新教材(广西专版)高考化学一轮复习热点专项练2高考常考的铁及其化合物含答案

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A.铁粉具有还原性,可用作食品保存的抗氧化剂
B.纳米Fe3O4能与酸反应,可用作铁磁性材料
C.FeCl3溶液呈酸性,可用于腐蚀印刷电路板上的Cu
D.聚合硫酸铁能水解并形成胶体,可用于自来水的消毒
2.一种利用废旧镀锌铁片制备磁性Fe3O4纳米粒子的工艺流程如下。
下列有关说法不正确的是( )
A.“碱洗”主要是为了去除废旧镀锌铁片中的油污和锌
B.“氧化”后的溶液中金属阳离子主要有Fe3+、Na+
C.“氧化”时发生反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+2Fe3++Cl-+H2O
D.用激光笔照射“加热沉铁”后所得分散系,产生丁达尔效应
3.(2023湖南名校联考)某校化学兴趣小组同学发现实验室保存的FeSO4溶液极易变质,兴趣小组的同学设计如下的装置保存FeSO4溶液。下列说法正确的是( )
A.试剂瓶中的固体是FeSO4晶体
B.加入稀硫酸增大溶液中c(H+),防止Fe2+被氧化
C.气球的作用是平衡压强和形成保护气,防止Fe2+被氧化
D.利用上述装置保存Fe(NO3)2溶液,应将稀硫酸换成稀硝酸
4.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图。
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++Cl22Cl-+2Fe3+
D.用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否含有Fe2+
5.(2023辽宁实验中学模拟)工业上,利用硫酸亚铁为原料,通过铁黄(FeOOH,一种不溶于水的黄色固体)制备高铁酸钾(K2FeO4),可降低生产成本且产品质量优。工艺流程如图。
下列说法错误的是( )
A.制备K2FeO4的反应类型为复分解反应
B.铁黄制备高铁酸钠的离子方程式为2FeOOH+3ClO-+4OH-2FeO42-+3Cl-+3H2O
C.制备NaClO时,可通过加热的方式加快反应速率
D.高铁酸钾可作水处理剂,既能杀菌消毒,又能吸附絮凝
6.某同学利用下列电池装置进行实验,探究Fe2+的氧化性和还原性。
根据实验现象,下列分析不正确的是( )
A.电流表显示电子由铁电极流向石墨电极,可知盐桥中的阳离子进入石墨电极溶液中
B.一段时间后石墨电极上未见Fe析出,且铁电极溶液中c(Fe2+)增大,可知石墨电极溶液中c(Fe2+)也增大
C.由选项A、B中的现象可知,Fe2+还原性小于Fe、氧化性小于Fe3+
D.一段时间后两极溶液中的Fe2+浓度若相等,说明反应已达到平衡状态
7.(2023天津河西二模)以硫酸厂矿渣(含Fe2O3、α-Al2O3、SiO2等)为原料制备铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如图所示:
资料:①α-Al2O3化学性质极不活泼,不溶于水,也不溶于酸或碱;
②Ksp(CaCO3)=2.8×10-9,Ksp(FeCO3)=2.0×10-11。
回答下列问题:
(1)为了提高“酸浸”的效率可以采用的措施有 (写出其中两种)。
(2)“还原”过程中的离子方程式为 。
(3)“滤渣”中主要成分为 (填化学式)。
(4)①“沉铁”过程中往往有副产物Fe(OH)2生成,分析原因是 。
②若用CaCO3“沉铁”,则无副产物Fe(OH)2产生,当反应完成时,溶液中c(Ca2+)c(Fe2+)= 。
(5)写出氧化过程生成铁黄的化学方程式: 。
(6)利用制备的铁黄进行如图实验:
固体物质淡黄色溶液淡红色溶液深红色
溶液
①加入氯水后颜色加深的原因可能是 。
②某同学发现实验中加入过量新制氯水,放置一段时间后,深红色会逐渐褪去,褪色后的溶液中继续滴加KSCN溶液,又出现红色,则褪色的原因可能是 。
参考答案
热点专项练2 高考常考的铁及其化合物
1.A 解析 铁粉具有还原性,能消耗食品包装袋内的氧气,可用作食品保存的抗氧化剂,故A项正确;Fe3O4具有磁性,所以纳米Fe3O4可用作铁磁性材料,与Fe3O4能与酸反应无关,故B项错误;FeCl3溶液可用于腐蚀印刷电路板上的Cu,是因为Fe3+能把Cu氧化为Cu2+,故C项错误;聚合硫酸铁能水解并形成胶体,可用于净水,不能消毒,故D项错误。
2.B 解析 锌能与氢氧化钠反应,因此“碱洗”是为了去除废旧镀锌铁片表面的油污和锌,A项正确;“氧化”是NaClO将部分Fe2+氧化生成Fe3+,因此“氧化”后的溶液中金属阳离子主要有Fe2+、Fe3+、Na+,B项错误;“氧化”时NaClO与Fe2+反应生成Fe3+和Cl-,因此发生反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+2Fe3++Cl-+H2O,C项正确;“加热沉铁”即把Fe(OH)2、Fe(OH)3加热分解生成Fe3O4胶体,因此用激光笔照射“加热沉铁”后所得分散系,产生丁达尔效应,故D项正确。
3.C 解析 固体应为铁粉,还原被氧化的Fe3+,A错误;增大氢离子浓度,可抑制Fe2+水解,不能防止Fe2+被氧化,B错误;气球起到隔绝空气的作用,同时可平衡体系压强,C正确;HNO3能与Fe2+反应,3Fe2++4H++NO3-3Fe3++NO↑+2H2O,D错误。
4.C 解析 从废液中回收铜并制备FeCl3晶体,要先加入足量铁粉置换出铜,过滤后,向滤渣中加入足量稀盐酸溶解过量铁粉,并回收铜。滤液X和Z中含有FeCl2,要通入Cl2将其氧化生成FeCl3。试剂a是铁粉,试剂b是稀盐酸,A错误;操作Ⅰ和Ⅱ是过滤,操作Ⅲ是蒸发,所用仪器不同,B错误;试剂c是Cl2,Cl2将Fe2+氧化成Fe3+,相应的反应为2Fe2++Cl22Cl-+2Fe3+,C正确;溶液W中含有Cl-,可将KMnO4还原为Mn2+而使溶液褪色,故酸性KMnO4溶液不能检验W中是否含有Fe2+,D错误。
5.C 解析 硫酸亚铁中+2价的铁具有还原性,氧气具有氧化性,两者在催化剂作用下反应生成铁黄,12Fe2++3O2+2H2O4FeOOH+8Fe3+,氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O,铁黄与次氯酸钠反应生成高铁酸钠,2FeOOH+3NaClO+4NaOH2Na2FeO4+3NaCl+3H2O,高铁酸钠在水中的溶解度大于高铁酸钾在水中的溶解度,加入氯化钾饱和溶液,高铁酸钠在水中转化成高铁酸钾。制备K2FeO4的反应Na2FeO4+2KClK2FeO4+2NaCl为复分解反应,A正确;由上述分析可知,铁黄制备高铁酸钠的离子方程式为2FeOOH+3ClO-+4OH-2FeO42-+3Cl-+3H2O,B正确;制备NaClO时,加热会反应生成NaClO3,不能得到NaClO,C错误;高铁酸钾可作水处理剂,FeO42-具有强氧化性,能杀菌消毒,同时生成的铁离子水解生成氢氧化铁胶体,能吸附絮凝,D正确。
6.D 解析 该电池总反应为Fe+2Fe3+3Fe2+,Fe失电子生成Fe2+,Fe3+得电子生成Fe2+。铁电极失电子为负极,石墨电极为正极,阳离子从负极向正极移动,故盐桥中阳离子进入石墨电极溶液中,A项正确;石墨电极上发生的反应为Fe3++e-Fe2+,反应生成Fe2+,故石墨电极溶液中亚铁离子浓度增大,B项正确;总反应为Fe+2Fe3+3Fe2+,反应中氧化剂为Fe3+,还原剂为Fe,Fe2+既是氧化产物也是还原产物,故Fe2+还原性小于Fe,氧化性小于Fe3+,C项正确;一段时间后两极溶液中Fe2+浓度相等,无法说明反应达到平衡状态,D项错误。
7.答案 (1)粉碎矿渣、适当升高温度或适当提高稀硫酸浓度或搅拌等
(2)Fe+2Fe3+3Fe2+
(3)α-Al2O3、SiO2、Fe
(4)①加入NH4HCO3,HCO3-促进Fe2+水解,生成Fe(OH)2 ②140
(5)4FeCO3+O2+2H2O4FeOOH+4CO2
(6)①溶液中的Fe2+被氯水中的Cl2氧化为Fe3+
②SCN-被过量的氯水氧化
解析 (2)“还原”过程中,加入过量铁粉可将硫酸铁溶液转化为硫酸亚铁,反应的离子方程式为Fe+2Fe3+3Fe2+;(3)滤渣的主要成分是铁、二氧化硅、α-Al2O3;(4)①加入碳酸氢铵溶液沉铁时,溶液中的碳酸氢根离子与亚铁离子可发生相互促进的水解反应生成氢氧化亚铁和二氧化碳,导致有副产物氢氧化亚铁生成;②用碳酸钙沉淀时,溶液中c(Ca2+)c(Fe2+)=c(Ca2+)c(CO32-)c(Fe2+)c(CO32-)=Ksp(CaCO3)Ksp(FeCO3)=2.8×10-92×10-11=140;(5)氧化过程中通入空气,空气中的氧气将碳酸亚铁氧化为铁黄,反应的化学方程式为4FeCO3+O2+2H2O4FeOOH+4CO2;(6)①加入氯水后颜色加深说明氯水中的Cl2将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子,导致溶液中的硫氰化铁溶液浓度增大。