2026广西专版新教材化学高考第一轮同步基础练--热点专项练2　高考常考的铁及其化合物（答案）

热点专项练2　高考常考的铁及其化合物
1.(2024上海浦东模拟)下列实验操作对应的现象和结论都正确的是(　　)
选项 实验操作 现象 结论
A 向食品脱氧剂样品(含还原铁粉)中加入稀硫酸后滴加酸性KMnO4溶液 紫红色褪去 食品脱氧剂样品中含Fe2+
B 向FeSO4溶液中滴入KSCN溶液再滴加H2O2溶液 加入H2O2溶液后溶液变成红色 Fe2+既有氧化性又有还原性
C 向FeCl3溶液中加入铜片 溶液变蓝 金属铁比铜活泼
D 向FeCl3溶液中加入KI溶液后滴加几滴淀粉溶液 溶液变为蓝色 氧化性:Fe3+>I2
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.(2024广西模拟预测)实验小组用过量FeCl3溶液处理覆铜板得到浸出液,并对其中的物质进行回收,流程如下。下列有关说法正确的是(　　)
A.浸出液呈中性
B.滤渣只有铜粉
C.用KSCN溶液检验是否“氧化”完全
D.溶液a回收后可用于处理覆铜板
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-2Fe+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.(2024福建南平三模)南平市的铅锌矿储量丰富。通过以下工艺流程,综合利用冶炼铅锌矿过程中产生的废液[主要含H2SO4和As(Ⅲ)等]和窑渣(主要含FeS、CuS、CuFeS2、Fe2O3、SiO2等)。
已知:CuS、CuFeS2不溶于稀硫酸,在有O2存在下可与稀硫酸反应。下列说法错误的是(　　)
A.“氧化”时,H2O2使As(Ⅲ)转化成As(Ⅴ)
B.“浸出”时,增大液固比可提高废酸中H+的去除率
C.“浸出”与“沉砷”时,O2氧化的元素不同
D.“水解”时,加Fe2O3的作用是调节溶液的pH,使Fe3+沉淀
7.(2024安徽亳州模拟)以黄铁矿(主要成分是FeS2,含少量Al2O3、SiO2和Fe3O4)为原料得到绿矾(FeSO4·7H2O),然后制备铁黄并测定其纯度。
Ⅰ.制备铁黄流程如下:
已知:“还原”时,Fe3+能将FeS2中的硫元素氧化为+6价。
回答下列问题。
(1)Fe2+的价层电子的轨道表示式为　　　　　;Fe3+比Fe2+稳定,原因是　 　　　　　　　　　　。
(2)“焙烧”过程中发生反应的化学方程式为 　　　　　　　　　　。
(3)“还原”过程中涉及的离子方程式为 　　　　　　　　　　。
(4)流程中“”环节的目的是除去　　　　,“结晶”步骤的具体操作为　 　　　　　　　　　　。
Ⅱ.测定铁黄纯度流程如下:
已知:Fe3++3C2Fe(C2O4(配合离子),Fe(C2O4不与稀碱液反应。
(5)若实验时加入了x mol的H2SO4,消耗y mol NaOH,设铁黄的摩尔质量为M g·mol-1,则铁黄样品纯度为　　　(用含w、x、y、M的代数式表示)。
(6)测定时,若滴入Na2C2O4溶液不足量,使实验结果　　　　(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
参考答案
热点专项练2　高考常考的铁及其化合物
1.D　解析 向食品脱氧剂样品(含还原铁粉)中加入硫酸后,铁粉会与硫酸反应生成硫酸亚铁,酸性KMnO4溶液为强氧化剂,会氧化亚铁离子,则滴加酸性KMnO4溶液,紫红色褪去,不能说明食品脱氧剂样品中含Fe2+,A项错误;向FeSO4溶液中滴入KSCN溶液,无明显现象,再滴加H2O2溶液,H2O2会将亚铁离子氧化为铁离子,则加入H2O2后溶液变成红色,说明Fe2+有还原性,B项错误;向FeCl3溶液中加入铜片会发生反应2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2,看到溶液变蓝,得到结论为FeCl3的氧化性强于CuCl2的,C项错误;向FeCl3溶液中加入KI溶液后滴加几滴淀粉溶液,FeCl3溶液会与KI溶液反应生成FeCl2和I2,则溶液变为蓝色,则氧化性:Fe3+>I2,D项正确。
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.D　解析 从腐蚀废液(主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2)中进行物质回收,由流程可知,先加入过量的Fe,与氯化铁、氯化铜反应生成氯化亚铁、铜,滤渣中含Fe、Cu,加氯气氧化FeCl2产生FeCl3。腐蚀废液含有Fe3+、Cu2+、Fe2+,水解使得溶液呈酸性,A项错误;据分析可知,滤渣中含Fe、Cu,B项错误;氯气氧化FeCl2产生FeCl3,因为FeCl3为产物,只要反应开始就能使KSCN溶液变红,无法检验是否“氧化”完全,C项错误;溶液a为FeCl3,可用于处理覆铜板,D项正确。
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-2Fe+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,Fe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.B　解析 废液中加H2O2使As(Ⅲ)转化成As(Ⅴ),窑渣(主要含FeS、CuS、CuFeS2、Fe2O3、SiO2等)加氧化后的废液,并通入氧气,将金属化合物转化为Fe3+、Cu2+,SiO2不溶于硫酸过滤除去,滤液中继续通入氧气将砷转化为FeAsO4·2H2O沉淀,过滤后,滤液中加足量铁粉置换出Cu,同时Fe3+被还原为亚铁离子,再过滤出铜,滤液中通氧气将铁氧化为三价铁,调节pH使铁转化为氢氧化铁,再经灼烧得到氧化铁。“氧化”时,H2O2将废液[主要含H2SO4和As(Ⅲ)等]中的As(Ⅲ)转化成As(Ⅴ),A项正确;“浸出”时,增大液固比即废酸的投入量增加,则废酸中H+的去除率应降低,B项错误;因CuS、CuFeS2不溶于稀硫酸,在有O2存在下可与稀硫酸反应,故“浸出”时通入O2氧化的元素主要为S,“沉砷”时O2主要是将Fe2+氧化为Fe3+,从而生成FeAsO4·2H2O沉淀,C项正确;“水解”时,加Fe2O3的作用是消耗Fe3+水解产生的H+(调节溶液的pH),促进水解平衡正向移动,有利于使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀且不引入新的杂质,D项正确。
7.答案 (1)　Fe3+的外围电子排布式为3d5,半充满,能量低,比较稳定
(2)4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
(3)FeS2+14Fe3++8H2O15Fe2++2S+16H+
(4)Al3+　蒸发浓缩,冷却结晶,过滤(洗涤,干燥)
(5)×100%
(6)偏小
解析 根据题目所给示意图,黄铁矿进行焙烧,二硫化亚铁中的S元素经过焙烧生成二氧化硫,Fe元素转变为三氧化二铁,烧渣进行酸溶,氧化铁和氧化铝均被溶解,SiO2不溶于硫酸,再加入FeS2,发生氧化还原反应,Fe3+能将FeS2中的硫元素氧化为+6价,过滤除去二氧化硅和过量的FeS2,得到含有硫酸亚铁和硫酸铝的滤液,使硫酸亚铁结晶,过滤,加入水溶解,再加入一定量氨水、空气制备铁黄晶体。
(1)铁为元素周期表第四周期第Ⅷ族,其价层电子的轨道表示式为,三价铁离子比二价亚铁离子多失去一个电子,其价层电子轨道排布式为3d5,导致价层电子轨道呈半充满状态,比较稳定。
(2)根据分析,焙烧过程中二硫化亚铁中的S元素被氧化为二氧化硫,其反应方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2。
(3)根据题目已知条件,FeS2被三价铁离子氧化为+6价,离子方程式为FeS2+14Fe3++8H2O15Fe2++2S+16H+。
(4)根据分析,第一次过滤后得到的滤液中含有硫酸亚铁和硫酸铝,则结晶是为了除去Al3+,具体操作为蒸发浓缩,冷却结晶,过滤(洗涤,干燥)。
(5)铁黄与硫酸的反应方程式为2FeOOH+3H2SO4Fe2(SO4)3+4H2O,通过氢氧化钠标准溶液与剩余的硫酸滴定,反应方程式为H2SO4+2NaOHNa2SO4+2H2O,则与铁黄反应消耗的硫酸的物质的量为(x-) mol,故消耗铁黄的物质的量为 mol,则可以计算铁黄样品的纯度为×100%。
(6)若草酸钠溶液不过量,则不能完全使Fe3+转化为Fe(C2O4,则没有反应的三价铁会与氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀,使实验结果偏小。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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