1、- 1 -专题 3.3 铁及其化合物1.了解铁及其重要化合物的主要性质及其应用。2.以 Fe2 、Fe 3 的相互转化为例,理解变价金属元素的氧化还原反应。3.能鉴别溶液中的 Fe2 、Fe 3 。热点题型一 铁及其重要化合物例 1、下列说法正确的是( )A中性溶液中可能大量存在 Fe3 、K 、Cl 、SO 24B氧化铁能与酸反应,因此可用于制作红色涂料C转化 Fe2O3 FeCl3(aq) 无水 FeCl3能一步实现 盐 酸 蒸 发 D铁粉作食品袋内的脱氧剂是起还原作用【答案】D 【提分秘籍】(1)铁分别与氯气和盐酸反应所得的氯化物不同,Fe 与 Cl2反应生成 FeCl3,而 Fe 与盐
2、酸反应生成 FeCl2。 (2)铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是 Fe2O3,而铁在纯氧中燃烧的产物是 Fe3O4。 (3)铁与硫蒸气反应生成的是 FeS 而不是 Fe2S3;铁与碘蒸气反应生成的是 FeI2而不是 FeI3。 (4)Fe3O4的组成可理解为 FeOFe2O3,与非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸)反应时生成 Fe2 和Fe3 ;与氧化性酸(如 HNO3)反应时生成 Fe3 ;与还原性酸(如 HI)反应时生成 Fe2 。 (5)Fe3O4中的 3 个 Fe 原子的化合价可看作 2 个为3 价,1 个为2 价,可表示为FeOFe2O3,平均价态为- 2 - 价。在发生氧化还原反应时
3、,对应价态的铁参与相关反应,如 Fe3O4与 HNO3反应时只有832 价铁被氧化。【归纳提升】 成功制备 Fe(OH)2的关键与方法 由于 Fe(OH)2具有很强的还原性,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。 制备原理:Fe 2 2OH =Fe(OH)2。 (1)制备 Fe(OH)3成功的关键。 溶液中不含 Fe3 和 O2等氧化性物质。 制备过程中,保证生成的 Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。(2)制备 Fe(OH)2时常采用的方法。 采用新制备的纯亚铁盐溶液(Fe 2 易被空气中的氧气氧
4、化成 Fe3 )。 将溶解亚铁盐的蒸馏水煮沸(除去溶解的氧气)。 将碱直接加到亚铁盐溶液的底部。 在亚铁盐溶液的液面上加隔氧剂(如加入苯等密度比水的小而又不溶于水的有机溶剂)。 【举一反三】 等质量的下列物质与足量稀硝酸反应,放出 NO 物质的量最多的是( )AFeO BFe 2O3 CFeSO 4 DFe 3O4 【答案】A 热点题型二 “铁三角”的转化关系及应用例 2、 下列说法正确的是( )A将稀硝酸加入过量铁粉中,充分反应后滴加 KSCN 溶液,反应现象是有气体产生,溶液呈血红色,原因是稀硝酸将 Fe 氧化为 Fe3 B将铜粉加入 1.0 molL1 Fe2(SO4)3溶液中,会有溶液
5、变蓝、黑色固体出现的现象,这是因为金属铁比铜活泼CFeCl 3溶液可用于铜质印刷线路板制作是因为 FeCl3能从含 Cu2 的溶液中置换出铜- 3 -D室温下,能将浓硫酸盛放在铁桶中 【答案】D【提分秘籍】 1 “铁三角”中的转化关系 2重要应用(1)物质除杂。主要物质 杂质 除杂方法FeCl3 FeCl2 通入适量氯气、加入氯水或 H2O2Fe2 Cu2 加入过量铁粉后过滤Mg2 Fe3 加入 MgO 或 Mg(OH)2调节 pH 值后过滤Cu2 Fe2先加入氧化剂(如 H2O2),将 Fe2 氧化为 Fe3 ,再加入CuO、Cu(OH) 2或 Cu2(OH)2CO3调节 pH 值后过滤Fe
6、2O3 Al2O3 加过量强碱(如 NaOH)溶液后过滤(2)判断离子共存。发生氧化还原反应而不能大量共存。Fe2 与强氧化剂不能共存:NO (H )、ClO 、MnO (H )。 3 4Fe3 与强还原剂不能共存:S 2 、I 、HS 、SO 。23- 4 -发生非氧化还原反应不能大量共存。Fe2 、Fe 3 与 OH 、HCO 、CO 、AlO 等发生复分解或水解相互促进不能大量共存。 3 23 2Fe3 与 SCN 发生络合反应不能大量共存。(3)盐溶液的配制和保存。含 Fe2 的溶液:如配制 FeSO4溶液时加入稀硫酸防止 Fe2 的水解,加入铁粉防止 Fe2 被氧化。含 Fe3 的溶
7、液:如配制 Fe2(SO4)3溶液,应将 Fe2(SO4)3固体溶于 H2SO4,再加水稀释到指定浓度。(4)Fe2 、Fe 3 的检验。观察法:根据溶液颜色。含有 Fe2 的溶液显浅绿色;含有 Fe3 的溶液显黄色。用 KSCN 溶液和氯水检验。 【举一反三】 某溶液中可能存在 Mg2 、Fe 2 、Fe 3 ,加入 NaOH 溶液,开始时有白色絮状沉淀生成,白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,下列结论正确的是( )A一定有 Fe2 ,一定没有 Fe3 、Mg 2 B一定有 Fe3 ,一定没有 Fe2 、Mg 2 C一定有 Fe3 ,可能有 Fe2 ,一定没有 Mg2 D一定有 Fe2
8、,可能有 Mg2 ,一定没有 Fe3 【答案】D热点题型三 Fe 2 与 Fe3 的检验例 3 要证明某溶液中不含 Fe3 而可能含有 Fe2 进行如下实验操作时,最佳顺序为( )加入足量氯水 加入足量 KMnO4溶液 加入少量 NH4SCN 溶液A B C D - 5 -【答案】C【解析】在该溶液中先加入少量 NH4SCN 溶液,溶液不变红色,无 Fe3 存在,再加入氯水,将 Fe2 氧化成 Fe3 ,溶液变为红色。KMnO 4溶液呈紫红色,溶液颜色变化不明显,所以不用KMnO4溶液。 【提分秘籍】 Fe 2 、Fe 3 检验的注意事项 (1)检验 Fe2 时不能先加氯水后加 KSCN 溶液
9、;当溶液的浓度较稀时,利用观察法或加 NaOH溶液的方法都不宜检验 Fe2 和 Fe3 的存在。 (2)检验 Fe2 和 Fe3 混合溶液时,要分两次分别检验 Fe2 和 Fe3 ,检验 Fe2 时要选择酸性高锰酸钾溶液,检验 Fe3 时最好选择 KSCN 溶液。 具体方法如下: Fe 3 的检验。 往混合溶液中滴加 KSCN 溶液,溶液变红色,说明含有 Fe3 。 Fe 2 的检验。 往混合溶液中滴加酸性 KMnO4溶液,KMnO 4溶液紫红色褪去,说明含有 Fe2 。 【举一反三】 下列离子的检验方法合理的是( )A向某溶液中滴入 KSCN 溶液呈血红色,说明不含 Fe2 B用酸性 KMn
10、O4溶液检验 FeCl3溶液中是否含有 FeCl2 C向某溶液中加入 NaOH 溶液,得红褐色沉淀,说明溶液中含有 Fe3 D向某溶液中加入 NaOH 溶液得白色沉淀,又观察到颜色逐渐变为红褐色,说明该溶液中只含有 Fe2 ,不含有 Mg2 【答案】C 【2016 年高考江苏卷】下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( )ASO 2具有氧化性,可用于漂白纸浆 BNH 4HCO3受热易分解,可用作氮肥CFe 2(SO4)3易溶于水,可用作净水剂 DAl 2O3熔点高,可用作耐高温材料- 6 -【答案】D【2016 年高考上海卷】下列各组混合物,使用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂不能分离的是( )A
11、氧化镁中混有氧化铝 B氯化铝溶液中混有氯化铁C氧化铁中混有二氧化硅 D氯化亚铁溶液中混有氯化铜【答案】D【解析】MgO 是碱性氧化物与 NaOH 不能反应,而 Al2O3是两性氧化物,可以与 NaOH 发生反应产生 NaAlO2,过滤后洗涤,就得到纯净的 MgO,A 错误;向溶液中加入过量的 NaOH 溶液,氯化铁变为 Fe(OH)3沉淀,氯化铝变为 NaAlO2,过滤,然后向溶液中加入适量的盐酸,当沉淀达到最大值中,过滤,得到 Al(OH)3,再分别向两种物质的沉淀中加入适量的盐酸溶解,就得到氯化铝溶液,除去了杂质,B 错误;二氧化硅是酸性氧化物,可以与 NaOH 发生反应,而氧化铁与 Na
12、OH 不能发生反应。加入过量的 NaOH,然后过滤洗涤,就得到纯净的氧化铁,C 错误;二者都可以与 NaOH 发生反应,当再向得到的沉淀中加入盐酸时,二者都溶解,不能分离、提纯二者,D 正确。【2015 浙江理综化学】某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO 2、Al 2O3,不考虑其他杂质)制取七水合硫酸亚铁(FeSO 47H2O),设计了如下流程:下列说法不正确的是( )A溶解烧渣选用足量硫酸,试剂 X 选用铁粉NaOH 溶液控制 pH试剂 X足量酸烧渣固体 1溶液 2固体 2FeSO47H2O溶液 1- 7 -B固体 1 中一定含有 SiO2,控制 pH 是为了使
13、Al3+转化为 Al(OH)3,进入固体 2C从溶液 2 得到 FeSO47H2O 产品的过程中,须控制条件防止其氧化和分解D若改变方案,在溶液 1 中直接加 NaOH 至过量,得到的沉淀用硫酸溶解,其溶液经结晶分离也可得到 FeSO47H2O【答案】D【解析】流程设计意图是用硫酸把 Fe2O3、Al 2O3,转化为硫酸盐,除去 SiO2,然后用铁粉还原 Fe3+得到硫酸亚铁,A 正确;固体 1 为 SiO2,分离 FeSO4和 Al2(SO4)3采用的是调控 pH 的方法,使 Al3+转化为 Al(OH)3沉淀从而与 FeSO4分离,B 不正确;Fe 2+容易被氧化,所以在得到FeSO47H
14、2O 产品的过程中,要防止其被氧化和分解,C 正确;在溶液 1 中直接加过量的 NaOH得到的是 Fe(OH)2沉淀,但 Fe(OH)2不稳定,很容易被氧化为 Fe(OH)3,这样的话,最终所得的产品不纯,混有较多的杂质 Fe2(SO4)3,D 不正确。答案选 D。【2015 天津理综化学】下列关于物质或离子检验的叙述正确的是( )A在溶液中加 KSCN,溶液显红色,证明原溶液中有 Fe3+,无 Fe2+B气体通过无水硫酸铜,粉末变蓝,证明原气体中含有水蒸气C灼烧白色粉末,火焰成黄色,证明原粉末中有 Na+,无 K+D将气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊,证明原气体是 CO2【答案】B【2015
15、山东理综化学】某化合物由两种单质直接反应生成,将其加入 BaHCO3溶液中同时有气体和沉淀产生。下列化合物中符合上述条件的是( )AAlCl 3 BNa 2O CFeCl 2 DSiO 2【答案】A- 8 -【解析】A、AlCl 3可由单质 Al 与 Cl2反应制得,AlCl 3与 Ba(HCO3)2反应生成 CO2和 Al(OH)3沉淀,同时有气体和沉淀产生,正确;B、Na 2O 与 Ba(HCO3)2反应生成 BaCO3沉淀、Na 2CO3和H2O,没有气体生成,错误;C、因为 Cl2具有强氧化性,Cl 2与 Fe 反应只能生成FeCl3,FeCl 2不能由两种单质直接反应生成,错误;D、
16、SiO 2不与 Ba(HCO3)2反应,错误。【2015 福建理综化学】纯净物 X、Y、Z 转化关系如右图所示,下列判断正确的是( )AX 可能是金属铜BY 不可能是氢气CZ 可能是氯化钠DZ 可能是三氧化硫【答案】A【2015 北京理综化学】在通风橱中进行下列实验:- 9 -步骤现象 Fe 表面产生大量无色气泡,液面上方变为红棕色Fe 表面产生少量红棕色气泡后,迅速停止Fe、Cu 接触后,其表面产生红棕色气泡下列说法中不正确的是( )A 种气体有无色变红棕色的化学方程式为:2NO+O 2=2NO2B中的现象说明 Fe 表面形成致密的氧化层,阻止 Fe 进一步反应C对比、中现象,说明稀 HNO
17、3的氧化性强于浓 HNO3D针对中现象,在 Fe、Cu 之间连接电流计,可判断 Fe 是否被氧化【答案】C 【解析】 I 是铁与稀硝酸反应生成无色气体 NO,NO 被空气中的氧气氧化生成红棕色的 NO2气体,故 A 正确;II 的现象是因为铁发生了钝化,Fe 表面形成致密的氧化层,阻止 Fe 进一步反应,故 B 正确;实验 II 反应停止是因为发生了钝化,不能用来比较稀硝酸和浓硝酸的氧化性强弱,物质氧化性强弱只能通过比较物质得电子能力大小来分析,故 C 错误;III 中Fe、Cu 都能与硝酸反应,二者接触,符合原电池构成条件,要想验证铁是否为负极,发生氧化反应,可以连接电流计,故 D 正确。【
18、2015 广东理综化学】下列实验操作、现象和结论均正确的是( ) 选项 实验操作 现象 结论A 分别加热 Na2CO3和 NaHCO3固体 试管内壁都有水珠 两种物质均受热分解B向稀的苯酚水溶液中滴加饱和溴水生成白色沉淀产物三溴苯酚不溶于水C向含 I-的无色溶液中滴加少量新制氯水,再滴加淀粉溶液加入淀粉后溶液变成蓝色氧化性:Cl 2I2D向 FeSO4溶液中先滴入 KSCN 溶液再滴加 H2O2溶液加入 H2O2后溶液变成血红色Fe2+既有氧化性又有还原性【答案】BC- 10 -【2015 江苏化学】给定条件下,下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是( )A粗硅 SiCl4 SiBMg(O
19、H) 2 MgCl2(aq) MgCFe 2O3 FeCl3(aq) 无水 FeCl3DAgNO 3(aq) OH(aq) Ag【答案】A【解析】A、Si2Cl 2=高 温 SiCl4,SiCl 42H 2=高 温 Si4HCl,故正确;B、工业上制备 Mg,是电解熔融状态下的氯化镁,故 B 错误;C、FeCl 3是强酸弱碱盐,直接加热蒸发最终得到的是氧化铁,故 C 错误;D、蔗糖是非还原性糖,不能与银氨溶液反应,故 D 错误。【2015 上海化学】检验用硫酸亚铁制得的硫酸铁中是否含有硫酸亚铁,可选用的试剂是( )ANaOH BKMnO 4 CKSCN D苯酚【答案】B(2014山东理综,9)
20、等质量的下列物质与足量稀硝酸反应,放出 NO 物质的量最多的是( )AFeO BFe 2O3CFeSO 4 DFe 3O4蔗糖NH3H2O蒸发盐酸电解盐酸H2高温Cl2高温- 11 -【答案】A【解析】根据得失电子守恒,还原剂提供的电子越多,氧化剂硝酸生成的 NO 的物质的量就越多。1g 题述四种物质能提供的电子的物质的量为A. 1mol;B.0;C. 1mol;156 16 156 32 164D. 1mol(Fe3O4也可以写为 Fe2O3FeO),等质量时提供电子的物质的量最1563 164多的为 FeO。(2014上海,17)用 FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜,所得溶液中加入铁粉。
21、对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是( )A若无固体剩余,则溶液中一定有 Fe3B若有固体存在,则溶液中一定有 Fe2C若溶液中有 Cu2 ,则一定没有固体析出D若溶液中有 Fe2 ,则一定有 Cu 析出【答案】B【解析】本题考查铁及其化合物的性质。FeCl 3溶液腐蚀印刷电路板上铜的反应为2FeCl3Cu= =2FeCl2CuCl 2,所得的溶液中存在 FeCl2和 CuCl2,还可能有过量的 FeCl3溶液,加入铁粉充分反应后,A 项若无固体剩余,说明原溶液中含有 Fe3 ,反应后不一定还含有;B 项中不管固体是铁粉还是铜粉,溶液中一定含有 Fe2 ;C 项中若溶液中有 Cu2 ,可以有
22、部分铜固体析出;D 项若溶液中有 Fe2 ,不一定有 Cu 析出。(2014安徽理综,8)下列有关 Fe2(SO4)3溶液的叙述正确的是( )A该溶液中,K 、Fe 2 、C 6H5OH、Br 可以大量共存B和 KI 溶液反应的离子方程式:Fe 3 2I =Fe2 I 2C和 Ba(OH)2溶液反应的离子方程式:Fe 3 SO Ba 2 3OH =Fe(OH)3BaSO 424D1L0.1molL 1 该溶液和足量的 Zn 充分反应,生成 11.2gFe【答案】D【2014福建理综,24铁及其化合物与生产、生活关系密切。- 12 -(1)右图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。
23、该电化腐蚀称为_。图中 A、B、C、D 四个区域,生成铁锈最多的是_(填字母)。(2)用废铁皮制取铁红(Fe 2O3)的部分流程示意图如下:步骤若温度过高,将导致硝酸分解。硝酸分解的化学方程式为_。步骤中发生反应:4Fe(NO 3)2O 2(2 n4)H 2O=2Fe2O3nH2O8HNO 3,反应产生的 HNO3又将废铁皮中的铁转化为 Fe(NO3)2,该反应的化学方程式为_。上述生产流程中,能体现“绿色化学”思想的是_(任写一项)。【答案】(1)吸氧腐蚀 B(2)4HNO 3 4NO2O 22H 2O= = = = = 4Fe10HNO 3=4Fe(NO3)2NH 4NO33H 2O氮氧化
24、物排放少(污染少)【解析】(1)金属在中性和较弱的酸性条件下发生的是吸氧腐蚀。发生吸氧腐蚀,越靠近液面接触到的 O2越多,腐蚀得越严重。(2)硝酸分解生成 NO2、H 2O 和 O2。根据图示可知 Fe 和 HNO3反应生成 Fe(NO3)2和 NH4NO3,结合电子守恒可写出化学方程式。因为 HNO3的还原产物主要是 NH4NO3,1molHNO3作氧化剂转移 8mol 电子,故产生的氮氧化物较少,节约原料。1下列关于铁的叙述正确的是( )铁能被磁铁吸引,但纯铁易被腐蚀 在人体内的血红蛋白中含有铁元素 铁位于元素- 13 -周期表中第四周期B 族 铁能在氧气中剧烈燃烧,但不能在水蒸气中燃烧
25、铁与强氧化剂硝酸反应的产物仅是 Fe(NO3)3不能通过化合反应制得 FeCl2和 Fe(OH)3A B C D【答案】B2根据表中信息,判断下列叙述中正确的是( )序号 氧化剂 还原剂 其他反应物 产物 产物 Cl2 FeI2 / Cl KMnO4 H2O2 H2SO4 Mn2 O2 H2O2 Fe2 / Fe3A.表中组反应可能有一种或两种元素被氧化B中 Mn2 为氧化产物,O 2是还原产物C表中组反应的离子方程式配平为 2MnO 3H 2O26H =2Mn2 4O 26H 2O 4D表中组反应的还原产物是 H2O,每 1 mol H2O 生成,电子转移数目是 2NA【答案】A3在含有下列
26、离子组的溶液中,加入 Fe(NO3)2固体后,仍然能够大量共存的离子组是( )AK 、SO 、NH 、CO BK 、Ba 2 、OH 、Cl 24 4 23CNa 、H 、Cl 、SO DNa 、Mg 2 、Cl 、NO24 3【答案】D【解析】A 中 CO 和 Fe2 不能大量共存;B 中 Fe2 和 OH 不能大量共存;C 中 H 、NO23和 Fe2 因发生氧化还原反应而不能大量共存。 34铁及其化合物是中学化学中的一类重要物质,下列关于铁元素的叙述中正确的是( )- 14 -A2Fe 3 Fe=3Fe 2 ,氧化性:Fe 3 Fe 2B25 ,pH0 的溶液中,Al 3 、NH 、NO
27、 、Fe 2 可以大量共存 4 3C5.6 g 铁与足量的氯气反应失去电子为 0.2 molD硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液:Fe 2 2H 2O24H =Fe3 4H 2O【答案】A【解析】B 项 pH0 的溶液呈强酸性,Fe 2 、NO 、H 不能大量共存,不正确;C 项应为 0.3 3mol,不正确;D 项电荷不守恒,不正确。5通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是( )选项 操作、现象 解释A向 KI淀粉溶液中加入 FeCl3溶液,溶液变蓝Fe3 能与淀粉发生显色反应B把生铁放置于潮湿的空气中,铁表面有一层红棕色的斑点铁在潮湿的空
28、气中易生成 Fe(OH)3C 向稀硝酸中加入少量铁粉,有气泡产生 说明 Fe 置换出硝酸中的氢,生成了氢气D新制 Fe(OH)2露置于空气中一段时间,白色物质变成了红褐色说明 Fe(OH)2易被 O2氧化成 Fe(OH)3【答案】D【解析】A 项中 Fe3 将 I 氧化为 I2,淀粉遇碘变蓝;B 项中红棕色斑点是 Fe2O3;C 项中铁与稀硝酸反应产生的气体为 NO。6向某晶体的溶液中加入含 Fe2 的溶液无明显变化,当滴加几滴溴水后,混合液出现红色,由此得出下列的结论错误的是( )AFe 3 的氧化性比溴的氧化性强B该晶体中一定含有 SCNCFe 2 与 SCN 不能形成红色化合物DFe 2
29、 被溴氧化成 Fe3【答案】A7某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为 Fe2O3、SiO 2、Al 2O3,不考虑其他杂质)制取七水合硫酸亚铁(FeSO 47H2O),设计了如下流程:- 15 -下列说法不正确的是( )A溶解烧渣选用足量硫酸,试剂 X 选用铁粉B固体 1 中一定含有 SiO2,控制 pH 是为了使 Al3 转化为 Al(OH)3,进入固体 2C从溶液 2 得到 FeSO47H2O 产品的过程中,须控制条件防止其氧化和分解D若改变方案,在溶液 1 中直接加 NaOH 至过量,得到的沉淀用硫酸溶解,其溶液经结晶分离也可得到 FeSO47H2O【解析】选项 D,在溶液 1
30、中直接加 NaOH 至过量,得到的沉淀用硫酸溶解后,未用 Fe 粉将Fe3 转变成 Fe2 ,得不到 FeSO47H2O,错误。8铁及其化合物与生产、生活关系密切。(1)下图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。该电化腐蚀称为_。图中 A、B、C、D 四个区域,生成铁锈最多的是_(填字母)。(2)用废铁皮制取铁红(Fe 2O3)的部分流程示意图如下:步骤若温度过高,将导致硝酸分解。硝酸分解的化学方程式为_。步骤中发生反应:4Fe(NO 3)2O 2(2 n4)H 2O=2Fe2O3nH2O8HNO 3,反应产生的 HNO3又将废铁皮中的铁转化为 Fe(NO3)2,该反应的化学方程
31、式为_。上述生产流程中,能体现“绿色化学”思想的是_(任写一项)。【答案】(1)吸氧腐蚀 B- 16 -(2)4HNO 3 4NO2O 22H 2O= = = = = 4Fe10HNO 3=4Fe(NO3)2NH 4NO33H 2O氮氧化物排放少(污染少)9碱式硫酸铁是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂,在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下。已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的 pH 如下表所示。沉淀物 Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3开始沉淀 2.3 7.5 3.4完全沉淀 3.2 9.7 4.4回答下列问题
32、。(1)加入少量 NaHCO3的目的是调节 pH,使溶液中的_沉淀,该工艺中“搅拌”的作用是_。(2)在实际生产中,反应中常同时通入 O2以减少 NaNO2的用量,O 2与 NaNO2在反应中均作_。若参与反应的 O2有 11.2 L(标准状况),则相当于节约 NaNO2的物质的量为_。(3)碱式硫酸铁溶于水后产生的 Fe(OH)2 可部分水解生成聚合离子 Fe2(OH) 。该水解反应24- 17 -的离子方程式为_。(4)在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准,产品中不得含有 Fe2 及 NO 。为检验所得产品中是否含有 Fe2 ,应使用的试剂为 3_(
33、填字母)。A氯水 BKSCN 溶液CNaOH 溶液 D酸性 KMnO4溶液【答案】(1)Al 3 加快反应速率 (2)氧化剂 2 mol(3)2Fe(OH)2 2H 2O Fe2(OH) 2H 24(4)D10实验室利用印刷电路的废腐蚀液(含有大量 CuCl2、FeCl 2和 FeCl3)回收 Cu,主要流程如下:(1)操作 1 的名称是_,需要用到的玻璃仪器有_。(2)加入过量铁粉发生的离子反应有_。(3)获得的铜粉中含有杂质,除杂所需的试剂是_(填化学式)。(4)实验室利用如图所示装置制取一定量的 FeCl3。- 18 -各装置的正确连接顺序为(填写装置代号)A_D。装置 C 的作用是_,
34、写出装置 D 中反应的离子方程式:_。【答案】(1)过滤 漏斗、玻璃棒、烧杯(2)Fe2Fe 3 =3Fe2 、FeCu 2 =Fe2 Cu(3)稀 HCl 或稀 H2SO4(4)E C B 干燥 Cl2,防止 FeCl3水解Cl22OH =Cl ClO H 2O11FeCl 3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3,再用副产品 FeCl3溶液吸收有毒的 H2S。.经查阅资料得知:无水 FeCl3在空气中易潮解,加热易升华。他们设计了制备无水 FeCl3的实验方案,装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下:检验装置的气密性;通入干燥的 Cl2,赶尽装
35、置中的空气;用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成;体系冷却后,停止通入 Cl2,并用干燥的 N2赶尽 Cl2,将收集器密封。请回答下列问题:(1)装置 A 中反应的化学方程式为_。(2)第步加热后,生成的烟状 FeCl3大部分进入收集器,少量沉积在反应管 A 右端。要使沉积的 FeCl3进入收集器,第步操作是_。(3)操作步骤中,为防止 FeCl3潮解所采取的措施有_(填步骤序号)。(4)装置 B 中冷水浴的作用为_;装置 C 的名称为_;装置 D- 19 -中 FeCl2全部反应后,因失去吸收 Cl2的作用而失效,写出检验 FeCl2是否失效的试剂:_。(5)在虚线框中画出尾气吸收装置 E 并注
36、明试剂。.该组同学用装置 D 中的副产品 FeCl3溶液吸收 H2S,得到单质硫;过滤后,再以石墨为电极,在一定条件下电解滤液。(6)FeCl3与 H2S 反应的离子方程式为_。(7)电解池中 H 在阴极放电产生 H2,阳极的电极反应式为_。(8)综合分析实验的两个反应,可知该实验有两个显著优点:H 2S 的原子利用率为 100%;_。【答案】(1)2Fe3Cl 2 2FeCl3= = = = = (2)在沉积的 FeCl3固体下方加热(3)(4)冷却,使 FeCl3沉积,便于收集产品 干燥管 酸性 KMnO4溶液(5)(6)2Fe3 H 2S=2Fe2 S2H (7)Fe2 e =Fe3(8)FeCl3可以循环利用(7)因为阳极材料为石墨,故阳极是溶液中的 Fe2 放电:Fe 2 e =Fe3 。(8)实验的显著优点是H 2S 的利用率高,FeCl 3可以循环利用。- 20 -