【高考化学】2023届第一轮复习分类专题—无机实验制备有关绿矾考点（含解析）

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【高考化学】2023届第一轮复习分类专题—无机实验制备有关绿矾考点
1．绿矾(FeSO4·7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分，某化学兴趣小组利用工厂的废铁屑(主要成分为Fe，此外还含有少量Cu、Al，Al2O3和Fe2O3)制备磁性Fe3O4胶体粒子、绿矾和净水剂Na2FeO4的实验流程如图：

请回答下列问题：
(1)试剂X为_____，操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为______操作。
(2)固体C为_____，溶液D中加入KSCN溶液，无血红色产生，原因是_____(用离子方程式表示)。
(3)D中加入适量H2O2生成E的离子方程式_____；若D中含amolFe2+，则理论上加入_____molH2O2可使溶液E中铁元素恰好转化为Fe3O4胶体。
(4)证明Fe3O4胶体已经生成的方法是_____。
(5)Na2FeO4中铁元素的化合价为______，据此可推断其在水处理过程中具有_____的作用，由固体G生成Na2FeO4的离子方程式为______。
2．绿矾和纳米铁粉常用于处理水中的污染物。
(1)工业上处理含铬废水，先将废水调至酸性，再用绿矾将还原为，最后转化为氢氧化物沉淀除去。
①写出被还原为的离子方程式：_______。
②以废铁屑(含有铝粉)为原料，制备的实验方案为_______。(溶解度曲线如图所示。可选用的试剂：溶液、溶液、氨水)

(2)利用纳米铁粉可有效处理废水中的和。
①其他条件一定，和去除率随废水的变化情况如图所示。当时，随减小，去除率减小的原因是_______。

②纳米铁粉去除和的机理如图所示。请简述两者的区别并解释原因：_______。

3．某化学兴趣小组用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体[]和胆矾晶体，以探索工业废料的再利用。其实验方案如下：

回答下列问题：
(1)写出合金与烧碱溶液反应的离子方程式_______。
(2)进行途径②时，该小组用下图所示装置及试剂，将制得的气体通入滤液A中。一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀逐渐减少，其原因是_______(用离子方程式表示)；为了避免沉淀D减少，应该在装置Ⅰ和装置Ⅱ之间增加一个盛有_______的洗气瓶。

(3)通过途径④制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：加硫酸、加热通氧气、过滤、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、自然干燥。其中“加热通氧气”所起的作用为_______(用离子方程式表示)。
(4)白磷有剧毒，不慎沾到皮肤上，可取少量胆矾配制成溶液冲洗解毒。白磷可与热的溶液反应生成，与冷溶液则析出Cu，反应方程式分别(均未配平)为：
①
②
若上述两反应中被氧化的的物质的量相等，则消耗的的物质的量之比为_______。
(5)将绿矾加热失去结晶水后的产物，进行如下转化(无关物质已略去)

已知：X由两种化合物组成，将X通入氯水，溶液褪色；通入溶液，产生白色沉淀。Y是红棕色的化合物。
①请写出X使氯水褪色所发生的反应的化学方程式_______。
②若经反应Ⅰ得到16g固体Y，产生的气体X恰好被0.4L1mol/L NaOH溶液完全吸收，则反应Ⅳ中生成的离子方程式是_______。
4．实验室以绿矾()为原料制备补血剂甘氨酸亚铁［，相对分子质量为204］。有关物质性质如下：
甘氨酸()
柠檬酸
甘氨酸亚铁
易溶于水，微溶于乙醇，两性化合物
易溶于水和乙醇，有强酸性和还原性
易溶于水，难溶于乙醇

实验过程：
I．配制含0.10mol的绿矾溶液。
II．制备：向配制好的绿矾溶液中，缓慢加入200mL溶液，边加边搅拌，反应结束后过滤并洗涤沉淀。
III．制备：实验装置如下图(夹持和加热仪器略去)，将实验Ⅱ得到的沉淀和含0.20mol甘氨酸的水溶液混合后加入装置C中，然后利用装置A中反应产生的气体将装置C中的空气排尽，接着滴入柠檬酸溶液并加热。反应结束后过滤，滤液经蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥，得到产品。

回答下列问题：
(1)实验I中：实验室配制绿矾溶液时，为防止被氧化变质，应加入的试剂为______(填化学式)：再滴加少量稀硫酸，其作用是______。
(2)实验II中：生成沉淀的离子方程式为______。
(3)实验III中：
①装置C中盛放柠檬酸溶液的仪器名称为______。
②装置A中所盛放的试剂是______(填标号)。
a．固体和稀硫酸    b．和稀硫酸
c．和稀盐酸    d．固体和稀盐酸
③确认装置C中空气排尽的实验现象是______。
④加入柠檬酸溶液，一个作用是调节溶液的pH，促进溶解；另一个作用是______。
⑤根据题目所给的信息，洗涤实验Ⅲ中得到的粗产品，所选用的最佳洗涤试剂是______(填名称)。
⑥若产品的质量为17.34g，则甘氨酸亚铁的产率为______%(保留1位小数)。
5．铁及其化合物在生活中用途广泛，绿矾(FeSO4·7H2O)是一种常见的中草药成分，失水后可转为FeSO4·H2O，与FeS2可联合制备铁粉精(FexOy)和H2SO4。
i.FeSO4·H2O结构如图所示：

(1)Fe2+价层电子排布式为_________。
(2)比较和分子中的键角大小并给出相应解释：_________。
(3)与和之间的作用力分别为_________。
ii.实验室以 FeCl2溶液为原料制备高密度磁记录材料 Fe/Fe3O4复合物。
(4)在氩气气氛下，向装有50mL1mol•L−1FeCl2溶液的三颈烧瓶(装置如图)中逐滴加入 100mL14 mol∙L−1KOH溶液，用磁力搅拌器持续搅拌，在100℃下回流3h，得到成分为Fe和Fe3O4的黑色沉淀。

①三颈烧瓶发生反应的离子方程式为_________。
②检验反应是否进行完全的操作是_________。
(5)待三颈烧瓶中的混合物冷却后，过滤，再依次用沸水和乙醇洗涤，在40℃干燥后焙烧3h，得到Fe/Fe3O4复合物产品 3.24g。
①焙烧需在隔绝空气条件下进行，原因是_________。
②计算实验所得产品的产率_________。
6．某工厂排放的废水中含有、、、等离子，某化学小组为了充分利用资源和保护环境，准备回收废水中的铜和汞，同时得到绿矾()。
(1)根据绿矾中铁元素化合价分析，实验室为防止绿矾变质，应如何保存：_______。
(2)写出铁粉与废水中反应的离子方程式_______。
(3)制备过程中利用氧化铜制取铜有如下四种方案：
方案甲：利用氢气还原氧化铜；
方案乙：利用一氧化碳还原氧化铜；
方案丙：利用炭粉还原氧化铜；
方案丁：先将氧化铜溶于稀硫酸，然后加入过量的铁粉，过滤，再将滤渣溶于过量的稀硫酸，再过滤、洗涤、烘干。
从安全角度考虑，方案_______不好：从产品纯度考虑，方案_______不好。
(4)为了测定制备绿矾中结晶水的含量，同学设计了如下实验，将带两端开关和的石英玻璃管(设为装置A)称重，记为g。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为g。按下图连接好装置进行实验。(已知：在条件下绿矾晶体受热分解生成和)

①仪器B的名称是_______。
②将下列实验操作步骤补充完整d_______→f_______，________填标号)；重复上述操作步骤，直至A恒重。
a.点燃酒精灯，加热                   b.熄灭酒精灯      c.关闭和
d.打开和，缓缓通入        e.称量A              f.冷却至室温
7．某废旧金属材料中主要含Fe、Cu、Al、Fe2O3、 FeO、Al2O3、 CuO(其与成分与酸碱都不反应)和可燃性有机物，为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收Al、Cu、绿矾等。回答下列问题：

(1)“焙烧”的目的主要是将金属单质转化为氧化物，并除去___________。
(2)“碱浸”时发生的化学方程式为___________。
(3)操作I、II中使用的仪器除烧杯、玻璃棒外还需要的玻璃仪器是___________。
(4)试剂a为___________ (填化学式)，加入试剂a后发生的化学反应中有一个属于化合反应，其离子方程式为___________。
(5)滤液II制取绿矾晶体需先加入少量稀硫酸再经过___________、冷却结晶、 过滤、洗涤、干燥得到绿矾晶体。
(6)绿矾在空气中容易被部分氧化为硫酸铁，现取被部分氧化为硫酸铁的晶体8.22g溶于稀盐酸后，加入足量的BaCl2溶液，过滤得沉淀9.32g；再通入112mL (标准状况)氯气恰好将其中的Fe2+完全氧化。
①为确定绿矾未被全部氧化，可选择的最佳试剂是___________(填标号)。
A．氯水       B． KSCN 溶液     C． NaOH 溶液     D． KMnO4酸性溶液
②推测晶体中n (Fe2+)：n (Fe3+) =___________。
8．三草酸合铁(Ⅲ)酸钾{K3[Fe(C2O4)3]·xH2O}是一种翠绿色晶体，能溶于水，难溶于乙醇，见光易分解，是制备某些活性催化剂的主要原料。制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体并测定其组成的实验步骤如下：
Ⅰ.将4.0g绿矾配成溶液，加入20mL的饱和H2C2O4溶液，加热，搅拌，静置，用倾析分离法得到黄色沉淀FeC2O4·2H2O。
Ⅱ.在沉淀中加入20mL含少量KOH的饱和K2C2O4溶液，再加入20mL6%H2O2，保持反应温度为40℃，只生成红褐色沉淀。然后，加热煮沸2min后加入16mL的饱和H2C2O4溶液，沉淀消失，溶液变为亮绿色，……抽滤得到晶体，洗涤并干燥。
回答下列问题：
(1)实验过程Ⅰ中不需要用到下列仪器中的____(从图中选择序号)。


(2)通常实验室配制绿矾溶液时需要加入____(填试剂名称)，步骤Ⅰ中生成黄色沉淀的离子方程式是____。
(3)步骤Ⅱ中生成红褐色沉淀的离子方程式是____，加热煮沸的原因是___。
(4)步骤Ⅱ中“……”表示向溶液中加入15mL95%乙醇，放置于暗处使其冷却结晶。加入乙醇的目的是____。
(5)步骤Ⅱ中生成晶体的保存方法是___。
(6)采用热重分析法测定三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体样品所含结晶水个数。将样品加热，当失去全部结晶水时，质量变成原来的89.0%，则x=___。
9．绿矾常用于制造补血制剂、净水剂等。以废铁屑(主要含Fe，含少量Fe2O3、油脂等杂质)为原料制备绿矾(FeSO4∙7H2O)晶体并探究其性质。

回答下列问题：
(1)铁粉与稀硫酸反应的离子方程式是______。操作1需要的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和_______。
(2)检验“溶液2”是否含的试剂是___________(填字母)。
A．溶液 B．溶液
C．酸性溶液 D．氯水和溶液
(3)操作2包括蒸发浓缩、___________、过滤、洗涤、干燥。
(4)实验室配制绿矾溶液时常加入少量铁粉，其作用是___________(用离子方程式表示)。
(5)大多数文献认为“分解生成”。某实验小组提出质疑，认为可能还有生成。他们设计实验如图所示(加热仪器省略)，分离并检验。

已知部分信息如下：
(I)几种物质的沸点如下表所示：
物质



熔点/℃
16.8


沸点/℃
44.8



(II)几种盐浴温度如下：
盐浴
浴温/℃
盐类及用量
碎冰用量
a



b



c




①低温浴槽A宜选择盐浴___________(填字母)，C仪器收集的物质是___________(填化学式)。
②若___________(填实验操作和现象)，则证明分解有生成。
(6)为了测定粉(的俗名)的纯度，进行如下实验：
称取wgPP粉样品溶于蒸馏水配制成溶液，准确量取配制的溶液于锥形瓶，加入适量的稀硫酸，用溶液滴定至终点，恰好消耗溶液。
①配平离子反应：___________。
___________________________________。
②该PP粉的纯度为___________%(用含w、c、V的代数式表示)。
10．某实验小组用工业上废渣(主要成分Cu2S和Fe2O3)制取纯铜和绿矾(FeSO4·7H2O)产品，设计流程如图1：

(1)在实验室中，欲用98%的浓硫酸(密度为1.84g·mL-1)配制500mL1.0mol·L-1的硫酸，需要的仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外，还有___。
(2)该小组同学设计如图2装置模拟废渣在过量氧气中焙烧，并验证废渣中含硫元素。

①装置A中反应的化学方程式为___；D装置作用___，E装置中的现象是___。
②该实验有一处明显缺陷，为___。
(3)从图3选择合适的装置，写出步骤⑤中进行的操作顺序___。(填序号)

(4)为测定产品中绿矾的纯度，称取30.0g样品溶于水配成250mL溶液，取25.00mL溶液于锥形瓶中，用0.1000mol·L-1酸性KMnO4溶液进行滴定，反应为：10FeSO4+8H2SO4+2KMnO4=2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O。实验所得数据如表所示：
滴定次数
1
2
3
4
KMnO4溶液体积/mL
19.10
20.02
19.98
20.00

①第1组实验数据出现异常，造成这种异常的原因可能是___(填代号)。
a．酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗
b．配制KMnO4溶液定容时仰视
c．滴定终点时俯视读数
d．滴定前尖嘴无气泡，滴定后有气泡
②滴定终了的标志是___。
③根据表中数据，计算所得产品中绿矾的纯度为___(保留三位有效数字)。
11．甘氨酸亚铁[(H2NCH2COO)2Fe]是一种复合补血营养剂。实验室用绿矾(FeSO4•7H2O)为原料制备甘氨酸亚铁，有关物质性质如下：
甘氨酸(H2NCH2COOH)
柠檬酸
甘氨酸亚铁
易溶于水，微溶于乙醇，两性化合物
易溶于水和乙醇，有酸性和还原性
易溶于水，难溶于乙醇

实验过程：
I.配制含0.10molFeSO4的绿矾溶液。
II.制备FeCO3：向配制好的绿矾溶液中缓慢加入200mL1.1mol•L-1NH4HCO3溶液，边加边搅拌，反应结束后过滤并洗涤沉淀。
III.制备(H2NCH2COO)2Fe：实验装置如图(夹持和加热仪器已省略)，将实验II得到的沉淀和含0.20mol甘氨酸的水溶液混合后加入C中，然后利用A中反应产生的气体将C中空气排净，接着滴入柠檬酸溶液并加热。反应结束后过滤，滤液经蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品。

回答下列问题：
(1)实验I中：实验室配制绿矾溶液时，必须用到的玻璃仪器有___。
(2)实验II中：生成沉淀的离子方程式为___。
(3)实验III中：①检查装置A的气密性的方法是___。
②A中反应产生的气体是___，C中空气排净时，D中现象是___。
③洗涤实验III中得到的沉淀，所选用的最佳洗涤试剂是___(填标号)。
a.乙醇      b.热水    c.柠檬酸溶液
(4)甘氨酸亚铁中Fe2+会缓慢氧化，国家规定该药物中Fe2+的氧化率(已经被氧化的Fe2+的质量与Fe2+总质量的比值)超过10.00%即不能再服用。实验室用Ce(SO4)2溶液对甘氨酸亚铁中的Fe2+进行滴定[假设样品中其他成分不与Ce(SO4)2反应]，滴定过程发生如下反应：Ce4++Fe2+=Fe3++Ce3+。
①称量6.0g甘氨酸亚铁样品，将其全部溶于稀H2SO4中，配制成250mL溶液。取10.00mL配制好的溶液于锥形瓶中，用0.10mol•L-1的Ce(SO4)2溶液滴定，以邻二氮菲为指示剂。当溶液由红色变为浅蓝色且半分钟之内不恢复原色，滴定达到终点。若滴定过程中，锥形瓶中待测液飞溅出来，则测出的Fe2+的氧化率___(填“偏高”“偏低”或“不变”)
②滴定时消耗9.60mLCe(SO4)2溶液，则甘氨酸亚铁样品中Fe2+的氧化率为___。
12．实验室以绿矾(FeSO4·7H2O)制备补血剂甘氨酸亚铁[(NH2CH2COO)2Fe]，有关物质性质如表：
甘氨酸(NH2CH2COOH)
柠檬酸
甘氨酸亚铁
易溶于水，微溶于乙醇，两性化合物
易溶于水和乙醇，有强酸性和还原性
易溶于水，难溶于乙醇

实验过程：Ⅰ.配制含0.10mol FeSO4的绿矾溶液。
Ⅱ.制备FeCO3：将配制好的绿矾溶液与200mL 1.1mol·L-1NH4HCO3溶液混合，反应结束后过滤并洗涤沉淀。
Ⅲ.制备(NH2CH2COO)2Fe：实验装置如图(夹持和加热仪器已省略)，将实验Ⅱ得到的沉淀和含0.20 mol甘氨酸的水溶液混合后加入C中，然后利用A中的反应将C中空气排净，接着滴入柠檬酸溶液并加热。反应结束后过滤，滤液经蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品。回答下列问题：

(1)实验Ⅰ中：实验室配制绿矾溶液，将铁粉与稀硫酸混合时应该过量的试剂是_______。
(2)实验Ⅱ中：制备FeCO3时应向_______溶液中缓慢加入_______溶液边加边搅拌，生成沉淀的离子方程式为_______。
(3)确认C中空气排尽的实验现象是_______。
(4)加入柠檬酸溶液一方面可调节溶液的pH促进FeCO3溶解，另一个作用主要是_______。
(5)洗涤实验Ⅲ中得到的沉淀，所选用的最佳洗涤试剂是_______。(填序号)
A．热水          B．乙醇溶液          C．柠檬酸溶液       
(6)若产品的质量为17.34g，则产率为_______%。

答案：
1．(1)     NaOH溶液     过滤
(2)     铜(或Cu)     Fe+2Fe3+=3Fe2+
(3)     2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O    
(4)丁达尔效应
(5)     +6     消毒杀菌     2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO+3Cl-+5H2O

【分析】观察流程图知，加入试剂X的目的为除去废铁屑中的铝及氧化铝，则试剂X为NaOH溶液，固体为Fe、Fe2O3和Cu，加入稀硫酸Cu不反应，Fe、Fe2O3溶解，则固体C为Cu，溶液D中含有Fe2+和Fe3+，溶液D中加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，向溶液E加入NaOH溶液生成Fe3O4胶体，向溶液E加入Na2O2，生成Na2FeO4，以此解答。
【详解】（1）观察流程图知，加入试剂X的目的为除去废铁屑中的铝及氧化铝，则试剂X为NaOH溶液，操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为分离固体和溶液的操作，应为过滤操作。
（2）铜不溶于稀硫酸，则固体C为Cu，溶液D加入KSCN溶液，无血红色产生的原因是废铁屑中过量的铁单质将溶解产生的全部还原为，离子方程式为。
（3）要使溶液E中铁元素恰好转化为胶体，则应满足，假设加入，据得失电子守恒知可生成，则有，得。
（4）可以利用丁达尔效应(现象)来证明胶体已经制成。
（5）据元素化合价代数和为零，可得中铁元素的化合价为，具有强氧化性，可推测具有杀菌消毒作用，根据氧化还原反应的原理得生成的离子方程式为：2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO+3Cl-+5H2O。
2．(1)          边搅拌边向废铁屑中加入溶液至不再产生气泡；过滤，用蒸馏水洗涤2～3次；边搅拌边向滤渣中加入溶液至滤渣完全溶解；在加热浓缩至液面有晶膜产生，冷却至结晶，过滤，低温干燥得
(2)     减小，与纳米铁粉反应增多，被还原的减少，去除率减小     (Ⅱ)吸附后被还原为而除去，(Ⅱ)吸附后转化为而沉降，原因是的金属活动性小于而大于

【详解】（1）①被还原为的离子方程式为：；
②根据题意和图像信息，以废铁屑(含有铝粉)为原料，制备的实验方案为：边搅拌边向废铁屑中加入溶液至不再产生气泡；过滤，用蒸馏水洗涤2～3次；边搅拌边向滤渣中加入溶液至滤渣完全溶解；在加热浓缩至液面有晶膜产生，冷却至结晶，过滤，低温干燥得；
（2）①根据图像，当时，随减小，去除率减小，原因是：减小，浓度增大，与纳米铁粉反应增多，被还原的减少，去除率减小；
②根据纳米铁粉去除和的机理图，因为的金属活动性小于而大于，所以(Ⅱ)吸附后被还原为而除去，(Ⅱ)吸附后转化为而沉降。
3．(1)2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑
(2)     Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O     饱和碳酸氢钠溶液
(3)2Cu+O2+4H+=2Cu2++2H2O
(4)1：1
(5)     SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4     2Fe3+++H2O=2Fe2+++2H+

【分析】合金中和氢氧化钠溶液反应的只有铝，所以滤液A中含有生成的偏铝酸钠和剩余的氢氧化钠，滤液A通入足量的二氧化碳，生成沉淀D为氢氧化铝。滤渣B为铁和铜。滤渣B加入足量的稀硫酸，铁溶解，滤液E为硫酸亚铁和硫酸的混合液，滤渣F为铜。
【详解】（1）铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=2 +3H2↑；
（2）途径②中通入足量的由大理石和浓盐酸反应生成的二氧化碳，盐酸挥发，二氧化碳中有氯化氢，通入偏铝酸钠溶液中，反应生成的氢氧化铝和盐酸反应生成氯化铝和水，离子方程式为：Al(OH)3＋3H+=Al3+＋3H2O，所以一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀逐渐减少。除去二氧化碳中的氯化氢，可以用饱和NaHCO3溶液，应该在装置Ⅰ和装置Ⅱ之间增加一个盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶。
（3）要得到硫酸铜晶体，加热通入氧气，可以在酸性条件下铜被氧气氧化，方程式为： 2Cu + O2 + 4H+ = 2Cu2+ + 2H2O。
（4）配平两个方程式：11P4+60CuSO4+96H2O=20Cu3P+24H3PO4+60H2SO4，P4+10CuSO4+16H2O=10Cu+4H3PO4+10H2SO4，前一个反应中11molP4参加反应，有6mol P4被氧化，消耗60 mol硫酸铜，后一个反应中1mol P4被氧化，消耗10 mol硫酸铜，所以当被氧化的白磷的物质的量相等时，消耗的硫酸铜的物质的量比为1：1。
（5）固体Y是红棕色化合物，则Y为Fe2O3，在反应Ⅰ中，铁元素的化合价升高，则硫元素化合价降低，即有SO2产生。X通入品红中，溶液褪色，说明含有二氧化硫，通入氯化钡溶液，产生白色沉淀，说明含有三氧化硫。
①X中的SO2和氯气反应生成盐酸和硫酸，从而使氯水褪色，反应的化学方程式为：SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4。
②经过反应I的得到的16克固体Y为氧化铁，物质的量为0.1mol，产生气体为二氧化硫和三氧化硫，恰好被0.4L1mol/L NaOH溶液完全吸收，生成的化合物为Na2SO3和Na2SO4，根据钠和硫物质的量之比为1：2的关系可知，SO2和SO3的物质的量之和是NaOH物质的量的二分之一，即0.2mol，Fe2O3为0.1mol，根据铁和硫的化合价变化以及电子守恒可知，生成的Na2SO3为0.1mol，则Na2SO4也为0.1mol。反应IV中亚硫酸钠和硫酸铁溶液发生的氧化还原反应，Fe3+的物质的量为0.2mol，Na2SO3为0.1mol，两者恰好反应生成Fe2+和硫酸根离子，则反应的离子方程式为：2Fe3+ ++ H2O ＝2Fe2+++ 2H+。
4．(1)     Fe     抑制水解
(2)
(3)     恒压滴液漏斗(或滴液漏斗)     c     装置D中澄清石灰水明显变浑浊     防止被氧化     乙醇     85.0

【详解】（1）具有还原性，能被空气中氧气氧化，因此需要加入Fe粉，防止被氧化；能发生水解，加入稀硫酸的目的是抑制的水解。
（2）实验Ⅱ制备的是所用试剂为和，利用的电离，结合，促使平衡向正反应方向移动，浓度增大，与反应生成，因此离子方程式为。
（3）①根据仪器的特点，盛放柠檬酸溶液的仪器是恒压滴液漏斗；
②装置A制备，装置A为启普发生器的简易装置，因此盛放的试剂是和盐酸，故c项正确；
③空气排尽，充满装置，即装置D中澄清石灰水变浑浊；
④根据信息，柠檬酸具有还原性和强酸性，能够促进的溶解，防止被氧化；
⑤甘氨酸亚铁易溶于水，难溶于乙醇，因此用乙醇洗涤；
⑥根据原子守恒，参与反应，和甘氨酸恰好完全反应，因此甘氨酸亚铁的物质的量为0.1mol，质量为20.4g，产率为。
5．(1)3d6
(2)中心原子硫原子不存在孤对电子、和中心原子氧原子有2对孤对电子，孤电子对与成键电子对之间的斥力较大，故中的键角大于中的键角
(3)配位键、氢键
(4)          取样品，滴加KSCN溶液，溶液不变色，再滴加氯水，溶液仍不变色，说明反应进行完全
(5)     防止复合物产品中铁被空气中氧气氧化     90.0%

【分析】FeCl2溶液逐滴加入KOH溶液得到成分为Fe和Fe3O4的黑色沉淀，分离出固体用沸水和乙醇洗涤，在40℃干燥后焙烧3h，得到Fe/Fe3O4复合物产品；
【详解】（1）Fe2+为铁原子失去2个电子后形成的离子，价层电子排布式为3d6；
（2）孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力；中心原子硫原子不存在孤对电子、中心原子氧原子有2对孤对电子，孤电子对与成键电子对之间的斥力较大，故中的键角大于中的键角；
（3）由图可知，亚铁离子提供空轨道、提供孤对电子两者形成配位键；氧的电负性较大，故和之间形成氢键；
（4）①FeCl2溶液逐滴加入KOH溶液得到成分为Fe和Fe3O4的黑色沉淀，则三颈烧瓶发生反应的离子方程式为。
②检验反应是否进行完全，就是检验是否还存在亚铁离子，亚铁离子能被氯水氧化使KSCN溶液变红色的铁离子，故操作为：取样品，滴加KSCN溶液，溶液不变色，再滴加氯水，溶液仍不变色，说明反应进行完全；
（5）①空气中氧气具有氧化性，焙烧需在隔绝空气条件下进行，原因是防止复合物产品中铁被空气中氧气氧化。
②50mL1mol•L−1FeCl2溶液中铁元素为0.05mol，根据可知生成Fe、Fe3O4各0.0125mol，故实验所得产品的产率为。
6．(1)隔绝空气，密封保存，防止氧化
(2)
(3)     甲、乙     丙
(4)     球形干燥管     dabfce

【详解】（1）绿矾中铁元素化合价为+2，易被氧气氧化，实验室为防止绿矾变质，应隔绝空气，密封保存，防止氧化。
（2）铁粉与废水中发生置换反应生成亚铁离子和汞，反应的离子方程式为；
（3）氢气、一氧化碳都是可燃性气体，与空气混合后点燃易爆炸，从安全角度考虑，方案甲、乙不好：利用炭粉还原氧化铜，若碳粉剩余，铜中含有碳杂质，从产品纯度考虑，方案丙不好。
（4）①根据图示，仪器B的名称是球形干燥管。
②为防止氧气氧化，加热前先通入氮气排出装置内的空气，实验结束时，为防止吸收水蒸气，冷却至室温后，先关闭和，再称重。实验操作步骤为打开和，缓缓通入；点燃酒精灯，加热；熄灭酒精灯；冷却至室温；关闭和；称量A；重复上述操作步骤，直至A恒重。所以实验操作顺序是dabfce。
7．(1)有机物
(2)
(3)漏斗
(4)     Fe    
(5)蒸发浓缩
(6)     D     1：2

【分析】由图可知，“焙烧”将金属单质转化为氧化物，并除去可燃性有机物；得到金属氧化物加入氢氧化钠，其中Al2O3为两性氧化物，能与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠，过滤分离出滤渣中含有铁、铜氧化物，加入稀硫酸生成相应盐溶液；加入硫酸酸浸后，溶液中的金属阳离子为Cu2＋、Fe3＋，最终得到Cu和绿矾，的加入试剂a为铁粉，铁置换出铜单质生成硫酸亚铁，过滤后硫酸亚铁溶液最终生成绿矾。
【详解】（1）根据废旧金属材料的成分，“焙烧”的目的是将金属单质转化为氧化物，并除去可燃性有机物；
（2）焙烧后Al2O3为两性氧化物，能与NaOH溶液反应，其反应方程式为Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O；
（3）操作I、Ⅱ得到滤渣和滤液，操作步骤为过滤，使用的玻璃仪器是(普通)漏斗、烧杯、玻璃棒，缺少的玻璃仪器是(普通)漏斗；
（4）加入硫酸酸浸后，溶液中的金属阳离子为Cu2＋、Fe3＋，根据流程，得到Cu和绿矾，加入试剂a为铁粉，发生的反应为Fe＋Cu2＋=Cu＋Fe2＋、Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋；
（5）制取绿矾晶体需先加入少量稀硫酸防止亚铁离子水解，再经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到绿矾晶体；
（6）①确定绿矾未被全部被氧化，需要检验Fe2＋存在
A．加入氯水，虽然氯水能将Fe2＋氧化Fe3＋，但溶液颜色变化不明显，故A不符合题意；
B．KSCN溶液是检验Fe3＋存在，无法证明Fe2＋是否存在，故B不符合题意；
C．加入NaOH溶液，Fe3＋与OH－反应生成红褐色沉淀，Fe2＋与OH－反应生成白色沉淀Fe(OH)2，氢氧化亚铁不易观察出来，故C不符合题意；
D．利用高锰酸钾溶液强氧化性，能将Fe2＋氧化成Fe3＋，紫红色褪去，溶液中加入酸性高锰酸钾溶液，紫红色褪去，说明绿矾未被全部氧化，故D符合题意；
答案为D；
②加入足量的BaCl2溶液，过滤得沉淀9.32g，该沉淀为BaSO4，即n(SO)==0.04mol，再通入氯气，发生2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，n(Fe2＋)=2×=0.01mol，根据电荷守恒，n(Fe3＋)=0.02mol，n (Fe2+)：n (Fe3+) =1:2。
8．(1)CF
(2)     硫酸和铁粉     2Fe2++H2C2O4+2H2O=FeC2O4∙2H2O↓+2H+
(3)     2(FeC2O4∙2H2O)+H2O2+4OH－=2Fe(OH)3+2C2O+4H2O     除去过量的H2O2
(4)降低三草酸合铁酸钾的溶解度
(5)棕色试剂瓶，放于阴暗处(或避光保存)
(6)3

【分析】将4.0g绿矾在烧杯中配成溶液，用量筒量取20mL的饱和H2C2O4溶液倒入，用酒精灯加热，搅拌，静置，用倾析分离法得到黄色沉淀FeC2O4·2H2O，在沉淀中加入20mL含少量KOH的饱和K2C2O4溶液，再加入20mL6%H2O2，保持反应温度为40℃，只生成氢氧化铁红褐色沉淀，加热煮沸2min后加入16mL的饱和H2C2O4溶液，沉淀消失，溶液变为亮绿色，加入乙醇得到晶体，抽滤得到晶体，洗涤并干燥。
（1）
实验过程Ⅰ先在烧杯中溶解配成溶液后，因此用到烧杯和玻璃棒，加入20mL饱和草酸溶液，用到量筒，加热，用到酒精灯，因此不需要用到下列仪器中的CF；故CF。
（2）
绿矾溶液由于亚铁离子易被氧化和易水解，因此加硫酸防止水解，加铁粉防止亚铁被氧化，因此通常实验室配制绿矾溶液时需要加入硫酸和铁粉，步骤Ⅰ中Fe2+和H2C2O4溶液反应生成黄色沉淀FeC2O4∙2H2O和H+，其离子方程式是2Fe2++H2C2O4+2H2O=FeC2O4∙2H2O↓+2H+；故2Fe2++H2C2O4+2H2O=FeC2O4∙2H2O↓+2H+。
（3）
步骤Ⅱ中生成红褐色沉淀是黄色沉淀FeC2O4·2H2O被双氧水氧化、再和氢氧化钾反应得到，其离子方程式是2(FeC2O4∙2H2O)+H2O2+4OH－=2Fe(OH)3+2C2O+4H2O，由于双氧水过量，防止双氧水氧化草酸，因此加热煮沸的原因是除去过量的H2O2；故2(FeC2O4∙2H2O)+H2O2+4OH－=2Fe(OH)3+2C2O+4H2O；除去过量的H2O2。
（4）
由于三草酸合铁(Ⅲ)酸钾{K3[Fe(C2O4)3]·xH2O}能溶于水，难溶于乙醇，见光易分解，步骤Ⅱ中“……”表示向溶液中加入15mL95%乙醇，放置于暗处使其冷却结晶。加入乙醇的目的是降低三草酸合铁酸钾的溶解度；故降低三草酸合铁酸钾的溶解度。
（5）
由于三草酸合铁(Ⅲ)酸钾{K3[Fe(C2O4)3]·xH2O}见光易分解，因此步骤Ⅱ中生成晶体的保存方法是棕色试剂瓶，放于阴暗处(或避光保存)；故棕色试剂瓶，放于阴暗处(或避光保存)。
（6）
将样品加热，当失去全部结晶水时，质量变成原来的89.0%，则得到，解得x=3；故3。
9．(1)     Fe+2H+=Fe2++H2↑     漏斗
(2)B
(3)冷却结晶
(4)2Fe3++Fe=3Fe2+
(5)     b     SO2     将带火星的木条放在D的末端，若木条复燃
(6)     +5Fe2++8H+= Mn2++5Fe3++4H2O    

【分析】废铁屑(主要含Fe，含少量Fe2O3、油脂等杂质)加热纯碱洗涤，可将油脂除去，再用水洗后过滤，固体为Fe和Fe2O3的混合物，加稀硫酸后有固体剩余，固体为Fe，溶液2为FeSO4，溶液2经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤干燥可得FeSO4∙7H2O。
（5）FeSO4受热分解，生成的SO3沸点为44.8℃，A装置用于冷凝SO3，但不能使SO2冷凝，因此可使用-9℃的盐浴，B装置用于冷凝SO2，可将SO2收集在试管C中，可使用带火星的木条在D的末端检验是否有O2生成。
(1)
铁粉与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑；操作1为过滤，需要的玻璃仪器为玻璃棒、烧杯、漏斗；
(2)
KSCN与Fe3+反应时生成血红色的Fe(SCN)3，因此可使用KSCN检验Fe3+，故选B。
(3)
根据分析，操作2包括操作2包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤干燥；
(4)
绿矾溶液中的Fe2+溶液被空气中的O2氧化为Fe3+，因此加Fe粉可以与Fe3+反应，防止Fe2+被氧化，方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+；
(5)
①根据分析，A中可选用-9℃的盐浴，故选b；根据分析，C中收集SO2；
②根据分析，可使用带火星的木条在D的末端检验是否有O2生成，方法和现象为将带火星的木条放在D的末端，若木条复燃，则说明产物中有O2；
(6)
①中的Mn由+7价降为+2价，Fe由+2价升为+3价，根据转移电子守恒，Fe2+与Fe3+前配系数5，再根据电荷守恒和元素守恒配平方程式：+5Fe2++8H+= Mn2++5Fe3++4H2O；
②n(Fe2+)=cV×10-3mol，由方程式可知，n(KMnO4)=n(Fe2+)=cV×10-3mol，则250mL溶液中含有KMnO4的物质的量为×cV×10-3mol=2cV×10-3mol，m(KMnO4)=158g/mol×2cV×10-3mol=g，该PP粉的纯度为=。
10．     500mL容量瓶、胶头滴管     2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑     安全瓶     品红溶液红色褪去     无尾气处理装置     cb     cd     滴入最后1滴时，溶液变成浅紫色，且半分钟内不变色     92.7%
【分析】此实验的目的，是模拟工业上用废渣(主要成分Cu2S和Fe2O3)制取纯铜和绿矾(FeSO4·7H2O)产品，首先将废渣煅烧，此时硫元素转化为SO2气体(a)，固体为铜和铁的氧化物，用硫酸溶解后，生成硫酸铜和硫酸铁，加入过量铁粉，Cu2+转化为Cu，Fe3+转化为Fe2+；过滤后，固体B(Cu、Fe)加入硫酸溶解生成Cu和FeSO4；溶液B为FeSO4，然后将溶液蒸发浓缩、冷却结晶，便可获得绿矾。
【详解】(1)配制500mL1.0mol·L-1的硫酸，必须使用500mL容量瓶，另外，定容时，还需使用胶头滴管。500mL容量瓶、胶头滴管；
(2)①装置A中发生Na2O2与水的反应，反应生成NaOH和O2，化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑；D装置中两根导管都短，应为防倒吸装置，所以其作用是安全瓶，E装置为检验二氧化硫的装置，其现象是品红溶液红色褪去。
②因为SO2是大气污染物，而BaCl2溶液不能吸收SO2，所以该实验有一处明显缺陷，为无尾气处理装置。2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑；安全瓶；品红溶液红色褪去；无尾气处理装置；
(3)步骤⑤为从硫酸亚铁溶液中提取绿矾的操作，应为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，所以进行的操作顺序为cb。cb；
(4)①与其它组实验结果相比较，第1组实验数据偏低。
a．酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗，则所用酸性KMnO4的体积偏大，a不符合题意；
b．配制KMnO4溶液定容时仰视，则溶液体积偏大，所配浓度偏低，滴定时所用体积偏大，b不符合题意；
c．滴定终点时俯视读数，则读取KMnO4溶液的体积偏低，c符合题意；
d．滴定前尖嘴无气泡，滴定后有气泡，则读取KMnO4溶液的体积偏低，d符合题意；
故选cd；
②滴定终了时，KMnO4稍过量，溶液变为浅紫色，则标志是滴入最后1滴时，溶液变成浅紫色，且半分钟内不变色。
③第1次实验数据偏差过大，不能采用，后三次实验结果取平均值，即得所用KMnO4溶液的体积为20.00mL，n(KMnO4)=0.1mol/L×0.02L=0.002mol，依据关系式10Fe2+——2KMnO4，可求出n(Fe2+)==0.01mol，所得产品中绿矾的纯度为≈92.7%。cd；滴入最后1滴时，溶液变成浅紫色，且半分钟内不变色；92.7%。
配制500mL1.0mol/L硫酸溶液时，一定要指明所选择的容量瓶的规格为500mL。
11．     烧杯、玻璃棒     Fe2++2HCO＝FeCO3↓+CO2↑+H2O     关闭弹簧夹，从长颈漏斗注入一定量的水，使漏斗内的水面高于具支试管中的水面，一段时间内若长颈漏斗与具支试管中的液面差保持不变，说明装置不漏气     CO2     澄清石灰水变浑浊     a     偏高     18.4%
【分析】装置A制备二氧化碳，装置B除去二氧化碳中的氯化氢，装置C制备甘氨酸亚铁，装置D可以判断空气是否除尽，据此解答。
【详解】(1)实验I中实验室配制绿矾溶液时，将称量好的固体溶解，因此必须用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒；
(2)实验Ⅱ中Fe2+和HCO发生反应生成FeCO3沉淀、CO2和H2O，该反应的离子方程式为Fe2++2HCO＝FeCO3↓+CO2↑+H2O；
(3)①装置A是简易启普发生器，因此实验Ⅲ中检查装置A的气密性的方法是关闭弹簧夹，从长颈漏斗注入一定量的水，使漏斗内的水面高于具支试管中的水面，一段时间内若长颈漏斗与具支试管中的液面差保持不变，说明装置不漏气。
②制备甘氨酸亚铁时需要防止空气氧化，因此需要利用二氧化碳排尽装置中的空气，则A中反应产生的气体是CO2，当C中充满CO2后，CO2开始进入D中，使D中的澄清石灰水变浑浊，因此C中空气排净时，D中现象是澄清石灰水变浑浊。
③因甘氨酸亚铁易溶于水，难溶于乙醇，所以应选择乙醇溶液作为洗涤剂，故选a；
(4)①若滴定过程中，锥形瓶中待测液飞溅出来，导致消耗标准液体积增加，则测出的Fe2+的氧化率偏高；
②6.0g甘氨酸亚铁中亚铁离子的物质的量是≈0.0294mol，由Ce4＋＋Fe2＋＝Ce3＋＋Fe3＋可知250.00 mL溶液中n(Fe2＋)＝n(Ce4＋)＝25×0.1mol/L×0.0096L＝0.024mol，故甘氨酸亚铁样品中Fe2+的氧化率为×100%≈18.4%。
12．     Fe     FeSO4     NH4HCO3     Fe2++2HCO=FeCO3↓+CO2↑+ H2O     D中澄清石灰水变浑浊     防止二价铁被氧化     B     85%
【分析】本实验的目的是以绿矾制备补血剂甘氨酸亚铁，首先配制绿矾溶液，然后和NH4HCO3溶液混合，二者反应生成CO2、FeCO3；然后制备(NH2CH2COO)2Fe ：首先装置A中可以用大理石块和稀盐酸反应制取CO2，利用CO2将装置中的空气排尽，饱和碳酸氢钠可以吸收CO2中混有的HCl气体，接着滴入柠檬酸溶液并加热，反应结束后过滤，滤液经蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品。
【详解】(1) Fe2＋易被空气中的O2氧化成Fe3＋，实验室配制绿矾溶液时，为防止FeSO4被氧化变质，在制备过程中铁粉应过量， Fe3＋可被铁粉还原为Fe2＋；故Fe；
(2) 向配制好的绿矾溶液中，缓慢加入200mL 1.1mol·L-1NH4HCO3溶液，边加边搅拌，反应结束后过滤并洗涤沉淀；生成沉淀的离子方程式为：Fe2++2=FeCO3↓+CO2↑+ H2O；故FeSO4；NH4HCO3；Fe2++2HCO=FeCO3↓+CO2↑+ H2O；
(3)  当C中充满CO2后，CO2开始进入D中，使D中的澄清石灰水变浑浊，这时说明C中空气已经排尽；故D中澄清石灰水变浑浊；
(4)由题中信息可知，柠檬酸具有强还原性，可防止Fe2＋被氧化；故防止二价铁被氧化；
(5)因甘氨酸亚铁易溶于水，难溶于乙醇，所以应选择乙醇溶液作为洗涤剂，故B；
(6)含0.10mol FeSO4的绿矾溶液中Fe2＋的物质的量为0.10mol，因NH4HCO3溶液过量，所以生成(NH2CH2COO)2Fe的物质的量为0.10mol，质量为20.4g，则产率为：=85%，故85% 。