2023届新高考新教材化学鲁科版一轮学案-第3章第9讲　铁的多样性

第9讲铁的多样性复习目标核心素养1.了解铁及其重要化合物的主要性质及其应用。2．能鉴别溶液中的Fe2＋、Fe3＋。1.宏观辨识与微观探析：认识铁及其化合物的性质，能以Fe2＋、Fe3＋的相互转化为例，理解变价金属元素的氧化还原反应实质。2．科学态度与社会责任：利用铁及其化合物的性质，科学认识铁及其化合物的分离、提纯和制备工艺流程，同时具有严谨求实的科学态度和崇尚真理的意识。考点一铁的单质、氧化物和氢氧化物1．变价金属——铁(1)物理性质铁具有金属的共性，具有能被磁体吸引的特性。(2)化学性质按要求书写下列反应的方程式：①Fe与Cl2、S反应的化学方程式：2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃),\s\do5())2FeCl3；Fe＋Seq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())FeS。②Fe与水蒸气的反应：3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())Fe3O4＋4H2。③与氧化性酸(如HNO3)的反应(写离子方程式)。酸化学方程式或现象稀HNO3Fe不足Fe＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=Fe3＋＋NO↑＋2H2OFe过量3Fe＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O浓HNO3、浓H2SO4常温下钝化④与某些盐溶液的反应与CuSO4溶液反应的离子方程式：Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu。与FeCl3溶液反应的离子方程式：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋。(3)生铁的冶炼①原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石。②设备：高炉。③主要反应a．还原剂的生成：C＋O2eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())CO2，CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())2CO；b．铁的还原：Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())2Fe＋3CO2；c．造渣反应：CaCO3eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())CaSiO3。[微思考1]请写出足量铁与氯气反应的化学方程式。提示：2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃),\s\do5())2FeCl32．铁的氧化物(1)物理性质化学式FeOFe2O3Fe3O4俗称铁红磁性氧化铁色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体Fe元素的价态＋2＋3＋2，＋3(2)铁的氧化物与盐酸反应的离子方程式分别为：FeO：FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2O；Fe2O3：Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O；Fe3O4：Fe3O4＋8H＋=2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。3．铁的氢氧化物化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色态白色固体红褐色固体与盐酸反应Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O受热分解2Fe(OH)3eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())Fe2O3＋3H2O二者的关系空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3[微思考2](1)将下列物质的颜色和用途或性质用短线连接起来。①Fe2O3a．红褐色A．具有较强的还原性②Fe(OH)2b．红棕色B．易被氧化成灰绿色最终变成红褐色③Fe(OH)3c．白色C．红色油漆、涂料④Fe2＋d．棕黄色D．受热分解成红棕色粉末⑤Fe3＋e．浅绿色E．具有较强的氧化性(2)FeCl3、FeCl2、Fe(OH)2和Fe(OH)3是否都可以通过化合反应制取？用化学方程式举例说明。提示：(1)①—b—C；②—c—B；③—a—D；④—e—A；⑤—d—E(2)均能通过化合反应制取。FeCl2：2FeCl3＋Fe=3FeCl2；FeCl3：①2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃),\s\do5())2FeCl3；②2FeCl2＋Cl2=2FeCl3；Fe(OH)2：2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2(原电池反应)；Fe(OH)3：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3(1)铁位于元素周期表中第4周期Ⅷ族。()(2)氧化铁能与酸反应，所以可用于制作红色染料。()(3)用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸。()(4)Fe2O3与NaOH溶液反应可制取Fe(OH)3。()(5)铁与过量的硫粉共热产物是Fe2S3。()(6)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2。()答案：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×[典例]铁是日常生活中使用最广泛的金属，下列关于铁的一些说法正确的是()A．常温下浓硫酸与铁不反应，故常温下可用铁制容器贮藏、贮运浓硫酸B．铁是较活泼的金属，它与卤素单质(X2)反应的生成物均为FeX3C．Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2＞Fe(OH)3D．FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应，且均为非氧化还原反应[解析]铁在常温下与浓硫酸反应形成致密的氧化膜，A项错误；Fe与I2只能生成FeI2，B项错误；Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2＜Fe(OH)3，C项错误；FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应生成盐和水，反应过程中无元素化合价变化，均为非氧化还原反应，故D正确。[答案]D[对点练1](铁与水蒸气反应实验探究)铁与水蒸气反应，通常有以下两种装置，请回答下列问题：装置一装置二实验装置(1)装置一中，装置A的作用：。装置二中，装湿棉花的作用：。(2)实验完毕后，取出装置一的少量固体，溶于足量稀盐酸，再滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，试解释原因：。答案：(1)提供水蒸气提供水蒸气(2)在溶液中Fe3＋被未反应的铁粉完全还原为Fe2＋[对点练2](铁及其化合物的性质)写出下列反应的离子方程式。(1)FeO溶于足量稀硝酸中：。(2)Fe2O3溶于足量HI溶液中：。(3)Fe(OH)3溶于足量HI溶液中：。答案：(1)3FeO＋NOeq\o\al(－,3)＋10H＋=3Fe3＋＋NO↑＋5H2O(2)Fe2O3＋6H＋＋2I－=2Fe2＋＋I2＋3H2O(3)2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－=2Fe2＋＋I2＋6H2O[对点练3](探究Fe(OH)2的制备方法)下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(填序号)。解析：因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。①、②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；③的原理为铁作阳极产生Fe2＋，与电解水产生的OH－结合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保护，能防止空气进入；⑤中液面加苯阻止了空气进入；④由于带入空气中的氧气能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。答案：①②③⑤[反思归纳]防止Fe(OH)2氧化的方法(1)将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶液中的氧气。(2)将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入试管的亚铁盐溶液底部，并慢慢挤出NaOH溶液。(3)在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。(4)在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。(5)用Fe作阳极，石墨作阴极，电解NaOH溶液，利用新产生的Fe2＋与OH－反应制取。[对点练4](用守恒思想判断氧化物的组成)有一块铁的“氧化物”样品，用140mL5.0mol·L－1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025molCl2，恰好使其中的Fe2＋全部转变为Fe3＋，则该样品可能的化学式为()A．Fe2O3 B．Fe3O4C．Fe4O5 D．Fe5O7解析：D根据2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中n(Fe2＋)＝0.025mol×2＝0.05mol，根据电荷守恒得2n(Fe2＋)＋3n(Fe3＋)＝n(Cl－)，则n(Fe3＋)＝0.2mol，故n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝0.05∶0.2＝1∶4，故该氧化物可表示为FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。考点二铁盐和亚铁盐1．亚铁盐含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，既有氧化性，又有还原性。(1)Fe2＋的还原性：Fe2＋eq\o(→,\s\up7(O2、Cl2、Br2、HNO3),\s\do5(KMnO4H＋、H2O2、HClO等))Fe3＋Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O。(2)Fe2＋的弱氧化性：Fe2＋与Zn反应的离子方程式为Zn＋Fe2＋=Fe＋Zn2＋。2．铁盐含Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋具有较强的氧化性。Fe3＋eq\o(→,\s\up7(Fe、Cu、S2－、SO\o\al(2－,3)、I－),\s\do5(SO2、H2S、HI等))Fe2＋写出下列转化的离子方程式：(1)Fe3＋eq\o(→,\s\up7(SO\o\al(2－,3)),\s\do5())Fe2＋：2Fe3＋＋SOeq\o\al(2－,3)＋H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋；(2)Fe3＋eq\o(→,\s\up7(I－),\s\do5())Fe2＋：2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2。3．其他重要的铁盐及应用绿矾(FeSO4·7H2O)用作补血剂及植物补铁剂高铁酸钾(K2FeO4)用作水处理剂或制作高能电池莫尔盐(或摩尔盐)[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]用于冶金、电镀及织物媒染剂赤血盐[K3Fe(CN)6]用于检验Fe2＋4.Fe2＋、Fe3＋的检验方法(1)用KSCN溶液和氯水(2)用NaOH溶液(3)含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验eq\x(\a\al(混合,溶液))eq\o(→,\s\up7(滴加KSCN溶液),\s\do5())溶液变红色，说明含有Fe3＋eq\x(\a\al(混合,溶液))eq\o(→,\s\up7(滴加酸性),\s\do5(KMnO4))KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋(Cl－可干扰)。(4)Fe2＋的特征检验方法溶液eq\o(→,\s\up7(K3[FeCN6]溶液),\s\do5())产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2＋，有关反应离子方程式为3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－=Fe3[Fe(CN)6]2↓。[微思考](1)K3[Fe(CN)6]化学名称为，其中铁元素的化合价为。(2)铁氰化亚铁的化学式为。提示：(1)铁氰化钾＋3(2)Fe3[Fe(CN)6]2(1)金属阳离子只有氧化性，不可能有还原性。()(2)氢氧化铁与HI溶液反应仅能发生中和反应。()(3)中性溶液中可能大量存在Fe3＋、Cl－、K＋、SOeq\o\al(2－,4)。()(4)FeCl3溶液与KSCN溶液反应的离子方程式为Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3↓。()(5)用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×题点一Fe2＋与Fe3＋之间的转化1．硫酸亚铁是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法错误的是()A．碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH)3胶体，可用作净水剂B．该温度下，(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O在水中的溶解度比FeSO4的大C．可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O是否被氧化D．为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行解析：B碱式硫酸铁电离产生Fe3＋，Fe3＋能发生水解生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有吸附性，故碱式硫酸铁可用作净水剂，A项正确；(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O在水中的溶解度比FeSO4的小，因此在该实验中能得到(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O，B项错误；KSCN溶液遇Fe2＋溶液无现象，(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O若被氧化，则Fe2＋变为Fe3＋，KSCN溶液遇Fe3＋溶液变红，C项正确；NH4HCO3不稳定，受热易分解，所以为了防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行，D项正确。2．在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2＋的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。①Fe3＋②Fe2＋③Fe、Fe2＋④Fe2＋、Fe3＋(1)AB段铁元素以形式存在。(2)BC段铁元素以形式存在。(3)CD段铁元素以形式存在。答案：(1)①(2)④(3)③题点二Fe2＋、Fe3＋的检验3．下列有关物质检验方法不合理的是()A．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，该溶液中一定含有Fe2＋B．用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2C．检验绿矾晶体是否已氧化变质，可将绿矾晶体溶于稀H2SO4后滴加KSCN溶液，再观察溶液是否变红D．向某溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋解析：BB项中的Cl－也能使酸性KMnO4溶液褪色。4．已知：2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，用KI溶液和FeCl3溶液进行如下实验。下列说法不正确的是()A．实验①中现象说明有Fe2＋生成B．实验②中现象说明反应后溶液中含有Fe3＋C．实验③水溶液中c(Fe2＋)大于①中c(Fe2＋)D．实验③中再加入4滴0.1mol·L－1FeCl2溶液，振荡静置，CCl4层溶液颜色无变化解析：DA．Fe2＋与铁氰化钾生成蓝色沉淀，实验①中现象说明有Fe2＋生成，故A正确；B.Fe3＋使KSCN溶液显红色，实验②中现象说明反应后溶液中含有Fe3＋，故B正确；C．实验③中生成的I2萃取到CCl4层，从溶液中分离出产物I2，使反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2正向移动，使c(Fe2＋)大于①中c(Fe2＋)，故C正确；D.实验③中再加入4滴0.1mol·L－1FeCl2溶液，使反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2逆向移动，生成的I2浓度降低，CCl4层溶液颜色变浅，故D错误。[反思归纳]检验Fe2＋和Fe3＋时的注意事项(1)检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水能氧化SCN－)。(2)Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋(Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰)。(3)检验Fe2＋、Fe3＋的其他方法：检验Fe3＋也可用苯酚(C6H5OH)；检验Fe2＋最好用K3[Fe(CN)6]溶液。[命题分析]铁元素有多种价态，化合物种类多，特别Fe2＋、Fe3＋的性质多样，是命制综合实验题恰当的载体。考查内容可涉及物质性质的探究、物质的制备、成分测定、离子检验等，通过上述问题的设计，同时可考查仪器的使用、条件的控制、物质的分离提纯、实验安全等化学实验基础知识。[典例]从宏观现象探究微观本质是重要的化学学科素养。以FeCl3溶液为实验对象，探究其与碱性物质之间反应的复杂多样性。实验如下：(1)①中反应的离子方程式是。(2)②中逸出的无色气体是。从物质类别的角度分析，Na2CO3与Na2SO3在化学性质方面的共性是(写一条)；从化合价角度分析，Na2CO3与Na2SO3在化学性质方面的差异是(写一条)。(3)对于③中的实验现象，同学们有诸多猜测，继续进行实验：Ⅰ.甲取③中的红棕色溶液少许，滴入盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀。甲得出结论：FeCl3与Na2SO3发生了氧化还原反应，离子方程式是。Ⅱ.乙认为甲的实验不严谨，重新设计并进行实验，证实了甲的结论是正确的。其实验方案是。(4)受以上实验的启发，同学们对pH≈8的1mol/LNaF溶液与FeCl3溶液混合时的现象产生了好奇并进行实验：实验操作及现象④向2mL0.2mol/LFeCl3溶液中滴入2mL1mol/LNaF溶液，溶液变无色⑤向2mL0.2mol/LFeCl3溶液中滴入2mL蒸馏水，溶液颜色变浅Ⅰ.⑤的实验目的是。Ⅱ.为探究④中溶液变无色的原因，进行如下实验：资料显示：FeF3溶液为无色。用平衡移动原理解释红褐色沉淀产生的原因：。(5)根据实验，FeCl3溶液与碱性物质之间的反应的多样性与有关。[解析](1)根据图中对实验现象的描述，反应①氢氧化镁沉淀转化为氢氧化铁胶体。(2)由于碳酸钠溶液显碱性，氯化铁溶液显酸性，相互促进水解，生成CO2气体和氢氧化铁沉淀。(3)加入盐酸酸化的BaCl2溶液产生白色沉淀，说明③中溶液中有SOeq\o\al(2－,4)，亚硫酸钠与氯化铁会发生氧化还原反应，即Fe3＋将SOeq\o\al(2－,3)氧化为SOeq\o\al(2－,4)，甲中SOeq\o\al(2－,4)也可能是SOeq\o\al(2－,3)被空气氧化，所以用铁氰化钾溶液检验溶液中是否生成Fe2＋更合理。(4)FeCl3溶液中加入NaF溶液，颜色变浅，说明反应生成了FeF3，是可溶性的难电离物质，加入氢氧化钠溶液生成红褐色沉淀，说明OH－更容易与Fe3＋结合。[答案](1)3Mg(OH)2＋2Fe3＋=2Fe(OH)3(胶体)＋3Mg2＋(2)CO2两者都为强碱弱酸盐，能与强酸反应Na2CO3中碳原子为最高正价＋4，无还原性；Na2SO3中硫原子为＋4价，具有较强的还原性(3)Ⅰ.2Fe3＋＋SOeq\o\al(2－,3)＋H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Ⅱ.取③中的红棕色溶液少许，滴加铁氰化钾溶液，出现蓝色沉淀(4)Ⅰ.排除加水稀释对溶液颜色变化的影响Ⅱ.无色溶液中存在平衡：Fe3＋＋3F－FeF3，加入NaOH后，Fe3＋更易与OH－结合生成难溶的Fe(OH)3(5)碱性物质的pH、离子的性质[对点练]某小组在验证反应“Fe＋2Ag＋=Fe2＋＋2Ag”的实验中检测到Fe3＋，发现和探究过程如下。向硝酸酸化的0.05mol·L－1硝酸银溶液(pH≈2)中加入过量铁粉，搅拌后静置，烧杯底部有黑色固体，溶液呈黄色。(1)检验产物。①取出少量黑色固体，洗涤后(填操作和现象)，证明黑色固体中含有Ag。②取上层清液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有。(2)针对“溶液呈黄色”，甲认为溶液中有Fe3＋，乙认为铁粉过量时不可能有Fe3＋，乙依据的原理是(用离子方程式表示)。针对两种观点继续实验：①取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液变红，证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生，且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关，对比实验记录如下：序号取样时间/min现象Ⅰ3产生大量白色沉淀；溶液呈红色Ⅱ30产生白色沉淀；较3min时量少；溶液红色较3min时加深Ⅲ120产生白色沉淀；较30min时量少；溶液红色较30min时变浅(资料：Ag＋与SCN－生成白色沉淀AgSCN)②对Fe3＋产生的原因做出如下假设：假设a：可能是铁粉表面有氧化层，能产生Fe3＋；假设b：空气中存在O2，由于(用离子方程式表示)，可产生Fe3＋；假设c：酸性溶液中NOeq\o\al(－,3)具有氧化性，可产生Fe3＋；假设d：根据现象，判断溶液中存在Ag＋，可产生Fe3＋。解析：(1)①若黑色固体中含有Ag可加入硝酸加热使之溶解再加入盐酸，能产生白色沉淀AgCl。②K3[Fe(CN)6]是检验Fe2＋的试剂，所以产生蓝色沉淀说明含有Fe2＋。(2)过量铁粉与Fe3＋反应生成Fe2＋，Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋。②O2氧化Fe2＋反应为4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O。白色沉淀是AgSCN，所以实验可以说明含有Ag＋，Ag＋可能氧化Fe2＋生成Fe3＋。答案：(1)①加硝酸加热溶解固体，再滴加稀盐酸产生白色沉淀②Fe2＋(2)Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋②4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O加入KSCN溶液后生成白色沉淀1．(2021·广东卷，10)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是()A．a可与e反应生成bB．b既可被氧化，也可被还原C．可将e加入浓碱液中制得d的胶体D．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系解析：C由题图可知，a为Fe，b中含有Fe2＋，c为Fe(OH)2，d为Fe(OH)3，e中含有Fe3＋。Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，a可与e反应生成b，A推断合理；Fe2＋既可以被氧化为Fe3＋，也可以被还原为Fe，B推断合理；可将饱和的Fe3＋溶液加入沸水中制得Fe(OH)3胶体，而不是浓碱液中，C推断不合理；可存在Fe2＋eq\o(→,\s\up7(OH－))Fe(OH)2eq\o(→,\s\up7(O2))Fe(OH)3eq\o(→,\s\up7(H＋))Fe3＋eq\o(→,\s\up7(Fe))Fe2＋的循环转化关系，D推断合理。2．(经典高考题节选)下列叙述正确的是()A．“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁B．向盛有FeCl3溶液的试管中加过量铁粉，充分振荡后加1滴KSCN溶液，溶液黄色逐渐消失，加氯水后溶液颜色不变C．将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2D．氧化亚铁溶于稀硝酸：FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2O答案：C3．(经典高考题)磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下：下列叙述错误的是()A．合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用B．从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、LiC．“沉淀”反应的金属离子为Fe3＋D．上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠解析：D合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用，LiFePO4中含有Li和Fe元素，正极片碱溶所得滤液中含有Al元素，A、B项正确；Fe2＋能被HNO3氧化为Fe3＋，Fe3＋遇到碱液后沉淀，而另一种金属离子(Li＋)遇到Na2CO3后沉淀，C项正确；Li2SO4易溶于水，用Na2SO4代替Na2CO3，不能形成含Li沉淀，D项错误。4．(2020·全国卷Ⅰ，27)为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验。回答下列问题：(1)由FeSO4·7H2O固体配制0.10mol·L－1FeSO4溶液，需要的仪器有药匙、玻璃棒、(从下列图中选择，写出名称)。(2)电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近。根据下表数据，盐桥中应选择作为电解质。阳离子u∞×108/(m2·s－1·V－1)阴离子u∞×108/(m2·s－1·V－1)Li＋4.07HCOeq\o\al(－,3)4.61Na＋5.19NOeq\o\al(－,3)7.40Ca2＋6.59Cl－7.91K＋7.62SOeq\o\al(2－,4)8.27(3)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入电极溶液中。(4)电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c(Fe2＋)增加了0.02mol·L－1。石墨电极上未见Fe析出。可知，石墨电极溶液中c(Fe2＋)＝。(5)根据(3)、(4)实验结果，可知石墨电极的电极反应式为，铁电极的电极反应式为。因此，验证了Fe2＋氧化性小于