跟蹤檢測（七）鐵及其重要化合物1．下列離子方程式正確的是()A．鐵屑與稀硫酸反應：2Fe＋6H＋=2Fe3＋＋3H2↑B．FeCl3溶液腐蝕銅板：Fe3＋＋Cu=Fe2＋＋Cu2＋C．FeO與稀硝酸反應：FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2OD．Fe3O4與稀硝酸反應：3Fe3O4＋28H＋＋NOeq\o\al(－,3)=9Fe3＋＋NO↑＋14H2O解析：選DA項，應為Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑；B項，應為2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋；C項，應為3FeO＋10H＋＋NOeq\o\al(－,3)=3Fe3＋＋NO↑＋5H2O。2．為了驗證Fe3＋的性質，某化學興趣小組設計了如圖所示的一組實驗，其中實驗方案設計錯誤的是()A．④ B．③C．③④ D．①②③④⑤解析：選C③不反應，實驗方案及現(xiàn)象均錯誤；④檢驗的是Cl－，與Fe3＋的性質無關。3．將銅和氧化鐵的混合物溶于足量稀鹽酸，再向所得溶液中滴入2滴KSCN溶液后出現(xiàn)紅色。下列有關說法錯誤的是()A．容器中可能有固體殘渣B．所得溶液中存在Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋C．原固體中n(Fe2O3)>n(Cu)D．再加入銅后，溶液紅色逐漸褪去解析：選A將銅和氧化鐵的混合物溶于足量稀鹽酸中，發(fā)生反應Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O、2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2，向所得溶液中滴入2滴KSCN溶液后出現(xiàn)紅色，說明鐵離子過量，銅在溶液中一定全部溶解，容器中不可能有固體殘渣，A錯誤，B正確；根據(jù)化學方程式可得關系式Fe2O3～2Fe3＋～Cu，鐵離子過量，所以原固體中n(Fe2O3)>n(Cu)，C正確；再加入Cu和Fe3＋反應，溶液紅色褪去，D正確。4．檢驗用硫酸亞鐵制得的硫酸鐵中是否含有硫酸亞鐵，可選用的試劑是()A．NaOH B．KMnO4C．KSCN D．苯酚解析：選B加入NaOH，因含有Fe3＋，可生成紅褐色沉淀，不能檢驗是否含有Fe2＋，A錯誤；Fe2＋具有還原性，可與KMnO4發(fā)生氧化還原反應，KMnO4溶液褪色，可鑒別，B正確；Fe2＋與KSCN、苯酚不反應，不能鑒別，只能鑒別Fe3＋，C、D錯誤。5．為了探究鐵及其化合物的氧化性和還原性，某同學設計了如下實驗方案，其中符合實驗要求且完全正確的是()選項實驗操作實驗現(xiàn)象離子反應實驗結論A在氯化亞鐵溶液中通入氯氣淺綠色溶液變成棕黃色溶液2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－Fe2＋具有還原性B在氯化亞鐵溶液中加入鋅片淺綠色溶液變成無色溶液Fe2＋＋Zn=Fe＋Zn2＋Zn具有還原性C在氯化鐵溶液中加入鐵粉棕黃色溶液變成淺綠色溶液Fe3＋＋Fe=3Fe2＋鐵單質具有還原性D在氯化鐵溶液中加入銅粉藍色溶液變成棕黃色溶液2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋Fe3＋具有氧化性解析：選A氯氣能夠氧化Fe2＋(淺綠色)為Fe3＋(棕黃色)，A項正確；B項鋅置換出鐵，鋅逐漸溶解，溶液變?yōu)闊o色，且析出黑色固體鐵，實驗現(xiàn)象錯誤；C項離子方程式錯誤，正確的應為2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋；D項實驗現(xiàn)象應該是銅粉逐漸溶解，溶液由棕黃色變?yōu)樗{色。6．在Fe2(SO4)3溶液中，加入ag銅，完全溶解后，再加bg鐵，充分反應后得到cg殘余固體，且a>c，下列說法正確的是()A．殘余固體是銅和鐵B．最后得到的溶液中一定含有Cu2＋C．將殘余固體加入稀硫酸中，有氣泡產生D．最后得到的溶液中可能含有Fe3＋解析：選B因為a>c，說明bg鐵完全反應，溶液中含Cu2＋、Fe2＋，不含F(xiàn)e3＋，B正確。7．下列關于Fe3＋、Fe2＋性質實驗的說法錯誤的是()A．用如圖裝置可以制備Fe(OH)2B．配制FeCl3溶液時，先將氯化鐵晶體溶于較濃的鹽酸中，再加水稀釋到所需要的濃度C．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不變色，滴加氯水后溶液顯血紅色，此現(xiàn)象不能確定溶液中含有Fe2＋D．向FeCl2溶液中加入少量鐵粉是為了防止Fe2＋被氧化解析：選C反應開始時生成的H2進入B中，可排出其中的空氣，防止生成的Fe(OH)2被氧化，一段時間后關閉止水夾C，A中硫酸亞鐵進入B中可生成Fe(OH)2，A正確；FeCl3易水解，為防止水解配制溶液時先將氯化鐵晶體溶于較濃的鹽酸中，再加水稀釋到所需要的濃度，B正確；Fe3＋與鐵反應可生成Fe2＋，則向FeCl2溶液中加入少量鐵粉是為了防止Fe2＋被氧化，D正確。8．在檢驗用FeCl3溶液生產銅制印刷線路板后所得廢液成分的實驗中，下列根據(jù)實驗現(xiàn)象得出的結論不正確的是()A．向廢液中加入少量的葡萄糖溶液，無紅色沉淀產生，說明廢液中不含Cu2＋B．向廢液中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，產生白色沉淀，說明廢液中含有Cl－C．向廢液中加少量鐵粉，充分反應后無固體剩余，說明廢液中含有Fe3＋D．向廢液中滴加KSCN溶液，無現(xiàn)象，再加入氯水后溶液呈血紅色，說明廢液中含有Fe2＋解析：選A葡萄糖溶液與銅離子不反應，不能檢驗，A錯誤；向廢液中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，產生白色沉淀，白色沉淀為AgCl，說明廢液中含有Cl－，B正確；向廢液中加少量鐵粉，充分反應后無固體剩余，則發(fā)生Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，說明廢液中含有Fe3＋，不發(fā)生Fe與銅離子的反應，C正確；向廢液中滴加KSCN溶液，無現(xiàn)象，則溶液中不含F(xiàn)e3＋，再加入氯水后溶液呈血紅色，說明廢液中含有Fe2＋，D正確。9．下列離子的檢驗方法合理的是()A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈紅色，說明不含F(xiàn)e2＋B．向某溶液中滴加氯水，然后再加入KSCN溶液變紅色，說明原溶液中含有Fe2＋C．向某溶液中加入NaOH溶液，得紅褐色沉淀，說明溶液中含有Fe3＋D．向某溶液中加入NaOH溶液，得白色沉淀，又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色，說明該溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋解析：選CA項，加入KSCN溶液后呈紅色，說明含有Fe3＋，但不能說明是否含有Fe2＋。B項，滴加氯水后再加入KSCN溶液變紅色，說明所得的溶液中含F(xiàn)e3＋，而原溶液中是否含有Fe3＋、Fe2＋不能判斷。C項，加NaOH溶液得紅褐色沉淀，說明含有Fe3＋。D項，當溶液中含有Fe2＋和其他能與堿反應生成白色沉淀的離子時，同樣會出現(xiàn)上述現(xiàn)象，因為Fe(OH)2轉變成Fe(OH)3時，顏色很容易掩蓋其他的白色沉淀。10．實驗室用某冶金廠的廢渣(Fe2O3、Al2O3和少量FeS、SiO2等)制備聚鐵(堿式硫酸鐵的聚合物)[Fe(OH)(SO4)]n和高純度的Al2O3，過程如下：(1)寫出酸浸時廢渣中主要成分發(fā)生反應的一個離子方程式：____________________，過程①中FeS轉化為Fe3＋和硫單質，寫出此反應的離子方程式：________________。(2)將濾渣灼燒可得到純度較高的晶體，產生的氣體通入下列溶液中，溶液不會褪色的是____(填字母)。A．品紅溶液B．酸性KMnO4溶液C．紫色石蕊溶液D．溴水(3)加入K2CO3，溶液中Fe3＋、Al3＋的相對含量的變化如下圖所示，則x值的范圍為____________，控制溶液的溫度為70～80℃的目的是______________________。(4)過程③中若用NaOH代替氨水會造成鋁元素的損失，其原因是______________________(用離子方程式表示)。解析：(2)廢渣中的SiO2不能與酸反應，故濾渣中含有未溶解的SiO2和生成的S，故濾渣灼燒時生成SO2，能使品紅溶液褪色(體現(xiàn)SO2的漂白性)，也能使KMnO4溶液和溴水褪色(利用SO2的還原性)，但不能使紫色石蕊溶液褪色。(3)在流程圖中可知，調節(jié)pH＝x是為了使Fe3＋沉淀完全而不能使Al3＋沉淀，結合圖示可知控制pH范圍為2.5～3.5；溫度太低水解速率太慢，溫度太高Fe3＋容易水解得到Fe(OH)3膠體而不能形成聚鐵。(4)調節(jié)溶液的pH，過濾后的溶液中主要含有Al3＋，若加入NaOH，過量的NaOH能將Al(OH)3溶解得到NaAlO2，從而造成Al損失。答案：(1)Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O(或Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O)4FeS＋3O2＋12H＋=4Fe3＋＋4S＋6H2O(2)C(3)2.5～3.5溫度太低不利于水解，溫度過高難于生成聚鐵(4)Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O11．鐵及其化合物在日常生活中很常見。(1)氧化鐵是重要工業(yè)顏料，用廢鐵屑制備它的流程如下：①操作Ⅱ所包含的兩項主要基本操作是______________。上述流程中，F(xiàn)e(OH)2轉化成Fe(OH)3時的化學方程式為____________________________。②將FeCl2溶液高溫水解、氧化也可直接制得氧化鐵，請寫出反應的化學方程式：________________________________________________________________________。(2)有些同學認為用KMnO4溶液能進行綠礬(FeSO4·7H2O)產品中鐵元素含量的測定，反應的離子方程式為____________________________________，該滴定過程中是否還需要指示劑________(填“是”或“否”)。實驗步驟如下：a．考慮綠礬產品可能因為保存不當而被空氣中氧氣所氧化，所以事先取少量綠礬產品溶于水，滴加________溶液進行驗證；b．稱取2.850g綠礬產品，溶解，在250mL容量瓶中定容；c．量取25.00mL待測溶液于錐形瓶中；d．用硫酸酸化的0.01000mol·L－1KMnO4溶液滴定至終點，消耗KMnO4溶液體積的平均值為20.00mL。①實驗前，首先要精確配制一定物質的量濃度的KMnO4溶液250mL，配制時需要的儀器除天平、玻璃棒、燒杯、膠頭滴管外，還需______________。②某同學設計的下列滴定方式，最合理的是____(填字母)。③計算上述樣品中FeSO4·7H2O的質量分數(shù)為________。解析：(2)高錳酸鉀溶液具有強氧化性，將Fe2＋氧化為Fe3＋，自身被還原為Mn2＋，反應的離子方程式為5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O；高錳酸鉀為紫色，當?shù)味ǖ浇K點時，F(xiàn)e2＋被完全氧化，加入的最后一滴高錳酸鉀不反應，溶液變?yōu)闇\紫紅色，不需要另外加入指示劑。②用高錳酸鉀滴定試樣，酸性高錳酸鉀溶液具有強氧化性，應盛放在酸式滴定管中。③n(MnOeq\o\al(－,4))＝0.01000mol·L－1×0.02L＝2×10－4mol，由5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O可知，n(Fe2＋)＝5×2×10－4mol＝1×10－3mol，所以250mL溶液中含有n(Fe2＋)＝1×10－3mol×eq\f(250mL,25.00mL)＝1×10－2mol，則m(FeSO4·7H2O)＝278g·mol－1×1×10－2mol＝2.78g，樣品中FeSO4·7H2O的質量分數(shù)為eq\f(2.78g,2.850g)×100%＝97.5%。答案：(1)①過濾、洗滌4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3②4FeCl2＋4H2O＋O2eq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())2Fe2O3＋8HCl(2)5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O否KSCN①250mL容量瓶②b③97.5%12．綠礬被廣泛用于醫(yī)藥和工業(yè)領域，工業(yè)上兩種制備綠礬(FeSO4·7H2O)的流程如圖所示，根據(jù)題意回答下列問題：方法一：利用黃銅礦粉(主要成分為CuFeS2)制取綠礬(1)試劑a和試劑b分別是________________，操作1的名稱是________。(2)有一種細菌在有氧氣存在的稀硫酸中，可以將CuFeS2氧化成硫酸鹽，寫出該反應的化學方程式：________________________________________________。方法二：利用工業(yè)廢鐵屑制取綠礬(3)加入適量Na2CO3溶液的作用是____________。(4)操作Ⅰ需要用到的玻璃儀器名稱有_____________________________。(5)通過檢驗COeq\o\al(2－,3)來判斷操作Ⅰ是否洗滌干凈，檢驗的方法是_________________________________________________________________________________________。解析：(1)由流程圖可知濾渣2為Fe(OH)3，而目標產物為綠礬(FeSO4·7H2O)，所以試劑a為稀H2SO4，起溶解作用，b為鐵粉，起還原作用；由流程圖可知操作1為過濾，其作用為除去過量的鐵粉。(2)由題意可知，在細菌的作用下，氧氣氧化黃銅礦的反應方程式為4CuFeS2＋17O2＋2H2SO4=4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O。(3)COeq\o\al(2－,3)水解時使溶液呈堿性，可以除去油污。(4)因為操作Ⅰ為過濾與洗滌，所用的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗。答案：(1)稀H2SO4、鐵粉過濾(2)4CuFeS2＋17O2＋2H2SO4=4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O(3)除去油污(4)燒杯、玻璃棒、漏斗(5)取少量最后一次的洗滌液于試管中，滴加BaCl2溶液，若無白色沉淀生成，則已經洗滌干凈；若有白色沉淀生成，則未洗滌干凈13．(2018·東北三省四市一模)煉鋅廠的銅鎘廢渣中含有銅、鋅、鎘、鐵、砷等元素，其含量依次減少。對這些元素進行提取分離能減少環(huán)境污染，同時制得ZnSO4·7H2O實現(xiàn)資源的再利用。其流程圖如下。已知FeAsO4難溶于水；ZnSO4·7H2O易溶于水，難溶于酒精。金屬離子Fe3＋Zn2＋Mn2＋Cu2＋Cd2＋開始沉淀pH2.76.57.75.26.9沉淀完全pH3.28.09.86.49.4請回答下列問題：(1)提高浸出率可以采用的方法是(寫出