2025届化学高考一轮复习 第三章 第3讲 铁及其化合物的转化关系 课件

这是一份2025届化学高考一轮复习 第三章 第3讲 铁及其化合物的转化关系 课件，共60页。
考点1　基于价类二维思想理解铁及其化合物的转化关系
1. 铁元素的“价—类”二维转化关系
(1)横向变化体现了同价态不同物质类别(氧化物、盐、碱)之间的转化：①碱性氧化 物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)转化为盐；②Fe2＋、Fe3＋与碱(OH－)反应生成对应 的碱；③难溶性的碱易分解生成对应的氧化物，但难溶性的碱性氧化物一般不与水 反应生成对应的碱。
(2)纵向变化体现不同价态、同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性或 还原性。
(3)斜向变化体现不同价态、不同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性和还 原性。
2. “铁三角”中的转化关系
写出下列反应的化学方程式(若有离子方程式请写出离子方程式)。
(1)[有关Fe的反应]①铁与盐酸反应： ⁠；
②铁与氯气在加热条件下反应： ⁠。
(2)[有关Fe2＋的反应]①向含有Fe2＋的溶液中通入Cl2： ⁠ ⁠；
②向含有Fe2＋的溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液： ⁠ ⁠；
③Fe(OH)2在潮湿的空气中： ⁠；
＋Mn2＋＋4H2O　
④FeO与CO在高温下反应： ⁠。
(3)[有关Fe3＋的反应]①Fe2O3与CO在高温下反应： ⁠ ⁠；
②向含有Fe3＋的溶液中加入过量铁粉： ⁠；
③Fe(OH)3受热分解： ⁠；
④将Fe2O3溶于盐酸： ⁠；
⑤Fe(OH)3与稀硫酸反应： ⁠。
命题点　“价—类”二维图在铁及其化合物的转化中的应用1. [2021广东]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(　C　)
命题拓展判断下列说法的正误。(1)用蒸发皿蒸干b溶液，最终得到c固体 。(　✕　)(2)e可用于腐蚀印刷电路板上的Cu。(　√　)
2. 如图为铁元素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法 正确的是(　D　)
[解析]　铁在高温条件下与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，不能实现转化①，A 项错误；FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热迅速被氧化生成Fe3O4，不能 发生转化②，B项错误；加热Fe(OH)3发生转化⑥生成氧化铁，Fe(OH)3不溶于水， 氢氧化铁与酸反应可实现转化③，C项错误；高铁酸盐中铁为＋6价，具有强氧化 性，可用于消毒，与水发生氧化还原反应生成Fe3＋，Fe3＋与水反应生成Fe(OH)3胶 体，可吸附水中的悬浮物，D项正确。
3. 用废铁屑制备磁性氧化铁(Fe3O4)的过程如图：
下列说法不正确的是(　D　)
考点2　铁盐的性质及其探究
1. 亚铁盐和铁盐的性质
(2)绿矾(FeSO4·7H2O)：一种重要的还原剂，可用作补血剂及植物的补铁剂。
(3)高铁酸钾(K2FeO4)：深紫色晶体，具有强氧化性，可用作水处理剂或高容量电池 材料。
(4)铁铵矾[NH4Fe(SO4)2·12H2O]：无色晶体，易溶于水，常用作化学分析试剂、药物 和织物媒染剂。
(5)赤血盐[K3Fe(CN)6]：红色晶体，易溶于水，常用于检验Fe2＋，生成蓝色沉淀。
(2)FeCl2不能通过化合反应制备。(　✕　)
(3)[2022全国甲改编]将铁锈溶于浓盐酸，滴入KMnO4溶液，紫色褪去，证明铁锈中 含有二价铁。(　✕　)
(4)[2022广东改编]FeCl3水解可生成Fe(OH)3胶体，因此FeCl3可用作净水剂。 (　√　)
(5)硫酸亚铁片和维生素C同时服用能增强治疗缺铁性贫血的效果。(　√　)
(6)“青矾(FeSO4)”宜密封保存，防止氧化变质。(　√　)
2. [溶液的配制](1)配制氯化铁溶液：将氯化铁晶体先溶于浓盐酸中，目的是抑 制 ⁠水解，然后用蒸馏水稀释至所需浓度。(2)配制硫酸亚铁溶液：将绿矾晶体溶于稀硫酸中，目的是 ⁠，然后 加入还原铁粉，目的是 ⁠。
3. [Fe3＋、Fe2＋的检验](1)已知试剂：酸性KMnO4溶液、NaOH溶液、KSCN溶液、溴 水、新制氯水，请选择合适的试剂，进行下列检验，并简述操作过程。
①检验Fe2(SO4)3溶液中是否含有FeSO4： ⁠ ⁠。
②检验FeSO4溶液中是否含有Fe2(SO4)3： ⁠ ⁠。
酸性KMnO4溶液；取少量溶液，向其中
滴加酸性KMnO4溶液，如果溶液紫色褪去，说明Fe2(SO4)3溶液中含有FeSO4　
KSCN溶液；取少量溶液，向其中滴加
KSCN溶液，若溶液呈红色，说明FeSO4溶液中含有Fe2(SO4)3　
(2)能否用酸性高锰酸钾溶液检验氯化铁溶液中含有的Fe2＋？简述原因 ⁠ ⁠。(3)写出用铁氰化钾溶液检验Fe2＋生成蓝色沉淀的反应的离子方程式： ⁠ ⁠。
不能。Cl－
K＋＋Fe2＋
4. [Fe2＋、Fe3＋的除杂问题]写出下列除杂方法。
(1)除去FeCl3溶液中的FeCl2： ⁠；
(2)除去FeCl2溶液中的FeCl3： ⁠；
(3)除去FeCl2溶液中的CuCl2： ⁠。
加入适量新制氯水或H2O2溶液　
命题点1　Fe2＋和Fe3＋的性质 1. [全国Ⅱ高考]某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。回答下列问题：
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 ml·L－1的溶液。在FeCl2溶液 中需加入少量铁屑，其目的是 ⁠。
[解析]　Fe2＋具有还原性，FeCl2溶液易被氧化而变质，配制FeCl2溶液时加入少量 铁屑，目的是防止Fe2＋被氧化。
(2)甲组同学取2 mL FeCl2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实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL 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 ⁠。
[解析]　甲组实验中，FeCl2易被空气中的O2氧化，生成FeCl3，因此实验不够严 谨。加入煤油，煤油的密度比水小，可以起到隔绝空气的作用，从而排除氧气对实 验的影响。
隔绝空气(排除氧气对实验的影响)　
(4)丙组同学取10 mL 0.1 ml·L－1KI溶液，加入6 mL 0.1 ml·L－1 FeCl3溶液混合。分 别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验：
①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；
②第二支试管中加入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。
实验②检验的离子是 (填离子符号)；实验①和③说明：在I－过量的情况 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 ⁠ ⁠。
[解析]　实验②中K3[Fe(CN)6]溶液的作用是检验Fe2＋。根据实验①，CCl4层显紫 色，说明有I2生成，根据实验②，生成蓝色沉淀，说明有Fe2＋生成，根据实验③， 溶液变红，说明有Fe3＋剩余，在I－过量的情况下，溶液中仍含有Fe3＋，由此说明该 反应为可逆反应。
命题点2　基于Fe2＋和Fe3＋转化的性质探究2. [以实验装置图为载体考查物质制备][海南高考改编]工业上，向500～600 ℃的铁 屑中通入氯气生产无水氯化铁；向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁。现用 如图所示的装置模拟上述过程进行实验。
(1)制取无水氯化铁的实验中，A中反应的化学方程式为 ⁠ ，装置B中加入的试剂是 ⁠。该装置中存在一个缺 陷，使制得的FeCl3中会含有少量FeCl2，请为装置作一处改进，使制得的FeCl3较纯 净 ⁠。
[解析]　制备无水FeCl3时，需要先制备Cl2，实验室用MnO2和浓盐酸在加热条件下反应制取氯气，制备的Cl2中会混有H2O(g)，用浓硫酸干燥。
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O　
在A、B装置之间加装一个除HCl的装置　
(2)制取无水氯化亚铁的实验中，装置A用来制取 。尾气的成分是 ⁠ 。若仍用D装置进行尾气处理，存在的问题是 、 ⁠ ⁠。
[解析]　制备无水FeCl2时，需要先制备干燥的HCl，HCl与铁屑反应生成FeCl2和 H2，尾气中含有生成的H2和过量的HCl。D装置存在的问题：D中的导管插入液面以 下易发生倒吸，且H2没有被处理。
(3)若操作不当，制得的FeCl2 会含有少量FeCl3 ，检验FeCl3常用的试剂是 ⁠ 。欲制得纯净的FeCl2，在实验操作中应先 ⁠ ，再 ⁠。
[解析]　利用Fe3＋遇KSCN显红色，用KSCN溶液检验FeCl3。反应发生前装置中有 空气，应先通入一段时间HCl，将装置中空气赶出，再点燃C处的酒精灯。
通入氯化氢(赶尽装置中的空
(1)绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解， 滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化。再向试管中通入空气，溶液逐渐变红。由 此可知： 、 ⁠。
[解析]　加入KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，说明样品中不含Fe(Ⅲ)；再向 试管中通入空气，溶液逐渐变红，说明FeSO4易被空气中的氧气氧化。
样品中没有Fe(Ⅲ)　
Fe(Ⅱ)易被氧气氧化为Fe(Ⅲ)　
(2)为探究硫酸亚铁的分解产物，将硫酸亚铁置入装置A中，打开K1和K2，缓缓通入 N2，加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。
①C、D中的溶液依次为 (填标号)。C、D中有气泡冒出，并可观察到的现象 分别为 ⁠。
a.品红　b.NaOH　c.BaCl2　d.Ba(NO3)2　e.浓H2SO4
②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式 ⁠ ⁠。
命题点3　重要的铁盐——高铁酸钾的制备
3. [北京高考改编]高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型高效绿色水处理剂。实验室利用如图 所示装置制备K2FeO4，并探究其性质。
已知K2FeO4具有下列性质：紫色固体，可溶于水，微溶于KOH溶液。具有强氧化性，在酸性或中性溶液中与水反应快速产生O2，在0～5 ℃的强碱性溶液中比较稳定。与水反应能产生Fe(OH)3胶体，可除去水中的悬浮物，有净水作用。
(1)A中制取的气体是 ⁠。
(2)B的作用是 ⁠。
[解析]　装置A制备的氯气中混有HCl， HCl能与装置C中的KOH溶液反应，故装置 B的作用是除去氯气中的HCl。
(4)D中盛装的试剂除可选用NaOH溶液外，还可选用 (填字母)。
[解析]　(4)装置D的作用是除去多余氯气，防止污染空气，NaCl溶液、H2SO4溶液不与氯气反应，不能替换NaOH溶液，氢氧化钙微溶于水，因此澄清石灰水中氢氧化钙含量较低，不能完全吸收氯气，不能用澄清石灰水代替氢氧化钠溶液，FeCl2能与氯气反应生成氯化铁，能吸收氯气，可用氯化亚铁溶液代替氢氧化钠溶液，故答案为B。
(5)探究K2FeO4的性质：取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，经检验气 体中含有Cl2。该现象 (“能”或“不能”)证明K2FeO4氧化了Cl－而产生 Cl2，理由是 (用离子方程式表示)。
(6)K2FeO4与水反应的化学方程式为 ⁠ ⁠。
[素材拓展](1)湿法制备K2FeO4：在KOH溶液中，用KClO直接氧化Fe(NO3)3即可制得 K2FeO4。该反应的离子方程式为 ⁠ ⁠。
(2)某新型电池以金属锂为负极，K2FeO4为正极，溶有LiPF6的有机溶剂为电解质。 该电池工作时Li＋通过电解质迁入K2FeO4晶体中，生成K2Li x FeO4。该电池的正极反 应式为 ⁠。
(3)以铁电极为阳极电解NaOH浓溶液制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气的离 子方程式为 ⁠。
素养3　模型建构——含铁化合物制备的化工流程设计模型命题特点：“微型流程”或“大型流程”中有关Fe2＋、Fe3＋的检验以及除杂、制备 模型[常温下，溶液pH≥2.8时，Fe(OH)3沉淀析出]。
(1)由FeCl3溶液制FeCl3·6H2O的操作：在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。
(2)由FeCl3·6H2O制无水FeCl3的操作：在HCl气流中灼烧。
(3)由FeSO4溶液制FeSO4·7H2O的操作：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。
(4)由Fe2(SO4)3和(NH4)2SO4混合溶液制NH4Fe(SO4)2晶体的操作：蒸发浓缩、冷却结 晶、过滤。
(5)制备Fe(OH)3胶体：向沸水中加入饱和FeCl3溶液并煮沸至液体呈透明的红 褐色为止。
下列说法正确的是(　A　)
2. [2022天津]FeCl3·56H2O的制备流程图如下：
(1)将废铁屑分批加入稀盐酸中，至盐酸反应完全。判断反应完全的现象为 ⁠ 。含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快，原因为 ⁠ ⁠。
[解析]　铁与稀盐酸反应产生H2，反应完全时溶液中不再产生气泡。含有少量铜 的废铁屑加入稀盐酸中，形成原电池，能够加快铁与盐酸的反应速率。
Fe和Cu在稀盐酸中形
成原电池，加快反应速率　
(2)操作①所必需的玻璃仪器中，除烧杯外还有 ⁠。
[解析]　操作①得到滤液，为过滤，需要的玻璃仪器除烧杯外，还有漏斗、 玻璃棒。
(3)检验FeCl3溶液中是否残留Fe2＋的试剂是 ⁠。
K3[Fe(CN)6]溶液　
[解析]　利用Fe2＋和K3[Fe(CN)6]反应生成特征蓝色沉淀可检验FeCl3溶液中是否残 留Fe2＋。
(4)为增大FeCl3溶液的浓度，向稀FeCl3溶液中加入纯Fe粉后通入Cl2。此过程中发生 的主要反应的离子方程式为 ⁠ ⁠。
(5)操作②为 ⁠。
[解析]　操作②是由稀FeCl3溶液得到FeCl3·6H2O，为了抑制FeCl3水解，应在HCl 气流中蒸发浓缩、冷却结晶，然后过滤、洗涤、干燥得到FeCl3·56H2O。
在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥　
素养4　定性、定量分析——食品、蔬菜、药品中铁元素的检验及含量测定命题特点：从定量、定性实验视角考查Fe2＋、Fe3＋的检验、含量计算。(1)定量检测　沉淀法：铁元素→氢氧化物，洗涤、灼烧、冷却、称量氧化铁的 质量；滴定法：利用还原剂将铁元素全部转化为二价铁，用标准酸性高锰酸钾 溶液滴定。(2)定性检验　常根据溶液颜色和生成沉淀颜色来确定。
实验探究：补铁剂(除Fe2＋外不考虑含有的其他还原性离子)中铁元素价态检验(1)预测补铁剂中铁元素价态补铁剂中铁元素价态有以下3种可能：①可能为＋2(Fe2＋)；②可能为＋3(Fe3＋)；③可能既有＋2，又有＋3(Fe2＋和Fe3＋)。
(3)实验操作、现象及结论方案一：
1. 某兴趣小组进行某补血剂中铁元素含量测定的实验流程如下：
[设问拓展](1)过滤操作中，除漏斗外，还要用到的玻璃仪器有 ⁠。
(2)可以用 代替H2O2。
(3)加入过量氨水产生红褐色悬浊液，发生反应的离子方程式为 ⁠ ⁠。
Fe3＋＋3NH3·H2O
2. [定量检测]人教版《化学》(必修第一册)新增加了“研究与实践”栏目，在“检验 食品中的铁元素”的研究与实践中设置了菠菜中铁元素的检测。某实验小组对菠菜 中的铁元素(主要以难溶的FeC2O4形式存在)进行检测。实验如下：
(1)CCl4的作用为 ⁠。
[解析]　CCl4作萃取剂，萃取有机色素，排除对Fe2＋检验的干扰。
(2)操作i中所用到的分离仪器的名称为 ⁠。
[解析]　操作i用来分离互不相溶的液体，分液操作所用到的分离仪器是分 液漏斗。
作萃取剂，萃取有机色素，排除对Fe2＋检验的干扰　
(3)溶液A中未能检测出Fe2＋的可能原因是 ⁠ ⁠。
[解析]　铁元素主要以难溶的FeC2O4形式存在，Fe2＋的浓度小；或在加热水煮过 程中二价铁被氧化为三价铁，所以溶液A中未能检测出Fe2＋。
(4)取无色溶液B，先滴加H2O2溶液，再滴加KSCN溶液，溶液呈红色。用离子方程 式表示H2O2的作用： ⁠。
FeC2O4在水中的溶解度小；在加热水煮
过程中二价铁被氧化为三价铁　
(5)甲同学取少量无色溶液B，滴加酸性KMnO4溶液，振荡后，溶液紫色消失，因此 得出结论，溶液B中含有Fe2＋。乙同学认为甲同学的实验方法不严谨，理由是 ⁠ ⁠。
(6)菠菜中铁元素的含量可以用 x mg/100 g表示，即每100 g菠菜中含铁元素的量是 x mg。Fe2＋可以通过用KMnO4标准溶液滴定的方法来测定，准确称取500 g菠菜样 品，充分燃烧成灰后，经酸浸、还原处理后将所得溶液转移到 250 mL 容量瓶中并 定容；从中取出25.00 mL待测液置于锥形瓶中，再用2.000×10－4 ml/L KMnO4标准 溶液进行滴定，当滴入20.00 mL KMnO4标准溶液时恰好完全反应。菠菜中铁元素的 含量为 mg/100 g。(结果保留3位有效数字)
3. [定性检测]铁是人体必需的微量元素，治疗缺铁性贫血的常见方法是服用补铁药 物。“速力菲”(主要成分：琥珀酸亚铁，呈暗黄色)是市场上一种常见的补铁药 物。该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸。某同学为了检测“速力菲”药片中Fe2＋的存在，设计并进行了如下实验：
(1)试剂1是 ，试剂2是 ⁠，加入新制氯水后溶液中发生反应 的离子方程式是 、 ⁠ ⁠。
(2)加入试剂2后溶液颜色由淡黄色转变为淡红色是因为 ⁠ ，写出＋2价Fe在空气中转化为＋3价Fe的离子方程式： ⁠ ⁠。
少量的Fe2＋转化为Fe3+
(3)该同学猜想红色溶液变为无色溶液的原因是溶液中的＋3价铁被还原为＋2价铁， 你认为该同学的猜想合理吗？ (填“合理”或“不合理”)。若你认为合 理，请说明理由(若你认为不合理，该空不作答)： 　　　　；若你认为不合理请提 出你的猜想并设计一个简单的实验加以验证(若你认为合理，该空不作答)： ⁠ ⁠ ⁠。
[解析]　因为氯水氧化性强，不会还原Fe3＋，该同学的猜想不合理；可能是SCN－ 被过量的氯水氧化，可取少量褪色后的溶液，加入FeCl3溶液，不变红色；或取少量 褪色后的溶液，加入KSCN溶液，变红色。
想：Fe(SCN)3中的SCN－被过量的氯水氧化；设计实验：在褪色后的溶液中加入
FeCl3溶液，不变红色(或在褪色后的溶液中加入KSCN溶液，变红色)　
(1)将一定量的FeSO4·7H2O溶于稀硫酸，在约70 ℃下边搅拌边缓慢加入一定量的 H2O2溶液，继续反应一段时间，得到红棕色黏稠液体。H2O2氧化Fe2＋的离子方程式 为 ；水解聚合反应会导致溶液的pH ⁠ ⁠。
[解析]　H2O2氧化Fe2＋生成Fe3＋，自身被还原为H2O，根据得失电子守恒、电荷 守恒、原子守恒配平离子方程式。Fe3＋发生水解聚合反应使溶液pH减小。
①上述实验中若不除去过量的Sn2＋，样品中铁的质量分数的测定结果将 ⁠ (填“偏大”或“偏小”或“无影响”)。
②计算该样品中铁的质量分数(写出计算过程)。
样品中铁元素的质量：
m (Fe)＝6.600×10－3 ml×56 g·ml－1＝0.369 6 g
样品中铁元素的质量分数：
3. [上海高考]高铁酸盐具有极强的氧化性，可作水处理剂。低温下，在Na2FeO4溶液 中加入KOH浓溶液可析出K2FeO4。完成下列填空：
(1)写出上述得到K2FeO4的化学方程式 ⁠ ⁠。
(3)实验室配制Fe2(SO4)3溶液时，需加入少量稀硫酸，结合离子方程式用化学平衡移 动原理解释其原因 ⁠ ⁠。
可使水解平衡逆向移动，抑制其水解，减少损耗　
取少量溶液于
试管中，向试管中加入KSCN溶液，若溶液不变红，则证明Fe2(SO4)3消耗完全，若
溶液变成红色，则证明Fe2(SO4)3未消耗完全　
1. [2023浙江]氯化铁是一种重要的盐，下列说法不正确的是(　A　)
2. 关于下列转化过程分析不正确的是(　B　)
3. 下列说法正确的是(　B　)
4. [铁及其化合物的转化]部分含铁微粒所带的电荷数与其中铁元素化合价的关系如 图所示，由该图可预测含铁微粒间相互转化时所需试剂。下列推断不合理的是 (　A　)
5. [2024黑龙江大庆实验中学期中]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是(　C　)
[解析]　氯气会将FeCl2氧化为FeCl3，达不到除杂目的，A项错误；CO2、HCl均能与 饱和Na2CO3溶液反应，不能用于除去CO2中的HCl杂质，B项错误；MgCl2能与 NaOH反应而NaCl不与NaOH反应，产生的氢氧化镁沉淀过滤后再用适量的稀盐酸除 去过量的NaOH，C项正确；Cu与铁离子反应会引入Cu2＋杂质，D项错误。
6. [2023江苏]室温下，探究0.1 ml·L－1 FeSO4溶液的性质，下列实验方案能达到探 究目的的是(　B　)
[解析]　先加新制氯水，会将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，检验FeSO4溶液中是否含有 Fe3＋，应直接加KSCN溶液，A不能达到探究目的；酸性KMnO4溶液(紫红色)具有强 氧化性，能将Fe2＋氧化为Fe3＋，自身颜色变浅或褪去，可用于检验Fe2＋的还原性， B能达到探究目的；FeSO4属于强酸弱碱盐，Fe2＋水解使溶液显酸性，探究Fe2＋是否 水解，应向FeSO4溶液中滴加紫色石蕊试液，看溶液是否变红，C不能达到探究目 的；Fe2＋会被氧化成Fe3＋，无法判断起催化作用的是Fe2＋还是Fe3＋，D不能达到探 究目的。
7. [2023浙江改编]探究铁及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的 是(　D　)
8. [浙江高考]某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、 Al2O3，不考虑其他杂质)制备七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)，设计了如下流程：
[解析]　由于最终制备的是硫酸盐，所以溶解所用的酸应该为硫酸，且要将溶液中 的Fe3＋还原为Fe2＋，所以试剂X应该为Fe单质，A项正确；加硫酸后，SiO2不能溶 解，所以固体1中一定含有SiO2，而用NaOH溶液控制pH的目的是使Al3＋转化为 Al(OH)3沉淀，B项正确；Fe2＋极易被氧化，而FeSO4·7H2O受热易分解，故从溶液2 得到产品的过程中需要防止产品氧化和分解，C项正确；改变后的方案中，Fe主要 以Fe3＋形式存在，得到的不是FeSO4·7H2O，D项错误。
9. [2024江苏盐城开学考]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：
下列说法正确的是(　C　)
[解析]　根据工业废液的成分和制得氯化铁晶体对流程进行如下梳理：
10. 甘氨酸亚铁[(NH2CH2COO)2Fe]是一种补铁强化剂。某学习小组利用FeCO3与甘 氨酸(NH2CH2COOH)制备甘氨酸亚铁，实验装置如图所示(夹持和加热、搅拌仪器已 省略)。
Ⅰ.合成：装置C的三颈烧瓶中盛有0.1 ml FeCO3、200 mL 1.0 ml·L－1甘氨酸溶液和 适量柠檬酸。实验时，先打开仪器a的旋塞，待装置C中空气排净后，加热三颈烧瓶 并不断搅拌，通过仪器b向三颈烧瓶中加入适量氢氧化钠溶液调节pH到6左右，使反 应物充分反应。
Ⅱ.分离：反应结束后，过滤，将滤液进行蒸发浓缩；加入无水乙醇，过滤、洗涤并 干燥。
(1)仪器a的名称是 ⁠。
[解析]　实验剖析：装置A中盐酸和石灰石反应制取二氧化碳气体，由于盐酸具有挥发性，生成的二氧化碳气体中混有氯化氢，因此装置B中盛有的试剂是饱和碳酸氢钠溶液，用来除去二氧化碳气体中混有的氯化氢气体；装置C用于甘氨酸亚铁的制取；亚铁离子具有还原性，易被空气中的氧气氧化，因此必须将装置D中导管插入液面以下，防止空气中的氧气进入装置C将亚铁离子氧化。(1)仪器a为分液漏斗。
(2)装置B中盛有的试剂是 ；实验过程中装置D的导管需要一直 插入液面以下的原因是 ⁠。
[解析]　 (2)由实验剖析可知，装置B中盛有的试剂是饱和碳酸氢钠溶液，用来除去二氧化碳气体中混有的氯化氢气体；装置D的导管插入液面以下是为了防止空 气中的氧气进入装置C将亚铁离子氧化。
饱和NaHCO3溶液　
防止空气进入C，氧化Fe2＋　
(3)合成过程中加入柠檬酸的作用是促进FeCO3溶解和 ⁠。
[解析]　 (3)根据题中表格提供的信息，柠檬酸具有强酸性和强还原性，知合成过程中加入柠檬酸可促进FeCO3溶解和防止亚铁离子被氧化。
(4)加入氢氧化钠溶液调节pH若大于6，甘氨酸亚铁产量下降。原因是 ⁠ ⁠。
[解析]　 (4)加入氢氧化钠溶液调节pH若大于6，溶液碱性增强，会导致溶液中的亚铁离子直接与氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁沉淀。
强，会导致溶液中的Fe2＋直接与OH－反应生成Fe(OH)2沉淀　
(5)过程Ⅱ中加入无水乙醇的目的是 ⁠ ⁠。
[解析]　 (5)由已知信息可知，甘氨酸亚铁难溶于乙醇，柠檬酸易溶于乙醇，所以过程Ⅱ中加入无水乙醇的目的是溶解柠檬酸，降低甘氨酸亚铁的溶解度，使其结晶析出。
溶解柠檬酸，降低甘氨酸亚铁的溶解度，使其
(6)可以用 (写化学式)试剂检验产品中是否含有 Fe3＋。
[解析]　 (6)检验Fe3＋的试剂可以为KSCN溶液，加入KSCN，若溶液变为红色，则说明含有Fe3＋，否则不含Fe3＋。
KSCN溶液(其他合理答案也可)　
(7)本实验制得15.3 g甘氨酸亚铁( M ＝204 g·ml－1)，则其产率是 ⁠。
11. 高铁酸钠(Na2FeO4)具有很强的氧化性，是一种新型的绿色净水消毒剂。工业上 以菱铁矿(主要成分是FeCO3，含少量SiO2)为原料制备高铁酸钠的过程如图1所示：
已知：Na2FeO4只在碱性环境中稳定存在。
(1)Na2FeO4中铁元素的化合价为 ；下列标志应贴在盛装Na2FeO4容器上的 是 (填标号)。
[解析]　根据化合物中各元素化合价的代数和为0，由Na为＋1价，O为－2 价，可知Fe为＋6价。由题干信息可知，Na2FeO4具有强氧化性，故需贴无机氧 化剂的标志。
(2)粉碎菱铁矿的目的是 ⁠。
[解析]　粉碎后，反应物表面积增大，可提高酸浸速率，提高浸出率。
增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率　
(3)操作1与操作2的名称均为 ，步骤②的目的是将Fe2＋氧化成Fe3＋， 其离子 方程式为 ⁠。
(4)高铁酸钠消毒后的还原产物具有净水作用，解释净水原理： ⁠ ⁠ ⁠。
[解析]　高铁酸钠可用于消毒，主要是因为其具有强氧化性，消毒过程中，＋6价 Fe被还原，生成＋3价Fe，即Fe3＋，其水解生成的Fe(OH)3胶体具有吸附性，可起到 净水的作用。
高铁酸钠在杀菌消
毒时，本身被还原成Fe3＋，Fe3＋易水解生成Fe(OH)3胶体，可吸附水中的悬浮杂质，
[解析]　Na2FeO4在碱性环境中可稳定存在，故污水的碱性越强(pH越大)，溶液中Na2FeO4的质量浓度越大，结合题图2可知，曲线Ⅰ的pH比曲线Ⅱ高。
12. [江苏高考]实验室由炼钢污泥(简称铁泥，主要成分为铁的氧化物)制备软磁性材 料α－Fe2O3。其主要实验流程如下：
(1)酸浸。用一定浓度的H2SO4溶液浸取铁泥中的铁元素。若其他条件不变，实验中 采取下列措施能提高铁元素浸出率的有 (填序号)。
[解析]　适当升高酸浸温度、适当加快搅拌速度，均可以加快铁泥的溶解，即提 高铁元素的浸出率。
(2)还原。向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉，使Fe3＋完全转化为Fe2＋。“还原” 过程中除生成Fe2＋外，还会生成 (填化学式)；检验Fe3＋是否还原完全的实验 操作是 ⁠。
[解析]　“酸浸”时，H2SO4过量，加入过量铁粉，除生成Fe2＋外，还会产生 H2。Fe3＋与KSCN反应所得溶液呈红色，当加入KSCN溶液观察不到红色，则说明 Fe3＋已完全被还原为Fe2＋。
取少量清液，向其中滴加几滴KSCN溶液，观察溶液是否呈红色　
(3)除杂。向“还原”后的滤液中加入NH4F溶液，使Ca2＋转化为CaF2沉淀除去。若 溶液的pH偏低，将会导致CaF2沉淀不完全，其原因是 ⁠ [ K sp(CaF2)＝5.3×10－9， K a(HF)＝6.3×10－4]。
[解析]　当 c (Ca2＋)· c 2(F－)＜ K sp(CaF2)时，CaF2不会沉淀出来，HF为弱酸，当pH 过低时，H＋与F－结合成弱电解质HF，则 c (F－)减小，导致CaF2沉淀不完全。
pH偏低形成HF，导致溶液
中F－浓度减小，CaF2沉淀不完全　
②设计以FeSO4溶液、氨水－NH4HCO3混合溶液为原料，制备FeCO3的实验方 案： ⁠ ⁠ [FeCO3沉淀需“洗涤完全”， Fe(OH)2开始沉淀的pH＝6.5]。
①生成FeCO3沉淀的离子方程式为 ⁠ ⁠。
在搅拌下向FeSO4溶液中缓慢加入氨水－NH4HCO3混合溶液，控制溶液pH不
大于6.5；静置后过滤，所得沉淀用蒸馏水洗涤2～3次；取最后一次洗涤后的滤液，
滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，不出现白色沉淀　
(4)沉铁。将提纯后的FeSO4溶液与氨水－NH4HCO3混合溶液反应，生成FeCO3 沉淀。
13. [2022河北改编]以焙烧黄铁矿FeS2(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝 Fe(NH4)Fe(CN)6颜料。工艺流程如下：
(1)红渣的主要成分为 (填化学式)；滤渣①的主要成分为 (填 化学式)。
Fe2O3、SiO2　
(2)黄铁矿研细的目的是 ⁠ ⁠。
增大反应物的接触面积，加快反应速率，使反应更充
(3)还原工序中，不生成S单质的反应的化学方程式为 ⁠ ⁠。
15FeSO4＋8H2SO4　
(4)工序①的名称为 ⁠，所得母液循环使用。
蒸发浓缩、冷却结晶、过滤　
[解析] 由流程图知，通过工序①获得了FeSO4晶体，则工序①为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，所得母液为硫酸，可以返回“酸浸”循环利用。
(5)沉铁工序产生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe的化合价为 ⁠，氧化工序发 生反应的离子方程式为 ⁠ ⁠。
＋3H2O＋6NH3↑