大单元二 第四章 第14讲 铁及其重要化合物的转化关系（教师用书word）-【步步高】2025年高考化学大一轮复习讲义（人教版 浙江专用）

第14讲　铁及其重要化合物的转化关系 [复习目标]　1.熟练掌握铁及其重要化合物转化的化学方程式。2.能根据铁及其化合物的性质分析实验室、生产、生活中的相关问题。 1．铁及其化合物的“价—类”二维转化 从物质类别和物质所含核心元素的化合价两个角度总结、预测物质的性质是学习化学的重要方法之一。 (1)横向变化体现了同价态、不同物质类别(氧化物、碱、盐)之间的转化。 ①碱性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)转化为盐； ②Fe2＋、Fe3＋与碱(OH－)反应生成对应的碱； ③难溶性的碱易分解生成对应的氧化物，但难溶性的碱性氧化物一般不与水反应生成对应的碱。 (2)纵向变化体现了不同价态、同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。 (3)斜向变化体现了不同价态、不同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。 2．用离子方程式实现Fe3＋与Fe2＋的相互转化 Fe2＋Fe3＋ ①2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－； ②3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋2H2O＋NO↑； ③2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O； ④5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O； ⑤2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋； ⑥Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋； ⑦2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。 一、过量铁对氧化产物的影响 1．在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2＋的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。 (1)请将正确答案的字母填在相应的横线上。 a．Fe3＋　b．Fe2＋　c．Fe、Fe2＋　d．Fe2＋、Fe3＋ ①AB段铁元素以________形式存在。 ②BC段铁元素以________形式存在。 ③CD段铁元素以________形式存在。 (2)AB段与BC段所需Fe的质量比为___________________________________________。 答案　(1)①a　②d　③c　(2)2∶1 解析　在一定量的稀HNO3中缓慢加入铁粉，开始时发生反应：Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，此时铁元素在溶液中以Fe3＋形式存在，在B点时，硝酸恰好反应完全；继续加铁粉，发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，此时溶液中Fe2＋的量逐渐增多，Fe3＋的量逐渐减少；在C点时，溶液中的Fe3＋恰好完全反应，此时继续加入的铁粉不再反应，溶液中的Fe2＋的量不再增多。设AB段消耗a mol Fe，生成a mol Fe3＋，根据反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋可知BC段需要消耗a mol Fe，则AB段与BC段所需Fe的质量比为2∶1。 2．向含有1 mol HNO3和1 mol H2SO4的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量，溶液中金属阳离子a、b与所加铁粉的物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。下列有关判断不正确的是(　　) A．a表示Fe3＋的关系曲线 B．n1＝0.75 C．P点时，n(Fe2＋)＝0.562 5 mol D．向P点溶液中加入铜粉，最多可溶解14.4 g 答案　C 解析　该反应可以看作两步：①Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O，硝酸根离子过量，氢离子不足；②2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。a表示Fe3＋的关系曲线，A正确；溶液中共有3 mol H＋参加反应，消耗0.75 mol铁，B正确；P点n(Fe2＋)＝n(Fe3＋)，两者均为0.45 mol，C不正确；P点剩余0.45 mol Fe3＋，消耗0.225 mol铜，质量为14.4 g，D正确。 二、应用Fe3＋、Fe2＋的性质除杂 3．除去括号中的杂质，并写出反应的离子方程式。 (1)FeCl2(FeCl3)，除杂方法：______________，离子方程式：_______________________________ ________________________________________________________________________。 (2)FeCl3(FeCl2)，除杂方法：______________，离子方程式：____________________________ ________________________________________________________________________。 (3)Fe2(SO4)3(FeSO4)，除杂方法：__________，离子方程式：_______________________________ ________________________________________________________________________。 (4)FeCl2(Cu2＋)，除杂方法：______________，离子方程式：___________________________ ________________________________________________________________________。 (5)CuCl2溶液(FeCl2)，除杂方法：_______________________________________________。 答案　(1)加入过量铁粉　2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ (2)加入氯水(或通入Cl2)　2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ (3)滴加H2O2　2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2H2O＋2Fe3＋ (4)加入过量铁粉，过滤　Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋ (5)先向溶液中加入氧化剂(如H2O2、氯水)，然后向混合液中加入CuO或Cu(OH)2，调pH，促进Fe3＋水解生成Fe(OH)3沉淀，静置过滤 三、铁及其化合物性质探究 4．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(　　) 选项 实验方案 现象 结论 A 向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，再加入少量K2SO4固体 溶液先变成红色后无明显变化 Fe3＋与SCN－的反应不可逆 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，再聚集成Fe(OH)3沉淀 答案　D 解析　FeCl2溶液中加入Zn片，Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋，溶液由浅绿色变为无色，Fe2＋的氧化能力比Zn2＋强，A错误；溶液变成红色的原因为Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，与SO和K＋无关，B错误；Fe3＋可能先与单质铁反应生成Fe2＋，则溶液呈浅绿色，C错误；向沸水中逐滴滴加饱和氯化铁溶液，制取Fe(OH)3胶体，继续加热则胶体因聚沉变为沉淀，D正确。 四、铁及其化合物的制备 5．(2022·天津，15)氯化铁是重要的化工原料。针对氯化铁的实验室的制备方法，回答下列问题： Ⅰ.FeCl3·6H2O的制备 制备流程图如下： (1)将废铁屑分批加入稀盐酸中，至盐酸反应完全。判断反应完全的现象为________________________________________________________________________。 含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快，原因为________________________________。 (2)操作①所必需的玻璃仪器中，除烧杯外还有_________________________________。 (3)检验FeCl3溶液中是否残留Fe2＋的试剂是_________________________________。 (4)为增大FeCl3溶液的浓度，向稀FeCl3溶液中加入纯Fe粉后通入Cl2。此过程中发生的主要反应的离子方程式为______________________________________________。 (5)操作②为________________________________________________________。 Ⅱ.由FeCl3·6H2O制备无水FeCl3 将FeCl3·6H2O与液体SOCl2混合并加热，制得无水FeCl3。已知SOCl2沸点为77 ℃，反应方程式为FeCl3·6H2O＋6SOCl2FeCl3＋6SO2↑＋12HCl↑，装置如图所示(夹持和加热装置略)。 (6)仪器A的名称为__________，其作用为______________________________________ ________________________________________________________________________。 NaOH溶液的作用是_____________________________________________________________。 (7)干燥管中无水CaCl2不能换成碱石灰，原因是_______________________________。 (8)由下列结晶水合物制备无水盐，适宜使用上述方法的是__________(填序号)。 a．ZnCl2·H2O b．CuSO4·5H2O c．Na2S2O3·5H2O 答案　(1)不再有气泡产生　Fe、Cu在稀盐酸中形成原电池，加快反应速率　(2)漏斗、玻璃棒　(3)K3[Fe(CN)6]溶液　(4)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－　(5)在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到FeCl3·6H2O晶体　(6)球形冷凝管　冷凝回流SOCl2　吸收SO2、HCl等尾气，防止污染　(7)碱石灰与SO2、HCl气体反应，失去干燥作用　(8)a 6．(2022·河北，15)以焙烧黄铁矿FeS2(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝Fe(NH4)Fe(CN)6颜料。工艺流程如下： 回答下列问题： (1)红渣的主要成分为__________(填化学式，下同)，滤渣①的主要成分为__________。 (2)黄铁矿研细的目的是_____________________________________________________。 (3)还原工序中，不生成S单质的反应的化学方程式为__________________________。 (4)工序①的名称为__________，所得母液循环使用。 (5)沉铁工序产生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe的化合价为__________，氧化工序发生反应的离子方程式为______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (6)若用还原工序得到的滤液制备Fe2O3·xH2O和(NH4)2SO4，所加试剂为__________和________(填化学式，不引入杂质)。 答案　(1)Fe2O3和SiO2　SiO2　(2)增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率 (3)7Fe2(SO4)3＋FeS2＋8H2O15FeSO4＋8H2SO4　(4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤 (5)＋2　6Fe(NH4)2Fe(CN)6＋ClO＋6H＋6Fe(NH4)Fe(CN)6＋Cl－＋3H2O＋6NH (6)H2O2　NH3·H2O 解析　已知黄铁矿高温煅烧生成Fe2O3，反应为4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2，故产生的红渣主要成分为Fe2O3和SiO2；将红渣粉碎后加入足量的50%的H2SO4溶液加热，反应为Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O，过滤出滤渣①，主要成分为SiO2，向滤液中加入黄铁矿进行还原，将Fe3＋还原为Fe2＋，由(3)小问可知不生成S单质，则硫元素被氧化为SO，反应为14Fe3＋＋FeS2＋8H2O15Fe2＋＋2SO＋16H＋，然后进行工序①为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，得到FeSO4晶体和母液，母液中主要含有FeSO4溶液和H2SO4，加水溶解FeSO4晶体，向所得溶液中加入(NH4)2SO4、K4[Fe(CN)6]并用H2SO4调节溶液的pH为3，进行沉铁，反应原理为Fe2＋＋2NH＋[Fe(CN)6]4－===Fe(NH4)2Fe(CN)6↓，然后过滤出沉淀，洗涤后加入H2SO4和NaClO3进行氧化，反应为6Fe(NH4)2Fe(CN)6＋ClO＋6H＋6Fe(NH4)Fe(CN)6＋Cl－＋3H2O＋6NH，过滤、洗涤、干燥即制得Fe(NH4)Fe(CN)6，据此分析解题。 课时精练 1．(2023·大连模拟)青矾矿石(主要成分为FeSO4·7H2O)在《唐本草》中记载：“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃……烧之赤色……”。下列关于FeSO4·7H2O的说法正确的是(　　) A．可用于制净水剂 B．溶于水形成无色溶液 C．在干燥空气中稳定存在 D．在空气中加热转化为Fe3O4 答案　A 解析　FeSO4·7H2O溶于水时最终形成具有净水作用的氢氧化铁胶体，可用于制净水剂，故A正确；溶于水形成FeSO4溶液，Fe2＋呈浅绿色，故B错误；FeSO4·7H2O中亚铁离子具有还原性，易被氧气氧化，因此不能在干燥空气中稳定存在，故C错误；FeSO4·7H2O中Fe为＋2价，在空气中加热被氧化为Fe2(SO4)3，故D错误。 2．铁及其化合物在生产、生活中应用广泛。下列铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是(　　) A．Fe有导电性，可用于湿法炼铜 B．FeCl3有氧化性，可用于净水 C．Fe2O3呈红棕色，可用于制作颜料 D．K2FeO4易溶于水，可用于杀菌消毒 答案　C 解析　铁可用于湿法炼铜：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，是因为铁的还原性大于铜，与Fe有导电性无关，故不选A；FeCl3可用于净水，是因为Fe3＋水解生成的氢氧化铁胶体能吸附水中的悬浮杂质，与FeCl3的氧化性无关，故不选B；Fe2O3呈红棕色，可用于制作红色颜料，故选C；K2FeO4可用于杀菌消毒，是因为K2FeO4具有强氧化性，与K2FeO4的溶解性无关，故不选D。 3．(2021·广东，10)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 答案　C 解析　图中所示铁元素不同化合价的物质：a为Fe，b为FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等Fe(Ⅱ)的盐类物质，c为Fe(OH)2，e为FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等Fe(Ⅲ)的盐类物质，d为Fe(OH)3。Fe与Fe(Ⅲ)的盐类物质可发生反应生成Fe(Ⅱ)的盐类物质，如Fe＋2FeCl3===3FeCl2，故A不选；Fe(Ⅱ)为铁元素的中间价态，既有还原性也有氧化性，因此既可被氧化，也可被还原，故B不选；Fe(Ⅲ)的盐类物质与浓碱液反应生成Fe(OH)3沉淀，制备Fe(OH)3胶体操作为向沸水中滴加饱和FeCl3溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热，故C选；b→c→d→e→b转化如FeCl2Fe(OH)2Fe(OH)3FeCl3FeCl2，故D不选。 4．(2023·太原模拟)将Na2S溶液逐滴加入等物质的量浓度的FeCl3溶液中，发生反应：2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S↓；将FeCl3溶液逐滴加入等物质的量浓度的Na2S溶液中，发生反应：2Fe3＋＋3S2－===Fe2S3↓。则下列叙述错误的是(　　) A．Fe3＋在酸性环境中氧化性较强 B．S2－在碱性环境中还原性较强 C．相同温度下Fe(OH)3的溶解度比Fe2S3的大 D．向FeCl3溶液中通入H2S，有硫析出 答案　B 解析　FeCl3溶液中Fe3＋水解：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，且将Na2S溶液逐滴加入等物质的量浓度的FeCl3溶液中，发生反应：2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S↓，由此看出Fe3＋在酸性环境中氧化性较强，故A正确；Na2S溶液中S2－水解：S2－＋H2OHS－＋OH－(主要)、HS－＋H2OH2S＋OH－(少量)，将FeCl3溶液逐滴加入等物质的量浓度的Na2S溶液中，发生反应：2Fe3＋＋3S2－===Fe2S3↓，没有生成硫单质，S2－在碱性环境中还原性较弱，故B错误；由于将FeCl3溶液逐滴加入等物质的量浓度的Na2S溶液中，发生反应：2Fe3＋＋3S2－===Fe2S3↓，不生成Fe(OH)3，说明相同温度下Fe(OH)3的溶解度比Fe2S3的大，故C正确；向FeCl3溶液中通入H2S，硫离子被铁离子氧化成硫单质，有硫析出，故D正确。 5．(2019·浙江4月选考，24)聚合硫酸铁[Fe(OH)SO4]n能用作净水剂(絮凝剂)，可由绿矾(FeSO4·7H2O)和KClO3在水溶液中反应得到。下列说法不正确的是(　　) A．KClO3作氧化剂，每生成1 mol [Fe(OH)SO4]n消耗 mol KClO3 B．生成聚合硫酸铁后，水溶液的pH增大 C．聚合硫酸铁可在水中形成氢氧化铁胶体而净水 D．在相同条件下，Fe3＋比[Fe(OH)]2＋的水解能力更强 答案　A 解析　根据题干信息，可利用氧化还原配平法写出化学方程式：6nFeSO4＋nKClO3＋3nH2O===6[Fe(OH)SO4]n＋nKCl，可知KClO3作氧化剂，同时根据计量数关系可知每生成 1 mol [Fe(OH)SO4]n消耗 mol KClO3，A项错误；绿矾溶于水后，亚铁离子水解使溶液呈酸性，当其转化为聚合硫酸铁后，亚铁离子的浓度减小，因而水溶液的pH增大，B项正确；聚合硫酸铁可在水中形成氢氧化铁胶体，胶体粒子吸附杂质微粒引起聚沉，因而能净水，C项正确；多元弱碱的阳离子的水解是分步进行的，[Fe(OH)]2＋的水解相当于Fe3＋的第二步水解，由于其所带的正电荷比Fe3＋少，因而在相同条件下，其结合水电离产生的OH－的能力较弱，故其水解能力不如Fe3＋，D项正确。 6．(2023·嘉兴模拟)中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁，检测的流程如图。下列说法错误的是(　　) A．气体X中含有醋酸蒸气 B．该铁华粉中可能含有铁单质 C．向滤液中滴入酸性KMnO4溶液，可用于证明Fe2＋具有还原性 D．产生蓝色沉淀的反应为K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－===KFe[Fe(CN)6]↓ 答案　C 解析　加热时醋酸亚铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和醋酸蒸气，则气体X中含有醋酸蒸气，故A正确；铁华粉中加入稀盐酸反应生成氢气，说明铁华粉中可能含有铁单质，故B正确；滤液中含有氯离子，酸性条件下氯离子也能与高锰酸钾溶液反应，使溶液褪色，则溶液褪色不能证明亚铁离子具有还原性，故C错误；向滤液中加入铁氰化钾溶液，滤液中的亚铁离子与铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀，故D正确。 7．(2023·杭州四中高三月考)部分含铁粒子所带的电荷数与其中铁元素化合价的关系如图所示，由该图可预测含铁粒子间相互转化时所需的试剂。下列推断不合理的是(　　) A．常温下，可用R材质容器储运浓硫酸 B．M可用K3[Fe(CN)6]溶液检验 C．若Q为金属阳离子，可通过Fe2O3与稀HI溶液反应生成 D．Fe3＋与氧化剂在碱性条件下反应可生成FeO 答案　B 解析　M不带电，Fe的化合价为＋2价，则M可能为FeO；Q带2个单位正电荷，Fe的化合价为＋2价，则Q为Fe2＋；R不带电，Fe的化合价为0价，即R为铁单质。常温下，铁在浓硫酸中会发生钝化，所以常温下，可用R材质容器储运浓硫酸，故A项合理；Fe2＋和K3[Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀，M不是Fe2＋，所以M不能用K3[Fe(CN)6]溶液检验，故B不合理；Fe2O3与稀HI溶液发生氧化还原反应，Fe2O3中的＋3价铁元素被I－还原为Fe2＋，故C项合理；从题图中可以看出，在碱性溶液中可以生成FeO，FeO中铁元素为＋6价，所以Fe3＋与氧化剂在碱性条件下反应可生成FeO，故D项合理。 8．(2023·安徽六安一模)某同学用含有铁锈(主要成分为Fe2O3)的废铁屑来制取氯化铁晶体，实验装置如图所示(夹持装置略，气密性已检查)，下列推断不合理的是(　　) A．B中收集到的气体是氢气 B．烧杯中双氧水的作用是将Fe2＋还原为Fe3＋ C．A中的氧化铁与盐酸反应生成氯化铁 D．烧杯中的溶液在氯化氢气氛下，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体 答案　B 解析　铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，所以B中收集到的气体是氢气，A项正确；双氧水具有氧化性，可将Fe2＋氧化为Fe3＋，B项错误；氧化铁为碱性氧化物，可与盐酸反应生成氯化铁和水，C项正确；因铁离子易水解，故FeCl3溶液应在氯化氢气氛下，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体，D项正确。 9．硫酸亚铁是一种重要的化工原料，部分转化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．只用KSCN溶液不可以检验FeSO4是否变质 B．制纳米Fe3O4时通入的O2需过量 C．制FeCO3时应将饱和Na2CO3溶液加入FeSO4溶液中 D．生成(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的反应为氧化还原反应 答案　C 解析　若FeSO4变质，其中含有Fe3＋，遇KSCN溶液会变为红色，可据此检验是否变质，A错误；四氧化三铁中铁元素化合价为＋2价、＋3价，是部分Fe2＋被氧化，应通入适量O2，不宜过量，B错误；制FeCO3时，应将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有FeSO4溶液的反应容器中，避免生成氢氧化亚铁沉淀，C正确；生成(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的反应过程中无元素化合价的变化，因此该反应不是氧化还原反应，D错误。 10．(2024·浙南名校联盟高三联考)无水FeCl3常作为芳烃氯代反应的催化剂。某研究小组设计了如图流程，以废铁屑(含有少量碳和SiO2杂质)为原料制备无水FeCl3(s)： 已知：氯化亚砜()熔点：－101 ℃，沸点：76 ℃，易水解。 下列有关说法不正确的是(　　) A．操作①是过滤，用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗 B．反应D→E的化学方程式为FeCl3·6H2O＋6SOCl2FeCl3＋6SO2↑＋12HCl↑ C．该制备流程中试剂B可选用高锰酸钾溶液或稀硝酸 D．由D转化成E的过程中可能产生少量亚铁盐，其原因可能是生成的SO2将Fe3＋还原成 Fe2＋，为了验证是SO2将Fe3＋还原应进行的实验操作和现象是：取样溶解后，先加盐酸酸化，再加入BaCl2溶液，生成白色沉淀 答案　C 解析　该流程中试剂B的作用是将Fe2＋氧化成Fe3＋，酸性高锰酸钾溶液和稀硝酸都可以将Fe2＋氧化成Fe3＋，但都会引入新杂质，故C错误；由D→E的化学方程式可知反应中生成的二氧化硫可将氯化铁还原为氯化亚铁，若是SO2作还原剂，则氧化产物为硫酸盐，故取样溶解后，先加盐酸酸化，再加BaCl2溶液，产生白色沉淀，则可证明二氧化硫将Fe3＋还原，故D正确。 11．以高硫铝土矿(主要成分为Fe2O3、Al2O3、SiO2，少量FeS2和硫酸盐)为原料制备聚合硫酸铁{[Fe2(OH)x(SO4)y]n}和明矾的部分工艺流程如下，下列说法错误的是(　　) 已知：赤泥液的主要成分为Na2CO3。 A．赤泥液的作用是吸收“焙烧”阶段中产生的SO2 B．聚合硫酸铁可用于净化自来水，与其组成中的Fe3＋具有氧化性有关 C．在“聚合”阶段，若增加Fe2O3的用量，会使[Fe2(OH)x(SO4)y]n中x变大 D．从“滤液”到“明矾”的过程中还应有“除硅”步骤 答案　B 解析　高硫铝土矿(主要成分为Fe2O3、Al2O3、SiO2，少量FeS2和硫酸盐)焙烧时，FeS2与O2反应生成Fe2O3和SO2，并用赤泥液吸收生成的SO2；焙烧后，Al2O3、Fe2O3、SiO2、硫酸盐进入“碱浸”步骤，Al2O3、SiO2溶于KOH溶液，硫酸盐溶于水，过滤，滤液经一系列处理获得明矾，滤渣主要是Fe2O3，酸浸后加入双氧水氧化可能存在的亚铁离子，此时溶液中主要有Fe2(SO4)3，加入氧化铁进行聚合，经浓缩、干燥，获得聚合硫酸铁，据此解答。聚合硫酸铁可用于净化自来水，与其组成中的Fe3＋可水解产生胶体的性质有关，与Fe3＋具有氧化性无关，故B错误；在“聚合”阶段，若增加Fe2O3的用量，碱性增强，x变大，故C正确；由上述分析可知，从“滤液”到“明矾”的过程中，由于碱浸造成二氧化硅溶于氢氧化钾，滤液中含硅酸盐，需要进行“除硅”步骤，故D正确。 12．(2023·温州高三期中)欲从含有铁的氧化物及少量FeS、SiO2的烧渣中分离出二氧化硅并制备绿矾(FeSO4·7H2O)，实验过程如下： (1)试剂X是__________，试剂Y是__________(X、Y均用化学式表示)。 (2)制备绿矾时，向溶液1中加入过量试剂Y，充分反应后，经_______(操作名称)得到溶液2。 (3)设计简单实验方案验证得到的SiO2固体中不含S：________________。 (4)溶液2蒸发浓缩至________(写现象)时开始冷却结晶，蒸发操作的主要仪器有酒精灯、三脚架、玻璃棒、坩埚钳、__________。 答案　(1)H2SO4　Fe　(2)过滤　(3)取固体产品少许于试管中，加入足量氢氟酸，充分反应后无固体剩余则证明SiO2固体中不含S(或称取一定质量的固体产品进行灼烧，若灼烧后质量没有变化则证明SiO2固体中不含S)　(4)溶液表面出现晶膜　蒸发皿 13．(2024·绍兴高三期中)某工厂废水中含有大量的FeSO4和较多的CuSO4。为制备晶体X并检验其部分性质，按如下流程进行相关实验： 已知：①流程中一系列操作包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥； ②晶体X是一种含结晶水的化合物，制备X时加入的(NH4)2SO4与FeSO4溶液中溶质的物质的量相等。 (1)取少量铜粉加入浓盐酸中加热，铜粉溶解并生成H3[CuCl4]，请写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)下列说法不正确的是________(填字母)。 A．测得晶体X分子量为392，则其化学式可能为(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O B．晶体X中不含Fe3＋，故不可以作净水剂 C.晶体X比绿矾晶体稳定的原因是(NH4)2SO4包裹在FeSO4外部，隔绝空气防止Fe2＋被氧化 D．结合流程图信息，测定待测KMnO4溶液浓度时，用晶体X配标准液去滴定比绿矾误差更小 (3)请从溶解度角度分析冷却结晶得到晶体X而非FeSO4·7H2O或(NH4)2SO4的原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)取少量略变黄的绿矾溶于稀硫酸，请设计实验验证溶液中铁元素的存在形式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)2Cu＋8HCl(浓)2H3[CuCl4]＋H2↑　(2)BC　(3)硫酸亚铁铵的溶解度变化比另外两者的溶解度变化大　(4)取少量略变黄的绿矾溶于稀硫酸并分成两份，其中一份滴加少量KSCN溶液，若溶液变为红色，说明含有Fe3＋；另外一份样品中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，若紫色褪去，说明含有Fe2＋ 14．FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3，再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S气体。 经查阅资料得知，无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华，氢硫酸为弱酸。他们设计了制备无水FeCl3的实验方案，装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下： ①检查装置的气密性； ②通入干燥的Cl2，赶尽装置中的空气； ③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成； ④…… ⑤体系冷却后，停止通入Cl2，并用干燥的N2赶尽Cl2，将收集器密封。 (1)装置A中发生反应的化学方程式为_______________________________。 (2)第③步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管A右端，要使沉积的FeCl3进入收集器，第④步操作应该是_________________________________________。 (3)操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有________(填步骤序号)。 (4)装置B中冷水浴的作用为________；装置D中FeCl2全部反应后，因失去吸收Cl2的作用而失效，检验此时溶液中存在的金属阳离子，写出离子方程式：________________________ ________________________________________________。 (5)在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。 (6)FeCl3溶液与H2S气体反应的离子方程式为_______________________________________。 答案　(1)2Fe＋3Cl22FeCl3 (2)在沉积的FeCl3固体下方加热　(3)②⑤ (4)冷凝、收集氯化铁　Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3 (5) (6)2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋ 学科网（北京）股份有限公司 $