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第2讲 铁及其化合物
1．下列化合物中不能由化合反应直接得到的是(　　)
A． B． C． D．
2．向硫酸铁溶液中通入少量气体，要证明该过程发生了氧化还原反应，加入下列试剂一定可行的是(　　)
A．溶液、氯水 B． C．溶液 D．溶液
3．（2024·浙江金华·二模）取琼脂、饱和食盐水的混合溶液倒入培养皿中，滴入几滴酚酞和溶液，混合均匀，放入裹有锌片的铁钉(如下图所示)，一段时间后，下列说法不正确的是(　　)
A．锌片附近琼脂颜色变红
B．铁钉上的电极反应式：
C．离子在半凝固态的琼脂内可定向移动
D．将锌片改为铜片，琼脂中会出现蓝、红、蓝三个色块
4.实验室可以用如图所示装置制备氢氧化亚铁，下列说法错误的是(　　)
A．实验前应把稀硫酸和氢氧化钠溶液均煮沸处理
B．实验开始阶段，应把弹簧夹C和D都打开
C．一段时间后，关闭弹簧夹C和D，在B中生成白色絮状沉淀
D．实验结束后关闭弹簧夹D，可以长时间保存氢氧化亚铁
5．（2024·浙江·三模）实验室将FeCl3饱和溶液滴入沸水中可制得胶体，下列说法不正确的是(　　)
A．FeCl3溶液可用于制作印刷电路板
B．胶体呈红褐色，也可以将FeCl3加入NaOH溶液中制得
C．可用丁达尔效应区分FeCl3溶液和胶体
D．直径为80nm的微粒不属于胶体
6．（2023·吉林长春·一模）摩尔盐是分析化学中重要的基准物质，其化学式可表示为(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O。为测定其结晶水含量并进一步探究其在惰性气体氛围中的热分解反应过程，现取一定质量的摩尔盐晶体做热重分析，绘制出如图的热重曲线【已知：(NH4)2SO4分解有N2生成】：
已知：①
②摩尔盐在580℃下完全分解、得到红棕色固体
下列说法错误的是(　　)
A．可用K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液检验摩尔盐中的金属阳离子
B．
C．摩尔盐在580℃下完全分解后的气体产物是：N2、SO2、SO3、H2O
D．摩尔盐可作为基准物质用于标定高锰酸钾是因为其性质稳定且摩尔质量大
7．（2024·广西北海·一模）下列过程中的化学反应，相应的离子方程式正确的是(　　)
A．在碱性环境中被空气氧化：
B．氢氧化铁加入氢碘酸溶液中：
C．用铁作阳极电解氯化镁溶液：
D．碳酸钙加入乙酸溶液中：
8．（2024·福建·一模）下列有关铁及其化合物参与反应的化学方程式书写错误的是(　　)
A．与高温水蒸气反应：
B．胶体制备：
C．的检验：
D．催化甲苯的溴化反应：
9．（2024·浙江·二模）是一种很重要的铁盐，广泛用于建筑、无机、印染、玻璃、有机等工业，下列说法不正确的是(　　)
A．工业上用覆铜板、溶液等制取印刷电路板，说明铜的还原性比强
B．水解生成使溶液呈酸性
C．将NaOH浓溶液滴加到煮沸的饱和溶液中，制备胶体
D．溶液可用于有机物中酚羟基的检验
10．（2024·江苏泰州·模拟预测）铁及其化合物的转化具有重要应用。在指定条件下，下列物质间转化能实现的是(　　)
A．
B．
C．
D．
11．（2024·广东湛江·一模）部分含Fe物质的分类与相应化合价的关系如图所示。下列推断不合理的是(　　)
A．可存在a→e→b的转化
B．e溶液可与KSCN溶液反应生成红色沉淀
C．能用a制作的容器运输浓硫酸
D．a可与稀硝酸恰好反应，生成只含b的溶液
12．（2024·天津·一模）部分含铁物质的类别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b
B．b既可被氧化，也可被还原
C．可将e加入浓碱液中制得d的胶体
D．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
13．（2024·广东江门·一模）实验室用和溶液制备碳酸亚铁的装置如图所示（夹持装置已省略），三颈烧瓶中产生白色沉淀及无色气体。下列说法不正确的是(　　)
A．装置甲产生可排除装置中的空气
B．装置乙中盛装的试剂为饱和溶液
C．装置丙中发生反应的离子方程式：
D．反应结束后，将丙中反应液静置、过滤、洗涤、干燥，可得到碳酸亚铁
14．（2024·湖南长沙·一模）用的混合溶液可吸收工厂排放的废气，从而减少空气污染并回收S,其过程如图所示（各步均进行完全）。下列叙述不正确的是(　　)
A．吸收前后混合溶液中浓度减小
B．在转化体系中化合价没有变化的元素只有
C．和是该反应的催化剂
D．反应①的离子方程式为：
15．（23-24高三上·山东·阶段考试）若用如图所示实验装置则可制得白色纯净的氢氧化亚铁沉淀，两极材料分别为石墨和铁。下列关于该实验的说法正确的是(　　)
A．a电极材料为石墨，b电极材料为铁
B．a电极为负极，其反应式为：Fe-3e-=Fe3+
C．若白色沉淀在电极周围生成，则d是氯化钠溶液
D．液体c为苯，其作用是隔绝空气，防止白色沉淀被氧化
16．（2024·安徽·模拟预测）近日，《国家科学评论》在线发表了南京师范大学陈旭东教授课题组和清华大学李隽教授课题组的合作研究成果，该研究团队完成了具有二十面体结构的铁团簇（如图所示）的合成与计算化学研究。下列说法正确的是(　　)
A．比多2个电子 B．具有还原性
C．Fe位于元素周期表第10纵列 D．中铁与铁之间存在离子键
17．（23-24高三上·江西抚州·阶段考试）铁与不同浓度的硝酸溶液反应时，各种含氮产物的相对含量与硝酸溶液浓度的关系如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．硝酸溶液的浓度越小，其氧化产物中氮元素的价态越低
B．铁与足量4.02mol L-1的硝酸溶液反应，含氮产物主要为NO
C．足量铁与30mL12.2mol L-1的硝酸溶液反应，生成的气体物质的量为0.122mol
D．少量铁与浓度恒为9.75mol L-1的硝酸溶液反应，还原剂与氧化剂的物质的量之比为13 ：15
18．（2024·湖南衡阳·模拟预测）某实验小组为了探究过量铁粉与硝酸酸化的溶液反应过程中溶液显黄色的原因，设计实验如下：
实验编号 实验操作 实验现象
1 向硝酸酸化的溶液中加入过量铁粉，搅拌后静置 烧杯底部有黑色固体，约后溶液明显变黄
2 在实验1中反应、和时，分别取上层清液滴加等量溶液 时产生白色沉淀，溶液呈红色：时白色沉淀减少，溶液颜色加深；时白色沉淀更少，溶液颜色较更浅
3 向硝酸酸化的溶液中加入过量铁粉，搅拌后静置，分别取反应和时的上层清液滴加等量溶液 时溶液呈浅红色；时溶液颜色较时更浅
已知：与反应生成白色沉淀，下列说法错误的是(　　)
A．由上述实验可知溶液变黄的主要原因是酸性环境下的氧化性引起
B．由实验1和实验2可知，黄色溶液中含有
C．由实验2的现象推断时溶液颜色变浅是因为发生了反应
D．要验证实验1中黑色固体是否含有，可向黑色固体中加稀盐酸
19．（2024·江西·二模）用铁泥(主要成分为、FeO和少量Fe)制备超顺磁性纳米(平均直径为25nm)的流程图如下(所加试剂均过量，部分步骤已省略)，下列叙述正确的是(　　)
A．滤液B的溶质主要为氯化铁
B．步骤②中发生的反应均为置换反应
C．为防止在步骤⑤中继续氧化亚铁离子，步骤④反应完成后剩余的需加热除去
D．将步骤⑤得到的纳米均匀分散在水中时，不能产生丁达尔效应
20．实验室在500 ℃时隔绝空气加热硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]至分解完全并确定分解产物成分的装置如图所示(已知分解的固体产物可能有FeO、Fe2O3 和Fe3O4，气体产物可能有NH3、N2、H2O、SO3 和SO2)。下列说法正确的是(　　)
A．装置②用于检验分解产物中是否有水蒸气生成，试剂X最好选用碱石灰
B．装置③用于检验分解产物中是否有SO3气体生成并除去SO3和NH3
C．取①中固体残留物与稀硫酸反应并滴加KSCN，溶液变红，则残留物一定为Fe2O3
D．装置④用于检验分解产物中是否有SO2气体生成，装置⑤用于收集生成的NH3和N2
21．如下图所示，此装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑和6 mol/L的硫酸，其他试剂任选。填写下列空白：
(1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的药品是 。A中反应的离子方程式是
(2)实验开始时先将止水夹a (填“打开”或“关闭”)，其目的是
(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程_______________________________________________________________
(4)实验完毕，打开b处止水夹，放入一部分空气，此时B瓶中观察到的现象是_________________________，发生的反应为____________________________________________________________________________
22.（2024·四川甘孜·一模）Ⅰ．铁是目前产量最大，使用最广泛的金属。我国目前发现最早的人工冶铁制品是河南三门峡出土的西周晚期的玉柄铁剑。
（1）在钢铁厂的生产中，炽热的铁水或钢水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥处理，请用化学方程式解释 。
（2）电子工业中常用溶液作为“腐蚀液”腐蚀电路铜板。为了检验反应后所得混合溶液中还有，可选择下列试剂中的 （填编号）进行检验，现象是 。
A．KSCN溶液 B．酸性溶液 C．新制氯水
Ⅱ．一种用溶液浸取黄铁矿（主要含和少量难溶杂质）的流程如图所示。
（3）晶体中阴阳离子个数比为 。
（4）“浸取”的过程中，加快浸取的速率的方法有 （写出两项），发生的离子方程式为 。
（5）“操作”如果在实验室里进行，用到的玻璃仪器为 。
（6）从“溶液X”中提取绿矾晶体的操作为：加入Fe粉后，应先浓缩滤液至 ，趁热过滤，取滤液， ，过滤、洗涤、干燥。
23．某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。回答下列问题：
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 mol·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是_____________________________________________________________________
(2)甲组同学取2 mL FeCl2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Fe2＋氧化。FeCl2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2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL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______________________________________
(4)丙组同学取10 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液，加入6 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验：
①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；
②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀；
③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。
实验②检验的离子是 (填离子符号)；实验①和③说明：在I－过量的情况下，溶液中仍含有 (填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为__________________________________。
(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为______________________________；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是____________________________________________________________________；生成沉淀的原因是______________________________________________________________________(用平衡移动原理解释)
24．某学习小组拟设计实验探究“铁与硝酸酸化的AgNO3溶液的反应”。
Ⅰ.提出问题：向纯净铁粉中加入2 mL 0.1 mol·L－1硝酸酸化的AgNO3溶液(pH≈2)，振荡，静置，观察到溶液呈浅绿色，逐渐变成棕黄色，并伴有黑色沉淀生成。由此说明反应过程中先生成Fe2＋，然后Fe2＋被氧化成Fe3＋。氧化Fe、Fe2＋的氧化剂是什么？
Ⅱ.设计实验
实验一　探究Fe2＋的来源
[提出假设] 假设1：Fe被酸性条件下的NO氧化；假设2：_______________________________
假设3：铁被AgNO3和“H＋＋NO”共同作用氧化
[对照实验]取两支试管，标记甲、乙，分别加入等量纯铁粉，甲中加入2 mL 0.1 mol·L－1 AgNO3溶液；乙中加入2 mL硝酸酸化的NaNO3溶液(pH≈2)。一段时间后，向试剂中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，实验现象如下表所示。
试剂 溶液颜色 加入铁氰化钾溶液
(甲)0.1 mol·L－1 AgNO3溶液和铁粉 无色溶液 橙红色沉淀，未观察到蓝色沉淀
(乙)0.1 mol·L－1硝酸酸化的NaNO3溶液(pH≈2)和铁粉 绿色 蓝色沉淀
(1)假设2：_______________________(补充完整)
(2)甲中产生的“橙红色沉淀”是一种银盐，它的化学式可能是____________________________
(3)根据上述实验可得出结论：常温下Fe和AgNO3溶液反应极慢，Fe2＋来自 (用离子方程式表示)
实验二　探究Fe3＋的来源
[对照实验]
取两支试管标记丙、丁，分别加入2 mL 0.1 mol·L－1新制的FeSO4溶液，再在丙试管中滴加10滴0.1 mol·L－1 AgNO3溶液；在丁试管中滴加10滴硝酸酸化的0.1 mol·L－1 NaNO3溶液(pH≈2)。充分反应后，向上层清液中滴加KSCN溶液，实验现象如下表所示。
试剂 溶液颜色 加入硫氰化钾溶液
(丙)0.1 mol·L－1 AgNO3溶液和新制FeSO4溶液 黄色，伴有少量黑色颗粒 深红色溶液，伴有白色沉淀
(丁)0.1 mol·L－1硝酸酸化的NaNO3溶液(pH≈2)和新制FeSO4溶液 浅绿色 极浅红色
(4)丙中产生的黑色颗粒是____________________________
(5)如果在AgNO3溶液中滴加KSCN溶液会产生丙中部分现象，由此推知丙中白色沉淀是___________(填化学式)
(6)实验结论：铁粉和0.1 mol·L－1硝酸酸化的AgNO3溶液(pH≈2)反应的实质是
25．K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体，可用于晒制蓝图。回答下列问题：
(1)晒制蓝图时，用K3[Fe(C2O4)3]·3H2O作感光剂，以K3[Fe(CN)6]溶液为显色剂。其光解反应的化学方程式为2K3[Fe(C2O4)3]2FeC2O4＋3K2C2O4＋2CO2↑；显色反应的化学方程式为
(2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物，按下图所示装置进行实验
①通入氮气的目的是_______________________________________________________。
②实验中观察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊，装置E中固体变为红色，由此判断热分解产物中一定含有_________________________、_________________________
③为防止倒吸，停止实验时应进行的操作是
④样品完全分解后，装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3，检验Fe2O3存在的方法是
答案及解析
1.【答案】D
【解析】A．可由化合反应Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4制得，A不合题意；B．可由化合反应4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3制得，B不合题意；C．可由化合反应2Fe+3Cl22FeCl3制得，C不合题意；D．氧化铝与水不反应，不能直接化合得到，D符合题意；故答案为：D。
2.【答案】B
【分析】向硫酸铁溶液中通入少量气体，生成的溶液中必然含有Fe2+，可通过检验Fe2+来验证发生了氧化还原反应。
【解析】A．向硫酸铁溶液中通入少量气体，可能有剩余的Fe3+，先加入KSCN溶液，溶液会变红色，再加入氯水，溶液仍然为红色，不能证明Fe2+的存在，故A不选；B．含Fe2+的溶液与铁氰化钾溶液反应生成具有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀，能证明SO2与硫酸铁发生氧化还原反应，故B选；C．加入溶液，有氢氧化铁红褐色沉淀生成，只能说明含有铁离子，不能证明二者发生了反应，故C不选；D．加入溶液，可产生硫酸钡白色沉淀，由于原溶液也含有，不能说明反应生成了，不能证明二者发生了反应，故D不选；答案选B。
3.【答案】A
【分析】将裹有锌片的铁钉放入琼脂、饱和食盐水的混合溶液中，滴入几滴酚酞和溶液，混合均匀，形成原电池，其中锌作负极、铁作正极，负极电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，正极电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。
【解析】A．根据以上分析可知，氧气在正极放电，生成氢氧根，所以铁附近变红，故A错误；B．铁钉作正极，铁钉上的电极反应式：，故B正确；C．该装置形成原电池，所以离子在半凝固态的琼脂内可定向移动，故C正确；D．将锌片改为铜片，仍能形成原电池，此时铁作负极，发生氧化反应，其电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，Fe2+与反应产生蓝色沉淀，铜作正极，其电极反应式为，生成氢氧根，所以铜电极附近变红，由于铜裹在铁的中段，所以琼脂中会出现蓝、红、蓝三个色块，故D正确；故答案为：A。
4.【答案】C
【分析】用右图装置制备氢氧化亚铁，A中药品为：铁粉和稀硫酸，B中为氢氧化钠溶液，结合装置分析可知，实验开始阶段，应把弹簧夹C和D都打开，利用反应生成氢气排净装置中的空气，可以收集D处的气体检验是否是纯净的氢气，将仪器中的空气排尽后，然后关闭C，利用生成的氢气在装置A中压强增大，把硫酸亚铁溶液压入装置B的氢氧化钠溶液中，反应生成白色氢氧化亚铁白色沉淀，可观察到氢氧化亚铁的颜色为白色沉淀，以此解答该题。
【解析】A．氢氧化亚铁易被空气中的氧气氧化为氢氧化铁，所以制备氢氧化亚铁时应将稀硫酸和氢氧化钠溶液预先煮沸，使溶解的空气逸出，故A正确；B．氢氧化亚铁具有强还原性，易被空气中的氧气氧化为氢氧化铁，故实验开始阶段，应把弹簧夹C和D都打开，A中反应产生氢气，排除空气，防止亚铁离子被氧气氧化，故B正确；C．一段时间后，关闭弹簧夹C，但不能关闭弹簧夹D，可利用生成的氢气在装置A中压强增大，把硫酸亚铁溶液压入装置B的氢氧化钠溶液中，反应生成白色氢氧化亚铁白色沉淀，故C错误；D．本实验利用反应生成氢气排净装置中的空气，使装置处于还原氛围，故实验结束后关闭弹簧夹D，可以长时间保存氢氧化亚铁，故D正确；故选：C。
5.【答案】B
【解析】A．FeCl3溶液能和铜单质反应，可用于制作印刷电路板，A正确；B．制取红褐色胶体应该向煮沸的蒸馏水中滴加饱和氯化铁溶液至溶液变红褐色；将FeCl3加入NaOH溶液中会生成氢氧化铁沉淀，B错误；C．胶体具有丁达尔效应，而溶液没有此现象，因此可以利用丁达尔效应区分胶体和溶液，C正确；D．根据分散质微粒直径大小，可将分散系分为溶液、胶体和浊液，分散质微粒直径小于1nm的为溶液，分散质微粒直径1nm～100nm之间的为胶体，分散质微粒直径大于100nm的为浊液；直径为80nm的微粒不是分散系，故不属于胶体，D正确；故选B。
6.【答案】C
【解析】A．摩尔盐中铁元素化合价+2价，Fe2+与K3[Fe(CN)6](铁氰化钾溶液)反应生成蓝色的铁氰化亚铁沉淀，可用K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液检验摩尔盐中的金属阳离子Fe2+，A正确；B．摩尔盐在580℃下完全分解，得到的红棕色固体为Fe2O3，设( (NH4)2Fe(SO4)2 xH2O)为1mol，则根据铁元素守恒可知，摩尔盐在580℃下完全分解，得到的Fe2O3为0.5mol，质量为80g，由图可知，最终TG=100%-9.2%-9.2%-9.2%-52.0%=20.4%，则最初1mol摩尔盐的质量为≈392g，即摩尔盐的相对分子质量为392，故18×2+56+96×2+18x=392，解得x=6，B正确；C．摩尔盐在580℃下完全分解后有Fe2O3，Fe2O3中铁元素是+3价，气体中SO2中硫元素是+4价，SO3中硫元素是+4价，N2氮元素还是-0价，化合价有升高也有降低，但根据摩尔盐的化学式，化合价升高的总数不可能等于化合价降低的总数，C错误；D．摩尔盐较稳定，且摩尔质量大配制标准液时误差小，更适合作标准液，Fe2+能够被酸性高锰酸钾溶液氧化，D正确，故答案为：C。
7.【答案】A
【解析】A．被氧气氧化为，在碱性环境中生成沉淀，A正确；B．氢氧化铁加入氢碘酸溶液中，反应的离子方程式为，B错误；C．阳极材料为铁时，铁失去电子，反应的离子方程式为，C错误；D．碳酸钙加入乙酸溶液中，反应的离子方程式为，D错误；故选A。
8.【答案】A
【解析】A．高温下Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，故A错误；B．饱和氯化铁溶液滴入沸水中制Fe(OH)3胶体，反应的化学方程式为，故B正确；C．用K3[Fe(CN)6]检验Fe2+反应生成KFe[Fe(CN)6]，反应的化学方程式：，故C正确；D．甲苯和液溴在铁作催化剂的条件下生成对溴甲苯，，故D正确；故答案选A。
9.【答案】C
【解析】A．铁离子与铜反应生成铜离子和亚铁离子，铜做还原剂，说明铜的还原性比强，A正确；B．水解生成和氢离子，使溶液呈酸性，B正确；C．应该将饱和溶液滴加到煮沸的水中，制备胶体，C错误；D．溶液可用于有机物中酚羟基的检验，如果变紫色，证明有酚羟基，D正确；故选C。
10.【答案】B
【解析】A．Fe2O3溶于稀盐酸生成FeCl3和水，FeCl3为挥发性酸的弱碱盐，蒸发时会发生水解，转化为Fe(OH)3沉淀，A不正确；B．I2具有弱氧化性，只能将Fe氧化为FeI2，FeI2电离产生的Fe2+和I-都能被Cl2氧化，从而生成FeCl3和I2，B正确；C．FeS2在高温条件下能被O2氧化，生成Fe2O3和SO2，但Fe2O3难溶于水，与水不能发生反应，C不正确；D．Fe溶于盐酸生成FeCl2和H2，SO2具有弱氧化性，不能将Fe2+氧化为Fe3+，D不正确；故选B。
11.【答案】B
【解析】A．存在的转化，A项正确；B．与KSCN溶液反应生成红色溶液，不是沉淀，B项错误；C．常温下Fe会与浓硫酸发生钝化，故可钢瓶储运浓硫酸，钢瓶用的容器运输浓硫酸C项正确；D．当Fe过量时，反应后溶液中溶质可以只存在，D项正确。
12.【答案】C
【分析】图中所示铁元素不同化合价的物质：a为Fe，b为FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等Fe(Ⅱ)的盐类物质，c为Fe(OH)2，e为FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等Fe(Ⅲ)的盐类物质，d为Fe(OH)3。
【解析】A．Fe与Fe(Ⅲ)的盐类物质可发生反应生成Fe(Ⅱ)的盐类物质：，故A正确；B．Fe(Ⅱ)为铁元素的中间价态，既有还原性也有氧化性，因此既可被氧化，也可被还原，故B正确；C．Fe(Ⅲ)的盐类物质与浓碱液反应生成Fe(OH)3沉淀，制备Fe(OH)3胶体操作为：向沸水中滴加饱和FeCl3溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热，故C错误；D．b→c→d→e→b的循环转化关系如：，故D正确；故选C。
13.【答案】B
【分析】为防止氧化，制备碳酸亚铁应在无氧环境中进行，装置制备CO2经过乙饱和碳酸氢钠溶液除去HCl，进入丙中驱赶装置内的空气，丙装置中碳酸氢根与Fe2+反应生成FeCO3，丁用于吸收多余的CO2并避免空气进入丙中氧化目标产物；
【解析】A．装置甲产生可排除装置中的空气，开始时应先通一段时间CO2排尽装置的空气防止FeCO3被氧化，A正确；B．CO2经过乙饱和碳酸氢钠溶液除去HCl，而不是饱和碳酸钠，B错误；C．丙中二氧化碳与Fe2+反应生成FeCO3同时生成二氧化碳、水，，C正确；D．丙中碳酸亚铁为沉淀，故反应后将丙中反应液静置、过滤、洗涤、干燥，可得到碳酸亚铁，D正确；故选B。
14.【答案】B
【解析】A．吸收剂吸收了硫化氢后生成了水，使Fe3+、Cu2+浓度降低，故A正确；B．根据流程图可知，H、Cl、Cu元素的化合价没有发生变化，故B错误；C．根据流程图可知，吸收硫化氢的总反应方程式：2H2S+O2=2H2O+2S↓，和是该反应的催化剂，故C正确；D．根据流程图可知，反应①的离子方程式为：H2S+Cu2+=CuS↓+2H+，故D正确；故选：B。
15.【答案】D
【分析】Fe(OH)2是借助反应Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓生成的，制纯净的Fe(OH)2沉淀，Fe为阳极，失去电子，a与电源正极相连，则a为阳极，电极材料为Fe，发生的电极反应为Fe-2e-=Fe2+，b为阴极，电极材料为石墨。苯的密度水的小，不溶于水，可隔绝空气，防止氢氧化亚铁被氧化，并在实验加入苯之前，对d溶液进行加热处理的目的是排出溶液中的氧气，以此解答该题。
【解析】A．结合分析，a电极材料为铁，b电极材料为石墨，故A错误；B．a电极为阳极，其反应式为：Fe-2e-=Fe2+，故B错误；C．若电解液d是NaCl溶液，阳极生成亚铁离子，阴极生成氢氧根离子，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，则白色沉淀在两电极之间的溶液中生成，故C错误；D．根据分析，苯的密度水的小，不溶于水，可隔绝空气，防止氢氧化亚铁被氧化，故D正确；答案选D。
16.【答案】B
【解析】A．、互为同位素，电子数相同，中子数相差2，故A错误；B．根据离子所带电荷可知，该团簇中的Fe存在0价的Fe和Fe2+，因此具有还原性，故B正确；C．Fe位于元素周期表第8纵列，故C错误；D．铁团簇中不存在阴离子，因此不含离子键，故D错误；故选：B。
17.【解析】A．根据图示，硝酸溶液的浓度越小，其还原产物中氮元素的价态越低，故A错误；
B．根据图示，铁与足量4.02mol L-1的硝酸溶液反应，含氮产物主要为、NO等，故B错误；C．足量铁与30mL12.2mol L-1的硝酸溶液反应，随反应进行，硝酸浓度降低，生成含氮产物有NO、NO2、N2、N2O、，故C错误；D．少量铁与浓度恒为9.75mol L-1的硝酸溶液反应，生成含氮还原产物的物质的量比n(NO): n(NO2): n(N2O)=5:3:1，设生成n(NO)、 n(NO2)、n(N2O)分别为5mol、3mol、1mol，根据N原子守恒，被还原的硝酸为10mol，Fe被氧化为Fe3+，根据得失电子守恒，被氧化的Fe有，所以还原剂与氧化剂的物质的量之比为13：15，故D正确；选D。
18.【答案】A
【解析】A．实验1中3 min后溶液明显变黄，滴加等量KSCN溶液后呈红色，而实验3中溶液呈浅红色，说明硝酸可将Fe氧化为Fe2+，Ag+可将Fe2+氧化为Fe3+，故溶液变黄的主要是Ag+将Fe2+氧化为Fe3+，A错误；B．向含有三价铁离子的溶液中加入硫氰化钾溶液，溶液会变为红色，通过实验2可以证明黄色溶液中含有三价铁离子，B正确；C．由于铁粉过量，过量的铁粉会与三价铁离子反应生成亚铁离子，C正确；D．盐酸可以与Fe反应但不与Ag反应，故向实验1所得黑色固体中加过量稀盐酸，有固体剩余则证明固体中有Ag，D正确；故错误的选A。
19.【答案】C
【分析】铁泥(主要成分为、FeO和少量Fe)与稀盐酸反应得到的滤液A中溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的盐酸；加入铁粉还原铁离子：，过量的盐酸和Fe反应：，过滤过量的铁，滤液B的溶质主要为氯化亚铁；加入氢氧化钠溶液，生成；向浊液C中加入溶液，反应完成后需除去剩余的，再与氯化亚铁混合，经一系列操作后得到产品。
【解析】A．滤液B的溶质主要为氯化亚铁，A项错误；B．加入铁粉还原铁离子的反应不是置换反应，铁单质与过量盐酸的反应，属于置换反应，B项错误；C．为防止在步骤⑤中继续氧化亚铁离子，需除去剩余，C项正确；D．超顺磁性纳米平均直径为25nm，其均匀分散在水中后得到胶体，能产生丁达尔效应，D项错误；故选C。
20．B。解析：装置②的作用是检验分解产物中是否有水蒸气生成，故试剂X应选用无水硫酸铜，A错误；装置③用于检验分解产物中是否有SO3气体生成，若有SO3气体生成则装置③中酸性条件下产生白色沉淀硫酸钡，并用氯化钡和盐酸除去SO3和NH3，B正确；①中固体残留物中也可能还含有FeO，也可能不含有Fe2O3而含有Fe3O4，而不一定只有Fe2O3，C错误；NH3极易溶于水，若分解产物中有NH3，则NH3被装置③中的溶液所吸收了，装置⑤中不可能收集到NH3的，D错误。
21．(1)铁屑　Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
(2)打开　利用氢气排出装置中的空气，以防止Fe(OH)2被氧气氧化生成氢氧化铁
(3)待A装置反应一段时间后关闭止水夹a，将FeSO4溶液压入B中进行反应
(4)白色絮状物迅速变成灰绿色，最后变为红褐色 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH) 3
22.【答案】（1）
（2）A 溶液变红
（3）1:1
（4）将黄铁矿粉碎，适当增加溶液浓度，适当升温，搅拌
（5）烧杯、漏斗、玻璃棒
（6）溶液表面出现晶膜 冷却结晶
【分析】黄铁矿用溶液“浸取”， 和反应生成硫酸亚铁和S单质，过滤出S和矿渣，滤液中加铁粉把把Fe3+被还原为Fe2+，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得绿矾晶体。
【解析】（1）在钢铁厂的生产中，炽热的铁水或钢水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥处理，是因为铁和水蒸气子高温条件下辅运顺槽四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为；
（2）遇KSCN溶液变红，为了检验反应后所得混合溶液中还有，可选择下列试剂中的KSCN溶液进行检验，现象是溶液变红。
（3）晶体由Fe2+、构成，阴阳离子个数比为1:1；
（4）根据影响反应速率的因素，“浸取”的过程中，加快浸取的速率的方法有将黄铁矿粉碎，适当增加溶液浓度，适当升温，搅拌等；Fe3+把FeS2氧化为S沉淀, Fe3+被还原为Fe2+，发生反应的离子方程式为。
（5）“操作”为过滤，如果在实验室里进行，用到的玻璃仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒；
（6）从“溶液X”中提取绿矾晶体的操作为：加入Fe粉后，把Fe3+被还原为Fe2+，先浓缩滤液至溶液表面出现晶膜，趁热过滤，取滤液，冷却结晶，过滤、洗涤、干燥。
23．(1)防止Fe2＋被氧化
(2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)
(4)Fe2＋　Fe3＋　可逆反应
(5)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
Fe3＋催化H2O2分解产生O2　H2O2分解反应放热，促进Fe3＋的水解平衡正向移动
解析：(1)Fe2＋具有还原性，易被空气中的O2氧化为Fe3＋，在FeCl2溶液中加入少量铁屑，可防止Fe2＋被氧化。(2)Fe2＋被氧化为Fe3＋，Cl2被还原为Cl－，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。(3)O2难溶于煤油，加入煤油能隔绝空气，排除O2对实验的影响。(4)KI溶液与FeCl3溶液反应的离子方程式为2I－＋2Fe3＋===I2＋2Fe2＋。K3[Fe(CN)6]是检验Fe2＋的试剂。实验③溶液变红，说明溶液中仍存在Fe3＋，由此可说明该氧化还原反应为可逆反应。(5)酸化的FeCl2溶液与H2O2反应，Fe2＋被氧化为Fe3＋，H2O2被还原为H2O，反应的离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。Fe3＋对H2O2的分解起催化作用，当反应一段时间后，会发生反应：2H2O22H2O＋O2↑，故溶液中产生气泡。由于H2O2分解反应放热，促使Fe3＋＋3H2O??Fe(OH)3＋3H＋平衡右移，最终出现Fe(OH)3红褐色沉淀。
24．(1)Fe被AgNO3氧化
(2)Ag3[Fe(CN)6]
(3)3Fe＋2NO＋8H＋===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O
(4)银(或Ag)
(5)AgSCN
(6)硝酸氧化Fe，Ag＋氧化Fe2＋
解析：本实验的目的是探究氧化Fe、Fe2＋的氧化剂是什么，实验一探究Fe2＋的来源，硝酸酸化的AgNO3溶液中可能作氧化剂的有酸性环境中的NO、Ag＋(Fe的活泼性比Ag强，可以发生置换反应)；Fe2＋可以和K3[Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀，根据实验现象可知是酸性环境中的NO将Fe氧化得到Fe2＋；实验二探究Fe3＋的来源，根据所给实验可知，主要是在探究是酸性环境中的NO氧化Fe2＋生成Fe3＋，还是Ag＋氧化Fe2＋生成Fe3＋；通过滴加KSCN溶液的现象可知主要是Ag＋氧化Fe2＋生成Fe3＋。
(1)参照假设3，可能是硝酸银氧化铁粉生成亚铁离子，所以假设2为：Fe被AgNO3氧化。
(2)铁氰化钾的阴离子是[Fe(CN)6]3－，铁氰根离子与银离子结合得到Ag3[Fe(CN)6]。
(3)根据实验现象可知Fe2＋主要由H＋＋NO氧化Fe生成，溶液中硝酸浓度很小，视为稀硝酸，则还原产物为NO，类似铜和稀硝酸反应，离子方程式为3Fe＋2NO＋8H＋===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O。
(4)根据实验现象可知，Ag＋氧化Fe2＋生成Fe3＋，离子方程式为Fe2＋＋Ag＋===Ag↓＋Fe3＋，黑色粉末是银粒。
(5)在AgNO3溶液中滴加KSCN溶液会产生丙中部分现象，溶液显深红色应是Fe3＋和SCN－反应的结果，则该部分现象应是“伴有白色沉淀”，所以白色沉淀是AgSCN。　
(6)根据实验现象可知，铁粉与硝酸酸化的AgNO3溶液反应，硝酸先氧化铁粉生成亚铁盐，亚铁离子被银离子氧化生成铁离子，银离子本身被还原成银粒。
25．(1)3FeC2O4＋2K3[Fe(CN)6]===3K2C2O4＋Fe3[Fe(CN)6]2
(2)①隔绝空气，使反应产生的气体全部进入后续装置
②CO2　CO
③先熄灭装置A、E的酒精灯，冷却后停止通入氮气
④取少许固体粉末于试管中，加稀硫酸溶解，滴入1～2滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含有Fe2O3
解析：(1)加入K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色的Fe3[Fe(CN)6]2，反应的化学方程式为3FeC2O4＋2K3[Fe(CN)6]===Fe3[Fe(CN)6]2＋3K2C2O4。(2)①空气中含有O2，为防止Fe2＋被O2氧化，应先通入N2，隔绝空气，且使反应产生的气体全部进入后续装置。②B中澄清石灰水变浑浊，证明分解过程中产生CO2；F中澄清石灰水变浑浊，E中固体变为红色，说明E中发生反应：CuO＋COCu＋CO2，所以分解产物中一定含有CO。③实验结束时，为了防止倒吸，应先熄灭装置A、E的酒精灯，冷却后停止通入氮气。④检验Fe2O3存在的方法是取少许固体粉末于试管中，加稀硫酸溶解，滴入1～2滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含有Fe2O3。
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第2讲 铁及其重要化合物
考点一 铁的主要性质及应用
1．铁元素的存在、使用及物理性质
存在 铁在自然界中既可以以单质的形态(陨铁)存在，也可以以化合物的形态存在，其主要化合价有＋2价和＋3价，地壳中铁元素的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位
使用历史 人类最早使用的铁是陨铁，我国在春秋初年掌握了冶铁技术，在战国中期铁制工具得到了广泛使用
工业炼铁的原理 用还原剂把铁矿石中的铁提炼出来，如用CO还原Fe2O3
原子结构 铁位于元素周期表第四周期第Ⅷ族，原子结构示意图为，在化学反应中易失去2个或3个电子而表现为＋2价或＋3价。
物理性质 纯铁具有银白色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，其导电性比铜、铝差，具有能被磁铁吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力
2．铁的化学性质
铁是较活泼的金属，发生化学反应时可生成＋2、＋3两种价态的化合物，且Fe3+比Fe2+稳定。在一定条件下，铁作为还原剂能与某些非金属单质、酸和盐溶液反应
①铁与氧化性较弱的氧化剂(如：盐酸、硫酸铜溶液等)反应，铁原子失去2个电子生成＋2价铁的化合物
②铁与氧化性较强的氧化剂(如：氯气、硝酸等)反应，铁原子则失去3个电子生成＋3价铁的化合物
(1)Fe与非金属反应
①Fe与O2的反应：3Fe＋2O2Fe3O4 (火星四射、剧烈燃烧、放出大量的热、生成黑色的固体)
②Fe在氯气中燃烧：2Fe＋3Cl22FeCl3 (产生棕黄色的烟)
③Fe与硫的反应：Fe＋SFeS
(2)Fe与水蒸气的反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
注意
(3)Fe与酸的反应
①与非氧化性酸(如：稀盐酸、稀硫酸)的反应：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ Fe＋2H+===Fe2+＋H2↑
②与氧化性酸(如：硝酸、浓硫酸)的反应：常温下，铁遇冷的浓硝酸、浓硫酸时，表面会生成一层致密的氧化膜，阻止了内层铁的继续反应，化学上称之为钝化，属于化学变化；但在加热的条件下铁可以和浓硫酸、浓硝酸反应，如：少量的铁与浓硝酸共热
Fe＋6HNO3(浓)Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O
a．少量的铁与稀硝酸反应：Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
生成的Fe(NO3)3可以和铁继续反应：Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2
b．过量的铁与稀硝酸反应：3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(4)与盐溶液反应
①与硫酸铜溶液的反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu
②与FeCl3溶液的反应：Fe＋2FeCl3===3FeCl2 Fe＋2Fe3+===3Fe2+
注意
3．铁的冶炼：工业炼铁的原理是用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来
设备 炼铁高炉
原料 铁矿石、焦炭、空气、石灰石等
主要反应 ①还原剂的生成 a．生成CO2：C＋O2CO2 b．生成CO：CO2＋C2CO ②铁的生成：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 ③炉渣的形成：CaCO3CaO＋CO2↑ CaO＋SiO2CaSiO3
【逐点训练1】
1．坦克、导弹的制造材料主要是金属合金，钢铁便是其中十分重要的一种。下列关于铁的说法中正确的是(　　)
A．铁元素属于过渡元素，其原子序数为26
B．单质铁与浓硫酸在常温下不反应
C．铁单质只具有还原性，其阳离子只具有氧化性
D．与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率，纯铁比生铁的快
2．下列关于铁的说法正确的是(　　)
A．铁在硫蒸气中燃烧生成Fe2S3
B．纯铁的抗腐蚀能力较差，铁在干燥的空气里易被氧化
C．工业上用CO在高温条件下还原含Fe2O3的铁矿石炼铁
D．铁在纯氧中燃烧或在氯气中燃烧所得产物中铁的化合价均为＋3价
3．向含a g HNO3的稀溶液中，加入b g铁粉充分反应后全部溶解。已知有 g HNO3被还原，则a∶b不可能是(　　)
A．2∶1 B．3∶1 C．4∶1 D．9∶2
4．把22.4 g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，若反应只收集到0.3 mol NO2和0.2 mol NO，下列说法正确的是(　　)
A．反应后生成的盐只为Fe(NO3)3
B．反应后生成的盐只为Fe(NO3)2
C．反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比为1∶3
D．反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比为3∶1
5．将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol·L－1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是(　　)
A．铁粉有剩余，溶液呈浅绿色，Cl－基本保持不变
B．往溶液中滴入无色KSCN溶液，显红色
C．Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为5∶1
D．氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶5
6. 还原铁粉与水蒸气的反应装置如图所示。取少量反应后的固体加入稀硫酸使其完全溶解得溶液a；另取少量反应后的固体加入稀硝酸使其完全溶解，得溶液b．下列说法正确的是
A．铁与水蒸气反应：
B．肥皂液中产生气泡，不能证明铁与水蒸气反应生成
C．向溶液a中滴加溶液，出现蓝色沉淀，说明铁粉未完全反应
D．向溶液b中滴加溶液，溶液变红，证实了固体中含有
考点二 铁的氧化物和氢氧化物
1．铁的氧化物
(1)物理性质比较
名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗名 铁红 磁性氧化铁
物质类别 碱性氧化物 碱性氧化物 复杂氧化物
颜色状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体(有磁性)
化合价 ＋2 ＋3 ＋2、＋3
溶解性 都不溶于水，但都能溶于酸溶液
(2)化学性质
①稳定性
a．FeO不稳定，在空气中受热易被氧化为Fe3O4：6FeO＋O22Fe3O4
b．Fe2O3和Fe3O4很稳定
②与非氧化性酸(如：稀盐酸、稀硫酸)的反应
氧化亚铁和氧化铁属于碱性氧化物，与非强氧化性酸反应生成Fe2＋和Fe3＋
a．FeO与盐酸反应：FeO＋2HCl===FeCl2＋H2O
b．Fe2O3与盐酸反应：Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O
c．Fe3O4与盐酸反应：Fe3O4＋8HCl===FeCl2＋2FeCl3＋4H2O
③与氧化性酸(如：硝酸、浓硫酸)的反应
a．FeO与稀硝酸反应：3FeO＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O
b．Fe2O3与稀硝酸反应：Fe2O3＋6HNO3===2Fe(NO3)3＋3H2O
c．Fe3O4与稀硝酸反应：3Fe3O4＋28HNO3===9Fe(NO3)3＋NO↑＋14H2O
④与还原性酸(如：HI)的反应
a．FeO与HI反应：FeO＋2HI===FeI2＋H2O
b．Fe2O3与HI反应：Fe2O3＋6HI===2FeI2＋I2＋3H2O
c．Fe3O4与HI反应：Fe3O4＋8HI===3FeI2＋I2＋4H2O
2．铁的氢氧化物
(1)物理性质比较
氢氧化物 性质比较 Fe(OH)2 Fe(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
铁的价态 ＋2 ＋3
溶解性 难溶于水
(2)化学性质
①与非氧化性酸(如：稀盐酸、稀硫酸)的反应
a．Fe(OH)2与盐酸反应：Fe(OH)2＋2HCl===FeCl2＋H2O Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋H2O
b．Fe(OH)3与盐酸反应：Fe(OH)3＋3HCl===FeCl3＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
②与氧化性酸(如：硝酸、浓硫酸)的反应
a．Fe(OH)2与稀硝酸反应：3Fe(OH)2＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋NO↑＋8H2O
3FeO＋10H＋＋NO3－===3Fe3＋＋NO↑＋8H2O
b．Fe(OH)3与稀硝酸反应：Fe(OH)3＋3HNO3===Fe(NO3)3＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
③与还原性酸(如：HI)的反应
a．Fe(OH)2与HI反应：Fe(OH)2＋2HI===FeI2＋H2O FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O
b．Fe(OH)3与HI反应：2Fe(OH)3＋6HI===2FeI2＋I2＋6H2O
2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋6H2O
④热稳定性：Fe(OH)2、Fe(OH)3受热均分解生成同价态的氧化物
a．Fe(OH)2：Fe(OH)2FeO＋H2O (隔绝空气生成FeO，在空气中最终转化为Fe2O3)
b．Fe(OH)3：2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O
⑤Fe(OH)2的还原性：Fe(OH)2具有强还原性，易被空气中的O2氧化生成Fe(OH)3
a．转化过程中的特殊现象是：白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色
b．转化的方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
c．反应类型：化合反应、氧化还原反应
注意
3．氢氧化铁和氢氧化亚铁制备
(1)氢氧化铁的制备
实验原理 可溶性铁盐[FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3]与碱(强碱或弱碱)反应 实验装置
实验操作 ①将NaOH溶液滴入FeCl3溶液中：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ ②将氨水滴入Fe2(SO4)3溶液中：Fe3+＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH4+
实验现象 有红褐色沉淀生成
(2)氢氧化亚铁的制备
实验原理 可溶性铁盐[FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2]与碱(强碱或弱碱)反应 Fe2+＋2OH－===Fe(OH)2↓ Fe2+＋2NH3·H2O===Fe(OH)2↓＋2NH4+ 实验装置
实验操作 将吸有NaOH溶液的胶头滴管插入新制备的亚铁盐溶液的液面以下，缓缓挤出NaOH溶液(这是唯一一种把胶头滴管插入反应溶液的实验)
实验现象 白色沉淀生成，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
化学方程式 ①Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色)； ②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
注意
(3)制备Fe(OH)2时防氧化措施常用的三种方法
为了防止Fe(OH)2被O2氧化，在制备Fe(OH)2时，一般从两个角度考虑，一是反应试剂，二是反应环境。取用最新配制的FeSO4溶液；NaOH溶液加热煮沸并冷却后使用，以驱除溶液中溶解的O2
实验操作 实验装置图
方法1：有机覆盖层法 在试管中加入适量的5% FeSO4溶液，并覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，再用长滴管注入不含O2的1 mol·L－1NaOH溶液。由于苯或煤油的液封作用，防止了生成的Fe(OH)2被氧化，因而可较长时间观察到白色的Fe(OH)2沉淀
方法2：还原性气体保护法 实验时，先打开弹簧夹a，试管I中稀硫酸与铁粉反应产生H2，一段时间后在试管II的出口B处检验H2的纯度，当H2纯净后，说明H2将装置内的空气已排尽；然后关闭a，使生成的H2将试管I中的FeSO4溶液压入NaOH溶液中，这样可长时间观察到白色沉淀
实验时，先打开弹簧夹K，再将分液漏斗的旋塞打开，使稀硫酸与铁粉作用，用产生的H2排出装置中的空气；然后关闭K，使生成的H2将试管中的FeSO4溶液压入NaOH溶液中，则可较长时间观察到生成的白色Fe(OH)2沉淀。若拔去广口瓶上的橡皮塞，则白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
方法3：电解法 用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯(或煤油)。 阳极反应为Fe－2e－===Fe2＋，阴极反应为2H＋＋2e－===H2↑，生成的氢气可以赶走溶液中的氧气，溶液中c(OH－)增大，与Fe2＋结合生成Fe(OH)2沉淀，苯(或煤油)起液封作用
【逐点训练2】
1．铁的氧化物有很多，在中学化学中经常提到的有FeO、Fe2O3和Fe3O4，而且在一定条件下它们之间是可以相互转化的，例如：在1 400 ℃以上的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4。下列有关说法正确的是(　　)
A．FeO、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体
B．Fe3O4常写成FeO·Fe2O3，其中既有＋2价的Fe，又有＋3价的Fe，所以Fe3O4是一种混合物
C．热稳定性：Fe2O3>Fe3O4
D．FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应，且反应类型均为复分解反应
2.（23-24高三下·江苏·阶段考试）铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是( )
A．铁粉具有还原性，可用于食品袋中的抗氧化剂
B．具有氧化性，可用于除去水中悬浮杂质
C．能与盐酸反应，可用于制作红色涂料
D．难溶于水，可用于除去废水中、
3.（2024·江西·二模）下列关于Fe及其化合物反应的离子方程式书写正确的是( )
A．实验室配制的亚铁盐溶液在空气中被氧化：
B．固体溶于HI溶液：
C．用FeCl3饱和溶液制备胶体：
D．过量铁粉与稀硝酸反应：
4.（2024·广东佛山·一模）一种制备的改进装置如图所示，下列说法错误的是(　　)
A．配制溶液时需加入硫酸
B．实验时先注入稀硫酸，再注入NaOH溶液和溶液
C．装置N的作用是液封，并判断装置M中的空气是否排尽
D．用铁粉代替粉末，也能排尽空气
5.（23-24高三上·湖南邵阳·阶段考试）某化学兴趣小组利用药品：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液，用下图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。下列有关说法不正确的是(　　)
A．仪器1中应该盛放稀硫酸
B．本实验通过控制A、B、C三个开关，将仪器中的空气排尽后，先关闭开关B，再打开开关A就可观察到氢氧化亚铁的颜色
C．反应一段时间后，可在仪器2中观察到白色沉淀
D．本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间的保持白色状态
6.（23-24高三上·甘肃·阶段考试）关于氢氧化亚铁的制备下列说法不正确的是(　　)
A．装置①先加入稀硫酸，后加入氢氧化钠溶液
B．装置②先打开止水夹a，待氢气充满试管B后再关闭止水夹
C．装置③中的阳极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑
D．装置④中的苯是为了隔绝氧气
7．有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 mol·L－1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2＋全部转变为Fe3＋，则该样品可能的化学式为(　　)
A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．Fe4O5 D．Fe5O7
8．向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入120 mL 4 mol·L－1的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，放出1.344 L NO(标准状况)，往所得溶液中加入KSCN溶液，无红色出现。若用足量的CO在加热下还原相同质量的混合物，能得到铁的物质的量为(　　)
A．0.24 mol　　　　　B．0.21 mol C．0.16 mol D．0.14 mol
9.（23-24高三下·辽宁·月考）铁与不同浓度硝酸反应时各种还原产物的相对含量与硝酸溶液浓度的关系如图所示(反应后铁在化合物中的化合价为+3)，下列说法错误的是(　　)
A．硝酸的浓度越小，其还原产物氮的价态越低的成分越多
B．硝酸与铁反应往往同时生成多种还原产物
C．硝酸溶液与一定量的铁粉完全反应，得到标况下的体2.24L，则参加反应的硝酸的物质的量为
D．硝酸浓度为时，氧化剂与还原剂的物质的量之比可为
10. 向铁铜合金中加入硝酸溶液恰好完全反应，得到NO2、N2O4、NO混合气体，向反应后溶液中加入2mol/LNaOH溶液，至沉淀恰好完全。若将得到的NO2、N2O4、NO混合气体，与2.24L(标准状况下)O2混合后通入水中恰好被完全吸收生成硝酸。则反应中消耗的NaOH溶液的体积是(　　)
A．150mL B．180mL C．200mL D．250mL
在铁粉和铜粉的均匀混合物中加入某浓度的硝酸，充分反应，硝酸的还原产物只有NO。当加入硝酸10 mL时，剩余金属1.8 g，生成气体0.224 L；再增加硝酸10 mL时，剩余金属0.96 g，又有0.224 L气体生成；继续增加硝酸10 mL时，金属全部溶解，又有0.224 L气体生成(以上体积均折算为标准状况下)。下列说法不正确的是(　　)
A．所加入硝酸的浓度是4 mol/L
B．加入硝酸10 mL时，剩余金属为铁和铜
C．共加入硝酸20 mL时，剩余金属只有铜
D．如果在金属混合物中共加入硝酸40 mL时，生成的NO仍是0.672 L(标准状况下)
12．某同学用含有铁锈(Fe2O3)的废铁屑来制取氯化铁晶体，实验装置如图所示(夹持装置略，气密性已检验)，下列推断不合理的是(　　)
A．B中收集到的气体是氢气
B．烧杯中双氧水的作用是将Fe2＋还原为Fe3＋
C．A中的氧化铁与盐酸反应生成氯化铁
D．烧杯中的溶液在氯化氢气氛下，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体
13．Fe2O3具有广泛的用途。甲同学阅读有关资料得知在高温下煅烧FeCO3可以得到Fe2O3。为了进一步验证此结论，他做了如下实验。
实验步骤 实验操作
Ⅰ 取一定质量的FeCO3固体置于坩埚中，高温煅烧至质量不再变化，冷却至室温
Ⅱ 取少量实验步骤Ⅰ所得固体置于一洁净的试管中，用足量的稀硫酸溶解
Ⅲ 向实验步骤Ⅱ所得溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红
由此甲同学得出结论：4FeCO3＋O22Fe2O3＋4CO2。
(1)写出实验步骤Ⅲ中发生反应的离子方程式：____________________________________________________
(2)乙同学提出了不同的看法：煅烧产物可能是Fe3O4，因为Fe3O4也可以溶于硫酸，且所得溶液中也含有Fe3＋。于是乙同学对甲同学的实验步骤Ⅲ进行了补充改进：检验实验步骤Ⅱ所得溶液中是否含有Fe2＋。他需要选择的试剂是______________
a．NaOH溶液 b．新制氯水和KSCN溶液 c．K3[Fe(CN)6]溶液
(3)丙同学认为即使得到了乙同学预期的实验现象，也不能确定煅烧产物的成分，你认为丙同学持此看法的理由是__________________________________________________________________________________
(4)丙同学进一步查阅资料得知煅烧FeCO3的产物中的确含有＋2价铁元素。于是他设计了另一种由FeCO3制取Fe2O3的方法：先向FeCO3中依次加入试剂稀硫酸、____________(填试剂名称)和氨水，再__________(填操作名称)、洗涤、灼烧，即可得到Fe2O3
考点三 亚铁盐(Fe2＋)和铁盐(Fe3＋)的性质及检验
1．Fe2＋的氧化性和还原性：含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，但以还原性为主，如遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表现为还原性
(1)氧化性
①Fe2＋与Zn反应的离子方程式：Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋
②Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
(2)还原性：Fe2＋遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表现还原性
①Fe2＋与Cl2反应的离子方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
②FeCl2溶液与HNO3溶液反应的离子方程式：3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
(3)Fe2＋可发生水解反应
Fe(OH)2是弱碱，含Fe2＋的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制Fe2＋的水解，加少量铁屑防止Fe2＋被氧化
2．铁盐
(1)氧化性：含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现为氧化性。
①Fe3＋可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
②FeCl3溶液滴入淀粉－KI溶液，溶液变蓝，离子方程式：2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2
(2)特性——检验Fe3＋：含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色，Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3 (血红色溶液)
(3)易水解：Fe(OH)3是很弱的碱，且溶度积很小，因而Fe3＋极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。
①利用Fe3＋易水解的性质，实验室可将饱和FeCl3溶液滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式为
FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl
②利用Fe3＋易水解的性质，工业上常用调节pH的方法除去溶液中的铁离子
③利用Fe3＋易水解的性质，实验室配制氯化铁溶液，通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，然后再稀释至所需浓度
④Fe3＋与HCO、AlO、CO等水解呈碱性的离子不能大量共存
3．其他重要的铁盐及应用
绿矾(FeSO4·7H2O) 用作补血剂及植物补铁剂
高铁酸钾(K2FeO4) 用作水处理剂或制作高能电池
莫尔盐(或摩尔盐)[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O] 用于冶金、电镀及织物媒染剂
赤血盐K3[Fe(CN)6] 用于检验Fe2＋
4．检验Fe2＋、Fe3＋的常用方法
(1)Fe2＋、Fe3＋的检验
Fe3＋ 观察法 溶液呈棕黄色，证明含有Fe3＋
KSCN法 加入KSCN或其它可溶性硫氰化物溶液，溶液呈血红色，证明含有Fe3＋ 离子方程式：Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3
碱液法 加入氨水或NaOH溶液，有红褐色沉淀生成，证明含有Fe3＋ 离子方程式：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色沉淀)
淀粉KI试纸法 能使淀粉KI试纸变蓝，证明含有Fe3＋ 离子方程式：2Fe3+＋2I－2Fe2+＋I2
铜片法 加入铜片，铜片溶解且溶液变为蓝色，证明含有Fe3＋ 离子方程式：2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+
苯酚法 加入苯酚溶液，溶液呈紫色，证明含有Fe3＋ 离子方程式：Fe3+＋6C6H5OH[Fe(C6H5O)6]3－(紫色溶液)＋6H+
H2S法 通入H2S气体或加入氢硫酸，有浅黄色沉淀析生成，证明含有Fe3＋ 离子方程式：2Fe3+＋H2S===2Fe2+＋2H+＋S↓
Fe2+ 观察法： 溶液呈浅绿色，证明含有Fe2＋
铁氰化钾[K3Fe(CN)6]法 加入铁氰化钾溶液，有蓝色沉淀生成，证明含有Fe2＋ 离子方程式：3Fe2+＋2FeCN)63—===Fe3[FeCN)6]2↓(蓝色沉淀)
碱液法 加入氨水或NaOH溶液，产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2＋ 离子方程式：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀) 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(红褐色沉淀)
KMnO4法 加入少量酸性KMnO4溶液，能使KMnO4溶液的紫红色变浅，证明有Fe2＋ 离子方程式：5Fe2+＋MnO4－＋8H+===5Fe3+＋Mn2+＋4H2O
KSCN法 先加入KSCN，溶液不变红，再加新制氯水溶液变红色的为Fe2＋ 离子方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3
(2)含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验：检验Fe2＋和Fe3＋混合溶液时，要分两次分别检验Fe2＋和Fe3＋，检验Fe2＋时可选择铁氰化钾溶液或酸性高锰酸钾溶液，检验Fe3＋时最好选择KSCN溶液
答题模板：将混合溶液分成两份分别于两支试管中，向其中一支试管中加入酸性高锰酸钾溶液，若酸性高锰酸钾紫红色褪去，则说明含有Fe2＋；向另一支试管中加入KSCN溶液，若溶液变红，则说明含有Fe3＋
注意
【逐点训练3】
1.（2024·浙江·二模）绿矾具有广泛的用途，下列说法正确的是(　　)
A．医疗上常用于治疗缺铁性贫血 B．工业常用作污水的处理剂，只是利用其还原性
C．高温分解只产生和 D．可用溶液检验其是否变质
2．下列事实不能证明Fe3＋有氧化性的是(　　)
A．电子工业上用FeCl3溶液腐蚀电路板上的铜
B．FeCl3溶液滴在淀粉－KI试纸上，试纸变为蓝色
C．将KSCN溶液加入FeCl3溶液中，溶液变为血红色
D．将H2S气体通入FeCl3溶液中，产生淡黄色沉淀
3．为了验证Fe3＋的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是(　　)
A．④ B．③ C．③④ D．①②③④⑤
4．下列关于Fe3＋、Fe2＋性质实验的说法错误的是(　　)
A．用如图装置可以制备Fe(OH)2沉淀
B．配制FeCl3溶液时，先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度
C．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，此现象不能确定溶液中含有Fe2＋
D．向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋被氧化
5．要证明某溶液中不含Fe3＋，而可能含有Fe2＋，进行如下实验操作的最佳顺序为(　　)
①加入足量氯水　②加入足量KMnO4(H＋)溶液　③加入少量KSCN溶液
A．①③ B．③② C．③① D．①②③
6.（2024·浙江温州·一模）(赤血盐)、(黄血盐)是常用于Fe2＋、Fe3的实验室检验试剂。一定条件下，可发生如下两个反应：
①，固态混合，释放I2；②，溶液混合，消耗I2。
下列有关说法不正确的是(　　)
A．Fe2＋检验：(蓝色)
B．含有离子键、极性键、配位键
C．氧化性强于I2
D．两个反应方向不一致，原因可能是溶液中CN-与Fe3的配位能力强于Fe2＋
7.（2024·辽宁沈阳·三模）和在工业生产中有广泛应用。下列离子方程式正确且符合题意的是(　　)　　
A．硫酸铁溶液用于腐蚀铜质电路板；
B．将溶液与氨水混合溶液反应，生成沉淀：
C．在硫酸铁溶液中滴加溶液，产生红褐色沉淀：
D．在NaClO溶液中滴加少量溶液：
考点四 铁的转化及应用
1．“铁三角”——Fe、Fe2＋、Fe3＋的相互转化：“铁三角”是指Fe、Fe2+()、Fe3+()之间的转化关系
(1)Fe只有还原性，可以被氧化成＋2价或＋3价的铁
①Fe能被Fe3+、Cu2+、S、I2、H+等较弱氧化剂氧化为Fe2+
如：Fe＋2Fe3+===3Fe2+ Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu Fe＋SFeS
Fe＋I2===FeI2 (碘水生烟) Fe＋2H+===Fe2+＋H2↑
②Fe能被Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4等强氧化剂氧化为Fe3+
如：2Fe＋3Cl22FeCl3 2Fe＋3Br22FeBr3
Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
(2)Fe2+()既有氧化性又有还原性，主要表现还原性
①Fe(Ⅱ)→Fe(Ⅲ)需加入氧化剂，如：Cl2、Br2、O2、HNO3、浓H2SO4、O2、H2O2、KMnO4/H+等
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ (在亚铁盐溶液中通入氯气，溶液由浅绿色变为棕黄色)
4Fe2+＋O2＋4H＋===4Fe3+＋2H2O (亚铁盐溶液在空气中容易变质)
3Fe2+＋NO3－＋4H＋===3Fe3+＋NO↑＋2H2O
5Fe2+＋MnO4－＋8H+===5Fe3+＋Mn2+＋4H2O
2Fe2+＋H2O2＋2H+===2Fe3+＋2H2O
②Fe(Ⅱ)→Fe需加入还原剂(如：C、CO、H2、Zn等)：Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋
(3)Fe3+()具有较强的氧化性
①Fe(Ⅲ)→Fe(Ⅱ)需加入还原剂，如：I－(HI)、S2－(H2S)、SO2、Fe、Cu等
2Fe3+＋2I－2Fe2+＋I2
2Fe3+＋S2－===2Fe2+＋S↓ 2Fe3+＋H2S===2Fe2+＋2H+＋S↓
2Fe3+＋SO2＋2H2O===2Fe2+＋SO42－＋4H+ 2Fe3+＋SO32－＋H2O===2Fe2+＋SO42－＋2H+
2Fe3+＋Fe===3Fe2+，在FeSO4溶液中往往要加铁的原因是可以防止Fe2+被氧化为Fe3+
2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+，电路板的制作是利用FeCl3溶液与裸露的铜反应
②Fe(Ⅲ)→Fe需加入还原剂(如：C、CO、H2、Zn等)：2Fe3＋＋3Zn===2Fe＋3Zn2＋
2．基于价类二维图理解铁及其化合物的转化关系
(1)横向变化体现了同价态不同类别(氧化物、碱、盐)之间的转化；①碱性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)转化为盐；②Fe2＋、Fe3＋与碱(OH－)反应生成对应的碱；③难溶性的碱易分解生成对应的氧化物，但难溶性的 碱性氧化物一般不与水反应生成对应的碱 (2)纵向变化体现不同价态同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。 (3)斜向变化体现不同价态、不同类别之间物质的转化，主要体现物质的氧化物和还原性
3．应用
(1)含Fe2＋、Fe3＋的除杂问题
溶液 杂质 除杂方法
FeCl2 FeCl3 加过量铁粉后过滤
FeCl3 FeCl2 加氯水或H2O2
FeCl2 CuCl2 加过量铁粉后过滤
Fe Al 加过量强碱溶液，过滤
Fe2O3 Al2O3、SiO2 加过量强碱溶液，过滤
CuCl2 FeCl3 加过量CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3后过滤
CaCl2 FeCl3 加过量CaCO3后过滤
MgCl2 FeCl3 加过量MgO或Mg(OH)2或MgCO3后过滤
(2)工业生产中溶液中Fe3＋、Fe2＋除去方法
①原理：Fe3＋、Fe2＋完全生成氢氧化物沉淀时，溶液的pH分别为pH≥3.7、pH≥9.6
②步骤：
a．除去溶液中的Fe3＋时，一般是加入能与酸反应的物质(但不能引入新的杂质)，使溶液的pH至3～4，使Fe3＋水解生成Fe(OH)3而除去
b．除去溶液中的Fe2＋时，先加入H2O2(或其他氧化剂，但不引入新杂质)，然后调节溶液的pH至3～4，使Fe2＋转化为Fe3＋水解生成Fe(OH)3而除去
③示例：
a．除去MgCl2溶液中的Fe3＋可在加热搅拌条件下，加入足量MgO或MgCO3或Mg(OH)2，搅拌充分反应后过滤除去
b．除去CuCl2溶液中的Fe2＋，先加入H2O2(或Cl2)，然后在加热搅拌条件下，加入足量CuO或CuCO3或Cu(OH)2，搅拌充分反应后过滤除去
(3)判断离子能否共存
①Fe2＋与NO(H＋)、ClO－、MnO、H2O2、Cl2、Br2、Cr2O在溶液中均因发生氧化还原反应不能大量共存
②Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO、HSO、H2SO3、H2S在溶液中因发生氧化还原反应不能大量共存
③Fe3＋与SCN－发生络合反应不能大量共存
④Fe2＋、Fe3＋均易水解，与HCO、AlO、CO等因双水解相互促进，在溶液中均不能大量共存
(4)盐溶液的配制与保存
①亚铁盐溶液：加入少量铁屑以防止Fe2+被氧化，滴入少量相应的酸溶液，以防止Fe2+水解
②铁盐溶液：加入少量相应的酸溶液，以防止Fe3+水解
(5)物质制备
①制备无水FeCl3：在HCl气氛中加热蒸干FeCl3溶液
②制备Fe(OH)3胶体：向沸水中滴入几滴饱和FeCl3溶液并煮沸至溶液呈红褐色
【逐点训练4】
1．下列除杂的操作不正确的是(　　)
A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量镁充分反应后过滤
B．FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤
C．CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤
D．CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反应后过滤
2．Fe2＋、Fe3＋、Zn2＋较完全地形成氢氧化物沉淀的pH分别为6.7、3.7、4.6。某硫酸锌酸性溶液中含少量Fe2＋、Fe3＋杂质离子，为除去这些离子制得纯净的ZnSO4，应加入的试剂是(　　)
A．NaOH溶液 B．氨水 C．KMnO4、ZnCO3 D．H2O2、ZnO
3．下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一组是(　　)
选项 A B C D
X FeCl2溶液 FeCl3溶液 Fe FeSO4溶液
Y FeCl3 CuCl2 Al Fe2(SO4)3
Z Cl2 Fe NaOH溶液 Cu
4．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．铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化①
B．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③
D．由图可预测：高铁酸盐(FeO)具有强氧化性，可用于消毒，FeO与水反应最终可生成Fe(OH)3胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可作净水剂
5.（2024·辽宁·三模）黄铁矿(主要成分)在空气中会被缓慢氧化，过程如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．发生反应a时，每被还原，转移
B．25℃时，则该温度下d的逆反应平衡常数
C．c发生反应的离子方程式为：
D．黄铁矿是工业制备硫酸的必选原料
6.（2024·海南·三模）部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列描述合理的是(　　)
A．c可由a在空气中燃烧得到
B．b溶于水可以得到e
C．d粒子在纳米级别时可以产生丁达尔效应
D．f与g的相互转化均可通过化合反应来实现
7．某同学欲探究铁及其化合物的性质，下列实验方案可行的是(　　)
A．将铁粉加入热的浓硫酸中：探究铁的活泼性
B．将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中：制备Fe(OH)3胶体
C．在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液：制备FeSO4·6H2O晶体
D．将铜粉加入FeCl3溶液中：验证Fe3＋的氧化性强于Cu2＋
8．下列离子在指定溶液中能大量共存的是(　　)
A．1.0 mol·L－1的KNO3溶液：H＋、Fe2＋、Cl－、SO
B．1.0 mol·L－1的FeCl2溶液：NO、Na＋、K＋、ClO－
C．使酚酞变红的溶液中：Na＋、Cl－、SO、Fe3＋
D．酸性溶液中：NO、SO、Fe3＋、Mg2＋
9.（2024·江苏·一模）铁及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是
A．工业制硫酸涉及的物质转化：
B．实验室制溴苯涉及的物质转化：，
C．利用高温水蒸气处理铁器的化学方程式：
D．利用铁粉从AgCl中获取Ag的离子方程式：
10. （23-24高三上·青海海南·期末）已知：；熔点为16.8℃、沸点为44.8℃。用如图所示装置设计实验检验分解产物，下列说法正确的是(　　)
A．实验前应先检查装置的气密性 B．装置连接顺序是甲→丁→丙→乙
C．分解所得红棕色固体溶于KSCN溶液 D．丁中溴水褪色表明有漂白性
11.（2024·江西鹰潭·二模）某学习小组探究FeCl3与Na2SO3之间的反应，设计了以下实验。下列说法错误的是(　　)
A．Ⅱ中溶液颜色比Ⅰ中更深，是由于Fe3+水解程度增大
B．Ⅲ中有深蓝色沉淀生成，无法证明FeCl3与Na2SO3发生了氧化还原反应
C．从Ⅱ到Ⅳ滴加的溶液可改为0.05mol/L稀硫酸
D．Ⅴ中有大量白色沉淀生成，证明FeCl3能氧化Na2SO3
12.（2024·湖南·模拟预测）现有下列实验探究摩尔盐的化学性质。
装置 实验 试剂a 现象
① 紫色石蕊溶液 溶液变红色
② 过量NaOH溶液 产生白色沉淀
③ 酸性KMnO4溶液 KMnO4溶液褪色
④ 溶液 产生蓝色沉淀
下列解释相应实验现象的离子方程式错误的是(　　)
A．①中溶液变红：；
B．②中产生白色沉淀：
C．③中溶液褪色：
D．④中产生蓝色沉淀：
1．（2024·安徽卷）下列选项中的物质能按图示路径在自然界中转化，且甲和水可以直接生成乙的是( )
选项 甲 乙 丙
A
B
C
D
2．（2024·全国新课标卷）实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是( )
A．反应为
B．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好
C．用木柴点燃肥皂泡检验生成的氢气
D．使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉
3．（2023·江苏卷）室温下，探究溶液的性质，下列实验方案能达到探究目的的是( )
选项 探究目的 实验方案
A 溶液中是否含有 向溶液中滴加几滴新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化
B 是否有还原性 向溶液中滴加几滴酸性溶液，观察溶液颜色变化
C 是否水解 向溶液中滴加2~3滴酚酞试液，观察溶液颜色变化
D 能否催化分解 向溶液中滴加几滴溶液，观察气泡产生情况
4．（2023·辽宁卷）某工厂采用如下工艺制备，已知焙烧后元素以价形式存在，下列说法错误的是( )
A．“焙烧”中产生
B．滤渣的主要成分为
C．滤液①中元素的主要存在形式为
D．淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用
5．（2023·全国卷）一些化学试剂久置后易发生化学变化。下列化学方程式可正确解释相应变化的是( )
A 硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀
B 硫化钠溶液出现浑浊颜色变深
C 溴水颜色逐渐褪去
D 胆矾表面出现白色粉末
6．（2023·浙江卷）物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的是( )
A．能使某些色素褪色，可用作漂白剂
B．金属钠导热性好，可用作传热介质
C．溶液呈碱性，可用作消毒剂
D．呈红色，可用作颜料
7．（2023·全国卷）化学在文物的研究和修复中有重要作用。下列说法错误的是( )
A．竹简的成分之一纤维素属于天然高分子
B．龟甲的成分之一羟基磷灰石属于无机物
C．古陶瓷修复所用的熟石膏，其成分为Ca(OH)2
D．古壁画颜料中所用的铁红，其成分为Fe2O3
8．（2023·浙江卷）探究铁及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是( )
实验方案 现象 结论
A 往溶液中加入片 短时间内无明显现象 的氧化能力比弱
B 往溶液中滴加溶液，再加入少量固体 溶液先变成血红色后无明显变化 与的反应不可逆
C 将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加溶液 溶液呈浅绿色 食品脱氧剂样品中没有价铁
D 向沸水中逐滴加5~6滴饱和溶液，持续煮沸 溶液先变成红褐色再析出沉淀 先水解得再聚集成沉淀
9．（2023·广东卷）劳动有利于“知行合一”。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是( )
选项 劳动项目 化学知识
A 帮厨活动：帮食堂师傅煎鸡蛋准备午餐 加热使蛋白质变性
B 环保行动：宣传使用聚乳酸制造的包装材料 聚乳酸在自然界可生物降解
C 家务劳动：擦干已洗净的铁锅，以防生锈 铁丝在中燃烧生成
D 学农活动：利用秸秆、厨余垃圾等生产沼气 沼气中含有的可作燃料
10．（2022·重庆卷）下列操作中，不会影响溶液中K+、Al3+、Fe3+、Ba2+、Cl-、NO等离子大量共存的是( )
A．加入ZnSO4 B．加入Fe粉 C．通入NH3 D．通入CO2
11．（2022·浙江卷）下列说法正确的是( )
A．铁与碘反应易生成碘化铁
B．电解ZnSO4溶液可以得到Zn
C．用石灰沉淀富镁海水中的Mg2+，生成碳酸镁
D．SO2通入BaCl2溶液中生成BaSO3沉淀
12．（2022·广东卷）为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是( )
A．加入溶液产生沉淀 B．加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现
C．加入溶液无红色出现 D．加入溶液无蓝色沉淀生成
13．（2022·海南卷）依据下列实验，预测的实验现象正确的是( )
选项 实验内容 预测的实验现象
A 溶液中滴加NaOH溶液至过量 产生白色沉淀后沉淀消失
B 溶液中滴加KSCN溶液 溶液变血红色
C AgI悬浊液中滴加NaCl溶液至过量 黄色沉淀全部转化为白色沉淀
D 酸性溶液中滴加乙醇至过量 溶液紫红色褪去
14．（2022·浙江卷）关于化合物的性质，下列推测不合理的是( )
A．与稀盐酸反应生成、、
B．隔绝空气加热分解生成FeO、、
C．溶于氢碘酸(HI)，再加萃取，有机层呈紫红色
D．在空气中，与高温反应能生成
15．（2021·江苏卷）下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是( )
A．铁粉能与O2反应，可用作食品保存的吸氧剂
B．纳米Fe3O4能与酸反应，可用作铁磁性材料
C．FeCl3具有氧化性，可用于腐蚀印刷电路板上的Cu
D．聚合硫酸铁能水解并形成胶体，可用于净水
16．（2021·河北卷）“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是( )
A．钢是以铁为主的含碳合金
B．钢的含碳量越高，硬度和脆性越大
C．生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高
D．冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3
17．（2021·广东卷）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．可与反应生成
B．既可被氧化，也可被还原
C．可将加入浓碱液中制得的胶体
D．可存在的循环转化关系
18．（2020·浙江卷）黄色固体X，可能含有漂白粉、、、、之中的几种或全部。将X与足量的水作用，得到深棕色固体混合物Y和无色碱性溶液Z。下列结论合理的是( )
A．X中含，可能含有
B．X中含有漂白粉和
C．X中含有，Y中含有
D．用酸化溶液Z，若有黄绿色气体放出，说明X中含有
答案及解析
【逐点训练1】
1．A。解析：铁是26号元素，属于第Ⅷ族元素，为过渡元素，故A正确；常温下，铁和浓硫酸反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步反应，但并不是铁和浓硫酸不反应，故B错误；亚铁离子既有还原性，又有氧化性，故C错误；纯铁和稀盐酸不能构成原电池，生铁中铁、碳、盐酸构成原电池，能加快反应速率，所以生铁反应速率比纯铁快，故D错误。
2．C。解析：Fe与S反应生成FeS，A项错误；纯铁不易发生电化学腐蚀，抗腐蚀能力较强，铁在干燥的空气里不易被氧化，B项错误；铁在纯氧中燃烧产物是Fe3O4，其中铁的化合价有＋2价和＋3价两种价态，D项错误。
3．A。解析：满足条件的反应为
Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O①
3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O②
满足方程①的a∶b＝(4×63)∶56＝9∶2，
满足方程②的a∶b＝(8×63)∶(3×56)＝3∶1。
介于方程①②之间即3≤≤4.5的都行。只有A不符合。
4．C。解析：由于铁的物质的量为＝0.4 mol，所以在反应的过程中它失去的电子数应介于0.8 mol(此时只产生Fe2＋)和1.2 mol(此时只产生Fe3＋)之间，又产生0.3 mol NO2和0.2 mol NO，即反应过程中硝酸得到的电子物质的量为0.3 mol×(5－4)＋0.2 mol×(5－2)＝0.9 mol，所以对应的产物既有Fe(NO3)3又有Fe(NO3)2，设前者的物质的量为x，后者的物质的量为y，则由铁原子守恒可得x＋y＝0.4 mol，由得失电子守恒得3x＋2y＝0.9 mol，解得x＝0.1 mol，y＝0.3 mol。
5．B。解析：1.12 g铁物质的量为＝0.02 mol，25 mL 2 mol·L－1氯化铁溶液中Fe3＋的物质的量为0.025 L×2 mol·L－1＝0.05 mol，发生的反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，根据比例关系可得，0.02 mol铁完全反应，消耗0.04 mol Fe3＋，生成0.06 mol Fe2＋，所以Fe3＋剩余0.01 mol，溶液中含有Fe3＋的物质的量为0.01 mol，Fe2＋的物质的量为0.06 mol，没有金属铁剩余。铁没有剩余，溶液呈黄绿色，Cl－基本保持不变，故A错误；溶液中有剩余的Fe3＋，往溶液中滴入无色KSCN溶液，显红色，故B正确；Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为0.06 mol∶0.01 mol＝6∶1，故C错误；由反应离子方程式可得，氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2，故D错误。
6.【答案】B
【解析】A．Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式为：，故A错误；B．肥皂液中产生气泡，只能说明有气体，还不能说明是氢气，故B正确；C．若滴加铁氰化钾溶液后出现蓝色沉淀，说明含有二价铁离子，不能确定二价铁离子来自铁粉还是Fe3O4，故C错误；D．若滴加KSCN溶液后变红色，说明含三价铁离子，黑色固体有Fe3O4也能产生三价铁离子，故D错误。
答案选B。
【逐点训练2】
1．D。解析：FeO和Fe3O4均为黑色固体，Fe2O3为红棕色固体，故A错误；Fe3O4是一种纯净物，化合价是一种复合化合价，故B错误；在1 400 ℃以上的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4，说明Fe3O4比Fe2O3稳定，故C错误；FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应生成盐和水，反应过程中无元素化合价变化，反应类型均为复分解反应，故D正确。
2.【答案】A
【解析】A．铁粉具有还原性，能与空气中的氧气反应，可用于食品袋中的抗氧化剂，延长食品的保质期，故A正确；B．氯化铁具有水解性，在溶液中水解生成的氢氧化铁胶体能吸附水中悬浮杂质聚沉而达到净水的目的，则氯化铁用于除去水中悬浮杂质与氧化性无关，故B错误；C．氧化铁是红棕色粉末，常用于制作红色涂料，则氧化铁用于制作红色涂料与氧化铁能与盐酸反应无关，故C错误；D．硫化亚铁的溶解度大于硫化铜、硫化汞，常用于除去废水中的铜离子和汞离子，则硫化亚铁用于除去废水中的铜离子和汞离子与硫化亚铁难溶于水无关，故D错误；故选A。
3.【答案】C
【解析】A．与OH-不能大量共存，A项错误；B．与HI发生氧化还原反应，离子方程式为，B项错误；C．将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，加热至液体呈红褐色即制得胶体，反应的离子方程式为，C项正确；D．过量的铁粉与稀硝酸反应生成的是，离子方程式为，D项错误；故选C。
【归纳总结】基于物质类别和元素化合价,认识铁及其化合物的性质
（1）从物质类别看,铁是活泼金属单质,FeO和Fe2O3是碱性氧化物,Fe(OH)2和Fe(OH)3都是碱,都能与酸发生反应。
（2）从Fe元素化合价看,Fe具有还原性,Fe2O3和Fe(OH)3中Fe元素显+3价,处于最高价态,具有氧化性;FeO和Fe(OH)2中Fe元素显+2价,处于中间价态,具有氧化性和还原性。
（3）基于物质类别和元素价态,设计铁及其化合物间转化的途径。
4.【答案】D
【分析】实验时先注入稀硫酸，碳酸钠和硫酸反应放出二氧化碳，等烧杯内紫色石蕊试液变红，再注入NaOH溶液和溶液生成氢氧化亚铁。
【解析】A．易水解，为防止水解，配制溶液时需加入硫酸，故A正确；B．实验时先注入稀硫酸，等二氧化碳排出锥形瓶内的空气后再注入NaOH溶液和溶液生成氢氧化亚铁，故B正确；C．烧杯内紫色石蕊试液变红，说明锥形瓶内空气完全排出，同时装置N可以防止空气进入锥形瓶，故C正确；D．氢气的密度比空气小，用铁粉代替粉末，不能排尽空气，故D错误；选D。
【思维建模】Fe(OH)2制备的三种思维方法
（1）有机层覆盖法
将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应，如图1所示。
图1　　　　　　　　　　图2 图3
（2）还原性气体保护法
用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀，如图2所示。
（3）电解法
用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖一层苯(或煤油)，如图3所示。
5.【答案】C
【分析】用如图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。提供化学药品：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液，结合装置分析可知：开启B、C，关闭A，需要在三颈瓶2中加入铁单质，分液漏斗中是稀硫酸，利用反应生成氢气排净装置中的空气，可以收集C处的气体检验是否是纯净的氢气，将仪器中的空气排尽后，然后关闭B，开启A、C；利用生成的氢气在装置2中压强增大，把硫酸亚铁溶液压入装置3的氢氧化钠溶液中，反应生成白色氢氧化亚铁白色沉淀，可观察到氢氧化亚铁的颜色为白色沉淀，以此分析解答。
【解析】A．此实验目的是制备氢氧化亚铁，先用铁和稀硫酸反应制备硫酸亚铁，此反应在装置2中进行，稀硫酸是溶液，应盛放在分液漏斗中，即应盛放在1中，A正确；B．打开B、C，关闭A，利用装置2中产生的氢气，把装置3中的空气排尽，使装置处于还原氛围，然后关闭B，打开开关A，产生气体压强增大，把装置2产生的FeSO4压入到装置3中，产生Fe(OH)2，B正确；C．反应一段时间后，可在仪器3中FeSO4与NaOH溶液反应产生Fe(OH)2，故在装置3中观察到白色沉淀，C错误；D．本实验利用反应生成氢气排净装置中的空气，使装置处于还原氛围，故制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间的保持白色状态，D正确；故合理选项是C。
6.【答案】C
【解析】A、装置①先加入稀硫酸，发生Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑，后加入氢氧化钠溶液，FeSO4＋2NaOH=Fe(OH)2 ↓＋Na2SO4,故A正确；B、装置②先打开止水夹a，产生的H2将空气排出，待氢气充满试管B后再关闭止水夹，产生的H2将反应混合液压入NaOH溶液中，FeSO4＋2NaOH=Fe(OH)2 ↓＋Na2SO4,故B正确；C、装置③中的阳极反应为：Fe-2e-=Fe2＋ ，故C错误；D、苯的密度小，浮在水溶液之上，装置④中的苯能将溶液与氧气隔绝，故D正确；故选C。
7．D。解析：根据2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中n(Fe2＋)＝0.025 mol×2＝0.05 mol，根据电荷守恒得2n(Fe2＋)＋3n(Fe3＋)＝n(Cl－)，则n(Fe3＋)＝0.2 mol，故n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝0.05∶0.2＝1∶4，故该氧化物可表示为FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。
8．B。解析：根据题意知反应后的溶液为Fe(NO3)2溶液，根据氮原子守恒可知n(Fe)＝(0.12×4 mol－ mol)＝0.21 mol，故相同质量的混合物与足量CO反应生成的Fe为0.21 mol。
9．B。解析：铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，所以B中收集到的气体是氢气，A项正确；双氧水具有氧化性，可将Fe2＋氧化为Fe3＋，B项错误；氧化铁为碱性氧化物，可与盐酸反应生成氯化铁和水，C项正确；因铁离子易水解，故FeCl3溶液应在氯化氢气氛下，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体，D项正确。
10.【答案】C
【解析】A．由图可知，硝酸的浓度越小，其还原产物铵根离子含量越大，故氮的价态越低的成分越多，故A正确；B．由图可知，硝酸与铁反应往往同时生成铵根离子、一氧化氮、二氧化氮、氮气、一氧化二氮中的多种还原产物，故B正确；C．标况下的体2.24L，则生成气体0.1mol，但是不确定气体中具体物质种类，故不能计算参加反应的硝酸的物质的量，故C错误；D．硝酸浓度为时，反应生成三价铁、NO、NO2、N2O，NO、NO2、N2O的物质的量比为10:6:2，假设NO、NO2、N2O的物质的量分别为10mol、6mol、2mol，根据氮守恒可知，反应氧化剂硝酸为20mol，根据电子守恒可知，反应还原剂铁为（10×3+6×1+2×2×4）mol÷3=，故氧化剂与还原剂的物质的量之比可为，故D正确；
故选C。
【思维建模】数轴法分析铁与稀HNO3反应的产物：
11.【答案】C
【解析】整个过程来看，金属失电子，氧气得电子，金属失电子物质的量=氧气得电子物质的量，2.24L氧气的物质的量为0.1mol，得电子物质的量为0.1mol×2×2=0.4mol，故金属失电子物质的量=0.4mol，沉淀时消耗NaOH物质的量为0.4mol，则V(NaOH)＝0.4mol÷2mol/L＝0.2L＝200mL；答案选C。
12.【答案】D
【分析】铁比铜活泼，所以一定是铁与硝酸先反应，铁与硝酸不能生成氢气，因为硝酸具有强氧化性，题目中给出生成一氧化氮。铁变为+2还是+3价？由于铜后反应，所以只要有金属剩余，其中就一定有铜，而铜与+3价铁离子反应：Cu+2Fe3+=Cu2+ +2Fe2+，由此看出，只要有金属剩余，铁只能被氧化到+2价，不可能被氧化到+3价。
【解析】由3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O和3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O可以看出二者的计量数关系完全一致。第三次加入10毫升硝酸金属恰好溶解，由气体的量可以算出0.96克正是铜，得出AC两项正确。第二个10毫升金属减少1.8-0.96=0.84克，与1.96不相等，说明为铁铜混合物。B正确。再加入第四个10毫升，硝酸与亚铁离子反应，继续生成一氧化氮。D错误。
13．(1)Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3
(2)c
(3)产物也可能是FeO和Fe2O3(或Fe3O4和FeO；Fe3O4和Fe2O3；FeO、Fe3O4和Fe2O3)的混合物
(4)过氧化氢溶液(或氯水或氯气)　过滤
解析：(1)溶液变红色说明溶液中生成了Fe(SCN)3。(2)Fe2＋用K3[Fe(CN)6]来检验，反应现象为生成蓝色沉淀，c项正确。(4)FeCO3和Fe2O3中铁元素的价态分别是＋2价和＋3价，所以需要加入氧化剂，如加入H2O2溶液或氯水，或通入Cl2等将Fe2＋氧化成Fe3＋，加入氨水后生成Fe(OH)3沉淀，经过滤、洗涤、灼烧可得到Fe2O3。
【逐点训练3】
1.【答案】A
【解析】A．绿矾是硫酸亚铁晶体，医疗上常用于治疗缺铁性贫血，A正确；B．Fe2+具有还原性，因此工业常用绿矾作污水的处理剂，利用其还原性。同时Fe2+水解生成Fe(OH)2，水解生成的Fe(OH)2易被氧化为Fe(OH)3，得到的Fe(OH)3胶体有较好的吸附作用，所以绿矾液常用作混凝剂，B错误；C．绿矾高温分解产生Fe2O3、SO2、SO3和H2O，C错误；D．绿矾中能与K3[Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀，不能检验其是否变质，D错误；故选A。
2．C。解析：A项中2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋；B项中2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2；D项中H2S＋2Fe3＋===S↓＋2Fe2＋＋2H＋，只有C项中Fe3＋在反应中化合价未发生改变，不具有氧化性，选C。
3．C。解析：实验③中溶液应变为浅蓝色；实验④与Fe3＋的性质无关。
4．C。解析：A项，反应开始时打开止水夹C，使生成的氢气进入B中，可排出装置中的空气，防止生成的氢氧化亚铁被氧化；一段时间后关闭止水夹C，A中硫酸亚铁溶液进入B中反应生成Fe(OH)2，A项正确；B项，FeCl3易水解，配制其溶液时为抑制Fe3＋水解，可先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度，B项正确；Fe3＋与铁反应可生成Fe2＋，故向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋被氧化，D项正确。
5．C。解析：先加入少量KSCN溶液，若不出现红色，证明无Fe3＋，然后加足量的氯水，若出现红色，说明有Fe2＋存在。不选择加入足量KMnO4(H＋)溶液的原因是KMnO4(H＋)溶液是紫红色的溶液，Fe2＋与MnO反应时溶液颜色变化不明显。
6.【答案】C
【解析】A．检验：(蓝色)，故A正确；B．配合物含有离子键、极性键、配位键，故B正确；C．根据反应可知，氧化性强于，故C错误；D．两个反应方向不一致，原因可能是溶液中与的配位能力强于，故D正确；答案选C。
7.【答案】B
【解析】A．硫酸铁溶液能和铜单质反应生成硫酸亚铁和硫酸铜，可用于制作印刷电路板：，A错误；B．溶液与氨水混合溶液反应，生成沉淀和铵根离子，离子方程式正确，B正确；C．硫酸铁溶液中滴加溶液，氢氧化钡完全反应产生红褐色氢氧化铁沉淀、硫酸钡白色沉淀：，C错误；D．次氯酸根具有氧化性，在NaClO溶液中滴加少量溶液，亚铁离子被氧化为铁离子生成氢氧化铁沉淀：，D错误；故选B。
【逐点训练4】
1．C。解析：镁与FeCl3反应能生成FeCl2，过量镁与FeCl2发生置换反应生成Fe和MgCl2，过滤可除去杂质，A项正确；Fe与FeCl3反应生成FeCl2，可除去杂质，B项正确；二者都与NaOH反应，不能除杂，C项错误；H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，Fe3＋易发生水解生成氢氧化铁沉淀而除去，D项正确。
2．D。解析：由于Fe2＋沉淀所需pH比Zn2＋大，应首先将Fe2＋氧化为Fe3＋，然后调节溶液的pH使Zn2＋还未沉淀时Fe3＋已沉淀完全。氧化剂H2O2将Fe2＋氧化为Fe3＋，ZnO能消耗溶液中的H＋且不引入新的杂质离子，故D项符合要求。
3．C。解析：Cl2能与FeCl2反应，A错误；Fe与FeCl3、CuCl2均能反应，B错误；有新的杂质CuSO4生成，D错误。
4．D。解析：铁与高温水蒸气的反应生成四氧化三铁和氢气，不能实现上述转化①，故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，氧化生成Fe3O4，不能发生转化②，故B错误；加热Fe(OH)3发生转化⑥分解生成氧化铁，氢氧化铁不溶于水，加水溶解不可实现转化③，故C错误；高铁酸盐中铁为＋6价，具有强氧化性，可用于消毒，与水发生氧化还原反应后生成铁离子，铁离子与水反应生成Fe(OH)3胶体。
5.【答案】B
【解析】A．据图可知，反应a中FeS2被氧化生成Fe2+和，Fe元素化合价不变，S元素化合价由反应前FeS2中的-1价升高到反应后中的+6价，化合价升高失去电子被氧化，所以每被氧化，转移，A错误；B．25℃时，即，则该温度下d的逆反应方程式为，该反应的平衡常数，所以，B正确；C．离子方程式不符合电荷守恒，c发生反应的正确离子方程式为：，C错误；D．工业制备硫酸的原料可以是硫单质也可以是黄铁矿，D错误；故选B。
6.【答案】D
【分析】根据化合价和物质类别分析，A为Fe，b为FeO，C为Fe2O3，e为Fe(OH)2、d为Fe(OH)3、f为亚铁盐、g为铁盐、h为盐。
【解析】A．Fe在空气中不能燃烧，在氧气中燃烧生成Fe3O4，故A错误；B．FeO难溶于水，故B错误；C．Fe(OH)3在纳米级别时，分散中水中形成胶体，才可以产生丁达尔效应，故C错误；D．亚铁盐与铁盐的相互转化均可通过化合反应来实现，反应的化学方程式，如、，故D正确；故选D。
7．D。解析：由于浓硫酸具有强氧化性，铁与其反应生成Fe2(SO4)3和SO2，无法说明铁的活泼性，故A方案不可行；将NaOH加入FeCl3溶液中，得到Fe(OH)3沉淀，无法得到Fe(OH)3胶体，B项方案不可行；在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液，一方面氧气可将FeSO4氧化，另一方面会得到不含结晶水的化合物，故C项方案不可行；将铜粉加入FeCl3溶液中，发生反应：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，该反应说明Fe3＋的氧化性强于Cu2＋，故D项方案可行。
8．D。解析：A项中KNO3在酸性条件下能氧化Fe2＋；B项中ClO－能氧化Fe2＋；C项中Fe3＋在碱性条件下生成沉淀，只能存在于酸性溶液中。
9.【答案】C
【解析】A．高温下与氧气反应生成， 不能一步生成，转化错误，故 A错误；B．，故B错误；C．高温水蒸气与铁反应的化学方程式为：，故C正确；D．利用铁粉从AgCl中获取Ag的离子方程式为：，故D错误；故选C。
10.【答案】A
【分析】装置甲中硫酸亚铁受热分解装置，装置丙为三氧化硫的冷却收集装置，用于验证三氧化硫的生成，装置丁中盛有的溴水用于验证二氧化硫的生成，装置乙中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收二氧化硫，防止污染空气，则装置的连接顺序为甲→丙→丁→乙。
【解析】A．该实验有气体的生成和气体性质的验证，所以实验前应先检查装置的气密性，防止气体逸出导致实验失败，故A正确；B．由分析可知，实验装置的连接顺序为甲→丙→丁→乙，故B错误；C．硫酸亚铁分解所得红棕色的氧化铁不能与硫氰化钾溶液反应，故C错误；D．装置丁中溴水褪色表明二氧化硫有还原性，故D错误；故选A。
11.【答案】C
【解析】A．Na2SO3溶液呈碱性，能促使Fe3+水解程度增大，A正确；B．[Fe(CN)6]3-也具有氧化性，可以与Na2SO3发生氧化还原反应生成[Fe(CN)6]4-，与Fe3+反应同样可生成蓝色沉淀，无法证明是Fe3+被Na2SO3还原生成了Fe2+导致蓝色沉淀生成，B正确；C．若加入H2SO4，则会干扰下一步的检验，C错误；D．Ⅴ中有大量白色沉淀生成, 证明Na2SO3中的被Fe3+氧化生成，D正确；故选C。
12.【答案】B
【解析】A．铵根离子、亚铁离子水解使得溶液显酸性，酸性溶液使紫色石蕊试液变红色，A正确；B．少量摩尔盐与过量的NaOH溶液反应的离子方程式为，B错误；C．+2价的铁被氧化为+3价，被还原为，反应的离子方程式为，C正确；D．用来鉴别生成蓝色沉淀，反应的离子方程式为，D正确；故答案选B。
1.【答案】D
【解析】A．Cl2与水反应生成HClO和HCl，无法直接生成NaClO，A错误；B．SO2与水反应生成亚硫酸而不是硫酸，B错误；C．氧化铁与水不反应，不能生成氢氧化铁沉淀，C错误；D．CO2与水反应生成碳酸，碳酸与碳酸钙反应生成碳酸氢钙，碳酸氢钙受热分解生成二氧化碳气体，D正确；故答案选D。
2.【答案】B
【解析】A．铁和水蒸气在高温下发生反应生成和，该反应的化学方程式为，A正确；B．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，若移至湿棉花下方则难以产生高温，则实验效果不好，B错误；C．用木柴点燃肥皂泡，若产生尖锐的爆鸣声，则可检验生成的气体为氢气，C正确；D．由于该实验中的反应要在高温下发生，因此要使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉，D正确；故选B。
3.【答案】B
【解析】A．检验溶液中是否含有应直接向待测液中滴加KSCN溶液，向待测液中滴加氯水会将氧化为干扰实验，A错误；B．向溶液中滴加几滴酸性溶液，若观察溶液紫色褪去，说明有还原性，B正确；C．发生水解反应使溶液显酸性，应向溶液中滴加2~3滴石蕊试液，观察溶液颜色变化，C错误；D．向溶液中滴加几滴溶液，若产生气泡有可能是的催化作用，D错误。故选B。
4.【答案】B
【分析】焙烧过程中铁转化为三氧化铁、铬元素被氧化转化为对应钠盐，水浸中氧化铁不溶转化为滤渣，滤液中存在铬酸钠，与淀粉的水解产物葡萄糖发生氧化还原得到氢氧化铬沉淀。
【解析】A．铁、铬氧化物与碳酸钠和氧气反应时生成氧化铁、铬酸钠和二氧化碳，A正确；B．焙烧过程铁元素被氧化，滤渣的主要成分为氧化铁，B错误；C．滤液①中元素的化合价是+6价，铁酸钠遇水水解生成氢氧化铁沉淀溶液显碱性，所以Cr 元素主要存在形式为，C正确；D．由分析知淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用，D正确；故选B。
5.【答案】D
【解析】A．溶液呈棕黄色是因为有Fe3+，有浑浊是产生了Fe(OH)3，因为硫酸亚铁久置后易被氧气氧化，化学方程式为：12FeSO4+3O2+6H2O=4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3↓，A错误；B．硫化钠在空气中易被氧气氧化为淡黄色固体硫单质，使颜色加深，化学方程式为：2Na2S+O2+2H2O=4NaOH+2S↓，B错误；C．溴水的主要成分是溴和水，它们会反应，但速度很慢，Br2+H2OHBrO+HBr，2HBrO=2HBr+O2，所以溴水放置太久会变质。但不是生成高溴酸，所以选项中的化学方程式错误，C错误；D．胆矾为CuSO4·5H2O，颜色为蓝色，如果表面失去结晶水，则变为白色的CuSO4，化学方程式为：CuSO4·5H2O=CuSO4+5H2O，方程式正确，D正确；故选D。
6.【答案】C
【解析】A．SO2具有漂白性，能使某些色素褪色，选项A正确；B．钠导热性好，液态钠可用作核反应堆的传热介质，选项B正确；C．NaClO溶液可用于杀菌消毒，并不是由于其具有碱性，而是因为其具有强氧化性，选项C不正确；D．Fe2O3的颜色是红色,可用作红色颜料，选项D正确；答案选C。
7.【答案】C
【解析】A．纤维素是一种天然化合物，其分子式为(C6H10O5)n，其相对分子质量较高，是一种天然高分子，A正确；B．羟基磷灰石又称又称羟磷灰石、碱式磷酸钙，其化学式为[Ca10(PO4)6(OH)2]，属于无机物，B正确；C．熟石膏是主要成分为2CaSO4·H2O，Ca(OH)2为熟石灰的主要成分，C错误；D．Fe2O3为红色，常被用于油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，俗称铁红，D正确；故答案选C。
8.【答案】D
【解析】A．锌是一种化学性质比较活泼的金属元素，在空气中容易被氧化。当锌在空气中长时间暴露时，表面会形成一层薄薄的氧化锌膜，因此FeCl2溶液中加入Zn片，短时间内无明显现象，但一段时间后两者可以发生反应：，溶液由浅绿色变为无色，由方程式可知Fe2+的氧化能力比Zn2+强，A错误；B．溶液变成血红色的原因，，与和K+无关，B错误；C．铁离子可能先与单质铁生成亚铁离子，则溶液呈绿色，C错误；D．向沸水中滴加饱和氯化铁溶液，制取Fe(OH)3胶体，继续加热则胶体因聚沉变为沉淀，D正确；故答案为：D。
9.【答案】C
【解析】A．鸡蛋主要成分是蛋白质，帮食堂师傅煎鸡蛋准备午餐，加热使蛋白质变性，有关联，故A不符合题意；B．聚乳酸在自然界可生物降解，为了减小污染，宣传使用聚乳酸制造的包装材料，两者有关联，故B不符合题意；C．擦干已洗净的铁锅，以防生锈，防止生成氧化铁，铁丝在中燃烧生成，两者没有关联，故C 符合题意；D．利用秸秆、厨余垃圾等生产沼气，沼气主要成分是甲烷，甲烷用作燃料，两者有关系，故D不符合题意。
综上所述，答案为C。
10.【答案】D
【解析】A．向溶液中加入硫酸锌溶液，硫酸根离子会与溶液中的钡离子反应，会影响溶液中离子的大量共存，故A不符合题意；B．向溶液中加入铁粉，铁离子会与铁反应生成亚铁离子，会影响溶液中离子的大量共存，故B不符合题意；C．向溶液中通入氨气，铝离子、铁离子会与氨水反应生成氢氧化铝、氢氧化铁沉淀，会影响溶液中离子的大量共存，故C不符合题意；D．向溶液中通入二氧化碳，二氧化碳与溶液中离子不发生任何反应，不会影响溶液中离子的大量共存，故D符合题意；故选D。
11.【答案】B
【解析】A．I2属于弱氧化剂，与Fe反应生成FeI2，A错误；B．电解一定浓度的硫酸锌溶液，Zn2+在阴极得电子析出Zn，B正确；C．石灰沉淀Mg2+生成的沉淀是Mg(OH)2，C错误；D．SO2通入BaCl2溶液中不能生成BaSO3沉淀，因为H2SO3酸性比HCl弱，该复分解反应不能发生，D错误；故答案选B。
12.【答案】D
【分析】镀层有破损的镀锌铁片被腐蚀，则将其放入到酸化的3%NaCl溶液中，会构成原电池，由于锌比铁活泼，作原电池的负极，而铁片作正极，溶液中破损的位置会变大，铁也会继续和酸化的氯化钠溶液反应产生氢气，溶液中会有亚铁离子生成，据此分析解答。
【解析】A．氯化钠溶液中始终存在氯离子，所以加入硝酸银溶液后，不管铁片是否被腐蚀，均会出现白色沉淀，故A不符合题意；B．淀粉碘化钾溶液可检测氧化性物质，但不论铁片是否被腐蚀，均无氧化性物质与碘化钾发生反应，故B不符合题意；C．KSCN溶液可检测铁离子的存在，上述现象中不会出现铁离子，所以无论铁片是否被腐蚀，加入KSCN溶液后，均无红色出现，故C不符合题意；D．K3[Fe(CN)6]是用于检测Fe2+的试剂，若铁片没有被腐蚀，则溶液中不会生成亚铁离子，则加入K3[Fe(CN)6]溶液就不会出现蓝色沉淀，故D符合题意。综上所述，答案为D。
13.【答案】D
【解析】A．MgCl2溶液中滴加NaOH溶液至过量，两者发生反应产生白色沉淀，白色沉淀为氢氧化镁，氢氧化镁为中强碱，其不与过量的NaOH溶液发生反应，因此，沉淀不消失，A不正确；B．FeCl3溶液中滴加 KSCN洛液，溶液变血红色，实验室通常用这种方法检验的Fe3+存在；FeCl2溶液中滴加 KSCN洛液，溶液不变色，B不正确；C．AgI的溶解度远远小于AgCl，因此，向AgI悬浊液中滴加 NaCl溶液至过量，黄色沉淀不可能全部转化为白色沉淀，C不正确；D．酸性KMnO4溶液呈紫红色，其具有强氧化性，而乙醇具有较强的还原性，因此，酸性KMnO4溶液中滴加乙醇至过量后溶液紫红色褪去，D正确；综上所述，依据相关实验预测的实验现象正确的是D，本题选D。
14.【答案】B
【分析】已知化合物中Fe的化合价为+3价，CH3O-带一个单位负电荷，据此分析解题。
【解析】A．由分析可知，化合物中Fe的化合价为+3价，故其与稀盐酸反应生成、、，反应原理为：FeO(OCH3)+3HCl=FeCl3+H2O+CH3OH，A不合题意；B．由分析可知，化合物中Fe的化合价为+3价，C为-2，若隔绝空气加热分解生成FeO、、则得失电子总数不相等，不符合氧化还原反应规律，即不可能生成FeO、、，B符合题意；C．由分析可知，化合物中Fe的化合价为+3价，故其溶于氢碘酸(HI)生成的Fe3+能将I-氧化为I2，反应原理为：2FeO(OCH3)+6HI=2FeI2+I2+2H2O+2CH3OH，再加萃取，有机层呈紫红色，C不合题意；D．化合物在空气中高温将生成Fe2O3、CO2和H2O，然后Fe2O3为碱性氧化物，SiO2为酸性氧化物，故化合物与高温反应能生成，D不合题意；故答案为：B。
15.【答案】B
【解析】A．因为铁粉能与O2反应，所以可用作食品保存的吸氧剂，A正确；B．纳米Fe3O4具有磁性，可用作铁磁性材料，B错误；C．FeCl3与Cu反应生成FeCl2和CuCl2，主要利用其氧化性，C正确；D．聚合硫酸铁能水解并形成胶体，具有吸附性，可用于净水，D正确；故选B。
16.【答案】C
【解析】A．钢是含碳量低的铁合金，故A正确；B．钢的硬度和脆性与含碳量有关，随着含碳量的增大而增大，故正确；C．由题意可知，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢，说明生铁的熔点低于熟铁，故C错误；D．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，可用于冶炼铁，故D正确；故选C。
17.【答案】C
【分析】图中所示铁元素不同化合价的物质：a为Fe，b为FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等Fe(II)的盐类物质，c为Fe(OH)2，e为FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等Fe(III)的盐类物质，d为Fe(OH)3。
【解析】A．Fe与Fe(III)的盐类物质可发生反应生成Fe(II)的盐类物质，如Fe+2FeCl3=3FeCl2，故A不选；B．Fe(II)为铁元素的中间价态，既有还原性也有氧化性，因此既可被氧化，也可被还原，故B不选；C．Fe(III)的盐类物质与浓碱液反应生成Fe(OH)3沉淀，制备Fe(OH)3胶体操作为：向沸水中滴加饱和FeCl3溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热，故C选；D．转化如，故D不选；综上所述，答案为C。
18.【答案】C
【分析】固体X为黄色，则含有Fe2(SO4)3，溶于水后，要使溶液Z为无色碱性，则一定含有漂白粉，且漂白粉过量，得到深棕色固体混合物Y，则固体Y是Fe(OH)3和Cu(OH)2的混合物，X中一定含有，和中含有其中一种或两种都含，据此解答。
【解析】A.若X含有KI，则会与漂白粉反应生成I2，溶液不为无色，A不正确；B.由分析可知，不一定含有FeSO4，B不正确；C.由分析可知， X含有CuCl2，Y含有Fe(OH)3，C正确；D.酸化后，产生黄绿色气体，为氯气，则发生的发生反应的离子反应方程式为：Cl-+ClO-+2H+=Cl2↑+H2O，此时的Cl-有可能来自于漂白粉氧化FeSO4产生的Cl-，也有可能是漂白粉自身含有的，不能推导出含有CuCl2，D不正确；故选C。
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