高考化学一轮复习（第二辑）考点29 铁的冶炼及含铁化合物之间的转化（含解析）.doc

考点29 铁的冶炼及含铁化合物之间的转化聚焦与凝萃1以fe2+、fe3+的相互转化为例，理解变价金属元素的氧化还原反应；2能鉴别溶液中的fe2+、fe3+。解读与打通常规考点1fe2+和fe3+的转化fe2+既有氧化性，又有还原性，以还原性为主。遇强氧化剂如：cl2、br2、酸性kmno4时会被氧化生成fe3+。2fe2+cl2 = 2fe3+2cl-5fe2+mno8h+ = 5fe3+mn2+4h2o4fe2+o24h+ = 4fe3+2h2o（fe2空气中易被氧化，配制其溶液加铁粉或铁钉，防止被氧化）fe3+只有氧化性，遇还原剂如：fe、cu时会被还原生成fe2+。2fe3+fe= 3fe2+2fe3+cu= 2fe2+cu2+2fe3+2i- = 2fe2+i22鉴别fe2、fe3的常用方法物理方法：观察溶液颜色，含fe2+的盐溶液呈浅绿色，含fe3+的盐溶液呈棕黄色。化学方法：滴加naoh溶液：若出现如下现象：白色沉淀灰绿色红褐色沉淀，说明溶液中含fe2+。若出现如下现象：红褐色沉淀，说明溶液中含fe3+。滴加kscn溶液：若出现如下现象：加入kscn溶液无明显现象，再滴入氯水变成红色溶液，说明溶液中含fe2+。若出现如下现象：加入kscn溶液，溶液变为红色，说明溶液中含fe3+。滴加kmno4溶液：分别加入少量kmno4溶液，振荡，能使kmno4溶液褪色的是fe2+的溶液，不褪色的是fe3+的溶液。隐性考点有关fe2、fe3的性质及之间的转化经常应用在以下几个方面（1）氧化性、还原性关系比较氧化性：cl2br2fe3i2s还原性：clbrfe2i4时，fe3即可形成fe(oh)3沉淀。欲除去某溶液中含有的fe2杂质时，一般先向该溶液中加入氧化剂(如h2o2)，使fe2被氧化为fe3，然后通过加碱液调节ph，使fe3转化为fe(oh)3沉淀除去。融合与应用例1下列能通过化合反应制取的物质是 ()fe(oh)3fecl2 fe(no3)2 fei2 a b c d 答案：d例2某厂的酸性工业废水中含有一定量的fe3、cu2、au3等离子。有人设计了图中的工艺流程，利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。填写下面空白： （1）图中标号处需加入的相应物质分别是 、 、 、 、 ； （2）写出处发生反应的离子方程式 ， 写出处发生反应的化学方程式 ； （3）铁红的化学式为_；分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途：铁红_；氧化铜_。解析：首先分离出的应是铁元素，所加最佳试剂应是铁屑，e溶液含fe2，铁红成分为fe2o3，可联想到高中重要反应2fe(oh)3 fe2o33h2o，试剂应为可溶性碱(naoh或氨水)；当加入过量铁粉后，所得a应为固体fe、cu、au的混合物，此时，只需加入稀硫酸(试剂)后过滤即得cu、au混合物b，再加入稀硝酸(试剂)可使cu、au得到分离，cu(no3)2加可溶性碱后加热得到cuo。 答案：（1）铁屑稀硫酸稀硝酸氢氧化钠氢氧化钠(合理即可) （2）fe2h=fe2h2，2fe3fe=3fe2，cu2fe=cufe2，2au33fe=2au3fe2 3cu8hno3(稀)=3cu(no3)22no4h2o （3）fe2o3用作红色涂料用作制造铜盐的原料扫描与矫正【正误判断】(正确的打“”，错误的打“”)（每个判断2分，共40分）（ ）1将fe(no3)2样品溶于稀h2so4后，滴加kscn溶液，观察溶液是否变红，可以检验fe(no3)2晶体是否已氧化变质(2014四川理综，4b)（ ）2浓氨水中滴加fecl3饱和溶液可制得fe(oh)3胶体(2014重庆理综，3a)（ ）31 mol fei2与足量氯气反应时转移的电子数为2na(2014大纲全国卷，7a)（ ）4水溶液中fe2、h、so、clo不能大量共存(2014广东理综，8b)（ ）5将fecl3饱和溶液滴入naoh溶液中可制备fe(oh)3胶体 （ ）6fecl2溶液蒸干灼烧后得到fecl2固体 （ ）7fe2o3是红棕色粉末，俗称铁红，常用作红色油漆和涂料。（ ）8电解alcl3、fecl3、cucl2的混合溶液时阴极上依次析出cu、fe、al (2011山东理综，12d) （ ）9钢铁吸氧腐蚀的正极反应：o2+2h2o+4e-=4oh-（2009北京高考，6c）（ ）10将0.1mol氯化铁溶于1l水中，所得溶液含有0.1na个fe3（2009广东，6d）（ ）11用磁铁矿炼铁的反应中，1 mol fe3o4被co还原成fe，转移9 mol电子（ ）12fecl3溶液能与cu反应，可用于蚀刻印刷电路(2012江苏理综，5b)（ ）13除去fecl2溶液中的fecl3杂质可以向溶液中加入铁粉，然后过滤（ ）14feo溶于稀hno3中的离子方程式为：3feo10hno=3fe3no5h2o（ ）15fecl2也可由化合反应生成，fe2fecl3=3fecl2（ ）16s2与fecl3溶液反应离子方程式为：s22fe3= 2fe2s（ ）17溴化亚铁溶液中通入过量cl2离子方程式为：2fe2+4br-+2cl2=2fe3+2br2+4cl-（ ）18fe与cl2反应生成fecl3，则与i2反应可生成fei3（ ）19存放亚铁盐溶液时要加入少量铁屑以防止fe2被氧化，同时滴入少量相应的酸溶液，以防止fe2水解（ ）20铁盐溶液存放时加入少量相应的酸以防止fe3水解实训与超越【7+1模式】一、单选（76分=42分）1【2012年江苏，7】下列物质的转化在给定条件下能实现的是 ()al2o3naalo2(aq)al(oh)3 sso3h2so4饱和nacl(aq)nahco3na2co3 fe2o3fecl3(aq)无水fecl3mgcl2(aq)mg(oh)2mgoab c d2在fecl3和cucl2的混合溶液中加入铁屑，反应结束后滤出固体物质，滤液中的阳离子可能是 ()只有fe2 fe2和fe3 fe2和cu2 cu2和fe3a b c d3把22.4 g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，如反应只收集到0.3 mol no2和0.2 mol no，下列说法正确的是()a反应后生成的盐只为fe(no3)3 b反应后生成的盐只为fe(no3)2c反应后生成的盐为fe(no3)3和fe(no3)2，其物质的量之比为13d反应后生成的盐为fe(no3)3和fe(no3)2，其物质的量之比为314部分氧化的fecu合金样品(氧化产物为fe2o3、cuo)共5.76 g，经如下处理：下列说法正确的是 ()a滤液a中的阳离子为fe2、fe3、h b样品中fe元素的质量为2.24 gc样品中cuo的质量为4.0 g dv896 ml5现有cuo和fe2o3组成的混合物ag，向其中加入2moll1的硫酸溶液50ml，恰好完全反应。若将ag该混合物在足量h2中加热，使其充分反应，冷却后剩余固体质量为 ()a1.6ag b(a1.6) g c(a3.2) g d1.6g6有一块铁的“氧化物”样品，用140ml5.0moll1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025molcl2，恰好使其中的fe2全部转变为fe3，则该样品可能的化学式为 ()afe2o3 bfe3o4 cfe4o5 dfe5o77向一定量的fe、feo、fe2o3、fe3o4的混合物中加入150ml4moll1的稀硝酸恰好使混合物完全溶解，放出2.24lno(标准状况)，往所得溶液中加入kscn溶液，无血红色出现。若用足量的h2在加热条件下还原相同质量的混合物，所得到的铁的物质的量为 ()a0.21mol b0.25mol c0.3mol d0.35mol二、填空（18分）8硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿的主要成分是znco3，并含少量的fe2o3、feco3、mgo、cao等，生产工艺流程示意如下：（1）将菱锌矿研磨成粉的目的是_。（2）完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式：fe(oh)2_=fe(oh)3cl（3）针铁矿(goethite)是以德国诗人歌德(goethe)名字命名的，组成元素是fe、o和h，化学式量为89，化学式是_。（4）根据下表数据，调节“滤液2”的ph时，理论上可选用的最大区间为_。mg(oh)2zn(oh)2mgco3caco3开始沉淀的ph10.46.4沉淀完全的ph12.48. 0开始溶解的ph10.5ksp5.610126.81062.8109（5）工业上从“滤液3”制取mgo过程中，合适的反应物是_(选填序号)。a大理石粉 b石灰乳 c纯碱溶液 d烧碱溶液（6）“滤液4”之后的操作依次为_、_、过滤、洗涤、干燥。（7）分析图中数据，菱锌矿粉中znco3的质量分数不低于_。考点二十九 含铁化合物之间的转化参考答案与解析扫描与历练【正误判断】题号正误解析1酸性条件下，no能将fe2氧化为fe3，无法检验2浓氨水与fecl3饱和溶液会生成fe(oh)3沉淀3足量氯气将fe2和i全部氧化，1 mol fei2应转移3na的电子4略5将fecl3饱和溶液滴入naoh溶液中，得到fe(oh)3沉淀而不是胶体。6fecl2易水解，在空气中蒸干灼烧产物为fe2o37略8.电解alcl3、fecl3、阴极上不能析出cu、fe。9钢铁吸氧腐蚀时，o2在正极获得电子10将0.1mol氯化铁溶于1l水中，由于 fe3水解，所得溶液含有少于0.1na。111 molfe3o4还原成fe，转移8（mol）电子。12略13.略14略15略16略17溴化亚铁溶液中通入过量cl2离子方程式为：2fe2+4br-+3cl2=2fe3+2br2+6cl-18fe与cl2反应生成fecl3，但是与i2反应可生成fei2.19略20略实训与超越【7+1模式】题号答案解 析1a中s与o2反应生成so2；不能得到so3；中fecl3(aq)中因fe3+水解；加热后将得到的是fe2o3；错；可实现物质转化；a正确。2a滤出固体物质可能为铜或铜、铁混合物，溶液中一定没有fe3，一定含有fe2，可能含有cu2。3c由于铁的物质的量为0.4 mol，所以在反应的过程中它失去的电子数应介于0.8 mol(此时只产生fe2)和1.2 mol(此时只产生fe3)之间，又产生0.3 mol no2和0.2 mol no，即反应过程中硝酸得到的电子物质的量为0.3 mol(54)0.2 mol(52)0.9 mol，所以对应的产物既有fe(no3)3又有fe(no3)2，设前者的物质的量为x，后者的物质的量为y，则由铁原子守恒可得xy0.4，由得失电子守恒得3x2y0.9 mol，解得x0.1 mol，y0.3 mol。4b根据题意，3.2 g滤渣一定是铜，而铜与fe3不共存，则a项错误；最后的3.2 g固体为fe2o3，其中fe元素的质量为2.24 g，b正确；样品中cu元素和o元素共5.76 g2.24 g3.52 g，则c项错误；2.24 g fe元素不可能全是单质，故生成的氢气的体积小于896 ml，d错误。5b金属氧化物与硫酸恰好完全反应，生成硫酸盐和水，n(h2so4)50103l2moll10.1mol。由氢、氧原子守恒知：h2so4h2o，生成n(h2o)0.1mol，n(o)0.1mol，m(o)1.6g，ag金属氧化物中金属质量为(a1.6)g。6d根据2fe2cl2=2fe32cl，可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中n(fe2)0.025mol20.05mol，根据电荷守恒得2n(fe2)3n(fe3)n(cl)，则n(fe3)0.2mol，故n(fe2)n(fe3)0.050.214，故该氧化物可表示为feo2fe2o3，即fe5o7。7b硝酸的物质的量为n=cv=4mol/l0.15l=0.6mol，放出标准状况下no气体2.24l，生成的一氧化氮的物质的量为n=0.1mol硝酸亚铁中的硝酸根的物质的量为0.6mol-0.1mol=0.5mol，根据n守恒fe（no3）22hno32no3- 0.25mol 0.5mol根据fe守恒fe（no3）2fe0.25mol 0.25mol 故b正确8（1）增大反应物接触面积或增大反应速度或使反应更充分（2）fe(oh)2cloh2o=fe(oh)3cl（3）feo(oh)(或其他合理答案)（4）8.0ph10.4(或其他合理答案)（5）b、d（6）蒸发浓缩冷却结晶(或其他合理