烧后的烧渣在碱浸时的溶出速率，可采取的有效措施为 (任写一点)。 (2)已知：第一次焙烧的主要目的是脱硫(降低矿粉中硫化物型硫的含量)，以免影响产品的质量，此过程中与氧气发生了氧化还原反应：，其中被氧化的元素有 (填元素符号)；第一次焙烧结束后，硫最终主要以 (填物质的化学式)的形式存在； (3)碱浸时发生的主要反应的离子方程式为 。 (4)第二次焙烧过程中产生了污染性气体，大量排放的SO2与雨水作用生成H2SO3造成酸雨等环境问题，连续测定一段时间内某雨水的pH结果显示pH随时间的增加而减小，其原因可能是 (用化学方程式表示)。工业上可用双碱法脱硫法处理废气，过程如图所示，其中可循环使用的试剂是 。 (5)纯度检验：将少量磁选后的产品溶于稀硫酸中，再滴入酸性溶液，若酸性褪色，(填“能”或“不能”) 说明产品中含有FeO，理由是 。 【答案】(1)将烧渣粉碎、加热或搅拌、增大NaOH的浓度等均可 (2) Fe、S CaSO4 (3) (4) 2H2SO3＋O2=2H2SO4 NaOH或氢氧化钠 (5) 不能 Fe3O4与稀硫酸反应生成Fe2+和Fe3+，生成的Fe2+也能使酸性褪色 【分析】高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3，少量FeS2等)粉碎后通入空气、加入氧化钙焙烧，其中氧化钙和二氧化硫、氧气反应生成硫酸钙，得到产物加入氢氧化钠溶液碱浸，其中氧化铝溶解生成四羟基合铝酸钠溶液，经操作Ⅰ得到的固体中含大量的Fe2O3，Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2； 【解析】（1）为了提高第一次焙烧后的烧渣在碱浸时的溶出速率，可采取的有效措施为将烧渣粉碎、加热或搅拌、增大NaOH的浓度等，故答案为：将烧渣粉碎或加热；搅拌或增大NaOH 的浓度； （2）由方程式可知，化合价升高的元素为Fe和S，故被氧化的元素为Fe、S； 第一次焙烧时FeS2发生氧化反应产生SO2，SO2、CaO、O2发生反应产生CaSO4，故第一次焙烧结束后，硫最终主要以硫酸钙形成存在，化学式是CaSO4，故答案为：CaSO4； （3）碱浸时两性氧化物Al2O3能够与NaOH溶液发生反应产生Na[Al(OH)4]，发生的主要反应的离子方程式为：； （4）SO2与雨水作用生成H2SO3，H2SO3为弱酸，易被氧化为H2SO4，H2SO4为强酸，一段时间后酸性增强，pH减小，方程式为：2H2SO3＋O2=2H2SO4； 用双碱法脱硫法处理废气中的SO2，过程I反应为SO2、NaOH反应产生Na2SO3、H2O，反应方程式为：SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O；过程II反应为Na2SO3、Ca(OH)2、O2反应产生CaSO4、NaOH，反应方程式为：2Na2SO3+2Ca(OH)2+O2=2CaSO4+4NaOH，NaOH是过程I的反应物，又是过程II的生成物，故可循环使用的试剂是NaOH； （5）在纯度检验时，将少量磁选后的产品溶于稀硫酸中，由于Fe3O4与硫酸反应产生FeSO4、Fe2(SO4)3，Fe2+具有还原性，能够被酸性KMnO4溶液氧化而使其褪色，因此再滴入酸性KMnO4 溶液，若酸性KMnO4 褪色，不能证明产品中含有 FeO，故答案为：不能；Fe3O4 和稀硫酸反应会生成 Fe2+ 和 Fe3+，生成的 Fe2+ 能让酸性高锰酸钾褪色。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题14 铁及其化合物的转化及相关实验 解题知识必备压轴典例分析压轴能力测试 一、铁及其化合物的转化 1.Fe只有还原性，可以被氧化成Fe2＋或Fe3＋。 （1）FeFe2＋ （2）Fe―→Fe3O4 （3）FeFe3＋ 2Fe＋3X22FeX3（X代表F、Cl、Br） 2.Fe2＋既具有还原性又具有氧化性，可以被氧化为Fe3＋，也可以被还原为Fe。 转化 Fe2＋―→Fe3＋ Fe2＋―→Fe 试剂 强氧化剂：Cl2、Br2、H2O2、KMnO4、HNO3、HClO等 还原剂：C、Al、Zn、CO等 实例 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋，FeO＋COFe＋CO2 3.Fe3＋具有较强氧化性，可被还原为Fe或Fe2＋。 转化 Fe3＋―→Fe Fe3＋―→Fe2＋ 试剂 强还原剂：C、Zn、CO等 还原剂：Fe、Cu等 实例 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ 4.“铁三角”转化关系 （1）0价铁、＋2价铁、＋3价铁在一定条件下可相互转化，被称之为“铁三角”转化关系。 （2）“铁三角”转化关系的应用 ①判断离子共存 a.Fe3＋与I－、S2－、HS－等因发生氧化还原反应而不能大量共存。 b.Fe2＋与S2－、ClO－、MnO、NO（H＋）等离子因发生复分解反应或氧化还原反应而不能大量共存。 ②分离与提纯 主要物质 杂质 除杂试剂和方法 Fe3＋ Fe2＋ 加入H2O2 Fe2＋ Fe3＋ 加入过量Fe粉，过滤 Fe2＋ Cu2＋ 加入过量Fe粉，过滤 5.铁盐、亚铁盐转化的应用 Fe2＋Fe3＋ (1)Fe2＋、Fe3＋的除杂 主要成分 杂质 除杂方法 FeCl3 FeCl2 加入氯水或H2O2溶液 FeCl2 FeCl3 加入过量铁粉后过滤 FeCl2 CuCl2 加入过量铁粉后过滤 (2)判断离子共存 Fe2＋N(H＋)、ClO-、Mn　 Fe3＋I-、S2-(或HS-)、S(或HS) 6．铁及其化合物的“价—类”二维图及转化关系 二、铁及其化合物的相关实验 1.Fe2＋与Fe3＋的鉴别方法 Fe2＋ Fe3＋ 溶液的 颜色 浅绿色 棕黄色 加碱 白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀 Fe2＋＋2OH－===Fe（OH）2↓ 4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3 红褐色沉淀 Fe3＋＋3OH－===Fe（OH）3↓ 加KSCN 溶液 无明显现象 溶液变血红色Fe3＋＋3SCN－===Fe（SCN）3 其他 借助Fe3＋的检验方法 Fe2＋无现象血红色 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ Fe3＋＋3SCN－=== Fe（SCN）3（血红色） 2.含有Fe3＋的溶液中Fe2＋的检验 加入KSCN溶液，溶液变红色，另取溶液（于洁净试管中）滴加酸性KMnO4溶液，溶液褪色，则含有Fe2＋，溶液不褪色，则无Fe2＋。 注意　（1）Fe3＋呈棕黄色，Fe2＋呈浅绿色，可作为推断题的突破口，但一般不用于离子的检验。 （2）Fe3＋与SCN－作用后的“溶液”显红色，不生成沉淀。 3.检验Fe2＋的注意事项 （1）试剂加入的先后顺序，防止Fe2＋被氧化成Fe3＋而干扰检验。 待测液不变色血红色 （2）防止加入强氧化性的物质将Fe2＋氧化成Fe3＋，如酸性的NO、酸性的MnO、H2O2等。 （3）若溶液中同时含有Fe3＋、Fe2＋，检验Fe2＋时不能采用硫氰化物法、加碱法等，因为Fe3＋对Fe2＋的检验造成干扰，通常向溶液中滴加适量酸性高锰酸钾溶液，溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋。 4．实验探究氢氧化亚铁的制备 （1）制备原理 ①制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe（OH）2↓。 ②成功关键：溶液中不含O2等氧化性物质；制备过程中，保证生成的Fe（OH）2在密闭的、隔绝空气的体系中。 （2）常用方法 ①有机层隔离法 a.反应在试管底部进行。 b.加隔氧剂，如加入汽油、苯等比水轻的有机溶剂[如图，由于苯的液封作用，可防止生成的Fe（OH）2被氧化，因而可较长时间观察到白色的Fe（OH）2沉淀]。 ②还原性气体保护法 该方法是先在装置Ⅰ中产生FeSO4溶液，并利用产生的H2排尽整个装置中的空气，待检验H2的纯度后，再关闭止水夹K，利用产生的H2把FeSO4溶液压入装置Ⅱ中与NaOH溶液进行反应。 【例1】 （24-25高一上·山西·阶段练习）铁的价-类二维图如图所示。下列说法错误的是 A．d的化学式为Fe(OH)3 B．a转化为b的反应一定是氧化还原反应 C．c露置在空气中会迅速转化为灰绿色，最后变为红褐色 D．可将c加入浓碱液中制得d的胶体 【例2】（24-25高一上·河南安阳·期末）物以“硒”为贵，人倚“硒”为福。硒在医学健康、电子、化工、农业等领域应用广泛。 工业上采用从含硒废料中提取硒，主要涉及的反应有： ①； ②。 回答下列问题： (1)用双线桥表示反应①中电子转移的方向和数目 。 (2)反应①中，还原剂是 ，氧化产物与还原产物的个数比为 。 (3)反应②中，每生成2个Se，转移 个电子。 (4)铁是人体含量最多的微量元素， 这些铁在人体中是以Fe2+和Fe3+的形式存在。若向FeSO4溶液中加入NaOH溶液时，观察到生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变为红褐色，请书写相应的化学方程式： 。若向酸性KMnO4溶液中加入FeSO4溶液，观察溶液的紫红色褪去，生成MnSO4。请书写相应的离子方程式： 。 (5)草酸亚铁晶体(FeC2O4∙2H2O)可作为制备电池正极材料磷酸铁锂的原料。“转化”过程在如图所示的装置中进行。导管A的作用是 。 【例3】 （24-25高一下·云南昭通·阶段练习）绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁()，在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的制取和一些性质进行探究。回答下列问题： Ⅰ．采用硫铁矿焙烧后的烧渣(主要成分为、、，不考虑其他杂质)制取绿矾，设计了如图所示流程(部分物质已略去，流程中不与稀硫酸反应)。 (1)步骤③中必需严格控制溶液的用量，原因可能是 (用离子方程式表示，任写一个即可)。 (2)下列说法正确的是 (填字母)。 A．固体X为铁粉 B．溶液中含有的阳离子主要是、、 C．从溶液C到绿矾的过程中，须控制条件防止其氧化 Ⅱ．为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管(带两端开关和)(设为装置A)称重，记为。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置称重，记为。按图所示连接好装置进行实验。 (3)将下列实验操作步骤正确排序： (填字母)。重复上述操作步骤，直至恒重，记为。 a．点燃酒精灯，加热　　　　　　　　　　b．熄灭酒精灯 c．关闭和　　　　　　　　　　　　d．打开和，缓缓通入 e．称量　　　　　　　　　　　　　　　f．冷却到室温 (4)根据实验记录，计算绿矾化学式中结晶水数目 (列式表示)。若实验时按a、d次序操作，则使 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 Ⅲ．为探究硫酸亚铁的分解产物，将(3)中已恒重的装置A接入图所示的装置中，打开和，缓缓通入，加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。 (5)C、D中的溶液依次为 (填字母)。C、D中有气泡冒出，并可观察到的现象分别为 。 a．品红溶液    b．溶液    c．溶液    d．溶液    e．浓硫酸 (6)写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式： 。 【例4】（24-25高一上·浙江·期中）是一种白色固体，难溶于水，在潮湿空气中容易变质，温度高于时分解，可用于制备补铁剂。下图是制备的一种工艺流程： 回答下列问题： (1)检测进入沉淀池的溶液是否变质是确保产品纯度的一个重要环节，检测溶液是否变质的操作为 。 (2)沉淀池中发生的离子方程式为 。 (3)操作Ⅰ的实验操作方法为 。 (4)操作Ⅱ为产品的洗涤、干燥。在实际生产过程中，固体产品要先用无氧水洗涤，再用无水乙醇冲洗。选用无氧水洗涤的原因是 。 (5)若将在空气中加热（高于），会得到一种暗红色固体，在空气加热的反应方程式 。 【例5】（24-25高一上·内蒙古通辽·阶段练习）铁及其化合物在生产生活中具有重要的应用。甲乙两个实验小组欲采用下图装置制备氢氧化亚铁及验证其性质。 I．甲组实验装置图和步骤如下所示： 步骤1.检查装置的气密性后，关闭 、 ，打开 、、，使装置1中产生的气体进入装置2中，排尽装置2中的空气。 步骤2.待装置2中的空气排尽后，关闭，打开，将装置1中溶液压入装置2中并观察现象。 步骤3.关闭、，打开，使装置3中产生的气体通入装置2中并观察现象。 回答下列问题： (1)高炉炼铁的原料主要是Fe2O3，它与Al2O3都是金属氧化物，但是Al2O3属于两性氧化物，Al2O3与NaOH溶液反应的离子方程式为 。 (2)稀硫酸的作用是 ，装置2中的长玻璃管的作用 。 (3)步骤3，装置2中的现象是 ，其发生反应的化学方程式为 。 Ⅱ．乙组在下图所示的装置中，用钠粒、细铁丝和稀盐酸等试剂反应制备。实验步骤如下： 步骤1：按图示组装仪器，向一支小的具支试管中加入2ml左右的稀盐酸，再加入2ml左右的煤油，玻璃管下端粘住一小块钠粒(用滤纸吸干表面煤油，切去氧化层)。 步骤2：将铁丝浸入稀盐酸，反应放出，待试管内空气排尽后，向上提拉铁丝，使铁丝脱离液面，并关闭止水夹：用另一根细铁丝沿玻璃管内将钠粒捣入液体中。 (4)该实验可以较长时间观察到氢氧化亚铁沉淀，则该发生的反应除Fe+2H+=Fe2++H2↑以外，还有 。(离子方程式) (5)捣入钠粒后，预测具支试管中的现象 。 1． （24-25高一下·广西柳州·期中）下列有关铁及其化合物的说法错误的是 A．铁有良好的导电、导热性 B．铁高温时与水蒸气反应生成 C．铁粉具有还原性，可用作食品脱氧剂 D．可用除去溶液中含有的 2．（24-25高一上·浙江·期中）下列说法不正确的是 A．取少量溶液，滴加2-3滴溶液，再滴加几滴，可检验溶液中的 B．通过化合反应可以由碳酸钠制得碳酸氢钠 C．受热时碳酸钠比碳酸氢钠更稳定 D．向碳酸氢钠粉末中加少量水，插入温度计，显示温度下降 3．（24-25高一上·浙江·期中）下图是元素的价类二维图，下列说法不正确的是 A．a在高温下与反应不能生成或 B．在转化过程中，每步转化都存在物质颜色的变化 C．在的水溶液中反应生成 D．在空气中加热，能迅速被氧化成 4．（24-25高一上·河北张家口·阶段练习）某废旧金属材料中主要含等，现利用下列工艺流程回收部分金属及金属化合物： 已知：绿矾为。下列说法中错误的是 A．焙烧目的是将金属单质转化成对应的氧化物 B．碱浸时发生反应的化学方程式为 C．操作I和操作Ⅱ为过滤操作 D．加入过量a发生的离子反应只有 5．（24-25高一下·安徽·阶段练习）硫酸亚铁溶液可用于催化脱除烟气中的二氧化硫等有害气体，反应原理如下图所示： 下列说法错误的是 A．循环过程中溶液有颜色的变化 B．该循环过程中总反应的化学方程式为：2SO2+O2+2H2O＝2H2SO4 C．可用KSCN溶液检验FeSO4参加了反应 D．每脱除1molSO2，溶液中H+的物质的量增加1mol 6．（24-25高一下·陕西渭南·期末）电子工业常用溶液腐蚀绝缘板上的铜箔，制作印刷电路板。从腐蚀废液(主要含)中回收铜，并重新获得溶液的流程如下： 下列说法错误的是 A．反应1和反应2都发生了氧化还原反应 B．滤渣a的成分是 C．物质X可以选用过氧化氢 D．反应2中铁元素被氧化 7．（24-25高一上·浙江杭州·期中）高铁酸钾(，极易溶于水)是常见的水处理剂，制备高铁酸钾常用的反应原理为：处理水的原理如图。下列说法正确的是： 【查阅资料】向胶体中加入电解质后，胶体因失去稳定性而发生离子的聚集以至沉淀，称为电解质对胶体的聚沉作用，简称胶体的聚沉。 A．用制备，则转移0.6mol电子 B．在碱性条件下，氧化性： C．过程①②③均发生了化学变化 D．作水处理剂时，的作用为消毒杀菌、净水 8．（24-25高一下·江西上饶·阶段练习）为探究与间是否发生氧化还原反应，按下图装置进行实验(夹持、加热仪器略)，下列说法不正确的是 A．A中的反应体现了浓硫酸的氧化性和酸性 B．试剂a使用饱和亚硫酸氢钠溶液是为了除去二氧化硫中的酸性杂质，防止干扰实验 C．C中溶液pH降低，可证明氧化了 D．尾气可用NaOH溶液吸收 9．（24-25高一上·湖北省直辖县级单位·阶段练习）纳米材料一直是人们研究的重要课题。实验室采用气相还原法制备纳米级Fe，其流程如图所示。 下列有关说法正确的是 A．高温制备纳米级Fe时，反应前通N2可以排尽装置内的空气，也可作保护气 B．纳米级Fe粉与盐酸反应的离子方程式为： C．固体加热脱水的过程属于物理变化 D．纳米级Fe粉表面积大，还原性比Zn强，属于胶体 10．（24-25高一上·云南丽江·期末）工业用FeCl3溶液刻蚀电路板的废液中主要含有Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋、Cl-，实验室从废液中回收某些物质的流程如下： 下列说法正确的是 A．还原过程中，溶液中可能存在的阳离子只有Fe2＋、Fe3＋ B．溶解过程中反应的离子方程式：2Fe＋6H＋=2Fe3＋＋3H2↑ C．滤液1、滤液2合并后通入过量的Cl2，重新获得FeCl3溶液 D．滤渣的成分为Fe和Cu 11．（24-25高一下·江苏镇江·阶段练习）证明某溶液含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是 A．只需滴加KSCN溶液 B．先滴加 KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色 C．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色 D．滴加氢氧化钠溶液产生红褐色沉淀 12．（24-25高一上·云南德宏·期末）下图为铁元素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是 A．铁与高温水蒸气的反应可实现上述①转化 B．维生素C能将转化为，该过程中维生素C作氧化剂 C．在空气中，加热发生转化⑥，加热可生成 D．中的铁为+6价，具有较强的氧化性，可以作为消毒剂使用 13．（24-25高一上·黑龙江哈尔滨·期末）某同学为探究FeCl3溶液的性质进行如下实验，操作如图所示。查阅资料可知：①Fe3+可将S2-氧化为淡黄色S沉淀。②FeS为不溶于水的黑色沉淀，能溶于盐酸。③电解质可使胶体发生聚沉。 根据实验现象，下列分析正确的是 A．向②后试管加入足量稀盐酸，沉淀全部溶解 B．根据反应现象分析，①～④的变化中，有2处涉及氧化还原反应 C．若改变相互滴加顺序，将FeCl3溶液滴加到Na2S溶液中，产生的现象与图中①、②相同 D．过程④为Fe(OH)3胶体聚沉，产生该现象是因为Na2CO3属于电解质 14．（24-25高一上·天津和平·阶段练习）下列反应，其产物的颜色按红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列的是 ①金属钠在纯氧中燃烧 ②溶液中滴入溶液，并在空气中放置一段时间 ③溶液中滴入KSCN溶液 ④溶液中滴入铁氰化钾溶液 A．③②①④ B．③④①② C．④②①③ D．③①②④ 15．（24-25高一上·广西南宁·阶段练习）下列实验中，能达到实验目的的是 A．除去CO2中混有的HCl B．验证铁粉与水蒸气的反应 C．制备氢氧化亚铁沉淀 D．验证氧化性强弱顺序：Cl2＞Br2＞I2 A．A B．B C．C D．D 16．（24-25高一上·北京西城·期末）将溶液分别滴入溶液和溶液中，如图所示，I、II中均有沉淀产生。 已知：是白色难溶于水的固体。 下列说法不正确的是 A．实验前 B．I中的沉淀可能有、和 C．II中生成的反应： D．将溶液替换为溶液后，I和II中均可能有白色沉淀生成 17．（24-25高一上·山西·阶段练习）某化学兴趣小组利用药品：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液，然后用下图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。下列有关说法错误的是 A．连接好装置后，需检查装置的气密性 B．左侧三颈烧瓶可制取FeSO4溶液并排尽装置内空气 C．实验时先打开A、关闭B和C，再打开B和C、关闭 D．实验时为防止仪器2中铁粉通过导管进入仪器3中，可将仪器2中的铁粉改成铁钉 18．（24-25高一上·福建龙岩·阶段练习）下图所示装置可用来制取和观察，在空气中被氧化时颜色的变化。实验时使用铁屑和稀硫酸，其它试剂任选。 填写下列空白： (1)D的仪器名称为 ，A中反应的离子方程式 。 (2)B中盛有溶液，实验时，先 (填“打开”或“关闭”)止水夹E，然后打开分液漏斗的玻璃塞和活塞，使稀硫酸与铁粉反应，一段时间后， (填“打开”或“关闭”)止水夹E，制得白色沉淀，且沉淀能持续一段时间不变色。 (3)在空气中发生颜色变化的原因，用反应的化学方程式解释 。 (4)市售某种补铁药物的主要成分是硫酸亚铁，设计实验方案验证补铁药物中含有。 方案 试剂X 方案1 酸性溶液 方案2 依次加入5滴溶液、氯水 ①写出方案1中与酸性溶液反应的离子方程式 。 ②方案2中先加入溶液，后加入氯水，实验现象是 ，证明口服液中含。 ③实验室保存溶液时，为防止被氧化需加入 (填化学式)。 19．（24-25高一上·江西景德镇·期末）高中常用“价类二维”思路研究物质的性质，如图是铁及其化合物的二维图的部分信息。 (1)图中物质只具有还原性的是 。(写化学式) (2)将FeCl2溶液转化为FeCl3的试剂可选 。 a．稀硫酸 b．CuSO4溶液   c．酸性H2O2  d．溴水 (3)某中学实验小组设计如下实验探究亚铁盐的性质。 实验方案 现象 I 1.0mL0.1mol/LFeSO4溶液中滴加1.0mL0.5mol/LNaOH溶液 生成白色沉淀，后沉淀基本变为红褐色 Ⅱ 1.0mL0.1mol/L FeSO4溶液中滴加1.0mL0.5mol/LNaHCO3溶液 生成白色沉淀，后沉淀颜色几乎不变 ①实验I中由白色沉淀生成红褐色沉淀的化学方程式 。 ②对实验Ⅱ所得白色沉淀展开研究： 查阅资料：在溶液中不存在Fe(HCO3)2 i．取Ⅱ中少量白色沉淀，充分洗涤，向其中加入稀硫酸，沉淀完全溶解，产生无色气泡； ii．向i所得溶液中滴入KSCN试剂，溶液几乎不变红； iii．向ii溶液中再滴入少量氯水，溶液立即变为红色。 根据以上现象，实验中生成的白色沉淀的化学式为 。 向ii溶液中再滴入少量氯水发生反应的离子方程式： 。 (4)FeSO4可用作补铁剂，使用时医生建议与维生素C同服，同学甲猜测维生素C可将Fe3+转化为Fe2+以利于人体吸收。为了验证这一猜想，设计如下实验： 实验方案 实验现象 取适量Fe2(SO4)3溶液于试管中，加入维生素C片，振荡溶解后，滴加酸性高锰酸钾溶液。 溶液紫红色褪去 由上述实验能否得出维生素C可将Fe3+转化为Fe2+为的结论？ (填“能”或“否”)，请说明理由： 。 20．（24-25高一下·江苏镇江·阶段练习）甲乙两个化学研究性学习小组对铁及其化合物进行实验探究。 I．工厂生产印刷电路板(原理：2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2)后所得的蚀刻废液中阳离子主要有Fe2＋、Cu2＋、Fe3＋和H＋。甲化学小组按如下流程在实验室回收铜，并将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液，作为蚀刻液原料循环使用。 已知：部分金属离子沉淀的pH(起始浓度为(0.1mol·L-1) 开始沉淀pH 4.7 2.7 7.6 完全沉淀pH 6.7 3.7 9.6 (1)步骤Ⅱ中需要调节的pH范围是 。 (2)将溶将溶液C和溶液D回收后，通入可以再转化为腐蚀液，写出该反应的离子方程式 。 II．乙化学小组制备绿矾并对绿矾热分解产物进行探究实验。回答下列问题： 阶段一：绿矾的制备 (3)方法一：称量处理后的铁屑放入锥形瓶中，加入稀硫酸，使硫酸浸没铁屑。将反应液控制在加热。该过程应采取加热方式为 。 (4)方法二：燃料细菌脱硫法是用氧化亚铁硫杆菌对硫铁矿进行催化脱硫，同时得到溶液。 其过程如图所示： 已知总反应为：。 ①过程I反应的离子方程式为： 。 ②研究发现，用氧化亚铁硫杆菌脱硫，温度过高脱硫效率降低(如图)，可能的原因是 。 阶段二：探究绿矾(，摩尔质量)热分解产物的成分。 取样品，受热分解的热重曲线如图所示。 (5)温度为100℃时固体M的化学式为 。 (6)取时样品P，隔绝空气加热到得到一种固体Q，同时有两种无色气体生成，且两种气体组成元素相同。写出该过程的化学方程式 。 21．（24-25高一下·安徽·阶段练习）硫铁矿烧渣是制硫酸的副产物，其成份主要有和少量，由硫铁矿烧渣制备铁红和新型陶瓷的流程如下图所示： 已知：，回答下列有关问题： (1)细磨的目的是 。 (2)滤渣A的成分为 。 (3)流程中“还原”反应的离子方程式为 。 (4)新型陶瓷的化学式为 。 (5)写出流程中“煅烧”反应的化学方程式 ，在实验室中煅烧的主要仪器有三脚架、泥三角、酒精灯、玻璃棒和 。 (6)流程中循环利用的物质的化学式为 。 22．（24-25高一上·河南濮阳·期末）物质类别和元素价态是学习元素及其化合物性质的重要视角。下图是铁及其化合物的价类二维图。回答下列问题。 (1)铁元素在地壳中的含量居所有金属元素的第 位。 (2)B的化学式 ，俗称 ，常见用途 (填一种)。 (3)①在空气中极容易被氧化，写出被空气氧化为C的化学方程式 。 ②下列实验装置中 (填字母)能较长时间看到白色沉淀。 (4)亚铁盐可以加入氧化剂转化为铁盐，写出双氧水作用下，的离子方程式 。 23．（24-25高一上·江苏苏州·阶段练习）对废旧干电池拆解后的碳包滤渣(含、C、等)再加工，既可制取高纯又可消除废弃物对环境的污染。实验流程如下： 已知：①、、都是难溶于水的沉淀。 ② ③在该实验条件下，几种金属离子形成氢氧化物沉淀的范围如表： 金属离子 开始沉淀 2.3 7.5 8.1 沉淀完全 3.7 9.7 10.1 (1)“浸取”时，为了提高浸取率，除控制温度70℃左右外，还可采取的措施有 。(写一种即可)。 (2)浸取后生成和，则浸取过程发生的主要反应的化学方程式为 。 (3)“氧化”步骤的目的是 。若用替代，涉及的离子方程式为 。 (4)滤渣2的主要成分为 (填化学式)，“调”的范围为 。 (5)向“过滤2”的溶液中加入溶液，溶液的浓度对沉淀中锰元素的质量分数以及产率的影响如图： 溶液的浓度大于4时，的产率有所下降，而沉淀中锰元素的质量分数仍在上升的原因是 。 24．（23-24高一下·广东广州·期中）以黄铁矿(主要成分)为原料生产硫酸，应将产出的炉渣和尾气进行资源化综合利用，减轻对环境的污染。其中一种流程如下图所示。 回答下列问题： (1)由炉渣制备还原铁粉的化学方程式为 。 (2)欲得到更纯的，反应①应通入 (填“过量”或“不足量”)的气体。 (3)因为具有 性(填“氧化”或“还原”)，导致商品中不可避免地存在。检验其中含有的方法是 。 (4)一般用滴定分析法测定还原铁粉纯度。实验步骤：称取一定量样品，用过量稀硫酸溶解，用标准溶液滴定其中的。反应式：某次实验称取0.2800g样品，滴定时消耗浓度为0.03000的溶液25.10mL，则样品中铁含量为 %。 25．（24-25高一下·北京丰台·阶段练习）化学小组研究铁与氯气的反应。 资料：①饱和氯水中主要粒子的浓度：，。 ②pH越小，相应的c(H+)越大，溶液酸性越强。 I．常温时，干燥的氯气不与铁反应，工业生产中可将液氯储存在钢瓶中。 Ⅱ．加热条件下，铁能与氯气发生反应，化学方程式为__________。 Ⅲ．研究小组探究常温下铁与氯水的反应，实验如下： 序号 实验 试剂a 现象 i 饱和氯水(pH=1.5) 产生少量气泡，溶液为浅黄色； 10min后不再产生气泡 ii 盐酸 (pH=1.5) 产生较多气泡，溶液接近无色； 一段时间后，不再产生气泡(此时溶液pH≈3) (1)加热条件下，铁能与氯气发生反应，化学方程式为 。氯气溶于水制得氯水，溶解过程中发生反应的离子方程式为 。 (2)进行实验iii，检测实验i、ii所得溶液中的金属离子，发现溶液颜色与取样时间有关。 取样时间 2min 10min 240min 取实验i溶液滴加KSCN溶液 浅红色 红色 深红色 取实验ii溶液滴加KSCN溶液 无色 无色 极浅的粉红色 实验i所得溶液中一定含有Fe3+，上述实验证明O2不是起主要作用的氧化剂，证据是 。 (3)进行实验iv，证明实验i中ClO-、HClO不是与铁发生反应的主要氧化剂。 实验iv：①取 溶液，加入与实验i相同的铁丝，放置10min，无明显变化。滴加KSCN溶液，未见明显现象。 ②向①的溶液中加入 (填试剂)调节溶液pH=1.5，放置10min，溶液呈现极浅的粉红色。后，溶液呈浅红色。 (4)实验小组对于实验中作氧化剂时生成的可能过程进行猜想： 假设1：与反应生成，被氯水氧化为。 假设2：在水的作用下，铁与反应生成。 继续进行实验，证明若没有假设1的过程，假设2也成立。 实验方案及现象为 。 综上，铁与氯气在不同条件下的反应不同，说明物质变化是有条件的。 26．（24-25高一下·福建泉州·阶段练习）实验室由硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、、)制备软磁性材料。主要转化流程如下： (1)制绿矾。烧渣到绿矾的工艺中涉及“酸浸”“还原”“除杂”“结晶”等实验流程。 ①酸浸。写出烧渣酸浸时Fe2O3与稀硫酸反应的化学方程式 。 ②还原。向“酸浸”后的溶液中加入过量铁粉，使完全转化为，该过程除生成外，还会生成 (填化学式)； ③除杂。向“还原”后滤液中加入NaOH溶液，调节pH为 ，使除去完全。［已知：时沉淀完全，时开始沉淀。］ ④结晶。结合题图所示的绿矾溶解度曲线，补充完整获得晶体的实验操作。向溶液中再加入稀硫酸酸化， ，过滤，少量冰水洗涤，低温干燥，得到晶体。 (2)制：将溶液与氨水混合溶液中的一种加入到三颈瓶中(装置见图)，通过分液漏斗缓慢滴加另一种溶液，充分反应，过滤。 ①分液漏斗中的溶液是 ；生成的离子方程式为 。 ②生成的沉淀需“洗涤完全”，检验方法是 。 (3)制。将纯净的放入管式炉内煅烧2h，获得产品。下图为其他条件相同时不同煅烧温度对产品中Fe2O3质量分数的影响，当煅烧温度高于800℃时，产品中Fe2O3质量分数降低，铁元素质量分数升高，其可能原因是 。 27．（24-25高一下·陕西渭南·期末）某品牌补血剂主要成分是硫酸亚铁晶体()，且不含其他铁的化合物。某研究性学习小组为测定该补血剂中铁元素的含量，并检验该补血剂是否变质，进行了如图探究： 回答下列问题： (1)步骤①操作中用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外，还需要 。 (2)步骤②中加入过量氯水发生反应的离子方程式为 。 (3)步骤④中一系列操作为 、洗涤、灼烧、 、称量。 (4)若实验中无元素的损耗，则该补血剂含铁元素的质量分数为 (用含m、n的代数式表示)。 (5)某同学发现部分补血剂药片表面发黄，取样品研细，溶于的硫酸溶液，过滤。 ①取少量滤液滴加 (填化学式)溶液，溶液变红，说明该补剂已部分变质。 ②检验滤液中是否含有应选用的试剂是 (填序号)。 a．酸性溶液    b．溶液    c．硫酸溶液 (6)缺铁性贫血患者应补充，通常选用硫酸亚铁，硫酸铁则无这种药效。用硫酸亚铁制成药片时，外表常包有一层特殊的糖衣，推测糖衣的主要作用是 。 28．（24-25高一下·湖北·期中）金属钛被称为“人类第三金属”，广泛运用于航天航空，医疗领域。工业上常利用钛铁矿[主要成分(钛酸亚铁)，含少量、等杂质]作原料生产金属钛和绿矾等产品的一种工艺流程如下： (1)钛的性质比铁活泼，但金属钛具有较强的抗腐蚀性，原因可能是 。 (2)写出加快浸取速率的一个措施： 。请写出硫酸浸取过程中发生主要反应的化学方程式： 。 (3)“滤渣Ⅰ”的主要成分为 (填化学式)，②中加入铁粉的目的一：调节pH值，促进生成，目的二： (用离子方程式表示)。 (4)反应⑤除生成外，还生成一种可燃性气体，请写出其化学反应方程式 。 (5)⑥中镁与高温下反应制备钛时需加保护气，下列不能作为保护气的是_______(填字母)。 A． B． C． D． (6)绿矾()常用于制备补血剂颗粒，实验室里因保存不当或长期放置而变质，检验绿矾已经变质的操作是： 。 29．（24-25高一下·广东·阶段练习）以高硫铝土矿(主要成分为、，少量等)为原料，生产氧化铝并获得的部分工艺流程如图： (1)为了提高第一次焙烧后的烧渣在碱浸时的溶出速率，可采取的有效措施为 (任写一点)。 (2)已知：第一次焙烧的主要目的是脱硫(降低矿粉中硫化物型硫的含量)，以免影响产品的质量，此过程中与氧气发生了氧化还原反应：，其中被氧化的元素有 (填元素符号)；第一次焙烧结束后，硫最终主要以 (填物质的化学式)的形式存在； (3)碱浸时发生的主要反应的离子方程式为 。 (4)第二次焙烧过程中产生了污染性气体，大量排放的SO2与雨水作用生成H2SO3造成酸雨等环境问题，连续测定一段时间内某雨水的pH结果显示pH随时间的增加而减小，其原因可能是 (用化学方程式表示)。工业上可用双碱法脱硫法处理废气，过程如图所示，其中可循环使用的试剂是 。 (5)纯度检验：将少量磁选后的产品溶于稀硫酸中，再滴入酸性溶液，若酸性褪色，(填“能”或“不能”) 说明产品中含有FeO，理由是 。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$