2024年高考化學(xué)第一輪單元練習(xí)題：第一單元　探究鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化

第一單元探究鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化【課標(biāo)要求】1.結(jié)合真實(shí)的情境中的應(yīng)用實(shí)例或通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，了解鐵及其重要化合物的主要性質(zhì)，了解這些物質(zhì)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。2.結(jié)合實(shí)例，認(rèn)識(shí)鐵及其化合物的多樣性，了解通過(guò)化學(xué)反應(yīng)可以探索物質(zhì)性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。一、鐵的單質(zhì)1.鐵的原子結(jié)構(gòu)鐵元素位于元素周期表中第四周期第Ⅷ族。2.鐵單質(zhì)的物理性質(zhì)顏色狀態(tài)導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性特性地殼含量銀白色固體良好被磁體吸引占第4位3.鐵單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)單質(zhì)鐵性質(zhì)活潑，有較強(qiáng)的還原性(1)與非金屬反應(yīng)與O2反應(yīng)常溫鐵銹(成分為Fe2O3·xH2O)點(diǎn)燃3Fe＋2O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))Fe3O4與Cl2反應(yīng)加熱2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(△))2FeCl3與S、I2反應(yīng)加熱Fe＋Seq\o(=,\s\up7(△))FeS、Fe＋I(xiàn)2eq\o(=,\s\up7(△))FeI2(2)與H2O(g)反應(yīng)3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe3O4＋4H2。(3)與酸反應(yīng)(寫離子方程式)與H＋反應(yīng)Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑與稀HNO3反應(yīng)鐵不足Fe＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=Fe3＋＋NO↑＋2H2O鐵過(guò)量3Fe＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O與濃H2SO4、濃HNO3反應(yīng)常溫下鈍化，加熱分別生成SO2、NO2是化學(xué)反應(yīng)噢！(4)與某些鹽溶液的反應(yīng)(寫離子方程式)4.鐵的冶煉原料：鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石。設(shè)備：煉鐵高爐。主要反應(yīng)：(1)還原劑的生成：C＋O2eq\o(=,\s\up7(高溫))CO2，CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2CO；(2)鐵的生成：Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2?！驹\斷1】判斷下列敘述的正誤(正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“×”)。(1)鐵的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，所以鐵在自然界中全部以化合態(tài)存在(×)(2)Fe在足量Cl2中燃燒生成FeCl3，在少量Cl2中燃燒生成FeCl2(×)(3)鐵與硝酸反應(yīng)一定生成Fe(NO3)3(×)(4)可以用鐵制容器運(yùn)輸濃硫酸和濃硝酸(√)二、鐵的氧化物和氫氧化物1.鐵的氧化物(1)物理性質(zhì)化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4改寫為FeO·Fe2O3俗稱鐵紅磁性氧化鐵色態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體鐵的價(jià)態(tài)＋2＋3＋2、＋3(2)化學(xué)性質(zhì)FeO、Fe2O3、Fe3O4分別與鹽酸反應(yīng)生成鹽和水，如Fe3O4與鹽發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：Fe3O4＋8H＋=Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O。2.鐵的氫氧化物化學(xué)式怕“氧氣”噢！Fe(OH)2Fe(OH)3色態(tài)白色固體紅褐色固體與鹽酸反應(yīng)Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O受熱分解2Fe(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Fe2O3＋3H2O制法可溶性亞鐵鹽與堿反應(yīng)：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓可溶性鐵鹽與堿反應(yīng)：Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓二者的關(guān)系空氣中，F(xiàn)e(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現(xiàn)象是白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，化學(xué)方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3?FeO和Fe3O4與稀HNO3反應(yīng)時(shí)，除考慮與H＋反應(yīng)外，還考慮Fe2＋被HNO3氧化成Fe3＋。?Fe3O4、Fe2O3、Fe(OH)3與HI反應(yīng)時(shí)，除考慮與H＋的反應(yīng)外，還考慮Fe3＋被I－還原為Fe2＋?！驹\斷2】判斷下列敘述的正誤(正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“×”)。(1)Fe3O4中Fe的化合價(jià)有＋2價(jià)和＋3價(jià)，因而Fe3O4是FeO與Fe2O3的混合物(×)(2)鐵在潮濕的空氣中生成的鐵銹主要成分是Fe2O3，鐵在純氧中燃燒的產(chǎn)物是Fe3O4，F(xiàn)e在高溫下與水蒸氣反應(yīng)生成Fe2O3(×)(3)Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，說(shuō)明穩(wěn)定性：Fe(OH)2＜Fe(OH)3(√)(4)向氫氧化亞鐵中加入足量的稀硝酸，反應(yīng)的離子方程式是Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2O(×)三、Fe2＋、Fe3＋的性質(zhì)與檢驗(yàn)1.亞鐵鹽的性質(zhì)含有Fe2＋的溶液呈淺綠色，F(xiàn)e2＋處于鐵的中間價(jià)態(tài)，既有氧化性，又有還原性。(1)氧化性：Fe2＋與Zn反應(yīng)的離子方程式：Zn＋Fe2＋=Zn2＋＋Fe；(2)還原性：Fe2＋與Cl2反應(yīng)的離子方程式：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－。2.鐵鹽的性質(zhì)(1)含有Fe3＋的溶液呈黃色，F(xiàn)e3＋處于鐵的高價(jià)態(tài)，具有氧化性。Fe3＋與Cu、H2S反應(yīng)的離子方程式分別為2Fe3＋＋Cu=Cu2＋＋2Fe2＋、2Fe3＋＋H2S=2Fe2＋＋2H＋＋S↓。(2)易水解。Fe3＋極易水解，只能存在于酸性較強(qiáng)的溶液中。3.Fe3＋、Fe2＋的檢驗(yàn)(1)Fe3＋的檢驗(yàn)①eq\x(樣品溶液)eq\o(→,\s\up7(滴加KSCN溶液))溶液變紅色，證明含有Fe3＋。血紅色溶液而不是沉淀反應(yīng)離子方程式：Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3。②eq\x(樣品溶液)eq\o(→,\s\up7(滴加NaOH溶液))產(chǎn)生紅褐色沉淀，證明有Fe3＋存在。③eq\x(樣品溶液)eq\o(→,\s\up7(滴加苯酚溶液))溶液變紫色，證明有Fe3＋存在。(2)Fe2＋的檢驗(yàn)方法1：eq\x(樣品溶液)eq\o(→,\s\up7(滴加KSCN溶液))無(wú)現(xiàn)象eq\o(→,\s\up7(滴加氯水),\s\do5(或雙氧水))溶液變紅色，證明含有Fe2＋。方法2：eq\x(樣品溶液)eq\o(→,\s\up7(加入NaOH溶液))產(chǎn)生白色絮狀沉淀，迅速變成灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色，證明含有Fe2＋。方法3：eq\x(樣品溶液)eq\o(→,\s\up7(加入K3[Fe(CN)6]溶液))生成藍(lán)色沉淀，證明含有Fe2＋?！驹\斷3】判斷下列敘述的正誤(正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“×”)。(1)溶液中Fe3＋遇SCN－生成紅色沉淀(×)(2)配制FeSO4溶液時(shí)，加入稀硫酸抑制Fe2＋水解，加入鐵粉防止Fe2＋被氧化(√)(3)Fe2＋、Al3＋、ClO－、Cl－能夠大量共存(×)(4)用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)FeCl3溶液中是否含有Fe2＋(×)考點(diǎn)一鐵的單質(zhì)、氧化物、氫氧化物的性質(zhì)與應(yīng)用題組一鐵單質(zhì)的性質(zhì)與應(yīng)用1.下列氯化物中，既能由金屬和氯氣直接化合制得，又能由金屬和鹽酸反應(yīng)制得的是()A.CuCl2 B.FeCl2C.MgCl2 D.FeCl3答案C解析銅和氯氣反應(yīng)生成氯化銅，但銅不能和鹽酸反應(yīng)，A錯(cuò)誤；鐵和氯氣反應(yīng)生成氯化鐵，不是氯化亞鐵，B錯(cuò)誤；鎂和氯氣反應(yīng)生成氯化鎂，鎂和鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂，C正確；鐵和氯氣反應(yīng)生成氯化鐵，但鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵，D錯(cuò)誤。2.(2021·試題重組)下列物質(zhì)的性質(zhì)描述正確的是()A.Fe在Cl2中燃燒生成FeCl2和FeCl3B.Fe高溫下與水蒸氣反應(yīng)，生成Fe(OH)2和H2C.除去FeCl2溶液中少量的FeCl3雜質(zhì)，可以在溶液加過(guò)量的鐵粉、再過(guò)濾D.硫酸銅溶液中加少量的鐵粉反應(yīng)的離子方程式：3Cu2＋＋2Fe=2Fe3＋＋3Cu答案C解析Cl2具有強(qiáng)氧化性，鐵在Cl2中燃燒只生成FeCl3，A錯(cuò)誤；Fe高溫下與水蒸氣反應(yīng)，生成Fe3O4和H2，B錯(cuò)誤；正確的離子方程式為Cu2＋＋Fe=Fe2＋＋Cu，D錯(cuò)誤。題組二鐵的氧化物組成的判斷3.準(zhǔn)確稱取某種鐵的氧化物2.88g，用足量的CO進(jìn)行還原，將生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4.00g，則這種鐵的氧化物為()A.Fe3O4 B.Fe2O3C.FeO D.以上都不是答案C解析4.00gCaCO3沉淀的物質(zhì)的量為0.04mol，則CO、CO2的物質(zhì)的量均為0.04mol，增加的氧原子為0.04mol，質(zhì)量為0.04mol×16g·mol－1＝0.64g，鐵的氧化物中氧元素質(zhì)量為0.64g，鐵元素質(zhì)量為2.88g－0.64g＝2.24g，鐵的氧化物中鐵原子與氧原子的物質(zhì)的量之比為eq\f(2.24g,56g·mol－1)∶0.04mol＝1∶1，則這種鐵的氧化物的化學(xué)式為FeO。4.有一塊鐵的氧化物樣品，用140mL5.0mol·L－1鹽酸恰好將之完全溶解，所得溶液還能吸收0.025molCl2，恰好使其中的Fe2＋全部轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3＋，則該樣品可能的化學(xué)式為()A.Fe2O3 B.Fe3O4C.Fe4O5 D.Fe5O7答案D解析n(HCl)＝0.14L×5.0mol/L＝0.7mol，由氧化物和鹽酸反應(yīng)生成水可知，氧化物中含有n(O)＝eq\f(1,2)n(HCl)＝0.35mol，所得溶液還能吸收0.025molCl2，恰好使其中的Fe2＋全部轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3＋，反應(yīng)后所得溶液為FeCl3，因n(Cl－)＝0.7mol＋0.025mol×2＝0.75mol，則n(Fe3＋)＝eq\f(1,3)n(Cl－)＝0.25mol，所以氧化物中n(Fe)∶n(O)＝0.25∶0.35＝5∶7，所以化學(xué)式為Fe5O7，故選D。判斷鐵氧化物組成的方法設(shè)鐵的氧化物中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比為m∶n，則氧化物中n(Fe)∶n(O)＝eq\f(m,56)∶eq\f(n,16)＝a∶b，若a∶b＝1∶1，則鐵的氧化物為FeO；若a∶b＝2∶3，則鐵的氧化物為Fe2O3；若a∶b＝3∶4，則鐵的氧化物是Fe3O4或FeO與Fe2O3按物質(zhì)的量之比為1∶1的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3物質(zhì)的量之比為1∶1，F(xiàn)e3O4為任意值)。題組三Fe(OH)2的制備5.(2021·贛州模擬)下列各圖示中能較長(zhǎng)時(shí)間看到Fe(OH)2白色沉淀的是()A.①② B.①③C.②③ D.①②③答案B解析因?yàn)镕e(OH)2在空氣中易被氧化成Fe(OH)3，故要長(zhǎng)時(shí)間觀察到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除裝置中的空氣或氧氣。裝置①是先用Fe粉與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的H2將裝置中的空氣排盡，然后滴入NaOH溶液，與FeSO4發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成Fe(OH)2，并使生成的Fe(OH)2處在氫氣的保護(hù)中，可以達(dá)到目的，①正確；②滴入的NaOH溶液會(huì)吸收空氣中的氧氣，與試管中的FeSO4發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成Fe(OH)2和Na2SO4，溶液中有氧氣，會(huì)氧化Fe(OH)2變?yōu)镕e(OH)3，因此會(huì)看到沉淀由白色迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色，不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，②錯(cuò)誤；③中液面上加苯阻止了空氣進(jìn)入，在隔絕空氣的環(huán)境中NaOH、FeSO4發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成Fe(OH)2和Na2SO4，由于沒(méi)有空氣，F(xiàn)e(OH)2不能被氧化，能較長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色沉淀，③正確；故合理選項(xiàng)是B。6.如圖所示裝置，可用來(lái)制取和觀察Fe(OH)2在空氣中被氧化時(shí)的顏色變化，實(shí)驗(yàn)時(shí)提供的試劑有鐵屑及6.00mol·L－1的硫酸，NaOH溶液，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.B中盛有一定量的NaOH溶液，A中應(yīng)預(yù)先加入的試劑是鐵屑B.實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)先將活塞E關(guān)閉C.生成Fe(OH)2的操作為關(guān)閉活塞E，使A中溶液壓入B中D.取下裝置B中的橡膠塞，使空氣進(jìn)入，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3答案B解析制取硫酸亞鐵需要鐵屑，所以在燒瓶中應(yīng)該先加入鐵屑，所以A中應(yīng)預(yù)先加入的試劑是鐵屑，故A正確；稀硫酸和鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)打開活塞E，用氫氣排出裝置中的空氣，B錯(cuò)誤；鐵和稀硫酸反應(yīng)有氫氣生成，關(guān)閉活塞E，導(dǎo)致A中壓強(qiáng)逐漸增大，將FeSO4溶液壓入B中進(jìn)行反應(yīng)生成氫氧化亞鐵，C正確；氫氧化亞鐵不穩(wěn)定，容易被空氣中的氧氣氧化生成紅褐色的氫氧化鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，故D正確。制備Fe(OH)2時(shí)防氧化措施的三種常用方法方法一：有機(jī)覆蓋層法將吸有NaOH溶液的膠頭滴管插到液面以下，并在液面上覆蓋一層苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空氣與Fe(OH)2接觸發(fā)生反應(yīng)，如右圖所示方法二：還原性氣體保護(hù)法用H2將裝置內(nèi)的空氣排盡后，再將亞鐵鹽與NaOH溶液混合，這樣可長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色沉淀，如右圖所示方法三：電解法用鐵作陽(yáng)極，電解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆蓋苯或煤油，如右圖所示考點(diǎn)二Fe2＋和Fe3＋的性質(zhì)、轉(zhuǎn)化與檢驗(yàn)題組一Fe2＋和Fe3＋的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化1.已知：2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2，用KI溶液和FeCl3溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。下列說(shuō)法不正確的是()A.實(shí)驗(yàn)①中現(xiàn)象說(shuō)明有Fe2＋生成B.實(shí)驗(yàn)②中現(xiàn)象說(shuō)明反應(yīng)后溶液中含有Fe3＋C.實(shí)驗(yàn)③水溶液中c(Fe2＋)大于①中c(Fe2＋)D.實(shí)驗(yàn)③中再加入4滴0.1mol·L－1FeCl2溶液，振蕩?kù)o置，CCl4層溶液顏色無(wú)變化答案D解析A項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)①向混合液中有加入K3[Fe(CN)6]溶液產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，說(shuō)明混合液中Fe2＋，說(shuō)明FeCl3與KI反應(yīng)生成Fe2＋，正確；B項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)②向混合液中加入KSCN溶液，溶液變紅說(shuō)明混合液中含有Fe3＋，正確；C項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)①中加入K3[Fe(CN)6]溶液發(fā)生反應(yīng)；3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－=Fe3[Fe(CN)6]2↓，F(xiàn)e2＋濃度減小，實(shí)驗(yàn)③中加入CCl4，CCl4將I2從其水溶液中萃取出來(lái)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，F(xiàn)e2＋濃度增大，實(shí)驗(yàn)③水溶液中c(Fe2＋)大于實(shí)驗(yàn)①中c(Fe2＋)，正確；D項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)③中再加入4滴0.1mol·L－1FeCl2溶液，F(xiàn)e2＋濃度增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，I2濃度減小，振蕩?kù)o置，CCl4層溶液顏色變淺，錯(cuò)誤。2.從某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工業(yè)廢液中回收銅并制備氯化鐵晶體的流程如圖所示。則下列說(shuō)法中正確的是()A.試劑a是鐵、試劑b是稀硫酸B.操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用儀器相同C.試劑c是氯氣，相應(yīng)的離子方程式：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－D.用酸性KMnO4溶液可檢驗(yàn)溶液W中是否還有Fe2＋答案C解析由最終要得到氯化鐵晶體的流程圖知，b是鹽酸，使用H2SO4會(huì)引入SOeq\o\al(2－,4)，A錯(cuò)誤；操作Ⅰ和操作Ⅱ是過(guò)濾，操作Ⅲ為蒸發(fā)結(jié)晶，所用儀器不相同，B錯(cuò)誤；濾液Z和X中均含有氯化亞鐵，因此c為氯氣，C正確；高錳酸鉀也能氧化氯離子而褪色，因此不能用于檢驗(yàn)溶液W中是否含有亞鐵離子，D錯(cuò)誤。?Fe2＋與Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化①酸性FeCl2溶液長(zhǎng)期露置于空氣中：4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O。②向Fe(NO3)2溶液中滴加少量稀硫酸：3Fe2＋＋NOeq\o\al(－,3)＋4H＋=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。③FeCl2的酸性溶液與H2O2反應(yīng)：2Fe2＋＋2H＋＋H2O2=2Fe3＋＋2H2O。④向FeSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液褪色：MnOeq\o\al(－,4)＋5Fe2＋＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。⑤向FeCl3溶液中滴加KI溶液：2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I(xiàn)2。⑥向FeCl3溶液中逐漸加入Zn粉至過(guò)量：2Fe3＋＋Zn=2Fe2＋＋Zn2＋、Fe2＋＋Zn=Fe＋Zn2＋。?Fe2＋與Fe3＋相互轉(zhuǎn)化的應(yīng)用(1)判斷離子能否大量共存Fe2＋eq\o(→,\s\up7(不共存),\s\do5((氧化還原反應(yīng))))NOeq\o\al(－,3)(H＋)、ClO－、MnOeq\o\al(－,4)Fe3＋eq\o(→,\s\up7(不共存),\s\do5(氧化還原反應(yīng)))S2－、I－、SOeq\o\al(2－,3)Fe3＋eq\o(→,\s\up7(不共存),\s\do5(相互促進(jìn)水解))COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)(2)鹽溶液的配制與保存題組二Fe3＋、Fe2＋的檢驗(yàn)3.下列離子的檢驗(yàn)方法合理的是()A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈紅色，說(shuō)明不含F(xiàn)e2＋B.向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液變紅色，說(shuō)明原溶液中含有Fe2＋C.向某溶液中加入NaOH溶液，得紅褐色沉淀，說(shuō)明溶液中含有Fe3＋D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色，說(shuō)明該溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋答案C解析A項(xiàng)中只能說(shuō)明原溶液中含有Fe3＋；B項(xiàng)原溶液中可能只有Fe3＋而沒(méi)有Fe2＋；D項(xiàng)中Fe(OH)2被氧化后生成的紅褐色沉淀Fe(OH)3也可能掩蓋了白色沉淀Mg(OH)2。4.要證明某溶液中不含F(xiàn)e3＋而可能含有Fe2＋，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作時(shí)的最佳順序?yàn)?)①加入足量氯水②加入足量酸性KMnO4溶液③加入少量NH4SCN溶液A.①③ B.③②C.③① D.①②③答案C解析在該溶液中先加入少量NH4SCN溶液，溶液不變紅色，證明無(wú)Fe3＋存在，再加入氯水，將Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液變成紅色。KMnO4溶液呈紫紅色，溶液顏色變化不明顯，所以不能用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)。檢驗(yàn)Fe2＋和Fe3＋時(shí)的注意事項(xiàng)?檢驗(yàn)Fe2＋時(shí)不能先加氯水，后加KSCN溶液；也不能將加了KSCN溶液后的混合溶液加入足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN－)。?Fe3＋、Fe2＋、Cl－同時(shí)存在時(shí)不能用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)Fe2＋(Cl－會(huì)還原酸性KMnO4，有干擾)。?Fe2＋、Fe3＋同時(shí)存在的混合液中檢驗(yàn)Fe2＋可用鐵氰化鉀{K3[Fe(CN)6]}溶液法?？键c(diǎn)三鐵元素“價(jià)—類”二維圖的應(yīng)用【題組訓(xùn)練】1.(2021·梅州模擬)元素“價(jià)—類”二維圖是學(xué)習(xí)元素化合物知識(shí)的重要模型，它以元素的化合價(jià)為縱坐標(biāo)，以物質(zhì)類別為橫坐標(biāo)。如圖為鐵元素的“價(jià)—類”二維圖，其中的箭頭表示部分物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。下列說(shuō)法正確的是()A.用鐵絲在氧氣中燃燒可實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化①B.轉(zhuǎn)化⑤中Na2FeO4可用于自來(lái)水消毒殺菌，等物質(zhì)的量的Na2FeO4是HClO消毒效率的1.5倍C.轉(zhuǎn)化⑦的現(xiàn)象是綠色沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色D.加熱Fe(OH)3發(fā)生轉(zhuǎn)化⑥，加水可一步實(shí)現(xiàn)Fe2O3→Fe(OH)3的轉(zhuǎn)化答案B解析A.用鐵絲在氧氣中燃燒，生成四氧化三鐵，不可實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化①，故A錯(cuò)誤；B.Na2FeO4可轉(zhuǎn)化為Fe3＋，轉(zhuǎn)移3e－，HClO消毒轉(zhuǎn)化為Cl－，轉(zhuǎn)移2e－，由電子守恒得到，2Na2FeO4～3HClO～6e－，等物質(zhì)的量的Na2FeO4是HClO消毒效率的1.5倍，故B正確；C.轉(zhuǎn)化⑦的現(xiàn)象是白色迅速沉淀轉(zhuǎn)化為灰綠色，最后轉(zhuǎn)化為紅褐色，故C錯(cuò)誤；D.加熱Fe(OH)3發(fā)生轉(zhuǎn)化⑥，加水不可一步實(shí)現(xiàn)Fe2O3→Fe(OH)3的轉(zhuǎn)化，故D錯(cuò)誤。2.化合價(jià)和物質(zhì)類別是整理元素及化合物知識(shí)的兩個(gè)要素，可表示為“價(jià)—類”二維圖。鐵元素的“價(jià)—類”二維圖如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A.維生素C能將Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe2＋，該過(guò)程中維生素C被氧化B.Fe3O4中鐵元素為＋4價(jià)C.工業(yè)上用CO還原Fe2O3煉鐵，該反應(yīng)為復(fù)分解反應(yīng)D.Fe(OH)2濁液露置于空氣中，由白色立即變?yōu)榧t褐色答案A解析A.維生素C能將Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe2＋，發(fā)生還原反應(yīng)，維生素C具有還原性，該過(guò)程中維生素C被氧化，故A正確；B.Fe3O4中鐵的化合價(jià)有＋2、＋3價(jià)，由化合物化合價(jià)代數(shù)和為0可知Fe3O4中鐵的化合價(jià)兩個(gè)鐵原子顯＋3價(jià)，一個(gè)鐵原子顯＋2價(jià)，故B錯(cuò)誤；C.工業(yè)上用CO還原Fe2O3煉鐵，碳元素和鐵元素化合價(jià)均發(fā)生變化，不是復(fù)分解反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；D.Fe(OH)2濁液露置于空氣中，白色迅速變?yōu)榛揖G色，最后變成紅褐色，故D錯(cuò)誤。從“價(jià)—類”二維圖認(rèn)識(shí)鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系?橫向變化體現(xiàn)了同價(jià)態(tài)不同類別(氧化物、堿、鹽)之間的轉(zhuǎn)化；①堿性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)轉(zhuǎn)化為鹽；②Fe2＋、Fe3＋與堿(OH－)反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的堿；③難溶性的堿易分解生成對(duì)應(yīng)的氧化物，但難溶性的堿性氧化物一般不與水反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的堿。?縱向變化體現(xiàn)不同價(jià)態(tài)同類別物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化，主要體現(xiàn)物質(zhì)的氧化性或還原性。?斜向變化體現(xiàn)不同價(jià)態(tài)、不同類別之間物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，主要體現(xiàn)物質(zhì)的氧化性和還原性。微專題11工藝流程圖中雜質(zhì)Fe2＋和Fe3＋的處理【核心歸納】金屬陽(yáng)離子分離提純中Fe2＋、Fe3＋的處理方法化工流程題中經(jīng)常涉及陽(yáng)離子的分離與除雜，若其他金屬陽(yáng)離子中混有Fe3＋、Fe2＋，需調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe3＋轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3沉淀而除去，但原溶液中的金屬陽(yáng)離子不能形成沉淀。具體方法如下：(1)除去Zn2＋(或Cu2＋)中混有Fe3＋的方法向混合溶液中加入ZnO、ZnCO3、Zn(OH)2[或CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu(OH)2CO3]中的一種，與Fe3＋水解產(chǎn)生的H＋反應(yīng)，促進(jìn)Fe3＋的水解，將Fe3＋轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3沉淀而除雜。(2)除去Zn2＋(或Cu2＋)中混有的Fe2＋的方法先加入氧化劑(如H2O2)將溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3＋?！镜淅?2020·全國(guó)卷Ⅲ)某油脂廠廢棄的油脂加氫鎳催化劑主要含金屬Ni、Al、Fe及其氧化物，還有少量其他不溶性物質(zhì)。采用如下工藝流程回收其中的鎳制備硫酸鎳晶體(NiSO4·7H2O)：溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：金屬離子Ni2＋Al3＋Fe3＋Fe2＋開始沉淀時(shí)(c＝0.01mol·L－1)的pH7.23.72.27.5沉淀完全時(shí)(c＝1.0×10－5mol·L－1)的pH8.74.73.29.0回答下列問(wèn)題：(1)“濾液②”中含有的金屬離子是________。(2)“轉(zhuǎn)化”中可替代H2O2的物質(zhì)是________________。若工藝流程改為先“調(diào)pH”后“轉(zhuǎn)化”，即“濾液③”中可能含有的雜質(zhì)離子為________。(3)利用上述表格數(shù)據(jù)，計(jì)算Ni(OH)2的Ksp＝______________________________(列出計(jì)算式)。如果“轉(zhuǎn)化”后的溶液中Ni2＋濃度為1.0mol·L－1，則“調(diào)pH”應(yīng)控制的pH范圍是________。答案(1)Ni2＋、Fe2＋、Fe3＋(2)O2或空氣Fe3＋(3)c(Ni2＋)·c2(OH－)＝1.0×10－5×(1×10－5.3)2＝1×10－15.63.2～6.2解析由工藝流程分析可得，向廢鎳催化劑中加入NaOH溶液進(jìn)行堿浸，可除去油脂，并將Al及其氧化物溶解，得到的濾液①含有NaAlO2，濾餅①為Ni、Fe及其氧化物和少量其他不溶性雜質(zhì)，加稀硫酸酸浸后得到含有Ni2＋、Fe2＋、Fe3＋的濾液②，F(xiàn)e2＋經(jīng)H2O2氧化為Fe3＋后，加入NaOH調(diào)節(jié)pH使Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去，再控制pH濃縮結(jié)晶得到硫酸鎳的晶體。(3)由上述表格可知，Ni2＋完全沉淀時(shí)的pH＝8.7，此時(shí)c(Ni2＋)＝1.0×10－5mol/L，c(H＋)＝1.0－8.7mol/L，則c(OH－)＝eq\f(Kw,c（H＋）)＝1×10－5.3mol/L，則Ni(OH)2的Ksp＝c(Ni2＋)·c2(OH－)＝1×10－15.6，如果“轉(zhuǎn)化”后的溶液中Ni2＋濃度為1.0mol/L，為避免鎳離子沉淀，Ksp＝c(Ni2＋)·c2(OH－)，c2(OH－)＝eq\f(Ksp,c（Ni2＋）)＝1×10－15.6，此時(shí)c(OH－)＝1×10－7.8mol/L，則c(H＋)＝1.0×10－6.2mol/L，即pH＝6.2；Fe3＋完全沉淀的pH為3.2，因此“調(diào)節(jié)pH”應(yīng)控制的pH范圍是3.2～6.2。工藝流程中把Fe2＋氧化成Fe3＋的方法金屬陽(yáng)離子(如Zn2＋、Cu2＋等)中混有Fe2＋時(shí)，需把Fe2＋氧化為Fe3＋，然后調(diào)節(jié)pH把Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3除去，把Fe2＋氧化成Fe3＋，要求選用的氧化劑既能把Fe2＋氧化成Fe3＋，又不能引入新的雜質(zhì)，常用的氧化劑有：H2O2、O3或O2。?若原溶液是金屬氯化物(如ZnCl2、CuCl2)則可以用Cl2或氯水作氧化劑。?若用NaOH、氨水等堿性溶液調(diào)節(jié)溶液的pH至弱堿性或中性，此時(shí)MnOeq\o\al(－,4)的還原產(chǎn)物是MnO2，故可以選用KMnO4作氧化劑?！緦ｎ}精練】1.(2021·合肥一模)某煉鐵廢渣中含有大量CuS及少量鐵的化合物，工業(yè)上以該廢渣為原料生產(chǎn)CuCl2·2H2O晶體的工藝流程如圖，下列說(shuō)法正確的是()A.通氯氣主要目的是提高CuCl2·2H2O晶體的產(chǎn)率B.通氯氣的操作也可以用滴加雙氧水替代C.調(diào)節(jié)pH選用的試劑可以是NaOH溶液D.CuCl2·2H2O晶體直接加熱可制得CuCl2固體答案B解析A.通氯氣主要目的是把亞鐵離子氧化為鐵離子，故A錯(cuò)誤；B.雙氧水可以把亞鐵離子氧化為鐵離子，同時(shí)還原產(chǎn)物是水，故可以用雙氧水替代氯氣，故B正確；C.調(diào)節(jié)pH選用的試劑可以是CuO或Cu(OH)2，不能用NaOH溶液，否則會(huì)引入雜質(zhì)鈉離子，故C錯(cuò)誤；D.將CuCl2·2H2O晶體加熱，銅離子會(huì)發(fā)生水解，所以應(yīng)該在氯化氫氣氛中加熱才能得到CuCl2固體，故D錯(cuò)誤。2.(2021·湖南卷改編)Ce2(CO3)3可用于催化劑載體及功能材料的制備。天然獨(dú)居石中，鈰(Ce)主要以CePO4形式存在，還含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2等物質(zhì)。以獨(dú)居石為原料制備Ce2(CO3)3·nH2O的工藝流程如圖：回答下列問(wèn)題：(1)流程中“聚沉”加入氧化鎂的作用是______________________________________________________________________________________________________________________________________；(2)濾渣Ⅲ的主要成分是____________________________________(填化學(xué)式)；(3)加入絮凝劑的目的是__________________________________。答案(1)調(diào)節(jié)溶液的pH，使溶液中的Al3＋和Fe3＋生成對(duì)應(yīng)的氫氧化物沉淀而除去(2)Fe(OH)3、Al(OH)3(3)吸附沉淀，使沉淀顆粒變大解析(1)“聚沉”加入氧化鎂的作用是與溶液中的氫離子反應(yīng)，調(diào)節(jié)溶液的pH＝5，使溶液中的Al3＋和Fe3＋生成對(duì)應(yīng)的氫氧化物沉淀除去；(2)依據(jù)流程分析，氧化鎂調(diào)節(jié)pH＝5，加絮凝劑聚沉，溶液中的Al3＋和Fe3＋生成對(duì)應(yīng)的氫氧化物沉淀除去，對(duì)應(yīng)的濾渣Ⅲ為Fe(OH)3、Al(OH)3；(3)加入絮凝劑，吸附沉淀，使沉淀顆粒變大，便于過(guò)濾除去。微專題12變價(jià)金屬的代表——釩、鉻、錳【核心歸納】三種常考的變價(jià)金屬1.釩及其化合物釩元素的常見價(jià)態(tài)有＋5、＋4、＋3、＋2，＋5價(jià)最為穩(wěn)定，常見的化合物為V2O5。(1)V2O5有較強(qiáng)的氧化性，可以將濃鹽酸氧化成氯氣：V2O5＋6HCl(濃)=2VOCl2＋Cl2↑＋3H2O(2)＋5價(jià)釩在強(qiáng)堿性溶液中以VOeq\o\al(3－,4)存在，酸性條件下以VOeq\o\al(＋,2)存在。VOeq\o\al(＋,2)可以被Fe2＋、H2C2O4等還原為VO2＋：VOeq\o\al(＋,2)＋2H＋＋Fe2＋=VO2＋＋Fe3＋＋H2O2VOeq\o\al(＋,2)＋H2C2O4＋2H＋=2VO2＋(藍(lán)色)＋2CO2↑＋2H2O2.鉻及其化合物鉻元素的常見價(jià)態(tài)有＋6、＋3、＋2。在酸性介質(zhì)中，Cr2＋具有強(qiáng)的還原性，Cr3＋的還原性較弱，只有用強(qiáng)氧化劑才能將Cr3＋氧化成Cr2Oeq\o\al(2－,7)，＋6價(jià)鉻在酸性條件下以Cr2Oeq\o\al(2－,7)存在，具有強(qiáng)氧化性，在堿性介質(zhì)中以CrOeq\o\al(2－,4)存在。(1)鉻(Ⅵ)最重要的化合物是K2Cr2O7，在水溶液中Cr2Oeq\o\al(2－,7)和CrOeq\o\al(2－,4)存在下列平衡：eq\a\vs4\ac\hs10\co8(,2CrOeq\o\al(2－,4),＋,2H＋,,Cr2Oeq\o\al(2－,7),＋,H2O,,（黃色）,,,,（橙紅色）)在酸性溶液中，Cr2Oeq\o\al(2－,7)具有強(qiáng)氧化性，如可以氧化濃鹽酸，生成氯氣：Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6Cl－＋14H＋=2Cr3＋＋3Cl2↑＋7H2O但在堿性溶液中CrOeq\o\al(2－,4)的氧化性要弱得多。(2)Cr(Ⅲ)在酸性條件下以Cr3＋存在，堿性條件下以Cr(OH)3、[Cr(OH)4]－(或CrOeq\o\al(－,2))存在。①Cr3＋在酸性條件下是穩(wěn)定的，只能被強(qiáng)氧化劑氧化，如：2Cr3＋＋3PbO2＋H2O=3Pb2＋＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋2H＋但在堿性條件下能氧化成CrOeq\o\al(2－,4)，2Cr3＋＋3H2O2＋10OH－=2CrOeq\o\al(2－,4)＋8H2O。②在堿性溶液中，CrOeq\o\al(－,2)可以被H2O2氧化為CrOeq\o\al(2－,4)，2CrOeq\o\al(－,2)＋3H2O2＋2OH－=2CrOeq\o\al(2－,4)＋4H2O。3.錳及其化合物錳元素的常見價(jià)態(tài)有＋7、＋6、＋4、＋3、＋2，Mn2＋在酸性溶液中的穩(wěn)定性強(qiáng)于在堿性溶液中的穩(wěn)定性。(1)Mn2＋：在酸性條件下，很難被氧化，只有強(qiáng)氧化劑才能將其氧化，2Mn2＋＋5PbO2＋4H＋=2MnOeq\o\al(－,4)＋5Pb2＋＋2H2O；在堿性條件下，Mn2＋易被氧化為MnOeq\o\al(－,4)等，如5ClO－＋2Mn2＋＋6OH－=5Cl－＋2MnOeq\o\al(－,4)＋3H2O。(2)Mn(Ⅵ)化合物的性質(zhì)MnOeq\o\al(2－,4)存在于強(qiáng)堿性溶液中，在酸性、中性環(huán)境均發(fā)生歧化。3MnOeq\o\al(2－,4)＋2H2O=2MnOeq\o\al(－,4)＋MnO2↓＋4OH－3MnOeq\o\al(2－,4)＋4H＋=2MnOeq\o\al(－,4)＋MnO2↓＋2H2O(3)KMnO4的性質(zhì)熱穩(wěn)定性差，通常保存在棕色試劑瓶中：4KMnO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(光照))4MnO2↓＋3O2↑＋4KOH①在酸性介質(zhì)中，MnOeq\o\al(－,4)具有強(qiáng)氧化性，可以氧化Fe2＋、Cl－、H2C2O4、H2O2等，本身被還原為Mn2＋。如：MnOeq\o\al(－,4)＋5Fe2＋＋8H＋=Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O②在堿性、中性或微弱酸性溶液中，MnOeq\o\al(－,4)仍舊是氧化劑，本身被還原為MnO2。2MnOeq\o\al(－,4)＋I(xiàn)－＋H2O=2MnO2↓＋I(xiàn)Oeq\o\al(－,3)＋2OH－③在強(qiáng)堿性溶液中，當(dāng)MnOeq\o\al(－,4)過(guò)量時(shí)，還原產(chǎn)物是MnOeq\o\al(2－,4)，2MnOeq\o\al(－,4)＋SOeq\o\al(2－,3)＋2OH－=2MnOeq\o\al(2－,4)＋SOeq\o\al(2－,4)＋H2O?！镜淅?2020·全國(guó)卷Ⅰ)釩具有廣泛用途。黏土釩礦中，釩以＋3、＋4、＋5價(jià)的化合物存在，還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工藝流程可由黏土釩礦制備NH4VO3。該工藝條件下，溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金屬離子Fe3＋Fe2＋Al3＋Mn2＋開始沉淀pH1.97.03.08.1完全沉淀pH3.29.04.710.1回答下列問(wèn)題：(1)“酸浸氧化”需要加熱，其原因是__________________________________。(2)“酸浸氧化”中，VO＋和VO2＋被氧化成VOeq\o\al(＋,2)，同時(shí)還有________離子被氧化。寫出VO＋轉(zhuǎn)化為VOeq\o\al(＋,2)反應(yīng)的離子方程式____________________________________________________________________________________________________。(3)“中和沉淀”中，釩水解并沉淀為V2O5·xH2O，隨濾液②可除去金屬離子K＋、Mg2＋、Na＋、______，以及部分的______。(4)“沉淀轉(zhuǎn)溶”中，V2O5·xH2O轉(zhuǎn)化為釩酸鹽溶解。濾渣③的主要成分是________。(5)“調(diào)pH”中有沉淀生成，生成沉淀反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________________________________________________________________。(6)“沉釩”中析出NH4VO3晶體時(shí)，需要加入過(guò)量NH4Cl，其原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________?！窘忸}流程】第一階段：初處理階段。(1)初處理階段的操作是“酸浸氧化”，此操作需要加熱，其原因主要是為了加快酸浸和氧化反應(yīng)速率，提高原料的利用率。(2)①分析物質(zhì)的變化。“酸浸氧化”過(guò)程中，F(xiàn)e3O4與硫酸反應(yīng)生成FeSO4、Fe2(SO4)3和水；MnO2具有氧化性，F(xiàn)e2＋具有還原性，因此在VO＋和VO2＋被氧化成VOeq\o\al(＋,2)的同時(shí)，F(xiàn)e2＋也被氧化。②陌生氧化還原反應(yīng)離子方程式的書寫。第一步，初步確定反應(yīng)物和生成物。顯性確定：直接從題給信息中確定；隱性確定；根據(jù)反應(yīng)原理分析確定。第二步，寫出氧化還原反應(yīng)離子方程式，具體步驟為：根據(jù)參加氧化還原反應(yīng)的氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物呈現(xiàn)反應(yīng)關(guān)系并依據(jù)得失電子數(shù)相等確定相關(guān)化學(xué)計(jì)量數(shù)。VO＋＋MnO2→VOeq\o\al(＋,2)＋Mn2＋第三步，根據(jù)溶液的酸堿性環(huán)境和相關(guān)守恒補(bǔ)充缺失微粒，并配平。從電荷守恒的角度分析，反應(yīng)物中需要增加帶正電荷的微粒，因?yàn)樵摬僮髦屑尤肓蛩?，因此可補(bǔ)充H＋；從原子個(gè)數(shù)守恒的角度分析：生成物中的氧原子數(shù)小于反應(yīng)物中的氧原子數(shù)，結(jié)合反應(yīng)物中的H＋，生成物中還應(yīng)有H2O。由此可寫出該反應(yīng)的離子方程式為VO＋＋MnO2＋2H＋=VOeq\o\al(＋,2)＋Mn2＋＋H2O第二階段：除雜提純階段。(3)根據(jù)題給信息，確定元素存在形態(tài)。由此可知，濾液②中還存在Mn2＋，另外還有部分Fe3＋和Al3＋。(4)物質(zhì)成分的分析：根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)及題給信息分析。濾餅②eq\o(→,\s\up7(pH＞13))濾渣④該過(guò)程中Al(OH)3溶解生成AlOeq\o\al(－,2)；Fe(OH)3以沉淀形式進(jìn)入濾渣③；根據(jù)題給信息V2O5·xH2O轉(zhuǎn)化為釩酸鹽溶解。(5)化學(xué)方程式的書寫：確定“調(diào)pH”過(guò)程中的反應(yīng)物、反應(yīng)條件，根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)和反應(yīng)原理書寫化學(xué)方程式。第三階段：獲得產(chǎn)品階段。(6)原有知識(shí)eq\o(→,\s\up7(遷移應(yīng)用))解釋新情境問(wèn)題。答案(1)加快酸浸和氧化反應(yīng)速率(促進(jìn)氧化完全)(2)Fe2＋VO＋＋MnO2＋2H＋=VOeq\o\al(＋,2)＋Mn2＋＋H2O(3)Mn2＋Al3＋和Fe3＋(4)Fe(OH)3(5)NaAlO2＋HCl＋H2O=Al(OH)3↓＋NaCl(6)利用同離子效應(yīng)，促進(jìn)NH4VO3盡可能完全析出【專題精練】隨著材料科學(xué)的發(fā)展，金屬釩及其化合物得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，并被譽(yù)為“合金維生素”。已知釩的原子序數(shù)為23，回答下列問(wèn)題。(1)釩廣泛分散于各種礦物中，鉀釩鈾礦中的釩原子最外層已達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，其化學(xué)式為K2H6U2V2O15(其中釩元素的化合價(jià)為＋5價(jià))，若用氧化物的形式表示，該化合物的化學(xué)式為______________________________________。(2)五氧化二釩是工業(yè)制造中的常用催化劑，如工業(yè)制硫酸中就利用五氧化二釩作催化劑。從含釩廢催化劑中回收釩，傳統(tǒng)的技術(shù)是“氧化焙燒法”，其具體流程為：eq\x(配料)→eq\x(研磨)→eq\x(焙燒)→eq\x(水浸)→eq\x(沉釩)→eq\x(煅燒)→eq\x(V2O5)其中焙燒是將食鹽和釩鉛礦在空氣中焙燒，這時(shí)礦石中所含的V2O5就轉(zhuǎn)化為NaVO3，然后用水從燒結(jié)塊中浸出NaVO3，再用稀硫酸酸化就得到V2O5的水合物，經(jīng)過(guò)煅燒就可得到V2O5。①配料在焙燒前磨碎的目的是_______________________________________。②寫出焙燒過(guò)程中V2O5發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________________________________________。(3)測(cè)定釩含量的方法是先把釩轉(zhuǎn)化成V2O5，V2O5在酸性溶液里轉(zhuǎn)變成VOeq\o\al(＋,2)，再用鹽酸，硫酸亞鐵、草酸等測(cè)定釩。反應(yīng)的化學(xué)方程式為VOeq\o\al(＋,2)＋H2C2O4=VO＋＋2CO2↑＋H2O。若反應(yīng)消耗0.9g草酸，參加反應(yīng)的釩元素質(zhì)量是________g。答案(1)K2O·V2O5·2UO3·3H2O(2)①增大接觸面積，使反應(yīng)充分進(jìn)行②2V2O5＋4NaCl＋O2eq\o(=,\s\up7(高溫))4NaVO3＋2Cl2(3)0.51解析(3)0.9g草酸的物質(zhì)的量是eq\f(0.9g,90g·mol－1)＝0.01mol，則根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式VOeq\o\al(＋,2)＋H2C2O4=VO＋＋2CO2↑＋H2O可知參加反應(yīng)的釩元素的質(zhì)量是0.01mol×51g·mol－1＝0.51g。1.下列說(shuō)法正確的是()A.(2021·全國(guó)卷Ⅱ)過(guò)量鐵粉加入稀硝酸中：Fe＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=Fe3＋＋NO↑＋2H2OB.(2021·湖南卷)FeO粉末在空氣中受熱，迅速被氧化成Fe3O4C.(2021·浙江1月選考)鐵粉與氧化鋁發(fā)生鋁熱反應(yīng)可用于焊接鐵軌D.(2020·北京卷)用鹽酸除鐵銹(主要成分Fe2O3·xH2O)是利用了氧化還原反應(yīng)答案B解析過(guò)量鐵粉與HNO3反應(yīng)時(shí)生成Fe2＋而不是Fe3＋，A項(xiàng)錯(cuò)誤；FeO是一種黑色粉末，不穩(wěn)定，易被空氣中的O2氧化成Fe3O4，加熱時(shí)反應(yīng)速率加快，B項(xiàng)正確；鋁粉與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng)，可用于焊接鐵軌，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Fe2O3與鹽酸的反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.下列說(shuō)法正確的是()A.(2020·全國(guó)卷Ⅲ)向H2O2溶液中滴加少量FeCl2：2Fe2＋＋H2O2=2Fe3＋＋2H＋＋O2↑B.(2020·江蘇卷)常溫下，F(xiàn)e與濃H2SO4反應(yīng)生成FeSO4C.(2018·北京卷)將NaOH溶液滴入FeSO4溶液中，產(chǎn)生白色沉淀，隨后變?yōu)榧t褐色，該顏色的變化與氧化還原反應(yīng)無(wú)關(guān)D.(2021·湖南卷)檢驗(yàn)溶液中FeSO4是否被氧化的方法是取少量待測(cè)液，滴加KSCN溶液，觀察溶液顏色的變化答案D解析H2O2作氧化劑的還原產(chǎn)物是H2O而不是O2，A項(xiàng)錯(cuò)誤；常溫下，鐵遇H2SO4鈍化，B項(xiàng)錯(cuò)誤；FeSO4與NaOH溶液反應(yīng)生成Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2被空氣中的O2氧化成Fe(OH)3，該變化過(guò)程發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；FeSO4溶液中的Fe2＋被氧化成Fe3＋，滴加KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色，故可通過(guò)觀察溶液的顏色檢驗(yàn)FeSO4溶液是否變質(zhì)，D項(xiàng)正確。3.(2021·廣東卷)部分含鐵物質(zhì)的分類與相應(yīng)化合價(jià)關(guān)系如圖所示。下列推斷不合理的是()A.a可與e反應(yīng)生成bB.b既可被氧化，也可被還原C.可將e加入濃堿液中制得d的膠體D.可存在b→c→d→e→b的循環(huán)轉(zhuǎn)化關(guān)系答案C解析A.鐵單質(zhì)可以和三價(jià)鐵鹽發(fā)生歸中反應(yīng)，生成亞鐵鹽，離子方程式為Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，故A正確；B.＋2價(jià)鐵為其中間價(jià)態(tài)，可以被氧化，也可以被還原，故B正確；C.制備氫氧化鐵膠體的方法為在沸水中滴加飽和三氯化鐵至液體成紅褐色，加入濃堿，會(huì)直接生成對(duì)應(yīng)的沉淀，故C錯(cuò)誤；D.亞鐵鹽加堿生成氫氧化亞鐵(b→c)，氫氧化亞鐵在空氣中被氧化為氫氧化鐵(c→d)，氫氧化鐵加酸生成三價(jià)鐵鹽(d→e)，鐵單質(zhì)可以和三價(jià)鐵鹽發(fā)生歸中反應(yīng)，生成亞鐵鹽(e→b)，故D正確。4.(2019·浙江4月選考)某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖裝置(氣密性已檢查)制備Fe(OH)2白色沉淀。請(qǐng)回答：(1)儀器1的名稱__________。裝置5的作用_______________________________。(2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，關(guān)閉K2，打開K1，反應(yīng)一段時(shí)間后，再打開K2，關(guān)閉K1，發(fā)現(xiàn)3中溶液不能進(jìn)入4中。請(qǐng)為裝置作一處改進(jìn)，使溶液能進(jìn)入4中_________________________________________________________________。(3)裝置改進(jìn)后，將3中反應(yīng)后溶液壓入4中，在4中析出了灰綠色沉淀。從實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程分析沒(méi)有產(chǎn)生白色沉淀的原因____________________________。答案(1)分液漏斗液封，防止空氣進(jìn)入裝置4(2)在裝置2、3之間添加控制開關(guān)(3)裝置4內(nèi)的空氣沒(méi)有排盡解析(1)儀器1的名稱為分液漏斗。由于Fe(OH)2易被氧氣氧化，故裝置5的作用是通過(guò)液封，防止空氣進(jìn)入裝置4。(2)3中溶液不能進(jìn)入4中的原因是生成的氫氣沿著導(dǎo)管通過(guò)2逸出，三頸燒瓶中無(wú)法形成高壓，故只需在2、3之間加一個(gè)控制開關(guān)。(3)生成灰綠色沉淀說(shuō)明氫氧化亞鐵被部分氧化，分析原因應(yīng)該是裝置4中的空氣未排盡。1.下列敘述正確的是()A.Fe與稀硝酸、稀硫酸反應(yīng)均有氣泡產(chǎn)生，說(shuō)明Fe與兩種酸均發(fā)生置換反應(yīng)B.足量的Fe在Cl2中燃燒生成FeCl2C.先后將等物質(zhì)的量的Fe2O3和Fe分別溶于同一稀鹽酸時(shí)無(wú)氣體放出D.Fe2O3→FeCl3(aq)eq\o(→,\s\up7(△))無(wú)水FeCl3，在給定的條件下能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化答案C解析A項(xiàng)，F(xiàn)e與稀硝酸反應(yīng)不是置換反應(yīng)；B項(xiàng)，F(xiàn)e與Cl2反應(yīng)只生成FeCl3，與Fe的量無(wú)關(guān)；C項(xiàng)，F(xiàn)e2O3＋Fe＋6H＋=3Fe2＋＋3H2O；D項(xiàng)，F(xiàn)eCl3(aq)加熱，F(xiàn)e3＋水解最終生成Fe(OH)3。2.(2021·江蘇如皋高三質(zhì)量調(diào)研)含鐵化合物在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛。下列鐵的化合物的性質(zhì)與用途具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的是()A.Fe2O3能與酸反應(yīng)，可用作紅色顏料B.K2FeO4具有強(qiáng)氧化性，可用于水體的消毒C.FeSO4具有還原性，可用作補(bǔ)血?jiǎng)〥.FeCl3溶液呈酸性，可用于蝕刻電路板上的銅答案B解析A項(xiàng)，F(xiàn)e2O3可用作紅色顏料是因?yàn)檠趸F為紅棕色固體，不是因?yàn)槟芘c酸反應(yīng)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，K2FeO4中的鐵為＋6價(jià)，具有強(qiáng)氧化性，可用于水體的消毒，正確；C項(xiàng)，亞鐵離子與身體內(nèi)的血紅蛋白結(jié)合，從而改善貧血的癥狀，不是因?yàn)槠渚哂羞€原性，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，氯化鐵和銅反應(yīng)生成氯化亞鐵和氯化銅，利用其氧化性而不是酸性，錯(cuò)誤。3.(2021·石景山模擬)下列對(duì)鐵元素代表物的描述錯(cuò)誤的是()代表物類別鐵元素價(jià)態(tài)部分性質(zhì)描述AFe3O4氧化物＋1價(jià)具有磁性的黑色晶體BFe(OH)2堿＋2價(jià)白色，易被氧化CFe(OH)3堿＋3價(jià)紅褐色，加熱失去水生成紅棕色粉末DFeCl3鹽＋3價(jià)FeCl3溶液中的Fe3＋能被Fe還原成Fe2＋答案A解析A.具有磁性的黑色晶體為四氧化三鐵(Fe3O4)，氧元素化合價(jià)－2價(jià)，鐵元素化合價(jià)為＋2、＋3價(jià)，故A錯(cuò)誤；B.Fe(OH)2在溶液中是白色沉淀，屬于弱堿，鐵元素化合價(jià)＋2價(jià)，易被空氣中氧氣氧化生成氫氧化鐵，故B正確；C.Fe(OH)3是堿類化合物，鐵元素化合價(jià)＋3價(jià)，為紅褐色固體，加熱失去水生成紅棕色粉末氧化鐵，故C正確；D.FeCl3屬于鹽類化合物，鐵元素化合價(jià)＋3價(jià)，鐵離子具有氧化性，F(xiàn)eCl3溶液中的Fe3＋能被Fe還原成Fe2＋，故D正確。4.向H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液，溶液迅速變黃，稍后產(chǎn)生氣體；再加入KSCN溶液，溶液變紅，一段時(shí)間后，溶液顏色明顯變淺。依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，下列分析不正確的是()A.產(chǎn)生氣體的原因是FeSO4將H2O2還原生成了O2B.H2O2溶液與FeSO4溶液反應(yīng)生成Fe3＋的證據(jù)：“溶液迅速變黃”和“溶液變紅”C.溶液顏色變淺，可能是過(guò)量的H2O2氧化了KSCND.溶液先變紅后明顯變淺，是由反應(yīng)速率不同導(dǎo)致的答案A解析H2O2具有強(qiáng)氧化性，F(xiàn)eSO4具有還原性，向H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成Fe3＋，使溶液迅速變黃，稍后產(chǎn)生氣體，是由于反應(yīng)生成的Fe3＋是H2O2分解反應(yīng)的催化劑，A錯(cuò)誤；Fe3＋水溶液顯黃色，且Fe3＋遇KSCN會(huì)顯紅色，B正確；KSCN具有還原性，H2O2具有強(qiáng)氧化性，二者會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，F(xiàn)e3＋與SCN－結(jié)合生成的Fe(SCN)3的濃度降低，故會(huì)使溶液的顏色變淺，C正確；溶液中開始時(shí)Fe3＋與SCN－結(jié)合生成的Fe(SCN)3的濃度較大，溶液的紅色比較深，后來(lái)由于KSCN被氧化，使Fe(SCN)3的濃度降低，溶液顏色變淺，這都是由于濃度改變，導(dǎo)致物質(zhì)的反應(yīng)速率發(fā)生變化引起的，D正確。5.下列實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象、結(jié)論或目的均正確的是()選項(xiàng)操作和現(xiàn)象結(jié)論或目的A向紅磚粉末中加入鹽酸，充分反應(yīng)后取上層清液于試管中，滴加KSCN溶液2～3滴，溶液呈紅色紅磚中含有氧化鐵BCO還原Fe2O3得到的黑色固體加入鹽酸溶解后再加入KSCN溶液，溶液不顯紅色黑色固體中沒(méi)有Fe3O4C取少量Fe(NO3)2試樣加水溶解，加稀H2SO4酸化，滴加KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色該Fe(NO3)2試樣已經(jīng)變質(zhì)D向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液，變紅色原溶液中含有Fe2＋答案A解析CO還原Fe2O3得到單質(zhì)Fe，即使有Fe3O4，其溶于鹽酸后產(chǎn)生的Fe3＋與Fe發(fā)生反應(yīng)：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，加入KSCN溶液也不一定顯紅色，B項(xiàng)錯(cuò)誤；NOeq\o\al(－,3)＋H＋具有強(qiáng)氧化性，而Fe2＋具有還原性，兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，有Fe3＋生成，遇KSCN溶液呈紅色，不能證明樣品是否變質(zhì)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；若原溶液中不存在Fe2＋，存在Fe3＋，也有此現(xiàn)象，D項(xiàng)錯(cuò)誤。6.將鐵置于FeCl3、CuCl2的混合溶液中，下列說(shuō)法正確的是()A.若無(wú)固體剩余，則溶液中一定有Fe3＋B.若有固體存在，則溶液中一定有Fe2＋C.若溶液中有Cu2＋，則一定沒(méi)有固體析出D.若溶液中有Fe2＋，則一定有Cu析出答案B解析向混合溶液中加入鐵粉，依次發(fā)生反應(yīng)，2FeCl3＋Fe=3FeCl2，F(xiàn)e＋CuCl2=FeCl2＋Cu，若無(wú)固體剩余，則溶液中可能有Fe3＋未被完全還原而存在，也可能恰好完全被還原而不存在，A項(xiàng)錯(cuò)誤；若有固體存在，則溶液中一定有Fe3＋被還原生成Fe2＋，B項(xiàng)正確；若溶液中有Cu2＋，則可能Cu2＋未被還原或部分被還原，則固體中一定不存在Fe，但可能存在Cu，C項(xiàng)錯(cuò)誤；若溶液中有Fe2＋可能是Cu2＋被還原有單質(zhì)Cu析出或Cu2＋未被還原而沒(méi)有固體析出，D項(xiàng)錯(cuò)誤。7.鐵的常見化合價(jià)有＋2價(jià)和＋3價(jià)。據(jù)研究，鐵在濃HNO3中發(fā)生鈍化時(shí)，可生成一種化學(xué)式為Fe8O11的化合物，它可以看作由FeO和Fe2O3組成的復(fù)雜氧化物。該化合物可以表示為()A.FeO·3Fe2O3 B.2FeO·3Fe2O3C.FeO·2Fe2O3 D.2FeO·Fe2O3答案B解析化合物Fe8O11可以看作由FeO和Fe2O3組成的復(fù)雜氧化物，設(shè)化學(xué)式為nFeO·mFe2O3，則eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(n＋2m＝8，,n＋3m＝11，))解得n＝2，m＝3，該化合物可以表示為2FeO·3Fe2O3。8.(2022·福建泉州科技中學(xué)高三月考)“安心神，堅(jiān)骨髓，潤(rùn)肌膚”是大宋第一部官修藥典《開寶本草》對(duì)鐵粉的藥用功效的描述。實(shí)驗(yàn)室用如圖裝置模擬制取藥用鐵粉并檢驗(yàn)產(chǎn)物，下列說(shuō)法不正確的是()A.先打開裝置甲的分液漏斗活塞，再點(diǎn)燃裝置丙的酒精燈B.裝置乙、丁中分別裝有濃硫酸、無(wú)水硫酸銅C.反應(yīng)后取少量裝置丙的藥品滴加稀硫酸，檢驗(yàn)是否有鐵粉生成D.裝置戊可檢驗(yàn)是否有CO2生成，并可用點(diǎn)燃的酒精燈除去尾氣答案C解析先打開裝置甲的分液漏斗活塞，使稀硫酸與Zn粒反應(yīng)生成H2，排凈裝置內(nèi)的空氣后再點(diǎn)燃裝置丙的酒精燈，A正確；裝置乙中的濃硫酸作用為吸收產(chǎn)生H2中的H2O，丁中的無(wú)水硫酸銅遇水會(huì)變藍(lán)，用于檢驗(yàn)H2O的生成，B正確；無(wú)論有無(wú)鐵粉生產(chǎn)，裝置丙中的物質(zhì)遇稀硫酸都會(huì)有氣體生成，F(xiàn)eCO3＋H2SO4=H2O＋CO2↑＋FeSO4；Fe＋H2SO4=H2↑＋FeSO4，C錯(cuò)誤；若有CO2生成，則裝置戊中的澄清石灰水會(huì)變渾濁，尾氣為H2可以點(diǎn)燃去除，D正確。9.(2022·河北省級(jí)聯(lián)測(cè)高三聯(lián)考)如圖為鐵的價(jià)—類二維圖，下列說(shuō)法正確的是()A.a在純氧中燃燒可生成bB.通過(guò)化合反應(yīng)或復(fù)分解反應(yīng)均能直接得到fC.固體b溶于氫碘酸的離子方程式為Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2OD.向e的溶液中滴加KSCN溶液，溶液變紅可證明e的溶液完全變質(zhì)答案B解析a是Fe、b是Fe2O3、c是FeO、d是鐵鹽、e是亞鐵鹽、f是Fe(OH)3、g是Fe(OH)2。a是鐵，鐵在氧氣中燃燒生成物是Fe3O4，A錯(cuò)誤；FeCl3＋3NaOH=Fe(OH)3↓＋3NaCl、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，通過(guò)化合反應(yīng)或復(fù)分解反應(yīng)均能直接得到Fe(OH)3，B正確；Fe2O3溶于氫碘酸的離子方程式為Fe2O3＋2I－＋6H＋=2Fe2＋＋I(xiàn)2＋3H2O，C錯(cuò)誤；向含F(xiàn)e2＋的溶液中滴加KSCN溶液，溶液變紅可證明含F(xiàn)e3＋，無(wú)法證明含F(xiàn)e2＋的溶液是否完全變質(zhì)，D錯(cuò)誤。10.(2020·日照一模)高鐵酸鉀(K2FeO4)是新型的綠色環(huán)保水處理劑。一種制備K2FeO4的流程如下：下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A.步驟ⅰ中反應(yīng)的離子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2OB.步驟ⅱ說(shuō)明堿性條件下，氧化性：NaClO>Na2FeO4C.步驟ⅲ的反應(yīng)為復(fù)分解反應(yīng)，說(shuō)明溶解度：Na2FeO4<K2FeO4D.K2FeO4作為性能優(yōu)良的水處理劑，主要是利用了其強(qiáng)氧化性和還原后產(chǎn)生的具有絮凝作用的Fe(Ⅲ)答案C解析步驟ⅰ為FeSO4溶液在酸性條件下與H2O2發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成H2O和Fe2(SO4)3，根據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律可得反應(yīng)的離子方程式為2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O，A正確；步驟ⅱ為Fe2(SO4)3與NaClO在堿性條件下發(fā)生氧化還原得到Na2FeO4，氧化劑是NaClO，氧化產(chǎn)物為Na2FeO4，氧化性：NaClO>Na2FeO4，B正確；溶解度大的物質(zhì)易轉(zhuǎn)化為溶解度小的物質(zhì)，故溶解度：Na2FeO4>K2FeO4，C錯(cuò)誤；由于K2FeO4具有強(qiáng)氧化性，因此可用于水的殺菌消毒，且其還原產(chǎn)物產(chǎn)生的Fe3＋水解得到Fe(OH)3的膠體，具有絮凝的作用，D正確。11.從化合價(jià)和物質(zhì)類別兩個(gè)視角認(rèn)識(shí)元素及其化合物性質(zhì)是重要的化學(xué)學(xué)習(xí)方式。圖1是Fe及其化合物的化合價(jià)——物質(zhì)類別二維圖?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)工業(yè)上冶煉Fe常用的方法是________(填字母)。a.電解法b.還原法c.熱分解法d.物理方法(2)若圖1中的F為硫酸鹽，請(qǐng)寫出由D生成F的離子方程式___________________________________________________________________。(3)圖1中的B在潮濕的空氣中很容易發(fā)生化合反應(yīng)變成E，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)圖1中的F與C在水溶液中的轉(zhuǎn)化離子反應(yīng)有2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2，為了探究該反應(yīng)存在一定的限度，某化學(xué)興趣小組在試管中取10mL0.5mol·L－1的KI溶液，再加入10mL0.2mol·L－1的FeCl3溶液，振蕩，使試管中的物質(zhì)充分反應(yīng)一段時(shí)間。為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，還需要再向試管中加入下列試劑中的________(填字母)。A.淀粉溶液 B.KSCN溶液C.CCl4 D.酸性高錳酸鉀溶液(5)用Fe可以除去水體中的NOeq\o\al(－,3)(原理如圖2)。若有1molNOeq\o\al(－,3)轉(zhuǎn)化為NHeq\o\al(＋,4)，則參加反應(yīng)的Fe失去的電子的物質(zhì)的量為________mol。答案(1)b(2)Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O(3)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3(4)B(5)8解析(1)工業(yè)上常用碳還原鐵礦石冶煉Fe，為還原法。(2)根據(jù)圖1，D到F過(guò)程中鐵的化合價(jià)未變，F(xiàn)為硫酸鹽，則D為氧化鐵，氧化鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水，離子方程式為Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O。(3)B為＋2價(jià)的堿，為氫氧化亞鐵，可與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化鐵?；瘜W(xué)方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。(4)根據(jù)題中數(shù)據(jù)，可知KI過(guò)量，若反應(yīng)為可逆反應(yīng)，則溶液中存在Fe3＋，可用KSCN溶液檢驗(yàn)。(5)NOeq\o\al(－,3)轉(zhuǎn)化為NHeq\o\al(＋,4)，N的化合價(jià)由＋5價(jià)變?yōu)椋?價(jià)，1molNOeq\o\al(－,3)得到8mol電子，根據(jù)得失電子守恒，則參加反應(yīng)的Fe失去8mol電子。12.硫酸亞鐵銨[FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O]俗稱摩爾鹽。硫酸亞鐵在空氣中易被氧化，但與硫酸銨反應(yīng)生成摩爾鹽后較穩(wěn)定。模擬工業(yè)制備硫酸亞鐵銨晶體的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。回答下列問(wèn)題：(1)先用飽和碳酸鈉溶液煮沸鐵屑(含少量油污、鐵銹等)，再用清水洗凈。用飽和碳酸鈉溶液煮沸的目的是___________________________________________。(2)按如圖連接好裝置，經(jīng)檢驗(yàn)氣密性良好后加入相應(yīng)的藥品，打開K1、K2，關(guān)閉K3，裝置B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式可能是________(填字母)。A.Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑B.2Fe＋6H＋=2Fe3＋＋3H2↑C.Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2OD.2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋鐵屑快反應(yīng)完時(shí)，打開________，關(guān)閉________，裝置B中的溶液會(huì)流入裝置A，其原因是______________________________________________________。(3)常溫下，將反應(yīng)后的溶液放置一段時(shí)間，瓶底將結(jié)晶析出硫酸亞鐵銨。為了測(cè)定晶體中Fe2＋的含量，稱取一份質(zhì)量為4.0g的硫酸亞鐵銨晶體樣品，配成溶液。用0.1mol·L－1酸性KMnO4溶液滴定至終點(diǎn)，消耗KMnO4溶液體積為20.00mL。反應(yīng)到達(dá)滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為___________________________________________________________________________________________________________。計(jì)算晶體中Fe2＋的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。答案(1)使油污發(fā)生水解而除去(2)ACDK3K1、K2裝置B中產(chǎn)生H2，使壓強(qiáng)大于大氣壓(3)滴入最后一滴酸性KMnO4溶液后，溶液恰好變淺紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色14%解析(1)飽和碳酸鈉溶液顯堿性，油污在熱堿性條件下水解，則用飽和碳酸鈉溶液煮沸的目的是使油污發(fā)生水解而除去。(2)鐵屑中含有鐵銹(Fe2O3)等，都與硫酸反應(yīng)，反應(yīng)后的產(chǎn)物Fe3＋與Fe也可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)，故A、C、D正確，B錯(cuò)誤；鐵屑快反應(yīng)完時(shí)，打開K3關(guān)閉K1、K2，裝置B中的溶液會(huì)流入裝置A，因?yàn)檠b置B中產(chǎn)生H2，使壓強(qiáng)大于大氣壓。(3)用KMnO4溶液滴定硫酸亞鐵銨，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，硫酸亞鐵銨中的鐵元素的化合價(jià)由＋2價(jià)升高到＋3價(jià)，生成Fe3＋，則1mol硫酸亞鐵銨失去1mol電子發(fā)生氧化反應(yīng)，高錳酸鉀中的錳元素的化合價(jià)由＋7價(jià)降低到＋2價(jià)生成Mn2＋，則1mol高錳酸鉀得5mol電子發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)得失電子守恒，高錳酸鉀和硫酸亞鐵的物質(zhì)的量比為1∶5，n(KMnO4)＝0.1mol·L－1×0.02000L＝0.002000mol，則n(Fe2＋)＝0.01mol，m(Fe2＋)＝0.56g，晶體中Fe2＋的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq\f(0.56g,4.0g)×100%＝14%；滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為滴入最后半滴酸性KMnO4溶液后，溶液恰好變淺紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色。13.用FeCl3溶液蝕刻印刷電路板，發(fā)生反應(yīng)：2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2，分別取適量蝕刻后的溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下列實(shí)驗(yàn)結(jié)論一定正確的是()A.通入Cl2，再滴入KSCN溶液，溶液變紅，說(shuō)明所得溶液中已不含F(xiàn)e2＋B.加入鐵粉，充分反應(yīng)，有固體剩余，說(shuō)明所得溶液中已不含F(xiàn)e3＋C.滴加足量稀硝酸，充分反應(yīng)，則所得溶液中n(Fe3＋)＝2n(Cu2＋)D.滴加足量NaOH溶液，充分反應(yīng)，則所得沉淀中n[Fe(OH)2]＝n[Cu(OH)2]答案B解析A.檢驗(yàn)Fe2＋先加入KSCN溶液后通入氯氣，如果先通入Cl2，Cl2能氧化Fe2＋生成Fe3＋而干擾Fe2＋的檢驗(yàn)，而無(wú)法判斷原溶液是否含有Fe2＋，故A錯(cuò)誤；B.加入Fe粉，有固體剩余，無(wú)論固體是Fe還是Cu，都能與Fe3＋反應(yīng)，所以只要有固體剩余，反應(yīng)后的溶液中一定不含F(xiàn)e3＋，故B正確；C.稀硝酸具有強(qiáng)氧化性，能氧化Fe2＋生成Fe3＋，但是原來(lái)刻蝕液中是否還含有未反應(yīng)的Fe3＋，所以無(wú)法判斷加入足量硝酸后的溶液中n(Fe3＋)、n(Cu2＋)關(guān)系，故C錯(cuò)誤；D.加入足量NaOH溶液，分別生成Fe(OH)2、Cu(OH)2，根據(jù)方程式2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2知，最終得到的沉淀n[Fe(OH)2]＝2n[Cu(OH)2]，故D錯(cuò)誤。14.(2021·常德模擬)某興趣小組將過(guò)量Cu與FeCl3溶液充分反應(yīng)，靜置后取上層清液于試管中，將KSCN溶液滴加到清液中，瞬間產(chǎn)生白色沉淀，局部出現(xiàn)紅色，振蕩試管，紅色又迅速褪去。已知：①CuCl2＋Cu=2CuCl↓(白色)速率很慢②2CuCl2＋4KSCN=2CuSCN↓(白色)＋(SCN)2＋4KCl速率很快③(SCN)2是擬鹵素，化學(xué)性質(zhì)和氯氣相似下列說(shuō)法正確的是()A.用KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3＋時(shí)，Cu2＋的存在會(huì)對(duì)檢驗(yàn)產(chǎn)生干擾B.局部出現(xiàn)紅色的主要原因是溶液中Fe2＋被空氣中O2氧化成Fe3＋C.白色沉淀為CuCl，是溶液中CuCl2與Cu反應(yīng)生成的D.紅色迅速褪去是因?yàn)镃u2＋與SCN－發(fā)生反應(yīng)②，使Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3平衡正向移動(dòng)答案A解析A.用KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3＋時(shí)，根據(jù)2CuCl2＋4KSCN=2CuSCN↓(白色)＋(SCN)2＋4KCl，Cu2＋存在干擾，故A正確；B.紅色物質(zhì)是Fe(SCN)3，(SCN)2是擬鹵素，化學(xué)性質(zhì)和氯氣相似，說(shuō)明也具有氧化性，溶液中的Fe2＋也可能是被(SCN)2氧化成Fe3＋，故B錯(cuò)誤；C.Cu(過(guò)量)與FeCl3溶液反應(yīng)，得到的是氯化銅和氯化亞鐵，在Cu過(guò)量時(shí)，繼續(xù)反應(yīng)CuCl2＋Cu=2CuCl↓(白色)，溶液中一定存在亞鐵離子，可能會(huì)存在銅離子，一定會(huì)出現(xiàn)CuCl↓(白色)，但是將KSCN溶液滴加到混合液中，也可能存在反應(yīng)2CuCl2＋4KSCN=2CuSCN↓(白色)＋(SCN)2＋4KCl，所以觀察到瞬間產(chǎn)生白色沉淀可能是溶液中的CuCl2與Cu反應(yīng)生成，也可能是CuCl2、KSCN之間反應(yīng)生成，故C錯(cuò)誤；D.Cu和Fe3＋反應(yīng)生成Cu2＋和Fe2＋，2CuCl2＋4KSCN=2CuSCN↓(白色)＋(SCN)2＋4KCl速率很快，從而使Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3平衡逆向移動(dòng)，故D錯(cuò)誤。15.硫酸鐵銨aFe2(SO4)3·b(NH4)2SO4·cH2O廣泛用于城鎮(zhèn)生活飲用水、工業(yè)循環(huán)水的凈化處理等。某化工廠以硫酸亞鐵(含少量硝酸鈣)和硫酸銨為原料，設(shè)計(jì)了如下工藝流程制取硫酸鐵銨。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)濾渣A的主要成分是____________________________________________。(2)下列物質(zhì)中最適合的氧化劑B是________；反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________________________________________________________________________________________________。a.NaClO b.H2O2c.KMnO4 d.K2Cr2O7(3)操作甲、乙的名稱分別是：甲________，乙________。(4)上述流程中，氧化之后和加熱蒸發(fā)之前，需取少量溶液檢驗(yàn)Fe2＋是否已全部被氧化，所加試劑能否用酸性的KMnO4溶液？____________(填“能”或“不能”)，理由是：_____________________________________________________________________________________________________________________________________。(可用語(yǔ)言或方程式說(shuō)明)(5)檢驗(yàn)硫酸鐵銨中NHeq\o\al(＋,4)的方法是________________________________________________________________________________________________________。(6)稱取14.00g樣品，將其溶于水配制成100mL溶液，分成兩等份，向其中一份溶液中加入足量NaOH溶液，過(guò)濾洗滌得到2.14g沉淀；向另一份溶液中加入0.05molBa(NO3)2溶液，恰好完全反應(yīng)。則該硫酸鐵銨的化學(xué)式為__________________________________________________________________。答案(1)CaSO4(2)bH2O2＋2Fe2＋＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O(3)冷卻結(jié)晶常溫晾干(4)不能H2O2和Fe2＋均能使酸性KMnO4溶液褪色(5)在試管中加入少量樣品和NaOH固體加熱，在試管口用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)，看到試紙變成藍(lán)色(6)Fe2(SO4)3·2(NH4)2SO4·2H2O解析(1)加入硫酸，可增大溶液中SOeq\o\al(2－,4)的濃度，將Ca2＋轉(zhuǎn)化為沉淀，生成CaSO4，同時(shí)抑制Fe2＋水解。(2)為避免引入新雜質(zhì)，應(yīng)加入過(guò)氧化氫作為氧化劑，還原產(chǎn)物是水，反應(yīng)的離子方程式為H2O2＋2Fe2＋＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O。(3)在80℃下反應(yīng)可生成硫酸鐵銨，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾洗滌，最后經(jīng)常溫晾干可得到純凈的硫酸鐵銨，溫度不能過(guò)高，防止分解。(4)酸性高錳酸鉀溶液的氧化性很強(qiáng)，H2O2和Fe2＋均能使酸性KMnO4溶液褪色，應(yīng)加入K3[Fe(CN)6]溶液，如生成藍(lán)色沉淀，可說(shuō)明含有亞鐵離子。(5)檢驗(yàn)NHeq\o\al(＋,4)的方法是加入強(qiáng)堿反應(yīng)，加熱能夠產(chǎn)生使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，該氣體是氨氣，從而證明原溶液中一定含有NHeq\o\al(＋,4)。(6)稱取14.00g樣品，將其溶于水配制成100mL溶液，分成兩等份，向其中一份中加入足量NaOH溶液，過(guò)濾洗滌得到2.14g沉淀，應(yīng)為Fe(OH)3，n[Fe(OH)3]＝eq\f(2.14g,107g·mol－1)＝0.02mol，所以14.00g樣品中含有Fe2(SO4)30.02mol；向另一份溶液中加入0.05molBa(NO3)2溶液，恰好完全反應(yīng)，則n(SOeq\o\al(2－,4))＝0.05mol，則n(SOeq\o\al(2－,4))總量為0.1mol，因此(NH4)2SO4為0.1mol－0.02mol×3＝0.04mol，則m(H2O)＝14.00g－0.02mol×400g·m