2020-2021精选备战高考化学易错题专题复习铁及其化合物推断题

1、2020-2021 精选备战高考化学易错题专题复习铁及其化合物推断题一、铁及其化合物1 钛（ Ti ）被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白（TiO 2 ）是目前使用最广泛的白色颜料。制备 TiO 2 和 Ti 的原料是钛铁矿，用含Fe2 O3 的钛铁矿（主要成分为FeTiO 3 ）制备TiO 2 的流程如下：（ 1）步骤加 Fe的目的是 _ ；步骤冷却的目的是_ 。（2）考虑成本和废物的综合利用等因素，水浸后的废液中应加入_处理。（3）由金红石（ TiO 2 ）制取单质钛（ Ti ）的过程为，其中反应 TiCl 4 2Mg800 C2MgCl 2 Ti 在氩气气氛中进行的理由是 _ 。【答案】将

2、 Fe3+ 还原为 Fe2+析出绿矾（ FeSO4 7H 2O ）生石灰（或碳酸钙、碱）高温下镁或钛与O 2 、 N 2 等反应【解析】【分析】根据钛铁矿中Fe2 O3 、 FeTiO 3 与浓硫酸反应的溶液中加入铁粉、过滤后，滤液冷却得到硫酸亚铁晶体推知，铁粉与铁离子发生反应得到亚铁离子。水浸后的溶液成酸性。【详解】( 1）分析题图可知，钛铁矿中的铁最终转化成副产品绿矾，所以要将+3 价 Fe转化为 +2 价Fe ；降低温度，减小了FeSO4 7H 2 O 的溶解度，有利于绿矶结晶析出。（2）水浸过程发生的离子反应为TiO 22H 2 OH 2TiO 32H ，废液呈酸性，所以处理水浸后的废

3、液应加入CaO 、 CaCO3 或碱。（3）由于 Ti 和 Mg 易与空气中的O 2 、 N 2 等反应，故该反应应在氩气气氛中进行。2 纳米 Fe3O4 在生物医学和催化剂载体等领域应用前景光明。其制备流程如下：已知：锌单质溶于强碱生成ZnO22- ； Zn（ OH） 2 既能溶于强酸又能溶于强碱。请回答下列问题：( l) 用 NaOH 溶液处理废旧锌铁皮的作用有_。ABCD钝化. 去除油污溶解镀锌层去除铁锈( 2) 步骤生成 Zn( OH) 2 沉淀的离子方程式为 _，用离子方程式结合文字说明该步骤pH不能过小的原因 _。调节 pH 的最佳方法是向溶液中通入_（填化学式）。( 3) 步骤反

4、应的离子方程式为_；为确保纳米Fe3O4 粒子的纯度，应调整原溶液中Fe2+与所加 H2O2 的物质的量之比为_。( 4) 步骤制得 Fe3O4 纳米粒子的过程，需要在无氧环境下进行，说明理由_ ；T业生产中可采取 _措施提供无氧环境。( 5) 步骤 _（填“能”或“不能”）用减压过滤（抽滤）得到纳米Fe3O4 粒子？理由是 _。【答案】ABZnO22-+2H+ Zn OH 2ZnO2 2-转化为ZnOH 2沉淀，但加=() 加入酸是为了使（）入酸不能过多，要防止发生Zn（ OH） 2+2H+ Zn2+2H2产量2O，降低 ZnOCO+2H2 O3: 1 防止+ 被氧化持续通入 N? 不能纳2

5、Fe2 +H2O2+2H =2Fe3Fe2 或 Fe（OH） 2米粒子太小，抽滤时容易透过滤纸【解析】【分析】根据流程图及已知信息分析得：废旧镀锌铁皮加入氢氧化钠溶液中反应，锌溶解生成偏锌酸钠和氢气，铁不溶解，过滤得到滤液A 为 Na2ZnO2，不溶物为 Fe，溶液 A 加稀硫酸使溶液中 ZnO22 - 转化为 Zn（ OH） 2 沉淀，再经过过滤、洗涤、干燥，灼烧得到ZnO，不溶物 Fe中加入稀盐酸，反应生成氯化亚铁，加入适量H2 2O ，氧化部分亚铁离子为铁离子，得到含2+3+Fe、 Fe 的 B 溶液，再加入 NaOH，并通入氮气排除氧气，加热分解，生成四氧化三铁胶体粒子，据此分析解答。

6、【详解】（ 1）氢氧化钠溶液有助于铁皮表面的油污水解除去，同时由题干信息知锌易溶于氢氧化钠溶液，故答案为： AB；（ 2）根据题给信息知，步骤为ZnO22 - 与酸反应生成 Zn（ OH） 2 的反应，离子方程式为：22-+2H+Zn OH 2ZnO22-转化为Zn（OH 2沉淀，但加入酸不能过ZnO=( ) ；加入酸是为了使）多，要防止发生Zn（ OH） 2+2H+ Zn2+2H2O，降低 ZnO 产量；所得溶液呈碱性，为了不引入新的杂质，调节pH 的最佳方法是向溶液中通入CO222-；故答案为： ZnO+2H+=Zn( OH) 2；加入酸是为了使ZnO22- 转化为 Zn（OH）2 沉淀，

7、但加入酸不能过多，要防止发生Zn（ OH） 2+2H+ Zn2+2H2O，降低 ZnO 产量； CO2；（3）根据上述分析步骤目的是用双氧水氧化亚铁离子，反应的离子方程式为+=2Fe3+2H2 O； Fe3O4粒子中 +2铁与 +3价铁物质的量之比为1: 2，设 Fe2+2Fe2+H2O2+2H物质的量为 x，则根据离子方程式分析所加H2O2 的物质的量为：21x，则应调整原溶x2=33液中Fe2+与所加H22x31，故答案为：O 的物质的量之比为x:= :3+=2Fe3+2H2 O； 3: 1；2Fe2+H2O2+2H4）防止Fe2+ 或Fe OH 2 被氧化，所以步骤制得Fe34（）O 纳

8、米粒子的过程，需要在无氧环境下进行；工业上通常通过持续通入N2提供无氧环境，故答案为：防止Fe2+ 或 Fe（OH）2 被氧化；持续通入N2；（5）根据加压抽滤的原理及纳米粒子半径大小分析，不能用抽滤的方法得到纳米Fe3O4 粒子，原因是纳米粒子太小，抽滤时容易透过滤纸，故答案为：不能；纳米粒子太小，抽滤时容易透过滤纸。3 某科研小组用镍触媒废料（主要成分为Ni-Al合金，混有少量Fe、 Cu、 Zn 及有机物）制备 NiO 并回收金属资源的流程如下所示：已知：相关数据如表1 和表 2 所示表 1 部分难溶电解质的溶度积常数（ 25）物质Ksp物质KspFe(OH)34.0 10 -38CuS

9、6.3 10 -34Fe(OH)21.8 10 -16ZnS1.6 10 -24Al(OH) 31.0 10 -33NiS3.2 10 -18Ni(OH) 22.0 10 -15表 2 原料价格表物质价格 / （元 ?吨 -1）漂液（含25.2%NaClO）450双氧水（含30%H2O2）2400烧碱（含 98%NaOH）2100纯碱（含99.5%Na2CO3）600请回答下列问题：（1）“焙烧”的目的是_ 。（ 2）“试剂 a”的名称为 _；选择该试剂的理由是 _。（ 3）“氧化”时反应的离子方程式为_ 。（4）欲使溶液中Fe3+和 A13+的浓度均小于等于1.0 10 -6 mol ?L

10、-1 ，需“调节pH”至少为_。（5）“试剂b”应选择 _ ，“加水煮沸”时，反应的化学方程式为_ 。（6）氢镍电池是一种应用广泛的二次电池，放电时，该电池的总反应为NiOOH+MH=Ni(OH)+M，当导线中流过2 mol 电子时，理论上负极质量减少_g。充2电时的阳极反应式为_ 。【答案】除去废料中的有机物；使部分金属单质转化为氧化物漂液节约成本，不影响后续操作2+-+3+-22332222Fe +ClO +2H =2 Fe+Cl +HO 5NaCONiCO+HONi(OH) +CO 2-=NiOOH +H2ONi(OH) 2+OH-e【解析】【分析】铁触媒废料焙烧，可以将部分金属单质转化

11、为金属氧化物以及使有机物燃烧而除去，焙烧后固体和硫酸反应生成硫酸盐；再将Fe2+氧化成 Fe3+，氧化剂选择漂液（因为漂液价格低廉，且不影响后续实验）。然后调节pH 使 Fe3+、 Al3+一起转化为氢氧化物沉淀而除去。滤液 1 中还有 Zn2+、 Cu2+以及 Ni2+，加入 NiS，可以除去 Zn2+、 Cu2+。滤液 2 中有镍离子，同样的道理，在沉淀 Ni2+的时候，选择碳酸钠，它的价格也是比较低，加入碳酸钠后得到碳酸镍；碳酸镍加水煮沸会转化成Ni（ OH） 2，最后 Ni（ OH） 2 灼烧分解，就可以得到氧化镍。【详解】（ 1）焙烧可以使部分金属单质变成金属氧化物，并且能够使有机物

12、燃烧并除去。所以“焙烧”的目的为：除去废料中的有机物；使部分金属单质转化为氧化物；（ 2）应选择氧化剂使亚铁离子氧化成铁离子，氧化剂包括了漂液和双氧水，但是双氧水的价格更贵，所以选择漂液；选择漂液的理由就是漂液成本更低，而且生成NaCl也不影响后续操作。3）漂液中含有NaClOFe2+氧化成Fe3+-被还原成-，反应的离子方程式为（，将， ClOCl2Fe2+ +ClO - +2H + =Cl - +2Fe3+ +H 2O ；（ 4） Fe（ OH） 3 和 Al （ OH） 3 类型相同， Fe(OH)3 的 Ksp 比 Al(OH)3 小，为了使它们完全沉淀，用 Al(OH)3 的 Ksp

13、 进行计算，-33Kw -14Ksp Al(OH) 3 =c(Al 3+ )c3 (OH -）=10 -33，c(OH - )= 3 10 -6 =10-9， pH=-lg()=-lg( 10 -9 )=5 ，则 pH 至少为 5；10c(OH )10（5）需要选择沉淀 Ni2+的沉淀剂， NaOH 的价格更贵，所以选择Na2CO3，根据题意，加入233， NiCO3 加水煮沸转化成Ni （ OH）2，加水煮沸的方程式Na CO 时，生成的滤渣2 为 NiCO为 NiCO3+H2O Ni （ OH） 2+CO2。（6）镍氢电池放电时负极的是MH ，在反应中MH 变成了 M ，失去质量为H 的质

14、量，负极-22mol，负极质量减少2g；充电时阳极发生氧化反应，化反应式为 MH-e+OH=M+HO，转移合价升高， Ni(OH)2变成 NiOOH，电极反应式为：2- -2Ni(OH) +OH -e =NiOOH +H O。【点睛】（2）中因为是工业流程，所以在选择原料的时候，不仅要考虑它会不会带来杂质，还需考虑经济成本，比如在此题中都选择了经济成本较低的原料。（4）计算 pH 的时候，氢氧化铁和氢氧化铝都可以计算，但是要完全沉淀，选择pH 较大的那个。4 现有金属单质A、 B、 C 和气体甲、乙、丙以及物质D、 E、F、G、 H，它们之间的相互转化关系如图所示 （ 图中有些反应的生成物和反

15、应的条件没有标出）。请根据以上信息完成下列各题：(1)写出下列物质的化学式：B_、丙 _ 。(2)写出黄绿色气体乙的一种用途_，反应过程可能观察到的实验现象是_。对应的化学方程式是_。(3)反应中的离子方程式是_。【答案】 AlHCl杀菌消毒、强氧化剂、漂白白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 4Fe(OH)2 +O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Al+2OH- +2H2O=2AlO2-+3H2【解析】【分析】金属 A 颜色反应为黄色证明A 为金属 Na， Na 与水反应生成气体甲为H2， D 为 NaOH；金属 B 和氢氧化钠溶液反应产生H2，说明 B 为金属Al，黄绿色气体乙为22Cl

16、 ，气体甲是H ，H 和 Cl 反应生成丙为 HCl， HCl 溶于水得到的物质E 为盐酸溶液，盐酸与金属C 反应产生22F 溶液是金属氯化物，该氯化物与Cl 还可以反应产生 G，G 与 NaOH 溶液反应生成红褐色2沉淀 H 为 Fe(OH)3，则 G 为32FeCl ，推断物质 F 为FeCl ；判断 C 为 Fe，以此解答该题。【详解】根据上述分析可知A 是 Na， B 是 Al， C 为Fe，气体甲是H2 ，气体乙是Cl2 ，气体丙是HCl；D 是NaOH， E 是盐酸，F 是FeCl2， G 是 FeCl3， H 是Fe(OH)3。(1)根据上述分析可知，物质B 是Al，丙是HCl；

17、(2)黄绿色气体乙是Cl2，该物质可以与水反应产生HCl 和HClO，HClO 具有强氧化性，可作氧化剂，氧化一些具有还原性的物质，也用于杀菌消毒或用于物质的漂白；(3)FeCl2 与 NaOH 溶液发生反应：FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2 +2NaCl， Fe(OH)2 具有还原性，容易被溶解在溶液中的氧气氧化，发生反应：4Fe(OH)2+O2 +2H2O=4Fe(OH)3，固体由白色迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，因此可观察到的实验现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色；(4)反应是 Al 与 NaOH 溶液发生反应产生22，反应的离子方程式为：2Al+2OH-NaAlO和

18、H22-2+2H O=2AlO +3H 。【点睛】本题是无机物推断，物质的颜色及转化关系中特殊反应是物质推断的突破口，再结合转化关系推断，需要学生熟练掌握元素化合物知识，试题培养了学生的分析能力及逻辑推理能力。5A、 B、 C、 D 均为中学化学中常见的物质，它们之间转化关系如图（部分产物和条件已略去） ,请回答下列问题：（ 1）若 A 为 CO2 气体， D 为 NaOH 溶液，则 B 的化学式为 _。（ 2）若 A 为 AlCl3 溶液， D 为 NaOH 溶液，则 C 的名称为 _。（3）若 A 和 D 均为非金属单质，D 为双原子分子，则由C 直接生成 A 的基本反应类型为_。（4）若

19、常温时 A 为气态氢化物， B 为淡黄色固体单质，则A 与 C 反应生成 B 的化学方程式为 _。（5）若 A 为黄绿色气体， D 为常见金属，则 A 与 C 溶液反应的离子方程式为_。下列试剂不能鉴别B 溶液与 C 溶液的是 _(填字母编号 )。a NaOH 溶液 b盐酸 c KSCN溶液 d酸性 KMnO4 溶液【答案】 NaHCO3偏铝酸钠分解反应 2H 2S SO2 =3S2H 2 O2Fe2Cl 2 =2Fe32Clb【解析】【分析】【详解】(1)若 A 为 CO 与过量的 D 即 NaOH 反应，生成碳酸氢钠；碳酸氢钠溶液与NaOH 反应可得2到碳酸钠溶液；碳酸钠溶液又可以与CO2

20、 反应生成碳酸氢钠；所以B 的化学式为 NaHCO3 ；(2)若 A 为 AlCl3，其与少量的NaOH 反应生成Al(OH)3 沉淀， Al(OH)3 继续与 NaOH 反应生成偏铝酸钠；偏铝酸钠溶液和氯化铝溶液又可以反应生成Al(OH)3 ；所以 C 的名称为偏铝酸钠；(3)若 A， D 均为非金属单质，且 D 为双原子分子，那么推测可能为性质较为活泼的O2 或Cl2， A 则可能为 P， S 或 N2 等；进而， B， C 为氧化物或氯化物，C 生成单质 A 的反应则一定为分解反应；(4)淡黄色的固体有过氧化钠，硫单质和溴化银；根据转化关系，推测B 为 S 单质；那么 A为 H2S，C

21、为 SO2 ，B 为氧气；所以相关的方程式为：2H 2S SO2 =3S 2H 2O ；(5)A 为黄绿色气体则为 Cl2，根据转化关系可知，该金属元素一定是变价元素，即Fe；那么232Cl ；B 为 FeCl ， C 为 FeCl ；所以 A 与 C 反应的离子方程式为： 2FeCl 2 =2Fe32a NaOH 与 Fe2+生成白色沉淀后，沉淀表面迅速变暗变绿最终变成红褐色，而与Fe3+直接生成红褐色沉淀，a 项可以；b盐酸与 Fe2+， Fe3+均无现象， b 项不可以；c KSCN溶液遇到 Fe3+会生成血红色物质，而与Fe2+无现象， c 项可以；d Fe2+具有还原性会使高锰酸钾溶

22、液褪色，Fe3+不会使高锰酸钾溶液褪色，d 项可以；答案选 b。6 明矾在日常生活中用途非常广泛。用废铝灰（含Al、Al2O3、 Fe、 Fe2 O3、 FeO 等）为原料制取明矾的工艺流程如下图。回答下列问题：已知： Fe3 开始沉淀到沉淀完全时溶液的pH 为 1.9 3.7。（ 1）明矾净水的原理是 _ （用离子方程式表示）。（2） “酸溶 ”时， Al2O3 溶解的化学方程式为_。（3） “氧化 ”时，发生反应的离子方程式为_。（ 4） “步骤 ”的目的是 _；“滤渣 2”经碱洗、水洗、干燥和煅烧，得到的产品的名称是_（填俗称）。（ 5） “步骤 ”包含的操作有 _ 、 _、过滤及干燥。

23、【答案】 Al3+3H2O?Al(OH)3(胶体 )+3H+Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O2Fe2+H2O2 +2H+ =2Fe3+2H2O 调节溶液 pH，使沉淀完全铁红 蒸发浓缩冷却结晶【解析】【分析】废铝灰 (含 Al、 Al2O3、 Fe、 Fe2O3、 FeO 等)加入足量稀硫酸进行酸浸溶解并过滤，得到含有Al3+、 Fe2+、 Fe3+、 SO42-的酸性滤液，滤渣1 为不与硫酸反应的杂质，向滤液中加入双氧水将滤液中的Fe2+氧化为 Fe3+，由于 Fe(OH)3 比 Al(OH)3 更难溶，向氧化后的滤液中加入Al(OH)3， Fe3+转化为更难溶的Fe(

24、OH)3 沉淀，过滤后得到含有Al3+、 SO42-的滤液，滤渣2 为Fe(OH)3，向滤液中加入 K2SO4 制得产品溶液，对溶液进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥最终得到产品硫酸铝钾的晶体，据此分析解答。【详解】(1)明矾是强酸弱碱盐，弱酸根离子 Al3+水解产生氢氧化铝胶体，能够吸附水中悬浮的物质形成沉淀而除去，从而达到达到净水的目的。其反应原理用方程式表示为：Al3+3H2O?Al(OH)3(胶体 )+3H+；(2) 酸“溶 ”时， Al2O3 和硫酸反应生成硫酸铝和水，化学方程式为Al2 O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O；(3) 氧“化 ”时，加入氧化剂过氧化氢，将滤

25、液中的 Fe2+氧化为 Fe3+，发生反应的离子方程式为 2Fe2+H2 O2+2H+=2Fe3+2H2O；(4) 步“骤 ”加入滤液中加入Al(OH) ，作用是调节溶液的pH 值，由于 Fe(OH)比 Al(OH)更333难溶，使 Fe3+完全转化为 Fe(OH)3沉淀而除去； “滤渣 2”的成分是3Fe(OH) ，煅烧时分解生成氧化铁，它是一种红棕色粉末，常用作颜料，俗名是铁红；(5) 步“骤 ”是从溶液中获得产品明矾，包含的操作有蒸发浓缩、冷却结晶、过滤及干燥。7 某工厂的废金属屑中主要成分为Cu Fe和AAl2 32 3、l ，此外还含有少量O和 Fe O ，为探索工业废料的再利用，某

26、化学兴趣小组设计了如下实验流程，用该工厂的合金废料制取氯化铝、绿矾晶体（FeSOCuSO45H2O）。47H2O）和胆矾晶体（请回答：（1）步骤中，发生的氧化还原反应的离子方程式为_，涉及到的分离操作是_。（2）试剂 X 是 _；溶液 D 是 _。（3）溶液 E 在空气中易被氧化，请设计一个简单的实验方案检验溶液E 是否被氧化 _。（4）在步骤时，若用大理石与浓盐酸制取CO2 并直接通入溶液A 中，一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少。为避免固体C 减少，可采取的改进措施是_。（5）工业上常用溶液E 制取净水剂Na2FeO4，流程如图：写出由 Fe(OH)324制取 Na FeO

27、的离子方程式 _。（已知 NaClO 还原为 NaCl）【答案】 2Al+2OH-22-2243溶+2H O=2AlO+3H 过滤 稀硫酸（或稀H SO ；或硫酸）NaHCO液（或碳酸氢钠溶液）取少量 E溶液于试管中，滴入几滴硫氰化钾溶液，若溶液变为血红色，则说明 E 溶液已被氧化，反之，则未被氧化在通入 CO2之前增加一个盛有饱和33-42-2ONaHCO 溶液的洗气瓶，除去HCl 气体 2Fe(OH) +3ClO +4OH =2FeO+3Cl +5H【解析】【分析】Cu、 Fe 和Al，少量Al2O3 和Fe2O3，氢氧化钠与Al、 Al2O3 反应，而Cu、 Fe 和Fe2O3 不反应，

28、过滤得到滤渣为Cu、 Fe 和 Fe2 O3，滤液为偏铝酸钠溶液和氢氧化钠溶液，向滤液中通入过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠溶液，过滤，向沉淀中加入盐酸生成氯化铝溶液，最终得到氯化铝固体；向滤渣为Cu、Fe 和 Fe2O3 中加入稀硫酸，生成硫酸亚铁，最终得到绿矾，过滤得到Cu， Cu 与氧气、硫酸反应得到硫酸铜。【详解】步骤 中，发生的氧化还原反应的是铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，其离子方222 3程式为 2Al+2OH2+3H不和氢氧化钠溶液反应，因此涉及+2H O=2AlO， Fe、Cu、 Fe O到的分离操作是过滤；故答案为：2Al+2OH+2H2O=2AlO2+3H2

29、；过滤。将 Fe、 Cu 中 Fe 溶于溶液中生成硫酸亚铁，因此试剂X 是硫酸；溶液A 为偏铝酸钠溶液，向溶液中通入过量二氧化碳，反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠溶液，因此D 是碳酸氢钠；故答案为：稀硫酸(或稀 H243溶液 (或碳酸氢钠溶液 )。SO；或硫酸 )； NaHCO溶液 E 在空气中易被氧化，亚铁离子被氧化生成铁离子，铁离子常用KSCN溶液来检验，因此简单的实验方案检验溶液E 是否被氧化的实验为取少量E 溶液于试管中，滴入几滴硫氰化钾溶液，若溶液变为血红色，则说明E溶液已被氧化，反之，则未被氧化；故答案为：取少量 E 溶液于试管中，滴入几滴硫氰化钾溶液，若溶液变为血红色，则说明E 溶

30、液已被氧化，反之，则未被氧化。在步骤 时，若用大理石与浓盐酸制取CO2 并直接通入溶液A 中，一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少，减少的主要原因是浓盐酸易挥发，挥发出的HCl 与沉淀反应，为避免固体 C 减少，先用饱和碳酸氢钠溶液除掉挥发的HCl，再通入 CO2；故答案为：在通入 CO2之前增加一个盛有饱和3NaHCO 溶液的洗气瓶，除去 HCl 气体；故答案为：在通入 CO2之前增加一个盛有饱和3HCl 气体。NaHCO 溶液的洗气瓶，除去 Fe(OH)3 与 NaClO 反应生成 NaCl 和 Na2FeO4，其制取 Na2FeO4 的离子方程式42-23+3Cl +5HO；

31、故答案为：32Fe(OH) +3ClO +4OH= 2FeO2Fe(OH) +3ClO +4OH =42-22FeO+3Cl +5H O。8 碱性锌锰电池的工作原理:Zn+2MnO 2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2,其中的电解质溶液是KOH溶液。某课题组用废旧铁壳无汞碱性锌锰电池为原料,制备一种新型材料MnxZn(1-x)Fe2O4,其工艺流程如图所示:(1)滤液A 中溶质的电子式为_。(2)已知Mn xZn(1-x)Fe2O4 中锰元素的化合价与实验室用二氧化锰制取氯气时还原产物中锰元素的化合价相同，则铁元素的化合价为_。(3)溶“渣 ”工序中稀硫酸与铁反应生成的硫酸亚铁可将+

32、3 价锰的化合物全部还原成Mn 2+，写出该反应的离子方程式:_ 。(4) 调“铁 ”工序的目的是调整滤液中铁离子的总浓度，使其中金属元素的物质的量之比与产品的化学式 Mn xZn(1-X)Fe2O4 相符合。写出 “调铁 工序中发生反应的离子方程式:_,_ 。若测得滤液的成分为 c(Mn 2+)+c(Zn2+)=amol.L-1 ,c(Fe2+)+c(Fe3+)=bmol.L-1 ，滤液体积为1m3,“调铁 ”工序中，需加入的铁粉质量为 _kg(忽略溶液体积变化，用含a、 b 的代数式表示 )。(5)在 “氧化 工序中，加入双氧水的目的是把Fe2+氧化为 Fe3+;生产过程中发现实际消耗双氧

33、水的量大于理论值,其可能原因除温度外，主要是_。(6)用氨水 “调 pH后 ,经 “结晶 ”“过滤 ”可得到产品和滤液 C,从滤液 C 中还可分离出一种氮肥，该氮肥的溶液中的离子浓度由小到大的顺序为_。【答案】+3MnO OH Fe2+ 3H+Mn 2+ Fe3+2H23+3Fe2+()+ =+ +OFe 2Fe=+2+112a- 56b生成的3+-+2-)Fe+2H=Fe +H2Fe催化了双氧水的分解( OH ) c( H ) c( SO4+c( NH4 )【解析】【分析】废旧无汞碱性锌锰电池为原料，制备一种新型材料Mn xZn( 1- x) Fe2O4，废旧电池加入水浸取过滤得到滤液A 和

34、滤渣，滤渣加入过量稀硫酸熔渣后加入铁，稀硫酸与铁反应生成的硫酸亚铁可将 +3 价锰的化合物全部还原成Mn 2+，过滤得到滤渣 B 和滤液，测定滤液成分，“调铁”工序的目的是调整溶液中铁离子的总浓度，使其中金属元素的物质的量之比与产品的化学式 Mn( 1- x) FepH”xZn2O4 相符合，加入过氧化氢氧化亚铁离子生成铁离子，用氨水“调后，经“结晶”“过滤”可得到产品和滤液C，从滤液 C 中还可分离出一种氮肥为硫酸铵，据此解答。【详解】( 1) 滤液 A 中溶质是 KOH，含有离子键和共价键，电子式为。( 2) 已知 Mn xZn( 1- x) Fe2O4 中锰元素的化合价与实验室用二氧化锰

35、制取氯气时的还原产物中的锰的化合价相同，可知Mn 为 +2 价，锌 +2 价、氧元素 - 2 价，则根据化合价代数和为0 可知铁元素的化合价为3+ ；( 3) “溶渣”工序中稀硫酸与铁反应生成的硫酸亚铁可将+3 价锰的化合物全部还原成Mn 2+，该反应的离子方程式为 MnO ( OH)+ Fe2+3H+=Mn 2+Fe3+2H2O。( 4) “调铁 工序中发生反应的离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+、 Fe+2H+=Fe2+H2。 n （Mn 2+） +n（ Zn2+） =a mol?L- 1 1000L=1000amol ，已有铁元素bmolL1000L 1000bmolMn xZn(

36、 1- x) Fe2-为 1000amol ，其中，由电荷守恒可知204中含Fe2O4/=铁元素的物质的量为1000amol 2=2000amol ，还需加入铁的物质的量为2000amol -1000bmol，质量为（2000amol-1000bmol）mol56g mol=（112a-56b）kg。/( 5) 在“氧化 工序中，加入双氧水的目的是把Fe2+氧化为 Fe3+，生产过程中发现实际消耗双氧水的量大于理论值，其可能原因除温度外，主要是生成的Fe3+催化了双氧水的分解。( 6) 用氨水“调 pH”后，经“结晶”“过滤”可得到产品和滤液C，从滤液 C 中还可分离出一种氮肥为硫酸铵，铵根离

37、子水解溶液显酸性，离子浓度为c( OH- ) c( H+) c( SO42- ) c( NH4+ ) 。9 亚氯酸钠 (NaClO2)具有强氧化性，受热易分解，可作漂白剂、食品消毒剂等。亚氯酸钠的制备以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下：（ 1）提高 “反应 1”反应速率的措施有 _（答出一条即可）。母液中溶质的主要成分是 _(填化学式 )。（2）每有 1mol SO2 参加反应，理论上可生成ClO2 的物质的量为_mol 。（ 3） “反应 2”的化学方程式为 _ 。（ 4）采取 “减压蒸发 ”而不用 “常压蒸发 ”，原因是 _。（ 5） “反应 2”中使用 H2O2 而不用其他物质的

38、原因是 _ 。亚氯酸钠的应用（ 6）用亚氯酸钠作水处理剂，水中可能残留少量亚氯酸钠，可以加入硫酸亚铁除去残留的亚氯酸盐，硫酸亚铁除可与亚氯酸钠反应外，还可以起到的作用是_。（7）实验室可用亚氯酸钠和氯酸钠在酸性条件下反应制备ClO2 气体。写出上述反应的离子方程式为 _ 。【答案】适当升高反应温度，增大吸收液浓度等Na2 42SOH2O2+2ClO2+2NaOH=2NaClO2+O2 +2H2O 常压蒸发温度过高，亚氯酸钠容易分解多余的H2O2 可分解为氧气和水，不引入其它杂质Fe2+被氧化为 Fe3+， Fe3+水解生成Fe(OH)3，Fe(OH)3 具有胶体的性质，可以吸附水的杂质ClO2 +ClO3+2H+=2ClO2 +H2O【解析】【分析】NaClO3 具有强氧化性，溶解后在反应器中与二氧化硫反应生成ClO2 和 Na2SO4， ClO2 在反应器中与双氧水、氢氧化钠反应生成亚氯酸钠，经减压蒸发、结晶得到其晶体。【详解】(1)对于气体和液体的反应，为提高反应速率，可适当升高反应温度，增大吸