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高考化学铁及其化合物推断题综合练习题含答案

一、铁及其化合物

1．X、Y、Z、W 为四种常见元素，其中 X、Y、Z 为短周期元素。ZX4分子是由粗Z提纯Z的中间产物，X的最高价氧化物对应的水化物为无机酸中的最强酸，Y的离子在同周期中离子半径最小，其氧化物有两性且可用于制造一种极有前途的高温材料，Z是无机非金属材料的主角，其单质是制取大规模集成电路的主要原料，W原子的最外层电子数小于4且W 的常见化合价有+3、+2，WX3的稀溶液呈黄色，回答下列问题：

(1)X在元素周期表的位置________________,其简单阴离子的结构示意图为

____________________，用电子式表示X的氢化物的形成过程

______________________________。

(2)Z的氧化物在通讯领域用来作_______________。锗与Z是同一主族元素，它可用来制造半导体晶体管。研究表明：有机锗具有明显的抗肿瘤活性，锗不与 NaOH溶液反应但在有H2O2存在时可与NaOH溶液反应生成锗酸盐，反应的化学方程式为：

_______________________________

(3)W(OH)2在空气中不稳定，极易被氧化，由白色迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应的化学方程式为：____________________________________，若灼烧W(OH)2固体得到

___________。

【答案】第三周期ⅦA族光导纤维 Ge + 2H2O2 +

2NaOH = Na2GeO3 + 3H2O 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 Fe2O3

【解析】

【分析】

根据元素的性质及用途等信息分析元素的种类；根据核外电子排布情况确定在元素周期表中的位置；根据物质的性质及反应的现象书写反应方程式，及用相关化学用语表示物质的组成和结构。

【详解】

Z是无机非金属材料的主角，其单质是制取大规模集成电路的主要原料，则Z为硅；ZX4分子是由粗Z提纯Z的中间产物，X的最高价氧化物对应的水化物为无机酸中的最强酸，则X 为氯；Y的离子在同周期中离子半径最小，其氧化物有两性且可用于制造一种极有前途的高温材料，则Y为铝；W原子的最外层电子数小于4且W的常见化合价有+3、+2，WX3的稀溶液呈黄色，则W为铁；

(1)X为氯元素，在元素周期表的位置为：第三周期ⅦA族；氯离子的结构示意图为：

；用电子式表示HCl的形成过程:；

(2)Z为硅，二氧化硅在通讯领域用作光导纤维；根据题干信息知锗NaOH溶液在有H2O2存在时反应生成锗酸盐，反应的化学方程式为：Ge + 2H2O2 + 2NaOH = Na2GeO3 + 3H2O；(3)反应现象知该反应为氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁，反应的化学方程式为：4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3，Fe(OH)3不稳定，灼烧分解得到固体Fe2O3。

2．某盐A是由三种元素组成的化合物，且有一种为常见金属元素，某研究小组按如下流程图探究其组成：

请回答：

(1)写出组成 A的三种元素符号______。

(2)混合气体B的组成成份______。

(3)写出图中由C转化为E的离子方程式______。

(4)检验E中阳离子的实验方案______。

(5)当A中金属元素以单质形式存在时，在潮湿空气中容易发生电化学腐蚀，写出负极的电极反应式______。

【答案】Fe、O、S SO2和SO3 Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O 取少量E溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液变为血红色，则说明E中阳离子为Fe3+ Fe-2eˉ=Fe2+

【解析】

【分析】

由红棕色固体溶于盐酸得到棕黄色溶液，可知C为氧化铁、E为氯化铁溶液，说明A中含

有铁元素和氧元素，1.6g氧化铁的物质的量为 1.6g

160g/mol

=0.01mol；由气体B与足量氯化钡溶液反应生成白色沉淀可知，白色沉淀D为硫酸钡、气体B中含有三氧化硫，由硫原子个数

守恒可知，三氧化硫的物质的量为 2.33g

233g/mol

=0.01mol，气体B的物质的量为

0.448 22.4/L

L mol

=0.02mol，由A是由三种元素组成的化合物可知，A中含有硫元素、气体B为二

氧化硫和三氧化硫的混合气体，二氧化硫的物质的量为（0.02—0.01）mol=0.01mol，m （SO3）+m（SO2）+m（Fe2O3）=0.01mol×80g/mol+0.01mol×64g/mol+1.6g=3.04g，说明A 中nFe）：n（S）：n（O）=1：1：4，则A为FeSO4。

【详解】

（1）由分析可知，A为FeSO4，含有的三种元素为Fe、O、S，故答案为：Fe、O、S；

（2）由分析可知，三氧化硫的物质的量为 2.33g

233g/mol

=0.01mol，气体B的物质的量为

0.448 22.4/L

L mol

=0.02mol，由A是由三种元素组成的化合物可知，A中含有硫元素、气体B为二氧化硫和三氧化硫的混合气体，故答案为：SO2和SO3；

（3）C为氧化铁、E为氯化铁溶液，氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水，反应的离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，故答案为：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；

（3）E为氯化铁溶液，检验铁离子的实验方案为可取少量E溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液变为血红色，则说明E中阳离子为Fe3+，故答案为：取少量E溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液变为血红色，则说明E中阳离子为Fe3+；

（5）铁在潮湿空气中容易发生电化学腐蚀，铁做原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为Fe-2eˉ=Fe2+，故答案为：Fe-2eˉ=Fe2+。

【点睛】

注意从质量守恒的角度判断A的化学式，把握二氧化硫的性质、铁离子检验为解答的关键。

3．室温下，A是常见的金属单质、单质B是黄绿色气体、单质C是无色气体。在合适反应条件下，它们可以按下面框图进行反应；E是无色溶液，F是淡绿色溶液。B和C反应发出苍白色火焰。请回答：

（1）A是__________，B是__________，C是__________（请填写化学式）；

（2）反应①的化学方程式______________________________；

（3）反应③的离子方程式______________________________；

（4）反应④的离子方程式______________________________。

【答案】Fe Cl2 H2 2Fe+3Cl22FeCl3 Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑ 2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋

2Cl－

【解析】

【分析】

室温下，A是常见的金属单质、单质B是黄绿色气体、单质C是无色气体，B是氯气，B和C反应发出苍白色火焰，C是氢气，E是氯化氢。F是淡绿色溶液，F溶液中含有亚铁离子，所以A是铁，F是氯化亚铁，D是氯化铁，据以上分析解答。

【详解】

室温下，A是常见的金属单质、单质B是黄绿色气体、单质C是无色气体，B是氯气，B和C反应发出苍白色火焰，C是氢气，E是氯化氢。F是淡绿色溶液，F溶液中含有亚铁离子，所以A是铁，F是氯化亚铁，D是氯化铁，

(1)根据以上分析可知A、B、C分别是Fe、Cl2、H2；

(2)反应①为铁与氯气反应生成氯化铁，化学方程式为2Fe+3Cl22FeCl3；

(3)反应③为铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，离子方程式为Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑；

(4)反应④为氯化亚铁与氯气反应生成氯化铁，离子方程式为2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－。

4．A～I分别表示中学化学中常见的一种物质，它们之间相互关系如图所示(部分反应物、生成物没有列出)。已知H为固态氧化物，F是红褐色难溶于水的沉淀，且A、B、C、D、E、F六种物质中均含同一种元素。

请填写下列空白：

（1）A、B、C、D、E、F六种物质中所含的同一种元素的名称是___。

（2）反应①的化学方程式为___。

（3）反应③的离子方程式为___。

（4）反应⑧的化学方程式为___。

（5）反应⑥过程中的现象是____。

（6）1molI发生反应后生成的A高温下与足量的水蒸气反应，生成的气体换算成标准状况下占___L。

【答案】铁元素 8Al＋3Fe3O44Al2O3＋9Fe Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O Al2O3＋

2NaOH=2NaAlO2＋H2O 生成的白色沉淀在空气中迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 33.6 【解析】

【分析】

F是红褐色难溶于水的沉淀，则F为氢氧化铁；E能在空气中转化为F，且E是C和氢氧化钠反应生成，则E为氢氧化亚铁，C为氯化亚铁；B能与盐酸反应生成氯化亚铁和D，则B 为四氧化三铁，D为氯化铁；A在空气中燃烧能够生成四氧化三铁，则A为铁单质；四氧

化三铁与I在高温条件下反应生成铁单质，I又能与氢氧化钠反应，推知I为铝单质，与四氧化三铁在高温条件下发生铝热反应，生成H为氧化铝；铝和氧化铝都能与氢氧化钠反应生成G，则G为偏铝酸钠。

【详解】

（1）A为铁、B为四氧化三铁、C为氯化亚铁、D为氯化铁、E氢氧化亚铁、F为氢氧化铁，则六种物质中都含有铁元素，故答案为：铁元素；

（2）①是铝与四氧化三铁发生铝热反应，其反应的方程式为8Al＋3Fe3O44Al2O3＋

9Fe，故答案为：8Al＋3Fe3O44Al2O3＋9Fe；

（3）③是四氧化三铁与盐酸反应，其反应的离子方程式为Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O，故答案为：Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O；

（4）⑧是氧化铝与氢氧化钠发生反应，反应的化学方程式为Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋

H2O，故答案为：Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O；

（5）⑥氢氧化亚铁在空气中转化为氢氧化铁，其现象为生成的白色沉淀在空气中迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，故答案为：生成的白色沉淀在空气中迅速变成灰绿色，最后变成红褐色；

（6）1mol铝与四氧化三铁反应生成铁单质与氧化铝，生成的铁单质再与水蒸气反应生成氢气，根据得失电子守恒可知，铝失去的电子数等于生成氢气得到的电子数，可列式

1×3=2×n（H2）,则n（H2）=1.5mol，则标准状况下，氢气的体积V（H2）

=1.5mol×22.4L/mol =33.6L ，故答案为33.6。

【点睛】

铝与四氧化三铁反应生成铁，8molAl~9molFe ，铁与水蒸气反应生成氢气，

3molFe~4molH 2，所以也可以根据对应关系8molAl~9molFe~12molH 2，求得氢气的物质的量。

5．铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题：

(1)在实验室中，2FeCl 可用铁粉和______反应制备，3FeCl 可用铁粉和______反应制备。

(2)黄铁矿(主要成分为2FeS )是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。高温下可发生反应： 222343FeS 8O 6SO e O =F ++高温，该过程中若有1.5mol 2FeS 参加反应，则反应过程中转移______mol 电子。

(3)24K FeO 与Zn 组成新型二次电池高铁电池，电解液为碱溶液，其反应式为：222423Zn(OH)2Fe(OH)4KOH 3Zn 2K FeO 8H O ++++?充电

放电，放电时电池的负极反应式

为______；充电时电解液的pH______(填“增大”“减小”或“不变”之一)。

(4)某同学向盛有22H O 溶液的试管中加入几滴酸化的2FeCl 溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为______；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是______；生成沉淀的原因是______(用平衡移动原理解释)。

【答案】盐酸(或氯化铁) 氯气 16 2Zn 2OH 2e Zn(OH)--+-= 减小

232222Fe H O 2H 2Fe 2H O +++++=+ 3Fe +催化22H O 分解产生2O 22H O 分解反应放热，促进3Fe +的水解平衡正向移动

【解析】

【分析】

(1)Fe 与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气；Fe 与氯化铁反应生成氯化亚铁，Fe 与氯气反应生成氯化铁；

(2)22234

3FeS 8O 6SO e O =F ++高温

中，Fe 、S 元素的化合价升高，O 元素的化合价降低； (3)Zn 元素的化合价升高，放电时负极上Zn 失去电子；由电池反应可知，充电时消耗KOH ；

(4)酸性条件下22H O 将亚铁离子氧化为铁离子；铁离子能催化22H O 分解产生氧气；从平衡角度分析。

【详解】

(1)在实验室中，2FeCl 可用铁粉和盐酸(或氯化铁)反应制取；3FeCl 可用铁粉和氯气反应制取，故答案为：盐酸(或氯化铁)；氯气；

(2)222343FeS 8O 6SO e O =F ++高温中，Fe 、S 元素的化合价升高，O 元素的化合价降低，

21.5molFeS 参加反应，则消耗氧气为4mol ，由O 元素的化合价变化可知，转移的电子为()4mol 22016mol ??-=，故答案为：16；

(3)Zn 元素的化合价升高，放电时负极上Zn 失去电子，电极反应为

2Zn 2OH 2e Zn(OH)--+-=，由电池反应可知，充电时消耗KOH ，则pH 减小，故答案

为：2Zn 2OH 2e Zn(OH)--+-=；减小；

(4)向盛有22H O 溶液的试管中加入几滴酸化的2FeCl 溶液，发生的离子方程式为：232222Fe H O 2H 2Fe 2H O +++++=+；3Fe +催化氧化22H O 分解产生2O ，故一段时间后，溶液中有气泡出现；生成沉淀的原因是22H O 分解反应放热，促进3Fe +的水解平衡正向移动，故答案为：232222Fe H O 2H 2Fe 2H O +++++=+； 3Fe +催化氧化22H O 分解产生2O ；22H O 分解反应放热，促进3Fe +的水解平衡正向移动。

6．溴主要以Br - 形式存在于海水（呈弱碱性）中，利用空气吹出法从海水中提溴，工艺流程示意如下。

资料：常温下溴呈液态，深红棕色，易挥发。

（1）酸化：将海水酸化的主要目的是避免___（写离子反应方程式）。

（2）脱氯：除去含溴蒸气中残留的Cl 2

①具有脱氯作用的离子是____。

②溶液失去脱氯作用后，补加FeBr 2或加入____，脱氯作用恢复。

（3）富集、制取Br 2：

用Na 2CO 3溶液吸收溴，Br 2歧化为BrO 3- 和Br -。再用H 2SO 4酸化歧化后的溶液得到Br 2，其离子反应方程式为____。

（4）探究(3)中所用H 2SO 4浓度对Br 2生成的影响，实验如下：序号

A B C 试剂组成 1 mol/L NaBr

20% H 2SO 4 1 mol/L NaBr 98% H 2SO 4 将B 中反应后溶液用水稀释

实验现象无明显现象溶液呈棕红色，放热溶液颜色变得很浅

①B 中溶液呈棕红色说明产生了____。

②分析C 中溶液颜色变浅的原因，甲同学认为是发生了化学反应所致；乙同学认为是用水稀释所致。若认为甲同学的分析合理，请用具体的反应说明理由；若认为乙同学的分析合理，进一步设计实验方案说明。理由或方案：____。

③酸化歧化后的溶液宜选用的酸是____（填“稀硫酸”或“浓硫酸”）。

【答案】Cl 2+2OH -=Cl -+ClO -+H 2O Fe 2+、Br - 铁粉 BrO 3- +5Br -+6H +=3Br 2+3H 2O Br 2 理由：

SO 2+Br 2+2H 2O=2HBr+H 2SO 4方案：用CCl 4萃取颜色很浅的溶液，观察溶液下层是否呈棕红色稀硫酸

【解析】

【分析】

【详解】

(1)海水中溴元素以Br -存在，从海水中提取溴单质，要用Cl 2氧化溴离子得到，但海水呈碱性，若不酸化，就会发生反应：Cl 2+2OH -=Cl -+ClO -+H 2O ，影响溴的提取；

(2) ①将溴蒸气的残留的Cl 2脱去，可利用氯气有强的氧化性，要加入能与Cl 2反应，但不能与Br 2反应的物质，如Fe 2+、Br -；

②溶液失去脱氯作用后，补加FeBr 2或加入还原铁粉，物质具有还原性，脱氯作用就恢复；

(3)用Na 2CO 3溶液吸收溴，Br 2歧化为BrO 3- 和Br -。再用H 2SO 4酸化，BrO 3- 和Br -及H +发生归中反应得到Br 2，其离子反应方程式为BrO 3- +5Br -+6H +=3Br 2+3H 2O ；

(4)①B 中溶液呈棕红色是由于Br 2是红棕色物质，产生了Br 2；

②若甲同学说法正确，则会发生反应：SO 2+Br 2+2H 2O=2HBr+H 2SO 4,消耗了溴单质；若乙同学说法正确，则要把颜色很浅的溶液用CCl 4萃取，利用CCl 4密度比水大，溴单质容易溶于CCl 4，观察下层液体颜色否呈棕红色即可；

③歧化后的溶液若用稀硫酸酸化无明显现象，若用浓硫酸酸化，溶液变为红棕色，反应放出热量，会导致溴单质挥发，所以酸化要用稀硫酸。

7．从某矿渣（成分为NiFe 2O 4(铁酸镍)、NiO 、FeO 、CaO 、SiO 2等）中回收NiSO 4的工艺流程如图：

已知：(NH 4)2SO 4在350℃分解生成NH 3和H 2SO 4；NiFe 2O 4在焙烧过程中生成NiSO 4、Fe 2(SO 4)3。

回答下列问题：

（1）“研磨”的目的是___。

（2）矿渣中部分FeO 在空气焙烧时与H 2SO 4反应生成Fe 2(SO 4)3的化学方程式为____。（3）“浸泡”过程中Fe 2(SO 4)3生成FeO(OH)的离子方程式为___。“浸渣”的成分除Fe 2O 3、FeO(OH)、CaSO 4外还含有___（填化学式）。

（4）向“浸取液”中加入NaF 以除去溶液中Ca 2+，溶液中c(F -)至少为___mol·

L -1时，可使钙离子沉淀完全。[已知Ca 2+浓度小于1.0×10-5mol·

L -1时沉淀完全；K sp (CaF 2)=4.0×10-11] （5）萃取可用于对溶液中的金属离子进行富集与分离：Fe 2+(水相)+2RH(有机

相)FeR 2(有机相)+2H +(水相)。萃取剂与溶液的体积比（0A

V V ）对溶液中Ni 2+、Fe 2+的萃

取率影响如图所示，0

V的最佳值为___。在___（填“强碱性”“强酸性”或“中性”）

介质中“反萃取”能使有机相再生而循环利用。

（6）若将流程图中浸泡步骤改为如图步骤（前后步骤不变）。依据下表数据判断，调pH 范围为___。

【答案】增大接触面积，加快反应速率 4FeO+6H2SO4+O2高温2Fe2(SO4)3+6H2O

Fe3++2H2O加热FeO(OH)+3H+ SiO2 2.0×10-3 0.25 强酸性 3.7≤pH<7.1

【解析】

【分析】

某矿渣的主要成分是NiFe2O4(铁酸镍)、NiO、FeO、CaO、SiO2等，加入硫酸铵研磨后，600°C焙烧，已知：(NH4)2SO4在350℃以上会分解生成NH3和H2SO4；NiFe2O4在焙烧过程中生成NiSO4、Fe2(SO4)3，在90°C的热水中浸泡过滤得到浸出液，加入NaF除去钙离子，过滤得到滤液加入萃取剂得到无机相和有机相，无机相通过一系列操作得到硫酸镍，有机相循环使用，据此分析解答。

【详解】

(1)焙烧前将矿渣与(NH4)2SO4混合研磨，混合研磨的目的是增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分；

(2)矿渣中部分FeO在空气焙烧时与H2SO4反应生成Fe2(SO4)3的化学方程式为

4FeO+6H2SO4+O2高温2Fe2(SO4)3+6H2O；

(3) “浸泡”过程中Fe2(SO4)3生成FeO(OH)的离子方程式为：Fe3++2H2O加热FeO(OH)+3H+；根据分析，浸渣”的成分除Fe2O3、FeO(OH) 、CaSO4外还含有 SiO2；

(4)向“浸取液”中加入NaF以除去溶液中Ca2+，已知Ca2+浓度小于1.0×10-5mol·L-1时沉淀完全，溶液中c(F?()sp2

c Ca+

-11

-5

4.010

1.010

?3mol/L，故溶液中c(F-)至少为2×10?3 mol/L；

(5)本工艺中，萃取剂与溶液的体积比

(0A

V V )对溶液中Ni 2+、Fe 2+的萃取率影响如图所示，最佳取值是亚铁离子不能被萃取，镍离子被萃取，0A

V V 的最佳取值是0.25；由Fe 2+(水相)+2RH(有机相)?FeR(有机相)+2H +(水相)可知，加酸，增大氢离子的浓度，使平衡逆向移动，可生成有机相，则应在强酸性介质中“反萃取”能使有机相再生而循环利用；

(6)若将流程图中浸泡步骤改为如图步骤(前后步骤不变)，亚铁离子被双氧水氧化为铁离子，除杂过程中要将铁离子除去但不能使镍离子沉淀，依据下表数据判断，pH=3.7时铁离子完全沉淀，pH=7.1时镍离子开始沉淀，则调节pH

范围为3.7≤pH<7.1。

8．2019年诺贝尔奖授予JohnB ．Goodenough 等三位科学家，以表彰其在锂电池领域的贡献。磷酸亚铁锂（LiFePO 4）用作锂离子电池正极材料，制备方法如图：

（1）制备水合磷酸铁（FePO 4·

xH 2O ）固体 ①过程Ⅰ，加NaOH 溶液调pH=2.0时透明混合溶液中含磷微粒主要是H 2PO 4-，过程Ⅰ发生的主要离子方程式是____。

②过程Ⅱ“氧化、沉淀”反应生成FePO 4沉淀的离子方程式是____。

③进行过程III 之前，需确认过程II 中无Fe 2+，检验试剂为____。

④FePO 4·

xH 2O 样品受热脱水过程的热重曲线（样品质量随温度变化的曲线）如图：

水合磷酸铁的化学式为____。（x 取整数）

（2）制备LiFePO 4固体：

在氮气气氛保护下，高温焙烧FePO 4、Li 2CO 3和过量葡萄糖的固体混合物。

①过量葡萄糖作用是____。

②锂离子电池在充电时，电极材料LiFePO 4会迁出部分Li +，部分转变为Li (1-x)FePO 4。此电极的电极反应为____。

【答案】H 3PO 4+OH -=H 2PO 4-+H 2O 2H 2PO 4-+H 2O 2+2Fe 2+=2FePO 4↓+2H ++2H 2O 铁氰化钾溶液 FePO 4·2H 2O 还原剂，把三价铁还原成二价铁 LiFePO 4－xe -=xLi ++Li (1－x)FePO 4

【解析】

【分析】

FeSO 4?7H 2O 在H 3PO 4中溶解，加入氢氧化钠溶液中和磷酸生成H 2PO 4－，过程Ⅱ“氧化、沉

淀”反应主要是Fe 2+与H 2O 2 、H 2PO 4－反应生成FePO 4沉淀、H +和H 2O ，再加入氢氧化钠中和

酸，最后得到FePO 4·

xH 2O 。高温焙烧FePO 4、Li 2CO 3和过量葡萄糖的固体混合物得到LiFePO 4固体，铁化合价降低，过量葡萄糖化合价升高，作还原剂。

【详解】

⑴①过程Ⅰ，加NaOH 溶液调pH = 2.0时透明混合溶液中含磷微粒主要是H 2PO 4－，说明过程Ⅰ主要发生磷酸和氢氧化钠反应生成水和H 2PO 4－，其主要离子方程式是H 3PO 4+OH － = H 2PO 4－ + H 2O ；故答案为：H 3PO 4+OH － = H 2PO 4－ + H 2O 。

②过程Ⅱ“氧化、沉淀”反应主要是Fe 2+与H 2O 2 、H 2PO 4－反应生成FePO 4沉淀、H +和H 2O ，

因此生成FePO 4沉淀的离子方程式是2H 2PO 4－+H 2O 2 +2Fe 2+ = 2FePO 4↓ + 2H ++2H 2O ；故答案

为：2H 2PO 4－+H 2O 2 +2Fe 2+ = 2FePO 4↓ + 2H ++2H 2O 。

③进行过程III 之前，需确认过程II 中无Fe 2+，常用铁氰化钾溶液试剂检验；故答案为：铁氰化钾溶液。

④假设100g FePO 4·

xH 2O 样品受热，得到FePO 4固体80g ，水20g ，根据物质的量比例得到1180g 20g :1:2151g mol 18g mol --=??，因此水合磷酸铁的化学式为FePO 4·2H 2O ；故答案为：FePO 4·2H 2O 。

⑵①高温焙烧FePO 4、Li 2CO 3和过量葡萄糖的固体混合物得到LiFePO 4固体，铁的化合价降低，则过量葡萄糖化合价升高，作还原剂，主要是将三价铁还原成二价铁；故答案为：还原剂，把三价铁还原成二价铁。

②锂离子电池在充电时，电极材料LiFePO 4会迁出部分Li +，部分转变为Li (1-x)FePO 4。此电极

的电极反应为LiFePO 4－xe － = xLi + + Li (1－x)FePO 4；故答案为：LiFePO 4－xe － = xLi + + Li (1－

x)FePO 4。

9．三氯化铁在印刷、医药、颜料、污水处理以及有机合成催化剂方面有重要的应用。工业上常以废铁屑（含有SiO 2、Al 2O 3、MgO 、Fe 2O 3等杂质）为原料制备氯化铁。其生产流程如图：

已知：氢氧化物的K sp 如下表：

氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 Mg(OH)2

K sp 1.0×10-36 1.6×10-14 2.0×10-33 1.2×10-11

请回答下列问题：

（1）物质X可以选用下列物质中的____（选填序号）

A．NaCl B．FeCl3 C．H2O2 D．H2SO4

（2）滤液Ⅰ加入NaOH固体的目的是调节溶液的pH（忽略加入NaOH固体以后溶液体积的变化）。已知滤液Ⅰ中c(Fe3+)为1.0 mol·L-1，c(Al3+)为0.03 mol·L-1，c(Mg2+)为0.01 mol·L-1，当Fe3+恰好沉淀完全时[c(Fe3+)=1×10-5 mol·L-1]，Al3+是否已经开始沉淀______（填“是”或“否”）。

（3）写出滤渣1加NaOH溶液发生反应的离子方程式_____________________。

（4）生产流程中最后“从FeCl3溶液得到无水FeCl3固体”的操作分为两步：第一步，先冷却结晶得到FeCl3·6H2O晶体；第二步，制无水FeCl3固体。第二步的正确操作是_____。（5）FeCl3具有净水作用，但易腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理污水比FeCl3高效，且腐蚀性小。

①FeCl3净水的原理是____________________（用离子方程式表示）

②通过控制条件生成聚合氯化铁，离子方程式为xFe3＋＋yH2O Fe x(OH)y(3x-y)+＋yH＋，欲增加聚合氯化铁的产率可采取的方法是_____（填字母）。

a．降温 b．加氨水 c．加入NH4Cl d．加入NaHCO3

【答案】C 是 Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O 在HCl气流中加热 Fe3+＋

3H2O3Fe(OH)3+3H+ b、d

【解析】

【分析】

废铁屑中加入盐酸，过滤除去不溶性杂质二氧化硅，滤液1加入过氧化氢溶液将亚铁离子氧化为铁离子，然后加入氢氧化钠固体并控制pH，使铁离子、铝离子转化为沉淀，过滤之后得滤渣1(含有氢氧化铁和氢氧化铝)，加入氢氧化钠溶液除去氢氧化铝，过滤得滤渣2即为氢氧化铁，加入过量的盐酸将其转化为氯化铁，在氯化氢的氛围下加热即可得到无水氯化铁固体。

【详解】

(1)加入H2O2溶液，使滤液Ⅰ中的Fe2+转化为Fe3+，便于制备FeCl3；

(2)当Fe3+恰好沉淀完全时，c(Fe3+)=1×10-5 mol·L-1，根据K sp(Fe(OH)3)=1.0×10-36可知此时

c(OH-)3=

1.010

mol3·L-3，又c(Al3+)为0.03 mol·L-1，所以此时有：

c(Al3+)·c(OH-)3=0.03×1.0×10-31=3×10-33＞Ksp (Al(OH)3)=2.0×10-33，所以当Fe3+恰好沉淀完全时，Al3+已经开始沉淀；

(3)滤渣1加NaOH溶液发生反应的离子方程式：Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O；

(4)由FeCl3·6H2O晶体制无水FeCl3固体时，在加热脱水时为防止铁离子水解，所以正确操作是：在HCl气流中加热；

(5)①FeCl3净水的原理是：Fe3+＋3H2O?3Fe(OH)3+3H+，生成的Fe(OH)3胶体吸附杂质；

②水解是吸热反应，降温会降低聚合氯化铁的产率；加氨水，消耗生成的H+，促使反应向

右进行，会增大聚合氯化铁的产率；加入NH4Cl后，NH4+水解会生成H+(NH4+

+H2O?NH3·H2O+H+)，所以会抑制Fe3+的水解，平衡向左移动，降低聚合氯化铁的产

率；加入NaHCO3，HCO3-与溶液中生成的H+反应生成CO2和H2O，平衡向右移动，会增大

聚合氯化铁的产率。

【点睛】

判断一种离子是否已经开始沉淀，只要把该条件下的溶度积Q c算出来与K sp进行比较，若

Q c=K sp，则刚好处于沉淀溶解平衡状态；若Q c＞K sp，溶液为过饱和溶液，析出沉淀；若Q c ＜K sp，溶液为不饱和溶液，无沉淀析出。

10．钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O)是一种金属腐蚀抑制剂。工业上利用钼精矿(主要成分是

不溶于水的MoS2)制备钼酸钠的两种途径如图所示。

（1）NaClO的电子式为 ___。

（2）途径Ⅰ碱浸时发生反应的化学方程式为____。

（3）途径Ⅱ氧化时还有Na2SO4生成，则反应的离子方程式为____。

（4）已知途径Ⅰ的钼酸钠溶液中c(MoO42-)=0.40mol/L，c(CO32-)=0.10mol/L。由钼酸钠溶液制备钼酸钠晶体时，需加入Ba(OH)2固体以除去CO32-。当BaMoO4开始沉淀时，CO32-的去

除率是______[已知Ksp(BaCO3)=1×10-9、Ksp(BaMoO4)=4.0×10-8，忽略溶液的体积变化]。（5）分析纯钼酸钠常用钼酸铵[(NH4)2MoO4]和氢氧化钠反应来制取，若将该反应产生的

气体与途径Ⅰ所产生的气体一起通入水中，得到正盐的化学式是_______。

（6）钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂。常温下，碳素钢在三种不同介质中的腐蚀速率实验结果如图

①当硫酸的浓度大于90%时，碳素钢腐蚀速率几乎为零，原因是____。

②若缓蚀剂钼酸钠-月桂酸肌氨酸总浓度为300mg·L-1，则缓蚀效果最好时钼酸钠(M

=206g·mol-1) 的物质的量浓度为____(计算结果保留3位有效数字)。

【答案】 MoO3+Na2CO3=Na2MoO4+CO2↑ MoS2+9ClO-+6OH-=MoO42-

+9Cl-+2SO42-+3H2O 90% (NH4)2CO3和(NH4)2SO3常温下浓硫酸会使铁钝化 7.28×10-4mol/L 【解析】

【分析】

根据流程利用钼精矿(主要成分是MoS 2)制备钼酸钠有两种途径：

途径Ⅰ是先在空气中灼烧生成MnO 3，得到对环境有污染的气体SO 2，用碱液可以吸收，然后再用纯碱溶液溶解MnO 3，发生反应：MoO 3+Na 2CO 3═Na 2MoO 4+CO 2↑，得到钼酸钠溶液，最后结晶得到钼酸钠晶体；途径Ⅱ是直接用NaClO 溶液在碱性条件下氧化钼精矿得到钼酸钠溶液，反应为MnS 2+9ClO -+6OH -=MoO 42-+9Cl -+2SO 42-+3H 2O ，结晶后得到钼酸钠晶体，据此分析作答。

【详解】

(1)离子化合物NaClO 的电子式为；

(2)途径I 碱浸时MoO 3和纯碱溶液反应生成钼酸钠，同时得到CO 2气体，反应方程式为MoO 3+Na 2CO 3=Na 2MoO 4+CO 2↑；

(3)途径II 氧化时还有Na 2SO 4生成，反应物NaClO 在碱性条件下氧化MoS 2，得到钼酸钠和NaCl 、硫酸钠和水，本质为次氯酸根离子氧化MoS 2中钼和硫，化合价变化为：升高Mo(+2→+6)，S(-1→+6)，降低Cl(+1→-1)，最小公倍数18，发生反应的离子方程式为：MoS 2+9ClO -+6OH -=MoO 42-+9Cl -+2SO 42-+3H 2O ；

(4)K sp (BaMoO 4)=4.0×10-8，钼酸钠溶液中c (MoO 42-)=0.40mol?L -1，BaMoO 4开始沉淀时，溶液

中钡离子的浓度为：c (Ba 2+)=-1-7-8

1mol L =1104.01m 00.ol 40L -??g g ，K sp (BaCO 3)=1×10-9，溶液中碳酸根离子的浓度为：c (CO 32-)=97110110--??mol/L=0.01mol/L ，则碳酸根的去除率为

-1-1

-10.10mol L -0.01mol L 100%0.10mol L

?g g g =90%； (5)四钼酸铵[(NH 4)2MoO 4]和氢氧化钠反应可生成NH 3，途径Ⅰ中生成的气体有CO 2和SO 2，将NH 3和CO 2或SO 2一起通入水中可生成正盐为(NH 4)2CO 3和(NH 4)2SO 3；

(6)①当硫酸的浓度大于90%时，可以认为是浓硫酸，碳素钢的主要成分含有铁，常温下浓硫酸具有强氧化性，会使铁钝化，表面生成致密的氧化膜，起到防腐蚀作用，所以其腐蚀速率几乎为零；

②缓蚀剂钼酸钠-月桂酸肌氨酸总浓度为300mg·

L -1，据图可知缓蚀效果最好时钼酸钠和月桂酸肌氨酸的浓度均为150mg/L ，则1L 钼酸钠溶液中钼酸钠的物质的量为

-40.15g =7.2810mol 206g/mol

?，所以物质的量浓度为7.28×10-4mol/L 。