第02讲 铁及其重要化合物(专项训练)(福建专用)2026年高考化学一轮复习讲练测
2025-11-24
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2份
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66页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 铁及其化合物 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 福建省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.91 MB |
| 发布时间 | 2025-11-24 |
| 更新时间 | 2025-09-23 |
| 作者 | 杨德华--化学教师 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2025-09-23 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54058409.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第02讲 铁及其重要化合物
目录
01 课标达标练
题型01 考查铁及其重要化合物的性质和应用
题型02 考查氢氧化亚铁的制备
题型03 考查铁及化合物的相关计算
题型04 考查 Fe2+、Fe3+的性质和检验
题型05 考查“铁三角”的转化和应用
题型06 实验探究铁及重要化合物的转化、除杂
题型07 高铁酸盐的性质和应用
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 考查铁及其重要化合物的性质和应用
1(2025•厦门模拟)八闽毓秀,史灿文华。下列有关福建省博物馆馆藏文物的说法错误的是( )
A.西周云雷纹青铜大铙的主要成分是铜锡合金
B.五代孔雀蓝釉陶瓶中基态Co2+的价电子排布式为3d7
C.南宋褐色罗印花褶桐裙的主要成分是合成高分子材料
D.明德化窑观音立像呈现“象牙白”说明其原料含铁量低
2.(2025•南安市模拟)“福建舰”是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。下列说法正确的是( )
A.“福建舰”舰体材料为无磁镍铬钛合金钢,该合金钢的硬度低于纯铁
B.“福建舰”航空母舰防腐涂料中使用的石墨烯是乙烯的同系物
C.“福建舰”所用燃料为重油,是石油分馏产物
D.“福建舰”航母使用的碳纤维是一种新型有机高分子材料
3.(2025·福建三明·三模)锑白(,两性氧化物)可用作白色颜料和阻燃剂。一种从含锑工业废渣(主要成分为:,含有等杂质)中制取的工艺流程如下图所示。
已知:滤饼的主要成分是:。下列说法错误的是
A.Sb在元素周期表中的位置:第5周期ⅤA族
B.“还原”时被还原的金属元素有:Sb、Cu、Fe
C.“水解”时主要的离子方程式:
D.“洗涤”时检测洗净的操作:取最后一次洗涤液于试管中,滴加KSCN溶液,溶液未变红
4.(2025·福建福州·二模)以碳酸锰铜矿(主要成分为MnCO3、CuCO3,还含有Fe2O3、FeO等杂质)为原料制备硫酸锰的主要过程:第一步溶于稀硫酸、第二步氧化、第三步除去等,有关离子方程式书写错误的是
A.碳酸锰铜矿加入稀硫酸中发生的反应有:
B.加入将转化为Fe3+:
C.若向溶液中通入氨气除去Cu2+:
D.若向溶液中加入MnS除去Cu2+:
5.(2025·四川广安·模拟预测)KMnO4是重要氧化剂,广泛用于化工、防腐以及制药等领域。以软锰矿(主要成分为MnO2,含少量FeO)为原料,经中间产物K2MnO4制备KMnO4的流程如图。下列说法错误的是
A.“熔融”过程中发生的反应为
B.可以用氢溴酸代替CO2
C.滤渣1主要成分为Fe2O3
D.滤渣2经处理后可循环回“熔融”过程以提高锰元素的利用率
6.(2025·山东潍坊·一模)化学实验小组为探究铁粉使氯化铁与硫氰化钾反应溶液褪色原因,进行下列实验:
已知:
①KSCN在酸性条件下可以被金属分解,生成和HCN;
②本实验条件下可忽略与的配位。
下列说法正确的是
A.②中溶液中含有少量K3[Fe(CN)6]
B.试管④溶液比试管①颜色浅是因为试管④中浓度比试管①中小
C.向③中加入1滴3%溶液,溶液变红
D.试管②中红色褪去的主要原因是:
02 考查氢氧化亚铁的制备
1.(2025•泉州模拟)下列实验能达到实验目的的是( )
A.用装置甲蒸发CuCl2溶液制备少量CuCl2晶体
B.装置乙中溴水逐渐褪色,能说明生成乙烯
C.装置丙可测定一定温度下苯甲酸的溶解度
D.装置丁可制备少量氢氧化亚铁,并观察其颜色
2.价类二维图是学习元素及其化合物知识的重要模型和工具。图1为某常见金属单质及其部分化合物的价类二维图。下列推断不合理的是
A.a→f→g→d的每步转化均可一步实现
B.b,c均可与稀硝酸反应,但反应原理不同
C.可通过图2装置制备物质e,且较长时间不易被氧化
D.h具有强氧化性,可用于饮用水的消毒,还原产物可以净水
3.(2025•福清市期末)对实验Ⅰ~Ⅳ的实验现象预测不正确的是( )
A.实验Ⅰ:实验室制备Fe(OH)2
B.实验Ⅱ:烧杯中出现红褐色沉淀
C.实验Ⅲ:试管内溶液变成血红色
D.实验Ⅳ:放置一段时间后,饱和CuSO4溶液中出现蓝色晶体
4.(2025•漳州市期末)如图所示装置可用来制取Fe(OH)2和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化.实验提供的试剂:铁屑、6mol/L硫酸溶液、NaOH溶液.下列说法错误的是( )
A.B中盛有一定量的NaOH溶液,A中应预先加入的试剂是铁屑
B.实验开始时应先将活塞E关闭
C.生成Fe(OH)2的操作为:关闭E,使A中溶液压入B瓶中
D.取下装置B中的橡皮塞,使空气进入,有关反应的化学方程式为:4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3
5.碳酸亚铁晶体为白色固体,不溶于水,干燥品在空气中稳定,湿品在空气中缓慢氧化为呈茶色,可用作阻燃剂、动物饲料铁添加剂、补血剂等。回答下列问题:
(1)实验室利用溶液和溶液制备,实验装置(夹持仪器已省略)如图所示:
①方框内为制取的装置,下列装置和药品较为适宜的是 (填字母)。
②装置D中仪器a的名称是 。
③根据①的选择,装置甲中试剂a的名称是 ,其作用为 。
④开始先通入一段时间的作用是 。
(2)的制备,步骤如下:
通入一段时间后,向溶液中加入过量溶液,搅拌,反应后过滤,将沉淀洗涤、干燥,得到。
①生成的化学方程式为 。
②装置丙的作用是 。
(3)将溶液换成溶液能提高产品纯度,原因是碱性较强,易产生副产物,该副产物的化学式可能为 。
(4)某同学查阅资料得知,煅烧的产物中含有价铁元素,于是他设计了由制备的方案。先向中依次加入试剂:稀硫酸、 和 ;然后再 (填操作)灼烧,即可得到。
03 考查铁及化合物的相关计算
1.(2025•仓山区校级一模)用FeCl2和NaBH4制备纳米零价铁的反应为FeCl2+2NaBH4+6H2O=Fe+2B(OH)3+2NaCl+7H2↑。NA表示阿伏加德罗常数的数值,下列说法错误的是( )
A.每生成28gFe,转移的电子数为1NA
B.0.5mol NaBH4晶体中σ键的数目为2NA
C.0.5mol B(OH)3中sp3杂化的原子数为1.5NA
D.1L0.1mol/LFeCl2溶液中Fe2+的数目小于0.1NA
2.(2025•仓山区一模)向盛有2mL0.1mol•L﹣1FeSO4溶液的试管中逐滴滴加0.1mol•L﹣1NaOH溶液,出现白色絮状沉淀,迅速变为灰绿色,最后变为红褐色。为探究灰绿色物质的成分,做如下实验,下列说法错误的是( )
实验操作及现象
实验一
白色的Fe(OH)2固体露置在空气中,颜色由白色变为红褐色的过程中,没有灰绿色物质出现。
实验二
向2mL0.1mol•L﹣1FeSO4溶液中逐滴滴加0.1mol•L﹣1NaOH溶液,出现灰绿色物质且颜色加深。
A.试管中发生的反应:Fe2++2OH﹣=Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
B.灰绿色物质是Fe(OH)2氧化成Fe(OH)3时生成的
C.溶液中生成Fe(OH)2越少颜色越深,最终生成的产物是0.018g
D.灰绿色物质可能是Fe(OH)2水合物
3.一块11.0g的铁铝合金,加入一定量的稀硫酸后合金完全溶解,然后加H2O2到溶液中无Fe2+存在,加热除去多余的H2O2,当加入200mL 6mol•L﹣1NaOH溶液时沉淀量最多,且所得沉淀质量为26.3g,下列说法不正确的是( )
A.该合金中铁的质量为5.6g
B.合金与稀硫酸反应共生成0.45mol H2
C.该合金与足量氢氧化钠反应,转移的电子数为0.6NA
D.所加的稀硫酸中含0.6molH2SO4
4.向某废金属样品(只有Fe和Cu)中加入一定物质的量浓度的稀硝酸,测得生成NO的体积(已换算成标准状况)、样品的质量随加入稀硝酸的体积的变化关系如图所示,已知反应过程中HNO3的还原产物只有NO,x点时样品中的Fe恰好完全溶解。下列说法正确的是( )
A.反应开始到a点,溶液中发生反应的离子方程式为
B.所用稀硝酸的物质的量浓度为1mol•L﹣1
C.当加入稀硝酸的体积为300mL时,溶液中存在的金属阳离子有Fe3+、Cu2+
D.该废金属样品中Cu的质量为8g
5.图是铁元素的“价类”二维图,下列说法正确的是( )
A.常温下Fe与水反应生成Fe3O4
B.FeO在热空气中不稳定,能迅速转化为Fe3O4
C.工业上用CO还原Fe2O3炼铁,该反应属于置换反应
D.将含0.01mol FeCl3的饱和溶液滴入沸水中完全反应,所得Fe(OH)3胶粒的物质的量为0.01mol
6.(2025•南平一模)铁是人类较早使用的金属之一,FeSO4和FeCl3是重要的化工原料。
(Ⅰ)硫酸亚铁晶体(FeSO4•7H2O)在医药上可作补血剂。
(1)为防止FeSO4溶液变质,应在溶液中加入少量 (填标号,下同);向FeSO4溶液加入 可验证该溶液是否变质。
A.铜片 B.KSCN溶液 C.氯气 D.铁粉
(2)该补血剂与维生素C同时服用,有利于Fe2+的吸收。某同学设计如下实验探究维生素C的作用:取少量Fe2(SO4)3溶液于试管中,加入维生素C片2片,振荡溶解,再滴加铁氰化钾溶液,溶液出现蓝色沉淀,由此得出结论是 。(已知:Fe2+遇铁氰化钾溶液产生蓝色沉淀)
(Ⅱ)氯化铁溶液可用于腐蚀印刷电路板上的铜,某腐蚀后的废液中含有FeCl3、FeCl2和CuCl2,且c(Fe3+)=c(Fe2+)。
(3)从废液中可回收铜,并获得FeCl3溶液,设计如图方案:
①滤渣a为 。
②物质X为 。
A.HCl B.酸性KMnO4溶液 C.Cl2
(4)取该废液20mL并加入mg铁粉,充分反应。
①对反应后的溶液分析错误的是 。
A.溶液中一定含有Fe2+
B.若有固体剩余,则固体中一定含有铁
C.若溶液中有Cu2+,则可能有固体析出
D.溶液若有Fe3+剩余,则一定没有固体析出
②若m=2.72,则充分反应后得到20mL3.0mol/L氯化亚铁溶液和2.24g固体混合物。则原废液中Fe3+的物质的量浓度为 。
04 考查Fe2+、Fe3+的性质和检验
1.(2024•罗源县校级模拟)向FeCl3溶液中通入SO2气体至饱和,观察到溶液由棕黄色迅速变为红棕色[经检验无Fe(OH)3胶体],较长时间后变为浅绿色。
已知:①反应Ⅰ:Fe3++6SO2⇌[Fe(SO2)6]3+(红棕色)
反应Ⅱ:2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+4H+
②溶液酸性越强,SO2溶解度越低
下列说法正确的是( )
A.反应Ⅱ中SO2体现漂白性
B.反应Ⅱ的活化能比反应Ⅰ的活化能高
C.Fe3+在反应Ⅰ、Ⅱ中均作氧化剂
D.向红棕色溶液中滴加浓盐酸,颜色加深
2.(2025•泉州三模)一定条件下,铁及其化合物具有如图所示的转化关系。下列说法或反应式正确的是( )
A.反应Ⅰ制备Fe(OH)2往盛有FeSO4溶液的烧杯中滴加NaOH溶液
B.反应Ⅱ刻蚀印刷电路板:Fe3++Cu═Fe2++Cu2+
C.反应Ⅲ制备亚铁盐:采用浓硫酸可加快反应速率
D.反应Ⅳ冶铁:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
3.(2025·福建漳州·三模)下列离子方程式书写错误的是
A.用铜电极电解饱和食盐水,阳极的电极反应式:2Cl-−2e-=Cl2↑
B.实验室模拟侯氏制碱法制备NaHCO3:
C.FeCl3溶液与过量KI溶液充分反应,萃取分离出I2后,溶液中能检测出Fe3+的原因:
D.用热的NaOH溶液除去试管内壁附着的硫单质:
4.(2025·福建宁德·模拟)铁是人体必需的微量元素,下面是一种常见补铁药品说明书中的部分内容:该药品含Fe2+33%~36%,不溶于水但能溶于人体中的胃酸:与维生素C(Vc)同服可增加本品吸收。某同学设计了以下实验检测该补铁药品中是否含有Fe2+并探究Vc的作用:
以下说法不正确的是( )
A.试剂1为HCl溶液,目的是溶解药片
B.加入KSCN溶液后溶液变为淡红色,说明溶液中有少量Fe3+
C.加入Vc后红色溶液颜色褪去,说明Vc具有一定的氧化性
D.新制氯水可替换为双氧水进行实验
5.(2025·福建福州·一模)实验室常采用点滴板来完成部分实验,这样既可以节约药品的用量,又便于观察实验现象。图中所示的实验点滴板上描述的实验现象或推论正确的是( )
A.往Na2O2固体中滴加FeCl2溶液,有气体产生且生成大量的白色沉淀
B.新制氯水滴加到pH试纸或淀粉KI溶液孔穴中,都体现新制氯水的漂白性
C.生锈铁屑加过量稀硫酸后,通过滴加KMnO4溶液的褪色来验证原溶液中存在Fe2+
D.生锈铁屑加过量稀硫酸后,若滴加KSCN溶液变成血红色可验证原溶液存在Fe3+
05 考查“铁三角”的转化和应用
1.(2025·广州梅州·三模)下列有关铁及其化合物的性质叙述正确的是( )
A.炽热的铁水注入模具之前,模具必须干燥,否则会发生反应:2Fe+6H2O2Fe(OH)3+3H2
B.FeO属于碱性氧化物,可用作粉刷墙壁的红色涂料
C.Fe(OH)3可通过化合反应或复分解反应制得
D.FeCl3溶液可蚀刻印刷铜制电路板是因为该溶液显酸性
2.黄铁矿(主要成分)在空气中会被缓慢氧化,过程如图所示。下列说法正确的是
A.发生反应a时,每被还原,转移
B.25℃时,则该温度下d的逆反应平衡常数
C.c发生反应的离子方程式为:
D.黄铁矿是工业制备硫酸的必选原料
3.(2025•厦门模拟)部分含Fe或含Cu物质的分类与相应化合价关系如图1所示。下列推断不合理的是( )
A.a能与H2O(g)反应生成e
B.若金属单质a的晶胞如图2所示,其配位数为12
C.新制的c可与麦芽糖反应生成b
D.c→d→e的转化中颜色变化为白色→红褐色→红棕色
06 实验探究铁及重要化合物的转化、除杂
1.(2025•厦门模拟)利用含铁废渣(主要成分为Fe2O3,含有少量CuO、Al2O3、SiO2和C等)生产(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O的流程如图。
下列说法正确的是( )
A.“浸取”时为加快反应速率可用浓硫酸代替稀硫酸
B.“过滤”时所用的玻璃仪器为长颈漏斗、玻璃棒和烧杯
C.“滤渣2”的主要成分为Fe(OH)3、Al(OH)3、Cu
D.“转化2”获得的晶体可用少量乙醇洗涤
2.(2025•宁德三模)一种用铬铁矿(主要成分是FeO•Cr2O3,还含有SiO2、Al2O3等)为原料生产重铬酸钾(K2Cr2O7)的主要工艺流程如图。
工艺流程中的部分反应如下:
①焙烧:Cr2O3+2Na2CO3+KClO32Na2CrO4+KCl+2CO2↑
②酸化:22H+⇌Cr2H2OK=1014(298K)
下列有关叙述正确的是( )
A.滤渣1的主要成分为SiO2
B.中和的目的是除铁和铝
C.酸化过程中pH=4.5时,若c()=10﹣5mol•L﹣1,的转化率为50%
D.“转化”温度下溶解度:Na2Cr2O7>K2Cr2O7
3.(2025•福州模拟)工业上从钴镍渣(主要含CoO、NiO和少量FeO、Cu)中回收Co和Ni的流程如下。
已知:① K=105;②,完全沉淀时c(Ni2+)≤10﹣5mol•L﹣1;③。下列说法正确的是( )
A.滤渣1是Cu,滤渣2是Fe(OH)2
B.氧化性:
C.若沉镍完全后滤液中,则
D.“氧化沉钴”中氧化剂、还原剂的物质的量之比为2:1
4.(2025•福州模拟)以银锰精矿(主要含Ag2S、MnS、FeS2)和氧化锰矿(主要含MnO2)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如图。
已知:①酸性条件下,MnO2的氧化性强于Fe3+。
②“浸锰”过程是在H2SO4溶液中使矿石中的锰元素浸出,同时去除FeS2,有利于后续银的浸出:矿石中的银以Ag2S的形式残留于浸锰渣中。
③“浸银”时,使用过量FeCl3、HCl和CaCl2的混合液作为浸出剂,将Ag2S中的银以形式浸出。
以下说法不正确的是( )
A.适当增大硫酸浓度或将矿石粉碎增大接触面积,以提高浸锰速率
B.“浸锰”过程中,发生反应MnS+2H+=Mn2++H2S↑,则可推断:Ksp(MnS)<Ksp(Ag2S)
C.在H2SO4溶液中,银锰精矿中的FeS2和氧化锰矿中的MnO2发生反应,则浸锰液中主要的金属阳离子有Fe3+、Mn2+
D.将“浸银”反应的离子方程式为
5.下列实验操作、现象和结论均正确的是( )
选项
实验操作
现象
结论
A
c中无白色沉淀
分解产物中无SO3
B
加入碘水后溶液不变蓝
淀粉完全水解
C
试管口有红棕色气体
浓硝酸与木炭发生反应
D
c中有淡黄色沉淀生成
苯和液溴发生取代反应
A.A B.B C.C D.D
6.(2025•泉州模拟)下列实验操作能达到实验目的的是( )
选项
实验操作及现象
实验目的
A
向等体积等浓度的[Co(NH3)6]Cl3溶液和[Co(NH3)5Cl]Cl2溶液中分别滴加0.1mol•L﹣1AgNO3溶液,至不再产生白色沉淀,记录消耗AgNO3溶液的体积
区别Co(NH3)6]Cl3溶液和[Co(NH3)5Cl]Cl2溶液
B
向0.1mol•L﹣1FeCl2溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀
证明FeCl2溶液未变质
C
向NaHSO3粉末中滴加盐酸,并将产生的气体通入品红溶液,褪色
证明非金属性:Cl>S
D
向2mL0.1mol•L﹣1MgCl2溶液中滴加5mL同浓度NaOH溶液,产生白色沉淀,再滴加FeCl3溶液,产生红褐色沉淀
证明Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Mg(OH)2]
A.A B.B C.C D.D
7.(1)(2025•闽侯县二模•节选)稀有金属钒在工业、医疗、高科技等领域均有重要应用。以石煤[含有机碳、SiO2、CaO和少量Ⅴ(Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)氧化物、Fe2O3、MgO、Al2O3]为原料,我国学者研究出新型空白焙烧一酸浸提钒的工艺流程如图所示:
已知:①烧渣中V元素存在于Si—O四面体中;
②“萃取”反应为VO2++2HR2PO4⇌VO(R2PO4)2+2H+。
回答下列问题:
(2)“沸腾焙烧”时,通过吹入的氧气使石煤粉呈悬浮态,其目的是 。
(4)“还原”工序中,发生的所有氧化还原反应的离子方程式为 、 + 。
(2)(2025•南安市校级模拟)厦门钨业专注钨钼、新能源材料、稀土等方面研究,是国内最大的钨钼产品生产与出口企业。工业上利用黑钨矿(其主要成分是FeWO4,MnWO4还含有少量的SiO2、Al2O3、As2O3等)制备钨的工艺流程如图:
已知:①钨酸钠:Na2WO4;仲钨酸铵晶体:5(NH4)2O•12WO3•5H2O。
②离子交换法原理为:用强碱性阴离子交换树脂[R4NCl(s)]与发生离子交换,交换过程中发生反应:。
请回答下列问题:
(1)基态Fe2+简化电子排布式为 ;Mn位于元素周期表 区。
(2)写出FeWO4在焙烧条件下与纯碱、空气反应的化学方程式 。
(3)“吸附”中该树脂对阴离子的亲和力大小为: > (填“>”、“<”或“=”)。
07 高铁酸盐的性质和制备
1.高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效绿色消毒剂,主要用于饮用水及污水处理。一种制备K2FeO4的方法:①;②向Na2FeO4碱性溶液中加入KOH固体,析出K2FeO4。已知K2FeO4在酸性溶液中转化为Fe(OH)3。下列说法正确的是
A.配制K2FeO4消毒液需在酸性溶液中
B.相同条件下,K2FeO4溶解度比Na2FeO4的大
C.K2FeO4作消毒剂利用其强氧化性
D.制备1.98 kg K2FeO4时,理论上转移80 mol电子
2.固体为紫色,是一种高效水处理剂,为探究其性质,现进行如下实验:
实验1:取相同质量的二份固体,分别加入等体积的浓KOH溶液和水中,加入水中的完全溶解,溶液中有气体生成,用激光笔照射溶液,内部出现一条光亮的通路,浓KOH溶液中有大量紫色固体未溶解,溶液中无气体生成,用激光笔照射溶液,内部无光亮的通路。
实验2:向少量固体中加入足量盐酸,固体完全反应,有黄绿色气体产生。所得溶液为黄色,滴加KSCN溶液后变为红色。
依据实验现象所得结论不正确的是
A.可作水处理剂的原因是其具有强氧化性
B.在水中的溶解性大于在浓KOH溶液中
C.在水中可能有和胶体生成
D.与盐酸反应后有和生成
3.高铁酸钾()具有杀菌消毒及净水作用,某实验小组在碱性条件下制备流程如图所示:
下列说法正确的是
A.消毒能力相当于3mol HClO
B.“氧化”步骤发生反应的化学方程式为:
C.同温度时高铁酸钠溶解度小于高铁酸钾
D.提纯时应用到的玻璃仪器有蒸发皿、玻璃棒、烧杯、酒精灯
4.实验小组制备高铁酸钾()并探究其性质。
资料:为紫色固体,微溶于溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速反应产生,在碱性溶液中较稳定。
(1)制备(夹持装置略)
①A为氯气发生装置,其中装有浓盐酸的仪器名称为 。
②C中有多个反应发生,其中生成高铁酸钾的化学反应方程式为 。
(2)探究的性质
①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有。为证明是否氧化了而产生,设计以下方案:
方案I
取少量a,滴加溶液至过量,溶液呈红色。
方案Ⅱ
用溶液充分洗涤C中所得固体,再用溶液将溶出,得到紫色溶液b,取少量b,滴加盐酸,有产生。
I.由方案I中溶液变红可知a中含有 离子,但该离子的产生不能判断一定是将氧化,该离子还可能由反应 产生(用离子方程式表示)。
Ⅱ.方案Ⅱ可证明氧化,用溶液洗涤的目的是排除 的干扰。
②根据的制备实验得出:氧化性 (填“>”或“<”),而方案Ⅱ实验表明,和的氧化性强弱关系相反,原因是 。
(3)若在制备装置C中加入的质量为,充分反应后经过滤、洗涤、干燥得固体,则的产率为 。(保留3位有效数字)
5.高铁酸钾()是一种环境友好的综合型水处理剂,通常为紫黑色固体,在pH为10~11时稳定存在。某学习小组在实验室中制备并进行相关探究。
(1)制备pH为10~11的和的混合溶液,其中制备所选试剂为和浓盐酸。
选择上述装置,按气流方向从左到右合理的连接顺序为 (填仪器接口处小写字母,尾气吸收装置及部分夹持装置已略去);其中盛放的仪器名称为 。
(2)将制得的和的混合溶液与溶液反应制备,装置如图所示。
①仪器m中适合盛放的试剂为 。
②该制备反应的离子方程式为 ;该反应需控制温度在10℃以下,控制反应温度适宜选用的方法为 。
(3)向制得的溶液中加入,析出晶体。该实验条件下,的溶解度 (填“大于”或“小于”)的溶解度。
(4)该小组同学检测到碱性放置一段时间会产生红褐色沉淀,溶液逐渐变为绿色(生成),同时还可能观察到的现象为 ;通常条件下,产生该现象的速率先慢后快,可能的原因为 。
1.(2025·福州·模拟预测)铁黄(FeOOH)是一种优质颜料。制备铁黄晶种时,向精制FeSO4溶液中滴加氨水(弱碱),先出现白色沉淀,后变为灰绿色。加氨水至pH=6时,开始通入空气,溶液pH随时间的变化曲线如图。下列分析不正确的是( )
A.产生白色沉淀的离子方程式为Fe2++2NH3•H2O═Fe(OH)2↓+2
B.0~t1发生的主要反应为4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3
C.t1~t2发生的主要反应为4Fe2++O2+6H2O═4FeOOH+8H+
D.t3后仅发生反应4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O
2.(2025·泉州·模拟)已知呈淡紫色。为探究铁盐溶液呈黄色的原因,进行了实验:
序号
实验操作
现象
①
向2mL较浓硫酸中滴加2滴饱和FeSO4溶液
溶液变淡紫色
②
向2mL0.05mol/LFe2(SO4)3中滴加少量3mol/LH2SO4
溶液黄色变浅
结合实验事实,下列分析错误的是( )
A.实验①中Fe2+被氧化为Fe(H2O)63+
B.实验①使用较浓硫酸因其酸性强且含水量少,能抑制Fe3+水解
C.由实验可知铁盐溶液呈黄色可能是Fe3+水解导致
D.由实验①和②推测OH﹣的配位能力比H2O弱
3.为探究Fe2+是否与SCN﹣发生反应,某化学小组进行了如下两组实验:
下列说法错误的是( )
A.②中溶液变为深红色,证明Fe2+比SCN﹣还原性更强
B.通过②和⑤对比,能证明①中SCN﹣与Fe2+已经发生反应
C.③比⑥红色深是因为③中的Fe3+浓度大,证明①中Fe2+与SCN﹣发生反应
D.①中FeCO3的沉淀溶解平衡FeCO3(s)⇌Fe2+(aq)(aq)正向移动
4.化学小组探究Fe2+与SCN﹣是否存在反应,实验过程如图所示。
下列分析不正确的是( )
A.②中溶液无色是因为Fe+2Fe3+=3Fe2+,导致平衡Fe3++3SCN﹣⇌Fe(SCN)3逆向移动
B.③中溶液略显黄色,可能是因为②→③过程中Fe2+被空气氧化
C.④中溶液颜色比①浅,说明Fe2+与SCN﹣反应导致c(SCN﹣)减小
D.将向①中加入的2滴水改为2滴0.3mol/LFeSO4溶液,两次实验后的溶液颜色相同
5.某同学进行如下实验:
①分别向CuSO4溶液和FeSO4溶液中滴加KSCN溶液,均无明显现象。
②向CuSO4和FeSO4的混合液中滴加KSCN溶液,溶液立刻变红,振荡后,红色褪去,产生白色沉淀,继续滴加过量KSCN溶液,红色不再褪去,并产生大量白色沉淀。
③过滤②中白色沉淀并洗涤干净,向其中加入过量氨水,白色沉淀溶解得无色溶液,放置过程中,无色溶液变蓝色。
已知:CuSCN为白色、难溶性物质:[Cu(NH3)2]+为无色离子。
下列说法不正确的是( )
A.实验①说明Cu2+不能与SCN﹣反应生成CuSCN
B.实验②中红色褪去的原因是振荡后c(Fe3+)降低
C.实验③中无色溶液变蓝色的原因是:4[Cu(NH3)2]++O2+8NH3⋅H2O═4[Cu(NH3)4]2++4OH﹣+6H2O
D.依据实验①、②、③推测,②中由于生成CuSCN,使Cu2+氧化性增强,将Fe2+氧化为Fe3+
1.(2024福建卷)从废线路板(主要成分为铜,含少量铅锡合金、铝、锌和铁)中提取铜的流程如下:
已知“滤液2”主要含和。下列说法正确的是
A. “机械粉碎”将铅锡合金转变为铅和锡单质
B. “酸溶”时产生和离子
C. “碱溶”时存反应:
D. “电解精炼”时,粗铜在阴极发生还原反应
2.(2025·湖南卷)化学实验充满着五颜六色的变化。下列描述错误的是
A.溶液褪色
B.产生红色沉淀
C.溶液呈紫色
D.试纸变为蓝色
A.A B.B C.C D.D
3.(2025·广东卷)下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,且两者间具有因果关系的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
浓硝酸保存在棕色试剂瓶中
浓硝酸具有强氧化性
B
向蔗糖中加适量浓硫酸,蔗糖变黑
浓硫酸具有脱水性
C
与可生成蓝色物质
KSCN溶液可用于检验
D
与浓盐酸共热,生成黄绿色气体
A.A B.B C.C D.D
4.(2025·河北卷)下列实验操作及现象能得出相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
向盛有与的恒压密闭容器中通入一定体积的,最终气体颜色变浅
化学平衡向减少的方向移动
B
以为指示剂,用标准溶液滴定溶液中的,先出现白色沉淀,后出现砖红色沉淀
C
向盛有溶液的试管中加入过量铁粉,充分反应后静置,滴加KSCN溶液无明显变化;静置,取上层清液滴加几滴氯水,溶液变红
具有还原性
D
向盛有2mL饱和溶液的试管中滴加鸡蛋清溶液,振荡,有沉淀析出;加蒸馏水稀释,再振荡,沉淀溶解
蛋白质沉淀后活性改变
A.A B.B C.C D.D
5.(2024·新课标卷·高考真题)钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下:
已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全()时的pH:
开始沉淀的pH
1.5
6.9
—
7.4
6.2
沉淀完全的pH
2.8
8.4
1.1
9.4
8.2
回答下列问题:
(1)“酸浸”前废渣需粉碎处理,目的是 ;“滤渣1”中金属元素主要为 。
(2)“过滤1”后的溶液中加入的作用是 。取少量反应后的溶液,加入化学试剂 检验 ,若出现蓝色沉淀,需补加。
(3)“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为 、 。
(4)“除钴液”中主要的盐有 (写化学式),残留的浓度为 。
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第02讲 铁及其重要化合物
目录
01 课标达标练
题型01 考查铁及其重要化合物的性质和应用
题型02 考查氢氧化亚铁的制备
题型03 考查铁及化合物的相关计算
题型04 考查 Fe2+、Fe3+的性质和检验
题型05 考查“铁三角”的转化和应用
题型06 实验探究铁及重要化合物的转化、除杂
题型07 高铁酸盐的性质和应用
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 考查铁及其重要化合物的性质和应用
1(2025•厦门模拟)八闽毓秀,史灿文华。下列有关福建省博物馆馆藏文物的说法错误的是( )
A.西周云雷纹青铜大铙的主要成分是铜锡合金
B.五代孔雀蓝釉陶瓶中基态Co2+的价电子排布式为3d7
C.南宋褐色罗印花褶桐裙的主要成分是合成高分子材料
D.明德化窑观音立像呈现“象牙白”说明其原料含铁量低
【答案】C
【解析】:A.西周云雷纹青铜大铙是铜的合金,主要成分是铜锡合金,故A正确;
B.基态钴原子核电荷数27,基态Co2+的价电子排布式为3d7,故B正确;
C.南宋褐色罗印花褶桐裙的主要成分是桑蚕丝,属于蛋白质,是天然高分子材料,故C错误;
D.含铁量低的陶瓷呈象牙白,明德化窑观音立像呈现“象牙白”,说明其原料含铁量低,故D正确;
故选:C。
2.(2025•南安市模拟)“福建舰”是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。下列说法正确的是( )
A.“福建舰”舰体材料为无磁镍铬钛合金钢,该合金钢的硬度低于纯铁
B.“福建舰”航空母舰防腐涂料中使用的石墨烯是乙烯的同系物
C.“福建舰”所用燃料为重油,是石油分馏产物
D.“福建舰”航母使用的碳纤维是一种新型有机高分子材料
【答案】C
【解析】:A.合金通常通过添加元素来增强纯金属的性能,合金硬度高于其成分金属,所以该合金钢的硬度高于纯铁,故A错误;
B.石墨烯是碳元素的一种同素异形体,属于无机物,故B错误;
C.分馏是根据沸点不同从石油中分离出汽油、煤油、柴油等,重油是沸点较高、粘度较大的残留组分,常用于船舶燃料,故C正确;
D.碳纤维主要成分为碳,不属于有机高分子材料,属于无机非金属材料,故D错误;
故选:C。
3.(2025·福建三明·三模)锑白(,两性氧化物)可用作白色颜料和阻燃剂。一种从含锑工业废渣(主要成分为:,含有等杂质)中制取的工艺流程如下图所示。
已知:滤饼的主要成分是:。下列说法错误的是
A.Sb在元素周期表中的位置:第5周期ⅤA族
B.“还原”时被还原的金属元素有:Sb、Cu、Fe
C.“水解”时主要的离子方程式:
D.“洗涤”时检测洗净的操作:取最后一次洗涤液于试管中,滴加KSCN溶液,溶液未变红
【答案】D
【详解】A.Sb为51号元素,电子层数为5,最外层电子数为5,位于元素周期表第5周期ⅤA族,故A说法正确;
B.根据上述分析,“溶解”后滤液1含Sb3+、Sb5+、Cu2+、Fe3+、Al3+、H+等,“还原”时加入过量铁粉,将Sb5+还原成Sb3+,Fe3+还原成Fe2+,Cu2+还原成Cu,被还原的金属元素为Sb、Cu、Fe,故B说法正确;
C.滤饼主要成分为Sb4O5Cl2,其中Sb为+3价,水解时Sb3+与Cl-、H2O反应生成该沉淀,根据原子守恒和电荷守恒,离子方程式为4Sb3++2Cl-+5H2O= Sb4O5Cl2↓+10H+,故C说法正确;
D.检测Fe2+洗净应检验洗涤液中是否含Fe2+,而KSCN溶液仅能检测Fe3+,无法检测Fe2+,正确操作需用铁氰化钾溶液等检验Fe2+,故D说法错误;
答案为D。
4.(2025·福建福州·二模)以碳酸锰铜矿(主要成分为MnCO3、CuCO3,还含有Fe2O3、FeO等杂质)为原料制备硫酸锰的主要过程:第一步溶于稀硫酸、第二步氧化、第三步除去等,有关离子方程式书写错误的是
A.碳酸锰铜矿加入稀硫酸中发生的反应有:
B.加入将转化为Fe3+:
C.若向溶液中通入氨气除去Cu2+:
D.若向溶液中加入MnS除去Cu2+:
【答案】B
【详解】A.碳酸锰与稀硫酸反应生成MnSO4、H2O和CO2,方程式符合实验事实,拆分正确,原子和电荷都守恒,A正确;
B.离子方程式中选项未配平Fe2+的系数,电荷不守恒,反应中Fe2+与MnO2的物质的量比应为2:1,正确的离子方程式为:,B错误;
C.通入适量氨气时,Cu2+与NH3·H2O反应生成Cu(OH)2沉淀,方程式符合实际反应,拆分正确,原子和电荷都守恒,C正确;
D.MnS与Cu2+反应生成更难溶的CuS,符合沉淀转化规律,方程式正确,D正确;
答案选B。
5.(2025·四川广安·模拟预测)KMnO4是重要氧化剂,广泛用于化工、防腐以及制药等领域。以软锰矿(主要成分为MnO2,含少量FeO)为原料,经中间产物K2MnO4制备KMnO4的流程如图。下列说法错误的是
A.“熔融”过程中发生的反应为
B.可以用氢溴酸代替CO2
C.滤渣1主要成分为Fe2O3
D.滤渣2经处理后可循环回“熔融”过程以提高锰元素的利用率
【答案】B
【详解】A.“熔融”过程中MnO2和KOH、O2反应生成K2MnO4和H2O,反应方程式为:,A正确;
B.由于KMnO4和K2MnO4均能与HBr发生氧化还原反应,故不能用氢溴酸替代CO2,B错误;
C.由分析可知,FeO与O2反应生成Fe2O3,滤渣1主要为Fe2O3,C正确;
D.滤渣2为MnO2,经处理后可循环回“熔融”过程以提高锰元素的利用率,D正确;
故选B。
6.(2025·山东潍坊·一模)化学实验小组为探究铁粉使氯化铁与硫氰化钾反应溶液褪色原因,进行下列实验:
已知:
①KSCN在酸性条件下可以被金属分解,生成和HCN;
②本实验条件下可忽略与的配位。
下列说法正确的是
A.②中溶液中含有少量K3[Fe(CN)6]
B.试管④溶液比试管①颜色浅是因为试管④中浓度比试管①中小
C.向③中加入1滴3%溶液,溶液变红
D.试管②中红色褪去的主要原因是:
【答案】C
【解析】A.将试管②上层清液分成两等份,一份中加入2第FeCl3溶液后,溶液变红且比试管①溶液浅,说明②中溶液中含有少量KSCN,A错误;
B.试管④溶液变红且比试管①颜色浅,是因为试管②中KSCN在酸性条件下被铁分解,导致试管④中KSCN浓度比试管①中小,B错误;
C.结合分析可知③中含有Fe2+,加入1滴3%溶液,将Fe2+氧化为Fe3+,与溶液中少量的KSCN反应,溶液变红,C正确;
D.结合试管③、④的现象分析,试管②中红色褪去的主要原因是Fe+2Fe3+=3Fe2+,D错误;
故选AC。
02 考查氢氧化亚铁的制备
1.(2025•泉州模拟)下列实验能达到实验目的的是( )
A.用装置甲蒸发CuCl2溶液制备少量CuCl2晶体
B.装置乙中溴水逐渐褪色,能说明生成乙烯
C.装置丙可测定一定温度下苯甲酸的溶解度
D.装置丁可制备少量氢氧化亚铁,并观察其颜色
【答案】B
【解析】:A.加热促进铜离子水解,且生成的盐酸易挥发,应在HCl气流中蒸发制备无水氯化铜,故A错误;
B.溴乙烷在NaOH醇溶液中加热发生消去反应,溴水与乙烯发生加成反应,则溴水褪色,可说明生成乙烯,故B正确;
C.温度计的位置不对,温度计的水银球应在苯甲酸溶液的液面下,故C错误;
D.关闭止水夹A,不能使硫酸亚铁溶液进入NaOH溶液中,图中止水夹A应放在最左侧位置,故D错误;
故选:B。
2.价类二维图是学习元素及其化合物知识的重要模型和工具。图1为某常见金属单质及其部分化合物的价类二维图。下列推断不合理的是
A.a→f→g→d的每步转化均可一步实现
B.b,c均可与稀硝酸反应,但反应原理不同
C.可通过图2装置制备物质e,且较长时间不易被氧化
D.h具有强氧化性,可用于饮用水的消毒,还原产物可以净水
【答案】C
【详解】A.如图,可推知该金属为Fe,a为Fe单质,Fe与稀硫酸反应生成,与氯气反应生成,与氨水反应生成,均能一步实现,故A正确;
B.与稀硝酸属于氧化还原反应,与稀硝酸反应属于复分解反应,故B正确;
C.该装置未采取隔绝空气的措施,生成的极易被空气中的氧气氧化生成,故C错误;
D.h为高铁酸盐,具有强氧化性,可用于饮用水的消毒,还原产物为胶体,具有吸附性,可以用于净水,故D正确;
故选C。
3.(2025•福清市期末)对实验Ⅰ~Ⅳ的实验现象预测不正确的是( )
A.实验Ⅰ:实验室制备Fe(OH)2
B.实验Ⅱ:烧杯中出现红褐色沉淀
C.实验Ⅲ:试管内溶液变成血红色
D.实验Ⅳ:放置一段时间后,饱和CuSO4溶液中出现蓝色晶体
【答案】A
【解析】:A.实验室用NaOH和FeSO4溶液制备Fe(OH)2时应将吸有NaOH溶液的胶头滴管伸入FeSO4溶液中,并且溶液上方要覆盖植物油后苯,否则Fe(OH)2易被空气中氧气氧化为Fe(OH)3,故A错误;
B.加热NH4Cl和Ca(OH)2混合物生成NH3,NH3通入FeCl3溶液中生成红褐色Fe(OH)3沉淀,故B正确;
C.FeCl3与KSCN反应生成Fe(SCN)3和KCl,Fe(SCN)3是血红色物质,则实验现象为:试管内溶液变成血红色,故C正确;
D.浓硫酸具有吸水性,浓硫酸吸水会使饱和CuSO4溶液中溶剂减少,CuSO4•5H2O结晶析出,CuSO4•5H2O晶体呈蓝色,故D正确;
故选:A
4.(2025•漳州市期末)如图所示装置可用来制取Fe(OH)2和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化.实验提供的试剂:铁屑、6mol/L硫酸溶液、NaOH溶液.下列说法错误的是( )
A.B中盛有一定量的NaOH溶液,A中应预先加入的试剂是铁屑
B.实验开始时应先将活塞E关闭
C.生成Fe(OH)2的操作为:关闭E,使A中溶液压入B瓶中
D.取下装置B中的橡皮塞,使空气进入,有关反应的化学方程式为:4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3
【答案】B
【解答】解:A、制取硫酸亚铁需要铁屑,所以在烧瓶中应该先加入铁屑,所以A中应预先加入的试剂是铁屑,故A正确;
B、稀硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气,因为有气体生成,如果不打开活塞E,会造成安全事故,所以要打开活塞E,故B错误;
C、铁和硫酸反应有氢气生成,关闭活塞E,导致A装置中氢气所产生的压强逐渐增大使FeSO4溶液被压入B瓶中进行反应生成氢氧化亚铁,所以操作为:关闭活塞E,使FeSO4溶液被压入B瓶中进行反应,故C正确;
D、氢氧化亚铁不稳定,容易被空气中的氧气氧化生成红褐色的氢氧化铁,反应方程式为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,故D正确;
故选:B。
5.碳酸亚铁晶体为白色固体,不溶于水,干燥品在空气中稳定,湿品在空气中缓慢氧化为呈茶色,可用作阻燃剂、动物饲料铁添加剂、补血剂等。回答下列问题:
(1)实验室利用溶液和溶液制备,实验装置(夹持仪器已省略)如图所示:
①方框内为制取的装置,下列装置和药品较为适宜的是 (填字母)。
②装置D中仪器a的名称是 。
③根据①的选择,装置甲中试剂a的名称是 ,其作用为 。
④开始先通入一段时间的作用是 。
(2)的制备,步骤如下:
通入一段时间后,向溶液中加入过量溶液,搅拌,反应后过滤,将沉淀洗涤、干燥,得到。
①生成的化学方程式为 。
②装置丙的作用是 。
(3)将溶液换成溶液能提高产品纯度,原因是碱性较强,易产生副产物,该副产物的化学式可能为 。
(4)某同学查阅资料得知,煅烧的产物中含有价铁元素,于是他设计了由制备的方案。先向中依次加入试剂:稀硫酸、 和 ;然后再 (填操作)灼烧,即可得到。
【答案】.(1) C 长颈漏斗 饱和碳酸氢钠溶液 除去中的HCl杂质 排净装置中空气,防止被氧化(合理即可)
(2) 液封,防止(或空气)进入装置乙中
(3)
(4) 氯水或溶液(答案合理即可) 氢氧化钠溶液或氨水等 过滤、洗涤
【解析】(1)①应该采用盐酸和碳酸钙,不加热制备二氧化碳,故排除A、E,同时在选项D中使用的碳酸钠容易溶解,不能用该装置制备二氧化碳,在选项B、C中,其中B中排出气体的导管在液面下方,故排除B,故答案为C;
②由图可知,装置D中仪器a的名称是长颈漏斗;
③利用盐酸和碳酸钙制备的二氧化碳中容易混入氯化氢气体,可以通过饱和碳酸氢钠来除去其中的氯化氢,故装置甲中试剂a的名称是饱和碳酸氢钠溶液;
④由于装置中含有空气,因此先通入一段时间是为了排净装置中空气,防止被氧化。
(2)①根据题意硫酸亚铁和碳酸钠反应生成产物,化学方程式为:;
②由于二价铁具有还原性,要防止空气中氧气氧化二价铁,故装置丙的作用是:液封,防止(或空气)进入装置乙中;
(3)将溶液换成溶液能提高产品纯度,原因是溶液碱性弱,能减少副产物的生成;
(4)中铁为价,需要制备的氧化铁中铁的化合价为价,则用稀硫酸溶解后,需要加入氧化剂,可以选择:氯水或溶液,随后调高pH从而得到氢氧化铁沉淀,可以选择:氢氧化钠溶液或氨水;随后过滤、洗涤即可。
03 考查铁及化合物的相关计算
1.(2025•仓山区校级一模)用FeCl2和NaBH4制备纳米零价铁的反应为FeCl2+2NaBH4+6H2O=Fe+2B(OH)3+2NaCl+7H2↑。NA表示阿伏加德罗常数的数值,下列说法错误的是( )
A.每生成28gFe,转移的电子数为1NA
B.0.5mol NaBH4晶体中σ键的数目为2NA
C.0.5mol B(OH)3中sp3杂化的原子数为1.5NA
D.1L0.1mol/LFeCl2溶液中Fe2+的数目小于0.1NA
【答案】A
【解析】:A.28gFe物质的量为0.5mol,反应中Fe由+2价降低为0价,水中有6个H由+1价降低为0价,NaBH4中H的化合价由﹣1价升至0价,生成1mol Fe转移8mol电子,故生成0.5mol Fe转移电子数为4NA,故A错误;
B.NaBH4中存在Na+与,为离子键构成的离子化合物,而1个中有4个σ键,0.5mol NaBH4固体中σ键数为2NA,故B正确;
C.B(OH)3分子中,B原子采取sp2杂化,O原子采取sp3杂化,0.5mol B(OH)3中sp3杂化的原子数为1.5NA,故C正确;
D.Fe2+会发生水解,导致亚铁离子浓度减小,1L0.1mol•L﹣1FeCl2溶液中Fe2+数小于0.1NA,故D正确;
故选:A。
2.(2025•仓山区一模)向盛有2mL0.1mol•L﹣1FeSO4溶液的试管中逐滴滴加0.1mol•L﹣1NaOH溶液,出现白色絮状沉淀,迅速变为灰绿色,最后变为红褐色。为探究灰绿色物质的成分,做如下实验,下列说法错误的是( )
实验操作及现象
实验一
白色的Fe(OH)2固体露置在空气中,颜色由白色变为红褐色的过程中,没有灰绿色物质出现。
实验二
向2mL0.1mol•L﹣1FeSO4溶液中逐滴滴加0.1mol•L﹣1NaOH溶液,出现灰绿色物质且颜色加深。
A.试管中发生的反应:Fe2++2OH﹣=Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
B.灰绿色物质是Fe(OH)2氧化成Fe(OH)3时生成的
C.溶液中生成Fe(OH)2越少颜色越深,最终生成的产物是0.018g
D.灰绿色物质可能是Fe(OH)2水合物
【答案】C
【解析】:A.生成白色沉淀为氢氧化亚铁,红褐色为氢氧化铁,试管中发生的反应:Fe2++2OH﹣=Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,故A正确;
B.反应过程中灰绿色物质是Fe(OH)2氧化成Fe(OH)3时生成的,故B正确;
C.溶液中生成Fe(OH)2越多颜色越深,生成的最终产物一定大于0.018g,故C错误;
D.实验表明,灰绿色物质可能是Fe(OH)2水合物,故D正确;
故选:C。
3.一块11.0g的铁铝合金,加入一定量的稀硫酸后合金完全溶解,然后加H2O2到溶液中无Fe2+存在,加热除去多余的H2O2,当加入200mL 6mol•L﹣1NaOH溶液时沉淀量最多,且所得沉淀质量为26.3g,下列说法不正确的是( )
A.该合金中铁的质量为5.6g
B.合金与稀硫酸反应共生成0.45mol H2
C.该合金与足量氢氧化钠反应,转移的电子数为0.6NA
D.所加的稀硫酸中含0.6molH2SO4
【答案】B
【解析】:最终得到的沉淀为氢氧化铝和氢氧化铁的混合物,则生成沉淀时消耗氢氧根离子的物质的量为:0.9mol,则铁和铝的总物质的量为:0.3mol,设合金中铁的物质的量为x、铝的物质的量为y,则56x+27y=11.0、x+y=0.3,解得:x=0.1mol、y=0.2mol;
200mL 6mol•L﹣1NaOH溶液中含有NaOH的总物质的量为:6mol/L×0.2mol=1.2mol,生成沉淀最多时溶质为硫酸钠,则所加硫酸的物质的量为:0.6mol,
A.根据计算可知,合金中含有0.1mol铁,其质量为:56g/mol×0.1mol=5.6g,故A正确;
B.0.1mol铁与稀硫酸反应生成0.1mol氢气,0.2mol铝与稀硫酸反应生成0.3mol氢气,总共生成0.4mol氢气,故B错误;
C.铁不与氢氧化钠溶液反应,0.2mol铝与氢氧化钠溶液反应转移电子为:0.2mol×3=0.6mol,转移的电子数为0.6NA,故C正确;
D.根据分析可知,所加硫酸的物质的量为0.6mol,故D正确;
故选:B。
4.向某废金属样品(只有Fe和Cu)中加入一定物质的量浓度的稀硝酸,测得生成NO的体积(已换算成标准状况)、样品的质量随加入稀硝酸的体积的变化关系如图所示,已知反应过程中HNO3的还原产物只有NO,x点时样品中的Fe恰好完全溶解。下列说法正确的是( )
A.反应开始到a点,溶液中发生反应的离子方程式为
B.所用稀硝酸的物质的量浓度为1mol•L﹣1
C.当加入稀硝酸的体积为300mL时,溶液中存在的金属阳离子有Fe3+、Cu2+
D.该废金属样品中Cu的质量为8g
【答案】D
【解析】:A.分析可知反应开始到a点,溶解的是铁,溶液中发生反应的离子方程式为:3Fe+8H++23Fe2++2NO↑+4H2O,故A错误;
B.Fe的还原性比Cu强,加入稀硝酸先氧化Fe,再氧化Cu,最后氧化亚铁离子,加入200mL稀硝酸时,有固体剩余,则金属反应生成+2价离子,反应方程式表示为3A+8HNO3=3A(NO3)2+2NO↑+4H2O,此时生成4.48LNO,则n(NO)0.2mol,由方程式可知200mL稀硝酸中n(HNO3)=4n(NO)=4×0.2mol=0.8mol,故稀硝酸的浓度为4mol•L﹣1,故B错误;
C.分析可知,当加入稀硝酸的体积为300mL时,亚铁离子部分被氧化,溶液中存在的金属阳离子有Fe2+、Fe3+、Cu2+,故C错误;
D.上述计算分析可知,原混合物中通的物质的量=0.125mol,该废金属样品中Cu的质量=0.125mol×64g/mol=8g,故D正确;
故选:D。
5.图是铁元素的“价类”二维图,下列说法正确的是( )
A.常温下Fe与水反应生成Fe3O4
B.FeO在热空气中不稳定,能迅速转化为Fe3O4
C.工业上用CO还原Fe2O3炼铁,该反应属于置换反应
D.将含0.01mol FeCl3的饱和溶液滴入沸水中完全反应,所得Fe(OH)3胶粒的物质的量为0.01mol
【答案】B
【解析】A.常温下Fe与水不发生反应,故A错误;
B.FeO具有较强的还原性,在空气中受热,能迅速被氧化成Fe3O4,故B正确;
C.工业上用CO还原Fe2O3炼铁,该反应不符合单换单的特征,不属于置换反应,故C错误;
D.Fe(OH)3胶体的胶粒是许多Fe(OH)3的集合体,因此将含0.01 mol FeCl3的饱和溶液滴入沸水中制得Fe(OH)3胶粒数小于0.01NA,故D错误;
故选:B。
6.(2025•南平一模)铁是人类较早使用的金属之一,FeSO4和FeCl3是重要的化工原料。
(Ⅰ)硫酸亚铁晶体(FeSO4•7H2O)在医药上可作补血剂。
(1)为防止FeSO4溶液变质,应在溶液中加入少量 (填标号,下同);向FeSO4溶液加入 可验证该溶液是否变质。
A.铜片 B.KSCN溶液 C.氯气 D.铁粉
(2)该补血剂与维生素C同时服用,有利于Fe2+的吸收。某同学设计如下实验探究维生素C的作用:取少量Fe2(SO4)3溶液于试管中,加入维生素C片2片,振荡溶解,再滴加铁氰化钾溶液,溶液出现蓝色沉淀,由此得出结论是 。(已知:Fe2+遇铁氰化钾溶液产生蓝色沉淀)
(Ⅱ)氯化铁溶液可用于腐蚀印刷电路板上的铜,某腐蚀后的废液中含有FeCl3、FeCl2和CuCl2,且c(Fe3+)=c(Fe2+)。
(3)从废液中可回收铜,并获得FeCl3溶液,设计如图方案:
①滤渣a为 。
②物质X为 。
A.HCl B.酸性KMnO4溶液 C.Cl2
(4)取该废液20mL并加入mg铁粉,充分反应。
①对反应后的溶液分析错误的是 。
A.溶液中一定含有Fe2+
B.若有固体剩余,则固体中一定含有铁
C.若溶液中有Cu2+,则可能有固体析出
D.溶液若有Fe3+剩余,则一定没有固体析出
②若m=2.72,则充分反应后得到20mL3.0mol/L氯化亚铁溶液和2.24g固体混合物。则原废液中Fe3+的物质的量浓度为 。
【答案】(1)D;B;(2)维生素C具有还原性;(3)①滤渣a为铁单质和铜单质,②为不引入杂质,物质X为氯气,(4):b;5.5mol/L,
【解答】解:(1)为防止FeSO4溶液变质,应在溶液中加入少量铁粉,防止亚铁离子被氧化;FeSO4变质是因为Fe2+被氧气氧化生成Fe3+,故向FeSO4溶液加入KSCN溶液可验证该溶液是否变质,
故答案为:D;B;
(2)已知:Fe2+遇铁氰化钾溶液产生蓝色沉淀,加入维生素C 的Fe2(SO4)3溶液中滴加铁氰化钾溶液,溶液出现蓝色沉淀,说明Fe2(SO4)3被维生素C还原为Fe2+,由此得出结论是维生素C具有还原性,
故答案为:维生素C具有还原性;
(3)腐蚀后的废液中含有FeCl3、FeCl2和CuCl2,加入过量铁粉,FeCl3和CuCl2均与铁发生反应,生成氯化亚铁和铜单质,操作1为过滤,滤渣a为铁单质和铜单质,滤液中通入氯气发生反应2:2FeCl3+Cl2=2FeCl3,滤渣a中加入足量稀盐酸与铁粉发生反应生成氯化亚铁,过滤出铜单质,该滤液与操作1后的滤液合并发生反应2,
①由分析知,滤渣a为铁单质和铜单质,
故答案为:铁单质和铜单质;
②为不引入杂质,物质X为氯气,
故答案为:C;
(4)①该废液中含有FeCl3、FeCl2和CuCl2,当加入铁粉,铁先和Fe3+发生氧化还原反应生成Fe2+,当FeCl3完全反应后,Fe再和Cu2+反应,
a.铁先和Fe3+发生氧化还原反应生成Fe2+,当FeCl3完全反应后,Fe再和Cu2+反应,溶液中一定含有Fe2+,故a正确;
b.Fe的量可能不足以将 Cu2+全部还原,则若有固体剩余,则固体中不一定含有铁,故b错误;
c.若溶液中有Cu2+,可能Fe的量不足以将 Cu2+全部还原,此时有铜析出,故c正确;
d.溶液若有Fe3+剩余,说明一定没有发生Fe和Cu2+的反应,则一定没有固体析出,故d正确;
故答案为:b;
②根据氧化性顺序,Fe会先和Fe3+反应,再和Cu2+反应,反应式为:①Fe+2Fe3+=3Fe2+,②Fe+Cu2+=Fe2++Cu。最后溶液为FeCl2溶液,不含Cu,则说明Cu全部参加反应,则Fe有剩余。设Fe3+的物质的量为x mol,Cu2+的物质的量为y mol,根据n(Fe2+)=0.06 mol和最后2.24 g固体包括剩余的Fe和生成的Cu,列一个二元一次方程:1.5x+x+y=0.06,2.72﹣(0.5x+y)×56+64y=2.24,解得x=0.02 mol,即n(Fe3+ )=0.02 mol,c(Fe3+)5.5mol/L,
04 考查Fe2+、Fe3+的性质和检验
1.(2024•罗源县校级模拟)向FeCl3溶液中通入SO2气体至饱和,观察到溶液由棕黄色迅速变为红棕色[经检验无Fe(OH)3胶体],较长时间后变为浅绿色。
已知:①反应Ⅰ:Fe3++6SO2⇌[Fe(SO2)6]3+(红棕色)
反应Ⅱ:2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+4H+
②溶液酸性越强,SO2溶解度越低
下列说法正确的是( )
A.反应Ⅱ中SO2体现漂白性
B.反应Ⅱ的活化能比反应Ⅰ的活化能高
C.Fe3+在反应Ⅰ、Ⅱ中均作氧化剂
D.向红棕色溶液中滴加浓盐酸,颜色加深
【答案】B
【解析】A.反应Ⅱ中SO2体现还原性,故A错误;
B.向FeCl3溶液中通入SO2气体至饱和,观察到溶液由棕黄色迅速变为红棕色,说明反应Ⅱ的化学反应速率小于反应Ⅰ的化学反应速率,则反应Ⅱ的活化能比反应Ⅰ的活化能高,故B正确;
C.Fe3+在反应Ⅰ中化合价不变,不作氧化剂,在反应Ⅱ中作氧化剂,故C错误;
D.向红棕色溶液中滴加浓盐酸,溶液酸性增强,SO2溶解度降低,反应Ⅰ减弱,反应Ⅱ增强,颜色变浅,故D错误;
故选:B。
2.(2025•泉州三模)一定条件下,铁及其化合物具有如图所示的转化关系。下列说法或反应式正确的是( )
A.反应Ⅰ制备Fe(OH)2往盛有FeSO4溶液的烧杯中滴加NaOH溶液
B.反应Ⅱ刻蚀印刷电路板:Fe3++Cu═Fe2++Cu2+
C.反应Ⅲ制备亚铁盐:采用浓硫酸可加快反应速率
D.反应Ⅳ冶铁:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
【答案】D
【解析】A.往盛有硫酸亚铁溶液的烧杯中滴加氢氧化钠溶液,生成的氢氧化亚铁会被迅速氧化为氢氧化铁,故A错误;
B.刻蚀印刷电路板:2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+,故B错误;
C.采用浓硫酸可使铁钝化,不能制备亚铁盐,故C错误;
D.氧化铁与一氧化碳在高温下反应生成铁和二氧化碳,其反应的化学方程式为:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,故D正确;
故选:D。
3.(2025·福建漳州·三模)下列离子方程式书写错误的是
A.用铜电极电解饱和食盐水,阳极的电极反应式:2Cl-−2e-=Cl2↑
B.实验室模拟侯氏制碱法制备NaHCO3:
C.FeCl3溶液与过量KI溶液充分反应,萃取分离出I2后,溶液中能检测出Fe3+的原因:
D.用热的NaOH溶液除去试管内壁附着的硫单质:
【答案】A
【详解】A.铜是活性电极,铜作阳极电极时,金属铜优先被氧化为Cu2+,而非Cl-放电,A错误;
B.侯氏制碱法中,Na+、NH3、CO2和H2O反应生成NaHCO3沉淀和,离子方程式书写正确,B正确;
C.Fe3+与过量I-反应生成Fe2+和I2,萃取I2后仍有少量Fe3+残留,可知反应为可逆过程,离子方程式正确,C正确;
D.硫与热的NaOH溶液发生歧化反应生成S2-和,离子方程式书写正确,D正确;
故答案选A。
4.(2025·福建宁德·模拟)铁是人体必需的微量元素,下面是一种常见补铁药品说明书中的部分内容:该药品含Fe2+33%~36%,不溶于水但能溶于人体中的胃酸:与维生素C(Vc)同服可增加本品吸收。某同学设计了以下实验检测该补铁药品中是否含有Fe2+并探究Vc的作用:
以下说法不正确的是( )
A.试剂1为HCl溶液,目的是溶解药片
B.加入KSCN溶液后溶液变为淡红色,说明溶液中有少量Fe3+
C.加入Vc后红色溶液颜色褪去,说明Vc具有一定的氧化性
D.新制氯水可替换为双氧水进行实验
【答案】C
【解析】:A.由分析知,试剂1是盐酸,目的是溶解药片,故A正确;
B.加入KSCN溶液后溶液变为淡红色,说明溶液中有少量Fe3+,故B正确;
C.加入Vc后红色溶液颜色褪去,说明Vc具有一定的还原性,将铁离子还原为亚铁离子,故C错误;
D.由分析知,加入H2O2溶液后,溶液由浅红色变为深红色,说明溶液②中含有Fe2+,H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,Fe3+浓度增大,新制氯水也具有强氧化性,可以替代H2O2溶液,故D正确;
故选:C。
5.(2025·福建福州·一模)实验室常采用点滴板来完成部分实验,这样既可以节约药品的用量,又便于观察实验现象。图中所示的实验点滴板上描述的实验现象或推论正确的是( )
A.往Na2O2固体中滴加FeCl2溶液,有气体产生且生成大量的白色沉淀
B.新制氯水滴加到pH试纸或淀粉KI溶液孔穴中,都体现新制氯水的漂白性
C.生锈铁屑加过量稀硫酸后,通过滴加KMnO4溶液的褪色来验证原溶液中存在Fe2+
D.生锈铁屑加过量稀硫酸后,若滴加KSCN溶液变成血红色可验证原溶液存在Fe3+
【答案】C
【解析】:A.过氧化钠有强氧化性,过氧化钠固体中滴加FeCl2溶液后,生成红褐色沉淀,故A错误;
B.新制氯水滴加到pH试纸,先变红,后褪色,体现新制氯水的漂白性,滴入淀粉KI溶液孔穴中,表现氧化性,故B错误;
C.亚铁离子有还原性,高锰酸钾溶液有氧化性,生锈铁屑加入过量稀硫酸反应后,若加入酸性高锰酸钾溶液褪色,则说明一定有亚铁离子存在,故C正确;
D.生锈铁屑加入足量稀硫酸后,生成亚铁离子,可能继续被空气中氧气氧化生成铁离子,若加入硫氰化钾溶液,溶液可能变血红色也可能不变色,故D错误;
故选:C。
05 考查“铁三角”的转化和应用
1.(2025·广州梅州·三模)下列有关铁及其化合物的性质叙述正确的是( )
A.炽热的铁水注入模具之前,模具必须干燥,否则会发生反应:2Fe+6H2O2Fe(OH)3+3H2
B.FeO属于碱性氧化物,可用作粉刷墙壁的红色涂料
C.Fe(OH)3可通过化合反应或复分解反应制得
D.FeCl3溶液可蚀刻印刷铜制电路板是因为该溶液显酸性
【答案】C
【解析】:A.铁与水蒸气在高温条件下反应生成Fe3O4和H2,反应的化学方程式为,故A错误;
B.Fe2O3才是红色的,可用作粉刷墙壁的红色涂料,FeO属于碱性氧化物,但为一种黑色粉末,故B错误;
C.Fe(OH)3可通过化合反应4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3或复分解反应FeCl3+3NaOH═Fe(OH)3+3NaCl制得,故C正确;
D.FeCl3溶液可用于蚀刻印刷电路,Fe3+与电路中的Cu发生氧化还原反应生成Fe2+和Cu2+,反应的离子方程式为2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+,Fe3+为氧化剂,体现了Fe3+的氧化性,故D错误;
故选:C。
2.黄铁矿(主要成分)在空气中会被缓慢氧化,过程如图所示。下列说法正确的是
A.发生反应a时,每被还原,转移
B.25℃时,则该温度下d的逆反应平衡常数
C.c发生反应的离子方程式为:
D.黄铁矿是工业制备硫酸的必选原料
【答案】.B
【详解】A.据图可知,反应a中FeS2被氧化生成Fe2+和,Fe元素化合价不变,S元素化合价由反应前FeS2中的-1价升高到反应后中的+6价,化合价升高失去电子被氧化,所以每被氧化,转移,A错误;
B.25℃时,即,则该温度下d的逆反应方程式为,该反应的平衡常数,所以,B正确;
C.离子方程式不符合电荷守恒,c发生反应的正确离子方程式为:,C错误;
D.工业制备硫酸的原料可以是硫单质也可以是黄铁矿,D错误;
故选B。
3.(2025•厦门模拟)部分含Fe或含Cu物质的分类与相应化合价关系如图1所示。下列推断不合理的是( )
A.a能与H2O(g)反应生成e
B.若金属单质a的晶胞如图2所示,其配位数为12
C.新制的c可与麦芽糖反应生成b
D.c→d→e的转化中颜色变化为白色→红褐色→红棕色
【答案】A
【解析】A.由分析可知,e为Fe(OH)2,铁能与H2O(g)反应生成四氧化三铁,不是氧化铁,故A错误;
B.根据晶胞图分析可知,该晶胞为面心立方晶胞,故其配位数为12,故B正确;
C.由分析可知,c为Fe(OH)2或Cu(OH)2,b为Cu2O,则新制的氢氧化铜可与麦芽糖(含有醛基)反应生成氧化亚铜,故C正确;
D.由分析可知,氢氧化亚铁、氢氧化铁、氧化铁的颜色分别为白色、红褐色、红棕色,故D正确;
故选:A。
06 实验探究铁及重要化合物的转化、除杂
1.(2025•厦门模拟)利用含铁废渣(主要成分为Fe2O3,含有少量CuO、Al2O3、SiO2和C等)生产(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O的流程如图。
下列说法正确的是( )
A.“浸取”时为加快反应速率可用浓硫酸代替稀硫酸
B.“过滤”时所用的玻璃仪器为长颈漏斗、玻璃棒和烧杯
C.“滤渣2”的主要成分为Fe(OH)3、Al(OH)3、Cu
D.“转化2”获得的晶体可用少量乙醇洗涤
【答案】D
【解析】:A.浓H2SO4具有强氧化性,在“浸取”时若用浓H2SO4代替,不利于后续反应进行,故A错误;
B.“过滤”用的玻璃仪器是普通漏斗、玻璃棒和烧杯,故B错误;
C.加入Fe粉后,Fe与Cu2+、Fe3+反应,调pH后,Al3+转化为Al(OH)3沉淀,Fe粉过量,“滤渣2”的主要成分是Fe、Cu、Al(OH)3,故C错误;
D.(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O易溶于水,难溶于乙醇,用少量乙醇洗涤可减少晶体的溶解损失,故D正确,
故选:D。
2.(2025•宁德三模)一种用铬铁矿(主要成分是FeO•Cr2O3,还含有SiO2、Al2O3等)为原料生产重铬酸钾(K2Cr2O7)的主要工艺流程如图。
工艺流程中的部分反应如下:
①焙烧:Cr2O3+2Na2CO3+KClO32Na2CrO4+KCl+2CO2↑
②酸化:22H+⇌Cr2H2OK=1014(298K)
下列有关叙述正确的是( )
A.滤渣1的主要成分为SiO2
B.中和的目的是除铁和铝
C.酸化过程中pH=4.5时,若c()=10﹣5mol•L﹣1,的转化率为50%
D.“转化”温度下溶解度:Na2Cr2O7>K2Cr2O7
【答案】D
【解析】:A.结合分析,滤渣1的主要成分为Fe2O3,故A错误;
B.滤渣2为H2SiO3和Al(OH)3,中和的目的是除硅和铝,故B错误;
C.酸化过程中pH=4.5时,若c()=10﹣5mol•L﹣1,根据22H+⇌Cr2H2OK1014,c(Cr2)=10﹣5mol/L,的转化率为66.7%%,故C错误;
D.加入氯化钾经过复分解反应Na2Cr2O7转化为K2Cr2O7,解度:Na2Cr2O7>K2Cr2O7,故D正确;
故选:D。
3.(2025•福州模拟)工业上从钴镍渣(主要含CoO、NiO和少量FeO、Cu)中回收Co和Ni的流程如下。
已知:① K=105;②,完全沉淀时c(Ni2+)≤10﹣5mol•L﹣1;③。下列说法正确的是( )
A.滤渣1是Cu,滤渣2是Fe(OH)2
B.氧化性:
C.若沉镍完全后滤液中,则
D.“氧化沉钴”中氧化剂、还原剂的物质的量之比为2:1
【答案】C
【解析】:向钴镍渣加入硫酸溶液酸浸,将金属氧化物转化为可溶的硫酸盐,铜与硫酸溶液不反应,过滤得到含有铜的滤渣和滤液;向滤液中加入过氧化氢溶液,将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子,向反应后的溶液中加入碳酸亚钴调节溶液pH,将溶液中的铁离子转化为氢氧化铁沉淀,过滤得到含有氢氧化铁的滤渣和滤液;向滤液中加入氨水,将溶液中的镍离子转化为氢氧化镍沉淀,亚钴离子转化为六氨合亚钴离子,过滤得到氢氧化镍和含有六氨合亚钴离子的滤液;向滤液中Na2SO5和氢氧化钠的混合溶液,将溶液中的六氨合亚钴离子转化为氢氧化钴沉淀,过滤得到氢氧化钴;
A.由分析可知,滤渣1是铜,滤渣2是氢氧化铁,故A错误;
B.由分析可知,氧化除杂步骤中,加入过氧化氢溶液,可以将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子,但不能将亚钴离子氧化为钴离子,由氧化还原反应规律可知,钴离子的氧化性强于过氧化氢,故B错误;
C.由溶度积可知,镍离子完全沉淀时,溶液中氢氧根离子浓度c(OH﹣)1×10—5mol/L,由方程式可知,反应平衡常数K105,由溶液中铵根离子浓度为10—3mol/L可知,溶液中10—13,故C正确;
D.Na2SO5中钠元素为+1价,S元素化合价为+6价,氧元素的化合价存在﹣1价、﹣2价,为方便计算,可令氧元素全部为﹣2价,则硫元素的化合价为+8价,则溶液中六氨合亚钴离子与Na2SO5溶液反应时,钴元素的化合价升高被氧化、硫元素化合价降低被还原,由得失电子数目守恒可知,氧化剂、还原剂的物质的量之比为1:2,故D错误;
故选:C。
4.(2025•福州模拟)以银锰精矿(主要含Ag2S、MnS、FeS2)和氧化锰矿(主要含MnO2)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如图。
已知:①酸性条件下,MnO2的氧化性强于Fe3+。
②“浸锰”过程是在H2SO4溶液中使矿石中的锰元素浸出,同时去除FeS2,有利于后续银的浸出:矿石中的银以Ag2S的形式残留于浸锰渣中。
③“浸银”时,使用过量FeCl3、HCl和CaCl2的混合液作为浸出剂,将Ag2S中的银以形式浸出。
以下说法不正确的是( )
A.适当增大硫酸浓度或将矿石粉碎增大接触面积,以提高浸锰速率
B.“浸锰”过程中,发生反应MnS+2H+=Mn2++H2S↑,则可推断:Ksp(MnS)<Ksp(Ag2S)
C.在H2SO4溶液中,银锰精矿中的FeS2和氧化锰矿中的MnO2发生反应,则浸锰液中主要的金属阳离子有Fe3+、Mn2+
D.将“浸银”反应的离子方程式为
【答案】B
【解析】:A.适当增大硫酸浓度或将矿石粉碎增大接触面积,可以提高浸锰速率,故A正确;
B.“浸锰”过程中,矿石中的银以Ag2S的形式残留于浸锰渣中,MnS发生反应MnS+2H+=Mn2++H2S↑,硫化锰溶于强酸而硫化银不溶于强酸,则可推断:Ksp(MnS)>Ksp(Ag2S),故B错误;
C.根据信息,在H2SO4溶液中二氧化锰可将Fe2+氧化为Fe3+,自身被还原为锰离子,则浸锰液中主要的金属阳离子有Fe3+、Mn2+,故C正确;
D.Ag2S中S元素化合价升高,Fe元素化合价降低,该离子方程式为,故D正确;
故选:B。
5.下列实验操作、现象和结论均正确的是( )
选项
实验操作
现象
结论
A
c中无白色沉淀
分解产物中无SO3
B
加入碘水后溶液不变蓝
淀粉完全水解
C
试管口有红棕色气体
浓硝酸与木炭发生反应
D
c中有淡黄色沉淀生成
苯和液溴发生取代反应
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】:A.b中可能三氧化硫溶于水,c中无沉淀,不能证明分解产物中无SO3,故A错误;
B.碘水与NaOH溶液反应,干扰淀粉的检验,应取水解液加碘水检验淀粉,故B错误;
C.可能浓硝酸受热分解生成红棕色气体,不能证明浓硝酸与木炭发生反应,故C错误;
D.四氯化碳可除去挥发的溴,HBr与硝酸银反应生成淡黄色沉淀,可证明苯和液溴发生取代反应,故D正确;
故选:D。
6.(2025•泉州模拟)下列实验操作能达到实验目的的是( )
选项
实验操作及现象
实验目的
A
向等体积等浓度的[Co(NH3)6]Cl3溶液和[Co(NH3)5Cl]Cl2溶液中分别滴加0.1mol•L﹣1AgNO3溶液,至不再产生白色沉淀,记录消耗AgNO3溶液的体积
区别Co(NH3)6]Cl3溶液和[Co(NH3)5Cl]Cl2溶液
B
向0.1mol•L﹣1FeCl2溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀
证明FeCl2溶液未变质
C
向NaHSO3粉末中滴加盐酸,并将产生的气体通入品红溶液,褪色
证明非金属性:Cl>S
D
向2mL0.1mol•L﹣1MgCl2溶液中滴加5mL同浓度NaOH溶液,产生白色沉淀,再滴加FeCl3溶液,产生红褐色沉淀
证明Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Mg(OH)2]
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解析】:A.[Co(NH3)6]Cl3和[Co(NH3)5Cl]Cl2只有外界能电离出自由移动的Cl﹣,且二者电离出Cl﹣的个数之比为3:2,Cl﹣和AgNO3以1:1反应,等体积等浓度的[Co(NH3)6]Cl3溶液和[Co(NH3)5Cl]Cl2溶液中分别滴加0.1mol•L﹣1AgNO3溶液,至不再产生白色沉淀,记录消耗AgNO3溶液的体积应该为3:2,所消耗的V(AgNO3)不同,可以区别Co(NH3)6]Cl3溶液和[Co(NH3)5Cl]Cl2溶液,故A正确;
B.要证明FeCl2溶液未变质,实际上是检验溶液中是否含有Fe3+,不是检验Fe2+,应该用KSCN溶液检验,故B错误;
C.元素的非金属性越强,其最高价氧化物的水化物的酸性越强,HCl、H2SO3不是Cl、S元素的最高价氧化物的水化物,不能根据HCl、H2SO3的酸性强弱判断非金属性强弱,故C错误;
D.NaOH过量,两种沉淀都生成,所以不能证明Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Mg(OH)2],故D错误;
故选:A。
7.(1)(2025•闽侯县二模•节选)稀有金属钒在工业、医疗、高科技等领域均有重要应用。以石煤[含有机碳、SiO2、CaO和少量Ⅴ(Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)氧化物、Fe2O3、MgO、Al2O3]为原料,我国学者研究出新型空白焙烧一酸浸提钒的工艺流程如图所示:
已知:①烧渣中V元素存在于Si—O四面体中;
②“萃取”反应为VO2++2HR2PO4⇌VO(R2PO4)2+2H+。
回答下列问题:
(2)“沸腾焙烧”时,通过吹入的氧气使石煤粉呈悬浮态,其目的是 。
(4)“还原”工序中,发生的所有氧化还原反应的离子方程式为 、 + 。
【答案】(2)增大石煤粉与氧气的接触面积,加快焙烧反应速率,使焙烧反应更充分;
(4)22H+=2VO2+H2O;2Fe3+H2O=2Fe2+2H+;
【解析】
(2)“沸腾焙烧”时,通过吹入的氧气使石煤粉呈悬浮态,可增大接触面积,加快反应速率,故其目的是增大石煤粉与氧气的接触面积,加快焙烧反应速率,使焙烧反应更充分,
故答案为:增大石煤粉与氧气的接触面积,加快焙烧反应速率,使焙烧反应更充分;
(4)“还原”工序中,、Fe3+均可以被还原,发生的所有氧化还原反应的离子方程式为22H+=2VO2+H2O;2Fe3+H2O=2Fe2+2H+,
故答案为:22H+=2VO2+H2O;2Fe3+H2O=2Fe2+2H+;
(2)(2025•南安市校级模拟)厦门钨业专注钨钼、新能源材料、稀土等方面研究,是国内最大的钨钼产品生产与出口企业。工业上利用黑钨矿(其主要成分是FeWO4,MnWO4还含有少量的SiO2、Al2O3、As2O3等)制备钨的工艺流程如图:
已知:①钨酸钠:Na2WO4;仲钨酸铵晶体:5(NH4)2O•12WO3•5H2O。
②离子交换法原理为:用强碱性阴离子交换树脂[R4NCl(s)]与发生离子交换,交换过程中发生反应:。
请回答下列问题:
(1)基态Fe2+简化电子排布式为 ;Mn位于元素周期表 区。
(2)写出FeWO4在焙烧条件下与纯碱、空气反应的化学方程式 。
(3)“吸附”中该树脂对阴离子的亲和力大小为: > (填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1)[Ar]3d6;d;
(2);
(3)>;
【解析】:(1)Fe是26号元素,基态Fe原子的简化电子排布式为[Ar]3d64s2,铁原子失去最外层2个电子得到Fe2+,基态Fe2+简化电子排布式为[Ar]3d6;Mn是25号元素,在元素周期表第四周期ⅦB族,位于元素周期表d区,
故答案为:[Ar]3d6;d;
(2)FeWO4在焙烧条件下与纯碱、空气反应生成氧化铁、钨酸钠、二氧化碳,化学方程式为,
故答案为:;
(3)“吸附”过程,该树脂能吸附,可知阴离子的亲和力大小为:,
故答案为:>;
07 高铁酸盐的性质和制备
1.高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效绿色消毒剂,主要用于饮用水及污水处理。一种制备K2FeO4的方法:①;②向Na2FeO4碱性溶液中加入KOH固体,析出K2FeO4。已知K2FeO4在酸性溶液中转化为Fe(OH)3。下列说法正确的是
A.配制K2FeO4消毒液需在酸性溶液中
B.相同条件下,K2FeO4溶解度比Na2FeO4的大
C.K2FeO4作消毒剂利用其强氧化性
D.制备1.98 kg K2FeO4时,理论上转移80 mol电子
【答案】C
【解析】A.根据已知信息K2FeO4在酸性溶液中转化为Fe(OH)3,因此配制K2FeO4消毒液不能在酸性溶液中,而应该在碱性环境中,A错误;
B.根据信息②向Na2FeO4碱性溶液中加入KOH固体,析出K2FeO4,说明在相同条件下,K2FeO4溶解度比Na2FeO4的小,B错误;
C.K2FeO4中Fe元素为+6价,具有强氧化剂,其还原产物是Fe3+,Fe3+水解产生的Fe(OH)3胶体能够吸附水中悬浮的固体小颗粒,使之形成沉淀而析出,因此K2FeO4作水处理剂时作消毒剂、净化剂,无污染,是理想的水处理剂,其作消毒剂就是利用K2FeO4具有的强氧化性,C正确;
D.在制备K2FeO4时发生反应、Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH,可得关系式:FeSO4~K2FeO4,根据第一个反应可知:每反应产生2 mol Na2FeO4,转移10 mol电子,第二个反应为复分解反应,则制取1 mol K2FeO4,转移5 mol电子,制备1.98 kg K2FeO4时,其物质的量为n(K2FeO4)==10 mol,则理论上转移电子的物质的量50 mol,D错误;
故合理选项是C。
2.固体为紫色,是一种高效水处理剂,为探究其性质,现进行如下实验:
实验1:取相同质量的二份固体,分别加入等体积的浓KOH溶液和水中,加入水中的完全溶解,溶液中有气体生成,用激光笔照射溶液,内部出现一条光亮的通路,浓KOH溶液中有大量紫色固体未溶解,溶液中无气体生成,用激光笔照射溶液,内部无光亮的通路。
实验2:向少量固体中加入足量盐酸,固体完全反应,有黄绿色气体产生。所得溶液为黄色,滴加KSCN溶液后变为红色。
依据实验现象所得结论不正确的是
A.可作水处理剂的原因是其具有强氧化性
B.在水中的溶解性大于在浓KOH溶液中
C.在水中可能有和胶体生成
D.与盐酸反应后有和生成
【答案】C
【详解】A.K2FeO4为水处理剂的主要原因是因为其具有强氧化性,K2FeO4在水中迅速分解产生氧气,这种强氧化性使其能够有效地杀灭水中的细菌和病毒,从而起到杀菌消毒的作用,A正确;
B.由分析可知,K2FeO4易溶于水,但在浓KOH溶液中溶解度较低,B正确;
C.根据化合价升降关系可知,K2FeO4在水中与水反应会生成Fe(OH)3胶体和O2,同时生成KOH,C错误;
D.由分析可知,K2FeO4与盐酸反应后,主要生成氯气、氯化钾、氯化铁和水,D正确;
故选C。
3.高铁酸钾()具有杀菌消毒及净水作用,某实验小组在碱性条件下制备流程如图所示:
下列说法正确的是
A.消毒能力相当于3mol HClO
B.“氧化”步骤发生反应的化学方程式为:
C.同温度时高铁酸钠溶解度小于高铁酸钾
D.提纯时应用到的玻璃仪器有蒸发皿、玻璃棒、烧杯、酒精灯
【答案】.B
【详解】A.消毒时Fe元素化合价由+6降低为+3,转移3mol电子,1molHClO(转化为Cl-)转移2mol电子,消毒能力相当于1.5mol HClO,故A错误;
B.在“氧化”步骤,硝酸铁被次氯酸钠氧化为Na2FeO4,发生反应的化学方程式为:,故B正确;
C.流程图中高铁酸钠加入饱和氢氧化钾溶液生成高铁酸钾,利用的是同温度时高铁酸钠溶解度大于高铁酸钾,故C错误;
D.提纯时用过滤方法,应用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯,故D错误;
答案选B。
4.实验小组制备高铁酸钾()并探究其性质。
资料:为紫色固体,微溶于溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速反应产生,在碱性溶液中较稳定。
(1)制备(夹持装置略)
①A为氯气发生装置,其中装有浓盐酸的仪器名称为 。
②C中有多个反应发生,其中生成高铁酸钾的化学反应方程式为 。
(2)探究的性质
①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有。为证明是否氧化了而产生,设计以下方案:
方案I
取少量a,滴加溶液至过量,溶液呈红色。
方案Ⅱ
用溶液充分洗涤C中所得固体,再用溶液将溶出,得到紫色溶液b,取少量b,滴加盐酸,有产生。
I.由方案I中溶液变红可知a中含有 离子,但该离子的产生不能判断一定是将氧化,该离子还可能由反应 产生(用离子方程式表示)。
Ⅱ.方案Ⅱ可证明氧化,用溶液洗涤的目的是排除 的干扰。
②根据的制备实验得出:氧化性 (填“>”或“<”),而方案Ⅱ实验表明,和的氧化性强弱关系相反,原因是 。
(3)若在制备装置C中加入的质量为,充分反应后经过滤、洗涤、干燥得固体,则的产率为 。(保留3位有效数字)
【答案】(1) 恒压滴液漏斗
(2) Fe3+ ClO- > 溶液的酸碱性的不同会影响物质氧化性的强弱
(3)
【详解】(1)①A为氯气发生装置,其中装有浓盐酸的仪器名称为恒压滴液漏斗。
②由分析,C中生成高铁酸钾的化学反应方程式为;
(2)①溶液a中滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色,说明溶液a中含有Fe3+;已知,在酸性或中性溶液中快速产生O2,氧元素化合价升高,则铁元素化合价降低产生Fe3+,产生的Fe3+干扰了实验检验,反应中部分氧化合价由-2变为0、铁化合价由+6变为+3,结合电子守恒,反应为;
C装置中氯气和氢氧化钾会生成次氯酸钾,在碱性溶液中较稳定,其且固体表面会附有生成的ClO-,加入盐酸时ClO-能与盐酸反应生成的Cl2,所以用KOH溶液洗涤的目的是除去固体附着的ClO-,防止ClO-与Cl-在酸性条件下反应生成Cl2,避免ClO-干扰实验;
②制备的反应为,Cl2是氧化剂,K2FeO4是氧化产物,则氧化性:Cl2>K2FeO4,方案Ⅱ得出氧化性:K2FeO4>Cl2,二者相反,对比两个反应的条件,制备在碱性条件下,方案Ⅱ在酸性条件下,说明溶液的酸碱性的不同会影响物质氧化性的强弱;
(3)装置C中加入的质量为,充分反应后经过滤、洗涤、干燥得固体,结合Fe守恒,则的产率为。
5.高铁酸钾()是一种环境友好的综合型水处理剂,通常为紫黑色固体,在pH为10~11时稳定存在。某学习小组在实验室中制备并进行相关探究。
(1)制备pH为10~11的和的混合溶液,其中制备所选试剂为和浓盐酸。
选择上述装置,按气流方向从左到右合理的连接顺序为 (填仪器接口处小写字母,尾气吸收装置及部分夹持装置已略去);其中盛放的仪器名称为 。
(2)将制得的和的混合溶液与溶液反应制备,装置如图所示。
①仪器m中适合盛放的试剂为 。
②该制备反应的离子方程式为 ;该反应需控制温度在10℃以下,控制反应温度适宜选用的方法为 。
(3)向制得的溶液中加入,析出晶体。该实验条件下,的溶解度 (填“大于”或“小于”)的溶解度。
(4)该小组同学检测到碱性放置一段时间会产生红褐色沉淀,溶液逐渐变为绿色(生成),同时还可能观察到的现象为 ;通常条件下,产生该现象的速率先慢后快,可能的原因为 。
【答案】(1) bfehg 圆底烧瓶
(2) 溶液 冷水浴(或冰水浴)
(3)小于
(4) 有无色无味气体生成 生成物中存在该反应的催化剂(答案合理即可)
【详解】(1)根据分析,按气流方向从左到右装置合理的连接顺序为bfehg;根据装置图,盛放的仪器名称为圆底烧瓶;
(2)①由反应原理可知,制备时应有碱参加反应,且高铁酸盐在pH为10~11时稳定存在,将溶液滴入和的混合溶液中有利于保持过量,有利于该反应的进行;
②该制备反应是次氯酸根碱性条件下氧化三价铁离子生成高铁酸根、自身被还原成氯离子,反应的离子方程式为;控制反应温度为10℃以下应选用冷水浴或冰水浴;
(3)向溶液中加入,析出晶体,说明该实验条件下,溶解度:;
(4)由信息可知,转化为和时,Fe元素化合价均降低,故O元素化合价升高生成,现象为有无色无味气体生成;温度基本不变的条件下,产生该现象的速率先慢后快,可能原因为生成物中存在该反应的催化剂。
1.(2025·福州·模拟预测)铁黄(FeOOH)是一种优质颜料。制备铁黄晶种时,向精制FeSO4溶液中滴加氨水(弱碱),先出现白色沉淀,后变为灰绿色。加氨水至pH=6时,开始通入空气,溶液pH随时间的变化曲线如图。下列分析不正确的是( )
A.产生白色沉淀的离子方程式为Fe2++2NH3•H2O═Fe(OH)2↓+2
B.0~t1发生的主要反应为4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3
C.t1~t2发生的主要反应为4Fe2++O2+6H2O═4FeOOH+8H+
D.t3后仅发生反应4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O
【答案】D
【解析】:A.亚铁离子和碱反应生成氢氧化亚铁,产生白色沉淀的离子方程式为Fe2++2NH3•H2O═Fe(OH)2↓+2,故A正确;
B.0~t1段,溶液pH随氧气通入基本保持不变,则发生Fe(OH)2被氧化生成氢氧化铁,主要反应为4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3,故B正确;
C.t1~t2段,溶液pH随氧气通入明显变小,则发生Fe2+的氧化反应,发生的反应为4Fe2++O2+6H2O═4FeOOH+8H+,故C正确;
D.t3后溶液的pH几乎不变,反应4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O消耗氢离子,溶液的pH增大,故D错误;
故选:D。
2.(2025·泉州·模拟)已知呈淡紫色。为探究铁盐溶液呈黄色的原因,进行了实验:
序号
实验操作
现象
①
向2mL较浓硫酸中滴加2滴饱和FeSO4溶液
溶液变淡紫色
②
向2mL0.05mol/LFe2(SO4)3中滴加少量3mol/LH2SO4
溶液黄色变浅
结合实验事实,下列分析错误的是( )
A.实验①中Fe2+被氧化为Fe(H2O)63+
B.实验①使用较浓硫酸因其酸性强且含水量少,能抑制Fe3+水解
C.由实验可知铁盐溶液呈黄色可能是Fe3+水解导致
D.由实验①和②推测OH﹣的配位能力比H2O弱
【答案】D
【解答】解:A.向2mL较浓硫酸中滴加2滴饱和FeSO4溶液,溶液变淡紫色,说明亚铁离子被氧化为水合铁离子,故A正确;
B.实验①使用较浓硫酸因其酸性强且含水量少,溶于水电离出较多氢离子,对铁离子水解起到抑制作用,故B正确;
C.向2mL0.05mol/LFe2(SO4)3中滴加少量3mol/LH2SO4,溶液黄色变浅,说明氢离子抑制了铁离子的水解,铁盐溶液呈黄色可能是Fe3+水解导致,故C正确;
D.实验①、②推测OH﹣的配位能力比H2O强,故D错误;
故选:D。
3.为探究Fe2+是否与SCN﹣发生反应,某化学小组进行了如下两组实验:
下列说法错误的是( )
A.②中溶液变为深红色,证明Fe2+比SCN﹣还原性更强
B.通过②和⑤对比,能证明①中SCN﹣与Fe2+已经发生反应
C.③比⑥红色深是因为③中的Fe3+浓度大,证明①中Fe2+与SCN﹣发生反应
D.①中FeCO3的沉淀溶解平衡FeCO3(s)⇌Fe2+(aq)(aq)正向移动
【答案】B
【解析】:A.②中溶液变为深红色,说明溶液中含有Fe3+,Fe3+与SCN﹣反应生成Fe(SCN)3,滴加H2O2后Fe2+被氧化成Fe3+,故Fe2+的还原性比SCN﹣强,故A正确;
B.②中溶液变为深红色,⑤中溶液基本无色,溶液中未控制单一变量,不能说明Fe2+与SCN﹣已经发生反应,故B错误;
C.由实验现象可知,③中溶液颜色比⑥中深,故③中Fe3+浓度更大,则FeCO3溶解的更多,FeCO3(s)⇌Fe2+(aq)(aq),加入KSCN后促进FeCO3溶解,上层清液中Fe2+浓度大,证明①中Fe2+与SCN﹣发生反应,故C正确;
D.FeCO3存在溶解平衡FeCO3(s)⇌Fe2+(aq)(aq),①中Fe2+与SCN﹣发生反应,生成可溶性物质,使得FeCO3的沉淀溶解平衡正向移动,故D正确;
故选:B。
4.化学小组探究Fe2+与SCN﹣是否存在反应,实验过程如图所示。
下列分析不正确的是( )
A.②中溶液无色是因为Fe+2Fe3+=3Fe2+,导致平衡Fe3++3SCN﹣⇌Fe(SCN)3逆向移动
B.③中溶液略显黄色,可能是因为②→③过程中Fe2+被空气氧化
C.④中溶液颜色比①浅,说明Fe2+与SCN﹣反应导致c(SCN﹣)减小
D.将向①中加入的2滴水改为2滴0.3mol/LFeSO4溶液,两次实验后的溶液颜色相同
【答案】D
【解析】:A.②中溶液中加入足量铁粉,发生反应Fe+2Fe3+=3Fe2+,导致平衡Fe3++3SCN﹣⇌Fe(SCN)3逆向移动,溶液颜色变浅,故A正确;
B.③中溶液略显黄色,可能是亚铁离子被氧化为铁离子,可能是因为②→③过程中Fe2+被空气氧化,故B正确;
C.④中加入硫酸铁溶液,溶液颜色又呈红色,但颜色比①浅,说明Fe2+与SCN﹣反应导致c(SCN﹣)减小,故C正确;
D.①中溶液2mL,②中溶液4mL,然后分成两等分,每份2mL,则①溶液体积和②等分为两等份的溶液体积相同,将向①中加入的2滴水改为2滴0.3mol/LFeSO4溶液,溶液颜色变浅,两次实验后的溶液颜色不相同,故D错误;
故选:D。
5.某同学进行如下实验:
①分别向CuSO4溶液和FeSO4溶液中滴加KSCN溶液,均无明显现象。
②向CuSO4和FeSO4的混合液中滴加KSCN溶液,溶液立刻变红,振荡后,红色褪去,产生白色沉淀,继续滴加过量KSCN溶液,红色不再褪去,并产生大量白色沉淀。
③过滤②中白色沉淀并洗涤干净,向其中加入过量氨水,白色沉淀溶解得无色溶液,放置过程中,无色溶液变蓝色。
已知:CuSCN为白色、难溶性物质:[Cu(NH3)2]+为无色离子。
下列说法不正确的是( )
A.实验①说明Cu2+不能与SCN﹣反应生成CuSCN
B.实验②中红色褪去的原因是振荡后c(Fe3+)降低
C.实验③中无色溶液变蓝色的原因是:4[Cu(NH3)2]++O2+8NH3⋅H2O═4[Cu(NH3)4]2++4OH﹣+6H2O
D.依据实验①、②、③推测,②中由于生成CuSCN,使Cu2+氧化性增强,将Fe2+氧化为Fe3+
【答案】B
【解析】:A.向CuSO4溶液中滴加KSCN,无明显现象,说明Cu2+不能与SCN﹣反应生成CuSCN,故A正确;
B.Cu2+、Fe2+和 SCN﹣三者反应生成白色浑浊,降低SCN﹣的浓度,使可逆反应Fe3++3SCN﹣=Fe(SCN)3平衡逆向移动,故溶液红色消失;再反复多次滴加KSCN溶液,增大了SCN﹣浓度,使Cu2++Fe2++SCN﹣=CuSCN↓+Fe3+平衡正向移动,红色不再褪去,并产生大量白色沉淀,故B错误;
C.过滤②中白色沉淀并洗涤干净,向其中加入过量氨水,白色沉淀溶解得无色溶液,放置过程中,无色溶液变蓝色原因是:4[Cu(NH3)2]++O2+8NH3⋅H2O═4[Cu(NH3)4]2++4OH﹣+6H2O,故C正确;
D.依据实验①、②、③推测,②中由于生成CuSCN,使Cu2+氧化性增强,将Fe2+氧化为Fe3+,故D正确;
故选:B。
1.(2024福建卷)从废线路板(主要成分为铜,含少量铅锡合金、铝、锌和铁)中提取铜的流程如下:
已知“滤液2”主要含和。下列说法正确的是
A. “机械粉碎”将铅锡合金转变为铅和锡单质
B. “酸溶”时产生和离子
C. “碱溶”时存反应:
D. “电解精炼”时,粗铜在阴极发生还原反应
【答案】C
【详解】A.机械粉碎的目的是增大接触面积,加快反应速率,A错误;
B.酸溶的过程中Al、Zn、Fe转化为对应的和离子,B错误;
C.“碱溶”时根据产物中,存在反应:,故C正确;
D.电解精炼时粗铜在阳极发生氧化反应,逐步溶解,故D错误;
故选C。
2.(2025·湖南卷)化学实验充满着五颜六色的变化。下列描述错误的是
A.溶液褪色
B.产生红色沉淀
C.溶液呈紫色
D.试纸变为蓝色
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.乙烯中含有碳碳双键,能被酸性高锰酸钾氧化,从而使其褪色,A正确;
B.溶液与溶液发生复分解反应,生成蓝色沉淀,B错误;
C.苯酚与发生显色反应,溶液呈紫色,C正确;
D.浓氨水挥发出的氨气遇到湿润的红色石蕊试纸,发生反应:,试纸变为蓝色,D正确;
故选B。
3.(2025·广东卷)下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,且两者间具有因果关系的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
浓硝酸保存在棕色试剂瓶中
浓硝酸具有强氧化性
B
向蔗糖中加适量浓硫酸,蔗糖变黑
浓硫酸具有脱水性
C
与可生成蓝色物质
KSCN溶液可用于检验
D
与浓盐酸共热,生成黄绿色气体
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.浓硝酸保存在棕色试剂瓶中是因为其见光易分解,而非因其强氧化性,陈述Ⅰ正确但因果关系错误,A不符合题意;
B.浓硫酸使蔗糖变黑体现其脱水性,陈述Ⅰ和Ⅱ均正确且存在因果关系,B符合题意;
C.Fe2+与K3[Fe(CN)6]生成蓝色沉淀用于检验Fe2+,而KSCN用于检验Fe3+,两者无直接因果关系,C不符合题意;
D.MnO2与浓盐酸生成Cl2是独立反应,与Cl2和SO2的反应无因果关系,D不符合题意;
故选B。
4.(2025·河北卷)下列实验操作及现象能得出相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
向盛有与的恒压密闭容器中通入一定体积的,最终气体颜色变浅
化学平衡向减少的方向移动
B
以为指示剂,用标准溶液滴定溶液中的,先出现白色沉淀,后出现砖红色沉淀
C
向盛有溶液的试管中加入过量铁粉,充分反应后静置,滴加KSCN溶液无明显变化;静置,取上层清液滴加几滴氯水,溶液变红
具有还原性
D
向盛有2mL饱和溶液的试管中滴加鸡蛋清溶液,振荡,有沉淀析出;加蒸馏水稀释,再振荡,沉淀溶解
蛋白质沉淀后活性改变
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.恒压条件下通入N2,容器体积增大,NO2和N2O4的浓度均降低,平衡向NO2增加颜色的方向移动,A错误;
B.不同类型的沉淀不能通过直接比较Ksp来判断沉淀的溶解度,氯化银(AB型)与铬酸银(A2B型)为不同类型的沉淀;AgCl的Ksp(1.8×10-10)大于Ag2CrO4的Ksp(1.1×10-12),但AgCl先沉淀是因为其更难溶,B错误;
C.Fe3+被Fe还原为Fe2+,滴加氯水后Fe2+被氧化为Fe3+,证明Fe2+具有还原性,C正确;
D.饱和Na₂SO4使蛋白质盐析,加水后沉淀溶解,说明未破坏蛋白质活性,D错误;
故选C。
5.(2024·新课标卷·高考真题)钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下:
已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全()时的pH:
开始沉淀的pH
1.5
6.9
—
7.4
6.2
沉淀完全的pH
2.8
8.4
1.1
9.4
8.2
回答下列问题:
(1)“酸浸”前废渣需粉碎处理,目的是 ;“滤渣1”中金属元素主要为 。
(2)“过滤1”后的溶液中加入的作用是 。取少量反应后的溶液,加入化学试剂 检验 ,若出现蓝色沉淀,需补加。
(3)“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为 、 。
(4)“除钴液”中主要的盐有 (写化学式),残留的浓度为 。
【答案】(1) 增大固液接触面积,加快酸浸速率,提高浸取效率 Pb
(2) 将溶液中的氧化为,以便在后续调pH时除去Fe元素 溶液
(3)
(4) 、
【详解】(1)在原料预处理过程中,粉碎固体原料能增大固体与液体的接触面积,从而加快酸浸的反应速率,提高浸取效率;由分析可知,“滤渣1”的主要成分为PbSO4,则“滤渣1”中金属元素主要为Pb;
(2)酸浸液中含有、、、、等离子。由题表中数据可知,当完全沉淀时,未开始沉淀,而当完全沉淀时,已有一部分沉淀,因此为了除去溶液中的Fe元素且不沉淀,应先将氧化为,然后调节溶液的pH使完全水解转化为沉淀,因此,的作用是将氧化为,以便在后续调pH时除去Fe元素。常用溶液检验,若生成蓝色沉淀,则说明溶液中仍存在,需补加;
(3)由分析可知,该过程发生两个氧化还原反应,根据分析中两个反应的反应物、产物与反应环境(),结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可写出两个离子方程式:、;
(4)最终得到的“除钴液”中含有的金属离子主要是最初“酸浸”时与加入ZnO调pH时引入的、加入“氧化沉钴”时引入的,而阴离子是在酸浸时引入的,因此其中主要的盐有和。当溶液时,恰好完全沉淀,此时溶液中,则,则。“除钴液”的,即,则,此时溶液中。
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