- 铁的氧化物和氢氧化物
- 共28题
17． 草酸（H2C2O4）是一种二元弱酸，广泛分布于动植物体中。
（1）人体内草酸累积过多是导致结石（主要成分是草酸钙）形成的原因之一。有研究发现，EDTA（一种能结合金属离子的试剂）在一定条件下可以有效溶解结石，用化学平衡原理解释其原因：____________。
（2）已知：0．1 mol·L－1KHC2O4溶液呈酸性。下列说法正确的是_________（填字母序号）。
a.0.1 mol·L－1KHC2O4溶液中：c（K+） + c（H+） = c（HC2O4-） + 2c（C2O42-） + c（OH-）
b.0.1 mol·L－1 KHC2O4溶液中：c（K+） > c（HC2O4-） > c（C2O42-） > c（H2C2O4）
c浓度均为0．1 mol·L－1 KHC2O4和K2C2O4的混合溶液中：
2c（K+） = c（HC2O4-） + c（C2O42-）
d.0.1 mol/L KHC2O4溶液中滴加等浓度NaOH溶液至中性：c（K+） > c（Na+）
（3）利用草酸制备草酸亚铁晶体（FeC2O4·xH2O）的流程及组分测定方法如下：
已知：i． pH>4时，Fe2+易被氧气氧化
ii． 几种物质的溶解度（g /100g H2O）如下
①用稀硫酸调溶液pH至1～2的目的是：___________，__________。
②趁热过滤的原因是：__________。
③氧化还原滴定法常用于测定草酸亚铁晶体的摩尔质量（M）。称取a g草酸亚铁晶体溶于稀硫酸中，用b mol·L－1的高锰酸钾标准液滴定，到达滴定终点时，消耗高锰酸钾VmL，则M =__________。（已知：部分反应产物为Mn2+、Fe3+、CO2）
正确答案
（1）由于CaC2O4（s）存在沉淀溶解平衡，所以EDTA在一定条件下可以有效溶解结石，一定是降低了Ca2+浓度减小，导致移动，结石溶解。
（2）abd
（3）① 抑制Fe2+ 和NH4+ 的水解 ，防止Fe2+被氧化
② 由溶解度表数据可知，趁热过滤的原因是防止低温时FeSO4·7H2O和（NH4）2SO4析出，影响FeSO4·（NH4）2SO4·6H2O的纯度。[不写（NH4）2SO4不扣分]
③ 600a/bV g·mol-1
解析
（1）CaC2O4（s）存在沉淀溶解平衡CaC2O4（s） 
（2）任何溶液都有遵循电中性原则，即溶液中所有阳离子所带的正电荷总数一定等于阴离子所带的负电荷总数，所以KHC2O4溶液中存在电荷守恒关系，正确a。由于水解，c（K+） > c（HC2O4-） ，同时由于草酸氢钾溶液呈酸性，说明HC2O4-电离程度大于水解程度，则c（C2O42-）＞c（H2C2O4）b正确；浓度均为0．1 mol·L－1 KHC2O4和K2C2O4的混合溶液中：C元素存在三种离子：C2O42-、HC2O4-、H2C2O4，所以c错误; 若将0．1 mol/L KHC2O4溶液中滴加等浓度，等体积的NaOH溶液完全反应，恰好得到K2C2O4和Na2C2O4混合溶液，而K2C2O4和Na2C2O4混合溶液呈碱性，若要得到中性溶液，则加入的NaOH溶液体积要小于KHC2O4溶液则：c（K+） > c（Na+）；d正确；所以选abd；
（3）①由于Fe2+ 和NH4+ 的水解会影响最终的产品纯度，所以要调节pH抑制Fe2+ 和NH4+ 的水解，同时Fe2+在碱性条件下容易被氧化为Fe3+，同样可以影响产品的纯度防止Fe2+被氧化，
②由溶解度表数据可知，温度过低，（NH4）2SO4、FeSO4·7H2O的溶解度降低，所以会有晶体析出，影响FeSO4·（NH4）2SO4·6H2O的纯度，所以趁热过滤的原因是防止低温时FeSO4·7H2O和（NH4）2SO4析出，进而影响产品纯度；
③由题给信息：“部分反应产物为Mn2+、Fe3+、CO2”可知FeC2O4被高锰酸钾氧化为Fe3+和CO2，表明FeC2O4具有还原性，将KMnO4还有为Mn2+，分析有关元素化合价的变化可知，反应过程中1 mol FeC2O4·2H2O可失去3 mol电子，而l mol KMnO4可得到5 mol电子：根据得失电子数相等的原则，反应中FeC2O4·2H2O与KMnO4的物质的量之比为5：3。因此，若反应中消耗1 mol FeC2O4·2H2O，则参加反应的KMnO4为3/5 mol。 则可以计算出草酸亚铁晶体的摩尔质量（M）=600a/bV g·mol-1
考查方向
以草酸及其化合物为载体，考查难溶电解质的溶解平衡、离子浓度大小关系及守恒关系；以流程图考查草酸亚铁晶体制备过程中的实验原理和操作要求及氧化还原滴定原理和计算。
解题思路
（1）由于CaC2O4（s）存在沉淀溶解平衡，所以EDTA在一定条件下可以有效溶解结石，一
定是降低了Ca2+浓度减小，导致移动，结石溶解。
（2）任何溶液都有遵循电中性原则，即溶液中所有阳离子所带的正电荷总数一定等于阴离子所带的负电荷总数，所以KHC2O4溶液中存在电荷守恒关系，正确a。由于水解，c（K+） > c（HC2O4-） ，同时由于草酸氢钾溶液呈酸性，说明HC2O4-电离程度大于水解程度，则c（C2O42-）＞c（H2C2O4）b正确；浓度均为0．1 mol·L－1 KHC2O4和K2C2O4的混合溶液中：C元素存在三种离子：C2O42-、HC2O4-、H2C2O4，所以c错误; 若将0．1 mol/L KHC2O4溶液中滴加等浓度，等体积的NaOH溶液完全反应，恰好得到K2C2O4和Na2C2O4混合溶液，而K2C2O4和Na2C2O4混合溶液呈碱性，若要得到中性溶液，则加入的NaOH溶液体积要小于KHC2O4溶液则：c（K+） > c（Na+）；d正确；
（3）①由于Fe2+ 和NH4+ 的水解会影响最终的产品纯度，所以要调节pH抑制Fe2+ 和NH4+ 的水解，同时Fe2+在碱性条件下容易被氧化为Fe3+，同样可以影响产品的纯度防止Fe2+被氧化；
②由溶解度表数据可知，温度过低，（NH4）2SO4、FeSO4·7H2O的溶解度降低，所以会有晶体析出，影响FeSO4·（NH4）2SO4·6H2O的纯度；
③由题给信息：“部分反应产物为Mn2+、Fe3+、CO2”可知FeC2O4被高锰酸钾氧化为Fe3+和CO2，表明FeC2O4具有还原性，将KMnO4还有为Mn2+。分析有关元素化合价的变化可知，反应过程中1 mol FeC2O4·2H2O可失去3 mol电子，而l mol KMnO4可得到5 mol电子：根据得失电子数相等的原则，反应中FeC2O4·2H2O与KMnO4的物质的量之比为5：3。因此，若反应中消耗1 mol FeC2O4·2H2O，则参加反应的KMnO4为3/5 mol。则可以计算出草酸亚铁晶体的摩尔质量（M）=600a/bV g·mol-1
易错点
影响对沉淀溶解平衡的原理理解不准确，不能正确应用化学平衡原理解释原因；离子浓度大小关系及守恒关系不熟练，不能灵活应用；对题中信息不能有效提取和整合；
知识点
7．检验用硫酸亚铁制得的硫酸铁中是否含有硫酸亚铁，可选用的试剂是（ ）
正确答案
解析
加入氢氧化钠，因含有铁离子，可生成红褐色沉淀，不能检验是否含有亚铁离子，故A错误；
亚铁离子具有还原性，可与高锰酸钾等发生氧化还原反应，高锰酸钾溶液褪色，可鉴别，故B正确；
亚铁离子加入KSCN无明显现象，不能鉴别，KSCN只能鉴别铁离子，故C错误；
亚铁离子与苯酚不反应，不能鉴别，只能鉴别铁离子，故D错误．
故选B．
考查方向
解题思路
亚铁离子具有还原性，可与氯水、高锰酸钾等氧化剂反应，以此解答该题．
易错点
本题考查物质的检验，为高频考点，题目难度不大，本题注意亚铁离子与铁离子性质的区别，检验时必须有明显不同的现象．
知识点
19.硫酸亚铁是一种重要的化工产品，在工业上有重要的用途。学生探究烧渣（主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等）制备绿矾（FeSO4·7H2O式量为278），并进一步计算产品的纯度。工艺流程如下所示：
（1）烧渣在进行酸溶时用到的酸为
（2）灼烧过程时产生的气体通入下列溶液中，溶液不会褪色的是
A.品红溶液
B.紫色石蕊溶液
C.酸性KMnO4溶液
D.红色的酚酞试液
（3）X是 ，此时滤液N中发生反应的离子方程式为 。检验溶液Q中含有的金属阳离子的实验方法是 。
（4）操作III的操作步骤为蒸发浓缩、 、过滤（填操作名称）、 、干燥。
（5）测定绿矾产品中Fe2+含量的实验步骤：
a．称取6.0g产品，溶解，在250mL容量瓶中定容；
b．量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；
c．用硫酸酸化的0.01mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积为40.00mL。（滴定时发生反应的离子方程式为：
5Fe2++MnO4+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O）。
①标准液应盛装在 滴定管中（填“酸式”或“碱式”）计算上述产品中FeSO4·7H2O的质量分数为 ；
②若在a步操作中，进行定容时仰视刻度线定容，则会使测得的产品中FeSO4·7H2O的质量分数 。（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。
正确答案
（1）硫酸
（2）B
（3）铁粉 Fe+2Fe3+=3 Fe2+ 取待测液于试管中，滴入几滴KSCN，无明显现象，滴入双氧水或氯水，溶液变血红色，则说明含亚铁离子；
（4）冷却结晶 、洗涤
（5）①酸式滴定管 92.7% ②偏小
解析
（1）最终产物是绿矾，因此烧渣在进行酸溶时用到的酸为硫酸；（2）灼烧过程时产生的气体是二氧化硫气体，通入下列溶液中，能使紫色石蕊溶液变红色，故选B；（3）将三价铁还原，因此加入的X是铁粉，此时滤液N中发生反应的离子方程式为Fe+2Fe3+=3 Fe2+。检验溶液Q中含有亚铁离子的实验方法是取待测液于试管中，滴入几滴KSCN，无明显现象，滴入双氧水或氯水，溶液变血红色，则说明含亚铁离子；（4）操作III的操作步骤为蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥。（5）①酸性高锰酸钾溶液有强烈的氧化性，标准液应盛装在酸式滴定管中；计算上述产品中FeSO4·7H2O的质量分数5Fe2++MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O 5 1n（Fe2+） 0.01000mol/L×0.0400L计算得到；n（Fe2+）=0.002mol；则250mL溶液中含Fe2+=0.002mol×250/25=0.02mol；FeSO4•7H2O物质的量为0.02mol，质量=0.02mol×278g/mol=5.56g；质量分数=5.56g/6g×100%=92.7%；②若在a步操作中，进行定容时仰视刻度线定容，水加多了，则会使测得的产品中FeSO4·7H2O的质量分数偏小；
考查方向
解题思路
（1）最终产物是绿矾，因此烧渣在进行酸溶时用到的酸为硫酸；
（2）灼烧过程时产生的气体是二氧化硫气体，通入下列溶液中，能使紫色石蕊溶液变红色；
（3）将三价铁还原，因此加入的X是铁粉，此时滤液N中发生反应的离子方程式为Fe+2Fe3+=3 Fe2+。检验溶液Q中含有亚铁离子的实验方法是取待测液于试管中，滴入几滴KSCN，无明显现象，滴入双氧水或氯水，溶液变血红色，则说明含亚铁离子；
（4）操作III的操作步骤为蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥；
（5）①依据滴定实验的反应终点时发生的反应进行计算，依据铁元素守恒，结合滴定过程的反应离子方程式计算得到；②若在a步操作中，进行定容时仰视刻度线定容，水加多了，则会使测得的产品中FeSO4·7H2O的质量分数偏小；
易错点
本题考查了物质制备流程分析判断，实验基本操作的熟练掌握，滴定实验的分析判断，数据计算，误差分析的方法，题目难度中等。
知识点
3.能正确表示下列反应的离子方程式是
正确答案
解析
A．稀硝酸不仅有酸性还有强氧化性，与变价金属反应时生成最高价硝酸盐，此离子方程式中不会有Fe2+，A错误；B．NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液反应至中性，二者的物质的量之比为2：1，B正确；C．用CH3COOH溶解CaCO3，离子方程式：CaCO3+2CH3COOH═Ca2++H2O+CO2↑+2CH3COO-，C错误；D．向FeCl3溶液中加入少量KSCN溶液，离子方程式：Fe3++3SCN-═Fe(SCN)3，D错误；
故选B。
考查方向
解题思路
判断离子方程式正误从以下几方面分析：1、是否符合事实；2、离子符号与化学式使用是否正确；3、是否电荷守恒、原子守恒。
易错点
离子方程式正误判断规律：1、依据客观事实、质量守恒、电荷守恒、定组成原则；2、看拆分正误；3、查看是否有忽略隐含条件。
知识点
14.有资料介绍Fe3+在水溶液中通常以水合离子形式存在，[Fe(H2O)6]3+几乎无色。某化学实验小组对实验室Fe(NO3)3和FeCl3溶液呈黄色的原因产生了疑问，进一步查阅资料发现：
①[Fe(H2O)6]3++H2O
②[FeCl4(H2O)2]－为黄色。[来源:学科网ZXXK]
他们进行了如下探究实验。请回答下列问题：
【实验I】
（1）你认为Fe(NO3)3溶液呈黄色的原因是__________________________________。
（2）你认为FeCl3溶液呈黄色主要是含有_________微粒，理由：_________________。
【实验II】
已知透光率越大，溶液颜色越浅。用色度计分别测定0.5mol·L－1 Fe(NO3)3和FeCl3溶液在不同温度下的透光率如下图所示。
（3）随着温度升高，Fe(NO3)3溶液透光率逐渐减小的原因是____________________。
（4）FeCl3溶液透光率随温度升高而减小的幅度明显
大于Fe(NO3)3溶液，其原因用离子方程式表示：______________________，该反应属于________反应（填“放热”或“吸热”）。
【实验Ⅲ】
该实验小组同学还设计了一个实验方案验证(4)中结论。
（5）取试管②中无色溶液，滴加几滴________（从下列选项中选择最佳试剂，填写字母序号），通过现象能证明(4)中结论正确。
正确答案
(1)．[Fe(H2O)6]3＋水解产生了[Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n
(2)．[FeCl4(H2O)2]-；试管②、④中加入等量的HNO3后，②中溶液褪色，而④中溶液仍呈黄色
(3)．温度升高，导致平衡[Fe(H2O)6]3＋＋ nH2O 
(4)． [Fe(H2O)6]3＋＋ 4Cl- 
(5)．B
解析
(1)．因为①[Fe(H2O)6]3++H2O
(2)．试管②、④中加入等量的HNO3后，②中溶液褪色，而④中溶液仍呈黄色，FeCl3溶液呈黄色主要是含有[FeCl4(H2O)2]－；
(3)．温度升高，导致平衡[Fe(H2O)6]3＋＋ nH2O 
(4)．FeCl3溶液透光率随温度升高而减小的幅度明显大于Fe(NO3)3溶液，原因是[Fe(H2O)6]3＋结合Cl-生成[FeCl4(H2O)2]-，用离子方程式表示：[Fe(H2O)6]3＋＋ 4Cl- 
(5)．取试管②中无色溶液，滴加几滴含有氯离子的溶液，同时排除三价铁离子的影响，验证(4)中结论正确，故选B。
考查方向
解题思路
(1)．因为①[Fe(H2O)6]3++H2O
(2)．试管②、④中加入等量的HNO3后，②中溶液褪色，而④中溶液仍呈黄色，FeCl3溶液呈黄色主要是含有[FeCl4(H2O)2]－；
(3)．温度升高，导致平衡[Fe(H2O)6]3＋＋ nH2O 
(4)．FeCl3溶液透光率随温度升高而减小的幅度明显大于Fe(NO3)3溶液，原因是[Fe(H2O)6]3＋结合Cl-生成[FeCl4(H2O)2]-，用离子方程式表示：[Fe(H2O)6]3＋＋ 4Cl- 
(5)．取试管②中无色溶液，滴加几滴含有氯离子的溶液，同时排除三价铁离子的影响。
易错点
根据实验所提供资料的分析，正确理解实验的目的及出现现象的原因，对于解答此新知识的探究型问题是尤其重要的。
知识点
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