資源簡介

專題強化練6　鐵及其化合物間的轉化在工藝流程中的應用
1.用鐵泥(主要成分為Fe2O3、FeO和少量Fe)制備超順磁性納米Fe3O4(平均直徑為25 nm)的流程圖如下(所加試劑均過量,部分步驟已省略):
下列敘述正確的是 (　　)
A.不能用KSCN溶液檢驗濾液B中是否有Fe3+
B.步驟②中發(fā)生的反應均為置換反應
C.步驟④中,反應完成后剩余的H2O2無需除去
D.將步驟⑤得到的超順磁性納米Fe3O4均勻分散在水中,得到的分散系有丁達爾效應
2.從某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工業(yè)廢液中回收銅并制備氯化鐵晶體的流程如下,則下列說法不正確的是(　　)
A.試劑a為鐵,試劑b為稀硫酸
B.加入試劑a過程中,有紅色固體析出,說明溶液中Fe3+已經(jīng)反應完全
C.試劑c可為H2O2溶液,相應反應的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+ 2Fe3++2H2O
D.溶液W可作為“腐蝕液”腐蝕覆銅板
3.高鐵酸鉀(K2FeO4)具有極強的氧化性和優(yōu)良的絮凝功能,是一種綠色環(huán)保多功能型水處理劑。下圖是生產(chǎn)高鐵酸鉀的一種工藝流程:
已知K2FeO4的部分性質如下:
溶解性 易溶于水,微溶于濃KOH溶液,難溶于有機物
穩(wěn)定性 溫度為0~5 ℃或強堿性溶液中能穩(wěn)定存在;酸性或中性溶液中放出O2
回答下列問題:
(1)寫出①中發(fā)生反應的離子方程式:　　　　　　　　。
(2)②中加入NaOH固體的目的是　　　　(填字母)。
A.為后續(xù)反應提供堿性環(huán)境
B.加入NaOH固體作為氧化劑有利于除去NaCl
C.NaOH固體溶解時會放出較多的熱量,有利于后續(xù)生成K2FeO4
D.與溶液Ⅰ中過量的Cl2繼續(xù)反應,生成更多的NaClO
(3)寫出④中發(fā)生反應的離子方程式:　　　　　　　　　　,氧化劑與氧化產(chǎn)物的物質的量之比為　　　　;反應每生成1 mol Fe轉移電子的數(shù)目為　　　　。
(4)從溶液Ⅱ中得到K2FeO4晶體的操作是　　　　、洗滌、干燥。
(5)⑥中洗滌時,洗滌劑最好選用　　　　(填字母)。
A.KOH溶液　　　　　B.乙醇
C.H2O　　　　　 D.FeCl2溶液
答案與分層梯度式解析
1.D　鐵泥(主要成分為Fe2O3、FeO和少量Fe)與稀鹽酸反應得到的濾液A中溶質為氯化鐵、氯化亞鐵、過量的HCl;加入鐵粉還原鐵離子:2Fe3++Fe 3Fe2+,過量的鹽酸和Fe反應:2HCl+Fe FeCl2+H2↑,濾液B中溶質為氯化亞鐵,加入氫氧化鈉溶液,生成Fe(OH)2,向濁液C中加入H2O2溶液,反應完成后需除去剩余的H2O2,再與氯化亞鐵溶液混合,經(jīng)一系列操作后得到產(chǎn)品納米Fe3O4。濾液B中溶質為FeCl2,可用KSCN溶液檢驗是否含有Fe3+,A錯誤;步驟②中發(fā)生反應2Fe3++Fe 3Fe2+、2H++Fe Fe2++H2↑,分別為化合反應、置換反應,B錯誤;為防止H2O2在步驟⑤中繼續(xù)氧化Fe2+,需除去剩余的H2O2,C錯誤;超順磁性納米Fe3O4平均直徑為25 nm,均勻分散在水中得到膠體,具有丁達爾效應,D正確。
2.A　向含F(xiàn)eCl2、FeCl3、CuCl2的廢液中加過量的鐵單質,鐵和氯化鐵反應有氯化亞鐵生成,鐵和氯化銅反應有銅生成,過濾,濾渣Y含銅和鐵,濾液X為氯化亞鐵溶液,濾渣Y中加鹽酸溶解鐵,過濾得金屬銅,向氯化亞鐵溶液中加H2O2溶液或通氯氣,得氯化鐵溶液。根據(jù)以上分析,試劑a為鐵,試劑b為稀鹽酸,不能用稀硫酸,會引入雜質,A錯誤;氧化性FeCl3大于CuCl2,加入鐵,鐵先和FeCl3反應,然后才和CuCl2反應生成Cu,所以有紅色固體析出,說明溶液中Fe3+已經(jīng)反應完全,B正確;試劑c可為H2O2溶液,相應反應的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+ 2Fe3++2H2O,C正確;溶液W為FeCl3溶液,氧化性FeCl3大于CuCl2,故可作為“腐蝕液”腐蝕覆銅板,D正確。
3.答案　(1)Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O　(2)AD
(3)2Fe3++3ClO-+10OH- 2Fe+3Cl-+5H2O
3∶2　3NA　(4)過濾　(5)B
解析　(1)①中Cl2與NaOH反應的離子方程式為Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O。(2)溶液Ⅰ中加入NaOH固體能使過量的Cl2完全反應轉化為NaClO,并使溶液呈堿性,有利于Fe3+在堿性條件下轉化為Fe,A、D正確;NaOH沒有氧化性,不能將溶液中的NaCl氧化,B錯誤;K2FeO4在0~5 ℃或強堿性溶液中能穩(wěn)定存在,NaOH固體溶解時會放出較多熱量,不利于后續(xù)生成K2FeO4,C錯誤。(3)④中堿性條件下,Fe3+與ClO-發(fā)生氧化還原反應生成Fe和Cl-,其離子方程式為2Fe3++3ClO-+10OH- 2Fe+3Cl-+5H2O,該反應中氧化劑ClO-與氧化產(chǎn)物Fe的物質的量之比為3∶2;結合該反應和化合價變化可知生成1 mol Fe時轉移電子數(shù)為3NA。(4)從溶液Ⅱ中得到K2FeO4晶體的操作為過濾、洗滌、干燥。(5)K2FeO4具有強氧化性,會與FeCl2溶液發(fā)生氧化還原反應,K2FeO4易溶于水、微溶于濃KOH溶液,難溶于有機物,為減少K2FeO4溶解降低產(chǎn)率,洗滌劑最好選擇乙醇。
2

展開更多......

收起↑