【备考2024年】从巩固到提高 高考化学二轮微专题07 铁及其化合物
一、选择题
1．（2024·贵州模拟）高铁酸钠是一种新型绿色消毒剂，主要用于饮用水处理。某化学兴趣小组用废铁屑(主要成分为，杂质有及油脂)制备高铁酸钠的主要流程如下。下列说法错误的是（ ）
A．“碱浸”可以除去废铁屑中的油脂
B．“滤渣”的主要成分是和
C．“操作Ⅰ”通入的空气可以用溶液代替
D．若流程改为先“氧化”后“调”，可能会生成
【答案】B
【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；制备实验方案的设计
【解析】【解答】A、油脂在碱性条件下水解，则加入NaOH“碱浸”可以除去废铁屑中的油脂，故A正确；
B、由分析可知，“滤渣”的主要成分是C，故B错误；
C、“操作Ⅰ”目的是将Fe2+氧化为Fe3+，过氧化氢也具有氧化性，因此可用溶液代替，故C正确；
D、若先“氧化”，溶液为酸性，Na2FeO4在酸性条件下有较强的氧化性，能将盐酸中的Cl-氧化为Cl2，故D正确；
故答案为：B。
【分析】废铁屑(主要成分为Fe，杂质有Al、C及油脂)，加入NaOH碱浸，可除去油脂，铝反应生成偏铝酸钠，过滤分离出滤液，固体中含有Fe、C，加入盐酸酸浸，Fe转化为氯化亚铁，C不反应，则滤渣为C，通入空气，将氯化亚铁氧化为氯化铁，加入NaOH溶液调pH，使溶液呈碱性，加入NaClO溶液氧化得到Na2FeO4。
2．（2024·吉林模拟）实验室合成高铁酸钾（）的过程如下图所示。下列说法错误的是（ ）
A．气体a的主要成分为
B．沉淀b的主要成分为
C．中的化合价为
D．反应2为
【答案】B
【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；制备实验方案的设计
【解析】【解答】A、由分析可知，气体a为氯气，故A正确；
B、的溶解度小于KOH，会析出白色沉淀，则沉淀b的主要成分为，故B错误；
C、中，K为+1价，O为-2价，则Fe为+6价，故C正确；
D、反应2为和在碱性条件下发生氧化还原反应生成和KCl，反应的化学方程式为，故D正确；
故答案为：B。
【分析】高锰酸钾和浓盐酸发生反应1生成氯气，浓盐酸易挥发，生成的氯气中含有HCl杂质，通过饱和食盐水洗气除去HCl杂质，得到的气体a为氯气，将氯气通入饱和KOH溶液在10-15℃条件下反应生成，的溶解度小于KOH，会析出白色沉淀，将和KOH加入饱和次氯酸钾中发生反应生成。
3．（2024·广西壮族自治区模拟）实验小组用过量溶液处理覆铜板得到浸出液，并对其中的物质进行回收，流程如下。下列有关说法正确的是（ ）
A．浸出液呈中性
B．滤渣只有铜粉
C．用KSCN溶液检验是否“氧化”完全
D．溶液a回收后可用于处理覆铜板
【答案】D
【知识点】铁盐和亚铁盐的相互转变；二价铁离子和三价铁离子的检验；制备实验方案的设计
【解析】【解答】A、浸出液中，Fe3+，Cu2+水解使溶液呈酸性，故A错误；
B、滤渣中含有铜和过量的铁粉，故B错误；
C、氯气能将氯化亚铁氧化为氯化铁，只要反应开始就能使KSCN溶液变红，无法检验是否“氧化”完全，故C错误；
D、溶液a为氯化铁，氯化铁能与铜反应，可用于处理覆铜板，故D正确；
故答案为：D。
【分析】浸出液中加入过量铁粉，铁与氯化铁反应生成氯化亚铁，与氯化铜反应生成铜和氯化亚铁，过滤，滤渣中含有铜和过量的铁粉，滤液中含有氯化亚铁，加入氯气，将氯化亚铁氧化为氯化铁，则溶液a为氯化铁。
4．（2015·龙岩模拟）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
【答案】B
【知识点】常见金属的活动性顺序及其应用；铁盐和亚铁盐的相互转变
【解析】【解答】解：A．无固体剩余，说明铜全部以铜离子形式存在，加入的铁完全反应，溶液中一定含有Fe2+，可能含有Fe3+，故A错误；
B．若有固体存在，固体中一定有铜，可能有铁，溶液中一定有含有Fe2+，故B正确；
C．若溶液中有Cu2+，加入的铁量不足，可能只与Fe3+反应，也可能与Fe3+反应，剩余部分与Cu2+反应生成铜，所以可能有固体析出，故C错误；
D．当加入的铁较少时，只发生Fe+2Fe3+=3Fe2+时，不会有铜析出，故D错误；
故选：B．
【分析】FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜发生反应：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，Fe3+ 氧化性强于Cu2+，加入铁粉先与Fe3+反应，再与Cu2+反应，据此解答．
5．（2023·惠州模拟）关于下列转化过程分析不正确的是
A．中Fe元素的化合价为+2、+3
B．该转化过程中FeO和均做催化剂
C．过程Ⅱ的化学方程式为：
D．该过程的总反应为：
【答案】B
【知识点】铁的氧化物和氢氧化物
【解析】【解答】A.Fe3O4可看作FeO·Fe2O3形式，因此Fe元素的化合价为+2、+3价，A不符合题意。
B.该过程中Fe3O4为催化剂，FeO为中间产物，B符合题意。
C.过程过程Ⅱ中FeO和H2O反应生成Fe3O4和H2，该反应的化学方程式为3FeO＋H2OFe3O4＋H2↑，C不符合题意。
D.由图可知，该过程中的反应物为H2O，生成物为H2和O2，因此总反应为2H2O=2H2↑＋O2↑，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】A、Fe3O4可看作FeO·Fe2O3形式。
B、Fe3O4为催化剂，FeO为中间产物。
C、过程Ⅱ中FeO和H2O反应生成Fe3O4和H2。
D、该过程中H2O分解成H2和O2。
6．（2023·金山模拟）如图所示是铁及其化合物的价类二维图，下列有关叙述正确的是 （ ）
A．物质X是Fe3O4
B．Fe2O3→Fe的转化，Fe2O3发生氧化反应
C．在空气中Z→Y的现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色
D．可通过复分解反应实现FeCl2和FeCl3的相互转化
【答案】C
【知识点】铁的化学性质；铁及其化合物的性质实验
【解析】【解答】A.结合价类二维图，得到X中铁元素为+2价，故为FeO，故A不符合题意；
B. Fe2O3→Fe的转化，Fe2O3发生还原反应，故B不符合题意；
C.Z为Fe(OH)2，Y为Fe(OH)3，氢氧化亚铁变为氢氧化铁过程是先变为灰绿色最终变为红褐色，故C符合题意；
D. FeCl2和FeCl3的相互转化 必须通过氧化还原反应，故D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A.结合价类二维图即可得到X；
B.根据氧化还原反应判断；
C.根据氢氧化亚铁变为氢氧化铁的过程现象变化判断即可；
D.结合化合价即可得出需要发生氧化还原反应。
7．（2023·惠州模拟）下列有关铁及其化合物转化过程中的离子方程式书写正确的是
A．氧化亚铁溶于稀硝酸：
B．铁溶于盐酸：
C．醋酸除铁锈：
D．三氯化铁腐蚀铜板：
【答案】D
【知识点】硝酸的化学性质；铁盐和亚铁盐的相互转变；离子方程式的书写
【解析】【解答】A.FeO溶于稀硝酸的过程中，铁元素被HNO3氧化成Fe3＋，氮元素被还原为NO，该反应的离子方程式为：3FeO＋10H＋＋NO3－=3Fe3＋＋5H2O＋NO↑，A不符合题意。
B.Fe与稀盐酸反应生成可溶性FeCl2和H2，该反应的离子方程式为：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，B不符合题意。
C.CH3COOH是一种弱酸，在离子方程式中保留化学式，该反应的离子方程式为：Fe2O3＋6CH3COOH=2Fe3＋＋6CH3COO－＋3H2O，C不符合题意。
D.Fe3＋具有氧化性，能将Cu氧化成Cu2＋，自身还原为Fe2＋，该反应的离子方程式为：2Fe3＋＋Cu=Cu2＋＋2Fe2＋，D符合题意。
故答案为：D
【分析】A、HNO3具有氧化性，能将＋2价氧化成Fe3＋，自身还原为NO。
B、铁与稀盐酸反应生成FeCl2和H2。
C、CH3COOH是一种弱酸，在离子方程式中保留化学式。
D、Fe3＋具有氧化性，能将Cu氧化成Cu2＋，自身还原为Fe2＋。
8．（2023·大连模拟）一种用溶液浸取黄铁矿(主要含，还含有少量难溶性杂质)的流程如图所示。下列叙述错误的是
A．浸取时主要反应的离子方程式为：
B．可以向操作后的溶液X中加入KSCN溶液，检验是否反应完全
C．溶液X经过一系列操作，可制得“绿矾晶体()
D．实验室中可以利用溶液和NaOH溶液混合制备胶体
【答案】D
【知识点】铁的化学性质；铁盐和亚铁盐的相互转变；离子方程式的书写
【解析】【解答】A．Fe2(SO4)3溶液浸取黄铁矿时离子方程式为： ，过滤，得FeSO4溶液，A不符合题意；
B．若向浸没后中溶液中加入KSCN，变红，有Fe3+，没有完全反应，B不符合题意；
C．溶液X为FeSO4溶液，经蒸发浓缩、冷却结晶后可制得“绿矾晶体( )，C不符合题意；
D． 实验室制备 胶体的方法是：加热烧杯中的水至沸腾，向沸水滴加几滴饱和氯化铁溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，即停止加热，D符合题意；
故答案为：D
【分析】A．Fe2(SO4)3溶液浸取黄铁矿时离子方程式为： ；
B．若向浸没后中溶液中加入KSCN，变红，有Fe3+；
C．溶液X为FeSO4溶液，经蒸发浓缩、冷却结晶后可制得“绿矾晶体( )；
D． 实验室制备 胶体的方法是：加热烧杯中的水至沸腾，向沸水滴加几滴饱和氯化铁溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，即停止加热。
9．（2023·白沙模拟）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．在水溶液中，a可与e反应生成b
B．e只能被还原
C．可将e的溶液加入NaOH溶液中制得d(OH)3胶体
D．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
【答案】C
【知识点】铁的化学性质；铁的氧化物和氢氧化物
【解析】【解答】A．在水溶液中Fe与Fe3+会发生反应：Fe+2Fe3+=2Fe2+，A不符合题意；
B．从图上看，e是铁盐，是Fe元素的高价态，只能得到电子被还原，B不符合题意；
C．向铁盐溶液中加入NaOH溶液中，发生复分解反应制得Fe(OH)3沉淀，不是胶体，C符合题意；
D．向亚铁盐溶液中加入碱，反应制取得到Fe(OH)2，该物质不稳定，容易被空气中的氧气氧化产生Fe(OH)3，Fe(OH)3用酸溶解，反应产生铁盐，向铁盐溶液中加入Fe或Cu具有还原性的物质，反应产生亚铁盐，从而可实现b→c→d→e→b的循环转化关系，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】依据铁及其化合物的性质分析判断。
10．（2023·沈阳模拟）一种用溶液浸取黄铁矿(主要含，还含有少量难溶性杂质)的流程如图所示，下列叙述中错误的是
A．浸取时主要反应的离子方程式为：
B．可以向操作后的溶液X中加入KSCN溶液，检验是否存在
C．中含有离子键和共价键，阴阳离子个数比为2：1
D．由溶液X制取绿矾晶体的主要操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
【答案】C
【知识点】铁盐和亚铁盐的相互转变；无机物的推断
【解析】【解答】A．由分析可知，浸取时发生的主要反应为二硫化铁与溶液中铁离子反应生成亚铁离子和硫，反应的离子方程式为，故A不符合题意；
B．铁离子与硫氰化钾溶液反应生成红色的硫氰化铁，所以向硫酸亚铁溶液中加入硫氰化钾溶液可以检验溶液中是否存在铁离子，故B不符合题意；
C．二硫化铁是由铁离子和离子形成的离子化合物，化合物中阴阳离子个数比为1：1，故C符合题意；
D．由分析可知，由溶液X制取绿矾晶体的主要操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．二硫化铁与铁离子反应生成亚铁离子和硫；
B．铁离子与硫氰化钾溶液反应生成红色的硫氰化铁；
C．二硫化铁是由铁离子和离子形成的离子化合物；
D．从溶液中结晶出固体的上般步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
11．（2023·嘉兴模拟）下列关于元素及其化合物的性质说法错误的是
A．K和苯酚反应可生成
B．工业上用在中燃烧生产HCl
C．生铁降低含碳量生产碳素钢
D．工业上用焦炭还原石英砂制备纯硅
【答案】D
【知识点】氯气的化学性质；铁的化学性质；苯酚的性质及用途
【解析】【解答】A．K是活泼的碱金属，苯酚是弱酸，K和苯酚反应可生成，故A不符合题意；
B．工业盐酸是用Cl2、H2燃烧法制取HCl气体，然后将HCl气体溶于水制得的，故B不符合题意；
C．由生铁冶炼成碳素钢就是降低生铁中碳的含量，并除去其中的部分杂质，故C不符合题意；
D．工业上用焦炭还原石英砂制得含有少量杂质的粗硅，将粗硅通过化学方法进一步提纯，可以得到高纯硅，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.苯酚显弱酸性，能与金属K反应生成氢气；
B.氢气在氯气中燃烧生成HCl；
C.碳素钢是碳含量较低的铁合金；
D.工业上用焦炭还原石英砂制得含有少量杂质的粗硅，将粗硅通过化学方法进一步提纯得到纯硅。
12．（2023·淮北模拟）含铁物质或微粒所带电荷数与化合价的关系如图所示，下列说法错误的是
A．M可能是
B．R为铁单质，常温下遇浓硫酸发生钝化
C．N可用溶液检验
D．与强氧化剂在碱性条件下反应可以生成
【答案】C
【知识点】氧化还原反应；铁的化学性质；二价铁离子和三价铁离子的检验；化合价与化学式
【解析】【解答】A．M中Fe元素为+2价，且电荷数为0，可能是，故A不符合题意；
B．R中Fe元素为0价，且电荷数为0，为Fe单质，铁单质在常温下遇浓硫酸发生钝化，故B不符合题意；
C．N中Fe元素为+2价，且电荷数为+2，为Fe2+，Fe2+不能用溶液检验，故C符合题意；
D．中Fe元素为+6价，据图可知在碱性环境中稳定存在，所以Fe3+与氧化剂在碱性条件下反应可生成，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.不带电荷数，且铁元素化合价为+2。
B.单质中元素化合价为0，常温下铁遇浓硫酸发生钝化。
C.注意溶液用于检验Fe3+。
D. ，铁元素化合价升高，作还原剂。
13．（2023·大庆模拟）含铁物质与其相应化合价的关系如图所示。下列推断合理的是
A．可用苯酚溶液鉴别 和e B．a与水反应可直接生成c
C．e的水溶液常用于净水 D．存在e-d-f-g的循环转化关系
【答案】A
【知识点】铁的化学性质；铁的氧化物和氢氧化物；铁盐和亚铁盐的相互转变
【解析】【解答】A．d为含Fe3+的盐、e为含Fe2+的盐，Fe3+能与苯酚发生显色反应，而Fe2+与苯酚不能发生显色反应，所以可用苯酚溶液鉴别Fe3+和Fe2+，A符合题意；
B．a为Fe、c为Fe2O3，Fe与水在常温下不反应，在高温下反应生成Fe3O4等，不可直接生成Fe2O3，B不符合题意；
C．e为含Fe2+的盐，Fe3+的水溶液常用于净水，但Fe2+氧化后才能用于净水，C不符合题意；
D．Fe2+能一步转化为Fe3+，Fe3+能一步转化为Fe(OH)3，但Fe(OH)3不能一步转化为Fe(OH)2，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A、苯酚遇铁离子显紫色；
B、铁和水反应生成四氧化三铁；
C、亚铁离子无法净水；
D、氢氧化铁无法一步转化为氢氧化亚铁。
14．（2022·青岛模拟）草酸亚铁晶体是生产感光材料的原料，制备流程如下：
下列说法错误的是（ ）
A．可用溶液检验是否变质
B．步骤①酸化的目的是抑制的水解
C．步骤②反应为
D．步骤③为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
【答案】D
【知识点】盐类水解的应用；二价铁离子和三价铁离子的检验；制备实验方案的设计
【解析】【解答】A．中的Fe元素存在形式为Fe2+，Fe2+易被氧化成Fe3+，若变质会生成 Fe3+，Fe3+遇溶液变红色，因此可用溶液检验是否变质，故A不符合题意；
B．易水解生成Fe(OH)2和氢离子，使溶液显酸性，进行酸化，增大氢离子的浓度可抑制的水解，故B不符合题意；
C．步骤②生成沉淀，发生反应的离子方程式为，故C不符合题意；
D．根据可知，步骤②中加入草酸后直接生成沉淀，只需要将沉淀过滤、洗涤、干燥后即可得到晶体，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.变质会生成 Fe3+，Fe3+遇溶液变红色；
B.水解显酸性，增大氢离子的浓度可抑制的水解；
C.步骤②发生反应；
D.加入草酸后直接生成沉淀，将沉淀洗涤干净即可得到晶体，无需蒸发浓缩、冷却结晶。
15．（2022·奉贤模拟）如图为部分含铁物质之间的转化关系，下列说法正确的是（ ）
A．FeCl2溶液与H2O2溶液反应，可实现转化⑥
B．将Fe(OH)3溶于氢碘酸可实现转化③
C．将Fe(OH)2溶于稀硝酸可转化为Fe2+
D．铁与水蒸气在高温下反应可实现转化①
【答案】A
【知识点】铁的化学性质；铁盐和亚铁盐的相互转变
【解析】【解答】A．转化⑥Fe2+转化为Fe3+，发生氧化反应，H2O2为氧化剂，与FeCl2溶液反应可以实现转化⑥，反应为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，A项符合题意；
B．氢碘酸中I-有强还原性，Fe(OH)3溶于氢碘酸反应为：2Fe(OH)3+2I-+6H+=2Fe2++I2+6H2O，不能实现转化③，B项不符合题意；
C．硝酸有强氧化性，Fe(OH)2溶于稀硝酸反应为：3Fe(OH)2++10H+=3Fe3++NO↑+8H2O，Fe(OH)2转化为Fe3+，C项不符合题意；
D．铁与水蒸气在高温下反应为：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，不可实现转化①，D项不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A．依据2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O分析；
B．依据2Fe(OH)3+2I-+6H+=2Fe2++I2+6H2O判断；
C．依据3Fe(OH)2++10H+=3Fe3++NO↑+8H2O判断；
D．依据3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2判断。
16．（2022·嘉定模拟）铁与水蒸气反应的实验装置如图，下列说法正确的是（ ）
A．实验时，试管口应高于试管底
B．加热时试管内生成黑色物质，点燃肥皂泡可听到爆鸣声
C．反应的化学方程式为2Fe+3H2O(g)Fe2O3+3H2
D．试管中发生化合反应
【答案】B
【知识点】铁的化学性质
【解析】【解答】A．实验时，试管口应略向下倾斜，即试管口应低于试管底，A不符合题意；
B．铁和水蒸气在高温下反应生成Fe3O4和H2，因此加热时试管内生成黑色物质，点燃肥皂泡可听到爆鸣声，B符合题意；
C．铁和水蒸气在高温下反应生成Fe3O4和H2，反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，C不符合题意；
D.3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，该反应属于置换反应，不属于化合反应，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】A、加热固体时试管口应略向下倾斜；
B、铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，四氧化三铁为黑色，氢气点燃有爆鸣声；
C、铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气；
D、铁和水蒸气的反应是置换反应。
17．（2022·德州模拟）部分含铁微粒所带的电荷数与其中铁元素化合价的关系如图所示，由该图可预测含铁微粒间相互转化时所需试剂。下列推断不合理的是（ ）
A．常温下，可用R材质容器储运浓硫酸
B．M可用K3[Fe(CN)6]溶液检验
C．若Q为金属阳离子，可通过Fe2O3与稀HI溶液反应生成
D．Fe3+与氧化剂在碱性条件下反应可生成FeO
【答案】B
【知识点】铁的氧化物和氢氧化物；铁盐和亚铁盐的相互转变
【解析】【解答】A．常温下，铁在浓硫酸中会发生钝化，所以常温下，可用R材质容器储运浓硫酸，故A合理；
B．Fe2+和K3[Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀，M不是Fe2+，所以M不能用K3[Fe(CN)6]溶液检验，故B不合理；
C．Fe2O3与稀HI溶液发生氧化还原反应，Fe2O3中的+3价铁被I-还原为Fe2+，故C合理；
D．从图中可以看出，在碱性溶液中可以生成，中铁为+6价，所以Fe3+与氧化剂在碱性条件下反应可生成，故D合理；
故答案为：B。
【分析】A、铁制品常温下可以被浓硫酸、浓硝酸钝化；
B、亚铁离子可以用铁氰酸钾检验，M是氧化亚铁，在水中没有电离出亚铁离子；
C、Q为亚铁离子，而HI和Fe2O3在反应时会生Fe2+和I2；
D、结合图示，可知铁离子在碱性条件下可以生成高铁酸根。
18．（2022·济南模拟）铁器表面氧化层的成分有多种：致密的Fe3O4、疏松的FeO(OH)和FeOCl，它们均难溶于水。下列说法错误的是（ ）
A．有氧条件下 与 转化为 ，周围环境的 增大
B． 可自发转变为 ，说明 的溶解度小于
C．检验 中是否含有 ，可选用的试剂是稀硫酸和 溶液
D． 完全转化为 时转移 电子
【答案】C
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质；二价铁离子和三价铁离子的检验；氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】A．有氧条件下 与 转化为 ，反应原理为：4Fe3O4+12Cl-+O2+6H2O=12FeOCl+12OH-，故周围环境的 增大，A不符合题意；
B．化学反应有从溶解度小的物质转化为溶解度更小的趋势，则 可自发转变为 ，说明 的溶解度小于 ，B不符合题意；
C．FeO(OH)和FeOCl中的Fe均为+3价，FeO(OH)和FeOCl均能与稀硫酸反应转化为Fe3+，均能是KSCN溶液变为血红色，即选用的试剂是稀硫酸和 溶液不能检验出 中是否含有 ，C符合题意；
D．已知Fe3O4中有 的Fe是+2价，有 的Fe为+3价，则有 完全转化为 mol的 时转移 电子，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.转化时发生反应4Fe3O4+12Cl-+O2+6H2O=12FeOCl+12OH-；
B.化学反应有从溶解度小的物质转化为溶解度更小的趋势；
C.FeO(OH)和FeOCl中的Fe均为+3价；
D.3molFeOCl完全转化为Fe3O4时，Fe元素的化合价由+3价降低为+2价，转移1mol电子。
19．（2022·汕头模拟）中药材铁华粉的主要成分是(CH3COO)2Fe，其检测流程如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．刺激性气体X为SO2
B．铁华粉中可能含有铁单质
C．向滤液中滴加酸性KMnO4溶液，一定能证明Fe2+具有还原性
D．滤液中加入K3[Fe(CN)6]试液，产生蓝色沉淀说明溶液中含有Fe3+
【答案】B
【知识点】二价铁离子和三价铁离子的检验；制备实验方案的设计
【解析】【解答】A．铁华粉中的醋酸亚铁可以和稀硫酸之间发生复分解反应，得到醋酸，醋酸易挥发，产生有刺激性气味的醋酸气体，故A不符合题意；
B．铁华粉可以和盐酸之间反应产生氢气，则其中可能含有金属铁，故B符合题意；
C．酸性滤液中含氯离子、亚铁离子均具有还原性，都能被酸性高锰酸钾氧化，向滤液中滴入酸性KMnO4溶液，不能证明是Fe2+具有还原性，故C不符合题意；
D．发生K++Fe2++[Fe(CN)6]3-═KFe[Fe(CN)6]↓，生成蓝色沉淀，可以用来检验Fe2+，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】(CH3COO)2Fe与稀硫酸加热生成硫酸亚铁和醋酸，醋酸具有刺激性气味；若含Fe单质，与稀盐酸反应生成氢气，滤液含亚铁离子，加入K3[Fe(CN)6]试液生成蓝色沉淀。
20．（2022·南开模拟）Fe3+可与H2O、、等配体形成配位数为6的配离子，如[Fe(H2O)6]3+(浅紫色)、(红色)、(无色)，但不能与形成配离子。某同学完成如下实验：
下列有关叙述错误的是（ ）
A．[Fe(H2O)6]3+为浅紫色，但溶液I却呈黄色，是Fe3+水解的产物所致
B．溶液II、III的颜色分别为红色和无色，说明其中不存在[Fe(H2O)6]3+
C．为了观察到溶液I中[Fe(H2O)6]3+的浅紫色，可向溶液中加入硝酸
D．已知Fe3+与、的反应在溶液中存在以下平衡： ；，溶液II→溶液III，颜色由红色变为无色。若该反应是可逆反应，其平衡常数为
【答案】B
【知识点】盖斯定律及其应用；二价铁离子和三价铁离子的检验；制备实验方案的设计
【解析】【解答】A．铁离子水解生成氢氧化铁，使得溶液I呈黄色，A不符合题意；
B．Fe3+与H2O的反应存在平衡：Fe3++6H2O [Fe(H2O)6]3+，而溶液II、III分别存在平衡：、，因此溶液II、III的颜色分别为红色和无色，不能说明其中不存在[Fe(H2O)6]3+，只是[Fe(H2O)6]3+的很少，B符合题意；
C．铁离子水解生成氢氧化铁，使得溶液I呈黄色，为了观察到溶液I中[Fe(H2O)6]3+的浅紫色，可向溶液中加入硝酸，抑制铁离子水解，C不符合题意；
D．向溶液II中加入NaF，溶液由红色变为无色，说明[Fe(SCN)6]3-转化为[FeF6]3-，反应的离子方程式为：6F-+[Fe(SCN)6]3- 6SCN-+[FeF6]3-，利用盖斯定律，减去即得到反应6F-+[Fe(SCN)6]3- 6SCN-+[FeF6]3-，平衡常数K=，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.铁离子水解生成红褐色的氢氧化铁；
C.加入硝酸可抑制铁离子水解，增大 [Fe(H2O)6]3+的浓度；
D.根据盖斯定律分析解答。
21．（2022·南开模拟）高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型的污水处理剂。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用暖贴残渣制备高铁酸钾，流程如下
下列说法错误的是（ ）
A．步骤 i 适当加热搅拌可以加快反应速率
B．ii 中的试剂为 H2O2
C．iii 中反应为 2Fe3+ + 5H2O +3ClO- =2 FeO +3Cl-+10H+
D．iv 中反应说明溶解度：Na2FeO4＞K2FeO4
【答案】C
【知识点】铁盐和亚铁盐的相互转变
【解析】【解答】A．步骤i为酸溶，适当加热搅拌可以加快反应速率，A不符合题意；
B．步骤ii加入氧化性试剂将亚铁离子氧化成铁离子，可以是H2O2，不B符合题意；
C．步骤iii溶液是碱性的，H+不能共存，应以H2O形式存在，离子方程式为：2Fe3+ + 10OH- +3ClO- =2 FeO+3Cl-+5H2O，C符合题意
D．步骤iv 中Na2FeO4转化成K2FeO4，说明高铁酸钾溶解度更小，则溶解度：Na2FeO4＞K2FeO4，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.温度升高或搅拌增大接触面积都可以加快反应速率；
B. ii 中的试剂是将亚铁离子氧化为铁离子，所以可以是过氧化氢；
C.碱性环境中不可能产生H+；
D.饱和Na2FeO4溶液中加饱和KOH，既可以析出K2FeO4晶体没说明溶解度Na2FeO4＞K2FeO4。
22．（2021·海门模拟）FeCl3是棕红色固体，易潮解，在300℃以上可升华成含二聚三氯化铁()分子的气体。可用于金属刻蚀，污水处理等。主要有以下制备方法：
方法①：氯化法。以废铁屑和氯气为原料，在立式反应炉里反应，生成的氯化铁蒸气和尾气由炉的顶部排出，进入捕集器冷凝为固体结晶。
方法②：熔融法。将铁屑和干燥氯气在低共熔混合物(如30%KCl与70%FeCl3混合)内进行反应生成氯化铁，升华后收集在冷凝室中，该法制得的氯化铁纯度高。
方法③：复分解法。用氧化铁与盐酸反应后得到氯化铁溶液。
方法④：氯化亚铁合成法。将铁屑溶于盐酸中，然后向其中通入氯气得到氯化铁。
下列说法正确的是（ ）
A．二聚三氯化铁分子中含有配位键
B．将FeCl3饱和溶液缓慢滴入氢氧化钠溶液中，可制取Fe(OH)3胶体
C．直接加热蒸干方法③所得的氯化铁溶液制备无水氯化铁
D．向方法④所得的溶液中加入KSCN溶液与氯气，检验该溶液中是否含有Fe2+
【答案】A
【知识点】盐类水解的应用；二价铁离子和三价铁离子的检验；制取氢氧化铁、氢氧化亚铁
【解析】【解答】A．二聚三氯化铁分子中Fe3+与Cl-形成配位键如图，故A符合题意；
B．制备Fe(OH)3胶体的方法为：向沸腾的蒸馏水中滴加饱和的三氯化铁溶液溶液变为红褐色时停止加热，即得到Fe(OH)3胶体；向FeCl3饱和溶液缓慢滴入氢氧化钠溶液加热，得到Fe(OH)3沉淀，故B不符合题意；
C．FeCl3在溶液中水解生成氢氧化铁和HCl，加热HCl挥发，水解反应不断正向进行最终固体变为Fe(OH)3，所以直接加热蒸干FeCl3溶液得不到无水氯化铁，故C不符合题意；
D．方法④所得的溶液原本含有Fe3+，加入KSCN溶液变红，通入氯气溶液依然是红色，无法证明是否含有Fe2+，可直接滴入K3[Fe(CN)6]试剂来检验Fe2+，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】加热蒸干一般得不到原溶质的溶液： ① 挥发性强酸弱碱盐的溶液； ② 加热易分解的溶液； ③ 易被氧化的盐溶液，如亚硫酸钠； ④ 阴、阳离子均易水解，且水解产物易挥发的盐，如硫化铵。
二、非选择题
23．（2023·门头沟模拟）为探究FeCl3的性质，进行了如下实验(FeCl3和Na2SO3溶液浓度均为0.1mol·L 1)。
实验 操作与现象
①
②
③
分析上述实验现象，所得结论不合理的是
A．实验①说明加热促进Fe3+水解反应
B．实验②说明Fe3+ 既发生了水解反应，又发生了还原反应
C．实验③说明Fe3+ 发生了水解反应，但没有发生还原反应
D．实验①-③说明SO对Fe3+ 的水解反应无影响，但对还原反应有影响
【答案】D
【知识点】盐类水解的原理；二价铁离子和三价铁离子的检验
【解析】【解答】A.煮沸后溶液中出现了Fe（OH）3，说明加热促进Fe3+的水解，A选项是正确的；
B.产生红褐色的溶液说明进Fe3+水解得到了Fe（OH）3，后再滴加K3[Fe(CN）6]产生蓝色沉淀，说明溶液中产生了Fe2+，该离子是Fe3+与SO32-发生氧化还原反应得来，B选项是正确的；
C.实验③与②相比，未检验出Fe2+，说明未发生氧化还原反应，C选项是正确的；
D.通过分析②③可知：Fe3+均水解得到氢氧化铁胶体，说明SO32-促进了Fe3+的水解，但是少量的SO32-对Fe3+的还原反应有影响，过量的SO32-对Fe3+的还原反应无影响。
故答案为：D。
【分析】A.实验①溶液呈棕黄色说明溶液中含有Fe3+，煮沸后溶液变成红褐色说明水解得到了Fe（OH）3；
B.实验②的现象证明既有Fe（OH）3又有Fe2+，说明即发生了水解，又发生了氧化还原反应；
C.实验③中，加入K3[Fe(CN）6]溶液并未产生蓝色沉淀，说明并未检验出Fe2+，说明未发生氧化还原反应；
D.对比②③，可知SO32-促进了Fe3+的水解，但是少量的SO32-对Fe3+的还原反应有影响，过量的SO32-对Fe3+的还原反应无影响。
24．（2023·惠州模拟）利用硫酸烧渣(主要含、FeO，还含有和CuO等)来制取溶液。
（1）①将硫酸烧渣进行粉碎，其目的是 。
②“酸浸”时，发生反应的离子方程式是 。
（2）“还原”时，铁粉将、还原为和Cu。检验是否已全部被还原，所选用试剂的化学式是 。
（3）将得到的溶液进行下列操作，测定其物质的量浓度：
步骤一：取溶液，将其稀释成100.00mL溶液。
步骤二：取25.00mL稀释后的溶液，向其中加入酸性溶液。恰好反应时，记下消耗溶液的体积。
步骤三：重复上述实验3次，平均消耗溶液20.00mL。
已知：(未配平)
①配平上述方程式 。
②“步骤一”中稀释时所用的水需先进行加热煮沸，其目的是 。
③试通过计算，求原溶液的物质的量浓度是多少？(写出计算过程)
【答案】（1）增大接触面积，加快酸溶解速率；Fe2O3+6H+=3H2O+2Fe3+
（2）KSCN溶液
（3）1、5、8、1、5、4；除去溶解氧，防止引起误差；5FeSO4~KMnO4，n(KMnO4)=cV=0.100×0.02mol×4=0.008mol，则n(FeSO4)=0.04mol，c(FeSO4)=
【知识点】氧化还原反应方程式的配平；化学反应速率的影响因素；二价铁离子和三价铁离子的检验；物质的分离与提纯；离子方程式的书写
【解析】【解答】（1）①将硫酸烧渣进行粉碎，可增大接触面积，价款酸溶速率。
②“酸溶”过程中Fe2O3与H2SO4反应生成Fe2(SO4)3和H2O，该反应的离子方程式为：Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O。
（2）要检验Fe3＋是否全部被还原，则可加入KSCN溶液，若溶液变红色，则说明Fe3＋未完全被还原；若无明显现象，则说明Fe3＋已全部被还原。
（3）①反应过程中Mn由＋7价变为＋2价，得到5个电子；Fe由＋2价变为＋3价，失去1个电子。根据得失电子守恒可得，MnO4－、Mn2＋的系数为1；Fe2＋、Fe3＋的系数为5。根据电荷守恒可得H＋的系数为8；根据氢原子守恒可得H2O的系数为4。所以可得该反应的离子方程式为：MnO4－＋5Fe2＋＋8H＋=Mn2＋＋5HFe3＋＋4H2O。
②“步骤一”中稀释所用的水需先进行煮沸，是为了除去水中溶解的O2，防止O2将Fe2＋氧化，造成误差。
③由反应的离子方程式可得关系式：5FeSO4～KMnO4。滴定过程中消耗n(KMno4)=0.1mol·L－1×0.02L×4=0.008mol，因此样品中n(FeSO4)=0.04mol，所以原FeSO4溶液中。
【分析】烧渣“粉碎”可增大接触面积，加快反应速率。加入稀硫酸“酸浸”过程中Fe2O3与H2SO4反应生成Fe3＋、FeO与H2SO4反应生成Fe2＋，CuO与H2SO4反应生成Cu2＋，SiO2与稀硫酸不反应。加入铁粉“还原”过程中Fe与H＋、Fe3＋、Cu2+反应生成Fe2＋，最终得到FeSO4溶液。
25．（2023·虹口模拟）铁及其化合物在人类生活中有着极其重要的作用。完成下列填空：
（1）铁的原子结构示意图为。由此可知，铁是第 周期元素，铁原子核外3d轨道上共填充了 个电子。
（2）古代中国四大发明之一的司南是由天然的磁石制成的，其主要成分是 (选填编号)。
a.Fe b.FeO c.Fe2O3 d.Fe3O4
（3）FeSO4可以用来净水、治疗缺铁性贫血等，实验室在配制FeSO4溶液时，为了防止FeSO4变质，经常向溶液中加入铁粉，其原因是 (用离子方程式表示)。
（4）向新配制的FeSO4溶液中，加入一定量的稀硝酸，发生如下反应：
Fe2++H++NO=Fe3++NO↑+H2O
①配平上述反应 。
②每生成0.5molNO气体，转移的电子数为 。
③要检验该反应后的溶液中是否还含有Fe2+，实验方案是 。
现在可以利用铁氧化物循环裂解水制备氢气，其过程如图所示：
（5）写出反应Ⅲ的平衡常数表达式 。
（6）写出铁氧化物循环裂解水制氢的总反应的化学方程式： 。
（7）Fe3O4和CO的反应过程与温度密切相关。向某容器中加入Fe3O4与CO，当其它条件一定时，达到平衡时CO的体积百分含量随温度的变化关系如图所示。
已知：①Fe3O4+CO 3FeO+CO2-Q1(Q1>0)
②Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2+Q2(Q2>0)
推测当温度达到570℃，平衡时CO体积百分含量最高的原因： 。
【答案】（1）四；6
（2）d
（3）Fe + 2Fe3+ =3Fe2+
（4）3Fe2++4H++1NO=3Fe3++1NO↑+2H2O；1.5NA；取样，加入少量酸性KMnO4溶液，如果不显紫色，说明还含有Fe2+，如果显紫红色，说明不含有
（5）K=
（6）C+H2OCO+H2
（7）温度低于570℃时，发生的是反应②，因为②是放热反应，所以温度升高，平衡逆向移动，CO百分含量在不断增大；温度高于570℃，发生的反应是反应①，因为①是吸热反应，随着温度的升高，反应正向移动，CO百分含量在不断降低，所以570℃时，CO百分含量最高
【知识点】铁的化学性质；铁的氧化物和氢氧化物；铁盐和亚铁盐的相互转变
【解析】【解答】（1）Fe为26号元素，核外电子排布为：，铁位于第四周期VIII族，铁原子核外3d轨道上共填充了6个电子，故答案为：四；6；
（2）磁铁的主要成分为四氧化三铁，故答案为：d；
（3）FeSO4具有较强还原性，配制其溶液时需加入适量铁粉，可将氧化后三价铁还原为二价铁，从而防止FeSO4氧化，发生的离子反应为：Fe + 2Fe3+ =3Fe2+，故答案为：Fe + 2Fe3+ =3Fe2+；
（4）1mol Fe2+被氧化为Fe3+失去1mol电子，1mol NO被还原为NO得3mol电子，根据得失电子守恒得到反应方程式：3Fe2++4H++1NO=3Fe3++1NO↑+2H2O；由反应可知每生成1molNO转移3mol电子，则生成0.5molNO气体，转移的电子数为1.5NA；检验反应后溶液中是否存在亚铁离子，可利用其还原性，用高锰酸钾溶液检验，具体的操作为：取样，加入少量酸性KMnO4溶液，如果不显紫色，说明还含有Fe2+，如果显紫红色，说明不含有；故答案为：3Fe2++4H++1NO=3Fe3++1NO↑+2H2O；1.5NA；取样，加入少量酸性KMnO4溶液，如果不显紫色，说明还含有Fe2+，如果显紫红色，说明不含有；
（5）由图可知反应III为C与二氧化碳反应生成CO，反应方程式为：C(s)+CO2(g)2CO(g)，平衡常数表达式K=，故答案为：K=；
（6）由图可知总反应为C与水高温生成CO和氢气，反应为：C+H2OCO+H2，故答案为：C+H2OCO+H2；
（7）温度较低时发生反应②，由题意可知反应②为放热反应，随温度的升高，平衡逆向移动，CO的百分含量不断增大；当温度较高时发生反应①，反应①为吸热反应，随温度升高，反应正向移动，CO的百分含量又降低，故答案为：温度低于570℃时，发生的是反应②，因为②是放热反应，所以温度升高，平衡逆向移动，CO百分含量在不断增大；温度高于570℃，发生的反应是反应①，因为①是吸热反应，随着温度的升高，反应正向移动，CO百分含量在不断降低，所以570℃时，CO百分含量最高。
【分析】（1）根据原子序数和电子层数，可以判断元素在周期表的位置；
（2）四氧化三铁俗称磁性氧化铁；
（3）铁和铁离子反应生成亚铁离子；
（4） ① 结合化合价升降守恒判断化学计量数；
② 电子数的计算要结合化合价变化数目判断；
③ 亚提离子的检验可以采用酸性高锰酸钾溶液判断；
（5）化学平衡常数为生成物浓度幂之积和反应物浓度幂之积的比值；
（6）碳和水高温生成一氧化碳和氢气；
（7）反应②为放热反应，升高温度，平衡朝逆向移动；反应①为吸热反应，升高温度，平衡朝正向移动。
26．（2023·丰台模拟）煤化学链技术具有成本低、能耗低的捕集特性。以铁矿石(主要含铁物质为)为载氧体的煤化学链制氢工艺如下图。测定反应前后不同价态铁的含量，对工艺优化和运行监测具有重要意义。
（1）进入燃烧反应器前，铁矿石需要粉碎，煤需要烘干研磨，其目的是 。
（2）分离燃烧反应器中产生的(g)和，可进行高纯捕集和封存，其分离方法是 。
（3）测定铁矿石中全部铁元素含量。
i．配制铁矿石待测液：铁矿石加酸溶解，向其中滴加氯化亚锡()溶液。
ii．用重铬酸钾()标准液滴定可测定样品中全部铁元素含量。配制铁矿石待测液时溶液过量会对测定结果产生影响，分析影响结果及其原因 。
（4）测定燃烧反应后产物中单质铁含量：取a g样品，用溶液充分浸取(FeO不溶于该溶液)，向分离出的浸取液中滴加b 溶标准液，消耗标准液V mL。已知被还原为，样品中单质铁的质量分数为 。
（5）工艺中不同价态铁元素含量测定结果如下。
①制氢产物主要为，写出蒸汽反应器中发生反应的化学方程式 。
②工艺中可循环使用的物质是 (填化学式)。
【答案】（1）增大接触面积，升高温度，提高化学反应速率
（2）冷凝
（3）过量的能与反应，导致测定结果(铁元素含量)偏高
（4）
（5）；；()
【知识点】铁的氧化物和氢氧化物；无机物的推断；探究物质的组成或测量物质的含量
【解析】【解答】（1）进入燃烧反应器前，铁矿石需要粉碎，煤需要烘干研磨，其目的是增大接触面积，升高温度，提高化学反应速率；
（2）分离燃烧反应器中产生的(g)和，可进行高纯捕集和封存，其分离方法是冷凝，因为经过冷凝后气态水转化为液态水；
（3）配制铁矿石待测液时溶液过量会对测定结果产生影响，分析影响结果及其原因过量的能与反应，导致测定结果(铁元素含量)偏高；
（4）已知被还原为，关系式为 ，样品中单质铁的质量b×V ×10-3L×56g/mol×2=0.112bVg，质量分数为；
（5）①制氢产物主要为，蒸汽反应器中发生反应的化学方程式；；
②据分析可知，工艺中可循环使用的物质是()。
【分析】（1）依据影响反应速率的因素分析；
（2）依据物质的沸点分析；
（3）依据物质的性质分析；
（4）利用关系式法计算；
（5）①根据反应物和生成物的化学式，利用原子守恒、得失电子守恒分析；
②可循环物质是批后面新生成或新分离的物质(不要忽视结晶后的母液)，可能是前面某一步反应的相关物质；
27．（2023·渭南模拟）以焙烧黄铁矿(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝颜料。工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）红渣的主要成分为 (填化学式)，滤渣①的主要成分为 (填化学式)。
（2）黄铁矿研细的目的是 。
（3）还原工序中，不生成S单质的反应的化学方程式为 。
（4）工序①的名称为 ，所得母液循环使用。
（5）沉铁工序产生的白色沉淀中的化合价为 ，氧化工序发生反应的离子方程式为 。
（6）若用还原工序得到的滤液制备和，所加试剂为 和 (填化学式，不引入杂质)。
【答案】（1）Fe2O3；SiO2
（2）增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率
（3）7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O=15FeSO4+8H2SO4
（4）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤
（5）+2；；6Fe(NH4)2Fe(CN)6++6H+=6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+
（6）H2O2；NH3·H2O
【知识点】铁盐和亚铁盐的相互转变；无机物的推断；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）由分析可知，红渣的主要成分为：Fe2O3，滤渣①的主要成分为：SiO2，故答案为：Fe2O3；SiO2；
（2）黄铁矿研细的主要目的是增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率，故答案为：增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率；
（3）由分析可知，还原工序中，不产生S单质沉淀，则硫元素被氧化为，反应原理为：14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2+16H+，故化学方程式为：7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O=15FeSO4+8H2SO4，故答案为：7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O=15FeSO4+8H2SO4；
（4）由分析可知，工序①的名称为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤，所得母液主要含有FeSO4溶液和H2SO4可以循环利用，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤；
（5）沉铁工序中产生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe的化合价为+2价和[Fe(CN)6]4-中的+3价，由分析可知，氧化工序所发生的离子方程式为：6Fe(NH4)2Fe(CN)6+ +6H+=6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+6，故答案为：+2；6Fe(NH4)2Fe(CN)6+ +6H+=6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+6；
（6）由分析可知，还原工序所得的滤液中主要含有FeSO4溶液和H2SO4，向滤液中先加入一定量的H2O2溶液将Fe2+完全氧化为Fe3+，在向氧化后的溶液中加入氨水至不再产生沉淀为止，过滤洗涤，对沉淀进行灼烧，即可制得Fe2O3·x H2O和(NH4)2SO4，故所需要加入的试剂为H2O2和NH3·H2O，故答案为：H2O2；NH3·H2O。
【分析】（1）依据流程图，利用反应物和产物的性质判断；
（2）依据影响反应速率和化学平衡的因素分析；
（3）根据反应物和产物的化学式，利用电子得失守恒、电荷守恒、原子守恒书写；
（4）从溶液中获得晶体的一系列操作包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；
（5）根据反应物和产物的化学式，利用电子得失守恒、电荷守恒、原子守恒书写；
（6）依据离子沉淀的难易判断加入试剂的顺序。
28．（2023·吉林模拟）聚合硫酸铁(PFS)也称碱式硫酸铁或羟基硫酸铁，是新型、优质、高效铁盐类无机高分子絮凝剂。PFS固体为淡黄色无定型粉状固体，极易溶于水，高于130℃发生分解，有较强的吸湿性。下图是以回收废铁屑为原料制备PFS的一种工艺流程。
回答下列问题：
（1）粉碎过筛的目的是 。
（2）酸浸没时最合适的酸是 。
（3）反应釜中加入的氧化剂是双氧水，其作用是 ，反应的离子方程式为 。
（4）聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围内，原因是 。
（5）相对于常压蒸发，减压蒸发的优点是 。
（6）盐基度B是衡量絮凝剂絮凝效果的重要指标，定义式为(n为物质的量)。为测量样品的B值，取样品mg，准确加入过量盐酸，充分反应，再加入煮沸后冷却的蒸馏水，以酚酞为指示剂，用cmol/L的标准NaOH溶液进行中和滴定(部分操作略去，已排除铁离子干扰)。到终点时消耗NaOH溶液VmL。按照上述步骤做空白对照试验，消耗NaOH溶液mL，已知该样品中Fe的质量分数ω，则B的表达式 。
【答案】（1）选取细小颗粒，增大反应物接触面积，提高“酸浸”反应速率
（2）
（3）使Fe从+2价变成+3价；
（4）pH偏小时水解程度弱，pH偏大时形成氢氧化铁沉淀
（5）降低蒸发温度防止产物分解
（6）
【知识点】铁盐和亚铁盐的相互转变；无机物的推断；物质的分离与提纯
【解析】【解答】（1）粉碎过筛的目的是选取细小颗粒，增大反应物接触面积，提高“酸浸”反应速率；
（2）反应得到聚合硫酸铁，含有硫酸根离子，故需要加入硫酸；
（3）过氧化氢具有氧化性，反应釜中加入的氧化剂是双氧水，其作用是使Fe从+2价变成+3价且不引入杂质离子，反应的离子方程式为；
（4）溶液中pH偏小时水解程度弱，pH偏大时形成氢氧化铁沉淀，故聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围内；
（5）减压蒸发的优点是降低蒸发温度防止产物分解；
（6）与氢氧化钠反应的HCl为，则样品中=，该样品中Fe的质量分数ω，则B的表达式=。
【分析】（1）依据影响反应速率的因素分析；
（2）不引入杂质离子；
（3）根据反应物和产物的化学式，利用电子得失守恒、电荷守恒、原子守恒书写；
（4）防止发生副反应；
（5）依据题干中产物的性质分析；
（6）依据题目数据和化学式计算。
29．（2022·德阳模拟）碳酸亚铁在干燥空气中为白色固体，可用于制铁盐、兽药、补血剂等。利用废铁屑(含少量碳、氧化铝和氧化铁杂质)为原料制取碳酸亚铁，并探究碳酸亚铁的部分性质。回答下列问题：
（1）Ⅰ.制碳酸亚铁，工艺流程如图：
常温下几种金属阳离子开始沉淀与完全沉淀时的pH如表：
Fe2+ Fe3+ Al3+
开始沉淀 7.5 2.7 3.8
完全沉淀 9.5 3.7 4.7
酸浸时，所发生氧化还原反应的离子方程式为 。
（2）加入氨水调控pH的范围是 ，“固体”的成分是 。
（3）在工业生产中加入的NH4HCO3，需过量，下列分析不正确的是 (填标号)。
a.使Fe2+充分转化为碳酸亚铁
b.碳酸氢铵受热分解
c.促进Fe2+、CO的水解
（4）Ⅱ.探究碳酸亚铁的性质
实验：
由上面实验可以得出碳酸亚铁的相关性质是 ，写出碳酸亚铁变成红褐色固体所发生反应的化学方程式 。
（5）已知：100.8≈6.3，25℃时，Ksp(FeCO3)=3.0×10-11、Ksp[Fe(OH)2]=1.6×10-14。现将碳酸亚铁加入0.1mol·L-1Na2CO3(pH=11.6)溶液中，经计算可知 (填“有”或“无”)Fe(OH)2生成。
【答案】（1）Fe+2H+=Fe2++H2↑、2Fe3++Fe=3Fe2+
（2）4.7≤pH<7.5；Al(OH)3和C
（3）c
（4）在潮湿的空气中碳酸亚铁被氧化为氢氧化铁；4FeCO3+6H2O+O2=4Fe(OH)3+4CO2
（5）无
【知识点】铁盐和亚铁盐的相互转变；常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；无机物的推断
【解析】【解答】废铁屑(含少量碳、氧化铝和氧化铁杂质)中加入硫酸酸浸，铁、氧化铝和氧化铁溶于稀硫酸得到Fe2+、Al3+、Fe3+，铁屑将氧化铁生成的Fe3+还原成Fe2+，加入氨水调节pH，使得Al3+沉淀，过滤除去生成的氢氧化铝和不溶的碳，加入碳酸氢铵沉铁，过滤即可得到碳酸亚铁。
(1)酸浸时，所发生氧化还原反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑、2Fe3++Fe=3Fe2+；
(2)加入氨水调控pH是为了使Al3+沉淀，根据表中数据可知，调控pH的范围为4.7≤pH<7.5；固体的成分为Al(OH)3和C；
(3)a．加入过量的NH4HCO3，促进Fe2+转化为碳酸亚铁的反应平衡正向移动，使Fe2+充分转化为碳酸亚铁，故a符合题意；
b．碳酸氢铵受热分解，过量的碳酸氢铵加热即可除去，故b符合题意；
c．加入过量的NH4HCO3，有利于生成碳酸亚铁，抑制Fe2+、水解，故c不符合题意；
故答案为：c；
(4)由图可知，碳酸亚铁在空气中放置一段时间后生成氢氧化铁，说明在潮湿的空气中碳酸亚铁被氧化为氢氧化铁；碳酸亚铁被氧化成氢氧化铁的化学方程式为4FeCO3+6H2O+O2=4Fe(OH)3+4CO2；
(5)0.1mol·L-1Na2CO3的pH=11.6，则，，，，解得，，因此无e(OH)2生成。
【分析】
（1）铁和硫酸反应生成氢气，铁和三价铁离子反应生成二价铁离子，根据这两反应写出离子方程式即可。
（2）加氨水的目的是去除杂质铝离子，根据表格pH要避开铁离子和亚铁离子的沉淀范围。
（3）根据影响化学平衡的因素来分析，加入过量的碳酸氢氨可以亚铁离子和碳酸根离子抑制水解。
（4）白色固体变为红褐色，说明亚铁离子变为了铁离子，发生氧化还原反应。
（5）根据 Ksp(FeCO3)=3.0×10-11 和碳酸根离子浓度，计算出亚铁离子浓度，再结合氢氧根离子浓度计算出 Ksp[Fe(OH)2] ，与 1.6×10-14 进行比较。
30．（2021·成都模拟）黄钠铁矾［Na3Fe3(SO4)3(OH)6]被用于作净水剂。以高品质的硫铁矿(主要成分为FeS2，含少量SiO2)为原料制取黄钠铁矾，工艺流程如图：
（1）“盐浸”时的反应为FeS2+Fe2(SO4)3→FeSO4+S↓(未配平)，其中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 ；滤渣的主要成分为SiO2和 。
（2）“氧化”时发生反应的离子方程式为 ；用空气代替NaClO进行该反应具有成本低等优点，但存在 的缺点。
（3）“沉铁”过程，控制不同条件可以得到不同的沉淀，所得沉淀与温度、pH的关系如图所示(图中阴影部分表示黄钠铁矾稳定产生的区域)。
①80℃时，加入碳酸钠偏多时得到的黄钠铁矾中含有的杂质是 。
②生成黄钠铁矾的离子反应方程式 。
③由图在pH=2时，温度过高或过低，不易制得黄钠铁矾。试解释其原因 。
（4）测定黄钠铁矾样品中铁的质量分数：称取样品2.000g置于锥形瓶中，加入足量稀H2SO4溶解，滴入稍过量的KI溶液，待充分反应后，调节溶液近中性，滴入几滴淀粉溶液，用0.1500mol L-1Na2S2O3溶液平行滴定，平均消耗20.00mL。(已知：I2+2S2O=2I-+S4O)
①滴定终点的实验现象是 。
②样品中铁的质量分数为 。
【答案】（1）1：1；S
（2）2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O；空气氧化速率小
（3）FeOOH；3Fe3++3Na++3SO+3CO+3H2O=Na3Fe3(SO4)3(OH)6↓+3CO2↑；温度过高，Fe3+水解程度增大并分解为Fe2O3导致产率低；温度过低，Fe3+水解程度小，不易生成黄钠铁矾
（4）滴入最后一滴Na2S2O3溶液，溶液由蓝色变为无色，且30s内颜色不复原；8.400%
【知识点】盐类水解的应用；铁盐和亚铁盐的相互转变；常见金属元素的单质及其化合物的综合应用
【解析】【解答】由题干工艺流程图可知，“盐浸”是FeS2和Fe2(SO4)3反应生成FeSO4和S，进行氧化还原反应配平可得反应原理为：FeS2+Fe2(SO4)3=3FeSO4+2S，过滤I得到滤渣成分为SiO2和S，向滤液中加入NaClO和H2SO4，将Fe2+氧化为Fe3+，反应原理为：2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O，“沉铁”中是将Fe2(SO4)3与Na2CO3、Na2SO4反应生成黄钠铁矾沉淀，反应离子方程式为：3Fe3++3Na++3SO+3CO+3H2O=Na3Fe3(SO4)3(OH)6↓+3CO2↑，过滤、洗涤、干燥得到纯净的黄钠铁矾［Na3Fe3(SO4)3(OH)6]，据此分析解题。
（1）由分析可知，“盐浸”时的反应为：FeS2+Fe2(SO4)3→3FeSO4+2S↓，其中FeS2还原剂，Fe2(SO4)3是氧化剂，则氧化剂和还原剂的物质的量之比为：1：1，滤渣的主要成分为SiO2和S，故答案为：1：1；S；
（2）由分析可知，“氧化”时发生反应的离子方程式为：2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O，由于空气中氧气含量低，O2本身氧化Fe2+的速率较慢，则用空气代替NaClO进行该反应具有成本低等优点，但存在空气氧化速率小的缺点，故答案为：2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O；空气氧化速率小；
（3）①80℃时，加入碳酸钠偏多时则溶液中的碱性较强，由题干信息图中可知，此条件下得到的黄钠铁矾中含有的杂质是FeOOH，故答案为：FeOOH；
②由分析可知，生成黄钠铁矾的离子反应方程式为：3Fe3++3Na++3SO+3CO+3H2O=Na3Fe3(SO4)3(OH)6↓+3CO2↑，故答案为：3Fe3++3Na++3SO+3CO+3H2O=Na3Fe3(SO4)3(OH)6↓+3CO2↑；
③由图在pH=2时，温度过高或过低，不易制得黄钠铁矾，这是由于Fe3+水解是一个吸热反应，温度过高，Fe3+的水解程度增大，生成的Fe(OH)3易分解为Fe2O3导致产率低；温度过低，Fe3+水解程度小，不易生成黄钠铁矾，故答案为：温度过高，Fe3+水解程度增大并分解为Fe2O3导致产率低；温度过低，Fe3+水解程度小，不易生成黄钠铁矾；
（4）①本实验使用淀粉溶液作指示剂，I2遇到淀粉溶液显蓝色，原溶液中含有I2，反应后没有I2，故滴定终点的实验现象是滴入最后一滴Na2S2O3溶液，溶液由蓝色变为无色，且30s内颜色不复原，故答案为：滴入最后一滴Na2S2O3溶液，溶液由蓝色变为无色，且30s内颜色不复原；
②已知黄钠铁矾[Na3Fe3(SO4)3(OH)6]中铁为+3价，则有：2I-+2Fe3+=2Fe2++I2，I2+2S2O=2I-+S4O，可知：2Fe3+~~I2~~2 S2O，则有：n(Fe3+)=n(S2O)=0.1500mol L-1 ×20.00×10-3L=3×10-3mol，则黄钠铁矾中Fe的质量分数为：=8.400%，故答案为：8.400%。
【分析】（1）化合价降低的是氧化剂，化合价升高的是还原剂，根据得失电子守恒判断物质的量之比；
（2）氧化是为了把亚铁离子氧化为铁离子再经沉铁除去；
（3） ① 从图可以看出杂质主要是 FeOOH ；
② “ 沉铁”反应物有硫酸钠、碳酸钠、硫酸铁，结合黄钠铁矾的化学式及拆分原则判断反应的离子方程式；
③ 从图可以看出，温度高生成了 Fe2O3导致产率低 ，温度低 Fe3+水解程度小，不易生成黄钠铁矾 ；
（4） ① 淀粉遇碘变蓝，滴定终点时碘完全反应了，所以蓝色褪去；
② 三价铁氧化I-生成I2，生成的I2又用 Na2S2O3 还原，即三价铁得到的电子数等于 Na2S2O3 失去的电子数，进行计算。
1 / 1【备考2024年】从巩固到提高 高考化学二轮微专题07 铁及其化合物
一、选择题
1．（2024·贵州模拟）高铁酸钠是一种新型绿色消毒剂，主要用于饮用水处理。某化学兴趣小组用废铁屑(主要成分为，杂质有及油脂)制备高铁酸钠的主要流程如下。下列说法错误的是（ ）
A．“碱浸”可以除去废铁屑中的油脂
B．“滤渣”的主要成分是和
C．“操作Ⅰ”通入的空气可以用溶液代替
D．若流程改为先“氧化”后“调”，可能会生成
2．（2024·吉林模拟）实验室合成高铁酸钾（）的过程如下图所示。下列说法错误的是（ ）
A．气体a的主要成分为
B．沉淀b的主要成分为
C．中的化合价为
D．反应2为
3．（2024·广西壮族自治区模拟）实验小组用过量溶液处理覆铜板得到浸出液，并对其中的物质进行回收，流程如下。下列有关说法正确的是（ ）
A．浸出液呈中性
B．滤渣只有铜粉
C．用KSCN溶液检验是否“氧化”完全
D．溶液a回收后可用于处理覆铜板
4．（2015·龙岩模拟）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
5．（2023·惠州模拟）关于下列转化过程分析不正确的是
A．中Fe元素的化合价为+2、+3
B．该转化过程中FeO和均做催化剂
C．过程Ⅱ的化学方程式为：
D．该过程的总反应为：
6．（2023·金山模拟）如图所示是铁及其化合物的价类二维图，下列有关叙述正确的是 （ ）
A．物质X是Fe3O4
B．Fe2O3→Fe的转化，Fe2O3发生氧化反应
C．在空气中Z→Y的现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色
D．可通过复分解反应实现FeCl2和FeCl3的相互转化
7．（2023·惠州模拟）下列有关铁及其化合物转化过程中的离子方程式书写正确的是
A．氧化亚铁溶于稀硝酸：
B．铁溶于盐酸：
C．醋酸除铁锈：
D．三氯化铁腐蚀铜板：
8．（2023·大连模拟）一种用溶液浸取黄铁矿(主要含，还含有少量难溶性杂质)的流程如图所示。下列叙述错误的是
A．浸取时主要反应的离子方程式为：
B．可以向操作后的溶液X中加入KSCN溶液，检验是否反应完全
C．溶液X经过一系列操作，可制得“绿矾晶体()
D．实验室中可以利用溶液和NaOH溶液混合制备胶体
9．（2023·白沙模拟）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．在水溶液中，a可与e反应生成b
B．e只能被还原
C．可将e的溶液加入NaOH溶液中制得d(OH)3胶体
D．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
10．（2023·沈阳模拟）一种用溶液浸取黄铁矿(主要含，还含有少量难溶性杂质)的流程如图所示，下列叙述中错误的是
A．浸取时主要反应的离子方程式为：
B．可以向操作后的溶液X中加入KSCN溶液，检验是否存在
C．中含有离子键和共价键，阴阳离子个数比为2：1
D．由溶液X制取绿矾晶体的主要操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
11．（2023·嘉兴模拟）下列关于元素及其化合物的性质说法错误的是
A．K和苯酚反应可生成
B．工业上用在中燃烧生产HCl
C．生铁降低含碳量生产碳素钢
D．工业上用焦炭还原石英砂制备纯硅
12．（2023·淮北模拟）含铁物质或微粒所带电荷数与化合价的关系如图所示，下列说法错误的是
A．M可能是
B．R为铁单质，常温下遇浓硫酸发生钝化
C．N可用溶液检验
D．与强氧化剂在碱性条件下反应可以生成
13．（2023·大庆模拟）含铁物质与其相应化合价的关系如图所示。下列推断合理的是
A．可用苯酚溶液鉴别 和e B．a与水反应可直接生成c
C．e的水溶液常用于净水 D．存在e-d-f-g的循环转化关系
14．（2022·青岛模拟）草酸亚铁晶体是生产感光材料的原料，制备流程如下：
下列说法错误的是（ ）
A．可用溶液检验是否变质
B．步骤①酸化的目的是抑制的水解
C．步骤②反应为
D．步骤③为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
15．（2022·奉贤模拟）如图为部分含铁物质之间的转化关系，下列说法正确的是（ ）
A．FeCl2溶液与H2O2溶液反应，可实现转化⑥
B．将Fe(OH)3溶于氢碘酸可实现转化③
C．将Fe(OH)2溶于稀硝酸可转化为Fe2+
D．铁与水蒸气在高温下反应可实现转化①
16．（2022·嘉定模拟）铁与水蒸气反应的实验装置如图，下列说法正确的是（ ）
A．实验时，试管口应高于试管底
B．加热时试管内生成黑色物质，点燃肥皂泡可听到爆鸣声
C．反应的化学方程式为2Fe+3H2O(g)Fe2O3+3H2
D．试管中发生化合反应
17．（2022·德州模拟）部分含铁微粒所带的电荷数与其中铁元素化合价的关系如图所示，由该图可预测含铁微粒间相互转化时所需试剂。下列推断不合理的是（ ）
A．常温下，可用R材质容器储运浓硫酸
B．M可用K3[Fe(CN)6]溶液检验
C．若Q为金属阳离子，可通过Fe2O3与稀HI溶液反应生成
D．Fe3+与氧化剂在碱性条件下反应可生成FeO
18．（2022·济南模拟）铁器表面氧化层的成分有多种：致密的Fe3O4、疏松的FeO(OH)和FeOCl，它们均难溶于水。下列说法错误的是（ ）
A．有氧条件下 与 转化为 ，周围环境的 增大
B． 可自发转变为 ，说明 的溶解度小于
C．检验 中是否含有 ，可选用的试剂是稀硫酸和 溶液
D． 完全转化为 时转移 电子
19．（2022·汕头模拟）中药材铁华粉的主要成分是(CH3COO)2Fe，其检测流程如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．刺激性气体X为SO2
B．铁华粉中可能含有铁单质
C．向滤液中滴加酸性KMnO4溶液，一定能证明Fe2+具有还原性
D．滤液中加入K3[Fe(CN)6]试液，产生蓝色沉淀说明溶液中含有Fe3+
20．（2022·南开模拟）Fe3+可与H2O、、等配体形成配位数为6的配离子，如[Fe(H2O)6]3+(浅紫色)、(红色)、(无色)，但不能与形成配离子。某同学完成如下实验：
下列有关叙述错误的是（ ）
A．[Fe(H2O)6]3+为浅紫色，但溶液I却呈黄色，是Fe3+水解的产物所致
B．溶液II、III的颜色分别为红色和无色，说明其中不存在[Fe(H2O)6]3+
C．为了观察到溶液I中[Fe(H2O)6]3+的浅紫色，可向溶液中加入硝酸
D．已知Fe3+与、的反应在溶液中存在以下平衡： ；，溶液II→溶液III，颜色由红色变为无色。若该反应是可逆反应，其平衡常数为
21．（2022·南开模拟）高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型的污水处理剂。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用暖贴残渣制备高铁酸钾，流程如下
下列说法错误的是（ ）
A．步骤 i 适当加热搅拌可以加快反应速率
B．ii 中的试剂为 H2O2
C．iii 中反应为 2Fe3+ + 5H2O +3ClO- =2 FeO +3Cl-+10H+
D．iv 中反应说明溶解度：Na2FeO4＞K2FeO4
22．（2021·海门模拟）FeCl3是棕红色固体，易潮解，在300℃以上可升华成含二聚三氯化铁()分子的气体。可用于金属刻蚀，污水处理等。主要有以下制备方法：
方法①：氯化法。以废铁屑和氯气为原料，在立式反应炉里反应，生成的氯化铁蒸气和尾气由炉的顶部排出，进入捕集器冷凝为固体结晶。
方法②：熔融法。将铁屑和干燥氯气在低共熔混合物(如30%KCl与70%FeCl3混合)内进行反应生成氯化铁，升华后收集在冷凝室中，该法制得的氯化铁纯度高。
方法③：复分解法。用氧化铁与盐酸反应后得到氯化铁溶液。
方法④：氯化亚铁合成法。将铁屑溶于盐酸中，然后向其中通入氯气得到氯化铁。
下列说法正确的是（ ）
A．二聚三氯化铁分子中含有配位键
B．将FeCl3饱和溶液缓慢滴入氢氧化钠溶液中，可制取Fe(OH)3胶体
C．直接加热蒸干方法③所得的氯化铁溶液制备无水氯化铁
D．向方法④所得的溶液中加入KSCN溶液与氯气，检验该溶液中是否含有Fe2+
二、非选择题
23．（2023·门头沟模拟）为探究FeCl3的性质，进行了如下实验(FeCl3和Na2SO3溶液浓度均为0.1mol·L 1)。
实验 操作与现象
①
②
③
分析上述实验现象，所得结论不合理的是
A．实验①说明加热促进Fe3+水解反应
B．实验②说明Fe3+ 既发生了水解反应，又发生了还原反应
C．实验③说明Fe3+ 发生了水解反应，但没有发生还原反应
D．实验①-③说明SO对Fe3+ 的水解反应无影响，但对还原反应有影响
24．（2023·惠州模拟）利用硫酸烧渣(主要含、FeO，还含有和CuO等)来制取溶液。
（1）①将硫酸烧渣进行粉碎，其目的是 。
②“酸浸”时，发生反应的离子方程式是 。
（2）“还原”时，铁粉将、还原为和Cu。检验是否已全部被还原，所选用试剂的化学式是 。
（3）将得到的溶液进行下列操作，测定其物质的量浓度：
步骤一：取溶液，将其稀释成100.00mL溶液。
步骤二：取25.00mL稀释后的溶液，向其中加入酸性溶液。恰好反应时，记下消耗溶液的体积。
步骤三：重复上述实验3次，平均消耗溶液20.00mL。
已知：(未配平)
①配平上述方程式 。
②“步骤一”中稀释时所用的水需先进行加热煮沸，其目的是 。
③试通过计算，求原溶液的物质的量浓度是多少？(写出计算过程)
25．（2023·虹口模拟）铁及其化合物在人类生活中有着极其重要的作用。完成下列填空：
（1）铁的原子结构示意图为。由此可知，铁是第 周期元素，铁原子核外3d轨道上共填充了 个电子。
（2）古代中国四大发明之一的司南是由天然的磁石制成的，其主要成分是 (选填编号)。
a.Fe b.FeO c.Fe2O3 d.Fe3O4
（3）FeSO4可以用来净水、治疗缺铁性贫血等，实验室在配制FeSO4溶液时，为了防止FeSO4变质，经常向溶液中加入铁粉，其原因是 (用离子方程式表示)。
（4）向新配制的FeSO4溶液中，加入一定量的稀硝酸，发生如下反应：
Fe2++H++NO=Fe3++NO↑+H2O
①配平上述反应 。
②每生成0.5molNO气体，转移的电子数为 。
③要检验该反应后的溶液中是否还含有Fe2+，实验方案是 。
现在可以利用铁氧化物循环裂解水制备氢气，其过程如图所示：
（5）写出反应Ⅲ的平衡常数表达式 。
（6）写出铁氧化物循环裂解水制氢的总反应的化学方程式： 。
（7）Fe3O4和CO的反应过程与温度密切相关。向某容器中加入Fe3O4与CO，当其它条件一定时，达到平衡时CO的体积百分含量随温度的变化关系如图所示。
已知：①Fe3O4+CO 3FeO+CO2-Q1(Q1>0)
②Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2+Q2(Q2>0)
推测当温度达到570℃，平衡时CO体积百分含量最高的原因： 。
26．（2023·丰台模拟）煤化学链技术具有成本低、能耗低的捕集特性。以铁矿石(主要含铁物质为)为载氧体的煤化学链制氢工艺如下图。测定反应前后不同价态铁的含量，对工艺优化和运行监测具有重要意义。
（1）进入燃烧反应器前，铁矿石需要粉碎，煤需要烘干研磨，其目的是 。
（2）分离燃烧反应器中产生的(g)和，可进行高纯捕集和封存，其分离方法是 。
（3）测定铁矿石中全部铁元素含量。
i．配制铁矿石待测液：铁矿石加酸溶解，向其中滴加氯化亚锡()溶液。
ii．用重铬酸钾()标准液滴定可测定样品中全部铁元素含量。配制铁矿石待测液时溶液过量会对测定结果产生影响，分析影响结果及其原因 。
（4）测定燃烧反应后产物中单质铁含量：取a g样品，用溶液充分浸取(FeO不溶于该溶液)，向分离出的浸取液中滴加b 溶标准液，消耗标准液V mL。已知被还原为，样品中单质铁的质量分数为 。
（5）工艺中不同价态铁元素含量测定结果如下。
①制氢产物主要为，写出蒸汽反应器中发生反应的化学方程式 。
②工艺中可循环使用的物质是 (填化学式)。
27．（2023·渭南模拟）以焙烧黄铁矿(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝颜料。工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）红渣的主要成分为 (填化学式)，滤渣①的主要成分为 (填化学式)。
（2）黄铁矿研细的目的是 。
（3）还原工序中，不生成S单质的反应的化学方程式为 。
（4）工序①的名称为 ，所得母液循环使用。
（5）沉铁工序产生的白色沉淀中的化合价为 ，氧化工序发生反应的离子方程式为 。
（6）若用还原工序得到的滤液制备和，所加试剂为 和 (填化学式，不引入杂质)。
28．（2023·吉林模拟）聚合硫酸铁(PFS)也称碱式硫酸铁或羟基硫酸铁，是新型、优质、高效铁盐类无机高分子絮凝剂。PFS固体为淡黄色无定型粉状固体，极易溶于水，高于130℃发生分解，有较强的吸湿性。下图是以回收废铁屑为原料制备PFS的一种工艺流程。
回答下列问题：
（1）粉碎过筛的目的是 。
（2）酸浸没时最合适的酸是 。
（3）反应釜中加入的氧化剂是双氧水，其作用是 ，反应的离子方程式为 。
（4）聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围内，原因是 。
（5）相对于常压蒸发，减压蒸发的优点是 。
（6）盐基度B是衡量絮凝剂絮凝效果的重要指标，定义式为(n为物质的量)。为测量样品的B值，取样品mg，准确加入过量盐酸，充分反应，再加入煮沸后冷却的蒸馏水，以酚酞为指示剂，用cmol/L的标准NaOH溶液进行中和滴定(部分操作略去，已排除铁离子干扰)。到终点时消耗NaOH溶液VmL。按照上述步骤做空白对照试验，消耗NaOH溶液mL，已知该样品中Fe的质量分数ω，则B的表达式 。
29．（2022·德阳模拟）碳酸亚铁在干燥空气中为白色固体，可用于制铁盐、兽药、补血剂等。利用废铁屑(含少量碳、氧化铝和氧化铁杂质)为原料制取碳酸亚铁，并探究碳酸亚铁的部分性质。回答下列问题：
（1）Ⅰ.制碳酸亚铁，工艺流程如图：
常温下几种金属阳离子开始沉淀与完全沉淀时的pH如表：
Fe2+ Fe3+ Al3+
开始沉淀 7.5 2.7 3.8
完全沉淀 9.5 3.7 4.7
酸浸时，所发生氧化还原反应的离子方程式为 。
（2）加入氨水调控pH的范围是 ，“固体”的成分是 。
（3）在工业生产中加入的NH4HCO3，需过量，下列分析不正确的是 (填标号)。
a.使Fe2+充分转化为碳酸亚铁
b.碳酸氢铵受热分解
c.促进Fe2+、CO的水解
（4）Ⅱ.探究碳酸亚铁的性质
实验：
由上面实验可以得出碳酸亚铁的相关性质是 ，写出碳酸亚铁变成红褐色固体所发生反应的化学方程式 。
（5）已知：100.8≈6.3，25℃时，Ksp(FeCO3)=3.0×10-11、Ksp[Fe(OH)2]=1.6×10-14。现将碳酸亚铁加入0.1mol·L-1Na2CO3(pH=11.6)溶液中，经计算可知 (填“有”或“无”)Fe(OH)2生成。
30．（2021·成都模拟）黄钠铁矾［Na3Fe3(SO4)3(OH)6]被用于作净水剂。以高品质的硫铁矿(主要成分为FeS2，含少量SiO2)为原料制取黄钠铁矾，工艺流程如图：
（1）“盐浸”时的反应为FeS2+Fe2(SO4)3→FeSO4+S↓(未配平)，其中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 ；滤渣的主要成分为SiO2和 。
（2）“氧化”时发生反应的离子方程式为 ；用空气代替NaClO进行该反应具有成本低等优点，但存在 的缺点。
（3）“沉铁”过程，控制不同条件可以得到不同的沉淀，所得沉淀与温度、pH的关系如图所示(图中阴影部分表示黄钠铁矾稳定产生的区域)。
①80℃时，加入碳酸钠偏多时得到的黄钠铁矾中含有的杂质是 。
②生成黄钠铁矾的离子反应方程式 。
③由图在pH=2时，温度过高或过低，不易制得黄钠铁矾。试解释其原因 。
（4）测定黄钠铁矾样品中铁的质量分数：称取样品2.000g置于锥形瓶中，加入足量稀H2SO4溶解，滴入稍过量的KI溶液，待充分反应后，调节溶液近中性，滴入几滴淀粉溶液，用0.1500mol L-1Na2S2O3溶液平行滴定，平均消耗20.00mL。(已知：I2+2S2O=2I-+S4O)
①滴定终点的实验现象是 。
②样品中铁的质量分数为 。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；制备实验方案的设计
【解析】【解答】A、油脂在碱性条件下水解，则加入NaOH“碱浸”可以除去废铁屑中的油脂，故A正确；
B、由分析可知，“滤渣”的主要成分是C，故B错误；
C、“操作Ⅰ”目的是将Fe2+氧化为Fe3+，过氧化氢也具有氧化性，因此可用溶液代替，故C正确；
D、若先“氧化”，溶液为酸性，Na2FeO4在酸性条件下有较强的氧化性，能将盐酸中的Cl-氧化为Cl2，故D正确；
故答案为：B。
【分析】废铁屑(主要成分为Fe，杂质有Al、C及油脂)，加入NaOH碱浸，可除去油脂，铝反应生成偏铝酸钠，过滤分离出滤液，固体中含有Fe、C，加入盐酸酸浸，Fe转化为氯化亚铁，C不反应，则滤渣为C，通入空气，将氯化亚铁氧化为氯化铁，加入NaOH溶液调pH，使溶液呈碱性，加入NaClO溶液氧化得到Na2FeO4。
2．【答案】B
【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；制备实验方案的设计
【解析】【解答】A、由分析可知，气体a为氯气，故A正确；
B、的溶解度小于KOH，会析出白色沉淀，则沉淀b的主要成分为，故B错误；
C、中，K为+1价，O为-2价，则Fe为+6价，故C正确；
D、反应2为和在碱性条件下发生氧化还原反应生成和KCl，反应的化学方程式为，故D正确；
故答案为：B。
【分析】高锰酸钾和浓盐酸发生反应1生成氯气，浓盐酸易挥发，生成的氯气中含有HCl杂质，通过饱和食盐水洗气除去HCl杂质，得到的气体a为氯气，将氯气通入饱和KOH溶液在10-15℃条件下反应生成，的溶解度小于KOH，会析出白色沉淀，将和KOH加入饱和次氯酸钾中发生反应生成。
3．【答案】D
【知识点】铁盐和亚铁盐的相互转变；二价铁离子和三价铁离子的检验；制备实验方案的设计
【解析】【解答】A、浸出液中，Fe3+，Cu2+水解使溶液呈酸性，故A错误；
B、滤渣中含有铜和过量的铁粉，故B错误；
C、氯气能将氯化亚铁氧化为氯化铁，只要反应开始就能使KSCN溶液变红，无法检验是否“氧化”完全，故C错误；
D、溶液a为氯化铁，氯化铁能与铜反应，可用于处理覆铜板，故D正确；
故答案为：D。
【分析】浸出液中加入过量铁粉，铁与氯化铁反应生成氯化亚铁，与氯化铜反应生成铜和氯化亚铁，过滤，滤渣中含有铜和过量的铁粉，滤液中含有氯化亚铁，加入氯气，将氯化亚铁氧化为氯化铁，则溶液a为氯化铁。
4．【答案】B
【知识点】常见金属的活动性顺序及其应用；铁盐和亚铁盐的相互转变
【解析】【解答】解：A．无固体剩余，说明铜全部以铜离子形式存在，加入的铁完全反应，溶液中一定含有Fe2+，可能含有Fe3+，故A错误；
B．若有固体存在，固体中一定有铜，可能有铁，溶液中一定有含有Fe2+，故B正确；
C．若溶液中有Cu2+，加入的铁量不足，可能只与Fe3+反应，也可能与Fe3+反应，剩余部分与Cu2+反应生成铜，所以可能有固体析出，故C错误；
D．当加入的铁较少时，只发生Fe+2Fe3+=3Fe2+时，不会有铜析出，故D错误；
故选：B．
【分析】FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜发生反应：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，Fe3+ 氧化性强于Cu2+，加入铁粉先与Fe3+反应，再与Cu2+反应，据此解答．
5．【答案】B
【知识点】铁的氧化物和氢氧化物
【解析】【解答】A.Fe3O4可看作FeO·Fe2O3形式，因此Fe元素的化合价为+2、+3价，A不符合题意。
B.该过程中Fe3O4为催化剂，FeO为中间产物，B符合题意。
C.过程过程Ⅱ中FeO和H2O反应生成Fe3O4和H2，该反应的化学方程式为3FeO＋H2OFe3O4＋H2↑，C不符合题意。
D.由图可知，该过程中的反应物为H2O，生成物为H2和O2，因此总反应为2H2O=2H2↑＋O2↑，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】A、Fe3O4可看作FeO·Fe2O3形式。
B、Fe3O4为催化剂，FeO为中间产物。
C、过程Ⅱ中FeO和H2O反应生成Fe3O4和H2。
D、该过程中H2O分解成H2和O2。
6．【答案】C
【知识点】铁的化学性质；铁及其化合物的性质实验
【解析】【解答】A.结合价类二维图，得到X中铁元素为+2价，故为FeO，故A不符合题意；
B. Fe2O3→Fe的转化，Fe2O3发生还原反应，故B不符合题意；
C.Z为Fe(OH)2，Y为Fe(OH)3，氢氧化亚铁变为氢氧化铁过程是先变为灰绿色最终变为红褐色，故C符合题意；
D. FeCl2和FeCl3的相互转化 必须通过氧化还原反应，故D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A.结合价类二维图即可得到X；
B.根据氧化还原反应判断；
C.根据氢氧化亚铁变为氢氧化铁的过程现象变化判断即可；
D.结合化合价即可得出需要发生氧化还原反应。
7．【答案】D
【知识点】硝酸的化学性质；铁盐和亚铁盐的相互转变；离子方程式的书写
【解析】【解答】A.FeO溶于稀硝酸的过程中，铁元素被HNO3氧化成Fe3＋，氮元素被还原为NO，该反应的离子方程式为：3FeO＋10H＋＋NO3－=3Fe3＋＋5H2O＋NO↑，A不符合题意。
B.Fe与稀盐酸反应生成可溶性FeCl2和H2，该反应的离子方程式为：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，B不符合题意。
C.CH3COOH是一种弱酸，在离子方程式中保留化学式，该反应的离子方程式为：Fe2O3＋6CH3COOH=2Fe3＋＋6CH3COO－＋3H2O，C不符合题意。
D.Fe3＋具有氧化性，能将Cu氧化成Cu2＋，自身还原为Fe2＋，该反应的离子方程式为：2Fe3＋＋Cu=Cu2＋＋2Fe2＋，D符合题意。
故答案为：D
【分析】A、HNO3具有氧化性，能将＋2价氧化成Fe3＋，自身还原为NO。
B、铁与稀盐酸反应生成FeCl2和H2。
C、CH3COOH是一种弱酸，在离子方程式中保留化学式。
D、Fe3＋具有氧化性，能将Cu氧化成Cu2＋，自身还原为Fe2＋。
8．【答案】D
【知识点】铁的化学性质；铁盐和亚铁盐的相互转变；离子方程式的书写
【解析】【解答】A．Fe2(SO4)3溶液浸取黄铁矿时离子方程式为： ，过滤，得FeSO4溶液，A不符合题意；
B．若向浸没后中溶液中加入KSCN，变红，有Fe3+，没有完全反应，B不符合题意；
C．溶液X为FeSO4溶液，经蒸发浓缩、冷却结晶后可制得“绿矾晶体( )，C不符合题意；
D． 实验室制备 胶体的方法是：加热烧杯中的水至沸腾，向沸水滴加几滴饱和氯化铁溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，即停止加热，D符合题意；
故答案为：D
【分析】A．Fe2(SO4)3溶液浸取黄铁矿时离子方程式为： ；
B．若向浸没后中溶液中加入KSCN，变红，有Fe3+；
C．溶液X为FeSO4溶液，经蒸发浓缩、冷却结晶后可制得“绿矾晶体( )；
D． 实验室制备 胶体的方法是：加热烧杯中的水至沸腾，向沸水滴加几滴饱和氯化铁溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，即停止加热。
9．【答案】C
【知识点】铁的化学性质；铁的氧化物和氢氧化物
【解析】【解答】A．在水溶液中Fe与Fe3+会发生反应：Fe+2Fe3+=2Fe2+，A不符合题意；
B．从图上看，e是铁盐，是Fe元素的高价态，只能得到电子被还原，B不符合题意；
C．向铁盐溶液中加入NaOH溶液中，发生复分解反应制得Fe(OH)3沉淀，不是胶体，C符合题意；
D．向亚铁盐溶液中加入碱，反应制取得到Fe(OH)2，该物质不稳定，容易被空气中的氧气氧化产生Fe(OH)3，Fe(OH)3用酸溶解，反应产生铁盐，向铁盐溶液中加入Fe或Cu具有还原性的物质，反应产生亚铁盐，从而可实现b→c→d→e→b的循环转化关系，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】依据铁及其化合物的性质分析判断。
10．【答案】C
【知识点】铁盐和亚铁盐的相互转变；无机物的推断
【解析】【解答】A．由分析可知，浸取时发生的主要反应为二硫化铁与溶液中铁离子反应生成亚铁离子和硫，反应的离子方程式为，故A不符合题意；
B．铁离子与硫氰化钾溶液反应生成红色的硫氰化铁，所以向硫酸亚铁溶液中加入硫氰化钾溶液可以检验溶液中是否存在铁离子，故B不符合题意；
C．二硫化铁是由铁离子和离子形成的离子化合物，化合物中阴阳离子个数比为1：1，故C符合题意；
D．由分析可知，由溶液X制取绿矾晶体的主要操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．二硫化铁与铁离子反应生成亚铁离子和硫；
B．铁离子与硫氰化钾溶液反应生成红色的硫氰化铁；
C．二硫化铁是由铁离子和离子形成的离子化合物；
D．从溶液中结晶出固体的上般步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
11．【答案】D
【知识点】氯气的化学性质；铁的化学性质；苯酚的性质及用途
【解析】【解答】A．K是活泼的碱金属，苯酚是弱酸，K和苯酚反应可生成，故A不符合题意；
B．工业盐酸是用Cl2、H2燃烧法制取HCl气体，然后将HCl气体溶于水制得的，故B不符合题意；
C．由生铁冶炼成碳素钢就是降低生铁中碳的含量，并除去其中的部分杂质，故C不符合题意；
D．工业上用焦炭还原石英砂制得含有少量杂质的粗硅，将粗硅通过化学方法进一步提纯，可以得到高纯硅，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.苯酚显弱酸性，能与金属K反应生成氢气；
B.氢气在氯气中燃烧生成HCl；
C.碳素钢是碳含量较低的铁合金；
D.工业上用焦炭还原石英砂制得含有少量杂质的粗硅，将粗硅通过化学方法进一步提纯得到纯硅。
12．【答案】C
【知识点】氧化还原反应；铁的化学性质；二价铁离子和三价铁离子的检验；化合价与化学式
【解析】【解答】A．M中Fe元素为+2价，且电荷数为0，可能是，故A不符合题意；
B．R中Fe元素为0价，且电荷数为0，为Fe单质，铁单质在常温下遇浓硫酸发生钝化，故B不符合题意；
C．N中Fe元素为+2价，且电荷数为+2，为Fe2+，Fe2+不能用溶液检验，故C符合题意；
D．中Fe元素为+6价，据图可知在碱性环境中稳定存在，所以Fe3+与氧化剂在碱性条件下反应可生成，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.不带电荷数，且铁元素化合价为+2。
B.单质中元素化合价为0，常温下铁遇浓硫酸发生钝化。
C.注意溶液用于检验Fe3+。
D. ，铁元素化合价升高，作还原剂。
13．【答案】A
【知识点】铁的化学性质；铁的氧化物和氢氧化物；铁盐和亚铁盐的相互转变
【解析】【解答】A．d为含Fe3+的盐、e为含Fe2+的盐，Fe3+能与苯酚发生显色反应，而Fe2+与苯酚不能发生显色反应，所以可用苯酚溶液鉴别Fe3+和Fe2+，A符合题意；
B．a为Fe、c为Fe2O3，Fe与水在常温下不反应，在高温下反应生成Fe3O4等，不可直接生成Fe2O3，B不符合题意；
C．e为含Fe2+的盐，Fe3+的水溶液常用于净水，但Fe2+氧化后才能用于净水，C不符合题意；
D．Fe2+能一步转化为Fe3+，Fe3+能一步转化为Fe(OH)3，但Fe(OH)3不能一步转化为Fe(OH)2，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A、苯酚遇铁离子显紫色；
B、铁和水反应生成四氧化三铁；
C、亚铁离子无法净水；
D、氢氧化铁无法一步转化为氢氧化亚铁。
14．【答案】D
【知识点】盐类水解的应用；二价铁离子和三价铁离子的检验；制备实验方案的设计
【解析】【解答】A．中的Fe元素存在形式为Fe2+，Fe2+易被氧化成Fe3+，若变质会生成 Fe3+，Fe3+遇溶液变红色，因此可用溶液检验是否变质，故A不符合题意；
B．易水解生成Fe(OH)2和氢离子，使溶液显酸性，进行酸化，增大氢离子的浓度可抑制的水解，故B不符合题意；
C．步骤②生成沉淀，发生反应的离子方程式为，故C不符合题意；
D．根据可知，步骤②中加入草酸后直接生成沉淀，只需要将沉淀过滤、洗涤、干燥后即可得到晶体，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.变质会生成 Fe3+，Fe3+遇溶液变红色；
B.水解显酸性，增大氢离子的浓度可抑制的水解；
C.步骤②发生反应；
D.加入草酸后直接生成沉淀，将沉淀洗涤干净即可得到晶体，无需蒸发浓缩、冷却结晶。
15．【答案】A
【知识点】铁的化学性质；铁盐和亚铁盐的相互转变
【解析】【解答】A．转化⑥Fe2+转化为Fe3+，发生氧化反应，H2O2为氧化剂，与FeCl2溶液反应可以实现转化⑥，反应为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，A项符合题意；
B．氢碘酸中I-有强还原性，Fe(OH)3溶于氢碘酸反应为：2Fe(OH)3+2I-+6H+=2Fe2++I2+6H2O，不能实现转化③，B项不符合题意；
C．硝酸有强氧化性，Fe(OH)2溶于稀硝酸反应为：3Fe(OH)2++10H+=3Fe3++NO↑+8H2O，Fe(OH)2转化为Fe3+，C项不符合题意；
D．铁与水蒸气在高温下反应为：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，不可实现转化①，D项不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A．依据2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O分析；
B．依据2Fe(OH)3+2I-+6H+=2Fe2++I2+6H2O判断；
C．依据3Fe(OH)2++10H+=3Fe3++NO↑+8H2O判断；
D．依据3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2判断。
16．【答案】B
【知识点】铁的化学性质
【解析】【解答】A．实验时，试管口应略向下倾斜，即试管口应低于试管底，A不符合题意；
B．铁和水蒸气在高温下反应生成Fe3O4和H2，因此加热时试管内生成黑色物质，点燃肥皂泡可听到爆鸣声，B符合题意；
C．铁和水蒸气在高温下反应生成Fe3O4和H2，反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，C不符合题意；
D.3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，该反应属于置换反应，不属于化合反应，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】A、加热固体时试管口应略向下倾斜；
B、铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，四氧化三铁为黑色，氢气点燃有爆鸣声；
C、铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气；
D、铁和水蒸气的反应是置换反应。
17．【答案】B
【知识点】铁的氧化物和氢氧化物；铁盐和亚铁盐的相互转变
【解析】【解答】A．常温下，铁在浓硫酸中会发生钝化，所以常温下，可用R材质容器储运浓硫酸，故A合理；
B．Fe2+和K3[Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀，M不是Fe2+，所以M不能用K3[Fe(CN)6]溶液检验，故B不合理；
C．Fe2O3与稀HI溶液发生氧化还原反应，Fe2O3中的+3价铁被I-还原为Fe2+，故C合理；
D．从图中可以看出，在碱性溶液中可以生成，中铁为+6价，所以Fe3+与氧化剂在碱性条件下反应可生成，故D合理；
故答案为：B。
【分析】A、铁制品常温下可以被浓硫酸、浓硝酸钝化；
B、亚铁离子可以用铁氰酸钾检验，M是氧化亚铁，在水中没有电离出亚铁离子；
C、Q为亚铁离子，而HI和Fe2O3在反应时会生Fe2+和I2；
D、结合图示，可知铁离子在碱性条件下可以生成高铁酸根。
18．【答案】C
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质；二价铁离子和三价铁离子的检验；氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】A．有氧条件下 与 转化为 ，反应原理为：4Fe3O4+12Cl-+O2+6H2O=12FeOCl+12OH-，故周围环境的 增大，A不符合题意；
B．化学反应有从溶解度小的物质转化为溶解度更小的趋势，则 可自发转变为 ，说明 的溶解度小于 ，B不符合题意；
C．FeO(OH)和FeOCl中的Fe均为+3价，FeO(OH)和FeOCl均能与稀硫酸反应转化为Fe3+，均能是KSCN溶液变为血红色，即选用的试剂是稀硫酸和 溶液不能检验出 中是否含有 ，C符合题意；
D．已知Fe3O4中有 的Fe是+2价，有 的Fe为+3价，则有 完全转化为 mol的 时转移 电子，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.转化时发生反应4Fe3O4+12Cl-+O2+6H2O=12FeOCl+12OH-；
B.化学反应有从溶解度小的物质转化为溶解度更小的趋势；
C.FeO(OH)和FeOCl中的Fe均为+3价；
D.3molFeOCl完全转化为Fe3O4时，Fe元素的化合价由+3价降低为+2价，转移1mol电子。
19．【答案】B
【知识点】二价铁离子和三价铁离子的检验；制备实验方案的设计
【解析】【解答】A．铁华粉中的醋酸亚铁可以和稀硫酸之间发生复分解反应，得到醋酸，醋酸易挥发，产生有刺激性气味的醋酸气体，故A不符合题意；
B．铁华粉可以和盐酸之间反应产生氢气，则其中可能含有金属铁，故B符合题意；
C．酸性滤液中含氯离子、亚铁离子均具有还原性，都能被酸性高锰酸钾氧化，向滤液中滴入酸性KMnO4溶液，不能证明是Fe2+具有还原性，故C不符合题意；
D．发生K++Fe2++[Fe(CN)6]3-═KFe[Fe(CN)6]↓，生成蓝色沉淀，可以用来检验Fe2+，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】(CH3COO)2Fe与稀硫酸加热生成硫酸亚铁和醋酸，醋酸具有刺激性气味；若含Fe单质，与稀盐酸反应生成氢气，滤液含亚铁离子，加入K3[Fe(CN)6]试液生成蓝色沉淀。
20．【答案】B
【知识点】盖斯定律及其应用；二价铁离子和三价铁离子的检验；制备实验方案的设计
【解析】【解答】A．铁离子水解生成氢氧化铁，使得溶液I呈黄色，A不符合题意；
B．Fe3+与H2O的反应存在平衡：Fe3++6H2O [Fe(H2O)6]3+，而溶液II、III分别存在平衡：、，因此溶液II、III的颜色分别为红色和无色，不能说明其中不存在[Fe(H2O)6]3+，只是[Fe(H2O)6]3+的很少，B符合题意；
C．铁离子水解生成氢氧化铁，使得溶液I呈黄色，为了观察到溶液I中[Fe(H2O)6]3+的浅紫色，可向溶液中加入硝酸，抑制铁离子水解，C不符合题意；
D．向溶液II中加入NaF，溶液由红色变为无色，说明[Fe(SCN)6]3-转化为[FeF6]3-，反应的离子方程式为：6F-+[Fe(SCN)6]3- 6SCN-+[FeF6]3-，利用盖斯定律，减去即得到反应6F-+[Fe(SCN)6]3- 6SCN-+[FeF6]3-，平衡常数K=，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.铁离子水解生成红褐色的氢氧化铁；
C.加入硝酸可抑制铁离子水解，增大 [Fe(H2O)6]3+的浓度；
D.根据盖斯定律分析解答。
21．【答案】C
【知识点】铁盐和亚铁盐的相互转变
【解析】【解答】A．步骤i为酸溶，适当加热搅拌可以加快反应速率，A不符合题意；
B．步骤ii加入氧化性试剂将亚铁离子氧化成铁离子，可以是H2O2，不B符合题意；
C．步骤iii溶液是碱性的，H+不能共存，应以H2O形式存在，离子方程式为：2Fe3+ + 10OH- +3ClO- =2 FeO+3Cl-+5H2O，C符合题意
D．步骤iv 中Na2FeO4转化成K2FeO4，说明高铁酸钾溶解度更小，则溶解度：Na2FeO4＞K2FeO4，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.温度升高或搅拌增大接触面积都可以加快反应速率；
B. ii 中的试剂是将亚铁离子氧化为铁离子，所以可以是过氧化氢；
C.碱性环境中不可能产生H+；
D.饱和Na2FeO4溶液中加饱和KOH，既可以析出K2FeO4晶体没说明溶解度Na2FeO4＞K2FeO4。
22．【答案】A
【知识点】盐类水解的应用；二价铁离子和三价铁离子的检验；制取氢氧化铁、氢氧化亚铁
【解析】【解答】A．二聚三氯化铁分子中Fe3+与Cl-形成配位键如图，故A符合题意；
B．制备Fe(OH)3胶体的方法为：向沸腾的蒸馏水中滴加饱和的三氯化铁溶液溶液变为红褐色时停止加热，即得到Fe(OH)3胶体；向FeCl3饱和溶液缓慢滴入氢氧化钠溶液加热，得到Fe(OH)3沉淀，故B不符合题意；
C．FeCl3在溶液中水解生成氢氧化铁和HCl，加热HCl挥发，水解反应不断正向进行最终固体变为Fe(OH)3，所以直接加热蒸干FeCl3溶液得不到无水氯化铁，故C不符合题意；
D．方法④所得的溶液原本含有Fe3+，加入KSCN溶液变红，通入氯气溶液依然是红色，无法证明是否含有Fe2+，可直接滴入K3[Fe(CN)6]试剂来检验Fe2+，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】加热蒸干一般得不到原溶质的溶液： ① 挥发性强酸弱碱盐的溶液； ② 加热易分解的溶液； ③ 易被氧化的盐溶液，如亚硫酸钠； ④ 阴、阳离子均易水解，且水解产物易挥发的盐，如硫化铵。
23．【答案】D
【知识点】盐类水解的原理；二价铁离子和三价铁离子的检验
【解析】【解答】A.煮沸后溶液中出现了Fe（OH）3，说明加热促进Fe3+的水解，A选项是正确的；
B.产生红褐色的溶液说明进Fe3+水解得到了Fe（OH）3，后再滴加K3[Fe(CN）6]产生蓝色沉淀，说明溶液中产生了Fe2+，该离子是Fe3+与SO32-发生氧化还原反应得来，B选项是正确的；
C.实验③与②相比，未检验出Fe2+，说明未发生氧化还原反应，C选项是正确的；
D.通过分析②③可知：Fe3+均水解得到氢氧化铁胶体，说明SO32-促进了Fe3+的水解，但是少量的SO32-对Fe3+的还原反应有影响，过量的SO32-对Fe3+的还原反应无影响。
故答案为：D。
【分析】A.实验①溶液呈棕黄色说明溶液中含有Fe3+，煮沸后溶液变成红褐色说明水解得到了Fe（OH）3；
B.实验②的现象证明既有Fe（OH）3又有Fe2+，说明即发生了水解，又发生了氧化还原反应；
C.实验③中，加入K3[Fe(CN）6]溶液并未产生蓝色沉淀，说明并未检验出Fe2+，说明未发生氧化还原反应；
D.对比②③，可知SO32-促进了Fe3+的水解，但是少量的SO32-对Fe3+的还原反应有影响，过量的SO32-对Fe3+的还原反应无影响。
24．【答案】（1）增大接触面积，加快酸溶解速率；Fe2O3+6H+=3H2O+2Fe3+
（2）KSCN溶液
（3）1、5、8、1、5、4；除去溶解氧，防止引起误差；5FeSO4~KMnO4，n(KMnO4)=cV=0.100×0.02mol×4=0.008mol，则n(FeSO4)=0.04mol，c(FeSO4)=
【知识点】氧化还原反应方程式的配平；化学反应速率的影响因素；二价铁离子和三价铁离子的检验；物质的分离与提纯；离子方程式的书写
【解析】【解答】（1）①将硫酸烧渣进行粉碎，可增大接触面积，价款酸溶速率。
②“酸溶”过程中Fe2O3与H2SO4反应生成Fe2(SO4)3和H2O，该反应的离子方程式为：Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O。
（2）要检验Fe3＋是否全部被还原，则可加入KSCN溶液，若溶液变红色，则说明Fe3＋未完全被还原；若无明显现象，则说明Fe3＋已全部被还原。
（3）①反应过程中Mn由＋7价变为＋2价，得到5个电子；Fe由＋2价变为＋3价，失去1个电子。根据得失电子守恒可得，MnO4－、Mn2＋的系数为1；Fe2＋、Fe3＋的系数为5。根据电荷守恒可得H＋的系数为8；根据氢原子守恒可得H2O的系数为4。所以可得该反应的离子方程式为：MnO4－＋5Fe2＋＋8H＋=Mn2＋＋5HFe3＋＋4H2O。
②“步骤一”中稀释所用的水需先进行煮沸，是为了除去水中溶解的O2，防止O2将Fe2＋氧化，造成误差。
③由反应的离子方程式可得关系式：5FeSO4～KMnO4。滴定过程中消耗n(KMno4)=0.1mol·L－1×0.02L×4=0.008mol，因此样品中n(FeSO4)=0.04mol，所以原FeSO4溶液中。
【分析】烧渣“粉碎”可增大接触面积，加快反应速率。加入稀硫酸“酸浸”过程中Fe2O3与H2SO4反应生成Fe3＋、FeO与H2SO4反应生成Fe2＋，CuO与H2SO4反应生成Cu2＋，SiO2与稀硫酸不反应。加入铁粉“还原”过程中Fe与H＋、Fe3＋、Cu2+反应生成Fe2＋，最终得到FeSO4溶液。
25．【答案】（1）四；6
（2）d
（3）Fe + 2Fe3+ =3Fe2+
（4）3Fe2++4H++1NO=3Fe3++1NO↑+2H2O；1.5NA；取样，加入少量酸性KMnO4溶液，如果不显紫色，说明还含有Fe2+，如果显紫红色，说明不含有
（5）K=
（6）C+H2OCO+H2
（7）温度低于570℃时，发生的是反应②，因为②是放热反应，所以温度升高，平衡逆向移动，CO百分含量在不断增大；温度高于570℃，发生的反应是反应①，因为①是吸热反应，随着温度的升高，反应正向移动，CO百分含量在不断降低，所以570℃时，CO百分含量最高
【知识点】铁的化学性质；铁的氧化物和氢氧化物；铁盐和亚铁盐的相互转变
【解析】【解答】（1）Fe为26号元素，核外电子排布为：，铁位于第四周期VIII族，铁原子核外3d轨道上共填充了6个电子，故答案为：四；6；
（2）磁铁的主要成分为四氧化三铁，故答案为：d；
（3）FeSO4具有较强还原性，配制其溶液时需加入适量铁粉，可将氧化后三价铁还原为二价铁，从而防止FeSO4氧化，发生的离子反应为：Fe + 2Fe3+ =3Fe2+，故答案为：Fe + 2Fe3+ =3Fe2+；
（4）1mol Fe2+被氧化为Fe3+失去1mol电子，1mol NO被还原为NO得3mol电子，根据得失电子守恒得到反应方程式：3Fe2++4H++1NO=3Fe3++1NO↑+2H2O；由反应可知每生成1molNO转移3mol电子，则生成0.5molNO气体，转移的电子数为1.5NA；检验反应后溶液中是否存在亚铁离子，可利用其还原性，用高锰酸钾溶液检验，具体的操作为：取样，加入少量酸性KMnO4溶液，如果不显紫色，说明还含有Fe2+，如果显紫红色，说明不含有；故答案为：3Fe2++4H++1NO=3Fe3++1NO↑+2H2O；1.5NA；取样，加入少量酸性KMnO4溶液，如果不显紫色，说明还含有Fe2+，如果显紫红色，说明不含有；
（5）由图可知反应III为C与二氧化碳反应生成CO，反应方程式为：C(s)+CO2(g)2CO(g)，平衡常数表达式K=，故答案为：K=；
（6）由图可知总反应为C与水高温生成CO和氢气，反应为：C+H2OCO+H2，故答案为：C+H2OCO+H2；
（7）温度较低时发生反应②，由题意可知反应②为放热反应，随温度的升高，平衡逆向移动，CO的百分含量不断增大；当温度较高时发生反应①，反应①为吸热反应，随温度升高，反应正向移动，CO的百分含量又降低，故答案为：温度低于570℃时，发生的是反应②，因为②是放热反应，所以温度升高，平衡逆向移动，CO百分含量在不断增大；温度高于570℃，发生的反应是反应①，因为①是吸热反应，随着温度的升高，反应正向移动，CO百分含量在不断降低，所以570℃时，CO百分含量最高。
【分析】（1）根据原子序数和电子层数，可以判断元素在周期表的位置；
（2）四氧化三铁俗称磁性氧化铁；
（3）铁和铁离子反应生成亚铁离子；
（4） ① 结合化合价升降守恒判断化学计量数；
② 电子数的计算要结合化合价变化数目判断；
③ 亚提离子的检验可以采用酸性高锰酸钾溶液判断；
（5）化学平衡常数为生成物浓度幂之积和反应物浓度幂之积的比值；
（6）碳和水高温生成一氧化碳和氢气；
（7）反应②为放热反应，升高温度，平衡朝逆向移动；反应①为吸热反应，升高温度，平衡朝正向移动。
26．【答案】（1）增大接触面积，升高温度，提高化学反应速率
（2）冷凝
（3）过量的能与反应，导致测定结果(铁元素含量)偏高
（4）
（5）；；()
【知识点】铁的氧化物和氢氧化物；无机物的推断；探究物质的组成或测量物质的含量
【解析】【解答】（1）进入燃烧反应器前，铁矿石需要粉碎，煤需要烘干研磨，其目的是增大接触面积，升高温度，提高化学反应速率；
（2）分离燃烧反应器中产生的(g)和，可进行高纯捕集和封存，其分离方法是冷凝，因为经过冷凝后气态水转化为液态水；
（3）配制铁矿石待测液时溶液过量会对测定结果产生影响，分析影响结果及其原因过量的能与反应，导致测定结果(铁元素含量)偏高；
（4）已知被还原为，关系式为 ，样品中单质铁的质量b×V ×10-3L×56g/mol×2=0.112bVg，质量分数为；
（5）①制氢产物主要为，蒸汽反应器中发生反应的化学方程式；；
②据分析可知，工艺中可循环使用的物质是()。
【分析】（1）依据影响反应速率的因素分析；
（2）依据物质的沸点分析；
（3）依据物质的性质分析；
（4）利用关系式法计算；
（5）①根据反应物和生成物的化学式，利用原子守恒、得失电子守恒分析；
②可循环物质是批后面新生成或新分离的物质(不要忽视结晶后的母液)，可能是前面某一步反应的相关物质；
27．【答案】（1）Fe2O3；SiO2
（2）增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率
（3）7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O=15FeSO4+8H2SO4
（4）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤
（5）+2；；6Fe(NH4)2Fe(CN)6++6H+=6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+
（6）H2O2；NH3·H2O
【知识点】铁盐和亚铁盐的相互转变；无机物的推断；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）由分析可知，红渣的主要成分为：Fe2O3，滤渣①的主要成分为：SiO2，故答案为：Fe2O3；SiO2；
（2）黄铁矿研细的主要目的是增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率，故答案为：增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率；
（3）由分析可知，还原工序中，不产生S单质沉淀，则硫元素被氧化为，反应原理为：14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2+16H+，故化学方程式为：7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O=15FeSO4+8H2SO4，故答案为：7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O=15FeSO4+8H2SO4；
（4）由分析可知，工序①的名称为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤，所得母液主要含有FeSO4溶液和H2SO4可以循环利用，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤；
（5）沉铁工序中产生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe的化合价为+2价和[Fe(CN)6]4-中的+3价，由分析可知，氧化工序所发生的离子方程式为：6Fe(NH4)2Fe(CN)6+ +6H+=6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+6，故答案为：+2；6Fe(NH4)2Fe(CN)6+ +6H+=6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+6；
（6）由分析可知，还原工序所得的滤液中主要含有FeSO4溶液和H2SO4，向滤液中先加入一定量的H2O2溶液将Fe2+完全氧化为Fe3+，在向氧化后的溶液中加入氨水至不再产生沉淀为止，过滤洗涤，对沉淀进行灼烧，即可制得Fe2O3·x H2O和(NH4)2SO4，故所需要加入的试剂为H2O2和NH3·H2O，故答案为：H2O2；NH3·H2O。
【分析】（1）依据流程图，利用反应物和产物的性质判断；
（2）依据影响反应速率和化学平衡的因素分析；
（3）根据反应物和产物的化学式，利用电子得失守恒、电荷守恒、原子守恒书写；
（4）从溶液中获得晶体的一系列操作包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；
（5）根据反应物和产物的化学式，利用电子得失守恒、电荷守恒、原子守恒书写；
（6）依据离子沉淀的难易判断加入试剂的顺序。
28．【答案】（1）选取细小颗粒，增大反应物接触面积，提高“酸浸”反应速率
（2）
（3）使Fe从+2价变成+3价；
（4）pH偏小时水解程度弱，pH偏大时形成氢氧化铁沉淀
（5）降低蒸发温度防止产物分解
（6）
【知识点】铁盐和亚铁盐的相互转变；无机物的推断；物质的分离与提纯
【解析】【解答】（1）粉碎过筛的目的是选取细小颗粒，增大反应物接触面积，提高“酸浸”反应速率；
（2）反应得到聚合硫酸铁，含有硫酸根离子，故需要加入硫酸；
（3）过氧化氢具有氧化性，反应釜中加入的氧化剂是双氧水，其作用是使Fe从+2价变成+3价且不引入杂质离子，反应的离子方程式为；
（4）溶液中pH偏小时水解程度弱，pH偏大时形成氢氧化铁沉淀，故聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围内；
（5）减压蒸发的优点是降低蒸发温度防止产物分解；
（6）与氢氧化钠反应的HCl为，则样品中=，该样品中Fe的质量分数ω，则B的表达式=。
【分析】（1）依据影响反应速率的因素分析；
（2）不引入杂质离子；
（3）根据反应物和产物的化学式，利用电子得失守恒、电荷守恒、原子守恒书写；
（4）防止发生副反应；
（5）依据题干中产物的性质分析；
（6）依据题目数据和化学式计算。
29．【答案】（1）Fe+2H+=Fe2++H2↑、2Fe3++Fe=3Fe2+
（2）4.7≤pH<7.5；Al(OH)3和C
（3）c
（4）在潮湿的空气中碳酸亚铁被氧化为氢氧化铁；4FeCO3+6H2O+O2=4Fe(OH)3+4CO2
（5）无
【知识点】铁盐和亚铁盐的相互转变；常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；无机物的推断
【解析】【解答】废铁屑(含少量碳、氧化铝和氧化铁杂质)中加入硫酸酸浸，铁、氧化铝和氧化铁溶于稀硫酸得到Fe2+、Al3+、Fe3+，铁屑将氧化铁生成的Fe3+还原成Fe2+，加入氨水调节pH，使得Al3+沉淀，过滤除去生成的氢氧化铝和不溶的碳，加入碳酸氢铵沉铁，过滤即可得到碳酸亚铁。
(1)酸浸时，所发生氧化还原反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑、2Fe3++Fe=3Fe2+；
(2)加入氨水调控pH是为了使Al3+沉淀，根据表中数据可知，调控pH的范围为4.7≤pH<7.5；固体的成分为Al(OH)3和C；
(3)a．加入过量的NH4HCO3，促进Fe2+转化为碳酸亚铁的反应平衡正向移动，使Fe2+充分转化为碳酸亚铁，故a符合题意；
b．碳酸氢铵受热分解，过量的碳酸氢铵加热即可除去，故b符合题意；
c．加入过量的NH4HCO3，有利于生成碳酸亚铁，抑制Fe2+、水解，故c不符合题意；
故答案为：c；
(4)由图可知，碳酸亚铁在空气中放置一段时间后生成氢氧化铁，说明在潮湿的空气中碳酸亚铁被氧化为氢氧化铁；碳酸亚铁被氧化成氢氧化铁的化学方程式为4FeCO3+6H2O+O2=4Fe(OH)3+4CO2；
(5)0.1mol·L-1Na2CO3的pH=11.6，则，，，，解得，，因此无e(OH)2生成。
【分析】
（1）铁和硫酸反应生成氢气，铁和三价铁离子反应生成二价铁离子，根据这两反应写出离子方程式即可。
（2）加氨水的目的是去除杂质铝离子，根据表格pH要避开铁离子和亚铁离子的沉淀范围。
（3）根据影响化学平衡的因素来分析，加入过量的碳酸氢氨可以亚铁离子和碳酸根离子抑制水解。
（4）白色固体变为红褐色，说明亚铁离子变为了铁离子，发生氧化还原反应。
（5）根据 Ksp(FeCO3)=3.0×10-11 和碳酸根离子浓度，计算出亚铁离子浓度，再结合氢氧根离子浓度计算出 Ksp[Fe(OH)2] ，与 1.6×10-14 进行比较。
30．【答案】（1）1：1；S
（2）2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O；空气氧化速率小
（3）FeOOH；3Fe3++3Na++3SO+3CO+3H2O=Na3Fe3(SO4)3(OH)6↓+3CO2↑；温度过高，Fe3+水解程度增大并分解为Fe2O3导致产率低；温度过低，Fe3+水解程度小，不易生成黄钠铁矾
（4）滴入最后一滴Na2S2O3溶液，溶液由蓝色变为无色，且30s内颜色不复原；8.400%
【知识点】盐类水解的应用；铁盐和亚铁盐的相互转变；常见金属元素的单质及其化合物的综合应用
【解析】【解答】由题干工艺流程图可知，“盐浸”是FeS2和Fe2(SO4)3反应生成FeSO4和S，进行氧化还原反应配平可得反应原理为：FeS2+Fe2(SO4)3=3FeSO4+2S，过滤I得到滤渣成分为SiO2和S，向滤液中加入NaClO和H2SO4，将Fe2+氧化为Fe3+，反应原理为：2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O，“沉铁”中是将Fe2(SO4)3与Na2CO3、Na2SO4反应生成黄钠铁矾沉淀，反应离子方程式为：3Fe3++3Na++3SO+3CO+3H2O=Na3Fe3(SO4)3(OH)6↓+3CO2↑，过滤、洗涤、干燥得到纯净的黄钠铁矾［Na3Fe3(SO4)3(OH)6]，据此分析解题。
（1）由分析可知，“盐浸”时的反应为：FeS2+Fe2(SO4)3→3FeSO4+2S↓，其中FeS2还原剂，Fe2(SO4)3是氧化剂，则氧化剂和还原剂的物质的量之比为：1：1，滤渣的主要成分为SiO2和S，故答案为：1：1；S；
（2）由分析可知，“氧化”时发生反应的离子方程式为：2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O，由于空气中氧气含量低，O2本身氧化Fe2+的速率较慢，则用空气代替NaClO进行该反应具有成本低等优点，但存在空气氧化速率小的缺点，故答案为：2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O；空气氧化速率小；
（3）①80℃时，加入碳酸钠偏多时则溶液中的碱性较强，由题干信息图中可知，此条件下得到的黄钠铁矾中含有的杂质是FeOOH，故答案为：FeOOH；
②由分析可知，生成黄钠铁矾的离子反应方程式为：3Fe3++3Na++3SO+3CO+3H2O=Na3Fe3(SO4)3(OH)6↓+3CO2↑，故答案为：3Fe3++3Na++3SO+3CO+3H2O=Na3Fe3(SO4)3(OH)6↓+3CO2↑；
③由图在pH=2时，温度过高或过低，不易制得黄钠铁矾，这是由于Fe3+水解是一个吸热反应，温度过高，Fe3+的水解程度增大，生成的Fe(OH)3易分解为Fe2O3导致产率低；温度过低，Fe3+水解程度小，不易生成黄钠铁矾，故答案为：温度过高，Fe3+水解程度增大并分解为Fe2O3导致产率低；温度过低，Fe3+水解程度小，不易生成黄钠铁矾；
（4）①本实验使用淀粉溶液作指示剂，I2遇到淀粉溶液显蓝色，原溶液中含有I2，反应后没有I2，故滴定终点的实验现象是滴入最后一滴Na2S2O3溶液，溶液由蓝色变为无色，且30s内颜色不复原，故答案为：滴入最后一滴Na2S2O3溶液，溶液由蓝色变为无色，且30s内颜色不复原；
②已知黄钠铁矾[Na3Fe3(SO4)3(OH)6]中铁为+3价，则有：2I-+2Fe3+=2Fe2++I2，I2+2S2O=2I-+S4O，可知：2Fe3+~~I2~~2 S2O，则有：n(Fe3+)=n(S2O)=0.1500mol L-1 ×20.00×10-3L=3×10-3mol，则黄钠铁矾中Fe的质量分数为：=8.400%，故答案为：8.400%。
【分析】（1）化合价降低的是氧化剂，化合价升高的是还原剂，根据得失电子守恒判断物质的量之比；
（2）氧化是为了把亚铁离子氧化为铁离子再经沉铁除去；
（3） ① 从图可以看出杂质主要是 FeOOH ；
② “ 沉铁”反应物有硫酸钠、碳酸钠、硫酸铁，结合黄钠铁矾的化学式及拆分原则判断反应的离子方程式；
③ 从图可以看出，温度高生成了 Fe2O3导致产率低 ，温度低 Fe3+水解程度小，不易生成黄钠铁矾 ；
（4） ① 淀粉遇碘变蓝，滴定终点时碘完全反应了，所以蓝色褪去；
② 三价铁氧化I-生成I2，生成的I2又用 Na2S2O3 还原，即三价铁得到的电子数等于 Na2S2O3 失去的电子数，进行计算。
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