1、1铁及其化合物综合应用题（化工流程题）1、七水合硫酸亚铁(FeSO 47H2O)是一种重要的食品或饲料添加剂、颜料及电子工业的原材料。其实验室中常采用如下流程来制备：回答下列问题：(1)向废铁屑中加入热 Na2CO3 溶液的目的是_ 。(2)加入“过量稀硫酸”的实验操作明显不合理，原因是_。(3)某同学认为铁屑与硫酸反应不需要精确温度，因此不必使用热水浴加热，可改用酒精灯直接加热来维持反应温度，该做法的不妥之处是_。(4)“趁热过滤”后的滤液有时略显黄色，其原因是( 用离子方程式表示) _ 。(5)已知硫酸亚铁的溶解度(S)随温度变化的曲线如图所示：若需从硫酸亚铁溶液中结晶出 FeSO44H2
2、O，应控制结晶和过滤的温度 (t)范围为_。2. (16 分) 实验室用硫酸厂烧渣（主要成分为 Fe2O3 及少量 FeS、SiO 2 等）制备聚铁（碱式硫酸铁的聚合物）和绿矾(FeSO 47H2O)，过程如下：(1)将过程中产生的气体通入下列溶液中，溶液不会褪色的是_（填编号） ；A品红溶液 B紫色石蕊溶液 C酸性 KMnO4 溶液 D溴水(2)在中已知 FeS 中铁元素生成 Fe3+，写出 FeS、O 2、H 2SO4 反应的方程式_ _；(3)在中，需加入的物质是_；(4)在中，蒸发浓缩需要的硅酸盐仪器除酒精灯外，还有_ _；(5)在中，将溶液 Z 控制到 7080 的目的是_ _；(6
3、)为测量聚铁样品中铁元素的质量分数，进行下列实验(假设杂质中不含铁元素和硫元素)：称取 2.700 g 样品，将样品溶于足量的盐酸后，滴加过量的 BaCl2；过滤、洗涤、干燥，称量固体的质量为 3.495 g。若该聚铁主要成分为Fe(OH)(SO 4)n，求该聚铁样品中铁元素的质量分数【Mr (BaSO 4)233 Mr (Fe)56】 。 （写出计算过程，结果保留 4 位有效数字）3 （16 分）大型钢铁企业酸洗钢材时产生的废液主要成分为 Fe2+、H +、Cl ，可用下述方2法处理该废液，回收盐酸，制备氧化铁涂料。 (1)单质 X 的化学式是 。(2)氯化亚铁溶液经高温喷雾焙烧时转化为氯化
4、氢气体和氧化铁粉末。有关的化学方程式为： (3)某种铁红涂料的成分中，除含有 Fe2O3 外，还添加有 CuO 或 FeO 中的一种。请设计实验探究该铁红涂料中添加的物质。提出合理假设 假设 1：添加了 CuO。 假设 2：添加了 FeO。基于假设 （填“1”或“2”） ，设计实验方案，进行实验。在答题卡上写出实验步骤、预期现象和结论。限选实验试剂：铁粉、3 molL -1 H2SO4、0.01 molL -1 酸性 KMnO4 溶液、10%NaOH 溶液、10%H 2O2、KSCN 溶液操作步骤 预期现象和结论步骤 1取少量样品于试管中，_步骤 2_ _(4)用水吸收“高温喷雾焙烧”时产生的
5、氯化氢气体可得到盐酸。请计算：用 1000 g 水需吸收标准状况下多少升氯化氢气体可得到 36.5%的浓盐酸？（写出计算过程，结果可用数学表达式表示，不必化简） 。4 （16 分）碱式硫酸铁 Fe(OH)SO4 对水中的悬浮物、有机物、硫化物、重金属等都能絮凝，工业上常用硫酸亚铁法制备，工艺流程如下图所示：已知： Fe3+沉淀完全时的 pH = 3.1， Fe2+沉淀完全时的 pH = 9.7 （1）请写出溶解过程中加快溶解速率和提高浸出率的两点措施：_，_。（2）加入硫酸的作用是控制体系的 pH 值，若硫酸加入量过小，反应体系酸度太低，容易生成 沉淀；若硫酸加入量过大，不利于产品形成，试从平
6、衡移动的角度分析原因是 。（3）氧化过程中生成的气体遇空气变红棕色。写出氧化过程发生的离子方程式_。（4）流程图中的“系列操作”包括 ， ，过滤，洗涤，烘干。废液 除酸单质 X过滤 滤液 高温喷雾焙烧氯化氢氧化铁粉末溶解水、铁粉氧化NaNO2、催化剂 硫酸气体调节 pH值固体碱式硫酸铁FeSO4系列操作35以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含 Fe2O3、SiO 2、Al 2O3、CaO 、MgO 等。现以硫酸渣制备铁红(Fe 2O3)，过程如下：酸溶过程中 Fe2O3 与稀硫酸反应的化学方程式是 。还原过程中加入 FeS2 是将溶液中的 Fe3+还原为 Fe2+，而本身被氧化为 SO42 ，
7、写出有关的离子方程式： 。氧化过程中通入空气和加入 NaOH 是为了将溶液中的铁元素充分转化为沉淀而析出，写出有关的离子方程式： 。生产过程中，为了确保铁红的质量，氧化过程需要调节溶液的 pH 的范围是_。 （部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的 pH 见下表）沉淀物 Fe(OH)3 Al(OH)3 Fe(OH)2 Mg(OH)2开始沉淀 2.7 3.8 7.5 9.4完全沉淀 3.2 5.2 9.7 12.4滤液 B 可以回收的物质有 _。6、铁及其化合物在日常生活中应用广泛，请根据下列实验回答问题：(1)钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀的正极反应式为_ 。(2)生铁中含有一种铁碳化合物 X(
8、Fe3C)。X 在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，Y 可溶于过量盐酸，形成黄绿色的溶液，写出 Y 与盐酸反应的化学方程式：_。(3)某炼铁废渣中含有大量 CuS 及少量铁的化合物，工业上以该废渣为原料生产CuCl22H2O 的工艺流程如下：已知：Fe(OH) 2、Fe(OH) 3、Cu(OH) 2 沉淀完全时的 pH 值分别为9.7、3.2、6.4。试回答下列问题：试剂 F 应选用_。 (填编号)ACl 2 BNaClO CHNO 3 D浓硫酸理由是_。为了获得 CuCl22H2O 晶体，对滤液 B 进行的操作是蒸发浓缩，趁热过滤，滤液经冷却结晶，过滤得到产品。分析有关物质的溶解度曲
9、线(如图)， “趁热过滤”得到的固体是_。7 （15 分）碱式碳酸铜是一种用途广泛的化工原料。工业上可用酸性刻蚀废液（主要含有滤渣 A滤液 B4Cu2+、Fe 2+、Fe 3+、H +、Cl -）制备，其制备过程如下：Cu2+、Fe 2+、Fe 3+生成沉淀的 pH 如下：物 质 Cu(OH)2 Fe (OH)2 Fe (OH)3开始沉淀 pH 4.2 5.8 1.2完全沉淀 pH 6.7 8.3 3.2（1）滤渣的主要成分是 （写化学式） 。（2）调节反应 A 后溶液的 pH 范围应为 。选择的试剂最合适的是 （填序号） 。a氨水 b稀硫酸 c氢氧化钠 d碳酸铜（3）反应 B 的温度如过高，
10、则所得蓝绿色产品中可能会出现的杂质是 。（4）将 Na2CO3 溶液滴入到一定量 CuCl2 溶液中得到沉淀。用相应的离子方程式表示： 沉淀只有 CuCO3： ； 沉淀只有 Cu(OH)2 且放出气泡： 。（5）碱式碳酸铜的组成可表示为：aCuCO 3bCu(OH)2cH2O。要测定其组成，甲同学设计的实验方案中需要如下五个步骤：称量样品的质量；高温分解； 测出 CO2 的质量；测出水蒸汽的质量； 称量 CuO 的质量。而乙同学认为除步骤 外，实验只需测定四个量中的三个即可，则合理的组合为 （填序号，写一组即可） 。8、以硫铁矿（主要成分为 FeS2）为原料制备氯化铁晶体（FeCl 36H2O）的工艺流程如下：回答下列问题：（1）在一定条件下，SO 2 转化为 SO3 的反应为 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)，该反应的平衡常数表达式为 K= ；过量的 SO2 与 NaOH 溶液反应的化学方程式为。 （2）酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，其目的是 、。（3）通氯气氧化后时，发生的主要反应的离子方程式为 ；该过程产生的尾气可用碱溶液吸收，为其中污染空气的气体为 （写化学式）。（4）在氧化过程中，如何检验铁元素全部以 Fe3+形式存在： （5）如果将氯化铁晶体（FeCl 36H2O）放在坩埚中加热灼烧，最后得到的固体为
