2020-2021高考化学易错题专题训练-铁及其化合物推断题练习题含答案解析

2020-2021高考化学易错题专题训练-铁及其化合物推断题练习题含答案解析
一、铁及其化合物
1．将铁、铝的混合物进行如下实验：
(1)操作X的名称是________。

(2)气体A是________(填化学式)。

(3)A与Cl2混合光照可能发生爆炸，A在该反应中作________(填“氧化剂”或“还原剂”)。

(4)溶液B中的阴离子除OH－外还有________(填离子符号，下同)，溶液D中存在的金属离子为________。

(5)加入足量NaOH溶液时发生反应的离子方程式为___________；加入稀盐酸发生反应的离子方程式为_________。

(6)向溶液D中加入NaOH溶液，观察到产生的白色絮状沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，请写出沉淀转化的化学方程式：___________。

【答案】过滤 H2还原剂 AlO2- Fe2＋ 2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2-＋3H2↑ Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑ 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3
【解析】
【分析】
金属混合物中Fe与NaOH溶液不反应，而Al可以与NaOH溶液反应产生NaAlO2、H2，NaAlO2易溶于水，所以气体A是H2，溶液B是NaAlO2与NaOH的混合溶液，固体C是Fe，Fe是比较活泼的金属，与HCl发生置换反应产生FeCl2和氢气，因此溶液D为FeCl2，据此分析解答。

【详解】
(1)操作X的名称是分离难溶性的固体与可溶性液体混合物的方法，名称是过滤，故答案为：过滤；
(2)根据上述分析可知，金属混合物中Fe与NaOH溶液不反应，而Al可以与NaOH溶液反应产生NaAlO2、H2，NaAlO2易溶于水，所以气体A是H2，故答案为：H2；
(3)A是H2，H2和Cl2的混合气体光照会发生爆炸，反应生成HCl，在该反应中，氢元素的化合价升高，失去电子，被氧化，所以H2作还原剂，故答案为：还原剂；
(4)溶液B是反应产生的NaAlO2与过量的NaOH的混合溶液，所以溶液B中阴离子除OH-外还有AlO2-，铁可以和盐酸反应生成FeCl2和H2，溶液D中含有的金属离子为Fe2+，故答案为：AlO2-；Fe2+；
(5)加入足量NaOH溶液时，Al与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的离子方程式
为2Al+2OH -+2H 2O=2AlO 2-+3H 2↑，加入稀盐酸，Fe 与稀盐酸反应生成氢气和氯化亚铁，发生反应的离子方程式为Fe+2H +=Fe 2++H 2↑，故答案为2Al+2OH -+2H 2O=2AlO 2-+3H 2↑；Fe+2H +=Fe 2++H 2↑；
(6)溶液D 为FeCl 2，向溶液D 加入NaOH 溶液，观察到产生的白色絮状沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，其中沉淀转化的化学方程式为4Fe(OH)2+O 2+2H 2O=4Fe(OH)3，故答案为4Fe(OH)2+O 2+2H 2O=4Fe(OH)3。

【点睛】
本题考查金属铁以及金属铝的化学性质。

注意知识的积累是解题的关键， HCl 的氧化性比较弱，只能把Fe 氧化为Fe 2+，Cl 2、H 2O 2具有强氧化性，可以把Fe 氧化为Fe 3+；Al 既可以与酸反应产生氢气，也可以与强碱溶液反应反应氢气，等物质的量的铝与足量的酸、碱反应产生氢气的物质的量相等。

2．A 、B 、C 、D 均为中学化学中常见的物质，它们之间转化关系如图（部分产物和条件已略去）,请回答下列问题：
（1）若A 为CO 2气体，D 为NaOH 溶液，则B 的化学式为_________。

（2）若A 为AlCl 3溶液，D 为NaOH 溶液，则C 的名称为_________。

（3）若A 和D 均为非金属单质，D 为双原子分子，则由C 直接生成A 的基本反应类型为_________。

（4）若常温时A 为气态氢化物，B 为淡黄色固体单质，则A 与C 反应生成B 的化学方程式为_________。

（5）若A 为黄绿色气体，D 为常见金属，则A 与C 溶液反应的离子方程式为_________。

下列试剂不能鉴别B 溶液与C 溶液的是_________(填字母编号)。

a ．NaOH 溶液
b ．盐酸
c ．KSCN 溶液
d ．酸性KMnO 4溶液
【答案】NaHCO 3 偏铝酸钠 分解反应 2222H S SO =3S 2H O ++
2322Fe Cl =2Fe 2Cl ++-++ b
【解析】
【分析】
【详解】
(1)若A 为CO 2与过量的D 即NaOH 反应，生成碳酸氢钠；碳酸氢钠溶液与NaOH 反应可得到碳酸钠溶液；碳酸钠溶液又可以与CO 2反应生成碳酸氢钠；所以B 的化学式为NaHCO 3；
(2)若A 为AlCl 3，其与少量的NaOH 反应生成Al(OH)3沉淀，Al(OH)3继续与NaOH 反应生成偏铝酸钠；偏铝酸钠溶液和氯化铝溶液又可以反应生成Al(OH)3；所以C 的名称为偏铝酸钠；
(3)若A ，D 均为非金属单质，且D 为双原子分子，那么推测可能为性质较为活泼的O 2或Cl 2，A 则可能为P ，S 或N 2等；进而，B ，C 为氧化物或氯化物，C 生成单质A 的反应则一定为分解反应；
(4)淡黄色的固体有过氧化钠，硫单质和溴化银；根据转化关系，推测B 为S 单质；那么A 为H 2S ，C 为SO 2，B 为氧气；所以相关的方程式为：2222H S SO =3S 2H O ++；
(5)A 为黄绿色气体则为Cl 2，根据转化关系可知，该金属元素一定是变价元素，即Fe ；那么B 为FeCl 3，C 为FeCl 2；所以A 与C 反应的离子方程式为：2322Fe
Cl =2Fe 2Cl ++-++； a ．NaOH 与Fe 2+生成白色沉淀后，沉淀表面迅速变暗变绿最终变成红褐色，而与Fe 3+直接
生成红褐色沉淀， a 项可以；
b ．盐酸与Fe 2+，Fe 3+均无现象，b 项不可以；
c ．KSCN 溶液遇到Fe 3+会生成血红色物质，而与Fe 2+无现象，c 项可以；
d ．F
e 2+具有还原性会使高锰酸钾溶液褪色，Fe 3+不会使高锰酸钾溶液褪色，d 项可以；答案选b 。

3．A 、B 、C 、X 为中学化学常见物质，且A 、B 、C 含有相同元素甲，可以发生如下转化关系(水参与的反应，水未标出)。

(1)若A 、B 、C 的焰色反应呈黄色，C 为淡黄色固体，则X 是__________。

(2)若A 、B 、C 的焰色反应呈黄色，X 是CO 2，写出B →C 反应的方程式_________。

(3)若B 是FeCl 3，则X 一定是_________，写出B →C 反应的离子方程式_________。

【答案】O 2 (氧气) CO 2 +Na 2CO 3+ H 2O ＝2NaHCO 3 Fe 2Fe 3+ +Fe ＝3Fe 2+
【解析】
【分析】
【详解】
(1)若A 、B 、C 的焰色反应呈黄色，说明含有钠元素，C 为淡黄色固体，说明C 为过氧化钠，则A 为Na 、B 为Na 2O 、则X 是氧气；故答案为：O 2 (氧气)。

(2)若A 、B 、C 的焰色反应呈黄色，说明含有钠元素，X 是CO 2，说明A 为NaOH 、B 为Na 2CO 3、C 为NaHCO 3，B →C 反应是碳酸钠与二氧化碳和水反应生成碳酸氢钠，其方程式Na 2CO 3 + CO 2 + H 2O ＝2NaHCO 3；故答案为：Na 2CO 3 + CO 2 + H 2O ＝2NaHCO 3。

(3)若B 是FeCl 3，则说明A 为Cl 2、C 为FeCl 2，则X 一定是Fe ，B →C 是氯化铁和铁反应生成氯化亚铁，其反应的离子方程式2Fe 3+
+Fe ＝3Fe 2+。

4．现有单质A 、B 、C 及化合物D 、E 、F 、G 、H ，它们之间能发生如图反应(图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出)。

请根据以上信息回答下列问题：
（1）反应③是D 物质的水溶液与金属铝反应，金属铝被氧化___(写化学式)；
（2）步骤⑦中刚生成的白色沉淀颜色会迅速发生变化，最终生成红褐色沉淀H ，请写出由白色沉淀变成H 的化学方程式：___；
（3）检验G 中所含的金属离子时，在G 溶液中加入硫氰化钾溶液，离子方程式为：___； （4）工业上将氯气通入D 溶液中制取消毒液，反应的化学方程式为___，1mol 氯气发生反应，转移电子___mol ；消毒液中的有效成分是___(填名称)；
（5）将0.1molA 的碳酸盐溶液和0.15molE 溶液混合，有如下两种方式：
A ．将含A 的碳酸盐溶液逐滴加入到E 溶液中；
B ．将E 溶液逐滴加入到含A 的碳酸盐溶液中；
理论上产生气体比较多的是___(填序号)，多___mol 。

【答案】2H O 22234Fe(OH)O 2H O 4Fe(OH)++= 33Fe 3SCN Fe(SCN)+-+=
222NaOH Cl NaCl NaClO H O +=++ 1 次氯酸钠 A 0.025
【解析】
【分析】
金属A 焰色反应为黄色，故A 为Na ，由反应Na +①水→气体C D +，故C 为2H 、D 为NaOH ，则E 为HCl ，HCl 溶于水形成盐酸。

金属B 能与盐酸反应生成F ，F 与氯气反应生成G ，而G 能与NaOH 反应生成红褐色沉淀H ，故B 为Fe 、F 为2FeCl 、H 为3Fe(OH)，据此解答。

【详解】
()1反应③是NaOH 水溶液与金属铝反应，本质是Al 与水反应生成氢氧化铝与氢气，氢氧化铝再与NaOH 反应生成偏铝酸钠与水，金属铝被2H O 氧化，故答案为：2H O ； ()2步骤⑦中刚生成的白色沉淀氢氧化亚铁易被氧化，颜色会迅速发生变化，最终生成红褐色沉淀氢氧化铁，化学方程式为：22234Fe(OH)O 2H O 4Fe(OH)++=，故答案为：22234Fe(OH)O 2H O 4Fe(OH)++=；
()3检验3FeCl 中所含的金属离子时，在3FeCl 溶液中加入硫氰化钾溶液，溶液变红，离子方程式为：33Fe 3SCN Fe(SCN)+-+=，故答案为：33Fe 3SCN Fe(SCN)+-+=； ()4工业上将氯气通入NaOH 溶液中制取消毒液NaClO ，反应的化学方程式为：
222NaOH Cl NaCl NaClO H O +=++，根据氧化还原反应化合价规律可知，氯气中的Cl 有一半化合价升高，一半化合价降低，即反应中氯气既是氧化剂又是还原剂，各占一半，1mol 氯气发生反应转移1mol 电子，消毒液中的有效成分是次氯酸钠，故答案为：222NaOH Cl NaCl NaClO H O +=++；1；次氯酸钠；
()5A ．将碳酸钠溶液逐滴加入到盐酸中，发生反应：
2322Na CO 2HCl 2NaCl H O CO +=++↑n ，生成2CO 为10.15mol 0.075mol 2
⨯
=； B ．将盐酸逐滴加入到含碳酸钠溶液中，先发生反应：233Na CO HCl NaHCO NaCl +=+，剩余0.05molHCl 、生成30.1molNaHCO ，而后发生反应：322NaHCO HCl NaCl H O CO =+++↑，生成20.05molCO ；故理论上产生气体比较多的是A ，多产生2CO 为0.075mol 0.05mol 0.025mol -=。

故答案为：A ；0.025。

5．在下列物质转化关系中，反应的条件和部分产物已略去。

已知：甲、乙是两种常见金属，反应Ⅲ是工业制盐酸的反应。

回答下列问题：
(1)反应I 中，甲在通常条件下和水剧烈反应，除丙外，还生成一种焰色反应为黄色的物质，写出该物质的电子式：_______，该化合物中存在的化学键有：_________ 。

与甲在同一周期的金属元素（包括甲），按单质熔点由高到低的顺序排列依次为：_______（元素符号）。

(2)反应Ⅱ中，乙与H 2O 在高温下反应，除丙外，还生成一种有磁性的物质，则乙在周期表中的位置是_______；写出反应Ⅱ的化学方程式_______。

(3)通过比较反应I 、Ⅱ的反应条件，可得出甲的金属性比乙的金属性_______（填“强”或“弱”），比较二者金属性强弱的依据还可以是_______（写出一种即可）。

(4)下列关于第三周期金属元素的单质及其化合物的说法正确的是_______（选填答案编号）
a ．工业上一般用电解法进行冶炼，获取单质
b ．金属阳离子都具有相同的电子排布式
c ．氢氧化物都能容易分解得到相应的氧化物
d ．金属氯化物都是电解质，都属于离子化合物
【答案】 离子键、共价键 Al 、Mg 、Na 第四周期Ⅷ族
3Fe +4H 2O −−−→高温Fe 3O 4+H 2 强 NaOH 是强碱，而Fe （OH ）3是弱碱 ab
【解析】
【分析】
已知反应Ⅲ是工业制盐酸的反应，则丙为H 2，丁为HCl ；反应I 中，甲在通常条件下和水剧烈反应，除丙外，还生成一种焰色反应为黄色的物质，则甲为金属钠；反应Ⅱ中，乙与H 2O 在高温下反应，除丙外，还生成一种有磁性的物质，则乙为铁。

据此解答。

【详解】
(1)由以上分析知，甲为金属钠，则焰色反应为黄色的物质为NaOH ，电子式为
，该化合物中存在的化学键有离子键、共价键。

与甲在同一周期的金属元素有Na、Mg、Al三种，它们的离子带电荷数依次增多，离子半径依次减小，所以按单质熔点由高到低的顺序排列依次为Al、Mg、Na。

答案为：；离子键、共价键；Al、Mg、Na；
(2)由以上分析知，乙为铁，与H2O在高温下反应，生成的有磁性的物质为Fe3O4，铁为26号元素，电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，则铁在周期表中的位置是第四周期Ⅷ族；反
高温Fe3O4+H2。

答案为：第四周期Ⅷ族；
应Ⅱ的化学方程式为3Fe+4H2O−−−→
高温Fe3O4+H2；
3Fe+4H2O−−−→
(3)钠与水在常温下剧烈反应，铁与水在高温下才能反应，由此可得出钠的金属性比铁的金属性强，比较二者金属性强弱的依据还可以是NaOH是强碱，而Fe(OH)3是弱碱来判断。

答案为：强；NaOH是强碱，而Fe(OH)3是弱碱；
(4)a．工业上一般用电解法冶炼NaCl、MgCl2、Al2O3，获取单质，a正确；
b．Na+、Mg2+、Al3+都具有相同的电子排布式1s22s22p6，b正确；
c．NaOH热稳定性强，很难分解得到相应的氧化物，c不正确；
d．金属氯化物都是电解质，但AlCl3属于共价化合物，d不正确；
答案为：ab。

【点睛】
在书写铁与H2O在高温下反应，我们易忽视“有磁性的物质”，而把产物写成Fe2O3和
H2，从而产生错误。

6．明矾在日常生活中用途非常广泛。

用废铝灰（含Al、Al2O3、Fe、Fe2O3、FeO 等）为原料制取明矾的工艺流程如下图。

回答下列问题：
已知：Fe3＋开始沉淀到沉淀完全时溶液的pH 为1.9～3.7。

（1）明矾净水的原理是_______________________（用离子方程式表示）。

（2）“酸溶”时，Al2O3溶解的化学方程式为______________________。

（3）“氧化”时，发生反应的离子方程式为_______________。

（4）“步骤①”的目的是______；“滤渣2”经碱洗、水洗、干燥和煅烧，得到的产品的名称是_____（填俗称）。

（5）“步骤②”包含的操作有_________、__________、过滤及干燥。

【答案】Al3++3H2O⇌Al(OH)3(胶体)+3H+ Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 调节溶液pH，使沉淀完全铁红蒸发浓缩冷却结晶
【解析】
【分析】
废铝灰(含Al、Al2O3、Fe、Fe2O3、FeO 等)加入足量稀硫酸进行酸浸溶解并过滤，得到含有
Al3+、Fe2+、Fe3+、SO42-的酸性滤液，滤渣1为不与硫酸反应的杂质，向滤液中加入双氧水将滤液中的Fe2+氧化为Fe3+，由于Fe(OH)3比Al(OH)3更难溶，向氧化后的滤液中加入
Al(OH)3，Fe3+转化为更难溶的Fe(OH)3沉淀，过滤后得到含有Al3+、SO42-的滤液，滤渣2为Fe(OH)3，向滤液中加入K2SO4制得产品溶液，对溶液进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥最终得到产品硫酸铝钾的晶体，据此分析解答。

【详解】
(1)明矾是强酸弱碱盐，弱酸根离子Al3+水解产生氢氧化铝胶体，能够吸附水中悬浮的物质形成沉淀而除去，从而达到达到净水的目的。

其反应原理用方程式表示为：
Al3++3H2O⇌Al(OH)3(胶体)+3H+；
(2)“酸溶”时，Al2O3和硫酸反应生成硫酸铝和水，化学方程式为
Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O；
(3)“氧化”时，加入氧化剂过氧化氢，将滤液中的Fe2+氧化为Fe3+，发生反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
(4)“步骤①”加入滤液中加入Al(OH)3，作用是调节溶液的pH值，由于Fe(OH)3比Al(OH)3更难溶，使Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀而除去；“滤渣2”的成分是Fe(OH)3，煅烧时分解生成氧化铁，它是一种红棕色粉末，常用作颜料，俗名是铁红；
(5) “步骤②”是从溶液中获得产品明矾，包含的操作有蒸发浓缩、冷却结晶、过滤及干燥。

7．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Cl2
①具有脱氯作用的离子是____。

②溶液失去脱氯作用后，补加FeBr2或加入____，脱氯作用恢复。

（3）富集、制取Br2：
用Na2CO3溶液吸收溴，Br2歧化为BrO3-和Br-。

再用H2SO4酸化歧化后的溶液得到Br2，其离子反应方程式为____。

（4）探究(3)中所用H2SO4浓度对Br2生成的影响，实验如下：
序号A B C
试剂组成1 mol/L NaBr
20% H2SO4
1 mol/L NaBr
98% H2SO4
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】Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O Fe2+、Br-铁粉 BrO3-+5Br-+6H+=3Br2+3H2O Br2理由：SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4方案：用CCl4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Cl2氧化溴离子得到，但海水呈碱性，若不酸化，就会发生反应：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，影响溴的提取；
(2) ①将溴蒸气的残留的Cl2脱去，可利用氯气有强的氧化性，要加入能与Cl2反应，但不能与Br2反应的物质，如Fe2+、Br-；
②溶液失去脱氯作用后，补加FeBr2或加入还原铁粉，物质具有还原性，脱氯作用就恢复；
(3)用Na2CO3溶液吸收溴，Br2歧化为BrO3-和Br-。

再用H2SO4酸化，BrO3-和Br-及H+发生归中反应得到Br2，其离子反应方程式为BrO3- +5Br-+6H+=3Br2+3H2O；
(4)①B中溶液呈棕红色是由于Br2是红棕色物质，产生了Br2；
②若甲同学说法正确，则会发生反应：SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4,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CCl4萃取，利用CCl4密度比水大，溴单质容易溶于CCl4，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。

8．碱性锌锰电池的工作原理:Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2,其中的电解质溶液是KOH溶液。

某课题组用废旧铁壳无汞碱性锌锰电池为原料,制备一种新型材料Mn x Zn(1-
x)Fe2O4,其工艺流程如图所示:
(1)滤液A中溶质的电子式为____________。

(2)已知Mn x Zn(1-x)Fe2O4中锰元素的化合价与实验室用二氧化锰制取氯气时还原产物中锰元
素的化合价相同，则铁元素的化合价为_________。

(3)“溶渣”工序中稀硫酸与铁反应生成的硫酸亚铁可将+3价锰的化合物全部还原成Mn2+，写出该反应的离子方程式:_____________________________。

(4)“调铁”工序的目的是调整滤液中铁离子的总浓度，使其中金属元素的物质的量之比与产品的化学式Mn x Zn(1-X)Fe2O4相符合。

①写出“调铁"工序中发生反应的离子方程式:_________________,___________________。

②若测得滤液的成分为c(Mn2+)+c(Zn2+)=amol.L-1,c(Fe2+)+c(Fe3+)=bmol.L-1，滤液体积为
1m3,“调铁”工序中，需加入的铁粉质量为________kg(忽略溶液体积变化，用含a、b的代数式表示)。

(5)在“氧化"工序中，加入双氧水的目的是把Fe2+氧化为Fe3+;生产过程中发现实际消耗双氧水的量大于理论值,其可能原因除温度外，主要是_______________。

(6)用氨水“调pH"后,经“结晶”“过滤”可得到产品和滤液C,从滤液C中还可分离出一种氮肥，该氮肥的溶液中的离子浓度由小到大的顺序为_____________________。

【答案】+3 MnO(OH)+Fe2++3H+=Mn2++Fe3++2H2O Fe+2Fe3+=3Fe2+
Fe+2H+=Fe2++H2↑ 112a-56b 生成的Fe3+催化了双氧水的分解(OH-)＜c(H+)＜c(SO42-)＜c(NH4+)
【解析】
【分析】
废旧无汞碱性锌锰电池为原料，制备一种新型材料Mn x Zn(1-x)Fe2O4，废旧电池加入水浸取过滤得到滤液A和滤渣，滤渣加入过量稀硫酸熔渣后加入铁，稀硫酸与铁反应生成的硫酸亚铁可将+3价锰的化合物全部还原成Mn2+，过滤得到滤渣B和滤液，测定滤液成分，“调铁”工序的目的是调整溶液中铁离子的总浓度，使其中金属元素的物质的量之比与产品的化学式Mn x Zn(1-x)Fe2O4相符合，加入过氧化氢氧化亚铁离子生成铁离子，用氨水“调pH”后，经“结晶”“过滤”可得到产品和滤液C，从滤液C中还可分离出一种氮肥为硫酸铵，据此解答。

【详解】
(1)滤液A中溶质是KOH，含有离子键和共价键，电子式为。

(2)已知Mn x Zn(1-x)Fe2O4中锰元素的化合价与实验室用二氧化锰制取氯气时的还原产物中的锰的化合价相同，可知Mn为+2价，锌+2价、氧元素-2价，则根据化合价代数和为0可知铁元素的化合价为+3；
(3)“溶渣”工序中稀硫酸与铁反应生成的硫酸亚铁可将+3价锰的化合物全部还原成
Mn2+，该反应的离子方程式为MnO(OH)+Fe2++3H+=Mn2++Fe3++2H2O。

(4)①“调铁"工序中发生反应的离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑。

②n（Mn2+）+n（Zn2+）=a mol•L-1×1000L=1000amol，已有铁元素
bmol/L×1000L=1000bmol，由电荷守恒可知Mn x Zn(1-x)Fe204中含Fe2O42-为1000amol，其中铁元素的物质的量为1000amol×2=2000amol，还需加入铁的物质的量为2000amol-
1000bmol，质量为（2000amol-1000bmol）mol×56g/mol=（112a-56b）kg。

(5)在“氧化"工序中，加入双氧水的目的是把Fe2+氧化为Fe3+，生产过程中发现实际消耗
双氧水的量大于理论值，其可能原因除温度外，主要是生成的Fe 3+催化了双氧水的分解。

(6)用氨水“调pH ”后，经“结晶”“过滤”可得到产品和滤液C ，从滤液C 中还可分离出一种氮肥为硫酸铵，铵根离子水解溶液显酸性，离子浓度为c (OH -)＜c (H +)＜c (SO 42-
)＜c (NH 4+)。

9．某工厂的工业废水中含有大量的FeSO 4和CuSO 4，为了减少污染并变废为宝，工厂拟定用以下流程从该废水中回收FeSO 4和金属Cu 。

请根据以下流程图，回答相关问题：
(1)操作Ⅰ和操作Ⅱ分离固体和溶液的方法是_____________。

(2)为了将CuSO 4完全．．
转化，步骤①加入的铁粉应_______(选填“过量”或“少量”)，其对应的化学方程式．．．．．
为___________。

(3)固体A 的成分是铁和__________(填名称)。

(4)步骤②加入试剂B 的稀溶液，B 的化学式为_________ ，该物质在该反应中作_______剂(选填“氧化”或“还原”)。

(5)取1~2mlFeSO 4溶液于试管中，滴加几滴NaOH 溶液，生成的白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成_______________色。

(6)另取1~2ml FeSO 4溶液于试管中，滴加几滴氯水，该反应的离子方程式．．．．．
为_______，向反应后的溶液中再滴加几滴__________溶液，溶液变为血红色。

【答案】过滤 过量 44Fe CuSO =FeSO Cu ++ 铜单质 H 2SO 4 氧化 红褐色 2322Fe Cl =2Fe 2Cl ++-++ KSCN
【解析】
【分析】
【详解】
(1)分离固体和溶液的操作即过滤；
(2)为了保证CuSO 4反应彻底，就需要加入过量的Fe 粉；Fe 与CuSO 4溶液发生置换反应，方程式为：44Fe CuSO =FeSO Cu ++；
(3)固体A 中除了未反应完的Fe ，还有就是加入铁粉后置换出的Cu 单质；
(4)分析步骤②可知，加入试剂B 后Fe 单质变成了FeSO 4，而Cu 单质不反应，所以B 为稀硫酸；反应过程中，稀硫酸起氧化剂作用将Fe 氧化；
(5)Fe 2+与OH -反应生成白色的不稳定的Fe(OH)2，Fe(OH)2可以迅速被氧化发生反应：22234Fe(OH)O 2H O=4Fe(OH)++；最终生成红褐色的Fe(OH)3；
(6)FeSO 4中加入氯水后发生氧化还原反应，离子方程式为：2322Fe Cl =2Fe 2Cl ++-++；由于反应后的溶液中有Fe 3+，所以加入KSCN 后，溶液会出现血红色；
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。