高考化学压轴题专题铁及其化合物推断题的经典综合题含详细答案

高考化学压轴题专题铁及其化合物推断题的经典综合题含详细答案
一、铁及其化合物
1．下列物质A －F 是我们熟悉的单质或化合物，其中A 、B 均是常见的金属，且B 的合金用量最大；E 在常温下是黄绿色气体；适当的条件下，它们之间可以发生如图所示的转化。

（1）G 溶液中溶质的化学式为_____________。

（2）请写出反应D→F 的化学方程式：_________。

（3）检验F 中金属阳离子的常用试剂是______________（填物质的化学式）；现象是____________。

（4）E 物质可与石灰乳反应制取漂白粉，写出漂白粉的有效成分_________。

（5）写出C 与过量氢氧化钠溶液反应的离子方程式_______________。

（6）若向D 溶液中滴加氢氧化钠溶液，现象是：____，反应过程中的化学方程式为：____，______。

【答案】NaAlO 2 2FeCl 2+ Cl 2= 2FeCl 3 KSCN 溶液呈血红色 Ca （ClO ）2 Al 3+ +4OH -=AlO 2-+2H 2O 先产生白色沉淀，后白色沉淀变为灰绿色，最后变为红褐色 FeCl 2+2NaOH=Fe （OH ）2↓+2NaCl 4Fe （OH ）2+O 2+2H 2O=4Fe （OH ）3
【解析】
【分析】
B 的合金用量最大，所以B 为Fe ；E 在常温下是黄绿色气体，所以E 为Cl 2；盐酸与铁反应生成FeCl 2，FeCl 2与Cl 2反应生成的F 为FeCl 3；金属A 与盐酸反应后生成的盐，与适量的NaOH 溶液反应能生成白色沉淀，白色沉淀还能溶于NaOH ，所以A 为Al 单质，
C 为AlCl 3溶液，G 为NaAlO 2溶液。

【详解】
(1)根据分析可知，G 即为偏铝酸钠溶液，溶质的化学式为NaAlO 2;
(2)根据分析可知，D 为FeCl 2，与E 即Cl 2反应后生成FeCl 3，方程式为：
2232FeCl Cl =2FeCl +；
(3)检验Fe 3+常用硫氰化钾溶液，Fe 3+遇SCN -生成血红色物质；
(4)漂白粉中的有效物质为次氯酸钙；
(5)通过分析可知，C 为AlCl 3溶液，与过量的NaOH 溶液反应，生成偏铝酸钠和水，离子方程式为：322Al 4OH =AlO 2H O +--
++；
(6)通过分析可知，D 的溶液为FeCl 2溶液，FeCl 2会与NaOH 溶液反应生成很不稳定的白色Fe(OH)2沉淀，沉淀会迅速的被氧化为Fe(OH)3，转化的现象为：白色沉淀先转变为灰绿
色，最终变为红褐色；相关的方程式还有：22234Fe(OH)O 2H O=4Fe(OH)++；
2．为探究某黄色固体的组成和性质，设计如下实验：
请回答：
（1）X 的化学式是_______。

（2）X 在空气中充分灼烧的化学方程式为_______。

（3）溶液 A 与烧碱反应生成 B 和浅黄色沉淀（0.01mol ）的化学方程式为_______。

【答案】CuFeS 2 4CuFeS 2＋13O 2＝4CuO ＋2Fe 2O 3＋8SO 2 3Fe 2 (SO 4)3＋12NaOH ＝Na 2Fe 6 (SO 4)4 (OH )12＋5Na 2SO 4
【解析】
【分析】
根据流程图，11.04gX 在空气中灼烧，生成的气体使品红溶液褪色的气体是二氧化硫，生成的黑色固体氧化物应该为CuO ，得到红褐色固体氧化物应该为 Fe 2O 3，根据图示中提供的数据计算含有S 、Cu 、Fe 元素的物质的量确定X 的化学式以及物质的量；氧化铁加入适量稀硫酸溶解得到含一种溶质的溶液为Fe 2(SO 4)3溶液，再加入NaOH 反应生成溶液为7.1g ，单一溶质且只含一种金属元素，B 为Na 2SO 4，结合元素守恒和电荷守恒分析判断黄色沉淀所含成分，据此分析解答。

【详解】
根据流程图，11.04gX 在空气中灼烧，生成的气体使品红溶液褪色的气体是二氧化硫，
n(SO 2)= 2.688L 22.4L /mol
=0.12mol ，生成的黑色固体氧化物应该为CuO ，物质的量n(CuO)= 4.8g 80g /mol
=0.06mol ，得到红褐色固体氧化物应该为 Fe 2O 3，物质的量n(Fe 2O 3)= 4.8g 160g /mol
=0.03mol ，则化合物中含Fe 、Cu 、S ，物质的量之比n(Fe) ∶n(Cu)) ∶n(S)=0.03×2∶0.06∶0.12=1∶1∶2，因此X 化学式为FeCuS 2，物质的量0.06mol ，质量=0.06mol×(56+64+64)g/mol=11.04g ，符合题意，上述推断正确，氧化铁加入适量稀硫酸溶解得到含一种溶质的溶液为Fe 2(SO 4)3溶液，则n[Fe 2(SO 4)3]=0.03mol ，
4.8gNaOH 反应生成溶液为7.1g ，单一溶质且只含一种金属元素，推断为Na 2SO 4，
n(NaOH)=
4.8g
40g/mol=0.12mol，n(Na2SO4)=
7.1g
142g/mol=0.05mol，结合元素守恒和电荷守
恒，0.03molFe2(SO4)3和0.12molNaOH反应得到0.05molNa2SO4和浅黄色沉淀，浅黄色沉淀中含n(Na+)=0.12mol-0.05mol×2=0.02mol，n(Fe3+)=0.06mol，n(OH-)=0.12mol，n(SO42-
)=0.03mol×3-0.05mol=0.04mol，得到浅黄色沉淀组成：n(Na+)∶n(Fe3+)∶n(OH-)∶n(SO42-
)=0.02∶0.06∶0.12∶0.04=1∶3∶6∶2，组成为NaFe3 (SO4)2(OH)6。

(1)根据上述计算可知X为FeCuS2，故答案为：FeCuS2；
(2X在空气中充分灼烧生成二氧化硫、氧化铁、氧化铜，结合电子守恒和原子守恒书写得到反应的化学方程式为：4FeCuS2+13O24CuO+2Fe2O3+8SO2，故答案为：4FeCuS2+13O2 4CuO+2Fe2O3+8SO2；
(3)溶液A与烧碱反应生成B和浅黄色沉淀(0.01mol)的反应是氢氧化钠和硫酸铁反应生成硫酸钠和浅黄色沉淀，结合上述计算得到沉淀化学式为Na2Fe6 (SO4)4 (OH)12，反应的化学方程式为：3Fe2(SO4)3+12NaOH=5Na2SO4+ Na2Fe6 (SO4)4 (OH)12↓，故答案为：
3Fe2(SO4)3+12NaOH=5Na2SO4+ Na2Fe6 (SO4)4 (OH)12↓。

【点睛】
大胆判断煅烧得到的黑色固体和红褐色固体的成分是解题的关键。

本题的难点为浅黄色沉淀组成的判断，要注意物质组成的定量计算、元素守恒的计算和化学式的确定方法的应用。

3．A、B、C、X均为中学化学常见物质，一定条件下它们有如图所示转化关系(部分产物已略去)。

下列说法正确的是（）
A．若X为KOH溶液，则A可能为Al
B．若X为Fe，则C可能为Fe(NO3)2溶液
C．若A、B、C均为焰色反应呈黄色的化合物，则X一定为CO2
D．若X为O2，则A可为有机物乙醇，也可为非金属单质硫
【答案】B
【解析】
【详解】
A. 若X为KOH溶液、A为A1时，Al和碱反应只能生成偏铝酸钾，不符合转化关系，A可以为Al3+，故A错误；
B. 若X为Fe，则A和铁反应的量不同，产物不同，且产物可以和铁反应，证明A为氧化性酸，判断A可以为HNO3，B为Fe(NO3)3溶液，则C可能为Fe(NO3)2溶液，故B正确；
C. 若A. B. C均为焰反应呈黄色的化合物，说明含钠元素，转化关系中A可以是NaOH，X 可以是二氧化碳或二氧化硫，B为碳酸钠或亚硫酸钠，C为碳酸氢钠或亚硫酸氢钠，故C 错误；
D. 若X为O2，A为有机物乙醇，可以实现A→B→C的转化，但不能一步实现A→C；为非金属单质硫时，可以实现A→B→C的转化，但不能实现A→C的转化，故D错误；
答案选B。

4．将Fe粉、Cu粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液和CuCl2溶液，混合于某容器中充分反应(假定容器不参与反应)，试判断下列情况下溶液中存在的金属离子和金属单质。

(1)若铁粉有剩余，则容器中不可能有_______________；
(2)若氯化铜有剩余，则容器中还可能有_____________，一定有_________；
(3)若氯化铁有剩余，则容器中不可能有____________ ；
(4)由以上反应可知金属离子的氧化性强弱顺序为_______________。

【答案】Fe3+、Cu2+ Fe3+或Cu Fe2+ Fe、Cu Fe3+＞Cu2＞Fe2+
【解析】
【分析】
在金属活动性顺序中，位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来，向装有氯化铁溶液的烧杯中，加入一定量的Cu和Fe的混合粉末，则铁和铜都能与氯化铁溶液反应，氧化性：FeCl3＞CuCl2＞FeCl2，还原性Fe＞Cu，Fe有剩余，则Cu没有参加反应，溶液中不存在Fe3+、Cu2+，以此解答该题。

【详解】
氧化性：FeCl3＞CuCl2＞FeCl2，还原性Fe＞Cu，
(1)反应后铁有剩余，发生Fe+2FeCl3=3FeCl2，Fe+CuCl2=Cu+FeCl2，Fe3+、Cu2+都不能存在；
(2)若CuCl2有剩余，由于氯化铜可氧化单质铁，则不可能有Fe，一定有Fe2+；容器中可能有Fe3+或Cu；
(3)若FeCl3有剩余，发生Fe+2FeCl3=3FeCl2，Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2，Fe、Cu都不能存在；
(4)由反应Fe+2FeCl3=3FeCl2，Fe+CuCl2=Cu+FeCl2可知氧化性强弱顺序为Fe3+＞Cu2＞Fe2+。

5．铁是日常生活中最常见的金属，某班同学在学习铁的知识时，有下列问题：
问题1：铁为何称为黑色金属？
问题2：CuO在高温下可分解为 Cu2O和O2，Fe2O3在高温下可分解为FeO和O2吗？(1)对于问题1，同学们上网查找，有两种解释：
A．因为在铁表面上有黑色的铁的氧化物，所以叫黑色金属
B．因为铁的粉末为黑色，铁的氧化物也均为黑色，所以叫黑色金属
①你认为正确的说法是__________。

②若有一黑色粉末，如何鉴别是铁粉，还是Fe3O4？
______________________________________。

③若有一黑色粉末，为铁和四氧化三铁的混合物，如何证明其中有Fe3O4(只要求简述实验方法)？____________________________________。

(2)对于问题2，同学们准备实验探究，他们设想了两种方法：
A．将三氧化二铁高温灼烧，看灼烧前后颜色是否变化。

B．将三氧化二铁高温灼烧，看灼烧前后质量是否变化。

①实验中应将Fe2O3放在__________(填仪器名称)中灼烧。

②方法A中，如果高温灼烧后颜色由__________变为__________，说明Fe2O3确实发生了变化。

能说明生成的一定为FeO吗？__________，理由是________________________。

③方法B中，如果发生了预期的反应，固体高温灼烧前后质量比应为________，但是，实验结果固体灼烧前后质量比为30∶29，则高温灼烧后生成物是____________________。

④比较两种方法，你认为较好的方法是__________。

【答案】A 取黑色粉末少许于试管中，加适量稀盐酸或稀硫酸，若有气泡产生则原黑色粉末为铁，若无气泡产生则原粉末为Fe3O4用干燥的氢气与黑色粉末加热反应，用无水硫酸铜检测是否有水产生(或用纯净的CO与黑色粉末加热反应，用澄清石灰水检测是否有CO2
产生) 坩埚红棕色黑色不能也可能为Fe3O410
9
Fe3O4 B
【解析】
【分析】
(1)铁是在高温下炼制而成，高温下铁会和空气中的氧气反应生成四氧化三铁或氧化亚铁，颜色都是黑色氧化物，氧化铁是红色氧化物，常温下缓慢氧化或电化学腐蚀生成得到；氧化铁为红色，四氧化三铁为黑色，四氧化三铁为磁性氧化物，能吸引铁，黑色粉末为铁和四氧化三铁的混合物，定性证明其中含有Fe3O4的方法是利用四氧化三铁具有磁性或与酸反应是否生成气体分析设计；
③根据发生的反应及反应前后固体的质量来分析；
(2)①Fe2O3固体灼烧应在坩埚中进行；
②将三氧化二铁高温灼烧，Fe2O3确实发生了变化，依据氧化物颜色变化分析，氧化铁被还原生成产物可能为黑色氧化亚铁或四氧化三铁；
③依据分解生成氧化亚铁、四氧化三铁反应前后质量不同分析计算；
④B方案能通过定量计算分析判断生成物，A方案固体颜色变化不容易观察和判断。

【详解】
(1)①A. 在高温下得到的铁的表面氧化物有黑色四氧化三铁或氧化亚铁，所以铁为黑色金属，A正确；
B. 因铁的氧化物Fe2O3颜色为红棕色不是黑色，四氧化三铁为黑色，B错误；
故合理选项是A；
②由于四氧化三铁为磁性氧化物，能吸引铁，则利用一小块铁片靠近黑色粉末，粉末被吸在铁片上，证明有四氧化三铁，若不能吸引，则粉末为铁粉；或取黑色粉末少许于试管中，加适量稀盐酸或稀硫酸，有气泡产生的原黑色粉末为铁，若无气泡产生则原粉末为Fe3O4；
③若有一黑色粉末为铁和四氧化三铁的混合物，证明其中有Fe3O4，可以用干燥的氢气与黑色粉末加热反应，用无水硫酸铜检测有水产生；或用纯净的CO与与黑色粉末加热反应，用澄清石灰水检测有CO2产生即可；
(2)①Fe2O3固体灼烧应在坩埚中进行；
②将Fe2O3高温灼烧，固体颜色会有红棕色变为黑色，依据氧化物颜色变化分析，Fe2O3被
还原生成产物可能为黑色FeO 或Fe 3O 4，颜色都是从红棕色变化为黑色，因此不能说明生成的一定为FeO ，也可能为Fe 3O 4；
③若发生反应：2Fe 2O 34FeO+O 2↑，灼烧前后的质量之比为10：9；发生反应：6Fe 2O 3
4Fe 3O 4+O 2↑，灼烧前后的质量之比是30：29。

现在该实验结果固体灼烧前后质量比为30∶29，因此髙温灼烧后生成的固体物质是四氧化三铁，即发生反应最后的分解产物是Fe 3O 4；
④B 方案能通过定量计算分析判断生成物，A 方案固体颜色变化不容易观察和判断，故比较好的方法是方法B 。

【点睛】
本题考查了铁及其化合物性质分析判断，物质组成的实验验证，注意物质性质应用，掌握铁的各种化合物的颜色、状态、性质等是本题解答的基础。

6．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 ++++ƒ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。

7．粉末状试样A 是由等物质的量的MgO 和Fe 2O 3组成的混合物。

进行如下实验： ①取适量A 进行铝热反应，产物中有单质B 生成；
②另取20 g A 全部溶于0.15 L 6.0 mol·
L －1盐酸中，得溶液C ； ③将①中得到的单质B 和溶液C 反应，放出1.12 L(标况)气体，同时生成溶液D ，还残留有固体物质B ；
④用KSCN 溶液检验时，溶液D 不变色。

请填空：
(1)①中引发铝热反应的实验操作是___________，产物中的单质B 是________。

(2)②中所发生的各反应的化学方程式是___________。

(3)③中所发生的各反应的离子方程式是___________。

(4)若溶液D 的体积仍视为0.15 L ，则该溶液中c(Mg 2＋)为________，c(Fe 2＋)为________。

【答案】加少量KClO 3，插上镁条并将其点燃 Fe Fe 2O 3＋6HCl=2FeCl 3＋3H 2O 、MgO ＋2HCl=MgCl 2＋H 2O Fe ＋2Fe 3＋=3Fe 2＋、Fe ＋2H ＋=Fe 2＋＋H 2↑ 0.67 mol·L －1 2.3 mol·L －1
【解析】
【详解】
(1)铝热反应是指单质Al 和某些金属氧化物发生的反应，反应过程中放出大量热，但该反应需要较高的温度才能引发。

在混合物上加少量KClO 3固体并插上Mg 条，点燃Mg 条后放出热量，使KClO 3固体分解放出O 2，进一步加剧Mg 的燃烧，可在短时间内使混合物温度迅
速升高，引发反应。

发生的反应为Fe2O3＋2Al 高温
Al2O3＋2Fe，所以产物中单质B为Fe，
故答案为：加少量KClO3，插上镁条并将其点燃；Fe；
(2)Fe2O3和MgO都是碱性氧化物，能和酸反应生成盐和水：Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O，MgO＋2HCl=MgCl2＋H2O，故答案为：Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O、MgO＋2HCl=MgCl2＋
H2O；
(3)混合物中只有Fe2O3能和Al发生铝热反应，生成Fe单质。

C溶液中有反应生成的FeCl3，还有未反应的HCl。

发生的离子反应为Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋、Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑。

(4)假设步骤②用去的20 g固体中，MgO的物质的量为x，则Fe2O3的物质的量也为x，则40 g·mol－1×x＋160 g·mol－1×x＝20 g，解得：x＝0.1 mol。

根据MgO～MgCl2的关系，则溶液中MgCl2的浓度为0.1 mol÷0.15 L≈0.67 mol·L－1。

步骤④说明溶液中没有Fe3＋，也就是溶质为FeCl2和MgCl2。

根据Cl－守恒的关系，可知MgCl2和FeCl2的总的物质的量等于
g-1 0.15L 6.0mol L
2＝0.45mol，所以，FeCl2的浓度为
0.45mol-0.1mol
0.15L
≈2.3 mol·L－1，
故答案为：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋、Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑；0.67 mol·L－1；
【点睛】
本题考查混合物反应的计算、物质的量浓度计算，题目难度中等，掌握氧化镁、氧化铁以及铁和三价铁离子的反应原理为解答的关键，(4)中计算亚铁离子的物质的量时，不可忽略了铁与氢离子的反应。

8．黄血盐[亚铁氰化钾K4Fe(CN)6]目前广泛用作食品添加剂(抗结剂)，我国卫生部规定实验中黄血盐的最大使用量为10mg/kg，一种制备黄血盐的工艺如下：
请回答下列问题：
(1)过滤需要用到的玻璃仪器有__________；写出中间产物CaSO4的一种用途__________。

(2)步骤I反应的化学方程式是___________。

(3)步骤V所用的试剂X是________(填化学式)，在得到产品前还需经过的步骤包括
____。

(4)工艺中用到剧毒的HCN溶液，含CN-等的废水必须处理后才能排放。

①CN-的电子式是_____________。

②处理含CN-废水的方法：第一步NaClO溶液先将CN-不完全氧化为OCN-；第二步NaClO 溶液完全氧化OCN-生成N2和两种盐。

第二步反应的离子方程式是_____。

(5)已知反应：
3Fe2++2[Fe(CN)6]3- =Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色沉淀)
4Fe3++3[Fe(CN)6]4-=Fe4[Fe(CN)6]3↓(蓝色沉淀)
现有Fe2+被氧化后的溶液，仅供选择的试剂：铁粉、铁氰化钾溶液、亚铁氰化钾溶液、KSCN溶液，请设计检验Fe2+是否氧化完全的实验方案_________。

【答案】漏斗（普通漏斗）、玻璃棒、烧杯制作石膏或用于制作水泥的原料等（填一种即可） 3Ca(OH)2+ FeSO4+6HCN= Ca2Fe(CN)6+ CaSO4+ 6H2O K2CO3蒸发浓缩、冷却结
晶 3ClO－+ 2OCN－+2OH－= 3Cl－+ 2CO32-+ N2↑+ H2O或3ClO－+ 2OCN－+
H2O = 3Cl－+ 2HCO3-+ N2↑取氧化后的溶液少许于试管中，滴加几滴铁氰化钾溶液，若无蓝色沉淀生成，证明Fe2+完全被氧化，否则未完全氧化
【解析】
【分析】
制备黄血盐的流程分析：步骤一加石灰水、硫酸亚铁、HCN溶液制备Ca2Fe(CN)6，没有化合价变化不属于氧化还原反应，根据步骤二过滤的滤渣CaSO4，确定步骤一的产物中含有CaSO4，故步骤一反应原理为：3Ca(OH)2+ FeSO4+6HCN= Ca2Fe(CN)6+ CaSO4↓+ 6H2O，该过程中CaSO4沉淀生成，步骤二过滤，步骤三加入KCl制备K2CaFe(CN)6：
Ca2Fe(CN)6+2KCl= K2CaFe(CN)6↓+ CaCl2，步骤四过滤，滤液进行废水处理，滤渣为
K2CaFe(CN)6进行步骤五脱钙处理，在不引入新杂质的原则下，选用K2CO3进行脱钙，过滤得到滤液K4Fe(CN)6，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得产品K4Fe(CN)6·3H2O。

【详解】
(1)过滤需要用到的玻璃仪器有普通漏斗、玻璃棒、烧杯；中间产物CaSO4制作石膏或用于制作水泥的原料等；
(2)根据分析，步骤I反应的化学方程式是3Ca(OH)2+ FeSO4+6HCN= Ca2Fe(CN)6+
CaSO4↓+ 6H2O；
(3)步骤V脱钙过程，一般用碳酸盐脱去钙离子，且不引入新杂质的原则，应该使用碳酸钾，故试剂X为K2CO3；根据分析，步骤五脱钙处理后，对滤液进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得产品K4Fe(CN)6·3H2O；
(4) ①CN-的电子式是；
②处理含CN-废水的方法：第一步NaClO溶液先将CN-不完全氧化为OCN-；第二步NaClO 溶液完全氧化OCN-生成N2和两种盐，NaClO作氧化剂被还原为NaCl,，每个NaClO化合价降低2。

每个OCN¯中碳元素化合价为+4为最高价不能被氧化，产物以Na2CO3或NaHCO3形式存在，氮的化合价为-3，被氧化为N2，每个氮气分子化合价上升6，故n（ClO¯）：n （N2）=3:1，由于次氯酸钠水解显碱性，则污水处理的第二步对应的离子反应式为：3ClO－+ 2OCN－+2OH－= 3Cl－+ 2CO32-+ N2↑+ H2O或3ClO－+ 2OCN－+ H2O = 3Cl－+ 2HCO3-+
N2↑。

(5) 设计检验Fe2+是否氧化完全的在于检测此时溶液中是否有Fe2+，Fe3+无需检验，则根据已知信息3Fe2++2[Fe(CN)6]3- =Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色沉淀)，实验方案是：取少量氧化后的
溶液放于试管中，滴加几滴铁氰化钾溶液，若无蓝色沉淀生成，证明Fe 2+完全被氧化，若出现蓝色沉淀，证明还有Fe 2+
未完全被氧化。

【点睛】
在书写氧化还原反应式过程中，判断物质中元素的化合价OCN ¯，可以结合氢离子写成酸的结构HOCN ，结构式H-O-C N ≡，按照非金属性O ＞N ＞C ＞H ，三对共用电子偏向N ，N 的化合价为-3，碳与氧的公用电子偏向氧，故C 的化合价为+4。

9．无水氯化锰()2MnCl 在电子技术和精细化工领域有重要应用。

一种由粗锰粉(主要杂质为Fe 、Ni 、Pb 等金属单质)制备无水氯化锰的工艺如下(部分操作和条件略)。

I ．向粗锰粉中加入盐酸，控制溶液的pH 约为5，测定离子的初始浓度。

静置一段时间后锰粉仍略有剩余，过滤；
II ．向I 的滤液中加入一定量盐酸，再加入22H O 溶液，充分反应后加入3MnCO 固体调节溶液的pH 约为5，过滤；
III ．向II 的滤液中通入2H S 气体，待充分反应后加热一段时间，冷却后过滤； IV ．浓缩、结晶、过滤、洗涤、脱水得到无水MnCl 2。

各步骤中对杂质离子的去除情况
已知：金属活动性Mn ＞Fe ＞Ni ＞Pb
(1)锰和盐酸反应的化学方程式是_______。

(2)步骤I 中：
①Fe 2+浓度降低，滤渣中存在()3Fe OH 。

结合离子方程式解释原因：_______。

②Pb 2+浓度降低，分析步骤I 中发生的反应为：Pb + 2H + = Pb 2+ + H 2↑、______。

(3)步骤II 中：
①22H O 酸性溶液的作用：_______。

②结合离子方程式说明MnCO 3的作用： _______。

(4)步骤III 通入H 2S 后， Ni 2+不达标而2+Pb 达标。

推测溶解度：PbS_____NiS （填“>”或“<”）。

(5)测定无水2MnCl 的含量：将a g 样品溶于一定量硫酸和磷酸的混合溶液中，加入稍过量43NH NO ，使2+Mn 氧化为3+Mn 。

待充分反应后持续加热一段时间，冷却后用b mol/L 硫
酸亚铁铵()()4422NH Fe SO ⎡⎤⎣⎦滴定3+Mn ，消耗c mL 硫酸亚铁铵。

（已知：滴定过程中发生
的反应为：Fe 2+ + Mn 3+ = Fe 3+ + Mn 2+）
①样品中MnCl 2的质量分数是_____（已知：MnCl 2的摩尔质量是126 g ·mol -1）。

②“持续加热”的目的是使过量的43NH NO 分解。

若不加热，测定结果会______（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。

【答案】Mn + 2HCl = MnCl 2 + H 2↑ 空气中的O 2 将部分Fe 2+氧化为Fe(OH)3沉淀，相关的离子方程式为：4Fe 2+ + O 2 + 10H 2O = 4Fe(OH)3↓+ 8H + Pb 2+ + Mn = Pb + Mn 2+ 将剩余Fe 2+氧化为Fe 3+，调节pH 使Fe 3+转化为Fe(OH)3沉淀除去
MnCO 3+2H +=Mn 2++H 2O+CO 2↑,Fe 3++3H 2O 垐?噲?Fe(OH)3+3H + ＜
0.126bc a
偏高 【解析】
【分析】 制备无水氯化锰的原料是含有Fe ，Ni ，Pb 等金属杂质的粗锰粉，因此制备过程中要将Fe ，Ni ，Pb 等杂质元素去除；第一步将粗锰粉加酸溶解，Fe 溶解后产生Fe 2+，由于其还原性较强，容易被氧气氧化；由于金属活动性Mn ＞Fe ＞Ni ＞Pb ，所以溶液中Pb 2+会与未反应完全的Mn 反应，造成Pb 2+浓度下降；第二步加入过氧化氢，主要是为了将Fe 2+氧化为Fe 3+，便于沉淀法去除；第三步通入H 2S ，是想通过生成硫化物沉淀的方式去除残余的Zn 2+和Pb 2+，由于Pb 的去除达标，而Zn 的仍未达标，所以PbS 的溶解度应该更低。

【详解】
(1)Mn 与盐酸反应的化学方程式为：22Mn 2HCl==MnCl H ++↑；
(2)①将粗锰粉酸浸后，Fe 单质转化为还原性较强的Fe 2+，静置一段时间，Fe 2+会被空气中的氧气氧化，进而生成Fe(OH)3沉淀，相应的离子方程式为：
22234Fe O 10H O=4Fe(OH)8H ++++↓+；
②由于金属活动性Mn ＞Fe ＞Ni ＞Pb ，所以溶液中Pb 2+会与未反应完全的Mn 反应，造成Pb 2+浓度下降，因此与之相关的反应为：22Pb Mn=Pb+Mn +++；
(3)①通过分析可知，过氧化氢的作用是将溶液中的Fe 2+氧化为Fe 3+，便于调节pH 值将其转化为Fe(OH)3沉淀除去；
②通过分析可知，MnCO 3的作用即调节溶液的pH 值以便于Fe 3+沉淀，相关的离子方程式为：2322MnCO 2H =Mn H O CO +++++↑以及()323Fe +3H O Fe OH 3H +++垐?噲?；
(4)通过分析可知，PbS 的溶解度更小；
(5)①由题可知，ag 无水氯化锰中的Mn 2+经过氧化后全部转变为Mn 3+，硫酸亚铁铵与Mn 3+反应时，Mn 3+和Fe 2+按照1:1反应，所以MnCl 2的质量分数为：
2
2
MnCl MnCl bc 126126g/mol 0.126bc 1000===ag ag a a
m n w ⨯⨯=；
②若不加热，溶液中剩余的硝酸铵会在酸性条件下体现氧化性能与硫酸亚铁铵发生反应，这样会使消耗的硫酸亚铁铵偏大，那么最终求出的纯度也偏大。

10．某矿渣的成分为Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2，工业上用该矿渣获取铜和胆矾的操作流程如图：
已知：①Cu2O＋2H+=Cu＋Cu2+＋H2O。

②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表所示：
沉淀物Cu(OH)2Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2
开始沉淀pH 5.4 4.0 2.7 5.8
沉淀完全pH 6.7 5.2 3.78.8
（1）为了加快反应Ⅰ的速率，可以采取的措施是__(任写1条)。

（2）固体混合物A中的成分是__。

（3）反应Ⅰ完成后，铁元素的存在形式为__(填离子符号)；检验该离子常用的方法之一是：取少量含该离子的溶液于试管中，滴加几滴含有+3价铁元素的配合物溶液，会产生沉淀.写出该反应的离子方程式__。

（4）操作1主要包括：__、__、__。

洗涤CuSO4·5H2O粗产品不能用大量水洗，而用冰水洗涤。

原因是__。

（5）用NaClO调pH可以生成沉淀B，利用题中所给信息分析沉淀B为___，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___。

（6）用NaOH调pH可以生成沉淀C，利用题中所给信息分析y的范围为___。

【答案】适当升高温度；不断搅拌；将矿渣粉碎；适当增大硫酸的浓度等 SiO2、Cu Fe2+ 3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓蒸发浓缩冷却结晶过滤冰水既可以洗去晶体表面的杂质离子，又可以减少晶体的损失 Fe(OH)3 1：2 5.2-5.4或5.2≤pH<5.4
【解析】
【分析】
根据已知，分析工艺流程图，矿渣的成分为Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2，在加入稀硫酸溶解经过滤后得到CuSO4、Al2(SO4)3、FeSO4溶液和固体混合物A(主要成分为Cu单质和SiO2)，再加入NaClO氧化Fe2+并调节pH至3.7≤pH<4.0，将Fe3+沉淀，再加入NaOH调节pH至5.2≤pH<5.4，将Al3+沉淀，滤液再经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到CuSO4·5H2O粗产品，据此分析解答问题。

【详解】
(1)由于矿渣为固体，所以为了加快反应的速率，可以采取的措施是将固体粉碎，也可以适当升高反应的温度，或增大反应物H2SO4浓度等措施，故答案为：适当升高温度；不断搅
拌；将矿渣粉碎；适当增大硫酸的浓度等；
(2)SiO2是酸性氧化物，不能与酸发生反应，其它金属氧化物Cu2O、Al2O3、Fe2O3与硫酸发生反应Cu、CuSO4、Al2(SO4)3、FeSO4，因此发生反Ⅰ后过滤出的固体混合物A中的成分是SiO2和Cu，故答案为：SiO2、Cu；
(3)因为在反应Ⅰ中Fe2O3与硫酸发生反应生成Fe2(SO4)3，而Cu2O与稀硫酸生成的Cu又与Fe2(SO4)3发生氧化还原生成Cu2+和Fe2+，则铁元素的存在形式为Fe2+，检验Fe2+用铁氰化钾溶液，发生的反应方程式为3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓，故答案为：Fe2+；
3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓；
(4)从硫酸铜溶液中制取硫酸铜晶体的操作主要包括：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，由于CuSO4溶解于水,且温度越高，溶解度越大，若用冰水既可以洗去晶体表面的杂质离子，又可以减少晶体的损失，故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；过滤；冰水既可以洗去晶体表面的杂质离子，又可以减少晶体的损失；
(5)NaClO具有氧化性，Fe2+具有还原性，用NaClO调节pH时,反应生成Fe(OH)3沉淀和具有漂白作用的HClO，反应的离子方程式为：7ClO-+2Fe2++2H++5H2O===2Fe(OH)3↓+Cl-+6HClO，其中氧化剂和还原剂的比值为1：2，故答案为：Fe(OH)3；1:2；
(6)结合表格数据，Al3+完全沉淀时的pH为5.2，而Cu2+开始沉淀的pH为5.4，故加入NaOH调节pH至5.2≤pH<5.4，将Al3+沉淀，而Cu2+不沉淀，故答案为：5.2-5.4或
5.2≤pH<5.4。

【点睛】
本题考查化学工艺流程，涉及了影响化学反应速率的因素、化学方程式书写、混合物的分离方法等知识，依据流程和物质的性质正确书写化学方程式是解答的关键。