高考化学一轮复习讲练 第3章 专项提能特训4　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4　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FeO
B．沉淀过程中有CO2气体放出
C．过滤操作的常用玻璃仪器有烧杯、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．(2019·湖南高三高考模拟)高磷鲕状赤铁矿(主要含有Fe2O3、少量Al2O3、CaO、SiO2等)是我国一种重要的沉积型铁矿资源，以高磷鲕状赤铁矿为原料制备纯度较高的铁红，其流程如图所示。下列说法错误的是(　　)

A．铁红可用于油漆、油墨、建筑物着色剂
B．酸浸液遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀
C．洗涤滤渣时要用玻璃棒不断搅拌
D．氧化时选用的试剂可以是H2O2、NaClO溶液
答案　C
解析　铁红的主要成分是氧化铁，为红棕色，可用于油漆、油墨、建筑物的着色剂，A项正确；酸浸液中含有Fe2＋，遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色的沉淀，B项正确；用玻璃棒不断搅拌会破坏氢氧化铁，使一部分氢氧化铁溶解，降低产率，C项错误；氧化Fe2＋时可选用H2O2、NaClO溶液作为氧化剂，将Fe2＋氧化为Fe3＋，D项正确。
4．下图是用共沉淀法制备纳米四氧化三铁的流程。

(1)除Fe3O4外，铁的两种常见氧化物中，在空气中性质比较稳定的是_______________(填化学式)，该物质的用途是__________________________________________________________
______________________________________________________。(任写一种)
(2)实验室保存溶液B时为了防止出现浑浊通常采用的措施是_________________________
______________________________________________________________________________。
(3)证明沉淀已经洗涤干净的操作是_______________________________________________。
(4)写出该方法中发生的主要反应的离子方程式：___________________________________。
(5)实际生产中为提高产率，起始所用FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O的物质的量之比大于1∶2，原因是_______________________________________________________________________。
答案　(1)Fe2O3　制红色油漆、涂料、炼铁等
(2)加盐酸
(3)取少量最后一次洗涤液于试管中，加盐酸酸化，滴加氯化钡溶液，不产生白色沉淀
(4)Fe2＋＋2Fe3＋＋8OH－Fe3O4＋4H2O
(5)反应过程中部分亚铁离子被氧气氧化为铁离子
解析　(2)实验室保存溶液B(FeCl3)时，为了防止水解出现浑浊，通常采用的措施是加盐酸抑制FeCl3水解生成Fe(OH)3沉淀。
(3)证明沉淀已经洗涤干净，只要检验洗涤液中是否含硫酸根离子，操作是取少量最后一次洗涤液于试管中，加盐酸酸化，滴加氯化钡溶液，不产生白色沉淀。
(4)该方法中发生的主要反应的离子方程式为Fe2＋＋2Fe3＋＋8OH－Fe3O4＋4H2O。
(5)实际生产中为提高产率，起始所用FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O的物质的量之比大于1∶2，原因是反应过程中部分亚铁离子被氧气氧化为铁离子。

5．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
pH
3.9
1.6
3.0
5.5

(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，需要对溶液进行加热蒸发浓缩，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物质的量也是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。