高三年级化学一轮复习同步专题训练 铁盐与亚铁盐.docx

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高三年级化学一轮复习同步专题训练铁盐与亚铁盐

2019年高三年级化学一轮复习同步专题训练

铁盐与亚铁盐

学校:

___________姓名：

___________班级：

___________考号：

___________

一、实验题

1．实验室用绿矾（FeSO4·7H2O）为原料制备补血剂甘氨酸亚铁[（H2NCH2COO）2Fe]，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0.10mol FeSO4的绿矾溶液。

II.制备FeCO3:

 向配制好的绿矾溶液中，缓慢加入200mL 1.1mol/LNH4HCO3溶液，边加边搅拌，反应结束后过滤并洗涤沉淀。

III.制备（H2NCH2COO）2Fe:

 实验装置如下图（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，为防止FeSO4被氧化变质，应加入的试剂为____ （写化学式）。

（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_________。

②装置A 中所盛放的药品是_______（填序号）。

a.Na2CO3 和稀H2SO4b.CaCO3 和稀H2SO4c.CaCO3 和稀盐酸

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_____。

二、综合题

2．以硫铁矿（主要成分为FeS2）为原料制备氯化铁晶体（FeCl3·6H2O）的工艺流程如下：

完成下列填空：

（1）焙烧产生的SO2可以继续制备硫酸，其中的反应之一为：

2SO2+O2

2SO3+Q（Q>0），该反应的平衡常数表达式为K=___________；欲使K值增大，可采取的措施是______________。

若经一段时间后SO3的浓度增加了4mol/L，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.4mol/（L∙s），则这段时间为_______（选填编号）。

a．1sb．5sc．10sd．50s

（2）硫铁矿焙烧后的烧渣中含有Fe2O3、Fe3O4等。

酸溶后溶液中主要存在的阳离子有______________，不能用硫酸代替盐酸的原因是____________________________。

（3）通入氯气时，主要反应的离子方程式为________________________。

从氧化后的溶液中得到氯化铁晶体的实验步骤为_______________、_______________、过滤洗涤。

（4）酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，请从水解平衡移动原理解释原因_________________________________________________________________________。

3．用混有硫酸亚铁和硫酸镁等杂质的锰矿（含MnO2、MnCO3）生产硫酸锰，实验室模拟生产过程如下:

（完全沉淀离子的pH值:

Fe3+为3.5，Fe2+为9.5，Mn2+为10.8，Mg2+为11.6）

（1）酸浸中加入的酸是________（填化学式，下同），提高酸浸速率的方法是____（任写一种），从经济效益考虑,物料A可能是___________。

（2）反应器中发生氧化还原反应的离子方程式是___________________。

（3）硫酸锰和硫酸镁的溶解度曲线如图所示:

①操作I为:

在_____℃下蒸发结晶、趁热过滤。

其趁热过滤目的是__________；

②为了得到更纯净的一水合硫酸锰，需将晶体置于过滤器中，用_____进行洗涤（本空格从以下选择）

a.蒸馏水b.稀硫酸c.饱和硫酸锰溶液d.氢氧化钠溶液

（4）MnSO4·H2O在1150℃高温下易分解，产物是Mn304、含硫化合物、水，在该条件下硫酸锰晶体分解反应的化学方程式是___________________。

4．纳米氧化钴在半导体和微电子行业应用广泛，某些金属废料中含有Co元素，从废料（含Co3O4、Al2O3、Li2O、Fe2O3等物质）中制备高纯度的纳米级钴的氧化物，流程如下

已知:

①LiF难溶于水，Li2CO3微溶于水；

②钴元素常见的化合价为+2和+3；

③部分金属离子形成氢氧化物沉淀的pH见下表。

Fe3+

Co2+

Co3+

Al3+

pH（开始沉淀）

1.9

7.15

-0.23

3.4

pH（完全沉淀）

3.2

9.15

1.09

4.7

（1）步骤Ⅰ中发生的离子反应方程式_______________；

（2）步骤II加浓盐酸的作用是_______________；

（3）步骤III中Na2CO3溶液的作用是调节溶液的pH,应使溶液的pH的取值范围为_______________；滤渣B的主要成分为_________________；

（4）简述如何检验滤液B中是否还有残留的Fe3+:

_______________；

（5）经过反复洗涤、干燥后称重，将质量为3.66gCoC2O4·2H2O进行灼烧，残留固体质量如图所示。

210℃~290℃时若生成两种气体，则发生反应的化学方程式为_______________，400℃~500℃所得固体的化学式为_______________；

5．钛矿工业中的酸性废水富含Ti、Fe等元素，其综合利用如下：

已知：

TiO2+易水解，只能存在于强酸性溶液中。

（1）TiO2+钛的化合价为________

（2）步骤I中检验钛矿废水中加入铁屑是否足量的试剂是________。

（3）步骤Ⅲ中发生反应的离子方程式为______________；反应温度一般需控制在35℃以下，其目的是___________________。

（4）已知Ksp[Fe（OH）2]=8×10-16。

步骤Ⅲ中，FeCO3达到溶解平衡时，若室温下测得溶液的pH为8.5，c（Fe2+）=1×10-6mol/L。

试判断所得的FeCO3中____（填“有”或“没有”）Fe（OH）2；步骤Ⅳ中，为了得到较为纯净的Fe2O3，除了适当的温度外，还需要采取的措施是____。

（5）向“富含TiO2+溶液”中加入Na2CO3粉末得到固体TiO2·nH2O。

请结合原理和化学用语解释其原因___________。

6．硫酸铝在造纸、水净化、土壤改良中有着广泛的应用，同时还是泡沫灭火器中的试剂。

某化工厂利用含铝废料（成分为A12O3，SiO2及少量FeO·xFe2O3）制备硫酸铝晶体的工艺流程如下图所示，回答相关问题。

又知生成氢氧化物沉淀的pH如下表：

Al（OH）3

Fe（OH）2

Fe（OH）3

开始沉淀时

3.6

6.3

2.3

完全沉淀时

4.9

8.3

3.2

（1）料渣I的成分是__，操作X的内容是__、洗涤、干燥等。

（2）试剂B最好是__，a的范围是__，由表中数据求出Ksp[Fe（OH）3]<_____（设沉淀完全时金属离子浓度小于1×10-5mol/L）。

（3）试剂A是一种液态绿色氧化剂，料液Ⅰ中反应的离子方程式_______

（4）泡沫灭火器容器构造分为内外两层，内层是玻璃容器、外层是钢筒。

则硫酸铝溶液应盛放在______容器中，泡沫灭火器中另一种试剂是小苏打溶液而不是苏打溶液的原因是____.

（5）请设计一种简单的方案，用于确定所制得的晶体组成是否与理论上的组成[Al2（SO4）3·18H2O]相同（写出主要操作过程即可）:

_________________

7．莫尔盐[（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O]（浅绿色）常用作化学试剂、医药以及用于冶金、电镀等。

某课题组通过实验来探究莫尔盐晶体加热时的分解产物，回答下列问题：

（1）甲同学提出猜想；分解产物可能是N2、Fe2O3、SO3、H2O四种物质。

你是否同意并说明理由___________________________。

（2）乙同学设计了如图装置：

①其中A装置中的固体变为红棕色，则固体产物中含有_________________；C装置中红色褪去，说明气体产物中含有_______________________。

②为验证A中残留物是否含有FeO，需要选的试剂有__________。

A.KSCN溶液B.浓盐酸C.KMnO4溶液D.稀硫酸

（3）丙同学想利用乙同学的装置证明分解产物中含有氨气，只需更换B、C中的试剂即可，则更换后的试剂B为______________，C为________________。

（4）丁同学认为莫尔盐晶体分解的气体产物中含有SO3（g）、SO2（g）及N2。

为了进行验证，丁同学选用乙同学的A装置和下图装置组装后进行实验。

①丁同学的实验中，装置依次连接的合理顺序为A、________。

②装置F中，足量盐酸的作用是____________________。

8．

（一）某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。

回答下列问题：

（1）分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1mol/L的溶液。

在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是__________________________。

（2）甲组同学取2mLFeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2+氧化。

FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为_______________。

（3）乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入0．5mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是_____________。

（二）铝土矿（主要成分为Al2O3，还含有SiO2、Fe2O3）是工业上制备氧化铝的主要原料．工业上提取氧化铝的工艺流程如下：

（1）沉淀A的成分是（填化学式）_________。

（2）步骤②中加入过量NaOH溶液发生反应的离子方程式，除了H++OH﹣=H2O还有：

_____________________________、________________________________；

（3）步骤③中通入过量CO2气体的离子方程式有______________________。

9．《我在故宫修文物》展示了专家精湛的技艺和对传统文化的热爱与坚守，也令人体会到化学方法在文物保护中的巨大作用。

某博物馆修复出土铁器的过程如下。

（1）检测锈蚀产物

主要成分的化学式

Fe3O4

Fe2O3·H2O

FeO（OH）

FeOCl

铁器在具有O2、________等环境中容易被腐蚀。

（2）分析腐蚀原理：

一般认为，铁经过了如下腐蚀循环。

Ⅰ.Fe转化为Fe2+。

Ⅱ.Fe2+在自然环境中形成FeO（OH），该物质中铁元素的化合价为_______。

Ⅲ.FeO（OH）和Fe2+反应形成致密的Fe3O4保护层，Fe2+的作用是_______。

a.氧化剂b.还原剂c.既不是氧化剂也不是还原剂

Ⅳ.Fe3O4保护层被氧化为FeO（OH），如此往复腐蚀。

（将反应补充完整）___________

（3）研究发现，Cl-对铁的腐蚀会造成严重影响。

化学修复：

脱氯、还原，形成Fe3O4保护层，方法如下：

将铁器浸没在盛有0.5mol/LNa2SO3、0.5mol/LNaOH溶液的容器中，缓慢加热至60～90℃。

一段时间，取出器物，用NaOH溶液洗涤至无Cl-。

①检测洗涤液中Cl-的方法是________。

②脱氯反应：

FeOCl+OH-＝FeO（OH）+Cl-。

离子反应的本质是离子浓度的减小，比较FeOCl与FeO（OH）溶解度的大小：

________。

③Na2SO3还原FeO（OH）形成Fe3O4的离子方程式是________。

10．利用钛白工业的副产品FeSO4[杂质仅为少量[Fe2（SO4）3]可以生产电池级高纯超微细草酸亚铁。

其工艺流程如下：

（1）用离子方程式表示“除杂”的原理：

__。

（2）“沉淀”过程控制反应温度为40℃，温度不宜过高的原因是__。

（3）实验室测定副产品FeSO4杂质仅为少量[Fe2（SO4）3]+Fe2（SO4）3含量的步骤如下：

步骤1：

将适量副产品配成水溶液，向其中加入2mol•L-1BaCl2溶液使SO42-沉淀完全，过滤。

步骤2:

将步骤1所得沉淀洗涤，烘干至恒重，称得其质量为11.65g。

步骤3:

用0.2000mol•L-1KMnO4溶液与步骤1所得滤液作用，恰好完全反应时消耗其体积为20.00mL。

（该步骤中反应的方程式为：

5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O）

①步骤1中证明SO42-沉淀完全的操作为__。

②欲配制0.2000mol•L-1KMnO450mL，若定容时俯视，则所配KMnO4溶液浓度会__。

（填“偏大”、“偏小”、“不变”）

③该副产品中所含杂质Fe2（SO4）3的物质的量为__。

参考答案

1．FeFe2++2HCO3-=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，停止加水一段时间后，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cD中澄清石灰水变浑浊防止二价铁被氧化b85%

2．K降温bFe2+、Fe3+、H+（H+不写不扣分）会引入SO42-离子，影响产品的纯度2Fe2++Cl2→2Fe3++2Cl-蒸发浓缩冷却结晶Fe3++3H2O⇌Fe（OH）3+3H+，盐酸过量，使[H+]增大，平衡朝逆向移动，抑制Fe3+的水解，增大了氯化铁晶体的产量

3．H2SO4粉碎、搅拌等MnCO3等MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O60防止MgSO4结晶析出，提高MnSO4的产率c3MnSO4·H2O

Mn3O4+SO2↑+2SO3↑+3H2O↑

4．Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O溶解Li2O、Fe2O3、并将Co3O4转化为Co2+，防止在后续除杂中将Co3+沉淀而造成损失3.2≤pH＜7.15LiF、Fe（OH）3取少量滤液B于试管中，向其中滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红，若变红，则有Fe3+，反之则无Fe3+CoC2O4

CoO+CO↑+CO2↑Co3O4

5．+4KSCN溶液Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+H2O+CO2↑防止NH4HCO3受热分解（或抑制Fe2+的水解）没有向容器中补充足量空气（或氧气）TiO2++（n+1）H2O

TiO2·nH2O+2H+，加入Na2CO3，消耗H+，使水解平衡向正方向移动

6．SiO2蒸发浓缩、冷却结晶、过滤Al2O3或Al（OH）33.6>a

3.21×10-37.42Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O玻璃消耗等量的硫酸铝时，小苏打生成的CO2量是苏打生成的CO2量的2倍准确称量一定量晶体，溶于水后再加入足量BaCl2溶液，过滤、洗涤、干燥后称量所得固体的质量

7．否；这四种产物的生成只有化合价的升没有化合价降Fe2O3SO2CD碱石灰红色石蕊溶液HFDEG增加溶液的酸度，减少SO2的溶解

8．防止

被氧化

隔绝空气（排除氧气对实验的影响）SiO2Fe3++3OH﹣=Fe（OH）3↓Al3++4OH﹣=AlO2﹣+2H2OCO2+OH-=HCO3-AlO2﹣+CO2+2H2O=HCO3-+Al（OH）3↓

9．H2O（潮湿）+3c4Fe3O4+O2+6H2O＝12FeO（OH）取少量洗涤液于试管中，加入稀硝酸和硝酸银的混合液，若无白色沉淀产生说明无Cl-S（FeOCl）＞S[FeO（OH）]SO32-+6FeO（OH）＝SO42-+2Fe3O4+3H2O

10．Fe＋2Fe3+＝3Fe2+NH3•H2O受热易分解，挥发出NH3静置，在上层清液中继续滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则SO42－沉淀完全，反之，SO42－未沉淀完全偏大0.01mol