第三章　微题型25　含铁化合物的制备

微题型25含铁化合物的制备1．用硫酸渣(主要成分为Fe2O3、SiO2)制备铁基颜料铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如图。已知：“还原”时，发生反应：FeS2＋14Fe3＋＋8H2O=2SOeq\o\al(2－,4)＋15Fe2＋＋16H＋；FeS2与H2SO4不反应。下列有关说法不正确的是()A．“酸溶”时适当提高硫酸浓度可加快反应速率B．“还原”时氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶15C．“过滤Ⅰ”所得滤液中存在的阳离子主要有Fe2＋和H＋D．“沉降、氧化”时发生的离子方程式：4Fe2＋＋8NH3·H2O＋O2=8NHeq\o\al(＋,4)＋4FeOOH↓＋2H2O答案B解析在溶液中反应时，适当提高液态反应物的浓度可以加快反应速率，A正确；根据“还原”时发生的反应可知，反应中S元素的化合价升高，SOeq\o\al(2,4)－为氧化产物，部分Fe元素的化合价降低，所以部分Fe2＋为还原产物，根据Fe3＋的系数可知，氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶14，B错误；根据“还原”时发生的反应可知，“过滤Ⅰ”所得滤液中存在的阳离子主要有Fe2＋和H＋，C正确；铁黄中Fe元素的化合价为＋3价，所以“沉降、氧化”时Fe2＋在一水合氨存在的环境中被空气中的氧气氧化为FeOOH，根据得失电子守恒和元素质量守恒可得离子方程式为4Fe2＋＋8NH3·H2O＋O2=8NHeq\o\al(＋,4)＋4FeOOH↓＋2H2O，D正确。2．工业废弃物的资源化回收再利用，可以更大限度的发挥原材料的价值。下图是工业生产纳米磁性氧化铁的流程：下列说法不正确的是()A．用Na2CO3溶液浸泡是为了除去废铁屑表面的铁锈B．若生产中不通入N2，暴露在空气中生产，将不能得到高纯度产品C．加适量的H2O2是为了将部分Fe2＋氧化为Fe3＋，涉及反应：H2O2＋2Fe2＋＋2H＋=2Fe3＋＋2H2OD．溶液A中Fe2＋和Fe3＋的浓度比为1∶2答案A解析Na2CO3溶液水解显碱性，浸泡废铁屑可以使表面的油脂水解而除去，但不能除去表面的铁锈，故A错误；废铁屑被硫酸溶解生成硫酸亚铁，亚铁离子被双氧水部分氧化生成铁离子，亚铁离子会被空气中的氧气氧化生成铁离子，故B正确；四氧化三铁中Fe2＋和Fe3＋的数目比为1∶2，因此溶液A中Fe2＋和Fe3＋的浓度比为1∶2，故D正确。3．FeCl3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)。下列说法不正确的是()A．导管g的作用是平衡气压，便于液体顺利滴下B．试剂X和试剂Y分别为饱和食盐水、浓硫酸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装置可拆除答案D解析为得到干燥纯净的Cl2，应先用饱和食盐水除去HCl，再通过浓硫酸干燥气体，B正确；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。4．(2022·福州模拟)如图所示装置可用来制取Fe(OH)2和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化。实验提供的试剂：铁屑、6mol·L－1硫酸、NaOH溶液。下列说法错误的是()A．装置B中盛有一定量的NaOH溶液，装置A中烧瓶内应预先加入的试剂是铁屑B．实验开始时应先将活塞a关闭C．生成Fe(OH)2的操作为关闭活塞a，使装置A中的溶液压入装置B中D．取下装置B中的橡皮塞，使空气进入，沉淀颜色由白色变成灰绿色，最终变成红褐色答案B解析B中盛有一定量的NaOH溶液，A中Fe与稀硫酸反应生成FeSO4和H2，关闭a时，装置A中的H2将FeSO4压入装置B中与NaOH反应生成Fe(OH)2白色沉淀，A、C正确；实验开始时应先将活塞a打开，用氢气排尽装置中的空气，B错误。5．(2022·湖北七市联考)以赤铁矿(主要成分为Fe2O3，含少量Al2O3)为原料制备无水FeCl2的工艺流程如下。下列说法错误的是()A．试剂1可用NaOH溶液B．鉴别溶液2中金属阳离子可用KSCN溶液C．反应3为化合反应D．将溶液3蒸干可制得无水FeCl2答案D解析由题给流程可知，向赤铁矿粉中加入氢氧化钠溶液，将氧化铝转化为偏铝酸钠，氧化铁不反应，过滤得到含有偏铝酸钠的溶液1和含有氧化铁的滤渣1；向滤渣1中加入盐酸，将氧化铁转化为氯化铁，再加入铁，将氯化铁转化为氯化亚铁，氯化亚铁溶液经隔绝空气，在氯化氢气流中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到无水氯化亚铁。溶液2为氯化铁溶液，鉴别溶液中的铁离子应选择硫氰化钾溶液，故B正确；反应3为氯化铁与铁发生化合反应生成氯化亚铁，故C正确；氯化亚铁中亚铁离子可水解且具有还原性，若直接将溶液蒸干无法制得无水氯化亚铁，故D错误。6．某硫酸厂产生的烧渣(主要含Fe2O3、FeO、CaO，还有一定量的SiO2)可用于制备绿矾(FeSO4·7H2O)，其流程如图所示。下列说法正确的是()A．“酸溶”时，为提高浸出率，硫酸浓度越大越好B．“滤渣1”的成分只有SiO2C．“还原”时，每消耗1molA，转移的电子数为2NAD．“一系列操作”为蒸发溶液至有大量晶体出现，停止加热，用余热蒸干答案C解析酸溶是氢离子与铁、钙氧化物反应生成硫酸盐和水，硫酸浓度过大不利于反应，还会造成危险，故A错误；“滤渣1”的成分除了SiO2外，还有少量硫酸钙，故B错误；“还原”时是加入铁与三价铁离子反应生成二价铁离子，故每消耗1molFe，转移的电子数为2NA，故C正确；“一系列操作”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故D错误。7．柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易吸收的高效铁制剂，某研究团队用硫铁矿(主要成分为FeS2、SiO2、Al2O3)为原料，制备柠檬酸亚铁，其流程如图：已知：Ⅰ.柠檬酸(C6H8O7)为三元酸。Ⅱ.表中列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为0.1mol·L－1计算)。金属离子开始沉淀的pH沉淀完全的pHFe3＋1.13.2Al3＋3.05.0Fe2＋5.88.8(1)柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种______(填“正”“酸式”或“碱式”)盐，“焙烧”过程中发生反应的化学方程式为________________________；滤渣1的成分为________(填化学式)。(2)已知：FeS2与H2SO4不反应。则“还原”时FeS2发生反应的离子方程式为_____________________________________________________________________________________________。(3)“沉铁”时的离子方程式为____________________________________，该反应需控制温度在35℃以下，其可能的原因是____________________________________________________。(4)“除铝”时所调pH范围是______________，“还原”和“除铝”两步操作不能交换的原因是__________________________________________。(5)柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)在空气中煅烧得到Fe2O3和FeO的混合物。检验Fe2O3存在的方法是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)酸式4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up7(焙烧))2Fe2O3＋8SO2SiO2(2)FeS2＋2Fe3＋=3Fe2＋＋2S(3)2HCOeq\o\al(－,3)＋Fe2＋=FeCO3↓＋CO2↑＋H2O防止NH4HCO3受热分解(4)5.0≤pH＜5.8因为Fe3＋沉淀的pH比Al3＋更低，若先调pH则Fe3＋也会沉淀而损耗，降低产率(5)取煅烧后的固体于试管中，加足量稀硫酸溶解，滴加KSCN溶液，若变红则证明Fe2O3存在解析(1)由于柠檬酸(C6H8O7)为三元酸，则柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)还能电离出氢离子，是一种酸式盐，分析可知“焙烧”过程中发生反应的化学方程式为4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up7(焙烧))2F