第09講鐵及其重要化合物第一部分：高考真題感悟1．（2021·河北·高考真題）“灌鋼法”是我國古代勞動人民對鋼鐵冶煉技術的重大貢獻，陶弘景在其《本草經集注》中提到“鋼鐵是雜煉生鍒作刀鐮者”。“灌鋼法”主要是將生鐵和熟鐵(含碳量約0.1%)混合加熱，生鐵熔化灌入熟鐵，再鍛打成鋼。下列說法錯誤的是A．鋼是以鐵為主的含碳合金B(yǎng)．鋼的含碳量越高，硬度和脆性越大C．生鐵由于含碳量高，熔點比熟鐵高D．冶煉鐵的原料之一赤鐵礦的主要成分為Fe2O3【答案】C【解析】A．鋼是含碳量低的鐵合金，故A正確；B．鋼的硬度和脆性與含碳量有關，隨著含碳量的增大而增大，故正確；C．由題意可知，生鐵熔化灌入熟鐵，再鍛打成鋼，說明生鐵的熔點低于熟鐵，故C錯誤；D．赤鐵礦的主要成分是Fe2O3，可用于冶煉鐵，故D正確；故選C。2．（2021·廣東·高考真題）部分含鐵物質的分類與相應化合價關系如圖所示。下列推斷不合理的是A．可與反應生成B．既可被氧化，也可被還原C．可將加入濃堿液中制得的膠體D．可存在的循環(huán)轉化關系【答案】C【解析】圖中所示鐵元素不同化合價的物質：a為Fe，b為FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等Fe(II)的鹽類物質，c為Fe(OH)2，e為FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等Fe(III)的鹽類物質，d為Fe(OH)3。A．Fe與Fe(III)的鹽類物質可發(fā)生反應生成Fe(II)的鹽類物質，如Fe+2FeCl3=3FeCl2，故A不選；B．Fe(II)為鐵元素的中間價態(tài)，既有還原性也有氧化性，因此既可被氧化，也可被還原，故B不選；C．Fe(III)的鹽類物質與濃堿液反應生成Fe(OH)3沉淀，制備Fe(OH)3膠體操作為：向沸水中滴加飽和FeCl3溶液，繼續(xù)煮沸至溶液呈紅褐色，停止加熱，故C選；D．轉化如，故D不選；綜上所述，答案為C。3．（2021·江蘇·高考真題）下列有關物質的性質與用途不具有對應關系的是A．鐵粉能與O2反應，可用作食品保存的吸氧劑B．納米Fe3O4能與酸反應，可用作鐵磁性材料C．FeCl3具有氧化性，可用于腐蝕印刷電路板上的CuD．聚合硫酸鐵能水解并形成膠體，可用于凈水【答案】B【解析】A．因為鐵粉能與O2反應，所以可用作食品保存的吸氧劑，A正確；B．納米Fe3O4具有磁性，可用作鐵磁性材料，B錯誤；C．FeCl3與Cu反應生成FeCl2和CuCl2，主要利用其氧化性，C正確；D．聚合硫酸鐵能水解并形成膠體，具有吸附性，可用于凈水，D正確；故選B。4．（2022·浙江·高考真題）關于化合物的性質，下列推測不合理的是A．與稀鹽酸反應生成、、B．隔絕空氣加熱分解生成FeO、、C．溶于氫碘酸(HI)，再加萃取，有機層呈紫紅色D．在空氣中，與高溫反應能生成【答案】B【解析】已知化合物中Fe的化合價為+3價，CH3O帶一個單位負電荷。A．由分析可知，化合物中Fe的化合價為+3價，故其與稀鹽酸反應生成、、，反應原理為：FeO(OCH3)+3HCl=FeCl3+H2O+CH3OH，A不合題意；B．由分析可知，化合物中Fe的化合價為+3價，C為2，若隔絕空氣加熱分解生成FeO、、則得失電子總數(shù)不相等，不符合氧化還原反應規(guī)律，即不可能生成FeO、、，B符合題意；C．由分析可知，化合物中Fe的化合價為+3價，故其溶于氫碘酸(HI)生成的Fe3+能將I氧化為I2，反應原理為：2FeO(OCH3)+6HI=2FeI2+I2+2H2O+2CH3OH，再加萃取，有機層呈紫紅色，C不合題意；D．化合物在空氣中高溫將生成Fe2O3、CO2和H2O，然后Fe2O3為堿性氧化物，SiO2為酸性氧化物，故化合物與高溫反應能生成，D不合題意；故答案為：B。5．（2022·廣東·高考真題）為檢驗犧牲陽極的陰極保護法對鋼鐵防腐的效果，將鍍層有破損的鍍鋅鐵片放入酸化的溶液中。一段時間后，取溶液分別實驗，能說明鐵片沒有被腐蝕的是A．加入溶液產生沉淀B．加入淀粉碘化鉀溶液無藍色出現(xiàn)C．加入溶液無紅色出現(xiàn)D．加入溶液無藍色沉淀生成【答案】D【解析】鍍層有破損的鍍鋅鐵片被腐蝕，則將其放入到酸化的3%NaCl溶液中，會構成原電池，由于鋅比鐵活潑，作原電池的負極，而鐵片作正極，溶液中破損的位置會變大，鐵也會繼續(xù)和酸化的氯化鈉溶液反應產生氫氣，溶液中會有亞鐵離子生成。A．氯化鈉溶液中始終存在氯離子，所以加入硝酸銀溶液后，不管鐵片是否被腐蝕，均會出現(xiàn)白色沉淀，故A不符合題意；B．淀粉碘化鉀溶液可檢測氧化性物質，但不論鐵片是否被腐蝕，均無氧化性物質可碘化鉀發(fā)生反應，故B不符合題意；C．KSCN溶液可檢測鐵離子的存在，上述現(xiàn)象中不會出現(xiàn)鐵離子，所以無論鐵片是否被腐蝕，加入KSCN溶液后，均無紅色出現(xiàn)，故C不符合題意；D．K3[Fe(CN)6]是用于檢測Fe2+的試劑，若鐵片沒有被腐蝕，則溶液中不會生成亞鐵離子，則加入K3[Fe(CN)6]溶液就不會出現(xiàn)藍色沉淀，故D符合題意。綜上所述，答案為D。6．（2022·河北·高考真題）以焙燒黃鐵礦(雜質為石英等)產生的紅渣為原料制備銨鐵藍顏料。工藝流程如下：回答下列問題：(1)紅渣的主要成分為_______(填化學式)，濾渣①的主要成分為_______(填化學式)。(2)黃鐵礦研細的目的是_______。(3)還原工序中，不生成S單質的反應的化學方程式為_______。(4)工序①的名稱為_______，所得母液循環(huán)使用。(5)沉鐵工序產生的白色沉淀中的化合價為_______，氧化工序發(fā)生反應的離子方程式為_______。(6)若用還原工序得到的濾液制備和，所加試劑為_______和_______(填化學式，不引入雜質)?！敬鸢浮?1)

Fe2O3

SiO2(2)增大固液接觸面積，加快反應速率，提高黃鐵礦的利用率(3)7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O=15FeSO4+8H2SO4(4)蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌(5)+2；

Fe(NH4)2Fe(CN)6+ClO+2H+=Fe(NH4)Fe(CN)6+H2O+Cl+(6)H2O2

NH3·H2O【解析】已知黃鐵礦高溫煅燒生成Fe2O3，反應原理為：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2，故產生的紅渣主要成分為Fe2O3和SiO2，將紅渣粉碎后加入足量的50%的H2SO4溶液加熱充酸浸，反應原理為：Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O，過濾出濾渣①，主要成分為SiO2，向濾液中加入黃鐵礦進行還原，將Fe3+還原為Fe2+，由(3)小問可知不生成S沉淀，則硫元素被氧化為，反應原理為：14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2+16H+，然后進行工序①為蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶，得到FeSO4晶體和母液主要含有FeSO4溶液和H2SO4，加水溶解FeSO4晶體，向所得溶液中加入(NH4)2SO4、K4[Fe(CN)6]并用H2SO4調節(jié)溶液的pH為3，進行沉鐵過程，反應原理為：Fe2++2+[Fe(CN)6]3=Fe(NH4)2Fe(CN)6↓，然后過濾出沉淀，洗滌后加入H2SO4和NaClO3進行氧化步驟，反應原理為：6Fe(NH4)2Fe(CN)6++6H+=6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl+6，過濾、洗滌干燥即制得Fe(NH4)Fe(CN)6。(1)由分析可知，紅渣的主要成分為：Fe2O3，濾渣①的主要成分為：SiO2，故答案為：Fe2O3；SiO2；(2)黃鐵礦研細的主要目的是增大固液接觸面積，加快反應速率，提高黃鐵礦的利用率，故答案為：增大固液接觸面積，加快反應速率，提高黃鐵礦的利用率；(3)由分析可知，還原工序中，不產生S單質沉淀，則硫元素被氧化為，反應原理為：14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2+16H+，故化學方程式為：7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O=15FeSO4+8H2SO4，故答案為：7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O=15FeSO4+8H2SO4；(4)由分析可知，工序①的名稱為蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌，所得母液主要含有FeSO4溶液和H2SO4可以循環(huán)利用，故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌；(5)沉鐵工序中產生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe的化合價為+2價和[Fe(CN)6]4中的+3價，由分析可知，氧化工序所發(fā)生的離子方程式為：6Fe(NH4)2Fe(CN)6++6H+=6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl+6，故答案為：+2；6Fe(NH4)2Fe(CN)6++6H+=6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl+6；(6)由分析可知，還原工序所得的濾液中主要含有FeSO4溶液和H2SO4，向濾液中先加入一定量的H2O2溶液將Fe2+完全氧化為Fe3+，在向氧化后的溶液中加入氨水至不再產生沉淀為止，過濾洗滌，對沉淀進行灼燒，即可制得Fe2O3·xH2O和(NH4)2SO4，故所需要加入的試劑為H2O2和NH3·H2O，故答案為：H2O2；NH3·H2O。第二部分：最新模擬精練完卷時間：50分鐘可能用到的相對原子質量：O16S32Fe56一、選擇題（每小題只有一個正確選項，共12*5分）1．（2022·湖北·襄陽四中模擬預測）下列有關Fe、Co、Ni及其化合物的說法錯誤的是A．Fe、Co、Ni均位于第四周期第VIII族B．Fe、Co、Ni基態(tài)原子未成對電子數(shù)分別為4、3、2C．Fe、Co、Ni以及它們的合金為黑色金屬材料D．FeO在空氣中受熱會迅速變?yōu)镕e3O4【答案】C【解析】A．Fe、Co、Ni位于元素周期表中第四周期第VIII族，A選項正確；B．Fe是26號元素，基態(tài)鐵原子的價電子排布式為3d64s2。Co、Ni的基態(tài)原子的價電子排布式分別為3d74s2、3d84s2，三種元素原子的核外未成對電子數(shù)分別為4、3、2，B選項正確；C．黑色金屬材料通常是指鐵和以鐵為基礎元素的合金，C選項錯誤；D．Fe2+具有較強還原性，在空氣中加熱易被部分氧化為+3價生成穩(wěn)定的Fe3O4，D選項正確；答案選C。2．（2022·江蘇·揚州中學三模）下列鐵及其化合物的性質與用途不具有對應關系的是A．金屬Fe具有導熱性，可用于制造炊具B．納米Fe3O4顆粒呈黑色，可用作磁性材料C．Fe(OH)3膠體具有吸附性，可用作凈水劑D．FeCl3溶液具有氧化性，可用于蝕刻銅制品【答案】B【解析】A．金屬鐵具有良好的導熱性，可用于制造炊具，存在對應關系，故A不符合題意；B．四氧化三鐵顆粒顯黑色，與作磁性材料無關，故B符合題意；C．氫氧化鐵膠體吸附水中懸浮固體小顆粒，膠體聚沉，達到凈水的目的，氫氧化鐵膠體可做凈水劑，故C不符合題意；D．氯化鐵具有強氧化性，能與Cu發(fā)生反應2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+，可以刻蝕銅制品，故D不符合題意；答案為B。3．（2022·上海靜安·二模）指定條件下，以鐵為原料，不能一步制得的是A．FeFeCl3 B．FeFe2O3C．FeFe(NO3)3 D．FeFeSO4【答案】B【解析】A．鐵單質在氯氣中燃燒，產生棕褐色的煙，生成FeCl3，A正確；B．鐵和水蒸氣在高溫條件下反應生成Fe3O4，無法直接生成氧化鐵，B錯誤；C．硝酸具有強氧化性和酸性，可與鐵反應生成硝酸鐵，C正確；D．鐵的金屬活動性強于Cu，可以將硫酸銅溶液中的Cu置換出來，生成硫酸亞鐵，D正確；故答案選B。4．（2022·上海普陀·二模）一定量的某磁黃鐵礦(主要成分FexS，S為2價)與100mL鹽酸恰好完全反應(雜質不與鹽酸反應)，生成0.1mol硫單質、0.4molFeCl2和一定量H2S氣體，且溶液中無Fe3+。有關說法正確的是A．c(HCl)=4.0mol·L1 B．x=0.85C．生成了0.4molH2S D．FexS中，n(Fe2+)∶n(Fe3+)=2∶1【答案】C【解析】A．鹽酸恰好反應生成0.4molFeCl2，根據(jù)氯原子守恒得c(HCl)=，故A錯誤；B．FexS中S的物質的量等于S和H2S物質的量之和，n(S)=0.1mol+0.4mol=0.5mol，n(Fe)=0.4mol，所以n(Fe)：n(S)=0.4mol：0.5mol=0.8，所以x=0.8，故B錯誤；C．部分HCl中的氫離子轉化為H2S，根據(jù)氫原子、氯原子守恒得H2S的物質的量n(H2S)=0.5n(HCl)=n(FeCl2)=0.4mol，故C正確；D．FexS中S為2價，生成S化合價為0，則生成0.1molS，生成H2S氣體不發(fā)生化合價變化，則共轉移電子為0.1mol×2=0.2mol，生成亞鐵離子不存在化合價變化，則根據(jù)轉移電子守恒得n(Fe3+)=0.2mol，則n(Fe2+)=0.4mol0.2mol=0.2mol，所以Fe2+與Fe3+的物質的量之比=0.2mol：0.2mol=1：1，故D錯誤；故選：C。5．（2022·吉林長春·模擬預測）《天工開物》中“治鐵"原典中記載：“凡治鐵成器，取已炒熟鐵為之……凡爐中熾鐵用炭，煤炭居十七，木炭居十三……即用煤炭也別有鐵炭一種，取其火性內攻、焰不虛騰者，與炊炭同行而有分類也……”。下列說法正確的是A．熟鐵是純凈的鐵單質，生鐵是鐵和碳的混合物B．治鐵過程只涉及化合反應與置換反應，C．鐵炭和炊炭均為碳元素的同素異形體D．治鐵用到的煤炭和木炭均可還原鐵的氧化物【答案】D【解析】A．生鐵是鐵合金，屬于混合物，生鐵的含碳量為2％～4.3％，熟鐵指的是鋼，也是鐵合金，屬于混合物，鋼的含碳量為0.03％～2％，選項A錯誤；B．治鐵過程中CO與鐵的氧化物反應生成鐵和CO2屬于氧化還原反應，選項B錯誤；C．鐵炭和炊炭不互為同素異形體，鐵炭指鐵合金，為混合物，選項C錯誤；D．治鐵用到的煤炭和木炭均可還原鐵的氧化物，使其還原為鐵單質，選項D正確；答案選D。6．（2022·江蘇省平潮高級中學模擬預測）一種利用廢舊鍍鋅鐵皮制備磁性Fe3O4納米粒子的工藝流程如下。下列有關說法不正確的是A．“堿洗”主要是為了去除廢舊鍍鋅鐵皮中的鋅B．“氧化”后的溶液中金屬陽離子主要有Fe3+、Na+C．“氧化”時發(fā)生反應的離子方程式為2Fe2++ClO+2H+=2Fe3++Cl+H2OD．用激光筆照射“加熱沉鐵”后所得分散系，產生丁達爾效應【答案】B【解析】鋅和氫氧化鈉溶液反應，用氫氧化鈉溶液清洗廢舊鍍鋅鐵皮，氫氧化鈉除掉鋅和表面的油污，再用稀硫酸反應生成硫酸亞鐵，再用次氯酸鈉溶液氧化亞鐵離子，向溶液中加入氫氧化鈉溶液生成氫氧化亞鐵和氫氧化鐵，加熱反應生成磁性Fe3O4納米粒子。A．鋅和氫氧化鈉反應，因此“堿洗”是為了去除廢舊鍍鋅鐵皮表面的油污和鋅，故A正確；B．“氧化”后是次氯酸鈉和亞鐵離子反應，因此溶液中金屬陽離子主要有Fe2+、Fe3+，還有Na+，故B錯誤；C．“氧化”時次氯酸鈉和亞鐵離子反應生成鐵離子和氯離子，因此發(fā)生反應的離子方程式為2Fe2++ClO－+2H+=2Fe3++Cl－+H2O，故C正確；D．加熱沉鐵即把氫氧化亞鐵、氫氧化鐵加熱分解生成Fe3O4膠體，因此用激光筆照射“加熱沉鐵”后所得分散系，產生丁達爾效應，故D正確。綜上所述，答案為B。7．（2022·上海上?！つM預測）硫酸鐵溶液中加入少量Fe粉，溶液顏色變淺，要證明該過程發(fā)生了氧化還原反應，加入下列試劑一定可行的是A．KSCN溶液 B．酸性高錳酸鉀溶液C．NaOH溶液 D．銅粉【答案】B【解析】硫酸鐵溶液中加入少量Fe粉，發(fā)生反應：Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4，要證明該過程發(fā)生了氧化還原反應，則要證明Fe2+的存在。A．KSCN溶液用于檢驗Fe3+的存在，不能用于檢驗Fe2+，A不可行；B．酸性高錳酸鉀溶液能將Fe2+氧化為Fe3+，從而發(fā)生顏色變化，B可行；C．NaOH溶液既能與Fe2+反應，也能與Fe3+反應，由于Fe(OH)2、Fe(OH)3的混合物與Fe(OH)3的顏色差異不明顯，所以難以確定Fe(OH)2的存在，C不可行；D．銅粉與Fe2+不反應，不能證明Fe2+的存在，D不可行；故選B。8．（2022·上海普陀·二模）向NH4Fe(SO4)2(aq)中逐滴滴加Ba(OH)2(aq)至過量的過程中，有關離子反應錯誤的是A．2Fe3+＋3＋3Ba2+＋6OH→2Fe(OH)3↓＋3BaSO4↓B．Fe3+＋5＋4＋4Ba2+＋8OH→Fe(OH)3↓＋5NH3·H2O＋4BaSO4↓C．3Fe3+＋＋5＋5Ba2+＋10OH→3Fe(OH)3↓＋NH3·H2O＋5BaSO4↓D．Fe3+＋＋2＋2Ba2+＋4OH→Fe(OH)3↓＋NH3·H2O＋2BaSO4↓【答案】B【解析】硫酸鐵銨溶液與逐滴滴加的氫氧化鋇溶液反應時，鐵離子與氫氧根離子反應的能力強于銨根離子，會優(yōu)先反應，當銨根離子反應時，鐵離子已經完全反應，所以由化學式可知，反應時，銨根離子物質的量可能為0，或小于等于鐵離子的物質的量，則B選項中銨根離子的化學計量數(shù)大于鐵離子不可能發(fā)生，故選B。9．（2022·上海金山·二模）某溶液含Na+、NH、SO、Cl、Fe2+、Fe3+中的幾種，且各離子濃度相同。為確定其組成，進行實驗：①取少量溶液，加入足量HNO3酸化的Ba(NO3)2(aq)，產生白色沉淀，過濾；②向濾液中加入足量的NaOH(aq)，產生紅褐色沉淀，微熱，產生氣體。關于原溶液的說法正確的是A．不能確定是否有Fe3+ B．需通過焰色反應確定Na+是否存在C．Fe2+、Fe3+都存在 D．存在NH、SO、Cl、Fe2+【答案】D【解析】該溶液中加入足量酸化的(aq)，產生白色沉淀，表明該沉淀為，所以原溶液中一定有；向濾液中加入足量的NaOH(aq)，產生紅褐色沉淀，表明沉淀為，而由于溶液中曾經加入了溶液，暫時無法確定原溶液中含有的是或或二者均有；微熱可產生氣體，表明該氣體為，則表明原溶液中含有；最后依據(jù)題目信息“各離子濃度相同”，結合溶液中的正電荷與負電荷數(shù)目相等，可判斷出溶液中必須還有有陰離子，且和之間只能有存在；A．各離子濃度相等，設Fe元素形成的離子的電荷數(shù)目為x，依據(jù)電荷守恒，可列出式子，則x=2，所以只能含有，而不含有，A錯誤；B．依據(jù)實驗已經確定陰離子只有和，而確定的陽離子有和，題目還要求各離子濃度相等，正電荷數(shù)目已經足夠多，不可能再有，否則電荷不守恒，B錯誤；C．依據(jù)實驗已經確定陰離子只有和，而確定的陽離子有和，題目還要求各離子濃度相等，正電荷數(shù)目已經足夠多，不可能再有，否則電荷不守恒，C錯誤；D．依據(jù)分析可得出溶液中含有的離子為、、、，D正確；故合理選項為D。10．（2022·山東省實驗中學模擬預測）微生物法浸出黃銅礦(CuFeS2，其中Cu為+2價)中銅元素的過程如圖。下列說法錯誤的是A．該方法的原料只有黃銅礦和氧氣B．Fe2(SO4)3和H2SO4可以循環(huán)利用C．微生物在整個轉化過程中起催化作用D．當黃銅礦中的鐵元素全部轉化為Fe3+時，生成2molSO同時消耗4.25molO2【答案】A【解析】由微生物法浸出黃銅礦中銅元素的過程示意圖可知，黃銅礦與氫離子、鐵離子反應生成銅離子、亞鐵離子和H2Sn，亞鐵離子在微生物作用下與氧氣反應生成鐵離子；鐵離子與H2Sn反應生成亞鐵離子、氫離子和S8，亞鐵離子在微生物作用下與氧氣反應生成鐵離子；S8與氧氣和水反應生成硫酸根離子和氫離子，則微生物是浸出過程的催化劑，總反應的方程式為4CuFeS2+17O2+2H2SO44CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O，浸出過程中硫酸和硫酸鐵可循環(huán)使用。A．由分析可知，該方法的原料為黃銅礦、硫酸和氧氣，故A錯誤；B．由分析可知，出過程中硫酸和硫酸鐵可循環(huán)使用，故B正確；C．由分析可知，微生物是浸出過程的催化劑，故C正確；D．由分析可知，當黃銅礦中的鐵元素全部轉化為鐵離子時，生成2mol硫酸根時，反應消耗氧氣的物質的量為17mol×=4.25，故D正確；故選A。11．（2022·廣東·鐵一中學三模）《開寶本草》記載“取鋼煅作葉如笏或團，平面磨錯令光凈，以鹽水灑之，于醋甕中陰處埋之一百日，鐵上衣生，鐵華成矣”。鐵華粉[主要成分為(]可用如下方法檢測。下列相關說法不正確的是A．在鐵華粉中加入稀硝酸，再滴加KSCN溶液，一定會變紅B．制備鐵華粉的主要反應為C．氣體X的產生是因為發(fā)生了復分解反應D．由上述實驗可知，OH結合Fe3+的能力大于CN【答案】A【解析】鐵華粉中加入稀硫酸并加熱，產生的刺激性氣味的氣體X為醋酸蒸氣；鐵華粉中加入稀鹽酸生成氫氣和濾液有氫氣生成說明鐵華粉中含有鐵單質，濾液中加入鐵氰化鉀溶液生成藍色沉淀，說明有濾液中有亞鐵離子，該沉淀不溶于稀鹽酸，但與NaOH可反應生成棕色沉淀。A．根據(jù)分析可知鐵華粉中含有鐵單質，硝酸的量比較少時，生成的Fe3+能與Fe反應生成Fe2+，當溶液中不存在Fe3+時，滴入KSCN溶液不會變紅，A錯誤；B．根據(jù)題干中信息可知，制備鐵華粉的主要反應為，B正確；C．氣體X為醋酸蒸氣，反應為：，屬于復分解反應，C正確；D．由上述實驗可知，氫氧根離子能與藍色沉淀反應，生成棕色沉淀，說明有氫氧化鐵沉淀生成，說明氫氧根離子結合鐵離子的能力強于CN，D正確；故選A。12．（2022·湖北·棗陽一中模擬預測）通過Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)之間的轉化，將天然烷烴R－H轉變?yōu)樵鲋尘毣瘜W品，該過程曾被譽為合成化學的“圣杯”，轉化過程如圖所示。下列有關說法錯誤的是A．制備增殖精細化學品的催化劑為[]B．反應④⑤，均有自由基參加的非氧化還原反應C．制備增殖精細化學品的總反應為+R－HD．反應③中有機物發(fā)生還原反應【答案】B【解析】A．Cl是反應物，所以制備增殖精細化學品的催化劑為[LnFeⅡ]，故A正確；B．Cl自由基為0價態(tài)，R自由基也可以看成0價態(tài)，相對于單質參加反應，所以反應④⑤都是氧化還原反應，故B錯誤；C．反應中有反應物：[LnFeⅡ]、HCl、RH、，其中反應物[LnFeⅡ]、HCl循環(huán)生成了，所以總反應正確，故C正確；D．反應③無機物鐵化合價上升，有機物化合價則降低，被還原，故D正確；故選B。二、主觀題（共3小題，共40分）13．（2022·上海上?！つM預測）（13分）發(fā)藍工藝是將鋼鐵浸入熱的NaNO2堿性溶液中，在其表面形成一層四氧化三鐵薄膜。其中鐵經歷了如下轉化：其中②的化學方程式為：Na2FeO2＋NaNO2＋H2ONa2Fe2O4＋NH3↑＋NaOH(未配平)。完成下列填空：(1)將反應②中涉及的短周期元素，按原子半徑由大到小順序排列。_______(2)NH3分子的結構式為_______。從原子結構的角度解釋氮元素的非金屬性比氧元素弱的原因。_______(3)配平反應②的化學方程式______。若反應生成11.2L(標準狀態(tài))氨氣，則電子轉移的數(shù)目為_______。(4)反應③中Na2FeO2與Na2Fe2O4的物質的量之比為_______。寫出Fe→Fe3O4的置換反應的化學方程式_______【答案】(1)r(Na)＞r(N)＞r(O)＞r(H)（2分）(2)（1分）

氧原子和氮原子電子層數(shù)相同，氧原子核電荷數(shù)更大，核對外層電子吸引能力更強，原子半徑更小，得電子能力更強，所以非金屬性氧元素強于氮元素（2分）(3)

6Na2FeO2＋5NaNO2＋H2O3Na2Fe2O4＋NH3↑＋7NaOH（2分）

3NA或1.806×1024（2分）(4)

1：1

（2分）

3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2（2分）【解析】由流程可知，反應①為3Fe+NaNO2+5NaOH=3Na2FeO2+H2O+NH3↑，反應②為6Na2FeO2+NaNO2+5H2O=3Na2Fe2O4+NH3↑+7NaOH，反應③為Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O=Fe3O4+4NaOH，從而制得Fe3O4。(1)反應②中涉及的短周期元素有Na、N、O、H，一般來說，電子層數(shù)越多，半徑越大，同周期元素從左到右原子半徑依次減小，因此半徑r(Na)＞r(N)＞r(O)＞r(H)；(2)NH3的N和H之間為極性共價鍵，每個H與N共用一對電子，結構式為；氧原子和氮原子電子層數(shù)相同，氧原子核電荷數(shù)更大，正電荷多，原子核對外層電子吸引能力更強，導致原子半徑更小，因此得電子能力更強，所以非金屬性氧元素強于氮元素；(3)Na2FeO2中Fe由+2價升為+6價，NaNO2中N由+3價降為3價，根據(jù)轉移電子守恒和原子守恒，可配平方程式6Na2FeO2＋5NaNO2＋H2O3Na2Fe2O4＋NH3↑＋7NaOH；11.2LNH3的物質的量為0.5mol，根據(jù)方程式可知，生成1個NH3分子轉移電子數(shù)為6，因此轉移電子總數(shù)為0.5NA×6=3NA或1.806×1024；(4)根據(jù)分析，反應③為Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O=Fe3O4+4NaOH，因此Na2FeO2與Na2Fe2O4的物質的量之比為1：1；Fe與水蒸氣發(fā)生置換反應生成Fe3O4，方程式為3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2.14．（2022·廣東廣東·一模）（13分）鐵元素存在多種價態(tài)，且不同價態(tài)的鐵元素在一定條件下可以相互轉化。(1)向2mL1mol/L的Fe(NO3)2溶液中加入2mol/L的H2SO4溶液至Fe2+恰好轉化為Fe3+為止，寫出反應的離子方程式___________。(2)是一種新型水處理劑，將溶液、溶液與溶液混合可得到。①中鐵元素的化合價為___________，當有生成時，反應中轉移的電子數(shù)目為___________。②發(fā)生相應反應的離子方程式為___________。(3)某同學設計如圖裝置制備一定量的，并使其能在較長時間內存在。①X不能是硝酸，原因是___________，裝置4的作用是___________。②實驗開始時，開關應___________(填“打開”成“關閉”)；這樣操作的目的是___________。【答案】(1)（2分）(2)

①+6

（1分）

9（1分）

②2Fe3++3ClO+10OH=2+3Cl+5H2O（2分）(3)硝酸可將鐵氧化為Fe3+，導致無法得到Fe(OH)2（2分）

液封，防止空氣進入裝置3中導致無法得到純凈的Fe(OH)2

（2分）

打開（1分）

利用生成的H2將裝置中的空氣排出（2分）【解析】(1)在酸性條件下具有氧化性，可以將Fe2+氧化為Fe3+，根據(jù)電子守恒、電荷守恒、原子守恒，可得該反應的離子方程式為：；(2)①在K2FeO4中K為+1價，O為2價，根據(jù)化合物中元素化合價代數(shù)和為0，可知Fe為+6價；②在反應前Fe2(SO4)3中Fe為+3價，反應后K2FeO4中Fe為+6價，每反應產生1molK2FeO4，反應過程中轉移3mol電子，則當復原產生3molK2FeO4時轉移9mol電子，則轉移電子數(shù)目為9NA；③在該反應中Fe元素化合價由反應前Fe2(SO4)3中Fe為+3價，反應后K2FeO4中Fe為+6價，化合價升高3價；Cl元素化合價由反應前KClO中的+1價變?yōu)榉磻驥Cl中的1價，化合價降低2價，化合價升降最小公倍數(shù)是6，所以Fe2(SO4)3的系數(shù)是1，K2FeO4的系數(shù)是2；KClO、KCl的系數(shù)是3，根據(jù)S元素守恒，可知生成物中有K2SO4，系數(shù)是3，再根據(jù)K元素守恒可知反應物KOH系數(shù)是10，最后根據(jù)H原子守恒，可知生成物H2O的系數(shù)是5，故配平后化學方程式為：Fe2(SO4)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+3KCl+3K2SO4+5H2O；該反應的離子方程式為：2Fe3++3ClO+10OH=2+3Cl+5H2O；(3)①要制取Fe(OH)2白色沉淀，在2中是酸X與鐵屑反應產生Fe2+，由于硝酸具有強氧化性，會將Fe氧化產生Fe3+，導致無法生成Fe(OH)2，所以X不能是硝酸，可以是HCl或稀H2SO4；裝置4中蒸餾水的作用是形成液封，防止空氣進入裝置3中導致無法得到純凈的Fe(OH)2；②實驗開始時打開K2，利用Fe與酸反應產生的H2將裝置中的空氣排出，使NaOH溶液中無空氣，待裝置4中氣泡均勻時，關閉開關K2，利用反應產生的H2將裝置2中Fe2+壓入裝置3中，與NaOH溶液反應產生Fe(OH)2，保證制取得到純凈Fe(OH)2，并能夠較長時間觀察Fe(OH)2白色沉淀。15．（2022·河南·二模）（14分）某學習小組擬研究FeSO4的分解實驗探究，請你利用所學知識幫該小組完成以下實驗方案。[實驗目的]探究FeSO4分解產物與溫度關系。[提出假設]假設1：Fe2O3、SO3、SO2；假設2：FeO、SO3、SO2；假設3：Fe3O4、SO3、SO2。[查閱資料]幾種物質的物理性質如表所示。物質SO3SO2O2N2熔點/℃16.872.4218.4209.9沸點/℃44.810182.9195.8回答下列向題：(1)根據(jù)所學知識判斷，假設2肯定不成立，理由是_______。(2)實驗過程中，在檢查裝置氣密性之后點燃A處酒精燈之前的操作是_______，(只填操作)，當A處固體完全分解后通入N2的目的是_______。(3)實驗室用飽和氯化銨溶液和亞硝酸鈉溶液共熱制備N2，該反應的離子方程式為_______。(4)低溫浴槽Ⅰ收集的物質是_______(填化學式)，低溫浴槽Ⅱ控制的溫度范圍為_______。(5)甲、乙組分別進行實驗，實驗數(shù)據(jù)如下(不考慮損失，固體已完全分解且固體產物為純凈物)：實驗A處溫度/℃FeSO4質量/g低溫浴槽Ⅰ凈增質量/g低溫浴槽Ⅱ凈增質量/g甲T13.040.800.64乙T24.561