2022届高三化学高考备考一轮复习化学铁及其化合物专项训练

这是一份2022届高三化学高考备考一轮复习化学铁及其化合物专项训练，共21页。试卷主要包含了单选题，工业流程题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题（15题）
1．材料的性质与人类生产生活密切相关。下列叙述错误的是
A．AB．BC．CD．D
2．依据下列实验现象，得出的结论正确的是
A．AB．BC．CD．D
3．工业废弃物的资源化回收再利用，可以更大限度地发挥原材料的价值。下图是工业生产纳米磁性氧化铁的流程：
下列说法不正确的是
A．用溶液浸泡是为了除去废铁屑表面的铁锈
B．若生产中不通入，暴露在空气中生产，将不能得到高纯度产品
C．加适量的是为了将部分氧化为，涉及反应：
D．溶液A中和的浓度比为1：2
4．已知：普通铁＋水蒸气铁的氧化物＋氢气，铁的氧化物＋氢气“引火铁”＋水蒸气，其中“引火铁”为颗粒很细、反应活性很高的铁粉。某实验小组使用普通铁粉、20％的盐酸及其他试剂制备“引火铁”，装置图(铁架台、铁夹、铁网、石棉网、加热仪器等略去)如下：
下列关于上述装置和实验的分析错误的是
A．A、Ⅰ中加入普通铁粉，G中可加入碱石灰
B．A中生成磁性氧化铁，E中生成“引火铁”
C．需要加热的仪器只有A、E
D．D用于收集氢气，F处的尾气中有氢气与水蒸气
5．下列方案设计、现象和结论都正确的是
A．AB．BC．CD．D
6．W、X、Y、Z的转化关系如图所示(“→”代表一步反应)。下列各项物质不能满足图示转化关系的是
A．AB．BC．CD．D
7．工业上以铁为原料，经过一系列步骤可制备纳米四氧化三铁，有关流程示意图如图，下列有关叙述不正确的是
FeFeCl2FeCl3溶液FeCl3•6H2OFeOOHFe3O4
A．步骤⑤中CO的作用是还原FeOOH
B．步骤③中涉及的操作有蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
C．①中应该用足量稀HCl，步骤②中氯水可用H2O2代替
D．将制得的Fe3O4粒子均匀分散在水中形成的分散系具有均一性、稳定性
8．铝土矿的主要成分是Al2O3、SiO2和Fe2O3等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如图：
下列说法中错误的是
A．滤液Ⅰ的主要成分是Na2SiO3、NaAlO2和NaOH
B．沉淀的主要成分是CaSiO3
C．反应Y的离子方程式是2AlO+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO
D．滤液Ⅱ中通入过量的X的目的是使AlO2-充分沉淀而不引进杂质
9．某化学实验小组在实验室中以含有Zn2+、Al3+、Fe3+、Cu2+、Cl-的废水为原料提取ZnCl2溶液，实验流程如图所示。已知：滤液Ⅰ中存在[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+，滤渣Ⅱ的主要成分为CuS。下列说法错误的是
A．过滤时使用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒
B．滤渣Ⅰ的主要成分为氢氧化铁和氢氧化铝
C．滤液Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均含有氯化铵
D．若直接加热蒸干滤液Ⅱ，可获得纯净的氯化锌
10．某化工厂制备净水剂硫酸铁铵晶体[NH4Fe(SO4)2·6H2O]的一种方案如图：
下列说法不正确的是
A．滤渣A的主要成分是CaSO4
B．相同条件下，NH4Fe(SO4)2·6H2O净水能力比FeCl3强
C．“合成”反应要控制温度，温度过高，产率会降低
D．“系列操作”包括蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥等
11．下列“类比”合理的是
A．Fe与Cl2反应生成FeCl3，则Fe与I2反应生成FeI3
B．钠在空气中加热生成Na2O2，则金属锂在空气中加热也生成Li2O2
C．NH3与HCl反应生成NH4Cl，则N2H4与HCl反应生成N2H6Cl2
D．Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，则Na2O2与SO2反应生成Na2SO3和O2
12．为了探究硫酸亚铁的分解产物，进行了如下图装置所示的实验，打开K1和K2，缓缓通入N2，一段时间后加热，实验后反应管中残留固体为红棕色粉末，BaCl2溶液中有白色沉淀产生，品红溶液中红色褪去，检查氢氧化钠溶液出口处无氧气产生。下列说法错误的是
A．BaCl2溶液中产生的白色沉淀为BaSO3
B．反应管内产生的红色粉末是Fe2O3
C．品红溶液中的红色褪去，是因为SO2具有漂白作用
D．硫酸亚铁分解的方程式为：2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑
13．类推思维是化学解题中常用的一种思维方法，下列有关离子方程式的类推正确的是
A．AB．BC．CD．D
14．某试液中只可能含有K＋、、Fe2＋、Al3＋、Cl－、、、中的若干种离子，离子浓度均为0.1 ml·L－1，某同学进行了如下实验，下列说法正确的是
A．原溶液中存在、Fe2＋、Cl－、
B．滤液X中大量存在的阳离子有、Fe2＋和Ba2＋
C．无法确定沉淀C的成分
D．无法确定原试液中是否含有Al3＋、Cl－
15．硫酸亚铁是一种重要的化工原料，部分转化如下图所示。下列说法正确的是
A．用KSCN溶液可以检验FeSO4是否变质
B．制纳米Fe3O4时通入的O2需过量
C．制FeCO3时应将FeSO4溶液加入饱和Na2CO3溶液中
D．生成(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的反应为氧化还原反应
二、工业流程题（4大题）
16．黄钠铁矾［Na3Fe3(SO4)3(OH)6]被用于作净水剂。以高品质的硫铁矿(主要成分为FeS2，含少量SiO2)为原料制取黄钠铁矾，工艺流程如图：
（1）“盐浸”时的反应为FeS2+Fe2(SO4)3→FeSO4+S↓(未配平)，其中氧化剂和还原剂的物质的量之比为_______；滤渣的主要成分为SiO2和_______。
（2）“氧化”时发生反应的离子方程式为_______；用空气代替NaClO进行该反应具有成本低等优点，但存在_______的缺点。
（3）“沉铁”过程，控制不同条件可以得到不同的沉淀，所得沉淀与温度、pH的关系如图所示(图中阴影部分表示黄钠铁矾稳定产生的区域)。
①80℃时，加入碳酸钠偏多时得到的黄钠铁矾中含有的杂质是_______。
②生成黄钠铁矾的离子反应方程式_______。
③由图在pH=2时，温度过高或过低，不易制得黄钠铁矾。试解释其原因_______。
（4）测定黄钠铁矾样品中铁的质量分数：称取样品2.000g置于锥形瓶中，加入足量稀H2SO4溶解，滴入稍过量的KI溶液，待充分反应后，调节溶液近中性，滴入几滴淀粉溶液，用0.1500ml•L-1Na2S2O3溶液平行滴定，平均消耗20.00mL。(已知：I2+2S2O=2I-+S4O)
①滴定终点的实验现象是_______。
②样品中铁的质量分数为_______。
17．铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉(Cd)、钻(C)等单质。湿法炼锌产生的铜镉渣用于生产金属镉的工艺流程如图：
表中列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(金属离子的起始浓度为0.1ml·L-1)
（1）酸浸铜镉渣时，加快反应速率的措施有___________(写一条)。
（2）完成操作Ⅰ所得溶液中阳离子有C2+、Cd2+、H+及___________，滤渣Ⅱ成分为___________(填化学式)。
（3）操作Ⅲ中先加入适量H2O2，发生反应的离子方程式___________；再加入ZnO控制反应液的pH，pH范围为___________﹔选择___________(填“铁氰化钾”或“硫氰化钾”)试剂，能证明添加的H2O2已过量。
（4）常用沉淀转化法处理含Cd2+废水，写出碳酸钙处理Cd2+的离子方程式___________；若反应达到平衡后溶液中c(Ca2+)=0.1ml•L-1，溶液中c(Cd2+)=___________ml•L-1.[已知25℃，Ksp(CdCO3)=5.6×10-12，Ksp(CaCO3)=2.8×10-9]
（5）电解后的废液可用于电镀锌，电镀锌时阴极反应式为___________。
18．高铁酸钾是常见的水处理剂，工业上制备高铁酸钾有多种方法。某兴趣小组以铁屑为原料模拟制备高铁酸钾的流程如下(高铁酸钾呈紫红色，在酸性或中性溶液中快速产生O2)：
回答下列问题：
（1）“氧化”阶段通入空气作氧化剂，它比用氯气具有的优点是___________。
（2）为了检验“氧化”过程中所得FeCl3溶液中是否还含有Fe2+，检验试剂是___________。
（3）请写出“制备”反应的离子方程式___________。
（4）“转化”过程使用过量饱和KOH溶液的原因是___________。
（5）“分离”过程获得K2FeO4晶体的系列操作是蒸发，结晶、过滤、洗涤、干燥，其中洗涤使用的最佳洗涤剂___________。
a．冷水 b．冷的稀NaOH溶液 c．冷的浓KOH溶液
（6）电解法制备K2FeO4，操作简单，易于实验室制备原理如图所示，其中阳极的电极反应式是___________。
（7）探究K2FeO4的性质，取电解后的紫红色溶液，加入稀盐酸，观察到溶液由紫红色逐渐变为黄色，并收集到黄绿色气体。甲同学认为：气体中一定含有Cl2；乙同学认为：气体中还可能含有___________。请设计实验证明乙同学的猜测___________。
19．我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家，明朝末年宋应星所著的《开工天物》记载了世界上最早的炼锌技术。古代锌被称为白铅、倭铅、水锡等。在现代工业中，锌在电池制造、合金生产等领域有着广泛的用途。现代冶炼锌主要采取湿法工艺。以闪锌矿(主要在分为ZnS，还含铁等元素)、软锰矿(主要成分为MnO2，还含铁等元素)为原料，联合生产锌和高纯度二氧化锰。以下为工艺的主要流程：
（1）浸出前将原料粉碎的目的是___________。
（2）浸出时加入FeSO4溶液能促进ZnS的溶解，提高锌的浸出率，同时也可以生产硫单质。Fe2+的作用类似催化剂，“催化”过程表示如下：
i.MnO2+2Fe2+ +4 H+ = Mn2+ +2 Fe3++2H2O
ii.___________
总反应：MnO2+ZnS+4H+ Mn2++Zn2++S+2H2O
①写出ii的离子方程式：___________。
②下列实验方案可证实上述“催化”过程，将实验方案补充完整。
a．向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液，溶液几乎无色，再加入少量MnO2，溶液变红
b. _______
（3）除铁
已知：除铁时，先通入空气，再加入试剂a 控制溶液 pH为2.5-3.5，使铁主要以FeOOH沉淀的形式除去。空气的作用___________(用离子方程式表示)；试剂a为___________。
（4）电解：用惰性电极电解滤液2制得金属锌和MnO2.写出制得MnO2的电极反应_________。电解后可以循环利用的物质是___________。
A
B
C
D
三星堆出土的青铜神鸟与铜相比，青铜具有熔点低硬度大等特点
八达岭长城的青砖，除主要成份硅酸盐外，还可能含有二价铁
以酚醛树脂高分子材料构成的手柄，具有绝缘、隔热、难燃等特点
构成自行车内胎的橡胶，硫化程度越低，强度越大，弹性越大
操作
实验现象
结论
A
向NaBr溶液中加入过量氯水，再加入淀粉—KI溶液
溶液变蓝
非金属性：Cl＞Br＞I
B
B向某无色溶液中滴加浓盐酸
产生气体能使品红溶液褪色
原溶液中不一定含有SO或HSO
C
向酸性KMnO4溶液中滴加较浓FeCl2溶液
溶液紫色褪去
Fe2+有还原性
D
在相同温度下，向1mL0.2ml·L-1NaOH溶液中滴入2滴0.1ml·L-1MgCl2溶液，再滴加2滴0.1ml·L-1CuSO4溶液
先产生白色沉淀后出现蓝色沉淀
Ksp[Mg(OH)2]＞Ksp[Cu(OH)2]
目的
方案设计
现象和结论
A
检验淀粉是否已经发生水解
将淀粉和稀硫酸混合加热，再加入少量新制的Cu(OH)2，加热，没有砖红色沉淀产生
淀粉未发生水解
B
探究KI与FeCl3反应的限度
取5mL0.1ml·L-1KI溶液于试管中，加入1mL0.1ml·L-1FeCl3溶液，充分反应后滴入5滴15%KSCN溶液
若溶液变血红色，则KI与FeCl3的反应有一定限度
C
探究Na2SO3固体样品是否变质
取少量待测样品溶于蒸馏水，加入足量稀硫酸，再加入足量BaCl2溶液
若有白色沉淀产生，
则样品已经变质
D
检验气体Y
用湿润的淀粉碘化钾试纸检验气体Y，
试纸变蓝色，Y一定是Cl2
选项
W
X
Y
Z
A
Na
Na2O
NaOH
NaCl
B
Fe
FeCl3
FeCl2
Fe(OH)2
C
Al
Al2O3
NaAlO2
AlCl3
D
N2
NH3
NO2
HNO3
选项
已知
类推
A
将Fe加入CuSO4溶液中：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+
将Na加入到CuSO4溶液中2Na+Cu2+=Cu+2Na+
B
向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2：Ca2++2ClO-+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
向Ca(ClO)2溶液中通入少量SO2：Ca2++2ClO-+SO2+H2O=CaSO3↓+2HClO
C
HCl与Fe(OH)3反应：Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
HI与Fe(OH)3反应：Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
D
稀盐酸与NaOH溶液反应至中性：H++OH-=H2O
稀HNO3与Ba(OH)2溶液反应至中性：H++OH-=H2O
氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Cd(OH)2
Zn(OH)2
开始沉淀的pH
1.5
6.5
7.2
8.0
沉淀完全的pH
3.3
9.9
9.5
11.1
参考答案
1．D
【详解】
A．青铜是铜锡合金，合金一般比组分金属熔点低，硬度大，A正确；
B．青砖的成份主要是硅酸盐，因砖是青色，故含有二价铁，B正确；
C．酚醛树脂高分子材料具有绝缘、隔热、难燃等特点，C正确；
D．橡胶硫化程度越低，强度越小，弹性越大，D错误；
故选：D。
2．B
【详解】
A．过量氯水会与KI反应，故产生的I2不一定是Br2与KI反应生成的，不能得到非属性：Br＞I，A错误；
B．与盐酸反应生成能使品红溶液褪色的气体可能为氯气或二氧化硫，则原溶液中还可能含ClO-，B正确；
C．较浓FeCl2溶液，酸性条件下，Cl-会与反应，使之褪色，所以KMnO4溶液褪色不一定是Fe2+与反应，C错误；
D．NaOH溶液过量，MgCl2溶液，CuSO4溶液都是少量，所以先滴MgCl2溶液，后滴CuSO4溶液，先产生白色沉淀后产生蓝色沉淀，不能得出Ksp[Mg(OH)2]＞Ksp[Cu(OH)2]的结论，D错误；
故答案选B。
3．A
【分析】
用溶液浸泡废铁屑除去废铁屑表面的油污，用硫酸溶液铁，加入过氧化氢将部分氧化为，加入氢氧化钠、在隔绝空气的条件下加热生成纳米四氧化三铁。
【详解】
A．用溶液浸泡废铁屑是为了除去废铁屑表面的油污，故A错误；
B．若生产中不通入，暴露在空气中生产，被氧气氧化为，不能得到高纯度产品，故B正确；
C．四氧化三铁中含有+2价和+3价的铁，具有氧化性，加适量的是为了将部分氧化为，涉及反应：，故C正确；
D．四氧化三铁中+2价和+3价的铁物质的量比为1:2，所以溶液A中和的浓度比为1：2，故D正确；
选A
4．C
【详解】
A．I中加入普通铁粉，G是U形管，需要通过气体，不能用液体进行除杂干燥，可用碱石灰，A正确；
B．磁性氧化铁是四氧化三铁，E中四氧化三铁与氢气生成“引火铁”，B正确；
C．本实验中B装置也是需要加热的，目的是产生水蒸气，C错误；
D．D用排水法收集氢气，F处的尾气中含有和水蒸气，D正确；
故答案选C。
5．B
【详解】
A．水解后在碱性溶液中检验葡萄糖，水解后没有加碱至碱性，由操作和现象不能证明淀粉未水解，A 错误；
B．向KI溶液中滴加FeCl3，若FeCl3没有剩余说明反应是完全的，因此向反应后的溶液中加入KSCN溶液，若溶液变红，则说明该反应是有限度的，B正确；
C．应加入盐酸可排除亚硫酸根离子的干扰，但是加入硫酸引入硫酸根，一定会出现白色沉淀，不能确定是否变质，C错误；
D．使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的气体可能是溴蒸汽也可能是氯气，D错误；
故选B；
6．D
【详解】
A．Na和氧气在常温下反应生成Na2O，Na2O和水反应生成NaOH，NaOH和盐酸反应生成NaCl，Na和水反应生成NaOH和氢气，故不选A；
B．Fe和氯气在加热条件下生成FeCl3，FeCl3和铁反应生成FeCl2，FeCl2和氢氧化钠反应生成Fe(OH)2，Fe和盐酸能反应生成FeCl2和氢气，故不选B；
C．Al和氧气反应生成Al2O3，Al2O3和氢氧化钠溶液反应生成NaAlO2，NaAlO2和足量盐酸反应生成AlCl3，Al和氢氧化钠溶液反应生成NaAlO2和氢气，故不选C；
D．NH3发生催化氧化生成NO，N2和氧气在放电条件下生成NO，故选D；
选D。
7．D
【详解】
A．FeOOH中铁元素的化合价为+3价，Fe3O4中铁元素的化合价为+2、+3价，可知加入CO，铁元素化合价降低，CO为还原剂，具有还原性，A项正确；
B．步骤③是从FeCl3溶液中获得晶体，涉及的操作有蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，B项正确；
C．①中应该用足量稀HCl，使铁完全反应，步骤②中氯水做氧化剂，可用H2O2代替，C项正确；
D．纳米四氧化三铁均匀分散在水中形成的分散系是胶体，具有介稳性，溶液才具有均一性、稳定性，D项错误；
答案选D。
8．C
【分析】
铝土矿中加入氢氧化钠溶液，氧化铝和二氧化硅与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和硅酸钠，则滤液Ⅰ为NaAlO2和硅酸钠，且含有过量的氢氧化钠，滤渣为氧化铁，在滤液Ⅰ中加入氧化钙，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，进而生成硅酸钙沉淀，滤液Ⅱ为偏铝酸钠，可通入二氧化碳气体，生成氢氧化铝，煅烧可生成氧化铝，以此解答该题。
【详解】
A．由以上分析可知滤液I的主要成分是Na2SiO3、NaAlO2和NaOH，故A正确；
B．在偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳，生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，则滤液III的含大量的阴离子是HCO，故B正确；
C．二氧化碳过量，生成碳酸氢钠，离子方程式为AlO+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO，故C错误；
D．滤液Ⅱ溶液中含有偏铝酸钠和氢氧化钙，通入过量二氧化碳，可生成碳酸氢钙，防止氢氧化铝中混有碳酸钙，故D正确；
故选C。
9．D
【分析】
含有Zn2+、Al3+、Fe3+、Cu2+、Cl-的废水加入过量的氨水可以使Al3+、Fe3+变为沉淀除去，再向滤液中加入盐酸和氢硫酸将[Cu(NH3)4]2+变为硫化铜沉淀除去，继续向滤液中加入硫化铵，将锌元素变为沉淀，向其中加入盐酸，最终得到氯化锌溶液，以此分析选择。
【详解】
A．过滤操作可以使难溶物和液体分离，过滤时使用的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒，A正确；
B．含有Zn2+、Al3+、Fe3+、Cu2+、Cl-的废水中加入过量氨水后，Al3+、Fe3+和氨水反应生成氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，所以滤渣Ⅰ的主要成分为氢氧化铁和氢氧化铝，B正确；
C．废水中含有氯离子，第一步加入过量氨水，过程中铵根离子并没有除去，所以滤液Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均含有氯化铵，C正确；
D．氯化锌为强酸弱碱盐，会水解生成氢氧化锌和氯化氢，若直接加热蒸干会得到氢氧化锌固体，不会得到氯化锌，D错误；
答案为：D。
10．B
【分析】
硫酸钙微溶于水；水解生成H＋，抑制Fe3＋的水解；“合成”中温度过高，会促进Fe3＋的水解；硫酸铁铵的溶解度随温度降低而减小，宜采用结晶法提纯。
【详解】
A．硫酸钙微溶于水，滤渣A主要成分是硫酸钙，故A正确；
B．水解生成H+，抑制Fe3+水解生成氢氧化铁胶体，所以氯化铁净水能力比硫酸铁铵强，相同条件下， NH4Fe(SO4)2·6H2O净水能力比 FeCl3弱，故B错误；
C．“合成”反应要控制温度，温度过高，会促进Fe3+的水解，生成硫酸铁铵的产率会降低，故C正确；
D．硫酸铁铵的溶解度随温度降低而减小，且含有结晶水，有两种离子会水解，宜采用蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥等操作，故D正确；
故选B。
11．C
【详解】
A．Fe与Cl2反应生成FeCl3，则Fe与I2反应生成FeI2，与氧化剂的氧化性强弱有关，类比不合理，A错误；
B．钠在空气中加热生成Na2O2，则金属锂在空气中加热只生成Li2O，与金属的还原性强弱有关，类比不合理，B错误；
C．NH3中N的孤对电子与氢离子形成配位键，H2N-NH2中N的孤对电子与两个氢离子也可以形成配位键，与HCl反应生成N2H6Cl2，类比合理，C正确；
D．Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，而Na2O2与SO2反应生成Na2SO4，二氧化硫具有还原性，类比不合理，D错误；
故答案为：C。
12．A
【详解】
A．SO2与BaCl2溶液不反应，不会产生BaSO3沉淀，A错误；
B．FeSO4分解的方程式为：2FeSO4△Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑，反应管A内产生的红色粉末是Fe2O3，B正确；
C．品红溶液中的红色褪去，是因为SO2具有漂白作用，C正确；
D．硫酸亚铁分解的方程式为：2FeSO4△Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑，D正确；
故选A。
13．D
【详解】
A．将Na加入到CuSO4溶液中，钠先与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠再与硫酸铜发生复分解反应，不能置换出铜，A项错误；
B．向Ca(ClO)2溶液中通入少量SO2，二氧化硫具有还原性，会被次氯酸根离子氧化为硫酸根，不能生成，B项错误；
C．HI既有酸性，也有强还原性，I-会与Fe3+反应生成Fe2+与I2，C项错误；
D．稀盐酸与NaOH溶液、稀HNO3与Ba(OH)2溶液反应的实质相同，都是氢离子与氢氧根离子反应生成水，离子方程式为：H++OH-=H2O，D项正确；
答案选D。
14．A
【分析】
试液中加入过量稀硫酸，无明显现象，则表明试液中不含有、；加入过量Ba(NO3)2，生成沉淀，应为BaSO4，表明试液中含有；生成气体，则表明含有Fe2+(被HNO3氧化，同时生成NO气体)；加入过量NaOH溶液，有气体生成，则表明试液中含有；滤液中通入少量CO2，一定生成BaCO3沉淀，可能生成Al(OH)3沉淀；由试液中离子浓度均为0.1 ml·L－1，且试液呈电中性可推知，试液中不可能含有Al3+，一定含有Cl-。
【详解】
A．由以上分析可知，原溶液中只能存在、Fe2＋、Cl－、四种离子，A正确；
B．前面加入硫酸，后面加入Ba(NO3)2，且二者都是过量的，所以Fe2+将完全被氧化为Fe3+，滤液X中不可能大量存在Fe2＋，B不正确；
C．由试液中离子浓度及实验过程分析，沉淀C只能为BaCO3，C不正确；
D．试液中含有、Fe2＋、且浓度相等，依据溶液呈电中性，可推知试液中一定含有Cl-，一定不含有Al3＋，D不正确；
故选A。
15．A
【分析】
硫酸亚铁在氢氧化钠溶液中通入氧气发生反应生成纳米四氧化三铁；硫酸亚铁和碳酸钠反应生成碳酸亚铁沉淀；硫酸亚铁加入硫酸铵发生反应生成(NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O。
【详解】
A．若FeSO4变质，其中含有Fe3+，遇KSCN溶液会变为血红色，故可据此检验是否变质，A正确；
B．四氧化三铁中铁元素化合价+2价、+3价，氧气过量会氧化亚铁为+3价，不能得到四氧化三铁，B错误；
C．制FeCO3时，应将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有FeSO4溶液的反应容器中，避免生成氢氧化亚铁沉淀，C错误；
D．生成(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O中铁元素化合价为+2价，反应过程中无元素化合价的变化，因此反应不是氧化还原反应，D错误；
故合理选项是A。
16．
（1） 1:1 S
（2） 2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O 空气氧化速率小
（3） FeOOH 3Fe3++3Na++3SO+3CO+3H2O=Na3Fe3(SO4)3(OH)6↓+3CO2↑ 温度过高，Fe3+水解程度增大并分解为Fe2O3导致产率低；温度过低，Fe3+水解程度小，不易生成黄钠铁矾
（4） 滴入最后一滴Na2S2O3溶液，溶液由蓝色变为无色，且30s内颜色不复原 8.400%
【分析】
由题干工艺流程图可知，“盐浸”是FeS2和Fe2(SO4)3反应生成FeSO4和S，进行氧化还原反应配平可得反应原理为：FeS2+Fe2(SO4)3=3FeSO4+2S，过滤I得到滤渣成分为SiO2和S，向滤液中加入NaClO和H2SO4，将Fe2+氧化为Fe3+，反应原理为：2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O，“沉铁”中是将Fe2(SO4)3与Na2CO3、Na2SO4反应生成黄钠铁矾沉淀，反应离子方程式为：3Fe3++3Na++3SO+3CO+3H2O=Na3Fe3(SO4)3(OH)6↓+3CO2↑，过滤、洗涤、干燥得到纯净的黄钠铁矾［Na3Fe3(SO4)3(OH)6]，据此分析解题。
（1）
由分析可知，“盐浸”时的反应为：FeS2+Fe2(SO4)3→3FeSO4+2S↓，其中FeS2还原剂，Fe2(SO4)3是氧化剂，则氧化剂和还原剂的物质的量之比为：1:1，滤渣的主要成分为SiO2和S，故答案为：1:1；S；
（2）
由分析可知，“氧化”时发生反应的离子方程式为：2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O，由于空气中氧气含量低，O2本身氧化Fe2+的速率较慢，则用空气代替NaClO进行该反应具有成本低等优点，但存在空气氧化速率小的缺点，故答案为：2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O；空气氧化速率小；
（3）
①80℃时，加入碳酸钠偏多时则溶液中的碱性较强，由题干信息图中可知，此条件下得到的黄钠铁矾中含有的杂质是FeOOH，故答案为：FeOOH；
②由分析可知，生成黄钠铁矾的离子反应方程式为：3Fe3++3Na++3SO+3CO+3H2O=Na3Fe3(SO4)3(OH)6↓+3CO2↑，故答案为：3Fe3++3Na++3SO+3CO+3H2O=Na3Fe3(SO4)3(OH)6↓+3CO2↑；
③由图在pH=2时，温度过高或过低，不易制得黄钠铁矾，这是由于Fe3+水解是一个吸热反应，温度过高，Fe3+的水解程度增大，生成的Fe(OH)3易分解为Fe2O3导致产率低；温度过低，Fe3+水解程度小，不易生成黄钠铁矾，故答案为：温度过高，Fe3+水解程度增大并分解为Fe2O3导致产率低；温度过低，Fe3+水解程度小，不易生成黄钠铁矾；
（4）
①本实验使用淀粉溶液作指示剂，I2遇到淀粉溶液显蓝色，原溶液中含有I2，反应后没有I2，故滴定终点的实验现象是滴入最后一滴Na2S2O3溶液，溶液由蓝色变为无色，且30s内颜色不复原，故答案为：滴入最后一滴Na2S2O3溶液，溶液由蓝色变为无色，且30s内颜色不复原；
②已知黄钠铁矾[Na3Fe3(SO4)3(OH)6]中铁为+3价，则有：2I-+2Fe3+=2Fe2++I2，I2+2S2O=2I-+S4O，可知：2Fe3+~~I2~~2 S2O，则有：n(Fe3+)=n(S2O)=0.1500ml•L-1 ×20.00×10-3L=3×10-3ml，则黄钠铁矾中Fe的质量分数为：=8.400%，故答案为：8.400%。
17．
（1）适当增大H2SO4浓度、适当升高温度、粉碎、搅拌等
（2） Zn2+、Fe2+ Fe(OH)3
（3） 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 3.3≤pH＜7.2 K3[Fe(CN)6](或铁氰化钾)
（4） CaCO3(s)+Cd2+(aq)CdCO3(s)+Ca2+(aq) 2.0×10-4
（5）Zn2++2e-=Zn
【分析】
用湿法炼锌产生的铜镉渣生产金属镉的流程：铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉(Cd)、钴(C)等单质，加入稀硫酸，铜不溶，操作I过滤，滤渣Ⅰ主要成分为Cu，滤液含有Zn2＋、Fe2＋、Cd2＋、H＋、C2＋，向滤液加入锌，活化剂Sb2O3，锌粉会与Sb2O3等形成微电池产生合金CSb除去钴，操作Ⅱ过滤，向除钴后的溶液中加入H2O2溶液氧化Fe2＋为Fe3＋，加入氧化锌调节pH使Fe3＋沉淀后经操作Ⅲ过滤除去，即滤渣Ⅱ主要为Fe(OH)3，电解含有Zn2＋、C2＋的溶液，可得镉单质。
（1）
为加快“铜镉渣”“溶浸”速率，可将铜镉渣粉碎成粉末、适当提高温度、适当提高稀硫酸浓度、充分搅拌等。
（2）
由分析可知，完成操作Ⅰ所得溶液中含有Zn2＋、Fe2＋、Cd2＋、H＋、C2＋，滤渣Ⅱ主要为Fe(OH)3。
（3）
操作Ⅲ中先加入适量H2O2，双氧水具有氧化性，能把亚铁离子氧化为铁离子，发生反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，根据表格中的信息可知在3.3≤pH＜ 7.2时，能确保Fe3+沉淀完全，而Cd2+不会沉淀，因此再加入ZnO控制反应液的pH范围为3.3≤pH＜7.2，若加入的双氧水过量，则待电解溶液中没有有亚铁离子残余，检验亚铁离子即可，方法为：取电解液少量于试管中，向其中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，若没有产生蓝色沉淀，则证明添加的H2O2已过量。
（4）
根据溶度积常数大小可知Ksp越小，溶解度越小，沉淀越完全。处理含镉废水常用加入碳酸钙实现沉淀转化，该沉淀转化的反应方程式为CaCO3(s)+Cd2+(aq)CdCO3(s)+Ca2+(aq)；除去工业废水中的Cd2+时，若反应达到平衡后溶液中c(Ca2+)=0.1ml·L-1，Ksp(CaCO3)=c(Ca2+)×c(CO)=2.8×10-9，可知溶液中碳酸根浓度是2.8×10-8ml·L-1，再根据Ksp(CdCO3)=c(Cd2+)×c(CO)=5.6×10-12，可知c(Cd2＋)=2.0×10-4ml·L-1。
（5）
电镀锌时，阴极Zn2+得到电子生成Zn单质，电极反应式为：Zn2++2e-=Zn。
18．
（1）经济成本低且对环境无污染
（2）铁氰化钾(或K3Fe(CN)6)
（3）3ClO-+2Fe3++10OH-=3Cl-+2FeO+5H2O
（4）降低高铁酸钾的溶解度，使溶解平衡向结晶方向移动，促使晶体析出
（5）c
（6）Fe+8OH--6e-=FeO+4H2O
（7） 氧气(或O2) 将所得气体通入足量NaOH溶液的洗气瓶，收集气体用带火星的木条检测，若木条复燃，则猜测正确
【分析】
铁屑用盐酸溶解后得到含有亚铁离子的溶液，通入过量的空气，亚铁离子被氧化为铁离子，铁离子在碱性环境下，被次氯酸钠氧化为高铁酸钠，加入饱和氢氧化钾溶液，转化为溶解度小的高铁酸钾，然后分离后得到高铁酸钾晶体，据以上分析解答。
（1）
由于氯气有毒，污染环境，所以“氧化”阶段通入空气作氧化剂，它比用氯气具有的优点是经济成本低且对环境无污染；
（2）
为了检验“氧化”过程中所得FeCl3溶液中是否还含有Fe2+，检验试剂是铁氰化钾(K3Fe(CN)6)，如有Fe2+，会生成蓝色沉淀Fe3[Fe(CN)6]2；
（3）
NaClO在碱性条件氧化Fe3+，生成高铁酸根离子，其“制备”的离子方程式3ClO-+2Fe3++10OH-=3Cl-+2FeO42-+5H2O；
（4）
“转化”过程使用过量饱和KOH溶液的原因是降低高铁酸钾的溶解度，使溶解平衡向结晶方向移动，促使晶体析出；
（5）
高铁酸钾在酸性或中性溶液中不稳定，故可用冷的碱溶液洗涤，而b会引入新的杂质，所以用冷的浓KOH溶液最佳；
（6）
电解时，阳极的铁在碱性条件下发生氧化反应生成FeO42-：Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O；
（7）
高铁酸钾呈紫红色，在酸性或中性溶液中快速产生O2，K2FeO4溶液加入稀盐酸，除了生成氯气外，还可能产生氧气，故收集到气体中还可能含有氧气(O2)，将所得气体通入足量NaOH溶液的洗气瓶除去氯气，再将收集气体用带火星的木条检测，若木条复燃，则猜测正确。
19．
（1）增大固液接触面积，加快浸出速率，增大浸出率
（2） 2 Fe3+ + ZnS = Zn2+ +2 Fe2++ S 取a中红色溶液少量，向其中加入足量的ZnS，振荡，溶液红色褪去
（3） O2+ 4 Fe2+ +6 H2O = 4 FeOOH ↓+ 8 H+ ZnO 或ZnCO3 Zn(OH)2
（4） Mn2+ -2e-+ 2 H2O = MnO2 + 4 H+ 稀硫酸
【分析】
闪锌矿(主要在分为ZnS，还含铁等元素)、软锰矿(主要成分为MnO2，还含铁等元素)在稀硫酸的作用下，发生氧化还原反应，将矿石溶解，在通入空气将亚铁离子氧化成FeOOH后除去，最后将滤液电解得到金属锌和二氧化锰，据此解答。
（1）
浸出前将原料粉碎的目的是增大固液接触面积，加快浸出速率，增大浸出率。
（2）
①Fe2+的作用类似催化剂，则i过程中产生的Fe3+在ii过程必须又生成Fe2+，同时生成硫单质，故ii过程的离子方程式为：2 Fe3+ + ZnS = Zn2+ +2 Fe2+ + S
②a．过程溶液变红，说明此过程生成了Fe3+，取a中红色溶液少量，向其中加入足量的ZnS，振荡，溶液红色褪去，则2 Fe3+ + ZnS = Zn2+ +2 Fe2+ + S合理。
（3）
空气的作用是将Fe2+氧化为FeOOH沉淀，其离子方程式为(酸性条件)：O2 + 4 Fe2+ + 6 H2O = 4 FeOOH ↓ + 8 H+ ；试剂a用于调节pH为2.5-3.5，既能与H+反应，还不能引入新的杂质，故为ZnO 或ZnCO3 Zn(OH)2。
（4）
除铁后的滤液含有Mn2+和Zn2+，电解时阳极Mn2+失去电子生成MnO2，电极反应为：Mn2+ -2e-+ 2 H2O = MnO2 + 4 H+(pH为2.5-3.5为酸性条件)。电解后酸性增强，所以可得到循环利用的物质是稀硫酸。