2023屆高考化學(xué)魯科版一輪復(fù)習(xí)熱點(diǎn)強(qiáng)化練3 工藝流程中含鐵化合物的制備_第1頁
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熱點(diǎn)強(qiáng)化練3工藝流程中含鐵化合物的制備1.(2021·安徽名校聯(lián)盟聯(lián)考)堿式硫酸鐵[Fe(OH)SO4]是用于污水處理的新型高效絮凝劑。工業(yè)上利用廢鐵屑(含少量氧化鋁、氧化鐵等)生產(chǎn)堿式硫酸鐵的工藝流程如圖。下列敘述錯(cuò)誤的是(D)A.沉淀A為Al(OH)3B.合理處理廢鐵屑有利于保護(hù)環(huán)境和資源再利用C.加入H2O2的作用是將溶液中的Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+D.溶液B的pH越大越好,有利于堿式硫酸鐵的生成解析:酸浸液中有Fe2+和Al3+,加入少量NaHCO3的目的是調(diào)節(jié)pH,使溶液中的Al3+形成Al(OH)3沉淀,A項(xiàng)正確;廢鐵屑扔掉會(huì)污染環(huán)境、浪費(fèi)資源,故合理處理廢鐵屑有利于保護(hù)環(huán)境和資源再利用,B項(xiàng)正確;溶液A中含F(xiàn)e2+,加入H2O2的作用是將溶液中的Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+,Fe3+再水解形成堿式硫酸鐵,C項(xiàng)正確;溶液B的pH必須控制在一定的范圍內(nèi),pH偏小時(shí),Fe3+水解程度較弱,pH偏大時(shí),Fe3+會(huì)水解變成氫氧化鐵沉淀,得不到堿式硫酸鐵,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.(2022·浙江臺(tái)州月考)高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種新型多功能凈水劑,強(qiáng)堿性條件下制取,干燥環(huán)境下冷藏。制備過程如圖:漂白粉與蘇打溶液1溶液2K2FeO4固體下列說法不正確的是(C)A.高鐵酸鉀既能殺菌消毒又有凈水作用,凈水作用與膠體的性質(zhì)有關(guān)B.溶液1→溶液2的離子方程式為2Fe3++3ClO-+10OH-2FeO423Cl-+5H2OC.溶液2中加入KOH析出了K2FeO4固體,說明K2FeO4難溶于水D.高鐵酸鉀受熱分解可放出氧氣解析:高鐵酸鉀既能殺菌消毒又有凈水作用,其中殺菌消毒為高鐵酸根離子具有強(qiáng)氧化性,凈水為利用高鐵酸根離子被還原生成的鐵離子水解生成氫氧化鐵膠體具有吸附性,與膠體性質(zhì)有關(guān),故A正確;漂白粉的主要成分為氯化鈣和次氯酸鈣,蘇打的主要成分為碳酸鈉,兩者反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和碳酸鈣,在堿性條件下次氯酸鈉與鐵離子反應(yīng)生成高鐵酸根離子、氯離子和水,則溶液1→溶液2的離子方程式為2Fe3++3ClO-+10OH-2FeO42-+3Cl-+5H2O,故B正確;鉀鹽、鈉鹽都易溶于水,溶液2中加入KOH析出了K2FeO4固體,說明K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4,而不是K2FeO4難溶于水,故C不正確;高鐵酸鉀受熱易分解為氧化鐵、氧化鉀和氧氣,即4K2FeO42Fe2O3+3O2↑+4K23.(雙選)由煉鋼污泥(主要成分為鐵的氧化物)制備軟磁性材料α-Fe2O3,主要流程如圖:下列有關(guān)說法正確的是(AC)A.可通過適當(dāng)延長“酸浸”時(shí)間來提高鐵元素的浸出率B.“還原”過程中只有置換反應(yīng)發(fā)生C.“除雜”過程中若溶液pH偏低可導(dǎo)致CaF2沉淀不完全D.“沉鐵”時(shí)生成的沉淀為FeCO3,再焙燒得到αFe2O3解析:適當(dāng)延長“酸浸”時(shí)間能提高鐵元素的浸出率,故A項(xiàng)正確;“還原”過程中Fe與三價(jià)鐵反應(yīng)生成二價(jià)鐵,剩余的鐵與H+反應(yīng)生成氫氣,前者不屬于置換反應(yīng),故B項(xiàng)錯(cuò)誤;向“還原”后的濾液中加入NH4F,使Ca2+轉(zhuǎn)化為CaF2沉淀,若溶液pH偏低,即溶液中H+濃度較大,H+與F-結(jié)合形成弱酸HF,導(dǎo)致溶液中c(F-)減少,CaF2沉淀不完全,故C項(xiàng)正確;FeCO3中鐵為+2價(jià),得到Fe2O3時(shí)需要補(bǔ)充空氣氧化,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.高鐵酸鹽(鈉、鉀)具有很強(qiáng)的氧化性,從而可以有效地殺滅水中的細(xì)菌和病毒。實(shí)驗(yàn)證明,由于其強(qiáng)烈的氧化和絮凝共同作用,高鐵酸鹽的消毒和除污效果全面優(yōu)于含氯消毒劑和高錳酸鹽。更為重要的是在整個(gè)的消毒和凈化過程中,不產(chǎn)生任何對(duì)人體有害的物質(zhì)。高鐵酸鹽被科學(xué)家們公認(rèn)為綠色消毒劑。利用黃銅礦廢渣(主要成分為CuFeS2和SiO2)制取高鐵酸鈉的工藝流程如圖:回答下列問題。(1)焙燒黃銅礦廢渣時(shí),為了提高產(chǎn)率可進(jìn)行的操作為

(任寫一種可行性的操作)。(2)氣體X恰好被濃NaOH溶液吸收形成酸式鹽,此溶液呈(填“酸”“堿”或“中”)性,試通過計(jì)算說明原因:

(已知X溶于水生成的含氧酸的電離平衡常數(shù)Ka1=2×10-2,Ka2=1×10-7)。(3)濾渣1的主要成分是(填化學(xué)式),要檢驗(yàn)溶液Ⅰ中的金屬陽離子,實(shí)驗(yàn)操作是

。

(4)在溶液Ⅰ中加入合適的試劑Y是(填字母)。

A.K2Cr2O7B.O3C.H2O2D.KMnO4(5)在溶液Ⅱ中加入固體NaOH的目的有

、。

(6)工業(yè)上利用NaClO的氧化性,在堿性條件下用FeCl3、NaOH、NaClO三種物質(zhì)在一定條件下反應(yīng)制得Na2FeO4,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:

。

解析:(1)將黃銅礦廢渣粉碎,可增大固體和氣體的接觸面積,適當(dāng)升高溫度、增大氧氣的濃度可增大反應(yīng)速率,提高產(chǎn)率。(2)氣體X為二氧化硫,與NaOH反應(yīng)生成的酸式鹽為NaHSO3,HSO3-電離平衡常數(shù)Ka2=1×10-7,水解平衡常數(shù)Kh=KwKa1(3)SiO2不與稀鹽酸反應(yīng),濾渣1的主要成分是SiO2;溶液Ⅰ中的金屬陽離子為Fe2+,加入K3[Fe(CN)6]溶液,若產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,則證明有Fe2+。(4)試劑Y將溶液中的Fe2+氧化為Fe3+,為不引入新的雜質(zhì)離子,選擇臭氧或過氧化氫。(5)加入固體NaOH可中和溶液中的酸,易生成高鐵酸鈉;還可提供堿性環(huán)境,使高鐵酸鈉穩(wěn)定存在。(6)FeCl3、NaOH、NaClO反應(yīng)生成Na2FeO4,根據(jù)得失電子守恒及原子守恒,可得化學(xué)方程式為2FeCl3+10NaOH+3NaClO2Na2FeO4+9NaCl+5H2O。答案:(1)粉碎黃銅礦廢渣(或升高溫度、增大氧氣的濃度)(2)酸酸式鹽為NaHSO3,其電離平衡常數(shù)Ka2=1×10-7,水解平衡常數(shù)Kh=KwKa1=5×10-13,

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