1、铁的获取及应用(建议用时：40分钟)1我国早期科技丛书物理小识金石类记有“青矾厂气熏人，衣服当之易烂，载木不盛”，“青矾”即绿矾(FeSO47H2O)，强热绿矾，得红色固体，气体冷凝得“矾油”。下列说法不正确的是()A“青矾厂气”属于混合物B“红色固体”属于碱性氧化物C“矾油”能使滴有酚酞的溶液呈红色D“强热绿矾”发生了分解反应C绿矾受热发生分解反应，反应的化学方程式为2FeSO47H2OFe2O3SO2SO314H2O，因此“青矾厂气”应为SO2和SO3的混合气体，“红色固体”是Fe2O3，Fe2O3属于碱性氧化物，A、B、D项正确；“矾油”的主要成分是硫酸(SO3和H2O反应生成)，不能使
2、滴有酚酞的溶液呈红色，C项错误。2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()A保存FeCl2溶液常常加一些铁粉，其目的是抑制Fe2水解B在25 时，pH0的溶液中，Al3、NH、NO、Fe2可以大量共存C制备AlCl3、FeCl3均可采用将溶液直接蒸干的方法D硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液：2Fe2H2O22H=2Fe32H2ODA项，加Fe粉的目的是防止Fe2被氧化；B项，pH0时为酸性溶液，NO可氧化Fe2；C项，AlCl3、FeCl3易水解，不能直接蒸干得到AlCl3和FeCl3。3某同学用含有铁锈(Fe2O3)的废铁屑来制取氯化铁晶体，实验装置如图所示(
3、夹持装置略，气密性已检验)，下列推断不合理的是()AB中收集到的气体是氢气B烧杯中双氧水的作用是将Fe2还原为Fe3CA中的氧化铁与盐酸反应生成氯化铁D烧杯中的溶液在氯化氢气氛下，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体B双氧水的作用是将Fe2氧化为Fe3，B项错误。4下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一组是()ABCDXFeCl2溶液FeCl3溶液FeFeSO4溶液YFeCl3CuCl2AlFe2(SO4)3ZCl2FeNaOH溶液CuCA项，Cl2氧化主体物质FeCl2，错误；B项，Fe与主体物质FeCl3反应，错误；C项，NaOH
4、溶液溶解杂质Al而不与Fe反应，正确；D项，引入杂质Cu2，错误。5下列关于Fe3、Fe2性质实验的说法错误的是()A用如图装置可以制备Fe(OH)2B配制FeCl3溶液时，先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度C向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，此现象不能确定溶液中含有Fe2D向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2被氧化C反应开始时生成的H2进入B中，可排出其中的空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化，一段时间后关闭止水夹C，A中硫酸亚铁进入B中可生成Fe(OH)2，A项正确；FeCl3易水解，为抑制水解配制溶液时先将氯化铁晶体溶于较浓的盐
5、酸中，再加水稀释到所需要的浓度，B项正确；Fe3与铁反应可生成Fe2，则向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2被氧化，D项正确。6实验室用FeCl2和烧碱制备Fe(OH)2，为了生成的产物不容易被氧化，下列说法不正确的是()A配制FeCl2和烧碱溶液所用的蒸馏水通常要煮沸B可在FeCl2溶液的上面加一层苯，以隔绝空气C向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入到试管内D产生Fe(OH)2沉淀后，不能振荡试管答案C7FeCl3易潮解、易升华，实验室制备FeCl3的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。下列说法正确的是()A导管g的作用是增强装置的气密性B试剂X和试剂Y分别为浓
6、硫酸、饱和食盐水C直接用E接收产物比用导管连接D、E的优点是可防止堵塞D出于简化装置的目的，F装置可拆除C导管g的作用是平衡气压，保证液体顺利滴下，A错误；为得到干燥纯净的Cl2，应先用饱和食盐水除去HCl，再通过浓硫酸干燥气体，B错误；FeCl3易潮解，而F中的浓硫酸起到干燥的作用，防止G中水蒸气进入D中，不能拆除，D错误。8从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下：则下列说法正确的是()A试剂a是铁、试剂b是稀硫酸B操作、操作、操作所用仪器相同C试剂c是氯气，相应的反应为2Fe2Cl2=2Fe32ClD用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否含有
7、Fe2C由最终要得到的氯化铁及流程图知b是盐酸，A错误；操作和操作是过滤，操作为蒸发浓缩、冷却结晶，所用仪器有差异，B错误；滤液Z和X中均含有氯化亚铁，因此c为氯气，C正确；高锰酸钾能氧化氯离子而褪色，因此不能用于检验是否含有亚铁离子，D错误。9某班同学用如下实验探究Fe2、Fe3的性质。回答下列问题：(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 molL1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是 。(2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为 。(3)乙组同学认为
8、甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是 。(4)丙组同学取10 mL 0.1 molL1 KI溶液，加入6 mL 0.1 molL1 FeCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验：第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；第二支试管中加入1滴K3Fe(CN)6溶液，生成蓝色沉淀；第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。实验检验的离子是 (填离子符号)；实验和说明：在I过量的情况下，溶液中仍含有 (填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应
9、为 。(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为 ；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是 ；生成沉淀的原因是 (用平衡移动原理解释)。解析(4)根据I过量，根据反应，Fe3应完全反应，由实验又知Fe3仍然存在，说明反应为可逆反应。(5)Fe3可以作为H2O2分解的催化剂。答案(1)防止Fe2被氧化(2)2Fe2Cl2=2Fe32Cl(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)(4)Fe2Fe3可逆反应(5)H2O22Fe22H=2Fe32H2OFe3催化H2O2分解产生O2H2O2分解放热，促进
10、Fe3的水解平衡正向移动10硫酸亚铁晶体(FeSO47H2O)在医药上作补血剂。某课外小组测定该补血剂中铁元素的含量。实验步骤如下：请回答下列问题：(1)证明步骤滤液中含有Fe2的方法：取样，先滴加KSCN溶液，再滴加 ，该过程的现象为 。(2)步骤加入过量H2O2的目的是 。(3)步骤中反应的离子方程式是 。(4)步骤中一系列处理的操作步骤：过滤、 、灼烧、 、称量。(5)若实验中铁无损耗，则每片补血剂中含铁元素的质量为 g。答案(1)氯水或双氧水滴加KSCN溶液不变红，滴加氯水或双氧水后，溶液变红(2)将Fe2氧化为Fe3(3)Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NH(4)洗涤冷却(5)
11、256或11LiFePO4作为锂离子电池的正极材料，具有众多优点，工业上以废铁屑为原料制备LiFePO4的一种流程如下。下列有关说法错误的是()A“酸溶”时可适当加热提高溶解速率B“沉铁”过程中H2O2的作用是氧化Fe2C“煅烧”过程反应方程式为Li2CO3H2C2O42FePO4煅烧,2LiFePO43CO2H2OD煅烧过程中，每消耗1 mol H2C2O4，转移电子4 molD每消耗1 mol H2C2O4，转移2 mol电子，D项错误。12下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是()选项操作和现象结论或目的A向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液23滴，溶液
12、呈红色红砖中含有氧化铁BCO还原Fe2O3得到的黑色固体加入盐酸溶解后再加入KSCN溶液，溶液不显红色黑色固体中没有Fe3O4C取少量Fe(NO3)2试样加水溶解，加稀硫酸酸化，滴加KSCN溶液，溶液变为红色该Fe(NO3)2试样已经变质D向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液，变红色原溶液中含有Fe2ACO还原Fe2O3得到单质Fe，即使有Fe3O4，其溶于盐酸后产生的Fe3与Fe发生反应：Fe2Fe3=3Fe2，加入KSCN溶液也不显红色，B项错误；NO在酸性环境中具有强氧化性，而Fe2具有还原性，两者发生氧化还原反应，有Fe3生成，遇KSCN溶液呈红色，不能证明样品是否变质，C项错
13、误；若原溶液中不存在Fe2，存在Fe3，也有此现象，D项错误。13(2020黄冈模拟)一种新型高效净水剂PAFC(聚合氯化铁铝)，广泛用于日常生活用水和工业污水的处理。某化工厂欲以工业生产废料(金属铁、铝及其氧化物)为原料制取PAFC，设计生产流程如下，请回答下列问题：(1)下列关于PAFC的说法中正确的是 。APAFC是一种有机高分子化合物BPAFC中Fe显2价CPAFC溶于水能电离出OH，是一种碱DPAFC在强酸性和强碱性溶液中均不能稳定存在(2)步骤中取样分析的目的是 。A测定溶液中Fe2与Fe3的含量比B测定原料是否完全溶解C测定溶液中Fe2的含量，以确定加入NaClO3的量D测定溶液
14、中Al3的含量(3)写出向溶液中加入NaClO3时，发生反应的离子方程式为 。(4)该化工厂的化验室为测定产品PAFC中Al和Fe的含量，进行下列试剂的选择和基本操作：测定时所需的试剂有 。ANH3H2OBNaOHCCO2 DNaClO3测定时，直接测定的是 和 的质量(填化学式)。在测定过程中的操作顺序是：过滤、 、灼烧、 、称量(写操作名称)。解析(1)PAFC不是有机高分子化合物，A错误；PAFC中Fe显3价，B错误；PAFC溶于水能电离出OH，但同时还有氯离子，不属于碱，C错误；PAFC能电离出Al3、Fe3和OH，在强酸性和强碱性溶液中均不能稳定存在，D正确。(2)溶液中含有Fe2需
15、用NaClO3氧化，所以步骤取样分析的目的是测定溶液中Fe2的含量，以确定加入NaClO3的量。(3)ClO与Fe2反应的离子方程式为 6Fe26HClO=6Fe3Cl3H2O。(4)Al(OH)3是两性氢氧化物，能与强碱反应生成偏铝酸钠，然后通入CO2转化为Al(OH)3沉淀，灼烧得到Al2O3，Fe(OH)3不溶于强碱溶液，所以测定时所需的试剂有NaOH和CO2。根据中分析可知，直接测定的是Al2O3、Fe2O3的质量。在测定过程中的操作顺序是：过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量。答案(1)D(2)C(3)6Fe26HClO=6Fe3Cl3H2O(4)BCAl2O3Fe2O3洗涤冷却14(202
16、0武汉模拟)某工厂以平板电视显示屏厂的废玻璃粉末(含CeO2、SiO2、Fe2O3、FeO等物质)为原料，设计如图所示工艺流程，制得纯净的CeO2和硫酸铁铵晶体。已知：CeO2通常既不溶于强酸，也不溶于强碱。回答下列问题：(1)A的化学式是 。(2)“滤渣1”的成分是 。(3)“反应2”中加入H2O2溶液的目的是 。(4)某同学设计实验证明“滤液1”中含有Fe2，其操作是 。(5)硫酸铁铵晶体NH4Fe(SO4)212H2O广泛用于水的净化，请用离子方程式解释其净水原理： ，2 mol硫酸铁铵晶体与1 mol硫酸铁相比，前者在去除废水中的悬浮物时效率 (填“高于”“低于”或“等于”)后者。 (6)“反应3”的离子方程式为 。解析流程图中各步主要转换如下：答案(1)H2SO4(2)CeO2、SiO2(3)将CeO2还原为Ce3，便于与SiO2分离(4)取少量滤液1于洁净试管中，滴加K3Fe(CN)6溶液(或取少量滤液1于洁净试管中，滴加酸性高锰酸钾溶液)(5)Fe33H2OFe(OH)3(胶体)3H低于(6)4Ce3O212OH2H2O=4Ce(OH)4