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文档简介
第14讲铁的氢氧化物和铁盐、亚铁盐
1.学会制备Fe(OH)2,理解Fe(OH)2、Fe(OH)3的化学性质。
2.知道Fe3+、Fe2+的检验原理、试剂的选择及加入的顺序。
3.依据氧化还原反应原理理解Fe2+的强还原性、Fe3+的强氧化性,以及两者间的相互转化。
一、铁的氢氧化物的性质与制备
1.铁的氢氧化物性质的比较
化学式Fe(OH)2Fe(OH)3
物质类别二元弱碱三元弱碱
颜色状态白色固体红褐色固体
溶解性不溶于水不溶于水
+2+
Fe(OH)2+2H===Fe+
+3+
与非氧化性强酸反应Fe(OH)3+3H===Fe+3H2O
2H2O
△
+
稳定性Fe(OH)2=====FeOH2O△
2Fe(OH)3=====Fe2O3+3H2O
(隔绝空气)
2.铁的氢氧化物的制备
实验室制备氢氧化铁和氢氧化亚铁如下图所示:
3+-
①图甲实验中观察到的现象是有红褐色沉淀生成,反应的离子方程式是Fe+3OH===Fe(OH)3↓。
②图乙实验中先观察到有白色沉淀生成,在空气中迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,有关反应的
方程式是:
2+-
Fe+2OH===Fe(OH)2↓(白色);
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3。
【氢氧化亚铁制备注意事项】在实验室制备氢氧化亚铁时,一定要用新制的亚铁盐和先加热驱赶氧
气后的氢氧化钠溶液,且滴管末端插入试管内的液面下,再慢慢挤出氢氧化钠溶液,也可以在反应
液面上滴加植物油或苯等物质进行液封,以防止氢氧化亚铁与氧气接触。
【深度思考】
(1)铁能与水蒸气反应,为什么在日常生活中常用铁壶烧水?
提示铁只能在高温下与水蒸气反应,与冷水、热水都不能反应,所以在日常生活中常用铁壶烧水。
(2)如何检验Fe3O4中铁元素的价态?
提示取少量固体于试管中,加入稀硫酸(不能用盐酸)溶解,将溶液分成两份,一份加入酸性高锰
酸钾溶液,溶液紫红色褪去,说明溶液中含有Fe2+;另一份加入KSCN溶液,溶液显红色,说明溶
液中含Fe3+。
(3)在空气中,Fe(OH)3受热分解生成Fe2O3,Fe(OH)2受热能否分解生成FeO?
提示Fe(OH)2在空气中加热不能得到FeO,因Fe(OH)2在空气中易被氧化。
二、铁盐和亚铁盐
1.铁盐和亚铁盐的组成
亚铁盐铁盐
组成含有的盐含有的盐
常见物质FeSO4·7H2O、FeCl2等FeCl3、Fe2(SO4)3等
2.Fe2+、Fe3+的检验
Fe2+Fe3+
溶液的颜色色黄色
滴加KSCN溶液无明显现象溶液变色
3+-
反应原理不反应Fe+3SCN===Fe(SCN)3
利用含有Fe3+的盐溶液遇到溶液变成红色,检验Fe3+
结论
的存在
3.Fe2+、Fe3+相互转化的实验探究
实验操作
溶液显色,试管中有固体,再滴加向上层溶液中滴加新制氯水,
实验现象
KSCN溶液,溶液无明显变化溶液变成红色
2+3+-
2Fe+Cl2===2Fe+2Cl、
离子方程式2Fe3++Fe===3Fe2+
3+-
Fe+3SCN===Fe(SCN)3
铁
实验结论3+2+
Fe氯气Fe
4.铁盐和亚铁盐的化学性质
写出下列反应的离子方程式:
【易错点拨】(1)配制硫酸亚铁时,要在溶液中加入铁钉或铁粉。因为Fe2+易被氧化为Fe3+,加入
铁粉或铁钉,发生反应2Fe3++Fe===3Fe2+,可防止硫酸亚铁溶液被氧化,而不发生变质。
2+2+3+-
(2)除去氯化铁中的Fe,可加入新制的氯水,反应的离子方程式为2Fe+Cl2===2Fe+2Cl。
++
三、Fe、Fe2、Fe3的转化(铁三角)
1.铁三角的转化
铁元素有三种价态:0价、+2价和+3价,这三种价态的铁在一定条件下可相互转化,我们称
之为“铁三角”。
++++
Fe只有还原性,可以被①Fe能被Fe3、Cu2、H、S等较弱氧化剂氧化为Fe2
3+
氧化成+2价或+3价铁②Fe能被Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4等强氧化剂氧化为Fe
2+2++3+
Fe既有氧化性又有还①还原性:Fe能被Cl2、O2、HNO3、H2O2、KMnO4(H)等氧化为Fe
2+2+2+
原性,主要表现还原性②氧化性:Fe能被Zn、Al、CO、H2等还原为Fe,如:Fe+Zn=Fe+Zn
2--2+
①能被Fe、Cu、S(H2S)、I(HI)、SO2还原成Fe
Fe3+具有较强的氧化性
3+2+
②能被C、CO、H2、Zn等还原成Fe,如:2Fe+3Zn=2Fe+3Zn
【易错点拨】Fe与稀HNO3:Fe少量,Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O;如Fe过量,则
生成Fe(NO3)2。
2.“铁三角”转化关系的两个应用
2+不共存-+--+
Fe――→NO3(H)、ClO(次氯酸根)、MnO4(H)
判断离子共存
3+不共存2--2-
Fe――→S、I、SO3
溶液杂质除杂方法
FeCl2FeCl3加过量铁粉后过滤
除杂通Cl2或加氯水或加
FeCl3FeCl2
H2O2
FeCl2CuCl2加过量铁粉后过滤
四、铁及其化合物之间的转化
铁及其化合物间的转化知识结构图
写出图中序号所示反应的离子方程式:
+3+
①Fe2O3+6H===2Fe+3H2O;
3+-
②Fe+3OH===Fe(OH)3↓;
+3+
③Fe(OH)3+3H===Fe+3H2O;
+2+
④Fe+2H===Fe+H2↑;
2+3+-
⑤2Fe+Cl2===2Fe+2Cl;
⑥2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+。
(其他合理均可)
+2+3+2+
【归纳总结】(1)Fe只具有还原性,可被弱氧化剂(H、Cu、Fe、I2、S等)氧化为Fe;被强氧
+3+
化剂[O2、Cl2、Br2、HNO3、KMnO4(H)等]氧化为Fe。
2+-+
(2)Fe既有氧化性,又有还原性。可被强氧化剂[Cl2、Br2、O2、ClO、KMnO4(H)、HNO3、H2O2
等]氧化为Fe3+;可被还原剂(Al、Zn、CO、C等)还原为Fe。
(3)Fe3+只具有氧化性,可被弱还原剂(Fe、Cu等)还原为Fe2+,被强还原剂(Al、Zn、CO等)还原为
Fe。
考点一:铁的氢氧化物
【例1】取少量Fe2(SO4)3溶液于试管中,滴入KOH溶液,观察到的现象是()
A.产生白色沉淀B.产生蓝色沉淀
C.产生红褐色沉淀D.无明显变化
【答案】C
【解析】取少量Fe2(SO4)3溶液于试管中,滴入KOH溶液,二者发生复分解反应,生成氢氧化铁
沉淀和硫酸钾,因此观察到的现象是产生红褐色的沉淀;答案选C。
考点二:亚铁盐和铁盐
【例2】将过量的Na2O2投入FeCl2溶液中,可观察到的实验现象是()
A.有白色沉淀生成B.有红褐色沉淀生成
C.溶液由浅绿色变为黄色D.不可能有无色气体产生
【答案】B
【解析】将过量的Na2O2投入FeCl2溶液中,发生下列反应:2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑、FeCl2
+2NaOH===Fe(OH)2↓+2NaCl、4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,所以现象为有无色气体产生并
有红褐色沉淀生成。
考点三:铁及其化合物的转化
【例3】(2023秋·陕西西安·高一西安市第六中学校考期末)铁的价类二维图如图所示。下
列说法错误的是
3+
A.Fe(OH)2→X需要加入氧化剂B.Fe→X可以加入NaOH溶液
3+
C.Fe与水蒸气在高温下反应生成Fe2O3D.用酸除铁锈时,Fe2O3→Fe
【答案】C
【分析】由图可知,X为Fe(OH)3。
【详解】A.Fe(OH)2→Fe(OH)3时,铁元素的化合价升高被氧化,Fe(OH)2为反应的还原剂,则转
化时需要加入氧化剂方能进行,故A正确;
3+
B.Fe→Fe(OH)3发生的反应为铁离子与碱溶液反应生成氢氧化铁沉淀,加入的试剂可能为氢氧化
钠溶液,故B正确;
C.铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气,故C错误;
D.用酸除铁锈时发生的反应为氧化铁与酸反应生成铁离子和水,故D正确;
故选C。
2+
1.(2023春·上海·高一期末)向300mL0.2mol/L的Fe(NO3)2溶液中加入足量的NaOH溶液,使Fe
恰好完全沉淀,过滤,小心加热沉淀,直到水分蒸干,再灼烧到质量不在变化,此时固体的质量为
A.5.4gB.4.32gC.4.8gD.6.42g
【答案】C
2+
【详解】300mL0.2mol/L的Fe(NO3)2溶液中加入足量的NaOH溶液,使Fe恰好完全沉淀,则生成
氢氧化亚铁的物质的量为300mL×0.2mol/L×10-3=0.06mol,过滤,加热,并灼烧得到氧化铁,根据
铁元素守恒分析,氧化铁的物质的量为0.03mol,则质量为0.03mol×160g/mol=4.8g。
故选C。
2.(2023春·新疆乌鲁木齐·高一乌鲁木齐市第四中学校考期中)下列有关铁和铁的化合物的叙述
中,正确的是
A.铁的化学性质比较活泼,它能与许多物质发生化学反应,因此铁在自然界中只能以化合态存在
B.Fe3O4是一种红棕色粉末,俗称铁红,常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料
C.Fe(OH)2在空气中容易被氧化,如图①②都能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀
D.往某溶液中先加入氯水,再加入KSCN溶液,发现溶液变成红色,证明原溶液中含有Fe3+
【答案】C
【详解】A.铁虽然化学性质比较活泼,能与许多物质发生化学反应,但是自然界中陨石中还存在
单质铁,A错误;
B.Fe3O4为黑色粉末,铁红为Fe2O3,B错误;
C.①中稀硫酸能抑制亚铁离子水解,铁粉能防止亚铁离子被氧化,且导管口插入到水中外界空气
无法进入试管内,滴加NaOH与FeSO4反应生成的氢氧化亚铁沉淀不会被氧化能较长时间存在,②
中因为苯的存在NaOH与FeSO4反应生成的氢氧化亚铁无法接触到空气,不会被氧化从而能较长时
间存在,C正确;
D.若原溶液中没有Fe3+只有Fe2+,先加氯水Fe2+被氯气氧化成Fe3+,再加入KSCN溶液变红色,
但是原溶液中没有Fe3+,D错误;
故答案选C。
3.维生素C又称“抗坏血酸”,能帮助人体将食物中摄取的、不易吸收的Fe3+转化为易吸收的Fe2+,
下列有关分析错误的是()
A.维生素C具有还原性
B.Fe3+转化为Fe2+发生了氧化反应
C.维生素C药片应隔绝空气保存
D.向Fe3+的溶液中加入Cu,也能将Fe3+转化为Fe2+
【答案】B
【解析】A.维生素C能够将Fe3+转化为易吸收的Fe2+,Fe元素化合价降低,得到电子被还原,说明
维生素C具有还原性,A正确;B.Fe3+转化为Fe2+时,Fe元素化合价降低,得到电子被还原,发生
了还原反应,B错误;C.维生素C药片具有强的还原性,容易被空气中的氧气氧化,因此应隔绝空
气保存,C正确;D.向Fe3+的溶液中加入Cu,会发生反应:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,因此Cu单质也能
将Fe3+转化为Fe2+,D正确;
4.(2023秋·广东梅州·高一广东梅县东山中学校联考期末)下列含Fe元素的物质反应的离子方程
式书写正确的是
3
A.铁与盐酸反应:2Fe6H=2Fe3H2
B.钠与氯化铁溶液反应:Fe33Na=3NaFe
3
C.氧化铁与稀硫酸反应:Fe2O36H=2Fe3H2O
23
D.氯化亚铁溶液与氯气反应:FeCl2=2ClFe
【答案】C
2
【详解】A.铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气:Fe2H=FeH2,故A错误;
B.钠与氯化铁溶液反应生成氢氧化铁、氯化钠和氢气:
3
2Fe6Na+6H2O=6Na2Fe(OH)3+3H2,故B错误;
3
C.氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水:Fe2O36H=2Fe3H2O,故C正确;
23
D.氯化亚铁溶液与氯气反应生成氯化铁:2FeCl2=2Cl2Fe,故D错误;
故选C。
5.(2023秋·广东揭阳·高一统考期末)下列实验操作、现象和结论均正确的是
选
实验操作现象结论
项
向AlCl3溶液中逐滴滴加氨水
A先产生白色沉淀后沉淀溶解Al(OH)3能与碱反应
至过量
向少量NaOH溶液中放入一小
B无明显变化Al与NaOH溶液不反应
块未打磨的铝片
向FeSO4溶液中滴加NaOH溶生成的白色沉淀迅速变成灰绿Fe(OH)2易被氧气氧化为
C
液色,最终变成红褐色Fe(OH)3
铁与水在高温下发生反
D将水蒸气通过灼热的铁粉粉末变红
应生成Fe2O3
A.AB.BC.CD.D
【答案】C
【详解】A.向AlCl3溶液中逐滴滴加氨水至过量生成白色沉淀,Al(OH)3只能与强碱反应,A错误;
B.少量NaOH溶液与未打磨的铝片表面的氧化铝反应无明显现象,B错误;
C.向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液,生成的白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色,
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,C正确;
D.将水蒸气通过灼热的铁粉,铁与水在高温下发生反应生成Fe3O4,D错误;
故选C。
6.(2023春·浙江杭州·高一校联考期中)下列实验操作及现象或结论不正确的是
实验操作及现象结论
向Al2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量,先生成白色沉淀,后
AAl(OH)3具有酸性
沉淀消失
Fe与两种酸均发生置
B常温下,铁片放入稀硝酸、稀硫酸中,均有气泡产生
换反应
固体遇水产生
将水滴入盛有Na2O2固体的试管中,立即把带火星的木条放在试管口,Na2O2
C
可观察到有气泡产生,木条复燃O2
向某待测液溶液中滴加少量KSCN溶液,振荡,无明显现象,再加入待测液中一定含有
D
几滴新制氯水,溶液变成红色Fe2+
A.AB.BC.CD.D
【答案】B
【详解】A.铝离子与氢氧化钠生成氢氧化铝沉淀,说明其难溶于水,氢氧化钠过量后生成偏铝酸
钠,说明氢氧化铝具有酸性,A正确;
B.铁与稀硝酸反应生成硝酸铁(或硝酸亚铁)、一氧化氮和水,没有单质生成,属于氧化还原反应,
不属于置换反应,B错误;
C.带火星的木条遇氧气可以复燃,说明反应生成了氧气,因此Na2O2与H2O反应产生了O2,C正
确;
D.向少许待测液中滴加KSCN溶液无明显变化,说明溶液中不存在铁离子,再滴入氯水,溶液呈
红色,说明此时溶液中存在铁离子,则证明待测液中含有Fe2+,D正确;
故选B。
7.(2023秋·甘肃天水·高一统考期末)在实验室里用以下方法制备并较长时间保存Fe(OH)2,能成
功的是
A.B.
C.D.
【答案】C
【详解】A.NaOH溶液加入时会带入氧气,会氧化氢氧化亚铁变为氢氧化铁,不能成功得到氢氧
化亚铁,故A不符合题意;
B.氯化铁和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀,不能得到氢氧化亚铁沉淀,故B不符合题意;
C.装置是利用铁和稀硫酸现制FeSO4,并用产生的H2赶走试管和溶液中的氧气,故C符合题意;
D.氯化亚铁和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化亚铁沉淀,胶头滴管伸入到液面以下,暂时隔绝氧气,
但是不能较长时间保存Fe(OH)2,故D不符合题意。
综上所述,答案为C。
8.(2023秋·广东广州·高一校联考期末)从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制
备氯化铁晶体FeCl36H2O的流程如下。下列说法不正确的是
2
A.用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否含有Fe
B.试剂a是铁、试剂b是稀盐酸
C.操作Ⅰ、操作Ⅱ均需用到漏斗,操作Ⅲ需用蒸发皿
D.试剂c是氯气,在该流程中做氧化剂
【答案】A
【分析】从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜,工业废水中加入试剂a为过量的铁,
操作为过滤,得到滤渣Y为Fe、Cu,滤液氯化亚铁溶液,滤渣Y中加入试剂b为盐酸溶解过量的
铁生成氯化亚铁溶液,铜不溶,操作过滤得到铜和滤液Z为氯化亚铁溶液,滤液Z和X合并通入
氯气。氧化亚铁离子为氯化铁溶液,蒸发结晶,过滤洗涤干燥得到氯化铁晶体。
【详解】A.亚铁离子、氯离子都可以被高锰酸钾溶液氧化,用酸性KMnO4溶液不能检验溶液W
中是否还有Fe2+,A错误;
B.由最终得到FeCl3及其流程图可知,a是铁、b为盐酸,B正确;
C.上述分析可知,操作Ⅰ、Ⅱ是过滤需用漏斗,操作Ⅲ是蒸发结晶需用蒸发皿,C正确;
2+-3+
D.c为氯气,氧化亚铁离子为铁离子反应为:2Fe+Cl2=2Cl+2Fe,D正确;
故选A。
9.(2023秋·重庆沙坪坝·高一重庆南开中学校考期末)某课外活动小组探究某食品包装袋中还原
性铁粉是否变质,分别取少量样品溶于盐酸,然后进行下列实验。下列说法正确的是
A.若滴加NaOH溶液,无红褐色沉淀产生,说明铁粉未变质
B.若滴加KSCN溶液,溶液变红,说明铁粉变质
C.若先滴加氯水,再滴加KSCN溶液,溶液变红,说明铁粉全部变质
D.若滴加NaOH溶液,无白色沉淀产生,说明铁粉全部变质
【答案】B
【详解】A.若滴入的NaOH少,盐酸未被中和完,即使铁变质了,也不会有红褐色沉淀产生,A
错误;
B.若滴加KSCN溶液,溶液变红,可知溶液中含有Fe3+,说明铁粉变质,B正确;
C.若先选滴氯水,会将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+,无法判断铁是否变质,C错误;
.由于很容易被氧化,滴入溶液无白色沉淀,不能说明原溶液中无2+,错误;
DFeOH2NaOHFeD
故答案为:B。
2
10.(2023秋·浙江绍兴·高一统考期末)X溶液中可能含有下列离子中的若干种:Cl、CO3、Na、
K、Fe2、Fe3、Mg2。现对X溶液进行如图所示的实验,其现象和结果如下:
下列说法不正确的是
232
A.X溶液中一定含有Fe、Cl,一定不含Fe、CO3
B.要检验X溶液中是否含有K,只需对溶液B进行焰色试验
C.白色沉淀A中可能含有Mg(OH)2
D.白色沉淀A在空气中变红褐色的原因:4Fe(OH)2O22H2O4Fe(OH)3
【答案】B
【分析】X溶液与KOH反应有白色沉淀生成,说明X溶液中没有Fe3+,白色沉淀通入空气生成红
2+2
褐色沉淀,发生反应为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,则原溶液中有Fe,则无CO3;溶液A加
入加入稀硝酸酸化的硝酸银有白色沉淀生成,则原溶液中有Cl-;其余离子无法确定。
232
【详解】A.根据分析X溶液中一定含有Fe、Cl,一定不含Fe、CO3,A正确;
B.因为加入氢氧化钾溶液引入了K,不能确定B中的K是否来自于原溶液,B错误;
2
C.根据分析,不能确定Mg,白色沉淀A中可能含有Mg(OH)2,C正确;
D.白色沉淀A在空气中变红褐色的原因:4Fe(OH)2O22H2O4Fe(OH)3,D正确;
故选B。
一、单选题
1.(2023秋·辽宁抚顺·高一抚顺一中校考期末)下列操作不能达到实验目的的是
选
目的操作
项
用玻璃棒蘸取饱和氯水点在置于玻璃片的pH试纸上,稍后与标
A测定氯水的pH
准比色卡对照
检验某溶液中只含Fe2
B先向该溶液中滴加KSCN溶液,再滴加少量氯水
不含Fe3
向40mL沸水中滴加5~6滴饱和FeCl3溶液,继续煮沸直到形成
C制取氢氧化铁胶体
红褐色液体停止加热
验证Fe2的还原性强于
D向FeBr2溶液中加入少量氯水,再加CCl4,振荡
Br
A.AB.BC.CD.D
【答案】A
【详解】A.饱和氯水中含有氯气和水生成次氯酸,次氯酸具有漂白性能使pH试纸褪色,不能用
pH试纸测氯水的pH值,A错误;
B.先向该溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变血红色,可排除Fe3存在,再滴加少量氯水,溶液变
血红色,说明溶液含有亚铁离子,B正确;
C.制备氢氧化铁胶体的方法:将饱和氯化铁滴入沸水中,继续加热至液体呈红褐色,C正确;
D.向FeBr2溶液中加入少量氯水,再加CCl4,振荡,下层有机层为无色,说明氯水首先和亚铁离
子反应,证明Fe2+的还原性强于Br-,D正确;
故选:A。
2.(2023秋·江苏泰州·高一泰州中学校考期末)三氯化铁溶液可用作印刷电路板刻剂,反应化学
方程式为2FeCl3Cu2FeCl2CuCl2,下列离子能在印刷电路板的蚀刻废液中大量存在的是
....
AHBMnO4COHDAg
【答案】A
【详解】A.H和溶液中各离子不反应,可以大量存在,A选;
B.MnO4可以氧化亚铁离子为铁离子,不可以大量存在,B不选;
C.OH和铜离子、亚铁离子、铁离子反应生成沉淀,不能大量共存,C不选;
D.Ag可以和氯离子生成氯化银沉淀,不能大量共存,D不选;
故选A。
3.(2023春·福建泉州·高一校联考期中)实验室有一瓶购置时间较长的绿矾(FeSO4·7H2O),老师将
其交给化学研究小组检验该药品是否变质。这位同学取绿矾做了简单的检验,得出的结论是:已经
开始变质。该同学所用的试剂和判断依据是
选项ABCD
试剂氯水氢氧化钠溶液高锰酸钾溶液KSCN溶液
现象出现黄褐色先生成白色沉淀,最后转化成红褐色沉淀紫红色褪去有较浅的血红色
A.AB.BC.CD.D
【答案】D
【详解】A.氯水中的氯气能将亚铁离子氧化成铁离子,即使硫酸亚铁未变质,加入氯水后也会出
现黄褐色,A错误;
B.亚铁离子能与氢氧根离子反应,先生成氢氧化亚铁白色沉淀,随后氢氧化亚铁被氧化成氢氧化
铁,沉淀变为红褐色,即使硫酸亚铁没有变质也是这个实验现象,B错误;
C.高锰酸钾可氧化亚铁离子自身紫红色褪去,即使硫酸亚铁没有变质也是这个实验现象,C错误;
D.只含亚铁离子的溶液中加入KSCN无明显变化,含有铁离子的溶液中加入KSCN会出现血红色,
现有较浅的血红色,说明部分亚铁离子变质生成铁离子,D正确;
故答案选D。
4.(2023春·天津河西·高二统考期中)为了验证FeCl3溶液与K3[Fe(CN)6]溶液中的铁元素存在形
式的区别,进行如下实验:
操作现象
ⅰ.向盛有2mL蒸馏水的试管a中滴加2滴FeCl3溶液,然后再滴加2滴KSCN溶
溶液变为红色
液
ⅱ.向盛有2mL蒸馏水的试管b中滴加2滴K3[Fe(CN)6]溶液,然后再滴加2滴溶液无明显变
KSCN溶液化
下列相关结论的叙述不.正.确.的是
3
A.FeCl3在水中能电离出Fe
33
B.[Fe(CN)6]在水中难电离出Fe
C.试管a中因生成Fe(SCN)3而显红色
D.试管a中换为FeCl2溶液进行实验,仍然可观察到溶液变为红色现象
【答案】D
3+-3+
【详解】A.Fe与SCN结合生成红色溶液,故实验i说明FeCl3电离Fe,A正确;
B.因加入KSCN后溶液无颜色变化,说明溶液中没有Fe3+,B正确;
.3,为红色溶液,正确;
CFeSCNFeSCN3Fe(SCN)3C
D.Fe2+不能与SCN-反应,D错误;
故答案为:D。
5.(2023秋·福建厦门·高一统考期末)检验补铁剂中铁元素价态时,KSCN(C为4价)会与酸性
KMnO4溶液发生如下反应:
22KMnO410KSCN28H2SO416K2SO422MnSO410CO25N228H2O,下列说法不正确
的是
A.该反应的氧化产物只有N2
B.每生成标准状况下22.4LN2,转移22mol电子
C.KMnO4在反应中体现氧化性
223
D.检验Fe时,可用酸性KMnO4将Fe氧化为Fe,再加稍过量的KSCN溶液
【答案】A
【详解】A.KSCN中S为-2价、N为-3价,则反应中,KSCN中S、N元素的化合价均升高,该
反应的氧化产物有硫酸根离子、N2,A错误;
-
B.根据Mn由+7价降低为+2价,该反应转移电子为110e,22.4LN2物质的量为1mol,生成标准
110
状况下22.4LN,转移mol=22mol电子,B正确;
25
C.KMnO4中Mn元素化合价降低,得到电子,在反应中体现氧化性,C正确;
223
D.铁离子遇到KSCN溶液变红,则检验Fe时,可用酸性KMnO4将Fe氧化为Fe,再加稍过
量的KSCN溶液,D正确;
故选A。
二、实验题
6.(2023秋·贵州黔东南·高一统考期末)铁及其化合物在生产生活中有重要用途。某化学兴趣小
组同学设计以下实验探究铁及其化合物性质。
Ⅰ.氢氧化亚铁的制备:
A组实验:用NaOH溶液和FeSO4溶液直接反应。(如图1)
该方法能观察到白色沉淀,但沉淀颜色快速发生变化,反应方程式为。
(1)FeOH2_______
B组实验:选用稀硫酸、铁粉、NaOH溶液进行实验,装置如图2。
(2)实验时,先_______(填“打开”或“关闭”)止水夹K,然后打开分液漏斗的玻璃塞和活塞,使稀硫酸
与铁粉反应,一段时间后,填打开或关闭止水夹,制得白色沉淀,该方法
_______(“”“”)KFeOH2
制得的沉淀能保持一段时间不变色的原因有。
FeOH2_______
Ⅱ.探究Fe2、Fe3的性质:
(3)选用0.1mol/LFeCl3溶液、0.1mol/LFeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水、KI溶液、淀粉溶液,设
计实验方案进行实验,完成下列表格。
写出离子方
探究内容实验方案实验现象
程式
2
①探究Fe具取少FeCl2溶液,加入少量KSCN溶液后,再往溶液先不变红,后
_______
有还原性溶液中加入少量_______变为血红色。
3
②探究Fe取少量FeCl3溶液,加入几滴_______后,振荡,
溶液变蓝_______
具有氧化性静置,再往溶液中加入几滴淀粉溶液。
【答案】(1)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
(2)打开关闭生成的氢气排走了空气,使装置处于还原环境中
2+-3+-3+2+
(3)新制氯水Cl2+2Fe=2Cl+2FeKI溶液2I+2Fe=I2+2Fe
【详解】(1)白色Fe(OH)2沉淀在空气中易被氧气逐渐氧化,最后生成红褐色的Fe(OH)3,答案为:
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;
(2)制取Fe(OH)2时,左侧具支试管中产生FeSO4,然后由产生的氢气压入右侧广口瓶内,与NaOH
溶液发生反应,从而生成Fe(OH)2沉淀。实验时,先让Fe与稀硫酸反应制取FeSO4和H2,所以应
打开止水夹K,然后打开分液漏斗的玻璃塞和活塞,使稀硫酸与铁粉反应,一段时间后,关闭止水
夹,制得白色沉淀;该方法制得的沉淀能保持一段时间不变色的原因是生成的
KFe(OH)2FeOH2
氢气排走了空气。答案为:打开;关闭;生成的氢气排走了空气,使装置处于还原环境中;
(3)①由实验可知:取少FeCl2溶液,加入少量KSCN溶液后,溶液不变红,再往溶液中加入某
试剂后变为血红色。则所加试剂为氧化性试剂,由已知可知该试剂为新制氯水,所以其离子反应方
2+3+﹣2+3+﹣
程式为:2Fe+Cl2=2Fe+2Cl,故答案为新制氯水;2Fe+Cl2=2Fe+2Cl;
②加入几滴KI溶液后,振荡,静置,再往溶液中加入几滴淀粉溶液,溶液变蓝,说明生成了I2,
3+-3+2+
所以加的试剂应为还原性试剂,则溶液中有Fe,其反应的离子方程式为:2I+2Fe=I2+2Fe,故
-3+2+
答案为:KI溶液;2I+2Fe=I2+2Fe。
7.(2023秋·浙江·高一期末)某实验小组在实验室进行Fe2+与Fe3+相互转化的实验。
(1)向试管a中加入过量铁粉的离子方程式是___________。
(2)试管b中的实验现象是___________。
(3)试管c中产生白色沉淀,一段时间后部分沉淀变为红褐色。写出白色沉淀变为红褐色的化学方程
式___________。
(4)实验小组为探究反应物浓度对Fe(OH)2制备效果的影响,以Fe(OH)2沉淀白色持续时间(t)为指标,
t越大,实验效果越好。部分实验数据如下(w表示质量分数):
实验序号w(FeSO4)/%w(NaOH)/%t/s
i2.515149
ii515138
iii101599
iv525142
v535180
①实验i、ii、iii的目的是___________。
②小组同学通过实验得出结论:其他条件不变时,所用NaOH溶液的浓度越大,实验效果越好,推
断的证据是___________。
【答案】(1)2Fe3++Fe=3Fe2+
(2)高锰酸钾溶液褪色
(3)4FeOH2+O2+2H2O=4FeOH3
(4)其他条件不变时,FeSO4浓度对Fe(OH)2制备效果的影响沉淀持续的时间t
【详解】(1)过量铁粉与Fe3+反应生成Fe2+,反应的离子方程式为:2Fe3++Fe=3Fe2+,故答案为:
2Fe3++Fe=3Fe2+;
(2)Fe2+具有强的还原性能将高锰酸钾还原为二价锰离子,因此能观察到高锰酸钾紫色褪去,故
答案为:高锰酸钾溶液褪色;
()试管中产生白色沉淀为,在空气中易被氧化成,反应方程式为:
3cFeOH2FeOH2FeOH3
,故答案为:;
4FeOH2+O2+2H2O=4FeOH34FeOH2+O2+2H2O=4FeOH3
(4)①实验i、ii、iii中其他条件相同,FeSO4浓度的浓度逐渐增大,因此目的是探究其他条件不
变时,FeSO4浓度对Fe(OH)2制备效果的影响,故答案为:其他条件不变时,FeSO4浓度对Fe(OH)2
制备效果的影响;
②根据图中信息,其他条件不变时,所用NaOH溶液的浓度越大,沉淀持续的时间越长,说明制备
的效果越好,故答案为:沉淀持续的时间t。
8.(2023春·上海松江·高一上海市松江二中校考期中)在如图所示的装置中,用NaOH溶液、铁
粉、稀H2SO4等试剂制备氢氧化亚铁。
(1)仪器a的名称是。
A.普通漏斗B.长颈漏斗C.分液漏斗D.球形漏斗
(2)关闭K3,打开K1和K2,向仪器c中加入适量稀硫酸,然后关闭K2,c中有气体产生,写出装置
c中发生反应的离子方程式______,如此操作的目的是________。
(3)当仪器b中产生均匀气泡后的操作是______________,完成该操作后仪器c、d中出现的实验现
象是___________。
3+
(4)Fe离子具有一定的氧化性,向FeCl3溶液中通入SO2至饱和,溶液逐渐由黄色变为浅绿色,向
反应后的溶液中滴入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,写出该反应的离子方程式____________。
【答案】(1)C
+2+
(2)Fe+2H═Fe+H2↑让Fe和稀硫酸生成氢气能排出装置中的空气,能减少制得白色
Fe(OH)2沉淀与氧气接触
(3)关闭活塞K1,打开活塞K3c中溶液被压入d中,d中有白色沉淀生成
3++2-2+
(4)2Fe+SO2+2H2O=4H+SO4+2Fe
【详解】(1)由题干实验装置图可知,仪器a是添加稀硫酸的分液漏斗,故答案为:C;
+2+
(2)装置c中铁屑与稀H2SO4反应生成硫酸亚铁溶液,离子方程式为:Fe+2H═Fe+H2↑,氢氧化
亚铁能够与空气中氧气反应4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,为了制得Fe(OH)2沉淀,要满足在制取
过程中尽可能减少和空气接触,需要通过氢气将装置中空气完全排出,当排出的均匀的氢气气泡时,
+2+
说明装置中空气已经排净,可制白色Fe(OH)2沉淀了,故答案为:Fe+2H═Fe+H2↑;让Fe和稀硫
酸生成氢气能排出装置中的空气,能减少制得白色Fe(OH)2沉淀与氧气接触;
(3)为了制得Fe(OH)2沉淀,在仪器b中产生均匀气泡后,需要利用生成氢气的压强将c中生成的
硫酸亚铁溶液排入d中氢氧化钠溶液中反应制备白色的Fe(OH)2沉淀,所以要关闭活塞K1,打开活
塞K3,使c中溶液被压入d中,在d制得白色Fe(OH)2沉淀,故答案为:关闭活塞K1,打开活塞
K3;c中溶液被压入d中,d中有白色沉淀生成;
3+
(4)Fe离子具有一定的氧化性,向FeCl3溶液中通入SO2至饱和,溶液逐渐由黄色变为浅绿色即
3+2+
Fe转化为了Fe,向反应后的溶液中滴入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,说明SO2被氧化为了硫
3++2-2+
酸根,则该反应的离子方程式为:2Fe+SO2+2H2O=4H+SO4+2Fe,故答案为:
3++2-2+
2Fe+SO2+2H2O=4H+SO4+2Fe;
9.(2023秋·河南洛阳·高一统考期末)某班同学用如下实验探究Fe2、Fe3性质。回答下列问题:
(1)分别取一定量硫酸铁、硫酸亚铁固体,均配制成100mL0.1mol/L的溶液。在配制FeSO4溶液时需
加入少量铁屑,其目的是_______。
(2)甲组同学取2mLFeSO4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
2
Fe氧化。FeSO4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2mLFeSO4溶液中先加入0.5mL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_______。
丁组同学为了探究与的反应,做了如图所示实验:
(4)Fe2SO43Cu
①Fe3与Cu反应的离子方程式为_______。
②为了探究白色沉淀产生的原因,同学们查阅资料得知:
2
ⅰ.CuSCN是难溶于水的白色固体;ⅱ.SCN的化学性质与I相似;ⅲ.2Cu4I2CuII2
填写实验方案:
实验方案现象
步骤1:取4mL0.2mol/L的FeSO4溶液,向其中滴加3滴0.1mol/L的KSCN溶液。无明显现象
步骤2:取4mL_______mol/L的CuSO4溶液,向其中滴加3滴0.1mol/L的KSCN溶产生白色沉
液。
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