2023届高考化学鲁科版一轮复习热点强化练3　工艺流程中含铁化合物的制备

热点强化练3工艺流程中含铁化合物的制备1.(2021·安徽名校联盟联考)碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是用于污水处理的新型高效絮凝剂。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图。下列叙述错误的是(D)A.沉淀A为Al(OH)3B.合理处理废铁屑有利于保护环境和资源再利用C.加入H2O2的作用是将溶液中的Fe2+转化为Fe3+D.溶液B的pH越大越好,有利于碱式硫酸铁的生成解析:酸浸液中有Fe2+和Al3+,加入少量NaHCO3的目的是调节pH,使溶液中的Al3+形成Al(OH)3沉淀,A项正确;废铁屑扔掉会污染环境、浪费资源,故合理处理废铁屑有利于保护环境和资源再利用,B项正确;溶液A中含Fe2+,加入H2O2的作用是将溶液中的Fe2+转化为Fe3+,Fe3+再水解形成碱式硫酸铁,C项正确;溶液B的pH必须控制在一定的范围内,pH偏小时,Fe3+水解程度较弱,pH偏大时,Fe3+会水解变成氢氧化铁沉淀,得不到碱式硫酸铁,D项错误。2.(2022·浙江台州月考)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型多功能净水剂,强碱性条件下制取,干燥环境下冷藏。制备过程如图:漂白粉与苏打溶液1溶液2K2FeO4固体下列说法不正确的是(C)A.高铁酸钾既能杀菌消毒又有净水作用,净水作用与胶体的性质有关B.溶液1→溶液2的离子方程式为2Fe3++3ClO-+10OH-2FeO423Cl-+5H2OC.溶液2中加入KOH析出了K2FeO4固体,说明K2FeO4难溶于水D.高铁酸钾受热分解可放出氧气解析:高铁酸钾既能杀菌消毒又有净水作用,其中杀菌消毒为高铁酸根离子具有强氧化性,净水为利用高铁酸根离子被还原生成的铁离子水解生成氢氧化铁胶体具有吸附性,与胶体性质有关,故A正确;漂白粉的主要成分为氯化钙和次氯酸钙,苏打的主要成分为碳酸钠,两者反应生成氯化钠、次氯酸钠和碳酸钙,在碱性条件下次氯酸钠与铁离子反应生成高铁酸根离子、氯离子和水,则溶液1→溶液2的离子方程式为2Fe3++3ClO-+10OH-2FeO42-+3Cl-+5H2O,故B正确;钾盐、钠盐都易溶于水,溶液2中加入KOH析出了K2FeO4固体,说明K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4,而不是K2FeO4难溶于水,故C不正确;高铁酸钾受热易分解为氧化铁、氧化钾和氧气,即4K2FeO42Fe2O3+3O2↑+4K23.(双选)由炼钢污泥(主要成分为铁的氧化物)制备软磁性材料α-Fe2O3,主要流程如图:下列有关说法正确的是(AC)A.可通过适当延长“酸浸”时间来提高铁元素的浸出率B.“还原”过程中只有置换反应发生C.“除杂”过程中若溶液pH偏低可导致CaF2沉淀不完全D.“沉铁”时生成的沉淀为FeCO3,再焙烧得到αFe2O3解析:适当延长“酸浸”时间能提高铁元素的浸出率,故A项正确;“还原”过程中Fe与三价铁反应生成二价铁,剩余的铁与H+反应生成氢气,前者不属于置换反应,故B项错误;向“还原”后的滤液中加入NH4F,使Ca2+转化为CaF2沉淀,若溶液pH偏低,即溶液中H+浓度较大,H+与F-结合形成弱酸HF,导致溶液中c(F-)减少,CaF2沉淀不完全,故C项正确;FeCO3中铁为+2价,得到Fe2O3时需要补充空气氧化,故D项错误。4.高铁酸盐(钠、钾)具有很强的氧化性,从而可以有效地杀灭水中的细菌和病毒。实验证明,由于其强烈的氧化和絮凝共同作用,高铁酸盐的消毒和除污效果全面优于含氯消毒剂和高锰酸盐。更为重要的是在整个的消毒和净化过程中,不产生任何对人体有害的物质。高铁酸盐被科学家们公认为绿色消毒剂。利用黄铜矿废渣(主要成分为CuFeS2和SiO2)制取高铁酸钠的工艺流程如图:回答下列问题。(1)焙烧黄铜矿废渣时,为了提高产率可进行的操作为

(任写一种可行性的操作)。(2)气体X恰好被浓NaOH溶液吸收形成酸式盐,此溶液呈(填“酸”“碱”或“中”)性,试通过计算说明原因:

(已知X溶于水生成的含氧酸的电离平衡常数Ka1=2×10-2,Ka2=1×10-7)。(3)滤渣1的主要成分是(填化学式),要检验溶液Ⅰ中的金属阳离子,实验操作是

。

(4)在溶液Ⅰ中加入合适的试剂Y是(填字母)。

A.K2Cr2O7B.O3C.H2O2D.KMnO4(5)在溶液Ⅱ中加入固体NaOH的目的有

、。

(6)工业上利用NaClO的氧化性,在碱性条件下用FeCl3、NaOH、NaClO三种物质在一定条件下反应制得Na2FeO4,写出该反应的化学方程式:

。

解析:(1)将黄铜矿废渣粉碎,可增大固体和气体的接触面积,适当升高温度、增大氧气的浓度可增大反应速率,提高产率。(2)气体X为二氧化硫,与NaOH反应生成的酸式盐为NaHSO3,HSO3-电离平衡常数Ka2=1×10-7,水解平衡常数Kh=KwKa1(3)SiO2不与稀盐酸反应,滤渣1的主要成分是SiO2;溶液Ⅰ中的金属阳离子为Fe2+,加入K3[Fe(CN)6]溶液,若产生蓝色沉淀,则证明有Fe2+。(4)试剂Y将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+,为不引入新的杂质离子,选择臭氧或过氧化氢。(5)加入固体NaOH可中和溶液中的酸,易生成高铁酸钠;还可提供碱性环境,使高铁酸钠稳定存在。(6)FeCl3、NaOH、NaClO反应生成Na2FeO4,根据得失电子守恒及原子守恒,可得化学方程式为2FeCl3+10NaOH+3NaClO2Na2FeO4+9NaCl+5H2O。答案:(1)粉碎黄铜矿废渣(或升高温度、增大氧气的浓度)(2)酸酸式盐为NaHSO3,其电离平衡常数Ka2=1×10-7,水解平衡常数Kh=KwKa1=5×10-13,