第3章 铁 金属材料 测评单元卷-2026-2027学年高一上学期化学人教版必修第一册

**基本信息** 本单元卷聚焦金属及其化合物（铁、铝、合金等），整合多地区期末真题，通过选择与非选择结合，考查化学观念、科学思维及科学探究，适配高中化学第三章单元复习。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|15题/45分|合金判断（题1）、铁的价类二维图（题7）、物质除杂（题10）|结合生活应用（如硬铝、储氢合金），注重性质与用途关联| |非选择题|4题/55分|铁与水蒸气反应（题16）、电路板废液回收（题17）、纳米Fe₃O₄制备（题18）|融入工业流程与实验探究，考查科学思维与实践能力，体现科学态度与责任|

第三章测评 一、选择题:本题包括15个小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意。 1.(2026·四川泸州高一期末)合金是由两种或两种以上元素组成的具有金属特性的材料。下列不属于合金的是(　　) A.用于磁性材料的四氧化三铁 B.用于制造飞机外壳的硬铝 C.用于地铁列车车体的铬钢 D.用于核反应堆导热的钠钾共晶 2.(2026·北京通州区高一期末)下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是(　　) A.Al2O3的熔点高,可用于制造耐火材料 B.氧化铁颜色为红棕色,可用作油漆的红色颜料 C.HClO具有还原性,可用于自来水杀菌消毒 D.活性铁粉易被氧化,可用作食品抗氧化剂 3.(2026·浙江丽水高一期末)下列说法不正确的是 (　　) A.常见合金的硬度比其成分金属的硬度大 B.碳素钢里加入适量合金元素,从而制得特种钢 C.生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金 D.储氢合金的金属氢化物容易形成,但难分解 4.(2026·四川绵阳高一期末)能实现下列物质间直接转化的是(　　) A.Na B.Al C.Cu D.Fe 5.(2026·陕西咸阳高一期末)某学生以铁丝和氯气为原料进行如图三个实验。下列分析正确的是(　　) A.实验①反应时火焰为苍白色 B.实验①铁丝过量时燃烧产物为FeCl2 C.实验③反应制得的氢氧化铁胶体为纯净物 D.实验②、③得到的分散系中分散质粒子的直径:②<③ 6.(2026·四川攀枝花高一期末)为探究铁元素的性质,设计并进行如下实验。下列说法错误的是(　　) A.用酒精灯加热装置①时应垫陶土网 B.装置②中反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 C.虚线框内检验生成气体的还原性时应选择装置乙,将灼烧后的铜丝趁热伸入试管中 D.反应结束后,将装置②中黑色固体用稀硫酸溶解,滴加KSCN溶液,未见溶液变红,说明固体中无+3价铁生成 7.(2026·广东梅州高一期末)如图是部分含铁物质的“价—类”二维图。下列推断正确的是(　　) A.a与氧气在一定条件下只能形成b、c两种氧化物 B.往g溶液滴加NaOH溶液可制得d胶体 C.e可通过化合反应转化成d D.a分别与足量氯气和盐酸反应,都生成f 8.(2026·山西太原高一期末)某同学欲在实验室中制备FeSO4,其设计的下列实验方案不合理的是(　　) A.FeFeSO4 B.FeFeSO4 C.Fe2(SO4)3溶液Fe(OH)3FeSO4 D.废铁屑(主要成分是Fe和少量Fe2O3)FeSO4 9.(2026·北京顺义区高一期末)下列实验结论与实验操作及现象不相符的一组是(　　) 选项 实验操作及现象 实验结论 A 取少量溶液,滴加KSCN溶液,溶液变红 溶液中含Fe3+ B 向某溶液中滴加酸性KMnO4溶液,紫色褪去 原溶液含Fe2+ C 向氯水中加入铁粉,迅速产生大量气泡 氯水呈酸性 D 向FeCl3溶液中滴加淀粉碘化钾溶液,溶液变蓝色 氧化性:Fe3+>I2 10.(2026·四川广元高一期末)下列除去杂质(括号中的物质为杂质)的方法中,错误的是(　　) A.MgO固体(Al2O3):加入足量NaOH溶液,过滤 B.Cl2(HCl、H2O):依次通过饱和Na2CO3溶液和浓硫酸 C.Na2CO3溶液(NaHCO3):加入适量烧碱溶液 D.FeSO4溶液[Fe2(SO4)3]:加入足量铁粉,过滤 11.常温下,将等质量的Mg和Al分别与等浓度、等体积的稀硫酸反应,产生气体的体积(V)与时间(t)的关系如图所示。下列说法错误的是(　　) A.曲线Ⅰ代表Mg与稀硫酸反应的变化曲线 B.参加反应的Mg和Al的质量之比: C.在Al与稀硫酸的反应中,每转移0.6 mol电子,同时生成气体的体积为6.72 L(标准状况下) D.上述发生的反应中,与Al反应的稀硫酸的量不足 12.(2026·江西九江六校高一期末)黄铁矿(FeS2,其中硫元素的化合价为-1价)常被误认为是黄金,又称为“愚人金”。在酸性条件下,其催化氧化的转化关系如图所示。已知:Fe(NO)2+中铁元素为+2价。 下列说法正确的是(　　) A.反应Ⅰ中Fe(NO)2+是氧化剂 B.反应Ⅱ中Fe3+和FeS2的物质的量之比为14∶1 C.反应Ⅲ属于氧化还原反应 D.总反应的离子方程式为4FeS2+15O2+4OH-4Fe3++8S+2H2O 13.(2026·河南信阳高一期末)某混合物M可能含有Al、Fe、CuO、Fe2O3,为探究该混合物的成分,设计实验分析方案如图所示,已知:m>n;氧化性:Fe3+>Cu2+>H+;步骤Ⅱ中未观察到有气体生成。下列说法错误的是(　　) A.混合物中一定含有Al B.固体W一定是纯净物 C.蓝绿色溶液中含有的阳离子为Cu2+、Fe2+、Fe3+和H+ D.溶液N中的溶质为Na[Al(OH)4]和NaOH 14.(2026·重庆巴蜀中学高一期末)中学化学中常见物质的转化关系如图所示。已知M、N为常见的金属单质。F为黄绿色气体单质,I为红褐色固体。下列说法正确的是(　　) A.A是Fe2O3 B.实验室保存C溶液,应加入少量的M C.P、G、H分别属于碱性氧化物、酸、碱 D.上述反应均为氧化还原反应 15.(2026·湖南长沙一中高一期末)NH4Al(SO4)2可用作焙烤食品的添加剂,《中华人民共和国国家标准》规定焙烤食品中铝的残留量≤0.1 g·kg-1。取4.53 g NH4Al(SO4)2·12H2O加热分解,加热过程中固体质量随温度的变化如图所示,a、b、c三点对应的固体均为纯净物。下列说法错误的是(　　) A.NH4Al(SO4)2是电解质 B.a点剩余的固体可能为NH4Al(SO4)2·2H2O C.b点剩余的固体可能为Al2(SO4)3 D.c点剩余的固体可能为Al2O3 二、非选择题:本题包括4小题,共55分。 16.(13分)(2026·云南玉溪高一期末)高温下铁与水蒸气能发生反应,某实验小组利用如图所示装置验证“铁与水蒸气”的反应产物。 回答下列问题: (1)装置B中的硬质玻璃管内发生反应的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)A、B两处加热仪器,必须先点燃的是　　　　(填“A”或“B”),理由是　 　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)石棉绒的作用是 　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)该实验小组为验证硬质玻璃管中反应后的产物,进行了如图所示实验。 ①甲同学根据现象1酸性KMnO4溶液褪色,则认为反应后的固体产物中含有二价铁。乙同学认为不合理,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　(用文字描述)。  ②该小组同学发现现象2中溶液未变红色,结合硬质玻璃管中固体的成分,用离子方程式解释可能的原因: 　　　　　　　　　　　　　　　。  17.(14分)(2026·广西百色高一期末)电路板广泛用于计算机、手机等电子产品中。某兴趣小组拟制作带有“化学”标志的电路板并对废液进行回收利用。 Ⅰ.制作电路板。小组的同学取一小块覆铜板,用油性笔在铜板上写出“化学”两个字的标志,然后浸入FeCl3溶液中,一段时间后,取出覆铜板并用水洗净,获得带有图案的印刷电路板和废液(如图所示)。 (1)在覆铜板上制作出“化学”图案过程中发生反应的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　。  Ⅱ.一种从腐蚀废液(含FeCl3、FeCl2、CuCl2)回收金属铜并获得氯化铁晶体的工艺流程如下: 已知:KMnO4在酸性条件下具有很强的氧化性,在常温下能将Cl-氧化为Cl2。 请回答下列问题:(提示:为充分除去杂质,所加药品和试剂均为过量) (2)腐蚀废液中加入药品①是　　　　。  a.铁粉 b.氯化铁溶液 c.铜粉 (3)操作方法b是　　　　。  (4)若取2 mL溶液⑤加入试管中,然后滴加NaOH溶液,观察到的现象是　　　　　　　　　　　　　　　。  (5)若试剂⑥为绿色氧化剂H2O2,写出发生反应的离子方程式 　　　　　　　　　　　　　　　。  (6)甲同学用酸性KMnO4溶液检测溶液⑦中是否含有Fe2+。你认为该方案　　　　(填“正确”或“不正确”),理由是　 　　　　　　　　　　　　　　　。  (7)为准确测量溶液⑦中Fe3+的浓度,取20.00 mL溶液⑦,滴加NaOH溶液至Fe3+沉淀完全,将沉淀过滤、洗涤,灼烧至恒重,得到红棕色固体2.400 g,则溶液⑦中Fe3+的浓度为　　　　　　。  18.(13分)(2026·广东广州高一期末)纳米级Fe3O4是一种非常重要的磁性材料,同时也可用作催化剂载体和微波吸收材料。下面是制备纳米级Fe3O4的两种方法。 已知:Fe3O4中铁元素有+2价、+3价两种化合价,其化学式可用FeO·Fe2O3的形式表示。 请回答下列问题: Ⅰ.共沉淀法 (1)溶液A在保存时容易变质,可用　　　　　　试剂检验其是否变质;为防止其变质,保存时会在溶液中加入少量铁粉,原因是　 　　　　　　　　　　　　　　　(用离子方程式表示)。  (2)取少量滤液进行焰色试验,火焰呈　　　　。  (3)写出该方法制备Fe3O4的离子方程式 　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)从Fe3O4的组成分析,理论上n(FeSO4·7H2O)∶n(FeCl3·6H2O)的投料比应为　　　,实际生产中投料比应　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)理论值。  Ⅱ.CO还原法 (5)写出第2步反应的化学方程式 　　　　　　　　　　　　　　　,  其中氧化剂和还原剂的物质的量之比为　　　　。若第2步反应中消耗CO的质量为56 g,则生成Fe3O4的质量为　　　　　 g。  19.(15分)(2026·湖南湘西州高一期末)利用废铁屑为原料可制备高铁酸钾(K2FeO4)和聚合硫酸铁([Fe2(OH)(6-2n)(SO4)n]m)两种净水剂,制备流程如图所示。 回答下列问题。 (1)“氧化”过程中发生反应的离子方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)“制备”过程产生Na2FeO4,反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为　　　　　。  (3)“分离”所得副产品的主要成分为　　　　　。  (4)“操作b”中,经　　　　　、过滤、洗涤、干燥,可得K2FeO4粗品。由操作b判断该生产条件下物质的溶解性:Na2FeO4　　　　　(填“>”或“<”)K2FeO4。  (5)K2FeO4干燥品在室温下稳定,在强碱溶液中稳定,随着pH减小,稳定性下降,与水反应放出氧气,另一产物还可用作净水剂。请结合有关化学方程式解释K2FeO4杀菌、净水的原理  　　　　　　　　　　　　　　　。  (6)聚合硫酸铁中n(Fe3+)∶n(OH-)∶n(S)比值的确定方法:取一定量的聚合硫酸铁,先加入足量的稀盐酸酸化,然后加入BaCl2溶液,经过滤后得到沉淀A和滤液B,洗涤、干燥沉淀A后称得沉淀质量为4.66 g,向滤液B中加入足量的NaOH溶液充分反应,将经过滤后得到的滤渣洗涤、灼烧至恒重,得3.20 g固体C。聚合硫酸铁中n(Fe3+)∶n(OH-)∶n(S)=　　　　　。  参考答案 1.A　解析 四氧化三铁(Fe3O4)是铁的氧化物,属于化合物,不属于合金,A符合题意;硬铝属于合金,B不符合题意;铬钢是铁与碳、铬等元素组成的金属混合物,属于合金,C不符合题意;钠钾共晶是钠和钾组成的金属混合物,属于合金,D不符合题意。 2.C　解析 Al2O3的熔点高,可用于耐火材料,A不符合题意;氧化铁是红棕色的固体,可用作红色颜料,B不符合题意;HClO的杀菌消毒作用源于其强氧化性,而非还原性,C符合题意;活性铁粉易被氧化,可消耗氧气保护食品,性质与用途对应,D不符合题意。 3.D　解析 在纯金属内加入其他元素的原子后,原子层之间的相对滑动变得困难,从而导致合金的硬度比其成分金属大,A正确;在碳素钢中加入合金元素(如Cr、Mn等)可赋予碳素钢特殊性能,形成特种钢,B正确;生铁与钢的区别主要在于含碳量,C正确;储氢合金能够吸收大量氢气后形成金属氢化物,稍稍加热又容易分解,释放出氢气,D错误。 4.A　解析 金属钠与氧气反应生成氧化钠或过氧化钠,氧化钠和过氧化钠与水反应都能生成氢氧化钠,氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠,物质间直接转化可以实现;而氧化铝、氧化铜、四氧化三铁都不能与水反应生成对应水化物,物质间直接转化不能实现,故选A。 5.D　解析 实验①中的铁与氯气反应生成氯化铁,产生棕黄色的烟,A错误;实验①反应产物与铁丝的量无关,不管铁丝少量还是过量都生成FeCl3,B错误;胶体是一种分散系,分散系属于混合物,C错误;实验②得到的分散系是溶液,溶质粒子直径小于1 nm,实验③得到的分散系是胶体,胶体粒子直径为1~100 nm,D正确。 6.D　解析 装置①为盛有水的圆底烧瓶,需要垫陶土网均匀受热,A正确;装置②中Fe与水蒸气在高温条件下反应生成黑色的Fe3O4和H2,化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,B正确;生成的气体为H2,检验其还原性可利用H2还原灼热CuO的性质,由于H2的密度小于空气的密度,则虚线框选装置乙,先通H2排尽空气,再将灼烧后的铜丝趁热伸入试管,若铜丝由黑变红,证明H2具有还原性,C正确;装置②中固体为Fe3O4和可能未反应的Fe:Fe3O4与稀硫酸反应生成Fe2+、Fe3+和H2O,其反应原理为Fe3O4+4H2SO4FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O,若有未反应的Fe,会发生反应Fe+2Fe3+3Fe2+,可能导致溶液中无Fe3+,滴加KSCN溶液不会变红,因此,溶液未变红不能说明固体中无+3价铁,D错误。 7.C　解析 由图中可知,a为Fe,b为FeO,c为Fe2O3,d为Fe(OH)3,e为Fe(OH)2,f为亚铁盐,g为铁盐。Fe与O2在一定条件下反应可生成FeO、Fe2O3或Fe3O4,A错误;往铁盐溶液中滴加NaOH溶液可制得Fe(OH)3沉淀,B错误;Fe(OH)2被氧气氧化可生成Fe(OH)3:4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3,C正确;Fe与氯气反应生成FeCl3,铁与盐酸反应生成FeCl2,D错误。 8.C　解析 铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,这是制备FeSO4的常用方法,A合理;铁与硫酸铜溶液发生置换反应生成硫酸亚铁和铜,可得到FeSO4,B合理;硫酸铁溶液与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀,氢氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁,C不合理;废铁屑中的铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁,氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁,但铁可还原硫酸铁生成硫酸亚铁,D合理。 9.B　解析 滴加KSCN溶液变红是Fe3+的特征反应,A不符合题意;酸性KMnO4溶液褪色可能由多种还原剂(如Cl-、I-等)引起,不一定是Fe2+,B符合题意;向氯水中加入铁粉产生气泡,是由于酸性条件下铁与H+反应生成H2,表明氯水呈酸性,C不符合题意;FeCl3可氧化I-生成I2,淀粉遇I2变蓝,证明Fe3+的氧化性强于I2,D不符合题意。 10.B　解析 Al2O3为两性氧化物,可与NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4],而MgO不与NaOH溶液反应,过滤可得氧化镁,A正确;HCl能与饱和Na2CO3溶液反应,但Cl2也会与Na2CO3溶液反应,会消耗原物质Cl2,可改用饱和NaCl溶液除去HCl,B错误;NaHCO3与烧碱溶液反应:NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O,可将杂质转化为Na2CO3,C正确;Fe2(SO4)3与铁粉反应:Fe+Fe2(SO4)33FeSO4,过滤除去剩余的铁粉,可得到FeSO4溶液,D正确。 11.B　解析 镁比铝活泼,反应速率更快,故曲线Ⅰ代表Mg与稀硫酸反应的变化曲线,A正确;反应生成氢气的量相同,Mg+H2SO4MgSO4+H2↑、2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑,则参加反应的Mg和Al的物质的量之比为3∶2,质量之比为(3×24)∶(2×27)=4∶3,B错误;在Al与稀硫酸的反应中存在关系2Al~6e-~3H2,每转移0.6 mol电子,同时生成氢气0.3 mol,其体积为6.72 L(标准状况下),C正确;若反应中硫酸过量,则铝会生成更多的氢气,故上述发生的反应中,稀硫酸的量不足,D正确。 12.B　解析 反应Ⅰ中,Fe(NO)2+中铁元素由+2价上升到+3价,作还原剂,A错误;根据FeS2中硫元素由-1价上升到+6价,Fe3+转化为Fe2+,结合电子守恒,可写出反应Ⅱ为14Fe3++FeS2+8H2O15Fe2++2S+16H+,B正确;反应Ⅲ中各元素化合价未发生变化,不是氧化还原反应,C错误;反应条件为酸性,方程式中不能出现OH-,D错误。 13.C　解析 混合物可能含有Al、Fe、CuO、Fe2O3,加入NaOH溶液,由于Al和NaOH溶液反应,已知m>n,则混合物中一定含有Al,溶液N的主要成分为Na[Al(OH)4]和过量的NaOH,A、D正确;向固体N加入过量盐酸,得到蓝绿色溶液和固体W,说明盐酸和固体N中的CuO反应生成氯化铜,若固体N中含有Fe2O3,则反应生成氯化铁,Fe还原氯化铜、氯化铁生成Cu和氯化亚铁,盐酸过量,则固体W为Cu,则蓝绿色溶液中含有亚铁离子、铜离子,不含铁离子,B正确,C错误。 14.B　解析 根据题意分析可知,F为黄绿色气体Cl2,I为红褐色固体Fe(OH)3,金属单质M为Fe,N为Na,Fe与高温水蒸气反应得到A为Fe3O4,G为HCl,Fe3O4与HCl反应得到B和C,B为FeCl3,C为FeCl2,FeCl3与Fe单质反应得到FeCl2,FeCl2与Cl2反应得到FeCl3;Na与水反应可得到D,D为NaOH,FeCl2与NaOH反应得到H为Fe(OH)2,Fe(OH)2与氧气及水反应得到I为Fe(OH)3,Na与水反应得到NaOH溶液与H2,E为H2,H2与Cl2反应得到G为HCl,HCl与Fe(OH)3反应得到B为FeCl3,Na在氧气中点燃生成P为Na2O2。由分析可知,A为Fe3O4,A错误;实验室保存FeCl2溶液应添加少量Fe防止Fe2+被氧化,B正确;Na2O2、HCl、Fe(OH)2分别属于过氧化物、酸、碱,C错误;G与I的反应为HCl与Fe(OH)3反应生成FeCl3与H2O,该反应不属于氧化还原反应,D错误。 15.B　解析 4.53 g NH4Al(SO4)2·12H2O的物质的量为=0.01 mol,加热到a点时,固体质量差为4.53 g-2.37 g=2.16 g,4.53 g NH4Al(SO4)2·12H2O中结晶水的质量m(H2O)=0.01 mol×12×18 g·mol-1=2.16 g,即2.16 g刚好为结晶水的质量,则a点时固体可能为NH4Al(SO4)2;加热到b点时,固体质量为1.71 g,m[Al2(SO4)3]=0.01 mol××342 g·mol-1=1.71 g,即b点时固体可能为Al2(SO4)3;c点时固体质量为0.51 g,m(Al2O3)=0.01 mol××102 g·mol-1=0.51 g,即c点时固体可能为Al2O3。 16.答案 (1)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 (2)A　提供水蒸气,排尽装置内氧气,防止Fe与氧气在高温下反应 (3)防止固体粉末堵塞硬质玻璃管右端的导管口 (4)①盐酸中的Cl-也能使酸性高锰酸钾溶液紫色褪去(或剩余的铁和Fe3+反应生成Fe2+,或剩余的铁和盐酸反应生成Fe2+,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色) ②2Fe3++Fe3Fe2+ 解析 (1)装置A中铁与水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。 (2)若先点燃B处,铁会与氧气发生反应,故要先点燃A处加热装置。 (3)石棉绒的作用是防止铁粉堵塞硬质玻璃管右端的导管口。 (4)①向反应后的固体中滴入了盐酸,则使酸性KMnO4溶液褪色的粒子可能是Cl-或Fe2+。②滴加KSCN溶液不变红色,说明溶液b中没有Fe3+,原因可能是硬质玻璃管中剩余较多铁粉,Fe将Fe3+还原为Fe2+,该反应的离子方程式为2Fe3++Fe3Fe2+。 17.答案 (1)2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2 (2)a　(3)过滤 (4)产生白色沉淀,迅速变为灰绿色,一段时间后变为红褐色 (5)2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O (6)不正确　溶液中的氯离子也会被酸性高锰酸钾溶液氧化,从而使溶液褪色 (7)1.5 mol·L-1 解析 (1)Cu和FeCl3溶液反应的化学方程式为2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2。 (2)腐蚀废液中含有Fe3+、Fe2+、Cu2+,加入过量铁粉,将铁离子还原为亚铁离子、将铜离子还原为铜单质,故药品①是铁粉。 (3)操作方法b是分离固体和液体的操作,为过滤。 (4)向氯化亚铁溶液中滴加NaOH溶液,反应生成氢氧化亚铁沉淀,沉淀被空气中的氧气氧化为氢氧化铁沉淀,观察到的现象是产生白色沉淀,迅速变为灰绿色,一段时间后变为红褐色。 (5)加入过氧化氢,亚铁离子被过氧化氢氧化生成铁离子:2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O。 (6)溶液中的氯离子也会被酸性高锰酸钾溶液氧化,使酸性高锰酸钾溶液褪色,干扰亚铁离子的检验,故方案错误。 (7)滴加NaOH溶液至Fe3+沉淀完全,得到氢氧化铁沉淀,过滤、洗涤,灼烧至恒重,得到2.400 g红棕色固体为氧化铁,结合铁元素守恒,可知溶液⑦中Fe3+的浓度为=1.5 mol·L-1。 18.答案 (1)KSCN　2Fe3++Fe3Fe2+ (2)黄色　(3)Fe2++2Fe3++8OH-Fe3O4+4H2O (4)1∶2　大于 (5)6FeOOH+CO2Fe3O4+CO2+3H2O　2∶1　928 解析 (1)亚铁离子容易被氧化成铁离子,可以用KSCN试剂检验铁离子,若溶液变红色说明溶液A变质,反之则没有变质;保存FeSO4溶液时会在溶液中加入少量铁粉防止其变质,原因是2Fe3++Fe3Fe2+。 (2)滤液中含有Na+,取少量滤液进行焰色试验,火焰呈黄色。 (3)Fe2+、Fe3+在碱性条件下生成纳米级Fe3O4,其离子方程式为Fe2++2Fe3++8OH-Fe3O4+4H2O。 (4)Fe3O4可用FeO·Fe2O3的形式表示,n(Fe2+)∶n(Fe3+)=1∶2,则理论上n(FeSO4·7H2O)∶n(FeCl3·6H2O)的投料比应为1∶2;反应过程中部分亚铁离子被氧气氧化为铁离子,因此实际生产中投料比应大于理论值。 (5)由图可得,第2步为FeOOH与CO反应:6FeOOH+CO2Fe3O4+CO2+3H2O;由化学方程式可知,氧化剂为FeOOH(部分起氧化剂的作用),还原剂为CO,故氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1。根据反应的方程式可知,消耗56 g CO(物质的量为2 mol),生成Fe3O4的物质的量为4 mol,其质量为4 mol×232 g·mol-1=928 g。 19.答案 (1)2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O (2)2∶3　(3)NaCl (4)蒸发浓缩、冷却结晶　> (5)高铁酸钾具有强氧化性,能起到杀菌消毒的作用,杀菌消毒过程中高铁酸钾被还原生成的Fe(OH)3胶体具有吸附作用,可以吸附水中的杂质,可以达到净水的作用 (6)2∶4∶1 解析 (1)氧化过程中H2O2将Fe2+转化为Fe3+,离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O。 (2)“制备”过程中NaClO将Fe3+氧化为Na2FeO4,氯元素化合价由+1价下降到-1价,铁元素化合价由+3价上升到+6价,ClO-是氧化剂,Fe3+是还原剂,根据得失电子守恒可知,反应中还原剂和氧化剂的物质的量之比为2∶3。 (4)“操作b”中,Na2FeO4转化为K2FeO4,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,可得K2FeO4粗品。该过程中,溶解度更小的会结晶析出,由此可判断该生产条件下物质的溶解性:Na2FeO4>K2FeO4。 (5)高铁酸钾具有强氧化性,能起到杀菌消毒的作用,杀菌消毒过程中高铁酸钾被还原生成的Fe(OH)3胶体具有吸附作用,可以吸附水中的杂质,可以达到净水的作用。 (6)取一定量的聚合硫酸铁,先加入足量的稀盐酸酸化后,则转化为FeCl3、Fe2(SO4)3和HCl的溶液,然后加入BaCl2溶液,生成沉淀A为BaSO4,n(S)=n(BaSO4)==0.02 mol,向滤液B中加入足量的NaOH溶液充分反应,发生反应的离子方程式为Fe3++3OH-Fe(OH)3↓、H++OH-H2O,将过滤得到的Fe(OH)3洗涤、灼烧至恒重转化为Fe2O3,n(Fe3+)=2n(Fe2O3)=2×=0.04 mol,则n(Fe3+)∶n(S)=0.04 mol∶0.02 mol=2∶1,设聚合硫酸铁中n(Fe3+)∶n(OH-)∶n(S)=2∶b∶1,然后根据化学式中元素的化合价的代数和为0,可得:2×(+3)+1×(-2)+b×(-1)=0,解得b=4,故聚合硫酸铁中n(Fe3+)∶n(OH-)∶n(S)=2∶4∶1。 15 学科网（北京）股份有限公司 $