13第13讲铁及其化合物【正文】备用习题

第13讲铁及其化合物1.铁是日常生产、生活中使用最广泛的金属。下列关于铁及其化合物的说法中不正确的是 (B)A.钢铁厂中炽热的铁水注入模具前,模具必须进行充分的干燥处理B.常温下,铁与浓硫酸不反应,故常温下常用铁质容器储运浓硫酸C.在空气中,Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3,说明Fe(OH)3更稳定D.维生素C具有还原性,与FeSO4补血剂一起服用,效果更好[解析]炽热的铁水注入模具前,模具必须进行充分的干燥处理,否则铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2,A正确;常温下,铁在浓硫酸中发生钝化,表面生成致密氧化物薄膜,阻止内层铁与浓硫酸继续反应,不是不反应,B错误;Fe(OH)3比Fe(OH)2稳定,C正确;维生素C具有还原性,可防止FeSO4被氧化,D正确。2.用黄色的FeCl3溶液分别进行下列实验,解释或结论不正确的是 (A)选项实验现象解释或结论A加入FeCl3固体溶液变成红褐色FeCl3的水解程度变大B加入等体积水溶液颜色变浅c(Fe3+)变小C加入足量Fe粉溶液颜色变浅绿色2Fe3++Fe3Fe2+D将FeCl3溶液微热溶液变成红褐色水解反应ΔH>0[解析]FeCl3溶液中存在Fe3+的水解平衡,水解的离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+。加入FeCl3固体,平衡右移,但c(Fe3+)增大,水解程度减小,A项错误;加入等体积的水,平衡右移,但c(Fe3+)减小,溶液颜色变浅,B项正确;加入Fe粉,发生反应2Fe3++Fe3Fe2+,Fe2+呈浅绿色,C项正确;加热溶液变成红褐色,说明加热促进Fe3+水解,水解是吸热反应,D项正确。3.用硫酸渣(主要成分为Fe2O3、SiO2)制备铁基颜料铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如图所示。已知:“还原”时,发生反应FeS2+14Fe3++8H2O2SO42-+15Fe2++16H+,FeS2不与H2SO4、下列有关说法错误的是 (B)A.“滤渣”中含SiO2B.“还原”时溶液由浅绿色变为棕黄色C.“滤液Ⅱ”的主要成分可用作化学肥料D.“沉降、氧化”时发生反应的离子方程式:4Fe2++8NH3·H2O+O28NH4++4FeOOH↓+2H2[解析]硫酸渣(主要成分为Fe2O3、SiO2)加硫酸酸溶,得到硫酸铁,二氧化硅不反应,加黄铁矿粉“还原”时,发生反应FeS2+14Fe3++8H2O2SO42-+15Fe2++16H+,已知FeS2与H2SO4、NaOH不反应,则过滤除二氧化硅、多余的FeS2等不溶物(滤渣),过滤所得滤液含阳离子Fe2+、H+,滤液中加氨水、通入空气,进行沉降、氧化,经过滤、进一步处理后,最终得到铁黄(FeOOH)。由分析可知,“滤渣”中含有SiO2,A正确;由分析可知,“还原”时,铁元素由+3价变为+2价,则溶液由棕黄色变为浅绿色,B错误;“滤液Ⅱ”含有铵根离子,则可用作化学肥料,C正确;铁黄为FeOOH,Fe元素的化合价为+3价,所以“沉降、氧化”时Fe2+在一水合氨存在的环境中被空气中的氧气氧化为FeOOH,根据得失电子守恒和元素守恒可得离子方程式为4Fe2++8NH3·H2O+O28NH4++4FeOOH↓+2H2O,4.铁及其化合物在日常生产生活中用途广泛,利用FeSO4制备还原铁粉的工业流程如下:实验室中可用FeSO4(用铁粉和稀硫酸反应制得)和NH4HCO3在如图所示装置模拟上述流程中的“转化”环节。(1)装置B中盛放的药品是铁粉,NH4HCO3溶液盛放在装置C中。

(2)实验过程中,欲将生成的FeSO4溶液和NH4HCO3溶液混合,操作方法是(待D处的氢气纯净后)关闭活塞3,打开活塞2,发生主要反应的离子方程式为Fe2++2HCO3-FeCO3↓+CO2↑+H2O。FeSO4溶液要现用现配的原因是亚铁离子易被氧化,检验久置的FeSO4是否变质的方法是取样品配成溶液,取少量溶液于试管中,再向试管中加入KSCN溶液,观察是否显红色。(3)干燥过程的主要目的是脱去游离水,该过程中会有少量FeCO3在空气中被氧化为FeOOH,该反应的化学方程式为4FeCO3+O2+2H2O4FeOOH+4CO2。取干燥后的FeCO3样品12.49g,与炭混合后焙烧,最终得到还原铁粉6.16g,则样品中杂质FeOOH的质量为0.89g。

[解析](1)装置A是分液漏斗,盛放稀硫酸,装置B中盛放铁粉,稀硫酸与铁粉发生反应生成H2和FeSO4,装置C中盛放NH4HCO3溶液。(2)检验D处氢气已纯净时,表明装置中空气已排尽,关闭活塞3,打开活塞2,在氢气作用下将FeSO4溶液压入C中发生反应;FeSO4具有还原性,易被O2氧化,故FeSO4溶液要现用现配;用KSCN溶液检验久置的FeSO4是否变质。(3)FeCO3、H2O、O2发生反应生成FeOOH和CO2;设干燥后的样品中FeCO3、FeOOH的物质的