高考化学压轴题专题复习——铁及其化合物推断题的综合及答案解析

高考化学压轴题专题复习——铁及其化合物推断题的综合及答案解析
一、铁及其化合物
1．某强酸性溶液 X 中可能含有 Fe2＋、Fe3＋、Al3＋、Ba2＋、NH4＋、CO32－、NO3－、SO42
－、SiO32－中的若干种，现取 X 溶液进行连续实验，实验过程及产物如图所示。

实验过程中有一种气体为红棕色。

根据以上信息，回答下列问题：
（1）由强酸性条件即可判断 X 溶液中肯定不存在的离子有_____。

（2）溶液 X 中关于硝酸根离子的判断，正确的是_____(填编号，下同)。

a．一定含有 b．一定不含有 c．可能含有
（3）气体 F 的电子式为_____，化合物 I 中含有的化学键类型有_____。

（4）转化①的离子方程式为_____。

转化⑦的离子方程式为_________。

（5）对不能确定是否存在的离子，可以另取 X 溶液，加入下列溶液中的一种，根据现象即可判断，该试剂最好是_____。

①NaOH 溶液②KSCN 溶液③氯水和 KSCN 的混合溶液④pH 试纸⑤KMnO4溶液
【答案】CO32－、SiO32－ b 共价键和离子键 3Fe2+ +4H+ +NO3－= 3Fe3++NO↑ +
2H2O AlO2－＋2H2O＋CO2===HCO3－＋Al(OH) 3↓②
【解析】
【分析】
某强酸性溶液X中一定含有氢离子，一定不含CO32－、SiO32－，加过量的硝酸钡溶液，产生白色沉淀C是硫酸钡，一定含有SO42－，一定不含Ba2+，产生气体A一定是亚铁离子和硝酸根离子、氢离子发生氧化还原反应得到的NO，所以一定含有Fe2+，一定不含NO3－，NO 遇到氧气转化为气体D为二氧化氮，二氧化氮与水、氧气反应生成溶液E为硝酸溶液，溶液B中加入过量氢氧化钠生成气体F，F为氨气，则原溶液中一定含有NH4＋，氨气和硝酸溶液反应生成I为硝酸铵，溶液H中通入过量二氧化碳产生沉淀K和溶液L，沉淀K一定为氢氧化铝，原溶液中一定含有Al3+，L是NaHCO3，溶液B中生成的有铁离子，所以沉淀G是Fe(OH)3，溶于盐酸得到J为氯化铁溶液，但原溶液中不一定含有Fe3＋。

【详解】
(1). 由强酸性条件即可判断X溶液中肯定不存在的离子有CO32－、SiO32－，故答案为CO32－、SiO32－；
(2).根据上述分析可知，原溶液中一定会有H+、Fe2＋，则一定不含NO3－，故答案为b；
(3).气体F为NH3，电子式为，氨气和硝酸溶液反应生成化合物I为硝酸铵，硝酸铵中含有共价键和离子键，故答案为；共价键和离子键；
(4).由上述分析可知，转化①为H+、NO3－和Fe2＋发生氧化还原反应生成Fe3＋、NO和水，离子方程式为3Fe2+ +4H+ +NO3－= 3Fe3++NO↑ + 2H2O，转化⑦为过量CO2与AlO2－、H2O反应生成Al(OH) 3沉淀和HCO3－，离子方程式为AlO2－+2H2O+CO2=HCO3－＋Al(OH) 3↓，故答案为3Fe2+ +4H+ +NO3－= 3Fe3++NO↑ + 2H2O；AlO2－+2H2O+CO2=HCO3－＋Al(OH) 3↓；
(5).由上述分析可知，不能确定X溶液中是否含有Fe3＋，检验Fe3＋最好的是试剂是KSCN溶液，故答案为②。

【点睛】
本题考查离子的检验和推断，明确常见离子的性质是解题的关键，注意加入过量硝酸钡溶液能够生成气体，说明X溶液中一定含有Fe2＋和NO3－，反应生成的溶液B中一定有Fe3＋，所以无法判断X溶液中是否含有Fe3＋，为易错点。

2．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－。

3．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-。

4．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。

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Fe3O4，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Fe3O4；
③若发生反应：2Fe2O34FeO+O2↑，灼烧前后的质量之比为10：9；发生反应：6Fe2O3
4Fe3O4+O2↑，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Fe3O4；
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．工业上采用硫铁矿焙烧的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2，不考虑其他杂质)制取绿矾(FeSO4·7H2O)，流程如图：
（1）滤渣Ⅰ的主要成分是___(填化学式)。

（2）还原时，试剂X若选用SO2，其反应后生成的阴离子是(填化学式)___。

（3）从还原后的溶液中得到产品，应进行的操作是___、___、过滤、洗涤、干燥。

（4）绿矾(FeSO4·7H2O)在医学上常用作补血剂。

某课外小组通过以下实验方法测定某补血剂中亚铁离子的含量。

步骤a：取10片补血剂样品除去糖衣、研磨、溶解、过滤，将滤液配成250.00mL溶液；步骤b：取上述溶液25.00mL于锥形瓶中，加入少量稀硫酸酸化后，逐渐滴加0.1000mol/L 的KMnO4溶液，至恰好完全反应，记录消耗的KMnO4溶液的体积(假定药品中其他成分不与KMnO4反应)，发生的反应为：MnO4-+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O；
步骤c：重复“步骤b”2~3次，平均消耗KMnO4溶液20.00mL。

该补血剂中亚铁离子的含量为___mg/片。

【答案】SiO2 SO42-蒸发浓缩冷却结晶 56
【解析】
【分析】
硫铁矿焙烧的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2不考虑其他杂质)，混合物中加入足量硫酸，Fe2O3与酸反应生成的硫酸铁，SiO2不反应，过滤，滤渣Ⅰ为SiO2。

【详解】
(1) 硫铁矿焙烧的烧渣(主要成分为Fe 2O 3、SiO 2不考虑其他杂质)，混合物中加入足量硫酸，Fe 2O 3与酸反应生成的硫酸铁，SiO 2不反应，过滤，滤渣Ⅰ为SiO 2;
(2)在滤液中加入SO 2将铁离子还原为亚铁离子，离子方程式为：2Fe 3++ SO 2+2H 2O= SO 42-+ 2Fe 2++4H +,所以其反应后生成的阴离子是SO 42-；
(3)从还原后的溶液中得到产品，应进行的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；(4)由反应MnO 4-+5Fe 2++8H +=5Fe 3++Mn 2++4H 2O 可知存在关系：MnO 4-～5Fe 2+，根据平均消耗0.1000mol/L 的KMnO 4溶液20.00mL ，可求出消耗的KMnO 4的物质的量为： 0.1000mol/L×20×10-3L=0.002mol ，所以消耗的Fe 2+的物质的量为：0.002mol×5=0.01mol ，故该补血剂中每片的亚铁离子的含量为：(0.01mol ×56g/mol)/10=0.056g=56mg 。

7．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。

8．镉（Cd）可用于制作某些发光电子组件。

一种以镉废渣（含CdO及少量ZnO、CuO、MnO、FeO杂质）为原料制备镉的工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）“滤渣1”的主要成分为 Cu（OH）2和_____（填化学式）。

（2）“氧化”时KMnO4的还原产物是MnO2，该步骤中除铁、除锰的离子方程式分别为
_____、_____。

（3）“置换”中镉置换率与（
()
()
n Zn
n Zn
的实际用量
的理论用量
）的关系如图所示，其中Zn的理论用量
以溶液中Cd2+的量为依据。

①实际生产中
()
()
n Zn
n Zn
的实际用量
的理论用量
比值最佳为1.3，不宜超过该比值的原因是________。

②若需置换出112kgCd，且使镉置换率达到98%，实际加入的Zn应为____kg。

（4）“置换”后滤液溶质主要成分是________（填化学式）。

（5）“熔炼”时，将海绵镉（含Cd和Zn）与NaOH混合反应，反应的化学方程式是
________。

当反应釜内无明显气泡产生时停止加热，利用Cd与Na2ZnO2的___不同，将Cd 从反应釜下口放出，以达到分离的目的。

【答案】CaSO4 3Fe2++MnO4-+7H2O=MnO2↓+3 Fe(OH)3↓+5H+ 3Mn2++2MnO4-
+2H2O=5MnO2↓+4H+锌粉用量过多会增加成本；海绵镉的纯度降低；熔炼中NaOH的用量过多增加成本 86.2 ZnSO4 Zn+2NaOH Na2ZnO2+H2↑密度
【解析】
【分析】
根据流程图，镉废渣(含CdO及少量ZnO、CuO、MnO、FeO杂质)，破碎后加入稀硫酸溶解，溶液中含有多种硫酸盐，加入石灰乳调节pH=5，沉淀除去Cu(OH)2和硫酸钙，在滤液中加入高锰酸钾溶液，氧化亚铁离子为铁离子，形成氢氧化铁沉淀，将Mn2+氧化生成二氧化锰沉淀；在滤液中再加入锌置换出Cd，得到海绵镉，海绵镉用氢氧化钠溶解其中过量的锌，得到镉和Na2ZnO2，据此分析解答。

【详解】
(1)硫酸钙微溶于水，“滤渣1”的主要成分为 Cu(OH)2和CaSO4，故答案为：CaSO4；
(2)“氧化”时KMnO4的还原产物是MnO2，该步骤中除铁、除锰的离子方程式分别为
3Fe2++MnO4-+7H2O=MnO2↓+3 Fe(OH)3↓+5H+，3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2↓+4H+，故答案为：3Fe2++MnO4-+7H2O=MnO2↓+3 Fe(OH)3↓+5H+；3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2↓+4H+；
(3)①实际生产中() (
)
n Zn
n Zn
的实际用量
的理论用量
比值最佳为1.3，如果超过该比值，锌粉用量过多会增加成本；生成的海绵镉的纯度会降低；熔炼中NaOH的用量过多，也会增加成本，故答案为：锌粉用量过多会增加成本；海绵镉的纯度降低；熔炼中NaOH的用量过多增加成本；
②锌置换镉的反应为Cd2++Zn=Cd+Zn2+，若需置换出112kgCd，且使镉置换率达到98%，实
际加入的Zn的质量为
112
112
kg/
kg
98%
kmol
×65kg/kmol×1.3=86.2kg，故答案为：86.2；
(4)根据流程图，“氧化”后的溶液中主要含有Cd2+和Zn2+，因此加入锌“置换”后滤液溶质的主要成分是ZnSO4，故答案为：ZnSO4；
(5)“熔炼”时，将海绵镉(含Cd和Zn)与NaOH混合反应，锌被NaOH溶解，反应的化学方程式是Zn+2NaOH Na2ZnO2+H2↑。

当反应釜内无明显气泡产生时停止加热，Cd液体与Na2ZnO2的密度不同，将Cd从反应釜下口放出，以达到分离的目的，故答案为：
Zn+2NaOH Na2ZnO2+H2↑；密度。

【点睛】
本题的易错点和难点为(3)②的计算，要注意镉置换率达到98%，同时
()
()
n Zn
n Zn
的实际用量
的理论用量
=1.3。

9．某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4和CuSO4，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FeSO4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．亚氯酸钠(NaClO 2)具有强氧化性，受热易分解，可作漂白剂、食品消毒剂等。

Ⅰ．亚氯酸钠的制备
以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下：
（1）提高“反应1”反应速率的措施有__________________（答出一条即可）。

母液中溶质的主要成分是___________(填化学式)。

（2）每有1mol SO 2参加反应，理论上可生成ClO 2的物质的量为________mol 。

（3） “反应2”的化学方程式为_____________________________________。

（4）采取“减压蒸发”而不用“常压蒸发”，原因是____________________。

（5）“反应2”中使用H 2O 2而不用其他物质的原因是____________________。

Ⅱ．亚氯酸钠的应用
（6）用亚氯酸钠作水处理剂，水中可能残留少量亚氯酸钠，可以加入硫酸亚铁除去残留的亚氯酸盐，硫酸亚铁除可与亚氯酸钠反应外，还可以起到的作用是____________。

（7）实验室可用亚氯酸钠和氯酸钠在酸性条件下反应制备ClO2气体。

写出上述反应的离子方程式为____________________________。

【答案】适当升高反应温度，增大吸收液浓度等 Na2SO4 2
H2O2+2ClO2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O 常压蒸发温度过高，亚氯酸钠容易分解多余的H2O2可分解为氧气和水，不引入其它杂质 Fe2+被氧化为Fe3+，Fe3+水解生成Fe(OH)3，
Fe(OH)3具有胶体的性质，可以吸附水的杂质 ClO2－+ClO3－+2H+=2ClO2↑+H2O
【解析】
【分析】
NaClO3具有强氧化性，溶解后在反应器中与二氧化硫反应生成ClO2和Na2SO4，ClO2在反应器中与双氧水、氢氧化钠反应生成亚氯酸钠，经减压蒸发、结晶得到其晶体。

【详解】
(1)对于气体和液体的反应，为提高反应速率，可适当升高反应温度，增大吸收液浓度，增大SO2与吸收液的接触面积等；NaClO3在反应器中与二氧化硫反应生成ClO2和Na2SO4，所以母液中溶质的主要成分是Na2SO4；
(2)反应中S元素化合价由+4价升高到+6价，Cl元素化合价由+5价降低到+4价，则每有
1mol SO2参加反应，理论上可生成ClO2的物质的量为2mol；
(3)根据最终产物NaClO2中氯元素的化合价可知反应2中ClO2被双氧水还原，反应的方程式为H2O2+2ClO2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O；
(4)减压蒸发在较低温度下可进行，防止常压蒸发温度过高，造成亚硫酸钠分解；
(5)用双氧水做还原剂，产物为水和氧气，且多余的H2O2可分解为氧气和水，不引入其它杂质；
(6)Fe2+被氧化为Fe3+，Fe3+水解生成Fe(OH)3，Fe(OH)3具有胶体的性质，可以吸附水的杂质；
(7)亚氯酸钠和氯酸钠在酸性条件下反应制备ClO2气体，该过程中亚氯酸钠中氯元素化合价上升，氯酸钠中氯元素化合价降低，为归中氧化还原反应，结合电子守恒和元素守恒可知方程式为ClO2-+ClO3-+2H+=2ClO2↑+H2O。

【点睛】
减压蒸发系指在蒸发器内形成一定真空度，使溶液的沸点降低而进行蒸发的方法，它具有湿度低、蒸发速度快等优点。