第三章铁金属材料单元训练题高一上学期化学人教版（2019）必修第一册（含解析）

第三章 铁 金属材料 单元训练题
一、单选题
1．茶叶等包装中通常会加入还原性铁粉，下列有关说法正确的是
A．还原性铁粉直接杀菌，延长茶叶储存时间
B．发生的反应是：
C．用无水代替，也能取得同样效果
D．还原性铁粉与空气反应，增加茶叶保质期
2．下列物质(括号里为少量杂质)除杂时，所用试剂或操作正确的是
A．FeCl2溶液(FeCl3)：加入适量的锌粒
B．：加入NaOH溶液再过滤
C．溶液：滴加少量的稀盐酸
D．CO2(CO)：将气体通过灼烧的木炭
3．铁及其化合物在工农业生产中应用广泛，部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列说法错误的是
A．a与水常温下几乎不发生反应，但在高温下可发生置换反应
B．e、g和f均可通过化合反应制得
C．g溶液与氨水缓慢反应可得具有净水作用的胶体
D．可以用KSCN溶液鉴别g和f
4．利用废旧镀锌铁皮制备Fe3O4胶体粒子的流程图如图，已知：Zn溶于强碱时生成易溶于水的[Zn(OH)4]2-，下列有关说法正确的是
A．用氢氧化钠溶液处理废旧镀锌铁皮，主要目的是为了处理表面的油污
B．“酸溶”的离子方程式为：Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
C．“氧化”后溶液中所存在的阳离子有：H+、Na+、Fe2+、Fe3+
D．Fe3O4胶体粒子可通过过滤操作得到
5．下列依据相关实验得出的结论正确的是
A．将某化合物溶于水可导电，则此化合物为离子化合物
B．某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水显红色，该溶液中一定含Fe2+
C．某溶液中加硝酸银，出现白色沉淀，则该溶液中一定含有Cl-
D．向某黄色溶液中滴入几滴淀粉碘化钾溶液，溶液变蓝，则原溶液一定是氯水
6．日常生活中不锈钢广告牌上的图形或文字是用氯化铁溶液蚀刻而成的，下列说法正确的是
A．氯化铁溶液呈绿色
B．氯化铁溶液能蚀刻不锈钢，体现了氯化铁的还原性
C．氯化铁固体不能导电，但氯化铁是电解质
D．往热的氢氧化钠溶液中滴入5~6滴氯化铁饱和溶液，可得到氢氧化铁胶体
7．下列化学方程式书写正确的是
A．往溶液中通入少量的：
B．足量的铁粉与氯气反应：
C．往溶液中加入足量的NaOH溶液：
D．往溶液中投入一小块金属钠：
8．将下列某种物质慢慢加入如图所示的溶液中，充分反应后，无沉淀生成的是
A． B． C． D．
9．能正确表示下列反应的离子方程式的是
A．与稀盐酸反应：
B．与水反应：
C．与溶液反应：
D．将通入溶液：
10．下列关于合金的说法正确的是
A．我国最早使用的合金是钢
B．钢的含碳量大于生铁
C．青铜的硬度比纯铜小
D．储氢合金属于新兴合金
11．下列关于实验的叙述中，正确的是
选项 实验操作 实验现象或结论
A 向沸水中滴加5-6滴饱和FeCl3溶液，继续煮沸到溶液中出现红褐色沉淀 制得的是Fe(OH)3胶体
B 将水蒸气通过灼热的铁粉 黑色粉末变为红褐色
C 向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液 生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
D 向某溶液中加入AgNO3溶液，生成白色沉淀 该溶液中一定有Cl-存在
A．A B．B C．C D．D
12．还原铁粉与水蒸气反应的装置如图所示，下列有关该实验的说法正确的是
A．用燃着的火柴点燃肥皂泡，，说明该气体是氧气
B．不能将湿棉花换为干燥的棉花，因为湿棉花冷却试管防止试管炸裂高
C．该反应的化学方程式为3Fe+4H2OFe3O4+4H2
D．可以用磁铁将剩余的铁粉与生成物分离
13．下列有关物质的性质和用途说法不正确的是
A．氧化铁俗称铁红，为红棕色固体
B．可用澄清石灰水和反应来制备漂白粉
C．FeO、均为碱性氧化物，均可与盐酸反应
D．铁粉与水蒸气反应后，不能用磁体将剩余铁粉分离出来
14．下列有关铁、铁矿石与铁的氧化物的说法正确的是
A．在自然界中，不可能有游离态的铁存在
B．磁铁矿的主要成分是，俗称铁红
C．向溶液中通入，然后加入KSCN溶液，溶液变为红色，说明原溶液中一定含有
D．铁的氧化物能与酸反应生成盐和水，因此、、FeO都是碱性氧化物
二、填空题
15．某磁铁矿石A的主要成分是磁性氧化铁(Fe3O4)，还含少量的Al2O3、Cu2O。某工厂利用此矿石进行有关物质的回收利用，工艺流程如图：(已知Cu2O不溶于水和碱，但溶于酸：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O)。根据流程回答下列问题：
(1)溶液C的主要成分是_______。
(2)在溶液F中滴加NaOH溶液的现象是_______；发生的化学反应方程式为_______。
(3)检验溶液F中金属离子的方法是：_______(请写出实验操作和现象、结论)
16．铁是人类较早使用的金属之一，完成下列问题。
(1)下列铁的化合物中，可以由单质直接化合得到的是___________(用字母代号填)。
A．Fe(OH)2 B．FeCl3 C．Fe(OH)3 D．Fe3O4
(2)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂，与水反应可生成透明的红褐色胶体。
上述反应的离子方程式如下，请将方程式补写完整_______。
___________+_______H2O=_______Fe(OH)3(胶体)+________O2↑+_________OH-
(3)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写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的化学方程式___________。
②某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜，并重新获得FeCl3溶液，采用下列步骤：
请写出上述过程中滤渣③中所含成分的化学式_________，物质⑥的化学式___________。
(4)把1.1g铁、铝混合物溶于200ml5mol/L盐酸中，反应后盐酸的浓度变为4.6mol/L(溶液体积变化忽略不计)。求①反应中消耗HCl的物质的量 ________________。
②该混合物中铝的物质的量________________，铁的物质的量 _________。
17．现有下列4种与生产生活相关的物质：①碳酸氢钠 ②过氧化钠 ③氧化铁 ④碱石灰。
(1)常用作油漆、涂料的红色颜料的是_______(填序号)。
(2)用作治疗胃酸过多的是_______(填序号)。
(3)可用作干燥剂的_______(填序号)。
(4)能做潜艇供氧剂的是_______(填序号)。
18．铁及其化合物之间的转化关系如图所示。
回答下列问题：
(1)反应①的离子方程式为_______。
(2)完成反应②还需加入_______(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(3)完成反应③还需用到的试剂为_______(填化学式)，检验的试剂为_______。
(4)向溶液中加入溶液的现象为_______。
19．Ⅰ.根据铁及其化合物的相关性质，回答下列问题：
(1)Fe(OH)2白色沉淀，在空气中颜色变化为_______，反应方程式为_______，因此制取Fe(OH)2要用特殊方法。
(2)在FeSO4溶液中滴加入少量KSCN溶液，溶液颜色_______，再滴入几滴氯水，溶液颜色_______，因为有_______生成。
Ⅱ.化学方法除杂选择试剂的原则是：不增、不减、不繁。
(3)现有含少量FeCl2杂质的FeCl3溶液，为了除去Fe2+离子，应该向溶液中滴加适量的_______(填试剂名称)，其反应的离子方程式为_______。
(4)现有含少量FeCl3杂质的FeCl2溶液，为了除去Fe3+离子，应该向溶液中加_______，其反应的离子方程式为_______。证明Fe3+已除干净的方法为_______。
三、实验题
20．是一种常用的化工原料，它受热易升华，极易与水反应。铁粉与氯气反应制备的实验装置如图所示，C和E用来收集产物，回答下列问题：
(1)B中石棉绒不参与反应，石棉绒的作用是_____________；写出B中反应的化学方程式_________________。
(2)在C、E处收集产物是利用了___________的性质。
(3)实验过程中若D处出现堵塞，A处可观察到的现象是____________；可通过___________(填简单操作)，使实验能继续进行。
(4)G装置的主要作用是________，F装置的主要作用是____________。
(5)用a g铁粉，反应一段时间后得到的固体质量为b g，则参加反应的铁粉的质量为___________g。
21．绿矾(FeSO4·7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分，某化学兴趣小组利用工厂的废铁屑(主要成分为Fe，此外还含有少量Cu、Al，Al2O3和Fe2O3)制备磁性Fe3O4胶体粒子、绿矾和净水剂Na2FeO4的实验流程如图：
请回答下列问题：
(1)试剂X为_____，操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为______操作。
(2)固体C为_____，溶液D中加入KSCN溶液，无血红色产生，原因是_____(用离子方程式表示)。
(3)D中加入适量H2O2生成E的离子方程式_____；若D中含amolFe2+，则理论上加入_____molH2O2可使溶液E中铁元素恰好转化为Fe3O4胶体。
(4)证明Fe3O4胶体已经生成的方法是_____。
(5)Na2FeO4中铁元素的化合价为______，据此可推断其在水处理过程中具有_____的作用，由固体G生成Na2FeO4的离子方程式为______。
四、工业流程题
22．硫酸铁铵[]是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用铁屑来制备硫酸铁铵，流程如下：
已知：相同温度下，在水中的溶解度比、的溶解度小。
回答下列问题：
(1)“酸浸”铁单质与硫酸反应的离子方程式为_______。
(2)“转化”中加入足量的，目的是_______，写出该反应的离子方程式为_______。
(3)“系列操作”的过程为_______，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
(4)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150℃时失掉1.5个结晶水，失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为_______。
23．硫酸亚铁晶体(俗称绿矾，溶于水，不溶于乙醇，可用作净水剂、补血剂、制颜料等。某活动小组以废铁屑(主要成分为铁，含少量、油脂等杂质)为原料制备绿矾的流程如下：
(1)纯碱的化学式为______，其水溶液呈______(填“酸性”、“中性”或“碱性”)，可用于除去油脂。
(2)“固体1”中加入稀硫酸，除发生反应外，还有__________________________(用离子方程式表示)。
(3)“操作2”的一种方法是________(填“蒸发结晶”或“降温结晶”)；另一种方法是向溶液2中直接加入乙醇，即可析出晶体，乙醇的作用是___________。
(4)为探究绿矾的分解过程，进行热重实验得到如下分析曲线()。试写出78.25℃～159.5℃发生反应的化学方程式___________________。
24．探究题以废铁屑(含少量Fe2O3、FeS等杂质)为原料，制备硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)，流程示意图如下。
已知：晶体受热易失水。
(1)酸浸过程中，H2SO4的作用是FeS+2H+=Fe2++H2S↑、Fe+2H+=Fe2++H2↑、_______(用离子方程式表示)。
(2)酸浸时间对所得溶液的成分影响如下表所示。
酸浸时间
用KSCN溶液检验 变红 未变红 变红
①时检验，溶液变红，说明所得溶液中含有_______。
②时检验，用离子方程式表示溶液未变红的原因_______。
③时检验，溶液复又变红，用文字说明原因_______。
④操作X是_______。
(3)测定所得硫酸亚铁晶体中的含量，步骤如下：
Ⅰ.称取ag硫酸亚铁晶体样品，配制成溶液。
Ⅱ.取出溶液，加入适量稀硫酸，滴入的溶液，至反应完全共消耗溶液cmL。
计算硫酸亚铁晶体样品中的质量分数_______。
参考答案：
1．D
【详解】A．还原性铁粉具有强还原性，起到抗氧化作用，不能起到杀菌消毒的作用，故A错误；
B．还原性铁粉具有强还原性，能与空气中的氧气反应，防止茶叶被氧化，延长茶叶储存时间，不可能与铁离子反应生成亚铁离子，故B错误；
C．无水氯化钙不具有还原性，不能与空气中的氧气反应，不可能延长茶叶储存时间，无法取得与还原铁粉的同样效果，故C错误；
D．还原性铁粉具有强还原性，能与空气中的氧气反应，防止茶叶被氧化，延长茶叶储存时间，故D正确；
故选D。
2．B
【详解】A．FeCl2溶液(FeCl3)：加入适量的锌粒，铁离子和锌反应生成亚铁离子和锌离子，引入了新的离子，应该加入适量的铁，故A错误；
B．：加入NaOH溶液再过滤，氢氧化钠和氧化铝反应生成偏铝酸钠和水，氧化铁和氢氧化钠溶液不反应，过滤后得到氧化铁，故B正确；
C．溶液：滴加少量的稀盐酸，盐酸会与碳酸氢钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水，应该滴加适量氢氧化钠溶液，故C错误；
D．CO2(CO)：将气体通过灼烧的木炭，碳和二氧化碳反应生成一氧化碳，不能除掉CO，故D错误。
综上所述，答案为B。
3．C
【分析】由铁元素的价态类别图可知a为Fe，b为FeO，c为Fe2O3，d为Fe(OH)2，e为Fe(OH)3，f为FeCl2，g为FeCl3；
【详解】A．a为Fe，在高温下铁和水蒸气发生置换反应反应生成四氧化三铁和氢气，A正确；
B．e为Fe(OH)3，由氢氧化亚铁和氧气和水发生化合反应生成氢氧化铁，f为FeCl2，由铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，g为FeCl3，由铁和氯气在点燃下反应生成氯化铁，B正确；
C．g为FeCl3，与氨水反应生成氢氧化铁沉淀，不能得到胶体，C错误；
D．f为FeCl2，g为FeCl3，铁离子和KSCN溶液结合变成血红色，可鉴别铁离子，D正确；
故选：C。
4．C
【详解】A．根据Zn能溶于强碱溶液，可知用氢氧化钠溶液处理废旧镀锌铁皮，主要目的是为了除去表面的锌皮，故A错误；
B．根据流程图可知，酸溶的过程主要是铁和稀硫酸反应，其离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑，故B错误；
C．Fe3O4结构中既有Fe3+，又有Fe2+，所以加入的双氧水要适量，不能把Fe2+完全氧化，则氧化后的溶液中的阳离子有H+、Na+、Fe2+、Fe3+，故C正确；
D．因胶体粒子能通过滤纸，所以Fe3O4胶体粒子不能通过过滤操作得到，故D错误；
答案C。
5．B
【详解】A．HCl气体溶于水可导电，但HCl不是离子化合物，故A错误；
B．因氯水能够把Fe2+氧化为Fe3+，滴入氯水后，含有KSCN的溶液变红色，说明原溶液中一定含有Fe2+，故B正确；
C．Cl-鉴定，需先加入稀硝酸酸化，排除干扰离子，然后再加入硝酸银溶液，故C错误；
D．能使碘化钾氧化的黄色溶液不一定是氯水，可能是氯化铁溶液，故D错误；
答案B。
6．C
【详解】A．氯化铁溶液呈黄色，A项错误；
B．氯化铁溶液能蚀刻不锈钢，反应为：，体现了氯化铁的氧化性，B项错误；
C．氯化铁固体不能导电，但氯化铁在水溶液中能电离出铁离子和氯离子，氯化铁水溶液能够导电，所以氯化铁是电解质，C项正确；
D．往热的氢氧化钠溶液中滴入5~6滴氯化铁饱和溶液，得到的是氢氧化铁沉淀，要得到氢氧化铁胶体，应将氯化铁饱和溶液滴入沸水中制得，D项错误；
答案选C。
7．C
【详解】A．往溶液中通入少量的，与溶液不反应，A项错误；
B．足量的铁粉与氯气反应，生成氯化铁，正确的化学方程式为：，B项错误；
C．往溶液中加入足量的NaOH溶液，化学方程式为：，C项正确；
D．往溶液中投入一小块金属钠，钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气，硫酸镁再与氢氧化钠反应生成氢氧化镁和硫酸钠，正确的化学方程式为：，D项错误；
答案选C。
8．B
【详解】A．加入，与氢氧化钠溶液反应生成沉淀，有沉淀生成，A项错误；
B．加入，与氢氧化钠溶液发生反应：，充分反应后，无沉淀生成，B项正确；
C．加入，与氢氧化钠溶液反应生成沉淀，有沉淀生成，C项错误；
D．加入，与氢氧化钠溶液反应生成沉淀，有沉淀生成，D项错误；
答案选B。
9．C
【详解】A．与稀盐酸反应：，故A错误；
B．与水反应：，故B错误；
C．为两性氧化物与NaOH反应生成偏铝酸钠和水，离子方程式为：，故C正确；
D．将通入溶液：，故D错误；
故选：C。
10．D
【详解】A．铜在地壳中含量较高且稳定，易于冶炼，我国最早使用的合金是青铜合金，A项错误；
B．钢的含碳量小于生铁，B项错误；
C．青铜是合金，纯铜是纯金属，合金硬度比纯金属大，C项错误；
D．储氢合金属于新兴合金，D项正确；
答案选D。
11．C
【详解】A．向沸水中滴加5-6滴饱和FeCl3溶液，继续煮沸到整个液体变为红褐色，制得的是Fe(OH)3胶体，故A错误；
B．将水蒸气通过灼热的铁粉，生成四氧化三铁和氢气，四氧化三铁为黑色固体，故B错误；
C．向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液生成白色沉淀氢氧化亚铁，氢氧化亚铁能被氧气氧化为氢氧化铁，白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，故C正确；
D．向某溶液中加入AgNO3溶液，生成白色沉淀，该沉淀可能是氯化银或碳酸银或硫酸银，原溶液中不一定有Cl-，故D错误；
选C。
12．C
【分析】由实验装置图可知，湿棉花受热产生的水蒸气与还原铁粉共热反应生成四氧化三铁和氢气，反应生成的氢气通入肥皂液中产生肥皂泡。
【详解】A．由分析可知，肥皂泡燃烧说明水蒸气与还原铁粉共热反应生成四氧化三铁和氢气，故A错误；
B．由分析可知，湿棉花的作用是受热产生水蒸气，若将湿棉花换为干燥的棉花，不能在加热条件下产生反应物水蒸气，反应无法发生，故B错误；
C．由分析可知，实验中发生的反应为水蒸气与还原铁粉共热反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为3Fe+4H2OFe3O4+4H2，故C正确；
D．四氧化三铁和铁都具有磁性，则不能用磁铁将剩余的铁粉与生成物分离，故D错误；
故选C。
13．B
【详解】A．氧化铁俗称铁红，为红棕色固体，故A正确；
B．工业上用石灰乳和反应来制备漂白粉，故B错误；
C．FeO与盐酸反应生成氯化亚铁和水、与盐酸反应生成氯化铁和水，均为碱性氧化物，故C正确；
D．铁粉与水蒸气反应后生成四氧化三铁，铁、四氧化三铁都能被磁体吸引，故D正确；
选B。
14．B
【详解】A．在地球上没有游离态的铁存在，但星球爆炸产生的陨铁中，含有游离态的铁，A错误；
B． 磁铁矿的主要成分是磁性氧化铁，化学式为Fe3O4，赤铁矿俗称铁红，其主要成分是Fe2O3，可用于生产红色颜料和红色油漆，B正确；
C．若溶液中存在三价铁离子，通入后加入KSCN溶液，溶液也为红色，C错误；
D．Fe2O3、FeO与酸反应都生成盐和水，二者都是碱性氧化物；但Fe3O4与酸反应生成两种盐，不属于碱性氧化物，D错误；
故选B。
15．(1)NaAlO2
(2) 先生成白色沉淀，白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4、4Fe(OH)2+2H2O+ O2=4Fe(OH)3
(3)取少量F溶液于试管中，加入KSCN无明显现象，再加氯水，溶液变为红色，则证明原溶液中含有Fe2+
【分析】由图可知，向磁铁矿石A中加入氢氧化钠溶液时，氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，四氧化三铁和氧化亚铜不溶解，过滤得到含有四氧化三铁、氧化亚铜的固体B和偏铝酸钠溶液C；向固体B中加入稀硫酸，四氧化三铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁、硫酸铁和水，氧化亚铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和铜，反应生成的铜与硫酸铁反应生成硫酸亚铁和硫酸铜，过滤得到含有硫酸亚铁、硫酸铜的溶液D和铜固体E；向溶液D中加入过量的铁（试剂X），硫酸铜溶液与铁反应生成硫酸亚铁和铜，过滤得到硫酸亚铁溶液F和含有铜、铁的固体II；向固体II中加入足量稀硫酸，铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铜不与稀硫酸反应，过滤得到铜固体E和硫酸亚铁溶液F。
【详解】（1）由分析可知，溶液C的主要成分是NaAlO2；
（2）向硫酸亚铁溶液中加入氢氧化钠溶液，立即发生反应生成氢氧化亚铁白色沉淀，反应生成的氢氧化亚铁具有强还原性，被空气中的氧气氧化为氢氧化铁，故现象是先生成白色沉淀，白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，有关的化学反应方程式为FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4、4Fe(OH)2+2H2O+ O2=4Fe(OH)3；
（3）根据分析，F溶液中含有的阳离子为Fe2+，可使用KSCN和氧化剂检验Fe2+，方法为取少量F溶液于试管中，加入KSCN无明显现象，再加氯水，溶液变为红色，则证明原溶液中含有Fe2+。
16．(1)BD
(2)4；10；4；3；8；
(3) 2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 Fe、Cu Cl2
(4) 0.08mol 0.02mol 0.01mol
【详解】（1）FeCl3、Fe3O4可以由Fe分别与Cl2、O2化合得到，而Fe(OH)2、Fe(OH)3无法由Fe直接化合得到，一般由亚铁盐、铁盐反应得到，故选BD。
（2）根据氧化还原反应规律，Fe由中的+6价降为Fe(OH)3中的+3价，得3个电子；O元素由反应物中的-2价升为O2中的0价，每生成一个O2失去4个电子，根据电子得失守恒及质量守恒定律，可配平反应如下：4+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8OH-。
（3）①FeCl3具有氧化性，可以与铜发生氧化还原反应，反应的化学方程式为：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2；
②使用过的腐蚀废液含有CuCl2、FeCl2及剩余的FeCl3，加入铁单质可以将FeCl3转化为FeCl2，将Cu置换出来，得到溶质为FeCl2的滤液和Cu、Fe组成的滤渣；滤渣中加入过量盐酸可以得到金属铜和滤液⑤（含HCl、FeCl2）；滤液②和滤液⑤合并后通入Cl2可得FeCl3溶液。因此，滤渣③中所含成分的化学式为Cu、Fe，物质⑥的化学式为Cl2。
（4）①消耗HCl的物质的量；
②Fe、Al与HCl反应时的数量关系为：Fe~2HCl；Al~3HCl，因此2n(Fe)+3n(Al)=0.08mol，56n(Fe)+27n(Al)=1.1g，计算可得n(Fe)=0.01mol，n(Al)=0.02mol。
17．(1)③
(2)①
(3)④
(4)②
【详解】（1）氧化铁是红棕色粉末，因此常用作油漆、涂料的红色颜料的是氧化铁；故答案为：③。
（2）碳酸氢钠溶液显碱性，因此用作治疗胃酸过多的是氢氧化铝和碳酸氢钠；故答案为：①。
（3）碱石灰主要含氧化钙和氢氧化钠固体，因此可用作干燥剂的碱石灰；故答案为：④。
（4）过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，因此能做潜艇供氧剂的是过氧化钠；故答案为：②。
18．(1)
(2)氧化剂
(3) 溶液
(4)产生白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
【详解】（1）反应①是铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，离子方程式为：。
（2）反应②是FeCl2转化为FeCl3，铁元素化合价升高，被氧化，需要加入氧化剂才能实现。
（3）反应③是Fe转化为FeCl3，是铁与氯气加热化合生成氯化铁，故需要加入Cl2；遇到KSCN溶液变成血红色，所以检验的试剂为KSCN溶液。
（4）向溶液中加入溶液发生的反应是Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓, 氢氧化亚铁是白色沉淀，且极其不稳定，在空气中遇到氧气，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的Fe(OH)3，所以现象是：产生白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。
19．(1) 红褐色 4Fe(OH)2＋O2＋ 2H2O＝4Fe (OH)3
(2) 无明显变化 变为血红色 Fe3+
(3) 氯水 2Fe2＋+Cl2=2Fe3++2Cl-
(4) 铁粉 2Fe3＋＋ Fe＝3Fe2＋ 取少量除杂后的溶液于试管中，滴入几滴KSCN溶液，如果溶液不变色，说明Fe3+已经除干净。
【详解】（1）沉淀变为红褐色，说明氢氧化亚铁不稳定，被空气中的氧气氧化为红褐色氢氧化铁，反应方程式为：4Fe(OH)2＋O2＋ 2H2O＝4Fe (OH)3。
（2）FeSO4溶液中中Fe2+遇到KSCN溶液，溶液颜色没有明显变化，当加入几滴氯水后，Fe2+被氯水氧化为Fe3+，Fe3+遇到KSCN溶液显血红色。
（3）含少量FeCl2杂质的FeCl3溶液，为了除去Fe2+离子，可以加入氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+，所以可以加入氯水，反应的离子方程式是：2Fe2＋+Cl2=2Fe3++2Cl-。
（4）含少量FeCl3杂质的FeCl2溶液，为了除去Fe3+离子，可以加入还原剂将Fe3+氧化为Fe2+，反应的离子方程式是：2Fe3＋＋ Fe＝3Fe2＋；证明Fe3+已经除干净的方法是取少量除杂后的溶液于试管中，滴入几滴KSCN溶液，如果溶液不变色，说明Fe3+已经除干净。
20．(1) 增大铁粉与的接触面积，使反应更充分
(2)受热易升华
(3) A中长玻璃管中液面上升 适当加热D处
(4) 吸收多余的，防止污染空气 防止G中的水蒸气进入E中与反应
(5)
【详解】（1）B中反应的化学方程式：，B中石棉绒不参与反应，石棉绒的作用是增大铁粉与的接触面积，使反应更充分；
（2）在C、E处收集产物是利用了受热易升华的性质；
（3）遇冷容易凝华，实验过程中在D处容易出现堵塞，A中长玻璃管中液面上升；可通过适当加热D处使氯化铁升华，实验能继续进行；
（4）G装置的主要作用是吸收多余的，防止污染空气并防倒吸，F装置的主要作用是防止G中的水蒸气进入E中与反应；
（5）用a g铁粉，反应一段时间后得到的固体质量为b g，（b-a）g是参与反应的氯元素的质量，，由氯化铁的化学式知。
21．(1) NaOH溶液 过滤
(2) 铜(或Cu) Fe+2Fe3+=3Fe2+
(3) 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
(4)丁达尔效应
(5) +6 消毒杀菌 2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO+3Cl-+5H2O
【分析】观察流程图知，加入试剂X的目的为除去废铁屑中的铝及氧化铝，则试剂X为NaOH溶液，固体为Fe、Fe2O3和Cu，加入稀硫酸Cu不反应，Fe、Fe2O3溶解，则固体C为Cu，溶液D中含有Fe2+和Fe3+，溶液D中加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，向溶液E加入NaOH溶液生成Fe3O4胶体，向溶液E加入Na2O2，生成Na2FeO4，以此解答。
【详解】（1）观察流程图知，加入试剂X的目的为除去废铁屑中的铝及氧化铝，则试剂X为NaOH溶液，操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为分离固体和溶液的操作，应为过滤操作。
（2）铜不溶于稀硫酸，则固体C为Cu，溶液D加入KSCN溶液，无血红色产生的原因是废铁屑中过量的铁单质将溶解产生的全部还原为，离子方程式为。
（3）要使溶液E中铁元素恰好转化为胶体，则应满足，假设加入，据得失电子守恒知可生成，则有，得。
（4）可以利用丁达尔效应(现象)来证明胶体已经制成。
（5）据元素化合价代数和为零，可得中铁元素的化合价为，具有强氧化性，可推测具有杀菌消毒作用，根据氧化还原反应的原理得生成的离子方程式为：2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO+3Cl-+5H2O。
22．(1)Fe+2H+=Fe2++H2↑
(2) 将“酸浸”后溶液中的Fe2+氧化为Fe3+
(3)蒸发浓缩；冷却结晶；过滤(洗涤)
(4)NH4Fe(SO4)2 12H2O
【分析】铁屑加入硫酸酸浸，再加入5%H2O2氧化，转化后得到硫酸铁溶液，再加入硫酸铵搅拌，得到硫酸铁氨溶液，将硫酸铁氨溶液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤(洗涤)，干燥可以得到硫酸铁氨晶体样品；
【详解】（1）“酸浸"中铁单质与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑；
（2）“转化”过程中加入H2O2的目的是将“酸浸”后溶液中的Fe2+氧化为Fe3+，反应的离子方程式为；
（3）经搅拌后可以得到硫酸铁氨溶液，将硫酸铁氨溶液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤(洗涤)，干燥可以得到硫酸铁氨晶体样品；故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；过滤(洗涤)；
（4）失重5.6%是质量分数，设结晶水合物的化学式为NH4Fe(SO4)2 xH2O，由题意可知：×100%=5.6%，解得x≈12，因此硫酸铁铵晶体的化学式为NH4Fe(SO4)2 12H2O，故答案为：NH4Fe(SO4)2 12H2O。
23．(1) Na2CO3 碱性
(2)Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
(3) 蒸发结晶 降低FeSO4 7H2O 的溶解度，使FeSO4 7H2O析出
(4) FeSO4 4H2O FeSO4 H2O+3H2O
【分析】以废铁屑(主要成分为铁，含少量Fe2O3、油脂等杂质)为原料制备绿矾，先用热的碱溶液出去油脂，过滤得到Fe、Fe2O3的混合固体，固体在适量稀硫酸中溶解，得到含有Fe2+的溶液，最后经过蒸发结晶得到 。
【详解】（1）纯碱的化学式为Na2CO3，其水溶液呈碱性。
（2）由分析可知，固体1为Fe、Fe2O3的混合固体，加入稀硫酸，除发生反应 外，还有Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O。
（3）由分析可知，“操作2”的一种方法是蒸发结晶，另一种方法是向溶液2中直接加入乙醇，即可析出( FeSO4 7H2O晶体，由于绿矾溶于水，不溶于乙醇，故乙醇的作用是：降低FeSO4 7H2O的溶解度，使FeSO4 7H2O析出。
（4）假设起始FeSO4 7H2O的质量为100g，物质的量为，由图可知，20℃～78.25℃过程中，固体的重量由100降低为80.58，固体减少的质量为结晶水的质量，n(H2O)= ，n(FeSO4 7H2O)：n(H2O)=1:3，说明该化合物失去3个结晶水分子；78.25℃～159.5℃过程中，固体的重量由80.58降低为61.16，固体减少的质量为结晶水的质量，n(H2O)=，n(FeSO4 7H2O)：n(H2O)=1:3，说明该化合物失去3个结晶水分子，则78.25℃～159.5℃发生反应的化学方程式为：FeSO4 7H2OFeSO4 H2O+3H2O。
24．(1)
(2) 空气中氧气具有氧化性，能把亚铁离子氧化为铁离子 蒸发浓缩、降温结晶
(3)
【分析】废铁屑加入稀硫酸酸浸，铁元素转化为硫酸亚铁溶液，硫酸亚铁溶液蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、烘干得到硫酸亚铁晶体；
【详解】（1）酸浸过程中，氧化铁和稀硫酸反应生成氧化铁和水，反应为；
（2）①铁离子会和KSCN溶液反应变红色；时检验，溶液变红，说明所得溶液中含有；
②铁离子会和铁单质反应生成亚铁离子，故时检验，溶液未变红的原因为：；
③空气中氧气具有氧化性，能把亚铁离子氧化为铁离子，故时检验，溶液复又变红；
④操作X是得到硫酸亚铁晶体的操作，为蒸发浓缩、降温结晶；
（3）亚铁离子和高锰酸根离子生成铁离子、锰离子和水，反应为，由方程式体现的关系可知，硫酸亚铁晶体样品中的质量分数。