高三化学一轮复习讲义 17　第一篇　第二部分　专题3　第13讲　铁及其化合物的转化与应用(能力课)

第13讲铁及其化合物的转化与应用(能力课)1．了解铁元素的“价－类”二维图和铁的三角转化关系。2．掌握铁及其化合物的化工流程图的分析。铁及其化合物的转化关系1．铁元素的“价－类”二维图说明：①横向变化体现同种价态不同类物质的转化。②纵向变化体现不同价态、不同物质之间的转化，发生的是氧化还原反应。2．铁的三角转化关系1．(2023·连云港二模)聚合硫酸铁(PFS)的化学式可表示为[Fea(OH)b(SO4)c]m，是一种新型高效的无机高分子絮凝剂，广泛用于水的处理。用铁的氧化物为原料来制取聚合硫酸铁，原料中的Fe3+必须先还原为Fe2+。实验步骤如下：步骤Ⅱ取样分析溶液中的Fe2+、Fe3+的含量，目的是()①控制溶液中Fe2+与Fe3+物质的量之比②确定下一步还原所需铁的量③确定氧化Fe2+所需NaClO3的量④A．①② B．①③C．②③ D．③④2．(2024·湛江一模)部分含Fe物质的分类与相应化合价的关系如图所示。下列推断不合理的是()A．可存在a→e→b的转化B．e溶液可与KSCN溶液反应生成血红色沉淀C．能用a制作的容器运输浓硫酸D．a可与稀硝酸恰好反应生成只含b的溶液3．对印刷电路板制作过程中(2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2)产生废液X进行回收处理，流程如图所示。下列说法不正确的是()A．1molFeCl3与Cu完全反应，转移电子数约为6.02×1023B．若废液X中滴加KSCN溶液变血红色，则X中nC．若向溶液A、B中分别加入少量铁粉，铁粉均有减少D．实验室中进行操作①②时，需用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒化工流程中含铁化合物的制备与回收含铁化合物的制备与回收化工流程(1)用废铁屑(含少量SiO2和氧化铁)制取绿矾(2)用烧渣(主要含FeO、Fe2O3，还有一定量的SiO2)制备绿矾(3)废品中铁化合物的制备(4)刻蚀印刷电路板废液回收FeCl3和Cu1．(2024年1月·吉林黑龙江适应性考试)实验室合成高铁酸钾(K2FeO4)的过程如图所示。下列说法错误的是()A．气体a的主要成分为Cl2B．沉淀b的主要成分为KClO3C．K2FeO4中Fe的化合价为＋6D．反应2为2Fe(NO3)3＋10KOH＋3KClO=2K2FeO4＋3KCl＋6KNO3＋5H2O2．某混合物由Fe、Fe2O3和FeCO3组成。现称取一定质量的该混合物，将其溶于100mL1.25mol·L-1硫酸溶液中，生成0.56L(标准状况下)气体，并得到溶液X，测得溶液X中c(H＋)为0.5mol·L-1(溶液体积变化忽略不计)。下列说法正确的是()A．混合物中Fe2O3的物质的量为0.025molB．混合物中FeCO3的物质的量为0.03molC．若溶液X遇KSCN溶液显血红色，则溶液X中n(Fe2+)＋n(Fe3+)＝0.1molD．若溶液X中n(Fe2+)＝n(Fe3+)，则混合物中n(Fe)＋n(Fe2O3)＋n(FeCO3)＝0.08mol3．铁黑(Fe3O4)是常见的铁系颜料。一种制取铁黑的实验流程如图所示：制取铁黑的反应原理可表示为Fe(OH)2＋2Fe(OH)3△Fe(OH)2·2Fe(OH)3△Fe3O4(1)滴入氨水调pH至7～9时，发生反应的离子方程式为__________________________________________________________________________________________。(2)为了保证铁黑样品的质量，“合成”中需要控制的因素有_______________________________________________________________________________________________________________(填三个)。(3)铁黑产品中Fe3O4的含量是判断产品等级的依据之一。某铁黑样品中混有的杂质为FeO、Fe2O3中的一种。根据国标方法，进行的测定实验如下：步骤1：称取1.908g样品置于锥形瓶中，加入足量盐酸，加热使之完全溶解。步骤2：向锥形瓶中先加入足量的SnCl2溶液，将Fe3+全部转化为Fe2+，除去过量的Sn2+，再加入一定量的硫酸和磷酸，并滴加指示剂。步骤3：再向锥形瓶中滴加0.08200mol·L-1K2Cr2O7溶液，发生反应：Cr2O72-＋6Fe2+＋14H＋=2Cr3+＋6Fe3+＋7H2O。恰好完全反应时，共消耗50.00mLK2Cr2O7溶液。请计算样品中Fe3_____________________________________________________________________(结果小数点后保留一位，写出计算过程)。1．(2022·山东卷，T12)高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下，可能用到的数据见下表。Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2开始沉淀pH1.94.26.2沉淀完全pH3.26.78.2下列说法错误的是()A．固体X主要成分是Fe(OH)3和S；金属M为ZnB．浸取时，增大O2压强可促进金属离子浸出C．中和调pH的范围为3.2～4.2D．还原时，增大溶液酸度有利于Cu的生成2．(2022·湖南卷，T13)为探究FeCl3的性质，进行了如下实验(FeCl3和Na2SO3溶液浓度均为0.1mol·L-1)。实验操作与现象①在5mL水中滴加2滴FeCl3溶液，呈棕黄色；煮沸，溶液变红褐色②在5mLFeCl3溶液中滴加2滴Na2SO3溶液，变红褐色；再滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀③在5mLNa2SO3溶液中滴加2滴FeCl3溶液，变红褐色；将上述混合液分成两份，一份滴加K3[Fe(CN)6]溶液，无蓝色沉淀生成；另一份煮沸，产生红褐色沉淀依据上述实验现象，结论不合理的是()A．实验①说明加热促进Fe3+水解反应B．实验②说明Fe3+既发生了水解反应，又发生了还原反应C．实验③说明Fe3+发生了水解反应，但没有发生还原反应D．整个实验说明SO32-对Fe3+3．(2023·江苏卷，T11)室温下，探究0.1mol·L-1FeSO4溶液的性质，下列实验方案能达到探究目的的是()选项探究目的实验方案A溶液中是否含有Fe3+向2mLFeSO4溶液中滴加几滴新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化BFe2+是否有还原性向2mLFeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色变化CFe2+是否水解向2mLFeSO4溶液中滴加2～3滴酚酞溶液，观察溶液颜色变化DFe2+能否催化H2O2分解向2mL5%H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，观察气泡产生情况4．(2022·江苏卷，T14节选)硫铁化合物(FeS、FeS2等)应用广泛。(1)纳米FeS可去除水中微量六价铬[Cr(Ⅵ)]。在pH＝4～7的水溶液中，纳米FeS颗粒表面带正电荷，Cr(Ⅵ)主要以HCrO4-、Cr2O72-、CrO42-等形式存在，纳米FeS已知：Ksp(FeS)＝6.5×10-18，Ksp[Fe(OH)2]＝5.0×10-17；H2S电离常数分别为Ka1＝1.1×10-7、Ka2＝1.3×10-13。①在弱酸性溶液中，反应FeS＋H＋⥬Fe2+＋HS－的平衡常数K的数值为________。②在pH＝4～7溶液中，pH越大，FeS去除水中Cr(VI)的速率越慢，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)FeS2、FeS在空气中易被氧化，将FeS2在空气中氧化，测得氧化过程中剩余固体的质量与起始FeS2的质量的比值随温度变化的曲线如图所示。800℃时，FeS2氧化成含有两种元素的固体产物为_____