微专题14氢氧化亚铁高铁酸盐的制备实验探究-2023年高考化学一轮复习考点微专题

近几年高考对以铁及其化合物为载体的知识考查较多，其中有关铁及其化合物的实验的考查尤甚，有关铁及其化合物的实验涉及面甚广，物质类别方面有单质，氧化物，氢氧化物和盐，性质方面有制备，检验，分离，提纯，性质验证和实验探究等，其中氢氧化亚铁、高铁酸盐的制备实验探究是高考的重点。近几年高考对以铁及其化合物为载体的知识考查较多，其中有关铁及其化合物的实验的考查尤甚，有关铁及其化合物的实验涉及面甚广，物质类别方面有单质，氧化物，氢氧化物和盐，性质方面有制备，检验，分离，提纯，性质验证和实验探究等，其中氢氧化亚铁、高铁酸盐的制备实验探究是高考的重点。微专题14氢氧化亚铁、高铁酸盐的制备实验探究1．（2019·浙江·高考真题）某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。请回答：(1)仪器1的名称________。装置5的作用________。(2)实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进，使溶液能进入4中________。(3)装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因________。【答案】(1)滴液漏斗(分液漏斗)

液封，防止空气进入装置4(2)在装置2、3之间添加控制开关

(3)装置4内的空气没有排尽【解析】该装置制备Fe(OH)2白色沉淀的思路是在排尽空气的气氛中，先将铁屑和稀硫酸反应得到FeSO4，再利用气体产生的气压把FeSO4溶液压至装置4中与NaOH反应，得到Fe(OH)2，注意所需试剂也需要加热除掉溶解氧。（1）观察仪器1特征可知是分液漏斗或者滴液漏斗，该反应需要置于无氧环境，注意这里跟防倒吸无关，可知装置5的作用是液封，防止空气进入装置4。（2）实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。如此操作，不行的原因在于仪器1产生的H2从左侧导管溢出，那么没有足够的压强不能将FeSO4溶液挤出，因而在装置2、3之间添加控制开关即可。（3）灰绿色沉淀产生的原因是Fe(OH)2被空气氧化，因为装置4中空气没有完全排尽。2．（2015·江苏·高考真题）实验室用下图所示装置制备KClO溶液，并通过KClO溶液与Fe(NO3)3溶液的反应制备高效水处理剂K2FeO4。已知K2FeO4具有下列性质①可溶于水、微溶于浓KOH溶液，②在0℃－－5℃、强碱性溶液中比较稳定，③在Fe3＋和Fe(OH)3催化作用下发生分解，④在酸性至弱碱性条件下，能与水反应生成Fe(OH)3和O2。（1）装置A中KMnO4与盐酸反应生成MnCl2和Cl2，其离子方程式为_____________。将制备的Cl2通过装置B可除去______________（填化学式）。（2）Cl2和KOH在较高温度下反应生成KClO3。在不改变KOH溶液的浓度和体积的条件下，控制反应在0℃～5℃进行，实验中可采取的措施是_________。（3）制备K2FeO4时，KClO饱和溶液与Fe(NO3)3饱和溶液的混合方式为_______。（4）提纯K2FeO4粗产品[含有Fe(OH)3、KCl等杂质]的实验方案为：将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3mol·L－1KOH溶液中，_____(实验中须使用的试剂有：饱和KOH溶液，乙醇；除常用仪器外须使用的仪器有：砂芯漏斗，真空干燥箱)。【答案】（1）2MnO4－＋16H＋＋10Cl－=2Mn2＋5Cl2↑＋8H2O

HCl

（2）缓慢滴加盐酸、装置C加冰水浴

（3）在搅拌下，将Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中

（4）用砂芯漏斗过滤，将滤液置于冰水浴中，向滤液中加入饱和KOH溶液，搅拌、静置，再用砂芯漏斗过滤，晶体用适量乙醇洗涤2－3次后，在真空干燥箱中干燥。【解析】（1）KMnO4具有强氧化性，将盐酸中氯离子氧化为Cl2，反应还有水生成，KMnO4、HCl、MnCl2改写成离子形式，Cl2、H2O为分子式形式，离子方程式为：2MnO4﹣+16H++10Cl﹣=2Mn2++5Cl2↑+8H2O，由于盐酸易挥发，制备的氯气中含有HCl，应饱和食盐水吸收HCl除去，故答案为2MnO4﹣+16H++10Cl﹣=2Mn2++5Cl2↑+8H2O；HCl；（2）Cl2和KOH在较高温度下反应生成KClO3，制取KClO温度反应在0℃～5℃，装置C应放在冰水浴中，充分利用原料，缓慢滴加盐酸，减慢生成氯气的速率，故答案为缓慢滴加盐酸、装置C用冰水浴中；（3）K2FeO4在Fe3+和Fe（OH）3催化作用下发生分解，应把Fe（NO3）3饱和溶液滴加到KClO溶液中，具体操作为：在搅拌下，将Fe（NO3）3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中，故答案为在搅拌下，将Fe（NO3）3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中；（4）提纯K2FeO4粗产品[含有Fe（OH）3、KCl等杂质]的实验方案为：将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3mol•L﹣1KOH溶液中，用砂芯漏斗过滤，将滤液置于冰水浴中，向滤液中加入饱和的KOH溶液，再用砂芯漏斗过滤，晶体用乙醇洗涤2﹣3次后，在真空干燥箱中干燥，故答案为用砂芯漏斗过滤，将滤液置于冰水浴中，向滤液中加入饱和的KOH溶液，再用砂芯漏斗过滤，晶体用乙醇洗涤2﹣3次后，在真空干燥箱中干燥．防止Fe(OH)2被氧化的方法(1)将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶液中的氧气。(2)将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入试管的亚铁盐溶液底部，并慢慢挤出NaOH溶液。(3)在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。(4)在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。(5)用Fe作阳极，石墨作阴极，电解NaOH溶液，在溶液上面加苯、汽油等保护层，利用新产生的Fe2＋与OH－反应制取Fe(OH)2。氢氧化亚铁、高铁酸盐的制备实验探究总结：一、制备Fe(OH)2常用的三种方法(1)有机覆盖层法将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应，如图1所示。(2)还原性气体保护法用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀，如图2所示。(3)电解法用铁做阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯(或煤油)，如图3所示。二、高铁酸盐的制备工业制法工业上先制得高铁酸钠，然后在低温下向高铁酸钠溶液中加入一定量的KOH就可制得高铁酸钾。制备高铁酸钠的两种方法的主要反应原理如下：1．湿法制备：2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O;2Fe(OH)3+3ClO+4OH=2FeO42+3Cl+5H2O;2．干法制备：2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑注意：干法制备的反应有时会写成以下形式FeSO4+2Na2O2=Na2FeO4++Na2SO4这是反应条件不同而形成不同反应过程导致的。3．其他制法:Fe2O3+3Na2O2=2Na2FeO4+Na2O2Fe(NO3)3+16NaOH+3Cl2=2Na2FeO4+6NaCl+6NaNO3+8H2O10NaOH+3Cl2+2Fe(OH)3═2Na2FeO4+6NaCl+8H2O；电解时阳极发生氧化反应，电极反应方程式为Fe+8OH6e═FeO42+4H2O；1．（2022·河北石家庄·一模）利用下列装置(夹持装置略)进行实验，能达到目的的是A．装置甲验证铁的析氢腐蚀B．装置乙制备氢氧化亚铁C．装置丙蒸发氯化镁溶液，制备无水氯化镁D．装置丁制备并收集二氧化碳【答案】B【解析】A．铁钉在氯化钠溶液中发生吸氧腐蚀，不能发生析氢腐蚀，故A错误；B．用装置乙制备氢氧化亚铁时，先打开止水夹a，用铁和稀硫酸反应生成的氢气将装置中的空气排尽，然后关闭止水夹，利用反应生成的氢气增大试管A中的压强，利用压强将硫酸亚铁溶液压人试管B中，硫酸亚铁和氢氧化钠溶液在无氧环境中反应生成白色氢氧化亚铁沉淀，故B正确；C．氯化镁是强酸弱碱盐，在溶液中水解生成氢氧化镁和氯化氢的水解反应是吸热反应，若直接加热蒸发时，氯化氢受热挥发，水解平衡向正反应方向移动导致水解趋于完全，最终得到氢氧化镁，无法制得无水氯化镁，故C错误；D．碳酸氢钠受热分解得到二氧化碳和水蒸气，无法得到纯净的二氧化碳，且二氧化碳密度比空气大，应用向上排空气法收集，故D错误；故选B。2．（2022·福建漳州·二模）高铁酸钾()具有强氧化性，是一种环保、高效、多功能的饮用水处理剂，可以用如下流程进行制备。下列说法正确的是A．“酸溶”前，可用热的溶液处理铁屑表面的油污B．“氧化”过程的离子方程式为C．“制备”中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2：3D．“转化”中析出晶体的原因可能是相同条件下其溶解度大于【答案】A【解析】由题给流程可知，铁屑溶于稀盐酸，过滤得到氯化亚铁溶液；向氯化亚铁溶液中通入过量空气，将氯化亚铁转化为氯化铁；向氯化铁溶液中加入氢氧化钠溶液和次氯酸钠溶液，将氯化铁转化为高铁酸钠，向得到的高铁酸钠溶液中加入饱和氢氧化钾溶液，将高铁酸钠转化为溶解度小的高铁酸钾，过滤得到高铁酸钾晶体。A．碳酸钠是强碱弱酸盐，在溶液中水解使溶液呈碱性，水解反应是吸热反应，升高温度，水解平衡向正反应方向移动，溶液中氢氧根离子浓度增大，能使油脂的水解程度增大，则酸溶前可用热的碳酸钠溶液处理铁屑表面的油污，故A正确；B．由分析可知，氧化过程为过量空气将溶液中的氯化亚铁转化为氯化铁，反应的离子方程式为，故B错误；C．由分析可知，制备高铁酸钠的反应中，氯化铁是反应的还原剂，次氯酸钠是反应的氧化剂，由得失电子数目守恒可知，氧化剂次氯酸钠和还原剂氯化铁的物质的量之比为3：2，故C错误；D．由分析可知，转化中发生的反应为向得到的高铁酸钠溶液中加入饱和氢氧化钾溶液，将高铁酸钠转化为溶解度小的高铁酸钾，故D错误；故选A。1．（2022·全国·模拟预测）用下列实验装置和方法进行相应实验，能达到实验目的的是A．用甲装置制备Fe(OH)2 B．用乙装置分离I2和NH4Cl固体C．用丙装置检查装置气密性 D．用丁装置蒸干溶液获得NaHCO3晶体【答案】A【解析】A．打开止水夹，使具支试管a中铁与稀硫酸反应产生的氢气充满整个装置，排除空气，然后关闭止水夹，具支试管a中产生的氢气将反应生成的硫酸亚铁溶液压入具支试管b中，氢氧化钠溶液发生复分解反应生成氢氧化亚铁沉淀和硫酸钠，整个操作可防止氢氧化亚铁被氧化，长时间能看到白色沉淀，A符合题意；B．I2受热易升华，凝华后分布在圆底烧瓶底部，而NH4Cl受热易分解，分解生成的氨气和HCl会自发化合重新生成固体NH4Cl，凝结在圆底烧瓶底部，不能达到分离的目的，B不符合题意；C．丙装置长颈漏斗漏气，所以用手捂锥形瓶的方法不能检验装置的气密性，C不符合题意；D．常温下蒸干NaHCO3溶液得不到NaHCO3晶体，因为NaHCO3受热易分解，D不符合题意；故选A。2．（2022·全国·模拟预测）用下列装置能达到实验目的的是A．用装置甲证明乙炔可使溴水褪色B．用装置乙验证苯与液溴的反应属于取代反应C．用装置丙制备氢氧化亚铁并观察其颜色D．用装置丁测定醋酸的浓度【答案】D【解析】A．电石中混有含硫杂质，与饱和食盐水作用，制得的乙炔气体中会混有硫化氢气体，而硫化氢气体也能使溴水褪色，会干扰乙炔使溴水褪色的验证，A错误；B．苯与液溴反应生成的HBr气体中混有挥发出的蒸气，蒸气也能与溶液反应产生沉淀，不能说是溴化氢使溶液产生沉淀，不能验证苯与液溴的反应，B错误；C．氢氧化亚铁极易被氧化，故应将装有氢氧化钠溶液的长胶头滴管直接伸入新制硫酸亚铁溶液里，C错误；D．NaOH溶液与醋酸反应生成的为强碱弱酸盐，滴定终点显碱性，用酚酞作指示剂，D正确；答案选D。3．（2022·湖北·模拟预测）用下列装置进行相应实验，能达到实验目的的是A．“随开随用、随关随停”制CO2B．收集氨气的试管口处放置湿棉花，防止氨气与空气形成对流C．用浓H2SO4干燥HCl气体D．观察Fe(OH)2的生成【答案】D【解析】A．碳酸钠是易溶于水，因此不能达到“随开随用、随关随停”制CO2，用碳酸钙固体可以达到此目的，故A不符合题意；B．氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢，在试管口两者又反应生成氯化铵，因此不能利用加热氯化铵来制取氨气，故B不符合题意；C．U形管中不能装浓硫酸，一般装固体干燥剂，故C不符合题意；D．将胶头滴管尖嘴插入到液面以下挤出，可以观察到Fe(OH)2的生成，故D符合题意。综上所述，答案为D。4．（2021·青海西宁·二模）利用下列装置进行实验(夹持仪器已省略)，能达到实验目的的是A．图甲制取并收集干燥纯净的NH3B．图乙用于配制100mL一定浓度H2SO4溶液C．用图丙装置实现Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑D．用图丁装置制备Fe(OH)2并能较长时间观察到白色【答案】A【解析】A．CaO+H2O=Ca(OH)2,NH3∙H2O=NH3↑+H2O，氨气用碱石灰干燥，图甲制取并收集干燥纯净的NH3，故A正确；B．浓H2SO4不能在容量瓶中稀释，故B错误；C．该装置内没自发的氧化还原反应、不能构成原电池，无法实现Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑，要实现该反应，可以通过电解，且铜作阳极，故C错误；D．酒精与水互溶，起不到隔绝空气的作用，要用图丁装置制备Fe(OH)2并能较长时间观察到白色，需将酒精换成苯等密度小于水的不溶试剂，故D错误；故选A。5．（2021·天津和平·三模）下列图示实验正确的是A．洗涤烧杯并将洗涤液转入容量瓶中B．制备并观察的颜色C．实验室快速制备D．实验室制备乙酸乙酯【答案】B【解析】A．用玻璃棒引流时要伸入容量瓶的刻度线以下，故A错误；B．用Fe作阳极，且为防止被空气中的氧气氧化，用汽油隔绝空气，故B正确；C．氨气的收集采用向下排空气法，在试管口放一团棉花，防止发生对流，使收集的氨气不纯，但不能封闭，故C错误；D．NaOH溶液会将得到的乙酸乙酯水解，收集试管中应用饱和Na2CO3溶液，故D错误；答案选B。6．（2021·浙江·模拟预测）高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型多功能净水剂，强碱性条件下制取，干燥环境下冷藏。制备过程如图：漂白粉与苏打溶液1溶液2K2FeO4固体下列说法不正确的是A．高铁酸钾既能杀菌消毒、又有净水作用，净水作用与胶体的性质有关B．溶液1→溶液2的离子方程式为：2Fe3++3ClO+10OH=2FeO+3Cl+5H2OC．溶液2中加入KOH析出了K2FeO4固体，说明K2FeO4难溶于水D．高铁酸钾受热分解可放出氧气【答案】C【解析】漂白粉的主要成分为氯化钙和次氯酸钙，苏打的主要成分为碳酸钠；二者反应生成次氯酸钠(溶液1)和碳酸钙；在碱性条件下次氯酸钠与铁离子反应生成高铁酸根氯离子和水(溶液2)；再向溶液2中加入一定量的氢氧化剂，过滤、洗涤干燥等步骤得到高铁酸钾。据此分析可得：A．高铁酸钾既能杀菌消毒、又有净水作用。其中消杀为高铁酸根具有强氧化性；净水为利用高铁酸根被还原生成的铁离子水解生成氢氧化铁胶体吸附性，与胶体性质有关，故A正确；B．漂白粉的主要成分为氯化钙和次氯酸钙，苏打的主要成分为碳酸钠；二者反应生成次氯酸钠和碳酸钙，在碱性条件下次氯酸钠与铁离子反应生成高铁酸根氯离子和水，则溶液1→溶液2的离子方程式为：2Fe3++3ClO+10OH=2FeO+3Cl+5H2O，故B正确；C．钾盐、钠盐都易溶于水，溶液2中加入KOH析出了K2FeO4固体，说明K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4，而不是K2FeO4难溶于水，故C错；D．干燥的高铁酸钾在198℃以下是稳定，受热易分解为氧化铁，氧化钾和氧气，即，故D正确；答案选C7．（2021·江苏江苏·三模）高铁酸钾(K2FeO4)是一种暗紫色固体，低温碱性条件下比较稳定。高铁酸钾能溶于水，微溶于浓KOH溶液，且能与水反应放出氧气，并生成Fe(OH)3胶体，常用作水处理剂。高铁酸钾有强氧化性，酸性条件下，其氧化性强于Cl2、KMnO4等。工业上湿法制备K2FeO4的流程如下：下列关于K2FeO4的工业湿法制备工艺，说法正确的是A．“反应”时，氧化剂和还原剂的物质的量之比为2：3B．“过滤I”所得滤液中大量存在的离子有：Na+、Fe3+、Cl、NO、FeOC．“转化”时，反应能进行的原因是该条件下K2FeO4的溶解度比Na2FeO4小D．“过滤II”所得滤液在酒精灯外焰上灼烧，观察到火焰呈黄色，说明滤液为NaOH溶液【答案】C【解析】向碱性的KClO浓溶液中加入90%的Fe(NO3)3溶液，发生反应2Fe(NO3)3+3NaClO+10NaOH=2Na2FeO4+6NaNO3+3NaCl+5H2O，过量的饱和的KOH将Na2FeO4转化为溶解度更小的K2FeO4；A．“反应”时发生反应2Fe(NO3)3+3NaClO+10NaOH=2Na2FeO4+6NaNO3+3NaCl+5H2O，Cl元素化合价降低，氧化剂是NaClO，Fe元素的化合价升高，还原剂是Fe(NO3)3，质的量之比为3：2，A错误；B．过量NaOH，“过滤I”所得滤液一定不存在Fe3+，B错误；C．“转化”时，Na2FeO4转化为K2FeO4，反应能进行的原因是该条件下K2FeO4的溶解度比Na2FeO4小，C正确；D．没透过蓝色钴玻璃，K+的火焰颜色也是黄色，滤液可能为KOH溶液，D错误；故选：C。8．（2021·北京·模拟预测）高铁酸钾(K2FeO4)是高效消毒剂，也是制作大功率电池的重要材料。某实验小组欲制备K2FeO4并探究其性质。【查阅资料】K2FeO4为紫色固体，易溶于水，微溶于KOH溶液，不溶于乙醇；具有强氧化性，在0℃～5℃的强碱性溶液中较稳定，在酸性或中性溶液中快速产生O2。Ⅰ.制备K2FeO4夹持装置略)(1)A中发生反应的化学方程式是___________。(2)下列试剂中，装置B的X溶液可以选用的是___________。A．饱和食盐水

B．浓盐酸

C．饱和氯水

D．NaHCO3溶液(3)C中得到紫色固体和溶液，生成K2FeO4的化学方程式是___________；若要从反应后的装置C中尽可能得到更多的K2FeO4固体，可以采取的一种措施是___________。Ⅱ.探究K2FeO4的性质(4)取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得到溶液a。经检验气体中含有Cl2，为证明是K2FeO4氧化了Cl，而不是ClO氧化了Cl，设计以下方案：方案I取少量a,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色方案II用KOH溶液洗净C中所得固体,再用一定浓度的KOH溶液将K2FeO,溶出,得到紫色溶液b,取少量b,滴加盐酸.有Cl2产生。①由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有离子是___________，但该离子的来源不能判断一定是K2FeO4与Cl反应的产物，还可能是反应___________(用离子方程式表示)的产物。②方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl。用KOH溶液洗涤的目的，一是使减少K2FeO4溶解损失，二是___________。(5)小组同学利用制备的K2FeO4制成如图简易电池，发现放电后两极都产生红褐色悬浮物，则该电池的总反应为___________；该电池放电时，正极电极反应式为___________。【答案】(1)KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O

(2)AC

(3)3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O

加入乙醇

(4)Fe3+

4FeO+20H+=4Fe3++3O2↑+10H2O

除尽K2FeO4表面吸附的ClO﹣，防止ClO﹣与Cl﹣在酸性条件下反应产生Cl2，避免ClO﹣干扰实验

(5)Fe+K2FeO4+4H2O=2Fe(OH)3+2KOH

FeO+4H2O+3e﹣=Fe(OH)3+5OH﹣【解析】装置A是制取氯气，反应方程式；KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O，得到的氯气中混有HCl杂质气体，经装置B除杂，纯净的氯气通入装置C中发生反应：3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O，用装置D来吸收过量的尾气中有毒的氯气。(1)装置A中是氯元素发生归中反应，发生反应的化学方程式是：KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O；(2)装置B是为了除去氯气中的HCl气体，A．饱和食盐水能溶解HCl，可选；B．浓盐酸有挥发性，氯气中还混有HCl杂质，不选；C．饱和氯水能减小氯气的溶解，能溶解HCl，可选；D．NaHCO3溶液可与HCl反应产生CO2，氯气中混有杂质气体，不选；则X溶液可以选用的是：AC；(3)C中得到紫色固体和溶液，C中通入氯气将氢氧化亚铁氧化，生成高铁酸钾（K2FeO4），化学方程式为：3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O；已知K2FeO4不溶于乙醇，为了析出更多固体，措施是：加入乙醇；(4)①i．Fe3+离子与SCN发生络合反应，生成红色的络离子，由方案I中溶液变红可知溶液a中含有Fe3+离子；但该离子的存在不能判断一定是K2FeO4，氧化了Cl2，因为K2FeO4在酸性溶液中不稳定，K2FeO4在酸性溶液中发生反应的离子方程式4FeO+20H+=4Fe3++3O2↑+10H2O；②方案Ⅱ可证明K2FeO4，氧化了Cl，用KOH溶液洗涤的目的是确保K2FeO4在碱性环境中的稳定性，同时除尽K2FeO4表面吸附的ClO﹣，防止ClO﹣与Cl﹣在酸性条件下反应产生Cl2，避免ClO﹣干扰实验；(5)放电时为原电池原理，电池中Fe与K2FeO4反应生成Fe（OH）3，该电池放电时的总反应为Fe+K2FeO4+4H2O=2Fe（OH）3+2KOH，正极为FeO得3mol电子生成Fe(OH)3，电极反应式为：FeO+4H2O+3e﹣=Fe(OH)3+5OH﹣。1．（2020·北京·首都师范大学附属中学三模）根据下列实验目的判断，说法错误的是（）实验1：制备能较长时间存在的氢氧化亚铁实验2：验证铜和稀硝酸生成NOA．实验1开始前检查气密性的操作：关闭分液漏斗，打开a和b，向右拉动注射器活塞，一段时间后松开活塞B．实验1将稀硫酸加入后，立即关闭a，打bC．实验2开始后，可观察到U形管液面左低右高D．实验2最后一步操作是打开分液漏斗活塞，放出少量气体，关闭活塞【答案】B【解析】实验1为制备能较长时间存在的氢氧化亚铁，A装置中发生反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，当反应一段时间后，装置内的空气被排出，关闭a，打开b，A装置内压强增大，将生成的FeSO4压入装置B中，发生反应FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4，从而制得氢氧化亚铁；实验2为验证铜和稀硝酸反应生成NO的实验，实验原理为：3Cu+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，据此分析解答。A．实验1开始前检查气密性的操作：关闭分液漏斗，打开a和b，向右拉动注射器活塞，一段时间后松开活塞，活塞回到原来的位置，证明装置气密性良好，A正确；B．实验1将稀硫酸加入后，应反应一段时间后，装置内的空气被排尽后，再关闭a，打开b，B错误；C．实验2开始后，生成NO，NO难溶于水，左边压强增大，可观察到U形管液面左低右高，C正确；D．实验2最后一步操作是打开分液漏斗活塞，放出少量气体，关闭活塞，以检验生成的NO，D正确；答案选B。2．（2019·河南安阳·二模）某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的Fe(OH)2，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是A．X可以是稀硫酸或稀硝酸或稀盐酸B．实验开始时应先关闭止水夹a、打开b，再向烧瓶中加入XC．反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀D．反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，则Fe(OH)2可较长时间存在【答案】D【解析】A.稀硝酸会将铁氧化为+3价的铁离子，故A错误；B.实验开始时，应先打开a、b，利用生成的氢气将装置中空气排出，然后关闭a，利用压强差将烧瓶中生成的亚铁离子排入到锥形瓶中反应生成Fe(OH)2，故B错误；C.反应一段时间后可在锥形瓶中观察到白色沉淀，故C错误；D.由于装置中的空气及溶液中氧气已经被除去，故Fe(OH)2可较长时间存在，故D正确，故选D。3．（2022·北京房山·一模）高铁酸钾(K2FeO4)是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂，在水处理过程中，高铁酸钾转化为Fe(OH)3胶体，制备高铁酸钾流程如图所示。下列叙述不正确的是A．反应I的化学方程式是2Fe+3Cl22FeCl3B．用FeCl2溶液吸收反应I中尾气所得产物可再利用C．反应II中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3D．用K2FeO4对饮用水杀菌消毒的同时，Fe(OH)3胶体吸附杂质净化水【答案】C【解析】A．铁与氯气反应生成氯化铁，化学方程式是2Fe+3Cl22FeCl3，故A正确；B．反应Ⅰ中尾气氯气，因此可用FeCl2溶液作为反应Ⅰ中尾气吸收剂，生成FeCl3，且反应后溶液进入到反应Ⅱ进行反应，故B正确；C．反应中Cl元素化合价由+1价降低为−1价，Fe元素化合价由+3价升高到+6价，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:2，故C错误；D．K2FeO4中+6价铁具有强氧化性，用于饮用水杀菌消毒，得到的还原产物铁离子水解生成氢氧化铁胶体，氢氧化铁胶体吸附杂质达到净化水，故D正确。故答案为C。4．（2021·江西南昌·二模）高铁酸钾是一种新型、高效、多功能水处理剂，为紫色固体，微溶于溶液，具有强氧化性，在酸性或中性溶液中迅速产生，在碱性溶液中较稳定，某学习小组设计了制备的装置如图(夹持装置略)。下列叙述正确的是A．试剂X为固体或B．装置B中为浓硫酸，用于干燥C．可通过观察装置C中是否有紫色沉淀，判断C中反应是否已经完成D．拆除装置前必须先除去烧瓶中残留以免污染空气【答案】D【解析】A．试剂X为，不能是固体，因为浓盐酸和二氧化锰要加热条件下反应生成氯气，故A错误；B．装置B中为饱和食盐水，用于除掉氯气中HCl气体，故B错误；C．为紫色固体，微溶于溶液，只要生成就能看到紫色沉淀，因此不能通过观察装置C中是否有紫色沉淀来判断是否已经完成，故C错误；D．烧瓶中残留，因此在拆除装置前必须先排除烧瓶中残留以免污染空气，故D正确。综上所述，答案为D。5．（2022·广东广东·一模）铁元素存在多种价态，且不同价态的铁元素在一定条件下可以相互转化。(1)向2mL1mol/L的Fe(NO3)2溶液中加入2mol/L的H2SO4溶液