上海高二化学8金属及其化合物2(铁)讲义-教师版

1、高二化学（教师版） 第2讲铁及其重要化合物专题1 基础知识梳理（自主学习）一、铁1.铁的存在:在地壳中铁的含量位于第位,在自然界中主要以态存在。 2.铁的性质(1)物理性质纯铁具有色金属光泽和良好的延展性,是电和热的良导体,具有能被吸引的特性,纯铁有很强的抗腐蚀能力。 (2)化学性质:铁是较活泼的金属,发生化学反应时可生成+2价、+3价两种价态的化合物。.与非金属反应化学方程式与S反应Fe+SFeS与I2反应  与O2反应  与Cl2反应  结论的氧化性比的强 .与水反应Fe与水蒸气反应的化学方程式为 。 .与酸反应a.与非

2、氧化性酸反应产生氢气Fe与稀H2SO4反应的化学方程式为 。 b.与氧化性酸反应不生成氢气过量Fe与稀HNO3反应的化学方程式为。 少量铁与足量稀HNO3反应的化学方程式为。 铁遇冷的浓HNO3、浓H2SO4时表面会生成一层致密的氧化物薄膜,化学上称之为,属于变化。 .与盐反应Fe与CuSO4、FeCl3溶液反应的化学方程式分别为。 微加注意1.铁元素有+2价、+3价等多种价态,反应环境不同,可能反应产物也不同,铁与非氧化性酸反应生成Fe2+。少量的Fe与氧化性酸反应生成Fe3+,过量的Fe与氧化性酸反应生成Fe2+。2.许多题目将反应Fe+2

3、Fe3+3Fe2+设置为隐藏反应,如Fe与Fe2O3的混合物溶于盐酸时,需要注意生成的Fe3+还能氧化单质铁。二、铁的重要化合物1.氧化物氧化物氧化亚铁氧化铁四氧化三铁俗称铁红磁性氧化铁化学式FeOFe2O3Fe3O4颜色状态 粉末  粉末  晶体(有磁性)铁的化合价 稳定性不稳定稳定稳定与H+反应(非氧化性酸)FeO+2H+Fe2+H2OFe2O3+6H+2Fe3+3H2O 微加注意铁的氧化物组成的判断方法:设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量之比为mn,则氧化物中n(Fe)n(O)=m56n16=ab,若ab=11,则铁的氧化物为FeO;若ab=23,则铁的氧化物为Fe2

4、O3;若ab=34,则铁的氧化物是Fe3O4,或FeO与Fe2O3按物质的量之比为11的混合物,或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3物质的量之比为11,Fe3O4为任意值)。2.氢氧化物化学式Fe(OH)2 Fe(OH)3色态色固体 色固体 与非氧化性酸反应Fe(OH)2+2H+Fe2+2H2O 与氧化性酸(如稀HNO3)3Fe(OH)2+10H+NO3-3Fe3+NO+8H2O稳定性易氧化为Fe(OH)3,空气中加热得不到FeO较稳定:2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O制法在隔绝O2的条件下可溶性亚铁盐与碱液反应:Fe2+2OH-Fe(OH)

5、2可溶性铁盐与碱液反应:Fe3+3OH-Fe(OH)3二者的关系在空气中,Fe(OH)2迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3,现象是沉淀迅速变成色,最后变成色,反应的化学方程式为 3.Fe2+ 和Fe3+ 的转化 Fe2+(浅绿色)Fe3+(棕黄色)三、合金1.定义:合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有特性的物质。 2.性能合金具有许多优良的物理、化学和机械性能,在许多方面不同于它的各成分金属。(1)多数合金的熔点比它的各成分金属的熔点。 (2)合金的硬度一般比它的各成分金属的硬度。 3.我国最早使用的合金是,铜合金的种类很多,除青铜

6、外,常见的还有和。 4.铁的合金有和,其中钢是用量最大、用途最广泛的合金。根据化学成分,把钢分为两大类:和。其中的碳素钢可分为低碳钢(含碳量低于0.3%)、中碳钢(含碳量为0.3%0.6%)、高碳钢(含碳量高于0.6%),含碳量越低,钢的越好;含碳量越高,钢的越大。合金钢可用于制不锈钢及各种特种钢。 【跟踪练习】1.下列说法错误的是()。向NaClO溶液中滴入少量FeSO4溶液,反应的离子方程式为2Fe2+ClO-+2H+Cl-+2Fe3+H2O向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液,再滴加H2O2溶液,溶液变成血红色,说明Fe2+既有氧化性又有还原性将稀硝酸加入过量铁粉中,

7、充分反应后滴加KSCN溶液,有气体生成,溶液呈血红色,则稀硝酸将Fe氧化成了Fe3+向某溶液中滴加氯水后再加入KSCN溶液,溶液呈红色,溶液中一定含有Fe2+在溶液中加KSCN,溶液显红色,证明原溶液中有Fe3+,无Fe2+A.B.C.D.【解析】NaClO溶液显碱性,滴入少量硫酸亚铁时,Fe2+被ClO-氧化,但离子方程式中不能写H+而应写水,且生成Fe(OH)3 沉淀,错误;向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液再滴加H2O2溶液,H2O2溶液将Fe2+氧化为Fe3+,溶液变为血红色,体现了Fe2+的还原性,错误;将稀硝酸加入过量铁粉中,生成Fe(NO3)2 、NO和水,无Fe3+生成,因此

8、加入KSCN后溶液不会变红,错误;若溶液中有Fe3+,也会显红色,故要证明溶液中含有Fe2+,应先加入KSCN溶液,无明显现象,再滴入氯水,溶液呈红色,即可证明溶液中含Fe2+,错误;加入KSCN溶液,溶液显红色,说明溶液中一定含有Fe3+,但无法确定是否有Fe2+,错误。【答案】B2.下列物质能用化合反应直接制得的是()。FeCl2FeCl3Fe(OH)3Fe(OH)2Cu2SA.B.C.D.全部【解析】根据反应:Fe+2FeCl33FeCl2、2Fe+3Cl22FeCl3、4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3、2Cu+SCu2S可知,A项正确。【答案】A3.将铁屑溶于过量稀硫酸

9、,过滤后向滤液中加入过量氨水,有白色沉淀生成,过滤,在空气中加热沉淀至其质量不再发生变化为止,得到红棕色残渣,上述沉淀和残渣的成分分别是()。A.Fe(OH)3Fe2O3 B.Fe(OH)2Fe2O3C.Fe(OH)2Fe(OH)3 D.Fe(OH)2Fe3O4【解析】铁屑溶于过量稀H2SO4,有FeSO4生成,再加入过量氨水,有白色沉淀Fe(OH)2生成,在空气中加热时,Fe(OH)2被氧化成Fe(OH)3,最后得到的红棕色残渣是Fe2O3。【答案】B4.铁及其化合物是中学化学中的一类重要物质,下列关于铁元素的叙述中正确的是()。A.反应2Fe3+Fe3Fe2+可发生,说明氧化性:Fe3+&

10、gt;Fe2+B.25,pH=0的溶液中,Al3+、NH4+、NO3-、Fe2+可以大量共存C.5.6 g铁与足量的氯气反应失去电子的数目为0.2NAD.硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液:Fe2+2H2O2+4H+Fe3+4H2O【解析】B项,pH=0的溶液呈强酸性,Fe2+、NO3-、H+不能大量共存,错误;C项,转移的电子数应为0.3NA,错误;D项,该离子方程式电荷不守恒,错误。【答案】A5.铁是人类应用较早,当前应用量最大的金属元素。下列有关铁及其化合物的说法中正确的是()。A.赤铁矿的主要成分是Fe3O4B.铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2C.除去FeCl2溶液中的FeC

11、l3杂质可以向溶液中加入铁粉,然后过滤D.Fe3+与KSCN产生血红色沉淀【解析】赤铁矿的主要成分是Fe2O3;铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2;Fe3+遇KSCN溶液变为血红色,但没有沉淀产生,一般可以用此方法检验Fe3+的存在。【答案】C6. AG各物质间的关系如下图,其中B、D为气态单质。ABEF和G的混合溶液CDG请回答下列问题:(1)物质C和E的名称分别为、。 (2)可选用不同的A进行反应,若能在常温下进行,反应的化学方程式为;若只能在加热条件下进行,则反应物A应为 。 (3)反应的化学方程式为 。 (4)新配制的F溶液应加入以防止其转化为

12、G。检验G溶液中阳离子的常用试剂是,实验现象为。 【解析】因铁在O2中燃烧生成Fe3O4,该氧化物与盐酸反应可生成FeCl2、FeCl3的混合物,铁与Cl2反应生成FeCl3,故B为O2,D为Cl2,C为浓盐酸,E为Fe3O4,G 为FeCl3,F为FeCl2。因2Fe3+Fe3Fe2+,所以向新配制的FeCl2溶液中加入铁粉可以防止Fe2+被氧化成Fe3+。检验Fe3+常用KSCN或NH4SCN溶液。【答案】(1)浓盐酸;四氧化三铁(2)2H2O22H2O+O2;KClO3(3)4HCl(浓)+MnO2MnCl2+2H2O+Cl2(4)铁粉;KSCN(或NH4SCN)溶液;溶液变红

13、点燃点燃答案：四化合银白磁铁Fe+I2FeI23Fe+2O2 Fe3O42Fe+3Cl2 2FeCl3 O2、Cl2S、I23Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2Fe+H2SO4FeSO4+H23Fe+8HNO33Fe(NO3)2+2NO+4H2OFe+4HNO3Fe(NO3)3+NO+2H2O钝化化学Fe+CuSO4FeSO4+Cu、Fe+2FeCl33FeCl2黑色红棕色黑色+2价+3价+2价、+3价Fe3O4+8H+Fe2+2Fe3+4H2O白红褐Fe(OH)3+3H+Fe3+3H2O白色絮状灰绿红褐4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3金属低大青铜黄铜白铜生铁钢碳素钢合金钢

14、韧性硬度专题2 重难点探究一、铁反应后元素价态的判断1.铁与弱氧化剂(如S、I2、H+、Fe3+、Cu2+)等反应所得产物为Fe2+,铁元素的价态为+2价,如:Fe+I2FeI2。2.铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、浓H2SO4、硝酸等)反应所得产物为Fe3+,铁元素的价态为+3价。如:2Fe+3Br22FeBr3。3.铁在纯氧中燃烧得到的产物为Fe3O4,铁元素的价态为+2价、+3价。4.铁与稀硝酸反应产物的判断(1)当HNO3过量时:反应原理:Fe+4HNO3Fe(NO3)3+NO+2H2O;铁元素的存在形式为Fe3+,铁元素的价态为+3价。(2)当Fe过量时:反应原理:3Fe+8HNO3

15、3Fe(NO3)2+2NO+4H2O;铁元素的存在形式为Fe2+,铁元素的价态为+2价。(3)当14<n(Fe)n(HNO3)<38时:铁元素的存在形式为Fe2+和Fe3+,铁元素的价态为+2价、+3价。【例题1】 下列叙述正确的是()。A.Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生,说明Fe与两种酸均发生置换反应B.足量的Fe在Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3C.Fe和Fe2O3等物质的量的混合物溶于稀盐酸时无气体放出D.Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3,在给定的条件下能实现转化【解析】HNO3具有强氧化性,与Fe反应产生的气体为NO,A项错误;铁与Cl2反应

16、无论量的多少,产物都是FeCl3,B项错误;Fe2O3溶解产生的Fe3+恰好将铁单质氧化,因而不能置换出H2,C项正确;FeCl3溶液加热时易水解,D项错误。【答案】C二、Fe2+与Fe3+的性质1.重要转化关系“铁三角”2.Fe2+的氧化性和还原性Fe2+处于铁的中间价态,既有氧化性,又有还原性,其中以还原性为主,如:Fe2+遇Br2、Cl2、H2O2、NO3-(H+)等均表现为还原性;配制Fe2+的盐溶液时要加少量铁粉防止Fe2+被氧化,同时加少量相应酸防止水解。3.Fe3+的氧化性：Fe3+处于铁的最高价态,只有氧化性,Fe3+能氧化Fe、Cu、HI、H2S等;Fe3+与S2-、I-、S

17、O32-不能大量共存。4.Fe3+的水解：Fe(OH)3是极弱的碱,Fe3+易水解;Fe3+与HCO3-、CO32-、ClO等因水解相互促进而不能大量共存,配制Fe3+的盐溶液时要加少量相应的酸防止Fe3+水解(或将其溶于较浓的相应酸中,再稀释到所需浓度),制备无水FeCl3时需在HCl气流中加热蒸干FeCl3溶液。【例题2】 在FeCl3、CuCl2混合溶液中,加入一定量的铁屑,反应完全后将固体滤出,下列说法中正确的是()。A.若滤出的固体中只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,一定不含Cu2+B.若滤出的固体中只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,可能含Cu2+和Fe3+C.若

18、滤出的固体中只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe3+和Fe2+,一定不含Cu2+D.若滤出的固体中含有铁和铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,一定不含Cu2+和Fe3+【解析】氧化性:Fe3+>Cu2+>Fe2+,加入铁粉后有固体剩余,则Fe3+一定不存在;若剩余固体全部是Cu,则溶液中还可能有Cu2+,也可能恰好被完全置换;若剩余固体是Cu和Fe,则溶液中不可能有Cu2+。【答案】D三、Fe3+、Fe2+的检验方法1.Fe2+的检验方法一:取出少量被检验的溶液,滴加KSCN溶液,无现象产生,再滴加氯水,若变成红色溶液,说明有Fe2+存在(鉴别时不能先滴加氯水)。有关反应:2

19、Fe2+Cl22Fe3+2Cl-,Fe3+3SCN-Fe(SCN)3(红色)方法二:取出少量被检验的溶液,加入NaOH溶液,产生白色絮状沉淀,且白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最终变为红褐色,证明有Fe2+存在。有关反应:Fe2+2OH-Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3方法三:取少量溶液,滴加铁氰化钾K3Fe(CN)6溶液,若生成蓝色沉淀,说明原溶液中含有Fe2+。这是检验Fe2+最好、最灵敏的方法。有关反应:3Fe2+2Fe(CN)63Fe3Fe(CN)622.Fe3+的检验方法一:取出少量被检验的溶液,滴加KSCN溶液,溶液变红色,证明有Fe3+存在。方法二:取

20、出少量被检验的溶液,加入NaOH溶液,产生红褐色沉淀,证明有Fe3+存在。【例题3】 用FeCl3溶液溶解铜制印刷线路板后得到某一废液,下列根据实验现象得出的结论不正确的是()。A.向废液中加入少量的葡萄糖溶液,加热,无红色沉淀产生,说明废液中不含Cu2+B.向废液中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明废液中含有Cl-C.向废液中加少量铁粉,充分反应后无固体剩余,说明废液中含有Fe3+D.向废液中滴加KSCN溶液,无现象,再加入氯水后溶液呈血红色,说明废液中含有Fe2+【解析】葡萄糖在碱性条件下能与新制Cu(OH)2反应生成砖红色Cu2O沉淀,但废液显酸性,不能与葡萄糖反应,A项错

21、误;Ag+与Cl-反应生成不溶于稀硝酸的AgCl沉淀,B项正确;废液中若无Fe3+,Fe与Cu2+反应则会有单质铜生成,C项正确;D项所述为Fe2+的检验方法,正确。【答案】A四、制备Fe(OH)2常用的三种方法方法一:有机覆盖层法将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下,并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4),以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应,如图1所示。方法二:还原性气体保护法用H2将装置内的空气排尽后,再将亚铁盐与NaOH溶液混合,这样可长时间观察到白色沉淀,如图2所示。方法三:电解法用铁作阳极,电解NaCl(或NaOH)溶液,并在液面上覆盖苯或煤油,如图3所示。【例题4 】

22、下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是()。A.B. C. D. 【解析】因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3,即发生反应:4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3。因此要较长时间看到白色Fe(OH)2沉淀,就要排除装置中的氧气或空气。、原理一样,都是先用氢气将装置中的空气排尽,并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中;的原理为铁作阳极产生Fe2+,与电解水产生的OH-结合生成Fe(OH)2,且液面用汽油保护,能防止空气进入;由于空气中的氧气能迅速将Fe(OH)2氧化,因而不能较长时间看到白色沉淀;中液面加苯阻止了空气的进入。【答案】B【跟踪练

23、习】1. 某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质)制备七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O),设计了如下流程:下列说法不正确的是()。A.溶解烧渣选用足量硫酸,试剂X选用铁粉B.固体1中一定有SiO2,控制pH是为了使Al3+转化为Al(OH)3进入固体2C.从溶液2得到FeSO4·7H2O产品的过程中,须控制条件防止其氧化和分解D.若改变方案,在溶液1中直接加NaOH至过量,得到的沉淀用硫酸溶解,其溶液经结晶分离也可得到FeSO4·7H2O【解析】烧渣中SiO2不溶于酸,Fe2O3、Al2O3溶于酸生成Fe3

24、+和Al3+,因为最终要获得Fe2+,所以应加入铁粉还原Fe3+,A项正确;控制pH是为了分离Fe2+和Al3+,从流程图可知,溶液2中含有Fe2+,所以加入的NaOH只能让Al3+生成沉淀,B项正确;Fe2+易被氧化生成Fe3+,FeSO4·7H2O在受热时,也易分解失去水,C项正确;溶液1中含有Fe3+,加入过量的NaOH生成Fe(OH)3沉淀,再加入H2SO4,得到Fe2(SO4)3,不能得到FeSO4·7H2O,D项错误。【答案】D2.用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜,所得溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是()。A.若无固体剩余,则溶液中一定

25、有Fe3+B.若有固体存在,则溶液中一定有Fe2+C.若溶液中有Cu2+,则一定没有固体析出D.若溶液中有Fe2+,则一定有Cu析出【解析】A项,FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上铜的反应为2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2,所得的溶液中存在FeCl2和CuCl2,还可能有过量的FeCl3溶液,加入铁粉充分反应后,若无固体剩余,说明原溶液中含有Fe3+,反应后不一定还含有;B项,不管固体是铁粉还是铜粉,溶液中一定含有Fe2+;C项,若溶液中有Cu2+,可以有部分铜固体析出;D项,若溶液中有Fe2+,不一定有Cu析出。【答案】B3.下列有关Fe2(SO4)3溶液的叙述正确的是()。A.该溶液

26、中,K+、Fe2+、C6H5OH、Br-可以大量共存B.和KI溶液反应的离子方程式:Fe3+2I-Fe2+I2C.和Ba(OH)2溶液反应的离子方程式:Fe3+SO42-+Ba2+3OH-Fe(OH)3+BaSO4D.1 L 0.1 mol·L-1该溶液和足量的Zn充分反应,生成11.2 g Fe【解析】A项,Fe3+与C6H5OH发生反应,不能大量共存,错误;B项,该离子方程式电荷不守恒,正确的离子方程式应为2Fe3+2I-2Fe2+I2,错误;C项,Fe2(SO4)3和Ba(OH)2反应的化学方程式为Fe2(SO4)3+3Ba(OH)22Fe(OH)3+3BaSO4,所以离子方程

27、式应为2Fe3+3SO42-+3Ba2+6OH-2Fe(OH)3+3BaSO4,错误;D项,Fe2(SO4)3与足量的Zn反应的化学方程式为Fe2(SO4)3+3Zn3ZnSO4+2Fe,可见0.1 mol Fe2(SO4)3参加反应可生成0.2 mol Fe,质量为11.2 g,正确。【答案】D 4.工业上,向500600 的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁;向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁。现用如图所示的装置模拟上述过程进行实验。回答下列问题:(1)制取无水氯化铁的实验中,A中反应的化学方程式为,装置B中加入的试剂是。 (2)制取无水氯化亚铁的实验中,装置A用来制取。尾气的成分

28、是。若仍用装置D进行尾气处理,存在的问题是、。 (3)若操作不当,制得的FeCl2 会含有少量FeCl3 ,检验FeCl3常用的试剂是。欲制得纯净的FeCl2,在实验操作中应先,再。 【解析】(1)无水氯化铁可由氯气和铁在加热条件下生成,装置A是在加热的条件下用浓盐酸和MnO2来制取Cl2,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O,装置B中装入浓硫酸,用于干燥Cl2,防止生成的FeCl3发生水解。(2)题干信息指出铁粉与HCl反应可以制取FeCl2,则装置A用于制取HCl;在尾气中含有剩余的HCl以及反应生成的H2,因HCl极易溶于水,故装置D

29、会发生倒吸;且H2难溶于水,会逸出。(3)选取KSCN溶液检验FeCl3;因为Fe2+具有还原性,故该实验装置中不能存在空气,所以应先点燃A处的酒精灯,利用产生的HCl气体将装置中的空气排尽,再点燃C处的酒精灯来制取FeCl2。【答案】(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O;浓硫酸(2)HCl;HCl和H2;发生倒吸;可燃性气体H2不能被吸收(3)KSCN溶液;点燃A处的酒精灯,通入氯化氢;点燃C处的酒精灯 第2讲 拓展练习基 础 题1、2、3、4、5、6、11、12灵 活 题7、8、9、10、13、14一、选择题(本题包括10小题,每小题6分,共60分)1.铁是一种应用广

30、泛的金属。下列有关铁的说法正确的是()。A.铁与盐酸反应生成氯化铁和氢气B.常温下,铁在浓硫酸中钝化C.铁在氧气中燃烧,生成物为Fe2O3D.纯铁(块状)是黑色金属【解析】A项,铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,错误;C项,铁在氧气中燃烧的生成物为Fe3O4,错误;D项,纯铁(块状)是银白色金属,错误。【答案】B 2.某学生以铁丝和Cl2为原料进行下列三个实验。从分类角度分析下列说法正确的是()。A.实验、反应制得的物质均为纯净物B.实验、均未发生氧化还原反应C.实验、均为放热过程D.实验、所涉及的物质均为电解质或非电解质【解析】实验得到的是氢氧化铁胶体,是混合体系,A项错误;实验中的溶解主要是

31、物理变化,实验中的水解是发生复分解反应,两者均未发生氧化还原反应,B项正确;实验中盐的水解是吸热过程,C项错误;实验中的铁和氯气是单质,既不是电解质也不是非电解质,D项错误。【答案】B3.下列中学常见实验的现象或表述正确的是()。A.过量的铁粉投入一定量的热浓硫酸中,将产生的气体通入浓NaOH溶液中,气体可全部被吸收B.25 下,c(H+)与c(OH-)浓度之比为1012的溶液中,Al3+、NH4+、NO3-、Fe2+可以大量共存C.检验红砖中的氧化铁,向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液于试管中,滴加23滴KSCN溶液即可D.向CuSO4溶液中滴入过量NaOH溶液充分反应后,将混合溶液

32、倒入蒸发皿中加热煮沸一段时间,然后冷却、过滤,滤纸上的物体为“蓝色固体”【解析】过量的铁粉与一定量的浓硫酸反应会生成SO2、H2两种气体,H2不溶于NaOH溶液,A项错误;pH=0的溶液呈强酸性,Fe2+、NO3-、H+不能大量共存,B项错误;CuSO4溶液中滴入过量NaOH溶液,两者充分反应后生成Cu(OH)2沉淀,加热后过滤,滤纸上留有的是CuO,D项错误。【答案】C4.下列检验物质的试剂选用正确的是()。A.用氯水、KSCN溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2B.用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2C.用NaOH溶液检验MgCl2溶液中是否含有FeCl2D.用

33、硝酸检验某黄色固体是纯铜还是黄铜【解析】A项,无法消除Fe3+产生的干扰,错误;B项,酸性KMnO4溶液还能氧化Cl-,错误;C项,虽然Mg2+也能形成白色沉淀,但若有Fe2+,生成的白色沉淀颜色会发生变化,正确;D项,纯铜和黄铜均能溶解在硝酸中,错误。【答案】C5.下列离子的检验方法合理的是()。A.向某溶液中滴入KSCN,溶液呈血红色,说明不含Fe2+B.用酸性KMnO4溶液检验NaCl溶液中是否含有FeCl2C.向某溶液中加入NaOH溶液,得到红褐色沉淀,说明原溶液中含有Fe3+D.向某溶液中加入NaOH溶液,得到白色沉淀,又观察到沉淀颜色逐渐变为红褐色,说明该溶液中只含有Fe2+,不含

34、有Mg2+【解析】A项,只能说明含有Fe3+,不能说明不含Fe2+,错误;B项,Cl-也能使酸性KMnO4溶液褪色,错误;D项,氧化后生成的红褐色沉淀Fe(OH)3也可能掩盖了白色沉淀Mg(OH)2,错误。【答案】C6.向FeI2、FeBr2的混合溶液中通入适量氯气,溶液中某些离子的物质的量变化如图所示。则下列有关说法中,不正确的是()。A.线段BD表示Fe3+物质的量的变化B.原混合溶液中FeBr2的物质的量为6 molC.当通入2 mol Cl2时,溶液中已发生的离子反应可表示为2Fe2+2I-+2Cl22Fe3+I2+4Cl-D.原溶液中:n(Fe2+)n(I-)n(Br-)=213【解

35、析】 通过题给信息可知,发生反应的先后顺序为2I-+Cl2I2+2Cl-、2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-、2Br-+Cl2Br2+2Cl-。在AB段发生反应:2I-+Cl2I2+2Cl-,所以n(I-)=2 mol;在BD段,发生反应:2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-,故原溶液中n(Fe2+)=4 mol,A项正确;从D开始发生反应:2Br-+Cl2Br2+2Cl-,所以原溶液中n(Br-)=6 mol,B项错误,D项正确;根据发生反应的先后顺序判断,C项正确。【答案】B7.在FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入过量的铁粉,若充分反应后溶液的质量没有变化,则原混合溶液中Fe3+和Cu2

36、+的物质的量浓度之比为()。A.27B.17C.71D.514【解析】单质铁可以参与两个反应:将FeCl3还原为FeCl2,此过程溶液的质量是增加的;与CuCl2发生置换反应,此过程溶液的质量是减少的。中质量的增加量等于中质量的减少量。设溶液的体积为1 L,溶液中FeCl3的浓度为x mol·L-1,CuCl2的浓度为y mol·L-1,质量增减为z g,则:Fe+2FeCl33FeCl2m2 mol56 gx molz gFe+CuCl2Cu+FeCl2m1 mol(64-56)gy molz g12×56x=(64-56)y,得出28x=8y,因此xy=27。

37、【答案】A8.在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中,Fe3+、Cu2+和Fe2+的物质的量之比为321,现加入适量铁粉,使溶液中三种离子物质的量之比变为124,则参加反应的铁粉与原溶液中Fe3+的物质的量之比为()。A.21B.12C.13D.14【解析】氧化性:Fe3+>Cu2+>Fe2+,加入适量的铁粉,使溶液中Fe3+、Cu2+和Fe2+物质的量之比变为124,说明溶液中Fe3+有剩余,则Cu2+没有参加反应,加入的Fe粉仅与Fe3+反应。设原溶液中含有Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量分别为3 mol、2 mol、1 mol,则反应后Fe3+、Cu2+、Fe

38、2+的物质的量分别为1 mol、2 mol、4 mol,故反应的Fe3+的物质的量为3 mol-1 mol=2 mol,参加反应的Fe的物质的量为1 mol,参加反应的铁粉与原溶液中Fe3+的物质的量之比为1 mol3 mol=13。【答案】C9.将a g铁和氧化铁的混合物加入800 mL pH=1的盐酸中充分反应后,固体无剩余,盐酸全部消耗完,放出气体 0.224 L(标准状况下)。则下列判断中正确的是()。A.原混合物中n(Fe)n(Fe2O3)=21B.向溶液中滴入无色的KSCN溶液,溶液显红色C.无法计算出原混合物的质量D.此时溶液中Fe2+和Fe3+的物质的量之比为31【解析】由于氧

39、化性:Fe3+>H+,所以当产生氢气时,Fe3+已经全部被还原为Fe2+,生成氢气的物质的量为0.224 L22.4 L·mol-1=0.01 mol,发生反应:Fe+2HClFeCl2+H2,消耗Fe的物质的量为0.01 mol,消耗HCl的物质的量为0.01 mol×2=0.02 mol,而反应:Fe+Fe2O3+6HCl3FeCl2+3H2O消耗HCl的物质的量为0.8 L×0.1 mol·L-1-0.02 mol=0.06 mol,该反应中消耗Fe的物质的量为0.06 mol×16=0.01 mol、Fe2O3的物质的量为0.06

40、 mol×16=0.01 mol。原混合物中n(Fe)n(Fe2O3)=(0.01 mol+0.01 mol)0.01 mol=21,故A项正确,C项错误;反应后的溶液中的溶质为FeCl2,无Fe3+存在,故B、D两项均错误。【答案】A10.向一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中,加入150 mL 4 mol·L-1稀硝酸,恰好使混合物完全溶解,并放出NO气体2.24 L(标准状况下),往所得溶液中加KSCN溶液,溶液不变红。若用一定量的氢气在加热条件下还原相同质量的该混合物,所得固体的物质的量可能为()。A.0.30 molB.0.28 molC.0.2

41、5 molD.0.22 mol【解析】该混合物与硝酸反应后的溶液中加入KSCN溶液,溶液不变红,说明溶液中含有Fe2+,不含Fe3+,n(NO)=2.24 L22.4 L·mol-1=0.1 mol。硝酸起着氧化剂和酸的作用,起氧化剂作用的硝酸的物质的量是0.1 mol,则起酸作用的硝酸的物质的量为0.150 L×4 mol·L-1-0.1 mol=0.5 mol,根据元素守恒可知n(Fe2+)=12n(NO3-)=0.25 mol,若用一定量的氢气在加热条件下还原相同质量的该混合物,则得到的固体的物质的量是0.25 mol。【答案】C二、非选择题(本题包括4小题

42、,共40分)11.硫铁矿烧渣是一种重要的化工生产中间产物,主要成分是Fe3O4、Fe2O3、FeO和二氧化硅等。下面是以硫铁矿烧渣制备高效净水剂聚合硫酸铁的流程图:(1)实验室实现“操作”所用的玻璃仪器有、和烧杯。 (2)检验“酸溶”后的溶液中含有Fe2+的试剂是,现象是。 (3)“操作”系列操作名称依次为、过滤和洗涤。洗涤的方法是。 (4)加入适量H2O2的目的是氧化Fe2+,写出H2O2将Fe2+氧化为Fe3+的离子方程式:。 【解析】(1)根据流程图可知操作是过滤,则实验室实现“操作”所用的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒和烧杯。(2)亚铁离子具有还原性,能

43、使酸性高锰酸钾溶液褪色,则检验“酸溶”后的溶液中含有Fe2+的试剂是KMnO4溶液,现象是溶液紫红色褪去。(3)从溶液中获得绿矾晶体的系列操作名称依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤和洗涤。洗涤沉淀的方法是向漏斗里加入蒸馏水,使水面没过沉淀物,等水自然流完后,重复操作23次。【答案】(1)漏斗;玻璃棒(2)KMnO4溶液;溶液紫红色褪去(3)蒸发浓缩;冷却结晶;向漏斗里加入蒸馏水,使水面没过沉淀物,等水自然流完后,重复操作23次(4)2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O12. (1)黄铁矿(FeS2)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。其中一个反应的化学方程式为3FeS2+8O26SO2+Fe3

44、O4,氧化产物为,若有3 mol FeS2参加反应,则转移mol电子。 (2)与明矾相似,硫酸铁也可用作净水剂,其原理为(用离子方程式表示)。 (3)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质,该反应的离子方程式为。 (4)在热的稀硫酸溶液中溶解一定量的FeSO4后,再加入足量的KNO3溶液,可使溶液中的Fe2+全部转化成Fe3+,并有气体逸出,请写出相应的离子方程式:。 (5)铁红是一种红色颜料,其成分是Fe2O3,将一定量的铁红溶于160 mL 5 mol·L-1盐酸中,再加入一定量铁粉,两者恰好完全溶解,并收集到2.24 L(标准状况下)H2

45、,经检测溶液中无Fe3+,则参加反应的铁粉的质量为g。 【解析】(5)反应产生的氢气的物质的量为0.1 mol,则有如下关系式:Fe2HCl H20.1 mol0.2 mol0.1 mol根据氯原子守恒,由Fe2O3转化而来的氯化铁的物质的量为13×(0.16 L×5 mol·L-1-0.2 mol)=0.2 mol,Fe2FeCl30.1 mol0.2 mol所以参加反应的铁粉的质量为(0.1 mol+0.1 mol)×56 g·mol-1=11.2 g。【答案】(1)SO2和Fe3O4;32(2)Fe3+3H2OFe(OH)3(胶

46、体)+3H+(3)2Fe3+2I-2Fe2+I2(4)3Fe2+NO3-+4H+3Fe3+NO+2H2O(5)11.213. Fe2O3具有广泛的用途。甲同学阅读有关资料得知在高温下煅烧FeCO3可以得到Fe2O3。为了进一步验证此结论,他做了如下实验:实验步骤实验操作取一定质量的FeCO3固体置于坩埚中,高温煅烧至质量不再变化,冷却至室温取少量实验步骤所得固体置于一洁净的试管中,用足量的稀硫酸溶解向实验步骤所得溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红由此甲同学得出结论:4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2(1)写出实验步骤中发生反应的离子方程式:。 (2)乙同学提出了不同的看法:煅烧产

47、物可能是Fe3O4,因为Fe3O4也可以溶于硫酸,且所得溶液中也含有Fe3+。于是乙同学对甲同学的实验步骤进行了补充改进:检验实验步骤所得溶液中是否含有Fe2+。他需要选择的试剂是(填字母)。 a.NaOH溶液b.新制氯水和KSCN溶液c.K3Fe(CN)6溶液(3)丙同学认为即使得到了乙同学预期的实验现象,也不能确定煅烧产物的成分。你认为丙同学持此看法的理由是。 (4)丙同学进一步查阅资料得知煅烧FeCO3的产物中的确含有+2价铁元素。于是他设计了另一种由FeCO3制取Fe2O3的方法:先向FeCO3中依次加入试剂稀硫酸、(填试剂名称)和氨水;再(填操作名称)、洗涤、灼烧

48、,即可得到Fe2O3。 【解析】(1)溶液变血红色说明溶液中生成了Fe(SCN)3。(2)Fe2+用K3Fe(CN)6来检验,反应现象为生成蓝色沉淀,c项正确。(4)FeCO3和Fe2O3中铁元素的价态分别是+2价和+3价,所以需要加入氧化剂,如加入H2O2、氯水,或通入Cl2等将Fe2+氧化成Fe3+,加入氨水后生成Fe(OH)3沉淀,经过滤、洗涤、灼烧可得到Fe2O3。【答案】(1)Fe3+3SCN-Fe(SCN)3(写可逆号、其他络合物形式也合理)(2)c(3)产物也可以是FeO和Fe2O3的混合物(或Fe3O4和FeO;Fe3O4和Fe2O3;FeO、Fe3O4和Fe2O3)

49、(4)过氧化氢溶液(或氯水);过滤14.某学生欲通过实验方法验证Fe2+的性质。(1)该同学在实验前,依据Fe2+的性,填写了下表。 实验操作预期现象反应的离子方程式向盛有新制FeSO4溶液的试管中滴入数滴浓硝酸,振荡试管中产生红棕色气体,溶液颜色逐渐变黄Fe2+NO3-+2H+ Fe3+NO2+H2O依照表中的操作,该同学进行实验。观察到液面上方的气体逐渐变为红棕色,但试管中溶液的颜色却变为深棕色。为了进一步探究溶液的颜色变成深棕色的原因,该同学进行如下实验。(2)向原新制FeSO4溶液和反应后溶液中均加入KSCN溶液,前者不变红色,后者(加了数滴浓硝酸的FeSO4溶液)变红。该现

50、象的结论是。 (3)该同学通过查阅资料,认为溶液的深棕色可能是NO2或NO与溶液中Fe2+或Fe3+发生反应而产生的。为此他利用如图装置(气密性已检验,尾气处理装置略)进行探究。.打开活塞a、关闭活塞b,装置甲中的反应开始后,观察到装置丙中的溶液逐渐变为深棕色,而装置丁中的溶液无明显变化。.打开活塞b、关闭a,一段时间后再停止装置甲中的反应。.为与中实验进行对照,更换装置丙、丁后(溶质不变),使装置甲中的反应继续,观察到的现象与步骤中相同。铜与足量浓硝酸反应的化学方程式是。 装置乙的作用是。 步骤的目的是。 该实验可得出的结论是。 (4)该同学

51、重新进行(1)中实验,观察到了预期现象,其实验操作是。 【解析】(1)Fe2+与浓硝酸发生氧化还原反应,其被氧化为Fe3+,溶液变为黄色,同时硝酸被还原为NO2,有红棕色气体产生,所以体现出了Fe2+的还原性。(2)向原新制FeSO4溶液和反应后溶液中均加入KSCN溶液,前者不变红色,后者(加了数滴浓硝酸的FeSO4溶液)变红,因为Fe3+与KSCN溶液反应,使溶液变红色,说明后者溶液中Fe2+被氧化成了Fe3+。(3)装置乙的作用是将NO2转化为NO,排除二氧化氮的红棕色对实验的干扰。由i与iii的实验现象可判断,NO2或NO气体通入硫酸亚铁溶液中,溶液变为深棕色,而通入硫酸铁溶液

52、中,溶液无明显变化,该实验的结论是溶液的深棕色是由NO或NO2与Fe2+作用得到(或不是由NO或NO2与Fe3+作用得到)。(4)第(1)问中是向硫酸亚铁溶液中滴加浓硝酸,Fe2+过量,导致生成的NO2或NO与Fe2+作用,溶液变为深棕色,若想看到预期的实验现象,则应使硝酸过量,Fe2+不足,则应进行的操作是向盛有浓硝酸的试管中滴入数滴新制的FeSO4溶液,振荡。【答案】(1)还原(2)Fe2+被硝酸氧化为Fe3+ (3)Cu+4HNO3(浓)Cu(NO)2+2NO2+2H2O使NO2转化为NO排出乙右侧装置中残留的NO2溶液的深棕色是由NO或NO2与Fe2+作用得到的(或不是由NO或NO2与

53、Fe3+作用得到的)(4)向盛有浓硝酸的试管中滴入数滴新制FeSO4溶液,振荡上海高考题再现（2012年-2016年）【2016年上海】19已知：SO32-+I2+H2OSO42-+2I-+2H+。某溶液中可能含有Na+、NH4+、Fe2+、K+、I-、SO32- 、SO42-，且所有离子物质的量浓度相等。向该无色溶液中滴加少量溴水，溶液仍呈无色。下列关于该溶液的判断正确的是A肯定不含I- B肯定不含SO42-C肯定含有SO32- D肯定含有NH4+【答案】BC【2016年上海】12下列各组混合物，使用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂不能分离的是A氧化镁中混有氧化铝 B氯化铝溶液中混有氯化铁C氧化铁中混有二氧化硅 D氯化亚铁溶液中混有氯化铜【答案】D【2015年上海】17某无色溶液含有