江苏专用2025版高考化学一轮复习限时集训8铁的获取及应用含解析

PAGE7-铁的获得及应用(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(FeSO4·7H2O)，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2FeSO4·7H2Oeq\o(=,\s\up8(高温))Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O，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溶液经常加一些铁粉，其目的是抑制Fe2＋水解B．在25℃时，pH＝0的溶液中，Al3＋、NHeq\o\al(＋,4)、NOeq\o\al(－,3)、Fe2＋可以大量共存C．制备AlCl3、FeCl3均可采纳将溶液干脆蒸干的方法D．硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2OD[A项，加Fe粉的目的是防止Fe2＋被氧化；B项，pH＝0时为酸性溶液，NOeq\o\al(－,3)可氧化Fe2＋；C项，AlCl3、FeCl3易水解，不能干脆蒸干得到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，试验装置如图所示(夹持装置略，气密性已检验)，下列推断不合理的是()A．B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Fe3＋C．A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CuC[A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＋性质试验的说法错误的是()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，再加水稀释到所须要的浓度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Fe2＋D．向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋被氧化C[反应起先时生成的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酸中，再加水稀释到所须要的浓度，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．试验室用FeCl2和烧碱制备Fe(OH)2，为了生成的产物不简单被氧化，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]C7．FeCl3易潮解、易升华，试验室制备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的作用是增加装置的气密性B．试剂X和试剂Y分别为浓硫酸、饱和食盐水C．干脆用E接收产物比用导管连接D、E的优点是可防止堵塞D．出于简扮装置的目的，F装置可拆除C[导管g的作用是平衡气压，保证液体顺当滴下，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Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同C．试剂c是氯气，相应的反应为2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－D．用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否含有Fe2＋C[由最终要得到的氯化铁及流程图知b是盐酸，A错误；操作Ⅰ和操作Ⅱ是过滤，操作Ⅲ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．某班同学用如下试验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。回答下列问题：(1)分别取肯定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1mol·L－1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2mLFeCl2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)乙组同学认为甲组的试验不够严谨，该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL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10mL0.1mol·L－1KI溶液，加入6mL0.1mol·L－1FeCl3溶液混合。分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下试验：①第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；②其次支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀；③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。试验②检验的离子是(填离子符号)；试验①和③说明：在I－过量的状况下，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。产生气泡的缘由是；生成沉淀的缘由是(用平衡移动原理说明)。[解析](4)依据I－过量，依据反应，Fe3＋应完全反应，由试验③又知Fe3＋仍旧存在，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)2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－(3)隔绝空气(解除氧气对试验的影响)(4)Fe2＋Fe3＋可逆反应(5)H2O2＋2Fe2＋＋2H＋=2Fe3＋＋2H2OFe3＋催化H2O2分解产生O2H2O2分解放热，促进Fe3＋的水解平衡正向移动10．硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)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。试验步骤如下：请回答下列问题：(1)证明步骤①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②加入过量H2O2的目的是。(3)步骤③中反应的离子方程式是。(4)步骤④中一系列处理的操作步骤：过滤、、灼烧、、称量。(5)若试验中铁无损耗，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)Fe3＋＋3NH3·H2O=Fe(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)(4)洗涤冷却(5)eq\f(a,160)×2×56×eq\f(1,10)或eq\f(7a,100)11．LiFePO4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Fe2＋C．“煅烧”过程反应方程式为Li2CO3＋H2C2O4＋2FePO4煅烧,2LiFePO4＋3CO2↑＋H2D．煅烧过程中，每消耗1molH2C2O4D[每消耗1molH2C2O412．下列试验操作和现象、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2～3滴，溶液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Fe2＋A[CO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：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，加入KSCN溶液也不显红色，B项错误；NOeq\o\al(－,3)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项错误；若原溶液中不存在Fe2＋，存在Fe3＋，也有此现象，D项错误。]13．(2024·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。A．PAFC是一种有机高分子化合物B．PAFC中Fe显＋2价C．PAFC溶于水能电离出OH－，是一种碱D．PAFC在强酸性和强碱性溶液中均不能稳定存在(2)步骤Ⅱ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：①测定时所需的试剂有。A．NH3·H2O B．NaOHC．CO2 D．NaClO3②测定时，干脆测定的是和的质量(填化学式)。③在测定过程中的操作依次是：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＋需用NaClO3氧化，所以步骤Ⅱ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)ClOeq\o\al(－,3)与Fe2＋反应的离子方程式为6Fe2＋＋6H＋＋ClOeq\o\al(－,3)=6Fe3＋＋Cl－＋3H2O。(4)①Al(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。②依据①中分析可知，干脆测定的是Al2O3、Fe2O3的质量。③在测定过程中的操作依次是：过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量。[答案](1)D(2)C(3)6Fe2＋＋6H＋＋ClOeq\o\al(－,3)=6Fe3＋＋Cl－＋3H2O(4)①BC②Al2O3Fe2O3③洗涤冷却14．(2024·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