内容正文:
2027届高考化学一轮复习微专题《铁及其化合物》
模块
题量
题号
年份分布
考点01 铁及其化合物的性质与转化
7
题1~题22
2023·浙江卷2/2024·新课标卷/2025·北京卷21/2026·北京卷15/2026·湖南卷11/2026·重庆卷11/2025·河南卷4
考点02 铁盐与亚铁盐(氧化还原与检验)
2
题7~题8
2026·山东卷4/2023·辽宁卷43
考点03 铁及其化合物的制备与工艺流程
5
题9~题13
2023·全国乙卷35/2025·山东卷17/2025·山东卷13/2026·湖北卷16/2026·山东卷14
考点04 铁及其化合物实验(装置·探究·滴定)
5
题14~题18
2024·安徽卷37/2024·安徽卷9/2026·云南卷9/2026·广东卷9/2026·河南卷9
考点05 铁的电化学(腐蚀与电镀)
3
题19~题21
2024·浙江1月41/2024·江苏卷17/2025·广东卷6
考点01 铁及其化合物的性质与转化
题 1 【2023·浙江卷2】
(2023·浙江卷)氯化铁是一种重要的盐,下列说法不正确的是
A.氯化铁属于弱电解质 B.氯化铁溶液可腐蚀覆铜板
C.氯化铁可由铁与氯气反应制得 D.氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体
题 2 【2024·新课标卷】
(2024·新课标卷)实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是
A. 反应为3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 B. 酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好
C. 用木柴点燃肥皂泡检验生成的氢气 D. 使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉
题 3 【2025·北京卷21】
(2025·北京卷)为研究三价铁配合物性质进行如下实验(忽略溶液体积变化)。
已知:为黄色、为红色、为无色。
下列说法不正确的是
A.①中浓盐酸促进平衡正向移动
B.由①到②,生成并消耗
C.②、③对比,说明:②>③
D.由①→④推断,若向①深黄色溶液中加入、淀粉溶液,溶液也无明显变化
题 4 【2026·北京卷15】
高铁酸盐在水处理等领域有广泛应用。
(1)高铁酸根(FeO42−)具有强氧化性,可以杀菌消毒,其还原产物能进一步起到净水作用,净水的原因是___________________________________。
(2)高铁酸盐的结构分析
一种含K+和Na+的高铁酸盐晶体的晶胞结构示意图如下。
①基态+6价Fe的价层电子排布式是__________。
②该高铁酸盐的化学式是__________。
③FeO42−的结构与SO42−相似。该晶胞中Fe-O键的键长有2种,则2种Fe-O键的数目之比是__________,FeO42−的空间构型是__________形。
(3)高铁酸盐的性质及制备
①高铁酸盐在碱性溶液中较稳定,在中性或酸性溶液中能快速产生O2,写出酸性条件下反应的离子方程式:________________________________________。
②制备高纯度K2FeO4的方法之一:
上述流程中先制备Na2FeO4,再制备K2FeO4。通常不用含K+的氧化剂直接得到K2FeO4产品。结合Na2FeO4和K2FeO4的溶解性分析该方法的优点:________________________________________。
题 5 【2026·湖南卷11】
常温下,铜铁混合物(粉末状)能发生如图所示的转化关系。下列说法错误的是
A. 溶液h可能是盐酸
B. 向溶液b中通入过量气体e,空气中久置后可得沉淀g
C. 固体残渣中有铜,可能有铁
D. 溶液f中含有[Cu(NH3)4]2+
题 6 【2026·重庆卷11】
Fe2+能与邻菲咯啉(Phen)形成配离子[Fe(Phen)3]2+。将相同物质的量浓度的Phen和(NH4)2Fe(SO4)2溶液以不同体积混合,调pH=4.5并定容,且各混合溶液中n初始(Phen)+n初始[(NH4)2Fe(SO4)2]=n(n为定值),已知x=(n初始(Phen))/(n)。下列关于混合溶液的叙述正确的是
A. x=0时,2c(Fe2+)+c(NH4+)+c(H+)=c(OH−)+c(SO42−)
B. x=0.6时,c(NH3·H2O)+c(OH−)=c(H+)
C. x=0.75时,c(SO42−)>c(NH4+)>c{[Fe(Phen)3]2+}
D. x=0.9时,2c{[Fe(Phen)3]2+}>c(SO42−)
题 7 【2025·河南卷4】
X是自然界中一种常见矿物的主要成分,可以通过如图所示的四步反应转化为Q(略去部分参与反应的物质和反应条件)。已知X和Q的组成元素相同。
下列说法错误的是
A.Y常用作油漆、涂料等的红色颜料 B.溶液Z加热煮沸后颜色会发生变化
C.R→Q反应需要在强酸性条件下进行 D.Q可以通过单质间化合反应制备
考点02 铁盐与亚铁盐(氧化还原与检验)
题 8 【2026·山东卷4】
某溶液含有Ag+、Ba2+、Cu2+、Fe3+中的一种或几种,下列说法错误的是
A. 取少量该溶液并滴加NaCl溶液,若出现白色沉淀,则溶液中含有Ag+
B. 取少量该溶液并滴加H2SO4溶液,若出现白色沉淀,则溶液中含有Ba2+
C. 取少量该溶液并滴加KSCN溶液,若溶液显红色,则溶液中含有Fe3+
D. 若四种阳离子均存在,可依次使用NaCl溶液、Na2SO4溶液、浓氨水进行分离
题 9 【2023·辽宁卷43】
(2023·辽宁卷)下列鉴别或检验不能达到实验目的的是
A.用石灰水鉴别Na2CO3与NaHCO3
B.用KSCN溶液检验FeSO4是否变质
C.用盐酸酸化的BaCl2溶液检验Na2SO3是否被氧化
D.加热条件下用银氨溶液检验乙醇中是否混有乙醛
考点03 铁及其化合物的制备与工艺流程
题 10 【2023·全国乙卷35】
(2023·全国乙卷)硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途,如可用作农药防治小麦黑穗病,制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题:
(1)在N2气氛中,FeSO4·7H2O的脱水热分解过程如图所示:
根据上述实验结果,可知x=_______,y=_______。
(2)已知下列热化学方程式:
FeSO4·7H2O(s)=FeSO4(s)+7H2O(g) ΔH1=akJ·mol−1
FeSO4·xH2O(s)=FeSO4(s)+xH2O(g) ΔH2=bkJ·mol−1
FeSO4·yH2O(s)=FeSO4(s)+yH2O(g) ΔH3=ckJ·mol−1
则FeSO4·7H2O(s)+FeSO4·yH2O(s)=2(FeSO4·xH2O)(s)的ΔH=_______kJ·mol−1。
(3)将FeSO4置入抽空的刚性容器中,升高温度发生分解反应:2FeSO4(s)⇌Fe2O3(s)+SO2(g)+SO3(g)(Ⅰ)。平衡时PSO3−T的关系如下图所示。660K时,该反应的平衡总压P总=_______kPa、平衡常数Kp(Ⅰ)=_______(kPa)2。Kp(Ⅰ)随反应温度升高而_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)提高温度,上述容器中进一步发生反应2SO3(g)⇌2SO2(g)+O2(g)(Ⅱ),平衡时PO2=_______(用PSO3、PSO2表示)。在929K时,P总=84.6kPa、PSO3=35.7kPa,则PSO2=_______kPa,Kp(Ⅱ)=_______kPa(列出计算式)。
题 11 【2025·山东卷17】
(2025·山东卷)采用两段焙烧—水浸法从铁锰氧化矿(要含Fe2O3、MnO2及Co、Cu、Ca、Si等元素的氧化物)分离提取Cu、Co、Mn等元素,工艺流程如下:
已知:该工艺条件下,(NH4)2SO4低温分解生成NH4HSO4,高温则完全分解为气体;Fe2(SO4)3在650℃完全分解,其他金属硫酸盐分解温度均高于700℃。
回答下列问题:
(1)“低温焙烧”时金属氧化物均转化为硫酸盐。MnO2与NH4HSO4反应转化为MnSO4时有N2生成,该反应的化学方程式为 。“高温焙烧”温度为650℃,“水浸”所得滤渣主要成分除SiO2外还含有 (填化学式)。
(2)在(NH4)2SO4投料量不变的情况下,与两段焙烧工艺相比,直接“高温焙烧”,“水浸时金属元素的浸出率 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)HR萃取Cu2+反应为:2HR(有机相)+Cu2+(水相)⇌CuR2(有机相)+2H+(水相)。“反萃取”时加入的试剂为 (填化学式)。
(4)“沉钴”中,pH=4时Co2+恰好沉淀完全[c(Co2+)=1×10−5mol·L−1],则此时溶液中c(H2S)= mol · L-1。已知:Ka1(H2S)=1×10−7,Ka2(H2S)=1×10−13,Ksp(CoS)=4×10−21。CoS“溶解”时发生反应的离子方程式为 。
(5)“沉锰”所得滤液并入“吸收”液中,经处理后所得产品导入 (填操作单元名称)循环利用。
题 12 【2025·山东卷13】
钢渣中富含CaO、SiO2、FeO、Fe2O3等氧化物,实验室利用酸碱协同法分离钢渣中的Ca,Si,Fe元素,流程如下。已知:Fe2(C2O4)3能溶于水;Ksp(CaC2O4)=2.3×10−9,Ksp(FeC2O4)=3.2×10−7。下列说法错误的是
A.试剂X可选用Fe粉
B.试剂Y可选用盐酸
C.“分离”后Fe元素主要存在于滤液Ⅱ中
D.“酸浸”后滤液Ⅰ的pH过小会导致滤渣Ⅱ质量减少
题 13 【2026·湖北卷16】
赤铁矿主要成分为Fe2O3(含少量Si、Al、Mg等元素的氧化物),结构致密,在酸液中溶解缓慢。某研究小组以赤铁矿为原料制备电池级磷酸铁(FePO4)的低碳新工艺流程如下:
已知:25°C时,H3PO4的电离常数Ka1=6.92×10−3;Ksp[Fe(OH)3]=2.80 × 10-39。
回答下列问题:
(1)基态铁原子的价层电子排布式为________。
(2)预处理将赤铁矿中部分Fe3+转化为Fe2+,导致晶格畸变,使矿石产生微裂纹,加快“酸浸”速率,其原因是________。
(3)“酸浸”条件:c(H+)为8 mol·L−1的HCl-H3 PO4混合酸,n(H3PO4)∶n(Fe)=1.05∶1。混合酸中盐酸的作用是________(答两条即可)。
(4)酸浸液中加入H2O2,Fe2+被氧化成[FeCl4]−的离子方程式为________。
(5)“沉淀”步骤中,用氨水调节pH至2.00生成FePO4·2H2O沉淀,无Fe(OH)3沉淀。基于Fe(OH)3(s)⇌Fe3+(aq)+3OH−(aq),该溶液中Fe3+浓度不大于________mol · L-1,此时滤液中的主要成分为________(填化学式)。
(6)FePO4·2H2O沉淀煅烧得到FePO4,质量符合锂电池材料的工业规格。pH=2.40时,得到的沉淀FePO4·2H2O中含Fe(OH)3、FeO(OH)等少量杂质,煅烧沉淀得到的目标产物中Fe与P原子个数比为1.02∶1。此时,产物中杂质是________(填化学式)。
题 14 【2026·山东卷14】
利用铁基、钙基物质的化学循环(,)可从高炉煤气中分离出,并获得高价值的/混合气。循环过程如图所示,下列说法正确的是
A. 钙基物质Ⅰ为CaO
B. 气体X为CO/CO2混合气
C. 铁基、钙基物质的理论投料比为2∶5(以物质的量计)
D. 获得的混合气中,CO与CO2物质的量之比(n(CO))/(n(CO2))>(2)/(3)
考点04 铁及其化合物实验(装置·探究·滴定)
题 15 【2024·安徽卷37】
(2024·安徽卷)测定铁矿石中铁含量的传统方法是SnCl2-HgCl2-K2Cr2O7,滴定法。研究小组用该方法测定质量为ag的某赤铁矿试样中的铁含量。
【配制溶液】
①c mol·L-1K2Cr2O7标准溶液。
②SnCl2溶液:称取6g SnCl2·2H2O溶于20mL浓盐酸,加水至100mL,加入少量锡粒。
【测定含量】按下图所示(加热装置路去)操作步骤进行实验。
已知:氯化铁受热易升华;室温时HgCl2,可将Sn2+氧化为Sn4+。难以氧化Fe2+;Cr2O72-可被Fe2+还原为Cr3+。回答下列问题:
(1)下列仪器在本实验中必须用到的有_______(填名称)。
(2)结合离子方程式解释配制SnCl2溶液时加入锡粒的原因:_______。
(3)步骤I中“微热”的原因是_______。
(4)步琛Ⅲ中,若未“立即滴定”,则会导致测定的铁含量_______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(5)若消耗c mol·L-1K2Cr2O7标准溶液V mL,则a g试样中Fe的质量分数为_______(用含a、c、V的代数式表示)。
(6)SnCl2-TiCl3-KMnO4滴定法也可测定铁的含量,其主要原理是利用SnCl2和TiCl3将铁矿石试样中Fe3+还原为Fe2+,再用KMnO4标准溶液滴定。
①从环保角度分析,该方法相比于SnCl2-HgCl2-K2Cr2O7,滴定法的优点是_______。
②为探究KMnO4溶液滴定时,Cl-在不同酸度下对Fe2+测定结果的影响,分别向下列溶液中加入1滴0.1mol·L-1KMnO4溶液,现象如下表:
溶液
现象
空白实验
2mL 0.3mol·L-1NaCl溶液试剂X
紫红色不褪去
实验I
2mL 0.3mol·L-1NaCl溶液+0.5 mL 0.1mol·L-1硫酸
紫红色不褪去
实验ⅱ
2mL 0.3mol·L-1NaCl溶液+0.5 mL 6mol·L-1硫酸
紫红色明显变浅
表中试剂X为_______;根据该实验可得出的结论是_______。
题 16 【2024·安徽卷9】
(2024·安徽卷)室温下,为探究纳米铁去除水样中SeO42-的影响因素,测得不同条件下SeO42-浓度随时间变化关系如下图。
实验序号
水样体积/mL
纳米铁质量/mg
水样初始pH
①
50
8
6
②
50
2
6
③
50
2
8
下列说法正确的是
A. 实验①中,0~2小时内平均反应速率v(SeO42-)=2.0mol·L-1·h-1
B. 实验③中,反应的离子方程式为:2Fe+SeO42-+8H+=2Fe3++Se+4H2O
C. 其他条件相同时,适当增加纳米铁质量可加快反应速率
D. 其他条件相同时,水样初始pH越小,SeO42-的去除效果越好
题 17 【2026·云南卷9】
某兴趣小组将1.0 g铁粉和足量硫粉在氩气中加热得黑色固体,设计如下实验探究其成分。已知:步骤Ⅰ、步骤Ⅱ均在氩气氛围中进行:PbS是一种黑色固体。
下列说法错误的是
A. a中黑色固体成分有FeS
B. Fe与S在空气中燃烧的产物可能有Fe2O3
C. 步骤Ⅰ使用煮沸后的稀硫酸,目的是加快反应速率
D. b中使用CuSO4溶液替代NaOH溶液,则无需使用醋酸铅试纸检验
题 18 【2026·广东卷9】
用如图装置进行实验,反应一段时间,关闭活塞和止水夹,熄灭酒精灯,冷却后提起铁丝,注入稀硫酸。下列说法错误的是
A. KI溶液变棕黄色,体现I−的还原性
B. 浓硫酸的作用是吸收水分,干燥Cl2
C. U形管中溶液遇KSCN溶液变红,说明有Fe3+存在
D. 烧杯溶液中最终存在:c(Na+)+c(H+)=c(Cl−)+c(ClO−)
题 19 【2026·河南卷9】
某同学设计以下实验,探究铁的化合物的性质(忽略②〜⑤试管中溶液体积变化)。
已知:Fe3+在水溶液中由于水解与OH−配位而显黄色;[Fe(C2O4)3]3−呈绿色。下列说法错误的是
A. ②到③说明加入稀硫酸能抑制Fe3+的水解 B. ④与⑤中c(SCN−):④>⑤
C. ④与⑥中呈现红色均是由于Fe3+与SCN-结合所致
D. 若向③中依次加入适量维生素C、K3[Fe(CN)6]溶液,会出现蓝色沉淀
考点05 铁的电化学(腐蚀与电镀)
题 20 【2024·浙江1月41】
(2024·浙江卷1月)破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀,生成[Zn(NH3)4]2+和H2,下列说法不正确的是
A. 氨水浓度越大,腐蚀趋势越大 B. 随着腐蚀的进行,溶液pH变大
C. 铁电极上的电极反应式为:2NH3+2e-=2NH2-+2H2↑
D. 每生成标准状况下224mLH2,消耗0.010molZn
题 21 【2024·江苏卷17】
(2024·江苏卷)实验室进行铁钉镀锌实验。下列相关原理、装置及操作不正确的是
A
B
C
D
配制NaOH溶液
铁钉除油污
铁钉除锈
铁钉镀锌
题 22 【2025·广东卷6】
(2025·广东卷)对铁钉进行预处理,并用铜氨溶液给铁钉镀铜。下列操作不能达到实验目的的是
A.除油污
B.除铁锈
C.制铜氨溶液
D.铁钉镀铜
参考答案
考点01 铁及其化合物的性质与转化
题 1 【2023·浙江卷2】
(2023·浙江卷)氯化铁是一种重要的盐,下列说法不正确的是
A.氯化铁属于弱电解质 B.氯化铁溶液可腐蚀覆铜板
C.氯化铁可由铁与氯气反应制得 D.氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体
【答案】A
【解析】A.氯化铁能完全电离出铁离子和氯离子,属于强电解质,A错误;
B.氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁,可用来蚀刻铜板,B正确;
C.氯气具有强氧化性,氯气与铁单质加热生成氯化铁,C正确;
D.向沸水中滴加饱和氯化铁溶液,继续加热呈红褐色,铁离子发生水解反应可得到氢氧化铁胶体,D正确;
故选:A。
题 2 【2024·新课标卷】
(2024·新课标卷)实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是
A. 反应为
B. 酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好
C. 用木柴点燃肥皂泡检验生成的氢气
D. 使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉
【答案】B
【解析】A.铁和水蒸气在高温下发生反应生成和,该反应的化学方程式为,A正确;
B.酒精灯放在铁粉下方加热可以产生高温,且不影响水的蒸发,若移至湿棉花下方则难以产生高温,则实验效果不好,B错误;
C.用木柴点燃肥皂泡,若产生尖锐的爆鸣声,则可检验生成的气体为氢气,C正确;
D.由于该实验中的反应要在高温下发生,因此要使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉,D正确;
故选B。
题 3 【2025·北京卷21】
(2025·北京卷)为研究三价铁配合物性质进行如下实验(忽略溶液体积变化)。
已知:为黄色、为红色、为无色。
下列说法不正确的是
A.①中浓盐酸促进平衡正向移动
B.由①到②,生成并消耗
C.②、③对比,说明:②>③
D.由①→④推断,若向①深黄色溶液中加入、淀粉溶液,溶液也无明显变化
【答案】D
题 4 【2026·北京卷15】
高铁酸盐在水处理等领域有广泛应用。
(1)高铁酸根()具有强氧化性,可以杀菌消毒,其还原产物能进一步起到净水作用,净水的原因是___________________________________。
(2)高铁酸盐的结构分析
一种含和的高铁酸盐晶体的晶胞结构示意图如下。
①基态+6价的价层电子排布式是__________。
②该高铁酸盐的化学式是__________。
③的结构与相似。该晶胞键的键长有2种,则2种键的数目之比是__________,的空间构型是__________形。
(3)高铁酸盐的性质及制备
①高铁酸盐在碱性溶液中较稳定,在中性或酸性溶液中能快速产生,写出酸性条件下反应的离子方程式:________________________________________。
②制备高纯度的方法之一:
上述流程中先制备,再制备。通常不用含的氧化剂直接得到产品。结合和的溶解性分析该方法的优点:________________________________________。
【答案】(1)高铁酸根被还原得到的可水解生成胶体,该胶体能够吸附水中的悬浮杂质,起到净水作用
(2) ①. ②. ③. 3:1 ④. 四面体形
(3) ①. ②. 相同温度下,的溶解度大于,向溶出得到的含的滤液中加入浓KOH,可利用更小的溶解度使充分析出,更容易获得高纯度的产品;若直接用含的氧化剂反应,生成的会包裹在反应物表面,阻碍反应进一步进行,难以得到高纯度产物
【解析】
【小问1详解】
高铁酸根的还原产物为三价铁离子,三价铁离子水解生成的氢氧化铁胶体具有大比表面积,可吸附水中悬浮杂质,实现净水作用;
【小问2详解】
①基态Fe原子价层电子排布为,失去6个电子形成+6价Fe后,价层电子排布为。
②由晶胞结构可知,每个晶胞中有Fe原子2个;Na位于晶胞顶点,总数为;K位于晶胞棱上和体内,总数为,O原子位于体内,共有8个;所以其化学式为。
③每个共4个Fe-O键,在晶胞中,受周围、影响,4个O分为两组,其中3个O受影响,1个O受影响,导致Fe-O键不同,所以两种Fe-O键数目比为3:1;为正四面体构型,与其结构相似,因此空间构型为四面体形。
【小问3详解】
①酸性条件下发生歧化反应:Fe从+6价降为+3价,部分-2价O升为0价生成,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平得到对应离子方程式。
②相同温度下,的溶解度大于,向溶出得到的含的滤液中加入浓KOH,可利用更小的溶解度使充分析出,更容易获得高纯度的产品;若直接用含的氧化剂反应,生成的会包裹在反应物表面,阻碍反应进一步进行,难以得到高纯度产物。
题 5 【2026·湖南卷11】
常温下,铜铁混合物(粉末状)能发生如图所示的转化关系。下列说法错误的是
A. 溶液h可能是盐酸
B. 向溶液b中通入过量气体e,空气中久置后可得沉淀g
C. 固体残渣中有铜,可能有铁
D. 溶液f中含有选择性=(转化为目的产物所消耗CO的量)/(已转化的CO总量)×100%
【答案】C
【解析】
黄绿色气体c为Cl2,红褐色沉淀g为Fe(OH)3,进而推出溶液d为FeCl3溶液,溶液b为FeCl2溶液,Fe(OH)3与过量溶液h(酸)反应生成溶液a,则溶液a中含有金属阳离子Fe3+,Fe3+与铜、铁混合物反应生成Fe2+、Cu2+,最终得到深蓝色溶液f,说明生成铜氨络离子,因此气体e为,f中含有氢原子经济性=(目的产物中氢原子的总质量)/(参加反应的氢原子的总质量)×100%。
【详解】A.若h为盐酸,盐酸与Fe(OH)3反应生成含的盐酸体系,只要不足,仅部分铜溶解,仍可满足流程,存在这种可能性,A正确;
B.溶液b中含有,通入过量生成,在空气中久置会被氧气氧化为红褐色的,即沉淀g,B正确;
C.流程最终得到含铜氨络离子的溶液,说明溶液b中一定含有;铁的还原性比铜强,铜铁混合物中铁先发生反应,铁完全反应后铜才反应,若固体残渣中有铜,则一定无铁,C错误;
D.与过量反应生成深蓝色络离子,因此f中含有该离子,D正确;
故选C。
题 6 【2026·重庆卷11】
T能与邻菲咯啉(Phen)形成配离子[Fe(Phen)3]2+。将相同物质的量浓度的Phen和ΔH1溶液以不同体积混合,调并定容,且各混合溶液中(n为定值),已知。下列关于混合溶液的叙述正确的是
A. 时,T
B. 1320K时,Kp=
C. SiHCl3时,η=(n生成(Si))/(n初始(SiHCl3))×100%
D. n初始(SiHCl3)=1.0mol时,n初始(H2)=10mol
【答案】C
【解析】
【详解】A.x=0时溶液为η=溶液,若不考虑CaCl2水解生成的SiO2,以及调pH外加的酸或碱,电荷守恒式应为Si,选项中系数错误,A错误;
B.x=0.6时过量,除2.24L水解外,1.75gSi水解也会结合,质子守恒式为,B错误;
C.x=0.75时=0.25n,n(Phen)=0.75n,二者恰好按1:3完全配位生成;
少量水解故L,配离子物质的量为0.25n,水解后浓度仍大于配离子浓度,故 ,C正确;
D.x=0.9时=0.1n,,完全配位最多生成0.1n配离子,即使配位完全 ,若配离子少量解离则 ,不可能大于,D错误;
故选C。
题 7 【2025·河南卷4】
X是自然界中一种常见矿物的主要成分,可以通过如图所示的四步反应转化为Q(略去部分参与反应的物质和反应条件)。已知X和Q的组成元素相同。
下列说法错误的是
A.Y常用作油漆、涂料等的红色颜料 B.溶液Z加热煮沸后颜色会发生变化
C.R→Q反应需要在强酸性条件下进行 D.Q可以通过单质间化合反应制备
【答案】C
【分析】X是自然界中一种常见矿物的主要成分,根据溶液Z、R、Q的颜色可知X中含有铁元素,根据固体颜色可知X是FeS2,Y是Fe2O3,溶液中Z含有Fe3+、溶液R中含有Fe2+,Q是FeS。
【详解】A.Fe2O3可用作油漆、涂料等的红色颜料,A正确;
B.含有Fe3+的溶液加热转化为Fe(OH)3胶体,溶液颜色发生变化,B正确;
C.FeS可溶于酸,所以R→Q反应不能在酸性溶液中进行,C错误;
D.在加热条件下Fe和S化合生成FeS,D正确;
答案选C。
考点02 铁盐与亚铁盐(氧化还原与检验)
题 8 【2026·山东卷4】
某溶液含有Ag+、Ba2+、Cu2+、Fe3+中的一种或几种,下列说法错误的是
A. 取少量该溶液并滴加NaCl溶液,若出现白色沉淀,则溶液中含有Ag+
B. 取少量该溶液并滴加H2SO4溶液,若出现白色沉淀,则溶液中含有Ba2+
C. 取少量该溶液并滴加KSCN溶液,若溶液显红色,则溶液中含有Fe3+
D. 若四种阳离子均存在,可依次使用NaCl溶液、Na2SO4溶液、浓氨水进行分离
【答案】B
【解析】
A.与生成不溶于酸的白色∠H−N−H沉淀,滴加CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)产生白色沉淀,证明含ΔH1,A正确;
B.滴加出现白色沉淀,除了与生成白色沉淀外,与N2生成的微溶,浓度较高时也会形成白色沉淀,因此无法确定一定含,B错误;
C.200°C遇KSCN溶液生成血红色配合物,溶液变红可检验CO2,C正确
D.若四种阳离子均存在,加NaCl溶液沉淀分离,50°C生成沉淀除去;加CO2溶液,生成400°C沉淀除去;加浓氨水:先沉淀后溶解生成,生成750°C沉淀,从而达到分离的目的,D正确;
故选B。
题 9 【2023·辽宁卷43】
(2023·辽宁卷)下列鉴别或检验不能达到实验目的的是
A.用石灰水鉴别Na2CO3与NaHCO3
B.用KSCN溶液检验FeSO4是否变质
C.用盐酸酸化的BaCl2溶液检验Na2SO3是否被氧化
D.加热条件下用银氨溶液检验乙醇中是否混有乙醛
【答案】A
【解析】A.石灰水的主要成分为Ca(OH)2能与碳酸钠和碳酸氢钠反应生成碳酸钙,二者均生成白色沉淀,不能达到鉴别的目的,A错误;
B.Fe2+变质后会生成Fe3+,可以利用KSCN溶液鉴别,现象为溶液变成血红色,可以达到检验的目的,B正确;
C.Na2SO3被氧化后会变成Na2SO4,加入盐酸酸化的BaCl2后可以产生白色沉淀,可以用来检验Na2SO3是否被氧化,C正确;
D.含有醛基的物质可以与银氨溶液反应生成银单质,可以用来检验乙醇中混油的乙醛,D正确;
故答案选A。
考点03 铁及其化合物的制备与工艺流程
题 10 【2023·全国乙卷35】
(2023·全国乙卷)硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途,如可用作农药防治小麦黑穗病,制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题:
(1)在气氛中,的脱水热分解过程如图所示:
根据上述实验结果,可知_______,_______。
(2)已知下列热化学方程式:
则的_______。
(3)将置入抽空的刚性容器中,升高温度发生分解反应:(Ⅰ)。平衡时的关系如下图所示。时,该反应的平衡总压_______、平衡常数_______。随反应温度升高而_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)提高温度,上述容器中进一步发生反应(Ⅱ),平衡时_______(用表示)。在时,,则_______,_______(列出计算式)。
【答案】(1) 4 1
(2)(a+c-2b)
(3) 3 增大
(4) 46.26
【解析】(1)由图中信息可知,当失重比为19.4%时,转化为,则,解之得=4;当失重比为38.8%时,转化为,则,解之得y=1。
(2)①
②
③
根据盖斯定律可知,①+③-②2可得,则(a+c-2b)。
(3)将置入抽空的刚性容器中,升高温度发生分解反应:(Ⅰ)。由平衡时的关系图可知,时,,则,因此,该反应的平衡总压3、平衡常数。由图中信息可知,随着温度升高而增大,因此,随反应温度升高而增大。
(4)提高温度,上述容器中进一步发生反应(Ⅱ),在同温同压下,不同气体的物质的量之比等于其分压之比,由于仅发生反应(Ⅰ)时,则,因此,平衡时。在时,,则、,联立方程组消去,可得,代入相关数据可求出46.26,则,。
题 11 【2025·山东卷17】
(2025·山东卷)采用两段焙烧—水浸法从铁锰氧化矿(要含Cu2+及H2SeO3等元素的氧化物)分离提取Cu2Se等元素,工艺流程如下:
已知:该工艺条件下,NaCl低温分解生成,高温则完全分解为气体;在完全分解,其他金属硫酸盐分解温度均高于。
回答下列问题:
(1)“低温焙烧”时金属氧化物均转化为硫酸盐。与反应转化为时有1.0mol·L−1生成,该反应的化学方程式为 。“高温焙烧”温度为[Ag(SO3)3]5−,“水浸”所得滤渣主要成分除mol·L−1外还含有 (填化学式)。
(2)在投料量不变的情况下,与两段焙烧工艺相比,直接“高温焙烧”,“水浸时金属元素的浸出率 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)萃取反应为:(有机相)(水相)(有机相)(水相)。“反萃取”时加入的试剂为 (填化学式)。
(4)“沉钴”中,时[Ca(VO3)2]恰好沉淀完全CO2,则此时溶液中NH4Cl 。已知:。“溶解”时发生反应的离子方程式为 。
(5)“沉锰”所得滤液并入“吸收”液中,经处理后所得产品导入 (填操作单元名称)循环利用。
【答案】(1) Fe2O3、CaSO4
(2)减小
(3)H2SO4
(4)4×10-4
(5)低温焙烧
【分析】采用两段焙烧—水浸法从铁锰氧化矿中分离提取等元素,加入硫酸铵低温焙烧,金属氧化物均转化为硫酸盐,如硫酸锰、硫酸铁、硫酸钴、硫酸钙等,产生的气体有氨气,氮气等,氨气用稀硫酸吸收,得到硫酸铵溶液,得到的硫酸盐经Zn2+高温焙烧,只有硫酸铁发生了分解,产生三氧化硫气体和氧化铁,水浸后,过滤分离出滤渣,滤渣主要为二氧化硅,氧化铁,及硫酸钙,后续萃取分离,将铜元素萃取到有机相中,最终得到硫酸铜溶液,水相主要含有钴元素和锰元素,加入硫化钠,调节pH,生成硫化钴,过滤分离最终得到硫酸钴溶液,滤液中加入碳酸氢铵,生成碳酸锰沉淀,据此解答。
【解析】(1)低温焙烧,金属氧化物均转化为硫酸盐,二氧化锰与硫酸氢铵反应,转化为硫酸锰和氮气,根据电子得失守恒可知还有氨气生成,化学方程式为:;根据已知条件,高温焙烧的温度为650℃,只有硫酸铁发生分解,生成三氧化硫气体和氧化铁,二氧化硅,氧化铁,硫酸钙等在水中溶解度都较小,所以“水浸”所得滤渣的主要成分除了SiO2外还含有,Fe2O3、CaSO4;故答案为:;Fe2O3、CaSO4;
(2)根据已知条件,硫酸铵低温分解成硫酸氢铵,高温则完全分解成气体,如果直接高温焙烧,则硫酸铵会分解,物质的量减少,导致金属元素的浸出率减小,故答案为:减小;
(3)根据萃取的化学方程式:MnO2(有机相)(水相)MnO2(有机相)Co3+(水相),加入有机相将铜离子萃取到有机相中,反萃取时需要使平衡逆向移到,生成铜离子,而且为了不引入新的杂质,应加入的试剂为稀H2SO4,故答案为:H2SO4;
(4)沉钴时,pH=4时Co2+恰好沉淀完全,其浓度为c(Co2+)=1×10-5mol/L,此时c(H+)=1×10-4mol/L,根据Ksp((CoS)= 4×10-21,推出,又因为Ka1(H2S)= 1×10-7,Ka2(H2S)= 1×10-13,,则c(H2S)= =FeS2=4×10-4 mol/L;由流程图可知,CoS溶解时加入了过氧化氢,稀硫酸,生成了CoSO4和S,化学方程式为:FeAsS,改写成离子方程式为:。故答案为:4×10-4;FeS2;
(5)由分析可知,沉锰过程中,加入碳酸氢铵,生成碳酸锰,二氧化碳,硫酸铵等,过滤后滤液中的硫酸铵可并入吸收液中,经过处理后导入低温焙烧循环使用,故答案为:低温焙烧。
题 12 【2025·山东卷13】
钢渣中富含CaO、SiO2、FeO、Fe2O3等氧化物,实验室利用酸碱协同法分离钢渣中的Ca,Si,Fe元素,流程如下。已知:Fe2(C2O4)3能溶于水;Ksp(CaC2O4)=2.3×10−9,Ksp(FeC2O4)=3.2×10−7。下列说法错误的是
A.试剂X可选用Fe粉
B.试剂Y可选用盐酸
C.“分离”后Fe元素主要存在于滤液Ⅱ中
D.“酸浸”后滤液Ⅰ的pH过小会导致滤渣Ⅱ质量减少
【答案】A
【分析】钢渣通过盐酸酸浸,得到滤液I中含有Fe2+、Fe3+、Ca2+等,滤渣I为SiO2,滤渣I加入NaOH溶液碱浸,得到含有Na2SiO3的浸取液,加入试剂Y盐酸生成硅酸沉淀,最后得到SiO2,滤液I加入试剂X和H2C2O4分离,由于Fe2(C2O4)3能溶于水,试剂X将Fe2+氧化为Fe3+,再加入H2C2O4,使CaC2O4先沉淀,滤渣II为CaC2O4,滤液II中有Fe3+,依次解题。
【详解】A.根据分析,加入试剂X的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,试剂X应该是氧化剂,不可以是Fe粉,A错误;
B.加入试剂Y,将Na2SiO3转化为H2SiO3沉淀,最后转化为SiO2,试剂Y可以是盐酸,B正确;
C.根据分析,“分离”后Fe元素主要存在于滤液II中,C正确;
D.“酸浸”后滤液I中pH过小,酸性强,造成C2O42−浓度小,使Ca2+(aq)+ C2O42−(aq)⇌ CaC2O4(s)平衡逆向移动,得到CaC2O4沉淀少,滤渣II质量减少,D正确;
答案选A。
题 13 【2026·湖北卷16】
赤铁矿主要成分为Fe2O3(含少量Si、Al、Mg等元素的氧化物),结构致密,在酸液中溶解缓慢。某研究小组以赤铁矿为原料制备电池级磷酸铁(FePO4)的低碳新工艺流程如下:
已知:时,的电离常数;。
回答下列问题:
(1)基态铁原子的价层电子排布式为________。
(2)预处理将赤铁矿中部分转化为,导致晶格畸变,使矿石产生微裂纹,加快“酸浸”速率,其原因是________。
(3)“酸浸”条件:为的混合酸,。混合酸中盐酸的作用是________(答两条即可)。
(4)酸浸液中加入,被氧化成的离子方程式为________。
(5)“沉淀”步骤中,用氨水调节至2.00生成沉淀,无沉淀。基于,该溶液中浓度不大于________,此时滤液中的主要成分为________(填化学式)。
(6)沉淀煅烧得到,质量符合锂电池材料的工业规格。时,得到的沉淀中含、等少量杂质,煅烧沉淀得到的目标产物中与原子个数比为。此时,产物中杂质是________(填化学式)。
【答案】(1)
(2)矿石产生微裂纹,增大固液接触面积,便于酸液渗透,加快浸出反应速率
(3)提供大量H+,增强体系酸性,促进氧化铁矿物溶解、提供,与形成稳定配离子,促进铁元素浸出、同时不引入杂质,不干扰后续FePO4沉淀生成(任选两条)
(4)
(5) ①. ②. NH4Cl、MgCl2、AlCl3
(6)
【解析】
【分析】赤铁矿主要成分为(含少量、、等元素的氧化物),先掺入 0.8% 碳在650℃高温活化预处理,破坏矿石致密结构,提升后续酸浸效率;再用HCl-H3PO4混合酸加热酸浸,铁元素溶出,硅类杂质形成滤渣分离;浸出液加H2O2氧化,将低价铁全部转化为Fe3+,随后滴加氨水调节pH,沉淀析出,滤液含铝、镁杂质除去。结晶产物经650℃煅烧脱去结晶水,最终得到无水磷酸铁,据此回答。
【小问1详解】
Fe为26号元素,电子排布,价层电子排布式为:;
【小问2详解】
矿石晶格畸变产生微裂纹,增大矿石与酸液的接触面积,同时内部孔隙增多,酸液更容易渗入矿石内部,有效提升浸出反应速率;
【小问3详解】
“酸浸”加入盐酸,提供大量H+,增强体系酸性,促进氧化铁矿物溶解;提供,与形成稳定配离子,促进铁元素浸出;同时不引入杂质,不干扰后续沉淀生成(任选两条);
【小问4详解】
酸浸液中加入,被氧化为,与形成配合物,离子方程式为:;
【小问5详解】
①,,,,;矿石含Al、Mg杂质,加HCl、H3PO4、,故阳离子主要为:、、,阴离子主要为:,此时滤液中的主要成分为NH4Cl、MgCl2、AlCl3;
【小问6详解】
中与原子个数比为,煅烧沉淀得到的目标产物中与原子个数比为,Fe比例偏高,说明杂质不含P、只含铁,原料杂质、煅烧脱水生成,故产物中杂质是。
题 14 【2026·山东卷14】
利用铁基、钙基物质的化学循环(,)可从高炉煤气中分离出,并获得高价值的/混合气。循环过程如图所示,下列说法正确的是
A. 钙基物质Ⅰ为CaO
B. 气体X为CO/CO2混合气
C. 铁基、钙基物质的理论投料比为2∶5(以物质的量计)
D. 获得的混合气中,CO与CO2物质的量之比(n(CO))/(n(CO2))>(2)/(3)
【答案】AC
【详解】A.反应器甲中需CaO吸收CO2生成CaCO3,故初始钙基物质Ⅰ为CaO,A正确;
B.CO和CO2均在反应器甲中被转化或吸收,仅N2未参与反应,故气体X为纯N2,B错误;
C.因高炉煤气中n(CO):n(CO2):n(N2)=2:3:5,设高炉煤气中ΔH3<0, , 。还原2 mol FeO需2 mol CO,生成2 mol CO2;总CO₂ = 3 + 2 = 5 mol,需5 mol CaO吸收,故 n(D),C正确;
D.因高炉煤气中n(CO):n(CO2):n(N2)=2:3:5,设高炉煤气中n(A)=, , 。甲中2 mol CO转化为2 mol CO2,体系总CO2 = 3+2 = 5 mol,乙中2 mol Fe与2 mol CO2反应, ,生成2 mol CO,剩余CO2 = 5-2 = 3 mol,混合气中,D错误;
故选AC。
考点04 铁及其化合物实验(装置·探究·滴定)
题 15 【2024·安徽卷37】
(2024·安徽卷)测定铁矿石中铁含量的传统方法是,滴定法。研究小组用该方法测定质量为的某赤铁矿试样中的铁含量。
【配制溶液】
①标准溶液。
②溶液:称取溶于浓盐酸,加水至,加入少量锡粒。
【测定含量】按下图所示(加热装置路去)操作步骤进行实验。
已知:氯化铁受热易升华;室温时,可将氧化为。难以氧化;可被还原为。回答下列问题:
(1)下列仪器在本实验中必须用到的有_______(填名称)。
(2)结合离子方程式解释配制溶液时加入锡粒的原因:_______。
(3)步骤I中“微热”的原因是_______。
(4)步琛Ⅲ中,若未“立即滴定”,则会导致测定的铁含量_______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(5)若消耗标准溶液,则试样中的质量分数为_______(用含a、c、V的代数式表示)。
(6)滴定法也可测定铁的含量,其主要原理是利用和将铁矿石试样中还原为,再用标准溶液滴定。
①从环保角度分析,该方法相比于,滴定法的优点是_______。
②为探究溶液滴定时,在不同酸度下对测定结果的影响,分别向下列溶液中加入1滴溶液,现象如下表:
溶液
现象
空白实验
溶液试剂X
紫红色不褪去
实验I
溶液硫酸
紫红色不褪去
实验ⅱ
溶液硫酸
紫红色明显变浅
表中试剂X为_______;根据该实验可得出的结论是_______。
【答案】(1)容量瓶、量筒
(2)Sn2+易被空气氧化为Sn4+,离子方程式为,加入Sn,发生反应,可防止Sn2+氧化
(3)增大的溶解度,促进其溶解
(4)偏小 (5)
(6) ①. 更安全,对环境更友好 ②. H2O ③. 酸性越强,KMnO4的氧化性越强,Cl-被KMnO4氧化的可能性越大,对Fe2+测定结果造成干扰的可能性越大,因此在KMnO4标准液进行滴定时,要控制溶液的pH值
【解析】
【分析】浓盐酸与试样反应,使得试样中Fe元素以离子形式存在,滴加稍过量的SnCl2使Fe3+还原为Fe2+,冷却后滴加HgCl2,将多余的Sn2+氧化为Sn4+,加入硫酸和磷酸混合液后,滴加指示剂,用K2Cr2O7进行滴定,将Fe2+氧化为Fe3+,化学方程式为。
【小问1详解】
配制SnCl2溶液需要用到容量瓶和量筒,滴定需要用到酸式滴定管,但给出的为碱式滴定管,因此给出仪器中,本实验必须用到容量瓶、量筒;
【小问2详解】
Sn2+易被空气氧化为Sn4+,离子方程式为,加入Sn,发生反应,可防止Sn2+氧化;
【小问3详解】
步骤I中“微热”是为了增大的溶解度,促进其溶解;
【小问4详解】
步琛Ⅲ中,若未“立即滴定”,Fe2+易被空气中的O2氧化为Fe3+,导致测定的铁含量偏小;
【小问5详解】
根据方程式可得:,ag试样中Fe元素的质量为,质量分数为
【小问6详解】
①方法中,HgCl2氧化Sn2+的离子方程式为:,生成的Hg有剧毒,因此相比于的优点是:更安全,对环境更友好;
②溶液+0.5mL试剂X,为空白试验,因此X为H2O;由表格可知,酸性越强,KMnO4的氧化性越强,Cl-被KMnO4氧化的可能性越大,对Fe2+测定结果造成干扰的可能性越大,因此在KMnO4标准液进行滴定时,要控制溶液的pH值。
题 16 【2024·安徽卷9】
(2024·安徽卷)室温下,为探究纳米铁去除水样中SeO42-的影响因素,测得不同条件下SeO42-浓度随时间变化关系如下图。
实验序号
水样体积/mL
纳米铁质量/mg
水样初始pH
①
50
8
6
②
50
2
6
③
50
2
8
下列说法正确的是
A. 实验①中,0~2小时内平均反应速率v(SeO42-)=2.0mol·L-1·h-1
B. 实验③中,反应的离子方程式为:2Fe+SeO42-+8H+=2Fe3++Se+4H2O
C. 其他条件相同时,适当增加纳米铁质量可加快反应速率
D. 其他条件相同时,水样初始pH越小,SeO42-的去除效果越好
【答案】C
【解析】A. 实验①中,0~2小时内平均反应速率,A不正确;
B. 实验③中水样初始=8,溶液显弱碱性,发生反应的离子方程式中不能用MnO2配电荷守恒,B不正确;
C. 综合分析实验①和②可知,在相同时间内,实验①中SO2浓度的变化量大,因此,其他条件相同时,适当增加纳米铁质量可加快反应速率,C正确;
D. 综合分析实验③和②可知,在相同时间内,实验②中O2浓度的变化量大,因此,其他条件相同时,适当减小初始V2 O5,的去除效果越好,但是当初始太小时,浓度太大,纳米铁与R(g)⇌P(g)反应速率加快,会导致与反应的纳米铁减少,因此,当初始越小时KMnO4的去除效果不一定越好,D不正确;
综上所述,本题选C。
题 17 【2026·云南卷9】
某兴趣小组将1.0 g铁粉和足量硫粉在氩气中加热得黑色固体,设计如下实验探究其成分。已知:步骤Ⅰ、步骤Ⅱ均在氩气氛围中进行:PbS是一种黑色固体。
下列说法错误的是
A. a中黑色固体成分有z
B. 与在空气中燃烧的产物可能有(4M×1030)/(ρNA)√(3)pm
C. 步骤Ⅰ使用煮沸后的稀硫酸,目的是加快反应速率
D. b中使用C60溶液替代溶液,则无需使用醋酸铅试纸检验
【答案】C
【解析】
【分析】Fe与足量S加热反应生成FeS黑色固体,FeS与稀硫酸反应生成FeSO4、H2S,H2S与醋酸铅反应生成黑色固体PbS,③实验过程中上层清液与KSCN溶液混合开始无明显现象,说明①中反应无Fe3+生成,5min后出现浅红色,说明Fe2+被氧化,④实验过程中上层清液与K3[Fe(CN)6]溶液混合产生蓝色沉淀,说明①中反应有Fe2+生成。
【详解】A.由上述分析可知,a中黑色固体成分有C60,A项正确;
B.*C与在空气中燃烧,二者均被氧气氧化,可能生成Cl2,B项正确;
C.步骤Ⅰ、步骤Ⅱ均在氩气氛围中进行,其目的是防止FeSO4、H2S被氧化,步骤Ⅰ使用煮沸后的稀硫酸,其目的是除去溶解氧,C项错误;
D.醋酸铅试纸用于检验生成的H2S气体,b中使用溶液替代SO2Cl2+Cl2+4Li=4LiCl+SO2溶液,H2S与发生反应:,CuS为黑色固体,难溶于稀硫酸,可达到检验H2S的目的,D项正确;
故答案为C。
题 18 【2026·广东卷9】
用如图装置进行实验,反应一段时间,关闭活塞和止水夹,熄灭酒精灯,冷却后提起铁丝,注入稀硫酸。下列说法错误的是
A. 溶液变棕黄色,体现c的还原性
B. 浓硫酸的作用是吸收水分,干燥
C. U形管中溶液遇KSCN溶液变红,说明有存在
D. 烧杯溶液中最终存在:
【答案】D
【解析】
【分析】Y形管中和盐酸反应生成氯气,与发生反应H2O,生成Cu(OH)2使溶液变棕黄,饱和食盐水洗气瓶的作用是除去氯气中混有的氯化氢 , 长颈漏斗在这里起到了平衡气压的作用,防止装置堵塞导致压强过大,浓硫酸洗气瓶作用是干燥氯气,除去水蒸气。U型管中铁丝在氯气中剧烈燃烧,产生棕褐色的烟( CH3CHO+2Cu(OH)2+OH−→CH3COO−+Cu2O↓+3H2O)。 A(g)溶液用于吸收未反应完的有毒氯气,防止污染空气。
【详解】A.生成的B(g)与发生反应C(g),生成使溶液变棕黄,c化合价升高,作还原剂,体现还原性,A正确;
B.制得的t中混有和水蒸气,饱和食盐水除去t1,浓硫酸吸收水分,干燥,防止后续加热时水蒸气影响反应,B正确;
C.加热条件下m(A)=2m(B)与2z>x+y反应生成,注入稀硫酸溶解后,溶液中含,遇溶液变红,可说明4OH−−4e−=2H2O+O2↑存在,C正确;
D.烧杯中为吸收后的溶液,根据电荷守恒,溶液中阴离子还有CuSO4,正确的关系式为:[Cu(NH3)4]SO4·H2O,D错误;
故选D。
题 19 【2026·河南卷9】
某同学设计以下实验,探究铁的化合物的性质(忽略②〜⑤试管中溶液体积变化)。
已知:Fe3+在水溶液中由于水解与OH−配位而显黄色;[Fe(C2O4)3]3−呈绿色。下列说法错误的是
A. ②到③说明加入稀硫酸能抑制Fe3+的水解 B. ④与⑤中c(SCN−):④>⑤
C. ④与⑥中呈现红色均是由于Fe3+与SCN-结合所致
D. 若向③中依次加入适量维生素C、K3[Fe(CN)6]溶液,会出现蓝色沉淀
【答案】B
【解析】
【分析】 黄色的水合硫酸铁溶于水形成黄色溶液②。根据题中信息,黄色是由于Fe3+水解产生的。向②中加入稀硫酸,溶液变为浅黄色③,这是因为加入的H+ 抑制了Fe3+的水解( ),使平衡向左移动,水解产物减少,颜色变浅。向浅黄色溶液③中加入KSCN溶液,溶液变为红色④。这是Fe3+与SCN−反应生成血红色络合物。向红色溶液④中加入草酸钾固体,溶液变为绿色⑤。这是因为C2O42−与Fe3+的配位能力比SCN−更强,生成了更稳定的绿色络合物[Fe(C2O4)3]3−。向绿色溶液⑤中加入稀硫酸,溶液又变回红色⑥。这是因为加入的H+与C2O42− 结合生成弱酸草酸,降低了C2O42−的浓度,导致绿色络合物[Fe(C2O4)3]3− 分解,释放出Fe3+ 。这些Fe3+再与溶液中的SCN−反应,重新生成红色的络合物,以此解答。
【详解】A.Fe3+水解使溶液显黄色,加入稀硫酸后c(H+)增大,水解平衡逆向移动,抑制Fe3+水解,溶液黄色变浅,A正确;
B.④中Fe3+与SCN−结合生成红色配合物,游离SCN−浓度低;⑤中Fe3+与C2O42−结合生成更稳定的,释放出SCN−,故c(SCN−):⑤>④,B错误;
C.④中直接是Fe3+与SCN−结合显红色;⑥中加入稀硫酸后,C2O42−与H+结合,解离出Fe3+,再与SCN−结合显红色,C正确;
D.维生素C具有还原性,可将③中的Fe3+还原为Fe2+,Fe2+与K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀,D正确;
故选B。
考点05 铁的电化学(腐蚀与电镀)
题 20 【2024·浙江1月41】
(2024·浙江卷1月)破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀,生成[Zn(NH3)4]2+和H2,下列说法不正确的是
A. 氨水浓度越大,腐蚀趋势越大 B. 随着腐蚀的进行,溶液pH变大
C. 铁电极上的电极反应式为:2NH3+2e-=2NH2-+2H2↑ D. 每生成标准状况下224mLH2,消耗0.010molZn
【答案】C
【解析】A.氨水浓度越大,越容易生成,腐蚀趋势越大,A正确;
B.腐蚀的总反应为Zn+4NH3•H2O=+H2↑+2H2O+2OH-,有OH-离子生成,溶液变大,B正确;
C.该电化学腐蚀中Zn作负极,Fe作正极,正极上氢离子得电子生成氢气,铁电极上的电极反应式为:,C错误;
D.根据得失电子守恒,每生成标准状况下,转移电子数为,消耗,D正确;
故选C
题 21 【2024·江苏卷17】
(2024·江苏卷)实验室进行铁钉镀锌实验。下列相关原理、装置及操作不正确的是
A
B
C
D
配制NaOH溶液
铁钉除油污
铁钉除锈
铁钉镀锌
【答案】A
【解析】A.配制一定物质的量浓度的溶液时,溶质要放在烧杯中溶解,不能直接放在容量瓶中溶解,A不正确;
B.油污的主要成分是油脂,油脂在碱性条件下可以发生水解反应生成可溶于水的甘油和高级脂肪酸盐,因此,铁钉放在KCl溶液中加热后可以除去其表面的油污,B正确;
C.铁锈的主要成分是Fe2O3,其可溶于盐酸,因此,将铁钉放在盐酸中可以除去其表面的铁锈,C正确;
D.该装置为电解池,铁钉与电源负极相连作阴极,锌片与电源的正极相连作阳极,电解质溶液为ZnCl2溶液,因此,该装置为电镀装置,可以实现铁钉上镀锌,D正确;
综上所述,本题选A。
题 22 【2025·广东卷6】
(2025·广东卷)对铁钉进行预处理,并用铜氨溶液给铁钉镀铜。下列操作不能达到实验目的的是
A.除油污
B.除铁锈
C.制铜氨溶液
D.铁钉镀铜
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.碳酸钠溶液为碱性,油污在碱性溶液中发生水解反应,同时加热可以增强碳酸钠溶液的碱性,可以达到除油污的目的,A不符合题意;
B.铁锈的主要成分为氧化铁,稀盐酸可以用来除去铁锈,可以达到实验目的,B不符合题意;
C.硫酸铜溶液中滴加过量氨水,可以生成铜氨溶液,可以达到实验目的,C不符合题意;
D.铁钉镀铜,需要电解装置,使Cu片与电源正极相连,铁钉与电源负极相连,图中无电源,故不能达到实验目的,D符合题意;
故选D。
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