高中化学复习知识点：铁与铁离子反应

高中化学复习知识点：铁与铁离子反应一、单选题1．某澄清透明的溶液中可能含有： Na+、Mg2+、Fe2+、Cu2+、I-、CO32-、SO42-、Cl-中的几种，各离子浓度均为0.1mol/L，现进行如图实验(所加试剂均过量)：下列说法正确的是()A．样品溶液中肯定存在Na+、Fe2+、SO42-B．沉淀B中肯定有氢氧化铁，可能含有氢氧化镁C．取1L黄色溶液D，能恰好溶解铁1.4gD．该样品溶液中是否存在Cl-可取滤液C，滴加硝酸银和稀硝酸进行确定2．向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：(已知氧化性：Fe3+>Cu2+)()A．溶液中一定含有Cu2+B．加入KSCN溶液一定不变红色C．溶液中一定含有Fe2+D．剩余固体中一定含铜3．用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得的溶液中加入铁粉。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4．在Fe(NO3)3和Cu(NO3)2的混合液中逐渐加入铁粉，溶液中 Fe2＋的物质的量浓度和加入铁粉的物质的量之间关系如图所示，则该溶液中Fe(NO3)3与Cu(NO3)2的物质的量浓度之比为

A．3∶1A．3∶1B．1∶C．2∶1D．1∶15．把铁和铜的混合物放入稀硝酸中，反应后过滤，滤出的固体物质投入盐酸中无气体放出，则滤液中一定含有的是A．Fe(NO3)2 B．Cu(NO3)2 C．Fe(NO3)3 D．HNO36．在标准状况下，向100mLFeCl3溶液中通入aL的H2S气体恰好反应后，再加入足量的铁粉充分反应。所得溶液经测定金属阳离子的浓度为3mol/L，若反应过程中溶液体积不变，则原FeCl3溶液的物质的量浓度为A．1.5mol/L B．2mol/L C．1mol/L D．无法确定7．某500mL溶液中含0.1molFe2+，0.2molFe3+，加入0.2mol铁粉，待Fe3+完全还原后，溶液中Fe2+的物质的量浓度为(假设反应前后体积不变)A．0.4mol/L B．0.6mol/L C．0.8mol/L D．1.0mol/L8．铁、铜混合粉末18.0g加入到100mL5.0molL－·1FeCl3溶液中，剩余固体质量为3.2g。下列说法正确的是()A．剩余固体是铁、铜混合物B．原固体混合物中铜的质量是9.6gC．反应后溶液中n(Fe3＋)＝0.10mol D．反应后溶液中n(Fe2＋)＋n(Cu2＋)＝0.5mol9．把一定量的铁粉放入氯化铁溶液中，完全反应后，所得溶液中 Fe2＋和Fe3＋的浓度恰好相等。则已反应的Fe3＋和未反应的Fe3＋的物质的量之比为A．1∶1 B．2∶1 C．2∶3 D．3∶210．某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3，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的关系如图所示。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．1:1:4 D．3:3:8、综合题11．一种新型高效净水剂PAFC--聚合氯化铁铝[AlFe（OH）nC16n]m，n5，m10.广泛用于生活用水的净化和废水的净化为测定PAFC中Al的含量，采用如图所示流程进行．回答下列问题：有关PAFC的说法正确的是 APAFC中铁显2价BPAFC用于净化饮用水时，可以除去水中所有的有害物质CPAFC用于净水时，比用相同量的氯化铝和氯化铁对水的pH改变小DPAFC在强酸性或强碱性溶液中都能稳定存在步骤I中的试剂A是 .（填“氨水”或“氢氧化钠溶液”）步骤III的离子方程式为 ．实验室进行“灼烧”时所需的陶瓷仪器有 ．溶液2中存在的电荷守恒式为 ；向溶液2中滴加少量NaOH镕液，则cH2CO3 填“变大”、“变小”或“不变”）．cCO32已知C和某一金属在高温下发生反应可用于焊接钢轨，某同学在实验室中进行此反应，反应结束后将所得固体溶于足量的稀硫酸，滴加KSCN溶液无明显现象，由此该同学确定该固体混合物中无Fe2O3，他的判断是否正确？说明理由．（可用文字或离子方程式解释理由）． ．有资料介绍：溶液中铝元素以氢氧化物[用Al（OH）3表示]形式存在的pH范围是3.8～10.现有A、B两种均含铝元素形成的某种离子溶液，其 pH分别为1、13，两溶液等体积混合时反应的离子方程式为 ．12．FeCl3具有净水作用,但腐蚀设备,而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂,处理污水比FeCl3高效,且腐蚀性小。请回答下列问题：（1）FeCl3净水的原理是 。FeCl3溶液腐蚀钢铁设备,除H+作用外,另一主要原因是 (用离子方程式表示)。(2)为节约成本,工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3。①若酸性FeCl2废液中c(Fe2+)=2.0×10-2mol·L-1,c(Fe3+)=1.0×10-3mol·L-1,c(Cl-)=5.3×10-2mol·L-1,则该溶液的pH约为 。②完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式: ClO3-+___Fe2++ =___Cl-+___Fe3++ 参考答案1．A【解析】【分析】加氯气和氯化钡生成白色沉淀，故A为硫酸钡沉淀，所以原溶液可能含有SO23-或SO42-；由分层后的液体颜色呈橙红色，说明原溶液含 Br-；加过量氢氧化钠得到沉淀B，再加盐酸溶解得到黄色溶液D，说明原溶液含Fe2+、无Cu2+，由于SO32-与Fe2+不共存，所以原溶液不含SO32-，一定含SO42-，即原溶液中一定含Fe2+、Br-、SO24-；各离子的物质的量浓度均为0.1mol?L-1，根据电荷关系可知一定含有【详解】0.1mol?L-1，根据电荷关系可知一定含有【详解】A．由上述分析可知，原溶液中一定含有2-SO32-，故A正确；B．由上述分析可知，原溶液中一定含有氢氧化铁，不含有氢氧化镁，故B错误；Na+，一定无Mg2+，以此解答该题。2-Fe2+、Br-、SO42-、Na+，一定不含有Cu2+、Mg2+、Fe2+，一定不含有Mg2+，所以沉淀B中肯定含有C．1L黄色溶液D含有0.1molFe3+，根据2Fe3++Fe=3Fe2+，所以0.1molFe3+能溶解0.05molFe即2.8g，但D溶液中可能HCl过量，溶解Fe的量增加，故C错误；2-D．因原溶液中含有SO42-，加入稀硝酸酸化的硝酸银会产生硫酸银干扰 Cl-的检验，故D错误；故答案为：A。【点睛】离子推断题解法归纳：这些推断题的解法在于掌握离子的特有反应以及离子间的共存情况，在解题之前，应对所提供的离子在溶液中能否大量共存进行分析，做到心中有数，一般来说，离子间能生成沉淀、或气体、或弱电解质，以及能发生氧化还原反应的，就不能在溶液中大量共存。例如，H与OH，H与弱酸根阴离子，OH与弱碱阳离子，Ag与Cl、Br、I、SO4、CO3，Ba2、Ca与SO4、CO3，Fe2与NO3（酸性条件下），Fe3与S2Al3与AlO-2、S2等等，都不能在溶液中共存。2．A解析】【分析】当固体为铁、铜时，溶液中的 Fe3+、Cu2+全部参加反应生成Fe2+和Cu，反应的反应方程式为：2FeCl3+Fe=3FeCl2、CuCl2+Fe=Cu+FeCl2，所以溶液中一定没有Fe3+、Cu2+，一定含有Fe2+；②当固体为铜时，溶液中一定没有， Fe3+、Cu2+恰好全部参加反应或部分反应生成Fe2+和Cu，所以溶液中一定没有Fe3+，可能含有Cu2+，一定含有Fe2+。【详解】若加入的铁粉足量，则溶液中一定不含铜离子，选 A；根据以上分析可知，溶液中一定存在亚铁离子，不选B；反应后有固体剩余，由于还原性Fe>Cu，则剩余的金属中一定含有铜，不选 C；根据以上分析可知，反应后的溶液中一定不存在铁离子，所以加入KSCN溶液一定不变红色，不选D；故答案为：A。3．B【解析】【详解】氧化性是Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋，还原性是Fe>Cu，则A、若无固体剩余，这说明铁粉完全被氧化，但此时溶液中不一定还有 Fe3＋，A不正确；B、若有固体存在，则固体中一定有铜，可能还有铁，因此溶液中一定有 Fe2＋，B正确；C、若溶液中有Cu2＋，则也可能有部分铜已经被置换出来，因此不一定没有固体析出， C不正确；D、若溶液中有Fe2＋，但如果溶液铁离子过量，则不一定有 Cu析出，D不正确；答案选B。4．C【解析】【分析】【详解】溶液中各物质的氧化性顺序为 Fe(NO3)3>Cu(NO3)2，加入铁后会依次发生氧化还原反应，①Fe+2Fe3+=3Fe2+；②Fe+Cu2+=Cu+Fe2+；从图像中可知铁为2mol时，发生的反应是①，消耗硝酸铁为4mol，生成Fe26mol；再加入2mol铁发生反应②，消耗硝酸铜的物质的量为2mol，因此溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2物质的量浓度之比为2：1，答案选C。

【点晴】能灵活运用氧化还原反应的先后规律及守恒规律是解题关键，依据氧化还原反应的顺序规律分析计算，溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2，氧化性顺序为Fe(NO3)3>Cu(NO3)2，加入铁后依次反应，再结合电子守恒解题即可迎刃而解。5．A【解析】【分析】由于固体投入盐酸中无气体放出，则该固体一定为铜，由于铁的还原性比铜强，故在与稀HNO3反应时，首先反应的是铁，讨论铁与硝酸反应后是否有硝酸剩余，若有剩余，剩余的硝酸与铜反应，据此分析滤液中一定含有的金属盐。【详解】滤出的固体物质投入盐酸中无气体放出，则该固体为Cu，由反应2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+可知，滤液中一定不含Fe3+，则一定含有Fe2+。由于铁的还原性比铜强，故在与稀 HNO3反应时，首先是铁发生反应，滤液中一定含有 Fe(NO3)2，若Fe完全反应后还有HNO3剩余，HNO3还可与Cu反应产生Cu(NO3)2；若Fe与HNO3恰好反应生成Fe(NO3)2后，无HNO3剩余，则无Cu(NO3)2生成，Cu(NO3)2可能有，也可能没有，所以滤液中一定含有的是 Fe(NO3)2，可能含有Cu(NO3)2，故合理选项是A。【点睛】本题考查铁、铜、硝酸的性质，明确发生反应原理及反应的先后顺序为解答关键，试题侧重考查学生的分析、理解能力及灵活应用能力。6．B【解析】【分析】该反应过程为：2FeCl3+H2S=2FeCl2+S↓+2HCl，生成的盐酸再和铁反应生成氯化亚铁，所以最终溶液中的溶质是氯化亚铁，根据氯原子守恒计算氯化铁的物质的量浓度。【详解】所得溶液该反应过程为：2FeCl3+H2S=2FeCl2+S↓+2HCl，生成的盐酸再和铁反应生成氯化亚铁，所以最终溶液中的溶质是氯化亚铁，根据氯原子守恒计算氯化铁的物质的量浓度，经测定金属阳离子的浓度为3mol/L，则c(FeCl2)=3mol/L，根据氯原子守恒知，

所得溶液cFeCl3cFeCl2cFeCl3cFeCl2=32=3mol/L=32=2mol/L，故答案选B。7．C【解析】【详解】由2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋可知，铁粉过量，最终溶液中的 Fe2＋的物质的量为0.4mol，其浓度为0.4mol÷0.5L=0.8mol/L。答案选C。8．B【解析】铁的还原性大于铜，铁、铜混合粉末加入到 FeCl3溶液中，铁先反应；FeCl3的物质的量为0.5mol，设0.5mol铁离子完全反应消耗铜m1g、m2g，则有：Cu+2Fe3＋=Cu2＋+2Fe2＋，根据Cu--2Fe3＋关系，m1/64:0.5=1:2，解之m1=16g；Fe+2Fe3＋=3Fe2＋，根据Fe--2Fe3＋关系，m2/56:0.5=1:2,解之m2=14g,溶解的金属质量为18-3.2=14.8g，因为14<14.8<16，所以铁完全反应，铜部分反应，且铁离子完全反应；设反应消耗铜的物质的量为xmol,反应的铁的量为ymol，则有64x+56y=14.8，x+y=0.25，解之：x=0.1mol、y=0.15mol；原混合物中铜的质量是0.1×64+3.2=9.6g，根据反应方程式可知反应后的溶液中：n（Fe2＋）=2x（Cu）+3y（Fe）=2×0.1+3×0.15=0.65mol；反应后溶液中铜离子的物质的量为：n（Cu）=n（Cu2+）=0.1mol,，n（Fe2＋）＋n（Cu2＋）=0.65+0.1=0.75mol；综上分析，剩余固体全部为铜，溶液中不可能含有 Fe3＋，A、C均错误；反应后溶液中n（Fe2＋）＋n（Cu2＋）＝0.75mol，D错误；正确选项B。点睛：铁、铜混合粉末加入到FeCl3溶液中，充分反应后有固体剩余，剩余的固体可能为铜，也可能为铜和铁，溶液中一定没有 Fe3＋。9．C【解析】【详解】设已反应的Fe3+的物质的量为2mol，根据Fe+2Fe3+=3Fe2+，溶液中Fe2+的物质的量为3mol，因为溶液中的Fe3+和Fe2+浓度相等，所以未反应的Fe3+的物质的量为3mol，则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比为2mol∶3mol=2∶3，故选C。10．C解析】分析】【详解】稀溶液中各物质的氧化性顺序为 HNO3>Fe（NO3）3>Cu（NO3）2，加入铁后会依次发生氧化还原反应，①Fe+4HNO3=Fe（NO3）3+NO↑+2H2O；②Fe+2Fe3+=3Fe2+；③Fe+Cu2+=Cu+Fe2+；从图象中可知铁为1mol时，无Fe2+生成，发生的反应是①消耗硝酸为 4mol，生成Fe3+1mol；再加入1mol铁发生反应②生成Fe2+物质的量为3mol，反应的Fe3+物质的量为2mol，其中原溶液中的Fe3+物质的量1mol；再加入1mol铁发生反应③，此时又生成Fe2+物质的量为1mol，说明原溶液中Cu2+物质的量为1mol；综上所述可知原溶液中Fe（NO3）3为1mol，Cu（NO3）2物质的量为1mol，HNO3物质的量为4mol，稀溶液中Fe（NO3）3、Cu（NO3）2、HNO3物质的量浓度之比为1：1：4；故答案为C。11．C氢氧化钠溶液AlO2CO22H2OAl(OH)3HCO3瓷坩埚、泥三角、酒精灯cHcNacOHcHCO32cCO23cCl变小否，Fe2Fe33Fe2Al36H2O3AlO24Al(OH)3【解析】【详解】（1）为检测PAFC中Al和Fe含量，PAFC加入足量A为NaOH溶液，反应生成Fe（OH）3沉淀和NaAlO2溶液、NaCl溶液；过滤后得到Fe（OH）3灼烧得到C为Fe2O3，滤液Ⅰ中通入过量的B为CO2气体，和NaAlO2溶液反应生成Al（OH）3沉淀，过滤得到Al（OH）3沉淀，灼烧得到D为Al2O3；①A、阴离子总价态：6-n+n=6，铝只有+3价，所以Fe就是6-3=3，外面的m只是表示这样一个分子聚合度，与价态无关，A错误；B、净化饮用水时可看做FeCl3、AlCl3水解生成的Fe（OH）3胶体、Al（OH）3胶体，具有吸附悬浮杂质的作用，但不能消毒杀菌， B错误；C、PAFC用于净水时，OH-的存在对水的电离起到抑制作用，比用相同量的 AlCl3和FeCl3对水的pH改变小，C正确；D、PAFC是碱式复盐，在强酸性和强碱性溶液中都不能稳定存在， D错误；故选C；步骤Ⅰ中的试剂A为氢氧化钠溶液；步骤Ⅲ的反应为NaAlO2溶液中通入过量CO2气体生成Al(OH)3沉淀，反应的离子方程式为：AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-；实验室进行“灼烧”是灼烧Al(OH)3固体，固体灼烧所需陶瓷仪器为坩埚、泥三角、酒精灯；溶液2为NaHCO3溶液和NaCl溶液，溶液中阴阳离子所带电荷数相同，溶液中存在电荷守恒为：c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(Cl-)，向溶液2中滴加少量NaOH溶液cH2CO3和NaHCO3反应生成Na2CO3和H2O，c(CO32-)增大，c(H2CO3)减小， 2-比值减小；cCO3(2)铝热反应所得的固体混合物，将其溶于足量 H2SO4，滴加KSCN溶液无明显现象，说明无Fe3+，但不能说明固体中不含Fe2O3，因为铝热反应生成铁可以还原 Fe3+为Fe2+，离子方程式为：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，Fe+2Fe3+=3Fe2+，反应结束后将所得固体溶于足量的稀H2SO4，滴加KSCN溶液无明显现象，不能确定该固体混合物中无 Fe2O3；(3)A、B两种均含铝元素形成的某种离子溶液，其 pH分别为1、13，说明溶液呈酸性是因为Al3+水解，溶液呈碱性为NaAlO2溶液水解显碱性；混合后水解相互促进反应生成Al(OH)3沉淀；反应的离子方程式为：Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓。12．Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质 2Fe3++Fe=3Fe2+ 216 6H+ 16 3H2O【解析】【分析】(1)Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质，可起到净水的作用；钢铁设备中的Fe会与铁离子反应生成亚铁离子；(2)①根据电荷守恒：c(Cl-)=2c(Fe2+)+3c(Fe3+)+c(H+)(酸性溶液中OH-浓度很小，在这里可以忽略不计)，据此溶液中氢离子的