2020届高三化学无机化学二轮专题复习--铁的其他化合物

一、单选题

1. 难度：中等

某酸性废液中含有Fe²⁺、Cu²⁺、Ba²⁺三种金属离子，有同学设计了下列方案对废液进行处理(所加试剂均稍过量)，以回收金属铜，保护环境。下列叙述错误的是（    ）

A.沉淀a中含有的单质是Cu、Fe

B.②的离子方程式是Fe²⁺+H₂O₂+H⁺=Fe³⁺+2H₂O

C.操作Ⅱ用到的主要玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒

D.溶液B中含有的阳离子主要是Ba²⁺、Na⁺

2. 难度：中等

某同学用下图所示装置检验草酸亚铁晶体(FeC₂O₄·2H₂O，淡黄色)受热分解的部分产物。下列说法正确的是(    )

A.通入N₂的主要目的是防止空气中的水蒸气对产物检验产生影响

B.若③和⑤中分别盛放足量NaOH溶液、CuO固体，可检验生成的CO

C.实验结束后，①中淡黄色粉末完全变成黑色，则产物一定为铁

D.若将④中的无水CaC1₂换成无水硫酸铜可检验分解生成的水蒸气

3. 难度：简单

化学与环境、材料、信息、能源关系密切，下列说法中不正确的是

A.高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种新型、高效、多功能水处理剂，既能杀菌消毒又能净水

B.“光化学烟雾”、“臭氧空洞”的形成都与氮氧化合物有关

C.尽量使用含¹²C的产品，减少使用含¹³C或¹⁴C的产品符合“促进低碳经济”宗旨

D.高纯度的二氧化硅广泛用于制作光导纤维，光导纤维遇强碱会“断路”

4. 难度：中等

下列实验操作、现象和所得到的结论均正确的是

选项	实验内容	实验结论
A	向盛有1 mL 0.01 mol/LAgNO3溶液的试管中滴加5滴0.01 mol/L NaCl溶液，有白色沉淀生成，再滴加0.01 mol/L NaI溶液，产生黄色沉淀	常温下，Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
B	检验FeCl2溶液中是否含有Fe^2+时，将溶液滴入酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去	不能证明溶液中含有Fe^2+
C	取两只试管，分别加入等体积等浓度的双氧水，然后试管①中加入0.01 mol/L FeCl3溶液2 mL，向试管②中加入0.01 mol/L CuCl2溶液2 mL，试管①产生气泡快	加入FeCl3时，双氧水分解反应的活化能较大。
D	室温下，用pH试纸分别测定浓度为0.1 mol/LHClO溶液、0.1 mol/L HF溶液的pH，前者pH大于后者	HClO的酸性小于HF

A.A B.B C.C D.D

5. 难度：困难

实验室可利用硫酸厂炉渣（主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO₂等）制备聚铁和绿矾（FeSO₄•7H₂O），聚铁的化学式为[Fe₂(OH)_n(SO₄)_3﹣0.5n]_m，制备过程如图所示：下列说法不正确的是

A. 炉渣中FeS与硫酸和氧气的反应的离子方程式为：4FeS+3O₂+12H⁺＝4Fe³⁺+4S↓+6H₂O

B. 气体M的成分是SO₂，通入双氧水得到硫酸，可循环使用

C. 向溶液X中加入过量铁粉，充分反应后过滤得到溶液Y，再经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等步骤得到绿矾

D. 溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数，若其pH偏小，将导致聚铁中铁的质量分数偏大

6. 难度：中等

下列有关铁的微粒的存在、转化、鉴别等的表述，正确的是（    ）

A.[FeCl₄]^-、[Fe(SCN)₆]^3-、[FeF₆]^3-等微粒是不能稳定存在的

B.有关Fe²⁺的检验是先加氯水，再加KSCN溶液呈血红色

C.Fe₇O₉、Fe₅O₇均可看成是由FeO与Fe₂O₃组成的化合物，只是比例不同

D.在赤血盐的强碱性溶液中加一定量双氧水生成黄血盐溶液的离子方程式是2H₂O₂+[Fe(CN)₆]^3-+2OH^-=[Fe(CN)₆]^4-+3H₂O

7. 难度：中等

中华文化源远流长，如本草图经中曾有对青矾的描述：“形似朴硝而绿色，取此物置于铁板上，聚碳，封之囊袋，吹令火炽，其矾即沸，流出，色赤如融金升者是真也。”对于文中描述，下列说法正确的是　　

A.朴硝既不属于电解质也不属于非电解质

B.青矾的成分为

C.文中使用了蒸发结晶的分离方法

D.文中的反应涉及了氧化还原反应

8. 难度：困难

8.34 g FeSO₄·7H₂O(相对分子质量：278)样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如下图所示，下列说法正确的是

A. 温度为78 ℃时固体物质M的化学式为FeSO₄·5H₂O

B. 取适量380 ℃时所得的样品P，隔绝空气加热至650 ℃，得到一种固体物质Q，同时有两种无色气体生成，Q的化学式为Fe₃O₄

C. 在隔绝空气条件下，N得到P的化学方程式为FeSO₄·H₂OFeSO₄＋H₂O

D. 温度为159 ℃时固体N的化学式为FeSO₄·2H₂O

9. 难度：中等

下列说法正确的是

①非金属氧化物一定不是碱性氧化物    ②电解质溶液的导电过程伴随化学变化

③HCl既有氧化性又有还原性    ④Fe(OH)₃、FeCl₃、HNO₃都不能用化合反应制备

⑤SO₂能使酸性高锰酸钾溶液褪色，所以它具有漂白性

A. ②⑤ B. ①②③④ C. ①②③ D. ①②③⑤

10. 难度：中等

高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。用镍(Ni)、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸钠(Na₂FeO₄)的装置如图所示。下列说法正确的是

A.铁是阳极，电极反应为Fe－2e^－＋2OH^－=Fe(OH)₂

B.电解一段时间后，镍电极附近溶液的pH减小

C.若离子交换膜为阴离子交换膜，则电解结束后左侧溶液中含有FeO₄^2－

D.每制得1mol Na₂FeO₄，理论上可以产生67.2L气体

11. 难度：简单

高铁酸钾是一种新型、高效、多功能水处理剂，工业上采用向KOH溶液中通入氯气，然后再加入Fe(NO₃)₃溶液的方法制备K₂FeO₄，发生反应：

①C1₂+KOH→KC1+KC1O+KC1O₃+H₂O(未配平)；

②2Fe(NO₃)₃+3KC1O+10KOH===2K₂FeO₄+6KNO₃+3KC1+5H₂O。

下列说法正确的是

A.若反应①中n(ClO^－)：n(C1O₃^－)=5：1，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：1

B.反应①中每消耗4molKOH，吸收标准状况下22．4LCl₂

C.氧化性：K₂FeO₄>KC1O

D.若反应①的氧化产物只有KC1O，则得到0.2molK₂FeO₄时消耗0.3molC1₂

12. 难度：困难

某小组为探究溶液和不同类型盐溶液反应的多样性，设计如图实验：

已知：AgSCN为白色难溶物。

下列说法不正确的是（ ）

A.①中的白色沉淀是

B.向①的试管中滴加 KI溶液，有黄色沉淀生成证明存在

C.②中发生了氧化还原反应

D.对于③中红色褪去的原因可能与平衡移动原理有关

13. 难度：简单

《新修草本》有关“青矾”的描述为：“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃……烧之赤色……”据此推测“青矾”的主要成分为(    )

A.

B.

C.

D.

14. 难度：中等

NiSO₄是制备磁性材料和催化剂的重要中间体。用含镍废料(主要成分为NiO，含有少量CuO、FeO和SiO₂)制备NiSO₄并回收金属资源的流程如图：

下列说法错误的是（    ）

A.“酸溶”时应选用硫酸

B.滤渣2的成分为CuS和FeS

C.“操作1”为蒸发结晶

D.合理处理废弃物有利于保护环境和资源再利用

15. 难度：中等

下列离子组在一定条件下能大量共存，且加入相应试剂后所对应的离子方程式正确的是（    ）

选项	离子组	加入试剂	加入试剂后发生反应的离子方程式
A	Fe^2+、NO3^-、K^+	稀硫酸	3Fe^2++NO3^-+4H^+=3Fe^3++NO↑+2H2O
B	Fe^3+、I^-、ClO^-	氢氧化钠溶液	Fe^3++3OH^-=Fe(OH)3↓
C	Ba^2+、HCO3^-、Cl^-	氢氧化钠溶液	HCO3^-+OH^-=CO3^2-+H2O
D	Al^3+、Cl^-、NO3^-	过量氢氧化钠溶液	Al^3++3OH^-=Al(OH)3↓

A.A B.B C.C D.D

16. 难度：中等

由菱镁矿(主要成分为MgCO₃、CaCO₃、FeCO₃、SiO₂)制备高纯Mg(OH)₂的一种工艺如下：

下列说法不正确的是

A.“煅烧”时FeCO₃发生反应为4FeCO₃+O₂2Fe₂O₃+4CO₂

B.“浸取”产生的气体X为NH₃

C.“滤渣1”“滤渣2”分别为SiO₂、CaSO₄

D.“沉镁”所得的固体是否洗涤干净可用BaCl₂溶液检验

二、工业流程

17. 难度：困难

高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛用途。

(1)化学氧化法生产高铁酸钾（K₂FeO₄）是用固体Fe₂O₃、KNO₃、KOH混合加热生成紫红色高铁酸钾和KNO₂等产物。此反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_____________。

(2)工业上湿法制备高铁酸钾（K₂FeO₄）的工艺如图所示：

①反应Ⅰ的化学方程式为_________________________________________________。

②反应Ⅱ的离子方程式为_________________________________________________。

③加入饱和KOH溶液的目的是_________________________________________________。

④高铁酸钾是一种理想的水处理剂，其处理水的原理为____________________________。

⑤实验室配制Fe（NO₃）₃溶液，为防止出现浑浊，一般是将Fe（NO₃）₃固体溶于稀HNO₃后再加水稀释。已知25 ℃时，K_sp[Fe（OH）₃]＝4×10^-38，此温度下在实验室中配制100 mL 5 mol·L^-1 Fe（NO₃）₃溶液，则至少需要________mL、4 mol·L^-1 HNO₃。

(3)高铁酸钠（Na₂FeO₄）制备可采用三室膜电解技术，装置如图所示，阳极的电极反应式为________。电解后，阴极室得到的A溶液中溶质的主要成分为________（填化学式）。

三、实验题

18. 难度：中等

铁及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。

（1）氧化铁是重要工业颜料，用废铁屑制备它的流程如下：回答下列问题：

①操作Ⅰ、Ⅱ的名称分别是____、____。

②写出在空气中煅烧FeCO₃的化学方程式__________________；

③煅烧如果不充分，产品中将有Fe²⁺存在，试设计实验检验产品中有无Fe²⁺______。

（2）有些同学认为KMnO₄溶液滴定也能进行铁元素含量的测定。称取2.850g绿矾（FeSO₄·7H₂O）产品，溶解，在250mL容量瓶中定容；量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；用硫酸酸化的0.01000mol/LKMnO₄溶液滴定至终点，消耗KMnO₄溶液体积的平均值为20.00mL。

①写出酸性KMnO₄溶液与FeSO₄溶液反应的离子方程式_________________________

②计算上述样品中FeSO₄·7H₂O的质量分数为__________________[已知M(FeSO₄·7H₂O)=278g/mol]

③滴定达到终点时锥形瓶中溶液颜色变化为______________________________

④下列操作会导致样品中FeSO₄·7H₂O的质量分数的测定结果偏高的有_____________。

a．未干燥锥形瓶

b．盛装标准液的滴定管没有用标准液润洗

c． 滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡

d．量取待测液，视线注视刻度时开始平视、结束俯视

四、综合题

19. 难度：中等

钛铁矿主要成分为FeTiO₃（含有少量MgO、SiO₂等杂质），Li₄Ti₅O₁₂和LiFePO₄都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿来制备，工艺流程如下：

（1）钛铁矿在预处理时需要进行粉碎，其原因是___________________。

（2）过程①中反应的离子方程式是： FeTiO₃ + 4H⁺+ 4Cl^－== Fe²⁺ + TiOCl₄^2－+ 2H₂O、_______。

（3）过程①中，铁的浸出率结果如图1所示。由图可知，当铁的浸出率为80%时，所采用的实验条件是___________________。

（4）过程②中固体TiO₂与双氧水、氨水反应转化成(NH₄)₂Ti₅O₁₅溶液时，Ti元素的浸出率与反应温度的关系如图2所示，反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因是___________。

（5）在滤液B转化为FePO₄沉淀过程中发生以下反应，请配平：

Fe²⁺ +_____ + H₃PO₄  ===FePO₄ + ____ +  _____

（6）过程③中由FePO₄制备LiFePO₄的化学方程式是_________________________。

五、工业流程

20. 难度：中等

纳米Fe₃O₄在磁流体、催化剂、医学等领域具有广阔的应用前景。氧化共沉淀制备纳米Fe₃O₄的方法如下：

Ⅰ.Fe²⁺的氧化：将FeSO₄溶液用NaOH溶液调节pH至a，再加入H₂O₂溶液，立即得到FeO(OH)红棕色悬浊液。

(1)①若用NaOH溶液调节pH过高会产生灰白色沉淀，该反应的离子方程式是___。

②上述反应完成后，测得a值与FeO(OH)产率及其生成后溶液pH的关系，结果如下：

a	7.0	8.0	9.0
FeO(OH)的产率	<50%	95%	>95%
FeO(OH)生成后pH	接近4	接近4	接近4

用离子方程式解释FeO(OH)生成后溶液pH下降的原因：___。

(2)经检验：当a=7时，产物中存在大量Fe₂O₃。对Fe₂O₃的产生提出两种假设：

i.反应过程中溶液酸性增强，导致FeO(OH)向Fe₂O₃的转化；

ii.溶液中存在少量Fe²⁺，导致FeO(OH)向Fe₂O₃的转化。

①分析，假设i不成立的实验依据是___。

②其他条件相同时，向FeO(OH)浊液中加入不同浓度Fe²⁺，30 min后测定物质的组成，结果如表：

c(Fe^2+)/mol⋅L^-1	FeO(OH)百分含量/%	Fe2O3百分含量/%
0.00	100	0
0.01	40	60
0.02	0	100

以上结果表明：___。

(3)a=7和a=9时，FeO(OH)产率差异很大的原因是___。

Ⅱ.Fe²⁺和Fe³⁺共沉淀：向FeO(OH)红棕色悬浊液中同时加入FeSO₄溶波和NaOH浓溶液进行共沉淀，再将此混合液加热回流、冷却、过滤、洗涤、干燥，得到纳米Fe₃O₄。

(4)共沉淀时的反应条件对产物纯度和产率的影响极大。

①共沉淀pH过高时，会导致FeSO₄溶液被快速氧化；共沉淀pH过低时，得到的纳米Fe₃O₄中会混有的物质是___。

②已知N=，其他条件一定时，测得纳米Fe₃O₄的产率随N的变化曲线如图所示：

经理论分析，N=2共沉淀时纳米Fe₃O₄产率应最高，事实并非如此的可能原因是___。