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2026人教版高中化学必修第一册
专题强化练6　铁及其化合物间的转化在工艺流程中的应用
1.(创新题·新考法)(2025湖北襄阳一中等六校期中联考)纳米材料一直是人们研究的重要课题。实验室采用气相还原法制备纳米级Fe,其流程如图所示,下列有关说法不正确的是 (　　)
A.高温制备纳米级Fe的过程中通N2可以防止爆炸,N2也可作保护气
B.高温制备纳米级Fe的反应为FeCl2+N2+4H2 Fe+2NH4Cl
C.FeCl2·nH2O固体加热脱水的过程属于化学变化
D.纳米级Fe比普通铁粉更易与氧气反应
2.(创新题·新情境)(2025江西南昌三中期中)氯气是常用的化工原料,有毒,泄漏时需要妥善处理。自来水厂一种预防和处理氯气泄漏的方法如图所示。下列有关说法不正确的是(　　)
A.Cl2和水反应的离子方程式为H2O+Cl2 Cl-+HClO+H+
B.铁屑的作用是将FeCl3还原为FeCl2
C.铁屑耗尽时溶液中可能大量存在Fe2+、Fe3+、ClO-、Cl-
D.吸收泄漏的氯气的离子方程式为2Fe2++Cl2 2Cl-+2Fe3+
3.(2024陕西汉中期末联考)高铁酸钾(K2FeO4)具有极强的氧化性和优良的絮凝功能,是一种绿色环保多功能型水处理剂。下图是生产高铁酸钾的一种工艺流程:
已知K2FeO4的部分性质如下:
溶解性 易溶于水,微溶于浓KOH溶液,难溶于有机物
稳定性 温度为0~5 ℃或强碱性溶液中能稳定存在;酸性或中性溶液中放出O2
回答下列问题:
(1)写出①中发生反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　。
(2)②中加入NaOH固体的目的是　　　　(填字母)。
A.为后续反应提供碱性环境
B.加入NaOH固体作为氧化剂有利于除去NaCl
C.NaOH固体溶解时会放出较多的热量,有利于后续生成K2FeO4
D.与溶液Ⅰ中过量的Cl2继续反应,生成更多的NaClO
(3)写出④中发生反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　,氧化剂与氧化产物的物质的量之比为　　　　;设NA为阿伏加德罗常数的值,反应每生成1 mol Fe转移电子的数目为　　　。
(4)从溶液Ⅱ中得到K2FeO4晶体的操作是　　　、洗涤、干燥。
(5)⑥中洗涤时,洗涤剂最好选用　　　　(填字母)。
A.KOH溶液　　　　B.乙醇　　　　C.H2O　　　　D.FeCl2溶液
答案与分层梯度式解析
1.B　高温制备纳米级Fe的反应为FeCl2+H2 Fe+2HCl,反应前需向反应器中通入N2,排尽装置内的空气,防止H2与空气混合加热时发生爆炸,同时制得的纳米级Fe易被空气中的O2氧化,故需用N2作保护气,N2不参与反应,A正确、B错误;FeCl2·nH2O固体加热脱水生成FeCl2,有新物质生成,该过程发生化学变化,C正确;纳米级Fe比普通铁粉颗粒更小,与O2反应时接触面积更大,更易与O2反应,D正确。
2.C　Cl2和水反应的离子方程式为H2O+Cl2 Cl-+HClO+H+,A正确;泄漏的氯气通入FeCl2溶液中发生反应:2FeCl2+Cl2 2FeCl3,铁屑的作用是将FeCl3还原为FeCl2:2FeCl3+Fe 3FeCl2,B、D正确;ClO-能把Fe2+氧化为Fe3+,Fe2+、ClO-不能大量共存,C错误。
反思升华　本题的创新点是以预防和处理氯气泄漏装置为背景考查Fe及其化合物与Cl2的相关反应。解题时要读懂装置图,明确泄漏的Cl2先和FeCl2发生反应生成FeCl3,然后FeCl3和Fe发生反应重新生成FeCl2,再根据相关知识分析解答即可。此题将化学知识与工业生产中的实际情况相结合,较好地体现了新高考的命题理念。
3.答案　(1)Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O　(2)AD
(3)2Fe3++3ClO-+10OH- 2Fe+3Cl-+5H2O
3∶2　3NA　(4)过滤　(5)B
解析　(1)①中Cl2与NaOH反应的离子方程式为Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O。(2)溶液Ⅰ中加入NaOH固体能使过量的Cl2完全反应转化为NaClO,并使溶液呈碱性,有利于Fe3+在碱性条件下转化为Fe,A、D正确;NaOH没有氧化性,不能将溶液中的NaCl氧化,B错误;K2FeO4在0~5 ℃或强碱性溶液中能稳定存在,NaOH固体溶解时会放出较多热量,不利于后续生成K2FeO4,C错误。(3)④中碱性条件下,Fe3+与ClO-发生氧化还原反应生成Fe和Cl-,其离子方程式为2Fe3++3ClO-+10OH- 2Fe+3Cl-+5H2O;该反应中氧化剂ClO-与氧化产物Fe的物质的量之比为3∶2;根据该反应中元素化合价变化可知生成1 mol Fe时转移电子数为3NA。(4)从溶液Ⅱ中得到K2FeO4晶体的操作为过滤、洗涤、干燥。(5)K2FeO4具有强氧化性,会与FeCl2溶液发生氧化还原反应,K2FeO4易溶于水,微溶于浓KOH溶液,难溶于有机物,为减少K2FeO4溶解降低产率,洗涤剂最好选择乙醇。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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