5年高考3年模拟A版天津市高考化学复习专题十三铁及其化合物教师用书文档格式.docx
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C.在H2O2分解过程中,Fe2+起催化作用
D.在H2O2分解过程中,Fe2+和Fe3+的总量不变,所以往含少量FeSO4的Fe2（SO4）3溶液中滴加适量的H2O2溶液不能除去杂质
炼技法
【方法集训】
方法1 Fe3+与Fe2+的鉴别方法归纳
1.下列陈述Ⅰ、Ⅱ正确并且有因果关系的是（ ）
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
KSCN可用来检验Fe3+
用KSCN溶液检验FeSO4是否变质
B
盐的水解是吸热反应
加热可提高盐的水解反应速率
C
H2O2有氧化性
H2O2能使酸性KMnO4溶液褪色
D
Al（OH）3是两性氢氧化物
Al（OH）3可溶于过量浓氨水中
2.用黄色的FeCl3溶液分别进行下列实验,其中现象及解释或结论不正确的是（ ）
实验
现象
解释或结论
加入FeCl3固体
溶液变成红褐色
FeCl3的水解程度变大
加入等体积水
溶液颜色变浅
c（Fe3+）变小
加入足量Fe粉
溶液颜色变成浅绿色
2Fe3++Fe
3Fe2+
将FeCl3溶液微热
水解反应的ΔH>
3.球墨铸铁中含有一种铁碳化合物X。
实验室测定化合物X组成的实验如下:
化合物X18.0g
固体1
溶液甲
溶液乙
固体224.0g
下列说法不正确的是（ ）
A.固体2是氧化铁B.X的化学式可以表示为Fe3C2
C.溶液甲中可能含有Fe3+D.X与足量的热浓硝酸反应有NO2和CO2生成
答案 B
方法2 守恒法在铁及其化合物的相关计算中的应用
1.有一块铁的氧化物样品,用140mL5.0mol·
L-1盐酸恰好将之完全溶解,所得溶液还能吸收0.025molCl2,恰好使其中的Fe2+全部转变为Fe3+,则该样品可能的化学式为（ ）
A.Fe2O3B.Fe3O4C.Fe4O5D.Fe5O7
答案 D
2.将3.48gFe3O4完全溶解在100mL1mol·
L-1硫酸溶液中,然后加入K2Cr2O7溶液25mL,恰好使溶液中的Fe2+全部转化为Fe3+,Cr2
全部被还原为Cr3+,则K2Cr2O7溶液中溶质的物质的量浓度为（ ）
A.0.05mol·
L-1B.0.1mol·
L-1C.0.2mol·
L-1D.0.3mol·
L-1
3.为测定一小块铁铝合金样品的含铝量,现先将其溶于足量盐酸中,再向其中加入足量的烧碱溶液,待沉淀全部转化为红褐色时过滤,洗涤。
将沉淀物在空气中灼烧,最后得到红棕色粉末,经称量知其质量跟原合金的质量相等。
合金中铝的质量分数为（ ）
A.70%B.30%C.54%D.无法计算
过专题
【五年高考】
A组 自主命题·
天津卷题组
1.（2015天津理综,10,14分）FeCl3具有净水作用,但腐蚀设备,而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂,处理污水比FeCl3高效,且腐蚀性小。
请回答下列问题:
（1）FeCl3净水的原理是 。
FeCl3溶液腐蚀钢铁设备,除H+作用外,另一主要原因是（用离子方程式表示） 。
（2）为节约成本,工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3。
①若酸性FeCl2废液中c（Fe2+）=2.0×
10-2mol·
L-1,c（Fe3+）=1.0×
10-3mol·
L-1,c（Cl-）=5.3×
L-1,则该溶液的pH约为 。
②完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式:
Cl
+
Fe2++
Cl-+
Fe3++
（3）FeCl3在溶液中分三步水解:
Fe3++H2O
Fe（OH）2++H+ K1
Fe（OH）2++H2O
Fe（OH
+H+ K2
Fe（OH
+H2O
Fe（OH）3+H+ K3
以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小的顺序是 。
通过控制条件,以上水解产物聚合,生成聚合氯化铁,离子方程式为:
xFe3++yH2O
Fex（OH
+yH+
欲使平衡正向移动可采用的方法是（填序号） 。
a.降温 b.加水稀释
c.加入NH4Cl d.加入NaHCO3
室温下,使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是 。
（4）天津某污水处理厂用聚合氯化铁净化污水的结果如下图所示。
由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁[以Fe（mg·
L-1）表示]的最佳范围约为 mg·
L-1。
答案
（1）Fe3+水解产生的Fe（OH）3胶体粒子能吸附水中悬浮的杂质 2Fe3++Fe
3Fe2+
（2）①2 ②1 6 6H+ 1 6 3H2O
（3）K1>
K2>
K3 bd 调节溶液的pH
（4）18~20
B组 统一命题、省（区、市）卷题组
2.（2018课标Ⅰ,7,6分）磷酸亚铁锂（LiFePO4）电池是新能源汽车的动力电池之一。
采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属,其流程如下:
下列叙述错误的是（ ）
A.合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用
B.从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li
C.“沉淀”反应的金属离子为Fe3+
D.上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠
3.（2014课标Ⅰ,8,6分）化学与社会、生活密切相关。
对下列现象或事实的解释正确的是（ ）
选项现象或事实解释
A.
用热的纯碱溶液洗去油污
Na2CO3可直接与油污反应
B.
漂白粉在空气中久置变质
漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3
C.
施肥时,草木灰（有效成分为K2CO3）不能与NH4Cl混合使用
K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效
D.
FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作
FeCl3能从含Cu2+的溶液中置换出铜
4.（2015课标Ⅰ,10,6分）下列实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是（ ）
结论
将稀硝酸加入过量铁粉中,充分反应后滴加KSCN溶液
有气体生成,溶液呈血红色
稀硝酸将Fe氧化为Fe3+
将铜粉加入1.0mol·
L-1Fe2（SO4）3溶液中
溶液变蓝、有黑色固体出现
金属铁比铜活泼
用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热
熔化后的液态铝滴落下来
金属铝的熔点较低
将0.1mol·
L-1MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生,再滴加0.1mol·
L-1CuSO4溶液
先有白色沉淀生成,后变为浅蓝色沉淀
Cu（OH）2的溶度积比Mg（OH）2的小
5.（2018江苏单科,9,2分）在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是（ ）
A.NaHCO3（s）
Na2CO3（s）
NaOH（aq）
B.Al（s）
NaAlO2（aq）
Al（OH）3（s）
C.AgNO3（aq）
[Ag（NH3）2]+（aq）
Ag（s）
D.Fe2O3（s）
Fe（s）
FeCl3（aq）
6.（2017江苏单科,7,2分）在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是（ ）
A.Fe
FeCl2
Fe（OH）2
B.S
SO3
H2SO4
C.CaCO3
CaO
CaSiO3
D.NH3
NO
HNO3
7.（2016浙江理综,7,6分）下列说法不正确的是（ ）
A.储热材料是一类重要的能量存储物质,单位质量的储热材料在发生熔融或结晶时会吸收或释放较大的热量
B.Ge（32号元素）的单晶可以作为光电转换材料用于太阳能电池
C.Ba2+浓度较高时危害健康,但BaSO4可服入体内,作为造影剂用于X-射线检查肠胃道疾病
D.纳米铁粉可以高效地去除被污染水体中的Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+等重金属离子,其本质是纳米铁粉对重金属离子较强的物理吸附
8.（2014上海单科,17,3分）用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜,所得的溶液中加入铁粉。
对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是（ ）
A.若无固体剩余,则溶液中一定有Fe3+
B.若有固体存在,则溶液中一定有Fe2+
C.若溶液中有Cu2+,则一定没有固体析出
D.若溶液中有Fe2+,则一定有Cu析出
9.（2016上海单科,17,3分）某铁的氧化物（FexO）1.52g溶于足量盐酸中,向所得溶液中通入标准状况下112mLCl2,恰好将Fe2+完全氧化。
x值为（ ）
A.0.80B.0.85C.0.90D.0.93
10.（2017北京理综,28,16分）某小组在验证反应“Fe+2Ag+
Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+,发现和探究过程如下。
向硝酸酸化的0.05mol·
L-1硝酸银溶液（pH≈2）中加入过量铁粉,搅拌后静置,烧杯底部有黑色固体,溶液呈黄色。
（1）检验产物
①取出少量黑色固体,洗涤后, （填操作和现象）,证明黑色固体中含有Ag。
②取上层清液,滴加K3[Fe（CN）6]溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中含有 。
（2）针对“溶液呈黄色”,甲认为溶液中有Fe3+,乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+,乙依据的原理是 （用离子方程式表示）。
针对两种观点继续实验:
①取上层清液,滴加KSCN溶液,溶液变红,证实了甲的猜测。
同时发现有白色沉淀产生,且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关,对比实验记录如下:
序号
取样时间/min
ⅰ
3
产生大量白色沉淀;
溶液呈红色
ⅱ
30
产生白色沉淀,较3min时量少;
溶液红色较3min时加深
ⅲ
120
产生白色沉淀,较30min时量少;
溶液红色较30min时变浅
（资料:
Ag+与SCN-生成白色沉淀AgSCN）
②对Fe3+产生的原因作出如下假设:
假设a:
可能是铁粉表面有氧化层,能产生Fe3+;
假设b:
空气中存在O2,由于 （用离子方程式表示）,可产生Fe3+;
假设c:
酸性溶液中的N
具有氧化性,可产生Fe3+;
假设d:
根据 现象,判断溶液中存在Ag+,可产生Fe3+。
③下述实验Ⅰ可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因。
实验Ⅱ可证实假设d成立。
实验Ⅰ:
向硝酸酸化的 溶液（pH≈2）中加入过量铁粉,搅拌后静置,不同时间取上层清液滴加KSCN溶液。
3min时溶液呈浅红色,30min后溶液几乎无色。
实验Ⅱ:
装置如下图。
其中甲溶液是 ,操作及现象是 。
（3）根据实验现象,结合方程式推测实验ⅰ~ⅲ中Fe3+浓度变化的原因:
。
答案 （16分）
（1）①加硝酸加热溶解固体,再滴加稀盐酸,产生白色沉淀
②Fe2+
（2）2Fe3++Fe
②4Fe2++O2+4H+
4Fe3++2H2O
加入KSCN溶液后产生白色沉淀
③0.05mol·
L-1NaNO3 FeSO4溶液
分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液,同时滴加KSCN溶液,后者红色更深
（3）溶液中存在反应:
①2Ag++Fe
Fe2++2Ag,②Ag++Fe2+
Fe3++Ag,③Fe+2Fe3+
3Fe2+。
反应开始时,c（Ag+）大,以反应①、②为主,c（Fe3+）增大。
约30min后,c（Ag+）小,以反应③为主,c（Fe3+）减小
11.（2017课标Ⅲ,27,15分）重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为FeO·
Cr2O3,还含有硅、铝等杂质。
制备流程如图所示:
回答下列问题:
（1）步骤①的主要反应为:
FeO·
Cr2O3+Na2CO3+NaNO3
Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2
上述反应配平后FeO·
Cr2O3与NaNO3的系数比为 。
该步骤不能使用陶瓷容器,原因是 。
（2）滤渣1中含量最多的金属元素是 ,滤渣2的主要成分是 及含硅杂质。
（3）步骤④调滤液2的pH使之变 （填“大”或“小”）,原因是 （用离子方程式表示）。
（4）有关物质的溶解度如图所示。
向“滤液3”中加入适量KCl,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到K2Cr2O7固体。
冷却到 （填标号）得到的K2Cr2O7固体产品最多。
a.80℃b.60℃c.40℃d.10℃
步骤⑤的反应类型是 。
（5）某工厂用m1kg铬铁矿粉（含Cr2O340%）制备K2Cr2O7,最终得到产品m2kg,产率为 。
答案
（1）2∶7 陶瓷在高温下会与Na2CO3反应
（2）Fe Al（OH）3
（3）小 2Cr
+2H+
Cr2
（4）d 复分解反应
（5）
×
100%
12.（2018课标Ⅱ,26,14分）我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。
一种以闪锌矿（ZnS,含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示:
相关金属离子[c0（Mn+）=0.1mol·
L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子
Fe3+
Fe2+
Zn2+
Cd2+
开始沉淀的pH
1.5
6.3
6.2
7.4
沉淀完全的pH
2.8
8.3
8.2
9.4
（1）焙烧过程中主要反应的化学方程式为 。
（2）滤渣1的主要成分除SiO2外还有 ;
氧化除杂工序中ZnO的作用是 ,若不通入氧气,其后果是 。
（3）溶液中的Cd2+可用锌粉除去,还原除杂工序中反应的离子方程式为 。
（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时,阴极的电极反应式为 ;
沉积锌后的电解液可返回 工序继续使用。
答案
（1）ZnS+
O2
ZnO+SO2
（2）PbSO4 调节溶液的pH 无法除去杂质Fe2+
（3）Cd2++Zn
Cd+Zn2+
（4）Zn2++2e-
Zn 溶浸
13.（2016课标Ⅱ,28,15分）某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。
（1）分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1mol·
L-1的溶液。
在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是 。
（2）甲组同学取2mLFeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。
FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为 。
（3）乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是 。
（4）丙组同学取10mL0.1mol·
L-1KI溶液,加入6mL0.1mol·
L-1FeCl3溶液混合。
分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验:
①第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色;
②第二支试管中加入1滴K3[Fe（CN）6]溶液,生成蓝色沉淀;
③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。
实验②检验的离子是 （填离子符号）;
实验①和③说明:
在I-过量的情况下,溶液中仍含有
（填离子符号）,由此可以证明该氧化还原反应为 。
（5）丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为 ;
一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色沉淀生成。
产生气泡的原因是 ;
生成沉淀的原因是 （用平衡移动原理解释）。
答案
（1）防止Fe2+被氧化
（2）2Fe2++Cl2
2Fe3++2Cl-
（3）隔绝空气（排除氧气对实验的影响）
（4）Fe2+ Fe3+ 可逆反应
（5）2Fe2++H2O2+2H+
2Fe3++2H2O Fe3+催化H2O2分解产生O2 H2O2分解反应放热,促进Fe3+的水解平衡正向移动
C组 教师专用题组
14.（2016四川理综,9,13分）CuCl广泛应用于化工和印染等行业。
某研究性学习小组拟热分解CuCl2·
2H2O制备CuCl,并进行相关探究。
【资料查阅】
【实验探究】 该小组用下图所示装置进行实验（夹持仪器略）。
（1）仪器X的名称是 。
（2）实验操作的先后顺序是a→ →e（填操作的编号）。
a.检查装置的气密性后加入药品
b.熄灭酒精灯,冷却
c.在“气体入口”处通入干燥HCl
d.点燃酒精灯,加热
e.停止通入HCl,然后通入N2
（3）在实验过程中,观察到B中物质由白色变为蓝色,C中试纸的颜色变化是 。
（4）装置D中发生的氧化还原反应的离子方程式是 。
【探究反思】
（5）反应结束后,取出CuCl产品进行实验,发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质。
根据资料信息分析:
①若杂质是CuCl2,则产生的原因是 。
②若杂质是CuO,则产生的原因是 。
答案 （13分）
（1）干燥管
（2）cdb （3）先变红,后褪色
（4）Cl2+2OH-
ClO-+Cl-+H2O （5）①加热时间不足或温度偏低 ②通入HCl的量不足
15.（2014福建理综,24,15分）铁及其化合物与生产、生活关系密切。
（1）如图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。
①该电化腐蚀称为 。
②图中A、B、C、D四个区域,生成铁锈最多的是 （填字母）。
（2）用废铁皮制取铁红（Fe2O3）的部分流程示意图如下:
①步骤Ⅰ若温度过高,将导致硝酸分解。
硝酸分解的化学方程式为 。
②步骤Ⅱ中发生反应:
4Fe（NO3）2+O2+（2n+4）H2O
2Fe2O3·
nH2O+8HNO3,反应产生的HNO3又将废铁皮中的铁转化为Fe（NO3）2,该反应的化学方程式为 。
③上述生产流程中,能体现“绿色化学”思想的是 （任写一项）。
（3）已知t℃时,反应FeO（s）+CO（g）
Fe（s）+CO2（g）的平衡常数K=0.25。
①t℃时,反应达到平衡时n（CO）∶n（CO2）= 。
②若在1L密闭容器中加入0.02molFeO（s）,并通入xmolCO,t℃时反应达到平衡。
此时FeO（s）转化率为50%,则x= 。
答案
（1）①吸氧腐蚀 ②B
（2）①4HNO3
4NO2↑+O2↑+2H2O
②4Fe+10HNO3
4Fe（NO3）2+NH4NO3+3H2O
③氮氧化物排放少（或其他合理答案）
（3）①4∶1 ②0.05
16.（2017课标Ⅰ,27,14分）Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3,还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备。
工艺流程如下:
（1）“酸浸”实验中,铁的浸出率结果如下图所示。
由图可知,当铁的浸出率为70%时,所采用的实验条件为 。
（2）“酸浸”后,钛主要以TiOC
形式存在,写出相应反应的离子方程式 。
（3）TiO2·
xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如下表所示:
温度/℃
35
40
45
50
TiO2·
xH2O转化率/%
92
95
97
93
88
分析40℃时TiO2·
xH2O转化率最高的原因 。
（4）Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4,其中过氧键的数目为 。
（5）若“滤液②”中c（Mg2+）=0.02mol·
L-1,加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍）,使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c（Fe3+）=1.0×
10-5mol·
L-1,此时是否有Mg3（PO4）2沉淀生成?
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