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文檔簡介

14鐵鹽、亞鐵鹽及相關工業流程

1.學會鑒別鐵鹽、亞鐵鹽

2.學會工業流程思路

知識講解

一、鐵離子和亞鐵離子的性質

鐵有兩種鹽:亞鐵鹽(+2價鐵的鹽)和鐵鹽(4-3價鐵的鹽)。4-3價的鐵處于較

高價,表現為較強的氧化性;+2價的鐵既有氧化性又有還原性,通常表現其還原

性。

Fc3的氧化性

2Fc%+Fe.=3F*

2Fc%+Cn=2FC2++CIA^

Fe-具有較強的氧化性,除了可以氧化一些常見的活潑金屬外,還可以氧化卜、

S*、

S。尹等。

尸約的還原性

2FCZ++C\z-2Fc%+267-

2FC2++H202+2H*=2FC*+2H2。

4FC2++。2+4H+=4Fc%+2H2。

1

Fe-具有較強的還原性,除了可以被以上氧化劑氧化之外,還可以被其他常見的氧

化劑(如氧氣、KM八04酸性溶液、HNOs等)氧化為R-o

二、“鐵三角”

(只有還原性)

(既有氧化性轡‘還原劑+3,口/口”,3、

(只有氧化性)

又有還原性)Fe,,Fe

氧化劑

真題及模擬題訓練

1.(2023?浙江?高考真題)探究鐵及其化合物的性質,下列方案設計、現象和結論都正確的

實驗方案現象結論

短時間內無明顯

A往FeCl?溶液中加入Zn片Fe?+的氧化能力比西2+弱

現象

往(溶液中滴加溶

Fe2SO41KSCN溶液先變成血紅

BFe'+與SCN-的反應不可逆

液,再加入少量K2sO4固體色后無明顯變化

將食品脫氧劑樣品中的還原鐵粉溶食品脫氧劑樣品中沒有+3

C溶液呈淺綠色

于鹽酸,滴加KSCN溶液價鐵

Fe升先水解得Fe(OH)3再聚

向沸水中逐滴加5~6滴飽和FeCl3溶溶液先變成紅褐

D

液,持續煮沸色再析出沉淀集成Fe(OH)3沉淀

A.AB.BC.CD.D

2.(2022.湖北.統考高考真題)下列各組離子在給定溶液中能大量共存的是

2

A.在Qlrno/.L-氨水中:Ag\Cu2\NO;.SO^

B.在0.1〃3.口氯化鈉溶液中:Fe3\F、Ba2\HCO;

C.在0.1"3.U醋酸溶液中:SO:、NH;、Br\H+

D.在0.口硝酸銀溶液中:K\C廠、Na\CO:

3.(2015?天津?高考真題)下列關于物質或離子檢驗的敘述正確的是

A.在溶液中加KSCN,溶液顯紅色,證明原溶液中有Fe3+,無Fe?+

B.氣體通過無水硫酸銅,粉末變藍,證明原氣體中含有水蒸氣

C.灼燒白色粉末,火焰成黃色,證明原粉末中有Na+,無K+

D.將氣體通入澄清石灰水,溶液變渾濁,證明原氣體是CO2

4.(2022?陜西漢中?統考模擬預測)下列反應的離子方程式書寫正確的是

2+

A.碳酸氫錢溶液與足量澄清石灰水反應:HCO-+Ca+OH=CaCO3+H2O

2+

B,SO2通入漂白粉溶液中:SO2+H2O+Ca+2ClO=CaSO3J+2HC1O

+

C.Na2s2O3溶液中加入稀硫酸:SX+2H=SO2T+S^+H2O

3+2+

D.向Fe(NO3)3溶液中加入過量的HI溶液:2Fe+2L=2Fe+I2

5.(2022?山東威海?校考模擬預測)用KSCN溶液和FeCb溶液探究Fe?+的還原性時出現異

?,F象實驗如下:不正確的是

①②③

|一5滴1.5mol/L也。?溶液“足量0?

1一5滴1.5mol/L溶液

(鹽酸酸2mL0.15mol/LFeC》鹽酸麟

2mL0.15mol/LFeC^鹽酸函2mL0.15mol/LFeQ,國化pH<l)、2滴O.lmol/LKSC

化pH=5)、2滴O.lmol/LKSC

化pH<l)、27i0.1mol/LKSCD混合溶液D混合溶液

1混合溶液

溶液變紅,大約10秒左右紅色

溶液變紅且不褪色,有氣體溶液變紅且不褪色,滴加鹽

褪去,有氣體生成(經檢驗為

生成(經檢驗為。2),經檢驗酸和BaCl2溶液,無白色沉

O2)=取褪色后溶液,滴加鹽酸

有丁達爾效應。淀,經檢驗無丁達爾效應。

和BaCl2溶液,產生白色沉淀

3

A.對比①③,可判定酸性條件下Hz。2可氧化SCN-

B.實驗②中發生的氧化還原反應有兩種

C.②中紅色溶液中含有Fe(OH)3膠體

2++3+

D.③中發生的氧化還原反應為:4Fe+O2+4H=4Fe+2H2O

6.(2022.上海.統考一模)下列除雜所選試劑錯誤的是

A.澳苯(Br?):NaOH溶液B.C12(HC1):飽和食鹽水

C.C2H2(H2S):C11SO4溶液D.FeCl3(CuCl2):鐵粉

三、%2+、Fe%的檢驗方法

4

方法實驗現象

直接觀察顏色卜廣溶液呈淺綠色,卜/的溶液呈黃色

卜J:向溶液中滴入KSCN溶液.若溶液呈紅色,則證明公

kL存在

向溶液中滴入KSCN溶液,不變色;再向內|i滴加

:():溶液(或者通入少量(工),若溶液呈血紅色,則證

利用顯色反應H

明夕h?存在(不適用于檢驗Fe“溶液中是否混彳漆

質卜』)

小:向溶液中滴人茶酚溶液,若溶液容紫色,則證明有

RJ17:在

二:向溶液中滴入、H()H溶液,若觀察到有白色沉淀,迅

速變成灰綠色.一終變成紅褐色,則證明有Fe""E

F『':向溶液中滴入Na()H溶液,若直接觀察到有紅褐色沉

淀.則證明有存在.

利用沉淀的Fe”

顏色一:向溶液中滴入鐵氟化鉀("《(:、?溶液,若觀察到有

藍色沉淀生成,則證明有而才在

F向溶液中滴入亞鐵氟化鉀(KA(C、)“)溶液,若觀察到

有藍色沉淀生成,則證明有Fe"存在

卜'尸:向溶液中加入銅片.一段時間液二觀察銅片被腐蝕,

利用川”的氧則證明溶液中含仃口"

化性1:?”:將溶液滴在淀粉碘化鉀試紙「..若觀察到試紙變藍,

則證明溶液中有Fe“存在

1:廣:向溶液中滴入溟水,若觀察到液水褪色,則證明溶液

中是小

利用F廣的還F

原件F「:向溶液中滴入幾滴KMnO旃液,若觀察到紫色褪去.

則證明溶液中的是FJ+

真題及模擬題演練

7.(2022.上海.一模)向FeCl?、CuCl?的混合液中加入一定量的鐵粉,充分反應后仍有固

體存在。則下列判斷正確的是

A.加入KSCN溶液一定不變紅色B.溶液中不一定含有Fe?+

C,溶液中一定含有Cu"D.剩余固體中不一定含有Cu

8.(2023?上海金山?統考二模)如圖所示是鐵及其化合物的價類二維圖,下列有關敘述正確

5

的是

鐵元素化合價

+3rY

+2Z

o

單質氧化物鹽堿物質類別

A.物質X是Fe3O4

B.FezCh—Fe的轉化,FezCh發生氧化反應

C.在空氣中Z—Y的現象是白色沉淀迅速變成灰綠色,最終變成紅褐色

D.可通過復分解反應實現FeCl2和FeCh的相互轉化

9.(2023?河北石家莊?統考一模)下列裝置能達到相應實驗目的的是

苯、澳混合物

,鐵粉眼斗AgNO.:溶液

A.利用甲裝置可使Fe粉最終消失得到澄清溶液

B.利用乙裝置可制備澳苯并驗證有HBr生成

C.利用丙裝置可制備NW并測量其體積

D.利用丁裝置可制備SO?

10.(2023?福建福州?統考二模)工業上采用NaClO氧化法生產高鐵酸鉀(gFeOj,其主

要的生產流程如下:

高鐵酸鉀

反應①反應②反應③

已知:KFeO,在堿性環境中穩定,在中性和酸性條件下不穩定,難溶于醇等有機溶劑。

下列說法錯誤的是

A,反應②為3NaClO+2Fe(NO3)3+l°NaOH=2Na2FeC>4J+3NaCl+6NaNO3+5Hq

B.由反應③可知,此溫度下Ksp(K2FeO4)>4p(Na2FeC)4)

6

C.“提純”步驟的洗滌劑可以選用CH3coOK溶液、異丙醇

D.KzFeCZ,可用于水的消毒

11.(2023?湖南岳陽?統考一模)從某含有FeCl?、FeJ、CuCl?的工業廢液中回收銅并制

備氯化鐵晶體的流程如下:

試劑方

過量試劑41金屬銅

則下列說法錯誤的是

A.試劑a是鐵、試劑b是鹽酸

B.試劑c是氯氣,相應的反應為2Fe2++Cq=2Fe3++2C「

C.操作I、操作II所用儀器相同,均要用到燒杯、分液漏斗、玻璃棒

D.加入過量試劑c之后,溶液W依然能使少量酸性KMnC>4溶液褪色

12.(2022.重慶?統考模擬預測)在實驗室由廢鐵屑制取無水FeCl,,下列實驗原理與裝置

能達到實驗目的的是

A.用裝置I除去廢鐵屑表面的油污B.用裝置n溶解廢鐵屑制FeCh

C.用裝置ni過濾得到FeCLD.用裝置IV蒸干溶液獲得FeCL

13.(2022?福建漳州?統考二模)高鐵酸鉀(KFe。,)具有強氧化性,是一種環保、高效、多

功能的飲用水處理劑,可以用如下流程進行制備。下列說法正確的是

7

|

。

體料)實利

晶材鋰品就分

」應

極酸產充

O)液反:

c正2鎰粗為

F-濾(步3下

:4的0液)。

KO1?一H如

e道x3溶3鹽

F.h過OiO鐵程

2通1S(e

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大FN2應化3H,

維(沉i氣OO一

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O3解1步2F]鐵

2:溶有:飽*—O

液H2每Hb2酸

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溶|污2其液列Cx硫

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飽~屑相程沉色HCBDH鐵8

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鐵+物是)流鐵(n考N[廢

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O。的C0FM校鏤用

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溶F處+劑m3是化學鐵采

O:tH液+因M酸為氧酸

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CNa溶F原L鎰O化是硫

a32還(l8I成?陀)探

備N的鋰備氧o用

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c體制a2液鐵

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鐵(Fn反KNS

Mi列..的.資

.....4LM...5..6

ABCD1以下ABcD1現AC1用

廢渣

廢鐵屑干凈鐵屑

H2so480~90℃

里|硫酸鐵錢

下列說法正確的是

A.為了加快反應速率,步驟②所需要的溫度越高越好

B.工業上經常使用碳酸氫鈉溶液來清除廢鐵屑表面的油污

C.鐵屑中含有少量硫化物,反應產生的氣體需要凈化處理,所以應將尾氣直接通入到盛有

足量水的燒杯中吸收

D.步驟⑤中的具體實驗操作有加熱濃縮、冷卻結晶、過濾(洗滌),經干燥得到硫酸鐵鏤晶

體樣品

17.(2022?天津南開?統考一模)高鐵酸鉀(KFeCU)是一種新型的污水處理劑。為充分利用

資源,變廢為寶,在實驗室中探究采用暖貼殘渣制備高鐵酸鉀,流程如下

下列說法不正確的是

A.步驟i適當加熱攪拌可以加快反應速率

B.ii中的試劑為H2O2

C.iii中反應為2Fe3++5H2O+3CKy=2FeO:+3C1+1OH+

D.iv中反應說明溶解度:Na2FeO4>K2FeO4

二、多選題

18.(2022.山東.模擬預測)“安心神,堅骨髓,潤肌膚”是大宋第一部官修藥典《開寶本草》

對鐵粉的藥用功效的描述。實驗室用如圖裝置模擬制取藥用鐵粉并檢驗產物,下列說法不正

確的是

9

A.先點燃裝置丙的酒精燈,再打開裝置甲的分液漏斗活塞

B.裝置乙、丁中分別裝有濃硫酸、無水硫酸銅

C.反應后取少量裝置丙的藥品滴加稀硫酸,檢驗是否有鐵粉生成

D.裝置戊可檢驗是否有CO2生成,并可用點燃的酒精燈除去尾氣

參考答案:

1.D

【詳解】A.FeCb溶液中加入Zn片,Fe2++Zn=Zn2++Fe,溶液由淺綠色變為無色,Fe2+

的氧化能力比Zn?+強,A錯誤;

B.溶液變成血紅色的原因,F^++3SCN-.-Fe(SCN\,與S*和K+無關,B錯誤;

C.鐵離子可能先與單質鐵生成亞鐵離子,則溶液呈綠色,C錯誤;

D.向沸水中滴加飽和氯化鐵溶液,制取Fe(OH)3膠體,繼續加熱則膠體因聚沉變為沉淀,

D正確;

故答案為:D。

2.C

【詳解】A.氨水顯堿性,會與Ag+、Cu”反應,不能大量共存,A項錯誤;

B.Fe3\r會發生氧化還原反應,不能大量共存,B項錯誤;

C.醋酸顯酸性,在醋酸溶液中SO;、NH;、Br\JT均不會發生反應,能大量共存,C項正

確;

D.硝酸銀中的銀離子會與氯離子反應生成沉淀,不能大量共存,D項錯誤;

答案選C。

3.B

【詳解】A、Fe3+遇KSCN會使溶液呈現紅色,Fe?+遇KSCN不反應無現象,滴加KSCN溶

液,溶液呈紅色,則證明存在Fe3+,并不能證明無Fe2+,故A錯誤;

10

B、氣體通過無水硫酸銅,粉末變藍,則發生反應:CUSO4+5H2O=CUSO4?5H2O,可證明原

氣體中含有水蒸氣,故B正確;

C、灼燒白色粉末,火焰呈黃色,證明原粉末中有Na+,并不能證明無K+,Na+焰色反應為

黃色,可遮住紫光,K+焰色反應需透過藍色的鉆玻璃濾去黃光后觀察,故C錯誤;

D、能使澄清石灰水變渾濁的氣體有CCh、SO2等,故將氣體通入澄清石灰水,溶液變渾濁,

則原氣體不一定是CCh,故D錯誤;故選B。

4.C

【詳解】A.碳酸氫鏤溶液與足量澄清石灰水反應時,陽離子、陰離子都發生反應,反應的

2+

離子方程式為:NH:+HCO3+Ca+2OH=NH3H2O+CaCO3;+H2O,A錯誤;

B.SO2通入漂白粉溶液中,會發生氧化還原反應產生CaSCU、HC1及HC10,反應的離子方

2+

程式應該為:S02+Ca+3C10+H20=CaS04i+2HC10+Cl,B錯誤;

C.反應符合事實,遵循物質的拆分原則,c正確;

D.在酸性條件下,H+、NO:起HN03的作用,表現強氧化性,氧化性比Fe3+強。Fe(NO3)3

溶液中加入過量的HI溶液,反應產生Fe(NC>3)2、L、NO、H2O,該反應的離子方程式應該

為:10r+3NC)3+Fe3++12H+=5l2+3NOT+Fe2++6H2O,D錯誤;

故合理選項是C。

5.B

【分析】①氯化亞鐵鹽酸酸化的溶液中滴入KSCN溶液,PHC1,滴入過氧化氫發生氧化還

原反應,生成鐵離子,形成血紅色溶液,大約10秒左右紅色褪去,鐵離子做催化劑過氧化

氫分解有氣體生成(經檢驗為。2),取褪色后溶液,滴加鹽酸和BaCL溶液,產生白色沉

淀為硫酸鋼沉淀,證明SCN-離子被氧化為磷酸根離子;

②氯化亞鐵鹽酸酸化的溶液中滴入KSCN溶液,PH=5,滴入過氧化氫溶液,溶液變紅且不

褪色,說明亞鐵離子被氧化為鐵離子,鐵離子對過氧化氫起到催化劑作用,有氣體生成(經

檢驗為02),氧氣氧化亞鐵離子生成鐵離子,經檢驗有丁達爾效應,說明生成了氫氧化鐵

膠體;

③氯化亞鐵鹽酸酸化的溶液中滴入KSCN溶液,PH<1,滴入過氧化氫發生氧化還原反應,

通入足量氧氣,溶液變紅且不褪色,說明氧氣氧化亞鐵離子生成鐵離子,滴加鹽酸和BaCb

溶液,無白色沉淀,經檢驗無丁達爾效應,無硫酸領沉淀生成和氫氧化鐵膠體形成,排除了

11

生成的氧氣氧化SCN-的可能。

【詳解】A.對比①③,實驗①排除了鐵離子反應,而是SCN-離子反應,實驗③排除了生

成的氧氣氧化SCN-的可能,可以判定酸性條件下H2O2可以氧化SCN-,故A正確;

B.實驗②中發生的氧化還原反應有亞鐵離子被過氧化氫氧化為鐵離子,過氧化氫分解生成

氧氣,氧氣氧化亞鐵離子,不只兩種,故B錯誤;

C.②中檢驗有丁達爾效應,說明紅色溶液中含有Fe(OH)3膠體,故C正確;

2++3+

D.③中通入足量氧氣溶液變紅色說明,發生的氧化還原反應為:4Fe+O2+4H=4Fe+2H2O,

故D正確;

故選:B。

6.D

【詳解】A.澳與NaOH反應后,與澳苯分層,然后分液可分離,故A正確;

B.HC1易溶于水,而氯氣不溶于飽和食鹽水,可用于除雜,故B正確;

C.H2s與CuSCU反應生成CuS沉淀,可除去雜質,故C正確;

D.FeCl?和CuCL都能和鐵反應,不能用鐵粉出去FeC§中的CuCl?,故D錯誤;

故選D。

7.A

【分析】由于FeCb的氧化性強于CuCb,所以加入的鐵粉先與FeCb反應生成了FeCb,多

余的鐵粉再與CuCb反應生成了Cu單質。有固體剩余,若固體只有銅,則反應后的溶液中

一定無三價鐵離子存在,一定存在亞鐵離子,可能含有銅離子;若有鐵剩余,一定有銅生成,

三價鐵離子和銅離子無剩余。

【詳解】A.由分析可知,充分反應后仍有固體存在,溶液中一定不含Fe3+,所以加入KSCN

溶液不變紅色,故A說法正確;

B.通過以上分析知,溶液中一定含有Fe2+,故B說法錯誤;

C.通過以上分析知,溶液中可能含有Cu2+,故C說法錯誤;

D.通過以上分析知,剩余固體中一定含Cu,故D說法錯誤;

答案選A。

8.C

【詳解】A.物質X是FeO,故A錯誤;

B.FezCh-Fe的轉化,鐵化合價降低,因此FezCh發生還原反應,故B錯誤;

12

C.在空氣中Z-Y是氫氧化亞鐵與氧氣、水反應生成氫氧化鐵,其現象是白色沉淀迅速變

成灰綠色,最終變成紅褐色,故c正確;

D.FeCb和FeCb中鐵的化合價發生了改變,只能通過氧化還原反應實現相互轉化,不能通

過復分解反應實現FeCb和FeCl3的相互轉化,故D錯誤。

綜上所述,答案為C。

9.A

【詳解】A.氯氣與氯化亞鐵反應生成氯化鐵,氯化鐵與鐵粉反應生成氯化亞鐵,可使鐵粉

最終消失,故A正確;

B.澳單質揮發,也能與硝酸銀反應生成AgBr沉淀,因此不能驗證HBr生成,故B錯誤;

C.氨氣極易溶于水,不能用裝水的量氣管確定其體積,故C錯誤;

D.濃硫酸與亞硫酸鈉反應生成二氧化硫,但出氣導管不能伸入液面以下,故D錯誤;

故選:Ao

10.B

【分析】氯氣通入氫氧化鈉溶液中制取NaClO,次氯酸鈉溶液中加硝酸鐵反應生成高鐵酸

鈉,過濾,將高鐵酸鈉與飽和KOH混合反應生成高鐵酸鉀,再經分離、提純得到純凈的高

鐵酸鉀固體,據此分析解答。

【詳解】A.反應②中次氯酸鈉氧化硝酸鐵,Imol次氯酸鈉得2moi電子,Imol硝酸鐵生成

高鐵酸鈉失去3moi電子,根據得失電子守恒可得反應:

3NaClO+2Fe(NO3)3+lONaOH=2Na2FeO4I+3NaCl+6NaNO3+5H2O,故A正確;

B.由反應③可知高鐵酸鈉與KON溶液混合生成高鐵酸鉀,該反應為復分解反應,反應發

生的條件為高鐵酸鉀的溶解度小于高鐵酸鈉,故B錯誤;

C.因高鐵酸鉀在堿性條件下穩定,且在醇中的溶解度小,因此可用CH3cOOK溶液、異丙

醇作洗滌劑,故c正確;

D.KzFeO,具有強氧化性,可起到殺菌消毒作用,故D正確;

故選:B?

11.C

【分析】工業廢液中加入試劑a為過量的鐵,操作I為過濾,得到濾渣Y為Fe、Cu,濾液

X為氯化亞鐵溶液;濾渣Y中加入試劑b為鹽酸,溶解過量的鐵生成氯化亞鐵溶液,銅不

溶,操作H過濾得到銅和濾液Z氯化亞鐵溶液,濾液Z和X合并通入氯氣,把氯化亞鐵氧

13

化為氯化鐵溶液,蒸發結晶,過濾洗滌干燥得到氯化鐵晶體。

【詳解】A.由最終得到FeCb及其流程圖可知,a為過量的鐵,b為鹽酸,故A正確;

B.濾液X,濾液Z中均含有FeCb,c為氯氣,把亞鐵離子氧化為鐵離子,反應的離子方程

式為2Fe2++Cb=2Fe3++2Ch故B正確;

C.上述分析可知,操作I、n是過濾,均要用到燒杯、漏斗、玻璃棒,故c錯誤;

D.亞鐵離子、氯離子都可以被高銃酸鉀溶液氧化,使高錦酸鉀溶液褪色,加入過量試劑c

之后,溶液中含大量的氯離子,依然能使少量酸性KWh。,溶液褪色,故D正確;

故選C。

12.A

【詳解】A.碳酸鈉溶液顯堿性,加熱有利于碳酸根水解堿性增強,油污可以在堿性條件下

水解而被除去,A正確;

B.廢鐵屑和鹽酸反應生成FeCb,同時廢鐵屑會與三價鐵離子反應,生成二價鐵,B錯誤;

C.過濾需要用玻璃棒引流,C錯誤;

D.加熱促進Fe3+水解,蒸干氯化鐵溶液得到氫氧化鐵固體,D錯誤;

故選A。

13.A

【分析】由題給流程可知,鐵屑溶于稀鹽酸,過濾得到氯化亞鐵溶液;向氯化亞鐵溶液中通

入過量空氣,將氯化亞鐵轉化為氯化鐵;向氯化鐵溶液中加入氫氧化鈉溶液和次氯酸鈉溶液,

將氯化鐵轉化為高鐵酸鈉,向得到的高鐵酸鈉溶液中加入飽和氫氧化鉀溶液,將高鐵酸鈉轉

化為溶解度小的高鐵酸鉀,過濾得到高鐵酸鉀晶體。

【詳解】A.碳酸鈉是強堿弱酸鹽,在溶液中水解使溶液呈堿性,水解反應是吸熱反應,升

高溫度,水解平衡向正反應方向移動,溶液中氫氧根離子濃度增大,能使油脂的水解程度增

大,則酸溶前可用熱的碳酸鈉溶液處理鐵屑表面的油污,故A正確;

B.由分析可知,氧化過程為過量空氣將溶液中的氯化亞鐵轉化為氯化鐵,反應的離子方程

+3+

式為4Fe?++4H=4Fe+2H2O,故B錯誤;

C.由分析可知,制備高鐵酸鈉的反應中,氯化鐵是反應的還原劑,次氯酸鈉是反應的氧化

劑,由得失電子數目守恒可知,氧化劑次氯酸鈉和還原劑氯化鐵的物質的量之比為3:2,

故C錯誤;

D.由分析可知,轉化中發生的反應為向得到的高鐵酸鈉溶液中加入飽和氫氧化鉀溶液,將

14

高鐵酸鈉轉化為溶解度小的高鐵酸鉀,故D錯誤;

溫馨提示

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