高考二轮复习知识点：二价铁离子和三价铁离子的检验

试卷更新日期：2023-07-29 类型：二轮复习

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一、选择题

1. 下列有关物质性质的叙述一定错误的是（）

A、向FeCl₂溶液中滴加NH₄SCN溶液，溶液显红色 B、KAl(SO₄)₂·12H₂O溶于水可形成 Al(OH)₃胶体 C、NH₄Cl与Ca(OH)₂混合加热可生成NH₃ D、Cu与FeCl₃溶液反应可生成CuCl₂

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2. 下列由实验现象所得结论错误的是

A、向5mL0.2mol/L的FeCl₃溶液中加入几滴同浓度的KI溶液，再加入几滴KSCN溶液，溶液显血红色，则FeCl₃与KI的反应是可逆反应 B、二氧化硅虽然能与氢氧化钠、氢氟酸反应，但它不是两性氧化物 C、将淀粉与稀硫酸混合，加热一段时间后，取冷却后少量溶液加入适量NaOH溶液调至弱碱性，再加入银氨溶液水浴加热，试管壁上出现光亮镜面，蔗糖发生了水解反应。 D、向NaClO溶液中滴加酚酞试剂，先变红后褪色，可以证明NaClO在溶液中发生了水解反应

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3. 将铜和氧化铁的混合物溶于足量烯盐酸中，所得溶液能使 $K S C N$ 溶液变红色。下列说法错误的是

A、容器中可能有固体残渣 B、所得溶液中存在 $F e^{2 +}$ 、 $F e^{3 +}$ 、 $C u^{2 +}$ C、原固体中 $n (F e_{2} O_{3}) > n (C u)$ D、红色溶液中加入足量铁粉，红色褪去

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4. 《新修本草》中有关青矾的记载为“本来绿色，新出窑末见风者，正如琉璃，烧之赤色”。下列有关叙述错误的是

A、青矾中含有二价铁离子 B、青矾需密封保存 C、青矾的水溶液显酸性 D、“烧之赤色”过程中发生还原反应

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5. 草酸亚铁晶体是生产感光材料的原料 $[K_{s p} (F e C_{2} O_{4} \cdot 2 H_{2} O) = 3 \times 1 0^{- 7} m o l^{2} \cdot L^{- 2}]$ ，制备流程如下：
${(N H_{4})}_{2} F e {(S O_{4})}_{2} \cdot 6 H_{2} O \overset{① 酸化、溶解}{\to} \to_{加热}^{② H_{2} C_{2} O_{4}} \overset{③}{\to} F e C_{2} O_{4} \cdot 2 H_{2} O$
下列说法错误的是（）

A、可用 $K S C N$ 溶液检验 ${(N H_{4})}_{2} F e {(S O_{4})}_{2}$ 是否变质 B、步骤①酸化的目的是抑制 $F e^{2 +}$ 的水解 C、步骤②反应为 $F e^{2 +} + H_{2} C_{2} O_{4} + 2 H_{2} O = F e C_{2} O_{4} \cdot 2 H_{2} O ↓ + 2 H^{+}$ D、步骤③为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥

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6. 下列试剂常用来检验Fe³⁺的是（）

A、氯水 B、BaCl₂溶液 C、KSCN溶液 D、KNO₃溶液

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7. 硫酸铁溶液中加入少量Fe粉，溶液颜色变浅，要证明该过程发生了氧化还原反应，加入下列试剂一定可行的是（）

A、KSCN溶液 B、酸性高锰酸钾溶液 C、NaOH溶液 D、铜粉

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8. 铁器表面氧化层的成分有多种：致密的Fe₃O₄、疏松的FeO(OH)和FeOCl，它们均难溶于水。下列说法错误的是（）

A、有氧条件下 ${Fe}_{3} O_{4}$ 与 ${Cl}^{-}$ 转化为 $FeOCl$ ，周围环境的 $pH$ 增大 B、 $FeOCl$ 可自发转变为 $FeO(OH)$ ，说明 $FeO(OH)$ 的溶解度小于 $FeOCl$ C、检验 $FeO(OH)$ 中是否含有 $FeOCl$ ，可选用的试剂是稀硫酸和 $KSCN$ 溶液 D、 $1mol FeOCl$ 完全转化为 ${Fe}_{3} O_{4}$ 时转移 $1/3mol$ 电子

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9. 中药材铁华粉的主要成分是(CH₃COO)₂Fe，其检测流程如图所示。下列说法正确的是（）

A、刺激性气体X为SO₂ B、铁华粉中可能含有铁单质 C、向滤液中滴加酸性KMnO₄溶液，一定能证明Fe²⁺具有还原性 D、滤液中加入K₃[Fe(CN)₆]试液，产生蓝色沉淀说明溶液中含有Fe³⁺

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10. 实验是研究化学的重要方法，下列说法正确的是（）
①向FeSO₄溶液中滴加2滴K₃[Fe(CN)₆]溶液，产生蓝色沉淀，反应的离子方程式为：K⁺+Fe²⁺+[Fe(CN)₆]^3-=KFe[Fe(CN)₆]↓
②向次氯酸钙溶液中通入少量的CO₂生成白色沉淀，证明K_a2(H₂CO₃)>K_a(HClO)
③把电石与水反应产生的气体通入酸性KMnO₄溶液，紫色褪去，证明有乙炔生成
④向[Cu(NH₃)₄]SO₄溶液中加入95%的乙醇溶液，析出深蓝色晶体，是因为溶液的极性降低，溶质的溶解度减小

A、①④ B、②④ C、①② D、②③

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11. 以废铁屑为原料制备硫酸亚铁晶体的实验过程如图，下列说法正确的是（）

A、取少量酸浸后的溶液，滴加硫氰化钾溶液，未变红色，说明废铁屑中不含+3价铁元素 B、人体血红素是亚铁离子配合物，硫酸亚铁可用于治疗缺铁性贫血 C、过滤步骤说明硫酸亚铁晶体难溶于水 D、实验过程不直接蒸发结晶的原因是防止FeSO₄水解生成Fe(OH)₂

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12. 下列实验中，能够正确描述其反应离子方程式的是（）

A、用白醋除水垢：2H⁺+CaCO₃=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O B、常温下，硫化钾溶液的pH>7：S^2-+H₃O⁺ $\underset{}{⇌}$ HS^-+H₂O C、用铜电极电解饱和食盐水：2Cl^-+2H₂O $\begin{array}{l} \underline{\underline{电解}} \end{array}$ H₂↑+Cl₂↑+2OH^- D、向FeSO₄溶液中加入K₃[Fe(CN)₆]溶液：3Fe²⁺+2[Fe(CN)₆]^3-=Fe₃[Fe(CN)₆]₂↓

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13. FeCl₃是棕红色固体，易潮解，在300℃以上可升华成含二聚三氯化铁()分子的气体。可用于金属刻蚀，污水处理等。主要有以下制备方法：
方法①：氯化法。以废铁屑和氯气为原料，在立式反应炉里反应，生成的氯化铁蒸气和尾气由炉的顶部排出，进入捕集器冷凝为固体结晶。
方法②：熔融法。将铁屑和干燥氯气在低共熔混合物(如30%KCl与70%FeCl₃混合)内进行反应生成氯化铁，升华后收集在冷凝室中，该法制得的氯化铁纯度高。
方法③：复分解法。用氧化铁与盐酸反应后得到氯化铁溶液。
方法④：氯化亚铁合成法。将铁屑溶于盐酸中，然后向其中通入氯气得到氯化铁。
下列说法正确的是（）

A、二聚三氯化铁分子中含有配位键 B、将FeCl₃饱和溶液缓慢滴入氢氧化钠溶液中，可制取Fe(OH)₃胶体 C、直接加热蒸干方法③所得的氯化铁溶液制备无水氯化铁 D、向方法④所得的溶液中加入KSCN溶液与氯气，检验该溶液中是否含有Fe²⁺

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14. 关于化合物 $N H_{4} S C N$ (与 $N H_{4} C N O$ 性质相似)的性质，下列推测不合理的是（）

A、与 $N a N O_{2}$ 溶液共热产生 $N_{2}$ B、与铁盐反应生成血红色沉淀 C、与 $N a O H$ 溶液共热产生氨气 D、加热后生成硫脲()

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15. 某废催化剂含SiO₂、ZnS、CuS及少量的Fe₃O_4.某实验小组以该废催化剂为原料，回收锌和铜，设计实验流程如图：

下列说法错误的是（）

A、步骤①操作中，生成的气体可用CuSO₄溶液吸收 B、检验滤液1中是否含有Fe²⁺ ，可以选用KSCN和新制的氯水 C、步骤②操作中，应先加1.0mol·L^-1H₂SO₄ ，然后不断搅拌下缓慢加入6%H₂O₂ D、滤渣1中含有SiO₂_，滤渣2中含有S和SiO₂

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16. 下列实验操作或装置能达到实验目的的是（）

A、用甲装置测定0.1mol·L^-1KClO溶液的pH B、用乙装置制备纯净干燥的Cl₂ C、用丙装置验证蔗糖与浓硫酸反应产生SO₂ D、用丁装置可检验FeSO₄溶液中的Fe²⁺是否被氧化

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二、多选题

17. 某兴趣小组将过量Cu与FeCl₃溶液充分反应，静置后取上层清液于试管中，将KSCN溶液滴加到清液中，瞬间产生白色沉淀，局部出现红色，振荡试管，红色又迅速褪去。
已知：①CuCl₂+Cu=2CuCl↓（白色）速率很慢

②2CuCl₂+4KSCN=2CuSCN↓（白色）+（SCN）₂+4KCl速率很快

③（SCN）₂是拟卤素，化学性质和氯气相似

下列说法正确的是（）

A、用KSCN溶液检验Fe³⁺时，Cu²⁺的存在会对检验产生干扰 B、局部出现红色的主要原因是溶液中Fe²⁺被空气中O₂氧化成Fe³⁺ C、白色沉淀为CuCl，是溶液中CuCl₂与Cu反应生成的 D、红色迅速褪去是因为Cu²⁺与SCN^-发生反应②，使Fe³⁺+3SCN^- $\overset{}{⇌}$ Fe（SCN）₃平衡逆向移动

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三、非选择题

18. 实验室由炼钢污泥(简称铁泥，主要成分为铁的氧化物)制备软磁性材料α-Fe₂O₃。
其主要实验流程如下：

(1)、酸浸：用一定浓度的H₂SO₄溶液浸取铁泥中的铁元素。若其他条件不变，实验中采取下列措施能提高铁元素浸出率的有___________(填序号)。

A、适当升高酸浸温度 B、适当加快搅拌速度 C、适当缩短酸浸时间

(2)、还原：向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉，使Fe³⁺完全转化为Fe²⁺。“还原”过程中除生成Fe²⁺外，还会生成(填化学式)；检验Fe³⁺是否还原完全的实验操作是。

(3)、除杂：向“还原”后的滤液中加入NH₄F溶液，使Ca²⁺转化为CaF₂沉淀除去。若溶液的pH偏低、将会导致CaF₂沉淀不完全，其原因是[ $K_{sp} ({CaF}_{2}) =5 .3 \times 10^{-9}$ ， $K_{a} (HF)=6 .3 \times 10^{-4}$ ]。

(4)、沉铁：将提纯后的FeSO₄溶液与氨水-NH₄HCO₃混合溶液反应，生成FeCO₃沉淀。
①生成FeCO₃沉淀的离子方程式为。

②设计以FeSO₄溶液、氨水- NH₄HCO₃混合溶液为原料，制备FeCO₃的实验方案：。

（FeCO₃沉淀需“洗涤完全”，Fe(OH)₂开始沉淀的pH=6.5）。

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19. 硼酸（H₃BO₃）是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿（含Mg₂B₂O₅·H₂O、SiO₂及少量Fe₂O₃、Al₂O₃）为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：

回答下列问题：

(1)、在95 ℃“溶侵”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为。

(2)、“滤渣1”的主要成分有。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe³⁺离子，可选用的化学试剂是。

(3)、根据H₃BO₃的解离反应：H₃BO₃+H₂O $⇌_{}^{}$ H⁺+B(OH)⁻₄ ， K_a=5.81×10⁻¹⁰ ，可判断H₃BO₃是酸；在“过滤2”前，将溶液pH调节至3.5，目的是。

(4)、在“沉镁”中生成Mg(OH)₂·MgCO₃沉淀的离子方程式为，母液经加热后可返回工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是。

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20. 利用电极反应可探究物质氧化性、还原性的变化规律。

已知：酸性介质中，1mol/L不同电对的电极电势见下表。电极电势越高，其氧化型物质的氧化性越强；电极电势越低，其还原型物质的还原性越强。

电对(氧化型/还原型)	$F e^{3 +} / F e^{2 +}$	$H_{2} O_{2} / H_{2} O$	$O_{2} / H_{2} O_{2}$	$M n O_{2} / M n^{2 +}$	$I_{2} / I^{-}$
电极电势 $φ$ /V	0.771	1.776	0.695	1.224	0.536

回答下列问题：

(1)、I．探究

H_{2} O_{2}

的分解反应

$F e^{3 +}$ 催化 $H_{2} O_{2}$ 分解反应过程包括i、ii两步：

反应i： $F e^{3 +} + H_{2} O_{2} \to F e^{2 +} + H^{+} +$ (未配平)

反应ii： $2 F e^{2 +} + H_{2} O_{2} + 2 H^{+} = 2 F e^{3 +} + 2 H_{2} O$

反应i的离子方程式为。

(2)、验证

F e^{2 +}

生成：反应过程中，加入溶液，产生蓝色沉淀，证明有

F e^{2 +}

生成。

(3)、酸性条件下

M n O_{2}

也可催化

H_{2} O_{2}

分解。结合表中数据判断，上述条件下

H_{2} O_{2}

、

O_{2}

、

M n O_{2}

的氧化性由强到弱的顺序为。

(4)、Ⅱ．探究物质氧化性变化对电化学反应方向的影响

用可逆反应 $2 F e^{3 +} + 2 I^{-} ⇌_{}^{} 2 F e^{2 +} + I_{2}$ 设计电池，按图a装置进行实验，测得电压E( $E = φ_{正极} - φ_{负极}$ )随时间t的变化如图b所示：

电池初始工作时，正极的电极反应式为。

(5)、某小组从还原型物质浓度、氧化性变化的角度分析图b，提出以下猜想：

猜想1： $c (F e^{2 +})$ 增大， $F e^{3 +}$ 的氧化性减弱，正极的电极电势降低。

猜想2： $c (I^{-})$ 减小， $I_{2}$ 的氧化性增强，负极的电极电势升高。

① $t_{1}$ 时间后，按图a装置探究，验证上述猜想的合理性，完成表中填空。

实验	实验操作	电压E/V	结论
i	往烧杯A中加入适量Fe	E0	猜想1成立
ii	往烧杯B中加入适量	E<0	猜想2成立

②有同学认为，上述实验不足以证明猜想1成立。利用上述反应，从化学平衡移动的角度解释猜想1不足以成立的理由。

③为进一步验证猜想1，进行实验Ⅱi，完成表中填空。

实验	实验操作	电压E/V	结论
iii	往烧杯A中加入适量	E<0	猜想1成立

结论：可逆氧化还原反应中，浓度的变化引起电对氧化性变化，从而改变电池反应方向。

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21. 钒及其化合物在工业上有许多用途。从废钒(主要成分V₂O₃、V₂O₅、Fe₂O₃、FeO、SiO₂)中提取五氧化二钒的一种工艺流程如图。
已知：①VOSO₄能溶于水，VO²⁺与Fe不能反应。
②有机溶剂H₂R对VO²⁺及Fe³⁺萃取率高，但不能萃取Fe²⁺。
回答下列问题：

(1)、“酸浸、氧化”过程中若用浓盐酸代替硫酸，V₂O₅转化为VO²⁺ ，同时生成有毒的一种气体，反应的化学方程式为。同时该步骤中V₂O₃转化为VO²⁺ ，反应的离子方程式为。

(2)、萃取前用“铁粉”对酸浸后的浸出液进行处理，主要目的是，为检验处理后的浸出液中是否含有该杂质离子，可选用的化学试剂是(填试剂名称)。

(3)、“溶剂萃取与反萃取”可表示为：VO²⁺+H₂R $⇌_{反萃取}^{溶剂萃取}$ VOR+2H⁺。为了提高VO²⁺的产率，反萃取剂可选用。(供选物质：NaCl，NaOH，H₂SO₄ ，填写相应物质的化学式)

(4)、反萃取后的水层中加KClO₃ ，使VO²⁺变为VO $_{3}^{-}$ ， ClO $_{3}^{-}$ 变为Cl^-。当反应1.5molVO²⁺时，至少需要KClO₃的物质的量为mol。

(5)、已知NH₄VO₃难溶于水，K_ap=3.0×10^-8 ，向10mL0.1mol·L^-1NaVO₃的滤液中加入等体积的NH₄Cl溶液忽略混合过程中的体积变化，欲使VO $_{3}^{-}$ 沉淀完全，则NH₄Cl溶液的最小浓度为(保留两位有效数字，溶液中某离子浓度≤1×10^-6mol·L^-1时，认为该离子沉淀完全)

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22.

N a B i O_{3}

(铋酸钠，浅黄色不溶于冷水的固体)是分析化学常用试剂。工业上以辉铋矿粉(主要成分是

B i_{2} S_{3}

，含少量

S i O_{2}

、

C u_{2} S

、

F e S_{2}

等杂质)为原料制备铋酸钠的流程如下：

请回答下列问题：

(1)、“浸渣”的主要成分是(填化学式)。用硝酸替代“盐酸，

N a C l O_{3}

”也可以实现“酸浸”，从环保角度考虑，存在的缺点是。

(2)、检验“酸浸”液中是否含

F e^{2 +}

，可选择的试剂是____(填标号)。

A、KSCN溶液 B、

K_{3} [F e {(C N)}_{6}]

溶液 C、KSCN溶液和双氧水

(3)、“除铁”的离子方程式为。

(4)、已知

K_{s p} [C u {(O H)}_{2}] = 2.0 \times 1 0^{- 20}

，

C u^{2 +} (a q) + 4 N H_{3} \cdot H_{2} O (a q) ⇌ {[C u {(N H_{3})}_{4}]}^{2 +} (a q) + 4 H_{2} O (l)

的平衡常数

K_{1} = 2.0 \times 1 0^{13}

。

C u {(O H)}_{2} (s) + 4 N H_{3} \cdot H_{2} O (a q) ⇌ {[C u {(N H_{3})}_{4}]}^{2 +} (a q) + 2 O H^{-} (a q) + 4 H_{2} O (l)

的平衡常数

K_{2} =

。

(5)、探究

N a B i O_{3}

的性质：

实验	操作	现象
Ⅰ	取少量 $N a B i O_{3}$ 粉末于试管中，加入浓盐酸，振荡；用镊子夹一块湿润的淀粉KI试纸放置在试管口上方	浅黄色固体溶解，产生黄绿色气体，试纸变蓝
Ⅱ	在稀硫酸酸化的 $M n S O_{4}$ 溶液中加入 $N a B i O_{3}$ 粉末，振荡	无色溶液变紫红色溶液

①实验Ⅱ中发生反应的离子方程式为。

②结合上述实验及所学知识，在酸性条件下， $M n O_{4}^{-}$ 、 $N a B i O_{3}$ 、 $C l_{2}$ 的氧化性由强到弱的顺序是。(填化学式)。

③结合上述流程中“氧化”步骤中发生的反应，说明 $N a B i O_{3}$ 和 $C l_{2}$ 的氧化性相对强弱不一致的主要原因是。

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23. 马日夫盐[Mn(H₂PO₄)₂·2H₂O]和碱式碳酸铜[Cu₂ (OH)₂CO₃]具有广泛用途。某化工厂拟以软锰矿(含MnO₂和少量Fe₂O₃、SiO₂)和辉铜矿(含Cu₂S和少量SiO₂、Fe₂O₃)为原料生产马日夫盐和碱式碳酸铜，其工艺流程如下图所示。
已知：①MnO₂有较强的氧化性，能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫；
②该条件下：K_sp[Fe(OH)₃]=1.0×10^-38 ，K_sp[Cu(OH)₂]= 1.0×10^-20 ，K_sp[Mn(OH)₂]=1.0×10^-14。
回答下列问题：

(1)、滤渣1的主要成分是(写化学式)，酸浸时，Cu₂S和MnO₂反应的化学方程式为。

(2)、检验浸出液中是否含有Fe²⁺ ，可用K₃Fe(CN)₆溶液，浸出液中含有Fe²⁺的现象是。

(3)、试剂x为某种酸式盐，从产品纯度来看，x最好为(写化学式)。

(4)、本工艺中可循环使用的物质是(写化学式)。

(5)、若浸出液中c(Mn²⁺)=c(Cu²⁺)=1.0 mol·L^-1 ，则流程中调节浸出液pH=a，其中a的范围为(当离子浓度≤1.0×10^-5 mol·L^-1时，沉淀完全)。

(6)、除Fe³⁺也可以用合适的萃取剂，Fe³⁺的萃取率与pH的关系如图所示，pH>1.7后，随pH增大，Fe³⁺萃取率下降的原因是。

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24.

C o_{2} O_{3}

主要用作颜料、釉料及磁性材料，利用一种钴矿石(主要成分为

C o_{2} O_{3}

，含少量

F e_{2} O_{3}

、

S i O_{2}

及铝、镁、钙等金属元素的氧化物)制取

C o_{2} O_{3}

的工艺流程如图所示。

部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液 $p H$

沉淀物	$F e {(O H)}_{3}$	$F e {(O H)}_{2}$	$C o {(O H)}_{2}$	$A l {(O H)}_{3}$
完全沉淀的 $p H$	3.7	9.6	9.2	5.2

回答下列问题：

(1)、“溶浸”过程中，可以加快反应速率和提高原料利用率的方法是(写出一种即可)，加入

N a_{2} S O_{3}

的作用是。

(2)、“氧化”过程中金属离子与

N a C l O_{3}

反应的离子方程式为，由此推测还原性：Fe²⁺Co²⁺(填“

>

”或“

<

”)。

(3)、滤渣2的主要成分为(写化学式)，检验铁元素的离子已被完全沉淀的实验操作及现象；取少量待测液于试管中，。

(4)、已知某温度下

K_{s p} (C a F_{2}) = 3.4 \times 1 0^{- 11}

，

K_{s p} (M g F_{2}) = 7.1 \times 1 0^{- 11}

。该温度下，“沉淀除杂”时加入足量的

N a F

溶液可将

C a^{2 +}

、

M g^{2 +}

沉淀除去，若所得滤液中

c (M g^{2 +}) = 1.0 \times 1 0^{- 5} m o l \cdot L^{- 1}

，则滤液中

c (C a^{2 +})

为(保留2位有效数字)。

(5)、

C o C_{2} O_{4} \cdot 2 H_{2} O

在空气中充分煅烧，除得到产品外还产生了

C O_{2}

，则反应中

C o C_{2} O_{4} \cdot 2 H_{2} O

与

O_{2}

的化学计量数之比为。

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25. 工业上可用红土镍矿(主贾成分为NiO、FeO、Fe₂O₃)制备镍并回收副产物黄铵铁矾 [化学式可表示为(NH₄)_xFe_y(SO₄)_z(OH)_w ，摩尔质量为480 g·mol^-1]的上艺流程如下。

(1)、“初步沉铁”中鼓入“空气”的作用是。

(2)、“深度沉铁”时溶液保持的温度比“初步沉铁”时溶液保持的温度低的原因是。检验深度沉铁完全的方法是。

(3)、已知几种金属离子的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示。

金属离子的氢氧化物	Ni(OH)₂	Fe(OH)₃	黄铵铁矾
开始沉淀pH	7.2	2.7	1.3
沉淀刚好完全pH	9.2	3.7	2.3

“深度沉铁”中通入NH₃调节溶液pH的范围是。

(4)、灼烧时得到Ni₂O₃ ，请写出灼烧的化学反应方程式为。

(5)、粗镍提纯后，可用于高功率Ni MH( M表示储氢合金)电池。该电池已用于混合动力汽车。总反应方程式如下：Ni(OH)₂+M

⇌_{放电}^{充电}

NiOOH +MH。充电时阳极的电板反应方程式为。

(6)、Min Ristic等曾对黄铵铁矾进行热分解实验。其结果可用下图热重曲线表示(已知：黄铵铁矾在300℃前分解释放的物质为H₂O，300-575℃之间只有NH₃和H₂O放出，此时残留固体只存在Fe、O、S三种元素，670℃以上得到的是纯净的红棕色粉末)。

根据以上实验及图中数据确定黄铵铁矾的化学式为。

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26. 二水合磷酸二氢锰具有广泛用途，被用作防锈剂。某化工厂拟用软锰矿(含MnO₂及少量FeO、Al₂O₃和SiO₂)为原料生产Mn(H₂PO₄)₂·2H₂O，其工艺流程如下所示：

试回答下列问题：

(1)、滤渣①的主要成分是；浸锰时，FeO生成Fe³^＋的离子方程式为，适量的Na₂SO₃固体的作用是。

(2)、检验滤液①中是否含有Fe²^＋，除了用K₃Fe(CN)₆溶液外，还可以用试剂，若滤液①中含有Fe²^＋其现象是。

(3)、步骤II中，Fe³^＋的萃取率与pH的关系如图，如pH>1.7后，随pH增大，Fe³^＋萃取率下降的原因是。

(4)、试剂x为某种钠的正盐，从环保、经济角度，x最好为(写化学式)；若c(Mn²^＋)=1.0 mol·L^-1 ，调节pH范围应为(该条件下，K_sp[Al(OH)₃]=1.0×10^-33 ， K_sp[Mn(OH)₂]=1.0×10^-14)。

(5)、步骤V酸溶时逐滴加入H₃PO₄溶液呈酸性才能保证生成物质较多为Mn(H₂PO₄)₂·2H₂O，试结合离子方程式说明原因。

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27. 某工业矿渣废料的主要成分为SiO₂、MnO₂和Fe₂O₃ ，还含有少量CaO和MgO。利用该矿渣废料制备高纯MnCO₃和回收含铁化合物的工业流程如下：

已知：i.当微粒浓度低于10^-5mol·L¹时，认为溶液中不存在该微粒；

ⅱ.常温下，部分难溶物的溶度积常数如下表：

难溶物

Fe(OH)₃

Fe(OH)₂

Mn(OH)₂

Mg(OH)₂

K_sp

1×10^-38

1×10^-16

2×10^-13

2×10^-25

回答下列问题：

(1)、“滤渣I”的成分为(填化学式，下同)；流程最终回收的含铁化合物为。

(2)、通入SO₂“还原”时需要不断搅拌，不断搅拌的目的为，该过程中发生的主要氧化还原反应的离子方程式为。

(3)、“氧化”时需要少量、多次加入H₂O₂ ，其目的是。

(4)、“调pH”时可选择的试剂为___________(填字母)。

A、MnO₂ B、Fe₂O₃ C、NH₃·H₂O D、FeO

(5)、常温下，若“调pH”后所得溶液中c(Mn²⁺)=0.2 mol·L^-1、c(Mg²⁺)=0.002 mol·L^-1 ，则所调pH的范围为。

(6)、“沉锰”时发生反应的离子方程式为。

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28. 兰尼镍是一种带有多孔结构的细小晶粒组成的镍铝合金，具有优良的储氢性能。以红土镍矿(主要成分为NiS、FeS和SiO₂等)为原料制备兰尼镍的工艺流程如图：

(1)、形成Ni(CO)₄时碳元素的化合价没有变化，则Ni(CO)₄中的Ni的化合价为， Ni(CO)₄含有的化学键类型。

(2)、Ni₂O₃有强氧化性，加压酸浸时，有气体产生且镍被还原为Ni²⁺ ，则产生的气体为(填化学式)。

(3)、滤渣D为单质镍、硫的混合物，请写出向浸出液B中通入H₂S气体生成单质镍的离子方程式：。

(4)、“高温熔融”时通入氩气的目的是。

(5)、检验滤液C中金属阳离子的试剂是(填标号)。
a.KSCN溶液 b.K₃[Fe(CN)₆] c.酸性高锰酸钾 d.苯酚

(6)、碱浸的目的是使镍铝合金产生多孔结构，其原理(用化学方程式表示)。

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29. 甘氨酸亚铁[(NH₂CH₂COO)₂Fe]是一种补铁强化剂。某学习小组利用FeCO₃与甘氨酸(NH₂CH₂COOH)制备甘氨酸亚铁，实验装置如图所示。

有关物质性质如下表

甘氨酸	柠檬酸	甘氨酸亚铁
易溶于水，微溶于乙醇	易溶于水和乙醇	易溶于水，难溶于乙醇
两性化合物	强酸性、强还原性

实验过程：

I.合成：装置C中盛有31.8 g FeCO₃和200 mL 2.0 mol·L^-1甘氨酸溶液和适量柠檬酸。实验时，先打开仪器a的活塞，待装置C中空气排净后，加热并不断搅拌，并通过仪器b向C中加入适量氢氧化钠溶液调节pH到6左右，使反应物充分反应。

II.分离：反应结束后，过滤，将滤液进行蒸发浓缩；加入无水乙醇，过滤、洗涤并干燥。

回答下列问题：

(1)、装置B盛装的试剂为；仪器b比a的优点是。

(2)、若想证明C装置中空气排净，则D中通常盛装的试剂为。

(3)、合成过程加入柠檬酸的作用是促进FeCO₃溶解和。

(4)、加入氢氧化钠溶液调节pH若大于6，甘氨酸亚铁产量下降。原因可用离子方程式表示为。

(5)、检验产品中是否含有Fe³^＋的最佳试剂是。

(6)、本实验制得24.5 g甘氨酸亚铁，则其产率是%。

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30. 四氟肼( $N_{2} F_{4}$ )可作高能燃料的氧化剂，可用 ${Fe}^{3 +}$ 与二氟胺( ${HNF}_{2}$ )反应制得，发生的反应是 $2 {HNF}_{2} + 2 {Fe}^{3 +} \to N_{2} F_{4} ↑ + 2 {Fe}^{2 +} + 2 H^{+}$ 。请回答有关问题：

(1)、 $F$ 原子最外层电子排布式； $N$ 原子核外不同运动状态的电子有种； $N_{2}$ 的电子式； $F$ 元素的非金属性比 $N$ 强，用原子结构的知识说明理由：。

(2)、 ${HNF}_{2}$ 中 $N$ 元素的化合价是；反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为；若生成 $0.1 mol N_{2} F_{4}$ ，电子转移数是；检验反应后 ${Fe}^{3 +}$ 是否过量操作方法是。

(3)、 $Fe$ 单质在高温下会与水蒸气反应生成一种黑色固体和一种易燃性气体，且每生成 $1 mol$ 该易燃气体放出 $37.68 kJ$ 热量，请写出此反应的热化学方程式：。

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31. 蛭石是一种铝硅酸盐(不溶于稀酸、碱)，加热后体积会增大为原体积的60倍，具有理想的保温及涵水功能，是种植业的优良基质材料。一种“暖宝宝”内充Fe粉、蛭石粉、活性炭、NaCl固体和吸水性树脂，使用时去掉不透气的外包装使透气内袋暴露在空气中，即可发热至53℃左右。某化学兴趣小组设计了以下实验，探究已使用过的“暖宝宝”成分、回收蛭石，并制备“引火铁”(一种抛撒到空气中即可自燃的超细铁粉)。
（实验方案）

（实验装置）(制引火铁)

回答下列问题：

(1)、在“暖宝宝”的使用过程中，蛭石粉的作用是。影响“暖宝宝”发热的持续时间和温度的主要因素是。

(2)、“实验方案”中“操作A”的具体内容为。

(3)、有关使用后的“暖宝宝”中铁元素的存在形式，下列说法正确的是_______。

A、一定含有Fe、Fe²⁺、Fe³⁺ B、一定含Fe³⁺ C、一定含有Fe²⁺、Fe³⁺ D、可能含Fe

(4)、制引火铁的“实验装置”中有两处明显的缺陷，分别是和。

(5)、制取CO时，浓硫酸的作用是。实验开始时，应先点燃(填“X”或“Y”)处酒精灯。

(6)、“引火铁”在空气中能自燃的原因是。

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32. 氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌(含有Fe²⁺、Ni²⁺等杂质)的流程如下：

工业ZnO $\to_{①}^{稀硫酸}$ 浸出液 $\to_{\begin{array}{l} 适量高锰酸钾溶液 \\ ② \end{array}}^{调pH约为5}$ $\overset{过滤}{\to}$ 滤液 $\to_{③}^{Zn}$ $\overset{过滤}{\to}$ 滤液 $\to_{④}^{{Na}_{2} {CO}_{3}}$ $\overset{过滤}{\to}$ 滤饼 $\to_{⑤}^{煅烧}$ ZnO

提示：在本实验条件下，Ni²⁺不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是MnO₂。

资料：金属离子沉淀的pH

金属离子	Fe³⁺	Fe²⁺	Ni²⁺	Zn²⁺
开始沉淀	2.7	7.6	6.4	6.5
完全沉淀	3.7	9.6	8.4	8.5

回答下列问题：

(1)、反应②的离子方程式为，在加高锰酸钾溶液前，若pH较低，对除杂的影响是。

(2)、过滤操作中需要用到的玻璃仪器有。

(3)、反应③的反应类型为(填四种基本类型的反应)，过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有。

(4)、反应④形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是。

(5)、用铁氰化钾检验Fe²⁺的离子方程式为。

(6)、反应④中产物的成分可能是ZnCO₃•xZn(OH)₂。取干燥后的滤饼11.2g，煅烧后可得到产品8.1g，则x等于。

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33. 磷酸铁(FePO₄)常用作电极材料。以硫铁矿(主要成分是FeS₂ ，含少量Al₂O₃、SiO₂和Fe₃O₄)为原料制备磷酸铁的流程如下：

已知几种金属离子沉淀的pH如下表所示：

金属氢氧化物	Fe(OH)₃	Fe(OH)₂	Al(OH)₃
开始沉淀的pH	2.3	7.5	4.0
完全沉淀的pH	4.1	9.7	5.2

请回答下列问题：

(1)、滤渣3的主要成分是(写出化学式)；

(2)、用FeS还原Fe³^＋的目的是加入FeO的作用是(用离子方程式表示)；

(3)、试剂R宜选择___________(填字母)；

A、高锰酸钾 B、稀硝酸 C、双氧水 D、次氯酸钠

(4)、检验“氧化”之后溶液是否含Fe²^＋的操作是；

(5)、已知沉淀溶解平衡：

M_{m} A_{n} (s) ⇌_{}^{} {mM}^{n+} {(aq)+nA}^{m-} (aq)

，

K_{sp} {=c}^{m} {(M}^{n+}) \cdot c^{n} {(A}^{m-})

。常温下，

K_{sp} ({FePO}_{4}) = 1.3 \times 10^{- 22}

，“沉铁”中为了使

c ({Fe}^{3 +}) \leq 1 \times 10^{- 5} mol / L

，

{c(PO}_{4}^{3-})

最小为mol/L。

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34. 研究发现，NO在心脑血管调节、免疫调节等方面有着十分重要的作用，但NO无法直接作为药物使用。科学家发现NO $_{2}^{-}$ 有着与NO相似的功效，可以用作药物。某研究小组对亚硝酸盐转化为NO的反应进行了研究。

(1)、NO中N元素的化合价呈现正价，用原子结构解释原因为。

(2)、为研究NO $_{2}^{-}$ 的转化，甲同学完成了如下实验：

实验方案

实验现象

i.溶液先变黄色，迅速变为棕色

ii.将棕色溶液加热，颜色变浅，冷却

资料：FeSO₄+NO⇌Fe(NO)SO₄(棕色)△H<0

在冷却后的溶液中滴加(填“试剂和现象”)，说明有Fe³⁺生成。从而证明Fe²⁺可以还原NO $_{2}^{-}$ 。

(3)、乙同学认为甲同学的实验方案不严谨，其理由是。并进一步利用下列实验装置进行实验，以验证甲同学的实验结论是正确的。

①右侧烧杯中试剂A是。

②实验证据是。

(4)、写出NaNO₂溶液与FeSO₄溶液反应的离子方程式。

(5)、解释“棕色溶液加热，颜色变浅”的原因是。

(6)、研究表明，亚硝酸盐能够被人体内含Fe²⁺等的还原性酶还原为NO，NO的生物学作用揭示着无机分子在医学领域中的重要作用，它与血红素铁具有很高的亲合力，以取代O₂的位置。因此，亚硝酸盐作为药物使用时，必须严格控制剂量。若服用过量，可能会产生的影响是。

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35. 我国每年的钢产量居世界前列，每年产生大量废铁皮。某科研小组利用本地钢厂所产生的废铁皮，探索制备高纯氧化铁的新工艺。

该废铁皮的化学多元素分析结果如下表所示。

化学成分	FeO	Fe₂O₃	Fe	CaO	CaSiO₃	其他(C、S等)
含量(%)	47.35	41.92	1.07	2.64	3.48	2.68

制备流程如下图所示。

(1)、废铁皮在焙烧过程中，单质Fe、C、S都可与O₂反应，其中S与O₂反应的化学方程式是。

(2)、在酸溶过程中，为增加溶解速率，可采取的措施是。

(3)、过滤操作得到的滤渣中的成分有H₂SiO₃、。

(4)、滤液经检验含有Fe²⁺ ，检验方案及现象是。

(5)、已知：生成氢氧化物沉淀的pH

	Fe(OH)₂	Fe(OH)₃
开始沉淀时	6.3	1.5
完全沉淀时	8.3	2.8

注：金属离子的起始浓度为0.1mol·L^-1

加入氨水以控制溶液的pH在(选填序号)。

a.3-5 b.6-8 c.9-10

(6)、在搅拌过程中，产生Fe(OH)₃的反应方程式有。

(7)、对所得高纯氧化铁进行检验，其中Fe₂O₃含量为95.02%(高于国家一级品技术要求)；同时发现还含有0.3%的总钙量(以CaO表示)。产品中含有钙元素的原因是。

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36. 某实验小组同学依据资料深入探究Fe³⁺在水溶液中的行为。
资料：

i．Fe³⁺在水溶液中以水合铁离子的形式存在，如[Fe(H₂O)₆]³⁺；

[Fe(H₂O)₆]³⁺发生如下水解反应：

[Fe(H₂O)₆]³⁺(几乎无色) + nH₂O $\overset{}{⇌}$ [Fe(H₂O)_6-n(OH)_n]^3-n(黄色) + nH₃O⁺(n = 0～6) ；

ii.[FeCl₄(H₂O)₂]^-为黄色。

进行实验：

（实验I）

（实验II）

分别用试管①、③中的试剂作为待测液，用色度计测定其透光率。透光率越小，溶液颜色越深；透光率越大，溶液颜色越浅。

图1 Fe(NO₃)₃溶液透光率随温度变化曲线图2FeCl₃溶液透光率随温度变化曲线

(1)、实验I中，试管②溶液变为无色的原因是。

(2)、实验I中，试管③溶液呈棕黄色与[FeCl₄(H₂O)₂]^-有关，支持此结论的实验现象是。

(3)、由实验II图1、2可知：加热时，溶液颜色（填“变浅”、“变深”或“不变”）。

(4)、由实验II，可以得出如下结论：
[结论一] FeCl₃溶液中存在可逆反应：[FeCl₄(H₂O)₂]^-+ 4H₂O $\overset{}{⇌}$ [Fe(H₂O)₆]³⁺+ 4Cl^- ，得出此结论的理由是。

[结论二] 结论一中反应的ΔH（填“>0”或“<0”）。

(5)、实验小组同学重新设计了一个实验证明（4）中结论一。实验方案：取试管①中溶液，（请描述必要的实验操作和现象）。

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难溶物	Fe(OH)₃	Fe(OH)₂	Mn(OH)₂	Mg(OH)₂
K_sp	1×10^-38	1×10^-16	2×10^-13	2×10^-25