2020-2021高考化学专题《铁及其化合物推断题》综合检测试卷及答案

2020-2021高考化学专题《铁及其化合物推断题》综合检测试卷及答案
一、铁及其化合物
1．钛（Ti ）被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白（2TiO ）是目前使用最广泛的白色颜料。

制备2TiO 和Ti 的原料是钛铁矿，用含23Fe O 的钛铁矿（主要成分为3FeTiO ）制备2TiO 的流程如下：
（1）步骤①加Fe 的目的是________________________；步骤②冷却的目的是
__________________。

（2）考虑成本和废物的综合利用等因素，水浸后的废液中应加入_______处理。

（3）由金红石（2TiO ）制取单质钛（Ti ）的过程为，其中反应42800C TiCl 2Mg
2MgCl Ti ︒++在氩气
气氛中进行的理由是______________________________。

【答案】将3+Fe 还原为2+Fe 析出绿矾（42FeSO 7H O ⋅） 生石灰（或碳酸钙、碱） 高温下镁或钛与2O 、2N 等反应
【解析】
【分析】
根据钛铁矿中23Fe O 、3FeTiO 与浓硫酸反应的溶液中加入铁粉、过滤后，滤液冷却得到硫酸亚铁晶体推知，铁粉与铁离子发生反应得到亚铁离子。

水浸后的溶液成酸性。

【详解】
(1）分析题图可知，钛铁矿中的铁最终转化成副产品绿矾，所以要将+3价Fe 转化为+2价Fe ；降低温度，减小了42FeSO 7H O ⋅的溶解度，有利于绿矶结晶析出。

（2）水浸过程发生的离子反应为2223TiO 2H O H TiO 2H +++=↓+，废液呈酸性，所以处理水浸后的废液应加入CaO 、3CaCO 或碱。

（3）由于Ti 和Mg 易与空气中的2O 、2N 等反应，故该反应应在氩气气氛中进行。

2．纳米Fe 3O 4在生物医学和催化剂载体等领域应用前景光明。

其制备流程如下：
已知：锌单质溶于强碱生成ZnO22-；Zn（OH）2既能溶于强酸又能溶于强碱。

请回答下列问题：
(l)用NaOH溶液处理废旧锌铁皮的作用有___。

A.去除油污B．溶解镀锌层C．去除铁锈D．钝化
(2)步骤②生成Zn(OH)2沉淀的离子方程式为____，用离子方程式结合文字说明该步骤pH 不能过小的原因____。

调节pH的最佳方法是向溶液中通入____（填化学式）。

(3)步骤④反应的离子方程式为_____；为确保纳米Fe3O4粒子的纯度，应调整原溶液中Fe2+与所加H2O2的物质的量之比为_______。

(4)步骤⑤制得Fe3O4纳米粒子的过程，需要在无氧环境下进行，说明理由__________；T 业生产中可采取___________措施提供无氧环境。

(5)步骤⑤ _______（填“能”或“不能”）用减压过滤（抽滤）得到纳米Fe3O4粒子？理由是___________。

【答案】AB ZnO22-+2H+=Zn(OH)2↓加入酸是为了使ZnO22-转化为Zn（OH）2沉淀，但加入酸不能过多，要防止发生Zn（OH）2+2H+＝Zn2++2H2O，降低ZnO产量 CO2
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 3:1 防止Fe2+[或Fe（OH）2]被氧化持续通入N₂不能纳米粒子太小，抽滤时容易透过滤纸
【解析】
【分析】
根据流程图及已知信息分析得：废旧镀锌铁皮加入氢氧化钠溶液中反应，锌溶解生成偏锌酸钠和氢气，铁不溶解，过滤得到滤液A为Na2ZnO2，不溶物为Fe，溶液A加稀硫酸使溶液中ZnO22-转化为Zn（OH）2沉淀，再经过过滤、洗涤、干燥，灼烧得到ZnO，不溶物Fe 中加入稀盐酸，反应生成氯化亚铁，加入适量H2O2，氧化部分亚铁离子为铁离子，得到含Fe2+、Fe3+的B溶液，再加入NaOH，并通入氮气排除氧气，加热分解，生成四氧化三铁胶体粒子，据此分析解答。

【详解】
（1）氢氧化钠溶液有助于铁皮表面的油污水解除去，同时由题干信息知锌易溶于氢氧化钠溶液，故答案为：AB；
（2）根据题给信息知，步骤②为ZnO22-与酸反应生成Zn（OH）2的反应，离子方程式为：ZnO22-+2H+=Zn(OH)2↓；加入酸是为了使ZnO22-转化为Zn（OH）2沉淀，但加入酸不能过多，要防止发生Zn（OH）2+2H+＝Zn2++2H2O，降低ZnO产量；所得溶液呈碱性，为了不引入新的杂质，调节pH的最佳方法是向溶液中通入CO2；故答案为：ZnO22-
+2H+=Zn(OH)2↓；加入酸是为了使ZnO22-转化为Zn（OH）2沉淀，但加入酸不能过多，要防止发生Zn（OH）2+2H+＝Zn2++2H2O，降低ZnO产量；CO2；
（3）根据上述分析步骤④目的是用双氧水氧化亚铁离子，反应的离子方程式为
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；Fe3O4粒子中+2铁与+3价铁物质的量之比为1:2，设Fe2+物质
的量为x，则根据离子方程式分析所加H2O2的物质的量为：
21x
x=
323
⨯⨯，则应调整原溶
液中Fe2+与所加H2O2的物质的量之比为x:x
3
=3:1，故答案为：
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；3:1；
（4）防止Fe2+[或Fe（OH）2]被氧化，所以步骤⑤制得Fe3O4纳米粒子的过程，需要在无氧环境下进行；工业上通常通过持续通入N2提供无氧环境，故答案为：防止Fe2+[或Fe （OH）2]被氧化；持续通入N2；
（5）根据加压抽滤的原理及纳米粒子半径大小分析，不能用抽滤的方法得到纳米Fe3O4粒子，原因是纳米粒子太小，抽滤时容易透过滤纸，故答案为：不能；纳米粒子太小，抽滤时容易透过滤纸。

3．某学生探究小组将一批废弃的电子线路板简单处理后，得到含71%Cu、20%Al、5%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜晶体的路线：
已知：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2H2O+2NO2↑
回答下列问题：
（1）滤渣1的主要成分为___。

（2）第②步加入H2O2目的是将Fe2+氧化成Fe3+，其离子方程式为___；使用H2O2作为氧化剂的优点是___。

（3）用第③步所得CuSO4·5H2O晶体加热制备无水CuSO4的瓷质主要仪器___。

（4）由滤渣2制取Al2(SO4)3·18H2O，探究小组设计了三种方案：
上述三种方案中，可行方案是___，其中不可行方案的原因是___。

【答案】Pt、Au H2O2 +2Fe2+ +2H+ =2Fe3+ +2H2O 不引入新杂质且产物无污染蒸发皿乙甲
【解析】
【分析】
（1）.滤渣1成分应为Pt，Au，性质稳定不与浓硝酸和稀硫酸反应。

（2）.H2O2将Fe2+氧化成Fe3+，同时其被还原为H2O。

产物无污染无需后续处理。

（3）.蒸发结晶过程会用到主要仪器蒸发皿属于瓷质。

（4）.滤液1加H2O2是为了将溶液中Fe2+→Fe3+，然后通过加NaOH调PH值使Al3+和Fe3+沉淀，这样才能使滤液2只含Cu2+。

而滤渣2成分为Fe(OH)3和Al(OH)3,所以在制取
Al2(SO4)3·18H2O时要考虑除去Fe3+影响。

【详解】
（1）.Pt，Au都属于化学性质稳定的金属，所以滤渣1含Pt和Au，答案为Pt、Au。

（2）.根据分析，H2O2氧化Fe2+的离子方程式为H2O2 +2Fe2++2H+=2Fe3+ +2H2O，反应产物只有H2O和Fe3+，没有引入新杂质且无污染。

答案为H2O2 +2Fe2+ +2H+ =2Fe3+ +2H2O，不引入新杂质且产物无污染。

（3）.由分析可知为蒸发皿，答案为蒸发皿。

（4）.根据分析，滤渣2如果采用甲方案处理无法除去Fe3+，最终获得产物会含有杂质
Fe2(SO4)3成分。

如果采用乙方案，加适量Al粉可以置换出Fe同时生Al3+。

丙方案加入NaOH溶解Al(OH)3然后过滤，可排除Fe3+影响，但对比方案乙其原子利用率不高。

故答案为乙，甲。

4．某固体化合物A，按图所示发生系列变化，已知E溶液中加入氨水后产生的白色沉淀很快变为灰绿色，最后变为红褐色。

回答下列问题：（1）物质A是___（填化学式）。

（2）反应②的离子反应方程式为___。

（3）反应④的化学反应方程式为___。

【答案】Fe(OH)3 Fe2O3＋6H＋=2Fe3+＋3H2O 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
【解析】
【分析】
已知E溶液中加入氨水后产生的白色沉淀很快变为灰绿色，最后变为红褐色说明A为氢氧化铁，Fe(OH)3，A加热分解生成B为Fe2O3，C为H2O，依据流程分析判断D为FeCl3，X为Fe，E为FeCl2 溶液，据此分析。

【详解】
已知E溶液中加入氨水后产生的白色沉淀很快变为灰绿色，最后变为红褐色说明A为氢氧化铁，Fe(OH)3，A加热分解生成B为Fe2O3，C为H2O，依据流程分析判断D为FeCl3，X为Fe，E为FeCl2 溶液。

（1）依据推断可知A为Fe(OH)3；
（2）反应②是盐酸和氧化铁发生的复分解反应，反应的离子反应方程式为Fe2O3＋6H＋
=2Fe3+＋3H2O；
（3）反应④是氢氧化亚铁和氧气水发生反应生成氢氧化铁的也还原反应，反应的化学反应方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。

5．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~4molH2，所以也可以根据对应关系8molAl~9molFe~12molH2，求得氢气的物质的量。

6．现有金属单质A、B和气体甲、乙、丙及物质C、D、E、F、G，它们之间能发生如图反应（图中某些反应的产物及条件没有全部标出）
根据以上信息填空：
（1）写出下列物质的化学式：A______ G__________ ；
（2）纯净的气体甲在气体乙中燃烧的现象：______________________________________；（3）写出下列反应的离子方程式：反应①_________________________；反应
④____________________________；
【答案】 Na Fe(OH)3产生苍白色火焰，放出大量的热，出现白雾 2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑ 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
【解析】金属A焰色反应为黄色，故A为金属Na；由反应①Na+H2O→气体甲+C，则甲为H2，C为NaOH；乙是黄绿色气体，则乙为Cl2；反应②：气体甲+气体乙→气体丙，即
H2+Cl2→HCl，则丙为HCl；红褐色沉淀G为Fe(OH)3；反应⑤：物质C+物质F→沉淀G，即NaOH+F→Fe(OH)3，可推断F中含有Fe3+；反应④：物质E+Cl2→物质F，则E中含有Fe2+；反应③：丙的水溶液D+金属B→物质E，可推断金属B为Fe，则E为FeCl2，F为FeCl3。

（1）根据上述分析可知A为Na；G为Fe(OH)3；
（2）气体甲为H2，气体乙为Cl2，氢气在氯气中燃烧的现象为：产生苍白色火焰，放出大量的热，出现白雾；
（3）反应①为钠和水的反应，离子方程式为：2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑；反应④为
FeCl2与的反应，离子方程式为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。

7．某工厂的工业硫酸盐废水中含有大量的Fe2+、Fe3+、较多的Cu2+和少量的Na+。

工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜，设计如下流程图。

回答下列问题；
(1)A的化学式为_________，D的化学式为_______。

(2)在工业废水中加入过量A时，发应的离子方程式有：__________、______。

(3)得到FeSO4•7H2O晶体的操作Ⅲ为：加热浓缩、冷却结晶、______、______、干燥。

【答案】Fe H2SO4 Fe + 2Fe3+=3Fe2+ Fe + Cu2+=Fe2++ Cu 过滤洗涤
【解析】
【分析】
工业废水中含大量Fe2+、Fe3+、Cu2+和少量的Na+，从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜，结合流程可知，要加入铁粉，可置换出铜，同时生成硫酸亚铁，经过滤，得到的滤液C中主要含硫酸亚铁，滤渣B中含Cu、Fe，向该固体混合物中加入D为H2SO4，得到的溶液F为硫酸亚铁，得到滤渣E为Cu，将溶液C、F合并就是FeSO4溶液，溶液经蒸发、浓缩、冷却结晶、过滤，洗涤、干燥就可得到FeSO4·7H2O晶体，以此来解答。

【详解】
(1)加入铁粉，由于金属活动性Fe＞Cu，可发生置换反应，置换出铜，反应的离子方程式为Fe+Cu2+=Fe2++Cu，铁、铜的混合物中加入稀硫酸，铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑，所以A的化学式为Fe，D的化学式为H2SO4；
(2)由于离子的氧化性Fe3+＞Cu2+＞Fe2+＞Na+，所以向工业废水中加入过量A时，首先发生反应Fe + 2Fe3+=3Fe2+，然后发生反应Fe + Cu2+=Fe2++ Cu；
(3)FeSO4的溶解度受温度的影响变化较大，所以从FeSO4的溶液中获得晶体经过加热，通过蒸发浓缩、冷却结晶，然后过滤、洗涤，最后干燥，就得到了FeSO4•7H2O晶体。

【点睛】
本题以废水处理流程为线索，考查了混合物的分离、提纯的操作过程、试剂的选用及离子方程式书写等，把握流程中发生的化学反应及分离方法为解答的关键，注重基础知识的考查。

8．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】CuFeS2 4CuFeS2＋13O2＝4CuO＋2Fe2O3＋8SO2 3Fe2(SO4)3＋12NaOH＝Na2Fe6 (SO4)4(OH)12＋5Na2SO4
【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 Fe2O3，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Fe2(SO4)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Na2SO4，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(SO2)=
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 Fe2O3，物质的量
n(Fe2O3)=
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FeCuS2，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Fe2(SO4)3溶液，则n[Fe2(SO4)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Na2SO4，
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。

9．以废旧锌锰电池中的黑锰粉（MnO2、MnO(OH)、NH4Cl、少量ZnCl2及炭黑、氧化铁等）为原料制备MnCl2，实现锰的再利用。

其工作流程如下：
（1）过程Ⅰ，在空气中加热黑锰粉的目的是除炭、氧化MnO(OH)等。

O2氧化MnO(OH)的化学方程式是_______。

（2）溶液a的主要成分为NH4Cl，另外还含有少量ZnCl2等。

①溶液a呈酸性，原因是______。

②根据如图所示的溶解度曲线，将溶液a______（填操作），可得NH4Cl粗品。

③提纯NH4Cl粗品，有关性质数据如下：
化合物ZnCl2NH4Cl
熔点365℃337.8℃分解
沸点732℃-------------
根据上表，设计方案提纯NH 4Cl ：________。

（3）检验MnSO 4溶液中是否含有Fe 3+：取少量溶液，加入_______（填试剂和现象），证明溶液中Fe 3+沉淀完全。

（4）探究过程Ⅱ中MnO 2溶解的适宜条件。

ⅰ．向MnO 2中加入H 2O 2溶液，产生大量气泡；再加入稀H 2SO 4，固体未明显溶解。

ⅱ．向MnO 2中加入稀H 2SO 4，固体未溶解；再加入H 2O 2溶液，产生大量气泡，固体完全溶解。

① 用化学方程式表示ⅱ中MnO 2溶解的原因：________。

② 解释试剂加入顺序不同，MnO 2作用不同的原因：________。

上述实验说明，试剂加入顺序不同，物质体现的性质可能不同，产物也可能不同。

【答案】4MnO(OH)+O 2==4MnO 2+2H 2O NH 4++H 2O ⇌NH 3·H 2O+H +（或NH 4+水解产生H +） 蒸发浓缩，趁热过滤 加热NH 4Cl 粗品至340℃左右，NH 4Cl = NH 3 + HCl ；收集产物并冷却，NH 3 + HCl=NH 4Cl ，得到纯净NH 4Cl 。

KSCN 溶液，不变红
MnO 2+H 2O 2+H 2SO 4==MnSO 4+2H 2O+O 2↑i 中2MnO 作催化剂，反应快，2MnO 只催化分解22H O ii 中2MnO 作氧化剂，加入稀24H SO 后，2MnO 的氧化性增强，被22H O 还原为4MnSO 。

【解析】
【详解】
（1）根据流程图可知，经过过程Ⅰ，得到了MnO 2粗品，则O 2将MnO(OH)氧化成MnO 2，根据得失电子守恒，1molO 2得到4mol 电子，1molMnO(OH)失去1mol 电子，则O 2和MnO(OH)的比例为1∶4，再根据原子守恒可配平方程式，答案为
4MnO(OH)+O 2=4MnO 2+2H 2O ；
（2）①ZnCl 2和NH 4Cl 均为强酸弱碱盐，均会水解，铵根离子水解使溶液呈酸性，答案为NH 4++H 2O ⇌NH 3·H 2O+H +（或NH 4+水解产生H +）；
②从曲线可以看出，随着温度的变化，NH 4Cl 的溶解度几乎没有发生太大的变化，只能蒸发溶剂得到晶体，再进行后续操作，答案为蒸发浓缩，趁热过滤；
③从表格中数据可以知道，NH 4Cl 在337.8℃分解，生成NH 3和HCl ，而此温度下，ZnCl 2没有熔化，也没有分解，因此可以利用NH 4Cl 的分解，收集产物再次合成NH 4Cl ，答案为加热NH 4Cl 粗品至340℃左右，NH 4Cl = NH 3 + HCl ；收集产物并冷却，NH 3 + HCl=NH 4Cl ，得到纯净NH 4Cl ；
（3）Fe 3＋的检验常用KSCN 溶液，如果溶液中有铁离子，生成红色物质；没有Fe 3＋就不会变红，答案为KSCN 溶液，不变红；
（4）从实验ⅰ知道，先加入双氧水，MnO 2不溶解，只做催化剂，而通过实验ⅱ可知，先加入硫酸，固体溶解，且有气体冒出，气体为氧气，则MnO 2作了氧化剂，双氧水作了还原剂。

①固体溶解，且有气体放出，气体为O 2，MnO 2做氧化剂，H 2O 2做还原剂，为酸性环境，根据得失电子守恒和原子守恒，配平方程式。

答案为MnO 2＋H 2O 2＋H 2SO 4=MnSO 4＋O 2↑＋2H 2O ；
②先加入硫酸，溶液为酸性，则酸性条件下，物质的氧化性会增加，答案为ii 中2MnO 作氧化剂，加入稀24H SO 后，2MnO 的氧化性增强，被22H O 还原为MnSO 4。

10．稀土元素包括钪、钇和镧系（含Ce 、Eu )共17种元素， 是重要的战略资源，我省稀土资源非常丰富．某彩色电视机显示屏生产过程中产生大量的废荧光粉末含 ( Eu 2O 3、SiO 2、Fe 2O 3、CeO 2、MnO 等物质）．某课题组以此粉末为原料， 设计如下工艺流程对资源进行回收，得到较为纯净的CeO 2和Eu 2O 3 （氧化铕）．
已知：CeO 2 不溶于桸硫酸，也不溶于NaOH 溶液，Eu 2O 3可溶于稀硫酸
(1)往滤渣中加稀硫酸和H 2O 2进行酸浸，反应的离子方程式____________ 。

为了提高酸浸率，可以适当提高反应温度，但温度偏高浸出率反而会减小，其原因是
________________________________。

(2)有机物HR 能将Ce 3+从水溶液中萃取出来．该过程可表示为：Ce 3+（水层）+3HR (有机层)CeR 3(有机层）+3H +(水层）。

向 CeR 3(有机层）中加入稀硫酸进行反萃取能获得较纯的含Ce 3+水溶液，从平衡角度解释其原因：________________________。

(3)流程中由含 Ce 3+滤液生成Ce(OH)4的离子方程式____________________。

(4)取上述流程中得到的Ce(OH)4 产品 0.52 g, 加硫酸溶解后，用浓度为 0.1000mol •L -1FeSO 4标准溶液滴定至终点时，铈被还原为Ce 3+ , 消耗 24.00 mL 标准溶液。

该产品中 Ce(OH)4的质量分数为___________。

(5)已知含 Ce 3+溶液也可以先加碱调 pH 后再通入氧气氧化可得到Ce(OH)4。

298K 时,K sp [Ce(OH)3]=5×10-20，若溶液中c(Ce 3+)=0.05mol •L -1, 加碱调节pH 到_____时Ce 3+开始沉淀（忽略加碱过程中溶液体积变化）．
(6)萃取剂对金属离子的萃取率与 pH 的关系如图所示．流程中为了用萃取剂除去金属杂质离子，进行萃取2 最适宜的pH 是_______（填选项序号）．其原因是 _____。

A ． 2.0 左右
B . 3.0 左右
C ．5.0 左右
【答案】2CeO 2+H 2O 2+6H +=2Ce 3++O 2↑+4H 2O 温度升高，H 2O 2受热易分解，造成浸出率偏低； 加入稀硫酸时，c （H +）增大，平衡向形成Ce 3+的方向移动， 4Ce 3++O 2+12OH -
+2H2O=4Ce(OH)4 96% 8 B 使Fe3+、Mn2+完全除去，并防止Eu3+被萃取导致损失
【解析】
【分析】
废荧光粉末含 ( Eu2O3、SiO2、Fe2O3、CeO2、MnO 等物质），加入硫酸，滤液含有Eu3+、Fe3+、Mn2+等，经萃取，可除去Fe3+、Mn2+等，加入氨水，可生成Eu（OH）3，加热分解可生成Eu2O3；滤渣中含有CeO2、SiO2，加入稀硫酸和过氧化氢，经萃取、反萃取，可得到含有Ce3+的溶液，加入氢氧化钠并通入氧气，可生成Ce（OH）4，加热可生成CeO2。

【详解】
（1）在酸浸时发生的离子反应为2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O，H2O2受热易分解，为防止其分解，则温度不宜太高，故答案为：2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O；温度升高，H2O2受热易分解，造成浸出率偏低；
（2）根据平衡Ce3+（水层）+3HR(有机层)CeR3(有机层）+3H+(水层），向 CeR3(有机层）中加入稀硫酸时，c（H+）增大，平衡向形成Ce3+的方向移动，则Ce3+从水溶液中被萃取出来，故答案为：加入稀硫酸时，c（H+）增大，平衡向形成Ce3+的方向移动；
（3）流程中Ce3+与氧气、氢氧化钠反应生成 Ce(OH)4，离子方程式为4Ce3++O2+12OH-
+2H2O=4Ce(OH)4，故答案为：4Ce3++O2+12OH-+2H2O=4Ce(OH)4；
（4）Ce(OH)4加硫酸溶解后，被FeSO4还原为Ce3+ ,则有Ce(OH)4~ Ce3+~ FeSO4，则
n[Ce(OH)4]=0.1×24×10-3mol=2.4×10-3mol，m[Ce(OH)4]=2.4×10-3mol×208g/mol=0.4992g，该产
品的纯度为：0.4992g
100%=96%
0.520g
⨯，故答案为：96%；
（5）298K时，K sp[Ce(OH)3]=5×10-20，若溶液中c(Ce3+)=0.05mol•L-1, Ce3+开始沉淀，则c
（OH-）
-20
-6
3
510
mol/L=110mol/L
0.05
⨯
⨯，则pH=8，故答案为：8；
（6）溶液中存在Eu3+、Mn2+金属离子，由萃取剂对金属离子的萃取率与 pH的关系图可知，调节pH在3.0左右，可使Fe3+、Mn2+完全除去，并防止Eu3+被萃取导致损失，故答案为：B；使Fe3+、Mn2+完全除去，并防止Eu3+被萃取导致损失。