2022年高考化学一轮复习讲义第3章第16讲 专项提能特训2　工业流程中含铁化合物的制备 (含解析)

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专项提能特训2　工业流程中含铁化合物的制备1．FeCO3与砂糖混用可以作补血剂，实验室里制备FeCO3的流程如图所示，下列说法不正确的是(　　)A．产品FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的FeOB．沉淀过程中有CO2气体放出C．过滤操作常用的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒D．可利用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质答案　A解析　FeCO3中的＋2价的铁在高温时会被空气中的氧气氧化。2．从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下：则下列说法正确的是(　　)A．试剂a是铁、试剂b是稀硫酸B．操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同C．试剂c是氯气，相应的反应为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－D．用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否还有Fe2＋答案　C解析　A项，由最终要得到氯化铁晶体及流程图知，b是盐酸，错误；B项，操作Ⅰ和操作Ⅱ是过滤，操作Ⅲ为蒸发结晶，所用仪器不相同，错误；C项，滤液Z和X中均含有氯化亚铁，因此c为氯气，正确；D项，高锰酸钾也能氧化氯离子而褪色，因此不能用于检验溶液W中是否含有亚铁离子，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＋＋2HCO===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＋O22Fe2O3＋4CO2解析　(1)硫铁矿烧渣主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等，酸浸后铁的氧化物和酸反应溶解，二氧化硅不与酸反应。(2)由步骤Ⅱ加入过量铁粉后得到的滤液中阳离子为亚铁离子，步骤Ⅲ加入试剂调节溶液pH至5～6.5，次氯酸钙和高锰酸钾氧化亚铁离子，强碱性溶液会沉淀亚铁离子。(3)由流程可知Fe2＋与CO结合生成FeCO3沉淀，H＋浓度增大，HCO又会与H＋反应产生CO2气体和H2O。NH4HCO3具有热不稳定性，温度过高碳酸氢铵会分解，温度升高会促进亚铁离子的水解。(4)空气中煅烧碳酸亚铁，碳酸亚铁和氧气反应生成氧化铁和二氧化碳。4．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3.72 g绿矾产品，溶解，在250 mL 容量瓶中定容；b．量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中；c．用硫酸酸化的0.010 00 mol·L－1 KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00 mL。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50 mL，则步骤a中称取样品的质量不能超过________ g。(保留4位小数)答案　(1)A(2)除去溶液中的Sn2＋　将Fe3＋还原成Fe2＋(3)蒸发浓缩　(4)①酸式滴定管　②75%　③9.266 7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0.010 00 mol·L－1KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00 mL，则根据方程式：5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O得到：n(Fe2＋)＝0.010 00 mol·L－1×0.020 0 L×5＝0.001 mol。所以250 mL溶液中有n(Fe2＋)＝0.01 mol。则FeSO4·7H2O物质的量是0.01 mol，质量为0.01 mol×278 g·mol－1＝2.78 g，质量分数为：×100%≈75%。③若滴定管规格为50 mL，则最多能量出50 mL的高锰酸钾溶液，根据方程式：5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O得到最多反应的n(Fe2＋)＝0.010 00 mol·L－1×0.050 0L×5＝0.002 5 mol，所以250 mL溶液中有n(Fe2＋)＝0.025 mol，则FeSO4·7H2O物质的量最多是0.025 mol，质量为0.025 mol×278 g·mol－1＝6.95 g，因为样品中FeSO4·7H2O的质量分数为75%，所以样品质量为6.95 g÷75%≈9.266 7 g。