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1、铁及其化合物的转化关系1(2019延安高三测试)铁是人类应用较早，当前应用量最大的金属元素。下列有关铁及其化合物的说法中正确的是()A赤铁矿的主要成分是Fe3O4B铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2C除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入过量铁粉，然后过滤DFe3与KSCN产生红色沉淀答案C解析赤铁矿的主要成分是Fe2O3；铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2；Fe3遇KSCN溶液变为红色，但没有沉淀产生，一般可以用此方法检验Fe3的存在。2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一组是()ABCDXFeC
2、l2溶液FeCl3溶液FeNa2SO4溶液YFeCl3CuCl2AlNa2CO3ZCl2FeNaOH溶液盐酸答案C3(2020菏泽质检)为验证还原性：SO2Fe2Cl，三组同学分别进行了下图实验，并对溶液1和溶液2中所含离子进行检验，能证明上述还原性顺序的实验组有()溶液1溶液2甲含Fe3、Fe2含SO乙含Fe3，无Fe2含SO丙含Fe3，无Fe2含Fe2A.只有甲 B甲、乙C甲、丙 D甲、乙、丙答案C解析向FeCl2溶液中通入Cl2，得到溶液1，再向溶液1中通入SO2，得到溶液2。溶液1中含有Fe3、Fe2，说明发生反应2Fe2Cl2=2Fe32Cl，且Cl2反应完全，可证明还原性：Fe2C
3、l；溶液2中含有SO，则说明发生反应2Fe3SO22H2O=2Fe2SO4H，可证明还原性：SO2Fe2，故甲能证明还原性：SO2Fe2Cl；溶液1中含有Fe3，无Fe2剩余，则还原性：Fe2Cl，但Cl2可能过量，再通入SO2，可能发生的反应是Cl2SO22H2O=2ClSO4H，不能比较SO2与Fe2的还原性强弱，故乙不能验证；溶液1中含有Fe3，没有Fe2，通入SO2后溶液中又含有Fe2，说明SO2将Fe3还原得到Fe2，证明还原性：SO2Fe2，故丙实验结论能证明还原性：SO2Fe2Cl。4某同学用含有铁锈(Fe2O3)的废铁屑来制取氯化铁晶体，实验装置如图所示(夹持装置略，气密性已检
4、验)，下列推断不合理的是()AB中收集到的气体是氢气B烧杯中双氧水的作用是将Fe2还原为Fe3CA中的氧化铁与盐酸反应生成氯化铁D烧杯中的溶液在氯化氢气氛下，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体答案B解析铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，所以B中收集到的气体是氢气，A项正确；双氧水具有氧化性，可将Fe2氧化为Fe3，B项错误；氧化铁为碱性氧化物，可与盐酸反应生成氯化铁和水，C项正确；因铁离子易水解，故FeCl3溶液应在氯化氢气氛下，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体，D项正确。5由硫铁矿(主要成分：FeS2 和SiO2)为主要原料得到绿矾(FeSO47H2O)的流程如下：下列说法不正
5、确的是()A过程1废气中含SO2B过程2试剂a 为稀硫酸C过程3离子方程式为2Fe3SO22H2O=2Fe2SO4HD过程4将溶液加热到有较多固体析出，再用余热将液体蒸干，可得纯净绿矾答案D解析由制备绿矾的流程可知，硫铁矿(主要成分：FeS2 和SiO2)高温煅烧后的烧渣(主要成分：Fe2O3和SiO2)溶于硫酸，溶液中含Fe3，过程2过滤除去二氧化硅，滤液中通入二氧化硫，将铁离子还原生成亚铁离子，过程4为蒸发浓缩、冷却结晶析出绿矾。根据上述分析，过程1废气中含SO2，故A正确；因绿矾的酸根离子为硫酸根离子，则过程2最好用硫酸来溶解烧渣，故B正确；过程3中二氧化硫将铁离子还原生成硫酸亚铁，离子
6、方程式为2Fe3SO22H2O=2Fe2SO4H，故C正确；过程4将溶液加热到有较多固体析出，再用余热将液体蒸干，蒸干时绿矾受热失去结晶水，得不到纯净绿矾，故D错误。6(2020洛阳模拟)中科院化学所研制的晶体材料纳米四氧化三铁，在核磁共振造影及医药上有广泛用途，其生产过程的部分流程如下所示。FeCl36H2OFeOOH纳米四氧化三铁下列有关叙述不合理的是()A纳米四氧化三铁具有磁性，可作为药物载体用于治疗疾病B纳米四氧化三铁可分散在水中，它与FeCl3溶液的分散质直径大小相等C在反应中环丙胺的作用可能是促进氯化铁水解D反应的化学方程式是6FeOOHCO=2Fe3O43H2OCO2答案B解析纳
7、米四氧化三铁为磁性纳米晶体材料，可作为药物载体用于疾病的治疗，A正确；纳米四氧化三铁分散在适当的分散剂中形成的分散系属于胶体，不同于溶液中溶质微粒的直径，B错误；反应中环丙胺不参加反应，但加入环丙胺后FeCl3发生水解生成FeOOH，即环丙胺会促进氯化铁的水解，C正确；由制备过程可知，反应的反应物为FeOOH和CO，由一种生成物为Fe3O4和质量守恒定律可知，反应的化学方程式为6FeOOHCO=2Fe3O43H2OCO2，D正确。7向含有1 mol HNO3和1 mol H2SO4的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量，溶液中金属阳离子a、b与所加铁粉的物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有
8、NO)。下列有关判断不正确的是()Aa表示n(Fe3)的关系曲线Bn10.75CP点时，n(Fe3)0.562 5 molD向P点溶液中加入铜粉，最多可溶解14.4 g答案C解析该反应可以看作两步：Fe4HNO=Fe3NO2H2O，硝酸根离子过量，氢离子不足；2Fe3Fe=3Fe2。a表示n(Fe3)的关系曲线，故A正确；溶液中共有3 mol H参加反应，消耗铁为0.75 mol，B正确；P点n(Fe2)n(Fe3)，二者均为0.45 mol，C错误；剩余0.45 mol Fe3，消耗0.225 mol铜，质量为14.4 g，D正确。8从化合价和物质类别两个视角认识元素及其化合物性质是重要的化
9、学学习方式。图1是Fe及其化合物的化合价物质类别二维图。回答下列问题：(1)工业上冶炼Fe常用的方法是_(填字母)。a电解法 b还原法c热分解法 d物理方法(2)若图1中的F为硫酸盐，请写出由D生成F的离子方程式_。(3)图1中的B在潮湿的空气中很容易发生化合反应变成E，该反应的化学方程式为_。(4)图1中的F与C在水溶液中的转化离子反应有：2Fe32I2Fe2I2，为了探究该反应存在一定的限度，某化学兴趣小组在试管中取10 mL 0.5 molL1的KI溶液，再加入10 mL 0.2 molL1的FeCl3溶液，振荡，使试管中的物质充分反应一段时间。为了达到实验目的，还需要再向试管中加入下列
10、试剂中的_(填字母)。A淀粉溶液 BKSCN溶液CCCl4 D酸性高锰酸钾溶液(5)用Fe可以去除水体中的NO(原理如图2)。若有1 mol NO转化为NH，则参加反应的Fe失去的电子的物质的量为_mol。答案(1)b(2)Fe2O36H=2Fe33H2O(3)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(4)B(5)8解析(1)工业上常用碳还原铁矿石冶炼Fe，为还原法。(2)根据图1，D到F过程中铁的化合价未变，F为硫酸盐，则D为氧化铁，氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水，离子方程式为Fe2O36H=2Fe33H2O。(3)B为2价的碱，为氢氧化亚铁，可与氧气、水反应生成氢氧化铁，化学方程式为
11、4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。(4)根据题中数据，可知KI过量，若反应为可逆反应，则溶液中存在Fe3，可用KSCN溶液检验。(5)NO转化为NH，N的化合价由5变为3,1 mol NO得到8 mol电子，根据得失电子守恒，则参加反应的Fe失去8 mol电子。9硫酸亚铁铵FeSO4(NH4)2SO46H2O俗称摩尔盐。硫酸亚铁在空气中易被氧化，但与硫酸铵反应生成摩尔盐后较稳定。模拟工业制备硫酸亚铁铵晶体的实验装置如图所示。回答下列问题：(1)先用饱和碳酸钠溶液煮沸铁屑(含少量油污、铁锈等)，再用清水洗净。用饱和碳酸钠溶液煮沸的目的是_。(2)按如图连接好装置，经检验气密性良好后
12、加入相应的药品，打开K1、K2，关闭K3，装置B中发生反应的离子方程式可能是_(填字母)。AFe2H=Fe2H2B2Fe6H=2Fe33H2CFe2O36H=2Fe33H2OD2Fe3Fe=3Fe2铁屑快反应完时，打开_，关闭_，装置B中的溶液会流入装置A，其原因是_。(3)常温下，将反应后的溶液放置一段时间，瓶底将结晶析出硫酸亚铁铵。为了测定晶体中Fe2的含量，称取一份质量为4.0 g的硫酸亚铁铵晶体样品，配成溶液。用0.1 molL1酸性KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积为20.00 mL。反应到达滴定终点的现象为_，计算晶体中Fe2的质量分数为_。答案(1)使油污发生水解而
13、除去(2)ACDK3K1、K2装置B中产生H2，使压强大于大气压(3)滴入最后一滴酸性KMnO4溶液后，溶液恰好变浅红色，且半分钟内不褪色14%解析(1)饱和碳酸钠溶液显碱性，油污在热碱性条件下水解，则用饱和碳酸钠溶液煮沸的目的是使油污发生水解而除去。(2)铁屑中含有铁锈(Fe2O3)等，都与硫酸反应，反应后的产物Fe3与Fe也可以发生氧化还原反应，故A、C、D正确，B错误；铁屑快反应完时，打开K3关闭K1、K2，装置B中的溶液会流入装置A，因为装置B中产生H2，使压强大于大气压。(3)用KMnO4溶液滴定硫酸亚铁铵，二者发生氧化还原反应，硫酸亚铁铵中的铁元素的化合价由2价升高到3价，生成Fe
14、3，则1 mol硫酸亚铁铵失去1 mol电子发生氧化反应，高锰酸钾中的锰元素的化合价由7价降低到2价生成Mn2，则1 mol高锰酸钾得5 mol电子发生还原反应，根据得失电子守恒，高锰酸钾和硫酸亚铁的物质的量比为15，n(KMnO4) 0.1 molL10.02 L0.002 mol，则n(Fe2)0.01 mol，m(Fe2)0.56 g，晶体中Fe2的质量分数为100%14%；滴定终点的现象为滴入最后一滴酸性KMnO4溶液后，溶液恰好变浅红色，且半分钟内不褪色。10硫酸铁铵aFe2(SO4) 3b(NH4) 2SO4cH2O广泛用于城镇生活饮用水、工业循环水的净化处理等。某化工厂以硫酸亚铁
15、(含少量硝酸钙)和硫酸铵为原料，设计了如下工艺流程制取硫酸铁铵。请回答下列问题：(1)滤渣A的主要成分是_。(2)下列物质中最适合的氧化剂B是_；反应的离子方程式为_。aNaClO bH2O2cKMnO4 dK2Cr2O7(3)操作甲、乙的名称分别是：甲_，乙_。(4)上述流程中，氧化之后和加热蒸发之前，需取少量溶液检验Fe2是否已全部被氧化，所加试剂能否用酸性的KMnO4溶液？_(填“能”或“不能”)，理由是：_。(可用语言或方程式说明)(5)检验硫酸铁铵中NH的方法是_。(6)称取14.00 g样品，将其溶于水配制成100 mL溶液，分成两等份，向其中一份溶液中加入足量NaOH溶液，过滤洗
16、涤得到2.14 g沉淀；向另一份溶液中加入0.05 mol Ba (NO3) 2溶液，恰好完全反应。则该硫酸铁铵的化学式为_。答案(1)CaSO4(2)bH2O22Fe22H=2Fe32H2O(3)冷却结晶常温晾干(4)不能H2O2和Fe2均能使酸性KMnO4溶液褪色(5)在试管中加入少量样品和NaOH固体加热，在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验，看到试纸变成蓝色(6)Fe2(SO4) 32(NH4) 2SO42H2O解析(1)加入硫酸，可增大溶液中SO的浓度，将Ca2转化为沉淀，生成CaSO4，同时抑制Fe2水解。(2)为避免引入新杂质，应加入过氧化氢作为氧化剂，还原产物是水，反应的离子方程式
17、为H2O22Fe22H=2Fe32H2O。(3)在80 下反应可生成硫酸铁铵，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤，最后经常温晾晒可到纯净的硫酸铁铵，温度不能过高，防止分解。(4)酸性高锰酸钾溶液的氧化性很强，H2O2和Fe2均能使酸性KMnO4溶液褪色，应加入K3Fe(CN)6溶液，如生成蓝色沉淀，可说明含有亚铁离子。(5)检验NH的方法是加入强碱反应，加热能够产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，该气体是氨气，从而证明原溶液中一定含有NH。(6)称取14.00 g样品，将其溶于水配制成100 mL溶液，分成两等份，向其中一份中加入足量NaOH溶液，过滤洗涤得到2.14 g沉淀，应为Fe(OH)3，nFe(OH)30.02 mol，所以14.00 g样品中含有Fe2(SO4)3 0.02 mol；向另一份溶液中加入0.05 mol Ba(NO3)2溶液，恰好完全反应，则n(SO)0.05 mol，则n(SO)总量为0.1 mol，因此(NH4)2SO4为0.1 mol0.02 mol30.04 mol，则m(H2O)14.00 g0.02 mol400 gmol10.04 mol 132 gmol10.72 g，n(H2O)0.04 mol，nFe2(SO4)3n(NH4)2SO4n(H2O)0.020.040.04122，所以化学式为Fe2(SO4)32(NH4)2SO42H2O。