氧化铁在工业上具有广泛的应用。
I．据报道，一定条件下利用FeO2与甲烷反应可制取“纳米级”的金属铁。其反应如下：
Fe2O3(s)＋3CH4(g)＝2Fe(s)＋3CO(g)＋6H2(g) △H＞0
（1）若反应在2L的密闭容器中进行，5min后达到平衡，测得反应生成Fe的质量为l.12g。则该段时间内CH4的平均反应速率为 ________________。
（2）反应达到平衡后，保持其他条件不变，仅改变某一相关元素，下列说法正确的是___(选填序号)。
a．若加入催化剂，v正增大，平衡向右移动
b．若温度升高，平衡常数K减小
c．若增大Fe2O3的量，平衡向右移动
d．若从反应体系中移走部分CO，可提高CH4的转化率
Ⅱ．工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、A12O3、SiO2等)为原料提取Fe2O3，工艺
流程如下：试回答下列问题：
（3）步骤i烧渣中A12O3溶解的离子方程式为________________。
（4）步骤i、ⅱ、ⅲ都要进行的操作名称是__________________。
（5）结合下图，判断步骤ⅱ中调节溶液的pH不高于_________________。
（6）已知
计算反应Fe2＋(aq)＋2HCO3－(aq)
FeCO3(s)＋H2CO3(aq)的平衡常数为_______。
（7）在空气中煅烧FeCO3生成氧化铁的化学方程式为____________。
（8）结合所学化学知识，请你设计在实验室里从上述的硫铁矿烧渣中提取氧化铁的另一种简单方案。
（1）0.003mol/(L·min)没有单位扣1分）
（2）d
（3）Al2O3＋6H＋＝2Al3＋＋3H2O
（4）过滤
（5）7
（6）4.06×106或4．1×106
（7）4FeCO3＋O2
2Fe2O3＋4CO2
（8）取少量硫铁矿烧渣，加入足量热的浓氢氧化钠溶液，搅拌、过滤、洗涤、烘干（答案合理即可得分）
解析试题分析：I．（1）5min后达到平衡，测得反应生成Fe的质量为l.12g，物质的量是1.12g÷56g/mol＝0.02mol。因此根据方程式可知消耗甲烷的物质的量是0.03mol，其浓度是0.015mol/L，所以用甲烷表示的反应速率是0.015mol/L÷5min＝0.003mol/(L·min)。
（2）a．加入催化剂，正逆反应速率均增大，平衡不移动，a不正确；b．正方应是吸热反应，因此若温度升高，平衡向正反应方向移动，所以平衡常数K增大，b不正确；c．氧化铁是固体，因此若增大Fe2O3的量，平衡不移动，c不正确；d．若从反应体系中移走部分CO，降低生成物浓度，平衡向正反应方向移动，因此可提高CH4的转化率，d正确，答案选d。
Ⅱ．（3）A12O3溶解在稀硫酸中反应的离子方程式为Al2O3＋6H＋＝2Al3＋＋3H2O。
（4）步骤i、ⅱ、ⅲ中都产生不溶性固体，因此都要进行的操作名称是过滤。
（5）根据图像可知，亚铁离子开始沉淀时的pH值是7，所以要得到碳酸亚铁，则溶液的pH不能高于7，因此步骤ⅱ中调节溶液的pH不高于7。
（6）反应Fe2＋(aq)＋2HCO3－(aq)FeCO3(s)＋H2CO3(aq)的平衡常数K＝
＝
＝
＝
＝4.06×106。
（7）根据原子守恒可知，在空气中煅烧FeCO3生成氧化铁的同时还有CO2生成，因此反应的化学方程式为4FeCO3＋O22Fe2O3＋4CO2。
（8）由于氧化铝与二氧化硅均能和氢氧化钠溶液反应，而氧化铁与氢氧化钠溶液不反应，因此要提取氧化铁的实验方案可设计为取少量硫铁矿烧渣，加入足量热的浓氢氧化钠溶液，搅拌、过滤、洗涤、烘干。
考点：考查反应速率计算、外界条件对平衡状态和反应速率的影响；方程式书写、物质的分离与提纯、实验方案设计、平衡常数的有关计算
小学学习好帮手系列答案
小学同步三练核心密卷系列答案科目：高中化学 来源： 题型：填空题
工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动：
（1）将已去除表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是 。
（2）另称取铁钉6．0g放入15．0ml浓硫酸中，加热，充分应后得到溶液X并收集到气体Y。
①甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+。写出生成Fe2+所有可能的离子反应方程式： 。若要确认其中有Fe2+，应选用 （选填序号）。
a．KSCN溶液和氯水 b．铁粉和KSCN溶液
c．浓氨水 d．酸性KMnO4溶液
②乙同学取336ml（标准状况）气体Y通入足量溴水中，发生反应的化学方程式为： 。然后加入足量BaCl2溶液，经适当操作后得干燥固体2．33g。由于此推知气体Y中SO2的体积分数为 。
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科目：高中化学 来源： 题型：填空题
联碱法(侯氏制碱法)和氨碱法的生产流程简要表示如下图：
(1)沉淀池中发生反应的化学方程式为________________。
(2)X是________，Y是________(填化学式)。
(3)Z中除了溶解的氨气、食盐外，其它溶质还有________________；排出液W中的溶质除了氢氧化钙外，还有________________。
(4)从理论上分析，在氨碱法生产过程中________(填“需要”或“不需要”)补充氨气。
(5)根据联碱法中从母液中提取氯化铵晶体的过程推测，所得结论正确是________(填序号)。
a．常温时氯化铵的溶解度比氯化钠小
b．通入氨气目的是使氯化铵更多析出
c．加入食盐细粉目的是提高Na＋的浓度，促进碳酸氢钠结晶析出
(6)联碱法与氨碱法相比，指出联碱法的一项优点___________________。
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科目：高中化学 来源： 题型：填空题
铁是地壳中含量很丰富的元素，金属铁是在高炉中冶炼的，在冶金工业中，常用焦炭来冶炼铁。
(1)写出焦炭在高炉中所参与的两个反应的化学方程式：
___________________________。
(2)写出赤铁矿被CO还原成铁的化学方程式：________________。
(3)实验室中可用CO还原Fe2O3，在加热Fe2O3前应________，直到无________现象时才能点燃酒精灯加热，否则可能发生________现象，未反应完全的CO________(填“能”或“不能”)排放到大气中，应做________处理。
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科目：高中化学 来源： 题型：填空题
江苏省东海县矿产丰富，除了水晶制品名扬天下外，蛭石、蛇纹石等矿石储量大，品位高，其相关的耐火、保温隔热材料(主要成分为MgO、Al2O3)工业也较发达。某中学化学探究小组通过查阅相关资料，对蛭石的组成进行了实验探究。
Ⅰ.相关资料：①蛭石的成分可看成是由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成；
②氢氧化物开始沉淀及沉淀完全时的pH：
| 氢氧化物 | Fe(OH)3 | Mg(OH)2 | Al(OH)3 |
| 沉淀的pH范围 | 1.5～4.1 | 9.4～12.4 | 3.3～5.2 |
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科目：高中化学 来源： 题型：填空题
以硫铁矿烧渣（含有氧化铁和少量硫化亚铁、二氧化硅等）为原料制备聚铁{可表示为Fe2(OH)n(SO4)3-n/2，和绿矾(FeSO4.7H2O)具有成本低、反应快、产品质量高等优点。制备流程如下图：
（1）流程图中溶液X为Fe(SO4)3，溶液，据此写出操作①中属于氧化还原反应的离子方程式：____________。
（2）操作②的处理存在弊端，该弊端是_____________。若固体W与KOH溶液昆合加热，其中一个反应的化学方程式为3S+6KOH
2K2S+K2SO3+3H2O，该反应的氧化剂与还原剂质量之比为___________。
（3）操作③需要加入的物质（试剂）是_________，目的是___________________________。
（4）操作⑤是使溶液pH___________（填“增大”或“减小”）。
（5）操作⑥控制温度为70 -80℃的目的是_________________________________________ 。
（6）双氧水在酸性环境（硫酸）中是一种强氧化剂，可以将硫酸亚铁氧化成三价铁，制得Fe2(OH)n(SO4)3-n/2，反应的化学方程式为__________________________________。
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科目：高中化学 来源： 题型：填空题
高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。湿法、干法制备高铁酸盐的原理如下表所示。
（1）工业上用湿法制备高铁酸钾（K2FeO4）的流程如图所示：
①洗涤粗品时选用异丙醇而不用水的理由是： 。
②反应II的离子方程式为 。
③高铁酸钾在水中既能消毒杀菌，又能净水，是一种理想的水处理剂．它能消毒杀菌是因为 它能净水的原因是 。
④已知25℃时Fe(OH)3的Ksp = 4.0×10-38，反应II后的溶液中c(Fe3+)=4.0×10-5 mol/L,则需要调整 时，开始生成Fe(OH)3（不考虑溶液体积的变化）。
（2）由流程图可见，湿法制备高铁酸钾时，需先制得高铁酸钠，然后再向高铁酸钠中加入饱和KOH溶液，即可析出高铁酸钾。①加入饱和KOH溶液的目的是： 。
②由以上信息可知：高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠 （填“大”或“小”）。
| 湿法 | 强碱性介质中，Fe(NO3)3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液 |
| 干法 | Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物 |
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科目：高中化学 来源： 题型：填空题
Fe元素是地壳中最丰富的元素之一，在金属中含量仅次于铝，铁及其化合物在生活生产中有广泛应用。请回答下列问题。
（1）磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一，其原理是Fe3O4＋4CO
3Fe＋4CO2，若有1 mol Fe3O4参加反应，转移电子的物质的量是________ mol。
（2）与明矾相似，硫酸铁也可用作净水剂，在使用时发现硫酸铁并不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去，其原因是___________________________________________________。
（3）某课外活动小组将下图所示装置按一定顺序连接，在实验室里制取一定量的FeCl3(所通气体过量并充分反应)。
请回答下列问题：
①各装置的正确连接顺序为(填写装置代号)
A→________→________→________→D。
②装置C的作用是_______________________________________________________。
③反应开始后，B中硬质玻璃管内的现象为________；可以检验生成物中含有Fe3＋的试剂是________(填写试剂名称)。
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科目：高中化学 来源： 题型：填空题
铝灰的回收利用方法很多，现用含有Al2O3，SiO2和少量FeO
xFe2O3的铝灰制备Al2(S04)318H2O，工艺流程如下：
请回答下列问题：
（1）加入过量稀H2SO4溶解Al2O3的离子方程式是______________。
（2）流程中加人的KMnO4也可用H2O2代替，若用H2O2发生反应的化学方程式为_______________。
（3）已知：浓度均为O.1mol/L的金属阳离子，生成氢氧化物沉淀的pH如下表：
步骤③的目的是__________________________________________________________；若在该浓度下除去铁的化合物，调节pH的最大范围是___________。
（4）已知
当pH=2时，Fe3＋开始沉淀的浓度为_______________。
（5）操作④发生反应的离子方程式为__________________________________________；为了验证该操作所得固体中确实含有MnO2，可选用的试剂是_________或_________。
（6）操作⑤“一系列操作"，下列仪器中不需用的是___________（填序号）。
| A．蒸发皿 | B．坩埚 | C．玻璃棒 | D．酒精灯E．漏斗 |
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