9.2《探究铁及其化合物的转化》巩固提升练-苏教版高中化学必修第二册
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列实验目的和操作对应不正确的是
实验目的 实验操作
A 用豆浆做豆腐 向煮沸的豆浆中加入盐卤(含NaCl、MgCl2、CaCl2等)溶液
B 除去Na2CO3溶液中的NaHCO3 向混合液中加入适量NaOH溶液
C 检验某溶液中含Fe2+ 向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色
D 除去CO2中的HCl 混合气体通过盛有饱和Na2CO3溶液的洗气瓶
A．A B．B C．C D．D
2．反应后下列溶液颜色变化对应的离子方程式不正确的是
A．向稀硫酸中加入CuO固体后，溶液变蓝：
B．向溴水中通入过量的SO2后，溶液由橙黄色变为无色：
C．向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液后，溶液由黄色变为红色：
D．向硫酸锰溶液中滴加K2S2O8溶液后，溶液变为紫红色：
3．下列有关物质检验的实验结论正确的是
选项 实验操作及现象 实验结论
A 向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成 该溶液中一定含有
B 向某溶液中加入2滴KSCN溶液，溶液不显红色。 再向溶液中加入几滴新制的氯水，溶液变为红色 该溶液中一定含有
C 向某溶液中加入硝酸银溶液，有白色沉淀生成 该溶液中一定含有
D 某溶液的焰色反应呈黄色 该溶液一定为钠盐溶液
A．A B．B C．C D．D
4．室温下进行下列实验，下列操作、现象和结论都正确的是
选项 实验操作和现象 结论 I
A 滴加溶液，有白色沉淀生成 原溶液含有
B 滴加溶液，产生红色沉淀 原溶液中存在
C 滴加氯水和振荡、静置，下层溶液显紫色 原溶液中存在
D 用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色反应，火焰呈黄色 原溶液中有、无
A．A B．B C．C D．D
5．下列物质的转化在给定条件下能实现的是
①
②
③饱和溶液
④
⑤
A．①②③ B．②③⑤ C．②③④ D．②④⑤
6．下列变化中不可能通过一步反应完成的是
A．Fe2O3→Fe(OH)3 B．FeCl2→Fe(OH)2
C．Fe→Fe3O4 D．Fe(OH)2→Fe(OH)3
7．下列有关实验的叙述正确的是
A．用图1装置将氯化铁溶液直接蒸干得到氯化铁固体
B．利用图2装置可制备Fe(OH)2
C．图3微热稀HNO3片刻，溶液中有气泡产生，广口瓶内始终保持无色
D．利用图4可收集氯化氢并进行尾气吸收
8．实验简约性是设计实验的原则之一，注射器实验操作简便、现象明显以及设备简单，受到广泛关注。利用如图注射器进行实验，将注射器乙中液体(或气体)缓慢推入注射器甲中，下列预测现象错误的是
甲 乙 预测现象
A 明矾溶液 浓氨水 先生成白色胶状物，后变澄清
B 溶液 浅绿色溶液变成黄色溶液
C 紫色石蕊溶液 紫色溶液变为红色溶液，不褪色
D 酸性溶液 乙烯 紫红色溶液颜色变浅或变为无色溶液
A．A B．B C．C D．D
9．某溶液中可能存在、、，加入溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，下列结论正确的是
A．一定有，一定没有、
B．一定有，可能有，一定没有
C．一定有，可能有，一定没有
D．一定有，一定没有、
10．下列说法正确的是
A．工业上通过电解六水合氯化镁制取金属镁
B．接触法制硫酸时，煅烧黄铁矿以得到三氧化硫
C．浓硝酸与铁在常温下不能反应，所以可用铁质容器贮运浓硝酸
D．用石灰石—石膏法对燃煤烟气进行脱硫，同时可得到石膏
二、填空题
11．某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物，按如图所示装置进行实验。
(1)通入氮气的目的是 。
(2)为防止倒吸，停止实验时应进行的操作是 。
12．用下面方法可以制得Fe(OH)2沉淀。
用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
(1)为防止硫酸亚铁溶液氧化，在用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入 。
(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用 的方法。
(3)生成Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是 。上述反应的离子方程式 。
(4)将上述Fe(OH)2沉淀置于空气中，可观察到沉淀由 迅速变成 色，最后氧化成 色。反应的化学方程式 。
13．某种催化剂为铁的氧化物。化学兴趣小组对该催化剂中铁元素的价态进行了探究。请回答下列实验方案中的有关问题：
(一)实验仪器与试剂
仪器：烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹；
试剂：3mol·L-1H2SO4、6mol·L-1HNO3、0.01mol·L-1KMnO4、NaOH稀溶液、20%KSCN溶液、蒸馏水。
(二)实验原理
Fe2+能使酸性KMnO4溶液紫色褪去；Fe3+溶液中滴加KSCN溶液变红色。
(1)一位同学将少许样品溶于稀硝酸中，取少许溶液滴加KSCN溶液后出现红色。由此得出为铁元素为+3价的结论。该结论是否合理 ，并说明理由 。
(三)实验设计
(2)提出合理假设。
假设1：催化剂中铁元素全部为+3价；
假设2：催化剂中铁元素全部为+2价；
假设3： 。
(3)设计实验证明假设。请完成下表中的实验操作步骤，预期现象与结论。
实验操作步骤 预期现象与结论
步骤1：用滴管取一定量3mol·L-1H2SO4于试管中，加热煮沸数分钟以出去溶于其中的氧气。 无明显现象
步骤2：用药匙取少量样品于试管中，用滴管加入除氧的3mol·L-1H2SO4，并加热，充分反应后得A溶液。 固体溶解，溶液颜色发生变化
步骤3：取少许A溶液于试管中滴加1~2滴20%KSCN溶液，振荡 若溶液不呈红色，则假设2成立；若溶液呈红色，则假设1或假设3成立
步骤4：另取少许A溶液于试管中， 结合③，若
14．已知与反应会因温度不同而可能生成。某兴趣小组在用还原的实验中，用磁铁吸出生成的黑色粉末X。为确定X的组成，他们进行了相关实验探究。
(1)甲同学认为黑色粉末X能被磁铁吸附，因此Ⅹ是铁单质。但乙同学不同意他的观点，原因是 。
(2)乙同学：先将少量黑色粉末K放入盛有足量硫酸铜溶液的烧杯中，搅拌，固体部分溶解，有红色物质析出，过滤；利用磁铁分离除去滤渣中的红色物质，然后向剩余滤渣中加入盐酸，滴加几滴溶液，溶液出现红色。通过分析现象，乙同学得出X的组成是和。
①写出剩余滤渣与盐酸反应的离子方程式： ；滴加溶液的目的是 。
②若在粉末X中直接加入盐酸、溶液，溶液不出现红色。则不出现红色的原因是 (用离子方程式表示)。
(3)丙同学的实验方案如下：
溶液沉淀红棕色固体
①加入时，发生反应的离子方程式为 ，操作Z是 。
②通过以上数据，可得出黑色粉末X中各成分的物质的量为 。
15．金属及其化合物在生产生活中占有极其重要的地位，请结合金属及其化合物的相关知识回答下列问题。
（1）含碳量在0.03% 2%之间某合金，是目前使用量最大的合金，这种合金是 。
A．铝合金 B．青铜 C．镁合金 D．钢
（2）FeCl3溶液用于腐蚀铜箔印刷线路板，反应的离子方程式为 。
（3）某溶液中有Mg2+、Fe2+、Al3+、Cu2+等离子，向其中加入过量的Na2O2后，过滤，将滤渣投入足量的盐酸中，所得溶液与原溶液相比，溶液中大量减少的阳离子是 (填字母)，大量增加的离子有 （填化学式）。
A．Mg2+ B．Fe2+ C．Al3+ D．Cu2+
（4）4Fe(NO3)2的高纯度结晶体是一种紫色潮解性固体，适合于制磁性氧化铁纳米粉末，工业上用废铁屑(含Fe和Fe2O3及其它不反应的物质)制取Fe(NO3)2晶体的方法如图：
①第1步反应若温度过高，将导致硝酸分解，浓硝酸受热分解的化学方程式为 。
②磁性氧化铁的化学式为 ，试写出Fe2O3与硝酸反应的离子方程式 。
③操作1的名称为 ，操作2的步骤为： 、 ，过滤洗涤。
16．完成下列问题
(1)绿矾晶体(FeSO4·7H2O)由于保存不妥或长久放置，容易部分或全部被氧化，现有一瓶绿矾样品，想了解其是否被氧化和被氧化的程度，试选择合适的试剂，根据相关的实验现象进行推测(可供选择的试剂：KSCN溶液、酸性KMnO4溶液、Cl2水、NaOH溶液、BaCl2溶液等)。
①证明其完全没有被氧化的试剂是 现象是 ；
②证明其已完全被氧化的试剂是 现象是 。
(2)已知FeSO4·7H2O的溶解度曲线如下图所示，则从硫酸亚铁饱和溶液中提取绿矾晶体采用的操作是 。
(3)黄色固体聚合硫酸铁(SPFS)是一种重要的无机高分子絮凝剂，极易溶于水，作为工业和生活污水处理等领域具有重要的应用。SPFS可表示成SPFS可表示成Fex(OH)y(SO4)z nH2O。工业上常用的一种制备流程为：
取5.349g某固体聚合硫酸铁溶解于水，向其中加入过量的BaCl2溶液到沉淀完全，经过滤、洗涤、干燥得白色沉淀8.155g，向上述滤液中加入NH3 H2O，调节溶液pH=6，经过滤、洗涤、干燥得Fe2O3固体2.000g。确定该固体聚合硫酸铁样品的化学式。(写计算过程)
17．钠、铝、铁是三种重要的金属。请回答：
（1）将一小块金属钠投入水中，发生反应的离子方程式为 ；可观察到的实验现象是 (填序号)。
a．钠沉到水底 b．钠熔成小球 c．小球四处游动 d．溶液变为红色
（2）Fe跟Cl2在一定条件下反应，所得产物的化学式是 。将该产物溶于水配成溶液，分装在三支试管中。请回答：
a．若向其中一支试管中滴加KSCN溶液，则溶液变成 色。
b．向另一支试管中滴加NaOH溶液，现象为 ,
c．向第三支试管中加入铁粉，反生的离子方程式是 ,
d．Fe跟H2O在一定条件下反应的化学方程式 ,
（3）Al既能与盐酸反应又能与氢氧化钠反应，请写出与NaOH溶液反应的化学方程式 若反应过程中有1.2mol电子转移，那么消耗NaOH mol .
18．电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。
（1）检验溶液中Fe3+存在的试剂是 ，证明Fe3+存在的现象是 。
（2）写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的离子方程式： 。
（3）某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜，并重新获得纯净的FeCl3溶液，准备采用下列步骤：
请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式。
① ，④ 。
（4）要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+，进行如下实验操作时的最佳顺序为 。
①加入足量氯水 ②加入足量KMnO4溶液 ③加入少量KSCN溶液
A．①③ B．③② C．③① D．①②③
（5）写出向②⑤的混合液中通入⑥的离子方程式： 。
19．完成下列填空
(1)某Fe2(SO4)3样品含有少量FeSO4杂质，将其配成溶液。
①若要检验溶液中的Fe3+，可加入 试剂(填化学式)，观察溶液呈血红色。
②若要检验溶液中的Fe2+，下列方法可行的是： 。
A．取少量溶液于试管中，滴入几滴酸性高锰酸钾溶液，若紫红色褪去，则含有Fe2+
B．取少量溶液于试管中，加入新制氯水，再滴入硫氰化钾，若呈血红色，则含有Fe2+
C．取少量溶液于试管中，滴入NaOH溶液，看到白色沉淀迅速变为灰绿再变为红褐色，则含有Fe2+
(2)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂，某学习小组设计如图方案制备高铁酸钾：
①高铁酸钾中铁元素的化合价为 ，据此推测它具有的化学性质是 。
②其中第一步操作是：在NaClO溶液中加入烧碱固体形成强碱性环境，将研磨过的硝酸铁少量多次地加入上述溶液中，温度保持0℃反应1h，则采用的合适控温方式是 。发生的离子反应为： 。
③高铁酸钾和水发生反应，生成一种胶体能吸附杂质净水，同时还产生气体，写出反应的离子方程式： 。
20．按照如图的生产流程可以制得氧化铁(铁红颜料)和硫酸钾。
(1)沉淀池甲中反应后生成碳酸亚铁、硫酸铵水和一种温室气体，写出该反应的化学方程式 。
(2)该流程中加硫酸酸化的目的是 。
(3)在沉淀池乙中还要加入有机溶剂丙醇，其原因可能是 。
三、实验探究题
21．铁在地壳中含量丰富，也是重要的人体微量元素之一
Ⅰ.如图所示装置可用来制取和观察在空气中被氧化时颜色的变化。实验时必须使用铁屑和的硫酸，其他试剂任选。填写下列空白：
(1)B中盛一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是 。实验开始时先将止水夹E打开，C中收集到气体的主要成分是 。
(2)关闭止水夹E，A中压强增大，把溶液压入B瓶中进行反应。生成沉淀的离子方程式为 。
(3)拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，写出有关反应的化学方程式： 。
Ⅱ.验证菠菜中铁元素的存在。
(4)①取新鲜菠菜切开表皮，在内部组织上滴加KSCN溶液，无颜色变化，说明菠菜中铁元素不以 (填离子符号)形式存在。
②另取新鲜菠菜洗净、烘干，放入坩埚中灼烧成灰烬。冷却后将灰烬移入烧杯中，加入溶液至没有气体产生，加蒸馏水稀释，充分搅拌后过滤。取少量滤液于试管中，加入KSCN溶液，溶液变为 色，由此推断滤液中有。实验中加入溶液的目的为 。
(5)为了防止缺铁性贫血，一些食品中允许添加含铁物质。某种麦片含有微量的还原铁粉，铁粉在胃酸的作用下会溶解。铁与盐酸反应的离子方程式为 。
22．某学习小组为认识铁及其化合物的性质、分散系的性质做了如下一组综合实验，根据实验流程回答相关问题：
（1）请写出 Fe2O3与物质①反应的离子方程式： 。
（2）检验溶液中 Fe3+是否存在的试剂是 （只写一种即可）。
（3）写出铁与 FeCl3溶液反应的离子方程式： 。
（4）向FeCl2溶液中滴加NaOH 溶液最终生成Fe（OH）3浊液，该过程的现象为 ，此过程中 Fe（OH）2转化为 Fe（OH）3的反应为（用化学方程式表示） 。
23．硫酸亚铁铵(NH4)aFeb(SO4)c·dH2O又称莫尔盐，是浅绿色晶体，用硫铁矿（主要含FeS2、SiO2等）制备莫尔盐的流程如下：
已知：“还原”时，FeS2与H2SO4不反应，Fe3+通过反应Ⅰ、Ⅱ被还原，反应Ⅰ如下：
FeS2 +14Fe3++8H2O =15Fe2++2SO42-+16H+
（1）写出“还原”时Fe3+与FeS2发生还原反应Ⅱ的离子方程式： 。实验室检验“还原”已完全的方法是： 。
（2）称取11.76g新制莫尔盐，溶于水配成250mL溶液。取25.00mL该溶液加入足量的BaCl2溶液，得到白色沉淀1.398g；另取25.00mL该溶液用0.0200mol/LKMnO4酸性溶液滴定，当MnO4-恰好完全被还原为Mn2+时，消耗溶液的体积为30.00mL。试确定莫尔盐的化学式（请写出计算过程） 。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】A．胶体中加入电解质，可发生聚沉，则煮沸的豆浆中加入盐卤(含NaCl、MgCl2、CaCl2等)溶液，可做豆腐，故A正确；
B．NaHCO3与NaOH反应生成Na2CO3和水，则向混合液中加入适量NaOH溶液可除杂，故B正确；
C．Fe2+不使KSCN溶液变色，Fe3+会使KSCN溶液显红色，因此向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，则检验的某溶液中含Fe2+，故C正确；
D．Na2CO3溶液和HCl反应生成氯化钠、水和二氧化碳，二氧化碳、水又和碳酸钠反应生成碳酸氢钠，因此该选项方法不正确，故D错误；
故正确答案为D。
2．D
【详解】A．稀硫酸与CuO反应生成硫酸铜和水，溶液变蓝，离子方程式为：，故A正确；
B．SO2与溴单质在水中反应生成硫酸和溴化氢，溶液橙黄色褪去，离子方程式为：，故B正确；
C．FeCl3溶液中滴加KSCN溶液后，生成红色的，离子方程式为：，故C正确；
D．K2S2O8将锰离子氧化为高锰酸根，溶液变为紫红色，离子方程式为：，故D错误。
答案选D。
3．B
【详解】A. 向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成，原溶液中可能含有Ag+、等，都可以生成沉淀，选项A错误；
B. 向某溶液中加入2滴KSCN溶液，溶液不显红色。说明不含三价铁离子，再向溶液中加入几滴新制的氯水，溶液变为红色，说明生成了三价铁离子，证明溶液中一定含有亚铁离子，选项B正确；
C．向某溶液中滴加AgNO3溶液，生成白色沉淀，说明原溶液中含有Cl-或是等离子，选项C错误；
D．钠离子的焰色反应为黄色，某物质的溶液焰色反应为黄色，说明一定含Na+，但也可能是NaOH溶液，不一定是钠盐溶液，选项D错误；
答案选B。
4．C
【详解】A．溶液中有碳酸根也会有同样的现象，A错误；
B．溶液中有三价铁时加入溶液是溶液变成血红色，不会形成沉淀，B错误；
C．溶液中有碘离子时，滴加氯水和振荡、静置，下层溶液显紫色，C正确；
D．溶液中有时，用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色反应，火焰也呈黄色，D错误；
故 选C。
5．B
【详解】①S在氧气中燃烧只能生成SO2，①不符合题意；
②AlCl3和氨水反应生成Al(OH)3沉淀，Al(OH)3与NaOH反应生成NaAlO2，②符合题意；
③饱和食盐水中先后通入NH3、CO2可以得到NaHCO3，NaHCO3固体加热分解生成Na2CO3，③符合题意；
④铁与HCl反应生成FeCl2，④不符合题意；
⑤MgCl2溶液与石灰乳[Ca(OH)2]反应生成Mg(OH)2沉淀，Mg(OH)2高温煅烧生成MgO，⑤符合题意；
综上分析，②③⑤符合题意，故答案选B。
6．A
【详解】A． Fe2O3不溶于水，Fe2O3→Fe(OH)3不能完成，故A符合；
B． FeCl2与NaOH溶液可生成Fe(OH)2，故B不符；
C． Fe在氧气中燃烧生成Fe3O4，故C不符；
D． Fe(OH)2与氧气、水反应可生成Fe(OH)3，故D不符；
故选A。
7．B
【详解】A项，在FeCl3溶液中，Fe3+发生水解：FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl，由于加热蒸发，使HCl挥发，使平衡不断向右移动，结果生成Fe(OH)3，又由于灼热使Fe(OH)3分解生成Fe2O3，故A错误；
B项，如图2装置制备Fe(OH)2，稀硫酸与铁粉反应生成氢气，可排出试管中的空气，盛NaOH溶液的胶头滴管伸入FeSO4溶液中，右侧导管插入水中隔绝了空气，所以制得的Fe(OH)2可以较长时间稳定存在，故B正确；
C项，稀硝酸与Cu反应生成NO气体，无色NO气体进入广口瓶，被空气中的氧气氧化为红棕色NO2气体，故C错误；
D项，氯化氢的密度比空气的大，如图所示收集应该长导管进气，空气从短导管排出，故D错误；
答案选B。
8．A
【详解】A．明矾为KAl(SO4)2·12H2O，将氨水通入到明矾溶液中，发生Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH，观察到有白色胶状沉淀生成，氢氧化铝溶于强碱，不溶于弱碱，即氢氧化铝不溶于氨水，溶液不变澄清，故A说法错误；
B．NO2与水反应3NO2+H2O=HNO3+NO，硝酸具有强氧化性，能将Fe2+氧化成Fe3+，观察到溶液颜色由浅绿色变为黄色溶液，故B说法正确；
C．二氧化硫为酸性氧化物，SO2通入到紫色石蕊溶液中，溶液变红，二氧化硫不能使石蕊褪色，故C说法正确；
D．乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化，酸性高锰酸钾溶液褪色，故D说法正确；
答案为A。
9．B
【详解】白色沉淀可能是、或它们的混合物，沉淀能变为灰绿色、最终变为红褐色，说明一定有生成，即原溶液中一定有；因呈红褐色，所以刚开始时无生成，即原溶液中不含；又因红褐色可掩盖白色，则不能证明原溶液中是否含；故一定有，可能有，一定没有，答案选B。
10．D
【详解】A．工业上通过电解熔融的氯化镁制取金属镁，故A错误；
B．接触法制硫酸时，煅烧黄铁矿以得到二氧化硫，故B错误；
C．在常温下铁在浓硝酸中会发生钝化，阻碍反应继续进行，并非是不能反应，故C错误；
D．用石灰石—石膏法对燃煤烟气进行脱硫时，石灰石高温分解生成的氧化钙与煤中硫燃烧生成的二氧化硫反应生成亚硫酸钙，亚硫酸钙被空气中的氧气氧化生成硫酸钙，则用石灰石—石膏法对燃煤烟气进行脱硫，同时可得到石膏，故D正确；
故选D。
11．(1)反应前通过N2隔绝空气；反应后通N2使反应产生的气体全部进入后续装置
(2)先熄灭装置A、E的酒精灯，冷却后停止通入氮气
【分析】反应前，通过N2排净装置中空气，防止干扰实验进行，加热装置A中三草酸合铁酸钾，分解生成物通过B检验二氧化碳、通过C吸收二氧化碳、通过B吸收水，剩余气体通过E检验是否存在一氧化碳气体，F检验一氧化碳和氧化铜的生成产物二氧化碳；反应后通N2使反应产生的滞留在装置中的气体全部进入后续装置；
【详解】（1）有分析可知，通入氮气的目的是：反应前通过N2隔绝空气，反应后通N2使反应产生的气体全部进入后续装置；
（2）为防止倒吸，停止实验时应进行的操作是先熄灭装置A、E的酒精灯，冷却后停止通入氮气。
12． 铁粉 加热 防止生成的Fe(OH)2被氧化 Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ 白色 灰绿色 红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
【详解】(1)铁与铁离子反应生成亚铁离子，可加入适量的铁粉，防止硫酸亚铁溶液氧化；
(2)升高温度可降低氧气在水中的溶解度，则采用加热的方法除去蒸馏水中溶解的O2；
(3)溶液中不含氧气及把NaOH溶液加入到溶液的底部，均可防止生成的氢氧化亚铁与氧气接触而被氧化；亚铁离子与氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，离子方程式为Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓；
(4)氢氧化亚铁、氧气和水反应生成氢氧化铁，反应的现象为白色沉淀迅速转变为灰绿色，最终变为红褐色，离子方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
13．(1) 不合理 因为HNO3会氧化催化剂中可能存在的二价铁，而不能确定样品中铁元素的价态
(2)催化剂中铁元素同时存在+2与+3价
(3) 滴加1~2滴0.01mol·L-1KMnO4溶液，振荡 若溶液呈紫红色，则假设1成立；若溶液紫红色褪去，则假设3成立
【分析】(1)
稀HNO3有强氧化性，若该铁的价态为+2价，则被氧化为+3价同样可使KSCN溶液变红色，故该结论不合理；答案为不合理；因为HNO3会氧化催化剂中可能存在的二价铁，而不能确定样品中铁元素的价态。
(2)
铁的氧化物中铁的存在价态有+2、+3价，所以，催化剂中铁元素的价态有三种情况，分别为催化剂中铁元素全部为+3价；催化剂中铁元素全部为+2价；催化剂中铁元素同时存在+3价与+2价；答案为催化剂中铁元素同时存在+3价与+2价。
(3)
+2价铁具有还原性，易被氧化，选用KMnO4溶液检验，即另取少许A溶液于试管中，滴加1~2滴0.01mol·L-1KMnO4溶液，振荡，若溶液呈紫红色，则不含Fe2+离子，假设1成立；若溶液紫红色褪去，则含有Fe2+离子，假设3成立；答案为滴加1~2滴0.01mol·L-1KMnO4溶液，振荡；若溶液呈紫红色，则假设1成立；若溶液紫红色褪去，则假设3成立。
14． 也能被磁铁吸附 检验溶液中是否存在，确认黑色粉末中的存在 过滤
【详解】(1)都能被磁铁吸附，故不能由此确定黑色粉末X就是铁单质。故答案为：也能被磁铁吸附
(2)①滴加几滴溶液，溶液出现红色，可以证明溶液中存在，进而证明黑色固体中含有四氧化三铁。反应的离子方程式为：；故答案为：；检验溶液中是否存在，确认黑色粉末中的存在。
②X的成分是和，加入盐酸后，由生成的氯化铁溶液会和金属铁反应得到氯化亚铁，使溶液不变色，离子方程式为：，故答案为：。
(3)黑色粉末溶于盐酸后形成的可被氧化为,遇碱转化为沉淀，灼烧后转化为。操作Z后得到沉淀，故其为过滤。的物质的量为，设X中四氧化三铁的物质的量为，单质铁的物质的量为，则，解得。故答案为：；过滤； 。
【点睛】本题考查铁及其化合物四氧化铁的性质，考查三价铁离子的检验，离子方程式的书写，有关铁的化合物的计算等，考查学生的分析问题和解决问题的能力，难度不大。
15． D 2Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+ BC Fe3+、Na+ 4HNO3(浓)4NO2↑+O2↑+H2O Fe3O4 Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O 过滤 蒸发浓缩 冷却结晶
【分析】(1)目前使用量最大的合金是铁合金，据此分析解答；
(2)铁离子具有氧化性，可氧化铜，生成亚铁离子和铜离子；
(3)加入过量的Na2O2后，过氧化钠氧化亚铁离子，Al3+转化为偏铝酸根，Mg2+、Fe3+、Cu2+转化为氢氧化物沉淀，灼烧固体得到氧化镁、氧化铜、氧化铁，投入过量的稀盐酸中，所得溶液中含有Mg2+、Fe3+、Cu2+，据此分析解答；
(4)①浓硝酸不稳定，在加热条件下能分解生成二氧化氮、氧气和水；②磁性氧化铁为四氧化三铁；氧化铁与硝酸反应生成硝酸铁和水；③根据流程图操作1是分离固体和溶液的方法；操作2是从溶液中制取九水合硝酸铁，据此分析解答。
【详解】(1)目前使用量最大的合金是铁合金；生铁和钢都是铁的合金，生铁中碳的含量在2.0%--4.3%之间，钢中的含碳量在0.03%--2.0%之间，所以D符合，故答案为：D；
(2)铁离子具有氧化性，可氧化铜，反应的离子方程式为2Cu+2Fe3+═2Fe2++Cu2+，故答案为：2Cu+2Fe3+═2Fe2++Cu2+；
(3)过氧化钠具有强氧化性，能氧化亚铁离子，过氧化钠与水反应生成氢氧化钠，加入过量的Na2O2后，Al3+转化为偏铝酸根，Mg2+、Fe3+、Cu2+转化为氢氧化物沉淀，灼烧固体得到氧化镁、氧化铜、氧化铁，投入过量的稀盐酸中，所得溶液中含有Mg2+、Fe3+、Cu2+，与原溶液相比，溶液中大量减少的阳离子是Al3+、Fe2+，大量增加的是Fe3+、Na+，故答案为：BC；Fe3+、Na+；
(4)①浓硝酸具有强挥发性，且不稳定，在加热条件下能分解生成二氧化氮、氧气和水，反应方程式为：4HNO3(浓)4NO2↑+O2↑+H2O，故答案为：4HNO3(浓)4NO2↑+O2↑+H2O；
②磁性氧化铁的化学式为Fe3O4，氧化铁与硝酸反应生成硝酸铁和水，离子方程式为：Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O，故答案为：Fe3O4；Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O；
③用废铁屑(含Fe和Fe2O3及其它不反应的物质)与浓硝酸反应，通过操作1除去与浓硝酸不反应的物质，因此操作1为过滤；从溶液中制取九水合硝酸铁，需蒸发浓缩、冷却结晶，故答案为：过滤；蒸发浓缩、冷却结晶。
16．(1) KSCN溶液，加入KSCN不变红色 滴入酸性KMnO4溶液不褪色
(2)降温结晶、过滤
(3)Fe25(OH)5(SO4)35·28H2O
【详解】（1）①绿矾中的亚铁离子被氧化成铁离子，遇KSCN变红色，证明完全没有被氧化，需要证明样品中不含Fe3+，因此加入KSCN溶液，若溶液不变红，证明完全没有被氧化；故答案为KSCN溶液，加入KSCN不变红色；
②证明已完全被氧化，需要证明不含Fe2+，酸性KMnO4可氧化亚铁离子，但不与铁离子反应，若溶液的紫色不褪去，证明已完全被氧化；故答案为滴入酸性KMnO4溶液不褪色；
（2）绿矾是FeSO4·7H2O，带有结晶水，硫酸亚铁的溶解度随温度的升高而升高，因此从硫酸亚铁饱和溶液中提取绿矾晶体采用的操作是降温结晶、过滤；故答案为降温结晶、过滤；
（3）白色沉淀8.155g是硫酸钡，物质的量是8.155g÷233g/mol=0.035mol，氧化铁的物质的量是2g÷160g/mol=0.0125mol，根据铁原子守恒可知，样品中铁原子的物质的量是0.025mol，根据电荷守恒得：n(OH-)=3n(Fe3+)-2 n(SO)=0.005mol，所以晶体中水分子的物质的量是=0.028mol，所以铁离子、氢氧根、硫酸根和水的物质的量之比是0.025mol：0.005mol：0.035mol：0.028mol=25：5：35：28，因此化学式为Fe25(OH)5(SO4)35·28H2O；故答案为Fe25(OH)5(SO4)35·28H2O。
17． 2Na＋2H2O =2Na＋＋2OH－＋H2↑ bc FeCl3 红 生成红褐色沉淀 2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋ 3Fe＋4H2O =Fe3O4＋4H2 2Al＋2NaOH＋2H2O =2NaAlO2＋3H2↑ 0.4
【详解】试题分析：（1）金属钠和水反应的离子方程式为：2Na＋2H2O === 2Na＋＋2OH－＋H2↑；由于钠的密度比水小所以会浮在水面上，a错；钠的熔点低，钠和水反应放出大量的热，会把金属钠熔化，故钠会熔成一个小球，b对；由于反应生成了气体，在气体的推动下，钠四处游动，c对；没有加酚酞，溶液不会变红，d错。选bc。（2）Cl2有强氧化性，与金属反应时能把金属氧化到最高价态，故Fe跟Cl2在一定条件下反应，所得产物的是FeCl3。a．FeCl3溶液中有Fe3＋，滴加KSCN溶液，溶液变成红色。b．滴加NaOH溶液发生的反应为：Fe3＋+3OH-===Fe(OH)3↓，Fe(OH)3是红褐色沉淀；c．加入铁粉，Fe3＋与铁粉反应的离子方程式为：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；d．Fe跟H2O要在高温下才能发生反应，化学方程式为：3Fe＋4H2O =Fe3O4＋4H2（3）Al与NaOH溶液反应的化学方程式为：2Al＋2NaOH＋2H2O === 2NaAlO2＋3H2↑；该反应中转移的电子为6e-，有1.2mol电子转移，那么消耗NaOH为0.4mol。
考点：钠与水反应的现象、FeCl3的性质、化学方程式、离子方程式的书写。
18． KSCN 溶液变成血红色 2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋ Fe HCl C 2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－
【详解】（1）本题考查Fe3＋检验，检验Fe3＋常用KSCN溶液，如果溶液变为血红色，说明含有Fe3＋，反之不含有；（2）本题考查Cu和Fe3＋反应，离子反应方程式为Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋；（3）本题考查化学工艺流程，本实验目的是回收铜和制取纯净的FeCl3，向废液中加入过量的铁屑，然后过滤，滤液为FeCl2，滤渣为Cu和Fe，因为铁能与盐酸反应，铜和盐酸不反应，因此滤渣③中加入过量的盐酸，过滤，得到金属铜，两种滤液合并，通入氯气，把Fe2＋氧化成Fe3＋；（4）本题考查离子检验，检验某溶液中不含Fe3＋，含Fe2＋，应先加KSCN溶液，溶液不变红，说明不含Fe3＋，再加入氧化剂，溶液变红，说明原溶液中含Fe2＋，不含Fe3＋，氧化剂不能是酸性高锰酸钾溶液，因为高锰酸钾溶液能氧化KSCN，故选项C正确；（5）本题考查离子反应方程式的书写，⑥为氯气，发生的离子反应方程式为2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－。
19．(1) KSCN A
(2) +6 氧化性 冰水浴 2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO+3Cl-+10H2O 4K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3+3O2↑+8KOH
【分析】(1)
①Fe3+中加入KSCN溶液后溶液立即变为血红色，这是检验Fe3+的特征反应，故若要检验溶液中的Fe3+，可加入KSCN试剂，观察溶液呈血红色，故答案为：KSCN；
②
A．由于Fe2+具有还原性能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故取少量溶液于试管中，滴入几滴酸性高锰酸钾溶液，若紫红色褪去，则含有Fe2+，A符合题意；
B．由于原溶液中本身就含有Fe3+，不管溶液中含不含Fe2+，经过操作取少量溶液于试管中，加入新制氯水，再滴入硫氰化钾，溶液都会立即呈血红色，B不合题意；
C．由于原溶液中本身就含有Fe3+，取少量溶液于试管中，滴入NaOH溶液，看不到白色沉淀迅速变为灰绿再变为红褐色，故不能检验是否含有Fe2+，C不合题意；
故答案为：A；
(2)
①K2FeO4中K元素的化合价为+1价，O元素的化合价为-2价，则Fe元素为+6价；元素最高价有强氧化性，故K2FeO4具有强氧化性，故答案为：+6；强氧化性；
②温度保持0℃反应1h，采用冰水浴；反应中Fe (NO3) 3转化为Na2FeO4，铁的化合价升高了3，根据氧化还原反应中有升必有降的规律，可知NaClO中的Cl化合价必然下降，降低为-1价的Cl-，降低了2，故2和3的最小公倍数为6，故该反应的离子方程式为：2Fe3++3ClO-+10OH-=2+3Cl-+5H2O，故答案为：冰水浴；2Fe3++3ClO-+10OH-=2+3Cl-+5H2O；
③高铁酸钾和水发生反应，生成物能吸附杂质净水为氢氧化铁胶体，同时还产生气体，为氧气，反应为：4+10H2O═4Fe(OH)3(胶体)+8OH-+3O2↑，
故答案为：4+10H2O═4Fe(OH)3(胶体)+8OH-+3O2↑。
20．(1)FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3↓+(NH4)2SO4+H2O+CO2↑
(2)为了除去过多的NH4HCO3
(3)K2SO4难溶于有机溶剂丙醇
【详解】（1）沉淀池甲中反应后生成碳酸亚铁、硫酸铵、水和一种温室气体，该反应的化学方程式为：FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3↓+(NH4)2SO4+H2O+CO2↑，故答案为：FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3↓+(NH4)2SO4+H2O+CO2↑；
（2）该流程中加硫酸酸化的目的是为了除去过多的NH4HCO3，故答案为：为了除去过多的NH4HCO3；
（3）在沉淀池乙中还要加入有机溶剂丙醇，其原因可能是K2SO4难溶于有机溶剂丙醇，故答案为：K2SO4难溶于有机溶剂丙醇。
21．(1) 铁屑
(2)
(3)
(4) 红 将转化为
(5)
【分析】I．实验开始时先将止水夹E打开，A中Fe和H2SO4反应生成FeSO4和H2，一段时间后，关闭止水夹E，A中压强增大，把FeSO4溶液压入B瓶中，FeSO4和NaOH反应生成Fe(OH)2沉淀；拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，可观察Fe(OH)2在空气中被氧化时颜色的变化；
II．新鲜菠菜中含有Fe2+，不含Fe3+；可以用KSCN溶液检验出新鲜菠菜中不含Fe3+；将新鲜菠菜洗净、烘干，灼烧后，加入HNO3溶解，能将Fe2+转化为Fe3+，再用KSCN溶液检验出Fe3+，从而说明新鲜菠菜中含有Fe2+，不含Fe3+。
【详解】（1）A中的反应物的状态是固体和液体，则应预先加入铁屑；实验开始时先将止水夹E打开，铁屑和硫酸反应生成FeSO4和H2，则C中收集到气体的主要成分是H2。
（2）关闭止水夹E，A中压强增大，把FeSO4溶液压入B瓶中，FeSO4和NaOH反应生成Fe(OH)2沉淀，该反应的离子方程式为Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓。
（3）拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，Fe(OH)2会被空气氧化为Fe(OH)3，该反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
（4）①检验Fe3+时，向溶液中滴加KSCN溶液，若溶液变为红色，则说明原溶液中含有Fe3+；取新鲜菠菜切开表皮，在内部组织上滴加KSCN溶液，无颜色变化，说明菠菜中铁元素不以Fe3+形式存在；
②将新鲜菠菜洗净、烘干，灼烧后，加入HNO3溶解；过滤后，取少量滤液于试管中，加入KSCN溶液，溶液变为红色，由此推断滤液中有Fe3+，而新鲜菠菜中不含Fe3+，由此可知新鲜菠菜中含有Fe2+，加入HNO3溶液的目的是将Fe2+转化为Fe3+。
（5）铁与盐酸反应生成FeCl2和H2，该反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑。
22． Fe2O3＋6H+ = 2Fe3+＋3H2O NaOH溶液或KSCN溶液 2Fe3＋+Fe = 3Fe2＋ 先生成白色絮状沉淀，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 4Fe(OH)2＋O2 + 2H2O= 4Fe(OH)3
【分析】Fe2O3与盐酸经过反应①生成FeCl3溶液，FeCl3溶液与铁粉可以反应生成FeCl2溶液，加入氢氧化钠溶液，转化为红褐色的氢氧化铁沉淀。FeCl3溶液与碱经过反应②直接生成氢氧化铁沉淀。饱和的氯化铁滴入沸水可制取氢氧化铁胶体。
【详解】（1）根据分析， Fe2O3 与盐酸发生反应①的离子方程式：Fe2O3＋6H+ =2Fe3+＋3H2O；
（2）KSCN溶液遇Fe3+溶液变血红色，FeCl3溶液与碱直接生成红褐色氢氧化铁沉淀，故检验溶液中 Fe3+是否存在的试剂是NaOH溶液或KSCN溶液；
（3）铁与 FeCl3 溶液反应的离子方程式：2Fe3＋+Fe = 3Fe2＋；
（4）Fe(OH)2为白色沉淀，易被空气中的氧气氧化不易保存，故生成Fe(OH)2并被氧气氧化为Fe(OH)3的实验现象是先生成白色絮状沉淀，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色；转化反应方程式是4Fe(OH)2＋O2 + 2H2O= 4Fe(OH)3。
23． FeS2+2Fe3+=3Fe2++2S↓ 取少量酸浸后的溶液，向其中滴加数滴KSCN溶液，如果溶液变红则“还原”未完全，反之，已完全。 原样品中的n(SO42-)＝10×1.398g÷233g/mol＝0.06mol
n(MnO4-)＝0.0200mol/L×0.03L＝0.0006 mol
由得失电子守恒可知：n(Fe2+)＝5 n(MnO4-)=0.003mol 原样品中n(Fe2+)=0.03 mol
由电荷守恒可知：原样品中n(NH4+)=0. 06mol
由质量守恒：n(H2O)=0.18 mol
故化学式为：(NH4)2Fe(SO4)2 6H2O或(NH4)2SO4 FeSO4 6H2O
【详解】硫铁矿(主要含FeS2、SiO2等)在空气中焙烧，得二氧化硫气体和氧化铁、二氧化硅等固体，加硫酸溶解，过滤除去二氧化硅，得硫酸铁溶液，硫酸铁溶液中再加入硫铁矿，FeS2把铁离子还原为Fe2+，同时生成S沉淀，过滤，滤渣含有S、硫铁矿，滤液中主要含有硫酸亚铁的混合溶液，向混合溶液中加入硫酸铵，经过蒸发浓缩降温结晶，过滤，洗涤，干燥可得莫尔盐。
(1)根据上面的分析可知，“还原”时，铁离子做氧化剂，如果pH过高时铁元素将沉淀导致产率降低，“还原”时FeS2把铁离子还原为Fe2+，同时生成S沉淀，所以反应Ⅱ的离子方程式为FeS2+2Fe3+=3Fe2++2S↓，实验室检验“还原”已完全的方法是取少量酸浸后的溶液，向其中滴加数滴KSCN溶液，如果溶液变红则“还原”未完全，反之，已完全，故答案为FeS2+2Fe3+=3Fe2++2S↓； 取少量酸浸后的溶液，向其中滴加数滴KSCN溶液，如果溶液变红则“还原”未完全，反之，已完全；
(2)称取11.76g新制莫尔盐，溶于水配成250mL溶液，取25.00mL该溶液，加入足量的BaCl2溶液，得到白色沉淀硫酸钡的质量为1.398g，其物质的量为=0.006mol，所以n(SO42-)=0.006mol，另取25.00mL该溶液用0.0200mol/L KMnO4酸性溶液滴定，当MnO4-恰好完全被还原为Mn2+时，消耗溶液的体积为30.00mL，根据题意，
5Fe2+ + MnO42-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
5 1
n(Fe2+) 0.02000mol L-1×0.03L，
所以n(Fe2+)=0.003mol，根据电荷守恒：n(NH4+)+2n(Fe2+)=2n(SO42-)，n(NH4+)=0.006mol；250mL溶液中n(SO42-)=0.06mol，n(Fe2+)=0.03mol，n(NH4+)=0.06mol，n(H2O)==0.18 mol，所以n(SO42-)：n(Fe2+)：n(NH4+)：n(H2O)=0 06 mol：0 03 mol：0 06mol：0 18 mol=2：1：2：6，所以莫尔盐的化学式为(NH4)2Fe(SO4)2 6H2O[或(NH4)2SO4 FeSO4 6H2O]，故答案为(NH4)2Fe(SO4)2 6H2O[或(NH4)2SO4 FeSO4 6H2O]。
点睛：本题以制备莫尔盐为知识背景，清楚工艺流程原理以及学会物质分子式确定的计算是解题的关键。本题的难点和易错点为(2)的计算，需要是理清解题思路，得到白色沉淀为硫酸钡，根据质量1.398g计算 n(SO42-)；MnO4-被Fe2+还原为Mn2+，根据高锰酸钾的物质的量计算n(Fe2+)，再根据电荷守恒：n(NH4+)+2n(Fe2+)=2n(SO42-)，计算出n(NH4+)，最后计算所含结晶水的物质的量，得到化学式
