结晶、过滤、洗涤 、干燥，可得到
FeSO
4

•
7H
2
O
。

【详解】

+ ++
（
1
）溶液中的
Fe
2
易被空气中的
O2

氧化，反应的离子方程式为
4Fe
2
+
O
2
+
4H
=
4Fe
3
+
+
2H
2
O
，提高烧渣浸取速率，可增大固体的表面积，提高反应温度，或增大离子的浓
度的方 法，所以选项
AC
正确；

（
2
）由以上分析可知，随着< br>X
的加入，溶液酸性增强，应通入二氧化硫，被氧化生成硫
酸，反应后溶液中含有
SO
4
2
-
；

（
3
）由以上分析可知 滤渣Ⅱ为氢氧化铝，即
Al
(
OH
)
3
，溶液经蒸发浓缩、 冷却结晶、过
滤、洗涤、干燥，可得到
FeSO
4

•
7H
2
O
。


9．以高钛渣
(
主要成分为
Ti
3
O
5
，含少量
SiO
2
、
FeO
、
Fe
2
O
3
)
为原 料制备白色颜料
TiO
2
的一种
工艺流程如下：


已知：
Na
2
TiO
3
难溶于碱性溶液；
H
2< br>TiO
3
中的杂质
Fe
2
＋
比
Fe
3
＋
更易水洗除去。

(1)
熔盐
:

①
为加快反应速率，在维持反应物颗粒大小、反应温度一定的条件下，可采取的措施是
_____ _____
。

②NaOH
固体与
Ti
3
O
5
在空气中加热至
500
～
550 ℃
时生成
Na
2
TiO
3
，该反应的化学方程式为
_________
。

(2)
过滤
:

①“
滤液
”
中主要溶 质为
NaOH
，还含有少量
________(
填化学式
)
。

②
除杂后的滤液中获得的
NaOH
可循环利用，则
“< br>水浸
”
时，用水量不宜过大的主要原因是
_________
。

(3)
水解
:“
酸溶
”
后获得的
TiOSO< br>4
经加热煮沸，生成难溶于水的
H
2
TiO
3
，该反 应的化学方程式
为
______
。

(4)
脱色
: H
2
TiO
3
中因存在少量
Fe(OH)
3
而影响
TiO
2
产品的颜色，
“
脱色
”
步骤中
T i
2
(SO
4
)
3
的作
用是
______ ___
。

【答案】搅拌
12NaOH
＋
2Ti< br>3
O
5
＋
O
2
6Na
2
TiO3
＋
6H
2
O Na
2
SiO
3

用水量过大，
H
2
TiO
3
↓
导致滤液浓度过低，蒸发浓缩时能耗增加
(
或蒸发浓缩 时间过长
) TiOSO
4
＋
2H
2
O
＋＋
＋
H
2
SO
4

将溶液中的
Fe< br>3
还原为
Fe
2
，以便除去杂质铁，提高
H
2
TiO
3
的纯度


【解析】

【分析】

(1)①
搅拌可使反应物混合均匀；

②Ti< br>3
O
5
转化为
Na
2
TiO
3
，钛 元素化合价升高，根据氧化还原反应的规律书写并配平化学方
程式；

（
2< br>）
①
加入氢氧化钠后，二氧化硅会与氢氧化钠反应生成水溶性的硅酸钠；

②
考虑后续的蒸发结晶耗能问题分析作答；

(3)
根据水解原理结合产物书写化学方程式；

(4)
根据提示给 定信息，
“H
2
TiO
3
中的杂质
Fe
2
＋
比
Fe
3
＋
更易水洗除去
”
来分析作答。

【详解】

(1)①
为加快反应速率，在维持反应物颗粒大小、反应温度 一定的条件下，可适当搅拌，因
为搅拌可使反应物混合均匀
,
增加反应物的接触机会< br>,
从而达到加快反应速率的目的，

故答案为搅拌；

②Na OH
固体与
Ti
3
O
5
在空气中加热至
500～
550 ℃
时生成
Na
2
TiO
3
，发生氧 化还原反应，其
化学方程式为：
12NaOH
＋
2Ti
3
O
5
＋
O
2
故答案为
12NaOH
＋
2Ti
3
O
5
＋
O
2
6Na
2
TiO< br>3
＋
6H
2
O
，

6Na
2
TiO
3
＋
6H
2
O
；

(2) ①< br>熔盐时加入的氢氧化钠会与少量杂质
SiO
2
反应，其化学方程式为：
2NaOH
＋
SiO
2
=
Na
2
SiO
3
＋
H
2
O
，生成的硅酸钠易溶于水，则
“
滤液
”
中含有少量
Na
2
SiO
3
，

故答案为
Na
2
SiO
3
；

②“
水浸
”
时，用水量过大，导致滤液浓度过低，蒸发浓缩时能耗增加
(
或蒸发 浓缩时间过
长
)
，

故答案为用水量过大，导致滤液浓度过低，蒸发 浓缩时能耗增加
(
或蒸发浓缩时间过长
)
；

(3)“酸溶
”
后获得的
TiOSO
4
会发生水解，经加热煮沸生成难溶 于水的
H
2
TiO
3
，其化学方程式
为：
TiOS O
4
＋
2H
2
OH
2
TiO
3
↓
＋
H
2
SO
4
，

H
2
TiO
3
↓
＋
H
2
SO
4
；
< br>故答案为
TiOSO
4
＋
2H
2
O
（
4
）根据给定信息易知，
“
脱色
”
步骤中加入还原性的
T i
2
(SO
4
)
3
，是为了将溶液中的
Fe
3
＋
还
原为
Fe
2
＋
，以便除去杂质铁，提高< br>H
2
TiO
3
的纯度，且不引入新的杂质，

故答案 为将溶液中的
Fe
3
＋
还原为
Fe
2
＋
， 以便除去杂质铁，提高
H
2
TiO
3
的纯度。


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< br>2
参加反应，理论上可生成
ClO
2
的物质的量为
_____ ___mol
。

（
3
）
“
反应
2”< br>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
2
O
2
而不用其他物质的原因是
_________ ___________
。

Ⅱ．亚氯酸钠的应用

（
6< br>）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
C lO
2
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
Na
2
SO
4
2
H
2
O
2
+2ClO
2
+2NaOH=2NaClO
2
+O
2↑+2H
2
O
常压蒸发温度过高，亚氯酸钠容易分解
< br>多余的
H
2
O
2
可分解为氧气和水，不引入其它杂质
Fe
2+
被氧化为
Fe
3+
，
Fe
3+
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
ClO
2
－
+ClO
3
－
+2H
+
=2ClO
2
↑+H
2
O

【解析】

【分析】

NaClO
3
具有强氧化性 ，溶解后在反应器中与二氧化硫反应生成
ClO
2
和
Na
2
SO
4
，
ClO
2
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
SO
2
与吸收液的接触面积等；
NaClO
3
在反应器中与二氧化硫反应生成< br>ClO
2
和
Na
2
SO
4
，所
以母 液中溶质的主要成分是
Na
2
SO
4
；

(2)< br>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 SO
2
参加反应，理论上可生成
ClO
2
的物质的量为
2m ol
；

(3)
根据最终产物
NaClO
2
中氯元 素的化合价可知反应
2
中
ClO
2
被双氧水还原，反应的方程
式为
H
2
O
2
+2ClO
2
+2NaOH=2N aClO
2
+O
2
↑+2H
2
O
；

(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
H
2
O
2
可分解为氧气和水，不引入其它杂
质；

(6)Fe
2+
被氧化为
Fe
3+
，
Fe
3+
水解生成
Fe(O H)
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
ClO
2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
ClO
2
-
+ClO
3
-
+2H
+
=2ClO
2
↑+H
2
O< br>。

【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。

【化学】培优易错试卷铁及其化合物推断题辅导专题训练附答案

一、铁及其化合物
1．某强酸性溶液
X
中可能含有
Fe2
＋
、Fe
3
＋
、Al
3
＋
、Ba< br>2
＋
、NH
4
＋
、CO
3
2
－、NO
3
－
、SO
4
2
－
、SiO
3
2
－
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
_____。

①
NaOH
溶液

②
KSCN
溶液

③氯水和
KSCN
的混合溶液

④
pH
试纸

⑤
KMnO
4

溶液

【答案】
CO3
2
－
、SiO
3
2
－
b
共价键和离子键
3Fe
2+
+4H
+
+NO
3
－
= 3Fe
3+
+NO↑ +
2H
2
O AlO
2
－
＋2H
2
O ＋CO
2
===HCO
3
－
＋Al(OH)
3
↓
②


【解析】

【分析】
< br>某强酸性溶液
X
中一定含有氢离子，一定不含
CO
3
2
－
、SiO
3
2
－
，加过量的硝酸钡溶液，产生
白色沉淀
C
是硫酸钡，一定含有
SO
4
2
－
，一定不含Ba
2+
，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
Fe
2+
，
一定 不含
NO
3
－
，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
NH
4
＋
，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
Al
3+
，L
是
NaHCO
3< br>，
溶液
B
中生成的有铁离子，所以沉淀
G
是
Fe(O H)
3
，
溶于盐酸得到
J
为氯化铁溶液，但原溶液中不一定含有Fe
3
＋
。

【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
CO
3
2
－
、SiO
3
2
－
，
故答案为
CO
3< br>2
－
、SiO
3
2
－
；

(2).
根据上述分析可知
，
原溶液中一定会有
H
+
、Fe
2
＋
，则一定不含
NO
3
－
，故答案为
b；

(3).
气体
F
为
NH
3
，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
；共价键和离子键；

铵中含有共价键和离子键，故答案为
(4).
由上述分析可知
，
转化
①
为
H
+
、NO
3
－
和
Fe
2
＋
发生氧化还原反应生成
Fe
3
＋
、NO
和水，
离子方程式为
3Fe
2+
+4H
+
+NO
3
－
= 3Fe
3+
+NO↑ + 2H
2
O，
转化
⑦
为过量
CO
2
与
AlO
2
－
、H
2
O
反
应生成
Al(OH)
3
沉淀和
HCO
3
－
，离子方程式为
AlO
2－
+2H
2
O+CO
2
=HCO
3
－
＋Al(OH)
3
↓，
故答案
为
3Fe
2+
+4H
+
+NO
3
－
= 3Fe
3+
+NO↑ + 2H
2
O；AlO
2
－
+2H
2
O+CO2
=HCO
3
－
＋Al(OH)
3
↓；

(5).
由上述分析可知
，
不能确定
X
溶液中是否含有Fe
3
＋
，检验
Fe
3
＋
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
Fe
2
＋
和
NO
3
－
，反应生成的溶液
B
中一定有
Fe
3
＋
，所以无法判断
X
溶液中是否含有
Fe
3
＋
，为易错点。< br>

2．现有金属单质
A
、
B
、
C
和气体甲、乙、丙以及物质
D
、
E
、
F
、
G
、
H
，它们之间的相互
（
图中有些反应的生成物和反应的条件没有标出）
转化关系如图所示。


请根据以上信息完成下列各题：
< br>(1)
写出下列物质的化学式：
B_______
、丙
_______ ___
。

(2)
写出黄绿色气体乙的一种用途
_________ __
，反应过程⑦可能观察到的实验现象是
______
。对应的化学方程式是
_______
。

(3)
反应③中的离子方程式是
_________
。

【答案】
Al HCl
杀菌消毒、强氧化剂、漂白

白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐
色
4Fe(OH)
2
+O
2
+2H
2
O=4Fe(OH)
3
2Al+2OH
-
+2H
2
O=2AlO
2
-
+3H
2
↑

【解析】

【分析】

金属
A
颜色反应 为黄色证明
A
为金属
Na
，
Na
与水反应生成气体甲为H
2
，
D
为
NaOH
；金
属
B
和氢氧化钠溶液反应产生
H
2
，说明
B
为金属
Al
，黄绿色气体乙为
Cl
2
，气体甲是
H
2
，
H< br>2
和
Cl
2
反应生成丙为
HCl
，
HCl< br>溶于水得到的物质
E
为盐酸溶液，盐酸与金属
C
反应产生
F< br>溶液是金属氯化物，该氯化物与
Cl
2
还可以反应产生
G
，< br>G
与
NaOH
溶液反应生成红褐色
沉淀
H
为
Fe(OH)
3
，则
G
为
FeCl
3
，推断物质< br>F
为
FeCl
2
；判断
C
为
Fe
， 以此解答该题。

【详解】

根据上述分析可知
A< br>是
Na
，
B
是
Al
，
C
为
Fe
，气体甲是
H
2
，气体乙是
Cl
2
，气体丙是
HCl
；
D
是
NaOH
，
E
是盐酸，F
是
FeCl
2
，
G
是
FeCl
3< br>，
H
是
Fe(OH)
3
。

(1)
根据上述分析可知，物质
B
是
Al
，丙是
HCl
；

(2)
黄绿色气体乙是
Cl
2
，该物质可以与水反应产生
H Cl
和
HClO
，
HClO
具有强氧化性，可作
氧化剂，氧 化一些具有还原性的物质，也用于杀菌消毒或用于物质的漂白；

(3)FeCl
2< br>与
NaOH
溶液发生反应：
FeCl
2
+2NaOH=Fe( OH)
2
↓+2NaCl
，
Fe(OH)
2
具有还原性，容 易
被溶解在溶液中的氧气氧化，发生反应：
4Fe(OH)
2
+O
2
+2H
2
O=4Fe(OH)
3
，固体由白色迅速变
为灰绿 色，最后变为红褐色，因此可观察到的实验现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最终
变成红褐色；

(4)
反应③是
Al
与
NaOH
溶液发生反应产生
NaAlO
2
和
H
2
，反应的离子方程式为：
2Al+2O H
-
+2H
2
O=2AlO
2
-
+3H
2
↑
。

【点睛】

本题是无机物推断，物质的颜色及转化 关系中特殊反应是物质推断的突破口，再结合转化
关系推断，需要学生熟练掌握元素化合物知识，试题培 养了学生的分析能力及逻辑推理能
力。


3．常见含硫物质
A~D
，在生活、生产中有着广泛应用，它们之间的转化关系如下图所示。
其中反应①、②中所需物质
B
溶液的浓度不同。


请按要求回答下列问题：

（
1
）
A
的化学式为
_______
。

（
2
）反应①、②中
Cu
、
Fe
所起的作用相同， 即都作
_______
（填
“
氧化剂
”
或
“
还原剂
”
），
你判断的依据是它们都是金属，在反应中都
_______< br>。

（
3
）反应②的离子方程式为
_______
。

（
4
）大气中因废气
A
引起酸雨的反应流程之一可用下图示意：


上图中由
D→B
的转化所需氧化剂为
_______
。
< br>当将含
D
的雨水敞口放置一段时间后（忽略溶液体积、温度的变化），其
c（
H
+
）将
_______
。（填
“
增大”“
减小
”
或
“
不变
”
）。废气
A< br>是一种重要的化工原料，常采用氨吸收法
进行循环利用、变废为宝。某工厂若将
4
.
48×10
6
L
（标准状况下）废气
A
进行环保处理，

完全转化为
NH
4
HSO
3
时，需消耗< br>10molL
氨水溶液（溶质全部以
NH
3
•H
2
O
计）的体积为
_______L
。

【答案】
SO
2

还原剂

失去电子，化合价升高
Fe+2H
+
=Fe
2+
+H
2
↑ O
2

增大
20000

【解析】

【分析】

由
B(
含氧酸
)< br>在常温下与足量的铁反应生成
C(
硫酸盐
)
，故
B
是
H
2
SO
4
，反应方程式为
Fe+2H
2
SO
4
=FeSO
4
+H
2
↑
，C是
Fe SO
4
；
Cu+2H
2
SO
4
(
浓
)
SO
2
+H
2
O
【详解】

（1
）由解析可知，
A
的化学式为
SO
2
；
< br>（2）反应①、②中，反应前后
Cu
、
Fe
元素的化合价都升高，故反 应①、②中
Cu
、
Fe
所起
的作用相同，即都作还原剂；

（
3
）铁与稀硫酸常温下反应，离子方程式为
Fe+2H
+
=Fe
2+
+H
2
↑
；

（
4
）
H
2
SO
3
→
H
2
SO
4
过程中，S元素化合价升高，即
H
2
SO
3
被空气中的
O
2
氧化为
H
2
SO
4
；
2
H2
SO
3
+
O
2
= H
2
SO4
，
H
2
SO
3
是弱酸，
H
2
SO
4
是强酸，故当将含
H
2
SO
3
的雨水敞口 放置一段时
间后（忽略溶液体积、温度的变化），其
c
(
H
+
)将增大；
SO
2
+
NH
3
•H
2
O< br>=
NH
4
HSO
3
，
n(SO
2
)
=

H
2
SO
3
，
D
是
H
2
SO
3
。

CuSO
4
+SO
2
↑+2H
2
O
，故A是
SO
2
，
4. 4810
6
L
=2.0×10
5
mol
，故
n( NH
3
•H
2
O)= 2.0×10
5
mol
，需 消耗
10molL
氨水溶液（溶质全
22.4Lmol
2.010
5
mol
=20000L
。

部以
NH
3
•H
2
O
计）的体积为
10molL
【点睛】

本题是结合图考查
S
元素的化合物知识，有关化学方程式书写等，难度不大。


4．已知
A
、
B
、
C
、
D是中学化学的常见物质，且
A
、
B
、
C
均含有同一种元 素。在一定条件
下它们之间的相互转化关系如图所示
(
部分反应中的
H
2
O
已略去
)
。请回答下列问题：


（
1
）若
A
可用于自来水消毒，
D
是生产、生活中用量最大、用途最 广的金属单质，加热蒸
干
B
的溶液不能得到
B
。则
B
的化学式为
__
。

（
2
）若
D
是氯碱 工业的主要产品之一，
B
有两性，则反应②的离子方程式是
__
。

（
3
）若
A
、
C
、
D
都是常见气 体，
C
是导致酸雨的主要气体，则反应③的化学方程式为
___
。

（
4
）若
A
的焰色反应呈黄色，
D
为二氧化碳，则 反应②的离子方程式是
___
。

【答案】
FeCl
3
Al
(
OH
)
3
+OH
-
=AlO
2
-
+2H
2
O 2H
2
S+SO
2
═3S+2H
2
O CO
3
2-
+CO
2
+H
2
O═2HCO
3
-


【解析】

【分析】

(1)D
是生产、生活中用量最大、用途最广的金属单质，则
D
是铁，
A
可用于自来 水消毒，
A
为
Cl
2
；

(2)
若
D
是氯碱工业的主要产品之一，
B
有两性，
D< br>为
NaOH
、
B
为
Al(OH)
3
；

(3)C
是形成酸雨的主要气体，则
A
为
H
2
S
、
D
为
O
2
、
B
为
S
、
C
为
SO
2
；

(4)
若
A< br>的焰色反应呈黄色，说明
A
中含有
Na
元素，且
A
、
B
、
C
均含有同一种元素据此
分析。

【详解】

(1)D
是生产、生活中用量最大、用途最广的金属单质，则D
是铁，
A
可用于自来水消毒，
由转化关系可知，
A
为
Cl
2
、
B
为
FeCl
3
、
C< br>为
FeCl
2
；

(2)
若
D
是氯 碱工业的主要产品之一，
B
有两性，由转化关系可知，
A
为铝盐、
D
为
NaOH
、
B
为
Al(OH)
3
、C
为
NaAlO
2
，反应②为氢氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠 和水，反
应的离子方程式是：
Al(OH)
3
+OH
−
=A lO
2
−
+2H
2
O
；

(3)
若
A
、
C
、
D
都是常见气体，
C
是形成酸 雨的主要气体，则
A
为
H
2
S
、
D
为O
2
、
B
为
S
、
C
为
SO< br>2
，反应③为硫化氢与二氧化硫反应生成硫和水，反应的化学方程式为：
2H
2
S+SO
2
═3S+2H
2
O
；

(4)
若
A
的焰色反应呈黄色，
D
为二氧化碳，由转化关系可知，
A
为
NaOH
、
B
为
Na
2
CO
3
、
C
为
NaHCO
3
，反应②为碳酸钠溶液与二氧化碳反 应生成碳酸氢钠，反应的的离子方程式是：
CO
3
2−
+CO
2+H
2
O═2HCO
3
−
。


5． 某工厂的废金属屑中主要成分为
Cu
、
Fe
和
A
l，此外还 含有少量
Al
2
O
3
和
Fe
2
O
3
，为探索
工业废料的再利用，某化学兴趣小组设计了如下实验流程，用该工厂的合金废料制取 氯化
7H
2
O
）和胆矾晶体（
CuSO
4
·5H< br>2
O
）。

铝、绿矾晶体（
FeSO
4
·

请回答：

（
1
）步骤Ⅰ中，发生的氧化还原反应的离子方程式为
___
，涉及到的分 离操作是
___
。

（
2
）试剂
X
是___
；溶液
D
是
___
。

（
3< br>）溶液
E
在空气中易被氧化，请设计一个简单的实验方案检验溶液
E
是 否被氧化
___
。

（
4
）在步骤Ⅱ时，若用大理石与浓盐 酸制取
CO
2
并直接通入溶液
A
中，一段时间后，观察
到烧 杯中产生的白色沉淀会逐渐减少。为避免固体
C
减少，可采取的改进措施是
___。

（
5
）工业上常用溶液
E
制取净水剂
Na
2
FeO
4
，流程如图：

写出 由
Fe(OH)
3
制取
Na
2
FeO
4
的 离子方程式
___
。（已知
NaClO
还原为
NaCl
）< br>
【答案】
2Al+2OH
-
+2H
2
O=2AlO
2
-
+3H
2
↑
过滤

稀硫酸（或稀
H
2
SO
4
；或硫酸）
NaHCO
3
溶
液（或碳酸氢钠溶液）

取少量
E< br>溶液于试管中，滴入几滴硫氰化钾溶液，若溶液变为血
红色，则说明
E
溶液已被 氧化，反之，则未被氧化

在通入
CO
2
之前增加一个盛有饱 和
NaHCO
3
溶液的洗气瓶，除去
HCl
气体
2 Fe(OH)
3
+3ClO
-
+4OH
-
=2FeO
4
2-
+3Cl
-
+5H
2
O

【解析】

【分析】

Cu
、
Fe
和Al
，少量
Al
2
O
3
和
Fe
2O
3
，氢氧化钠与
Al
、
Al
2
O
3
反应，而
Cu
、
Fe
和
Fe
2
O
3
不反
应，过滤得到滤渣为
Cu
、
Fe
和
Fe2
O
3
，滤液为偏铝酸钠溶液和氢氧化钠溶液，向滤液中通
入过量二氧化 碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠溶液，过滤，向沉淀中加入盐酸生成氯
化铝溶液，最终得到氯化铝固 体；向滤渣为
Cu
、
Fe
和
Fe
2
O
3< br>中加入稀硫酸，生成硫酸亚
铁，最终得到绿矾，过滤得到
Cu
，
Cu< br>与氧气、硫酸反应得到硫酸铜。

【详解】

⑴步骤
Ⅰ
中，发生的氧化还原反应的是铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，其离子方
－－
程式为< br>2Al+2OH+2H
2
O=2AlO
2
+3H
2
↑
，
Fe
、
Cu
、
Fe
2
O
3不和氢氧化钠溶液反应，因此涉及
－－
到的分离操作是过滤；故答案为：
2Al+ 2OH+2H
2
O=2AlO
2
+3H
2
↑
；过滤 。

⑵将
Fe
、
Cu
中
Fe
溶于溶液中生 成硫酸亚铁，因此试剂
X
是硫酸；溶液
A
为偏铝酸钠溶
液，向溶液中 通入过量二氧化碳，反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠溶液，因此
D
是碳酸
氢钠；故答 案为：稀硫酸
(
或稀
H
2
SO
4
；或硫酸
)
；
NaHCO
3
溶液
(
或碳酸氢钠溶液
)
。

⑶溶液
E
在空气中易被氧化，亚铁离子被氧化生成铁离子，铁离子常用
KSCN
溶液来检
验，因此简单的实验方案检验溶液
E
是否被氧化的 实验为取少量
E
溶液于试管中，滴入几
滴硫氰化钾溶液，若溶液变为血红色，则说明< br>E
溶液已被氧化，反之，则未被氧化；故答
案为：取少量
E
溶液于试管 中，滴入几滴硫氰化钾溶液，若溶液变为血红色，则说明
E
溶
液已被氧化，反之，则未 被氧化。

⑷在步骤
Ⅱ
时，若用大理石与浓盐酸制取
CO
2
并直接通入溶液
A
中，一段时间后，观察到
烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少 ，减少的主要原因是浓盐酸易挥发，挥发出的
HCl
与沉
淀反应，为避免固体
C
减少，先用饱和碳酸氢钠溶液除掉挥发的
HCl
，再通入
CO
2< br>；故答案
为：在通入
CO
2
之前增加一个盛有饱和
NaHCO
3
溶液的洗气瓶，除去
HCl
气体；故答案为：
在通入
CO
2
之前增加一个盛有饱和
NaHCO
3
溶液的洗气瓶，除去
HCl
气体。

⑸
Fe(OH)
3
与
NaClO< br>反应生成
NaCl
和
Na
2
FeO
4
，其制 取
Na
2
FeO
4
的离子方程式
2Fe(OH)
3
+3ClO
－
+4OH
－

= 2FeO
4
2−
+3Cl
－
+5H
2
O
；故答案为：
2Fe (OH)
3
+3ClO
－
+4OH
－

=
2FeO
4
2−
+3Cl
－
+5H
2
O
。


6．某
Al
2
O
3
样品中含有一定 量的
Cu
、
Fe
、
Fe
2
O
3
杂 质。现通过下列生产过程，从该样品中
提纯
Al
2
O
3
，并 回收铁红。流程如下：

(1)
操作①是
____ _____
，在实验室进行该操作需要的玻璃仪器有
_________
。

(2)
白色固体②是
_________
，样品和试剂①反应的化学方程式是
_________
。

(3)
固体①加入适量稀盐酸，可能发生的 反应有：
_______(
用化学方程式表达
)
。

(4)
溶液③中铁元素的存在形式是
_________
，如何用实验证明：
___ _
。

(5)
溶液③中通入某气体，该气体可以是
________ _(
任写一种的化学式
)
，红褐色固体制得铁
红的化学方程式是
__ _______
。

【答案】过滤

烧杯、漏斗、玻璃棒
Al(OH)
3
Al
2
O
3
+2NaOH=2NaAlO
2
+H
2
O < br>Fe
2
O
3
+6HCl=2FeCl
3
+3H
2
O
、
2FeCl
3
+Fe=3FeCl
2
、< br>Fe+2HCl=FeCl
2
+H
2
↑ Fe
2+

取少量溶液于试管
中，滴入
KSCN
溶液 无变化，滴加氯水后变血红色
O
2
或者
Cl
2
2Fe(OH)
3
【解析】

【分析】

Al
2< br>O
3
样品中含有一定量的
Cu
、
Fe
、
Fe
2
O
3
杂质，根据题中流程图可知，样品与试剂①反应
得溶液①再通 入
CO
2
得白色沉淀②，该白色固体加热分解产生
Al
2
O
3
，可推知试剂①为
NaOH
，得到的固体①为
Cu
、Fe
、
Fe
2
O
3
，溶液①为
NaAlO2
、
NaOH
混合溶液，通入过量
CO
2
后得溶液②为
NaHCO
3
溶液，白色固体②为
Al(OH)
3
，
Al(OH)
3
受热分解得
Al
2
O
3
，固体①
中加入盐酸得到固体粉末中铁有剩余，由于
Fe
会发生反应
2Fe
3 +
+Fe=3Fe
2+
，则溶液③中主
要含有
Fe
2+，经过操作①得红褐色固体应为
Fe(OH)
3
，所以通入的气体应为氧化剂，可 以是
O
2
或
Cl
2
，氢氧化铁受热分解得
Fe2
O
3
。

【详解】

(1)
操作① 是分离难溶性固体与可溶性液体混合物的方法，名称为过滤；在实验室进行过滤
操作需要的玻璃仪器有烧 杯、漏斗、玻璃棒；

(2)
白色固体②受热分解产生
Al
2
O
3
，则②是
Al(OH)
3
，样品中含有
Al
2
O
3
和试剂
NaOH
溶液反
应产生
NaAlO< br>2
和
H
2
O
，反应的化学方程式是
Al
2< br>O
3
+2NaOH=2NaAlO
2
+H
2
O
；

(3)
固体①中含有
Al
2
O
3
、
Cu
、
Fe
、
Fe
2
O
3
，加入 适量稀盐酸，由于反应后的固体粉末中含有
Fe
单质，则可能发生的反应有
Fe
2
O
3
+6HCl=2FeCl
3
+3H
2
O< br>、
2FeCl
3
+Fe=3FeCl
2
、
Fe+2H Cl=FeCl
2
+H
2
↑
；

(4)
由 于固体①中样品与适量盐酸反应后的固体粉末中含有
Fe
，结合
Fe
2
O
3
+6HCl=2FeCl
3
+3H
2
O
、< br>2Fe
3+
+Fe=3Fe
2+
可知溶液③中铁元素的存在形式是Fe
2+
，证明方法
是：取少量该溶液于试管中，滴入
KSCN
溶液无变化，滴加氯水后溶液变血红色；

Fe
2
O
3
+3H
2
O

(5)
溶液③中含有
Fe
2+
，向溶液③通入某气体后再加 入足量
NaOH
溶液，产生红褐色的
Fe(OH)
3
沉淀，该气体具 有强的氧化性，气体可以是
O
2
或者
Cl
2
，红褐色固体< br>Fe(OH)
3
不稳
定，受热分解产生铁红
Fe
2
O
3
，该反应的化学方程式是
2Fe(OH)
3
【点睛】
< br>本题以从
Al
2
O
3
样品中提取氧化铝的工艺流程为线索，考 查了氧化还原反应、化学试剂的
使用、混合物的分离，正确理解制备流程及反应原理为解答关键，注意掌 握铝及其化合物
性质和转化关系，试题侧重考查学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力。
Fe
2
O
3
+3H
2
O
。


7．七水硫酸锌别名皓矾，常用作媒染剂、收敛剂、木材防腐剂。工业上由氧化锌矿
(
主要
7H
2
O
的流程如下：

成分为
Z nO
，另含
ZnSiO
3
、
FeCO
3
、
CuO
等
)
生产
ZnSO
4
·

在该流程中，相关离子生成氢氧化物的
pH
如表：


Zn
2+

Fe
3+

Fe
2+

Cu
2+

开始沉淀时
pH

5.4

1.1

5.8

5.6

完全沉淀时
pH

6.4

3.2

8.8

6.4


请回答下列问题：

(1)
粉碎氧化锌矿石的目的是
______________
；滤渣
X的成分是
________________
。

(2)
步骤Ⅱ 中加入
H
2
O
2
目的是：
_______________
，发生反应的离子方程式为：
______________
。

( 3)“
除铁
”
步骤中加入试剂
M
调节溶液的
pH
， 试剂
M
可以是
________(
填化学式，一种即
可
)< br>，控制溶液的
pH
范围为：
_________
。同时还需要将溶液加 热，其目的是：
__________
。

(4)
滤渣
Z< br>的成分是
____________
。

(5)
取
28.70 g ZnSO
4
·7H
2
O (
相对分子质量：
287)
加热至不同温度，剩余固体的质量变化如图所
示：

①步骤Ⅳ中的烘干操作需在减压条件下进行，其原因是
_ ___________
。

②
680
℃时所得固体的化学式为
________________
。



3
O(SO
4
)
2

4

4
·H
2
O

【答案】增大比表面积，加快反应速率、提高浸取率
H
2
SiO
3

将
Fe
2+
氧化成
Fe
3+
，便于后
续步骤中将铁元素除去
2Fe
2 +
+H
2
O
2
+2H
+
=2Fe
3++2H
2
O ZnO
或
ZnCO
3
或
Zn(OH)
2
3.2≤pH
＜
5.4
防止生成氢氧化铁胶体，便于分离
Cu
、
Zn
降低烘干温度，防止
ZnSO
4
·7H
2
O
失去结
晶水
b

【解析】

【分析】

(1)
氧化锌矿石粉碎可增大比表面 积，加快反应速率、提高浸取率；在加
H
2
SO
4
酸溶过程
中，
ZnSiO
3
与
H
2
SO
4
会生成< br>H
2
SiO
3
；

(2)
在步骤
Ⅱ
中加入
H
2
O
2
，会与溶液中的
Fe
2+
发生氧化还原反应；

(3)
要中和多余
H
2
SO
4
并且不引入新杂质，可以加入
ZnO
或
ZnCO
3
或
Zn(OH)
2
等化合物；根
据表格所知，
Fe
3+< br>全部除尽，
pH≥3.2
，
Zn
2+
开始沉淀，
pH
为
5.4
；加热可以防止生成氢氧化
铁胶体，便于分离；

(4)
为了将
Cu
2+
全部置换出来，加入的锌粉过量，滤渣
Z中包含
Cu
和
Zn
；

(5)
①由于
ZnSO
4
·7H
2
O
易失去结晶水，烘干时要适当降低温度；
②根据图像分析。

【详解】

(1)
氧化锌矿石粉 碎可增大比表面积，加快反应速率、提高浸取率；在加
H
2
SO
4
酸 溶过程
中，
ZnSiO
3
与
H
2
SO
4< br>会生成
H
2
SiO
3
，故滤渣
X
的成分为< br>H
2
SiO
3
，故答案为：增大比表面积，
加快反应速率、提 高浸取率；
H
2
SiO
3
；

(2)
在 步骤
Ⅱ
中加入
H
2
O
2
，会与溶液中的
F e
2+
发生氧化还原反应，对应的离子方程式为：
2Fe
2
＋
+H
2
O
2
+2H
＋
2Fe
3
＋
+2H
2
O
，故答案为：将
Fe
2+
氧化成
Fe
3+
，便于后续步骤中将铁元
2Fe
3
＋
+2H
2
O
；

素除去；
2Fe
2
＋
+H
2
O
2
+2H
＋
(3)
要中和多余
H
2< br>SO
4
并且不引入新杂质，可以加入
ZnO
或
ZnCO
3
或
Zn(OH)
2
等化合物；根
据表格所知，
Fe3+
全部除尽，
pH≥3.2
，
Zn
2+
开始沉淀，< br>pH
为
5.4
，故
pH
的范围为：
3.2≤pH＜
5.4
；加热可以防止生成氢氧化铁胶体，便于分离，故答案为：
ZnO
或
ZnCO
3
或
Zn(OH)
2
；
3.2≤pH
＜
5.4
；加热可以防止生成氢氧化铁胶体，便于分离；
(4)
为了将
Cu
2+
全部置换出来，加入的锌粉过量，滤渣
Z
中包含
Cu
和
Zn
，故答案为：
Cu
、