四川省2024届高考化学一轮复习模拟题精选练习-10铁及其化合物
一、单选题
1．（2023·四川绵阳·四川省绵阳南山中学校考模拟预测）下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项 实验操作 现象 结论
A 用铂丝蘸取某溶液进行焰色反应 火焰呈黄色 溶液为钠盐溶液
B 取少量溶液于试管中，先加入BaCl2溶液，再滴加稀盐酸， 产生的白色沉淀不溶解 溶液中含
C 将新制氯水和KI溶液在试管中混合后，加入CCl4,振荡静置 溶液分层，下层呈紫色 还原性： Cl-
A．A B．B C．C D．D
2．（2023·四川绵阳·四川省绵阳南山中学校考模拟预测）下列实验操作、现象及结论均正确的是
选项 操作 现象． 结论
A 向红热的铁粉与水蒸气反应后的固体中加入稀硫酸酸化，再滴入几滴KSCN溶液 溶液未变红 说明铁粉与水蒸气未反应
B 向0.01 mol/L FeCl3溶液中，加入少量FeCl3固体 溶液颜色加深 Fe3+水解程度增大
C 相同温度下，用pH计分别测定0.010mol/LHF溶液和0.010 mol/L CH3COOH溶液的pH HF溶液pH更小 电离常数：HF
A．A B．B C．C D．D
3．（2023·四川成都·成都七中校考模拟预测）利用下列装置(夹持装置略)进行实验，不能达到相应实验目的的是
A．甲装置：用标准溶液滴定锥形瓶中的碘水
B．乙装置：制备硝基苯
C．丙装置：探究铁与水蒸气的反应
D．丁装置：验证乙醇的结构简式是还是
4．（2022·四川成都·成都七中校考模拟预测）下列物质的转化在给定条件下能实现的是
A．
B．
C．
D．
5．（2022·四川泸州·四川省泸县第二中学校考二模）下列实验方案设计中，能达到实验目的的是
选项 实验目的 实验方案
A 证明Ksp(ZnS)>Ksp(CuS) 向盛有10滴0.1mol·L-1 Na2S溶液的试管中滴入0.1mol·L-1ZnSO4溶液，至不再有白色沉淀生成；再向其中加入几滴0. 1mol·L-1CuSO4溶液，观察到有黑色沉淀产生
B 制备少量乙酸乙酯 向乙醇中缓慢加入浓硫酸和冰醋酸，用NaOH溶液收集乙酸乙酯，除去乙醇和乙酸
C 探究草酸浓度对反应速率的影响 向两支试管中分别加入2mL1mol/L的酸性KMnO4溶液，再同时分别向两支试管中加入2mL0.1mol/L的H2C2O4溶液和2mL0.05mol/L的H2C2O4溶液，观察KMnO4溶液褪色所需时间
D 证明Fe2+具有还原性 向较浓的 FeCl2溶液中滴入少量酸性KMnO4溶液，观察KMnO4溶液紫色褪去
A．A B．B C．C D．D
6．（2022·四川成都·石室中学校联考模拟预测）在室温下，用图示装置进行实验，将①中溶液滴入②中。预测②中的现象与实际相符的是
选项 ①中物质 ②中物质 预测②中现象
A 浓硫酸 光亮铝条 铝条完全溶解
B 10%H2O2溶液 FeCl2酸性溶液 溶液先变棕黄，后出现气泡
C 酸性KMnO4溶液 久置的FeCl2溶液 酸性KMnO4溶液不褪色
D 浓氨水 AlCl3溶液 先生成白色沉淀后又溶解
A．A B．B C．C D．D
7．（2022·四川泸州·四川省泸县第二中学校考模拟预测）用下列实验装置和方法进行相应实验，能达到实验目的的是
A．用甲装置制备Fe(OH)2 B．用乙装置分离I2和NH4Cl固体
C．用丙装置检查装置气密性 D．用丁装置蒸干溶液获得NaHCO3晶体
8．（2022·四川成都·校联考模拟预测）某同学拟用下图装置制得各种颜色的滤纸蝴蝶。下列组合一定不能成功的是
选项 A B C D
纸蝴蝶上的喷洒液 品红溶液 石蕊试液 淀粉-KI溶液 FeCl3溶液
小烧杯中的溶液 亚硫酸 浓盐酸 溴水 KSCN溶液
蝴蝶颜色 无色 红色 蓝色 红色
A．A B．B C．C D．D
9．（2021·四川绵阳·绵阳中学实验学校校考模拟预测）下列有关物质及成分、性质和用途都正确的是
选项 物质及成分 性质 用途
A． 小苏打(Na2CO3) 与酸反应产生二氧化碳 作发酵粉
B． 磁性氧化铁(Fe3O4) 难溶于水，黑色 制造磁性材料
C． 氢氧化铜(Cu(OH)2) 与盐酸、氨水均能反应 Cu(OH)2为两性氢氧化物
D． 硫酸铜(CuSO4) 遇水后变蓝色 除去水蒸气
A．A B．B C．C D．D
10．（2021·四川成都·成都七中校考模拟预测）部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A．可与反应生成
B．既可被氧化，也可被还原
C．可将加入浓碱液中制得的胶体
D．可存在的循环转化关系
二、工业流程题
11．（2023·四川·校联考模拟预测）硫酸亚铁铵在空气中比一般的亚铁铵盐稳定，可用作治疗缺铁性贫血的药物，化学式为(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O (相对分子质量为392)，不易被氧化，易溶于水，不溶于乙醇。已知硫酸亚铁铵晶体的制备原理为(NH4)2SO4 + FeSO4 +6H2O=(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O↓，其制备过程如下：
回答下列问题：
(1)请结合离子方程式解释在“净化”过程中加入Na2CO3溶液并小火加热的目的： 。
(2)步骤②中过滤操作采用了图b装置，相对于图a装置而言，其优点是 。
(3)步骤③中，加入(NH4)2SO4固体后，要得到硫酸亚铁铵晶体，需经过的系列操作为 、 、过滤 、洗涤、干燥。
(4)为洗涤(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O粗产品，下列方法中最合适的是 (填字母)。
A．用冷水洗
B．先用冷水洗，后用无水乙醇洗
C．用30%的乙醇溶液洗
D．用90%的乙醇溶液洗
(5)称取20.00g制得的硫酸亚铁铵晶体溶于稀硫酸中，加水配制成100mL溶液，取25mL该溶液于锥形瓶中，然后用0.1000mol·L-1的酸性高锰酸钾溶液进行滴定。平行滴定三次，消耗KMnO4溶液的体积如下表所示。
实验次数 第一次 第二次 第三次
消耗KMnO4溶液的体积/mL 24.52 24.02 23.98
①在测定过程中，选出正确的滴定操作并排序：检查酸式滴定管是否漏水→蒸馏水洗涤→标准液润洗滴定管→ → → → →到达滴定终点，停止滴定，记录读数 。
a．轻轻转动酸式滴定管的活塞，使滴定管尖嘴部分充满溶液，无气泡
b．调整管中液面至“0”或“0”刻度以下，记录读数
c．调整管中液面，用胶头滴管滴加标准液恰好至“0”刻度
d．将锥形瓶放于滴定管下，边摇边滴定，眼睛注视锥形瓶内溶液颜色变化
e．装入标准KMnO4溶液至“0”刻度以上2~3 mL，固定好滴定管
f．锥形瓶放于滴定管下，边摇边滴定，眼睛注视滴定管内液面变化
g．将滴定管尖向上弯曲，轻轻挤压玻璃珠使滴定管的尖嘴部分充满溶液至无气泡
②制得的硫酸亚铁铵晶体的纯度(质量分数)为 (结果保留四位有效数字)。
12．（2022·四川绵阳·盐亭中学校考一模）无水FeCl3常作为有机反应的催化剂。某研究小组设计了如图流程，以废铁屑(含有少量碳和SiO2杂质)为原料制备无水FeCl3(s)。
已知：氯化亚砜( )熔点-101℃，沸点76℃，易与水反应生成一种强酸和一种酸性氧化物。
回答问题：
(1)操作①的名称是 ，用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。
(2)操作①得到的固体为 。
(3)为避免引入新的杂质，试剂B可以选用_______(填编号)。
A．KMnO4溶液 B．Cl2水 C．稀HNO3溶液 D．H2O2溶液
(4)取少量D晶体，溶于浓盐酸配成溶液，并滴加KSCN溶液，现象是 。
(5)反应D→E的化学方程式为 。
(6)由D转化成E的过程中可能产生少量亚铁盐，则还原剂可能是 ，并设计实验验证是该还原剂将Fe3+还原 。
13．（2022·四川成都·校联考三模）工业上以金焙砂酸浸液(主要成分为Fe2(SO4)3和FeSO4，忽略其它杂质)与硫铁矿(主要成分为FeS2，忽略其它杂质)为原料制备Fe3O4的流程如下：
回答下列问题：
(1)硫铁矿和金焙砂酸浸液反应的离子方程式为 。还原时间与 Fe3+还原率的关系如图甲所示，则最佳还原时间为a= 小时，理由是 。
(2)操作I为 、 、过滤、洗涤、干燥。
(3)“溶解” 并恢复室温后，若溶液中c(Fe2+)=2 mol·L-1，为防止Fe2+沉淀，加CaO调pH最高为b= (已知Ksp[Fe(OH)2] = 8 ×10-16， lg5 取0.7)。
(4)加NaOH调pH时，pH与悬浊液中的关系如图乙所示，则调pH为c= (填具体值)，向调pH后的溶液中通入空气的目的是 。
(5)磁分离后所得副产物是一种盐，可用作建筑材料，其化学式为 。
14．（2021·四川成都·成都七中校考一模）三氧化二(Co2O3)主要用作颜料、釉料、磁性材料，催化剂和氧化剂等。以含钴废料(主要成分为Co2O3，含有少量MnO2，NiO、Fe3O4)为原料制备Co2O3的流程如图所示：
已知：
Ⅰ.“酸浸”后的浸出液中含的阳离子有H+、Co2+、Fe3+、Ni2+。
Ⅱ.部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如表：
沉淀物 Fe(OH)3 Co(OH)2 Ni(OH)2
完全沉淀时的pH 3.7 9.0 9.2
回答下列问题：
(1)“滤渣1”的化学式为 ，“酸浸”时Co2O3发生的反应的化学方程式是 。
(2)“酸浸”时加入H2O2的目的是 。生产过程中发现实际消耗双氧水的量大于理论值，可能的原因是 。
(3)某萃取剂对金属离子的萃取率与溶液pH的关系如图所示：
使用该萃取剂时应控制的pH约为 ，理由是 。
(4)“操作1”所得副产品的一种用途为 。已知该物质的溶液加热到100℃时会变质，该物质的溶解度见表：
温度/℃ 0 10 20 30 40 50 60
溶解度/g 70.6 73.0 75.4 78.0 81.0 84.5 88.0
操作1是 (填字母)。
A．蒸发结晶 B．降温结晶 C．减压蒸发结晶
(5)“沉钴”时发生反应的离子方程式为 。
(6)有机相提取的Ni2+再生时可用于制备氢电池，该电池充电时的总反应为Ni(OH)2+M=NiOOH+MH。则放电时负极的电极反应式为 。
15．（2021·四川成都·成都七中校考模拟预测）某同学在实验室利用Fe-Mg合金废料制备金属镁，其工艺流程如图。回答下列问题：
(1)工业上常将Fe-Mg合金废料粉碎后再“酸溶”，其目的是 。
(2)“酸溶”时，Fe发生反应的离子方程式为 ；写出“氧化”时反应的离子方程式 。
(3)制备无水MgCl2过程中，需要将SOCl2与MgCl2·6H2O混合并加热，试解释原因 。
(4)“沉铁”时，应用X调节溶液的pH，X是 (任填一种合适试剂的化学式)，当溶液的pH调节为4时，此时溶液中的c(Fe3+)= ，列式计算并判断此时是否有Mg(OH)2沉淀生成 {已知氧化后的溶液中c(Mg2+)=0.02 mol·L-1，Ksp[Fe(OH)3]=2.7×10-39、Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12}。
参考答案：
1．C
【详解】A．做颜色试验时，先将铂丝在酒精灯火焰上灼烧至火焰无色，再蘸取待测液灼烧，若观察到火焰的颜色为黄色，则溶液中含有，不一定是钠盐，A错误；
B．检验溶液中是否含有，操作为：取少量溶液于试管中，先加入稀盐酸酸化，再滴加，若产生白色沉淀，则溶液中含有，B错误；
C．将新制氯水和KI溶液在试管中混合后，发生反应：，加入，溶液分层，下层呈紫色，还原性：，C正确；
D．溶液中是否含有，先加入溶液，无明显现象，再加入几滴新制氯水，振荡，溶液变红，则溶液中含有，D错误；
故选C。
2．D
【详解】A．溶液未变红的可能原因是铁粉和水蒸气反应生成，与硫酸反应生成的与过量的铁粉反应生成，A错误；
B．向0.01 mol/L FeCl3溶液中，加入少量FeCl3固体，FeCl3溶液浓度升高，由越稀越水解可知Fe3+水解程度减小，B错误；
C．相同温度下，用pH计分别测定0.010mol/LHF溶液和0.010 mol/L CH3COOH溶液的pH，HF溶液pH更小，说明HF溶液酸性更强，故电离常数：HF＞CH3COOH，C错误；
D．铜丝变黑说明产生氧化铜，灼烧后的铜丝迅速插入乙醇中变红，说明氧化铜被还原为红色的铜，说明乙醇具有还原性，D正确。
故选D。
3．A
【详解】A．标准溶液显碱性，装在碱性滴定管，A错误；
B．制备硝基苯温度为50-60℃采用水浴加热，能达到实验目的，B正确；
C．铁与湿棉花受热产生的水蒸气共热反应生成四氧化三铁和氢气，生成的氢气能使肥皂水产生肥皂泡，则装置能探究铁与水蒸气的反应，C正确；
D．用一定量乙醇和足量钠反应，按照反应产生的气体体积、消耗的乙醇的物质的量的关系可推测出乙醇的结构简式是CH3—O—CH3还是CH3CH2OH，D正确；
答案选A。
4．B
【详解】A．NH3催化氧化只能生成NO，氨的催化氧化温度在780~840℃，二氧化氮在150℃以上开始分解，到650℃完全分解为一氧化氮和氧气，所以氨的催化氧化过程中无法生成NO2，A错误；
B．Al与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2，NaAlO2溶液蒸发结晶，可获得NaAlO2晶体，B正确；
C．Fe在高温条件下与水蒸气反应，生成Fe3O4和H2，C错误；
D．乙烯与水的加成反应是在高温高压催化剂条件下生成乙醇，D错误。
故选B。
5．A
【详解】A．由实验用量可知Na2S溶液被ZnSO4溶液充分反应完全，当加入CuSO4溶液有黑色沉淀生成的现象可知，ZnS转化为更难溶的CuS，发生沉淀的转化，可知CuS的溶度积小，即Ksp（ZnS）＞Ksp（CuS），A项正确；
B．制备少量乙酸乙酯，用饱和Na2CO3溶液收集乙酸乙酯，除去乙醇和乙酸，B项错误；
C．根据反应可知草酸量少，高锰酸钾过量，所以不能通过褪色时间长短来判断反应是否停止及反应的快慢，C项错误；
D．亚铁离子、氯离子均可被酸性高锰酸钾溶液褪色，KMnO4溶液紫色褪去，不能证明Fe2+具有还原性，D项错误；
故答案选：A。
6．B
【详解】A．室温下，铝遇浓硫酸会发生钝化，铝条不会完全溶解，A错误；
B．与酸性溶液发生氧化还原反应，生成的显棕黄色，后催化分解生成，B正确；
C．在酸性条件下可以氧化氯离子，所以酸性溶液一定褪色(联想可以用高锰酸钾替代二氧化锰制备氯气，同时平时所说的酸性高锰酸钾是用硫酸酸化)，C错误；
D．不溶于浓氨水，生成的白色沉淀不会溶解，D错误；
答案选B。
7．A
【详解】A．打开止水夹，使具支试管a中铁与稀硫酸反应产生的氢气充满整个装置，排除空气，然后关闭止水夹，具支试管a中产生的氢气将反应生成的硫酸亚铁溶液压入具支试管b中，氢氧化钠溶液发生复分解反应生成氢氧化亚铁沉淀和硫酸钠，整个操作可防止氢氧化亚铁被氧化，长时间能看到白色沉淀，A符合题意；
B．I2受热易升华，凝华后分布在圆底烧瓶底部，而NH4Cl受热易分解，分解生成的氨气和HCl会自发化合重新生成固体NH4Cl，凝结在圆底烧瓶底部，不能达到分离的目的，B不符合题意；
C．丙装置长颈漏斗漏气，所以用手捂锥形瓶的方法不能检验装置的气密性，C不符合题意；
D．常温下蒸干NaHCO3溶液得不到NaHCO3晶体，因为NaHCO3受热易分解，D不符合题意；
故选A。
8．D
【详解】A．亚硫酸分解会生成SO2气体，可以漂白品红溶液，蝴蝶会变无色，A不符合题意；
B．浓盐酸具有挥发性，石蕊遇酸变红，蝴蝶会变红色，B不符合题意；
C．溴水可以挥发出溴气，溴单质可以氧化碘离子生成碘单质，淀粉遇碘变蓝，蝴蝶会变蓝，C不符合题意；
D．硫氰化钾溶液不挥发，蝴蝶不会变红，D符合题意；
综上所述答案为D。
9．B
【详解】A．小苏打的成分是NaHCO3，A错误；
B．磁性氧化铁的成分是Fe3O4(黑色)，通常用作磁性材料，B正确；
C．氢氧化铜溶于盐酸生成铜盐和水，体现碱的通性，但溶于氨水生成的是配位离子，未体现酸的通性，不能称为两性氢氧化物，C错误；
D．无水硫酸铜(CuSO4)的作用是检验水蒸气，但不能除杂，D错误；
故选B。
10．C
【分析】图中所示铁元素不同化合价的物质：a为Fe，b为FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等Fe(II)的盐类物质，c为Fe(OH)2，e为FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等Fe(III)的盐类物质，d为Fe(OH)3。
【详解】A．Fe与Fe(III)的盐类物质可发生反应生成Fe(II)的盐类物质，如Fe+2FeCl3=3FeCl2，故A不选；
B．Fe(II)为铁元素的中间价态，既有还原性也有氧化性，因此既可被氧化，也可被还原，故B不选；
C．Fe(III)的盐类物质与浓碱液反应生成Fe(OH)3沉淀，制备Fe(OH)3胶体操作为：向沸水中滴加饱和FeCl3溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热，故C选；
D．转化如，故D不选；
综上所述，答案为C。
11．(1)利用碳酸钠水解除去油污，水解反应为+ H2O+OH- ，加热促进碳酸根离子的水解，增强溶液的碱性，除去油污的效果更好
(2)过滤更快(或减少晶体析出)
(3) 蒸发浓缩 冷却结晶
(4)D
(5) e a b d 94.08%
【分析】废铁屑表面有油污，加Na2CO3溶液并小火加热是为了除去铁屑表面的油污；向分离的铁屑中加适量硫酸酸溶，使铁屑与硫酸反应转化为亚铁离子；过滤、向滤液中加入适量的硫酸铵溶液，经系列操作得到硫酸亚铁铵晶体。据此分析可得；
【详解】（1）碳酸跟为弱酸阴离子，因水解而是溶液呈碱性，油脂在减小条件下容易除去；盐类的水解为吸热反应，加热促进碳酸根水解，故答案为：利用碳酸钠水解除去油污，水解反应为+ H2O+OH-，加热促进碳酸根离子的水解，增强溶液的碱性，除去油污的效果更好；
（2）高速水流会使装置内成负压，使过滤效率更高，加热是为了提高硫酸亚铁的溶解度从而减少结晶，故答案为：过滤更快(或减少晶体析出)；
（3）步骤③中，加入(NH4)2SO4固体后，与硫酸亚铁反应生成易溶于水的(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O，要得到硫酸亚铁铵晶体，需要蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤干燥等系列操作，故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；
（4）(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O晶体易溶于水，不溶于乙醇，所以不能用水以及浓度较低的乙醇溶液洗涤，则应选用乙醇或者高浓度的乙醇洗涤，故答案选D；
（5）①在测定过程中，选出正确的滴定操作并排序：检查酸式滴定管是否漏水→蒸馏水洗涤→标准液润洗滴定管→装液：装入标准KMnO4溶液至“0”刻度以上2~3 mL，固定好滴定管→排气：轻轻转动酸式滴定管的活塞，使滴定管尖嘴部分充满溶液，无气泡→调零：调整管中液面至“0”或“0”刻度以下，记录读数→滴定：将锥形瓶放于滴定管下，边摇边滴定，眼睛注视锥形瓶内溶液颜色变化→到达滴定终点，停止滴定，记录读数，故答案为：e a b d；
②结合实验数据可以看出，上表中第一次的数据明显大于后两次，应舍去，则所消耗高锰酸钾溶液的体积，由关系式有，，样品中硫酸亚铁铵的物质的量为，则其质量分数为，故答案为：。
12．(1) 过滤 漏斗
(2)C和SiO2
(3)BD
(4)溶液变为红色
(5)FeCl3·6H2O+6SOCl2 FeCl3+6SO2↑+12HCl↑
(6) SO2 先加盐酸酸化，再加BaCl2溶液，若产生白色沉淀，则是SO2将Fe3+还原
【分析】向废铁屑中加过量盐酸，得到FeCl2溶液，过滤后得到少量C和SiO2杂质。向FeCl2溶液中加入一定量氯水将Fe2+完全氧化为Fe3+，并将得到的FeCl3溶液在HCl气流中（抑制FeCl3的水解）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到FeCl3·6H2O晶体。二氯亚砜与水反应能产生HCl气体抑制FeCl3水解，因此在二氯亚砜作用下，加热FeCl3·6H2O晶体可得到纯度较高的无水FeCl3。据此解答。
【详解】（1）根据分析可知，操作1为过滤，用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒。
故答案为：过滤；漏斗
（2）根据废铁屑的成分可知，操作1得到的固体为C、SiO2。
故答案为：C、SiO2
（3）A.KMnO4的还原产物为Mn2+，引入了新的杂质离子，故A项不符合题意；
B.氯水与FeCl2作用后的产物为FeCl3，未引入杂质离子，故B项符合题意；
C.加稀硝酸作氧化剂会引入硝酸根离子，故C项不符合题意；
D.H2O2的还原产物是水，未引入杂质离子，故D项符合题意。
故答案为：BD
（4）向含有Fe3+的溶液中滴加KSCN溶液，现象为溶液变红色。
故答案为：溶液变红色
（5）根据分析可知D→E的化学方程式为：FeCl3·6H2O + 6SOCl2FeCl3 + 6SO2+12HCl。
故答案为：FeCl3·6H2O + 6SOCl2FeCl3 + 6SO2 + 12HCl
（6）二氯亚砜与水反应产生的SO2具有还原性，将Fe3+还原为Fe2+，自身被氧化为，因此有可能的还原剂是SO2。若要验证SO2将Fe3+还原，则可取待测液少许于试管中，先加盐酸酸化，再加BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，证明SO2将Fe3+还原。
故答案为：SO2；取待测液少许于试管中，先加盐酸酸化，再加BaCl2溶液，若有白色沉淀产生，证明SO2将Fe3+还原
【点睛】制备无水FeCl3的过程中，要尽量采取措施抑制FeCl3的水解。
13．(1) 2 因为2小时还原率接近100%，已经最高
(2) 蒸发浓缩 冷却结晶
(3)6.3
(4) 9 使部分亚铁离子变成铁离子
(5)CaSO4
【分析】硫铁矿和金焙砂酸浸液反应，将二硫化亚铁氧化生成二氧化硫和硫酸亚铁，过滤得硫酸亚铁的晶体，加入氧化钙调节pH使之反应生成氢氧化亚铁和硫酸钙，再通入空气，加入氢氧化钠调节pH,使部分亚铁离子变成铁离子，使铁离子和亚铁离子比例为2:1，最后分离得四氧化三铁。据此解答。
【详解】（1）硫铁矿和金焙砂酸浸液反应，铁离子和二硫化亚铁反应，铁离子氧化-1价的S，生成二氧化硫，同时生成亚铁离子，离子方程式为。还原时间与 Fe3+还原率的关系如图甲所示，则最佳还原时间为a= 2小时，理由是2小时时还原率已经最高了。
（2）操作I为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
（3）若溶液中c(Fe2+)=2 mol·L-1，为防止Fe2+沉淀，Ksp[Fe(OH)2] = 8 ×10-16，氢氧根离子浓度为，则氢离子浓度为， ， pH=6.3。
（4）结合图分析，产物要为四氧化三铁，即铁离子和亚铁离子比例为2:1，则对应的pH为9，通过空气的目的是将部分亚铁离子氧化生成铁离子。
（5）硫酸亚铁溶液中加入氧化钙反应生成硫酸钙，硫酸钙可以调节水泥的硬化速度，作为建筑材料。
14．(1)
(2) 将+3价的钴还原为，将氧化为，便于后续调节pH后除去 酸浸反应放热，使双氧水分解；废料中的或生成的催化双氧水分解
(3) 2.5~3.3 萃取剂在该pH时对、萃取率差别大，能分离、两种离子
(4) 做氮肥 c
(5)
(6)
【详解】（1）由已知I可知，酸浸后浸出液中含有的阳离子为、、、，再由已知II可知，当调节pH至3.7时，会先以沉淀的形式析出，所以“滤渣1”的化学式为；酸浸时在酸性条件下与发生氧化还原反应生成、氧气和水，依据得失电子守恒、质量守恒，化学方程式为：。
（2）由分析可知，加入过氧化氢的目的是酸性条件下，氧化钴与过氧化氢发生氧化还原反应生成，四氧化三铁中的与过氧化氢发生氧化还原反应生成；过氧化氢的稳定性差，酸浸时，反应放热，放出的热量能使过氧化氢分解，同时，废料中的二氧化锰或溶液中的也可以做过氧化氢分解的催化剂，加快过氧化氢的分解，导致实际消耗的过氧化氢的量大于理论值。
（3）使用该萃取剂萃取，单纯从萃取率考虑，萃取率越高越好，但同时还要考虑到尽可能的不被萃取，两方面综合考虑，pH应控制在2.5~3.3；因为萃取剂在该pH时对、萃取率差别大，能分离、两种离子。
（4）整个过程中加入的物质有：硫酸、过氧化氢、氨水和碳酸氢铵，过氧化氢和碳酸氢根在反应过程中反应完全，依据质量守恒，溶液中还有的物质为硫酸铵，可用作氮肥；从溶解度角度看，硫酸铵的溶解度随温度升高有所增大，但变化量不大，且硫酸铵受热易分解，因此操作1应采取减压蒸发结晶，选c。
（5）沉钴时发生的反应为向水相中加入氨水和碳酸氢铵溶液，亚钴离子转化为沉淀，钴元素化合价不变，因此发生非氧化还原反应，离子方程式为：。
（6）由电池充电时的总反应可知，放电时负极为MH，失电子化合价升高，发生氧化反应生成M，因此放电时负极电极反应式为：。
15． 增大接触面积、提高反应速率和浸取率 Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑ 2Fe2++ H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ +2H2O SOCl2与H2O反应同时产生SO2和HCl酸性气体，抑制MgCl2的水解 MgO、Mg(OH)2等 2.7×10-9mol/L (1×10-10)2=2×10-22
【详解】(1)工业上常将Fe-Mg合金废料粉碎后再“酸溶”，其目的是增大接触面积、提高反应速率和浸取率。故答案为：增大接触面积、提高反应速率和浸取率；
(2)“酸溶”时，Fe发生反应生成氯化亚铁和氢气，离子方程式为Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑；加双氧水将亚铁氧化成氯化铁，“氧化”时反应的离子方程式2Fe2++ H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ +2H2O。故答案为：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑；2Fe2++ H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ +2H2O；
(3)制备无水MgCl2过程中，需要将SOCl2与MgCl2·6H2O混合并加热，原因SOCl2与H2O反应同时产生SO2和HCl酸性气体，抑制MgCl2的水解。故答案为：SOCl2与H2O反应同时产生SO2和HCl酸性气体，抑制MgCl2的水解；
(4)“沉铁”时，应用X调节溶液的pH，要促进铁离子水解，又不引入其它杂质离子，X是MgO、Mg(OH)2等(任填一种合适试剂的化学式)，当溶液的pH调节为4时，此时溶液中的c(Fe3+)==2.7×10-9mol/L，(1×10-10)2=2×10-22
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