新高考化学一轮复习讲义 第3章 第16讲 专项提能特训2　工业流程中含铁化合物的制备

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A．产品FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的FeO
B．沉淀过程中有CO2气体放出
C．过滤操作常用的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒
D．可利用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质
答案 A
解析 FeCO3中的＋2价的铁在高温时会被空气中的氧气氧化。
2．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中是否还有Fe2＋
答案 C
解析 A项，由最终要得到氯化铁晶体及流程图知，b是盐酸，错误；B项，操作Ⅰ和操作Ⅱ是过滤，操作Ⅲ为蒸发结晶，所用仪器不相同，错误；C项，滤液Z和X中均含有氯化亚铁，因此c为氯气，正确；D项，高锰酸钾也能氧化氯离子而褪色，因此不能用于检验溶液W中是否含有亚铁离子，错误。
3．工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)为原料制备高档颜料铁红(Fe2O3)，具体生产流程如下：
试回答下列问题：
(1)滤液X中含有的金属阳离子是______(填离子符号)。
(2)①步骤Ⅱ加入过量铁粉的目的是将_____________________________________________。
②步骤Ⅲ中可选用________(填字母)调节溶液的pH。
a．次氯酸钙 b．氨水
c．氢氧化钠溶液 d．高锰酸钾溶液
(3)①步骤Ⅳ加入NH4HCO3时的离子方程式：________________________________________。
②步骤Ⅳ的反应温度一般需控制在35 ℃以下，其目的是_______________________________
_______________________________________________________________________________。
③步骤Ⅳ中FeCO3沉淀完全后，溶液中含有少量Fe2＋，检验Fe2＋的方法是________________
_______________________________________________________________________________。
(4)在空气中煅烧FeCO3生成产品氧化铁的化学方程式为______________________________。
答案 (1)Fe2＋、Fe3＋ (2)①Fe3＋全部还原为Fe2＋ ②b
(3)①Fe2＋＋2HCOeq \\al(－,3)===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O
②防止NH4HCO3分解，减少Fe2＋的水解
③取少量溶液，加入硫氰化钾溶液，不显红色，然后滴加氯水，溶液变为红色
(4)4FeCO3＋O2eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe2O3＋4CO2
解析 (1)硫铁矿烧渣主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等，酸浸后铁的氧化物和酸反应溶解，二氧化硅不与酸反应。
(2)由步骤Ⅱ加入过量铁粉后得到的滤液中阳离子为亚铁离子，步骤Ⅲ加入试剂调节溶液pH至5～6.5，次氯酸钙和高锰酸钾氧化亚铁离子，强碱性溶液会沉淀亚铁离子。
(3)由流程可知Fe2＋与COeq \\al(2－,3)结合生成FeCO3沉淀，H＋浓度增大，HCOeq \\al(－,3)又会与H＋反应产生CO2气体和H2O。
NH4HCO3具有热不稳定性，温度过高碳酸氢铵会分解，温度升高会促进亚铁离子的水解。
(4)空气中煅烧碳酸亚铁，碳酸亚铁和氧气反应生成氧化铁和二氧化碳。
4．绿矾(FeSO4·7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。下面是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生产纯净绿矾的一种方法：
查询资料，得有关物质的数据如下表：
(1)检验制得的绿矾晶体中是否含有Fe3＋，最好选用的试剂为________________(填字母)。
A．KSCN溶液 B．NaOH溶液 C．KMnO4溶液
(2)操作Ⅱ中，通入硫化氢至饱和的目的是(写两点)___________________、______________。
(3)操作Ⅳ的顺序依次为____________、冷却结晶、过滤。
(4)测定绿矾产品中Fe2＋含量的方法是：
a．称取3.72 g绿矾产品，溶解，在250 mL 容量瓶中定容；
b．量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中；
c．用硫酸酸化的0.010 00 ml·L－1 KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00 mL。
①滴定时盛放KMnO4溶液的仪器为____________(填仪器名称)。
②计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为______。
③上述测定中，若滴定管规格为50 mL，则步骤a中称取样品的质量不能超过________ g。(保留4位小数)
答案 (1)A
(2)除去溶液中的Sn2＋ 将Fe3＋还原成Fe2＋
(3)蒸发浓缩 (4)①酸式滴定管 ②75% ③9.266 7
解析 (2)通入硫化氢至饱和的目的是：硫化氢具有强还原性，可以将Fe3＋还原为Fe2＋。H2S在溶液中饱和，可以增大溶液中的S2－浓度，尽量保证将Sn2＋转化为SnS沉淀，以便于过滤除去Sn杂质。(3)溶液中得到晶体，需要对溶液加热进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等，所以操作Ⅳ的顺序依次为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。(4)②用硫酸酸化的0.010 00 ml·
L－1KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00 mL，则根据方程式：5Fe2＋＋MnOeq \\al(－,4)＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O得到：n(Fe2＋)＝0.010 00 ml·L－1×0.020 0 L×5＝0.001 ml。所以250 mL溶液中有n(Fe2＋)＝0.01 ml。则FeSO4·7H2O物质的量是0.01 ml，质量为0.01 ml×278 g·ml－1＝2.78 g，质量分数为：eq \f(2.78 g,3.72 g)×100%≈75%。③若滴定管规格为50 mL，则最多能量出50 mL的高锰酸钾溶液，根据方程式：5Fe2＋＋MnOeq \\al(－,4)＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O得到最多反应的n(Fe2＋)＝0.010 00 ml·L－1×0.050 0L×5＝0.002 5 ml，所以250 mL溶液中有n(Fe2＋)＝0.025 ml，则FeSO4·7H2O物质的量最多是0.025 ml，质量为0.025 ml×
278 g·ml－1＝6.95 g，因为样品中FeSO4·7H2O的质量分数为75%，所以样品质量为6.95 g
÷75%≈9.266 7 g。25 ℃时
饱和H2S溶液
SnS沉淀完全
FeS开始沉淀
FeS沉淀完全
pH
3.9
1.6
3.0
5.5