第三章第三節真題體驗·直擊高考1．(2015·高考組合題)下列說法錯誤的是()①(安徽卷，10C)向NaClO溶液中滴入少量FeSO4溶液，反應的離子方程式為2Fe2＋＋ClO－＋2H＋=Cl－＋2Fe3＋＋H2O②(廣東卷，22D)向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液，再滴加H2O2溶液，溶液變成血紅色，說明Fe2＋既有氧化性又有還原性③(全國卷Ⅰ，10A)將稀硝酸加入過量鐵粉中，充分反應后滴加KSCN溶液，有氣體生成，溶液呈血紅色，則稀硝酸將Fe氧化為Fe3＋④(山東卷，11B)向某溶液中滴加氯水后再加入KSCN溶液，溶液呈紅色，溶液一定含有Fe2＋⑤(天津卷，2A)在溶液中加KSCN，溶液顯紅色，證明原溶液中有Fe3＋，無Fe2＋A．①②③④ B．①②③④⑤C．②③④ D．②③④⑤【答案】B【解析】①NaClO溶液為堿性，滴入少量硫酸亞鐵時，亞鐵離子被ClO－氧化，但離子方程式中不能寫H＋而應寫水，生成Fe(OH)3，錯誤；②向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液再滴加H2O2溶液，H2O2溶液將Fe2＋氧化為Fe3＋，溶液變為血紅色，體現Fe2＋的還原性，錯誤；③將稀硝酸加入過量鐵粉中，生成Fe(NO3)2、NO和水，無Fe3＋，因此加入KSCN后溶液不會變紅，錯誤；④若溶液中有Fe3＋也會出現紅色，證明溶液中含有Fe2＋應先加入KSCN溶液，無明顯現象，再滴入氯水溶液呈紅色可證明含Fe2＋，錯誤；⑤加入KSCN溶液，溶液顯紅色，說明一定含有Fe3＋，但無法確定是否有Fe2＋，錯誤。2．(2014·山東卷，9)等質量的下列物質與足量稀硝酸反應，放出NO物質的量最多的是()A．FeO B．Fe2O3C．FeSO4 D．Fe3O4【答案】A【解析】Fe2O3與硝酸反應不產生NO；等質量的FeO、FeSO4、Fe3O4中＋2價鐵的物質的量最大的是FeO，失電子數最多，產生NO的物質的量最多。3．(2014·上海卷，17)用FeCl3溶液腐蝕印刷電路板上的銅，所得的溶液中加入鐵粉。對加入鐵粉充分反應后的溶液分析合理的是()A．若無固體剩余，則溶液中一定有Fe3＋B．若有固體存在，則溶液中一定有Fe2＋C．若溶液中有Cu2＋，則一定沒有固體析出D．若溶液中有Fe2＋，則一定有Cu析出【答案】B【解析】氧化性是Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋，還原性Fe>Cu，則若無固體剩余，說明鐵粉完全被溶液中的鐵離子氧化，但此時溶液中不一定含有Fe3＋，A不正確；若有固體存在，則固體中一定有銅，可能還有鐵，因此溶液中一定有Fe2＋，B正確；若溶液中有Cu2＋，則也可能有部分銅已經被置換出來，因此不一定沒有固體析出，C不正確；若溶液中有Fe2＋，但如果溶液中Fe3＋過量，則不一定有Cu析出，D不正確。4．[2015·天津卷·10(1)(2)]FeCl3具有凈水作用，但腐蝕設備，而聚合氯化鐵是一種新型的絮凝劑，處理污水比FeCl3高效，且腐蝕性小。請回答下列問題：(1)FeCl3凈水的原理是_____________________________________________；FeCl3溶液腐蝕鋼鐵設備，除H＋作用外，另一主要原因是(用離子方程式表示)____________________________________________________。(2)為節約成本，工業上用NaClO3氧化酸性FeCl2廢液得到FeCl3。①若酸性FeCl2廢液中c(Fe2＋)＝2．0×10－2mol·L－1，c(Fe3＋)＝1．0×10－3mol·L－1，c(Cl－)＝5．3×10－2mol·L－1，則該溶液的pH約為________。②完成NaClO3氧化FeCl2的離子方程式：eq\x()ClOeq\o\al(－,3)＋eq\x()Fe2＋＋eq\x()________=eq\x()Cl－＋eq\x()Fe3＋＋eq\x()________【答案】(1)Fe3＋水解生成的Fe(OH)3膠體粒子能吸附水中的懸浮雜質2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋(2)①2②166H＋163H2O5．(2015·海南卷，17)工業上，向500～600℃的鐵屑中通入氯氣生產無水氯化鐵；向熾熱鐵屑中通入氯化氫生產無水氯化亞鐵。現用如圖所示的裝置模擬上述過程進行實驗。ABCD(1)制取無水氯化鐵的實驗中，A中反應的化學方程式為____________________________________________，裝置B中加入的試劑是________。(2)制取無水氯化亞鐵的實驗中，裝置A用來制取________；尾氣的成分是________；若仍用裝置D進行尾氣處理，存在的問題是____________________________________、____________________________。(3)若操作不當，制得的FeCl2會含有少量FeCl3，檢驗FeCl3常用的試劑是________；欲制得純凈的FeCl2，在實驗操作中應先______________，再__________。【答案】(1)MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O濃硫酸(2)HClHCl和H2發生倒吸可燃性氣體H2不能被吸收(3)KSCN溶液點燃A處的酒精燈點燃C處的酒精燈6．[2014·福建卷，24(2)]用廢鐵皮制取鐵紅(Fe2O3)的部分流程圖如下：(1)步驟Ⅰ若溫度過高，將導致硝酸分解。硝酸分解的化學方程式為________________________________________________________________________。(2)步驟Ⅱ中發生反應：4Fe(NO3)2＋O2＋(2n＋4)H2O=2Fe2O3·nH2O＋8HNO3，反應產生的HNO3又將廢鐵皮中的鐵轉化為Fe(NO3)2，該反應的化學方程式為________________________________________________________________________。(3)上述生產流程中，能體現“綠色化學”思想的是______________________(任寫一項)。【答案】(1)4HNO3eq\o(=,\s\up7(△))4NO2↑＋O2↑＋2H2O(2)4Fe＋10HNO3=4Fe(NO3)2＋NH4NO3＋3H2O(3)氮氧化物排放少(或污染少)【解析】(1)硝酸分解生成NO2、H2O和O2。(2)根據圖示可知Fe和HNO3反應生成Fe(NO3)2和NH4NO3，結合電子守恒可寫出化學方程式。(3)因為HNO3的還原產物主要是NH4NO3,1molHNO3作氧化劑轉移8mol電子，故產生的氮氧化物較少，節約原料。7．(2013·天津卷，9)FeCl3在現代工業生產中應用廣泛。某化學研究性學習小組模擬工業流程制備無水FeCl3，再用副產品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。Ⅰ．經查閱資料得知：無水FeCl3在空氣中易潮解，加熱易升華。他們設計了制備無水FeCl3的實驗方案，裝置示意圖(加熱及夾持裝置略去)及操作步驟如下：①檢驗裝置的氣密性；②通入干燥的Cl2，趕盡裝置中的空氣；③用酒精燈在鐵屑下方加熱至反應完成；④……⑤體系冷卻后，停止通入Cl2，并用干燥的N2趕盡Cl2，將收集器密封。請回答下列問題：(1)裝置A中反應的化學方程式為____________________________________。(2)第③步加熱后，生成的煙狀FeCl3大部分進入收集器，少量沉積在反應管A右端。要使沉積的FeCl3進入收集器，第④步操作是_______________________________。(3)操作步驟中，為防止FeCl3潮解所采取的措施有________(填步驟序號)。(4)裝置B中冷水浴的作用為________________________________；裝置C的名稱為________；裝置D中FeCl2全部反應后，因失去吸收Cl2的作用而失效，寫出檢驗FeCl2是否失效的試劑：___________________________________________。(5)在虛線框中畫出尾氣吸收裝置E并注明試劑。Ⅱ．該組同學用裝置D中的副產品FeCl3溶液吸收H2S，得到單質硫；過濾后，再以石墨為電極，在一定條件下電解濾液。(6)FeCl3與H2S反應的離子方程式為_______________________________________。(7)電解池中H＋在陰極放電產生H2，陽極的電極反應式為______________________。(8)綜合分析實驗Ⅱ的兩個反應，可知該實驗有兩個顯著優點：①H2S的原子利用率為100%；②__________________。【答案】(1)2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(△))2FeCl3(2)在沉積的FeCl3固體下方加熱(3)②⑤(4)冷卻，使FeCl3沉積，便于收集產品干燥管K3[Fe(CN)6]溶液(5)(6)2Fe3＋＋H2S=2Fe2＋＋S↓＋2H＋(7)Fe2＋－e－=Fe3＋(8)FeCl3得到循環利用8．鐵是應用最廣泛的金屬，鐵的鹵化物、氧化物以及高價鐵的含氧酸鹽均為重要化合物。(1)要確定鐵的某氯化物FeClx的化學式，可用離子交換和滴定的方法。實驗中稱取0．54g的FeClx樣品，溶解后先進行陽離子交換預處理，再通過含有飽和OH－的陰離子交換柱，使Cl－和OH－發生交換。交換完成后，流出溶液的OH－用0．40mol·L－1的鹽酸滴定，滴至終點時消耗鹽酸25．0mL。計算該樣品中氯的物質的量，并求出FeClx中x值(列出計算過程(2)現有一含有FeCl2和FeCl3的混合物樣品；采用上述方法測得n(Fe)∶n(Cl)＝1∶2．1，則該樣品中FeCl3的物質的量分數為________；在實驗中，FeCl2可用鐵粉和__________反應制備，FeCl3可用鐵粉和________反應制備。(3)FeCl3與氫碘酸反應時可生成棕色物質，該反應的離子方程式為________________________________________________________________________。(4)高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種強氧化劑，可作為水處理劑和高容量電池材料。FeCl3與KClO在強堿性條件下反應可制取K2FeO4，其反應的離子方程式為________________；與MnO2-Zn電池類似，K2FeO4-Zn也可以組成堿性電池，K2FeO4在電池中作為正極材料，其電極反應式為__________________________________，該電池總反應的離子方程式為_________________________________________________________________。【答案】(1)n(Cl)＝0．0250L×0．40mol·L－1＝0．010m(Fe)＝0．54g－0．010mol×35．5g·mol－1＝0．185g；n(Fe)＝0．185g÷56n(Fe)∶n(Cl)＝0．0033∶0．010≈1∶3，x＝3(2)0．10鹽酸氯氣(3)2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2(或2Fe3＋＋3I－=2Fe2＋＋Ieq\o\al(－,3))(4)2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－=2FeOeq\o\al(2－,4)＋5H2O＋3Cl－(或2Fe3＋＋10OH－＋3ClO－=2FeOeq\o\al(2－,4)＋3Cl－＋5H2O)FeOeq\o\al(2－,4)＋3e－＋4H2O=Fe(OH)3＋5OH－3Zn＋2FeOeq\o\al(2－,4)＋8H2O=3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4OH－【解析】(2)設混合物樣品中含有amolFeCl2、bmolFeCl3，根據題意有(a＋b)∶(2a＋3b)＝1∶2．1，解得a＝9b，所以FeCl3的物質的量分數為b÷(a＋b)＝b÷10b