陕西高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-12铁及其化合物
一、单选题
1．（2023·陕西西安·统考一模）下列实验操作与实验现象及结论对应且正确的是
选项 操作 现象 结论
A 将镀层有破坏的镀锌铁片放入酸化的3%NaCl溶液中，一段时间后，取溶液于试管中，滴加KSCN溶液 无红色出现 铁未被腐蚀，已破损的镀层锌仍能起到保护的作用
B 用湿润的淀粉碘化钾试纸鉴别NO2、溴蒸气 试纸变蓝 该气体为溴蒸气
C 向久置于空气中的Na2O2固体中滴加稀硫酸 有气泡产生 Na2O2已变质成Na2CO3
D 向新制饱和氯水中加入过量的碳酸钙粉末，振荡 产生大量气泡 提高了新制氯水中次氯酸的浓度
A．A B．B C．C D．D
2．（2023·陕西西安·统考二模）2022年科技创新结出累累硕果，加快实现了高水平建设科技强国。下列有关说法错误的是
A．国产航母海上巡航，航母甲板是高强度钢材，钢是一种铁碳合金
B．“华龙一号”核电项目中核反应堆所用铀棒中含有的U与U互为同位素
C．“北斗导航”系统应用一体化芯片手机，芯片成分为SiO2
D．C919大飞机采用的材料中使用了高温陶瓷材料氮化硅，氮化硅属于新型无机非金属材料
3．（2023·陕西咸阳·统考二模）下列实验操作能达到相应实验目的的是
选项 实验操作 实验目的
A 向肉桂醛()中加入酸性溶液 验证肉桂醛中含碳碳双键
B 向待测液中先滴加氯水，再滴加KSCN溶液 检验溶液中是否含有
C 用pH试纸分别测定等浓度的溶液和NaClO溶液的pH 比较和HClO的酸性强弱
D 常温常压下，向两份相同锌粒中，分别加入体积相同、浓度不同的稀硫酸，记录收集相同体积所需的时间 探究浓度对化学反应速率的影响
A．A B．B C．C D．D
4．（2023·陕西咸阳·统考一模）下列实验的设计方案、现象和结论均正确的是
选项 实验目的 实验方案 实验现象和结论
A 检验浓硫酸催化纤维素水解的产物中含有还原性糖 向水解后的溶液中加入新制的悬浊液，加热 未见红色沉淀，说明纤维素水解的产物中不含还原性糖
B 验证的漂白性 将缓慢通入滴有酚酞的溶液中 氢氧化钠溶液的红色褪去，说明具有漂白性
C 验证蛋白质的某些性质 向鸡蛋清的水溶液中加入饱和硫酸铵溶液，产生白色沉淀，再加蒸馏水，沉淀不溶解 蛋白质变性
D 检验与的反应能否完全进行到底 向溶液中滴入溶液，再滴入几滴溶液 产生蓝色沉淀，说明与的反应有一定限度
A．A B．B C．C D．D
5．（2023·陕西宝鸡·统考一模）下列方案设计、现象和结论都正确的是
选项 目的 方案设计 现象和结论
A 探究温度对化学平衡的影响 将2mL0.5mol/L的CuCl2溶液加热后置于冷水中，观察现象 若溶液由黄绿色变为蓝绿色，说明降低温度，[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O向逆方向移动
B 检验食品脱氧剂中还原铁粉是否已变质 取脱氧剂包装内固体粉末于试管中，加足量稀盐酸溶解，充分反应后滴加KSCN溶液，振荡，观察溶液颜色变化 若溶液未变红色，说明脱氧剂中还原铁粉没有变质
C 比较CH3COO-和ClO-水解程度大小 用pH试纸分别测定同浓度CH3COONa和NaClO溶液的pH 若测得CH3COONa溶液pH大，说明CH3COO-水解程度大于ClO-
D 探究电石与水的反应 将电石与饱和食盐水反应产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液，观察现象 若酸性高锰酸钾溶液褪色，说明电石与水反应生成了乙炔
A．A B．B C．C D．D
6．（2023·陕西宝鸡·统考一模）遇会生成蓝色沉淀，因此常用于的检验。文献显示：具有氧化性，可以氧化；还原性Fe大于。
某科研小组探究Fe与能否直接反应的实验如下：
实验1：取加热至沸腾并快速冷却的溶液(加热、冷却过程中溶液颜色无变化)于试管中，并加入1mL的苯，再加入铁粉，长时间无蓝色沉淀出现。
实验2：在“实验1”中，若使用砂纸打磨过的铁粉，一会儿就出现蓝色沉淀。
实验3：在“实验1”中，若加少量NaCl，立即出现蓝色沉淀；若换成加入或；则不出现蓝色沉淀。
实验4：在“实验1”中，若将铁粉换成在稀硫酸中反应一段时间的铁片，立即出现蓝色沉淀。
下列说法错误的是
A．实验1中长时间无蓝色沉淀出现，可能是因为铁粉表面有氧化膜
B．可能起破坏铁粉表面氧化膜的作用
C．Fe与可以直接反应
D．在Fe、C、NaCl溶液组成的原电池中，通过直接滴加溶液至电解质溶液中的方法，可以检验是否发生原电池反应
7．（2022·陕西安康·统考模拟预测）中学化学中几种常见物质的转化关系如图所示(F为红褐色沉淀)：
下列说法错误的是
A．分子的结构式为
B．A、B、H的化学式分别为Fe、FeS、
C．鉴定E中阳离子所用试剂为NaOH溶液、湿润的蓝色石蕊试纸
D．C的酸性溶液与双氧水反应的离子方程式：
8．（2022·陕西西安·统考二模）化学与生活紧密相关，下列叙述不正确的是
A．“落红不是无情物，化作春泥更护花”蕴藏着自然界的碳、氮循环
B．“煤饼烧蛎房成灰”(蛎房即牡蛎壳)，“灰”的主要成分是CaCO3
C．电锯中的“烤蓝”工艺形成的致密氧化膜成分是Fe3O4
D．服用阿司匹林(邻羟基苯甲酸)身体不舒服时，可以静脉注射NaHCO3溶液缓解
9．（2021·陕西汉中·统考一模）工业以软锰矿(主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3等少量杂质)为主要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰(MnCO3)，其工业流程如图。下列说法错误的是
A．浸锰过程中Fe2O3与SO2反应的离子方程式为： Fe2O3＋SO2＋2H＋=2Fe2＋＋SO＋H2O
B．过滤I所得滤液中主要存在的金属阳离子为Mn2＋、Fe3＋和Fe2＋
C．滤渣II的主要成分含有Fe(OH)3
D．过滤II所得的滤液中加入NH4HCO3溶液发生反应的主要离子方程式为： Mn2＋＋2HCO=MnCO3↓＋CO2↑＋H2O
10．（2021·陕西汉中·统考一模）由下列实验操作和现象得出的结论不正确的是
选项 实验操作 实验现象 结论
A 向Co2O3中滴加浓盐酸 产生黄绿色气体 氧化性： Co2O3 > Cl2
B 白铁皮(镀锌铁)出现刮痕后浸泡在饱和食盐水中，一段时间后滴加几滴K3[Fe(CN)6]溶液 无明显现象 锌对铁依然具有保护作用
C 将铁片投入浓硫酸中 无明显变化 常温下铁不与浓硫酸反应
D 将10mL 2mol/L 的KI溶液与1mL 1mol/L FeCl3溶液混合充分反应后滴加KSCN溶液 溶液颜色变红 KI与FeCl3的反应具有可逆性
A．A B．B C．C D．D
11．（2021·陕西安康·统考一模）下列除杂过程中，所选用的试剂和操作方法正确的是
选项 物质 杂质(少量) 试剂和操作方法
A 氯化钾固体 氯酸钾 加入二氧化锰并加热
B 硫酸亚铁溶液 硫酸铁 加入过量的铁粉后过滤
C 氯化氢 二氧化碳 通过饱和溶液
D 硝酸钠溶液 硝酸钡溶液 加入适量的硫酸钾溶液后过滤
A．A B．B C．C D．D
二、工业流程题
12．（2023·陕西榆林·统考模拟预测）优化的复合材料作钠离子电池的正极材料时表现出优异的循环稳定性。以黄铁矿(主要成分是，含少量等杂质)为原料制备的流程如图所示。
已知：“滤渣2”中不含硫单质。涉及离子的氢氧化物常温下的溶度积常数如表。(当离子的物质的量浓度时，认为沉淀完全，)
离子
回答下列问题：
(1)中元素化合价为 价；“研磨”的目的是 。
(2)“灼烧”时的大量尾气直接排放，会引起的主要环境问题为 (填一种)。
(3)常温下，“酸浸”时，加入过量50%的硫酸的目的为 (答一条即可)。
(4)“浸渣1”的主要成分是 (填化学式)，列举出一种该物质的用途： 。
(5)“还原”中与反应的离子方程式为 ；通入空气的条件下，“溶液1”可在“还原”步骤中循环利用，则通入空气的目的是 。
(6)“一系列操作”包括 、 、过滤、洗涤和低温干燥。
13．（2023·陕西铜川·统考二模）四氧化三锰是电子工业生产锰锌铁氧体软磁材料的重要原料。以碳酸锰矿(主要成分为MnCO3，还含有少量FeCO3、Al2O3、MgO和SiO2等杂质)为原料制备高品位四氧化三锰的一种工艺流程如下：
已知：①0.01mol/L金属离子生成氢氧化物沉淀的pH见表中数据：
金属离子 Al3+ Fe3+ Fe2+ Mg2+ Mn2+
开始沉淀 4.1 2.2 7.5 9.6 8.8
完全沉淀 5.4 3.2 9.5 / /
②Ksp(MgF2)=7.4×10-1l；Ksp(MnF2)=5.6×10-3
回答下列问题：
(1)提高“酸浸”效果的方法有 、 (任写两种)。
(2)“氧化1”步骤中，氧化剂a可选用MnO2，发生反应的离子方程式为 ，为了检验氧化是否完全可选用的试剂是 (写化学式)。
(3)“沉铁铝”步骤中，调节pH的范围为 。
(4)“沉镁”步骤中，沉淀转化反应的平衡常数K值等于 。
(5)“沉锰”步骤中，杂质含量直接影响四氧化三锰的品位，实验测得温度对四氧化三锰中硫酸根含量的影响如图所示。实际生产中综合考虑选择50°C为宜，不选择更高温度的原因是 。
(6)“氧化2”步骤中发生反应的化学方程式为 。
14．（2023·陕西渭南·统考一模）以焙烧黄铁矿(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝颜料。工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)红渣的主要成分为 (填化学式)，滤渣①的主要成分为 (填化学式)。
(2)黄铁矿研细的目的是 。
(3)还原工序中，不生成S单质的反应的化学方程式为 。
(4)工序①的名称为 ，所得母液循环使用。
(5)沉铁工序产生的白色沉淀中的化合价为 ，氧化工序发生反应的离子方程式为 。
(6)若用还原工序得到的滤液制备和，所加试剂为 和 (填化学式，不引入杂质)。
15．（2022·陕西榆林·统考二模）锰酸锂()是锂电池的正极材料。以软锰矿粉(主要成分是，含少量、、、等)为原料制备锰酸锂的流程如下：
常温下，几种难溶物质的溶度积数据如下表：
物质
请回答下列问题：
(1)“酸浸”时，常在高压下充入，其目的是 。
(2)“滤渣1”的主要成分是 (填化学式，下同)，“酸浸”时，被氧化的物质是 。
(3)“氧化”时发生反应的离子方程式为 。
(4)“调”时发生反应：，该反应的平衡常数 。(已知：常温下，的电离常数)
(5)测得“沉镁”后溶液中，则残留的 。“沉锰”后的滤液与碱加热处理后可返回 (填步骤名称)步骤循环利用。
(6)“沉锰”生成碱式碳酸锰[]的同时放出，该反应的离子方程式为 。利用碱式碳酸锰制备锰酸锂的化学方程式为 。
16．（2021·陕西宝鸡·统考一模）孔雀石主要成分是，还含少量及硅的氧化物，实验室以孔雀石为原料制备硫酸铜晶体的步骤如下：
有关物质沉淀的pH数据如下：
物质 开始沉淀 完全沉淀
(1)步骤Ⅰ加稀硫酸充分反应，过滤得到滤渣的主要成分是 填化学式，该物质进一步提纯后可用于制造 。提高步骤Ⅰ反应速率的措施是 (写一条即可)。
(2)步骤Ⅱ中试剂①应选用试剂 填代号。
a. b.稀 c.双氧水 d.氯水
相关反应的离子方程式为： 。
(3)步骤Ⅲ加入CuO调节溶液的pH至 (填写范围)，目的是 。
(4)步骤Ⅳ获得硫酸铜晶体的操作中，必须采取的实验措施是 。
(5)常温下的，若要将溶液中的转化为沉淀，使溶液中降低至，必须将溶液调节至 。
(6)用和孔雀石反应可以制得金属铜，已知1mol氨气通过灼热的可以产生金属铜，则该反应的化学方程式为 。
三、实验题
17．（2022·陕西榆林·统考二模）过二硫酸钾()是一种白色结晶性粉末，溶于水、不溶于乙醇，具有强氧化性，加热至100℃时会完全分解。某学习小组拟探究过二硫酸钾的性质。
实验(一)：探究过二硫酸钾的强氧化性。
探究溶液与溶液反应，实验操作与现象如下：
实验 操作 现象
Ⅰ 在10L含淀粉的的溶液中滴加溶液 一段时间后，溶液缓慢变蓝
Ⅱ 在含淀粉的的溶液中先滴几滴的溶液，再滴加溶液 溶液迅速变蓝
(1)同学甲用碰撞理论分析，实验Ⅰ中和反应很慢的主要原因是
(2)同学乙猜想实验Ⅱ中起催化作用，其总反应分两步进行：
(ⅰ)；(ⅱ)___________。
①补充反应(ⅱ)： 。
②请你设计实验证明同学乙的猜想： 。
(3)查阅文献知，氧化性：。在稀硫酸酸化的溶液中滴加1滴溶液作催化剂，再滴加溶液，实验现象是 ，该反应的离子方程式为 。
实验(二)：探究过二硫酸钾的热稳定性。
已知几种气体的熔点、沸点如下表所示：
气体
熔点/℃ 16.8 -72.7 -218.4
沸点/℃ 44.8 -10 -182.9
取适量的装入硬质玻璃管中，加热，将分解产物依次通过装置B、C、D。实验中发现B中U形管内产生无色液体，接着无色液体慢慢变成固体，C中溶液颜色无明显变化，D中溶液逐渐变蓝色。
(4)加热之前，先通入一段时间，当观察到D中 (填实验现象)时点燃酒精灯。
(5)B中U形管收集的物质是 (填化学式)。
(6)当A中硬质玻璃管中固体完全分解，停止加热，残留的固体产物只有一种。待冷却至室温时取少量残留固体于试管，加入蒸馏水，溶解后滴加BaCl2溶液和盐酸，产生白色沉淀。A中完全分解发生反应的化学方程式为 。
四、元素或物质推断题
18．（2021·陕西咸阳·统考一模）是中学常见的几种化合物，相关物质间的转化关系如图所示：
已知：是生活中常见的金属单质，都是氧化物且A是红棕色粉末。回答下列问题：
(1)单质X与A反应的化学方程式是 。
(2)若试剂1和试剂2均为强电解质。
①若试剂1为强碱，则试剂1与B反应的离子方程式为 。
②若试剂1和试剂2为同种物质，则C溶液显 (填“酸性”、“碱性”或“中性”)。
(3)若试剂2是稀硝酸。
①写出单质Y与稀硝酸反应生成E的离子方程式 。
②可用于检验D的阳离子的试剂是 。
参考答案：
1．D
【详解】A．将镀层有破坏的镀锌铁片放入酸化的3%NaCl溶液中，构成原电池，Zn为负极，Fe为正极被保护，滴加KSCN溶液只检验铁离子，无红色出现，不能证明Fe是否被腐蚀，A错误；
B．NO2、溴蒸气均可氧化KI生成碘，试剂均变蓝，不能鉴别，B错误；
C．过氧化钠、碳酸钠均与稀硫酸反应生成气体，不能证明Na2O2已变质成Na2CO3，C错误；
D．氯水中含氢离子，与碳酸钙反应生成二氧化碳，观察到产生大量气泡，提高了新制氯水中次氯酸的浓度，D正确；
故答案为：D。
2．C
【详解】A．钢是一种铁碳合金，A正确；
B．与质子数相同，中子数不同，互为同位素，B正确；
C．芯片的成分为晶体Si，C错误；
D．氮化硅属于新型无机丰金属材料，D正确；
故选C。
3．D
【详解】A．肉桂醛中含有醛基和碳碳双键，二者都可以使高锰酸钾溶液褪色，则向肉桂醛()中加入酸性溶液，不能证明肉桂醛中含碳碳双键，故A错误；
B．KSCN与Fe3+作用使溶液显红色，与Fe2+作用无此现象，故先滴加KSCN溶液，不显血红色，说明原溶液不含有Fe3+，再加入氯水，溶液显血红色，说明溶液中有Fe3+生成，说明原溶液中含有Fe2+，故B错误；
C．NaClO溶液具有漂白性，应选pH计测定盐溶液的pH比较盐溶液的碱性或对应酸的酸性，故C错误；
D．常温常压下，向两份相同锌粒中，分别加入体积相同、浓度不同的稀硫酸，记录收集相同体积所需的时间，可以探究浓度对化学反应速率的影响，故D正确；
故选D。
4．D
【详解】A．使用新制Cu(OH)2浊液检验还原性糖时，应在碱性条件下进行，故浓硫酸催化纤维素水解后，应先加入NaOH溶液至溶液呈碱性，再加入新制Cu(OH)2浊液，加热，观察是否有砖红色沉淀生成，A错误；
B．验证的漂白性应该将通入品红溶液中，观察品红溶液是否褪色，B错误；
C．向鸡蛋清的水溶液中加入饱和硫酸铵溶液，产生白色沉淀，因为蛋白质发生盐析，加水蛋白质又能重新溶解，C错误；
D．与的反应方程式为，检验与的反应能否完全进行到底，即检验是否还有，滴入几滴溶液，产生蓝色沉淀，说明还有，则与的反应有一定限度，D正确；
故选D。
5．A
【详解】A．将2mL 0.5mol/L的CuCl2溶液加热后置于冷水中，若溶液由黄绿色变为蓝绿色，说明降低温度，[Cu(H2O)4]2++4Cl- [CuCl4]2-+4H2O向逆方向移动，A正确；
B．取脱氧剂包装内固体粉末于试管中，加足量稀盐酸溶解，充分反应后滴加KSCN溶液，振荡，可能发生反应：2Fe3++Fe=3Fe2+，故溶液未变红色，不能说明脱氧剂中还原铁粉没有变质，B错误；
C．NaClO溶液具有漂白性，会漂白pH试纸，使得测量结果不准确，故不能使用pH试纸测量NaClO溶液的pH，C错误；
D．将电石与饱和食盐水反应，反应产生的气体中有C2H2、H2S、PH3，这些气体都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故酸性高锰酸钾溶液褪色，不能说明电石与水反应生成了乙炔，D错误；
故选A。
6．D
【分析】实验2、3、4说明铁与铁氰化钾溶液能直接反应，实验1说明铁粉表面氧化膜阻碍了铁与铁氰化钾溶液的反应，实验3说明氯离子能破坏铁粉表面的氧化膜，有利于铁与铁氰化钾溶液的反应。
【详解】A．由分析可知，实验1中长时间无蓝色沉淀出现能是因为铁粉表面的氧化膜阻碍了铁与铁氰化钾溶液的反应，故A正确；
B．由分析可知，氯离子能破坏铁粉表面的氧化膜，有利于铁与铁氰化钾溶液的反应，故B正确；
C．由分析可知，实验2、3、4说明铁与铁氰化钾溶液能直接反应，故C正确；
D．铁、碳、氯化钠溶液组成的原电池中，氯化钠溶液电离出的氯离子会破坏铁表面的氧化膜，若直接向原电池中滴加铁氰化钾溶液，铁与铁氰化钾溶液能直接反应，无法检验溶液中是否存在亚铁离子，不能检验是否发生原电池反应，故D错误；
故选D。
7．C
【分析】F为红褐色沉淀，且由氨水与D反应得到，则F为氢氧化铁沉淀，则D为铁盐，C与双氧水反应生成铁盐，则C为亚铁盐，A与稀硫酸反应生成C，则C为硫酸亚铁，A为铁单质，B为硫化铁，D为硫酸铁，E为硫酸铵，H为硫酸。
【详解】A．H2O2分子的结构式为H-O-O-H，A正确；
B．根据分析可知，A为Fe、B为FeS、H为H2SO4，B正确；
C．鉴定铵根离子所用的试剂为浓NaOH溶液、湿润的红色石蕊试纸，C错误；
D．硫酸亚铁和双氧水反应的离子方程式为，D正确；
故答案选C。
8．B
【详解】A．自然界中动植物遗体之所以没有堆积如山，是因为细菌使动植物遗体不断的腐烂、分解，转化成二氧化碳、水和无机盐，这些物质又是植物制造有机物的原料，因此“落红不是无情物，化作春泥更护花”蕴藏着自然界碳、氮的循环，A正确；
B．牡蛎壳为贝壳，贝壳主要成分为碳酸钙，碳酸钙灼烧生成氧化钙，灰是氧化钙，B 错误；
C．烤蓝其原理就是在钢铁表面生成一定厚度和强度的致密的氧化层，成分主要是Fe3O4，C正确；
D．阿司匹林的化学成分是邻羟基苯甲酸，邻羟基苯甲酸与NaHCO3溶液反应从而可以缓解不舒服，D正确；
故选B。
9．B
【分析】浸锰过程通入过量的SO2，将Mn4+和Fe3+还原成Mn2+和Fe2+，过滤Ⅰ所得滤渣为SiO2，加入MnO2氧化，此时溶液中可以被氧化的物质有Fe2+和未反应的SO2，调pH是为了将上一步氧化生成的Fe3+沉淀下来与Mn2+分离，加入NH4HCO3溶液将Mn2+沉淀下来，再经过一系列步骤可得到纯的MnCO3。
【详解】A．根据上述分析可知，浸锰过程通入过量的SO2，将Mn4+和Fe3+还原成Mn2+和Fe2+，反应的离子方程式为：Fe2O3＋SO2＋2H＋=2Fe2＋＋SO＋H2O，A正确；
B．过量的SO2，将Mn4+和Fe3+还原成Mn2+和Fe2+，因此过滤I所得滤液中主要存在的金属阳离子为Mn2＋和Fe2＋，不会含有Fe3+，B错误；
C．调pH=3.7，将Fe3+转化为氢氧化铁沉淀，过滤，滤渣Ⅱ的主要成分含有Fe(OH)3，C正确；
D．滤液为硫酸锰溶液，向滤液种加入适量NH4HCO3溶液，生成MnCO3沉淀，同时二氧化碳生成，发生的反应为：Mn2++2HCO=MnCO3↓+CO2↑+H2O，D正确；
答案选B。
10．C
【详解】A． 发生氧化还原反应生成氯气，Co元素的化合价降低，由氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知，氧化性：Co2O3 > Cl2，故A正确；
B． 白铁皮(镀锌铁)出现刮痕后浸泡在饱和食盐水中，构成原电池，Zn为负极，发生氧化反应，Fe为正极被保护，故B正确；
C． 常温下铁与浓硫酸发生钝化，生成致密的氧化膜阻止反应的进一步发生，并不是不反应，故C错误；
D． KI过量，由现象可知还反应后存在铁离子，则KI与FeCl3的反应具有可逆性，故D正确；
故选：C。
11．B
【详解】A．二氧化锰会成为新的杂质，故A错误；
B．过量的铁粉可以将硫酸铁还原为硫酸亚铁，且不引入新的杂质，过滤掉剩余铁粉即可得到硫酸亚铁溶液，故B正确；
C．HCl会和饱和碳酸氢钠溶液反应，故C错误；
D．硫酸钾与硝酸钡反应生成硝酸钾和硫酸钡，硝酸钾易溶于水，会引入新的杂质，故D错误；
故选：B。
12．(1) +2 增大固体接触面积(或提高反应速率，提高原料转化率等合理答案)
(2)形成酸雨
(3)抑制溶液中的水解，防止生成沉淀(或将固体完全溶解等其他合理答案)
(4) 制作光导纤维(或其他合理答案)
(5) 将“溶液1”中的转化为(或其他合理答案)
(6) 蒸发浓缩 降温结晶
【分析】以黄铁矿(主要成分是FeS2，含少量SiO2等杂质)为原料制备，研磨后再空气中焙烧生成SO2，FeS2转化为Fe2O3，酸浸后Fe2O3转化为Fe3+，SiO2不与硫酸反应过滤后存在于滤渣1中，滤液中加入黄铁矿还原，经过一系列操作得到FeSO4·7H2O固体，再加入柠檬酸和NaFePO4·2H2O得到，以此解答。
【详解】（1）中元素化合价为+2价；“研磨”的目的是增大固体接触面积(或提高反应速率，提高原料转化率等合理答案)。
（2）“灼烧”时的大量SO2尾气直接排放，会引起的主要环境问题为形成酸雨。
（3）常温下，“酸浸”时，加入过量50%的硫酸的目的为抑制溶液中的水解，防止生成沉淀(或将固体完全溶解等其他合理答案)。
（4）由分析可知，“浸渣1”的主要成分是，该物质的用途：制作光导纤维(或其他合理答案)。
（5）由氧化还原反应的规律可知，“还原”中与反应生成硫酸亚铁，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：；“溶液1”可在“还原”步骤中循环利用，则通入空气的目的是将“溶液1”中的转化为(或其他合理答案)。
（6）“还原”步骤后得到FeSO4溶液，经过蒸发浓缩、降温结晶过滤、洗涤和低温干燥可以得到FeSO4·7H2O固体。
13．(1) 碳酸锰矿粉碎、搅拌 增大H+浓度、升高温度等
(2) 2Fe2++4H++MnO2=2Fe3++Mn2++2H2O K3[Fe(CN)6]溶液或KMnO4溶液
(3)5.4~8.8
(4)7.6×107
(5)50°C后含量减少的趋势较小、升高温度使NH3·H2O分解加快反而不利于反应
(6)6Mn(OH)2+O2=2Mn3O4+6H2O或6Mn2++12NH3·H2O+O2=2Mn3O4↓+12+6H2O
【分析】碳酸锰矿(主要成分为MnCO3，还含有少量FeCO3、Al2O3、MgO和SiO2等杂质)中加入硫酸酸浸，矿石中只有SiO2不溶解，其它物质转化为FeSO4、MgSO4、Al2(SO4)3、MnSO4等；加入氧化剂a进行氧化1操作，此时Fe2+被氧化为Fe3+；加入试剂b沉铁铝，生成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀；过滤后往滤液中加入MnF2，将Mg2+转化为MgF2；过滤后，往滤液中加入氨水，生成Mn(OH)2沉淀，再通入O2，将Mn元素部分氧化，从而生成Mn3O4。
【详解】（1）通过增大接触面积、适当增大酸的浓度、升高温度等，都可提高“酸浸”效果，则提高“酸浸”的方法有：碳酸锰矿粉碎、搅拌、增大H+浓度、升高温度等。答案为：碳酸锰矿粉碎、搅拌；增大H+浓度、升高温度等；
（2）“氧化1”步骤中，将Fe2+氧化为Fe3+，氧化剂a可选用MnO2，则发生反应生成Fe3+、Mn2+等，离子方程式为2Fe2++4H++MnO2=2Fe3++Mn2++2H2O，为了检验氧化是否完全，需检验Fe2+是否存在，可选用的试剂是：K3[Fe(CN)6]溶液或KMnO4溶液。答案为：2Fe2++4H++MnO2=2Fe3++Mn2++2H2O；K3[Fe(CN)6]溶液或KMnO4溶液；
（3）从表中可以看出，pH≥5.4时，Fe3+、Al3+全部转化为沉淀，pH=8.8时，Mn2+开始沉淀，所以“沉铁铝”步骤中，调节pH的范围为5.4~8.8。答案为：5.4~8.8；
（4）“沉镁”步骤中，沉淀转化反应为MnF2(s)+Mg2+(aq)MgF2(s)+Mn2+(aq)则平衡常数K==≈7.6×107。答案为：7.6×107；
（5）从图中可以看出，“沉锰”步骤中，50°C以后，硫酸根含量变化很少，实际生产中综合考虑选择50°C为宜，不选择更高温度的原因是：50°C后含量减少的趋势较小、升高温度使NH3·H2O分解加快反而不利于反应。答案为：50°C后含量减少的趋势较小、升高温度使NH3·H2O分解加快反而不利于反应；
（6）由分析可知，“氧化2”步骤中，Mn(OH)2被O2氧化为Mn3O4等，发生反应的化学方程式为6Mn(OH)2+O2=2Mn3O4+6H2O或6Mn2++12NH3·H2O+O2=2Mn3O4↓+12+6H2O。答案为：6Mn(OH)2+O2=2Mn3O4+6H2O或6Mn2++12NH3·H2O+O2=2Mn3O4↓+12+6H2O。
【点睛】检验Fe2+、Fe3+混合溶液中的Fe2+时，不能使用Cl2、KSCN溶液。
14．(1) Fe2O3 SiO2
(2)增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率
(3)7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O=15FeSO4+8H2SO4
(4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤
(5) +2； 6Fe(NH4)2Fe(CN)6++6H+=6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+
(6) H2O2 NH3·H2O
【分析】已知黄铁矿高温煅烧生成Fe2O3，反应原理为：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2，故产生的红渣主要成分为Fe2O3和SiO2，将红渣粉碎后加入足量的50%的H2SO4溶液加热充酸浸，反应原理为：Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O，过滤出滤渣①，主要成分为SiO2，向滤液中加入黄铁矿进行还原，将Fe3+还原为Fe2+，由(3)小问可知不生成S沉淀，则硫元素被氧化为，反应原理为：14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2+16H+，然后进行工序①为蒸发浓缩、冷却结晶，得到FeSO4晶体和母液主要含有FeSO4溶液和H2SO4，加水溶解FeSO4晶体，向所得溶液中加入(NH4)2SO4、K4[Fe(CN)6]并用H2SO4调节溶液的pH为3，进行沉铁过程，反应原理为：Fe2++2+[Fe(CN)6]3-=Fe(NH4)2Fe(CN)6↓，然后过滤出沉淀，洗涤后加入H2SO4和NaClO3进行氧化步骤，反应原理为：6Fe(NH4)2Fe(CN)6+ +6H+=6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+6，过滤、洗涤干燥即制得Fe(NH4)Fe(CN)6，据此分析解题。
【详解】（1）由分析可知，红渣的主要成分为：Fe2O3，滤渣①的主要成分为：SiO2，故答案为：Fe2O3；SiO2；
（2）黄铁矿研细的主要目的是增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率，故答案为：增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率；
（3）由分析可知，还原工序中，不产生S单质沉淀，则硫元素被氧化为，反应原理为：14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2+16H+，故化学方程式为：7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O=15FeSO4+8H2SO4，故答案为：7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O=15FeSO4+8H2SO4；
（4）由分析可知，工序①的名称为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤，所得母液主要含有FeSO4溶液和H2SO4可以循环利用，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤；
（5）沉铁工序中产生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe的化合价为+2价和[Fe(CN)6]4-中的+3价，由分析可知，氧化工序所发生的离子方程式为：6Fe(NH4)2Fe(CN)6+ +6H+=6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+6，故答案为：+2；6Fe(NH4)2Fe(CN)6+ +6H+=6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+6；
（6）由分析可知，还原工序所得的滤液中主要含有FeSO4溶液和H2SO4，向滤液中先加入一定量的H2O2溶液将Fe2+完全氧化为Fe3+，在向氧化后的溶液中加入氨水至不再产生沉淀为止，过滤洗涤，对沉淀进行灼烧，即可制得Fe2O3·x H2O和(NH4)2SO4，故所需要加入的试剂为H2O2和NH3·H2O，故答案为：H2O2；NH3·H2O。
15．(1)增大压强，提高的溶解度，从而提高酸浸速率
(2)
(3)
(4)
(5) 调
(6)
【分析】以软锰矿粉(主要成分是，含少量、、、等)为原料，加入硫酸并通入二氧化硫进行酸浸，反应后除去滤渣1为，得到滤液主要含有硫酸锰、硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸镁等，再加入二氧化锰，将亚铁离子氧化成铁离子，再通入氨气调节pH，将Al3+、Fe3+转化为氢氧化铝、氢氧化铁沉淀为滤渣2，再加入氟化锰沉镁，将镁离子转化为氟化镁形成滤渣3，所得滤液再加入碳酸氢铵沉锰，得到碱式碳酸锰[]的同时放出，再加入碳酸锂，在空气中加热至900-1000℃，反应得到锰酸锂()。
（1）
“酸浸”时，常在高压下充入，其目的是增大压强，提高的溶解度，从而提高酸浸速率；
（2）
“滤渣1”的主要成分是(不溶于H2SO4)，“酸浸”时，二氧化锰、Fe3+能将SO2氧化，故被氧化的物质是SO2；
（3）
“氧化”时将Fe2+氧化成Fe3+,同时自身被还原为锰离子，发生反应的离子方程式为；
（4）
“调”时发生反应：，该反应的平衡常数====4.0；
（5）
测得“沉镁”后溶液中，Ksp(MnF2)=c(Mn2+)c2(F-)=0.8mol/Lc2(F-)=，则c2(F-)=，则残留的==；“沉锰”后的滤液与碱加热处理后会产生氨气，可返回调步骤循环利用；
（6）
“沉锰”生成碱式碳酸锰[]的同时放出，结合质量和氧化还原反应原理可知，该反应的离子方程式为；利用碱式碳酸锰制备锰酸锂时加入碳酸锂，在空气中加热至900-1000℃，反应得到锰酸锂()，反应的化学方程式为。
16．(1) SiO2 光导纤维 固体研磨
(2) c
(3) 3.2≤PH<4.7 保证Fe3+完全沉淀，而Cu2+不沉淀
(4)保持一定的酸度，抑制Cu2+水解
(5)2
(6)
【分析】孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3，还含少量FeCO3、硅的氧化物，加入稀硫酸反应后发生反应：Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++CO2↑+3H2O，FeCO3+2H+=Fe2++CO2↑+H2O，过滤得到的沉淀为SiO2，滤液1为硫酸铜、硫酸亚铁溶液；“除杂”时先通入足量过氧化氢将Fe2+氧化成Fe3+，得到溶液2为硫酸铜、硫酸铁溶液，再加入CuO固体调节溶液pH，沉淀铁离子生成氢氧化铁沉淀；过滤得到滤液3为硫酸铜溶液，将硫酸铜溶液通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸铜晶体，据此解答。
【详解】（1）步骤Ⅰ所得沉淀主要成分为SiO2，二氧化硅可用于光导纤维，提高步骤Ⅰ反应速率的措施是固体研磨、适当升温等；
（2）步骤Ⅱ中加入试剂①目的是能够将亚铁离子为铁离子，且不会引入杂质，加入H2O2能够将亚铁离子为铁离子，过氧化氢被还原为水，发生反应为：H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O；
（3）加入氧化铜调节溶液PH保证铁离子全部沉淀，铜离子不沉淀，需要控制的溶液pH范围为3.2≤pH<4.7，目的是保证铁离子全部沉淀，铜离子不沉淀；
（4）步骤Ⅳ需要加热蒸发得到硫酸铜晶体，此过程会促进铜离子的水解，所以必须采取的实验措施是保持一定的酸度，抑制Cu2+水解；
（5）由，常温下，pH=2；
（6）孔雀石主要成分为Cu2(OH)2CO3，氨气具有还原性，可以将其还原为Cu，同时生成氮气、二氧化碳和水，根据电子转移守恒配平得。
17．(1)、带同种电荷，相互排斥，碰撞几率降低
(2) 向含的溶液中滴加溶液，溶液迅速变红
(3) 溶液由无色变为紫红色
(4)连续产生气泡
(5)
(6)
【详解】（1）用碰撞理论分析实验Ⅰ中和反应很慢的主要原因是：、带同种电荷，同种电荷相互排斥，会使和碰撞几率降低。
故答案为：、带同种电荷，相互排斥，碰撞几率降低
（2）①在含淀粉的的溶液中先滴几滴的溶液，再滴加溶液，溶液迅速变蓝说明有碘单质生成，具有还原性，具有氧化性，可以将亚铁离子氧化为铁离子，铁离子就有氧化性可以将氧化生成碘单质，所以可以猜想实验Ⅱ中起催化作用，其总反应分两步进行：(ⅰ)；(ⅱ) 。
②向含的溶液中滴加溶液，溶液迅速变红，说明将亚铁离子氧化为铁离子，则可以验证猜想实验Ⅱ中起催化作用。
故答案为：①；向含的溶液中滴加溶液，溶液迅速变红
（3）在稀硫酸酸化的溶液中滴加1滴溶液作催化剂，再滴加溶液，查阅文献知，氧化性：，则是将二价锰离子氧化为，为紫红色，所以实验现象是：溶液由无色变为紫红色；故该反应的离子方程式为：。
故答案为：溶液由无色变为紫红色；；
（4）装置中会有氧气，氧气会将氧化生成碘单质，碘单质遇淀粉就变蓝，所以在加热之前，先通入一段时间，排净装置中的氧气，则当观察到D中连续产生气泡时点燃酒精灯。
故答案为：连续产生气泡。
（5）实验中发现B中U形管内产生无色液体，接着无色液体慢慢变成固体，根据气体的熔沸点的熔点为16.8℃，沸点为44.8℃，则B中U形管收集的物质是：。
故答案为：；
（6）当A中硬质玻璃管中固体完全分解，停止加热，残留的固体产物只有一种。待冷却至室温时取少量残留固体于试管，加入蒸馏水，溶解后滴加BaCl2溶液和盐酸，产生白色沉淀，说明有硫酸根离子；C中溶液颜色无明显变化说明无二氧化硫生成；D中溶液逐渐变蓝色说明生成氧气将碘离子氧化成碘单质；并由括号5可知还有三氧化硫生成；则A中完全分解发生反应的化学方程式为：。
故答案为：
18． 或 酸性 溶液(或其他合理答案)
【分析】A、B、C、D、E是中学常见的几种化合物，X、Y是生活中常见的金属单质，A、B都是氧化物且A是红棕色粉末，则A为Fe2O3，X与A（Fe2O3）发生置换反应生成氧化物B和金属单质Y，则X为Al、Y为Fe、B为Al2O3；试剂2能与铁和氧化铁反应，且D与Y（Fe）反应生成E，则试剂2为强酸、D为铁盐、E为亚铁盐；若试剂1为强碱，铝与强碱反应生成偏铝酸盐；若试剂1和试剂2为同种物质，铝和氧化铝与强酸反应生成铝盐，铝离子水解溶液呈酸性，以此分析解答。
【详解】(1)根据上述分析，单质X与A反应是铝热反应，反应方程式为：，故答案为：；
(2)①若试剂1为强碱，则氧化铝与强碱反应生成偏铝酸盐和水，离子方程式为：，故答案为：或；
②若试剂1和试剂2为同种物质，则试剂1为强酸，铝和氧化铝与强酸反应生成铝盐，铝离子在溶液中水解使溶液呈酸性，则C溶液显酸性，故答案为：酸性；
(3)①若试剂2是稀硝酸，Y单质为Fe，则E为硝酸亚铁，Fe与稀硝酸反应生成E的离子方程式为：，故答案为：；
②D为铁盐，可以用KSCN溶液检验Fe3+，溶液出现血红色，故答案为：KSCN溶液。
试卷第1页，共3页
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