高中化学复习知识点：铁盐的净水作用及原理

一、单选题

1．近年来高铁酸钾(K2FeO4)已经被广泛应用在水处理方面。高铁酸钾的氧化性超过高锰酸钾，是一种集氧化、吸附、凝聚、杀菌于一体的新型高效多功能水处理剂。干燥的高铁酸钾受热易分解，在198℃以下是稳定的。高铁酸钾在水处理过程中涉及的变化过程有(　　)

①蛋白质的变性　②蛋白质的盐析　③胶体聚沉　④盐类水解　⑤焰色反应　⑥氧化还原反应

A．①②③④ B．①③④⑥ C．②③④⑤ D．②③⑤⑥

2．高铁酸钠(Na2FeO4)可用于城市自来水处理。下列相关分析正确的是(　　)

A．Na2FeO4溶液显强碱性，能消毒杀菌

B．Na2FeO4具有强氧化性，能消毒杀菌

C．Na2FeO4的氧化产物Fe3＋易水解为Fe(OH)3，可以净水

D．Na2FeO4的还原产物Fe2＋易水解为Fe(OH)2，可以净水

3．下列说法不正确的是

A．二氧化硫可用于漂白纸浆

B．热的纯碱溶液可以去除厨房里的油污

C．目前用于饮用水净化的含铝净水剂正逐步被含铁净水剂所取代

D．钢铁因含杂质而容易生锈，所以合金一定不耐腐蚀

4．下列叙述正确的是（ ）

A．在氯化铁溶液滴加NaOH溶液可制得氢氧化铁胶体，氢氧化铁胶体具有吸附性，常用于净水

B．“加碘食盐”、“含氟牙膏”、“富硒营养品”、“高钙牛奶”、“加铁酱油”等，这里的碘、氟、硒指的是分子，钙、铁则分别是钙离子和铁离子

C．“火树银花”中的焰火实质上是金属元素的焰色反应，焰色反应是复杂的化学反应

D．“晴空万里、蓝天白云”，减少化石燃料的燃烧可以减少雾霾天气

5．下列关于物质用途的说法中，错误的是

A．硫酸铁可用作净水剂 B．碳酸钡可用作胃酸的中和剂

C．碘酸钾可用作食盐的添加剂 D．氢氧化铝可用作阻燃剂

6．化学与生产、生活及社会发展密切相关。下列说法正确的是

A．聚合硫酸铁[Fe2(OH)x(SO4)y]n，是新型絮凝剂，可用来杀灭水中病菌

B．韩愈的诗句“榆荚只能随柳絮，等闲撩乱走空园”中的柳絮富含糖类

C．宋应星的《天工开物》记载“凡火药，硫为纯阳”中硫为浓硫酸

D．我国发射的“北斗组网卫星”所使用的光导纤维是一种有机高分子材料

7．高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效水处理剂，既能将饮用水消毒杀菌，又能将饮用水净化，它与水发生如下反应：4K2FeO4+10H2O===4Fe(OH)3(胶体)+8KOH+3O2↑。下列说法错误的是

A．K2FeO4能将饮用水消毒杀菌，是因为K2FeO4具有强氧化性

B．K2FeO4能将饮用水净化，是因为K2FeO4生成的产物水解形成胶体具有吸附性

C．可用激光笔照射上述反应体系，以判断是否有胶体产生

D．常温常压下，若产生5.6LO2，转移电子的数目为6.02×1023

8．化学与生产、生活密切相关。下列有关物质的用途、性质都正确且有相关性的是（ ）

A．A B．B C．C D．D

9．下列物质中可作净水剂的是(　　)

A．胆矾 B．明矾 C．绿矾 D．皓矾

10．下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是

A．Fe2(SO4)3易溶于水，可用作净水剂

B．金属铝活泼性强，可用铝罐贮运浓硫酸或浓硝酸

C．NaHCO3和Al(OH)3都有弱碱性，均可治疗胃酸过多。

D．漂白粉具有还原性，可用于自来水的杀菌消毐

二、综合题

11．2016年10月17日7时30分，我国“神舟十一号”载人飞船顺利升入太空。此次火箭的主要燃料是偏二甲肼（C2N2H8）和一种氮的氧化物（用R表示），当火箭发射时，这两种燃料会剧烈反应产生大量气体，并释放出大量的热，化学方程式如下（已配平）：C2N2H8+2R=3N2↑+4H2O+2CO2↑

（1）R的化学式是___；已知偏二甲肼中N元素显-2价，H元素显+1价，由此推断，C元素的化合价是___。

（2）该反应的还原剂是___，被还原的元素是___。

（3）若反应生成22.4LCO2（标准状况），则反应转移电子___mol。

（4）火箭发射时，尾部向下喷出的气体会有明显的红棕色，该红棕色气体的化学式可能是___。

（5）高铁酸钠（Na2FeO4）是一种多功能、高效无毒的新型绿色水处理剂。Na2FeO4能给水消毒利用的是___性。用Na2FeO4给水消毒、杀菌时得到的Fe3+可以净水，其净水原理与明矾相同，Fe3+净水原理是___（用简要的文字叙述）。

12．铁单质及其化合物在生活、生产中应用广泛。请回答下列问题：

(1)钢铁在空气中发生吸氧腐蚀时，正极的电极反应式为___________________。

(2)由于氧化性Fe3＋>Cu2＋，氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂，反应的离子方程式是________________________________________________________________________。

(3)硫酸铁可作絮凝剂，常用于净水，其原理是______________________________(用离子方程式表示)。在使用时发现硫酸铁不能使酸性废水中的悬浮物沉降而除去，其原因是______________________________。

(4)磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一，其原理是a2d9ecb43573f477085ad9fb22dd08ed.png，若有1.5mol Fe3O4参加反应，转移电子的物质的量是__________。

参考答案

1．B

【解析】

【详解】

高铁酸钾(K2FeO4)中的Fe为+6价，有强氧化性，能使蛋白质变性；还原后生成的+3价铁离子，水解生成的氢氧化铁为氢氧化铁胶体，可使胶体聚沉，综上所述，涉及的变化过程有①③④⑥，答案为B。

2．B

【解析】

【分析】

Na2FeO4中Fe为+6价，具有强氧化性，可用于杀菌消毒，被还原生成Fe3+易水解为Fe(OH)3胶体，具有吸附性，可用于杀菌消毒。

【详解】

A. Na2FeO4在溶液中水解显碱性，且Fe为+6价，具有强氧化性，能消毒杀菌，与碱性无关，故A错误；

B. 化合物中Fe为+6价，具有强氧化性，能消毒杀菌，故B正确；

C. Na2FeO4具有强氧化性，Fe3＋为还原产物，故C错误；

D. Na2FeO4的还原产物为Fe3+，Fe3+水解为Fe(OH)3胶体，可使水中悬浮物凝聚沉降，故D错误，答案选B。

【点睛】

本题要注意从化合价的角度认识Na2FeO4的性质，试题难度不大，C项为易错点，因Na2FeO4是强氧化剂，所以Fe3＋为还原产物。

3．D

【解析】

【详解】

A. 二氧化硫与有机色素结合生成无色物质，具有漂白性，因此可用于漂白纸浆，故A正确；

B. 纯碱溶液水解显碱性，碱性有利于油污水解，热的纯碱溶液促进水解，因此热的纯碱溶液可以去除厨房里的油污，故B正确；

C. 目前用于饮用水净化的含铝净水剂正逐步被含铁净水剂所取代，铝净水剂、铁净水剂都水解生成胶体具有吸附杂质的功能，由于铝元素在人体中的积累对人体健康有害，因此含铝净水剂正逐步被含铁净水剂所取代，故C正确；

D. 钢铁因含杂质而容易生锈，合金可能具有耐腐蚀，比如不锈钢合金具有耐腐蚀性，故D错误。

综上所述，答案为D。

【点睛】

二氧化硫与有机色素结合生成无色物质，具有漂白性，一般用于漂白纸浆、棉、麻等；二氧化硫在红酒中作抗氧化防腐作用。

4．D

【解析】

【详解】

A．在氯化铁溶液滴加NaOH溶液不能制得氢氧化铁胶体，得到的是氢氧化铁沉淀，不能用于净水，A错误；

B．“加碘食盐”、“含氟牙膏”、“富硒营养品”、“高钙牛奶”、“加铁酱油”等，这里的碘、氟、硒、钙、铁存在于无机盐中，是指元素，B错误；

C．“火树银花”中的焰火实质上是金属元素的焰色反应，焰色反应是物理变化，C错误；

D．雾霾天气与化石燃料的燃烧有关，故减少化石燃料的燃烧可以减少雾霾天气，D正确；

故选D。

5．B

【解析】

【详解】

A．硫酸铁中铁离子水解生成胶体，胶体具有吸附性而净水，故A不符合题意； 

B．碳酸钡可用作胃酸的中和剂会生成溶于水的钡盐，使人中毒，故B符合题意； 

C．碘酸钾能给人体补充碘元素，碘酸钾也比较稳定，所以碘酸钾可用作加碘食盐的添加剂，故C不符合题意； 

D．氢氧化铝分解吸收热量，且生成高熔点的氧化铝覆盖在表面，所以氢氧化铝常用作阻燃剂，故D不符合题意； 

故选：B。

【点睛】

治疗胃酸过多常用氢氧化铝或小苏打，不能使用碳酸钠，因碳酸钠水解程度较大，碱性较强，但需注意，一般具有胃穿孔或胃溃疡疾病不能使用小苏打，以防加重溃疡症状。

6．B

【解析】

【详解】

A. 聚合硫酸铁[Fe2(OH)x(SO4)y]n能做新型絮凝剂，是因为其能水解生成氢氧化铁胶体，能吸附水中悬浮的固体杂质而净水，但是不能杀灭水中病菌，A项错误；

B. 柳絮的主要成分是纤维素，属于多糖，B项正确；

C. 火药是由硫磺、硝石（硝酸钾）、木炭混合而成，则“凡火药，硫为纯阳”中硫为硫磺，C项错误；

D. 光导纤维的主要成分为二氧化硅，不是有机高分子材料，D项错误；

答案选B。

7．D

【解析】

【详解】

A. K2FeO4中铁处于最高价，具有有强氧化性，因此K2FeO4能将饮用水消毒杀菌，故A正确；

B. K2FeO4能将饮用水净化，是因为K2FeO4生成的铁离子水解生成氢氧化铁而有吸附性，故B正确；

C. 可用激光笔照射上述反应体系，通过有无丁达尔效应来判断是否有胶体产生，故C正确；

D. 常温常压下，若产生5.6LO2，无法用气体摩尔体积计算出氧气的量，也就不能计算出转移电子的数目，故D错误；

综上所述，答案为D。

8．C

【解析】

【详解】

A.液氨作制冷剂原理是液氨汽化大量吸热，而非分解，故A错误；

B.6eb33c1af90bac53c301d1198c16a38b.png作净水剂原理是铁离子水解生成氢氧化铁胶体，而非氧化性，故B错误；

C.飘粉精作为消毒剂是因为ClO-和HClO都有强氧化性，故C正确；

D.氧化铝作为耐高温材料是因为氧化铝的熔点高，而非既能与强酸反应又能与强碱反应，故D错误；

故答案选：C。

9．B

【解析】

【分析】

可以作净水剂，说明该物质水解能生成胶体，且不属于重金属离子，据此分析解答。

【详解】

A．胆矾的化学式为CuSO4∙5H2O，Cu2+属于重金属离子，有毒，不适合作净水剂，故A错误；

B．明矾的化学式为KAl(SO4)2∙12H2O，Al3++3H2O⇌Al(OH)3(胶体)+3H+，胶体具有吸附性，能吸附水中的悬浮物而净水，故B正确；

C．绿矾的化学式为FeSO4∙7H2O，亚铁离子不稳定易被氧化生成铁离子，故C错误；

D．皓钒的化学式为ZnSO4∙7H2O，锌离子水解生成氢氧化锌沉淀，不生成胶体，所以不能作净水剂，故D错误；

答案选B。

【点睛】

本题的难点是必须掌握一定物质的俗名。

10．C

【解析】

【详解】

A.Fe2(SO4)3易溶于水，在水中发生水解，水解产物可用作净水剂，性质与用途无对应关系，A错误；

B.金属铝活泼性强，在在空气中能形成一层致密的氧化薄膜，可阻止铝与浓硝酸或浓硫酸的接触，可用铝罐贮运浓硫酸或浓硝酸，性质与用途无对应关系，B错误；

C.NaHCO3和Al(OH)3都有弱碱性，能与盐酸反应，均可治疗胃酸过多，性质与用途有关系，C正确；

D.漂白粉具有还原性，也具有强氧化性，强氧化性能杀菌消毒，可用于自来水的杀菌消毒，性质与用途无关，D错误；

答案为C。

11．N2O4 -2 C2N2H8 N2O4 8 NO2 氧化性 Fe3+是弱碱阳离子，能结合水电离出的氢氧根生成Fe（OH）3胶体，可以吸附水中悬浮物并凝聚沉降

【解析】

【分析】

（1）化学方程式C2N2H8+2R=3N2↑+4H2O+2CO2↑，由原子守恒可得R的化学式；

（2）该反应中N2O4中的N元素从+4价下降到0价，C2N2H8中C和N的化合价升高，可以判断出氧化剂和还原剂；

（3）标准状况下22.4LCO2的物质的量是1mol，生成1molCO2时，有1molN2O4被还原，可以求出转移电子数；

（4）火箭的燃料是两种组分，偏二甲肼和四氧化二氮，四氧化二氮是无色的气体，四氧化二氮在温度升高时会很快的分解为红棕色的二氧化氮气体；

（5）Na2FeO4中铁是铁元素的最高价态，有很强的氧化性。

【详解】

（1）化学方程式C2N2H8+2R=3N2↑+4H2O+2CO2↑，由原子守恒可知，R的化学式为：N2O4；已知偏二甲肼C2N2H8中N元素显-2价，H元素显+1价，设C的化合价为x，则有2x+8-2×2=0，解得x=-2，C元素的化合价是-2；

（2）该反应中N2O4中的N元素从+4价下降到0价，C2N2H8中C和N的化合价升高，故该反应的还原剂是C2N2H8，氧化剂是N2O4；

（3）标准状况下22.4LCO2的物质的量是1mol，生成1molCO2时，有1molN2O4被还原，N2O4被还原为N2，得8个电子，1mol N2O4得8电子，故转移8mol电子；

（4）火箭的燃料是两种组分，偏二甲肼和四氧化二氮，四氧化二氮是无色的气体，四氧化二氮在温度升高时会很快的分解为红棕色的二氧化氮气体，故该红棕色气体的化学式可能是NO2；

（5）化合物中化合价的代数和为0，Na2FeO4中钠元素为+1价，氧元素为-2价，故铁元素为+6价；+6价的铁是铁元素的最高价态，有很强的氧化性，可用于杀菌消毒；杀菌时得到的Fe3+是弱碱阳离子，能结合水电离出的氢氧根生成Fe（OH）3胶体，可以吸附水中悬浮物并凝聚沉降。

12．O2 +4e-+2H2O=4OH- 2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+ Fe3++3H2O02ad9b9394c64fd72874cf68e8fc41b3.pngFe(OH)3(胶体)+3H+ Fe3+水解导致溶液显酸性，而酸性环境中，H+抑制了Fe3+的水解，无法生成Fe(OH)3胶体 12mol

【解析】

【分析】

（1）吸氧腐蚀时，正极O2得电子生成4OH-；

（2）FeCl3溶液与Cu反应生成CuCl2与FeCl2；

（3）Fe3+水解显酸性，据此分析作答；

（4）依据氧化还原反应的规律作答。

【详解】

（1）钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀的正极反应式为O2 +4e-+2H2O=4OH-；

（2）根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性规律可知，FeCl3与铜板反应的离子方程式为：2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+；

（3）Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体具有净水作用，原理方程式为：Fe3++3H2O02ad9b9394c64fd72874cf68e8fc41b3.pngFe(OH)3(胶体)+3H+，硫酸铁中由于Fe3+水解导致溶液显酸性，而酸性环境中，H+抑制了Fe3+的水解，无法生成Fe(OH)3胶体，所以硫酸铁不能使酸性废水中的悬浮物沉降而除去；

（4）氧化还原反应a2d9ecb43573f477085ad9fb22dd08ed.png中，1mol Fe3O4参加反应，转移电子的物质的量是8mol，所以有1.5mol Fe3O4参加反应，转移电子的物质的量是12mol。