初高中化学暑假衔接材料：第12讲　铁及其化合物之间的转化关系（暑假预习讲义）（解析版）

2/14第12讲铁及其化合物之间的转化关系内容导航01预习航标→析目标·明方向：预习导航精准定向02教材全解→析教材·学新知：情境概念深度构情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣深研精炼：聚焦常考要点，学会解题思路即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容03过关检测→练考点·强落实：过关检测分层提预习目标1.从物质类别、元素价态的角度，预测含铁物质性质及物质间的转化关系。2.能根据含铁物质的性质，分析生产、生活中的实际问题，如补铁剂中铁元素价态的检验，印刷电路板废液的回收利用等。预习重点铁物质性质及物质间的转化关系预习难点铁及化合物的应用情情｜境｜启｜思你在生活中使用过净水剂吗？主要身份是什么？净水原理是什么？深｜研深｜研｜精｜炼知识点01铁及其重要化合物的转化关系1．铁元素的“价—类”二维图在图中适当位置填写含铁物质的化学式，完成铁及其化合物的“价—类”二维图，用箭头标明物质之间的转化关系。按要求书写下列反应的化学方程式或离子方程式。(1)同价态含铁物质之间的转化①FeO→Fe2＋：FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2O。②Fe2＋→Fe(OH)2：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓、Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2O。③Fe2O3→Fe3＋：Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O。④Fe3＋→Fe(OH)3：Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓、Fe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O。⑤Fe(OH)3→Fe2O3：2Fe(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Fe2O3＋3H2O。以上反应①②③④一般是通过复分解反应实现物质之间的转化。(2)不同价态含铁物质之间的转化①Fe→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Fe2＋：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑,FeCl3：2Fe＋3Cl2\o(=,\s\up7(点燃))2FeCl3,Fe3O4：3Fe＋2O2\o(=,\s\up7(点燃))Fe3O4))②Fe2O3→Fe：Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2。③Fe2＋eq\o(,\s\up7(Cl2),\s\do5(Fe))Fe3＋：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－、2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋。④Fe(OH)2→Fe(OH)3：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。以上反应一般都是通过氧化还原反应实现物质之间的转化。2．应用(1)铁及其化合物的制备，如工业炼铁，实验室制Fe(OH)2。(2)亚铁盐溶液的保存，如为防止FeSO4被氧化，常向溶液中加入少量铁粉。(3)物质的检验、除杂，如检验Fe2＋、Fe3＋。【思考】除去括号中的杂质，并写出反应的离子方程式。(1)FeCl2(Fe3＋)除去方法：加入过量铁粉，过滤，离子方程式：2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋。(2)FeCl3(FeCl2)除去方法：加入氯水或通入Cl2，离子方程式：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－。(3)Fe2(SO4)3酸性溶液(FeSO4)除去方法：滴加H2O2溶液，离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2H2O＋2Fe3＋。(4)FeCl2(Cu2＋)除去方法：加入过量铁粉，过滤，离子方程式：Fe＋Cu2＋=Cu＋Fe2＋。【例1】部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是()A．a可与e反应生成bB．a与盐酸反应可生成eC．b既可被氧化，也可被还原D．c是白色沉淀，可转化为红褐色沉淀d【答案】B【解析】由价—类图可知，a为铁，b为亚铁盐，c为氢氧化亚铁，d为氢氧化铁，e为铁盐。铁可以与铁盐反应生成亚铁盐，A正确；铁与盐酸反应生成亚铁盐，不能生成铁盐，B错误；亚铁盐中铁的化合价为＋2价，既可以升高又可以降低，既可以被氧化又可以被还原，C正确；氢氧化亚铁为白色沉淀，可以被氧化为红褐色的氢氧化铁沉淀，D正确。【即练1】如图为铁元素的“价—类”二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法正确的是()A．高温下铁与水蒸气的反应可实现上述转化①B．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化②生成红棕色粉末C．加热Fe(OH)3发生转化⑥，加水溶解可实现转化③D．转化⑦发生反应的类型是化合反应【答案】D【解析】①表示铁单质缓慢氧化转化为Fe2O3，高温下铁与水蒸气反应生成四氧化三铁，不能实现转化①，故A不符合题意；②表示FeO被氧化转化为Fe2O3的过程，FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热迅速转化为四氧化三铁，不能发生转化②，故B不符合题意；⑥表示Fe(OH)3加热分解生成Fe2O3和水，③表示Fe(OH)3和稀盐酸等反应转化为Fe3＋和水，氢氧化铁不溶于水，则加水溶解不能实现转化③，故C不符合题意；⑦表示Fe(OH)2与氧气和水反应生成Fe(OH)3，为多种物质生成一种物质，属于化合反应，故D符合题意。【即练2】部分含铁物质的“价—类”二维图关系如图所示。下列推断不合理的是()A．c既可被氧化，也可被还原B．a可与f反应生成cC．通过化合反应或复分解反应均能直接得到eD．g→e的转化能由一步反应实现【答案】D【解析】根据含铁物质的“价—类”二维图关系可知a是Fe，b是FeO，c是亚铁盐，d是氢氧化亚铁，e是氢氧化铁，f是铁盐，g是氧化铁，据此解答。亚铁离子既有氧化性也有还原性，因此c既可被氧化，也可被还原，A正确；单质铁和铁离子反应生成亚铁离子，即a可与f反应生成c，B正确；氢氧化亚铁可与氧气和水发生化合反应生成氢氧化铁，铁盐和强碱可发生复分解反应生成氢氧化铁，C正确；氧化铁不溶于水，不能直接转化为氢氧化铁，即g→e的转化不能由一步反应实现，D错误。知识点02补铁剂中铁元素价态的检验1．实验：补铁剂中铁元素价态的检验(1)预测补铁剂中铁元素价态补铁剂中铁元素价态有以下3种可能：①可能为＋2价(Fe2＋)；②可能为＋3价(Fe3＋)；③可能既有＋2价，又有＋3价(Fe2＋和Fe3＋)。(2)实验方案(3)实验操作、现象及结论方案一：实验操作实验现象实验结论加入硫氰酸钾溶液，溶液颜色无变化；加入氯水后，溶液变为红色含有Fe2＋，不含Fe3＋方案二：实验操作实验现象实验结论溶液颜色无变化不含Fe3＋紫红色褪去含Fe2＋(4)实验结论分析：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3；MnOeq\o\al(－,4)＋5Fe2＋＋8H＋=Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O。2．铁元素与人体健康铁元素的生理功能是人体中含量最高的生命必需微量元素，其中以血红蛋白的功能最为显著。血红蛋白分子中含有Fe2＋，具有载氧功能缺铁的危害如果人体缺铁，就会出现贫血科学合理食用富铁食品及补铁人体内的铁元素主要来源于食物，动物血、肝脏、骨髓以及菠菜、红枣等食物含铁丰富，可以多食用维生素C具有还原性，可以将Fe3＋还原成人体可以吸收的Fe2＋，所以食用维生素C含量较高的食物有利于人体对铁元素的吸收【思考1】为什么补铁剂与维生素C一起服用效果更好？【提示】补铁剂中铁元素的化合价是＋2价，具有还原性，因维生素C的还原性比Fe2＋强，因此补铁剂与维生素C一起服用，可以防止补铁剂中的Fe2＋被氧化。【思考2】在验证补铁口服液中是否含有Fe2＋的实验中，向溶液中加入酸性KMnO4溶液，紫红色褪色，则一定证明含有Fe2＋吗？【提示】不一定。因为补铁口服液中的抗氧化剂(维生素C)有还原性，也可以使酸性KMnO4溶液褪色。【思考3】能否用NaOH溶液检验补铁剂中铁元素的价态？为什么？【提示】不能。若补铁剂中含有Fe3＋，加入NaOH溶液立即产生红褐色沉淀，则无法检验Fe2＋的存在。【例2】某兴趣小组进行某补血剂中铁元素含量的测定实验流程如下：下列说法不正确的是()A．步骤①研磨时需要在研钵中进行B．步骤②加入过量NaOH溶液的作用是将Fe2＋完全沉淀C．步骤③多步操作为过滤、洗涤、灼烧至恒重、冷却、称重D．每片补血剂中铁元素的质量为0.07wg【答案】B【解析】加入过氧化氢溶液是将Fe2＋氧化为Fe3＋，然后用过量NaOH溶液将Fe3＋完全沉淀，B错误；步骤③是将氢氧化铁沉淀转化为氧化铁，通过测定氧化铁的质量，计算补血剂中铁元素的含量，所以操作为过滤、洗涤、灼烧至恒重、冷却、称重，C正确；wg氧化铁中铁元素的质量即为10片补血剂中铁元素的质量，所以每片补血剂中铁元素的质量为eq\f(wg×\f(112,160),10)＝0.07wg，D正确。【即练1】《神农本草经》记载：“神农尝百草，日遇七十二毒，得茶而解。”茶叶中铁元素的检验可经以下四个步骤完成，各步骤中选用的实验用品不能都用到的是()A．将茶叶灼烧灰化，选用①②⑨B．用浓盐酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释，选用④⑥⑦C．过滤得到滤液，选用④⑤⑦D．检验滤液中的Fe3＋，选用③⑧⑩【答案】B【解析】将茶叶灼烧灰化，应在坩埚中加热，①②⑨都能用到，A不符合题意；用浓盐酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释，应在烧杯中进行，可用玻璃棒搅拌，选用④和⑦，B符合题意；过滤时需要用到漏斗、烧杯和玻璃棒，C不符合题意；检验滤液中的Fe3＋，可取少量滤液于小试管中，用胶头滴管滴加KSCN溶液检验，用到试管、KSCN溶液和胶头滴管，D不符合题意。知识点03“铁三角”间物质转化1.“铁三角”转化关系Fe只具有还原性，可以被氧化成Fe2＋和Fe3＋，还原Fe2＋和Fe3＋又可得到Fe；Fe2＋既具有氧化性又具有还原性，主要表现为还原性，遇到强氧化剂时，被氧化为Fe3＋，遇到还原剂时，被还原为Fe；Fe3＋具有较强的氧化性，可被还原剂还原为Fe2＋或Fe。它们之间的相互转化关系(常称为“铁三角”)如图所示。写出下列转化相关的离子(或化学)方程式(1)Fe→Fe2＋，加弱氧化剂如Fe和I2：Fe＋I2eq\o(=,\s\up7(△))FeI2，Fe和CuSO4溶液：Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu。(2)Fe→Fe3＋，加强氧化剂如Fe和稀硝酸：Fe＋4HNO3(稀)=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，Fe和Cl2：2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2FeCl3。(3)Fe2＋→Fe3＋，加强氧化剂如FeCl2溶液和Cl2：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，Fe(OH)2被O2氧化：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。(4)Fe3＋→Fe2＋，加还原剂如FeCl3溶液和Cu：2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，FeCl3和KI溶液：2Fe3＋＋2I－=I2＋2Fe2＋。(5)Fe2＋→Fe，加还原剂如FeCl2溶液和Zn：Fe2＋＋Zn=Zn2＋＋Fe，FeO和Al：3FeO＋2Aleq\o(=,\s\up7(高温))3Fe＋Al2O3。(6)Fe3＋→Fe，加强还原剂如工业炼铁：Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2，铝热反应：Fe2O3＋2Aleq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋Al2O3。2．“铁三角”转化的应用(1)分离或除杂(括号内物质为杂质)①FeCl3溶液(FeCl2)：加足量氯水或双氧水或通入足量Cl2，FeCl2溶液(酸性)和H2O2反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O。②FeCl2溶液(FeCl3)：加足量铁粉，充分反应后过滤，离子方程式：2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋。③FeSO4溶液(CuSO4)：加足量铁粉，充分反应后过滤，离子方程式：Cu2＋＋Fe=Fe2＋＋Cu。(2)与Fe3＋、Fe2＋有关的离子共存问题①Fe3＋与I－、S2－、HS－、SOeq\o\al(2－,3)、HSOeq\o\al(－,3)等因发生氧化还原反应而不能大量共存。②Fe2＋与MnOeq\o\al(－,4)(H＋)、NOeq\o\al(－,3)(H＋)、ClO－等因发生氧化还原反应而不能大量共存。(3)盐溶液的配制与保存配制或保存含Fe2＋的溶液时，常加入少量铁粉防止其被氧化。(4)实验室或工业制备含铁物质如制备Fe(OH)2时应注意隔绝空气防氧化；生产中用“铝热剂”焊接钢轨等。【例3】下列叙述不正确的是()选项被提纯物质杂质除杂试剂或方法A酸性Fe2(SO4)3溶液FeSO4加入适量H2O2BFeCl2溶液FeCl3加入过量铁粉并过滤CFeSO4溶液CuSO4加入足量铁粉，充分反应后过滤DFe(OH)3Fe(OH)2在空气中灼烧【答案】D【解析】酸性Fe2(SO4)3溶液中加入H2O2，杂质Fe2＋可以被H2O2氧化生成Fe3＋，FeCl3和铁粉反应生成FeCl2，FeSO4与铁粉不反应，而CuSO4与铁粉反应生成FeSO4，A、B、C正确；Fe(OH)3、Fe(OH)2受热都易分解，D错误。【即练1】化合价和物质类别是整理元素及化合物知识的两个要素，可表示为“价—类”二维图。铁元素的“价—类”二维图如图所示，下列说法正确的是()A．工业用CO还原Fe2O3炼铁，该反应为置换反应B．Fe3O4中铁元素为＋4价C．维生素C能将Fe3＋转化为Fe2＋，该过程中维生素C做还原剂D．Fe(OH)2浊液露置于空气中，由白色马上变为红褐色【答案】C【解析】用CO还原Fe2O3，反应物中没有单质，故该反应不是置换反应，A项错误；Fe3O4中部分铁元素显＋3价，部分铁元素显＋2价，B项错误；维生素C将Fe3＋转化为Fe2＋，维生素C表现出还原性，做还原剂，C项正确；Fe(OH)2浊液露置于空气中，白色迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，D项错误。【即练2】用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和Fe)制备纳米Fe3O4(平均直径25nm)的流程示意图如下：下列叙述错误的是()A．步骤①中，生产车间要禁止烟火B．步骤②中，主要反应的离子方程式是2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋C．步骤④中H2O2应该过量D．步骤⑤中，为验证得到的固体是纳米态Fe3O4粒子，可将其形成分散系，做丁达尔效应实验【答案】C【解析】步骤①中铁与盐酸反应会放出氢气，因此生产车间要禁止烟火，故A正确；滤液A中溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的稀盐酸，加入铁粉还原铁离子和除去过量的盐酸，主要反应的离子方程式：2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，故B正确；过量的H2O2在步骤⑤中会继续氧化＋2价的铁元素，因此步骤④中H2O2不能过量，故C错误；纳米态Fe3O4粒子的平均直径为25nm，形成的分散系属于胶体，可以通过做丁达尔效应实验进行验证，故D正确。1.（25-26高一上·安徽·期末）“价-类”二维图可以从物质类别、化合价角度认识物质的性质及其转化关系。如图为铁元素的“价-类”二维图，下列说法正确的是A．自然界中不存在aB．b是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速被氧化成dC．f在空气中转化为e时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：4D．维生素C能将h转化为g，该过程中维生素C被还原【答案】C【分析】根据“价类”二维图可知，a为Fe，b为FeO，d为Fe2O3，e为Fe(OH)3，f为Fe(OH)2，g为亚铁盐，h为铁盐，据此分析；【解析】自然界中存在单质Fe，A错误；FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，部分被氧化生成Fe3O4，B错误；FeOH2在空气中转化为FeOH3，4FeOH2+O2+2H2O=4FeOH32.（25-26高一下·江西九江·开学考试）甲、乙、丙三种不同的物质中均含有同一种元素，反应④为置换反应，往乙溶液中滴加KSCN溶液，乙溶液变为血红色。它们之间的转化关系如图所示(部分反应物及生成物已略去)。下列说法错误的是A．反应①、②可能为化合反应B．反应④的另一反应物可以为共价化合物的水溶液C．甲可以为金属单质，不可能是化合物D．若甲为金属单质，甲、乙、丙中的相同元素化合价不同【答案】C【分析】甲、乙、丙三种不同的物质中均含有同一种元素，往乙溶液中滴加KSCN溶液，乙溶液变为血红色，乙溶液中含有Fe3+，结合反应④为置换反应，以及转化关系分析判断。【解析】往乙溶液中滴加KSCN，溶液变为血红色，乙溶液中含有Fe3+；反应④为置换反应，甲为Fe、乙为FeCl3、丙为FeCl2符合题意，其中反应①为铁与氯气的化合反应，反应②为铁与氯化铁的化合反应，故A正确；往乙溶液中滴加KSCN，溶液变为血红色，乙溶液中含有Fe3+；反应④为置换反应，则甲为Fe、乙为FeCl3、丙为FeCl2符合题意，其中反应④可能为铁与盐酸的反应，也可能为铁与氯化铜的反应，HCl为共价化合物，故B正确；甲不一定是单质，可能是化合物，如甲为FeI2，乙为FeCl3、丙为FeCl2，其中反应④为FeI2溶液中通入少量氯气置换出碘为置换反应，符合题意，故C错误；若甲为金属单质，甲为Fe、乙为FeCl3、丙为FeCl2符合题意，甲、乙、丙中的相同元素Fe的化合价不同，故D正确；故选C。3.（25-26高一上·安徽合肥·期末）“价-类”二维图是一种将化学物质的化合价与类别相结合，可直观展示物质性质及其相互转化关系的图表。如图为铁元素的常见化合价与部分物质类别的“价-类”二维图，下列有关说法正确的是A．a在氧气中燃烧，生成黑色固体cB．除去f水溶液中混有的g，可选用HC．e在空气中灼烧得到cD．将f溶于水就可制取Fe(OH)【答案】B【分析】根据“价-类”二维图，各物质为：a为Fe，b为Fe2O3，c为FeO，d为Fe(OH)3，e为【解析】Fe在氧气中燃烧生成Fe3O4，而非FeO，A不符合题意；H2O2具有氧化性，为环保氧化剂，过氧化氢可氧化Fe2+生成Fe3+，故可选用过氧化氢除去Fe3+中的Fe2+，B符合题意；Fe(OH)2在空气中灼烧会被氧化生成Fe4.（25-26高一上·湖北随州·期末）中学几种常见物质的转化关系如图所示，已知a、b、c、d含有同一种元素，h是使用最广泛的金属。下列说法正确的是A．常温下a的水溶液能用钢瓶储存B．盐d的饱和溶液与氢氧化钠溶液反应可制得胶体C．红热的h与e气体反应生成f和gD．工业上生产c利用g在a中燃烧【答案】D【分析】h是使用最广泛的金属，则h为铁；注意到弱酸b可通过光照得到强酸c，推测其关联的反应为：2HClO光照2HCl+O2↑，则b为HClO，c为HCl，单质a为Cl2，与氧化物e反应得到次氯酸，则e为H2O【解析】a为氯气，其水溶液为氯水，具有腐蚀性，不能用钢瓶储存，A错误；盐d为氯化铁，其饱和溶液与氢氧化钠溶液反应将得到沉淀，而非胶体，制备氢氧化铁胶体应将饱和氯化铁溶液滴入沸水中，B错误；h为铁，e为水，铁在高温下与水蒸气反应得到四氧化三铁和氢气，但f为氧化铁而非四氧化三铁，C错误；工业上制盐酸利用氢气在氯气中燃烧，D正确；故选D。5.（25-26高一上·湖北十堰·期末）价-类二维图是学习元素及其化合物知识的重要模型和工具。部分含Fe物质的分类与相应的化合价关系如图所示。下列说法正确的是A．过量的a与Cl2反应得到B．b是一种有磁性的黑色晶体，d可用于制作红色颜料C．工业上用CO还原d炼铁，该反应属于置换反应D．向FeCl2溶液中滴加NaOH【答案】D【分析】a为零价，为Fe单质；b为+2价氧化物，d为+3价氧化物，分别为FeO与Fe2O3；c为+2价碱，e为+3价碱，分别为Fe(OH)2与Fe(OH)3。【解析】Fe单质与Cl2反应仅生成FeCl3，A错误；FeO无磁性，Fe2O3可用于制作红色颜料B错误；工业上用CO还原Fe2O3炼铁，该反应属于氧化还原反应，不是置换反应，C错误；向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液，生成的白色沉淀Fe(OH)2迅速变为灰绿色，最终变为红褐色Fe(OH)3，D正确；故选6.（25-26高一上·山西太原·期末）某同学欲在实验室中制备FeSO4A．FeB．FeC．Fe2SOD．废铁屑(主要成分是Fe和少量Fe2O【答案】C【解析】铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，是制备硫酸亚铁的常用方法，A合理；铁与硫酸铜溶液发生置换反应生成硫酸亚铁和铜，可得到硫酸亚铁，B合理；硫酸铁溶液与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀，氢氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁，而非硫酸亚铁，C不合理；废铁屑中的铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁，但铁可还原硫酸铁为硫酸亚铁，最终得到硫酸亚铁，D合理；故选C。7.（24-25高一上·广东惠州·期末）部分铁及其化合物的“价类二维图”如图所示。下列说法不正确的是A．a可与g反应生成f B．e在潮湿的空气中容易被氧化生成dC．b分别与水、盐酸反应对应生成e、f D．g可用KSCN溶液检验【答案】C【分析】根据价类二维图可知，a为Fe，b为FeO，c为Fe2O3，d为Fe(OH)3，e为Fe(OH)2，f和g为盐，如硫酸盐，f为FeSO4，g为Fe2(SO4)3，据此作答。【解析】a为Fe，g为Fe2(SO4)3，f为FeSO4，发生反应Fe+2Fe3+=3Fe2+，A正确；e为Fe(OH)2，d为Fe(OH)3，Fe(OH)2在潮湿的空气中容易被氧化转变为Fe(OH)3，B正确；b为氧化亚铁，不能与水反应，C错误；可用KSCN溶液检验Fe3+8.（25-26高一上·浙江杭州·期中）高磷鲕状赤铁矿(主要含有Fe2O3，还含有少量Al2O已知：Fe2+遇KA．铁红常用作油漆、油墨的红色颜料 B．酸浸液遇K3C．洗涤滤渣时，不能用玻璃棒搅拌 D．氧化时不能选用试剂H2【答案】D【分析】铁矿石和炭粉焙烧，C还原铁矿石中的Fe2O3生成Fe，加入硫酸，可除去不溶物SiO2、炭粉、CaSO4等，酸浸液中含有Al3+、【解析】铁红（Fe2O3）为红棕色固体，常用作油漆、油墨的红色颜料，A正确；焙烧时加入炭粉，Fe2O3被还原，酸浸后溶液中含有Fe2+，Fe2+遇K3[Fe(CN)6]会生成蓝色沉淀，B正确9.（25-26高一上·河南南阳·期末）X是自然界中一种常见矿物的主要成分，可以通过如图所示的四步反应转化为Q(略去部分参与反应的物质和反应条件)。已知X和Q的组成元素相同。下列说法错误的是A．Y常用作油漆、涂料等的红色颜料 B．Z→R需加某种还原剂C．R→Q反应需要在强酸性条件下进行 D．Q可以通过单质间化合反应制备【答案】C【分析】已知X和Q的组成元素相同，可推断X为FeS2，Q为FeS；红棕色固体Y为Fe2O【解析】Y为Fe2O3，俗称铁红，常用作油漆、涂料的红色颜料，A不符合题意；Z（含Fe3+）转化为R（含Fe2+），Fe元素化合价降低，需加入还原剂，B不符合题意；R→Q为Fe2+溶液生成FeS，但FeS在强酸性条件下会与H+反应生成H2S气体，FeS+210.（25-26高一上·青海海东·期末）铁及其部分化合物的转化关系如图所示(部分反应条件省略)，其中X、Y、Z表示三种含铁化合物。下列说法正确的是A．X的化学式为FeB．试剂M可以是ZnCl2C．Y可以与稀盐酸反应生成ZD．Fe(OH)2性质稳定，不易被空气中的【答案】C【分析】Fe与Cl2反应生成Z，Z为FeCl3，Fe与H2O(g)在高温下反应生成Fe3O4，Fe与试剂M反应生成FeCl2，试剂M应为盐酸（HCl），Fe(OH)2在空气中加热生成Y，Fe(OH)2易被氧化为Fe(OH)3，而Fe(OH)3加热分解生成Fe2O3，因此Y应为Fe2O3。【解析】由分析可知，X的化学式为Fe3O4，A错误；Fe与试剂M反应生成FeCl2，若M为ZnCl2溶液，Fe与ZnCl2不发生反应，因为Fe的活动性弱于Zn。只有当M为盐酸（HCl）时，反应为：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，才能生成FeCl2，试剂M应为盐酸，而不是ZnCl2溶液，B错误；由分析可知，Y是Fe2O3，Z是FeCl3，Fe2O3与稀盐酸反应为：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H11.（25-26高一上·辽宁大连·期末）元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。下图为铁元素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是A．铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化①B．加热Fe(OH)3发生转化⑥，Fe2O3加水溶解可转化为Fe(OH)3C．由图可预测：高铁酸盐(FeO4D．FeO和Fe2O3均可与氢碘酸反应，反应原理完全相同【答案】C【解析】铁与高温水蒸气的反应生成Fe3O4和H2，反应方程式为：3Fe+4H2O(g)高温Fe3O4+4H2，不可能实现上述转化①，A错误；加热Fe(OH)3发生转化⑥，反应方程式为：2Fe(OH)3ΔFe2O3+3H2O，但Fe2O3不溶于水，也不与水反应，即其加水不溶解，不能转化为Fe(OH)3，B错误；由题干信息可知，高铁酸盐(FeO42-)中铁的化合价为+6价，处于高价态具有强氧化性，能够使蛋白质发生变性，则可用于饮用水的消毒，C正确；FeO和Fe2O3均可与氢碘酸反应，反应方程式分别为：FeO+2HI=FeI2+H2O、Fe2O3+6HI=2FeI2+I2+3H2O，即反应原理不完全相同，D错误12.（25-26高一上·甘肃白银·期末）铁是用量最大、用途最广的金属，如图是铁的“价-类”二维图。下列说法正确的是A．a在氧气中燃烧，生成黑色固体c B．e在空气中灼烧得到cC．除去f水溶液中混有的g，可选用H2O2 【答案】C【分析】结合物质类别和价态变化，根据铁的价类二维图可知，a为Fe，b为Fe2O3，c为FeO，d为Fe(OH)3，e为Fe(OH)2，f为FeCl3，g为FeCl2，据此分析解答。【解析】铁单质在氧气中燃烧生成Fe3O4，不是c（FeO），A项错误；Fe(OH)2在空气中灼烧会被氧化生成Fe(OH)3，最终分解得到b(Fe2O3)，不是c（FeO），B项错误；H2O2具有氧化性，为环保氧化剂，过氧化氢可氧化Fe2+生成Fe3+13.（25-26高一下·云南·期中）以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、A．“焙烧”过程中可加入少量CaO生成CaSO4B．欲提取滤液中的铝元素，可向该滤液中通入过量COC．FeS2与Fe2D．烧渣分离可以选择用磁铁将烧渣中的Fe3【答案】B【解析】焙烧过程中加入少量CaO与SO2和空气中的O2反应生成CaSO4达到固硫的目的，减少SO2气体的排放，A正确；滤液的主要成分为NaOH、NaAlOH4、Na2SiO3，通入过量的CO2会有硅酸沉淀，引入杂质，B错误；Fe2O3与FeS14.（25-26高一下·福建泉州·期中）利用矿铁厂的废铁屑（主要成分为Fe，含有沙土、油污、Fe3O4下列说法中错误的是A．预处理时，需要使用Na2B．滤液B中加入氢氧化钠溶液时，可观察到有白色沉淀生成，迅速转为灰绿色，最后转化为红褐色C．纳米Fe3D．步骤⑤发生反应的离子方程式为Fe【答案】C【分析】起始原料为含Fe、沙土、油污、Fe3O4、FeO的废铁屑，目标产物为纳米Fe3O4。预处理除去油污与沙土，加稀盐酸后金属及金属氧化物溶解，沙土被过滤除去，得含Fe2+、Fe3+的滤液A；加入Fe将Fe3+还原为Fe2+，得仅含Fe2+的滤液B；部分滤液B加NaOH溶液生成Fe(OH)2浊液即浊液C，加入【解析】Na2CO3溶液水解显碱性可除去油污，升温可促进Na2CO3水解，溶液碱性增强，去油污能力提升，A正确；滤液B为氯化亚铁溶液，加入氢氧化钠溶液生成白色氢氧化亚铁沉淀，氢氧化亚铁易被空气中氧气氧化，迅速变为灰绿色，最终转化为红褐色氢氧化铁沉淀，B正确；纳米Fe3O4为纯净物，胶体是分散系属于混合物，纳米Fe3O4不属于胶体，不能发生丁达尔效应，C错误15.（25-26高一下·浙江嘉兴·期中）某兴趣小组利用废旧金属材料(主要含Fe、Cu、Al及这几种金属的氧化物)制备绿矾(FeSO4A．“碱浸”过程中产生气体的主要原因为：2Al+2B．“酸浸1”步骤加入的酸为稀盐酸，“酸浸2”步骤加入的酸为稀硫酸C．对滤液Ⅱ进行的系列操作包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、低温干燥D．若该废旧金属材料中含有铁元素56g，则经上述转化最多制得278g绿矾【答案】C【分析】废旧金属材料(主要含Fe、Cu、Al及这几种金属的氧化物)加入足量的NaOH溶液，Al和NaOH反应生成NaAlOH4和H2，Al2O3与NaOH溶液反应生成NaAlOH4，向滤液Ⅰ中通入足量CO2，NaAlOH4转化为AlOH3，经灼烧得到【解析】由分析可知，第一步产生气体的主要反应为：2Al+2NaOH+6H2O=2NaAlOH4+3H2↑，A不正确；由分析可知，该流程的目的是制备绿矾(FeSO4⋅7H16.（25-26高一下·山西临汾·开学考试）随着印刷电路板(PCB)制造业的发展，我国每年产生高含铜刻蚀废液近300万吨。用铁从刻蚀废液(主要含Cu2+、H+下列说法错误的是A．步骤Ⅰ中加氢氧化钠溶液是为了中和氢离子，调整pH值，提高铁置换铜的效率B．溶液Y→溶液M的转化，用过氧化氢代替氯气更安全环保C．两次加氢氧化钠溶液均需过量D．步骤Ⅴ中可取最后一次洗涤后的溶液，加入硝酸酸化的硝酸银溶液检验固体是否洗干净【答案】C【分析】先梳理流程原理：刻蚀废液主要含Cu2+、H+、Cl−，第一步加NaOH中和H+调pH，再加铁粉置换Cu2+，得到固体Y（置换出的Cu和过量铁粉的混合物）和含Fe2+的溶液Y；固体Y加稀盐酸溶解铁粉，得到铜单质和FeCl2溶液，并入溶液Y【解析】废液酸性较强时，铁粉会优先和H+反应，消耗铁粉降低铜的置换效率；加NaOH中和H+调pH，可以提高铁置换铜的效率，A正确；氯气有毒，过氧化氢氧化Fe2+的还原产物是水，无污染，比氯气更安全环保，B正确；第一次加NaOH只需要中和H+调pH，若NaOH过量，会使Cu2+转化为Cu(OH)2沉淀，无法后续置换回收铜，因此第一次不需要过量，C错误；17.（25-26高一上·四川宜宾·期末）有关铁及其化合物的部分转化关系如图所示。下列说法正确的是A．①可通过铁与少量Cl2B．②可通过加入维生素C实现，说明维生素C的还原性大于FeClC．③可通过铁与水在常温下反应实现D．④中FeCl2和FeCl【答案】B【解析】根据反应①，Fe需要转化为FeCl2，Cl2是强氧化剂，Fe与Cl2反应无论量多少，均生成FeCl3，而不是FeCl2，A错误；反应②中将Fe3+还原为Fe2+，可通过加入维生素C实现，说明维生素C具有还原性，根据氧化还原反应规律，还原剂的还原性应大于还原产物。因此维生素C的还原性大于FeCl2，B正确；Fe在常温下