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第09讲 铁及其重要化合物（练）-2022年高考化学一轮复习讲练测
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第三章 金属及其化合物
第09讲 铁及其重要化合物（精练）
完卷时间：50分钟
可能用到的相对原子质量：O 16 S 32 Ba 137
一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12*5分）
1．（2021·北京西城区·高三二模）下列事实与电化学无关的是
A．暖宝宝(含铁粉、碳、氯化钠等)发热
B．海沙比河沙混凝土更易使钢筋生锈
C．家用铁锅生锈
D．铁罐运输浓硫酸
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解析】A．暖宝宝中铁粉、碳在氯化钠溶液中构成原电池，铁发生吸氧腐蚀放出热量，与电化学有关，故A不符合题意；B．海沙中电解质的量大于河沙，钢筋在海沙中构成原电池时，由于电解质溶液浓度大，腐蚀速率快，则海沙比河沙混凝土更易使钢筋生锈与电化学有关，故B不符合题意；C．家用铁锅生锈是因为铁锅与锅中残留溶液构成原电池，发生吸氧腐蚀，则家用铁锅生锈与电化学有关，故C不符合题意；D．铁在冷的浓硫酸中发生钝化，则铁罐运输浓硫酸与铁的钝化有关，与电化学有无关，故D符合题意；故选D。
2．（2021·广东高三二模）一种利用回收含铜废铁粉中的的工艺如下：
下列说法错误的是
A．M是，与在该条件下较难发生反应
B．“气化”过程的化学方程式为
C．“分解”过程需要适当降低反应体系的压强
D．“分解”过程可在空气气氛的密闭容器内进行
【答案】D
【解析】A．Fe(CO)5分解得到5CO和Fe，故5M中的M代表CO，含铜废铁粉气化后仅得到Fe(CO)5，说明与在该条件下较难发生反应，故A正确；B．“气化”过程由CO与Fe生成Fe(CO)5，化学方程式为，故B正确；C．“分解”过程发生反应，，需要适当降低反应体系的压强有利于平衡向右移动，提高分解率，故C正确；D．“分解”过程后CO还需要重新回收利用，不能在空气气氛的密闭容器内进行，故D错误；故选D。
3．（2020·浙江绍兴市·高三一模）某同学为验证Fe3+的氧化性进行了如下实验：
序号
操作
现象
实验I
将2 mL 2 mol∙L−1Fe(NO3)3溶液加入有银镜的试管中
银镜消失
实验II
将2 mL1 mol∙L−1 Fe2(SO4)3溶液加入有银镜的试管中
银镜减少，未消失
实验III
将2mL2 mol∙L−1FeCl3溶液加入有银镜的试管中
银镜消失
实验IV
将2mL 1 mol∙L−1 AgNO3溶液加入到1 mL 1 mol∙L−1 FeSO4溶液中
产生白色沉淀，随后有黑色固体产生
已知相同条件下AgCl的溶解度小于Ag2SO4.下列说法不正确的是
A．实验I不能说明Fe3+氧化了Ag
B．实验II和III说明溶液中存在平衡： Fe3++AgFe2++ Ag+
C．实验IV中产生白色沉淀，说明Ag+氧化了Fe2+
D．欲证明实验IV中产生了Fe3+，可以取上层清液滴加KSCN溶液
【答案】C
【解析】A．实验I中铁离子水解显酸性，含有硝酸根，(H＋)的氧化性强于Fe3+，因此不能说明Fe3+氧化了Ag，故A正确；B．实验II中银镜未消失，实验III银镜消失，说明实验II和III说明溶液中存在平衡：Fe3++AgFe2++ Ag+，实验III生成的Ag+和Cl－反应得到AgCl沉淀，消耗Ag+，Ag+浓度减小，致使平衡不断正向移动，故B正确；C．实验IV中产生白色沉淀，生成了Ag2SO4沉淀，Ag+具有强氧化性会氧化Fe2+变为Fe3+，而自身变为黑色的Ag，故C错误；D．欲证明实验IV中产生了Fe3+，可以取上层清液滴加KSCN溶液，若溶液变为血红色，说明含有Fe3+，若不变血红色，则说明不含有Fe3+，故D正确；综上所述，答案为C。
4．（2020·江西高三月考）压缩天然气汽车以天然气代替汽车用油，具有价格低、污染少、安全等优点。未经处理的天然气含有H2S，直接使用会造成大气污染，T.F菌在酸性溶液中可实现天然气的催化脱硫，其原理如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．Fe2(SO4)3可以视为该脱硫过程中的催化剂
B．该脱硫过程的总反应为：2H2S+O2=2S+2H2O
C．该脱硫过程不能在高温下进行
D．该脱硫过程是将H2S转化为FeSO4
【答案】D
【解析】天然气中的脱硫原理是：Fe2(SO4)3氧化硫化氢，自身被还原成硫酸亚铁，硫酸亚铁被氧气氧化成硫酸铁；A．T.F菌在酸性溶液中可实现天然气的催化脱硫，Fe2(SO4)3氧化硫化氢，自身被还原成硫酸亚铁，硫酸亚铁被氧气氧化成硫酸铁，Fe2(SO4)3在整个过程中质量和化学性质不变，可以视为催化剂，故A正确；B．脱硫过程：Fe2(SO4)3氧化硫化氢，自身被还原成硫酸亚铁，硫酸亚铁被氧气氧化成硫酸铁，Fe2(SO4)3视为催化剂，因此脱硫过程O2间接氧化H2S，总反应为：2H2S+O2=2S+2H2O，故B正确；C．T.F菌的主要成分为蛋白质，高温下蛋白质会发生变性，因此该脱硫过程不能在高温下进行，故C正确；D．T.F菌在酸性溶液中可实现天然气的催化脱硫，根据图示，Fe2(SO4)3氧化硫化氢生成硫，自身被还原成硫酸亚铁，硫酸亚铁被氧气氧化成硫酸铁，故D错误；答案选D。
5．（2020·浙江嘉兴市·高三一模）高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂，其制备原理用化学方程式表示为：3NaClO+2FeCl3+10NaOH=2Na2FeO4+9NaCl+5H2O。下列说法不正确的是
A．Na2FeO4中Fe元素是+6价 B．还原产物是NaCl
C．FeCl3是还原剂 D．NaClO被氧化
【答案】D
【解析】A．根据化合物中各元素化合价之和为0可知，Na2FeO4中Fe元素是+6价，A正确；B．NaClO被FeCl3还原得到NaCl，因此NaCl是还原产物，B正确；C．FeCl3中Fe的化合价升高，失去电子，作还原剂，C正确；D．NaClO中Cl的化合价降低，得到电子，作氧化剂，被还原，D错误；答案选D。
6．（2021·山东高三二模）利用反应2FeC2O4·2H2O+H2O2+3K2C2O4+H2C2O4=2K3[Fe(C2O4)3]·3H2O可制备光敏材料三草酸合铁酸钾晶体。下列说法正确的是
A．H2O2是含有非极性键的极性分子
B．激发态的钾原子回到基态，会形成吸收光谱
C．向草酸亚铁溶液中滴加酸性KMnO4溶液，紫色褪去可证明溶液中含有Fe2+
D．H2C2O4 ()与CH3COOH相比，可电离出的H+个数更多，所以酸性更强
【答案】A
【解析】A．H2O2结构式为H-O-O-H，含有极性共价键H-O和非极性共价键O-O，极性不能抵消，是含有非极性键的极性分子，A说法正确；B．激发态的钾原子回到基态，释放能量，会形成发射光谱，B说法错误；C．向草酸亚铁溶液中滴加酸性KMnO4溶液，草酸根离子与亚铁离子均有还原性，则紫色褪去不能证明溶液中含有Fe2+，C说法错误；D．酸的强弱与其电离出的H+个数无关，D说法错误；答案为A。
7．（2021·福建福州市·高三三模）硫铁矿烧渣是生产硫酸的固体废弃物，用其制备高效絮凝剂聚合氯化硫酸铁铝，既能消除烧渣的危害，又能实现资源化。下列有关说法错误的是
A．离心沉降与过滤都能使实现固液分离
B．使用次氯酸钠氧化含铁溶液时发生：ClO-+2Fe2++2H+=2Fe3++Cl-+H2O
C．水浴加热时应将温度计插入水浴锅液面下
D．聚合氯化硫酸铁铝可用于生活废水的杀菌消毒处理
【答案】D
【解析】A．硫铁矿烧渣用硫酸处理后，可溶性物质进入溶液，难溶性的物质仍以固体形式存在，可以通过过滤的方法实现固液分离；也可以在离心力作用下，使分散在分散剂中的固相分散质分离出来，即采用离心沉降方法实现固液分离，A正确；B．次氯酸钠具有强氧化性，会将Fe2+氧化为Fe3+，ClO-被还原为Cl-，根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可得反应的离子方程式为：ClO-+2Fe2++2H+=2Fe3++Cl-+H2O，B正确；C．水浴加热时要使用温度计测量水的温度，因此应将温度计插入水浴锅液面下，并且温度计不能接触锅壁或锅底，C正确；D．聚合氯化硫酸铁铝在水中能够水解产生氢氧化铝胶体、氢氧化铁胶体，这些胶体表面积大，吸附力强，能够吸附水中悬浮的固体小颗粒，使之形成沉淀而除去，因此可用于生活废水的净化作用，但由于不具有强氧化性，因此不能起杀菌消毒作用，D错误；故合理选项是D。
8．（2021·北京顺义区·高三二模）用废铁屑制备磁性氧化铁(Fe3O4)，制取过程如图：
下列说法不正确的是
A．浸泡过程中适当加热并搅拌效果更好
B．检验A中的Fe3+可以用KSCN溶液
C．加H2O2时发生反应的离子方程式为：H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3+ +2H2O
D．制备Fe3O4的反应Fe2++2Fe3++8OH-Fe3O4+4H2O是氧化还原反应
【答案】D
【解析】A．浸泡过程中适当加热并搅拌可以提高反应速率和充分接触，效果更好，A正确；B．检验铁离子可以用硫氰化钾，溶液显红色，B正确；C．过氧化氢能氧化亚铁离子，离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3+ +2H2O，C正确；D．制备Fe3O4的反应Fe2++2Fe3++8OH-Fe3O4+4H2O中没有元素化合价变化，不是氧化还原反应，D错误；故选D。
9．（2021·广东高三一模）某学校化学社团为探究SO2与Fe3+是否发生氧化还原反应，按如图所示装置进行实验(夹持、加热装置均省略)，已知浓硫酸的沸点为338°C。下列说法错误的是
A．甲中生成SO2的同时还会有硫酸酸雾产生
B．试剂a为饱和NaHSO3溶液
C．丙中溶液pH降低，证明Fe3+氧化了SO2
D．若Fe3+氧化了SO2，则在丙中的溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，会出现蓝色沉淀
【答案】C
【解析】A．铜和浓硫酸反应需要加热，硫酸的沸点为338℃，所以甲中生成SO2的同时还会有硫酸酸雾产生，故A正确；B．为了除去SO2中的硫酸酸雾，可以选择饱和NaHSO3溶液，故B正确；C．丙中溶液pH降低，也可能是SO2溶于水生成了亚硫酸，不能证明是Fe3+氧化了SO2，故C错误；D．若Fe3+氧化了SO2，则生成了Fe2+，Fe2+和K3[Fe(CN)6]反应会出现蓝色沉淀，故D正确；故选C。
10．（2021·北京石景山区·高三一模）某小组对Fe2+和Ag+的反应进行了如下探究实验：
操作
现象
Ag+ 浓度变化曲线
实验Ⅰ
向1 mL 0.1 mol/L FeSO4溶液中加入1 mL 0.1 mol/L AgNO3溶液
几分钟后，出现大量灰黑色浑浊
实验Ⅱ
先向试管中加入几滴Fe2(SO4)3溶液，然后重复实验Ⅰ的操作
现象与实验Ⅰ相同
(已知：Ag2SO4为白色微溶物；反应过程中测得温度几乎无变化)
下列说法正确的是
A．实验Ⅰ只发生反应：Fe2+＋Ag+⇌Fe3+＋Ag，灰黑色浑浊是Ag
B．图中c(Ag+)由a→b急速变化的可能原因是反应放热
C．图中c(Ag+)由a→b急速变化的可能原因是生成的Ag起催化作用
D．图中c(Ag+)由a→b急速变化的可能原因是生成的Fe3+起催化作用
【答案】C
【解析】A．Ag2SO4为白色沉淀，故溶液中还可发生：2Ag++S=Ag2SO4↓，灰黑色浑浊应是Ag和Ag2SO4的混合物，故A错误；B．反应过程中测得温度几乎无变化，说明反应热效应不明显，故B错误；C．实验Ⅱ中，先加入Fe2(SO4)3溶液，然后重复实验Ⅰ的操作，现象与实验Ⅰ相同，结合反应Fe2+＋Ag+⇌Fe3+＋Ag可知，应是生成的Ag起催化作用，故C正确；D．实验Ⅱ中，先加入Fe2(SO4)3溶液，然后重复实验Ⅰ的操作，现象与实验Ⅰ相同，说明Fe3+没起催化作用，故D错误；答案选C。
11．（2021·河南郑州市·高三二模）某学习小组探究铁丝(含杂质碳)与浓硫酸的反应，反应装置如下图。下列说法错误的是
A．无法直接使用pH试纸来判断反应后硫酸是否剩余
B．可用KSCN和K3[Fe(CN)6]检验反应后溶液中铁元素的价态
C．将22.4mL(标准状况下)反应生成的气体通入足量氯水中，再滴加足量BaCl2溶液，最终得到0.233g沉淀
D．生成的气体通入BaCl2溶液产生白色浑浊，可能是硫酸蒸气逸出或部分SO2被氧化所致
【答案】C
【解析】铁和浓硫酸在加热的条件下反应生成硫酸铁、二氧化硫、水，随着反应的进行，浓硫酸变稀，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气。
A．生成物中含有SO2，SO2溶于水生成H2SO3，使溶液显酸性，因此不能直接使用pH试纸来判断反应后硫酸是否剩余，A项正确；B．K3[Fe(CN)6]与Fe2+作用产生蓝色沉淀，K3[Fe(CN)6]可检验Fe2+，KSCN与Fe3+作用，溶液变红色，KSCN可检验Fe3+，B项正确；C．反应生成的气体中含有SO2、H2，混合气体的总物质的量为，若气体都为SO2，根据S元素守恒，生成沉淀的物质的量为0.001mol，则产生沉淀的质量为，但实际上，SO2物质的量小于0.001mol，则沉淀质量小于0.233g，C项错误；D．生成的气体通入BaCl2溶液，由于硫酸蒸气逸出或部分SO2被氧化生成，会和Ba2+反应生成BaSO4白色沉淀，D项正确；答案选C。
12．（2020·邵东市第一中学高三月考）黄铁矿（主要成分FeS2），在空气中会被缓慢氧化，氧化过程如图所示。下列说法不正确的是
A．发生反应a时，0.05mol FeS2被氧化时消耗标准状况下空气的体积大约19.6L
B．为了验证b过程反应后溶液中含Fe2+，可选用KSCN溶液和氯水
C．c发生反应的离子方程式为：14Fe3+ +FeS2+8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+
D．已知25 ℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10-39，则该温度下d逆反应的平衡常数为K=2.79×103
【答案】B
【解析】A．据图可知反应a中FeS2被氧化生成Fe2+和SO42-，Fe元素化合价不变，S元素化合价升高+7价，所以0.05mol FeS2被氧化时转移电子0.7mol，消耗氧气0.175mol，氧气占空气体积，所以消耗空气0.875mol，标况下体积为0.875mol×22.4L/mol=19.6L，故A正确；B．经反应b后溶液中一定存在Fe3+，无论是否含有Fe2+，滴加KSCN溶液均会显红色，加入氯水后现象不变，无法检验Fe2+，故B错误；C．反应c中反应物有FeS2、Fe3+，产物有Fe2+和SO42-，说明该过程中铁离子将硫元素氧化，生成SO42-，结合电子守恒和元素守恒可知离子方程式为14Fe3+ +FeS2+8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+，故C正确；D．d的逆反应为Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O，该反应的平衡常数K==2.79×103，故D正确；故答案为B。
二、主观题（共3小题，共40分）
13．（2021·上海杨浦区·高三一模）（14分）(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O(硫酸亚铁铵)是一种重要的化工原料，用途广泛。完成下列填空：
(1)铁在元素周期表的第ⅦB和第ⅠB之间。铁位于第___周期___族。
(2)写出Fe与水反应的化学方程式：___。
(3)将(NH4)2Fe(SO4)2中非金属元素的简单阴离子按半径由小到大的顺序排列：___。
(4)同温度同浓度的FeSO4和(NH4)2Fe(SO4)2溶液中，c(Fe2+)是否相等___？为什么？___。
(5)设计实验，证明(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O晶体中含有Fe2+___。
(6)已知：(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O在200℃失去全部结晶水。将一定质量的粉末状该晶体置于坩埚中，保持200℃受热，经冷却、恒重等正确操作，计算得到的1mol晶体中结晶水含量总是偏低，偏低的可能原因是___(写一条即可)。
【答案】（除标注外，每空2分）(1)四(或4)（1分） Ⅷ （1分）
(2)
(3) r(H-)＜r(O2-)＜r(N3-)＜r(S2-)
(4)不相等 因为Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+、NH+H2ONH3·H2O+H+，的水解会抑制Fe2+水解，使(NH4)2Fe(SO4)2中c(Fe2+)偏大
(5)取样少许，加水(或稀硫酸)溶解，滴加KSCN溶液，无明显现象，滴加少量氯水，溶液变为血红色，说明含Fe2+
(6)(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O在坩埚中受热分解时，Fe2+可能会被空气中的氧气部分氧化，增加了氧元素的质量，使结晶水含量的测定偏低
【解析】(1)位于第四周期，价电子共有8个，位于周期表的第8列，周期表中8、9、10三列合称第Ⅷ族，即铁位于第四周期第Ⅷ族。
(2)Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，反应方程式为：；
(3)四种非金属元素简单阴离子分别为：H-、N3-、S2-、O2-，其中H-电子层为一层，半径最小，S2-电子层为三层，半径最大，N3-、O2-电子层均为两层，但O的核电荷数大，对核外电子引力强，故半径小，所以四种离子半径大小顺序为：r(H-)＜r(O2-)＜r(N3-)＜r(S2-)；
(4)(NH4)Fe(SO4)2中Fe2+水解与水解相互抑制，水解程度比FeSO4中Fe2+水解程度小，故(NH4)Fe(SO4)2中Fe2+浓度大于FeSO4中Fe2+浓度；
(5)证明(NH4)Fe(SO4)2中含有Fe2+，可以通过将Fe2+氧化为Fe3+检验，但需排除原有Fe3+干扰，故应该先加KSCN，再氧化Fe2+，具体方案为：取样少许，加水(或稀硫酸)溶解，滴加KSCN溶液，无明显现象，滴加少量氯水，溶液变为血红色，说明含Fe2+；
(6)由于样品中铁元素为二价，易被氧化，题目操作未说明隔绝空气，故会产生误差，即 (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O在坩埚中受热分解时，Fe2+可能会被空气中的氧气部分氧化，增加了氧元素的质量，使结晶水含量的测定偏低。
14．（2020·兰州市第七中学高三月考）（10分）以含钴废催化剂(主要成分为Co、Fe、SiO2)为原料制取复合氧化钴的流程如下：
（1）用H2SO4溶解后过滤，得到的滤渣是____(填化学式)。将滤渣洗涤2～3次，再将洗液与滤液合并的目的是____。
（2）在加热搅拌条件下加入NaClO3，将Fe2+氧化成Fe3+，反应的离子方程式是____。
（3）已知：铁氰化钾的化学式为K3[Fe(CN)6]；亚铁氰化钾的化学式为K4[Fe(CN)6]。
3Fe2++2[Fe(CN)6]3− =Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色沉淀)
4Fe3++3[Fe(CN)6]4− = Fe4[Fe(CN)6]3↓(蓝色沉淀)
确定Fe2+是否氧化完全的方法是____。(仅供选择的试剂：铁氰化钾溶液、亚铁氰化钾溶液、铁粉、KSCN溶液)
（4）向氧化后的溶液中加入适量的Na2CO3调节酸度，使之生成黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀，写出该反应的离子方程式：____。
（5）已知CoCl2的溶解度曲线如图所示。向碱式碳酸钴沉淀中加入足量稀盐酸边加热边搅拌至完全溶解后，需趁热过滤的原因是____。
【答案】（除标注外，每空2分）（1）SiO2 (1分)提高钴元素的利用率(或其他合理答案) (1分)
（2）6Fe2++6H++ClO3- 6Fe3++Cl-+3H2O
（3）取少许氧化后的溶液于试管中滴加几滴铁氰化钾溶液，若无蓝色沉淀生成，则说明Fe2+已全部被氧化
（4） 6Fe3++4SO42-+6H2O+2Na++6CO32- =Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+6CO2↑
（5）防止因温度降低，CoCl2晶体析出
【解析】（1）含钴废催化剂中含有的Fe、Co均可溶于硫酸，而SiO2不溶，所以滤渣的是SiO2 ，洗涤滤渣的洗涤液中含有钴的化合物，为了提高钴元素的利用率，将洗液与滤液合并；
本题答案为：SiO2 ，提高钴元素的利用率；
（2）在加热搅拌条件下加入NaClO3，将Fe2+氧化成Fe3+，反应的离子方程式是：6Fe2++6H++ClO3- 6Fe3++Cl-+3H2O；
本题答案为：6Fe2++6H++ClO3- 6Fe3++Cl-+3H2O；
（3）依据所给信息，Fe2+和[Fe(CN)6]3−反应，生成蓝色Fe3[Fe(CN)6]2沉淀，故确定Fe2+是否氧化完全的方法是：取少许氧化后的溶液于试管中滴加几滴铁氰化钾溶液，若无蓝色沉淀生成，则说明Fe2+已全部被氧化；
本题答案为：取少许氧化后的溶液于试管中滴加几滴铁氰化钾溶液，若无蓝色沉淀生成，则说明Fe2+已全部被氧化；
（4）氧化后的溶液中，含有Fe3+,加入Na2CO3后，生成[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀和CO2气体，离子方程式为：6Fe3++4SO42-+6H2O+2Na++6CO32- =Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+6CO2↑；
本题答案为：6Fe3++4SO42-+6H2O+2Na++6CO32- =Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+6CO2↑；
（5）由CoCl2的溶解度曲线可知，随温度的升高，CoCl2的溶解度增大，所以趁热过滤，防止温度降低CoCl2晶体析出；
本题答案为：防止因温度降低，CoCl2晶体析出。
15．（2021·四川攀枝花市·高三一模）（16分）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】（除标注外，每空2分）(1)KClO3 + 6HCl(浓)=KCl +3Cl2↑+ 3H2O
(2) AC 3Cl2 + 2Fe(OH)3 +10KOH =2K2FeO4 + 6KCl + 8H2O
(3) 加入乙醇(1分)
(4)①Fe3+(1分)4FeO+ 20H+=4Fe3++3O2↑+10H2O ②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﹣。
第三章 金属及其化合物
第09讲 铁及其重要化合物（精练）
完卷时间：50分钟
可能用到的相对原子质量：O 16 S 32 Ba 137
一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12*5分）
1．（2021·北京西城区·高三二模）下列事实与电化学无关的是
A．暖宝宝(含铁粉、碳、氯化钠等)发热
B．海沙比河沙混凝土更易使钢筋生锈
C．家用铁锅生锈
D．铁罐运输浓硫酸
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解析】A．暖宝宝中铁粉、碳在氯化钠溶液中构成原电池，铁发生吸氧腐蚀放出热量，与电化学有关，故A不符合题意；B．海沙中电解质的量大于河沙，钢筋在海沙中构成原电池时，由于电解质溶液浓度大，腐蚀速率快，则海沙比河沙混凝土更易使钢筋生锈与电化学有关，故B不符合题意；C．家用铁锅生锈是因为铁锅与锅中残留溶液构成原电池，发生吸氧腐蚀，则家用铁锅生锈与电化学有关，故C不符合题意；D．铁在冷的浓硫酸中发生钝化，则铁罐运输浓硫酸与铁的钝化有关，与电化学有无关，故D符合题意；故选D。
2．（2021·广东高三二模）一种利用回收含铜废铁粉中的的工艺如下：
下列说法错误的是
A．M是，与在该条件下较难发生反应
B．“气化”过程的化学方程式为
C．“分解”过程需要适当降低反应体系的压强
D．“分解”过程可在空气气氛的密闭容器内进行
【答案】D
【解析】A．Fe(CO)5分解得到5CO和Fe，故5M中的M代表CO，含铜废铁粉气化后仅得到Fe(CO)5，说明与在该条件下较难发生反应，故A正确；B．“气化”过程由CO与Fe生成Fe(CO)5，化学方程式为，故B正确；C．“分解”过程发生反应，，需要适当降低反应体系的压强有利于平衡向右移动，提高分解率，故C正确；D．“分解”过程后CO还需要重新回收利用，不能在空气气氛的密闭容器内进行，故D错误；故选D。
3．（2020·浙江绍兴市·高三一模）某同学为验证Fe3+的氧化性进行了如下实验：
序号
操作
现象
实验I
将2 mL 2 mol∙L−1Fe(NO3)3溶液加入有银镜的试管中
银镜消失
实验II
将2 mL1 mol∙L−1 Fe2(SO4)3溶液加入有银镜的试管中
银镜减少，未消失
实验III
将2mL2 mol∙L−1FeCl3溶液加入有银镜的试管中
银镜消失
实验IV
将2mL 1 mol∙L−1 AgNO3溶液加入到1 mL 1 mol∙L−1 FeSO4溶液中
产生白色沉淀，随后有黑色固体产生
已知相同条件下AgCl的溶解度小于Ag2SO4.下列说法不正确的是
A．实验I不能说明Fe3+氧化了Ag
B．实验II和III说明溶液中存在平衡： Fe3++AgFe2++ Ag+
C．实验IV中产生白色沉淀，说明Ag+氧化了Fe2+
D．欲证明实验IV中产生了Fe3+，可以取上层清液滴加KSCN溶液
【答案】C
【解析】A．实验I中铁离子水解显酸性，含有硝酸根，(H＋)的氧化性强于Fe3+，因此不能说明Fe3+氧化了Ag，故A正确；B．实验II中银镜未消失，实验III银镜消失，说明实验II和III说明溶液中存在平衡：Fe3++AgFe2++ Ag+，实验III生成的Ag+和Cl－反应得到AgCl沉淀，消耗Ag+，Ag+浓度减小，致使平衡不断正向移动，故B正确；C．实验IV中产生白色沉淀，生成了Ag2SO4沉淀，Ag+具有强氧化性会氧化Fe2+变为Fe3+，而自身变为黑色的Ag，故C错误；D．欲证明实验IV中产生了Fe3+，可以取上层清液滴加KSCN溶液，若溶液变为血红色，说明含有Fe3+，若不变血红色，则说明不含有Fe3+，故D正确；综上所述，答案为C。
4．（2020·江西高三月考）压缩天然气汽车以天然气代替汽车用油，具有价格低、污染少、安全等优点。未经处理的天然气含有H2S，直接使用会造成大气污染，T.F菌在酸性溶液中可实现天然气的催化脱硫，其原理如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．Fe2(SO4)3可以视为该脱硫过程中的催化剂
B．该脱硫过程的总反应为：2H2S+O2=2S+2H2O
C．该脱硫过程不能在高温下进行
D．该脱硫过程是将H2S转化为FeSO4
【答案】D
【解析】天然气中的脱硫原理是：Fe2(SO4)3氧化硫化氢，自身被还原成硫酸亚铁，硫酸亚铁被氧气氧化成硫酸铁；A．T.F菌在酸性溶液中可实现天然气的催化脱硫，Fe2(SO4)3氧化硫化氢，自身被还原成硫酸亚铁，硫酸亚铁被氧气氧化成硫酸铁，Fe2(SO4)3在整个过程中质量和化学性质不变，可以视为催化剂，故A正确；B．脱硫过程：Fe2(SO4)3氧化硫化氢，自身被还原成硫酸亚铁，硫酸亚铁被氧气氧化成硫酸铁，Fe2(SO4)3视为催化剂，因此脱硫过程O2间接氧化H2S，总反应为：2H2S+O2=2S+2H2O，故B正确；C．T.F菌的主要成分为蛋白质，高温下蛋白质会发生变性，因此该脱硫过程不能在高温下进行，故C正确；D．T.F菌在酸性溶液中可实现天然气的催化脱硫，根据图示，Fe2(SO4)3氧化硫化氢生成硫，自身被还原成硫酸亚铁，硫酸亚铁被氧气氧化成硫酸铁，故D错误；答案选D。
5．（2020·浙江嘉兴市·高三一模）高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂，其制备原理用化学方程式表示为：3NaClO+2FeCl3+10NaOH=2Na2FeO4+9NaCl+5H2O。下列说法不正确的是
A．Na2FeO4中Fe元素是+6价 B．还原产物是NaCl
C．FeCl3是还原剂 D．NaClO被氧化
【答案】D
【解析】A．根据化合物中各元素化合价之和为0可知，Na2FeO4中Fe元素是+6价，A正确；B．NaClO被FeCl3还原得到NaCl，因此NaCl是还原产物，B正确；C．FeCl3中Fe的化合价升高，失去电子，作还原剂，C正确；D．NaClO中Cl的化合价降低，得到电子，作氧化剂，被还原，D错误；答案选D。
6．（2021·山东高三二模）利用反应2FeC2O4·2H2O+H2O2+3K2C2O4+H2C2O4=2K3[Fe(C2O4)3]·3H2O可制备光敏材料三草酸合铁酸钾晶体。下列说法正确的是
A．H2O2是含有非极性键的极性分子
B．激发态的钾原子回到基态，会形成吸收光谱
C．向草酸亚铁溶液中滴加酸性KMnO4溶液，紫色褪去可证明溶液中含有Fe2+
D．H2C2O4 ()与CH3COOH相比，可电离出的H+个数更多，所以酸性更强
【答案】A
【解析】A．H2O2结构式为H-O-O-H，含有极性共价键H-O和非极性共价键O-O，极性不能抵消，是含有非极性键的极性分子，A说法正确；B．激发态的钾原子回到基态，释放能量，会形成发射光谱，B说法错误；C．向草酸亚铁溶液中滴加酸性KMnO4溶液，草酸根离子与亚铁离子均有还原性，则紫色褪去不能证明溶液中含有Fe2+，C说法错误；D．酸的强弱与其电离出的H+个数无关，D说法错误；答案为A。
7．（2021·福建福州市·高三三模）硫铁矿烧渣是生产硫酸的固体废弃物，用其制备高效絮凝剂聚合氯化硫酸铁铝，既能消除烧渣的危害，又能实现资源化。下列有关说法错误的是
A．离心沉降与过滤都能使实现固液分离
B．使用次氯酸钠氧化含铁溶液时发生：ClO-+2Fe2++2H+=2Fe3++Cl-+H2O
C．水浴加热时应将温度计插入水浴锅液面下
D．聚合氯化硫酸铁铝可用于生活废水的杀菌消毒处理
【答案】D
【解析】A．硫铁矿烧渣用硫酸处理后，可溶性物质进入溶液，难溶性的物质仍以固体形式存在，可以通过过滤的方法实现固液分离；也可以在离心力作用下，使分散在分散剂中的固相分散质分离出来，即采用离心沉降方法实现固液分离，A正确；B．次氯酸钠具有强氧化性，会将Fe2+氧化为Fe3+，ClO-被还原为Cl-，根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可得反应的离子方程式为：ClO-+2Fe2++2H+=2Fe3++Cl-+H2O，B正确；C．水浴加热时要使用温度计测量水的温度，因此应将温度计插入水浴锅液面下，并且温度计不能接触锅壁或锅底，C正确；D．聚合氯化硫酸铁铝在水中能够水解产生氢氧化铝胶体、氢氧化铁胶体，这些胶体表面积大，吸附力强，能够吸附水中悬浮的固体小颗粒，使之形成沉淀而除去，因此可用于生活废水的净化作用，但由于不具有强氧化性，因此不能起杀菌消毒作用，D错误；故合理选项是D。
8．（2021·北京顺义区·高三二模）用废铁屑制备磁性氧化铁(Fe3O4)，制取过程如图：
下列说法不正确的是
A．浸泡过程中适当加热并搅拌效果更好
B．检验A中的Fe3+可以用KSCN溶液
C．加H2O2时发生反应的离子方程式为：H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3+ +2H2O
D．制备Fe3O4的反应Fe2++2Fe3++8OH-Fe3O4+4H2O是氧化还原反应
【答案】D
【解析】A．浸泡过程中适当加热并搅拌可以提高反应速率和充分接触，效果更好，A正确；B．检验铁离子可以用硫氰化钾，溶液显红色，B正确；C．过氧化氢能氧化亚铁离子，离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3+ +2H2O，C正确；D．制备Fe3O4的反应Fe2++2Fe3++8OH-Fe3O4+4H2O中没有元素化合价变化，不是氧化还原反应，D错误；故选D。
9．（2021·广东高三一模）某学校化学社团为探究SO2与Fe3+是否发生氧化还原反应，按如图所示装置进行实验(夹持、加热装置均省略)，已知浓硫酸的沸点为338°C。下列说法错误的是
A．甲中生成SO2的同时还会有硫酸酸雾产生
B．试剂a为饱和NaHSO3溶液
C．丙中溶液pH降低，证明Fe3+氧化了SO2
D．若Fe3+氧化了SO2，则在丙中的溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，会出现蓝色沉淀
【答案】C
【解析】A．铜和浓硫酸反应需要加热，硫酸的沸点为338℃，所以甲中生成SO2的同时还会有硫酸酸雾产生，故A正确；B．为了除去SO2中的硫酸酸雾，可以选择饱和NaHSO3溶液，故B正确；C．丙中溶液pH降低，也可能是SO2溶于水生成了亚硫酸，不能证明是Fe3+氧化了SO2，故C错误；D．若Fe3+氧化了SO2，则生成了Fe2+，Fe2+和K3[Fe(CN)6]反应会出现蓝色沉淀，故D正确；故选C。
10．（2021·北京石景山区·高三一模）某小组对Fe2+和Ag+的反应进行了如下探究实验：
操作
现象
Ag+ 浓度变化曲线
实验Ⅰ
向1 mL 0.1 mol/L FeSO4溶液中加入1 mL 0.1 mol/L AgNO3溶液
几分钟后，出现大量灰黑色浑浊
实验Ⅱ
先向试管中加入几滴Fe2(SO4)3溶液，然后重复实验Ⅰ的操作
现象与实验Ⅰ相同
(已知：Ag2SO4为白色微溶物；反应过程中测得温度几乎无变化)
下列说法正确的是
A．实验Ⅰ只发生反应：Fe2+＋Ag+⇌Fe3+＋Ag，灰黑色浑浊是Ag
B．图中c(Ag+)由a→b急速变化的可能原因是反应放热
C．图中c(Ag+)由a→b急速变化的可能原因是生成的Ag起催化作用
D．图中c(Ag+)由a→b急速变化的可能原因是生成的Fe3+起催化作用
【答案】C
【解析】A．Ag2SO4为白色沉淀，故溶液中还可发生：2Ag++S=Ag2SO4↓，灰黑色浑浊应是Ag和Ag2SO4的混合物，故A错误；B．反应过程中测得温度几乎无变化，说明反应热效应不明显，故B错误；C．实验Ⅱ中，先加入Fe2(SO4)3溶液，然后重复实验Ⅰ的操作，现象与实验Ⅰ相同，结合反应Fe2+＋Ag+⇌Fe3+＋Ag可知，应是生成的Ag起催化作用，故C正确；D．实验Ⅱ中，先加入Fe2(SO4)3溶液，然后重复实验Ⅰ的操作，现象与实验Ⅰ相同，说明Fe3+没起催化作用，故D错误；答案选C。
11．（2021·河南郑州市·高三二模）某学习小组探究铁丝(含杂质碳)与浓硫酸的反应，反应装置如下图。下列说法错误的是
A．无法直接使用pH试纸来判断反应后硫酸是否剩余
B．可用KSCN和K3[Fe(CN)6]检验反应后溶液中铁元素的价态
C．将22.4mL(标准状况下)反应生成的气体通入足量氯水中，再滴加足量BaCl2溶液，最终得到0.233g沉淀
D．生成的气体通入BaCl2溶液产生白色浑浊，可能是硫酸蒸气逸出或部分SO2被氧化所致
【答案】C
【解析】铁和浓硫酸在加热的条件下反应生成硫酸铁、二氧化硫、水，随着反应的进行，浓硫酸变稀，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气。
A．生成物中含有SO2，SO2溶于水生成H2SO3，使溶液显酸性，因此不能直接使用pH试纸来判断反应后硫酸是否剩余，A项正确；B．K3[Fe(CN)6]与Fe2+作用产生蓝色沉淀，K3[Fe(CN)6]可检验Fe2+，KSCN与Fe3+作用，溶液变红色，KSCN可检验Fe3+，B项正确；C．反应生成的气体中含有SO2、H2，混合气体的总物质的量为，若气体都为SO2，根据S元素守恒，生成沉淀的物质的量为0.001mol，则产生沉淀的质量为，但实际上，SO2物质的量小于0.001mol，则沉淀质量小于0.233g，C项错误；D．生成的气体通入BaCl2溶液，由于硫酸蒸气逸出或部分SO2被氧化生成，会和Ba2+反应生成BaSO4白色沉淀，D项正确；答案选C。
12．（2020·邵东市第一中学高三月考）黄铁矿（主要成分FeS2），在空气中会被缓慢氧化，氧化过程如图所示。下列说法不正确的是
A．发生反应a时，0.05mol FeS2被氧化时消耗标准状况下空气的体积大约19.6L
B．为了验证b过程反应后溶液中含Fe2+，可选用KSCN溶液和氯水
C．c发生反应的离子方程式为：14Fe3+ +FeS2+8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+
D．已知25 ℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10-39，则该温度下d逆反应的平衡常数为K=2.79×103
【答案】B
【解析】A．据图可知反应a中FeS2被氧化生成Fe2+和SO42-，Fe元素化合价不变，S元素化合价升高+7价，所以0.05mol FeS2被氧化时转移电子0.7mol，消耗氧气0.175mol，氧气占空气体积，所以消耗空气0.875mol，标况下体积为0.875mol×22.4L/mol=19.6L，故A正确；B．经反应b后溶液中一定存在Fe3+，无论是否含有Fe2+，滴加KSCN溶液均会显红色，加入氯水后现象不变，无法检验Fe2+，故B错误；C．反应c中反应物有FeS2、Fe3+，产物有Fe2+和SO42-，说明该过程中铁离子将硫元素氧化，生成SO42-，结合电子守恒和元素守恒可知离子方程式为14Fe3+ +FeS2+8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+，故C正确；D．d的逆反应为Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O，该反应的平衡常数K==2.79×103，故D正确；故答案为B。
二、主观题（共3小题，共40分）
13．（2021·上海杨浦区·高三一模）（14分）(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O(硫酸亚铁铵)是一种重要的化工原料，用途广泛。完成下列填空：
(1)铁在元素周期表的第ⅦB和第ⅠB之间。铁位于第___周期___族。
(2)写出Fe与水反应的化学方程式：___。
(3)将(NH4)2Fe(SO4)2中非金属元素的简单阴离子按半径由小到大的顺序排列：___。
(4)同温度同浓度的FeSO4和(NH4)2Fe(SO4)2溶液中，c(Fe2+)是否相等___？为什么？___。
(5)设计实验，证明(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O晶体中含有Fe2+___。
(6)已知：(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O在200℃失去全部结晶水。将一定质量的粉末状该晶体置于坩埚中，保持200℃受热，经冷却、恒重等正确操作，计算得到的1mol晶体中结晶水含量总是偏低，偏低的可能原因是___(写一条即可)。
【答案】（除标注外，每空2分）(1)四(或4)（1分） Ⅷ （1分）
(2)
(3) r(H-)＜r(O2-)＜r(N3-)＜r(S2-)
(4)不相等 因为Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+、NH+H2ONH3·H2O+H+，的水解会抑制Fe2+水解，使(NH4)2Fe(SO4)2中c(Fe2+)偏大
(5)取样少许，加水(或稀硫酸)溶解，滴加KSCN溶液，无明显现象，滴加少量氯水，溶液变为血红色，说明含Fe2+
(6)(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O在坩埚中受热分解时，Fe2+可能会被空气中的氧气部分氧化，增加了氧元素的质量，使结晶水含量的测定偏低
【解析】(1)位于第四周期，价电子共有8个，位于周期表的第8列，周期表中8、9、10三列合称第Ⅷ族，即铁位于第四周期第Ⅷ族。
(2)Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，反应方程式为：；
(3)四种非金属元素简单阴离子分别为：H-、N3-、S2-、O2-，其中H-电子层为一层，半径最小，S2-电子层为三层，半径最大，N3-、O2-电子层均为两层，但O的核电荷数大，对核外电子引力强，故半径小，所以四种离子半径大小顺序为：r(H-)＜r(O2-)＜r(N3-)＜r(S2-)；
(4)(NH4)Fe(SO4)2中Fe2+水解与水解相互抑制，水解程度比FeSO4中Fe2+水解程度小，故(NH4)Fe(SO4)2中Fe2+浓度大于FeSO4中Fe2+浓度；
(5)证明(NH4)Fe(SO4)2中含有Fe2+，可以通过将Fe2+氧化为Fe3+检验，但需排除原有Fe3+干扰，故应该先加KSCN，再氧化Fe2+，具体方案为：取样少许，加水(或稀硫酸)溶解，滴加KSCN溶液，无明显现象，滴加少量氯水，溶液变为血红色，说明含Fe2+；
(6)由于样品中铁元素为二价，易被氧化，题目操作未说明隔绝空气，故会产生误差，即 (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O在坩埚中受热分解时，Fe2+可能会被空气中的氧气部分氧化，增加了氧元素的质量，使结晶水含量的测定偏低。
14．（2020·兰州市第七中学高三月考）（10分）以含钴废催化剂(主要成分为Co、Fe、SiO2)为原料制取复合氧化钴的流程如下：
（1）用H2SO4溶解后过滤，得到的滤渣是____(填化学式)。将滤渣洗涤2～3次，再将洗液与滤液合并的目的是____。
（2）在加热搅拌条件下加入NaClO3，将Fe2+氧化成Fe3+，反应的离子方程式是____。
（3）已知：铁氰化钾的化学式为K3[Fe(CN)6]；亚铁氰化钾的化学式为K4[Fe(CN)6]。
3Fe2++2[Fe(CN)6]3− =Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色沉淀)
4Fe3++3[Fe(CN)6]4− = Fe4[Fe(CN)6]3↓(蓝色沉淀)
确定Fe2+是否氧化完全的方法是____。(仅供选择的试剂：铁氰化钾溶液、亚铁氰化钾溶液、铁粉、KSCN溶液)
（4）向氧化后的溶液中加入适量的Na2CO3调节酸度，使之生成黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀，写出该反应的离子方程式：____。
（5）已知CoCl2的溶解度曲线如图所示。向碱式碳酸钴沉淀中加入足量稀盐酸边加热边搅拌至完全溶解后，需趁热过滤的原因是____。
【答案】（除标注外，每空2分）（1）SiO2 (1分)提高钴元素的利用率(或其他合理答案) (1分)
（2）6Fe2++6H++ClO3- 6Fe3++Cl-+3H2O
（3）取少许氧化后的溶液于试管中滴加几滴铁氰化钾溶液，若无蓝色沉淀生成，则说明Fe2+已全部被氧化
（4） 6Fe3++4SO42-+6H2O+2Na++6CO32- =Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+6CO2↑
（5）防止因温度降低，CoCl2晶体析出
【解析】（1）含钴废催化剂中含有的Fe、Co均可溶于硫酸，而SiO2不溶，所以滤渣的是SiO2 ，洗涤滤渣的洗涤液中含有钴的化合物，为了提高钴元素的利用率，将洗液与滤液合并；
本题答案为：SiO2 ，提高钴元素的利用率；
（2）在加热搅拌条件下加入NaClO3，将Fe2+氧化成Fe3+，反应的离子方程式是：6Fe2++6H++ClO3- 6Fe3++Cl-+3H2O；
本题答案为：6Fe2++6H++ClO3- 6Fe3++Cl-+3H2O；
（3）依据所给信息，Fe2+和[Fe(CN)6]3−反应，生成蓝色Fe3[Fe(CN)6]2沉淀，故确定Fe2+是否氧化完全的方法是：取少许氧化后的溶液于试管中滴加几滴铁氰化钾溶液，若无蓝色沉淀生成，则说明Fe2+已全部被氧化；
本题答案为：取少许氧化后的溶液于试管中滴加几滴铁氰化钾溶液，若无蓝色沉淀生成，则说明Fe2+已全部被氧化；
（4）氧化后的溶液中，含有Fe3+,加入Na2CO3后，生成[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀和CO2气体，离子方程式为：6Fe3++4SO42-+6H2O+2Na++6CO32- =Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+6CO2↑；
本题答案为：6Fe3++4SO42-+6H2O+2Na++6CO32- =Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+6CO2↑；
（5）由CoCl2的溶解度曲线可知，随温度的升高，CoCl2的溶解度增大，所以趁热过滤，防止温度降低CoCl2晶体析出；
本题答案为：防止因温度降低，CoCl2晶体析出。
15．（2021·四川攀枝花市·高三一模）（16分）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】（除标注外，每空2分）(1)KClO3 + 6HCl(浓)=KCl +3Cl2↑+ 3H2O
(2) AC 3Cl2 + 2Fe(OH)3 +10KOH =2K2FeO4 + 6KCl + 8H2O
(3) 加入乙醇(1分)
(4)①Fe3+(1分)4FeO+ 20H+=4Fe3++3O2↑+10H2O ②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﹣。
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