03第13讲铁及其化合物【答案】听课手册

第13讲铁及其化合物考点一●夯实必备知识1.四四Ⅷ化合物2.银白磁铁3.(1)失去还原(2)3Fe+2O2Fe3O42Fe+3Cl22FeCl3Fe+SFeSFe+I2FeI23Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2Fe+2H+Fe2++H2↑钝化+3Fe+Cu2+Fe2++Cu2Fe3++Fe3Fe2+4.黑色红棕色黑色碱性碱性+2+3+2、+3FeO+2H+Fe2++H2OFe2O3+6H+2Fe3++3H2OFe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2O5.白色固体红褐色固体Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2O2Fe(OH)3Fe2O3+3H2OFe(OH)3↓灰绿红褐4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3【对点自测】(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×[解析](1)FeCl2不能通过单质化合得到。(3)铁与氯气反应只能生成FeCl3,与氯气的用量无关。●提升关键能力题组一1.C[解析]FeO在空气中加热也可转化为Fe3O4,A错误;Fe3O4是一种纯净物,B错误;在1400℃以上的温度下加热Fe2O3时,Fe2O3会部分失去氧,生成Fe3O4,说明四氧化三铁比三氧化二铁稳定,C正确;Fe3O4与稀硝酸反应,Fe2+能被稀硝酸氧化为Fe3+,离子方程式为3Fe3O4+28H++NO3-9Fe3++14H2O+NO↑,D2.D[解析]实验室用MnO2和浓盐酸制备Cl2需要加热,不能用装置①制备,A错误;实验时要先打开弹簧夹,利用①中产生H2排出装置内的空气,再点燃④处酒精灯进行加热,防止混有空气,加热时发生爆炸,B错误;装置⑥的作用是防止空气中的水蒸气进入装置⑤,C错误;装置②中盛有NaOH溶液,用于吸收挥发出的HCl,装置③中盛有浓硫酸,用于干燥氢气,D正确。题组二3.D[解析]甲中装置内铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,止水夹a、b打开,用氢气排尽系统内的空气,后加紧止水夹a,氢气压强增大,使硫酸亚铁溶液进入乙内与氢氧化钠反应生成白色的氢氧化亚铁沉淀。由分析可知,实验开始时,打开止水夹a和止水夹b,用氢气排尽系统内的空气,A正确;关闭止水夹a,打开止水夹b,使硫酸亚铁溶液进入乙内与氢氧化钠反应生成白色的氢氧化亚铁沉淀,B正确;Fe(OH)2能较长时间保存是因H2无氧化性,提供还原性气氛,C正确;Fe和稀硝酸反应生成有毒的NO,不能生成H2,抽滤瓶甲中的稀硫酸不可以用稀硝酸代替,D错误。4.(1)FeFe-2e-Fe2+(2)BC(3)隔绝空气,防止Fe(OH)2被空气氧化加热煮沸一段时间(4)BC(5)白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色[解析](1)用电解法制取氢氧化亚铁时,需要用铁作阳极,所以阳极a的材料应该是Fe,电极反应式为Fe-2e-Fe2+。(2)纯水的导电性很差,故A不选;电解NaCl溶液时,其阴极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-,产生OH-,故B选;NaOH溶液可提供OH-,故C选;电解CuCl2溶液时,其阴极是Cu2+得电子,不能生成OH-,故D不选。(3)苯的密度比水的密度小,不溶于水,可隔绝空气,防止氢氧化亚铁被氧化;对c溶液进行加热煮沸处理可以排出溶液中的氧气。(4)为了在较短时间内看到白色沉淀,可适当增大电源电压、适当缩小两个电极之间的距离,而改用稀硫酸不能生成沉淀,降低温度反应速率减慢。(5)反接电源时,电解反应是2H2O2H2↑+O2↑,生成的O2会将Fe(OH)2氧化为Fe(OH)3,其现象是白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色。考点二●夯实必备知识1.浅绿棕黄Zn+Fe2+Fe+Zn2+2Fe3++CuCu2++2Fe2+2Fe3++2I-2Fe2++I22Fe2++Cl22Fe3++2Cl-【对点自测】(1)√(2)√(3)√(4)×(5)√(6)√●提升关键能力题组一1.C[解析]由于还原性:Zn>Fe,FeCl2溶液中加入锌片,锌置换出铁,溶液由浅绿色变为无色,A正确;在FeCl3溶液中加入足量铁粉,发生反应:2FeCl3+Fe3FeCl2,溶液由棕黄色变为浅绿色,体现Fe3+的氧化性,B正确;在酸性KMnO4溶液中滴加FeCl2溶液,溶液的紫红色逐渐褪色,由于Fe2+、Cl-均能将MnO4-还原为Mn2+而使溶液褪色,故不能说明Fe2+具有还原性,C错误;在FeCl2溶液中滴加氯水,Cl2将FeCl2氧化生成FeCl3,溶液由浅绿色变为棕黄色,D2.①⑤题组二3.B[解析]甲组,在Fe3+存在的条件下,检验Fe2+,要排除Fe3+干扰,所选试剂具备下列条件:一是能与Fe2+发生有明显现象的反应;二是不与Fe3+发生反应,不干扰现象观察。只有酸性KMnO4溶液符合条件:5Fe2++MnO4-+8H+5Fe3++Mn2++4H2O,现象是紫色变浅(或褪去)。乙组,在Fe2+存在的条件下,检验Fe3+,可用KSCN4.D[解析]铁锈可以与浓盐酸产生铁离子,但由于铁过量,产生的铁离子会与之反应产生亚铁离子,此时加入苯酚不能产生紫色,A错误;检验Fe3+利用KSCN溶液,溶液变成红色的,并非是沉淀,B错误;Cu和Fe3+反应生成Fe2+和Cu2+,该反应不属于置换反应,则不能说明金属性Cu>Fe,Fe和Cu2+发生置换反应生成Fe2+和Cu,则金属性Fe>Cu,C错误;向淀粉碘化钾溶液中滴加FeCl3溶液,溶液变蓝色,可知发生氧化还原反应生成碘单质,则Fe3+的氧化性比I2的强,D正确。考点三●夯实必备知识1.(1)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-(2)2Fe3++Fe3Fe2+(3)H2S+2Fe3+S↓+2Fe2++2H+(4)2I-+2Fe3+I2+2Fe2+(5)Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+(6)2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O(7)3Fe2++NO3-+4H+3Fe3++NO↑+2H23.HCl【对点自测】(1)×(2)×(3)×(4)×[解析](1)得失电子、电荷不守恒。(2)引入了新杂质Na+,NH+和OH-会反应。(3)Fe与Cl2反应只能生成FeCl3。(4)Fe(SCN)3溶液中存在平衡:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,加入Fe粉发生反应:2Fe3++Fe3Fe2+,使上述平衡逆向移动,溶液红色变浅。●提升关键能力题组一1.D[解析]a是Fe单质,与水蒸气在高温条件下反应生成Fe3O4,Fe3O4中Fe元素化合价为+2、+3价,而e是+3价Fe的氧化物Fe2O3,A错误;b是FeO,该物质不稳定,在空气中加热时容易被空气中的氧气氧化为Fe3O4,氧化产物不是Fe2O3,B错误;c是+2价的亚铁盐,该物质具有还原性,容易被新制氯水氧化为+3价的铁盐,在该反应中c失去电子表现还原性,而不是氧化性,C错误;e是Fe2O3,Fe元素化合价为+3价,能够与酸反应产生一种盐和水,故属于碱性氧化物,若酸是盐酸,二者反应产生氯化铁和水,氯化铁属于铁盐,D正确。2.D[解析]Fe(OH)2中+2价铁易被氧化到+3价,即在空气中加热会生成氧化铁,A错误;硝酸具有强氧化性,即Fe(OH)2溶解于足量硝酸可生成Fe(NO3)3,B错误;维生素C能将Fe3+转化为Fe2+,该过程中维生素C失去电子作还原剂,C错误;高铁酸盐(FeO42-)具有氧化性,消杀水中细菌时得电子生成Fe3+,其水解可生成Fe(OH)3胶体,进而可吸附水中的悬浮物题组二3.D[解析]由FeCl2从滤渣1得到,则试剂1为NaOH溶液,加入试剂1的目的是将Al2O3溶解转化为Na[Al(OH)4],从而除去杂质,A正确;由产物FeCl2可知,Fe2O3与稀盐酸(试剂2)反应得到FeCl3,溶液2为FeCl3溶液,鉴别溶液中的Fe3+应选择KSCN溶液,B正确;反应3为FeCl3溶液与Fe发生化合反应生成FeCl2,C正确;FeCl2中Fe2+具有还原性且易水解,若直接将溶液蒸干无法制得无水FeCl2,应隔绝空气,在HCl气流中蒸发结晶得到无水FeCl2,D错误。4.D[解析]加入NaOH溶液分别与SiO2和Al2O3反应生成Na2SiO3和Na[Al(OH)4],Fe2O3不反应,过滤成为滤渣,加入稀硫酸与Fe2O3反应生成硫酸铁,加入的还原剂试剂甲为Fe,Fe与硫酸铁反应生成FeSO4,经一系列操作得到FeSO4·7H2O。加入NaOH溶液,分别与SiO2和Al2O3反应生成Na2SiO3和Na[Al(OH)4],二者都能溶于水,“滤液”的主要成分为Na[Al(OH)4]和Na2SiO3,A正确;稀硫酸与Fe2O3反应生成硫酸铁,加入的还原剂试剂甲为Fe,Fe与硫酸铁反应生成FeSO4,铁粉的作用是还原溶液中的Fe3+,B正确;“还原”工序中,Fe与硫酸铁反应生成FeSO4,亚铁离子能发生水解反应生成氢氧化亚铁,稀硫酸过量有利于抑制Fe2+的水解,C正确;“一系列操作”为隔绝空气下,缓慢加热,浓缩至表面出现晶膜为止,冷却,过滤,洗涤,干燥,D错误。题组三5.A[解析]由于氧化性:Fe3+>Cu2+,混合液中加入铁粉,先后发生反应:①2FeCl3+Fe3FeCl2,②CuCl2+FeCu+FeCl2。加入0~0.1molFe时,发生反应①,故a点溶液中阳离子有Fe2+和Cu2+,B正确;Fe3+反应完后再加入0.1molFe,剩余固体为6.4g,应析出0.1molCu,继续加入0.1molFe,固体质量增加5.6g,其质量等于此阶段加入铁粉的质量,说明b点反应②进行完全,则b点溶液加入NaOH溶液,不能产生蓝色沉淀,A错误;由图可知,与FeCl3、CuCl2反应的铁粉均为0.1mol,则FeCl3、CuCl2的物质的量分别为0.2mol、0.1mol,故原混合溶液中c(FeCl3)∶c(CuCl2)=2mol·L-1∶1mol·L-1=2∶1,C正确;c点溶液中c(Cl-)等于原混合液中c(Cl-),即3×2mol·L-1+1mol·L-1×2=8.0mol·L-1,D正确。6.D[解析]8.34gFeSO4·7H2O的物质的量为0.03mol,含0.21molH2O,M处失去1.62gH2O,即失去0.09molH2O,则M的化学式为FeSO4·4H2O,A正确;8.34gFeSO4·7H2O中含FeSO44.56g,则P处H2O已全部失去,C正确;380℃时固体P的化学式为FeSO4,D错误;380℃→650℃时,FeSO4分解,8.34gFeSO4·7H2O中含0.03molFe,固体物质Q中Fe的质量为0.03mol×56g·mol-1=1.68g,O的质量为2.40g-1.68g=0.72g,O的物质的量为0.045mol,Fe与O的物质的量之比为2∶3,则Q的化学式为Fe2O3,由于Fe的化合价升高,则有SO2产生,由氧原子个数守恒可知,同时有SO3生成,B正确。经典真题·明考向1.②③④⑤2.B[解析]铁和水蒸气在高温下发生反应生成Fe3O4和H2,该反应的化学方程式为3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g),A正确;酒精灯放在铁粉下方加热可以产生高温,且不影响水的蒸发,若将酒精灯移至湿棉花下方,则铁粉处温度低,反应很难发生,实验效果不好,B错误;用火柴点燃肥皂泡,若产生尖锐的爆鸣声,则可检验生成的气体为氢气,C正确;由于该反应条件为高温,因此要使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉,D正确。3.A[解析]氯化铁在水溶液中能完全电离出铁离子和氯离子,属于强电解质,A错误;氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁,可用来腐蚀覆铜板,B正确;氯气具有强氧化性,氯气与铁单质加热生成氯化铁,C正确;利用铁离子的水解反应,实验操作为向沸水中滴加饱和氯化铁溶液,继续加热至液体呈红褐色,即可得到氢氧化铁胶体,D正确。4.B[解析]检验