大单元2 专题4 第11讲 铁及其化合物-【优化探究】2027年高考化学一轮复习高考总复习配套课件（苏教版）

该高中化学高考复习课件聚焦“铁及其化合物”专题，依据高考评价体系梳理了铁的单质、氧化物、氢氧化物及铁盐、亚铁盐的性质与检验等核心考点，通过考点权重分析明确“铁盐亚铁盐的性质及检验”“Fe(OH)₂制备”为高频考查内容，归纳了实验探究、离子方程式书写等常考题型，体现备考的系统性与针对性。 课件亮点在于“真题演练+思维建模+实验探究”的备考策略，如结合2024江苏卷真题分析铁的氧化物组成，通过“确定铁的氧化物组成的思维建模”培养科学思维，依托Fe(OH)₂制备的改进实验提升科学探究与实践能力。特设“易错点警示”和“关键能力提升”模块，帮助学生掌握离子检验、实验设计等答题技巧，教师可据此精准指导，助力高考冲刺。

优化探究 大单元二　元素及其化合物 专题4　金属元素及其化合物 第11讲　铁及其化合物 1 [导航·复习目标]　1.了解铁的主要性质以及在生产生活中的应用。 2.知道不同价态的铁的氧化物的主要性质和用途。3.掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的性质及Fe(OH)2的制备方法。 2 考点一　铁的单质、氧化物 考点二　铁的氢氧化物 练真题 明考向 考点三　铁盐、亚铁盐的性质及检验 3 考点一　铁的单质、氧化物 4 1.铁的单质 (1)物理性质 铁是___________色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展 性，能被___________吸引。 梳理 必备知识 银白 磁体 5 (2)化学性质 铁的性质活泼，有较强的还原性，主要被氧化为 ＋2价和＋3价，但纯铁有很强的抗腐蚀能力。 6 2.铁的氧化物 (1)物理性质 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗称 — ___________ ___________ 色、态 黑色粉末 ___________ 黑色晶体 铁元素的价态 ___________ ___________ ______________ 氧化物类型 ___________ ___________ 复杂氧化物 用途 用于瓷器制作 用作红色颜料 用作磁性材料 铁红 磁性氧化铁 红棕色粉末 ＋2价 ＋3价 ＋2价、＋3价 碱性氧化物 碱性氧化物 7 (2)化学性质 ①稳定性 FeO不稳定，在空气中受热，能迅速被氧化成___________ ②和非氧化性酸反应(如稀硫酸) FeO＋2H＋====Fe2＋＋H2O； Fe2O3＋6H＋====2Fe3＋＋3H2O； ___________________________________ Fe3O4 Fe3O4＋8H＋====2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O 8 ③和氧化性酸反应(如稀硝酸) FeO与稀硝酸反应： __________________________________________ ④和还原性酸反应(如氢碘酸) Fe2O3与氢碘酸反应： _________________________________________ 3FeO＋10H＋＋N====3Fe3＋＋NO↑＋5H2O Fe2O3＋6H＋＋2I—====2Fe2＋＋＋3H2O 9 (1)Fe分别与Cl2和盐酸反应所得氯化物相同。(　　) (2)常温下可用铁制容器储存、运输浓硝酸和浓硫酸。(　　) (3)四氧化三铁中铁元素有＋2价和＋3价，它是一种混合物。(　　) (4)铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4。(　　) (5)FeO与稀硝酸反应的化学方程式为FeO＋2HNO3====Fe(NO3)2＋ H2O。(　　) × √ × √ × 10 一、铁及其氧化物的性质 1.颗粒大小达到纳米级的单质铁俗称“纳米铁”,用途很广泛。下列说法不正确的是(　　) A.“纳米铁”在一定的溶剂中可以发生丁达尔效应 B.“纳米铁”在处理硝态氮生成N2的过程中作还原剂 C.“纳米铁”与水蒸气在高温下反应生成红棕色粉末 D.“纳米铁”可在氩气氛围中保存 提升 关键能力 C 11 解析:A项,“纳米铁”颗粒直径为1~100 nm,与胶体粒子大小相近,“纳米铁”在一定的溶剂中形成的分散系属于胶体,可以发生丁达尔效应,故A正确;B项,硝态氮被还原为N2时,“纳米铁”提供电子,起还原剂作用,故B正确;C项,“纳米铁”中Fe为0价,Fe与水蒸气在高温下反应生成黑色四氧化三铁,故C错误;D项,“纳米铁”易被氧化,可在氩气氛围中保存,故D正确。 2.(2026·辽宁大连模拟)关于铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的下列叙述正确的是(　　) A.铁的三种氧化物中铁元素的化合价完全相同 B.都是碱性氧化物,都能与盐酸反应生成氯化铁和水 C.氧化亚铁可应用于瓷器制作中使釉呈绿色 D.四氧化三铁中铁元素有+2价和+3价,它是一种混合物 C 解析:FeO中铁元素的化合价为+2价,Fe2O3中铁元素的化合价为+3价, Fe3O4为复杂的氧化物,其中铁元素的化合价可以看作是由+2、+3价组成的,A错误;FeO、Fe2O3为碱性氧化物,FeO与盐酸反应:FeO+2HCl=== FeCl2+H2O,Fe2O3与盐酸反应:Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O,Fe3O4不属于碱性氧化物,与盐酸反应:Fe3O4+8HCl===FeCl2+2FeCl3+4H2O,B错误;氧化亚铁是一种黑色粉末,可用作色素,应用于瓷器制作中使釉呈绿色,C正确;四氧化三铁是复杂的氧化物,属于纯净物,D错误。 考向二　铁与水蒸气反应的实验探究 3.如图所示的装置可实现铁和水蒸气的反应。 (1)加热湿棉花的目的是　 。  (2)写出还原铁粉处发生反应的化学方程式:   　 。  (3)B处酒精灯上网罩的作用是　　　 　,实验开始时,应先点燃 　　　　(填“A”或“B”)酒精灯,目的是　 。  (4)将产生的气体导入肥皂液中的目的是 　 。  提供水蒸气,使之与还原铁粉在高温下发生反应 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 集中火焰,产生高温 A 用水蒸气排尽装置中的空气 收集气体并便于后续检验 考向三　铁的氧化物组成分析 4.准确称取某种铁的氧化物2.88 g,用足量的CO进行还原,将生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收,得到沉淀4.00 g,则这种铁的氧化物的化学式为　　　　　。  FeO 解析:4.00 g CaCO3沉淀的物质的量为0.04 mol,则CO、CO2的物质的量均为0.04 mol,增加的氧元素为0.04 mol,质量为0.04 mol×16 g·mol-1=0.64 g,铁的氧化物中氧元素的质量为0.64 g,铁元素的质量为2.88 g-0.64 g=2.24 g,铁的氧化物中铁元素与氧元素的物质的量之比为∶0.04 mol=1∶1,则这种铁的氧化物的化学式为FeO。 5.有一块铁的“氧化物”样品,用140 mL 5.0 mol·L-1盐酸恰好将之完全溶解,所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2,恰好使其中的Fe2+全部转变为Fe3+,则该样品的化学式可能为　　　　。  Fe5O7 解析:根据2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中n(Fe2+)=0.025 mol×2=0.05 mol,根据电荷守恒得2n(Fe2+)+3n(Fe3+)=n(Cl-)=0.14 L×5.0 mol·L-1=0.7 mol,则n(Fe3+)=0.2 mol,故n(Fe2+)∶n(Fe3+)=0.05 mol ∶0.2 mol =1∶4,故该氧化物可表示为FeO·2Fe2O3,即Fe5O7。 确定铁的氧化物组成的思维建模 设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为m∶n,则氧化物中n(Fe)∶n(O)=∶=a∶b, 若a∶b=1∶1,则铁的氧化物为FeO; 若a∶b=2∶3,则铁的氧化物为Fe2O3; 若a∶b=3∶4,则铁的氧化物是Fe3O4或FeO与Fe2O3按物质的量之比为1∶1组成的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3的物质的量之比为1∶1,Fe3O4的物质的量为任意值)。 考点二　铁的氢氧化物 22 1.Fe(OH)2和Fe(OH)3的性质比较 梳理 必备知识 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色、态 ___________ ______________ 与盐酸反应 ___________________________ ____________________________ 受热 分解 — 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 白色固体 红褐色固体 Fe(OH)2＋2H＋====Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋====Fe3＋＋3H2O 23 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 制法 可溶性亚铁盐与碱溶液反应： __________________________ 可溶性铁盐与碱溶液反应： ___________________________ 二者的关系 在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是_______色絮状沉淀迅速变成_________色，最后变成___________色，反应的化学方程式为___________________________________ Fe2＋＋2OH－====Fe(OH)2↓ Fe3＋＋3OH－====Fe(OH)3↓ 白 灰绿 红褐 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O====4Fe(OH)3 24 按要求写方程式 (1)写出一种生成Fe(OH)3的化合反应的化学方程式: 。 (2)写出强酸HI与弱碱Fe(OH)3反应的离子方程式: 。 (3)写出稀的强酸HNO3与弱碱Fe(OH)2反应的离子方程式: 。 4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3 6H++2I-+2Fe(OH)3====2Fe2++I2+6H2O 10H++N+3Fe(OH)2====3Fe3++NO↑+8H2O 2.Fe(OH)2的制备 (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、隔绝空气的体系中。 26 (3)常用方法 有机 覆盖 层法 将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到FeSO4溶液液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止___________________发生反应 空气与Fe(OH)2接触 27 还原 性气 体保 护法 先在装置Ⅰ中生成FeSO4溶液，并利用生成的H2将装置内的___________排尽后，再把_______溶液压入装置Ⅱ中与___________混合，这样可长时间观察到白色沉淀 空气 FeSO4 NaOH溶液 28 电解法 用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯(或煤油) 29 (1)在空气中，白色的Fe(OH)2迅速转变成灰绿色，最终变成红褐色。 (　　) (2)Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2＜Fe(OH)3。 (　　) (3)Fe(OH)3与氢碘酸反应生成FeI3。(　　) (4)Fe(OH)2与HNO3发生反应的离子方程式为 Fe(OH)2＋2H＋====Fe2＋＋ 2H2O。(　　) (5)Fe(OH)3在空气中加热分解生成Fe2O3，则Fe(OH)2在空气中加热分解 生成FeO。(　　) (6)向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色 的氢氧化亚铁。(　　) √ √ × × × × 30 1.由于Fe(OH)2易被氧化为Fe(OH)3，在实验室中制备Fe(OH)2，并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态，成为物质制备实验探究的热点。 (1)下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是__________(填序号)。  提升 关键能力 ①②③⑤ 31 解析：因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O====4Fe(OH)3，因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排出装置中的氧气或空气。①②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；③的原理为铁作阳极产生Fe2＋，与电解NaCl溶液产生的OH－结合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保护，能防止空气进入；⑤中液面加苯阻止了空气进入；④由于带入空气中的氧气，能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。 32 (2)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入_________。   解析：稀硫酸抑制Fe2＋水解。 (3)除去蒸馏水中溶解的O2常采用_________的方法。   稀硫酸 解析：气体的溶解度随温度的升高而降低，所以加热煮沸后的水中溶解的O2较少。 加热煮沸 33 (4)一种制备Fe(OH)2的改进装置如图所示,下列说法错误的是(　　) A.配制FeSO4溶液时需加入硫酸 B.实验时先注入稀硫酸,再注入NaOH溶液和FeSO4溶液 C.装置N的作用是液封,并判断装置M中的空气是否排尽 D.用铁粉代替Na2CO3粉末,也能排尽空气 D 解析： FeSO4易水解,为防止FeSO4水解,配制FeSO4溶液时需加入硫酸,故A正确;实验时先注入稀硫酸,等二氧化碳排出锥形瓶内的空气后再注入NaOH溶液和FeSO4溶液生成氢氧化亚铁,故B正确;烧杯内紫色石蕊试液变红,说明装置M中的空气已排尽,同时装置N可以防止空气进入锥形瓶,故C正确;氢气的密度比空气小,用铁粉代替Na2CO3粉末,不能排尽空气,故D错误。 2.某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。 请回答： (1)仪器1的名称是_________。装置5的作用是___________________ ________。  分液漏斗 液封，防止空气进入 装置4 36 解析：该装置制备Fe(OH)2白色沉淀的思路是在排净空气的气氛中，先使铁屑和稀硫酸反应得到FeSO4，再利用气体产生气压把FeSO4溶液压至装置4中与NaOH反应，得到Fe(OH)2，注意所需试剂也需要加热除掉溶解氧。(1)仪器1是分液漏斗，该反应需要置于无氧环境，注意这里跟防倒吸无关，装置5的作用是液封，防止空气进入装置4。 37 (2)实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进，使溶液能进入4中：______________________________。  解析：实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。操作失败的原因是装置3中产生的H2从左侧导管逸出，没有足够的压强，所以不能将FeSO4溶液压入4中，因而在装置2、3之间添加控制开关即可。 在装置2、3之间添加控制开关 38 (3)装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因:______________________。  解析：没有产生白色沉淀的原因是装置4中空气没有完全排净,Fe(OH)2被空气氧化。 装置4内的空气没有排净 39 考点三　铁盐、亚铁盐的性质及检验 40 1.亚铁盐的性质 (1)氧化性和还原性 含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋处于铁元素的中间价态，既有氧化性， 又有还原性，其中以__________为主，如遇Br2、Cl2、H2O2、N(H＋) 等均表现___________。 (2)易水解 Fe(OH)2是弱碱，含Fe2＋的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。配制保存硫酸亚铁溶液时常加少量________抑制Fe2＋的水解，加少量________防止Fe2＋被氧化。 梳理 必备知识 还原性 还原性 硫酸 铁屑 2.铁盐的性质 (1)氧化性：含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋处于铁元素的高价态，遇 Fe、Cu、HI、H2S等均表现___________。 (2)易水解：Fe(OH)3是很弱的碱，且溶度积很小，因而Fe3＋极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。 ①利用Fe3＋易水解的性质，实验室可将饱和FeCl3溶液滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式为FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。 氧化性 42 ②利用Fe3＋易水解的性质，工业上常用调节pH的方法除去溶液中的铁离子。 ③利用Fe3＋易水解的性质，实验室配制氯化铁溶液时，通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，然后再稀释至所需浓度。 ④Fe3＋与HC、Al、C、ClO－等水解呈碱性的离子不能大量共存。 43 (3)其他常见铁盐 ①绿矾(FeSO4·7H2O)：一种重要的还原剂，可用作补血剂及植物的补铁剂。 ②铁铵矾[NH4Fe(SO4)2·12H2O]：无色晶体，易溶于水，常用作化学分析试剂、药物和织物媒染剂。 ③铁氰化钾(赤血盐){K3[Fe(CN)6]}：红色晶体，能溶于水，常用于检验Fe2＋，生成蓝色沉淀。 ④高铁酸钾(K2FeO4)：暗紫色晶体，具有强氧化性，可用作水体的杀菌、消毒剂或高容量电池材料。 44 3.Fe2＋、Fe3＋的检验 (1)Fe2＋检验的常用方法 溶液变血红色 灰绿色 红褐色 K++Fe2++[Fe(CN)6]3- ====KFe[Fe(CN)6]↓ 45 (2)Fe3＋检验的常用方法 溶液变血红色 红褐色沉淀 显紫色 (3)含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋的检验方法 溶液变血红色，说明含有___________。 酸性KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有_______。 混合溶液 混合溶液 Fe3＋ Fe2＋ (1)Fe3＋有氧化性，所以FeCl3溶液可用于回收旧电路板中的铜。(　　) (2)向某溶液中滴加氯水，再滴加KSCN溶液，溶液显血红色，该溶液中 一定含Fe2＋。(　　) (3)Fe2(SO4)3和KI溶液反应的离子方程式：2Fe3＋＋2I－====2Fe2＋＋I2。 (　　) (4)用酸性高锰酸钾溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2。(　　) (5)检验Fe(NO3)2晶体是否氧化变质的方法是将 Fe(NO3)2样品溶于稀硫 酸后，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红色。(　　) √ × √ × × 48 一、铁盐、亚铁盐的性质 1.下列有关Fe3＋、Fe2＋的性质及应用的说法不正确的是(　　) A.Fe2(SO4)3易溶于水，所以可用作净水剂 B.向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉，可制得硫酸亚铁溶液 C.室温下，向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液，再滴加几滴淀粉溶液，溶液变蓝色，则说明溶液中Fe3＋与I－不能大量共存 D.硫酸亚铁片和维生素C同时服用，能增强治疗缺铁性贫血的效果 提升 关键能力 A 解析：Fe3＋水解生成Fe(OH)3胶体，可用于净水，与Fe2(SO4)3是否易溶于水无对应关系，A错误；2Fe3＋＋Fe====3Fe2＋，B正确；Fe3＋将I－氧化成I2，发生氧化还原反应而不能大量共存，C正确；维生素C具有还原性，能防止硫酸亚铁片中的Fe2＋被氧化，D正确。 2.在FeCl3、CuCl2的混合溶液中，加入铁粉与铜粉的混合物。 (1)若金属无剩余，则溶液中一定存在的金属阳离子有____________， 可能存在的有______。  (2)若剩余固体中有铁和铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有______， 一定不存在___________。  (3)若剩余固体中只有铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有______，可 能存在的有______，一定不存在______。  Fe2＋、Cu2＋ Fe3＋ Fe2＋ Cu2＋、Fe3＋ Fe2＋ Cu2＋ Fe3＋ 考向二　Fe2+、Fe3+的检验 3.下列有关铁离子及亚铁离子检验的说法正确的是(　　) A.向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,滴加氯水后溶液显红色,该溶液中一定含有Fe3+ B.在溶液中加KSCN,溶液显红色,证明原溶液中有Fe3+,无Fe2+ C.证明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是滴加NaOH溶液,先产生白色沉淀,后变灰绿色,最后呈红褐色 D.向某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀,说明原溶液中有Fe2+,无Fe3+ C 解析:向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,滴加氯水后溶液显红色,说明该溶液中一定含有Fe2+,故A项错误;在溶液中加KSCN,溶液显红色,证明原溶液中一定有Fe3+,但不能确定是否含有Fe2+,故B项错误;若溶液中只含有Fe2+,Fe2+与OH-反应生成具有还原性的Fe(OH)2白色沉淀,被空气中的氧气氧化迅速变成灰绿色,最终变成红褐色,故C项正确;向某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀,说明原溶液中含有Fe2+,但不能说明无Fe3+,故D项错误。 4.选择合适试剂完成甲、乙两组实验： 甲组：检验含Fe3＋(不含Cl－)的溶液中是否含有Fe2＋； 乙组：检验含Fe2＋的溶液中是否含有Fe3＋。 下列试剂及加入试剂的顺序能达到实验目的的是(　　) 选项 甲组 乙组 A 新制氯水、KSCN溶液 NaOH溶液 B 酸性KMnO4溶液 KSCN溶液 C KOH溶液 氯水 D 稀氯水 酸性KMnO4溶液 B 54 解析：由于Fe2＋能使酸性KMnO4溶液褪色，即检验含Fe3＋(不含Cl－)的溶液中是否含有Fe2＋，可选用酸性KMnO4溶液；KSCN溶液遇Fe3＋变成血红色，即检验含Fe2＋的溶液中是否含Fe3＋，可选用KSCN溶液。 练真题 明考向 56 1.下列说法错误的是(　　) A.(2025·重庆卷)科普试验铜板刻蚀,是因为氯化铁溶液和浓硫酸均可在常温下刻蚀铜板 B.(2024·山东卷)铁粉可用作食品脱氧剂 C.(2024·河北卷)还原铁粉与水蒸气反应生成的气体点燃后有爆鸣声,则H2O具有还原性 D.(2024·山东卷)氯化铁溶液腐蚀铜电路板,体现了Fe3+的氧化性 A 57 2.(2023·江苏卷)室温下，探究0.1 mol·L－1FeSO4溶液的性质，下列实 验方案能达到探究目的的是(　　) 选项 探究目的 实验方案 A 溶液中是否含有Fe3＋ 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化 B Fe2＋是否有还原性 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色变化 C Fe2＋是否水解 向2 mL FeSO4溶液中滴加2~3滴酚酞试液，观察溶液颜色变化 D Fe2＋能否催化H2O2分解 向2 mL 5% H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，观察气泡产生情况 B 解析：检验溶液中是否含有Fe3＋应直接向待测液中滴加KSCN溶液，向待测液中滴加氯水会将Fe2＋氧化为Fe3＋干扰实验，A错误；向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，若观察到溶液紫红色褪去，说明Fe2＋有还原性，B正确；Fe2＋发生水解反应：Fe2＋＋2H2O⥫⥬2H＋＋Fe(OH)2，使溶液显酸性，应向2 mL FeSO4溶液中滴加2~3滴石蕊试液，观察溶液颜色变化，C错误；向2 mL 5% H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，若产生气泡有可能是Fe3＋的催化作用，D错误。 3.(2024·江苏卷)回收磁性合金钕铁硼(Nd2Fe14B)可制备半导体材料铁酸铋和光学材料氧化钕。 (1)钕铁硼在空气中焙烧转化为Nd2O3、Fe2O3等(忽略硼的化合物),用 0.4 mol·L-1盐酸酸浸后过滤得到NdCl3溶液和含铁滤渣。Nd、Fe浸出率(×100%)随浸取时间变化如图所示。 60 ①含铁滤渣的主要成分为　　　　　(填化学式)。  ②浸出初期Fe浸出率先上升后下降的原因是________________________  　 。  Fe2O3 Fe2O3溶于盐酸,c(H+)减小, Fe3+水解生成Fe(OH)3进入滤渣 解析:①由题图可知,Fe浸出率不高,所以得到的含铁滤渣的主要成分为Fe2O3。②浸出初期c(H+)较大,Fe2O3溶解,Fe浸出率上升,随着反应的进行,c(H+)减小,Fe3+水解生成的Fe(OH)3沉淀进入滤渣中。 61 (2)含铁滤渣用硫酸溶解,经萃取、反萃取提纯后,用于制备铁酸铋。 用含有机胺(R3N)的有机溶剂作为萃取剂提纯一定浓度的Fe2(SO4)3溶液,原理为: (R3NH)2SO4+Fe3++S+H2O H++(R3NH)2Fe(OH)(SO4)2(有机层) 已知:(R3NH)2SO4+H++HS⥫⥬2(R3NH·HSO4) 其他条件不变,水层初始pH在0.2~0.8范围内,随水层pH增大,有机层中Fe元素含量迅速增多的原因是______________________________________ 　 。  pH增大,有利于(R3NH)2SO4的形成且促进萃取平衡向正反应方向移动,有机层的Fe元素增多 62 解析:其他条件不变,水层初始pH在0.2~0.8范围内,随水层pH增大,c(H+)减小,(R3NH)2SO4+H++HS⥫⥬2(R3NH·HSO4)平衡逆向移动,c(S)、c[(R3NH)2SO4]增大,则(R3NH)2SO4+Fe3++S+H2O H++(R3NH)2Fe(OH)(SO4)2(有机层)平衡向萃取的方向移动,使有机层中铁元素含量迅速增多。 63 4.(2022·河北卷)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),滤渣①的主要成分为________ (填化学式)。  Fe2O3 SiO2 解析:FeS2在空气中焙烧生成Fe2O3和SO2,则红渣的主要成分为Fe2O3、SiO2;SiO2不溶于硫酸,故滤渣①为SiO2。 (2)黄铁矿研细的目的是_________________________________________ 　 。  增大固液接触面积,加快反应速率,提高黄铁矿的利用率 (3)还原工序中,不生成S单质的反应的化学方程式为 　 。  7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O15FeSO4+8H2SO4 解析:还原工序中用FeS2将Fe3+还原为Fe2+,而FeS2中被氧化为S,根据得失电子数守恒、原子数目守恒得化学方程式为7Fe2(SO4)3+FeS2+ 8H2O15FeSO4+8H2SO4。 (4)工序①的名称为　　　　　 　　　,所得母液循环使用。  蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤 解析:经过工序①后得到FeSO4晶体,故FeSO4溶液要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到FeSO4晶体。 (5)沉铁工序产生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe元素的化合价为 　　　　,氧化工序发生反应的离子方程式为_____________________ 　 　 。  +2价 6Fe(NH4)2Fe(CN)6+Cl +6H+6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+6N 解析:根据化合物中各元素正、负化合价代数和为0可知, Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe的化合价为+2价。氧化工序中,Fe从+2价被氧化至+3价,Cl被还原为Cl-,反应在酸性条件下进行,还生成H2O,因此反应的离子方程式为6Fe(NH4)2Fe(CN)6+Cl+6H+6Fe(NH4)Fe(CN)6+Cl-+6N+3H2O。 (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)。  H2O2 NH3·H2O 解析:还原工序得到的滤液主要成分为FeSO4和H2SO4,欲制备Fe2O3·xH2O和(NH4)2SO4,必须将Fe2+氧化为Fe3+和引入N,且不引入其他杂质,故所加试剂可以为O2和NH3·H2O(或NH4)。 $