2023届新高考新教材化学人教版一轮训练-专项提能特训(2)　工艺流程中含铁化合物的制备

专项提能特训(2)工艺流程中含铁化合物的制备1．以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2，含少量FeS2)为原料，生产Fe3O4的部分工艺流程如下：下列说法错误的是()A．用NaOH溶液吸收焙烧过程产生的SO2有利于环境保护和资源再利用B．从高硫铝土矿中可制得Al、Fe的化合物C．向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，铝元素的存在形式由AlOeq\o\al(－,2)转化为Al3＋D．FeS2与Fe2O3混合后在无氧条件下焙烧的目的是生成Fe3O4和SO2解析：CA项，SO2属于大气污染气体，用NaOH溶液吸收有利于保护环境和资源再利用，正确；B项，由高硫铝土矿的组成和流程图可知，从高硫铝土矿中可制得Al、Fe的化合物，正确；C项，向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，铝元素的存在形式由AlOeq\o\al(－,2)转化为Al(OH)3，错误；D项，FeS2与Fe2O3混合后在无氧条件下焙烧发生反应：FeS2＋16Fe2O3eq\o(=,\s\up7(焙烧))11Fe3O4＋2SO2↑，正确。2．FeSO4在工业上可用于制备FeCO3，实验室模拟工业流程如图所示。下列说法正确的是()A．可用KSCN溶液检验FeSO4溶液中Fe2＋是否全部被氧化成Fe3＋B．用Na2CO3代替NH4HCO3，可能有Fe(OH)2沉淀产生C．沉淀的同时有NH3产生D．可用盐酸检验沉淀是否洗涤干净解析：B检验FeSO4溶液中Fe2＋是否完全被氧化成Fe3＋，应选用酸性高锰酸钾溶液或铁氰化钾溶液，故A错误；用Na2CO3代替NH4HCO3，碳酸钠中碳酸根离子水解程度大，也可以发生相互促进的水解反应生成氢氧化亚铁沉淀，故B正确；FeSO4与碳酸氢铵发生的反应为Fe2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)=FeCO3↓＋H2O＋CO2↑，无氨气生成，故C错误；可用氯化钡溶液检验沉淀是否洗涤干净，若洗涤液中加入氯化钡溶液无沉淀生成说明洗涤干净，加入盐酸无现象变化，不能用盐酸，故D错误。3．工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)为原料制备高档颜料铁红(Fe2O3)，具体生产流程如下：试回答下列问题：(1)滤液X中含有的金属阳离子是________(填离子符号)。(2)①步骤Ⅱ加入过量铁粉的目的是将______________________________。②步骤Ⅲ中可选用________(填字母)调节溶液的pH。a．次氯酸钙b．氨水c．氢氧化钠溶液d．高锰酸钾溶液(3)①步骤Ⅳ加入NH4HCO3时的离子方程式：________________________。②步骤Ⅳ的反应温度一般需控制在35℃以下，其目的是_____________。③步骤Ⅳ中FeCO3沉淀完全后，溶液中含有少量Fe2＋，检验Fe2＋的方法是____________________。(4)在空气中煅烧FeCO3生成产品氧化铁的化学方程式为__________________。答案：(1)Fe2＋、Fe3＋(2)①Fe3＋全部还原为Fe2＋②b(3)①Fe2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)=FeCO3↓＋CO2↑＋H2O②防止NH4HCO3分解，减少Fe2＋的水解③取少量溶液，加入硫氰化钾溶液，不显红色，然后滴加氯水，溶液变为红色(4)4FeCO3＋O2eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe2O3＋4CO24．绿矾(FeSO4·7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。下面是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生产纯净绿矾的一种方法：查询资料，得有关物质的数据如下表：25℃时饱和H2S溶液SnS沉淀完全FeS开始沉淀FeS沉淀完全pH3.91.63.05.5(1)检验制得的绿矾晶体中是否含有Fe3＋，最好选用的试剂为________(填字母)。A．KSCN溶液 B．NaOH溶液C．KMnO4溶液(2)操作Ⅱ中，通入硫化氢至饱和的目的是(写两点)________________________________________________________________________、________________________________________________________________________。(3)操作Ⅳ的顺序依次为________、冷却结晶、过滤。(4)测定绿矾产品中Fe2＋含量的方法是：a．称取3.72g绿矾产品，溶解，在250mL容量瓶中定容；b．量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；c．用硫酸酸化的0.01000mol·L－1KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL。①滴定时盛放KMnO4溶液的仪器为________(填仪器名称)。②计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为________。③上述测定中，若滴定管规格为50mL，则步骤a中称取样品的质量不能超过______________________________g。(保留4位小数)解析：(2)通入硫化氢至饱和的目的是：硫化氢具有强还原性，可以将Fe3＋还原为Fe2＋。H2S在溶液中饱和，可以增大溶液中的S2－浓度，尽量保证将Sn2＋转化为SnS沉淀，以便于过滤除去Sn杂质。(3)溶液中得到晶体，需要对溶液加热进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等，所以操作Ⅳ的顺序依次为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。(4)②用硫酸酸化的0.01000mol·L－1KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL，则根据方程式：5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O得到：n(Fe2＋)＝0.01000mol·L－1×0.0200L×5＝0.001mol。所以250mL溶液中有n(Fe2＋)＝0.01mol。则FeSO4·7H2O物质的量是0.01mol，质量为0.01mol×278g·mol－1＝2.78g，质量分数为：eq\f(2.78g,3.72g)×100%≈75%。③若滴定管规格为50mL，则最多能量出50mL的高锰酸钾溶液，根据方程式：5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O得到最多反应的n(Fe2＋)＝0.01000mol·L－1×0.0500L×5＝0.0025mol，所以250mL溶液中有n(Fe2＋)＝0.025mol，则FeSO4·7H2O物质的量最多是0.025mol，质量