新优化高考化学一轮(全国通用版)精致讲义：铁及其重要化合物

文档鉴赏 第三讲 铁及其重要化合物 1 了解铁及其重要化合物的制备方法 2 掌握铁及其重要化合物的主要性质及其应用 铁及其重要化合物 知识梳理 1 铁的物理性质 纯铁具有金属的共性 如具有银白色金属光泽 具有导电性 导热性和延展性 具有 能被磁铁吸引的特征 2 铁的化学性质 用化学方程式或离子方程式表示 铁单质性质活泼 有较强的还原性 铁元素主要化合价为 2 价和 3 价 1 与非金属单质的反应 与 O2的反应 常温 铁被腐蚀生成铁锈 其主要成分为 Fe2O3 点燃 3Fe 2O2Fe3O4 点燃 与 Cl2的反应 2Fe 3Cl22FeCl3 点燃 与 S 的反应 Fe SFeS 2 与水的反应 常温下铁与水不反应 在高温条件下与水蒸气反应 3Fe 4H2O g Fe3O4 4H2 高温 3 与酸的反应 与非氧化性酸反应的离子方程式 Fe 2H Fe2 H2 与氧化性酸反应 遇冷的浓硫酸或浓硝酸发生钝化 与稀硝酸或在加热条件下与浓 硫酸 浓硝酸反应 但无 H2产生 4 与盐溶液的反应 与 CuSO4溶液反应的离子方程式 文档鉴赏 Fe Cu2 Fe2 Cu 与 FeCl3溶液反应的离子方程式 Fe 2Fe3 3Fe2 3 铁的氧化物 化学式FeOFe2O3Fe3O4 俗名铁红磁性氧化铁 颜色 状态 黑色粉末红棕色粉末 黑色晶体 有磁性 溶解性难溶于水难溶于水难溶于水 铁元素 的化合价 2 3 2 3 稳定性不稳定稳定稳定 与 H 反应的 离子方程式 FeO 2H Fe2 H2O Fe2O3 6H 2Fe3 3H2O Fe3O4 8H Fe2 2Fe3 4H2O 4 铁的氢氧化物 化学式Fe OH 2Fe OH 3 色态白色固体红褐色固体 与盐酸反应Fe OH 2 2H Fe2 2H2OFe OH 3 3H Fe3 3H2O 受热分解 2Fe OH 3 Fe2O3 3H2O 制备 可溶性亚铁盐与碱溶液反应 Fe2 2OH Fe OH 2 可溶性铁盐与碱溶液反应 Fe3 3OH 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 2 O2 2H2O 4Fe OH 3 5 亚铁盐和铁盐 1 亚铁盐 含有 Fe2 的溶液呈浅绿色 Fe2 既有氧化性 又有还原性 Fe2 与 Zn Cl2反应的离 子方程式分别为 Zn Fe2 Zn2 Fe 2Fe2 Cl2 2Fe3 2Cl 2 铁盐 氧化性 含有 Fe3 的溶液呈棕黄色 Fe3 具有氧化性 Fe3 与 Cu 反应的离子方程 文档鉴赏 式为 2Fe3 Cu 2Fe2 Cu2 特性 含有 Fe3 的盐溶液遇到 KSCN 时变成红色 易水解 FeCl3滴入沸水中的化学方程式 FeCl3 3H2OFe OH 3 胶 体 3HCl 自我检测 1 判断正误 正确的打 错误的打 1 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 2 在 FeCl3溶液中加入 KHCO3溶液 会有 CO2产生 但无 Fe OH 3沉淀生成 3 向硫酸亚铁溶液中滴加 NaOH 溶液 边加边搅拌 即可制得白色的氢氧化亚铁 4 铁与过量的硫粉共热产物是 Fe2S3 5 Fe2O3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 氢氧化铁与 HI 溶液反应的离子方程式为 Fe OH 3 3H Fe3 3H2O 7 将 FeCl3溶液直接蒸干即可得到无水 FeCl3固体 答案 1 2 3 4 5 6 7 2 将下列物质的颜色和用途或性质用短线连接起来 Fe2O3 a 红褐色 A 具有较强的还原性 Fe OH 2 b 红棕色 B 易被氧化成灰绿色最终变成红褐色 Fe OH 3 c 白色 C 红色油漆 涂料 Fe2 d 棕黄色 D 受热分解成红棕色粉末 Fe3 e 浅绿色 E 具有较强的氧化性 答案 b C c B a D e A d E 1 铁分别与氯气和盐酸反应所得的氯化物不同 Fe 与 Cl2反应生成 FeCl3 而 Fe 与盐 酸反应生成 FeCl2 2 铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是 Fe2O3 而铁在纯氧中燃烧的产物是 Fe3O4 3 铁与硫蒸气反应生成的是 FeS 而不是 Fe2S3 铁与碘蒸气反应生成的是 FeI2而不是 文档鉴赏 FeI3 4 Fe3O4的组成可理解为 FeO Fe2O3 与非氧化性酸 如盐酸 稀硫酸 反应时生成 Fe2 和 Fe3 与氧化性酸 如 HNO3 反应时生成 Fe3 与还原性酸 如 HI 反应时生成 Fe2 含有 a g HNO3的稀硝酸跟 b g 铁恰好反应 铁全部溶解 生成 NO 已知有 a 4 g HNO3被还原 则 a b 不可能是 A 3 1 B 3 2 C 4 1 D 9 2 解析 若生成硝酸亚铁 3Fe 8HNO3 3Fe NO3 2 2NO 4H2O 168 2 63 126 b a 4 168 b 126 4 a a b 3 1 若生成硝酸铁 Fe 4HNO3 Fe NO3 3 NO 2H2O 56 63 b a 4 56 b 63 4 a a b 9 2 还可能生成硝酸铁和硝酸亚铁的混合物 所以 a b 介于 3 1 与 9 2 之间 不在此范 围的只有 B 项 答案 B 铁元素是典型的变价金属元素 它在化合物中主要表现为 2 价和 3 价 通过归纳总 结完成以下填空 单质铁与 填编号 下同 反应时只生成 3 价铁 与 反应时只生成 2 价铁 与 反应时既生成 2 价铁也生成 3 价铁 所选试剂 Cl2 O2 H2O g S 盐酸 稀硝酸 足量 稀硫酸 CuSO4溶液 FeCl2溶液 铁粉与稀硝酸溶液满足 文档鉴赏 n Fe n HNO3 5 16 答案 数轴法分析铁与稀 HNO3反应的产物 一是明确哪种物质过量 二是根据两种物质的量分析讨论判断 根据反应方程式 HNO3过量 Fe 4HNO3 稀 Fe NO3 3 NO 2H2O Fe 过量 Fe 2Fe NO3 3 3Fe NO3 2 两者相加得总方程式 3Fe 8HNO3 稀 3Fe NO3 2 2NO 4H2O 可以用数轴表 示 解题时需注意量的范围 即 产物仅有 Fe NO3 3 稀 HNO3可能有剩余 产 n Fe n HNO3 1 4 n Fe n HNO3 3 8 物仅有 Fe NO3 2 Fe 可能有剩余 产物为 Fe NO3 3和 Fe NO3 2 Fe 1 4 n Fe n HNO3 3 8 和稀 HNO3都反应完全 题组一 铁及其化合物的性质及计算 1 下列有关铁及其化合物的说法中正确的是 A 铁的化学性质比较活泼 所以铁在自然界中全部以化合态存在 B 铁在纯氧中燃烧或在氯气中燃烧所得产物中铁的化合价均为 3 价 C 工业上可用铁制容器储存浓硝酸和浓硫酸 原因是铁在常温下与两种酸不反应 D 工业上用 CO 在高温条件下还原含 Fe2O3的铁矿石炼铁 解析 选 D 自然界中有少量铁以单质形式存在 如陨铁 A 错 铁在纯氧中燃烧产 物是 Fe3O4 其中铁的化合价有 2 价和 3 价两种价态 B 错 铁在常温下遇浓硫酸或浓 硝酸钝化 形成了致密的氧化膜隔绝铁与酸的接触 C 错 2 向一定量的 Fe FeO 和 Fe2O3的混合物中加入 120 mL 4 mol L 的稀硝酸 恰好使混 合物完全溶解 生成 1 344 L NO 标准状况 往所得溶液中加入 KSCN 溶液 无红色出现 若用足量的氢气在加热条件下还原相同质量的混合物 能得到铁的物质的量为 文档鉴赏 A 0 24 mol B 0 21 mol C 0 16 mol D 0 14 mol 解析 选 B 向一定量的 Fe FeO 和 Fe2O3的混合物中加入 120 mL 4 mol L 的稀硝酸 恰好使混合物完全溶解 向所得溶液中加入 KSCN 溶液 无红色出现 则溶液中的溶质为 Fe NO3 2 1 344 L NO 标准状况 的物质的量为 0 06 mol 根据氮元素守恒 1 344 L 22 4 L mol Fe NO3 2中的 NO的物质的量为 0 12 L 4 mol L 0 06 mol 0 42 mol 所以硝酸亚铁的 3 物质的量为 0 42 mol 2 0 21 mol 由铁元素守恒可知 得到铁的物质的量为 n Fe 0 21 mol B 项正确 3 2018 江淮名校联考 5 6 g 铁粉与一定量的硫黄混合 在空气中加热发生剧烈反应 冷却后用足量的盐酸溶解反应后的残留固体 产生了 2 0 L 气体 标准状况 通过分析可知 其小于应生成的气体量 其最可能的原因是 A 硫黄量不足 B 生成了 FeS C 生成了 Fe2S3 D 有部分 Fe 被空气中的氧气氧化了 解析 选 D 当此混合物反应完全后 加入足量的盐酸时 如果铁过量 1 mol 铁对应 1 mol 氢气 如果硫黄过量 硫化亚铁与盐酸反应 1 mol 硫化亚铁对应 1 mol 硫化氢气体 故 5 6 g 铁反应 对应的气体为 2 24 L 标准状况 但是实际产生的气体体积偏小 可能原 因是部分 Fe 被空气中的氧气氧化了 题组二 Fe OH 2的制备实验探究 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 文档鉴赏 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 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 制备 Fe OH 2常用的三种方法 1 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 2 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 文档鉴赏 3 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 铁三角 及 Fe2 Fe3 的检验 知识梳理 1 铁三角 的转化关系 1 Fe2 与强氧化剂 O2 Cl2 Br2 H2O2 Na2O2 KMnO4 浓硫酸 HNO3 NO2 K2Cr2O7等 反应时 被氧化为 Fe3 例如 6Fe2 Cr2O 14H 2Cr3 6Fe3 7H2O 2 7 2 Fe3 与 Fe Cu S2 H2S I HI 等还原剂反应时生成 Fe2 例如 2Fe3 Cu 2Fe2 Cu2 三价铁盐腐蚀印刷电路板 1 氧化性 Ag Fe3 Cu2 Fe2 还原性 S2 I Fe2 Br Cl 2 只有在干态下 Fe3 才能被还原为 Fe 2 铁三角 的重要应用 1 判断离子共存 Fe2 NO H ClO MnO H 因氧化还原不共存 3 4 Fe3 S2 I SO 因氧化还原不共存 2 3 Fe2 Fe3 HCO CO等水解相互促进的离子 不共存 32 3 2 除杂 文档鉴赏 溶液杂质除杂方法 FeCl2FeCl3加过量铁粉后过滤 FeCl3FeCl2加氯水或 H2O2 FeCl2CuCl2加过量铁粉后过滤 3 盐溶液的配制与保存 4 物质制备 3 检验 Fe2 Fe3 的常用方法 1 Fe3 的检验 溶液变红色 证明含有 Fe3 样品溶液 滴加KSCN溶液 产生红褐色沉淀 证明含有 Fe3 样品溶液 加入氢氧化钠溶液 2 Fe2 的检验 无现象溶液变红色 证明含有 Fe2 样品溶液 滴加KSCN溶液 滴加氯水 或双氧水 产生白色絮状沉淀 迅速变成灰绿色 最终变为红褐 样品溶液 加入氢氧化钠溶液 色 证明含有 Fe2 3 含 Fe3 Fe2 的混合溶液中 Fe3 Fe2 的检验 应分两次分别检验 溶液变红色 证明含有 Fe3 混合溶液 滴加KSCN溶液 KMnO4溶液紫红色褪去 证明含有 Fe2 混合溶液 滴加酸性 KMnO4溶液 检验 Fe2 和 Fe3 时的注意事项 1 检验 Fe2 时不能先加氯水后加 KSCN 溶液 也不能将加 KSCN 后的混合溶液加入 到足量的新制氯水中 新制氯水可以氧化 SCN 2 当溶液浓度较稀时 利用观察法或加 NaOH 溶液的方法都不宜检验 Fe2 和 Fe3 的 存在 文档鉴赏 3 检验 Fe2 Fe3 的其他方法 检验 Fe2 最好 最灵敏的试剂是铁氰化钾 K3 Fe CN 6 3Fe2 2 Fe CN 6 3 Fe3 Fe CN 6 2 蓝色 检验 Fe3 也可用苯酚 C6H5OH 在 FeCl3溶液中滴加苯酚 溶液显紫色 自我检测 1 判断正误 正确的打 错误的打 1 2016 高考全国卷 7B 根据铁比铜金属性强的性质 可用 FeCl3腐蚀 Cu 刻制印 刷电路板 2 因为硝酸具有强氧化性 所以铁与硝酸反应产物只有 Fe NO3 3 3 Fe3O4溶于盐酸后加入几滴 KSCN 溶液 溶液显红色 4 FeCl2溶液蒸干灼烧后 得到 FeCl2固体 5 将 FeCl3饱和溶液滴入 NaOH 溶液中 可制备 Fe OH 3胶体 答案 1 2 3 4 5 2 教材改编题 要证明某溶液中不含 Fe3 而可能含 Fe2 进行如下实验操作时 最佳 顺序是 滴加氯水 加足量 KMnO4溶液 加少量 KSCN 溶液 A B C D 解析 选 C 本题检验方法的关键是 Fe3 遇 SCN 显红色 而 Fe2 遇 SCN 不显红色 加入 KSCN 溶液不显红色证明无 Fe3 再滴加氯水 如有 Fe2 则可被氧化为 Fe3 溶液 显红色 KMnO4溶液也能氧化 Fe2 但因其本身呈紫色 使 Fe3 遇 SCN 溶液显红色不 易观察 1 Fe2 处于铁的中间价态 既有氧化性又有还原性 以还原性为主 Fe2 遇 Br2 Cl2 H2O2 NO H 等均表现还原性 3 文档鉴赏 2 Fe3 处于铁的高价态 表现较强的氧化性 如 Fe3 遇到还原性离子 如 I S2 SO 时 应优先考虑氧化还原反应 2 3 3 由于 Fe3 易水解 因此无论 Fe3 溶液的配制还是从 FeCl3溶液中制得无水 FeCl3 都需要考虑抑制 Fe3 水解的措施 在此类问题的考查中 一般以实验题为主 主要是配制 Fe3 溶液的操作 或是从 FeCl3溶液获得无水 FeCl3的操作之类的文字表述题 在涉及 NA 的说法辨析中 有时也会出现 Fe3 水解的情况 此外 Fe OH 3胶体的制备方法也是利用 了 FeCl3水解的性质 要熟练掌握 2016 高考全国卷 28 1 2 3 4 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 K3 Fe 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 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 2Fe2 Cl2 2Fe3 2Cl 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 文档鉴赏 隔绝空气的作用 从而排除氧气对实验的影响 4 实验 中 K3 Fe 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 在 I 过量的情况下 溶液中仍含有 Fe3 由此可以证明该反应为可逆反应 答案 1 防止 Fe2 被氧化 2 2Fe2 Cl2 2Fe3 2Cl 3 隔绝空气 排除氧气对实验的影响 4 Fe2 Fe3 可逆反应 某学生设计了如下方法对 X 盐进行鉴定 由此分析 下列结论中正确的是 A X 中一定有 Fe3 B Z 中一定有 Fe3 C Y 为 AgI 沉淀 D X 一定为 FeBr2溶液 解析 选 B 由反应过程可知 Z 与 KSCN 溶液反应后溶液显红色 Z 中一定有 Fe3 而 X 中不一定有 Fe3 也可能是 Fe2 被 NO H 氧化为 Fe3 AgI 沉淀为黄色而 3 不是淡黄色 AgBr 为淡黄色沉淀 所以只有 B 项正确 题组一 Fe2 与 Fe3 之间的转化 1 下列试剂中 不能使 Fe2 转化为 Fe3 的是 氯气 NaCl 溶液 KMnO4溶液 稀硝酸 盐酸 A B C D 解析 选 D 要实现 Fe2 转化为 Fe3 必须加强氧化性物质 NaCl HCl 均没有 强氧化性 文档鉴赏 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 选 D 氧化性 Fe3 Cu2 Fe2 加入铁粉后有固体剩余 Fe3 一定不存在 若剩余固体全部都是 Cu 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 题组二 Fe2 Fe3 的检验及除杂 3 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 Fe2 B 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 Fe2 C 向某溶液中加入 NaOH 溶液 得红褐色沉淀 说明溶液中含有 Fe3 D 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 项只能说明含有 Fe3 不合理 B 项原溶液中可能只有 Fe3 而没有 Fe2 D 项氧化后生成红褐色沉淀 Fe OH 3 也可能掩盖了白色沉淀 Mg OH 2 4 Fe2 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 A NaOH 溶液 B 氨水 C KMnO4 ZnCO3 D H2O2 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 5 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 文档鉴赏 2 绿矾 FeSO4 7H2O 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 FeCO3 nH2O 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 2 O2 2H2O 4Fe OH 3 2 绿矾 FeSO4 7H2O 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 116x 89y 12 49 x y 6 16 56 解得 x 0 1 y 0 01 样品中杂质 FeOOH 的质量为 0 01 mol 89 g mol 1 0 89 g 答案 1 4Fe OH 2 O2 2H2O 4Fe OH 3 2 KSCN 溶液 取少量样品溶于水 滴加酸性高锰酸钾溶液 如溶液褪色 则表示样 品没有完全变质 或滴加铁氰化钾溶液 产生蓝色沉淀 则样品没有完全变质 3 4FeCO3 nH2O O2 4FeOOH 4CO2 4n 2 H2O 0 89 除去混合溶液中 Fe3 Fe2 的常用方法 Fe3 水解能力强 实际上 pH 3 7 时 Fe3 几乎完全水解生成 Fe OH 3沉淀 欲除去某 溶液中含有的 Fe2 杂质时 一般先向溶液中加入氧化剂 如 H2O2 使 Fe2 被氧化为 文档鉴赏 Fe3 然后加碱或盐调节 pH 使 Fe3 转化为 Fe OH 3沉淀除去 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 课后达标训练 一 选择题 1 2018 深圳一模 新修本草 是我国古代中药学著作之一 其中关于 青矾 的记 载 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 A CuSO4 5H2O B Fe2 SO4 3 9H2O C KAl SO4 2 12H2O D FeSO4 7H2O 解析 选 D CuSO4 5H2O 俗称胆矾 为蓝色 A 项错误 Fe2 SO4 3 9H2O 为黄色 B 项错误 KAl SO4 2 12H2O 俗称明矾 为白色 C 项错误 FeSO4 7H2O 俗称绿矾 经煅烧 氧化分解为红色 Fe2O3 D 项正确 2 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 Fe3O4 B 铁与水蒸气在高温下的反应产物为 Fe2O3和 H2 C 除去 FeCl2溶液中的 FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉 然后过滤 文档鉴赏 D Fe3 与 KSCN 产生红色沉淀 解析 选 C 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 3 价铁离子遇 KSCN 溶液变为红色 但没有沉淀产生 一般可以用此方法检验 3 价铁离子的存在 3 在浅绿色的 Fe NO3 2溶液中逐滴加入稀盐酸时 溶液颜色变化应是 A 颜色变浅 B 逐渐变深绿 C 没有改变 D 变棕黄色 解析 选 D Fe NO3 2溶液中加入稀盐酸时发生反应 3Fe2 4H NO 3Fe3 NO 2H2O 有棕黄色的 Fe3 生成 3 4 某学生以铁丝和 Cl2为原料进行下列三个实验 下列从分类角度分析正确的是 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 均为放热反应 D 实验 所涉及的物质均为电解质 解析 选 B 实验 制得的是 Fe OH 3胶体 属于混合物 且属于吸热反应 选项 A C 错误 实验 中涉及的物质 Cl2 铁丝均为单质 既不属于电解质 也不属于非电解 质 选项 D 错误 5 下列有关物质检验方法不合理的是 A 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 B 用酸性 KMnO4溶液检验 Fe2 SO4 3溶液中是否含有 FeSO4 C 检验 Fe NO3 2是否已氧化变质 可将 Fe NO3 2溶于稀 H2SO4后滴加 KSCN 溶液 再观察溶液是否变红 D 向某溶液中加入 NaOH 溶液产生红褐色沉淀 说明溶液中含有 Fe3 解析 选 C 酸性条件下 Fe2 被 NO氧化成 Fe3 不能检验 Fe NO3 2是否已氧化 3 文档鉴赏 变质 C 项不合理 6 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 ABCD XFeCl2溶液FeCl3溶液FeFeSO4溶液 YFeCl3CuCl2AlFe2 SO4 3 ZCl2FeNaOH 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 7 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 选 B 本题考查铁及其化合物的性质 FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上铜的反应为 2FeCl3 Cu 2FeCl2 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 A 项若无固体剩余 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 能有部分铜固体析出 D 项若溶液中有 Fe2 不一定有 Cu 析出 8 某稀溶液中含有 Fe NO3 3 Cu NO3 2 HNO3 若向其中逐渐加入铁粉 溶液中 Fe2 浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示 则稀溶液中 Fe NO3 3 Cu NO3 2 HNO3物质的量浓度之比为 A 1 1 1 B 1 3 1 C 3 3 8 D 1 1 4 解析 选 D 据氧化性由强到弱的顺序 HNO3 Fe3 Cu2 可知随铁粉的增加 反 文档鉴赏 应的方程式分别为 4HNO3 稀 Fe Fe NO3 3 NO 2H2O 4 mol 1 mol 1 mol 2Fe NO3 3 Fe 3Fe NO3 2 2 mol 1 mol 3 mol Cu NO3 2 Fe Fe NO3 2 Cu 1 mol 1 mol 1 mol 所以原溶液中 Fe NO3 3 Cu NO3 2 HNO3的物质的量之比为 2 mol 1 mol 1 mol 4 mol 1 1 4 9 2018 江南十校联考 研究反应物的化学计量数与产物之间的关系时 使用类似数轴 的方法可以得到直观形象的效果 下列表达不正确的是 A NaOH 溶液与 SO2反应时溶液中溶质的情况 B NaAlO2溶液与盐酸反应后铝的存在形式 C Fe 在 Cl2中的燃烧产物 D Fe 和稀 HNO3反应后 铁的存在形式 解析 选 C A 正确 因为发生的反应为 SO2 NaOH NaHSO3和 SO2 2NaOH Na2SO3 H2O B 正确 因为发生的反应为 AlO H H2O Al OH 2 3 和 AlO 4H Al3 2H2O C 不正确 因为不论反应物比例是多少 发生的反应 2 总是 2Fe 3Cl22FeCl3 D 正确 因为如果铁过量 过量的铁与生成的 Fe3 继 点燃 续反应 生成 Fe2 二 非选择题 10 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 文档鉴赏 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 向沸水中逐滴滴加饱和 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的微粒直径范围是 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 A B C D 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 3 3NaClO 4NaOH 2Na2FeO4 3X 5H2O 则 X 的化学式为 高铁酸钠在水中可以发生如下反应 4FeO 10H2O 4Fe OH 2 4 3 8OH 3O2 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 A KAl SO4 2 12H2O B Fe OH SO4 n C ClO2 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 向沸水中逐滴滴加饱和 FeCl3溶液 至液体呈透明的红 文档鉴赏 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 Fe3 3H2OFe 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 1 100 nm 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 FeCl3溶液与铜反应的离子方程式是 2Fe3 Cu 2Fe2 Cu2 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 再过滤除去 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 而选项 B C D 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 能吸附水中悬浮的杂质使之形成沉淀 而除去 A KAl SO4 2 12H2O 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 B Fe OH SO4 n会形成 Fe OH 3胶体 因此有净水作用 正确 C ClO2 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 Fe3 3H2OFe OH 3 胶体 3H 1 100 nm 3 2Fe3 Cu 2Fe2 Cu2 A 4 NaCl 强氧化 生成的 Fe OH 3在水中形成胶体能够吸附水中的悬浮杂质 ABC 11 根据下列转化关系 回答有关问题 1 浅绿色溶液 D 主要成分的化学式为 试剂 1 是 2 下列物质不能作为试剂 2 的是 填序号 a Cl2 b 新制氯水 c 浓硫酸 d S e 硝酸 3 固体 A 溶于稀盐酸的化学方程式为 文档鉴赏 4 溶液 C 溶液 F 红色加深的原因是 5 某同学在实验时向 E 中加入了过量的一种固体物质 发现棕黄色褪去 现对褪色原 因进行探究 提出你的假设 为了对你所提出的假设进行验证 你设 计的实验方案是 解析 从框图可知 Fe 和稀盐酸反应生成 FeCl2溶液 为浅绿色 即 D 的主要成分为 FeCl2