专题10 铁及其化合物（第01期）-2018年高考化学备考之百强校大题狂练系列（解析版）.doc

1、2018 届高考大题狂练专题 10 铁及其化合物（满分 60 分 时间 30 分钟）姓名：_ 班级：_ 得分：_1从某含有 FeCl2、FeC l3、CuCl 2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如图:来源:学+科+网已知: FeCl 3在加热情况下与水反应生成 Fe(OH)3。回答下列问题:(1)试剂 a 是_，过量的原因是_。操作 I 用到的玻璃仪器是_。(2)滤液 X、Z 中都有同一种溶质，请设计实验验证该溶质的离子:_(3)向沸水中逐滴滴加 1mol/L FeCl3溶液，至液体呈透明的红褐色，该分散系中粒子直径的范围是_nm,检验溶液中 Fe3+存在的试 剂是_(填物质名称)，证

2、明 Fe 存在的现象是_。电子工业需要用 30%的 FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜，制造印刷电路板，请写出 FeCl3溶被与铜反应的离子方程式:_。(4)若要验证溶液中不含 Fe3+而只含有 Fe2+，正确的实验操作方法及现象是_。(5)硫铁矿烧渣的主要成分为 Fe2O3、FeO 、SiO 2等，欲测定硫铁矿烧清中 Fe 元素的质量分数，称取ag 样品，充分“酸溶”、“水溶”后过滤，向滤被中加入足量的 H2O2，充分反应后加入 NaOH溶液至不再继续产生沉淀，经过滤、洗涤、灼烧至固体恒重，冷却后称得残留固体 bg。计算该样品中 Fe 元素的质量分数为_。【答案】Fe 使氯化铁/氯化铜完全反

3、应 烧杯、漏斗、玻璃棒 取未知液少量，滴加 KSCN 溶液,无明显现象；再滴加氯水后,溶液变为血红色，证明含有 Fe2+，另取未知液少量,滴加稀硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀，证明含有 Cl 1100 硫氰化钾 溶液呈血红色 2Fe3+Cu=Cu2+2Fe2+ 先加 KSCN 溶液，无现象，再加氯水，产生血红色溶液 0.7ba100%=710ba100%【解析】(1)通过整个流程可知，最后的产物为氯化铁晶体，因此工业废液中加入过量的铁粉，除去铜离子，试剂 a 是铁粉，铁粉过量，能够使氯化铁全部转化为氯化亚铁，氯化铜转化为氯化亚铁；操作 I为过滤操作，用到的玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒；

4、正确答案：Fe；使氯化铁/氯化铜完全反应；烧杯、漏斗、玻璃棒。(2)滤液 X、Z 中都有同一种溶质氯化亚铁，检验该物质的方法分两种，一种检验亚铁离子，另外一种检验氯离子；亚铁离子检验可用氯水和硫氰化钾溶液，氯离子检验可用稀硝酸和硝酸银；正确答案：取未知液少量，滴加 KSCN 溶液,无明显现象；再滴加氯水后,溶液变为血红色，证明含有Fe2+，另取未知液少量,滴加稀硝酸酸化的 AgNO3溶液,产生白色沉淀，证明含有 Cl 。(4) Fe3+遇到硫氰化钾溶液变为血红色，而 Fe2+遇到硫氰化钾溶液没现象，再滴加氯水，溶液变为血红色，结论得证，正确答案：先加 KSCN 溶液，无现象，再加氯水，产生血红

5、色溶液。(5)称取硫铁矿烧渣 ag 样品，充分“酸溶”、“水溶”后过滤， 向滤被中加入足量的 H2O2充分反应后把亚铁离子氧化为铁离子，加入 NaOH 溶液至不再继续产生氢氧化铁沉淀，经过滤、洗涤、灼烧至固体恒重，冷却后称得残留固体氧化铁为 bg；根据铁元素守恒规律：样品中的铁元素质量等于氧化铁中铁元素的质量，氧化铁中铁元素质量为 b562/160=0.7bg, 该样品中 Fe 元素的质量分数为 0.7b/a100%；正确答案：0.7b/a100%。学/科&网2某学习小组研究溶液中 Fe2+的稳定性，进行如下实验，记录结果。【实验】物质 0 min 1min 1h 5hFeSO4 淡黄色 桔红

6、色 红色 深红色(（NH 4)2Fe(SO4)2 几乎无色 淡黄色 黄色 桔红色（1）上述(NH 4)2Fe(SO4)2溶液 pH 小于 FeSO4的原因是 _（用离子方程式表示）。溶液的稳定性：FeSO 4_(NH4)2Fe(SO4)2（填“”或“”）。（2）甲同学提出实验中两溶液的稳定性差异可能是(NH 4)2Fe(SO4)2溶液中的 NH4+保护了 Fe2+，因为 NH4+具有还原性。进行【实验】，否定了该观点，请补全该实验。操作 现象取_,滴加_，观察。与实验中(NH 4)2Fe(SO4)2溶液现象相同。（3）乙同学提出【实验】中两溶液的稳定性差异是溶液酸性不同导致，进行【实验 III

7、】，分别配制 0.8 molLpH 为 1、2、 3、4 的 FeSO4溶液，观察，发现 pH1 的 FeSO4溶液长时间无明显变化，pH 越大，FeSO 4溶液变黄的时间越短。资料显示：亚铁盐溶液中存在反应 4Fe2+O 210H 2O 4Fe(OH)38H +由【实验 III】 ，乙同学可得出实验的结论是 _，原因是来源:学科网_。（4）进一步研究在水溶液中 Fe2+的氧化机理。测定同浓度 FeSO4溶液在不同 pH 条件下，Fe 2+的氧化速率与时间的关系如图（实验过程中溶液温度几乎无变化）。反应初期，氧化速率都逐渐增大的原因可能是_。（5）综合以上实验，增强 Fe2+稳定性的措施有_。

8、（6）向溶液中加入一定量 H2O2氧化 Fe2 。为确定加入 H2O2的量，需先用 K2Cr2O7标准溶液滴定滤液中的 Fe2 ，离子方程式如下：Cr 2O72-+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O。在向滴定管注入 K2Cr2O7标准溶液前，滴定管需要检漏、用蒸馏水洗涤和 _，应选用_式滴定管。若滴定 xmL 滤液中的 Fe2 ，消耗 amolL1K2Cr2O7标准溶液 bmL，则滤液中 c(Fe2 )=_molL-1。【答案】 NH4+H 2O NH3H2OH + 取 2 mL pH4.0 的 0.80 molL1 FeSO4溶液 加 2滴 0.01 molL1 KSCN 溶液

9、 溶液 pH 越小，Fe 2+越稳定 溶液中存在平衡 4Fe2+O 210H 2O 4Fe(OH)38H +， c（ H+）大，对平衡的抑制作用强，Fe 2+更稳定 生成的 Fe(OH)3对反应有催化作用 加一定量的酸；密封保存 用重铬酸钾溶液润洗 2-3 次 酸式 6ab/x【 解析】(1)FeSO 4溶液中只有 Fe2+的水解使溶液呈弱酸性，而(NH 4)2Fe(SO4)2溶液中 Fe2+和 NH4+都水解使溶液呈弱酸性，所以(NH 4)2Fe(SO4)2溶液 pH 小于 FeSO4溶液的 pH，即增加了 NH4+的水解，反应的离子方程式为 NH4+H 2O NH3H2OH +；根据表中颜

10、色的变化快慢分析， FeSO4溶液与KSCN 溶液反应 1min 时的颜色和(NH 4)2Fe(SO4)2溶液与 KSCN 溶液反应 5h 的颜色相同，说明 FeSO4的稳定性弱于(NH 4)2Fe(SO4)2；(3)根 据实验 III 的结果说明 FeSO4溶液的的 pH 越小，FeSO 4越稳定，与 KSCN 溶液反应越不易；根据亚铁盐溶液中存在的化学平衡 4Fe2+O 210H 2O 4Fe(OH)38H +可知，pH 越小，c(H +)越大，对平衡的抑制作用越大，FeSO 4越稳定；(4)根据亚铁盐溶液中存在的化学平衡 4Fe2+O 210H 2O 4Fe(OH)38H +可推测，生成

11、的Fe(OH)3对反应有催化作用，且反应初期生成的 c(H+)小，对反应的抑制作用很小；(5)综合以上实验，增强 Fe2+稳定 性的措施可以是加入一定量的酸，增大 c(H+)，减小溶液的 pH，或进行密封保存，减少与空气的接触等；(6)在向滴定管注入 K2Cr2O7标准溶液前，需要对滴定管依次进行检漏、用蒸馏水洗涤和用 K2Cr2O7标准溶液润洗 2-3 次；由于 K2Cr2O7具有氧化性，能够氧化橡胶管，所以应用酸式滴定管盛放K2Cr2O7标准溶液；根据消耗 K2Cr2O7标准溶液的体积和浓度求得n(K2Cr2O7)=amolL-1b10-3L=ab10-3mol，由离子方程式得 n(Fe2

12、 )=6ab10-3mol，所以c(Fe2 ) = 360amolx= 6axmolL-1。学*+科 网3磁性纳米四氧化三铁在催化剂、DNA 检测、疾病的诊断和治疗等领域应用广泛，其制备方法有多种，“共沉淀法”制备纳米 Fe3O4的流程如下：（1）中的反应温度需控制在 5060之间，实验室控制该温度的最佳方法是_。（2）中生成 Fe3O4的离子方程式是 _。（3）操作包含的方法有_。（4）检验纳米 Fe3O4中含有 +2 价铁元素的方法是_ 。（5）某同学依据上述“共沉淀法”的思路在实验室模拟制备纳米 Fe3O4: 制备时该同学选择 n(Fe3+)n(Fe 2+)小于 21，原因是_。经过多次

13、实验发现，当混合溶液中 n(Fe3+)n(Fe 2+)11 时，容易得到理想的纳米 Fe3O4。该实验室无 FeCl2溶液，现用 5mLFeCl3溶液制备 Fe3O4，配制 n(Fe3+)n(Fe 2+)11 混合溶液的方法是_ _（其它试剂和仪器自选）。【答案】 水浴加热 Fe2+2Fe3+8OH Fe3O4+4H 2O 过滤、洗涤 取少量样品于烧杯中，加入稀盐酸，加热溶解，过滤，取少量滤液于试管中，滴加酸性高锰酸钾溶液，若高锰酸钾溶液的颜色褪去，则说明样品中含+2 铁。（或滴加几滴 K3Fe(CN)6溶液，若有蓝色沉淀生成，则说明样品中含+2 铁） 制备过程中少量 Fe2+被氧化 取 2m

14、LFeCl3溶液于试管中，加入足量铁粉，振荡使其充分反应，过滤，在滤液中加入剩余的 3mLFeCl3溶液，即为 n(Fe3+)n(Fe 2+)=1:1 混合溶液来源:学科网【解析】（1）中的反应温度需控制在 5060之间，低于 100的温度控制通常用水浴加热法，故实于烧杯中，加入稀盐酸，加热溶解，过滤，取少量滤液于试管中，滴加酸性高锰酸钾溶液，若高锰酸钾溶液的颜色褪去，则说明样品中含+2 铁；或滴加几滴 K3Fe(CN)6溶液，若有蓝色沉淀生成，则说明样品中含+2 铁；（5）制备过程中少量 Fe2+被氧化，故制备时选择 n(Fe3+)n(Fe 2+)小于21；取 2mLFeCl3溶液于试管中，

15、加入足量铁粉，振荡使其充分反应，过滤，在滤液中加入剩余的 3mLFeCl3溶液，即为 n(Fe3+)n(Fe 2+)=1:1 混合溶液。4Fe 3+具有较强的氧化性，能氧化 SO2 。为验证该反应，用 1 mol L-1 FeCl3溶液与 SO2进行实验。（1）Fe 3+氧化 SO2的反应表示为 M。向黄色 FeCl3溶液中通入 SO2后，预期的实验现象是_（2）用如下图所示装置进行实验。将 A 装置加热，反应的化学方程式是 _A 中产生的气体通入 B 中后，溶液变为红色。为证明 B 中 Fe3+氧化了 SO2，进行如下两个实验方案的实验：I 取 B 中红色溶液，加入铁氰化钾溶液，有蓝色沉淀生

16、成，Fe 3+与 SO2发生氧化还原反应的离子方程式是_。II 取 B 中红色溶液，加入用盐酸酸化的 BaCl2溶液，有白色沉淀，证明 B 中 Fe3+氧化了 SO2。比较 I和 II 实验方案，哪个方案更好，理由是_。（3）已知：B 中溶液变红的反应： Fe3+6SO 2 Fe(SO2)63+（红色 ）K=1 表示为 N 证明该反应是可逆反应的实验操作是_。（4）向 1 mol L-1 FeCl3溶液通入足量 SO2，溶液很快变为红色；停止通入 SO2，静置；15 分钟后溶液逐渐变为黄色；60 分钟后变为浅绿色。说明 B 中既发生反应 M，也发生了反应 N。结合反应速率 和平衡移动原理解释溶

17、液很快变红，最终变浅绿的原因_。【答案】 黄色溶液逐渐转化为浅绿色 2Fe3+ + SO2 +2 H2O = 2Fe2+ + SO42- + 4H+ 采用铁氰化钾检验二价铁更好，如果是检验硫酸根的话，存在空气中氧气氧化溶液中+4 价硫的干扰 取红色溶液，加入过量的 NaOH 溶液，充分混合，静置，上层清液为无色，证明反应 N 是可逆反应 反应 M 和反应 N 相比，反应 N 的反应速率更快，所以先观察到红 色，反应 M 的反应速率慢，但是限度更大，在反应 N 达平衡后，反应 M 建立平衡过程中，不断消耗 Fe3+ 和 SO2是使反应 N 平衡左移，最终溶液呈现浅绿色【解析】(1) FeCl 3

18、溶液呈黄色，被 SO2还原后生成 Fe2+，所以溶液的颜色由黄色逐渐变浅绿色；(2)根据实验的要求，在 A 装置中产生的 SO2通入 B 中与 FeCl3溶液反应，所以 A 中试管内是浓硫酸被空气氧化为硫酸，在加入 BaCl2溶液后，即可生成白色沉淀，因此有白色沉淀生成不能确定是Fe3+氧化了 SO2，所以采用 I 方案更好，因为铁氰化钾检验二价铁，可排除空气中氧气氧化溶液中+4 价硫生成 SO42-的干扰；来源:学&科&网(4)根据题目的叙述可推出，反应 N 的速率比反应 M 更快，所以先观察到溶液变红色；但停止通入SO2，静置 15 分钟后溶液逐渐变为黄色，说明反应 N 向左进行了，即反应 N 是可逆的，更重要的是说明反应 M 进行的程度很大，Fe 3+不断氧化 SO2，使 Fe3+和 SO2的浓度减小，导致反应 N 的平衡不断向左移动，最终 Fe3+被 SO2还原为 Fe2+使溶液呈浅绿色。来源:学科网点睛：本题一定要全面阅读题目的叙述，特别是第 3、4 两问，然后分析其中的时间含义，“很快、15 分钟、60 分钟”，说明两个反应进行的有快慢之分，经过思考就能正确解答。学/科.网