(新高考)高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講義第3章第14講鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系(含解析)

第14講鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系復(fù)習(xí)目標(biāo)1.基于價類二維圖理解鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系。2.能通過實驗探究掌握Fe2＋與Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化?？键c一基于價類二維圖理解鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系從物質(zhì)類別和物質(zhì)所含核心元素的化合價兩個角度總結(jié)、預(yù)測物質(zhì)的性質(zhì)是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要方法之一。(1)橫向變化體現(xiàn)了同價態(tài)不同物質(zhì)類別(氧化物、鹽、堿)之間的轉(zhuǎn)化；①堿性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)轉(zhuǎn)化為鹽；②Fe2＋、Fe3＋與堿(OH－)反應(yīng)生成對應(yīng)的堿；③難溶性的堿易分解生成對應(yīng)的氧化物，但難溶性的堿性氧化物一般不與水反應(yīng)生成對應(yīng)的堿。(2)縱向變化體現(xiàn)不同價態(tài)同物質(zhì)類別之間的轉(zhuǎn)化，主要體現(xiàn)物質(zhì)的氧化性或還原性。(3)斜向變化體現(xiàn)不同價態(tài)、不同物質(zhì)類別之間的轉(zhuǎn)化，主要體現(xiàn)物質(zhì)的氧化性和還原性。1．如圖為鐵元素的價類二維圖，其中的箭頭表示部分物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。下列說法正確的是()A．鐵與高溫水蒸氣的反應(yīng)可實現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化①B．FeO是一種黑色粉末，不穩(wěn)定，在空氣中受熱，迅速發(fā)生轉(zhuǎn)化②生成紅棕色粉末C．加熱Fe(OH)3發(fā)生轉(zhuǎn)化⑥，加水溶解可實現(xiàn)轉(zhuǎn)化③D．由圖可預(yù)測：高鐵酸鹽(FeOeq\o\al(2－,4))具有強氧化性，可用于消毒，F(xiàn)eOeq\o\al(2－,4)與水反應(yīng)最終可生成Fe(OH)3膠體，從而吸附水中的懸浮物，故高鐵酸鹽可作凈水劑答案D解析鐵與高溫水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，不能實現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化①，故A錯誤；FeO是一種黑色粉末，不穩(wěn)定，在空氣中受熱，部分被氧化生成Fe3O4，不能發(fā)生轉(zhuǎn)化②，故B錯誤；加熱Fe(OH)3發(fā)生轉(zhuǎn)化⑥分解生成氧化鐵，氫氧化鐵不溶于水，加水溶解不可實現(xiàn)轉(zhuǎn)化③，故C錯誤；高鐵酸鹽中鐵為＋6價，具有強氧化性，可用于消毒，與水發(fā)生氧化還原反應(yīng)后生成鐵離子，鐵離子與水反應(yīng)生成Fe(OH)3膠體。2．從化合價和物質(zhì)類別兩個視角認(rèn)識元素及其化合物性質(zhì)是重要的化學(xué)學(xué)習(xí)方式。圖1是Fe及其化合物的化合價—物質(zhì)類別二維圖?；卮鹣铝袉栴}：(1)工業(yè)上冶煉Fe常用的方法是__________________________________________(填字母)。a．電解法b．還原法c．熱分解法d．物理方法(2)若圖1中的F為硫酸鹽，請寫出由D生成F的離子方程式：___________________。(3)圖1中的B在潮濕的空氣中很容易發(fā)生化合反應(yīng)變成E，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________________________________________________。(4)圖1中的F與C在水溶液中轉(zhuǎn)化的離子反應(yīng)有：2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2，為了探究該反應(yīng)存在一定的限度，某化學(xué)興趣小組取10mL0.5mol·L－1的KI溶液于試管中，再加入10mL0.2mol·L－1的FeCl3溶液，振蕩，使試管中的物質(zhì)充分反應(yīng)一段時間。為了達(dá)到實驗?zāi)康模€需要再向試管中加入下列試劑中的________(填字母)。A．淀粉溶液B．KSCN溶液C．CCl4D．酸性高錳酸鉀溶液(5)用Fe可以去除水體中的NOeq\o\al(－,3)(原理如圖2)。若有1molNOeq\o\al(－,3)轉(zhuǎn)化為NHeq\o\al(＋,4)，則參加反應(yīng)的Fe失去的電子的物質(zhì)的量為________mol。答案(1)b(2)Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O(3)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3(4)B(5)8解析(1)工業(yè)上常用碳還原鐵礦石冶煉Fe，為還原法。(2)根據(jù)圖1，D到F過程中鐵的化合價未變，F(xiàn)為硫酸鹽，則D為氧化鐵，氧化鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水，離子方程式為Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O。(4)根據(jù)題中數(shù)據(jù)，可知KI過量，若反應(yīng)為可逆反應(yīng)，則溶液中存在Fe3＋，可用KSCN溶液檢驗。(5)NOeq\o\al(－,3)轉(zhuǎn)化為NHeq\o\al(＋,4)，N的化合價由＋5變?yōu)椋?,1molNOeq\o\al(－,3)得到8mol電子，根據(jù)得失電子守恒，則參加反應(yīng)的Fe失去8mol電子。考點二基于Fe2＋、Fe3＋相互轉(zhuǎn)化的實驗探究Fe2＋既有氧化性又有還原性，F(xiàn)e3＋一般只表現(xiàn)氧化性，其轉(zhuǎn)化關(guān)系為寫出下列轉(zhuǎn)化的離子方程式，體會Fe2＋與Fe3＋的轉(zhuǎn)化條件。(1)將H2S氣體通入FeCl3溶液中產(chǎn)生淡黃色沉淀：2Fe3＋＋H2S=S↓＋2Fe2＋＋2H＋。(2)將FeCl3溶液滴入淀粉-KI溶液，溶液變藍(lán)：2Fe3＋＋2I－=I2＋2Fe2＋。(3)用FeCl3溶液腐蝕廢舊線路板上的銅箔：Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋。(4)將H2O2滴入酸性FeCl2溶液：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O。(5)將FeCl2溶液滴入HNO3溶液中，有無色氣體放出：3Fe2＋＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。1．已知三氯化鐵的熔點為306℃，沸點為315℃，易溶于水并且有強烈的吸水性，能吸收空氣里的水分而潮解。某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)對氯氣與鐵的反應(yīng)及產(chǎn)物做了如下探究實驗。(1)裝置的連接順序為__________________________________________________。(2)飽和食鹽水的作用是_________________________________________________。(3)反應(yīng)一段時間后熄滅酒精燈，冷卻后將硬質(zhì)玻璃管及收集器中的物質(zhì)一并快速轉(zhuǎn)移至錐形瓶中，加入過量的稀鹽酸和少許植物油(反應(yīng)過程中不振蕩)，充分反應(yīng)后，進(jìn)行如下實驗：eq\x(固體混合物)eq\o(→,\s\up7(過量稀鹽酸))eq\x(淡黃色溶液)eq\o(→,\s\up7(試劑X))eq\x(淡紅色溶液)eq\o(→,\s\up7(過量H2O2溶液))eq\x(深紅色溶液)eq\o(→,\s\up7(靜置一段時間))eq\x(紅色褪去)①淡黃色溶液中加入試劑X生成淡紅色溶液的離子方程式為___________________。②淡紅色溶液中加入過量H2O2后溶液紅色加深的原因是_____________________________。(4)已知紅色褪去的同時有氣體生成，經(jīng)檢驗為O2。該小組同學(xué)對紅色褪去的原因進(jìn)行探究。①取褪色后的溶液三份，第一份滴加FeCl3溶液，無明顯變化；第二份滴加試劑X，溶液出現(xiàn)紅色；第三份滴加稀鹽酸和BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀。②另取同物質(zhì)的量濃度的FeCl3溶液滴加2滴試劑X，溶液變紅，再通入O2，無明顯變化。實驗①說明：_________________________________________________________________；實驗②的目的是_______________________________________________________________；得出結(jié)論：___________________________________________________________________。答案(1)a→g→h→d→e→b→c→f(2)除去氯氣中的氯化氫氣體(3)①Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3②雙氧水將Fe2＋氧化成Fe3＋，使Fe(SCN)3增多(4)SCN－發(fā)生了反應(yīng)而不是Fe3＋發(fā)生了反應(yīng)排除H2O2分解產(chǎn)生的O2氧化SCN－的可能H2O2將SCN－氧化成SOeq\o\al(2－,4)解析(1)濃硫酸具有吸水性，能作氯氣的干燥劑，堿石灰具有堿性而吸收氯氣，飽和食鹽水吸收氯化氫且能抑制氯氣溶解，裝置排列順序為氣體的制取→洗氣→干燥→氯氣和鐵的反應(yīng)→尾氣處理，所以裝置連接順序為a→g→h→d→e→b→c→f。(4)根據(jù)①滴加FeCl3溶液無明顯變化，說明SCN－發(fā)生了反應(yīng)而不是Fe3＋發(fā)生了反應(yīng)，滴加稀鹽酸和BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說明生成了SOeq\o\al(2－,4)；根據(jù)②另取同物質(zhì)的量濃度的FeCl3溶液滴加2滴試劑X，溶液變紅，再通入O2，無明顯變化，說明O2不能氧化SCN－，所以氧化SCN－的為雙氧水。2．實驗小組研究二價鐵的氧化反應(yīng)，設(shè)計如下實驗。實驗序號試劑及操作現(xiàn)象Ⅰ現(xiàn)象a：生成白色沉淀，最終轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色現(xiàn)象b：……Ⅱ現(xiàn)象c：溶液略呈黃色現(xiàn)象d：溶液呈紅色(1)實驗所用的Fe(NO3)2溶液由Fe(NO3)3溶液和足量鐵粉反應(yīng)制得，離子方程式是_________________________________________________________________________。(2)實驗Ⅰ中白色沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色的化學(xué)方程式是____________________________。(3)現(xiàn)象b是________________________________________________________。(4)實驗小組對實驗Ⅱ中何種物質(zhì)氧化Fe2＋進(jìn)行研究，提出兩種假設(shè)：ⅰ.酸性條件下，O2氧化了Fe2＋；ⅱ.酸性條件下，________。①將假設(shè)ⅱ補充完整。②設(shè)計實驗，證實了假設(shè)ⅰ不是實驗Ⅱ中氧化Fe2＋的主要原因。將實驗方案和現(xiàn)象補充完整。步驟1：向1.0mL________溶液中滴加1.5mL1.0mol·L－1H2SO4溶液；步驟2：向上述所得溶液中滴加KSCN溶液，觀察到________。③向步驟2所得溶液中滴加NaOH溶液至pH約為5，檢測到有Fe3＋產(chǎn)生。(5)綜合上述實驗，說明二價鐵的氧化反應(yīng)與________因素有關(guān)。答案(1)2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3(3)紅褐色沉淀溶解，溶液呈黃色(4)①NOeq\o\al(－,3)氧化了Fe2＋②0.1mol·L－1FeSO4溶液顏色無明顯變化(5)溶液酸堿性強弱、氧化劑種類及二價鐵的存在形式(或其他合理答案)解析(3)Fe(NO3)2與氫氧化鈉反應(yīng)生成Fe(OH)2白色沉淀，被氧化變?yōu)榧t褐色沉淀Fe(OH)3，加入硫酸溶液后發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，紅褐色沉淀溶解，溶液變?yōu)辄S色。(4)①在酸性條件下，NOeq\o\al(－,3)具有氧化性，可將Fe2＋氧化，因此假設(shè)ⅱ為酸性條件下，NOeq\o\al(－,3)氧化了Fe2＋。②根據(jù)控制變量法可知，要證明氧化劑為氧氣，需要排除硝酸根離子的干擾，因此，可以改為向1.0mL0.1mol·L－1FeSO4溶液中滴加1.5mL1.0mol·L－1H2SO4溶液。(5)根據(jù)實驗的過程和實驗現(xiàn)象可知，二價鐵的氧化反應(yīng)與溶液的酸堿性、氧化劑種類及二價鐵的存在形式等因素有關(guān)。1．(2021·廣東，10)部分含鐵物質(zhì)的分類與相應(yīng)化合價關(guān)系如圖所示。下列推斷不合理的是()A．a(chǎn)可與e反應(yīng)生成bB．b既可被氧化，也可被還原C．可將e加入濃堿液中制得d的膠體D．可存在b→c→d→e→b的循環(huán)轉(zhuǎn)化關(guān)系答案C解析Fe與Fe(Ⅲ)的鹽類物質(zhì)可發(fā)生反應(yīng)生成Fe(Ⅱ)的鹽類物質(zhì)，如Fe＋2FeCl3=3FeCl2，故不選A；Fe(Ⅱ)為鐵元素的中間價態(tài)，既有還原性也有氧化性，因此既可被氧化，也可被還原，故不選B；Fe(Ⅲ)的鹽類物質(zhì)與濃堿液反應(yīng)生成Fe(OH)3沉淀，制備Fe(OH)3膠體的操作為向沸水中逐滴加入飽和FeCl3溶液，繼續(xù)煮沸至溶液呈紅褐色，停止加熱，故選C；b→c→d→e→b的轉(zhuǎn)化如FeCl2eq\o(→,\s\up7(NaOH))Fe(OH)2eq\o(→,\s\up7(O2、H2O))Fe(OH)3eq\o(→,\s\up7(稀HCl))FeCl3eq\o(→,\s\up7(Fe))FeCl2，故不選D。2．(2019·全國卷Ⅰ，27)硫酸鐵銨[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一種重要鐵鹽。為充分利用資源，變廢為寶，在實驗室中探究采用廢鐵屑來制備硫酸鐵銨，具體流程如下：回答下列問題：(1)步驟①的目的是去除廢鐵屑表面的油污，方法是_____________________________。(2)步驟②需要加熱的目的是______________________，溫度保持80～95℃，采用的合適加熱方式是____________________。鐵屑中含有少量硫化物，反應(yīng)產(chǎn)生的氣體需要凈化處理，合適的裝置為________(填標(biāo)號)。(3)步驟③中選用足量的H2O2，理由是______________。分批加入H2O2，同時為了________，溶液要保持pH小于0.5。(4)步驟⑤的具體實驗操作有_____________________，經(jīng)干燥得到硫酸鐵銨晶體樣品。答案(1)堿煮水洗(2)加快反應(yīng)熱水浴C(3)將Fe2＋全部氧化為Fe3＋；不引入雜質(zhì)防止Fe3＋水解(4)加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾(洗滌)解析(2)鐵與稀硫酸反應(yīng)時加熱，可提高反應(yīng)速率。溫度低于水的沸點，可以用熱水浴加熱，受熱均勻且便于控制。含少量硫化物的鐵屑與稀硫酸反應(yīng)有H2S生成，氫氣不與堿溶液反應(yīng)，而硫化氫能與堿溶液反應(yīng)，且H2S在水中溶解度小，故氫氣中混有的硫化氫用燒堿溶液除去，又因為硫化氫與堿反應(yīng)較快，容易引起倒吸，C裝置倒置漏斗能防倒吸。(3)鐵與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，加入足量雙氧水的目的是將Fe2＋全部氧化為Fe3＋，發(fā)生的反應(yīng)為2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O，從生成物看，又不引入雜質(zhì)。鐵離子對雙氧水分解起催化作用，分批加入雙氧水，避免反應(yīng)過快、放出熱量較多，減少雙氧水分解，以免造成氧化劑損失；鐵離子易水解，保持溶液呈強酸性，避免鐵離子發(fā)生水解反應(yīng)生成氫氧化鐵。(4)步驟⑤是要從溶液中得到硫酸鐵銨晶體，故實驗操作有加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾(洗滌)。3．(2018·北京，28)實驗小組制備高鐵酸鉀(K2FeO4)并探究其性質(zhì)。資料：K2FeO4為紫色固體，微溶于KOH溶液；具有強氧化性，在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2，在堿性溶液中較穩(wěn)定。(1)制備K2FeO4(夾持裝置略)①A為氯氣發(fā)生裝置。A中反應(yīng)方程式是___________________________(錳被還原為Mn2＋)。②將除雜裝置B補充完整并標(biāo)明所用試劑。③C中得到紫色固體和溶液。C中Cl2發(fā)生的反應(yīng)有3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH=2K2FeO4＋6KCl＋8H2O，另外還有_________________________________________________________。(2)探究K2FeO4的性質(zhì)①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，產(chǎn)生黃綠色氣體，得溶液a，經(jīng)檢驗氣體中含有Cl2。為證明是否K2FeO4氧化了Cl－而產(chǎn)生Cl2，設(shè)計以下方案：方案Ⅰ取少量a，滴加KSCN溶液至過量，溶液呈紅色方案Ⅱ用KOH溶液充分洗滌C中所得固體，再用KOH溶液將K2FeO4溶出，得到紫色溶液b，取少量b，滴加鹽酸，有Cl2產(chǎn)生ⅰ.由方案Ⅰ中溶液變紅可知a中含有_______________________________________________，但該離子的產(chǎn)生不能判斷一定是K2FeO4將Cl－氧化，還可能由__________________________________________________________________產(chǎn)生(用方程式表示)。ⅱ.方案Ⅱ可證明K2FeO4氧化了Cl－。用KOH溶液洗滌的目的是______________。②根據(jù)K2FeO4的制備實驗得出：氧化性：Cl2________FeOeq\o\al(2－,4)(填“>”或“<”)，而方案Ⅱ?qū)嶒灡砻鳎珻l2和FeOeq\o\al(2－,4)的氧化性強弱關(guān)系相反，原因是_________________________________。③資料表明，酸性溶液中的氧化性：FeOeq\o\al(2－,4)>MnOeq\o\al(－,4)，驗證實驗如下：將溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中，振蕩后溶液呈淺紫色。該現(xiàn)象能否證明氧化性：FeOeq\o\al(2－,4)>MnOeq\o\al(－,4)。若能，請說明理由；若不能，進(jìn)一步設(shè)計實驗方案。理由或方案：__________________________________________________________________。答案(1)①2KMnO4＋16HCl(濃)=2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O②③Cl2＋2KOH=KCl＋KClO＋H2O(2)①ⅰ.Fe3＋4FeOeq\o\al(2－,4)＋20H＋=4Fe3＋＋3O2↑＋10H2Oⅱ.排除ClO－的干擾②>溶液酸堿性不同③能，理由：FeOeq\o\al(2－,4)在過量酸的作用下完全轉(zhuǎn)化為Fe3＋和O2，溶液淺紫色一定是MnOeq\o\al(－,4)的顏色(或不能，方案：向紫色溶液b中滴加過量稀H2SO4，觀察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色)解析(1)②應(yīng)在裝置B中裝入飽和食鹽水，以除去混在Cl2中的HCl。洗氣時，氣體應(yīng)長管進(jìn)、短管出。(2)①ⅰ.滴加KSCN溶液，溶液變紅，說明原溶液中含有Fe3＋。有Fe3＋生成，不能判斷FeOeq\o\al(2－,4)一定與Cl－發(fā)生了反應(yīng)，根據(jù)題目給出的信息，K2FeO4在酸性或中性條件下，會快速產(chǎn)生O2，F(xiàn)eOeq\o\al(2－,4)會與H＋發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe3＋和O2，離子方程式為4FeOeq\o\al(2－,4)＋20H＋=4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O。②堿性條件下，氧化性：Cl2>FeOeq\o\al(2－,4)；而在酸性條件下，F(xiàn)eOeq\o\al(2－,4)的氧化能力增強，氧化性：Cl2<FeOeq\o\al(2－,4)。由此可見，兩者氧化性強弱關(guān)系相反，主要原因是溶液的酸堿性不同。課時精練1．某學(xué)生設(shè)計了如圖的方法對X鹽進(jìn)行鑒定：由此分析，下列結(jié)論正確的是()A．X中一定有Fe3＋ B．Z中一定有Fe3＋C．Y為AgI沉淀 D．X一定為FeBr2溶液答案B解析由反應(yīng)過程可知，Z與KSCN溶液反應(yīng)后溶液顯紅色，Z中一定有Fe3＋，而X中不一定有Fe3＋，Z中之所以有Fe3＋也可能是因為X中含有Fe2＋，F(xiàn)e2＋被硝酸氧化為Fe3＋；AgBr為淺黃色沉淀，X可能為FeBr2，也可能為FeBr3。2．(2022·鄭州模擬)某學(xué)習(xí)小組探究鐵絲(含雜質(zhì)碳)與濃硫酸的反應(yīng)，反應(yīng)裝置如圖。下列說法錯誤的是()A．無法直接使用pH試紙來判斷反應(yīng)后硫酸是否剩余B．可用KSCN和K3[Fe(CN)6]檢驗反應(yīng)后溶液中鐵元素的價態(tài)C．將22.4mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)反應(yīng)生成的氣體通入足量氯水中，再滴加足量BaCl2溶液，最終得到0.233g沉淀D．生成的氣體通入BaCl2溶液產(chǎn)生白色渾濁，可能是硫酸蒸氣逸出或部分SO2被氧化所致答案C解析鐵和濃硫酸在加熱的條件下反應(yīng)生成硫酸鐵、二氧化硫、水，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃硫酸變稀，鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣。生成物中含有SO2，SO2溶于水生成H2SO3，使溶液顯酸性，因此不能直接使用pH試紙來判斷反應(yīng)后硫酸是否剩余，A項正確；K3[Fe(CN)6]與Fe2＋作用產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，KSCN與Fe3＋作用，溶液變紅色，B項正確；反應(yīng)生成的氣體中含有SO2、H2，混合氣體的總物質(zhì)的量為eq\f(0.0224L,22.4L·mol－1)＝0.001mol，若氣體都為SO2，根據(jù)S元素守恒，生成沉淀的物質(zhì)的量為0.001mol，質(zhì)量為0.001mol×233g·mol－1＝0.233g，但實際上，SO2的物質(zhì)的量小于0.001mol，則沉淀的質(zhì)量小于0.233g，C項錯誤。3．用鐵泥(主要成分為Fe2O3、FeO和少量Fe)制備納米Fe3O4的流程示意圖如下：下列敘述錯誤的是()A．為提高步驟①的反應(yīng)速率，可采取攪拌、升溫等措施B．步驟②中，主要反應(yīng)的離子方程式是2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋C．步驟④中，反應(yīng)完成后剩余的H2O2無需除去D．步驟⑤中，“分離”包含的操作有過濾、洗滌答案C解析攪拌、適當(dāng)升高溫度可提高鐵泥與鹽酸的反應(yīng)速率，A正確；濾液A的溶質(zhì)為氯化鐵、氯化亞鐵、過量的稀鹽酸，加入鐵粉還原Fe3＋，即主要的離子反應(yīng)為2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，B正確；步驟④中，濁液C中的氫氧化亞鐵被過氧化氫氧化成濁液D，為了提高Fe3O4的產(chǎn)率需要控制濁液D與濾液B中Fe2＋的比例，為防止濾液B中Fe2＋在步驟⑤中被H2O2氧化，步驟④中反應(yīng)完成后需再加熱一段時間除去剩余的H2O2，C錯誤；步驟⑤為濁液D與濾液B加熱攪拌發(fā)生反應(yīng)制得Fe3O4，使Fe3O4分離出來需經(jīng)過過濾、洗滌、干燥等操作，D正確。4．(2022·廣東模擬)一種利用CO回收含銅廢鐵粉中的Fe的工藝如下：下列說法錯誤的是()A．M是CO，Cu與CO在該條件下較難發(fā)生反應(yīng)B．“氣化”過程的化學(xué)方程式為Fe＋5COeq\o(=,\s\up7(一定條件))Fe(CO)5C．“分解”過程需要適當(dāng)降低反應(yīng)體系的壓強D．“分解”過程可在空氣氣氛的密閉容器內(nèi)進(jìn)行答案D解析Fe(CO)5分解得到CO和Fe，故5M中的M代表CO，含銅廢鐵粉氣化后僅得到Fe(CO)5，說明Cu與CO在該條件下較難發(fā)生反應(yīng)，故A正確；“氣化”過程由CO與Fe生成Fe(CO)5，化學(xué)方程式為Fe＋5COeq\o(=,\s\up7(一定條件))Fe(CO)5，故B正確；“分解”過程發(fā)生反應(yīng)，F(xiàn)e(CO)5eq\o(=,\s\up7(一定條件))Fe＋5CO，需要適當(dāng)降低反應(yīng)體系的壓強，有利于反應(yīng)向右進(jìn)行，提高分解率，故C正確；“分解”過程后CO還需要重新回收利用，不能在空氣氣氛的密閉容器內(nèi)進(jìn)行，故D錯誤。5．如圖所示，硫酸鐵與M、N、P、Q反應(yīng)產(chǎn)生不同的現(xiàn)象。則各符號對應(yīng)的試劑錯誤的是()A．M：硫氰化鉀溶液 B．N：鐵粉C．P：氫氧化鋇溶液 D．Q：氨水答案C解析硫酸鐵溶液中加入硫氰化鉀溶液，溶液變成紅色，故A不選；硫酸鐵溶液中加入鐵粉：2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，溶液由黃色變成淺綠色，故B不選；硫酸鐵溶液中加入氫氧化鋇溶液，反應(yīng)生成硫酸鋇白色沉淀和氫氧化鐵紅褐色沉淀，故C選；硫酸鐵溶液中加入氨水生成氫氧化鐵紅褐色沉淀，故D不選。6．納米級四氧化三鐵是應(yīng)用最為廣泛的軟磁性材料之一。沉淀法是目前制備納米四氧化三鐵的重要方法，其流程如圖所示：下列說法錯誤的是()A．保存溶液A時，應(yīng)加入少量鐵粉B．其制備反應(yīng)類型不屬于氧化還原反應(yīng)C．取濾液進(jìn)行焰色試驗，火焰為黃色D．FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O的物質(zhì)的量之比最好為2∶1答案D解析Fe2＋易被空氣中的氧氣氧化，在保存含F(xiàn)e2＋的溶液時，需要加入鐵粉，A項正確；反應(yīng)中無元素化合價的變化，不是氧化還原反應(yīng)，B項正確；濾液中含有Na＋，所以進(jìn)行焰色試驗時火焰為黃色，C項正確；Fe3O4可寫成FeO·Fe2O3，所以n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝1∶2，D項錯誤。7．FeCO3與砂糖混用可以作補血劑，實驗室里制備FeCO3的流程如圖所示，下列說法錯誤的是()A．可利用KSCN溶液檢驗FeSO4溶液是否變質(zhì)B．沉淀過程中有CO2氣體放出C．過濾操作中常用的玻璃儀器有燒杯、漏斗和玻璃棒D．產(chǎn)品FeCO3在空氣中高溫分解可得到純凈的FeO答案D解析A項，F(xiàn)e2＋變質(zhì)會生成Fe3＋，則只需檢驗溶液中是否含有Fe3＋，可利用KSCN和Fe3＋反應(yīng)溶液顯紅色進(jìn)行檢驗，正確；B項，F(xiàn)eSO4與碳酸氫銨發(fā)生的反應(yīng)為Fe2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)=FeCO3↓＋H2O＋CO2↑，則沉淀過程中有CO2氣體放出，正確；C項，過濾操作中需要用到漏斗，用玻璃棒引流，燒杯盛放溶液，所以過濾操作的常用玻璃儀器有燒杯、漏斗和玻璃棒，正確；D項，二價鐵在空氣中加熱易被氧化為三價鐵，F(xiàn)eCO3在空氣中高溫分解生成Fe2O3，錯誤。8．一種廢水處理劑可表示為MxFey(SO4)z(OH)w，可按下列實驗步驟確定其組成(氣體體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定)：下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．檢驗a中是否含有Fe3＋可用KSCN溶液B．氣體b能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)C．加入稀鹽酸的目的是溶解其中的氫氧化物D．若V＝448，m1＝13.6，m2＝9.32，可確定該化合物為NH4Fe3(SO4)2(OH)3答案D解析化合物與強堿反應(yīng)生成氣體，該氣體為氨氣，B正確；由于加入的是強堿，產(chǎn)生的沉淀c一定是氫氧化鐵和硫酸鋇，而鐵的氫氧化物溶于強酸，硫酸鋇不能溶于強酸，C正確；根據(jù)給出數(shù)據(jù)，可確定mg化合物中含有n(NHeq\o\al(＋,4))＝eq\f(0.448L,22.4L·mol－1)＝0.02mol，n(SOeq\o\al(2－,4))＝eq\f(9.32g,233g·mol－1)＝0.04mol，n(Fe3＋)＝n[Fe(OH)3]＝eq\f(13.6g－9.32g,107g·mol－1)＝0.04mol，再根據(jù)溶液呈電中性可推知溶液中含有OH－的物質(zhì)的量為n(OH－)＝3n(Fe3＋)＋n(NHeq\o\al(＋,4))－2n(SOeq\o\al(2－,4))＝0.04mol×3＋0.02mol－0.04mol×2＝0.06mol，n(NHeq\o\al(＋,4))∶n(Fe3＋)∶n(SOeq\o\al(2－,4))∶n(OH－)＝0.02∶0.04∶0.04∶0.06＝1∶2∶2∶3，所以該化合物為NH4Fe2(SO4)2(OH)3，D錯誤。9．鐵及其化合物在日常生活中應(yīng)用廣泛。(1)利用Fe2＋、Fe3＋的催化作用，常溫下可將SO2轉(zhuǎn)化為SOeq\o\al(2－,4)，從而實現(xiàn)對SO2的治理。已知含SO2的廢氣通入含F(xiàn)e2＋、Fe3＋的溶液時，其中一個反應(yīng)的離子方程式為4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O，則另一反應(yīng)的離子方程式為________________________________。(2)氧化鐵是重要的工業(yè)顏料，下面是制備氧化鐵的一種方法，其流程如下：①操作Ⅰ的名稱是________；操作Ⅱ為洗滌，洗滌操作的具體方法為____________________。②濾液A中加入稍過量的NH4HCO3溶液，生成沉淀的同時有一種氣體產(chǎn)生，寫出其化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。(3)如果煅燒不充分，產(chǎn)品中將有FeO存在，稱取3.0g氧化鐵產(chǎn)品，溶解，在250mL容量瓶中定容；量取25.00mL待測溶液于錐形瓶中，用酸化的0.01000mol·L－1KMnO4溶液滴定至終點，重復(fù)滴定2～3次，消耗酸性KMnO4溶液體積的平均值為20.00mL。①該實驗中的KMnO4溶液需要酸化，用于酸化的酸是________(填字母)。a．稀硝酸 b．稀鹽酸c．稀硫酸 d．濃硝酸②上述產(chǎn)品中Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。答案(1)2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋(2)①過濾沿玻璃棒往漏斗中