2025北京高一（上）期末化学汇编：铁及其化合物（解答题）

2025北京高一(上)期末化学汇编

铁及其化合物(解答题)

一、解答题

1.(2025北京丰台高一上期末)某小组同学探究Fe(NO3)3溶液中Fe3+和NO3的氧化性。

资料：0.1mol/LFe(NO3)3溶液的pH=1.7。

实验1：向淀粉碘化钾试纸上滴0.1mol/LFe(NO3)3溶液，淀粉KI试纸变蓝。

(1)实验1证明：Fe(NC)3)3溶液中含有具有氧化性微粒的理由是0

(2)依据Fe(NCh)3在水溶液中的电离和溶液呈酸性，小组同学做出猜想，并设计完成了以下实验。

猜想1：酸性条件下，NO：氧化了

猜想2：Fe3+氧化了

实验序

实验操作实验现象

号

淀粉碘化钾试纸

向淀粉碘化钾试纸上滴Xmol/LNaNO3溶液(用盐酸调节

2

pH=1.7)变蓝

淀粉碘化钾试纸

3向淀粉碘化钾试纸上滴0.1mol/LFeCh溶液

变蓝

①实验2的目的是为了证明猜想1,则*=。

②甲同学认为实验3证明了猜想2成立，写出Fe3+氧化r的离子方程式。乙同学认为以上实验不严

谨，进一步通过实验排除了空气中氧气的干扰，证明了猜想1和猜想2成立。

(3)比较0.1mol/LFe(NO3)3溶液中Fe3+和NO；的氧化性。

实验4：向ImLO.2moi/LFeCk溶液(用盐酸调节pH=1.7)中先滴加KSCN溶液，再加入。

①将实验4补充完整_____o

3+

②实验4中观察到实验现象为—，证明0.1mol/LFe(NO3)3溶液中，氧化性NO3>Feo

2.(2025北京人大附中高一上期末)某小组同学向pH=l的0.5molL"的FeCb溶液中分别加入过量的Cu

粉和Zn粉，探究溶液中氧化剂的微粒及其还原产物。

(1)理论分析

依据金属活动性顺序，Cu和Zn可将Fe3+还原为Fe的金属是。

(2)实验验证

实

金属操作、现象及产物

验

过量

I一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质

Cu

过量一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒

II

Zn出，此时溶液pH为3~4,取出固体，固体中未检测到Fe单质

①实验II中生成的红褐色沉淀为o

②对实验n未检测到Fe单质进行分析及探究。

i.a.甲认为实验H中，当Fe3+、H+浓度较大时，即使Zn与Fe?+反应置换出少量Fe,Fe也会被Fe3+、H+

消耗。写出Fe与Fe3+、H+反应的离子方程式。

b.乙认为在pH为3〜4的溶液中即便生成Fe也会被H+消耗。设计实验(填实验操作和现象),证实

了此条件下可忽略H+对Fe的消耗。

c.丙认为产生的红褐色沉淀包裹在Zn粉表面，阻碍了Zn与Fe2+的反应。实验证实了Zn粉被包裹。

ii.查阅资料:0.5molL-iFe3+开始沉淀的pH约为1.2,完全沉淀的pH约为3。

结合a、b和c,重新做实验H,当溶液pH为3~4时，不取出固体，向固-液混合物中持续加入盐酸，控制

pH<1.2,(填实验操作和现象)，待pH为3~4时，取出固体，固体中检测到Fe单质。

3.(2025北京通州高一上期末)兴趣实验小组探究金属单质与FeCh溶液的反应，进行了如下实验。

已知：i.O.lmoLLTFeCk溶液显酸性。

ii.Fe和FeQ,都能被磁铁吸引。

【理论分析】

(1)镁与铜的金属活动性顺序从强到弱是。

【实验验证】

序号操作现象

在盛有lOOmLO.lmolU'FeC^溶

I一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色。

液的烧杯中，投入过量的铜片。

镁条表面有大量气体产生，此时检测到溶液

-1

在盛有lOOmLO.lmolLFeCl3溶中存在Fe?+。20s后观察到镁条表面开始有黑

II

液的烧杯中，投入过量的镁条。色固体生成，一段时间后烧杯底部产生红褐

色沉淀。

(2)实验I中所得溶液，存在的主要金属阳离子有(填离子符号)。

(3)小组同学取实验I的少量溶液于试管中，滴加KSCN溶液后继续滴加少量氯水，可检验实验I中所得溶

液中有_________生成，检测到溶液中存在该粒子，依据的现象是。

(4)对H中的实验现象进行分析与探究

①产生的气体是。

②请用离子方程式解释“检测到溶液中含有Fe?+”的原因：。

③经下列实验探究黑色固体中含有的主要物质。

i.黑色固体可以被磁铁吸引；

ii.将黑色固体用蒸储水洗涤后，加入稀盐酸，产生大量气泡；

iii.向ii反应后的溶液中滴加KSCN溶液，无变化。

a.黑色固体中一定含有的物质是。

b.小组同学认为上述实验无法确定黑色固体中是否含有Fes。,，理由是o

【实验结论】

金属活动性会影响金属单质与FeCL溶液反应的产物。

4.(2025北京西城高一上期末)某同学利用下图所示的装置进行铁与水蒸气反应的实验。

(1)铁与水蒸气反应的化学方程式是O

(2)检验气密性后，加热试管，肥皂液中有气泡产生，该现象不能说明有H?生成。理由是。

(3)为探究试管中固体的成分，继续实验：取少量反应后固体于试管中，加入过量盐酸，加热至固体完全溶

解，再滴加KSCN溶液，若溶液变红，推测固体的成分：；若溶液未变红，原因是(用

离子方程式表示)。

5.(2025北京石景山高一上期末)某兴趣小组同学为探究黑木耳中的含铁量，进行如下实验。

资料：i.紫色MnO：溶液在酸性条件下具有强氧化性，其还原产物是Mn"。

ii.K31Fe(CN)6］遇到Fe?+产生蓝色沉淀，可用来检验Fe?+。

I.为确定黑木耳中含有铁元素，甲同学设计实验方案如下。

(1)从稀硫酸浸取后的混合物中得到溶液A的操作是,该操作用到的玻璃仪器有、烧杯

和玻璃棒。

(2)检验滤液A中的Fe?+不适宜用NaOH溶液，原因是。

(3)步骤④检验Fe3+所用试剂是溶液。

II.测黑木耳中铁元素的含量：乙同学另取a克黑木耳重复实验得溶液A,进行实验。

匕mL⑤足量B」匕mL|⑥KMnO/H1

滤液A厂溶液C|,

(4)物质B只能选用o

a.Nab.Fec.Cu

(5)步骤⑥反应的离子方程式是：0

WFe2++WMnO；+W=□Fe3++□___________+WH,O

(6)乙同学取出VgL滤液C于锥形瓶中，消耗浓度为cmobL的酸性KMnO,溶液V2mL,计算黑木耳中铁

元素的质量分数。(用计算式表示)

III.丙同学发现Fes。,溶液在空气中久置后会被氧化，因此进行了如下探究实验：

实验现象

FeSO,浓度溶液起始

PH

半小时3小时

a0.51.5无明显现象浅黄色

b0.53.0浅黄色黄色

浅黄色，有自半小时后变黄的速度比b快，有

c0.55.0

浑浊红褐色沉淀生成

(7)写出Fe?+在空气中久置生成红褐色沉淀的反应的离子方程式。

(8)根据上表实验结果可得影响FeSO,溶液氧化快慢的因素有。

6.(2025北京大兴高一上期末)工业上用FeCL溶液作印刷电路铜板的腐蚀液。化学小组采用不同方法对

腐蚀废液(阳离子主要有Fe?+、Cu2+>Fe3+和H+)进行处理。

方法一：将H?。?溶液加入废液并调节溶液pH,处理流程如下。

已知：部分金属离子沉淀的pH(起始浓度为(O.lmolL-i)

Cu2+Fe3+Fe2+

开始沉淀pH4.72.77.6

完全沉淀pH6.73.79.6

⑴步骤I中加入HQ溶液的目的是将Fe?+(填“氧化”或“还原”)为Fe3+。

(2)步骤II中需要调节的pH范围是。

(3)溶液C中含有大量Fe?+。取少量溶液C于试管中，滴加NaOH溶液，观察到的现象是；写出

该过程中发生氧化还原反应的化学方程式=

(4)①溶液A、溶液B和固体C中都含有(填“Fe”或“Cu")元素。

②将溶液C和溶液D回收后，通入C1?可以再转化为FeC§腐蚀液，写出该反应的离子方程式0

（5）方法二：将H2s和空气的混合气体通入腐蚀废液，其转化如下图（CuS不溶于水）。

①过程i中，生成CuS反应的离子方程式为o

②下列关于该转化过程的说法中，正确的是（填字母）。

a.过程ii中的氧化剂是Fe3+

b.过程出中没有化合价变化

c.利用该转化可以回收S

7.（2025北京西城高一上期末）查阅资料显示：在氧化还原反应中，氧化剂所表现的氧化性强弱与反应产

物的状态和对应元素价态有关。化学小组探究Cu与Fe2（SO4）3溶液的反应，实验如下:

序

方案现象

号

/0.2g铜粉

振荡试管，观察到溶液变为蓝色，

i

充分反应后，试管底部有Cu粉剩余

1一•2mL0.25mol-L-1

前0需。）溶液（PH=1.5）

溶液局部变红，同时产生白色沉淀

取实验i中的上层清液，向其中滴加

ii（经检验是CuSCN）,振荡试管，红

ImolL-iKSCN溶液

色消失

（1）实验i中发生反应的离子方程式是0

（2）实验ii中检测到Fe3+,依据的实验现象是o

①对Fe3+产生的原因提出如下假设：

假设1：溶液中的Fe2+被氧化，离子反应方程式是o

假设2：在实验ii的条件下，Fe2+被CM+氧化。

②设计实验验证假设，其中试剂a是,iv的现象是

序

方案试剂现象

号

2滴lmol・LT放置较长时间，溶液不

iiia

「KSCN溶液变红

一a和

iv一。ml

b

③实验结论：假设1不成立，假设2成立。

(3)由实验i得出氧化性：Fe3+CM+(填“〉”或“<”)，而根据实验ii发生的反应

Fe2++Cu2++SCN-=Fe3++CuSCNJ可知，Fe?+和C/+的氧化性强弱关系相反。运用氧化还原反应规律解

释原因：0

8.(2025北京八中高一上期末)黄铜矿主要成分是二硫化亚铁铜(CuFeS?)。黄铜矿经熔炼、煨烧后得到粗

铜和炉渣，冶炼过程的主要反应有：

高温

①2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO?

高温

②Cu2S+O22Cu+SO2

(1)反应②中还原剂是o

(2)某校学习小组用炼铜产生的炉渣(含Fe?O3、FeO、SiO2,等)制备铁红，进行如下实验。

过量盐酸酸浸,

H滤液2|…

过量NaOH通氧气

*滤渣1

R1溶液碱浸过滤

“滤渣2

*滤液1

①炉渣碱浸时反应的离子方程式是SiO2+2OH=SiOt+H2O和.

②滤渣1中加入盐酸并通入氧气可使FeO转化为Fe3+,该反应的离子方程式是—；为检验铁元素是否被

氧化完全，应进行的实验是：取少量滤液2于试管中，-o

9.(2025北京清华附中高一上期末)菠菜中含有比较丰富的铁元素，某研究小组设计如下方案测定其含

量。

【铁元素的分离】

(1)在组期中将mg菠菜高温灼烧，使之完全灰化。用足量的酸充分溶解，过滤(滤渣中不含铁元素)，将滤

液在100mL容量瓶中定容，得溶液A。

其中铁元素的存在形式是Fe2+、o

【铁元素的测定】

研究小组提出如下三种测量方案。

i.沉淀法：取10mL溶液A,向其中加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤沉淀、灼烧、称量。

(2)请写出生成红褐色沉淀的方程式：0该方案误差较大。

ii.比色法：另取10mL溶液A,流程如下。

(3)用离子方程式解释加入H2O2的目的是：。

(4)写出加入KSCN后发生反应的离子方程式：。

(5)溶液颜色越深，光的透过能力越差，即透光率越小，含铁量越(填“高”或"低”)。

(6)若不加入H2O2,测出菠菜中铁元素的含量________(填“偏大’或“偏小”)。

iii.高锦酸钾滴定法：

(7)另取10mL溶液A,向其中加入足量X,X可能是。

a.Nab.Mgc.Fed.Cu

向滤液C中滴入bmol/LKMnCU溶液，至反应完全，共消耗KMnCU溶液cmL。

(8)请写出MnO4与Fe2+反应的离子方程式：。

(9)计算样品中铁元素的质量分数0

10.(2025北京朝阳高一上期末)化学小组研究铁与氯气的反应。

资料：①饱和氯水中主要粒子的浓度：

c(H+bc(cr)Xc(HClO)X0.030mol-L_,

1

c(Cl2)»0.062molU

②pH=-lgc(H+),pH越小，相应的c(H+)越大，溶液酸性越强。

I.常温时，干燥的氯气不与铁反应，工业生产中可将液氯储存在钢瓶中。

II.加热条件下，铁能与氯气发生反应，化学方程式为。

III.研究小组探究常温下铁与氯水的反应，实验如下：

序

实验试齐Ua现象

号

/试剂a2mL饱和氯水产生少量气泡，溶液为浅黄色；lOmin后不再

i

(pH=1.5)产生气泡

一

铁丝2mL盐酸产生较多气泡，溶液接近无色；一段时间后，

ii1(过量)

i(pH=1.5)不再产生气泡(此时溶液pHx3)

(1)补全II.中方程式：o氯气溶于水制得氯水，溶解过程中发生反应的化学方程式为

(2)进行实验造，检测实验i、ii所得溶液中的金属离子，发现溶液颜色与取样时间有关。

取样时间2min10mn240min

取实验i溶液滴加KSCN溶液浅红色红色深红色

取实验ii溶液滴加KSCN溶液无色无色极浅的粉红色

实验i所得溶液中一定含有Fe2+,上述实验证明。2不是起主要作用的氧化剂，证据是o

(3)进行实验iv,证明实验i中C1CF、HC1O不是与铁发生反应的主要氧化剂。

实验iv：①取2mLmollTNaClO溶液，加入与实验i相同的铁丝，放置lOmin,无明显变化。滴

加KSCN溶液，未见明显现象。

②向①的溶液中加入(填试齐IJ)调节溶液pH=1.5,放置lOmin,溶液呈现极浅的粉红色。240min

后，溶液呈浅红色。

(4)实验小组对于实验i中C"作氧化剂时生成Fe3+的可能过程进行猜想：

假设1：Fe与HC1反应生成FeCbFeCl?被氯水氧化为FeC^。

假设2：在水的作用下，铁与CU反应生成FeC'。

继续进行实验，证明若没有假设1的过程，假设2也成立。

实验方案及现象为o

综上，铁与氯气在不同条件下的反应不同，说明物质变化是有条件的。

11.(2025北京海淀高一上期末)某实验小组探究Mg与FeC§溶液的反应。

资料：i.FeCL溶液呈酸性，并且浓度越大，溶液酸性越强，pH越低。

ii.酸性条件下，若FeCk溶液pH增大，可能会产生Fe(OH)3沉淀。

iii.Fe2+的特征性质是遇Ks[Fe(CN)6]溶液产生蓝色沉淀。

小组同学将打磨光亮的镁条(过量)放入下列溶液中，发现如下现象。

实验溶液现象

O.lmollTFeCL溶液镁条表面产生大量气体，溶液pH

I

（PH=2）增大，随后表面产生红褐色固体

1.0moLL/FeJ溶液镁条表面快速产生大量气体，溶液

II

（PH=1）pH增大，随后表面产生黑色固体

经检验，实验II中的黑色固体为Fe。

(1)实验I、H产生气体的化学式为o

(2)分别取实验I、n所得溶液，滴加Ks[Fe(CN)6]溶液，发现均存在Fe?+,依据的现象是,用离

子方程式表示Fe?+产生的原因：0

继续探究实验I没有产生Fe的原因，甲同学对比实验n,认为是实验I中FeCL浓度太低，乙同学则认为

是实验I中FeCl,不只转化为FeCl2,导致FeCl2浓度太低，并设计实验III证实了他的猜测。

(3)补全实验III的实验方案：将打磨光亮的镁条(过量)放入,发现镁条表面产生黑色固体Fe。

丙同学参照上述实验，设计实验IV,进一步探究实验I没有产生Fe的原因。

实验溶液现象

o.lmolL-'FeC^溶液（加盐酸调镁条表面快速产生大量气体，溶液

IV

PH=1）pH增大，随后产生黑色固体

(4)对比实验I和IV,解释实验I中不能产生Fe的原因

(5)综合以上实验，影响Mg与FeClj溶液反应的因素有o

(6)下列推测不合理的是(填序号)。

a.向实验n所得溶液中加入酸性KMnC>4溶液，发现紫红色褪去，说明有Fe?+

b.过量的Cu与1.0mol-L-FeCh溶液(pH=1)反应能生成Fe

c.过量的Mg与0.2mol•L-FeCL溶液(加盐酸调pH=1)反应能生成Fe

12.(2025北京房山高一上期末)某小组同学为探究pH=l的0.5mol-LTFeCh溶液中氧化剂的微粒及其还

原产物。进行如下实验：

序号加入试剂现象

一段时间后，溶液变为蓝绿

i加入过量的Cu粉

色

一段时间后有气泡产生，反

应缓慢，pH逐渐增大，产

加入试剂生大量红褐色沉淀后，无气

ii加入过量的Zn粉

泡冒出，此时溶液的pH为

3~4,取出固体，固体中未

检测到Fe单质。

民

_,

pH=l0.5mol,L粉有大量气泡产生，反应剧

FeCh溶液

烈，pH逐渐增大，产生大

量红褐色沉淀后，持续产生

iii加入过量的Mg

大量气泡，当溶液pH为

3~4,取出固体，固体中检

测到Fe单质。

资料：铁氟化钾溶液与Fe?+溶液反应会产生蓝色沉淀。

理论分析：

(1)依据金属活动性顺序，Cu、Zn、Mg中可将Fe?*还原为Fe的金属是

实验探究：

(2)小组同学对实验ii未检测到Fe单质进行分析和探究

猜测一、甲同学认为反应初期Fe3+浓度较大时，即使Zn和Fe?+反应置换出少量Fe,Fe也会被Fe3+消耗。

写出Fe和Fe?*反应的离子方程式。

猜测二、乙同学认为在pH为3~4的溶液中，即使Zn和Fe?+反应置换出少量Fe,Fe会被H卡消耗。

设计实验：取少量铁粉，加入,再加入铁氧化钾溶液无蓝色沉淀生成，即可证实此条件可以忽略

H+对Fe的消耗。

猜测三、丙同学认为产生的红褐色沉淀包裹在Zn粉上，阻碍了Zn和Fe?+反应。实验证实了Zn粉被包

裹。

查阅资料：0.5mol-LTFe3+在pH约为1.2的溶液中开始转化为红褐色沉淀，溶液的pH约为3时Fe?+完全

转化为红褐色沉淀。

(3)结合资料和猜测，重做实验ii,当溶液pH为3~4时，不取出固体，向固-液混合物中持续滴加盐酸，控

制pH<1.2,当观察到________且溶液颜色变浅时停止加入盐酸，待pH为3~4时，取出固体，固体中检

测到Fe单质。

实验结论：

(4)对比实验ii和实验出可得出结论：,而金属Mg不断产生氢气使得沉淀难以覆盖在金属表

3+

面，Mg能够直接与Fe发生置换反应制取出Fe0

13.(2025北京八中高一上期末)某化学兴趣小组为探究Cl。、Br?、Fe?+的氧化性强弱，设计了如下实

验：

D

(1)①A中发生反应的化学方程式是-□

②整套实验装置存在一处明显的不足，请指出

(2)用改进后的装置进行实验，实验过程如下:

实验操作实验现象结论

打开活塞a,向圆底D装置中：溶液变红

C"、Br?、Fe?+的氧

烧瓶中滴入适量浓E装置中：水层溶液变黄，

化性由强到弱的顺序

盐酸；然后关闭活振荡后，CC14层无明显变

3+

为：Cl2>Br2>Fe

塞a,点燃酒精灯。化。

因忙于观察和记录，没有及时停止反应，D、E中均发生了新的变化。

D装置中：红色慢慢褪去。

E装置中：CC1,层先由无色变为橙色，后颜色逐渐加深，直至变成红色。

为探究上述实验现象的本质，小组同学查得资料如下：

i.(SCN］性质与卤素单质类似。氧化性：

CI2>(SCN)2O

ii.Cl2和Br?反应生成BrCl,它呈红色(略带黄色)，沸点

约5℃,与水可以发生复分解反应。

iii.AgClO、AgBrO均可溶于水。

①请推测D装置中溶液褪色的原因—o

②欲探究E中颜色变化的原因，设计实验如下：

用分液漏斗分离出E的下层溶液，蒸馆、收集红色物质，取少量，加入AgNOs溶液，结果观察到仅有白色

沉淀产生。请结合化学用语解释仅产生白色沉淀的原因—=

③将少量BrCl通入到碘化钾溶液中，该反应的化学方程式为—o

2+

④将0.1molCl2通入50mLl.5mol/L的FeBr2溶液中发生反应，被氧化的Fe和Br一的物质的量之比

是O

14.(2025北京清华附中高一上期末)铁黄(FeOOH)是一种重要的化工产品。为制备高品质铁黄，需先制

备少量铁黄晶种。

I.晶种的制备

制备过程及现象是：向一定浓度的Fes。,溶液中加入氨水，产生白色沉淀，并很快变成灰绿色。滴加氨水

至pH为6.0时，开始通空气并记录pH变化如下。

资料：本实验中，不同pH下+3价铁元素的存在状态:

PH<1.51.5〜2.82.8〜6.0

存在状态Fe3+Fe3+>FeCXDHFeOOH

(1)产生白色沉淀的离子方程式是o

(2)结合方程式解释曲线变化：

①。~4时段，白色沉淀被氧化，，c(H+)不变，pH几乎不变。

②彳~，2时段，发生如下反应：（配平），c（H+）增大，pH明显降低。

Fe2+++=FeOOH；+H+

③6后，pH几乎不变，此时溶液中c（Fe?+）仍降低，但c（Fe3+）增加，且c（Fe"）降低量大于0件3+）增加

量。结合总方程式说明原因：o

II.产品颜色探究

铁黄为黄色，但制得的晶种为黄褐色。欢乐小组提出两个猜想：

猜想1：铁黄中混有黑色物质，混合后颜色变深。

猜想2：铁黄中混有黄褐色物质Fe（OH）SC>4。

（3）针对猜想1,小欢提出方案：将样品用盐酸充分溶解后，加入高锦酸钾溶液，紫色褪去，证明铁黄中含

有Fes。,。小乐认为该方案不严谨，原因是。后经实验证实该制备条件下几乎不产生FesO,。

晶种固体溶液呈黄色沉淀

①请选出合适的试剂a/b搭配：o

A.HNO3,Ba（NO3）2B.HC1,BaCl2C.H2SO4,BaCl2

②洗涤黄褐色晶种的目的是O

2+

③进一步实验证实黄褐色晶种含有少量Fe（OH）SO4。写出由Fe生成黄褐色沉淀的离子方程

式：»

III.产品纯度测定

铁黄纯度可以通过产品的耗酸量确定。

3+

资料:Fe+3C2O^=Fe（C2O4f,FeCOj：不与稀碱液反应。

（5）Wg铁黄样品共消耗硫酸的物质的量为mol（列出计算式即可）o

（6）假定铁黄样品除Fe（OH）SC>4外，不含其他杂质。

①算得铁黄纯度（质量分数）为o

②加入Na2C2O4溶液不足会使测定纯度偏小，原因是o

参考答案

1.(1)淀粉KI试纸变蓝说明生成了L,r变为卜化合价升高，则Fe(NO3)3溶液中的微粒化合价降低，具有

氧化性

3+2+

(2)0.32Fe+2I-=2Fe+I2

(3)1mLO.6moi/LNaNCh溶液溶液先无明显变化，后变为血红色(或者溶液红色加深)

【分析】12遇淀粉溶液变为蓝色，向淀粉碘化钾试纸上滴0」mol/LFe(NO3)3溶液，淀粉KI试纸变蓝，说

明溶液中有氧化性微粒将I-氧化为12,导致淀粉溶液变为蓝色。根据Fe(NCh)3溶液电离和溶液显酸性，猜

测可能是在酸性条件下H+、NO；将r氧化为12;也可能是Fe3+氧化r氧化为I2o若要证明酸性条件下H+、

NO1将I-氧化为卜，应该使两次溶液中NO；浓度相同；若要证明Fe3+氧化r为12,应该使溶液pH=1.7,

Fe3+浓度是0.1mol/L,而不能含有NO一根据反应Fe3++3SCN=Fe(SCN)3检验Fe3+的产生与存在。

【详解】(1)在实验1中向淀粉碘化钾试纸上滴0.1mol/LFe(NO3)3溶液，淀粉KI试纸变蓝，说明反应产

生了12,则证明0.1mol/LFe(NO3)3溶液中含有氧化性微粒；

(2)①要采用控制变量方法研究。在实验2中，溶液中含有NO],溶液pH=1.7,无Fe3+,结果淀粉碘化

钾试纸变蓝，说明在pH=1.7,含有NO1时I-能够被氧化为L,故溶液中NO"勺浓度应该为0.3mol/L,故

NaNO3溶液的浓度c(NaNO3)=X=0.3mol/L；

②向淀粉碘化钾试纸上滴O.lmol/LFeCb溶液，淀粉碘化钾试纸变蓝，说明反应产生了L,则证明Fe3+也

具有强氧化性，将r氧化为12,反应的方程式为：2Fe3++2r=2Fe2++k；

(3)向1mLO.2moi/LFeCb溶液(用盐酸调节pH=1.7)中先滴加KSCN溶液，无明显现象，再加入lmL0.6

mol/LNaNCh溶液，溶液变为血红色，说明在酸性条件下，NO；将Fe?+氧化为Fe3+,Fe3+与SCN-作用，使

3+

溶液变为血红色，从而证明在酸性条件下，氧化性：NO3>Feo

故①将实验4补充完整为再加入1mL0.6mol/LNaNCh溶液；

②实验4中观察到实验现象为溶液先无明显变化，后变为血红色(或者溶液红色加深)

2.(l)Zn

3+2+2+

(2)Fe(OH)3Fe+2Fe=3Fe\Fe+2H=Fe+H2T取实验H中pH为3~4的上层清液，加入少

量铁粉，观察到铁粉表面几乎不产生气泡观察到红褐色沉淀逐渐溶解，有气泡产生，待溶液颜色褪

去(变浅)，停止加盐酸

【分析】该实验的目的是探究氯化铁溶液与过量铜粉、锌粉反应时，溶液中氧化剂的微粒及其还原产物。

由实验现象可知，实验I中发生的反应为过量的铜与溶液中的Fe3+反应生成亚铁离子和铜离子；实验II中

发生的反应为Fe3+在溶液中发生水解反应生成氢氧化铁和H+,锌与溶液中的H+反应生成员，促进水解平

衡右移，导致Fe3+转化为氢氧化铁沉淀，氢氧化铁沉淀包裹锌粉，阻碍了Zn与Fe2+的反应；重新做实验

II,当溶液pH为3~4时，不取出固体，向固-液混合物中持续加入盐酸，控制pH<1.2,此时Fe(OH)3固

体溶解后，锌与Fe3+反应生成的Fe2+继续被锌还原，从而生成铁，据此解答。

【详解】(1)Cu和Zn都可将Fe3+还原为Fe2+,依据金属活动性顺序，Zn可将Fe?+还原为Fe,所以Cu和

Zn可将Fe3+还原为Fe的金属是Zn；

(2)①加入Zn粉后，与溶液中的H+作用，从而促进Fe3+水解生成氢氧化铁沉淀，则实验II中生成的红褐

色沉淀为Fe(OH)3;

②a.Fe与Fe3+反应生成Fe2+,Fe与H+反应生成Fe?+和H2,反应的离子方程式为：Fe+2Fe3+=3Fe2\

+2+

Fe+2H=Fe+H2t；

b.设计实验证实pH为3-4的溶液可忽略H+对Fe的消耗，则只需在实验H中pH为3~4的上层清液中加

入Fe粉，观察是否有气泡产生，则实验方案为：取实验H中pH为3~4的上层清液，加入少量铁粉，观察

到铁粉表面几乎不产生气泡；

ii.丙认为产生的红褐色沉淀包裹在Zn粉表面，阻碍了Zn与Fe2+的反应。为了证实Zn粉被Fe(0H)3沉淀

包裹，需用盐酸先将Fe(OH)3沉淀溶解，让Zn暴露出来，再与Fe3+接触，再检测是否有Fe生成。则重新

做实验II,当溶液pH为3~4时，不取出固体，向固-液混合物中持续加入盐酸，控制pH<1.2,观察到红

褐色沉淀逐渐溶解，有气泡产生，待溶液颜色褪去(变浅)，停止加盐酸，待pH为3~4时，取出固体，固体

中检测到Fe单质。

3.(l)Mg>Cu

⑵Ci?+、Fe2+

(3)Fe2+滴入KSCN后无明显现象，滴入氯水后溶液变红

(4)氢气Mg+2Fe3+=Mg2++2Fe2+Fe若存在Fe3。”稀盐酸与Fes。,反应产生的Fe，+

可与Fe继续反应生成Fe>,导致在iii中检测不到Fe?+,与没有Fes。,得到的出中现象相同

【分析】I中的反应为：2尸e3++C〃=2尸e"+C0,实验〃的反应涉及到那++3旦0=Be®”1+3IT,

由于水解显酸性，单质镁产生氢气，由于氢离子不断被消耗，导致水解平衡正向移动，产生红褐色沉淀

Fe(O”)3沉淀；同时镁被氧化，Mg+2Fe3+=Mg2++2Fe2\剩余的镁可以继续和出2+发生置换反应，

Mg+Fe2+=Mg2++Fe。据止匕分析作答。

【详解】(1)根据金属活动顺序，Mg>Cuo

(2)实验I中的反应为：2尸e3++C“=2尸e2++Cz?+,答案为：Cu+^Fe2+o

(3)实验I中生成了出2+,加入KSCN和氯水的目的是检验Fe?+的存在。民2+被氯水氧化为既3+,然后发

生反应：F*心CW#e〈SCN*。答案为：F*;滴入K5CN后无明显现象，滴入氯水后溶液变红。

(4)①根据分析可知，产生的气体是氢气。答案为：氢气。

3+2+23+2+2+

②镁将居"还原为F*,离子方程式：Mg+2Fe=Mg+2Fe\答案为：Mg+2Fe=Mg+2Fea

③根据分析可知，黑色固体中一定含有的物质是尸03。4与酸反应，

+2+3+

Fe3O4+8H=Fe+2Fe+4H2O,生成的而+与铁单质可以继续反应，生成而+,这样，在步骤沆中检

测不到Fe?卡。答案为：Fe；若存在FesO”稀盐酸与FeQ,反应产生的Fe3+可与"继续反应生成Fe?+,导

致在沆中检测不到Fe3+,与没有Fes。,得到的沆中现象相同。

,、IWJ温

4.(l)3Fe+4H2O(g)^=Fe3O4+4H2

(2)加热后试管中的空气也能使肥皂液产生气泡

3+2+

(3)一定有Fe3O4可能有Fe2Fe+Fe=3Fe

【分析】湿棉花加热产生水蒸气与热的铁粉反应，生成Fe3O4和氢气，氢气通入肥皂泡中产生气泡，并用

火柴点燃验证生成的氢气。

/、高温

【详解】(1)铁与水蒸气反应的化学方程式是：3Fe+4H2O(g)—Fe3O4+4H2；

(2)检验气密性后，加热试管，肥皂液中有气泡产生，该现象不能说明有H2生成。理由是：加热后试管

中的空气也能使肥皂液产生气泡；

(3)Fe3O4与盐酸反应得到Fe3+和Fe2+,Fe3+遇到KSCN溶液显示红色，取少量反应后固体于试管中，加

入过量盐酸，加热至固体完全溶解，再滴加KSCN溶液，若溶液变红，推测固体的成分一定有FesCU,可

能有Fe；若未变红色，可能是Fe3+与Fe反应生成Fe2+,离子方程式为：2Fe3++Fe=3Fe?+。

5.(1)过滤漏斗

(2)溶液中存在Fe?*,加NaOH溶液生成的红褐色沉淀干扰Fe?+沉淀时的特征现象

⑶KSCN

(4)c

2++3+2+

(5)5Fe+MnO；+8H=5Fe+Mn+4H2O

心5x56cV,xlO3,-0.28cV,

(6)-------=-----x10n0n%o/或-------x100%

aa

2++2++3+

⑺4Fe+O2+10H2O=4Fe(OH)3J+8H或4Fe+O2+4H=4Fe+2H2O,

3++

Fe+3HQ=Fe(OH)3J+3H

(8)溶液的酸碱性(或pH)、物质的状态

【分析】为确定黑木耳中含有铁元素，将黑木耳灼烧后的灰分用稀硫酸浸取，然后过滤，得到溶液A。取

少量溶液A,加入K3【Fe(CN)6］溶液，得到蓝色沉淀，则证明A中含有Fe%加入KSCN溶液，A的溶液

变红,则含有Fe3+。

【详解】(1)用稀硫酸浸取，获得浊液，分离得到溶液A的操作是过滤；过滤用到的玻璃仪器有漏斗、烧

杯和玻璃棒；

(2)溶液A中存在Fe?*,加NaOH溶液生成的红褐色沉淀干扰Fe?+沉淀时的特征现象，故检验滤液A中

的Fe2+不适宜用NaOH溶液；

(3)由实验方案可知，步骤④中溶液变红，Fe3+溶液遇KSCN变红，则步骤④检验Fe?+所用试剂是

KSCN溶液；

(4)为测黑木耳中铁元素的含量，向滤液A中加入足量B,物质B具有还原性，将滤液A中的Fe3+还原

为Fe",Fe?+与酸性KMnO,反应，根据KMnO,的用量测定铁元素的含量。

a.Na与水反应生成NaOH,能将Fe?*、Fe"转化为沉淀，影响铁元素的测定结果，a不符合题意；

b.Fe与滤液中的Fe3+反应生成Fe~使铁元素含量增大，从而使实验测定结果偏高，b不符合题意；

c.Cu与滤液中的Fe3+反应生成Fe"和Cu",G?+与KMnO’不反应，不影响测定结果，c符合题意；

答案选c。

(5)步骤⑥中MnO；溶液在酸性条件下具有强氧化性，其还原产物是Mn"，F/被氧化为Fe3+,离子方程

2++3+2+

式为：5Fe+MnO；+8H=5Fe+Mn+4H2O；

2+32+-3

(6)由方程式可知，n(Fe)=5n[MnO；)=5xcxV2x10-mol,m(Fe)=nxM=5xcxV2xlOx56g,

则黑木耳中铁元素的质量分数=界史出&x100%=些叫x100%；

aga

(7)Fe?+在空气中久置会被氧化，生成红褐色沉淀Fe(OH)3,其形成过程分为两步：

2++3+3++

4Fe+O2+4H=4Fe+2H2O,Fe+3H2O=Fe(OH)3+3H,合并总反应的离子方程式为：

2++

4Fe+O2+10H2O=4Fe(OH)3J+8H；

(8)根据实验数据可知，当pH从1.5升高到5.0时，3小时后溶液颜色变化分别是浅黄色、黄色、变黄

速度更快并生成沉淀，氧化速率逐渐加快，说明溶液的酸碱性(或pH)影响FeSO,溶液氧化快慢；实验c

中，溶液开始半小时有浑浊，说明已经部分发生水解并生成Fe(OH)2,变黄的速度比b快，3小时有红褐色

沉淀生成，说明Fe(OH)2在空气中容易被氧化为Fe(OH%,从而加快氧化，则溶液中物质的状态可以影响

FeSO,溶液氧化快慢。

6.⑴氧化

(2)3.7~4.7(或3.7<pH<4.7)

(3)有白色沉淀生成，白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色

4Fe(OH),+O2+2H2。=4Fe(OH)3

2+3+

(4)Cu2Fe+Cl2=2Fe+2C「

2++

(5)H2S+Cu=CuSJ+2Hac

【分析】废液中含有Fe2+、Cu2+、Fe3+和H+,废液中加入H2O2将Fe?+氧化成Fe3+,再调节pH将Fe3+转化

2+

为Fe(OH)3沉淀，溶液B中含有GP+和H+,加入过量铁粉，Fe与CM+反应生成Cu和Fe,与H+反应生

成Fe2+,溶液C中主要为Fe2+,固体C含有Cu和剩余的Fe,加入稀盐酸，Fe与HC1反应生成溶液D为

FeCh溶液,过滤得到的固体为Cue

【详解】(1)步骤I中加入H?。?溶液的目的是将