练习3 铁的重要化合物的转化(一)(实验及工艺流程)
1. (2024·南通二模)实验室制备柠檬酸铁铵的流程如下：
FeCO3柠檬酸亚铁柠檬酸铁柠檬酸铁铵柠檬酸铁铵晶体
下列实验装置或操作不能达到实验目的的是( )
甲 乙 丙 丁
A. 用装置甲制取FeCO3
B. 用装置乙制取NH3
C. 用装置丙制取氨水
D. 用装置丁分离出柠檬酸铁铵晶体
2. (2024·苏州期末)已知Zn溶于强碱时生成[Zn(OH)4]2－。利用废旧镀锌铁皮制备Fe3O4胶体粒子的流程如下：
下列有关说法正确的是( )
A. “碱洗”的主要目的是为了除去废旧镀锌铁皮表面的油污
B. “酸溶”时用98%的浓硫酸代替稀硫酸可加快反应速率
C. “氧化”时反应的离子方程式为2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O
D. “氧化”后溶液中的阳离子只有H＋、Fe3＋
3. (2024·无锡)由硫铁矿烧渣(主要含Fe2O3、Al2O3、SiO2)制取绿矾的流程如下：
下列有关说法错误的是( )
A. “酸溶”时先将烧渣粉碎并不断搅拌，可提高铁元素的浸出率
B. “反应”时发生的主要反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
C. “检验”时可用K4[Fe(CN)6]溶液检验上一步“反应”是否进行完全
D. 将第二次“过滤”所得滤液加热，经蒸发结晶可以制得绿矾
4. (2023·常熟)无水FeCl3常用作芳香烃氯代反应的催化剂。以废铁屑(主要成分Fe，还有少量Fe2O3、C和SiO2)制取无水FeCl3的流程如下。下列说法正确的是( )
A. “过滤”所得滤液中大量存在的离子有：Fe3＋、Fe2＋、H＋、Cl－
B. “氧化”时可使用新制氯水作氧化剂
C. 将“氧化”后的溶液蒸干可获得FeCl3·6H2O
D. “脱水”时加入SOCl2能抑制FeCl3的水解，原因是SOCl2与水反应生成H2SO4和HCl
5. 由硫铁矿烧渣(主要成分：Fe3O4、Fe2O3和FeO)得到绿矾(FeSO4·7H2O)，再通过绿矾制备铁黄[FeO(OH)]的流程如下：
已知：FeS2和铁黄均难溶于水。
下列说法错误的是( )
A. 步骤①，最好用硫酸来溶解烧渣
B. 步骤②，涉及的离子反应为FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===15Fe2＋＋2SO＋16H＋
C. 步骤③，将溶液加热到有较多固体析出，再用余热将液体蒸干，可得纯净绿矾
D. 步骤④，反应条件控制不当会使铁黄中混有Fe(OH)3
6. (2024·连云港期末)实验室用如图所示装置(夹持仪器已省略)制备半导体材料纳米二硫化亚铁(FeS2)：将一定比例的 Fe2O3、硫粉加入三颈烧瓶中，再加入一定量的有机物X(作为溶剂，沸点为 350 ℃)和有机酸Y,290 ℃条件下搅拌，一段时间后得到黑色悬浊液，冷却、分离、干燥得到产品。下列说法正确的是( )
A. 若得到 1 mol FeS2，理论上至少需转移3 mol电子
B. 加入有机酸Y的作用是仅与Fe2O3反应生成 Fe3＋，有利于后续反应进行
C. 加热时三颈烧瓶上方出现红棕色气体，其相对分子质量为192，该气体可能是 S8
D. 测得产品中的n(Fe)∶n(S)＝1∶1.87，则产品中与S结合的Fe2＋部分转化为 Fe3＋
7. (2023·如皋中学二检)工业上，以钛白副产品硫酸亚铁制备的铁黄(FeOOH)代替硝酸铁等可溶性铁盐制备高铁酸钾，可降低生产工艺成本且产品质量好。工艺流程如图所示：
已知：① K2FeO4为暗紫色固体，可溶于水，微溶于KOH溶液。
② FeO具有强氧化性，在酸性或者中性溶液中能产生O2，在碱性溶液中较稳定。
③ 铁黄在177 ℃开始分解。
(1) 制备铁黄的离子方程式为_____________________________________________________________。
(2) 实验测得反应液的温度、pH对铁黄产量的影响如图所示。
① 反应液温度高于40 ℃时，铁黄的产量下降的原因可能是____________________________________ ______________________________________________________。
② pH大于4.5时铁黄产量降低的主要原因可能是________________________________________ _____________________________________________________。
(3) 粗产品K2FeO4提纯时采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，洗涤剂最好选用___(填字母)。
A. 冰水 B. NaOH溶液
C. 稀硫酸 D. Fe(NO3)3溶液
(4) 用K2FeO4处理水时，生成的Fe(OH)3胶体还能吸附水中的悬浮杂质。试写出K2FeO4处理含有CN－的碱性污水反应的离子方程式：________________________________________________________________ _________________________________________________________________________。
8. (2024·无锡期末)FeCO3晶体细微多孔，能集纳和释放Li＋，可作为锂电池的负极材料。以FeSO4·7H2O为原料制备FeCO3的实验流程如下：
已知：产品FeCO3中含Fe(HCO3)2。当温度超过60 ℃时，Fe(HCO3)2开始分解。
(1) 制备。
① “反应”控温160 ℃。发生反应的离子方程式是____________________________________________ _____________________________________。
② 沉淀剂不使用Na2CO3的原因是_________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________。
(2) 测试。
以金属锂片作为阳极，将FeCO3和活化剂混合压制成阴极，以LiPF6/(EC＋DMC)为电解液进行充、放电测试。单位质量的电极材料所能容纳或释放的电量与电压之间的关系如图所示。
① 放电时FeCO3电极发生的电极反应可表示为_________________________________。
② 对FeCO3电极材料的测试还应该包括___________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________。
(3) 检测。检测产品中的碳酸亚铁的质量分数。
a. 热分解。称量0.800 0 g的样品，在500 ℃加热2 h，转移至干燥器中冷却，称量，重复操作至恒重，质量为0.506 0 g(假定样品中杂质不含铁，且杂质在500 ℃时不分解)。
b. 测Fe(Ⅱ)。称取热解后的试样0.253 0 g放入锥形瓶中，加入5 mL 6 mol/L盐酸、10 mL 1 mol/L硫酸-磷酸混合酸，滴入4滴二苯胺磺酸钠指示剂，用0.010 00 mol/L K2Cr2O7标准溶液滴定至紫色稳定半分钟，消耗标准液16.67 mL。
c. 测Fe(Ⅲ)。另取热解后的试样0.253 0 g放入锥形瓶中，_______________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，消耗20.00 mL 0.100 0 mol/L Na2S2O3标准溶液(供选药品：5 g/L淀粉溶液，6 mol/L盐酸，KI固体，0.100 0 mol/L Na2S2O3标准溶液，蒸馏水。已知：2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI)。
(4) 数据处理。综合上述数据计算产品中FeCO3的质量分数(写出计算过程)。
练习3 铁的重要化合物的转化(一)(实验及工艺流程)
1. (2024·南通二模)实验室制备柠檬酸铁铵的流程如下：
FeCO3柠檬酸亚铁柠檬酸铁柠檬酸铁铵柠檬酸铁铵晶体
下列实验装置或操作不能达到实验目的的是(B)
甲 乙 丙 丁
A. 用装置甲制取FeCO3
B. 用装置乙制取NH3
C. 用装置丙制取氨水
D. 用装置丁分离出柠檬酸铁铵晶体
【解析】 NH4Cl受热分解得到NH3和HCl，但在试管口NH3和HCl又结合生成NH4Cl，不能用于制备NH3，B符合题意。
2. (2024·苏州期末)已知Zn溶于强碱时生成[Zn(OH)4]2－。利用废旧镀锌铁皮制备Fe3O4胶体粒子的流程如下：
下列有关说法正确的是(C)
A. “碱洗”的主要目的是为了除去废旧镀锌铁皮表面的油污
B. “酸溶”时用98%的浓硫酸代替稀硫酸可加快反应速率
C. “氧化”时反应的离子方程式为2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O
D. “氧化”后溶液中的阳离子只有H＋、Fe3＋
【解析】 “碱洗”的主要目的是为了除去废旧镀锌铁皮表面的Zn，A错误；Fe遇浓硫酸发生钝化，B错误；“氧化”时H2O2将Fe2＋部分氧化为Fe3＋，“氧化”后溶液中的阳离子有H＋、Fe2＋、Fe3＋，D错误。
3. (2024·无锡)由硫铁矿烧渣(主要含Fe2O3、Al2O3、SiO2)制取绿矾的流程如下：
下列有关说法错误的是(D)
A. “酸溶”时先将烧渣粉碎并不断搅拌，可提高铁元素的浸出率
B. “反应”时发生的主要反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
C. “检验”时可用K4[Fe(CN)6]溶液检验上一步“反应”是否进行完全
D. 将第二次“过滤”所得滤液加热，经蒸发结晶可以制得绿矾
【解析】 “酸溶”时先将烧渣粉碎并不断搅拌，增大反应物接触面积，可提高铁元素的浸出率，A正确；第一次“过滤”后的溶液中Fe元素主要以Fe3＋形式存在，加入过量铁粉发生的主要反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，B正确；可用K4[Fe(CN)6]溶液来检验Fe3＋的存在，C正确；将第二次“过滤”所得滤液经蒸发浓缩、冷却结晶可以制得绿矾，D错误。
4. (2023·常熟)无水FeCl3常用作芳香烃氯代反应的催化剂。以废铁屑(主要成分Fe，还有少量Fe2O3、C和SiO2)制取无水FeCl3的流程如下。下列说法正确的是(B)
A. “过滤”所得滤液中大量存在的离子有：Fe3＋、Fe2＋、H＋、Cl－
B. “氧化”时可使用新制氯水作氧化剂
C. 将“氧化”后的溶液蒸干可获得FeCl3·6H2O
D. “脱水”时加入SOCl2能抑制FeCl3的水解，原因是SOCl2与水反应生成H2SO4和HCl
【解析】 废铁屑加入盐酸酸溶，C和SiO2不反应，铁和Fe3＋生成Fe2＋，滤液中铁元素主要以Fe2＋形式存在，A错误；氯气具有氧化性，将Fe2＋氧化为Fe3＋，且不引入新杂质，故“氧化”时可使用新制氯水作氧化剂，B正确；FeCl3水解生成Fe(OH)3和盐酸，加热促进FeCl3水解，盐酸挥发，将“氧化”后的溶液蒸干不能获得FeCl3·6H2O，C错误；SOCl2与水反应生成SO2和HCl，D错误。
5. 由硫铁矿烧渣(主要成分：Fe3O4、Fe2O3和FeO)得到绿矾(FeSO4·7H2O)，再通过绿矾制备铁黄[FeO(OH)]的流程如下：
已知：FeS2和铁黄均难溶于水。
下列说法错误的是(C)
A. 步骤①，最好用硫酸来溶解烧渣
B. 步骤②，涉及的离子反应为FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===15Fe2＋＋2SO＋16H＋
C. 步骤③，将溶液加热到有较多固体析出，再用余热将液体蒸干，可得纯净绿矾
D. 步骤④，反应条件控制不当会使铁黄中混有Fe(OH)3
【解析】 FeSO4溶液经蒸发浓缩、冷却结晶可以制得绿矾，若蒸干时，绿矾易失去结晶水，C错误。
6. (2024·连云港期末)实验室用如图所示装置(夹持仪器已省略)制备半导体材料纳米二硫化亚铁(FeS2)：将一定比例的 Fe2O3、硫粉加入三颈烧瓶中，再加入一定量的有机物X(作为溶剂，沸点为 350 ℃)和有机酸Y,290 ℃条件下搅拌，一段时间后得到黑色悬浊液，冷却、分离、干燥得到产品。下列说法正确的是(A)
A. 若得到 1 mol FeS2，理论上至少需转移3 mol电子
B. 加入有机酸Y的作用是仅与Fe2O3反应生成 Fe3＋，有利于后续反应进行
C. 加热时三颈烧瓶上方出现红棕色气体，其相对分子质量为192，该气体可能是 S8
D. 测得产品中的n(Fe)∶n(S)＝1∶1.87，则产品中与S结合的Fe2＋部分转化为 Fe3＋
【解析】 若得到 1 mol FeS2，Fe元素化合价由＋3→＋2、S元素化合价由0→－1，理论上至少需转移3 mol电子，A正确；有机酸Y与Fe2O3反应生成Fe3＋，且作还原剂，B错误；S8相对分子质量为256，C错误；FeS2中n(Fe)∶n(S)＝1∶2，若有Fe3＋存在根据电荷守恒可知需要更多的S，n(Fe)∶n(S)<1∶2，而产品中n(Fe)∶n(S)＝1∶1.87>1∶2，D错误。
7. (2023·如皋中学二检)工业上，以钛白副产品硫酸亚铁制备的铁黄(FeOOH)代替硝酸铁等可溶性铁盐制备高铁酸钾，可降低生产工艺成本且产品质量好。工艺流程如图所示：
已知：① K2FeO4为暗紫色固体，可溶于水，微溶于KOH溶液。
② FeO具有强氧化性，在酸性或者中性溶液中能产生O2，在碱性溶液中较稳定。
③ 铁黄在177 ℃开始分解。
(1) 制备铁黄的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋6H2O4FeOOH↓＋8H＋。
(2) 实验测得反应液的温度、pH对铁黄产量的影响如图所示。
① 反应液温度高于40 ℃时，铁黄的产量下降的原因可能是温度升高，催化剂NO、NO2的溶解度减小而逸出，催化效率降低。
② pH大于4.5时铁黄产量降低的主要原因可能是酸性减弱，OH－浓度增大，形成Fe(OH)3沉淀，铁黄产量降低。
(3) 粗产品K2FeO4提纯时采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，洗涤剂最好选用A(填字母)。
A. 冰水 B. NaOH溶液
C. 稀硫酸 D. Fe(NO3)3溶液
(4) 用K2FeO4处理水时，生成的Fe(OH)3胶体还能吸附水中的悬浮杂质。试写出K2FeO4处理含有CN－的碱性污水反应的离子方程式：10FeO＋6CN－＋22H2O===10Fe(OH)3(胶体)＋6CO＋3N2↑＋14OH－。
【解析】 (3) K2FeO4在冰水中的溶解度较小；在NaOH的溶解度也小，但是会混入NaOH杂质；K2FeO4在酸性条件不稳定；用Fe(NO3)3洗涤时，会混入Fe(NO3)3杂质，A符合题意。
8. (2024·无锡期末)FeCO3晶体细微多孔，能集纳和释放Li＋，可作为锂电池的负极材料。以FeSO4·7H2O为原料制备FeCO3的实验流程如下：
已知：产品FeCO3中含Fe(HCO3)2。当温度超过60 ℃时，Fe(HCO3)2开始分解。
(1) 制备。
① “反应”控温160 ℃。发生反应的离子方程式是2H2O＋CO(NH2)2＋Fe2＋FeCO3↓＋2NH。
② 沉淀剂不使用Na2CO3的原因是Na2CO3溶液的碱性较强，易生成Fe(OH)2，碱性条件下，Fe(OH)2易被氧化产生Fe(OH)3沉淀等杂质。
(2) 测试。
以金属锂片作为阳极，将FeCO3和活化剂混合压制成阴极，以LiPF6/(EC＋DMC)为电解液进行充、放电测试。单位质量的电极材料所能容纳或释放的电量与电压之间的关系如图所示。
① 放电时FeCO3电极发生的电极反应可表示为Li－e－===Li＋。
② 对FeCO3电极材料的测试还应该包括进行多次充、放电实验，测试多次充、放电时电极的稳定性，或在不同温度下的充、放电实验，测试电极在不同温度下的稳定性。
(3) 检测。检测产品中的碳酸亚铁的质量分数。
a. 热分解。称量0.800 0 g的样品，在500 ℃加热2 h，转移至干燥器中冷却，称量，重复操作至恒重，质量为0.506 0 g(假定样品中杂质不含铁，且杂质在500 ℃时不分解)。
b. 测Fe(Ⅱ)。称取热解后的试样0.253 0 g放入锥形瓶中，加入5 mL 6 mol/L盐酸、10 mL 1 mol/L硫酸-磷酸混合酸，滴入4滴二苯胺磺酸钠指示剂，用0.010 00 mol/L K2Cr2O7标准溶液滴定至紫色稳定半分钟，消耗标准液16.67 mL。
c. 测Fe(Ⅲ)。另取热解后的试样0.253 0 g放入锥形瓶中，溶铁：边搅拌边加入6 mol/L盐酸大于1.6 mL(或至固体不再溶解)；生碘：加入KI固体0.6 g(或大于0.53 g)，再加入适量蒸馏水，充分搅拌；滴定：用0.100 0 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至溶液变为淡黄色，滴入2～3滴5 g/L淀粉溶液，继续滴定至溶液恰好由蓝色变为无色且半分钟内不恢复，消耗20.00 mL 0.100 0 mol/L Na2S2O3标准溶液(供选药品：5 g/L淀粉溶液，6 mol/L盐酸，KI固体，0.100 0 mol/L Na2S2O3标准溶液，蒸馏水。已知：2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI)。
(4) 数据处理。综合上述数据计算产品中FeCO3的质量分数(写出计算过程)。
0.253 0 g热解后的试样中Fe3＋、Fe2＋的物质的量：
n(Fe3＋)＝n(Na2S2O3)＝0.100 0 mol/L×20.00×10－3 L＝2.000×10－3 mol
n(Fe2＋)＝6n(K2Cr2O7)＝6×0.010 00 mol/L×16.67×10－3 L≈1.000×10－3 mol
0.253 0 g热解后的试样中杂质的质量：
m(杂质)＝0.253 0 g－1.000×10－3 mol×160 g/mol－1.000×10－3 mol×72 g/mol＝0.021 00 g
0.800 0 g原样品中FeCO3和Fe(HCO3)2的质量：
n(FeCO3) ×116 g/mol＋n[Fe(HCO3)2]×178 g/mol＝0.800 0 g－0.021 00 g×2＝0.758 0 g
n(FeCO3)＋n[Fe(HCO3)2]＝2×3.000×10－3 mol＝6.000×10－3 mol
联立两式，可得：n(FeCO3)＝5.000×10－3 mol
w(FeCO3)＝×100%＝72.50%
【解析】 (2) ① 由“FeCO3晶体细微多孔，能集纳和释放Li＋，可作为锂电池的负极材料”可知，FeCO3电极为放电时的负极，负极反应式为Li－e－===Li＋。(3) ③ 取样品后加入足量盐酸[假设0.253 0 g热解后的试样的成分全部是Fe2O3，由Fe2O3～6HCl知，V(HCl)＝≈1.6 mL]溶解，再加入足量KI固体[由Fe2O3～2KI～I2知，m(KI)＝×2×166 g/mol≈0.53 g]将Fe3＋全部还原为Fe2＋，KI被氧化为I2，最后再加入Na2S2O3标准液滴定生成的I2，具体实验方案见答案。练习4 铁的重要化合物的转化(二)(实验及工艺流程)
1. (2024·镇江期末)科技进步促进了铁盐系列水处理剂的发展。
Ⅰ. FeCl3是简单无机铁处理剂。
(1) 与明矾净水原理相似，FeCl3净水的原理是________________________________________________ _________________________________________________________________________________(用恰当文字回答)，可用_______________实验来验证。
(2) 由FeCl3·6H2O制备无水FeCl3的过程为FeCl3·6H2OFeCl3，SOCl2与H2O反应生成两种有刺激性气味的气体，写出该反应的化学方程式：____________________________________________________。
Ⅱ. K2FeO4(高铁酸钾)是多功能水处理剂。
(3) 碱性条件下，FeCl3溶液与KClO溶液反应可得到高铁酸钾，该反应的离子方程式为______________________________________________________________________________________________________。
(4) 已知K2FeO4水溶液放置过程中会放出无色无味气体、产生沉淀，且所得溶液呈强碱性。检验该沉淀中金属元素的实验方案为___________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________(实验中必须使用的药品：稀盐酸、KSCN溶液)。
Ⅲ. [Fe2(OH)n(SO4)]m(聚合硫酸铁PFS)是新型无机高分子水处理剂。以FeSO4溶液为原料，通入空气氧化，再经水解、聚合反应可得PFS。
(5) 实验室配制FeSO4溶液时常加入少量铁粉，其作用是___________________________。
(6) 用聚合硫酸铁PFS进行模拟净化高岭土废水(用高岭土与自来水配制而成，其质量浓度为100 mg/L)。该高岭土废水净化效果(即浊度去除率)受絮凝剂的投加量及pH的影响如图1和图2所示：
图1 图2
可知聚合硫酸铁PFS最佳投加量是_____________________，最佳pH是___。
2. (2024·南京六校期末)草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)，黄色，难溶于水，可溶于稀硫酸，有较强还原性。某化学兴趣小组用下列装置制备草酸亚铁晶体并检测其纯度。
Ⅰ. 制备FeC2O4·2H2O。实验步骤如下：
第一步：按图连接好装置，检查装置气密性；
第二步：打开K1、K3、K4，关闭K2；开始反应；
第三步：……
第四步：打开K2，关闭K1、K3，使A中溶液进入B中反应；
第五步：对B中所得溶液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤和干燥可得FeC2O4·2H2O。
(1) 请把实验步骤补充完整。第三步：____________________________________________________。
(2) 装置C的作用是_____________________________________________。
(3) 检验草酸亚铁晶体已洗净的操作方法为_________________________________________________ ________________________________________________________________________________________。
Ⅱ. 样品纯度检测。该方法制得的FeC2O4·2H2O中可能含有H2C2O4·2H2O杂质。
(4) 写出生成H2C2O4的反应的化学方程式___________________________________________________ ______________________________________________________。
采用KMnO4滴定法滴定该样品的纯度，步骤如下：
① 取a g样品于锥形瓶中，加入稀硫酸溶解，水浴加热至75 ℃，用b mol/L KMnO4溶液趁热滴定至终点，消耗KMnO4溶液V1 mL。
② 向上述溶液中加入适量还原剂将Fe3＋全部还原成Fe2＋，加入稀硫酸酸化后，在75 ℃继续用该KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液V2 mL。
(5) 样品中FeC2O4·2H2O的质量分数w＝__________(写出计算过程)。
3. (2023·连云港期末)FeCO3常用于制备易吸收的高效铁制剂。一种利用铁矿烧渣(主要成分是Fe2O3、Fe3O4、FeO和SiO2)制取FeCO3的流程如下：
(1) “焙烧”过程是将铁矿烧渣和煤粉按一定比例投入焙烧炉中，利用生成的CO将铁的高价氧化物转化为FeO。Fe3O4参与反应的化学方程式为___________________________________________________。
(2) “酸浸”是在一定温度下，用一定浓度的硫酸溶液浸取焙烧后固体中的铁元素。酸浸时间对铁浸出率的影响如图所示。20 min后铁浸出率整体呈下降趋势的可能原因是______________________________ ______________________________________________________________________________。
(3) “还原”是向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉，使Fe3＋完全转化为Fe2＋。检验Fe3＋是否还原完全的实验操作是_____________________________________________________________________________ ______________________________________________。
(4) “沉铁”是将“除杂”后的FeSO4溶液与Na2CO3溶液反应，生成FeCO3沉淀。设计以FeSO4溶液、Na2CO3溶液为原料，制备FeCO3的实验方案：_____________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________[FeCO3沉淀需“洗涤完全”，Fe(OH)2开始沉淀的pH＝5.8](可选用试剂：蒸馏水、BaCl2溶液、稀盐酸)。
4. (2024·连云港考前模拟)以硫酸烧渣(主要成分为Fe2O3和少量Fe3O4、Al2O3、SiO2等)为原料制备氧化铁红的工艺流程如下：
已知：Fe3＋＋3H2C2O4===[Fe(C2O4)3]3－＋6H＋，Fe2＋＋H2C2O4===FeC2O4↓＋2H＋。
(1) “酸浸”时，使用草酸作为助剂可提高铁浸取率，草酸加入量[×100%]对铁浸取率的影响如图1所示。
图1
① 加入草酸能提高铁浸取率的原因是_____________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________。
② 草酸加入量大于20%时，铁浸取率随草酸加入量增加而减小的原因是________________________ ______________________________。
(2) “沉铁”时，反应温度对铁回收率的影响如图2所示。
图2
① FeSO4转化为Fe(OH)3的离子方程式为____________________________________________________ __________________________________________________。
② 反应温度超过35 ℃时，铁回收率下降的原因是__________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________。
③ “沉铁”后过滤所得“母液”中含有的主要成分为硫酸铵和_________。
(3) “纯化”时，加入NaOH溶液的目的是____________________________________________________ ______________。
练习4 铁的重要化合物的转化(二)(实验及工艺流程)
1. (2024·镇江期末)科技进步促进了铁盐系列水处理剂的发展。
Ⅰ. FeCl3是简单无机铁处理剂。
(1) 与明矾净水原理相似，FeCl3净水的原理是FeCl3在水中能生成 Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质(用恰当文字回答)，可用丁达尔效应实验来验证。
(2) 由FeCl3·6H2O制备无水FeCl3的过程为FeCl3·6H2OFeCl3，SOCl2与H2O反应生成两种有刺激性气味的气体，写出该反应的化学方程式：SOCl2＋H2O===SO2↑＋2HCl↑。
Ⅱ. K2FeO4(高铁酸钾)是多功能水处理剂。
(3) 碱性条件下，FeCl3溶液与KClO溶液反应可得到高铁酸钾，该反应的离子方程式为3ClO－＋2Fe3＋＋10OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O。
(4) 已知K2FeO4水溶液放置过程中会放出无色无味气体、产生沉淀，且所得溶液呈强碱性。检验该沉淀中金属元素的实验方案为取少量沉淀于试管中，滴加稀盐酸使沉淀完全溶解，再滴入1～2滴KSCN溶液，溶液出现红色，则沉淀中含铁元素(实验中必须使用的药品：稀盐酸、KSCN溶液)。
Ⅲ. [Fe2(OH)n(SO4)]m(聚合硫酸铁PFS)是新型无机高分子水处理剂。以FeSO4溶液为原料，通入空气氧化，再经水解、聚合反应可得PFS。
(5) 实验室配制FeSO4溶液时常加入少量铁粉，其作用是防止Fe2＋被氧化。
(6) 用聚合硫酸铁PFS进行模拟净化高岭土废水(用高岭土与自来水配制而成，其质量浓度为100 mg/L)。该高岭土废水净化效果(即浊度去除率)受絮凝剂的投加量及pH的影响如图1和图2所示：
图1 图2
可知聚合硫酸铁PFS最佳投加量是50 mg/L，最佳pH是6。
【解析】 (4) K2FeO4水溶液放置过程中放出O2，产生Fe(OH)3沉淀，取少量沉淀于试管中，滴加稀盐酸使沉淀完全溶解，再滴入1～2滴KSCN溶液，溶液出现红色，证明沉淀中含铁元素。(5) Fe2＋易被氧化为Fe3＋，实验室配制FeSO4溶液时常加入少量铁粉，目的是防止Fe2＋被氧化。
2. (2024·南京六校期末)草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)，黄色，难溶于水，可溶于稀硫酸，有较强还原性。某化学兴趣小组用下列装置制备草酸亚铁晶体并检测其纯度。
Ⅰ. 制备FeC2O4·2H2O。实验步骤如下：
第一步：按图连接好装置，检查装置气密性；
第二步：打开K1、K3、K4，关闭K2；开始反应；
第三步：……
第四步：打开K2，关闭K1、K3，使A中溶液进入B中反应；
第五步：对B中所得溶液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤和干燥可得FeC2O4·2H2O。
(1) 请把实验步骤补充完整。第三步：用试管收集B(或C)中出来的气体并验纯。
(2) 装置C的作用是液封(或防止空气进入装置B中)。
(3) 检验草酸亚铁晶体已洗净的操作方法为取少量最后一次洗涤滤液，滴加稀盐酸无现象，再滴加氯化钡溶液，若无白色沉淀，则证明草酸亚铁晶体已洗净。
Ⅱ. 样品纯度检测。该方法制得的FeC2O4·2H2O中可能含有H2C2O4·2H2O杂质。
(4) 写出生成H2C2O4的反应的化学方程式H2SO4＋(NH4)2C2O4===(NH4)2SO4＋H2C2O4。
采用KMnO4滴定法滴定该样品的纯度，步骤如下：
① 取a g样品于锥形瓶中，加入稀硫酸溶解，水浴加热至75 ℃，用b mol/L KMnO4溶液趁热滴定至终点，消耗KMnO4溶液V1 mL。
② 向上述溶液中加入适量还原剂将Fe3＋全部还原成Fe2＋，加入稀硫酸酸化后，在75 ℃继续用该KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液V2 mL。
(5) 样品中FeC2O4·2H2O的质量分数w＝%(写出计算过程)。
根据发生反应，可得关系式：5Fe2＋～MnO，
n(Fe2＋)＝5n(KMnO4)＝5bV2×10－3 mol
根据铁元素守恒：n(Fe2＋)＝n(FeC2O4·2H2O)＝5bV2×10－3 mol，m(FeC2O4·2H2O)＝5bV2×10－3 mol×180 g/mol＝0.9bV2 g，
样品中FeC2O4·2H2O的质量分数：
w＝×100%＝%。
【解析】 (1) 第二步操作的目的是用氢气把B中的空气排出，防止Fe2＋被氧化，第三步操作是用试管收集B(或C)中出来的气体并验纯。(3) 草酸亚铁晶体表面含有的可溶性杂质为硫酸铵，检验沉淀洗涤干净可检验洗涤滤液中不含SO。(4) A中进入B的FeSO4溶液中可能含有杂质硫酸，硫酸和草酸铵反应生成草酸。
3. (2023·连云港期末)FeCO3常用于制备易吸收的高效铁制剂。一种利用铁矿烧渣(主要成分是Fe2O3、Fe3O4、FeO和SiO2)制取FeCO3的流程如下：
(1) “焙烧”过程是将铁矿烧渣和煤粉按一定比例投入焙烧炉中，利用生成的CO将铁的高价氧化物转化为FeO。Fe3O4参与反应的化学方程式为Fe3O4＋CO3FeO＋CO2。
(2) “酸浸”是在一定温度下，用一定浓度的硫酸溶液浸取焙烧后固体中的铁元素。酸浸时间对铁浸出率的影响如图所示。20 min后铁浸出率整体呈下降趋势的可能原因是Fe2＋被氧化成Fe3＋，消耗H2SO4，使溶液中pH增大，将铁元素沉降。
(3) “还原”是向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉，使Fe3＋完全转化为Fe2＋。检验Fe3＋是否还原完全的实验操作是取少量清液，向其中滴加几滴KSCN溶液，观察溶液颜色，溶液不呈现红色，表明还原完全。
(4) “沉铁”是将“除杂”后的FeSO4溶液与Na2CO3溶液反应，生成FeCO3沉淀。设计以FeSO4溶液、Na2CO3溶液为原料，制备FeCO3的实验方案：在搅拌下向FeSO4溶液中缓慢加入Na2CO3溶液，控制溶液pH小于5.8；充分反应后静置，过滤，所得沉淀用蒸馏水洗涤至取最后一次洗涤后的滤液，滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，不出现白色沉淀[FeCO3沉淀需“洗涤完全”，Fe(OH)2开始沉淀的pH＝5.8](可选用试剂：蒸馏水、BaCl2溶液、稀盐酸)。
4. (2024·连云港考前模拟)以硫酸烧渣(主要成分为Fe2O3和少量Fe3O4、Al2O3、SiO2等)为原料制备氧化铁红的工艺流程如下：
已知：Fe3＋＋3H2C2O4===[Fe(C2O4)3]3－＋6H＋，Fe2＋＋H2C2O4===FeC2O4↓＋2H＋。
(1) “酸浸”时，使用草酸作为助剂可提高铁浸取率，草酸加入量[×100%]对铁浸取率的影响如图1所示。
图1
① 加入草酸能提高铁浸取率的原因是Fe3＋和H2C2O4生成[Fe(C2O4)3]3－和H＋，溶液的H＋浓度增大；Fe3＋浓度降低，促进烧渣中铁氧化物与硫酸的反应。
② 草酸加入量大于20%时，铁浸取率随草酸加入量增加而减小的原因是Fe2＋与C2O生成FeC2O4沉淀。
(2) “沉铁”时，反应温度对铁回收率的影响如图2所示。
图2
① FeSO4转化为Fe(OH)3的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋4NH3·H2O===2Fe(OH)3↓＋4NH。
② 反应温度超过35 ℃时，铁回收率下降的原因是温度升高，H2O2受热分解，使Fe2＋氧化不充分；氨水受热挥发，氨水浓度减小，不利于Fe(OH)3的生成。
③ “沉铁”后过滤所得“母液”中含有的主要成分为硫酸铵和草酸铵。
(3) “纯化”时，加入NaOH溶液的目的是除去Fe(OH)3中含有的Al(OH)3杂质。
【解析】 硫酸烧渣加入稀硫酸和草酸混合溶液酸浸，Fe2O3、Fe3O4、Al2O3转化为[Fe(C2O4)3]3－、Fe2＋、Al3＋，SiO2不反应。向滤液中加入氨水和H2O2混合溶液，H2O2将Fe2＋氧化为Fe3＋，Fe3＋、[Fe(C2O4)3]3－转化为Fe(OH)3沉淀，Al3＋转化为Al(OH)3沉淀，向滤渣中加入NaOH溶液，除去Al(OH)3，Fe(OH)3煅烧分解生成Fe2O3。(1) ② 由题给信息可知，草酸加入量大于20%时，Fe2＋与H2C2O4生成FeC2O4沉淀，铁浸取率减小。(2) ③“沉铁”时[Fe(C2O4)3]3－转化为Fe(OH)3沉淀，“母液”中含有的主要成分为硫酸铵和草酸铵。第8讲 铁及其化合物
练习1 铁 铁的氧化物 铁的氢氧化物
1. (2023·连云港期末)下列有关铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是( )
A. Fe粉能被磁铁吸引，可用作食品袋中的抗氧化剂
B. Fe2O3能与盐酸反应，可用于制作红色颜料
C. FeS难溶于水，可用于除去废水中的Cu2＋
D. K2FeO4具有强氧化性，可用作水的杀菌消毒剂
2. (2024·无锡四校期初)在指定条件下，下列有关铁单质的转化不能实现的是( )
A. Fe(s)FeCl3(s)
B. Fe(s)Fe2O3(s)
C. Fe(s)Fe(NO3)3(aq)
D. Fe(s)FeSO4(aq)
3. (2024·淮安期末)利用下列装置进行实验，能达到相应实验目的的是( )
甲 乙 丙 丁
A. 装置甲可用于由FeSO4溶液制备FeSO4·7H2O
B. 装置乙可用于实验室制备少量Fe(OH)2
C. 装置丙中滴加KSCN溶液，溶液不变红，可证明锌比铁活泼
D. 装置丁的肥皂液中产生无色气泡，可证明铁粉与水蒸气反应生成O2
4. (2023·扬州中学)FeCl3易水解、易升华，实验室用如图所示装置制备少量FeCl3。下列有关说法正确的是( )
A. 实验开始，先点燃酒精灯，再滴加浓盐酸
B. 实验时若Cl2不足量，则可能生成FeCl2
C. 装置丙的作用是收集FeCl3
D. 装置丁中CaCl2的作用是吸收未反应的Cl2
5. 《新修本草》中描述“青矾”为“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃……烧之赤色”。青矾加热时的反应为2(FeSO4·7H2O)Fe2O3＋SO2↑＋H2SO4＋13H2O。下列说法正确的是( )
A. 产物中含有3种非金属氧化物
B. 所得赤色物质为FeSO4
C. 反应为分解反应
D. 铁元素发生还原反应
6. (2023·海安中学)实验室由铁泥(主要成分为铁的氧化物及少量氧化钙)制备软磁性材料α-Fe2O3，其主要实验流程如图。
已知：Ksp(CaF2)＝5.3×10－9，下列有关说法错误的是( )
A. “酸浸”时，可通过延长时间来提高铁元素浸出率
B. “还原”过程中除生成Fe2＋外，还会生成H2
C. “除杂”时，酸性条件下，更有利于Ca2＋去除
D. “沉铁”时，用氨水-NH4HCO3混合溶液代替NH4HCO3溶液，更有利于生成FeCO3沉淀
7. (2024·九省联考贵州卷)高铁酸钠(Na2FeO4)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Fe，杂质有Al、C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Al和C
C. “操作Ⅰ”通入的空气可以用H2O2溶液代替
D. 若流程改为先“氧化”后“调pH”，可能会生成Cl2
8. 下列装置能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是____________(填序号)。
① ②
③ ④ ⑤
9. 某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。
A B C D
(1) 仪器a的名称为____________。装置D的作用是____________________________________。
(2) 实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现装置B中溶液不能进入装置C中。请为装置作一处改进，使溶液能进入装置C中：________________________________ __________。
(3) 装置改进后，将装置B中反应后溶液压入装置C中，在装置C中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因：_________________________________。
10. 以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金属硫酸盐)为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下：
(1) 焙烧过程均会产生SO2，用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为______________________ _________________。
(2) 添加1% CaO和不添加CaO的矿粉焙烧，其硫去除率随温度变化曲线如图所示。
已知：多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 ℃。硫去除率＝×100%。
① 不添加CaO的矿粉在低于500 ℃焙烧时，去除的硫元素主要来源于____________。
② 700 ℃焙烧时，添加1% CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低，其主要原因是___________________________________________________。
(3) 向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，铝元素存在的形式由_____________________________(填化学式，下同)转化为_____________________。
(4) “过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，理论上完全反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)＝_________。
11. (2024·扬州期末)磁性Fe3O4在污水处理中有广泛的用途。利用废铁屑(主要成分为Fe，及少量Fe2O3和Cu)制备Fe3O4的一种流程如下：
(1) “过滤”后所得滤渣的成分是__________________；滤液中不含Fe3＋，原因是__________________ _____________________________________________________________________________________________(用离子方程式表示)。
(2) “氧化”过程中H2O2的实际用量大于理论用量，原因是__________________。
(3)H2O2在Fe3O4表面产生HO· (羟基自由基)的原理如图所示。
① 相同条件下，HO·与OH－中氧化性较强的是_________。
② 酸性条件下，Fe2＋与H2O2反应生成HO·的离子方程式为____________________________________ _____________________________________________。
(4)取10.00 mL“过滤”后所得滤液，加水稀释到100.00 mL，取20.00 mL稀释后的溶液于锥形瓶中，滴加0.020 0 mol/L酸性KMnO4溶液，当恰好完全反应时消耗酸性KMnO4 溶液30.00 mL。计算滤液中Fe2＋的物质的量浓度(写出计算过程)。
第8讲 铁及其化合物
练习1 铁 铁的氧化物 铁的氢氧化物
1. (2023·连云港期末)下列有关铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是(D)
A. Fe粉能被磁铁吸引，可用作食品袋中的抗氧化剂
B. Fe2O3能与盐酸反应，可用于制作红色颜料
C. FeS难溶于水，可用于除去废水中的Cu2＋
D. K2FeO4具有强氧化性，可用作水的杀菌消毒剂
【解析】 Fe粉用作食品袋中的抗氧化剂利用的是Fe具有还原性，A错误；Fe2O3属于碱性氧化物，能与盐酸反应生成盐和水，Fe2O3制作红色颜料的原因是Fe2O3的颜色为红棕色，B错误；FeS与Cu2＋生成更难溶的CuS，C错误。
2. (2024·无锡四校期初)在指定条件下，下列有关铁单质的转化不能实现的是(B)
A. Fe(s)FeCl3(s)
B. Fe(s)Fe2O3(s)
C. Fe(s)Fe(NO3)3(aq)
D. Fe(s)FeSO4(aq)
【解析】 Fe与水蒸气高温生成Fe3O4，B错误。
3. (2024·淮安期末)利用下列装置进行实验，能达到相应实验目的的是(B)
甲 乙 丙 丁
A. 装置甲可用于由FeSO4溶液制备FeSO4·7H2O
B. 装置乙可用于实验室制备少量Fe(OH)2
C. 装置丙中滴加KSCN溶液，溶液不变红，可证明锌比铁活泼
D. 装置丁的肥皂液中产生无色气泡，可证明铁粉与水蒸气反应生成O2
【解析】 由FeSO4溶液制备FeSO4·7H2O需要在蒸发皿中蒸发浓缩然后冷却结晶，A错误；装置乙中首先滴加稀硫酸，稀硫酸和铁反应生成FeSO4和H2，H2排净装置中空气，再滴加NaOH溶液，反应生成Fe(OH)2沉淀，B正确；装置丙中滴加KSCN溶液，溶液不变红，只能说明不存在Fe3＋，但是不能证明锌比铁活泼，C错误；装置丁中铁粉和水蒸气高温生成Fe3O4和H2，D错误。
4. (2023·扬州中学)FeCl3易水解、易升华，实验室用如图所示装置制备少量FeCl3。下列有关说法正确的是(C)
A. 实验开始，先点燃酒精灯，再滴加浓盐酸
B. 实验时若Cl2不足量，则可能生成FeCl2
C. 装置丙的作用是收集FeCl3
D. 装置丁中CaCl2的作用是吸收未反应的Cl2
【解析】 实验开始，先滴加浓盐酸，利用生成的氯气排尽装置内的空气，以免铁粉与氧气发生反应，A错误；铁与氯气反应只能生成FeCl3，B错误；装置丙的作用是收集冷凝后的固体氯化铁，C正确；CaCl2与氯气不反应，CaCl2的作用是防止NaOH溶液中的水蒸气进入丙中使FeCl3水解，D错误。
5. 《新修本草》中描述“青矾”为“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃……烧之赤色”。青矾加热时的反应为2(FeSO4·7H2O)Fe2O3＋SO2↑＋H2SO4＋13H2O。下列说法正确的是(C)
A. 产物中含有3种非金属氧化物
B. 所得赤色物质为FeSO4
C. 反应为分解反应
D. 铁元素发生还原反应
【解析】 产物中含有SO2和H2O共2种非金属氧化物，A错误；赤色物质为Fe2O3，B错误；该反应由1种物质生成4种物质，为分解反应，C正确；反应中Fe元素由＋2价升到＋3价，失去电子，发生氧化反应，D错误。
6. (2023·海安中学)实验室由铁泥(主要成分为铁的氧化物及少量氧化钙)制备软磁性材料α-Fe2O3，其主要实验流程如图。
已知：Ksp(CaF2)＝5.3×10－9，下列有关说法错误的是(C)
A. “酸浸”时，可通过延长时间来提高铁元素浸出率
B. “还原”过程中除生成Fe2＋外，还会生成H2
C. “除杂”时，酸性条件下，更有利于Ca2＋去除
D. “沉铁”时，用氨水-NH4HCO3混合溶液代替NH4HCO3溶液，更有利于生成FeCO3沉淀
【解析】 “酸浸”时，延长时间可使铁泥与酸充分接触，使铁元素充分浸出，A正确；“酸浸”过程中酸适当过量，“还原”过程中发生的反应有2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，B正确；酸性条件下，F－与H＋生成HF，不利于CaF2沉淀，C错误；沉铁时加入NH4HCO3溶液，发生反应：Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O，用氨水-NH4HCO3混合溶液能促进平衡HCO??H＋＋CO正向移动，生成更多的CO，更有利于FeCO3的生成，D正确。
7. (2024·九省联考贵州卷)高铁酸钠(Na2FeO4)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Fe，杂质有Al、C及油脂)制备高铁酸钠的主要流程如下。下列说法错误的是(B)
A. “碱浸”可以除去废铁屑中的油脂
B. “滤渣”的主要成分是Al和C
C. “操作Ⅰ”通入的空气可以用H2O2溶液代替
D. 若流程改为先“氧化”后“调pH”，可能会生成Cl2
【解析】 油脂在碱性条件下能水解，A正确；“滤渣”的主要成分是C，B错误；“操作 Ⅰ ”目的是将Fe2＋氧化为Fe3＋，可用H2O2作氧化剂，C正确；若先“氧化”，溶液呈酸性，FeO、ClO－都能将Cl－氧化为Cl2，D正确。
8. 下列装置能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是①②③⑤(填序号)。
① ②
③ ④ ⑤
【解析】 由于Fe(OH)2在空气中很容易被O2氧化为红褐色的Fe(OH)3，想要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排尽装置中的O2或空气，装置④由于没有隔绝空气，O2能迅速将Fe(OH)2氧化，故不能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀。
9. 某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。
A B C D
(1) 仪器a的名称为分液漏斗。装置D的作用是液封，防止空气进入装置C。
(2) 实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现装置B中溶液不能进入装置C中。请为装置作一处改进，使溶液能进入装置C中：在装置A、B之间添加控制开关。
(3) 装置改进后，将装置B中反应后溶液压入装置C中，在装置C中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因：装置C内的空气没有排尽。
【解析】 (1) 仪器a的名称为分液漏斗。由于Fe(OH)2易被氧气氧化，故装置D的作用是液封，防止空气进入装置C。(2) 装置B中溶液不能进入装置C中的原因是生成的氢气沿着导管通过装置A逸出，三颈烧瓶中无法形成高压，故只需在装置A、B之间加一个控制开关。(3) 生成灰绿色沉淀说明Fe(OH)2被部分氧化，分析原因应该是装置C中的空气未排尽。
10. 以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金属硫酸盐)为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下：
(1) 焙烧过程均会产生SO2，用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为SO2＋OH－===HSO。
(2) 添加1% CaO和不添加CaO的矿粉焙烧，其硫去除率随温度变化曲线如图所示。
已知：多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 ℃。硫去除率＝×100%。
① 不添加CaO的矿粉在低于500 ℃焙烧时，去除的硫元素主要来源于FeS2。
② 700 ℃焙烧时，添加1% CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低，其主要原因是硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中。
(3) 向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，铝元素存在的形式由Na[Al(OH)4](填化学式，下同)转化为Al(OH)3。
(4) “过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，理论上完全反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)＝1∶16。
【解析】 (2) ① 已知多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 ℃，则在低于500 ℃焙烧时，去除的硫元素主要来自FeS2。② 若矿粉中添加CaO，发生反应：2CaO＋2SO2＋O22CaSO4，硫酸钙分解温度高，不易分解，留在矿粉中，使得硫去除率降低。(3) 碱浸时，矿粉中的Al2O3与NaOH溶液反应生成可溶性的Na[Al(OH)4]进入滤液中，向滤液中通入过量CO2，发生反应：Na[Al(OH)4]＋CO2===Al(OH)3↓＋NaHCO3，铝元素存在的形式由Na[Al(OH)4]转化为Al(OH)3。(4) 根据反应：xFeS2＋yFe2O3―→Fe3O4＋2SO2，根据得失电子守恒，列式：x＋2x[4－(－1)]＝2y，解得x∶y＝1∶16，即n(FeS2)∶n(Fe2O3)＝1∶16。
11. (2024·扬州期末)磁性Fe3O4在污水处理中有广泛的用途。利用废铁屑(主要成分为Fe，及少量Fe2O3和Cu)制备Fe3O4的一种流程如下：
(1) “过滤”后所得滤渣的成分是铜(或Cu)；滤液中不含Fe3＋，原因是2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋(或2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋)(用离子方程式表示)。
(2) “氧化”过程中H2O2的实际用量大于理论用量，原因是H2O2分解。
(3)H2O2在Fe3O4表面产生HO· (羟基自由基)的原理如图所示。
① 相同条件下，HO·与OH－中氧化性较强的是HO·。
② 酸性条件下，Fe2＋与H2O2反应生成HO·的离子方程式为Fe2＋＋H2O2＋H＋===Fe3＋＋H2O＋HO·。
(4)取10.00 mL“过滤”后所得滤液，加水稀释到100.00 mL，取20.00 mL稀释后的溶液于锥形瓶中，滴加0.020 0 mol/L酸性KMnO4溶液，当恰好完全反应时消耗酸性KMnO4 溶液30.00 mL。计算滤液中Fe2＋的物质的量浓度(写出计算过程)。
n(MnO)＝0.02 mol/L×0.03 L＝6×10－4 mol，根据关系式：5Fe2＋～ MnO，滤液中n(Fe2＋)＝6×10－4 moL××5＝1.5×10－2 mol, c(Fe2＋)＝＝1.5 mol/L
【解析】 (1) Fe、Fe2O3都能溶于硫酸，滤渣是Cu。Fe、Cu都能与Fe3＋反应，滤液中不含Fe3＋。(2) Fe3＋能催化H2O2分解，故“氧化”过程中H2O2实际用量大于理论用量。(3) ① HO·与OH－中O分别为－1价和－2价，HO·氧化性较强。练习2 Fe2＋、Fe3＋的检验 铁及其化合物的转化
1. (2024·江苏各地模拟重组)下列叙述正确的是( )
A. Fe3O4和Pb3O4中的金属元素都呈现两种价态
B. 向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液显红色
C. Mg加入过量FeCl3溶液中可得Fe
D. 某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，原溶液中有Fe2＋，无Fe3＋
2. (2023·浙江卷)氯化铁是一种重要的盐。下列说法错误的是( )
A. 氯化铁属于弱电解质
B. 氯化铁溶液可腐蚀覆铜板
C. 氯化铁可由铁与氯气反应制得
D. 氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体
3. (2024·江苏各地模拟重组)下列叙述正确的是( )
A. 过量铁粉加入稀硝酸中，充分反应后，滴加KSCN溶液，溶液呈红色
B. 将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加KSCN溶液，溶液呈浅绿色，食品脱氧剂样品中没有＋3价铁元素
C. 向Fe(NO3)2溶液中先滴加盐酸，再加入KSCN溶液，溶液变成红色，说明Fe(NO3)2溶液已变质
D. 向2 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液中加足量铁粉，振荡，加1滴KSCN溶液，黄色逐渐消失，加KSCN溶液颜色不变，说明还原性：Fe＞Fe2＋
4. (2024·泰州中学)下列物质间转化能实现的是( )
A. Fe2O3FeCl3(aq)FeCl3(s)
B. FeFeI2FeCl3
C. FeS2Fe2O3Fe(OH)3
D. FeFeCl2(aq)FeCl3(aq)
5. 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. a可与e反应生成b
B. b既可被氧化，也可被还原
C. 可将e加入浓碱液中制得d的胶体
D. 可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
6. (2024·江苏各地模拟重组)铁及其化合物在生活中应用广泛。下列有关离子方程式书写正确的是( )
A. 将铁片投入稀硝酸中：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
B. 向FeCl3溶液中通入少量H2S：2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋2H＋＋S↓
C. 用铁氰化钾溶液检验Fe2＋：Fe2＋＋K3[Fe(CN)6]===KFe[Fe(CN)6]↓＋2K＋
D. 向Fe2(SO4)3溶液中加入过量Zn粉：2Fe3＋＋Zn===2Fe2＋＋Zn2＋
7. (2024·苏州、海门、淮阴、姜堰中学)K4[Fe(CN)6]溶液可用于检验Fe3＋，与稀硝酸反应生成[Fe(CN)5NO]2－、CO2和NH。下列化学反应表示正确的是( )
A. Fe在O2中燃烧：2Fe＋3O2Fe2O3
B. Fe(OH)3溶于HI溶液：Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
C. 制备Fe(OH)3胶体：Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3(胶体)＋3NH
D. K4[Fe(CN)6]溶液与稀硝酸反应：[Fe(CN)6]4－＋4H＋＋NO===[Fe(CN)5NO]2－＋CO2↑＋NH
8. (2024·九省联考广西卷)实验小组用过量FeCl3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
9. (2024·宿迁三模)下列实验，操作、现象和结论均正确的是( )
选项 实验操作和现象 实验结论
A 将铁锈溶于浓盐酸，再滴入几滴苯酚溶液，溶液中未出现紫色 铁锈中不含三价铁
B 向FeSO4溶液中滴加KSCN溶液，有红色沉淀生成 FeSO4溶液已变质
C 向Fe2(SO4)3溶液中加入少量铜粉，振荡，溶液颜色变为蓝色 金属性：Cu>Fe
D 向淀粉碘化钾溶液中滴加FeCl3溶液，溶液变蓝 氧化性：I210. (2023·盐城期中)室温下，探究三价铁盐溶液的性质。下列实验方案能达到探究目的的是( )
选项 探究目的 实验方案
A Fe(OH)3胶体的制备 向2 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液中滴加足量稀氨水
B H2O2的氧化性比Fe3＋强 将硫酸酸化的H2O2滴入Fe(NO3)2溶液中，观察溶液颜色变化
C H＋能抑制Fe3＋的水解 在试管中加入1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液，再加入1 mL 0.5 mol/L盐酸，观察溶液颜色变化
D Fe3＋与I－所发生的反应为可逆反应 取5 mL 0.1 mol/L KI溶液，加入1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液，萃取分液后，向水层滴入KSCN溶液，观察溶液颜色变化
11. (2024·宿迁二模)室温下，探究0.1 mol/L FeCl3溶液的性质，下列实验方案能达到探究目的的是( )
选项 实验方案 探究目的
A 向两支试管中分别加入5 mL 5%的H2O2溶液，再向两支试管中滴入3滴浓度均为0.1 mol/L FeCl3和CuSO4，观察产生气体的速率 比较Fe3＋和Cu2＋的催化效率
B 向2 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液中加入1 mL 0.1 mol/L KI溶液，充分振荡后滴加KSCN溶液，观察颜色变化 2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2是否为可逆反应
C 向苯酚溶液中滴加几滴0.1 mol/L FeCl3溶液，溶液呈紫色 FeCl3与苯酚发生了氧化还原反应
D 将5 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液和15 mL 0.1 mol/L NaHCO3溶液混合，生成红褐色沉淀和气体 Fe3＋与HCO发生了双水解反应
12. (2019·江苏卷)[Fe2(OH)6－2n(SO4)n]m(聚合硫酸铁)广泛用于水的净化。以FeSO4·7H2O为原料，经溶解、氧化、水解聚合等步骤，可制备聚合硫酸铁。
(1) 将一定量的FeSO4·7H2O溶于稀硫酸，在约70 ℃下边搅拌边缓慢加入一定量的H2O2溶液，继续反应一段时间，得到红棕色黏稠液体。H2O2氧化Fe2＋的离子方程式为_______________________________ __________________________________________________；水解聚合反应会导致溶液的pH______(填“增大”或“减小”)。
(2) 测定聚合硫酸铁样品中铁的质量分数：准确称取液态样品3.000 g，置于250 mL锥形瓶中，加入适量稀盐酸，加热，滴加稍过量的SnCl2溶液(Sn2＋将Fe3＋还原为Fe2＋)，充分反应后，除去过量的Sn2＋。用5.000×10－2 mol/L K2Cr2O7溶液滴定至终点(滴定过程中Cr2O与Fe2＋反应生成Cr3＋和Fe3＋)，消耗K2Cr2O7溶液22.00 mL。
① 上述实验中若不除去过量的Sn2＋，样品中铁的质量分数的测定结果将______ (填“偏大”或“偏小”或“无影响”)。
② 计算该样品中铁的质量分数(写出计算过程)。
练习2 Fe2＋、Fe3＋的检验 铁及其化合物的转化
1. (2024·江苏各地模拟重组)下列叙述正确的是(A)
A. Fe3O4和Pb3O4中的金属元素都呈现两种价态
B. 向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液显红色
C. Mg加入过量FeCl3溶液中可得Fe
D. 某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，原溶液中有Fe2＋，无Fe3＋
【解析】 Fe3＋遇SCN－显红色，B错误；Fe3＋与Fe能反应，C错误；Fe2＋与遇K3[Fe(CN)6]溶液有蓝色沉淀生成，不能证明无Fe3＋，D错误。
2. (2023·浙江卷)氯化铁是一种重要的盐。下列说法错误的是(A)
A. 氯化铁属于弱电解质
B. 氯化铁溶液可腐蚀覆铜板
C. 氯化铁可由铁与氯气反应制得
D. 氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体
【解析】 氯化铁属于强电解质，A错误；FeCl3溶液与铜反应生成FeCl2和CuCl2，B正确；氯气与铁加热生成FeCl3，C正确；向沸水中滴加饱和FeCl3溶液，继续加热呈红褐色，可得到Fe(OH)3胶体，D正确。
3. (2024·江苏各地模拟重组)下列叙述正确的是(D)
A. 过量铁粉加入稀硝酸中，充分反应后，滴加KSCN溶液，溶液呈红色
B. 将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加KSCN溶液，溶液呈浅绿色，食品脱氧剂样品中没有＋3价铁元素
C. 向Fe(NO3)2溶液中先滴加盐酸，再加入KSCN溶液，溶液变成红色，说明Fe(NO3)2溶液已变质
D. 向2 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液中加足量铁粉，振荡，加1滴KSCN溶液，黄色逐渐消失，加KSCN溶液颜色不变，说明还原性：Fe＞Fe2＋
【解析】 过量Fe与稀硝酸生成Fe2＋，A错误；Fe与Fe3＋生成Fe2＋，无法证明样品中不含＋3价铁元素，B错误；酸性条件下，NO具有强氧化性，能将Fe2＋氧化为Fe3＋，C错误；FeCl3溶液中加足量铁粉，黄色逐渐消失，加KSCN溶液颜色不变，说明Fe将Fe3＋还原为Fe2＋，还原性：Fe＞Fe2＋，D正确。
4. (2024·泰州中学)下列物质间转化能实现的是(B)
A. Fe2O3FeCl3(aq)FeCl3(s)
B. FeFeI2FeCl3
C. FeS2Fe2O3Fe(OH)3
D. FeFeCl2(aq)FeCl3(aq)
【解析】 Fe2O3溶于稀盐酸生成FeCl3和水，FeCl3水解生成Fe(OH)3和盐酸，加热促进水解，盐酸挥发，最终得不到FeCl3，A错误；I2具有弱氧化性，将Fe氧化为FeI2，FeI2电离产生的Fe2＋和I－都能被Cl2氧化，生成FeCl3和I2，B正确；高温条件下FeS2与O2生成Fe2O3和SO2，Fe2O3与水不反应，C错误；Fe溶于盐酸生成FeCl2和H2，SO2不能将Fe2＋氧化为Fe3＋，D错误。
5. 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(C)
A. a可与e反应生成b
B. b既可被氧化，也可被还原
C. 可将e加入浓碱液中制得d的胶体
D. 可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
【解析】 由题图可知，a为Fe，b中含Fe2＋，c为Fe(OH)2，d为Fe(OH)3，e中含Fe3＋。Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，a可与e反应生成b，A正确；Fe2＋中Fe元素为中间价，既能被氧化也能被还原，B正确；可将饱和的FeCl3溶液滴入沸水中制得Fe(OH)3胶体，而不是浓碱液中，C错误；Fe2＋Fe(OH)2 Fe(OH)3 Fe3＋Fe2＋，D正确。
6. (2024·江苏各地模拟重组)铁及其化合物在生活中应用广泛。下列有关离子方程式书写正确的是(B)
A. 将铁片投入稀硝酸中：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
B. 向FeCl3溶液中通入少量H2S：2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋2H＋＋S↓
C. 用铁氰化钾溶液检验Fe2＋：Fe2＋＋K3[Fe(CN)6]===KFe[Fe(CN)6]↓＋2K＋
D. 向Fe2(SO4)3溶液中加入过量Zn粉：2Fe3＋＋Zn===2Fe2＋＋Zn2＋
【解析】 铁与稀硝酸反应生成的气体是NO，不生成H2，A错误；铁氰化钾检验Fe2＋的离子方程式为Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－＋K＋===KFe[Fe(CN)6]↓，C错误；过量Zn将Fe3＋还原为铁单质，离子方程式为2Fe3＋＋3Zn===2Fe＋3Zn2＋，D错误。
7. (2024·苏州、海门、淮阴、姜堰中学)K4[Fe(CN)6]溶液可用于检验Fe3＋，与稀硝酸反应生成[Fe(CN)5NO]2－、CO2和NH。下列化学反应表示正确的是(D)
A. Fe在O2中燃烧：2Fe＋3O2Fe2O3
B. Fe(OH)3溶于HI溶液：Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
C. 制备Fe(OH)3胶体：Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3(胶体)＋3NH
D. K4[Fe(CN)6]溶液与稀硝酸反应：[Fe(CN)6]4－＋4H＋＋NO===[Fe(CN)5NO]2－＋CO2↑＋NH
【解析】 Fe在O2中燃烧生成Fe3O4，A错误；Fe(OH)3有氧化性、HI有还原性，Fe(OH)3与HI生成FeI2、I2和水，B错误；制备Fe(OH)3胶体：FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl，C错误。
8. (2024·九省联考广西卷)实验小组用过量FeCl3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(D)
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
【解析】 浸出液主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2，三种物质都是强酸弱碱盐，浸出液呈酸性，A错误；滤渣中含Fe、Cu，B错误；检验“氧化”是否完全应检验其中是否含有Fe2＋，KSCN溶液能检验Fe3＋，C错误；溶液a为FeCl3，可用于处理覆铜板，D正确。
9. (2024·宿迁三模)下列实验，操作、现象和结论均正确的是(D)
选项 实验操作和现象 实验结论
A 将铁锈溶于浓盐酸，再滴入几滴苯酚溶液，溶液中未出现紫色 铁锈中不含三价铁
B 向FeSO4溶液中滴加KSCN溶液，有红色沉淀生成 FeSO4溶液已变质
C 向Fe2(SO4)3溶液中加入少量铜粉，振荡，溶液颜色变为蓝色 金属性：Cu>Fe
D 向淀粉碘化钾溶液中滴加FeCl3溶液，溶液变蓝 氧化性：I2【解析】 加入苯酚不产生紫色说明溶液中无Fe3＋，但不能说明铁锈中不含三价铁，因为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，A错误；Fe3＋与SCN－产生红色溶液，不是沉淀，B错误；Cu和Fe3＋生成Fe2＋和Cu2＋，不能说明金属性：Cu>Fe，C错误；向淀粉碘化钾溶液中滴加FeCl3，溶液发生反应：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，氧化性：I210. (2023·盐城期中)室温下，探究三价铁盐溶液的性质。下列实验方案能达到探究目的的是(D)
选项 探究目的 实验方案
A Fe(OH)3胶体的制备 向2 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液中滴加足量稀氨水
B H2O2的氧化性比Fe3＋强 将硫酸酸化的H2O2滴入Fe(NO3)2溶液中，观察溶液颜色变化
C H＋能抑制Fe3＋的水解 在试管中加入1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液，再加入1 mL 0.5 mol/L盐酸，观察溶液颜色变化
D Fe3＋与I－所发生的反应为可逆反应 取5 mL 0.1 mol/L KI溶液，加入1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液，萃取分液后，向水层滴入KSCN溶液，观察溶液颜色变化
【解析】 向FeCl3溶液中滴加足量稀氨水，得到Fe(OH)3沉淀，A错误；酸性条件下NO有强氧化性，对实验造成干扰，B错误；FeCl3溶液中加入盐酸，溶液颜色变化不明显，C错误；2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，I－过量，萃取分液后，向水层滴入KSCN溶液，若变红，证明该反应为可逆反应，D正确。
11. (2024·宿迁二模)室温下，探究0.1 mol/L FeCl3溶液的性质，下列实验方案能达到探究目的的是(D)
选项 实验方案 探究目的
A 向两支试管中分别加入5 mL 5%的H2O2溶液，再向两支试管中滴入3滴浓度均为0.1 mol/L FeCl3和CuSO4，观察产生气体的速率 比较Fe3＋和Cu2＋的催化效率
B 向2 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液中加入1 mL 0.1 mol/L KI溶液，充分振荡后滴加KSCN溶液，观察颜色变化 2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2是否为可逆反应
C 向苯酚溶液中滴加几滴0.1 mol/L FeCl3溶液，溶液呈紫色 FeCl3与苯酚发生了氧化还原反应
D 将5 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液和15 mL 0.1 mol/L NaHCO3溶液混合，生成红褐色沉淀和气体 Fe3＋与HCO发生了双水解反应
【解析】 CuSO4和FeCl3阴离子不同，无法比较Cu2＋和Fe3＋的催化效果，A错误；2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，Fe3＋过量，加KSCN溶液变为红色，不能证明反应是可逆反应，B错误；苯酚溶液中加入几滴FeCl3溶液，发生显色反应，生成配合物，没有元素化合价变化，是非氧化还原反应，C错误；Fe3＋水解显酸性，HCO水解显碱性，Fe3＋与HCO发生双水解反应生成Fe(OH)3沉淀和气体，D正确。
12. (2019·江苏卷)[Fe2(OH)6－2n(SO4)n]m(聚合硫酸铁)广泛用于水的净化。以FeSO4·7H2O为原料，经溶解、氧化、水解聚合等步骤，可制备聚合硫酸铁。
(1) 将一定量的FeSO4·7H2O溶于稀硫酸，在约70 ℃下边搅拌边缓慢加入一定量的H2O2溶液，继续反应一段时间，得到红棕色黏稠液体。H2O2氧化Fe2＋的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O；水解聚合反应会导致溶液的pH减小(填“增大”或“减小”)。
(2) 测定聚合硫酸铁样品中铁的质量分数：准确称取液态样品3.000 g，置于250 mL锥形瓶中，加入适量稀盐酸，加热，滴加稍过量的SnCl2溶液(Sn2＋将Fe3＋还原为Fe2＋)，充分反应后，除去过量的Sn2＋。用5.000×10－2 mol/L K2Cr2O7溶液滴定至终点(滴定过程中Cr2O与Fe2＋反应生成Cr3＋和Fe3＋)，消耗K2Cr2O7溶液22.00 mL。
① 上述实验中若不除去过量的Sn2＋，样品中铁的质量分数的测定结果将偏大 (填“偏大”或“偏小”或“无影响”)。
② 计算该样品中铁的质量分数(写出计算过程)。
n(Cr2O)＝5.000×10－2 mol/L ×22.00×10－3 L＝1.100×10－3 mol
根据滴定时发生反应，可得关系式：Cr2O～6Fe2＋
则n(Fe2＋)＝6n(Cr2O)＝6×1.100×10－3 mol＝6.600×10－3 mol
样品中铁元素的质量：
m(Fe)＝6.600×10－3 mol×56 g/mol＝0.369 6 g
样品中铁元素的质量分数：
w(Fe)＝×100%＝12.32%
【解析】 (1) H2O2是“绿色”氧化剂，将Fe2＋氧化为Fe3＋，离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O；Fe3＋为弱碱金属阳离子，水解聚合时，导致Fe3＋水解平衡右移，c(H＋)增大，pH减小。(2) ① 根据题意，Sn2＋能将Fe3＋还原为Fe2＋，发生的反应为Sn2＋＋2Fe3＋===Sn4＋＋2Fe2＋，根据还原性：还原剂>还原产物，则还原性：Sn2＋>Fe2＋，实验中若不除去过量的Sn2＋，则加入的K2Cr2O7先氧化过量的Sn2＋再氧化Fe2＋，导致消耗的K2Cr2O7溶液的体积偏大，则样品中铁的质量分数的测定结果将偏大。
