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第二单元　探究铁及其化合物的转化
1 (2024苏州期中)下列铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是(　　)
A. Fe具有导电性，可用作食品抗氧化剂
B. Fe2O3呈红棕色，可用作颜料
C. FeSO4具有还原性，可用作补铁剂
D. FeCl3溶液具有酸性，可用作印刷电路板蚀刻剂
2 (2024扬州宝应期中)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断错误的是(　　)
A. a与硫粉充分加热反应可生成b
B. 制备c时，应将胶头滴管伸入液面以下
C. c、d在空气中充分加热，均可得到Fe2O3
D. b和e的混合溶液中，可先滴加KSCN溶液，再滴加少量新制氯水，证明溶液中含有Fe2+
3 (2024连云港期末)室温下，探究0.1 mol/L FeSO4溶液的性质，下列实验方案能达到实验目的的是(　　)
选项 实验目的 实验方案
A 探究Fe2+是否有氧化性 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色变化
B 检验溶液中是否含有Fe3+ 向2 mL FeSO4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
C 除去久置溶液中的Fe3+ 向2 mL FeSO4溶液中加入过量Fe，充分振荡并过滤
D 验证Fe2+能否催化H2O2分解 向2 mL 5% H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，观察气泡产生情况
4 (2024苏州期末)已知：Zn溶于强碱时可生成 [Zn(OH)4]2-。利用废旧镀锌铁皮制备Fe3O4胶体粒子的流程如图。下列有关说法正确的是(　　)
A. “碱洗”的主要目的是除去废旧镀锌铁皮表面的油污
B. “酸溶”时用98%的浓硫酸代替稀硫酸可加快反应速率
C. “氧化”时发生反应的离子方程式为2Fe2+＋2H＋＋H2O2===2Fe3+＋2H2O
D. “氧化”后溶液中的阳离子只有H＋、Fe3+
5 (2024扬州期末)磁性Fe3O4在污水处理中有广泛的用途。利用废铁屑(主要成分为Fe，及少量Fe2O3和Cu)制备Fe3O4的一种流程如下：
(1) “过滤”后所得滤渣的成分是________；滤液中不含Fe3+，原因是_______
____________________(用离子方程式表示)。
(2) “氧化”过程中H2O2的实际用量大于理论用量，原因是_______________
______________________________________________________。
(3) H2O2在Fe3O4表面产生HO·的原理如图所示。
①相同条件下，HO·与OH－中氧化性较强的是________。
②酸性条件下，Fe2+与H2O2反应生成HO·的离子方程式为_________________
_____________________________。
(4) 取10.00 mL“过滤”后所得滤液，加水稀释到 100 mL，取20.00 mL稀释后的溶液于锥形瓶中，滴加0.020 0 mol/L酸性KMnO4溶液，恰好完全反应时消耗酸性KMnO4溶液的体积为30.00 mL。计算滤液中Fe2+的物质的量浓度(写出计算过程)。
6 某小组同学用FeSO4·7H2O晶体和蒸馏水配制100 mL 0.5 mol/L FeSO4溶液(pH为3.3)，再进行性质探究实验。
Ⅰ. 性质探究，立即取出一定量配制好的溶液放入 2支试管中，分别进行如下实验：
实验ⅰ：滴加NaOH溶液，观察到产生白色沉淀，最后变为红褐色。
实验ⅱ：滴加酸性KMnO4溶液，溶液褪色。
(1) 实验ⅰ中生成红褐色沉淀的化学方程式是__________________________
______________________________________________________________________。
(2) 实验ⅱ中MnO转化为Mn2+，发生反应的离子方程式是_______________
________________________________________________________。
Ⅱ. 对异常现象的探究。
配制好的溶液放置1 h后，溶液变黄。24 h后，产生黄褐色沉淀，测得上层清液pH为1.4。
(3) 取少量黄色溶液，_______________________________________________
__________________________________(填操作和现象)，证明黄色溶液中含有Fe3+。
(4) 通过下列实验证实，黄褐色沉淀中含有SO。
①洗涤黄褐色沉淀的目的是__________________________________________
______________________________________________________________________。
②证实黄褐色沉淀中含有SO的证据是_______________________________
______________________________________________________________________。
Ⅲ. K2FeO4是一种新型、高效、多功能水处理剂，与水反应可生成透明的红褐色胶体。
(5) 请将上述反应的离子方程式补写完整：
FeO＋____H2O===______Fe(OH)3(胶体)＋____O2↑＋____OH－。
7 (2023苏州黄埭中学期中)实验室由硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3)制备软磁性材料 α Fe2O3。主要转化流程如图。
(1) 制绿矾。烧渣到绿矾的工艺中涉及“酸浸”“还原”“除杂”“结晶”等实验流程。
①酸浸。烧渣酸浸时Fe2O3与稀硫酸反应的化学方程式为_________________
_____________________________________________________。
②还原。向“酸浸”后的溶液中加入过量铁粉，使Fe3+完全转化为Fe2+，该过程除生成Fe2+外，还会生成________(填化学式)；检验Fe3+已经被还原完全的实验操作和现象是______________________________________________________
______________________________________________________________________。
③除杂。向“还原”后的滤液中加入NaOH溶液，调节pH范围为________，使Al3+完全除去[已知：pH＝5时Al(OH)3沉淀完全，pH＝5.8时Fe(OH)2开始沉淀]。
④结晶。结合绿矾溶解度曲线图，补充完整获得FeSO4·7H2O晶体的实验操作：向FeSO4溶液中再加入稀硫酸酸化，____________________________________
____________________________________________________________，过滤，用少量冰水洗涤，低温干燥，得到FeSO4·7H2O晶体。
(2) 制FeCO3。将FeSO4溶液与氨水-NH4HCO3混合溶液中的一种加入三颈瓶中(装置见图)，通过分液漏斗缓慢滴加另一种溶液，充分反应，过滤。
①分液漏斗中的溶液是________________；生成FeCO3的离子方程式为_____
______________________________________________________________________。
②生成的FeCO3沉淀需“洗涤完全”，检验方法是_______________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3) 制α Fe2O3。将纯净的FeCO3放入管式炉内煅烧2 h，获得产品α Fe2O3。其他条件相同时，不同煅烧温度对产品中Fe2O3质量分数的影响如图所示，当煅烧温度高于800 ℃时，产品中Fe2O3质量分数降低，铁元素质量分数升高，其原因可能是______________________________________________________________
______________________________________________________________________。
第二单元　探究铁及其化合物的转化
1. B　Fe具有还原性，可用作食品抗氧化剂，A错误；FeSO4中含有人体所需的Fe2+，可用作补铁剂，C错误；FeCl3溶液具有氧化性，可用作印刷电路板蚀刻剂，D错误。
2. D　Fe与S加热反应生成FeS，A正确；c为Fe(OH)2，容易被空气中的O2氧化，制备时应将胶头滴管伸入液面以下，B正确；c为Fe(OH)2，d为Fe(OH)3，Fe(OH)2、Fe(OH)3 在空气中充分加热，均可得到Fe2O3，C正确；b为亚铁盐，e为铁盐，向含Fe2+、Fe3+的混合溶液中滴加KSCN溶液，溶液直接变红色，该法不能检验出Fe2+，为防止Fe3+干扰Fe2+的检验，可改为滴加铁氰化钾溶液，若出现特征蓝色沉淀，则证明溶液中含有Fe2+，D错误。
3. C　Fe2+使酸性KMnO4溶液褪色，Fe2+体现还原性，A错误；氯水可将Fe2+氧化为Fe3+，无法检验溶液中是否含有Fe3+，B错误；Fe可以将Fe3+还原为Fe2+：2Fe3+＋Fe===3Fe2+，可以除去久置溶液中的Fe3+，C正确；缺少对照实验，无法验证Fe2+能催化H2O2分解，也可能是SO催化H2O2分解，且反应产生的Fe3+可以催化H2O2分解，D错误。
4. C　流程图的后续操作中没有除锌过程，故“碱洗”的主要目的是除去废旧镀锌铁皮表面的锌，A错误；常温下，铁在浓硫酸中会钝化，故“酸溶”时用98%的浓硫酸代替稀硫酸不能加快反应速率，B错误；Fe3O4胶体粒子中含有Fe2+、Fe3+，“氧化”时H2O2未将Fe2+全部氧化为Fe3+，故“氧化”后溶液中的阳离子还有Fe2+，D错误。
5. (1) Cu　2Fe3+＋Fe===3Fe2+或2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+
(2) Fe3+催化H2O2分解
(3) ①HO·　
②Fe2+＋H2O2＋H＋===Fe3+＋H2O＋HO·
(4) n(MnO)＝0.020 0 mol/L×30.00×10-3 L＝6×10-4 mol
由得失电子守恒可得关系式：
5Fe2+　　～　MnO
　5　　　　　　1
n(Fe2+)　　6×10-4 mol×
解得n(Fe2+)＝1.5×10-2 mol，
c(Fe2+)＝＝1.5 mol/L。
6. (1) 4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3
(2) 5Fe2+＋8H＋＋MnO===5Fe3+＋Mn2+＋4H2O
(3) 滴加少量KSCN溶液，溶液立即变为红色
(4) ①除去黄褐色沉淀表面附着的SO，以免干扰后续实验
②向沉淀溶解后的溶液中滴加BaCl2溶液出现白色沉淀，说明原溶液中含有SO
(5) 4　10　4　3　8
7. (1) ①Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O
②H2　取少量清液于试管中，向其中滴加几滴KSCN溶液，溶液不变红
③5～5.8
④蒸发浓缩得到60 ℃饱和溶液，冷却至0 ℃结晶
(2) ①氨水NH4HCO3混合溶液　Fe2+＋NH3·H2O＋HCO===FeCO3↓＋NH＋H2O(或Fe2+＋NH3＋HCO===FeCO3↓＋NH)
②取最后一次洗涤液少许置于试管中，加入BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，说明沉淀已洗涤干净
(3) FeCO3在高温条件下分解生成Fe3O4

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