微專題14氫氧化亞鐵高鐵酸鹽的制備實(shí)驗(yàn)探究-2023年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)微專題

近幾年高考對(duì)以鐵及其化合物為載體的知識(shí)考查較多，其中有關(guān)鐵及其化合物的實(shí)驗(yàn)的考查尤甚，有關(guān)鐵及其化合物的實(shí)驗(yàn)涉及面甚廣，物質(zhì)類別方面有單質(zhì)，氧化物，氫氧化物和鹽，性質(zhì)方面有制備，檢驗(yàn)，分離，提純，性質(zhì)驗(yàn)證和實(shí)驗(yàn)探究等，其中氫氧化亞鐵、高鐵酸鹽的制備實(shí)驗(yàn)探究是高考的重點(diǎn)。近幾年高考對(duì)以鐵及其化合物為載體的知識(shí)考查較多，其中有關(guān)鐵及其化合物的實(shí)驗(yàn)的考查尤甚，有關(guān)鐵及其化合物的實(shí)驗(yàn)涉及面甚廣，物質(zhì)類別方面有單質(zhì)，氧化物，氫氧化物和鹽，性質(zhì)方面有制備，檢驗(yàn)，分離，提純，性質(zhì)驗(yàn)證和實(shí)驗(yàn)探究等，其中氫氧化亞鐵、高鐵酸鹽的制備實(shí)驗(yàn)探究是高考的重點(diǎn)。微專題14氫氧化亞鐵、高鐵酸鹽的制備實(shí)驗(yàn)探究1．（2019·浙江·高考真題）某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖裝置(氣密性已檢查)制備Fe(OH)2白色沉淀。請(qǐng)回答：(1)儀器1的名稱________。裝置5的作用________。(2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，關(guān)閉K2，打開K1，反應(yīng)一段時(shí)間后，再打開K2，關(guān)閉K1，發(fā)現(xiàn)3中溶液不能進(jìn)入4中。請(qǐng)為裝置作一處改進(jìn)，使溶液能進(jìn)入4中________。(3)裝置改進(jìn)后，將3中反應(yīng)后溶液壓入4中，在4中析出了灰綠色沉淀。從實(shí)驗(yàn)操作過程分析沒有產(chǎn)生白色沉淀的原因________?！敬鸢浮?1)滴液漏斗(分液漏斗)

液封，防止空氣進(jìn)入裝置4(2)在裝置2、3之間添加控制開關(guān)

(3)裝置4內(nèi)的空氣沒有排盡【解析】該裝置制備Fe(OH)2白色沉淀的思路是在排盡空氣的氣氛中，先將鐵屑和稀硫酸反應(yīng)得到FeSO4，再利用氣體產(chǎn)生的氣壓把FeSO4溶液壓至裝置4中與NaOH反應(yīng)，得到Fe(OH)2，注意所需試劑也需要加熱除掉溶解氧。（1）觀察儀器1特征可知是分液漏斗或者滴液漏斗，該反應(yīng)需要置于無氧環(huán)境，注意這里跟防倒吸無關(guān)，可知裝置5的作用是液封，防止空氣進(jìn)入裝置4。（2）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，關(guān)閉K2，打開K1，反應(yīng)一段時(shí)間后，再打開K2，關(guān)閉K1，發(fā)現(xiàn)3中溶液不能進(jìn)入4中。如此操作，不行的原因在于儀器1產(chǎn)生的H2從左側(cè)導(dǎo)管溢出，那么沒有足夠的壓強(qiáng)不能將FeSO4溶液擠出，因而在裝置2、3之間添加控制開關(guān)即可。（3）灰綠色沉淀產(chǎn)生的原因是Fe(OH)2被空氣氧化，因?yàn)檠b置4中空氣沒有完全排盡。2．（2015·江蘇·高考真題）實(shí)驗(yàn)室用下圖所示裝置制備KClO溶液，并通過KClO溶液與Fe(NO3)3溶液的反應(yīng)制備高效水處理劑K2FeO4。已知K2FeO4具有下列性質(zhì)①可溶于水、微溶于濃KOH溶液，②在0℃－－5℃、強(qiáng)堿性溶液中比較穩(wěn)定，③在Fe3＋和Fe(OH)3催化作用下發(fā)生分解，④在酸性至弱堿性條件下，能與水反應(yīng)生成Fe(OH)3和O2。（1）裝置A中KMnO4與鹽酸反應(yīng)生成MnCl2和Cl2，其離子方程式為_____________。將制備的Cl2通過裝置B可除去______________（填化學(xué)式）。（2）Cl2和KOH在較高溫度下反應(yīng)生成KClO3。在不改變KOH溶液的濃度和體積的條件下，控制反應(yīng)在0℃～5℃進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)中可采取的措施是_________。（3）制備K2FeO4時(shí)，KClO飽和溶液與Fe(NO3)3飽和溶液的混合方式為_______。（4）提純K2FeO4粗產(chǎn)品[含有Fe(OH)3、KCl等雜質(zhì)]的實(shí)驗(yàn)方案為：將一定量的K2FeO4粗產(chǎn)品溶于冷的3mol·L－1KOH溶液中，_____(實(shí)驗(yàn)中須使用的試劑有：飽和KOH溶液，乙醇；除常用儀器外須使用的儀器有：砂芯漏斗，真空干燥箱)?！敬鸢浮浚?）2MnO4－＋16H＋＋10Cl－=2Mn2＋5Cl2↑＋8H2O

HCl

（2）緩慢滴加鹽酸、裝置C加冰水浴

（3）在攪拌下，將Fe(NO3)3飽和溶液緩慢滴加到KClO飽和溶液中

（4）用砂芯漏斗過濾，將濾液置于冰水浴中，向?yàn)V液中加入飽和KOH溶液，攪拌、靜置，再用砂芯漏斗過濾，晶體用適量乙醇洗滌2－3次后，在真空干燥箱中干燥?！窘馕觥浚?）KMnO4具有強(qiáng)氧化性，將鹽酸中氯離子氧化為Cl2，反應(yīng)還有水生成，KMnO4、HCl、MnCl2改寫成離子形式，Cl2、H2O為分子式形式，離子方程式為：2MnO4﹣+16H++10Cl﹣=2Mn2++5Cl2↑+8H2O，由于鹽酸易揮發(fā)，制備的氯氣中含有HCl，應(yīng)飽和食鹽水吸收HCl除去，故答案為2MnO4﹣+16H++10Cl﹣=2Mn2++5Cl2↑+8H2O；HCl；（2）Cl2和KOH在較高溫度下反應(yīng)生成KClO3，制取KClO溫度反應(yīng)在0℃～5℃，裝置C應(yīng)放在冰水浴中，充分利用原料，緩慢滴加鹽酸，減慢生成氯氣的速率，故答案為緩慢滴加鹽酸、裝置C用冰水浴中；（3）K2FeO4在Fe3+和Fe（OH）3催化作用下發(fā)生分解，應(yīng)把Fe（NO3）3飽和溶液滴加到KClO溶液中，具體操作為：在攪拌下，將Fe（NO3）3飽和溶液緩慢滴加到KClO飽和溶液中，故答案為在攪拌下，將Fe（NO3）3飽和溶液緩慢滴加到KClO飽和溶液中；（4）提純K2FeO4粗產(chǎn)品[含有Fe（OH）3、KCl等雜質(zhì)]的實(shí)驗(yàn)方案為：將一定量的K2FeO4粗產(chǎn)品溶于冷的3mol?L﹣1KOH溶液中，用砂芯漏斗過濾，將濾液置于冰水浴中，向?yàn)V液中加入飽和的KOH溶液，再用砂芯漏斗過濾，晶體用乙醇洗滌2﹣3次后，在真空干燥箱中干燥，故答案為用砂芯漏斗過濾，將濾液置于冰水浴中，向?yàn)V液中加入飽和的KOH溶液，再用砂芯漏斗過濾，晶體用乙醇洗滌2﹣3次后，在真空干燥箱中干燥．防止Fe(OH)2被氧化的方法(1)將配制溶液的蒸餾水煮沸，驅(qū)除溶液中的氧氣。(2)將盛有NaOH溶液的膠頭滴管尖端插入試管的亞鐵鹽溶液底部，并慢慢擠出NaOH溶液。(3)在亞鐵鹽溶液上面充入保護(hù)氣，如H2、N2、稀有氣體等。(4)在亞鐵鹽溶液上面加保護(hù)層，如苯、植物油等。(5)用Fe作陽(yáng)極，石墨作陰極，電解NaOH溶液，在溶液上面加苯、汽油等保護(hù)層，利用新產(chǎn)生的Fe2＋與OH－反應(yīng)制取Fe(OH)2。氫氧化亞鐵、高鐵酸鹽的制備實(shí)驗(yàn)探究總結(jié)：一、制備Fe(OH)2常用的三種方法(1)有機(jī)覆蓋層法將吸有NaOH溶液的膠頭滴管插到液面以下，并在液面上覆蓋一層苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空氣與Fe(OH)2接觸發(fā)生反應(yīng)，如圖1所示。(2)還原性氣體保護(hù)法用H2將裝置內(nèi)的空氣排盡后，再將亞鐵鹽與NaOH溶液混合，這樣可長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色沉淀，如圖2所示。(3)電解法用鐵做陽(yáng)極，電解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆蓋苯(或煤油)，如圖3所示。二、高鐵酸鹽的制備工業(yè)制法工業(yè)上先制得高鐵酸鈉，然后在低溫下向高鐵酸鈉溶液中加入一定量的KOH就可制得高鐵酸鉀。制備高鐵酸鈉的兩種方法的主要反應(yīng)原理如下：1．濕法制備：2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O;2Fe(OH)3+3ClO+4OH=2FeO42+3Cl+5H2O;2．干法制備：2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑注意：干法制備的反應(yīng)有時(shí)會(huì)寫成以下形式FeSO4+2Na2O2=Na2FeO4++Na2SO4這是反應(yīng)條件不同而形成不同反應(yīng)過程導(dǎo)致的。3．其他制法:Fe2O3+3Na2O2=2Na2FeO4+Na2O2Fe(NO3)3+16NaOH+3Cl2=2Na2FeO4+6NaCl+6NaNO3+8H2O10NaOH+3Cl2+2Fe(OH)3═2Na2FeO4+6NaCl+8H2O；電解時(shí)陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)方程式為Fe+8OH6e═FeO42+4H2O；1．（2022·河北石家莊·一模）利用下列裝置(夾持裝置略)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，能達(dá)到目的的是A．裝置甲驗(yàn)證鐵的析氫腐蝕B．裝置乙制備氫氧化亞鐵C．裝置丙蒸發(fā)氯化鎂溶液，制備無水氯化鎂D．裝置丁制備并收集二氧化碳【答案】B【解析】A．鐵釘在氯化鈉溶液中發(fā)生吸氧腐蝕，不能發(fā)生析氫腐蝕，故A錯(cuò)誤；B．用裝置乙制備氫氧化亞鐵時(shí)，先打開止水夾a，用鐵和稀硫酸反應(yīng)生成的氫氣將裝置中的空氣排盡，然后關(guān)閉止水夾，利用反應(yīng)生成的氫氣增大試管A中的壓強(qiáng)，利用壓強(qiáng)將硫酸亞鐵溶液壓人試管B中，硫酸亞鐵和氫氧化鈉溶液在無氧環(huán)境中反應(yīng)生成白色氫氧化亞鐵沉淀，故B正確；C．氯化鎂是強(qiáng)酸弱堿鹽，在溶液中水解生成氫氧化鎂和氯化氫的水解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，若直接加熱蒸發(fā)時(shí)，氯化氫受熱揮發(fā)，水解平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)導(dǎo)致水解趨于完全，最終得到氫氧化鎂，無法制得無水氯化鎂，故C錯(cuò)誤；D．碳酸氫鈉受熱分解得到二氧化碳和水蒸氣，無法得到純凈的二氧化碳，且二氧化碳密度比空氣大，應(yīng)用向上排空氣法收集，故D錯(cuò)誤；故選B。2．（2022·福建漳州·二模）高鐵酸鉀()具有強(qiáng)氧化性，是一種環(huán)保、高效、多功能的飲用水處理劑，可以用如下流程進(jìn)行制備。下列說法正確的是A．“酸溶”前，可用熱的溶液處理鐵屑表面的油污B．“氧化”過程的離子方程式為C．“制備”中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為2：3D．“轉(zhuǎn)化”中析出晶體的原因可能是相同條件下其溶解度大于【答案】A【解析】由題給流程可知，鐵屑溶于稀鹽酸，過濾得到氯化亞鐵溶液；向氯化亞鐵溶液中通入過量空氣，將氯化亞鐵轉(zhuǎn)化為氯化鐵；向氯化鐵溶液中加入氫氧化鈉溶液和次氯酸鈉溶液，將氯化鐵轉(zhuǎn)化為高鐵酸鈉，向得到的高鐵酸鈉溶液中加入飽和氫氧化鉀溶液，將高鐵酸鈉轉(zhuǎn)化為溶解度小的高鐵酸鉀，過濾得到高鐵酸鉀晶體。A．碳酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽，在溶液中水解使溶液呈堿性，水解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度，水解平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，溶液中氫氧根離子濃度增大，能使油脂的水解程度增大，則酸溶前可用熱的碳酸鈉溶液處理鐵屑表面的油污，故A正確；B．由分析可知，氧化過程為過量空氣將溶液中的氯化亞鐵轉(zhuǎn)化為氯化鐵，反應(yīng)的離子方程式為，故B錯(cuò)誤；C．由分析可知，制備高鐵酸鈉的反應(yīng)中，氯化鐵是反應(yīng)的還原劑，次氯酸鈉是反應(yīng)的氧化劑，由得失電子數(shù)目守恒可知，氧化劑次氯酸鈉和還原劑氯化鐵的物質(zhì)的量之比為3：2，故C錯(cuò)誤；D．由分析可知，轉(zhuǎn)化中發(fā)生的反應(yīng)為向得到的高鐵酸鈉溶液中加入飽和氫氧化鉀溶液，將高鐵酸鈉轉(zhuǎn)化為溶解度小的高鐵酸鉀，故D錯(cuò)誤；故選A。1．（2022·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè)）用下列實(shí)驗(yàn)裝置和方法進(jìn)行相應(yīng)實(shí)驗(yàn)，能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖茿．用甲裝置制備Fe(OH)2 B．用乙裝置分離I2和NH4Cl固體C．用丙裝置檢查裝置氣密性 D．用丁裝置蒸干溶液獲得NaHCO3晶體【答案】A【解析】A．打開止水夾，使具支試管a中鐵與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣充滿整個(gè)裝置，排除空氣，然后關(guān)閉止水夾，具支試管a中產(chǎn)生的氫氣將反應(yīng)生成的硫酸亞鐵溶液壓入具支試管b中，氫氧化鈉溶液發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成氫氧化亞鐵沉淀和硫酸鈉，整個(gè)操作可防止氫氧化亞鐵被氧化，長(zhǎng)時(shí)間能看到白色沉淀，A符合題意；B．I2受熱易升華，凝華后分布在圓底燒瓶底部，而NH4Cl受熱易分解，分解生成的氨氣和HCl會(huì)自發(fā)化合重新生成固體NH4Cl，凝結(jié)在圓底燒瓶底部，不能達(dá)到分離的目的，B不符合題意；C．丙裝置長(zhǎng)頸漏斗漏氣，所以用手捂錐形瓶的方法不能檢驗(yàn)裝置的氣密性，C不符合題意；D．常溫下蒸干NaHCO3溶液得不到NaHCO3晶體，因?yàn)镹aHCO3受熱易分解，D不符合題意；故選A。2．（2022·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè)）用下列裝置能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖茿．用裝置甲證明乙炔可使溴水褪色B．用裝置乙驗(yàn)證苯與液溴的反應(yīng)屬于取代反應(yīng)C．用裝置丙制備氫氧化亞鐵并觀察其顏色D．用裝置丁測(cè)定醋酸的濃度【答案】D【解析】A．電石中混有含硫雜質(zhì)，與飽和食鹽水作用，制得的乙炔氣體中會(huì)混有硫化氫氣體，而硫化氫氣體也能使溴水褪色，會(huì)干擾乙炔使溴水褪色的驗(yàn)證，A錯(cuò)誤；B．苯與液溴反應(yīng)生成的HBr氣體中混有揮發(fā)出的蒸氣，蒸氣也能與溶液反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，不能說是溴化氫使溶液產(chǎn)生沉淀，不能驗(yàn)證苯與液溴的反應(yīng)，B錯(cuò)誤；C．氫氧化亞鐵極易被氧化，故應(yīng)將裝有氫氧化鈉溶液的長(zhǎng)膠頭滴管直接伸入新制硫酸亞鐵溶液里，C錯(cuò)誤；D．NaOH溶液與醋酸反應(yīng)生成的為強(qiáng)堿弱酸鹽，滴定終點(diǎn)顯堿性，用酚酞作指示劑，D正確；答案選D。3．（2022·湖北·模擬預(yù)測(cè)）用下列裝置進(jìn)行相應(yīng)實(shí)驗(yàn)，能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖茿．“隨開隨用、隨關(guān)隨?！敝艭O2B．收集氨氣的試管口處放置濕棉花，防止氨氣與空氣形成對(duì)流C．用濃H2SO4干燥HCl氣體D．觀察Fe(OH)2的生成【答案】D【解析】A．碳酸鈉是易溶于水，因此不能達(dá)到“隨開隨用、隨關(guān)隨?！敝艭O2，用碳酸鈣固體可以達(dá)到此目的，故A不符合題意；B．氯化銨受熱分解生成氨氣和氯化氫，在試管口兩者又反應(yīng)生成氯化銨，因此不能利用加熱氯化銨來制取氨氣，故B不符合題意；C．U形管中不能裝濃硫酸，一般裝固體干燥劑，故C不符合題意；D．將膠頭滴管尖嘴插入到液面以下擠出，可以觀察到Fe(OH)2的生成，故D符合題意。綜上所述，答案為D。4．（2021·青海西寧·二模）利用下列裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持儀器已省略)，能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖茿．圖甲制取并收集干燥純凈的NH3B．圖乙用于配制100mL一定濃度H2SO4溶液C．用圖丙裝置實(shí)現(xiàn)Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑D．用圖丁裝置制備Fe(OH)2并能較長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色【答案】A【解析】A．CaO+H2O=Ca(OH)2,NH3?H2O=NH3↑+H2O，氨氣用堿石灰干燥，圖甲制取并收集干燥純凈的NH3，故A正確；B．濃H2SO4不能在容量瓶中稀釋，故B錯(cuò)誤；C．該裝置內(nèi)沒自發(fā)的氧化還原反應(yīng)、不能構(gòu)成原電池，無法實(shí)現(xiàn)Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑，要實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)，可以通過電解，且銅作陽(yáng)極，故C錯(cuò)誤；D．酒精與水互溶，起不到隔絕空氣的作用，要用圖丁裝置制備Fe(OH)2并能較長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色，需將酒精換成苯等密度小于水的不溶試劑，故D錯(cuò)誤；故選A。5．（2021·天津和平·三模）下列圖示實(shí)驗(yàn)正確的是A．洗滌燒杯并將洗滌液轉(zhuǎn)入容量瓶中B．制備并觀察的顏色C．實(shí)驗(yàn)室快速制備D．實(shí)驗(yàn)室制備乙酸乙酯【答案】B【解析】A．用玻璃棒引流時(shí)要伸入容量瓶的刻度線以下，故A錯(cuò)誤；B．用Fe作陽(yáng)極，且為防止被空氣中的氧氣氧化，用汽油隔絕空氣，故B正確；C．氨氣的收集采用向下排空氣法，在試管口放一團(tuán)棉花，防止發(fā)生對(duì)流，使收集的氨氣不純，但不能封閉，故C錯(cuò)誤；D．NaOH溶液會(huì)將得到的乙酸乙酯水解，收集試管中應(yīng)用飽和Na2CO3溶液，故D錯(cuò)誤；答案選B。6．（2021·浙江·模擬預(yù)測(cè)）高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種新型多功能凈水劑，強(qiáng)堿性條件下制取，干燥環(huán)境下冷藏。制備過程如圖：漂白粉與蘇打溶液1溶液2K2FeO4固體下列說法不正確的是A．高鐵酸鉀既能殺菌消毒、又有凈水作用，凈水作用與膠體的性質(zhì)有關(guān)B．溶液1→溶液2的離子方程式為：2Fe3++3ClO+10OH=2FeO+3Cl+5H2OC．溶液2中加入KOH析出了K2FeO4固體，說明K2FeO4難溶于水D．高鐵酸鉀受熱分解可放出氧氣【答案】C【解析】漂白粉的主要成分為氯化鈣和次氯酸鈣，蘇打的主要成分為碳酸鈉；二者反應(yīng)生成次氯酸鈉(溶液1)和碳酸鈣；在堿性條件下次氯酸鈉與鐵離子反應(yīng)生成高鐵酸根氯離子和水(溶液2)；再向溶液2中加入一定量的氫氧化劑，過濾、洗滌干燥等步驟得到高鐵酸鉀。據(jù)此分析可得：A．高鐵酸鉀既能殺菌消毒、又有凈水作用。其中消殺為高鐵酸根具有強(qiáng)氧化性；凈水為利用高鐵酸根被還原生成的鐵離子水解生成氫氧化鐵膠體吸附性，與膠體性質(zhì)有關(guān)，故A正確；B．漂白粉的主要成分為氯化鈣和次氯酸鈣，蘇打的主要成分為碳酸鈉；二者反應(yīng)生成次氯酸鈉和碳酸鈣，在堿性條件下次氯酸鈉與鐵離子反應(yīng)生成高鐵酸根氯離子和水，則溶液1→溶液2的離子方程式為：2Fe3++3ClO+10OH=2FeO+3Cl+5H2O，故B正確；C．鉀鹽、鈉鹽都易溶于水，溶液2中加入KOH析出了K2FeO4固體，說明K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4，而不是K2FeO4難溶于水，故C錯(cuò)；D．干燥的高鐵酸鉀在198℃以下是穩(wěn)定，受熱易分解為氧化鐵，氧化鉀和氧氣，即，故D正確；答案選C7．（2021·江蘇江蘇·三模）高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種暗紫色固體，低溫堿性條件下比較穩(wěn)定。高鐵酸鉀能溶于水，微溶于濃KOH溶液，且能與水反應(yīng)放出氧氣，并生成Fe(OH)3膠體，常用作水處理劑。高鐵酸鉀有強(qiáng)氧化性，酸性條件下，其氧化性強(qiáng)于Cl2、KMnO4等。工業(yè)上濕法制備K2FeO4的流程如下：下列關(guān)于K2FeO4的工業(yè)濕法制備工藝，說法正確的是A．“反應(yīng)”時(shí)，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為2：3B．“過濾I”所得濾液中大量存在的離子有：Na+、Fe3+、Cl、NO、FeOC．“轉(zhuǎn)化”時(shí)，反應(yīng)能進(jìn)行的原因是該條件下K2FeO4的溶解度比Na2FeO4小D．“過濾II”所得濾液在酒精燈外焰上灼燒，觀察到火焰呈黃色，說明濾液為NaOH溶液【答案】C【解析】向堿性的KClO濃溶液中加入90%的Fe(NO3)3溶液，發(fā)生反應(yīng)2Fe(NO3)3+3NaClO+10NaOH=2Na2FeO4+6NaNO3+3NaCl+5H2O，過量的飽和的KOH將Na2FeO4轉(zhuǎn)化為溶解度更小的K2FeO4；A．“反應(yīng)”時(shí)發(fā)生反應(yīng)2Fe(NO3)3+3NaClO+10NaOH=2Na2FeO4+6NaNO3+3NaCl+5H2O，Cl元素化合價(jià)降低，氧化劑是NaClO，F(xiàn)e元素的化合價(jià)升高，還原劑是Fe(NO3)3，質(zhì)的量之比為3：2，A錯(cuò)誤；B．過量NaOH，“過濾I”所得濾液一定不存在Fe3+，B錯(cuò)誤；C．“轉(zhuǎn)化”時(shí)，Na2FeO4轉(zhuǎn)化為K2FeO4，反應(yīng)能進(jìn)行的原因是該條件下K2FeO4的溶解度比Na2FeO4小，C正確；D．沒透過藍(lán)色鈷玻璃，K+的火焰顏色也是黃色，濾液可能為KOH溶液，D錯(cuò)誤；故選：C。8．（2021·北京·模擬預(yù)測(cè)）高鐵酸鉀(K2FeO4)是高效消毒劑，也是制作大功率電池的重要材料。某實(shí)驗(yàn)小組欲制備K2FeO4并探究其性質(zhì)?！静殚嗁Y料】K2FeO4為紫色固體，易溶于水，微溶于KOH溶液，不溶于乙醇；具有強(qiáng)氧化性，在0℃～5℃的強(qiáng)堿性溶液中較穩(wěn)定，在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2。Ⅰ.制備K2FeO4夾持裝置略)(1)A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________。(2)下列試劑中，裝置B的X溶液可以選用的是___________。A．飽和食鹽水

B．濃鹽酸

C．飽和氯水

D．NaHCO3溶液(3)C中得到紫色固體和溶液，生成K2FeO4的化學(xué)方程式是___________；若要從反應(yīng)后的裝置C中盡可能得到更多的K2FeO4固體，可以采取的一種措施是___________。Ⅱ.探究K2FeO4的性質(zhì)(4)取C中紫色溶液，加入稀硫酸，產(chǎn)生黃綠色氣體，得到溶液a。經(jīng)檢驗(yàn)氣體中含有Cl2，為證明是K2FeO4氧化了Cl，而不是ClO氧化了Cl，設(shè)計(jì)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溶液洗凈C中所得固體,再用一定濃度的KOH溶液將K2FeO,溶出,得到紫色溶液b,取少量b,滴加鹽酸.有Cl2產(chǎn)生。①由方案Ⅰ中溶液變紅可知a中含有離子是___________，但該離子的來源不能判斷一定是K2FeO4與Cl反應(yīng)的產(chǎn)物，還可能是反應(yīng)___________(用離子方程式表示)的產(chǎn)物。②方案Ⅱ可證明K2FeO4氧化了Cl。用KOH溶液洗滌的目的，一是使減少K2FeO4溶解損失，二是___________。(5)小組同學(xué)利用制備的K2FeO4制成如圖簡(jiǎn)易電池，發(fā)現(xiàn)放電后兩極都產(chǎn)生紅褐色懸浮物，則該電池的總反應(yīng)為___________；該電池放電時(shí)，正極電極反應(yīng)式為___________?！敬鸢浮?1)KClO3+6HCl(濃)=KCl+3Cl2↑+3H2O

(2)AC

(3)3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O

加入乙醇

(4)Fe3+

4FeO+20H+=4Fe3++3O2↑+10H2O

除盡K2FeO4表面吸附的ClO﹣，防止ClO﹣與Cl﹣在酸性條件下反應(yīng)產(chǎn)生Cl2，避免ClO﹣干擾實(shí)驗(yàn)

(5)Fe+K2FeO4+4H2O=2Fe(OH)3+2KOH

FeO+4H2O+3e﹣=Fe(OH)3+5OH﹣【解析】裝置A是制取氯氣，反應(yīng)方程式；KClO3+6HCl(濃)=KCl+3Cl2↑+3H2O，得到的氯氣中混有HCl雜質(zhì)氣體，經(jīng)裝置B除雜，純凈的氯氣通入裝置C中發(fā)生反應(yīng)：3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O，用裝置D來吸收過量的尾氣中有毒的氯氣。(1)裝置A中是氯元素發(fā)生歸中反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：KClO3+6HCl(濃)=KCl+3Cl2↑+3H2O；(2)裝置B是為了除去氯氣中的HCl氣體，A．飽和食鹽水能溶解HCl，可選；B．濃鹽酸有揮發(fā)性，氯氣中還混有HCl雜質(zhì)，不選；C．飽和氯水能減小氯氣的溶解，能溶解HCl，可選；D．NaHCO3溶液可與HCl反應(yīng)產(chǎn)生CO2，氯氣中混有雜質(zhì)氣體，不選；則X溶液可以選用的是：AC；(3)C中得到紫色固體和溶液，C中通入氯氣將氫氧化亞鐵氧化，生成高鐵酸鉀（K2FeO4），化學(xué)方程式為：3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O；已知K2FeO4不溶于乙醇，為了析出更多固體，措施是：加入乙醇；(4)①i．Fe3+離子與SCN發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，生成紅色的絡(luò)離子，由方案I中溶液變紅可知溶液a中含有Fe3+離子；但該離子的存在不能判斷一定是K2FeO4，氧化了Cl2，因?yàn)镵2FeO4在酸性溶液中不穩(wěn)定，K2FeO4在酸性溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式4FeO+20H+=4Fe3++3O2↑+10H2O；②方案Ⅱ可證明K2FeO4，氧化了Cl，用KOH溶液洗滌的目的是確保K2FeO4在堿性環(huán)境中的穩(wěn)定性，同時(shí)除盡K2FeO4表面吸附的ClO﹣，防止ClO﹣與Cl﹣在酸性條件下反應(yīng)產(chǎn)生Cl2，避免ClO﹣干擾實(shí)驗(yàn)；(5)放電時(shí)為原電池原理，電池中Fe與K2FeO4反應(yīng)生成Fe（OH）3，該電池放電時(shí)的總反應(yīng)為Fe+K2FeO4+4H2O=2Fe（OH）3+2KOH，正極為FeO得3mol電子生成Fe(OH)3，電極反應(yīng)式為：FeO+4H2O+3e﹣=Fe(OH)3+5OH﹣。1．（2020·北京·首都師范大學(xué)附屬中學(xué)三模）根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐袛?，說法錯(cuò)誤的是（）實(shí)驗(yàn)1：制備能較長(zhǎng)時(shí)間存在的氫氧化亞鐵實(shí)驗(yàn)2：驗(yàn)證銅和稀硝酸生成NOA．實(shí)驗(yàn)1開始前檢查氣密性的操作：關(guān)閉分液漏斗，打開a和b，向右拉動(dòng)注射器活塞，一段時(shí)間后松開活塞B．實(shí)驗(yàn)1將稀硫酸加入后，立即關(guān)閉a，打bC．實(shí)驗(yàn)2開始后，可觀察到U形管液面左低右高D．實(shí)驗(yàn)2最后一步操作是打開分液漏斗活塞，放出少量氣體，關(guān)閉活塞【答案】B【解析】實(shí)驗(yàn)1為制備能較長(zhǎng)時(shí)間存在的氫氧化亞鐵，A裝置中發(fā)生反應(yīng)Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，當(dāng)反應(yīng)一段時(shí)間后，裝置內(nèi)的空氣被排出，關(guān)閉a，打開b，A裝置內(nèi)壓強(qiáng)增大，將生成的FeSO4壓入裝置B中，發(fā)生反應(yīng)FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4，從而制得氫氧化亞鐵；實(shí)驗(yàn)2為驗(yàn)證銅和稀硝酸反應(yīng)生成NO的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)原理為：3Cu+8HNO3（?。?3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，據(jù)此分析解答。A．實(shí)驗(yàn)1開始前檢查氣密性的操作：關(guān)閉分液漏斗，打開a和b，向右拉動(dòng)注射器活塞，一段時(shí)間后松開活塞，活塞回到原來的位置，證明裝置氣密性良好，A正確；B．實(shí)驗(yàn)1將稀硫酸加入后，應(yīng)反應(yīng)一段時(shí)間后，裝置內(nèi)的空氣被排盡后，再關(guān)閉a，打開b，B錯(cuò)誤；C．實(shí)驗(yàn)2開始后，生成NO，NO難溶于水，左邊壓強(qiáng)增大，可觀察到U形管液面左低右高，C正確；D．實(shí)驗(yàn)2最后一步操作是打開分液漏斗活塞，放出少量氣體，關(guān)閉活塞，以檢驗(yàn)生成的NO，D正確；答案選B。2．（2019·河南安陽(yáng)·二模）某同學(xué)欲利用如圖裝置制取能較長(zhǎng)時(shí)間存在的Fe(OH)2，其中實(shí)驗(yàn)所用溶液現(xiàn)配現(xiàn)用且蒸餾水先加熱煮沸。下列分析正確的是A．X可以是稀硫酸或稀硝酸或稀鹽酸B．實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)先關(guān)閉止水夾a、打開b，再向燒瓶中加入XC．反應(yīng)一段時(shí)間后可在燒瓶中觀察到白色沉淀D．反應(yīng)結(jié)束后若關(guān)閉b及分液漏斗活塞，則Fe(OH)2可較長(zhǎng)時(shí)間存在【答案】D【解析】A.稀硝酸會(huì)將鐵氧化為+3價(jià)的鐵離子，故A錯(cuò)誤；B.實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，應(yīng)先打開a、b，利用生成的氫氣將裝置中空氣排出，然后關(guān)閉a，利用壓強(qiáng)差將燒瓶中生成的亞鐵離子排入到錐形瓶中反應(yīng)生成Fe(OH)2，故B錯(cuò)誤；C.反應(yīng)一段時(shí)間后可在錐形瓶中觀察到白色沉淀，故C錯(cuò)誤；D.由于裝置中的空氣及溶液中氧氣已經(jīng)被除去，故Fe(OH)2可較長(zhǎng)時(shí)間存在，故D正確，故選D。3．（2022·北京房山·一模）高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種環(huán)保、高效、多功能飲用水處理劑，在水處理過程中，高鐵酸鉀轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3膠體，制備高鐵酸鉀流程如圖所示。下列敘述不正確的是A．反應(yīng)I的化學(xué)方程式是2Fe+3Cl22FeCl3B．用FeCl2溶液吸收反應(yīng)I中尾氣所得產(chǎn)物可再利用C．反應(yīng)II中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶3D．用K2FeO4對(duì)飲用水殺菌消毒的同時(shí)，F(xiàn)e(OH)3膠體吸附雜質(zhì)凈化水【答案】C【解析】A．鐵與氯氣反應(yīng)生成氯化鐵，化學(xué)方程式是2Fe+3Cl22FeCl3，故A正確；B．反應(yīng)Ⅰ中尾氣氯氣，因此可用FeCl2溶液作為反應(yīng)Ⅰ中尾氣吸收劑，生成FeCl3，且反應(yīng)后溶液進(jìn)入到反應(yīng)Ⅱ進(jìn)行反應(yīng)，故B正確；C．反應(yīng)中Cl元素化合價(jià)由+1價(jià)降低為?1價(jià)，F(xiàn)e元素化合價(jià)由+3價(jià)升高到+6價(jià)，則氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為3:2，故C錯(cuò)誤；D．K2FeO4中+6價(jià)鐵具有強(qiáng)氧化性，用于飲用水殺菌消毒，得到的還原產(chǎn)物鐵離子水解生成氫氧化鐵膠體，氫氧化鐵膠體吸附雜質(zhì)達(dá)到凈化水，故D正確。故答案為C。4．（2021·江西南昌·二模）高鐵酸鉀是一種新型、高效、多功能水處理劑，為紫色固體，微溶于溶液，具有強(qiáng)氧化性，在酸性或中性溶液中迅速產(chǎn)生，在堿性溶液中較穩(wěn)定，某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了制備的裝置如圖(夾持裝置略)。下列敘述正確的是A．試劑X為固體或B．裝置B中為濃硫酸，用于干燥C．可通過觀察裝置C中是否有紫色沉淀，判斷C中反應(yīng)是否已經(jīng)完成D．拆除裝置前必須先除去燒瓶中殘留以免污染空氣【答案】D【解析】A．試劑X為，不能是固體，因?yàn)闈恹}酸和二氧化錳要加熱條件下反應(yīng)生成氯氣，故A錯(cuò)誤；B．裝置B中為飽和食鹽水，用于除掉氯氣中HCl氣體，故B錯(cuò)誤；C．為紫色固體，微溶于溶液，只要生成就能看到紫色沉淀，因此不能通過觀察裝置C中是否有紫色沉淀來判斷是否已經(jīng)完成，故C錯(cuò)誤；D．燒瓶中殘留，因此在拆除裝置前必須先排除燒瓶中殘留以免污染空氣，故D正確。綜上所述，答案為D。5．（2022·廣東廣東·一模）鐵元素存在多種價(jià)態(tài)，且不同價(jià)態(tài)的鐵元素在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。(1)向2mL1mol/L的Fe(NO3)2溶液中加入2mol/L的H2SO4溶液