2019版高考化学复习金属及其重要化合物第3节铁及其重要化合物学案新人教版.docx

第3节铁及其重要化合物【考纲要求】 了解铁的制备方法，掌握其主要性质及其应用。 了解铁的重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。考点一铁的主要性质及应用1原子结构铁位于元素周期表第四周期第族，原子结构示意图为，化学反应中易失去2个或3个电子而表现为2价或3价。铁在地壳中的含量占第4位。2物理性质纯铁具有银白色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被磁铁吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。3化学性质铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为2价和3价。(1)Fe与Cl2、S反应的化学方程式：2Fe3Cl22FeCl3；FeSFeS。(2)Fe与水蒸气反应的化学方程式：3Fe4H2O(g) Fe3O44H2。(3)与氧化性酸(如HNO3)的反应(写离子方程式，下同)Fe与过量稀HNO3的反应：FeNO4H=Fe3NO2H2O。Fe与少量稀HNO3的反应：3Fe2NO8H=3Fe22NO4H2O。(4)Fe与FeCl3溶液的反应：Fe2Fe3=3Fe2。4应用(1)用途：用量最大、用途最广泛的合金是铁合金钢，可用于制造不锈钢、特种钢、钢板、钢管等。(2)制备：工业上冶炼铁的反应方程式为3COFe2O32Fe3CO2。1铁位于元素周期表中第四周期第B族()2Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同()3Fe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()4Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2()5铁与硫混合共热生成Fe2S3()答案：1.2.3.4.5.1下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是()A工业上在高温下用CO还原含Fe2O3的铁矿石炼铁B铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4C工业上可用铁制容器储存、运输浓硝酸和浓硫酸D氯化铁溶液有较强氧化性，故可用作净水剂解析：选D。FeCl3溶液用作净水剂的原因是Fe3水解产生Fe(OH)3胶体，其可吸附水中悬浮物和杂质等并形成沉淀沉降下来，从而起到净水作用，与氧化性无关。2下列关于铁的叙述正确的是()铁能被磁铁吸引，纯铁易被锈蚀在人体的血红蛋白中含有铁元素不能通过化合反应生成FeCl2和Fe(OH)3铁能在氧气中剧烈燃烧，但不能在水蒸气中燃烧铁与硝酸反应的产物仅是Fe(NO3)3ABCD解析：选B。中纯铁不易被锈蚀。中可以通过化合反应生成FeCl2和Fe(OH)3：2FeCl3Fe=3FeCl2、4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。中当铁过量时可生成Fe(NO3)2。考点二铁的氧化物和氢氧化物1铁的氧化物(1)物理性质化学式FeOFe2O3Fe3O4俗称铁红磁性氧化铁色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体铁的价态2价3价2价、3价(2)化学性质FeO、Fe2O3、Fe3O4分别与盐酸反应的离子方程式：FeO2H=Fe2H2O、Fe2O36H=2Fe33H2O、Fe3O48H=2Fe3Fe24H2O。FeO与稀硝酸反应的化学方程式：3FeO10HNO3=3Fe(NO3)3NO5H2O。FeO、Fe2O3分别与HI溶液反应的化学方程式：FeO2HI=FeI2H2O、Fe2O36HI=2FeI2I23H2O。2铁的氢氧化物(是离子反应的写离子方程式)化学式Fe(OH)2Fe(OH)3颜色状态白色固体红褐色固体与盐酸反应Fe(OH)22H=Fe22H2OFe(OH)33H=Fe33H2O受热分解2Fe(OH)3Fe2O33H2O制法可溶性亚铁盐与碱溶液反应：Fe22OH=Fe(OH)2可溶性铁盐与碱溶液反应：Fe33OH=Fe(OH)3二者的关系在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应方程式为4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)31Fe2O3是红棕色粉末，俗称铁红，常用作红色油漆和涂料()2Fe3O4可用FeOFe2O3表示，故Fe3O4为混合物()3氢氧化铁与HI溶液反应的离子方程式为Fe(OH)33H=Fe33H2O()4Fe2O3与NaOH溶液反应可制取Fe(OH)3()5Fe2O3不可与水反应得到Fe(OH)3，所以不能通过化合反应制取Fe(OH)3()6磁性氧化铁溶于稀硝酸的离子方程式为3Fe24HNO=3Fe3NO3H2O()答案：1.2.3.4.5.6.题组一考查铁的氧化物、氢氧化物的性质1等质量的下列物质与足量稀硝酸反应，放出NO物质的量最多的是()AFeOBFe2O3CFeSO4DFe3O4解析：选A。Fe2O3不具有还原性，与稀HNO3反应不生成NO。另外三种等质量的物质中，含Fe2物质的量越多，与稀HNO3反应失去的电子越多，根据得失电子守恒，则生成NO的物质的量越多。经计算比较等质量的FeO、FeSO4、Fe3O4中FeO含有Fe2物质的量最多，故选A。2铁屑溶于过量稀硫酸，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质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是()AFe(OH)3Fe2O3BFe(OH)2Fe2O3CFe(OH)2Fe(OH)3DFe(OH)2Fe3O4解析：选B。铁与稀硫酸反应生成FeSO4，再与过量氨水反应生成白色沉淀Fe(OH)2，在空气中加热Fe(OH)2，铁元素被氧化为3价，最后所得红棕色残渣为Fe2O3。题组二考查氢氧化亚铁的制备3用不含Fe3的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备Fe(OH)2。(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入_。(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用_的方法。(3)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液，这样操作的理由是_。解析：(1)Fe2易水解，要加入稀H2SO4防止其水解；Fe2易被空气中的O2氧化，要加铁粉或铁屑，将被氧化生成的Fe3还原成Fe2。(2)气体的溶解度是随温度升高而降低的，所以煮沸后的蒸馏水中溶解的O2减少。答案：(1)稀H2SO4、铁屑(2)煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化4下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是_(填序号)。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)2O22H2O=4Fe(OH)3。因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，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NaCl溶液产生的OH结合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保护，能防止空气进入；中液面加苯阻止了空气进入；由于带入空气中的氧气，能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。答案：防止Fe(OH)2被氧化的方法(1)将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶液中的氧气。(2)将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入试管的亚铁盐溶液底部，并慢慢挤出NaOH溶液。(3)在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。(4)在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。(5)用Fe作阳极，石墨作阴极，电解NaOH溶液，在溶液上面加苯、汽油等保护层，利用新产生的Fe2与OH反应制取Fe(OH)2。 考点三Fe2、Fe3的性质和检验1亚铁盐(1)Fe2的氧化性和还原性含有Fe2的溶液呈浅绿色，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，如遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H)等均表现为还原性。Fe2的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：2Fe2H2O22H=2Fe32H2O。(2)Fe2可发生水解反应Fe(OH)2是弱碱，含Fe2的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制Fe2的水解，加少量铁屑防止Fe2被氧化。2铁盐(1)氧化性：含有Fe3的溶液呈棕黄色，Fe3处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现为氧化性。Fe3与S2、I、HS、SO_等具有较强还原性离子不能大量共存。Fe3可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式为2Fe3Cu=Cu22Fe2。(2)易水解：Fe(OH)3是很弱的碱，且溶度积很小，因而Fe3极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。利用Fe3易水解的性质，实验室可用饱和FeCl3溶液滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式为FeCl33H2OFe(OH)3(胶体)3HCl。利用Fe3易水解的性质，工业上常用调节pH方法除去溶液中的铁离子。利用Fe3易水解的性质，实验室配制氯化铁溶液，通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，然后再稀释至所需浓度。Fe3与HCO、AlO、CO、ClO等水解呈碱性的离子不能大量共存。3Fe2、Fe3的检验方法(1)用KSCN溶液和氯水(2)用NaOH溶液(3)含Fe2、Fe3的混合溶液中Fe2、Fe3的检验混合溶液溶液变红色，说明含有Fe3；混合溶液酸性KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2。(4)Fe2的特征检验方法待检溶液产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2，反应的离子方程式为3Fe22Fe(CN)63=Fe3Fe(CN)62。4含Fe2、Fe3的除杂问题主要成分杂质除杂方法FeCl3(aq)FeCl2(aq)加入氯水或H2O2FeCl2(aq)FeCl3(aq)加过量铁粉后过滤FeCl2(aq)CuCl2(aq)加过量铁粉后过滤1在溶液中加KSCN，溶液显红色，证明原溶液中有Fe3，无Fe2()2(NH4)2Fe(SO4)2溶液与过量NaOH溶液反应制Fe(OH)2 的离子方程式：Fe22OH=Fe(OH)2()3Fe2(SO4)3和KI溶液反应的离子方程式：Fe32I=Fe2I2()4检验Fe(NO3)2晶体是否氧化变质的方法是将Fe(NO3)2样品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红()5向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，该溶液中一定含有Fe2()答案：1.2.3.4.5.题组一考查Fe2 和Fe3的检验1下列离子的检验方法合理的是()A向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2B向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2C向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3D向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2，不含有Mg2解析：选C。A项中只能说明原溶液中含有Fe3；B项原溶液中可能只有Fe3而没有Fe2；D项中Fe(OH)2被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。2要证明某溶液中不含Fe3，而可能含有Fe2，进行如下实验操作的最佳顺序为()加入足量氯水加入足量KMnO4(H)溶液加入少量KSCN溶液ABCD解析：选C。先加入少量KSCN溶液，若无红色，证明无Fe3，然后加足量的氯水，若出现红色，说明有Fe2存在。不选择B项加入足量KMnO4(H)溶液的原因是KMnO4(H)溶液是紫红色的溶液，Fe2与MnO反应时溶液颜色变化不明显。题组二考查含铁物质的除杂问题3下列除杂的操作不正确的是()AMgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量MgO充分反应后过滤BFeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤CCuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤DCuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2氧化成Fe3，再加入CuO充分反应后过滤解析：选C。FeCl3溶液中存在水解平衡：FeCl33H2OFe(OH)33HCl，加入MgO与H反应，上述平衡右移，使Fe3转化成Fe(OH)3而除去，A正确；加入过量铁粉，FeCl3与Fe反应生成FeCl2而达到除杂的目的，B正确；加入NaOH溶液，Cu2、Fe3均转化成氢氧化物沉淀，不符合除杂要求，C错误；先用H2O2将Fe2氧化成Fe3，再利用FeCl3的水解，加入CuO与H反应将Fe3转化成Fe(OH)3而除去，D正确。4Fe2、Fe3、Zn2较完全地形成氢氧化物沉淀的pH分别为6.7、3.7、4.6。某硫酸锌酸性溶液中含有少量Fe2、Fe3杂质离子，为除去这些离子制得纯净的ZnSO4，应加入的试剂是()ANaOH溶液B氨水CKMnO4、ZnCO3DH2O2、ZnO解析：选D。由于Fe2沉淀所需pH比Zn2大，应首先将Fe2氧化为Fe3，然后调节溶液的pH使Zn2还未沉淀时Fe3已沉淀完全。氧化剂H2O2将Fe2氧化为Fe3，ZnO能消耗溶液中的H且不引入新的杂质离子，故D项符合要求。除去混合溶液中Fe3、Fe2的常用方法(1)除去Mg2中混有的Fe3的方法向混合溶液中加入MgO、MgCO3、Mg(OH)2中之一，与Fe3水解产生的H反应，促进Fe3的水解，将Fe3转化为Fe(OH)3沉淀而除去。(2)除去Cu2中混有的Fe3的方法向混合溶液中加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3 中之一，与Fe3水解产生的H反应，促进Fe3的水解，将Fe3转化为Fe(OH)3沉淀而除去。(3)除去Mg2中混有的Fe2的方法先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2氧化成Fe3，然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3。(4)除去Cu2中混有的Fe2的方法先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2氧化成Fe3，然后再按(2)的方法除去溶液中的Fe3。 考点四铁及其化合物的转化关系及应用“铁三角”的转化关系完成下列变化的离子方程式。(1)将H2S气体通入FeCl3溶液中产生淡黄色沉淀：H2S2Fe3=S2Fe22H。(2)将FeCl3溶液滴入淀粉KI溶液，溶液变蓝：2I2Fe3=I22Fe2。(3)FeCl3可溶解铁片：2Fe3Fe=3Fe2。(4)FeSO4可使酸性KMnO4溶液褪色：5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O。(5)将FeCl2溶液滴入到HNO3溶液中，有无色气体放出：3Fe2NO4H=3Fe3NO2H2O。题组一考查铁与硝酸反应中铁元素存在形式的判断1在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。Fe3Fe2Fe、Fe2Fe2、Fe3(1)AB段铁元素以_形式存在。(2)BC段铁元素以_形式存在。(3)CD段铁元素以_形式存在。解析：向稀HNO3中加入铁粉，开始时稀HNO3过量应生成Fe3，随加入铁粉量的增加，HNO3反应完全后，发生反应2Fe3Fe=3Fe2，最后全部转化为Fe2。答案：(1)(2)(3)2向含有1 mol HNO3和1 mol H2SO4的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量，溶液中金属阳离子a、b与所加铁粉的物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。下列有关判断不正确的是()Aa表示Fe3的关系曲线Bn10.75CP点时，n(Fe2)0.562 5 molD向P点溶液中加入铜粉，最多可溶解14.4 g解析：选C。该反应可以看作两步：Fe4HNO=Fe3NO2H2O，硝酸根过量，氢离子不足；2Fe3Fe=3Fe2。a表示Fe3的关系曲线，故A正确；溶液中共有3 mol H参加反应，消耗铁为0.75 mol，B正确；P点n(Fe2)n(Fe3)，二者均为0.45 mol，C错误；剩余0.45 mol Fe3，消耗0.225 mol铜，质量为14.4 g，D正确。1铁与稀硝酸反应产物中铁元素价态的判断方法(1)当HNO3过量时：反应原理为Fe4HNO3=Fe(NO3)3NO2H2O，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：铁被硝酸氧化为Fe3，然后Fe3被剩余的铁还原为Fe2，也就是说最终得到亚铁盐，总方程式：3Fe8HNO3=3Fe(NO3)22NO4H2O，铁元素的价态为2价。 (3)当时：铁元素的存在形式为Fe2和Fe3，铁元素的价态为2、3价。(4)用数轴法表示铁与硝酸的用量比与反应产物的关系：2铁与硫酸、硝酸的混合酸反应顺序总结足量铁与稀硫酸、稀硝酸的混合溶液反应，则可利用离子反应分析，依次发生反应：FeNO4H=Fe3NO2H2O、2Fe3Fe=3Fe2、Fe2H=Fe2H2(若H量不足，该反应不再发生)。题组二考查“铁三角”在物质转化推断题中的应用3.(2018临沂模拟)A、B、C是中学所学过的三种单质，A、B、C及其他物质之间的反应关系如图所示，其中B、D、E、F的水溶液呈酸性。若DCEF且常温下只有B为气态，则A、B、C分别为()AFe、Cl2、Cu BFe、Cl2、H2CCu、Cl2、Fe DFe、Cl2、Mg解析：选A。B单质水溶液呈酸性，且常温下为气态，则B为Cl2，结合转化关系可推出，A、B、C、D、E、F分别为Fe、Cl2、Cu、FeCl3、CuCl2、FeCl2。4A、B、C三种物质中均含有同一种元素M，它们之间有如图所示的转化关系。A为一种金属单质，其产量直接关系国民经济命脉。反应均为化合反应，反应为置换反应。下列有关说法不正确的是()A中所加试剂可能是氯气B中需要加具有氧化性的试剂CA与稀硝酸反应一定能实现元素M在中发生的价态变化D元素M在中发生的价态变化也能通过加碘化钾溶液实现解析：选C。根据转化关系可确定A为变价金属，应为Fe，反应加入氯气能实现，B为FeCl3，C为FeCl2，A项正确；反应是铁元素由2价升高到3价，需要加具有氧化性的试剂，B项正确；过量的铁与稀硝酸反应时，生成硝酸亚铁，C项不正确；Fe3能将I氧化成I2，自身被还原成Fe2，D项正确。1有关铁及其化合物的说法正确的是()A(2016高考全国卷，10C)配制氯化铁溶液时，将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释B(2016高考全国卷，13A)将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中，制备Fe(OH)3胶体C(2016高考全国卷，7B)利用铁比铜金属性强的性质，可用FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板D(2016高考上海卷)Fe与Cl2反应生成FeCl3，推测Fe与I2反应生成FeI3解析：选A。A项，在溶液中铁离子极易发生水解反应，产生难溶性的氢氧化铁，为了抑制铁离子的水解，应该先将氯化铁溶解在较浓的盐酸中，然后再加水稀释到相应的浓度，正确；B项，制备Fe(OH)3胶体，应将饱和氯化铁溶液滴入沸水中，错误；C项，铁离子与铜反应生成铜离子和亚铁离子，利用的是铜的还原性比亚铁离子的还原性强的性质，错误；D项，因I2的氧化性较弱，故与铁反应生成FeI2，错误。2(2016高考上海卷)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解析：选D。A项，MgO是碱性氧化物，与NaOH溶液不能反应，而Al2O3是两性氧化物，可以与NaOH溶液发生反应产生NaAlO2，过滤后洗涤，就得到纯净的MgO，向滤液中加入盐酸至沉淀达到最大量，过滤洗涤，不溶物加热得Al2O3。B项，向溶液中加入过量的NaOH溶液，FeCl3变为Fe(OH)3沉淀，AlCl3变为NaAlO2，过滤，然后向滤液中加入适量的盐酸，当沉淀达到最大值，过滤，得到Al(OH)3，再分别向两种物质的沉淀中加入适量的盐酸溶解，就分别得到AlCl3溶液和FeCl3溶液。C项，SiO2是酸性氧化物，能与NaOH溶液发生反应，而Fe2O3与NaOH溶液不反应。加入过量的NaOH溶液，然后过滤洗涤，就得到纯净的Fe2O3，向滤液中加入过量盐酸，得到H2SiO3沉淀，过滤、洗涤、灼烧得到SiO2。D项，二者都能与NaOH溶液反应，当再向得到的沉淀中加入盐酸时，二者都溶解，而且得到FeCl3溶液，不能分离、提纯二者。3下列叙述正确的是()A (2015高考全国卷，10A)将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液，现象是有气体生成，溶液呈红色，结论是稀硝酸将Fe氧化为Fe3B(2015高考天津卷改编)在溶液中加KSCN，溶液显红色，证明原溶液中有Fe3C(2015高考广东卷)向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液，再滴加H2O2溶液，现象是加入H2O2后溶液变成红色， 结论是Fe2既有氧化性又有还原性 D(2015高考江苏卷)Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3解析：选B。A项，忽视了Fe3的氧化性，过量的Fe与稀硝酸反应只能生成硝酸亚铁和NO气体，错误；C项，FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液再滴加H2O2溶液，溶液变成红色，说明H2O2把Fe2氧化为Fe3，Fe2体现了还原性，没有体现氧化性，错误；D项，FeCl3是强酸弱碱盐，直接加热蒸发其溶液最终得不到氯化铁，错误。4(2016高考全国卷，28，15分)某班同学用如下实验探究Fe2、Fe3的性质。回答下列问题：(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 mol/L的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是_。(2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为_。(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是_。(4)丙组同学取10 mL 0.1 mol/L KI溶液，加入6 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验：第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；第二支试管中加入1滴K3Fe(CN)6 溶液，生成蓝色沉淀；第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。实验检验的离子是_(填离子符号)；实验和说明：在I过量的情况下，溶液中仍含有_(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为_。(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为_；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是_；生成沉淀的原因是_(用平衡移动原理解释)。解析：(1)Fe2具有还原性，FeCl2溶液易被氧化而变质，配制FeCl2溶液时加入少量铁屑，目的是防止Fe2被氧化。(2)溶液变红，说明有Fe3生成，则FeCl2溶液与氯水反应生成FeCl3，离子方程式为2Fe2Cl2=2Fe32Cl。(3)甲组实验中，FeCl2易被空气中的O2氧化，会生成FeCl3，因此实验不够严谨。加入煤油，煤油的密度比水小，可以起到隔绝空气的作用，从而排除氧气对实验的影响。(4)实验中K3Fe(CN)6溶液的作用是检验Fe2。根据实验，CCl4层显紫色，说明有I2生成，根据实验，生成蓝色沉淀，说明有Fe2生成，根据实验，溶液变红，说明有Fe3剩余，I过量的情况下，溶液中仍含有Fe3，由此说明该反应为可逆反应。(5)溶液变为棕黄色，说明生成了Fe3，离子方程式为2Fe2H2O22H=2Fe32H2O。溶液中有气泡出现，说明H2O2在Fe3的催化作用下发生了分解反应，生成了O2。随后生成红褐色沉淀，则沉淀为 Fe(OH)3，H2O2分解放出热量，Fe3的水解平衡Fe33H2OFe(OH)33H向正反应方向不断移动，因此得到Fe(OH)3 沉淀。答案：(1)防止Fe2被氧化(2)2Fe2Cl2=2Fe32Cl(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)(4)Fe2Fe3可逆反应(5)2Fe2H2O22H=2Fe32H2OFe3催化H2O2分解产生O2H2O2分解反应放热，促进Fe3的水解平衡正向移动一、选择题1唐代中药学著作新修本草中，有关于“青矾”的记录为“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃烧之赤色”。据此推测，“青矾”的主要成分为()ACuSO45H2OBFeSO47H2OCKAl(SO4)212H2ODFe2(SO4)39H2O解析：选B。 “青矾”的描述为“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃烧之赤色”，青矾是绿色，经煅烧后，分解成粒度非常细而活性又很强的Fe2O3超细粉末，为红色。A中CuSO45H2O为蓝色晶体；B中FeSO47H2O是绿色晶体；C中KAl(SO4)212H2O是无色晶体；D中Fe2(SO4)39H2O为黄色晶体，所以判断“青矾”的主要成分为FeSO47H2O。2坦克、导弹的制造材料主要是金属合金，钢铁便是其中十分重要的一种。下列关于铁的说法中正确的是()A铁元素属于过渡元素，其原子序数为26B单质铁与浓硫酸在常温下不反应C铁单质只具有还原性，其阳离子只具有氧化性D与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率，纯铁比生铁的快解析：选A。铁是26号元素，属于第族元素，为过渡元素，故A正确；常温下，铁和浓硫酸反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步反应，但并不是铁和浓硫酸不反应，故B错误；亚铁离子既有还原性，又有氧化性，故C错误；纯铁和稀盐酸不能构成原电池，生铁中铁、碳、盐酸构成原电池，能加快反应速率，所以生铁反应速率比纯铁快，故D错误。3将铁屑溶于过量的稀盐酸后，再加入下列物质，会有Fe3生成的是()A硫酸B氯水 C硫酸锌D氯化铜解析：选B。Fe2HCl=FeCl2H2，选项中，H2SO4、ZnSO4、CuCl2均不能与FeCl2反应，但氯水中的Cl2能氧化Fe2生成Fe3，离子方程式为2Fe2Cl2=2Fe32Cl。4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保存FeCl2溶液常常加一些铁粉，其目的是抑制Fe2水解B在25 时，pH0的溶液中，Al3、NH、NO、Fe2可以大量共存C制备AlCl3、FeCl3均可采用将溶液直接蒸干的方法D硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液：2Fe2H2O22H=2Fe32H2O解析：选D。保存FeCl2溶液常常加一些铁粉，其目的是防止Fe2被氧化，A项不正确；pH0的溶液呈强酸性，Fe2、NO、H不能大量共存，B项不正确；制备AlCl3、FeCl3若将其溶液直接蒸干，会得到Al(OH)3、Fe(OH)3，C项不正确。5在FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是()A加入KSCN溶液一定不变红色B溶液中一定含Fe2C溶液中一定含Cu2D剩余固体中一定含铜解析：选C。氧化性Fe3Cu2，加入Fe先还原Fe3，然后再还原Cu2。6下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是()选项操作和现象结论或目的A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KSCN溶液23滴，溶液呈红色红砖中含有氧化铁B向CO还原Fe2O3得到的黑色固体中加入盐酸溶解后再加入KSCN溶液，溶液不显红色黑色固体中没有Fe3O4C取少量Fe(NO3)2试样加水溶解，加稀H2SO4酸化，滴加KSCN溶液，溶液变为红色该Fe(NO3)2试样已经变质D向某溶液中加入H2O2，然后再加入KSCN溶液变红色原溶液中含有Fe2解析：选A。B项中CO还原Fe2O3得到单质Fe，即使黑色固体中有Fe3O4，其溶于盐酸后产生的Fe3与Fe发生反应：Fe2Fe3=3Fe2，加入KSCN溶液也不显红色，错误；C项中NO(H)具有强氧化性，而Fe2具有还原性，两者发生氧化还原反应，有Fe3生成，遇KSCN溶液呈红色，无法证明样品是否变质，错误；D项中若原溶液中无Fe2而存在Fe3，也有此现象，错误。7下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一组是()ABCDXFeCl2溶液FeCl3溶液FeFeSO4溶液YFeCl3CuCl2AlFe2(SO4)3ZCl2FeNaOH溶液Cu解析：选C。Cl2与FeCl2反应，A错误；Fe与FeCl3、CuCl2均反应，B错误；D有新的杂质CuSO4生成，D错误。8如图是物质间发生化学反应时颜色的变化情况，下列选项中正确的是()选项MNPQANH3H2OBa(OH)2铜石蕊溶液BNaBaCl2FeOKSCN溶液CNaOHBa(NO3)2锌粉KSCN溶液DNaHCO3MgCl2铁石蕊溶液解析：选C。硫酸铁溶液与Ba(OH)2溶液反应生成BaSO4白色沉淀和Fe(OH)3红褐色沉淀，A项错误；硫酸铁溶液与FeO不反应，且FeO难溶于水，B项错误；C项物质间发生化学反应时颜色的变化情况符合图示，C项正确；硫酸铁溶液与MgCl2溶液不反应，D项错误。9将一定量的铁粉加入一定浓度的稀硝酸中，金属恰好完全溶解，反应后溶液中存在c(Fe2)c(Fe3)32，则参加反应的Fe和HNO3的物质的量之比为()A11B516 C23D32解析：选B。由c(Fe2)c(Fe3)32可知，该溶液中n(Fe2)n(Fe3)32，设亚铁离子的物质的量为3x mol，则铁离子的物质的量为2x mol，起酸性作用的硝酸的物质的量3x mol22x mol312x mol；设作氧化剂的硝酸的物质的量为y mol，根据得失电子守恒有3x mol22x mol33y mol，y4x，所以参加反应的硝酸的物质的量12x mol4x mol16x mol，则参加反应的Fe和HNO3的物质的量之比为(5x mol)(16x mol)516。10有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 molL1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2全部转变为Fe3，则该样品可能的化学式为()AFe2O3BFe3O4CFe4O5DFe5O7解析：选D。根据2Fe2Cl2=2Fe32Cl，可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中n(Fe2)0.025 mol20.05 mol，根据电荷守恒得2n(Fe2)3n(Fe3)n(Cl)，则n(Fe3)0.2 mol，故n(Fe2)n(Fe3)0.050.214，故该氧化物可表示为FeO2Fe2O3，即Fe5O7。二、非选择题11铁是人类较早使用的金属之一。运用铁及其化合物的有关知识，回答下列问题：(1)铁和铁合金是生活中的常用材料，下列叙述中正确的是_。A纯铁硬度比生铁高 B纯铁耐腐蚀性强，不易生锈 C不锈钢是铁合金，只含金属元素 D铁在一定条件下，可与水蒸气反应 E铁在冷的浓硫酸中钝化(2)向沸水中逐滴滴加1 molL1 FeCl3溶液，至液体呈透明的红褐色，该反应的离子方程式为_，形成该分散系的分散质微粒直径范围是_。(3)电子工业需用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜，制造印刷电路板。请写出 FeCl3溶液与铜反应的离子方程式：_。欲从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液，现有下列试剂：氯气铁粉浓硝酸浓盐酸烧碱浓氨水，需要用到的一组试剂是_。AB CD(4)高铁酸钠Na2FeO4 是一种新型净水剂。高铁酸钠主要通过如下反应制取： 2Fe(OH)33NaClO4NaOH=2Na2FeO43X5H2O。则X的化学式为_。高铁酸钠在水中可以发生如下反应： 4FeO10H2O4Fe(OH)38OH3O2。由此看来，高铁酸钠能够杀菌消毒是因为它具有_性，而能够除去水中悬浮物是因为_。下列物质能作净水剂的有_。AKAl(SO4)212H2OBFe(OH)(SO4)nCClO2 D“84”消毒液解析：(1)A纯铁硬度比生铁低，错误；B纯铁耐腐蚀性强，不易生锈，正确；C不锈钢是铁合金，含Fe、Mn等金属元素，也含有C、Si等非金属元素，错误；D铁在一定条件下，可与水蒸气反应产生四氧化三铁和氢气，正确；E.铁在室温下遇浓硝酸、浓硫酸，在金属表面会被氧化产生一薄层致密的氧化物保护膜，而阻止了金属的进一步反应，因此Fe在冷的浓硫酸中钝化，正确。(2)向沸水中逐滴滴加1 molL1 FeCl3溶液，至液体呈透明的红褐色，这时发生Fe3的水解反应，产生氢氧化铁胶体和盐酸，该反应的离子方程式为Fe33H2OFe(OH)3(胶体)3H；形成的该分散系属于胶体，分散质的微粒直径范围是1100 nm。(3)FeCl3溶液与铜反应的离子方程式是2Fe3Cu=2Fe2Cu2；从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液，应该首先向溶液中加入过量的Fe粉，发生反应得到FeCl2溶液，把过量的Fe和置换出的Cu过滤出去，向滤渣中加入盐酸使Fe发生反应得到FeCl2溶液，再过滤回收Cu，把两次的滤液合并，再向其中通入过量的氯气就得到了FeCl3溶液，所以选项A符合题意，而其余选项都会引入杂质离子，不符合题意，错误。(4)根据原子守恒可得X的化学式是NaCl；根据方程式可知高铁酸钠能够杀菌消毒是因为它可以得到电子，具有强的氧化性，而能够除去水中悬浮物是因为反应后产生的还原产物Fe(OH)3 在水中形成胶体，有强的吸附能力，吸附水中悬浮的杂质使之形成沉淀而除去；AKAl(SO4)212H2O电离产生的Al3会发生水解反应产生Al(OH)3胶体，因此有净水作用，正确；BFe(OH)(SO4)n会形成Fe(OH)3胶体，因此有净水作用，正确；CClO2 有强氧化性，可以杀菌消毒，危害也小，因此可作净水剂，正确；D“84”消毒液有杀菌消毒作用，但是碱性太强，气味太浓，不适宜水的净化，错误。答案：(1)BDE(2)Fe33H2OFe(OH)3(胶体)3H1100 nm(3)2Fe3Cu=2Fe2Cu2A(4)NaCl氧化生成的Fe(OH)3在水中形成胶体能够吸附水中的悬浮杂质ABC12铁及其化合物在日常生活中有广泛应用。(1)写出Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的化学方程式：_。(2)绿矾(FeSO47H2O)是补血剂的原料，易变质。检验绿矾是否变质的试剂是_。设计实验检验绿矾是否完全变质：_。(3)利用绿矾制备还原铁粉的工业流程如下：干燥过程主要是为了脱去游离水和结晶水，过程中会有少量FeCO3nH2O在空气中被氧化为FeOOH，该反应的化学方程式为_。取干燥后的FeCO3样品12.49 g，焙烧，最终得到还原铁粉6.16 g，计算样品中杂质FeOOH的质量为_g。(FeOOH也能被C还原得到Fe)解析：(1)Fe(OH)2与氧气和水反应生成Fe(OH)3，化学方程式为4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。(2)绿矾(FeSO47H2O)易变质，Fe2被氧化为Fe3，检验绿矾是否变质的试剂是KSCN溶液。检验绿矾是否完全变质即检验样品是否存在Fe2，可利用Fe2的还原性进行检验或用铁氰化钾溶液检验。(3)依据得失电子守恒和原子守恒写出化学方程式。设样品中FeCO3的物质的量为x mol，FeOOH的物质的量为y mol，则解得x0.1，y0.01，样品中杂质FeOOH的质量为0.01 mol89 gmol10.89 g。答案：(1)4Fe(OH)2O