适用于新高考新教材浙江专版2025届高考化学一轮总复习第3章金属及其化合物微专题五含铁物质的转化与制备新人教版

微专题(五)含铁物质的转化与制备1.(2024·浙江嘉善其次高级中学段考)用含少量FeS的废铁屑为原料制备FeCO3的流程如图:下列说法错误的是()A.“除油”中适当提高温度有利于去除油污B.“浸出”中炭黑的作用是加快铁屑溶解C.“浸出”产生的气体是H2SD.“沉铁”发生反应的离子方程式为Fe2++2HCO3-↓+CO2↑+H22.(2024·浙江磐安中学检测)在试验室和生活中高铁酸钾都是一种应用特殊广泛的盐类,如下有几种制备方式,湿法:2Fe3++3ClO-+10OH-2FeO42-+3Cl-干法:Fe2O3+3KNO3+4KOH2K2FeO4+3KNO2+2H2O电解法:Fe-6e-+8OH-+4H2O下列选项中说法正确的是()A.试验室中常用钾盐而不是钠盐缘由是钠盐易风化导致固体结块B.物质的氧化性和还原性在水溶液中和非水体系中不愿定相同C.高铁酸钾在生活中可用于杀菌因为具有强氧化性;高铁酸钾不行用作净水剂,因为高铁酸根离子不能水解生成胶体D.高铁酸根离子在酸性或中性溶液中分解,将生成的气体收集在试管中,点燃的小木条靠近可以听到略微的爆鸣声,且该气体在能源方面有很广泛的发展前景,常用作清洁能源3.(2024·浙江德清高级中学段考改编)FeOOH为一种不溶于水的黄色固体。某学校以Fe2O3废料(含少量SiO2、FeO等)为原料制备FeOOH,流程如图所示。回答以下问题:(1)为提高“酸浸”的速率,可实行的措施有(填一种即可)。

(2)“废渣”的主要成分可用于(填一种即可)。

(3)“酸浸”时(填“能”或“不能”)运用稀硝酸,缘由是。

(4)“试剂X”可运用(填化学式)。

(5)从“滤液2”中获得晶体的一种方法是、过滤、洗涤。

(6)由FeSO4·7H2O转化为FeOOH的离子方程式是。

4.(2024·浙江海盐高级中学检测)Na2FeO4具有强氧化性,是一种新型的绿色非氯净水消毒剂,碱性条件下可以稳定存在,酸性条件下会自身分解生成Fe(OH)3。可用Fe(OH)3与NaClO在强碱性条件下制取,某试验小组利用如图所示试验装置,制取Na2FeO4,并验证其处理含CN-废水的实力。Ⅰ.制取Na2FeO4(1)仪器D的名称为。洗气瓶B中盛有的试剂为。试验起先,先打开分液漏斗(填“A”或“C”)的活塞。

(2)写出大试管中发生反应的离子方程式:

。

(3)三颈烧瓶中的红褐色固体基本消逝,得到紫色溶液时,停止通入Cl2。通入氯气的过程中三颈烧瓶中发生反应的离子方程式有:Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O、。

Ⅱ.模拟并验证Na2FeO4处理含CN-废水的实力(4)取确定量Na2FeO4加入试管中,向其中加入0.2mol·L-1的NaCN溶液10mL,CN-被氧化为CO32-和N2。充分反应后测得试管中仍有Na2FeO4剩余,过滤。向滤液中加入足量BaCl2①配制0.2mol·L-1的NaCN溶液,须要的玻璃仪器有(填字母)。

②计算NaCN溶液中CN-的去除率为(保留两位有效数字)。

5.EDTA铁钠(用NaFeY·3H2O表示,摩尔质量为421g·mol-1)为高效补血的新型铁强化剂,易溶于水,难溶于乙醇,与酸反应可解离出Fe3+。试验室制备少量EDTA铁钠原理为2Fe(OH)3+Na2CO3+2H4Y2(NaFeY·3H2O)+CO2↑+H2O。已知EDTA(乙二胺四乙酸,可表示为H4Y)熔点240℃,不溶于冷水、乙醇、酸和一般有机溶剂,溶于碳酸钠溶液。能与碱金属和过渡金属等形成极稳定的水溶性络合物。试验步骤:(ⅰ)制备Fe(OH)3:取确定量FeCl3·6H2O于烧杯中溶解,分批加入适量浓氨水,搅拌、过滤、洗涤、干燥。(ⅱ)制备EDTA铁钠:将Fe(OH)3、EDTA、H2O加入三颈烧瓶中(装置如图所示),搅拌,缓慢滴加Na2CO3溶液,控温80℃,反应60min。经过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤后先用冰水洗涤,再用乙醇洗涤,晾干得到产品。请回答:(1)步骤(ⅰ)溶解时,是否须要先将FeCl3·6H2O溶解于适量浓盐酸后再稀释?(填“是”或“否”)。

(2)下列有关过滤、洗涤的操作不正确的是。

A.过滤需遵循“一贴、二低、三靠”原则,其中玻璃棒的下端需用力紧靠三层滤纸处B.过滤前需将沉淀和溶液搅浑后一起转移到过滤器中,可缩短过滤时间C.洗涤需遵循“少量多次”原则,既可将沉淀洗净,又尽可能削减沉淀的溶解损失D.步骤(ⅰ)中可用AgNO3溶液验证沉淀是否已洗净(3)装置中若恒压滴液漏斗替换为一般分液漏斗,试验中Na2CO3溶液将无法顺当滴下,其缘由是。

(4)步骤(ⅱ)中用乙醇洗涤的目的是。

(5)称取mg晶体样品,加稀硫酸溶解后配成100mL溶液。取出10.00mL该溶液,加入稍过量的KI溶液,充分反应后,滴入几滴淀粉溶液,用cmol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定,重复操作2~3次,平均消耗Na2S2O3标准溶液VmL。已知:I2+2Na2S2O32NaI+Na2S4O6。①KI发生反应的离子方程式为

。

②样品中NaFeY·3H2O的质量分数是%(用含m、c、V的代数式表示)。

③若滴定过程较缓慢,则测得样品中NaFeY·3H2O的质量分数(填“偏小”“偏大”或“无影响”)。

6.(2024·天津卷节选)氯化铁是重要的化工原料。针对氯化铁的试验室制备方法,回答下列问题:Ⅰ.FeCl3·6H2O的制备制备流程图如下:(1)将废铁屑分批加入稀盐酸中,至盐酸反应完全。推断反应完全的现象为。

含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快,缘由为

。

(2)操作①所必需的玻璃仪器中,除烧杯外还有

。

(3)检验FeCl3溶液中是否残留Fe2+的试剂是

。

(4)为增大FeCl3溶液的浓度,向稀FeCl3溶液中加入纯Fe粉后通入Cl2。此过程中发生的主要反应的离子方程式为。

(5)操作②为

。

Ⅱ.由FeCl3·6H2O制备无水FeCl3将FeCl3·6H2O与液体SOCl2混合并加热,制得无水FeCl3。已知SOCl2沸点为77℃,反应方程式为FeCl3·6H2O+6SOCl2FeCl3+6SO2↑+12HCl↑,装置如下图所示(夹持和加热装置略)。(6)仪器A的作用为。NaOH溶液的作用是。

(7)干燥管中无水CaCl2不能换成碱石灰,缘由是

。

(8)由下列结晶水合物制备无水盐,相宜运用上述方法的是(填字母)。

a.ZnCl2·H2Ob.CuSO4·5H2Oc.Na2S2O3·5H2O

微专题(五)含铁物质的转化与制备1.C“除油”中适当提高温度可促进碳酸钠的水解,使其溶液碱性增加,有利于油脂的水解除去,故A正确;“浸出”中炭黑、铁屑和硫酸溶液构成原电池,铁屑作负极,可加快铁屑溶解,故B正确;“浸出”时铁与硫酸反应生成氢气,故C错误;在硫酸亚铁溶液中加碳酸氢铵,两者反应生成碳酸亚铁,反应的离子方程式为Fe2++2HCO3-↓+CO2↑+H22.B试验室中常用钾盐而不是钠盐缘由是钠盐的吸湿实力比钾盐强,钠盐易出现固体结块,故A错误;溶剂的极性对氧化性和还原性产生较大的影响,因此物质的氧化性和还原性在水溶液中和非水体系中不愿定相同,故B正确;高铁酸钾具有强氧化性,生成的还原产物铁离子水解生成胶体,具有吸附杂质的作用,因此高铁酸钾可用作净水剂,故C错误;依据化合价升降守恒,铁元素化合价降低,则应当是氧元素化合价上升,因此将分解生成的气体收集在试管中,点燃的小木条靠近,不会听到略微的爆鸣声,故D错误。3.答案(1)废料粉碎、适当上升温度、适当增大硫酸浓度等(或其他合理答案,填一种即可)(2)制取单晶硅(或其他合理答案,填一种即可)(3)不能反应放出有毒的一氧化氮等氮氧化物(4)Fe(5)蒸发浓缩、降温结晶(6)4Fe2++8OH-+O24FeOOH↓+2H2O解析Fe2O3废料,加入硫酸酸浸,二氧化硅不反应成为废渣,含铁氧化物转化为硫酸盐,加入过量铁,将三价铁转化为二价铁,加入乙醇促使硫酸亚铁晶体析出,晶体与氢氧化钠溶液、空气反应得到FeOOH。(2)依据分析,废渣主要为二氧化硅,可以用于制取单晶硅。(3)硝酸与亚铁离子反应放出有毒的一氧化氮等气体,故“酸浸”时不能运用稀硝酸。(4)试剂X将三价铁转化为二价铁,且不引入新杂质,故为铁。(5)从“滤液2”中获得晶体,其方法可以为蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤。4.答案(1)球形干燥管饱和食盐水C(2)2MnO4-+16H++10Cl-2Mn2++5Cl2↑+8H(3)2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-2FeO42-+3Cl-(4)①ADEF②90%解析(1)仪器D为球形干燥管;洗气瓶B中盛有的试剂是饱和食盐水,用来除去混合气体中的氯化氢;因为试验中须要保持碱性环境,因此先向Fe2(SO4)3溶液中加入NaOH溶液,再通入Cl2,所以先打开C的活塞。(2)大试管中的KMnO4与浓盐酸反应的离子方程式为2MnO4-+16H++10Cl-2Mn2++5Cl2↑+8H2O。(3)结合化合价升降相等、原子守恒、电荷守恒的学问可写出制取Na2FeO4的离子方程式:2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-2FeO42-+3Cl-+5H2O。(4)溶液配制须要胶头滴管、烧杯、250mL容量瓶、玻璃棒;n(BaCO35.答案(1)否(2)AB(3)体系密封,反应加热且产生气体,使得三颈烧瓶内压强增大(4)洗去表面的水分,乙醇易挥发,有利于产品快速干燥(5)①2Fe3++2I-2Fe2++I2②421cVm解析(1)FeCl3水解生成氢氧化铁和HCl,本题配制FeCl3溶液是为了制备氢氧化铁,故无需先将FeCl3·6H2O溶解于适量浓盐酸后再稀释。(2)过滤需遵循“一贴、二低、三靠”原则,其中玻璃棒的下端紧靠三层滤纸处,不能用力,否则可能戳破滤纸,A错误;过滤前将沉淀和溶液搅浑后一起转移到过滤器中会延长过滤时间,B错误;洗涤的目的是将沉淀洗净且尽可能削减沉淀的溶解损失,需遵循“少量多次”原则,即每次让洗涤液刚好浸没沉淀,然后让其自由流下,如此进行多次,C正确;步骤(ⅰ)中NH3·H2O与FeCl3反应生成Fe(OH)3和NH4Cl,洗涤时,若没有洗净则Fe(OH)3沉淀表面会有NH4Cl,可用AgNO3溶液检验沉淀表面是否有Cl-来验证沉淀是否已洗净,D正确。(3)恒压滴液漏斗比起一般分液漏斗来说有平衡气压、使液体顺当滴下的作用,装置中若恒压滴液漏斗替换为一般分液漏斗,试验中Na2CO3溶液将无法顺当滴下,其缘由是体系密封,反应加热且产生气体,使得三颈烧瓶内压强增大。(4)乙醇易挥发,简洁带走水分,易干燥,故步骤(ⅱ)中用乙醇洗涤的目的是洗去表面的水分,乙醇易挥发,有利于产品快速干燥。(5)①由Na2S2O3标准溶液滴定I2可知KI被Fe3+氧化为I2,发生反应的离子方程式为2Fe3++2I-+I2;②由2Fe3++2I-2Fe2++I2、I2+2Na2S2O32NaI+Na2S4O6可知存在2(NaFeY·3H2O)~I2~2Na2S2O3,平均消耗Na2S2O3标准溶液VmL,则n(Na2S2O3)=c×V×10-3mol,样品中n(NaFeY·3H2O)=10n(Na2S2O3)=cV×10-2mol,m(NaFeY·3H2O)=cV×10-2mol×421g·mol-1=4.21cVg,样品中NaFeY·3H2O的质量分数=4.21cVgmg×100%=421cVm%;③若滴定过程较缓慢,则过量的KI可能被空气中的氧气氧化为I2,则消耗Na2S26.答案(1)不再有气泡产生Fe、Cu在稀盐酸中形成原电池,加快反应速率(2)漏斗、玻璃棒(3)K3[Fe(CN)6]溶液(4)2Fe3++Fe3Fe2+、2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-(5)在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶,过滤、洗涤、干燥得到FeCl3·6H2O晶体(6)冷凝回流SOCl2吸取SO2、HCl等尾气,防止污染(7)碱石灰与SO2、HCl气体反应,失去干燥作用(8)a解析稀盐酸中加入废铁屑,铜不与盐酸反应,过滤,向滤液中通入氯气反应生成氯化铁,稀氯化铁溶液再加入铁反应生成氯化亚铁,氯化亚铁和氯气反应生成氯化铁,由浓氯化铁溶液制备FeCl3·6H