资源简介 第2讲 铁及其化合物【复习目标】1.掌握铁的主要性质及应用。2.知道不同价态的铁的氧化物的主要性质和用途。3.掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的性质及Fe(OH)2的制备方法。4.能基于“价—类”二维图理解铁及其化合物的转化关系并通过实验探究掌握Fe2+与Fe3+的相互转化。5.掌握铁盐、亚铁盐的性质与检验。考点一 铁单质及其氧化物、氢氧化物一、铁单质1.铁元素概述(1)周期表位置与原子结构。①周期表位置:位于元素周期表的第 周期第 族;是一种典型的变价金属元素。 ②原子结构。价层电子排布式: 。 原子结构示意图:(2)自然界存在。主要以 态形式存在,在地壳中的含量居第 位,主要以赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)、菱铁矿(FeCO3)、黄铁矿(FeS2)等矿石存在。极少数的铁单质存在于陨铁中。 2.铁的物理性质 色固体,熔点较高,具有良好的导热、导电、延展性,能被 吸引。 3.铁的化学性质铁是比较活泼的金属,还原性较强。二、铁的氧化物1.物理性质化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4俗名 — 铁红 磁性 氧化铁颜色、状态 粉末 粉末 晶体 (有磁性)水溶性 铁的 化合价 2.化学性质(1)FeO不稳定,在空气中受热,能迅速被氧化成 。 (2)与非氧化性酸反应:FeO、Fe2O3都属于金属氧化物,能溶于强酸。FeO、Fe2O3溶于盐酸的离子方程式: 、 。 (3)被强还原剂还原为单质,Fe2O3被CO、Al还原的化学方程式: , 。 三、铁的氢氧化物的性质与转化化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3色、态 色固体 色固体 与盐酸 反应 Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2O Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O受热 分解 — 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O制取 可溶性亚铁盐与碱溶液反应: Fe2++2OH-Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱溶液反应: Fe3++3OH-Fe(OH)3↓二者的 转化 Fe(OH)2被溶解在溶液中的氧气氧化成Fe(OH)3,现象是 ,最后变成 ,化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3 [理解·辨析] 判断正误(1)铁的化学性质比较活泼,所以铁在自然界中全部以化合态形式存在。( )(2)Fe与盐酸和Cl2反应都能得到FeCl2。( )(3)常温下可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸。( )(4)Fe与足量硫粉混合加热制取Fe2S3。( )(5)Fe(OH)3在空气中加热分解生成Fe2O3,则Fe(OH)2在空气中加热分解生成FeO。( )(6)铁表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化。( )(7)Fe3O4中的Fe有+2价和+3价,因此Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物。( )(8)Fe(OH)2溶于足量的稀硝酸的离子方程式是Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2O。( )(9)Fe2O3溶于过量氢碘酸(HI)的离子方程式:Fe2O3+2I-+6H+2Fe2++I2+3H2O。( )一、铁及其氧化物的性质与应用1.铁是日常生活中使用最广泛的金属,下列关于铁的说法正确的是( )[A] 常温下浓硫酸与铁不反应,故常温下可用铁制容器贮藏、贮运浓硫酸[B] 铁是较活泼的金属,它与卤素单质(X2)反应的生成物均为FeX3[C] 铁的氧化物均为黑色,不溶于水[D] 铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O42.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在空气中加热只转化为Fe2O3[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[D] Fe3O4与稀硝酸反应的离子方程式为Fe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2O3.铁有+2价、+3价两种价态,单质铁与 (填序号,下同)反应时只生成+3价铁;与 反应时只生成+2价铁;与 反应时既生成+2价铁也生成+3价铁。 所选试剂:①Cl2 ②O2 ③H2O(g) ④S ⑤盐酸 ⑥稀硝酸(足量) ⑦稀硫酸 ⑧CuSO4溶液 ⑨FeCl3溶液4.如图所示的装置可实现铁和水蒸气的反应。(1)加热湿棉花的目的是 。 (2)写出还原铁粉处发生反应的化学方程式: 。 (3)B处酒精灯上网罩的作用是 ,实验开始时,应先点燃 (填“A”或“B”)酒精灯,目的是 。 (4)将产生的气体导入肥皂液中的目的是 。 二、铁与酸反应的规律5.向一定量的稀硝酸和稀硫酸的混合溶液中,慢慢加入铁粉至不再发生反应,反应中共加入4 mol Fe,放出的气体中H2占22.4 L(标准状况),下列说法正确的是( )[A] 反应中先后共发生了下列两个离子反应:Fe+4H++NFe3++NO↑+2H2O、Fe+2H+Fe2++H2↑[B] 原溶液中H2SO4的物质的量为1 mol[C] 原溶液中HNO3的物质的量为2 mol[D] 反应中生成NO的物质的量为1 mol6.铁与酸反应情况比较复杂,除了可与稀硫酸、盐酸发生置换反应外,还能与强氧化性酸发生复杂的氧化还原反应。试完成反应的化学方程式。酸 反应条件 化学方程式或现象稀硝酸 Fe不足 Fe过量 浓硝酸、 浓硫酸 常温 加热 、 三、铁的氧化物组成分析7.现有一定量的铁的氧化物样品,用140 mL 0.5 mol/L的盐酸恰好使其完全溶解,所得溶液还能吸收标准状况下氯气56 mL,使其中的Fe2+全部转化为Fe3+,该样品可能的化学式是( )[A] Fe2O3 [B] Fe3O4 [C] Fe5O7 [D] Fe4O58.为探究一种矿石(FeOx)的组成,已知矿石不含其他杂质,铁元素呈+2、+3价,氧元素为-2价。称取1.504 g样品用足量的稀硫酸溶解,所得溶液用20 mL 0.100 mol/L的K2Cr2O7溶液恰好使+2价铁元素氧化为+3价,同时铬元素被还原为+3价。另取1.504 g样品用足量的H2还原,得固体1.120 g。请回答下列问题。(1)实验用稀硫酸溶解矿石而不用盐酸,原因是 (用文字或用化学方程式表述均可)。 (2)矿石的化学组成为 。 (3)若无“另取1.504 g样品用足量的H2还原,得固体1.120 g”的数据,能否求得该矿石的组成 (填“能”或“否”)。 四、氢氧化亚铁制备的实验探究9.由于Fe(OH)2易被氧化为Fe(OH)3,如何制备并避免被空气氧化成为制备氢氧化亚铁的关键步骤。某化学兴趣小组同学设计以下实验探究氢氧化亚铁的制备。[A组实验]用FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备Fe(OH)2。(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入 。 (2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用 的方法。 (3)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液,这样操作的理由是 ; 为了使沉淀能持续一段时间不变色,还可在FeSO4溶液上面加保护层,如 等。 [B组实验]选用稀硫酸、铁粉、NaOH溶液进行实验,装置如图。(4)实验时,先 (填“打开”或“关闭”,下同)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, 止水夹K,利用氢气造成试管内的压强增大,将FeSO4溶液压至NaOH溶液中反应制得白色Fe(OH)2沉淀,且沉淀能持续一段时间不变色。沉淀能一段时间不变色的原因是 。 [C组实验]利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀,如图所示,已知两电极的材料分别为石墨和铁。(5)①a电极的材料应为 ,电极反应式为 。 ②电解液c可以是 (填字母)。 A.纯水 B.NaCl溶液C.NaOH溶液 D.CuCl2溶液③d为苯,其作用是 ,在加入苯之前对电解液c应作何简单处理 。能否将苯替换成CCl4 (填“能”或“否”),理由是 。 (6)若c为Na2SO4溶液,当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀,再反接电源电解,除了电极上看到气泡外,另一明显现象为 。 制备Fe(OH)2的关键及防氧化装置(1)关键:溶液中不含O2等氧化性物质;制备过程中,保证生成的Fe(OH)2在密闭、隔绝空气的体系中。(2)常用装置。方法 装置 要点有机 覆盖 层法 ①将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到FeSO4溶液液面以下; ②在液面上覆盖一层苯或煤油,以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应还原 性气 体保 护法 ①在装置Ⅰ中生成 FeSO4 溶液,并利用生成的H2将装置内的空气排尽; ②关闭止水夹K,把 FeSO4溶液压入装置Ⅱ中与NaOH溶液混合电解 法 用铁作阳极,电解NaCl(或NaOH)溶液,并在液面上覆盖苯(或煤油),电解时,在两极间最先观察到白色沉淀考点二 亚铁盐及铁盐1.亚铁盐与铁盐的性质项目 亚铁盐(Fe2+) 铁盐(Fe3+)颜色 浅绿色(溶液) 黄色(溶液)氧化性 与还原 性 弱氧化性:与Zn反应的离子方程式为 。 较强的还原性:与Cl2反应的离子方程式为 通常表现较强的 性,与Cu、I-反应的离子方程式为 、 水解 水解使溶液呈酸性 Ksp=2.6×10-39,极易水解,只存在于酸性较强的溶液中溶液配 制与保 存 加少量 ,防止其被氧化;加少量的相应酸,防止其 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检验 (1)无明显现象溶液变 色; (2)产生 ,迅速变成 色,最终变为 色; (3)生成蓝色沉淀 (1)溶液变 色; (2)产生红褐色沉淀; (3) 2.几种重要的铁盐及其应用铁盐 名称或俗名 应用FeSO4·7H2O 绿矾 用作补血剂及植物补铁剂K2FeO4 高铁酸钾 用作水处理剂或制作高能电池(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O 莫尔盐(或摩尔盐) 用于冶金、电镀及织物媒染剂(NH4)2SO4·Fe2(SO4)3·24H2O 铁铵矾 测定卤素的指示剂K3[Fe(CN)6] 铁氰化钾,俗称赤血盐 用于检验Fe2+[理解·辨析] 判断正误(1)金属阳离子只有氧化性,不可能有还原性。( )(2)向某溶液中,滴加氯水,再滴加KSCN溶液,溶液显红色,该溶液中一定含Fe2+。( )(3)pH=7的溶液中可能大量存在Fe3+、Cl-、K+、S。( )(4)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。( )(5)将Fe(NO3)2晶体样品溶于稀硫酸后,滴加KSCN溶液,观察溶液是否变红色,可检验 Fe(NO3)2 晶体是否已氧化变质。( )(6)向氯化铁溶液中滴加酸性KMnO4溶液,若酸性KMnO4溶液褪色,证明溶液中混有氯化亚铁。( )(7)向某溶液中滴加KSCN溶液,出现红色沉淀,证明溶液中存在Fe3+。( )一、亚铁盐、铁盐的性质1.(2024·江苏苏州期末)铁及其化合物是中学化学中一类重要的物质。下列关于铁元素的叙述正确的是( )[A] 配制FeCl3溶液时为抑制其水解,需要把FeCl3固体先溶于稀硫酸,再加水稀释到需要的浓度[B] 保存FeCl2溶液常常加一些铁粉,其目的是抑制Fe2+水解生成Fe(OH)2[C] 25 ℃时,pH=0的溶液中,Al3+、N、N、Fe2+可以大量共存[D] FeSO4溶液中加入H2O2溶液时,Fe2+表现还原性2.(2025·上海阶段检测)下列实验操作对应的现象和结论都正确的是( )选项 实验操作 现象 结论[A] 向食品脱氧剂样品(含还原铁粉)中加入稀硫酸后滴加酸性KMnO4溶液 溶液紫红色褪去 食品脱氧剂样品中含Fe2+[B] 向FeSO4溶液中滴入KSCN溶液再滴加H2O2溶液 加入H2O2溶液后溶液变成红色 Fe2+既有氧化性又有还原性[C] 向FeCl3溶液中加入铜片 溶液变为蓝色 金属铁比铜活泼[D] 向FeCl3溶液中加入KI溶液后滴加几滴淀粉溶液 溶液变为蓝色 氧化性:Fe3+>I2二、应用Fe2+、Fe3+的性质除杂3.除去括号中的杂质,并写出反应的离子方程式。(1)FeCl2(FeCl3),除杂方法: , 离子方程式为 。 (2)FeCl3(FeCl2),除杂方法: , 离子方程式为 。 (3)Fe2(SO4)3(FeSO4),除杂方法: ,离子方程式为 。 (4)FeCl2(Cu2+),除杂方法: , 离子方程式为 。 (5)CuCl2溶液(FeCl2),除杂方法: 。 三、Fe2+和Fe3+的检验4.下列有关反应现象及实验结论的说法正确的是( )[A] 在氯水中加入过量铁粉,充分反应后滴加KSCN溶液,溶液变红[B] 向某溶液中滴加氯水后再加入KSCN溶液,溶液呈红色,则原溶液中一定含有Fe2+[C] 在溶液中滴加KSCN溶液,溶液显红色,证明原溶液中有Fe3+,无Fe2+[D] 在久置的FeSO4溶液中加入酸性KMnO4溶液,紫色褪去,说明FeSO4未完全变质5.选择合适试剂完成甲、乙两组实验。甲组:检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+。乙组:检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+。下列试剂及加入顺序能达到实验目的的是( )选项 甲组 乙组[A] 新制氯水、KSCN溶液 KSCN溶液[B] 酸性KMnO4溶液 KSCN溶液[C] 酸性KMnO4溶液 溴水[D] 溴水 酸性KMnO4溶液考点三 铁及其化合物的转化1.铁及其化合物的转化关系——铁的“价—类”二维图(1)“价—类”二维图体现了物质类别和核心元素化合价两个角度的相关物质的转化关系。(2)铁的“价—类”二维图信息解读。①横向变化体现了同价态、不同物质类别(氧化物、盐、碱)之间的转化。a.碱性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H+)转化为盐。b.Fe2+、Fe3+与碱(OH-)反应生成对应的碱。c.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纵向变化体现了不同价态、同物质类别之间的转化,主要体现物质的氧化性或还原性。③斜向变化体现了不同价态、不同物质类别之间的转化,主要体现物质的氧化性或还原性。2.用离子方程式表示相应的转化关系Fe2+Fe3+①2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-;② ; ③ ; ④ ; ⑤2Fe3++Fe3Fe2+;⑥Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+;⑦ 。 [理解·辨析] 判断正误 (1)FeCl3、FeCl2均能通过化合反应制取。( )(2)Fe(OH)2与稀硝酸、Fe(OH)3与HI溶液均发生中和反应,生成相应的盐和水。( )(3)由于铁的氧化物均不能与水反应,所以Fe(OH)2、Fe(OH)3只能通过复分解反应得到。( )(4)铁与氧化性酸反应都会被氧化为Fe3+。( )(5)Fe(OH)2置于坩埚中高温分解得到黑色的FeO。( )一、铁及其化合物转化1.铁及其化合物的“价—类”二维图如下。回答下列问题。(1)预测Fe2+既有氧化性又有还原性,依据是 。 (2)检验溶液中是否含有Fe3+,常用的试剂是 (填化学式)。 (3)铁粉高温下和水蒸气反应的化学方程式为 。 (4)白色的Fe(OH)2在空气中极不稳定,最终变为红褐色物质,用化学用语解释其原因: 。 (5)利用FeCl3溶液和覆铜板制作图案:取一小块覆铜板,用油性笔在覆铜板上画上设计好的图案,然后浸入盛有FeCl3溶液的小烧杯中。过一段时间后,取出覆铜板并用水清洗干净。反应的离子方程式为 。 二、含铁化合物的提纯与制备2.从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如图所示:下列说法正确的是( )[A] 试剂a是铁、试剂b是稀硫酸[B] 操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同[C] 试剂c是氯气,相应的反应为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-[D] 用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否含有Fe2+3.某实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)的装置如图所示(加热及夹持装置略)。下列说法错误的是( )[A] 分液漏斗中溶液可以为浓盐酸[B] 丙装置中发生的反应:3Cl2+2Fe3++8OH-2Fe+6Cl-+8H+[C] K2FeO4净水原理:4Fe+10H2O4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8OH-[D] 丁装置起到吸收尾气并防止倒吸的作用4.(2024·黑龙江大庆期中)以硫铁矿(主要成分为FeS2,还有少量CuS、SiO2)为原料,制备硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)和软磁性材料αFe2O3的工艺流程如图所示。回答下列问题。(1)焙烧后得到的固体主要成分为Fe2O3,写出焙烧过程主要反应的化学方程式: ,为提高焙烧的速率,可采取的措施是 (写一条即可)。 (2)试剂X是 (填化学式)。 (3)焙烧产生的SO2会污染环境,用足量氨水吸收SO2,写出该反应的离子方程式: 。 (4)从“还原”得到的溶液中获得硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)的操作: 、 、过滤、洗涤、干燥。 (5)“沉铁”操作是将提纯后的FeSO4溶液与 NH3·H2ONH4HCO3混合溶液反应,生成 FeCO3沉淀。写出该反应的离子方程式: 。 三、工艺流程中含铁杂质的去除5.从工业含镍废液(主要成分是Ni2+和Fe2+,还含有少量Mg2+、Co2+)为原料制取NiSO4·6H2O的过程如图:已知不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表。项目 Fe3+ Fe2+ Ni2+ Co2+ Mg2+开始沉淀的pH 2.7 7.0 7.1 7.6 9.3完全沉淀的pH 3.7 9.6 9.2 9.2 10.8(1)第一步中加入H2O2的目的是 ,发生主要反应的离子方程式为 。 (2)加入NiO能除去Fe的原因为 ,除了NiO外,还可以选择 来达到相同的目的,此一步需调节溶液pH的范围为 。 (3)根据上述思路设计实验方案除去CuCl2溶液中混有的少量FeCl2: 。 无机化工流程中除去杂质中的含铁物质的一般步骤:第一步,酸浸,将铁的氧化物等转化为铁盐(或亚铁盐);第二步,根据实际的工艺目的选择加入H2O2等氧化剂将亚铁盐转化为铁盐;第三步,调节溶液pH将铁盐转化为氢氧化铁沉淀;第四步,过滤除去。1.判断正误。(1)(2024·浙江6月选考)FeO有还原性,能被氧化成Fe3O4。( )(2)(2024·山东卷)铁粉可用作食品脱氧剂。( )(3)(2024·黑吉辽卷)用K3[Fe(CN)6]溶液检验NaBr溶液中是否含有Fe2+。( )(4)(2023·新课标卷)古壁画颜料中所用的铁红,其成分为Fe2O3。( )2.(2024·新课标卷,9)实验室中利用如图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是( )[A] 反应为3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)[B] 酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好[C] 用火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·浙江6月选考,3)氯化铁是一种重要的盐,下列说法不正确的是( )[A] 氯化铁属于弱电解质[B] 氯化铁溶液可腐蚀覆铜板[C] 氯化铁可由铁与氯气反应制得[D] 氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体4.(2023·江苏卷,11)室温下,探究0.1 mol ·L-1 FeSO4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Fe3+ 向2 mL FeSO4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] Fe2+是否有还原性 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液,观察溶液颜色变化[C] Fe2+是否水解 向2 mL FeSO4溶液中滴加2～3滴酚酞溶液,观察溶液颜色变化[D] Fe2+能否催化H2O2分解 向2 mL 5% H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液,观察气泡产生情况5.(2022·天津卷,15)氯化铁是重要的化工原料。针对氯化铁的实验室的制备方法,回答下列问题。Ⅰ.FeCl3·6H2O的制备制备流程图如图所示。(1)将废铁屑分批加入稀盐酸中,至盐酸反应完全。判断反应完全的现象为 。 含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快,原因为 。 (2)操作①所必需的玻璃仪器中,除烧杯外还有 。 (3)检验FeCl3溶液中是否残留Fe2+的试剂是 。 (4)为增大FeCl3溶液的浓度,向稀FeCl3溶液中加入纯铁粉后通入Cl2。此过程中发生的主要反应的离子方程式为 。 (5)操作②为 。 Ⅱ.由FeCl3·6H2O制备无水FeCl3将FeCl3·6H2O与液体SOCl2混合并加热,制得无水FeCl3。已知SOCl2沸点为77 ℃,反应的化学方程式为FeCl3·6H2O+6SOCl2FeCl3+6SO2↑+12HCl↑,装置如图所示(夹持和加热装置略)。(6)仪器A的名称为 ,其作用为 。 NaOH溶液的作用是 。 (7)干燥管中无水CaCl2不能换成碱石灰,原因是 。 (8)由下列结晶水合物制备无水盐,适宜使用上述方法的是 (填字母)。 a.ZnCl2·H2Ob.CuSO4·5H2Oc.Na2S2O3·5H2O第2讲 铁及其化合物考点一 铁单质及其氧化物、氢氧化物必备知识整合一、1.(1)①四 Ⅷ ②3d64s2 (2)化合 四2.银白 磁体3.Fe+2H+Fe2++H2↑ 钝化 +3 Fe+Cu2+Fe2++Cu 2Fe3++Fe3Fe2+二、1.黑色 红棕色 黑色 不溶于水 不溶于水 不溶于水+2 +3 +2、+32.(1)Fe3O4 (2)FeO+2H+Fe2++H2O Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O (3)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3三、白 红褐 白色絮状沉淀迅速变成灰绿色 红褐色[理解·辨析] (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)× (8)× (9)√关键能力提升1.D 浓硫酸与Fe在常温时发生钝化,不是不反应,A错误;铁与I2反应时生成FeI2,B错误;Fe2O3为红棕色粉末,C错误;铁在纯氧中燃烧生成Fe3O4,铁高温下和水蒸气反应生成Fe3O4和H2,D正确。2.C FeO在空气中加热也可转化为Fe3O4,A错误;Fe3O4是一种纯净物,化合价是一种复合化合价,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,说明四氧化三铁热稳定性强,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++N9Fe3++14H2O+NO↑,D错误。3.【答案】 ①⑥ ④⑤⑦⑧⑨ ②③【解析】4.(1)提供水蒸气,使之与还原铁粉在高温下发生反应(2)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2(3)集中火焰,产生高温 A 用水蒸气排尽装置中的空气(4)收集气体5.C 加入铁粉至不再发生反应,故生成Fe2+,发生的反应为①Fe+4H++NFe3++、NO↑+2H2O、②2Fe3++Fe3Fe2+、③Fe+2H+Fe2++H2↑,加入4 mol Fe,放出的气体中H2占22.4 L(标准状况),故反应①消耗Fe为 2 mol,H+为8 mol,N为2 mol,反应②消耗Fe为1 mol,反应③消耗Fe为1 mol,消耗H+为 2 mol,因此原溶液中HNO3为2 mol,H2SO4为4 mol。由分析可知,反应中先后共发生了三个离子反应,A错误;原溶液中H2SO4为4 mol,B错误;原溶液中HNO3为2 mol,C正确;反应中消耗HNO32 mol,则生成NO为2 mol,D错误。6.Fe+4HNO3Fe(NO3)3+NO↑+2H2O 3Fe+8HNO33Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O 钝化 Fe+6HNO3(浓)Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O 2Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O7.C n(HCl)=0.14 L×0.5 mol/L=0.07 mol,n(Cl2)==0.002 5 mol,反应中HCl中的H与氧化物中的O全部结合生成H2O,则氧化物中n(O)=×n(HCl)=×0.07 mol=0.035 mol,反应后溶液成分为FeCl3,n(Cl-)=0.07 mol+0.002 5 mol×2=0.075 mol,则 n(Fe)=0.075 mol×=0.025 mol,所以 n(Fe)∶n(O)=0.025 mol∶0.035 mol=5∶7,该氧化物的化学式为Fe5O7。8.【答案】 (1)K2Cr2O7会氧化溶液中的Cl-,影响测定[或K2Cr2O7+6HCl+4H2SO4Cr2(SO4)3+3Cl2↑+K2SO4+7H2O](2)FeO1.2(3)能【解析】 (1)盐酸具有还原性,能被强氧化性的物质K2Cr2O7氧化,所以用K2Cr2O7氧化二价铁时,氯离子被氧化,导致二价铁的测定值偏大,x值偏小,发生反应的化学方程式为K2Cr2O7+6HCl+4H2SO4Cr2(SO4)3+3Cl2↑+K2SO4+7H2O。(2)取1.504 g样品用足量的H2还原,得固体1.120 g,得到的固体是Fe,n(Fe)==0.02 mol,FeOx中n(O)==0.024 mol,则Fe、O的物质的量之比等于其个数之比,为0.02 mol∶0.024 mol=1∶1.2,所以其化学组成为FeO1.2。(3)样品中+2价的铁元素被氧化为+3价,根据得失电子守恒得n(Fe2+)==0.012 mol,设1 mol FeOx中n(Fe2+)=a mol,n(Fe3+)=(1-a) mol,根据化合物中各元素正负化合价的代数和为0得①2a+3(1-a)=2x、②n(Fe2+)=×a mol=0.012 mol,根据①②得a=0.6,x=1.2,所以该矿石的化学组成为FeO1.2。9.(1)稀硫酸、铁粉(2)煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化 苯(或煤油)(4)打开 关闭 稀硫酸与铁粉反应产生的H2排出了装置中的空气(5)①Fe Fe-2e-Fe2+ ②BC ③隔绝空气,防止生成的Fe(OH)2被氧化 加热煮沸,排出溶解的O2 否 CCl4比FeSO4溶液的密度大,在下层,无法隔绝空气(6)白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变成红褐色考点二 亚铁盐及铁盐必备知识整合1.Zn+Fe2+Fe+Zn2+ 2Fe2++Cl22Fe3++2Cl- 氧化 2Fe3++CuCu2++2Fe2+ 2Fe3++2I-2Fe2++I2 铁粉 水解 红 白色絮状沉淀 灰绿 红褐红 显紫色[理解·辨析] (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)×关键能力提升1.D 把FeCl3固体溶于稀硫酸,会引入杂质,需要把FeCl3固体先溶于浓盐酸,再加水稀释到需要的浓度,A错误;Fe2+易被氧化为Fe3+,保存FeCl2溶液常常加一些铁粉,其目的是防止Fe2+被氧化,B错误;pH=0的溶液显酸性,H+、N、Fe2+发生氧化还原反应,不能大量共存,C错误;Fe2+可被H2O2氧化,发生的离子反应为2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O,Fe2+表现还原性,D正确。2.D 向食品脱氧剂样品(含还原铁粉)中加入硫酸后,铁粉会与硫酸反应生成FeSO4,酸性KMnO4溶液为强氧化剂,会氧化Fe2+,则滴加酸性KMnO4溶液,紫红色褪去,不能说明食品脱氧剂样品中含Fe2+,A错误;向FeSO4溶液中滴入KSCN溶液,无明显现象,再滴加H2O2溶液,H2O2会将Fe2+氧化为Fe3+,则加入H2O2溶液后溶液变成红色,说明Fe2+有还原性,B错误;向FeCl3溶液加入铜片会发生反应2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2,看到溶液变蓝,得到结论为FeCl3的氧化性大于CuCl2,C错误;向FeCl3溶液中加入KI溶液后滴加几滴淀粉溶液,FeCl3溶液会与KI溶液反应生成FeCl2和I2,则溶液变为蓝色,得到结论为氧化性Fe3+>I2,D正确。3.(1)加入过量铁粉 2Fe3++Fe3Fe2+(2)加入氯水(或通入Cl2) 2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-(3)滴加H2O2溶液 2Fe2++H2O2+2H+2H2O+2Fe3+(4)加入过量铁粉,过滤 Fe+Cu2+Cu+Fe2+(5)先向溶液中加入氧化剂(如H2O2溶液、氯水),然后向混合液中加入CuO或Cu(OH)2,调pH,促进Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀,静置,过滤4.D 铁粉过量,最终生成物为FeCl2,不能使KSCN溶液变红,故A错误;溶液中可能存在Fe3+,也能产生相同的现象,故B错误;Fe2+遇KSCN溶液没有明显现象,不能说明是否含Fe2+,故C错误;Fe2+能与酸性KMnO4溶液反应使其褪色,但Fe3+不与酸性KMnO4溶液反应,故D正确。5.B 甲组,检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+,Fe2+具有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色,Fe3+不能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色,所以检验是否含有Fe2+可以选用酸性KMnO4溶液或溴水,不能选择KSCN溶液;乙组,检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+,Fe3+遇到KSCN溶液会变红色,而Fe2+不能使KSCN溶液变色,所以检验是否含有Fe3+,可以选用KSCN溶液,不能选择酸性KMnO4溶液、溴水,故B正确。考点三 铁及其化合物的转化必备知识整合2.②3Fe2++4H++N3Fe3++2H2O+NO↑ ③2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O ④5Fe2++Mn+8H+5Fe3++Mn2++4H2O ⑦2Fe3++H2S2Fe2++S↓+2H+[理解·辨析] (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)×关键能力提升1.【答案】 (1)Fe2+中Fe的化合价为+2价,可以升高,也可以降低(2)KSCN溶液(3)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2(4)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3(5)2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+【解析】 (1)Fe2+中Fe的化合价为+2价,可以升高,也可以降低,所以Fe2+既有氧化性又有还原性。(2)Fe3+遇KSCN溶液显红色,所以检验溶液中的Fe3+,常用的试剂是KSCN溶液。(3)高温下Fe与H2O(g)反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。(4)白色的Fe(OH)2在空气中被氧气氧化生成红褐色的 Fe(OH)3,化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。(5)在覆铜板上制作图案过程中发生反应的离子方程式为2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+。2.C 从含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜,工业废液中加入的过量试剂a为铁,操作Ⅰ为过滤,得到的滤渣Y为Fe、Cu,滤液X为FeCl2溶液,滤渣Y中加入的试剂b为盐酸,溶解过量的Fe生成FeCl2溶液,Cu不溶,操作Ⅱ为过滤,得到Cu和滤液Z,滤液Z为FeCl2溶液,滤液Z和X合并后通入Cl2,FeCl2被氧化成FeCl3,蒸发结晶,过滤,洗涤,干燥得到FeCl3晶体。最终得到的物质为FeCl3,则b为盐酸,若为硫酸会引入硫酸根离子杂质,故A错误;操作Ⅰ、操作Ⅱ是过滤,操作Ⅲ是蒸发结晶、过滤等,所用仪器不同,故B错误;滤液X和滤液Z中均含有FeCl2,试剂c为Cl2,将FeCl2氧化为FeCl3,反应的离子方程式为2Fe2++Cl22Cl-+2Fe3+,故C正确;Fe2+、Cl-都可以被酸性 KMnO4溶液氧化,用酸性KMnO4溶液不能检验溶液W中是否含有Fe2+,故D错误。3.B 甲装置中生成Cl2,Cl2通过乙装置净化后进入丙装置和KOH、FeCl3反应生成K2FeO4,尾气有毒,使用碱液吸收。浓盐酸和MnO2加热反应可以生成Cl2,A正确;丙装置中Cl2和KOH、FeCl3反应生成K2FeO4,3Cl2+2Fe3++16OH-2Fe+6Cl-+8H2O,B错误;K2FeO4具有强氧化性,能灭菌,且生成的FeCl3可以水解生成Fe(OH)3胶体而能加速水中悬浮颗粒沉降,净水原理为4Fe+10H2O4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8OH-,C正确;Cl2能与碱液反应,丁装置起到吸收尾气并防止倒吸的作用,D正确。4.【答案】 (1)4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 将硫铁矿粉碎等(合理即可)(2)Fe(3)SO2+2NH3·H2O2N+S+H2O(4)蒸发浓缩 冷却结晶(5)Fe2++HC+NH3·H2OFeCO3↓+N+H2O【解析】 (1)硫铁矿在空气中焙烧,空气中氧气参与反应,生成SO2和Fe2O3,化学方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,为提高焙烧的速率,可采取的措施有将硫铁矿粉碎等。(2)为了不引入新的杂质,加入试剂X是Fe,将Fe2(SO4)3还原为FeSO4。(3)用足量氨水吸收SO2的离子方程式为SO2+2NH3·H2O2N+S+H2O。(4)从“还原”得到的FeSO4溶液中获得硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。(5)“沉铁”操作是将提纯后的FeSO4溶液与 NH3·H2ONH4HCO3混合溶液反应,HC电离生成H+和C,C和Fe2+生成FeCO3沉淀,H+与NH3·H2O反应生成N,故该反应的离子方程式为Fe2++HC+NH3·H2OFeCO3↓+N+H2O。5.【答案】 (1)把Fe2+氧化为Fe3+ 2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O(2)加入NiO消耗溶液中的H+且不引入杂质离子 NiCO3[或Ni(OH)2] 3.7≤pH<7.1(3)先通入适量Cl2(或加入适量H2O2),再向混合溶液中加入足量的CuO[或CuCO3或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3],充分反应后过滤【解析】 (1)“氧化”时,主要是利用过氧化氢把Fe2+氧化为Fe3+,然后通过调节pH使其转化为沉淀而除去,发生主要反应的离子方程式为2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O。(2)Fe3+水解生成Fe(OH)3和H+,NiO可以消耗H+,使水解平衡正向移动,则加入NiO能除去Fe的原因为加入NiO消耗溶液中的H+且不引入杂质离子;根据以上原理选用NiCO3或Ni(OH)2都可以达到相同的目的。根据金属离子开始沉淀的pH和完全沉淀的pH分析,因不能沉淀Ni2+,应调节溶液pH的范围为3.7≤pH<7.1。真题验收1.【答案】 (1)√ (2)√ (3)√ (4)√【解析】 (1)FeO有还原性,其中铁元素为+2价,用适当的氧化剂可以将其氧化成更高价态的Fe3O4。(2)铁粉具有还原性,能与O2反应,可延长食品的保质期,作食品脱氧剂。(3)溶液中含有Fe2+,可以与K3[Fe(CN)6]发生反应生成蓝色沉淀。(4)Fe2O3为红色,常被用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料,俗称铁红。2.B 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;还原铁粉与水蒸气反应需要的温度比湿棉花处产生水蒸气需要的温度高,所以酒精灯移至湿棉花下方实验效果不好,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。3.A 氯化铁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,可用来蚀刻铜板,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;向沸水中滴加氯化铁饱和溶液,继续煮沸至液体呈红褐色,铁离子发生水解反应可得到氢氧化铁胶体,D正确。4.B 检验溶液中是否含有Fe3+应直接向待测液中滴加KSCN溶液,向待测液中滴加新制氯水会将Fe2+氧化为Fe3+而干扰实验,A错误;向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液,若观察到溶液紫色褪去,说明Fe2+有还原性,B正确;Fe2+发生水解反应Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+使溶液显酸性,应向2 mL FeSO4溶液中滴加2~3滴紫色石蕊溶液,观察溶液颜色变化,C错误;向2 mL 5% H2O2溶液中滴加几滴 FeSO4溶液,Fe2+会被H2O2氧化为Fe3+,若产生气泡有可能是Fe3+的催化作用,D错误。5.【答案】 (1)不再有气泡产生 Fe、Cu在稀盐酸中形成原电池,增大反应速率(2)漏斗、玻璃棒(3)K3[Fe(CN)6]溶液(4)2Fe3++Fe3Fe2+、2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-(5)在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到FeCl3·6H2O晶体(6)球形冷凝管 冷凝回流SOCl2 吸收SO2、HCl等尾气,防止污染环境(7)碱石灰与SO2、HCl气体反应,失去干燥作用(8)a【解析】 (1)铁和稀盐酸反应生成氢气,反应完全的现象为无气泡产生;含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快,原因为Fe、Cu在稀盐酸中形成原电池,增大反应速率。(2)操作①为过滤,所必需的玻璃仪器中,除烧杯外还有漏斗、玻璃棒。(3)K3[Fe(CN)6]溶液和Fe2+反应生成蓝色沉淀,则检验FeCl3溶液中是否残留Fe2+的试剂是K3[Fe(CN)6]溶液。(4)向稀FeCl3溶液中加入纯铁粉后通入Cl2,此过程中发生的主要反应的离子方程式为2Fe3++Fe3Fe2+、2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。(5)根据分析,操作②为溶液得到晶体过程,由于氯化铁易水解,则操作为氯化铁溶液经过在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到氯化铁晶体。(6)仪器A的名称为球形冷凝管,其作用为冷凝回流,NaOH溶液的作用是吸收SO2、HCl,防止污染环境。(7)干燥管中无水CaCl2不能换成碱石灰,原因是碱石灰与SO2、HCl气体反应,失去干燥作用。(8)根据装置图信息,该装置适用于水解会生成挥发性物质的结晶水合物,适宜使用题述方法的是a。(第17页)(共158张PPT)铁及其化合物第2讲1.掌握铁的主要性质及应用。2.知道不同价态的铁的氧化物的主要性质和用途。3.掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的性质及Fe(OH)2的制备方法。4.能基于“价—类”二维图理解铁及其化合物的转化关系并通过实验探究掌握Fe2+与Fe3+的相互转化。5.掌握铁盐、亚铁盐的性质与检验。(1)周期表位置与原子结构。①周期表位置:位于元素周期表的第 周期第 族;是一种典型的变价金属元素。②原子结构。价层电子排布式: 。一、铁单质1.铁元素概述四Ⅷ3d64s2原子结构示意图:(2)自然界存在。主要以 态形式存在,在地壳中的含量居第 位,主要以赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)、菱铁矿(FeCO3)、黄铁矿(FeS2)等矿石存在。极少数的铁单质存在于陨铁中。2.铁的物理性质色固体,熔点较高,具有良好的导热、导电、延展性,能被 吸引。必备知识整合化合银白磁体四3.铁的化学性质铁是比较活泼的金属,还原性较强。钝化+3二、铁的氧化物1.物理性质化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4俗名 — 铁红 磁性氧化铁颜色、状态 粉末 粉末 晶体(有磁性)水溶性铁的 化合价黑色红棕色黑色不溶于水不溶于水不溶于水+2+3+2、+32.化学性质(1)FeO不稳定,在空气中受热,能迅速被氧化成 。(2)与非氧化性酸反应:FeO、Fe2O3都属于金属氧化物,能溶于强酸。FeO、Fe2O3溶于盐酸的离子方程式: 、。(3)被强还原剂还原为单质,Fe2O3被CO、Al还原的化学方程式:, 。Fe3O4三、铁的氢氧化物的性质与转化白红褐二者的转化 Fe(OH)2被溶解在溶液中的氧气氧化成Fe(OH)3,现象是,最后变成 ,化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3白色絮状沉淀迅速变成灰绿色红褐色[理解·辨析]判断正误(1)铁的化学性质比较活泼,所以铁在自然界中全部以化合态形式存在。( )(2)Fe与盐酸和Cl2反应都能得到FeCl2。( )(3)常温下可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸。( )(4)Fe与足量硫粉混合加热制取Fe2S3。( )(5)Fe(OH)3在空气中加热分解生成Fe2O3,则Fe(OH)2在空气中加热分解生成FeO。( )××√××(6)铁表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化。( )(7)Fe3O4中的Fe有+2价和+3价,因此Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物。( )×××√1.铁是日常生活中使用最广泛的金属,下列关于铁的说法正确的是( )[A] 常温下浓硫酸与铁不反应,故常温下可用铁制容器贮藏、贮运浓硫酸[B] 铁是较活泼的金属,它与卤素单质(X2)反应的生成物均为FeX3[C] 铁的氧化物均为黑色,不溶于水[D] 铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4一、铁及其氧化物的性质与应用D【解析】 浓硫酸与Fe在常温时发生钝化,不是不反应,A错误;铁与I2反应时生成FeI2,B错误;Fe2O3为红棕色粉末,C错误;铁在纯氧中燃烧生成Fe3O4,铁高温下和水蒸气反应生成Fe3O4和H2,D正确。2.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在空气中加热只转化为Fe2O3[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[D] Fe3O4与稀硝酸反应的离子方程式为Fe3O4+8H+ Fe2++2Fe3++4H2OC3.铁有+2价、+3价两种价态,单质铁与 (填序号,下同)反应时只生成+3价铁;与 反应时只生成+2价铁;与 反应时既生成+2价铁也生成+3价铁。 所选试剂:①Cl2 ②O2 ③H2O(g) ④S ⑤盐酸 ⑥稀硝酸(足量) ⑦稀硫酸 ⑧CuSO4溶液 ⑨FeCl3溶液①⑥④⑤⑦⑧⑨②③【解析】4.如图所示的装置可实现铁和水蒸气的反应。(1)加热湿棉花的目的是 。 (2)写出还原铁粉处发生反应的化学方程式: 。 (3)B处酒精灯上网罩的作用是 ,实验开始时,应先点燃 (填“A”或“B”)酒精灯,目的是 。 (4)将产生的气体导入肥皂液中的目的是 。 提供水蒸气,使之与还原铁粉在高温下发生反应集中火焰,产生高温A用水蒸气排尽装置中的空气收集气体二、铁与酸反应的规律5.向一定量的稀硝酸和稀硫酸的混合溶液中,慢慢加入铁粉至不再发生反应,反应中共加入4 mol Fe,放出的气体中H2占22.4 L(标准状况),下列说法正确的是( )C6.铁与酸反应情况比较复杂,除了可与稀硫酸、盐酸发生置换反应外,还能与强氧化性酸发生复杂的氧化还原反应。试完成反应的化学方程式。酸 反应条件 化学方程式或现象稀硝酸 Fe不足 Fe过量 浓硝酸、 浓硫酸 常温 加热 、 钝化三、铁的氧化物组成分析7.现有一定量的铁的氧化物样品,用140 mL 0.5 mol/L的盐酸恰好使其完全溶解,所得溶液还能吸收标准状况下氯气56 mL,使其中的Fe2+全部转化为Fe3+,该样品可能的化学式是( )[A] Fe2O3 [B] Fe3O4[C] Fe5O7 [D] Fe4O5C8.为探究一种矿石(FeOx)的组成,已知矿石不含其他杂质,铁元素呈+2、+3价,氧元素为-2价。称取1.504 g样品用足量的稀硫酸溶解,所得溶液用20 mL 0.100 mol/L的K2Cr2O7溶液恰好使+2价铁元素氧化为+3价,同时铬元素被还原为+3价。另取1.504 g样品用足量的H2还原,得固体1.120 g。请回答下列问题。(1)实验用稀硫酸溶解矿石而不用盐酸,原因是 (用文字或用化学方程式表述均可)。 K2Cr2O7会氧化溶液中的Cl-,影响测定[或K2Cr2O7+6HCl+4H2SO4 Cr2(SO4)3+3Cl2↑+K2SO4+7H2O](2)矿石的化学组成为 。 FeO1.2(3)若无“另取1.504 g样品用足量的H2还原,得固体1.120 g”的数据,能否求得该矿石的组成 (填“能”或“否”)。 能四、氢氧化亚铁制备的实验探究9.由于Fe(OH)2易被氧化为Fe(OH)3,如何制备并避免被空气氧化成为制备氢氧化亚铁的关键步骤。某化学兴趣小组同学设计以下实验探究氢氧化亚铁的制备。[A组实验]用FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备Fe(OH)2。(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入 。(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用 的方法。 稀硫酸、铁粉煮沸(3)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液,这样操作的理由是 ; 为了使沉淀能持续一段时间不变色,还可在FeSO4溶液上面加保护层,如 等。 避免生成的Fe(OH)2苯(或煤油)沉淀接触O2而被氧化[B组实验]选用稀硫酸、铁粉、NaOH溶液进行实验,装置如图。(4)实验时,先 (填“打开”或“关闭”,下同)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, 止水夹K,利用氢气造成试管内的压强增大,将FeSO4溶液压至NaOH溶液中反应制得白色Fe(OH)2沉淀,且沉淀能持续一段时间不变色。沉淀能一段时间不变色的原因是 。 打开关闭稀硫酸与铁粉反应产生的H2排出了装置中的空气[C组实验]利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀,如图所示,已知两电极的材料分别为石墨和铁。(5)①a电极的材料应为 ,电极反应式为 。 ②电解液c可以是 (填字母)。 A.纯水 B.NaCl溶液C.NaOH溶液 D.CuCl2溶液③d为苯,其作用是 ,在加入苯之前对电解液c应作何简单处理 。能否将苯替换成CCl4 (填“能”或“否”),理由是 。 FeBC隔绝空气,防止生成的Fe(OH)2被氧化 加热煮沸,排出溶解的O2否CCl4比FeSO4溶液的密度大,在下层,无法隔绝空气(6)若c为Na2SO4溶液,当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀,再反接电源电解,除了电极上看到气泡外,另一明显现象为 。 白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变成红褐色归纳拓展制备Fe(OH)2的关键及防氧化装置(1)关键:溶液中不含O2等氧化性物质;制备过程中,保证生成的Fe(OH)2在密闭、隔绝空气的体系中。归纳拓展(2)常用装置。方法 装置 要点有机 覆盖 层法 ①将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到FeSO4溶液液面以下;②在液面上覆盖一层苯或煤油,以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应还原 性气 体保 护法 ①在装置Ⅰ中生成 FeSO4 溶液,并利用生成的H2将装置内的空气排尽;②关闭止水夹K,把FeSO4溶液压入装置Ⅱ中与NaOH溶液混合归纳拓展归纳拓展电解法 用铁作阳极,电解NaCl(或NaOH)溶液,并在液面上覆盖苯(或煤油),电解时,在两极间最先观察到白色沉淀项目 亚铁盐(Fe2+) 铁盐(Fe3+)颜色 浅绿色(溶液) 黄色(溶液)氧化性 与还 原性 弱氧化性:与Zn反应的离子方程式为 。 较强的还原性:与Cl2反应的离子方程式为 通常表现较强的 性,与Cu、I-反应的离子方程式为、1.亚铁盐与铁盐的性质氧化水解 水解使溶液呈酸性 Ksp=2.6×10-39,极易水解,只存在于酸性较强的溶液中溶液配 制与保存 加少量 ,防止其被氧化;加少量的相应酸,防止其 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铁粉水解红白色絮状沉淀灰绿红褐红显紫色2.几种重要的铁盐及其应用铁盐 名称或俗名 应用FeSO4·7H2O 绿矾 用作补血剂及植物补铁剂K2FeO4 高铁酸钾 用作水处理剂或制作高能电池(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O 莫尔盐(或摩尔盐) 用于冶金、电镀及织物媒染剂(NH4)2SO4·Fe2(SO4)3·24H2O 铁铵矾 测定卤素的指示剂K3[Fe(CN)6] 铁氰化钾,俗称赤 血盐 用于检验Fe2+[理解·辨析]判断正误(1)金属阳离子只有氧化性,不可能有还原性。( )(2)向某溶液中,滴加氯水,再滴加KSCN溶液,溶液显红色,该溶液中一定含Fe2+。( )×(4)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。( )××√(5)将Fe(NO3)2晶体样品溶于稀硫酸后,滴加KSCN溶液,观察溶液是否变红色,可检验 Fe(NO3)2 晶体是否已氧化变质。( )(6)向氯化铁溶液中滴加酸性KMnO4溶液,若酸性KMnO4溶液褪色,证明溶液中混有氯化亚铁。( )(7)向某溶液中滴加KSCN溶液,出现红色沉淀,证明溶液中存在Fe3+。( )×××D一、亚铁盐、铁盐的性质2.(2025·上海阶段检测)下列实验操作对应的现象和结论都正确的是( )D选项 实验操作 现象 结论[A] 向食品脱氧剂样品(含还原铁粉)中加入稀硫酸后滴加酸性KMnO4溶液 溶液紫 红色褪去 食品脱氧剂样品中含Fe2+[B] 向FeSO4溶液中滴入KSCN溶液再滴加H2O2溶液 加入H2O2溶液后溶液变成红色 Fe2+既有氧化性又有还原性[C] 向FeCl3溶液中加入铜片 溶液变为蓝色 金属铁比铜活泼[D] 向FeCl3溶液中加入KI溶液后滴加几滴淀粉溶液 溶液变为蓝色 氧化性:Fe3+>I2二、应用Fe2+、Fe3+的性质除杂3.除去括号中的杂质,并写出反应的离子方程式。(1)FeCl2(FeCl3),除杂方法: ,离子方程式为 。 (2)FeCl3(FeCl2),除杂方法: ,离子方程式为 。 (3)Fe2(SO4)3(FeSO4),除杂方法: ,离子方程式为 。 加入过量铁粉加入氯水(或通入Cl2)滴加H2O2溶液(4)FeCl2(Cu2+),除杂方法: ,离子方程式为 。 (5)CuCl2溶液(FeCl2),除杂方法: 。 加入过量铁粉,过滤先向溶液中加入氧化剂(如H2O2溶液、氯水),然后向混合液中加入CuO或Cu(OH)2,调pH,促进Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀,静置,过滤三、Fe2+和Fe3+的检验4.下列有关反应现象及实验结论的说法正确的是( )[A] 在氯水中加入过量铁粉,充分反应后滴加KSCN溶液,溶液变红[B] 向某溶液中滴加氯水后再加入KSCN溶液,溶液呈红色,则原溶液中一定含有Fe2+[C] 在溶液中滴加KSCN溶液,溶液显红色,证明原溶液中有Fe3+,无Fe2+[D] 在久置的FeSO4溶液中加入酸性KMnO4溶液,紫色褪去,说明FeSO4未完全变质D【解析】 铁粉过量,最终生成物为FeCl2,不能使KSCN溶液变红,故A错误;溶液中可能存在Fe3+,也能产生相同的现象,故B错误;Fe2+遇KSCN溶液没有明显现象,不能说明是否含Fe2+,故C错误;Fe2+能与酸性KMnO4溶液反应使其褪色,但Fe3+不与酸性KMnO4溶液反应,故D正确。5.选择合适试剂完成甲、乙两组实验。甲组:检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+。乙组:检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+。下列试剂及加入顺序能达到实验目的的是( )选项 甲组 乙组[A] 新制氯水、KSCN溶液 KSCN溶液[B] 酸性KMnO4溶液 KSCN溶液[C] 酸性KMnO4溶液 溴水[D] 溴水 酸性KMnO4溶液B【解析】 甲组,检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+,Fe2+具有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色,Fe3+不能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色,所以检验是否含有Fe2+可以选用酸性KMnO4溶液或溴水,不能选择KSCN溶液;乙组,检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+,Fe3+遇到KSCN溶液会变红色,而Fe2+不能使KSCN溶液变色,所以检验是否含有Fe3+,可以选用KSCN溶液,不能选择酸性KMnO4溶液、溴水,故B正确。1.铁及其化合物的转化关系——铁的“价—类”二维图(1)“价—类”二维图体现了物质类别和核心元素化合价两个角度的相关物质的转化关系。(2)铁的“价—类”二维图信息解读。①横向变化体现了同价态、不同物质类别(氧化物、盐、碱)之间的转化。a.碱性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H+)转化为盐。b.Fe2+、Fe3+与碱(OH-)反应生成对应的碱。c.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纵向变化体现了不同价态、同物质类别之间的转化,主要体现物质的氧化性或还原性。③斜向变化体现了不同价态、不同物质类别之间的转化,主要体现物质的氧化性或还原性。2.用离子方程式表示相应的转化关系[理解·辨析] 判断正误(1)FeCl3、FeCl2均能通过化合反应制取。( )(2)Fe(OH)2与稀硝酸、Fe(OH)3与HI溶液均发生中和反应,生成相应的盐和水。( )(3)由于铁的氧化物均不能与水反应,所以Fe(OH)2、Fe(OH)3只能通过复分解反应得到。( )(4)铁与氧化性酸反应都会被氧化为Fe3+。( )(5)Fe(OH)2置于坩埚中高温分解得到黑色的FeO。( )√××××1.铁及其化合物的“价—类”二维图如下。一、铁及其化合物转化回答下列问题。(1)预测Fe2+既有氧化性又有还原性,依据是 。 Fe2+中Fe的化合价为+2价,【解析】 (1)Fe2+中Fe的化合价为+2价,可以升高,也可以降低,所以Fe2+既有氧化性又有还原性。可以升高,也可以降低(2)检验溶液中是否含有Fe3+,常用的试剂是 (填化学式)。 【解析】 (2)Fe3+遇KSCN溶液显红色,所以检验溶液中的Fe3+,常用的试剂是KSCN溶液。KSCN溶液(3)铁粉高温下和水蒸气反应的化学方程式为 。 (4)白色的Fe(OH)2在空气中极不稳定,最终变为红褐色物质,用化学用语解释其原因: 。 (5)利用FeCl3溶液和覆铜板制作图案:取一小块覆铜板,用油性笔在覆铜板上画上设计好的图案,然后浸入盛有FeCl3溶液的小烧杯中。过一段时间后,取出覆铜板并用水清洗干净。反应的离子方程式为 。 二、含铁化合物的提纯与制备2.从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如图所示:下列说法正确的是( )[A] 试剂a是铁、试剂b是稀硫酸[B] 操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同[C] 试剂c是氯气,相应的反应为2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-[D] 用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否含有Fe2+C3.某实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)的装置如图所示(加热及夹持装置略)。下列说法错误的是( )B4.(2024·黑龙江大庆期中)以硫铁矿(主要成分为FeS2,还有少量CuS、SiO2)为原料,制备硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)和软磁性材料α-Fe2O3的工艺流程如图所示。回答下列问题。(1)焙烧后得到的固体主要成分为Fe2O3,写出焙烧过程主要反应的化学方程式: ,为提高焙烧的速率,可采取的措施是 (写一条即可)。 将硫铁矿粉碎等(合理即可)【解析】 (1)硫铁矿在空气中焙烧,空气中氧气参与反应,生成SO2和Fe2O3,化学方程式为4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2,为提高焙烧的速率,可采取的措施有将硫铁矿粉碎等。(2)试剂X是 (填化学式)。 Fe【解析】 (2)为了不引入新的杂质,加入试剂X是Fe,将Fe2(SO4)3还原为FeSO4。(3)焙烧产生的SO2会污染环境,用足量氨水吸收SO2,写出该反应的离子方程式: 。 (4)从“还原”得到的溶液中获得硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)的操作: 、 、过滤、洗涤、干燥。 蒸发浓缩冷却结晶【解析】 (4)从“还原”得到的FeSO4溶液中获得硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。(5)“沉铁”操作是将提纯后的FeSO4溶液与 NH3·H2O-NH4HCO3混合溶液反应,生成 FeCO3沉淀。写出该反应的离子方程式: 。 三、工艺流程中含铁杂质的去除5.从工业含镍废液(主要成分是Ni2+和Fe2+,还含有少量Mg2+、Co2+)为原料制取NiSO4·6H2O的过程如图:已知不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表。项目 Fe3+ Fe2+ Ni2+ Co2+ Mg2+开始沉淀的pH 2.7 7.0 7.1 7.6 9.3完全沉淀的pH 3.7 9.6 9.2 9.2 10.8(1)第一步中加入H2O2的目的是 ,发生主要反应的离子方程式为 。 把Fe2+氧化为Fe3+(2)加入NiO能除去Fe的原因为 ,除了NiO外,还可以选择 来达到相同的目的,此一步需调节溶液pH的范围为 。 加入NiO消耗溶液中的H+且不引入杂质离子NiCO3[或Ni(OH)2]3.7≤pH<7.1【解析】 (2)Fe3+水解生成Fe(OH)3和H+,NiO可以消耗H+,使水解平衡正向移动,则加入NiO能除去Fe的原因为加入NiO消耗溶液中的H+且不引入杂质离子;根据以上原理选用NiCO3或Ni(OH)2都可以达到相同的目的。根据金属离子开始沉淀的pH和完全沉淀的pH分析,因不能沉淀Ni2+,应调节溶液pH的范围为3.7≤pH<7.1。(3)根据上述思路设计实验方案除去CuCl2溶液中混有的少量FeCl2: 。 先通入适量Cl2(或加入适量H2O2),再向混合溶液中加入足量的CuO[或CuCO3或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3],充分反应后过滤规律方法无机化工流程中除去杂质中的含铁物质的一般步骤:第一步,酸浸,将铁的氧化物等转化为铁盐(或亚铁盐);第二步,根据实际的工艺目的选择加入H2O2等氧化剂将亚铁盐转化为铁盐;第三步,调节溶液pH将铁盐转化为氢氧化铁沉淀;第四步,过滤除去。1.判断正误。(1)(2024·浙江6月选考)FeO有还原性,能被氧化成Fe3O4。( )(2)(2024·山东卷)铁粉可用作食品脱氧剂。( )【解析】 (1)FeO有还原性,其中铁元素为+2价,用适当的氧化剂可以将其氧化成更高价态的Fe3O4。【解析】 (2)铁粉具有还原性,能与O2反应,可延长食品的保质期,作食品脱氧剂。√√(3)(2024·黑吉辽卷)用K3[Fe(CN)6]溶液检验NaBr溶液中是否含有Fe2+。( )(4)(2023·新课标卷)古壁画颜料中所用的铁红,其成分为Fe2O3。( )【解析】 (3)溶液中含有Fe2+,可以与K3[Fe(CN)6]发生反应生成蓝色沉淀。【解析】 (4)Fe2O3为红色,常被用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料,俗称铁红。√√2.(2024·新课标卷,9)实验室中利用如图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是( )[A] 反应为3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g)[B] 酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好[C] 用火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B3.(2023·浙江6月选考,3)氯化铁是一种重要的盐,下列说法不正确的是( )[A] 氯化铁属于弱电解质[B] 氯化铁溶液可腐蚀覆铜板[C] 氯化铁可由铁与氯气反应制得[D] 氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体A【解析】 氯化铁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,可用来蚀刻铜板,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;向沸水中滴加氯化铁饱和溶液,继续煮沸至液体呈红褐色,铁离子发生水解反应可得到氢氧化铁胶体,D正确。4.(2023·江苏卷,11)室温下,探究0.1 mol ·L-1 FeSO4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Fe3+ 向2 mL FeSO4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] Fe2+是否有还原性 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液,观察溶液颜色变化[C] Fe2+是否水解 向2 mL FeSO4溶液中滴加2～3滴酚酞溶液,观察溶液颜色变化[D] Fe2+能否催化H2O2 分解 向2 mL 5% H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液,观察气泡产生情况B5.(2022·天津卷,15)氯化铁是重要的化工原料。针对氯化铁的实验室的制备方法,回答下列问题。Ⅰ.FeCl3·6H2O的制备制备流程图如图所示。(1)将废铁屑分批加入稀盐酸中,至盐酸反应完全。判断反应完全的现象为 。 含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快,原因为 。 不再有气泡产生【解析】 (1)铁和稀盐酸反应生成氢气,反应完全的现象为无气泡产生;含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快,原因为Fe、Cu在稀盐酸中形成原电池,增大反应速率。Fe、Cu在稀盐酸中形成原电池,增大反应速率(2)操作①所必需的玻璃仪器中,除烧杯外还有 。 漏斗、玻璃棒【解析】 (2)操作①为过滤,所必需的玻璃仪器中,除烧杯外还有漏斗、玻璃棒。(3)检验FeCl3溶液中是否残留Fe2+的试剂是 。 K3[Fe(CN)6]溶液【解析】 (3)K3[Fe(CN)6]溶液和Fe2+反应生成蓝色沉淀,则检验FeCl3溶液中是否残留Fe2+的试剂是K3[Fe(CN)6]溶液。(4)为增大FeCl3溶液的浓度,向稀FeCl3溶液中加入纯铁粉后通入Cl2。此过程中发生的主要反应的离子方程式为 。 (5)操作②为 。 在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到FeCl3·6H2O晶体【解析】 (5)根据分析,操作②为溶液得到晶体过程,由于氯化铁易水解,则操作为氯化铁溶液经过在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到氯化铁晶体。Ⅱ.由FeCl3·6H2O制备无水FeCl3将FeCl3·6H2O与液体SOCl2混合并加热,制得无水FeCl3。已知SOCl2沸点为77 ℃,反应的化学方程式为FeCl3·6H2O+6SOCl2 FeCl3+6SO2↑+12HCl↑,装置如图所示(夹持和加热装置略)。(6)仪器A的名称为 ,其作用为 。 NaOH溶液的作用是 。 【解析】 (6)仪器A的名称为球形冷凝管,其作用为冷凝回流,NaOH溶液的作用是吸收SO2、HCl,防止污染环境。球形冷凝管冷凝回流SOCl2吸收SO2、HCl等尾气,防止污染环境(7)干燥管中无水CaCl2不能换成碱石灰,原因是 。 【解析】 (7)干燥管中无水CaCl2不能换成碱石灰,原因是碱石灰与SO2、HCl气体反应,失去干燥作用。碱石灰与SO2、HCl气体反应,失去干燥作用(8)由下列结晶水合物制备无水盐,适宜使用上述方法的是 (填字母)。 a.ZnCl2·H2Ob.CuSO4·5H2Oc.Na2S2O3·5H2O【解析】 (8)根据装置图信息,该装置适用于水解会生成挥发性物质的结晶水合物,适宜使用题述方法的是a。a课时作业9 铁及其化合物的性质(时间:30分钟 满分:75分)一、选择题(共9小题,每小题6分,共54分)1.(2024·江苏苏州期中)铁及其化合物具有广泛应用。下列铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是( )[A] Fe具有导电性,可用作食品抗氧化剂[B] Fe2O3呈红棕色,可用作颜料[C] FeSO4具有还原性,可用作补铁剂[D] FeCl3溶液具有酸性,可用作印刷电路板蚀刻剂B【解析】 铁为活泼金属,具有还原性,能与氧气发生氧化还原反应,因此可用作食品抗氧化剂,与其导电性无关,A不符合题意;Fe2O3呈红棕色,常用作红色涂料,B符合题意;FeSO4中含有Fe2+,可以用于治疗缺铁性贫血,与其还原性无关,C不符合题意;FeCl3溶液能与Cu发生氧化还原反应生成Fe2+和Cu2+,因此可用作印刷电路板蚀刻剂,与FeCl3溶液具有酸性无关,D不符合题意。2.下列有关Fe3+、Fe2+的性质及应用的说法正确的是( )①不能用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2②将废铁屑加入FeCl2溶液中,可用于除去工业废气中的Cl2③向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液,溶液显红色④将浓氢氧化钠溶液滴到饱和FeCl3溶液中制备Fe(OH)3胶体A[A] ①②⑥ [B] ①②③[C] ①④⑤ [D] ②④⑥3.(2024·北京西城区一模)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:2Fe+3H2O(g) Fe2O3+3H2[B] 肥皂液中产生气泡,不能证明铁与水蒸气反应生成H2[C] 向溶液a中滴加K3[Fe(CN)6]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KSCN溶液,溶液变红,证实了固体中含有Fe2O3B4.(2024·河南商丘期末)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] 只有④ [B] 只有③[C] ③和④均错误 [D] 全部错误C【解析】 铁离子与铁反应生成浅绿色的亚铁离子,故①正确;铁离子与硫氰化钾溶液反应显示红色,据此能够检验铁离子,故②正确;硫酸铜与氯化铁不发生反应,混合后溶液不会变成无色,故③错误;氯化铁与硝酸银反应生成白色氯化银沉淀,该性质不是铁离子的性质,故④错误;铁离子与氢氧化钠溶液反应生成红褐色氢氧化铁沉淀,据此可以检验是否存在铁离子,故⑤正确。5.(2024·广东佛山模拟)一种制备Fe(OH)2的改进装置如图所示,下列说法错误的是( )[A] 配制FeSO4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FeSO4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Na2CO3粉末,也能排尽空气D【解析】 配制FeSO4溶液时为了抑制Fe2+的水解,需加入稀硫酸,故A正确;实验时应先注入稀硫酸,稀硫酸和Na2CO3粉末反应产生CO2,利用CO2排尽装置中的空气,再注入NaOH溶液和FeSO4溶液,生成Fe(OH)2和Na2SO4,故B正确;装置N的作用是液封,防止空气进入装置M,并通过紫色石蕊溶液的颜色变化,判断装置M中的空气是否排尽,故C正确;用铁粉代替Na2CO3粉末,产生氢气,氢气的密度比空气的小,无法全部排出装置内的空气,故D错误。6.无水FeCl3常作为芳烃氯代反应的催化剂。某研究小组设计了如图流程,以废铁屑(含有少量碳和SiO2杂质)为原料制备无水FeCl3(s):已知:氯化亚砜( )熔点为-101 ℃,沸点为76 ℃,易水解。下列有关说法不正确的是( )[A] 操作①是过滤,用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗[B] 反应D→E的化学方程式为FeCl3·6H2O+6SOCl2 FeCl3+6SO2↑+12HCl↑[C] 该制备流程中试剂B可选用酸性高锰酸钾溶液或稀硝酸[D] 由D转化成E的过程中可能产生少量亚铁盐,其原因可能是生成的SO2将Fe3+还原成Fe2+,为了验证是SO2将Fe3+还原应进行的实验操作和现象是取样溶解后,先加盐酸酸化,再加入BaCl2溶液,生成白色沉淀C【解析】 操作①是过滤,过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗,故A正确;根据已知信息氯化亚砜熔点为-101 ℃,沸点为76 ℃,易水解,故FeCl3·6H2O与SOCl2反应的化学方程式为FeCl3·6H2O+6SOCl2 FeCl3+6SO2↑+12HCl↑,故B正确;该流程中试剂B的作用是将Fe2+氧化成Fe3+,酸性高锰酸钾溶液和稀硝酸都可以将Fe2+氧化成Fe3+,但都会引入新杂质,故C不正确;由D→E的化学方程式可知,反应中生成的二氧化硫可将氯化铁还原,若是SO2作还原剂,则氧化产物为硫酸盐,故取样溶解后,先加盐酸酸化,再加BaCl2溶液,产生白色沉淀,则可证明二氧化硫将Fe3+还原,故D正确。7.(2024·安徽合肥期中)用相同浓度的FeCl3和K3[Fe(CN)6]溶液进行实验:FeCl3溶液 溶液1(红色);K3[Fe(CN)6]溶液(黄色) 溶液2(不显红色)。下列说法不正确的是( )[A] 相同浓度的FeCl3和K3[Fe(CN)6]溶液中,Fe3+的浓度不同[B] Fe3+提供空轨道,CN-提供孤电子对,两者以配位键结合成[Fe(CN)6]3-[C] 溶液2不显红色,说明Fe3+与CN-的结合能力强于与SCN-的结合能力[D] 由对比实验可知,用KCN溶液检验FeCl3溶液中的Fe3+比用KSCN溶液更好D【解析】 通过加入KSCN溶液后的颜色变化可知,FeCl3溶液中的Fe3+浓度更高,故A正确;CN-中的C提供孤电子对,Fe3+提供空轨道,两者以配位键结合成[Fe(CN)6]3-,故B正确;溶液2不显红色,说明没有生成Fe(SCN)3,能表明Fe3+与CN-的结合能力强于与SCN-的结合能力,故C正确;含Fe3+的溶液和含[Fe(CN)6]3-的溶液均呈黄色,无法检验,故D错误。8.某实验小组采用如下实验探究该依地酸铁钠(强化补铁剂)中铁元素的化合价。已知:依地酸根离子是常见的配体,邻二氮菲可与Fe2+形成橙红色配合物。下列说法正确的是( )[A] 从现象②和③推测,依地酸铁钠中不含Fe(Ⅲ)[B] 从现象②和⑤推测,依地酸铁钠中含Fe(Ⅱ)[C] 从现象①、②和③推测,SCN-与Fe3+形成配合物的稳定性强于与依地酸铁钠形成的配合物[D] 从现象①、④和⑤推测,Fe2+与邻二氮菲形成配合物的稳定性强于与依地酸根离子形成的配合物D下列说法错误的是( )[A] 保存溶液A时,应加入少量铁粉[B] 其制备反应类型属于氧化还原反应[C] 取滤液进行焰色试验,火焰为黄色[D] FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O的物质的量之比最好为1∶29.纳米级四氧化三铁是应用最为广泛的软磁性材料之一。沉淀法是目前制备纳米四氧化三铁的重要方法,其流程如下:B【解析】 Fe2+易被空气中的氧气氧化,在保存含Fe2+的溶液时,需要加入少量铁粉,A项正确;反应中无元素化合价的变化,是非氧化还原反应,B项错误;滤液中含有Na+,所以进行焰色试验时火焰为黄色,C项正确;Fe3O4可写成FeO·Fe2O3,所以n(Fe2+)∶n(Fe3+)=1∶2,D项正确。二、非选择题(共1小题,共21分)10.(21分,每空3分)实验室用如图装置测定FeO和Fe2O3固体混合物中Fe2O3的质量,装置D的硬质双通玻璃管中的固体物质是FeO和Fe2O3的混合物。(1)如何检查装置A的气密性 。 (2)为了安全,在点燃D处的酒精灯之前,必须进行的操作是 。 (3)装置B的作用是 。装置C中装的液体是 , 所起的作用是 。 关闭a,从球形漏斗口加水,待水从漏斗管上升与容器的水面形成一段水柱差,停止加水,静置片刻,如水柱不下降,证明其气密性良好在b出口处检验氢气的纯度除去H2中混有的HCl气体浓硫酸干燥氢气(4)点燃D处的酒精灯,写出在硬质双通玻璃管中发生反应的化学方程式: 。 (5)若FeO和Fe2O3固体混合物的质量为23.2 g,反应完全后U形管的质量增加7.2 g,则混合物中Fe2O3的质量为 。 课时作业10 铁及其化合物的转化(时间:30分钟 满分:100分)一、选择题(共8小题,每小题8分,共64分)1.向硫酸铁溶液中通入少量SO2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] KSCN溶液、氯水 [B] K3[Fe(CN)6][C] NaOH溶液 [D] BaCl2溶液B2.(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( )C3.(2024·江苏泰州模拟)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( )B【解析】 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;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;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;Fe溶于稀盐酸生成FeCl2和H2,SO2具有弱氧化性,不能将Fe2+氧化为Fe3+,D不正确。4.硫酸亚铁是一种重要的化工原料,部分转化如图所示。下列说法正确的是( )[A] 只用KSCN溶液不可以检验FeSO4是否变质[B] 制纳米Fe3O4时通入的O2需过量[C] 制FeCO3时应将饱和Na2CO3溶液加入FeSO4溶液中[D] 生成(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的反应为氧化还原反应C【解析】 若FeSO4变质,其中含有Fe3+,遇KSCN溶液会变为红色,可据此检验FeSO4是否变质,A错误;四氧化三铁中铁元素为+2价、+3价,是部分Fe2+被氧化,应通入适量O2,不宜过量,B错误;制备FeCO3时,应将Na2CO3溶液缓慢加入盛有FeSO4溶液的反应容器中,避免生成氢氧化亚铁沉淀,C正确;生成(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的反应过程中无元素化合价的变化,因此该反应不是氧化还原反应,D错误。5.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C6.(2024·广东江门一模)实验室用NaHCO3和FeSO4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CO2可排除装置中的空气[B] 装置乙中盛装的试剂为饱和Na2CO3溶液B7.用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)制备超顺磁性纳米Fe3O4(平均直径为25 nm)的流程图如图所示(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H2O2需除去[D] 将步骤⑤得到的纳米Fe3O4均匀分散在水中时,不能产生丁达尔效应C8.(2025·福建福州八县(市)协作校期中)太阳能是理想的清洁能源,通过Fe3O4和FeO的热化学循环可以利用太阳能,其转化关系如图所示。下列叙述错误的是( )[A] 分析过程Ⅰ和Ⅱ,Fe3O4是该循环过程中的催化剂[B] 过程Ⅱ每生成46.4 g Fe3O4,转移0.6 mol电子[C] 用盐酸、K3[Fe(CN6)6]溶液不能检验Fe3O4和FeO混合物中的FeO[D] 该循环过程利用了太阳能,而且降低了环境中CO2的含量B二、非选择题(共2小题,共36分)9.(12分,每空3分)(2024·四川德阳阶段检测)铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。铁元素的“价—类”二维图如图所示,其中的箭头表示部分物质间的转化关系。请回答下列问题。(1)图中反应①的转化正确的是 (填字母)。 A.铁在氧气中燃烧B.铁与水蒸气在高温条件下反应C.铁在常温下发生吸氧腐蚀生成铁锈C【解析】 (1)反应①为Fe转化为Fe2O3,铁在氧气中燃烧生成Fe3O4,故A不符合题意;铁与水蒸气在高温条件下反应生成Fe3O4,故B不符合题意;铁在常温下发生吸氧腐蚀生成铁锈,主要成分为Fe2O3,故C符合题意。(2)工业上可用NaClO3氧化酸性FeCl2废液制备FeCl3。①写出NaClO3氧化酸性FeCl2废液制备FeCl3的离子方程式: 。 ②利用上述方法制备FeCl3后,经一系列操作得FeCl3固体,欲检验该FeCl3固体中是否含FeCl2,应该进行的实验操作是取少量FeCl3固体于试管中,加入适量水溶解,再加入 (填名称)溶液,若产生蓝色沉淀,说明含有FeCl2,否则不含FeCl2。 铁氰化钾【解析】 ②制备得到FeCl3后,经一系列操作得FeCl3固体,欲检验该FeCl3固体中是否含FeCl2,可取少量FeCl3固体于试管中,加入适量水溶解,再加入铁氰化钾,若产生蓝色沉淀,说明含有FeCl2,否则不含FeCl2。(3)由上图预测,下列说法正确的是 (填字母)。 A.FeCl3、FeCl2、Fe(OH)3均可通过化合反应制备B.加热Fe(OH)3可实现转化⑥,加水溶解可实现转化③C.Fe3O4相当于FeO和Fe2O3组成的混合物AD10.(24分,每空3分)某班同学用如下实验探究Fe2+与Fe3+的转化,回答下列问题。(1)实验Ⅰ:Fe3+转化为Fe2+。实验步骤及现象:甲组同学将少量铜粉加入1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液中,观察到铜粉消失,溶液黄色变浅,加入蒸馏水后无明显现象;乙组同学将过量铜粉加入1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液中,观察到铜粉有剩余,溶液黄色褪去,加入蒸馏水后出现白色沉淀;丙组同学将过量铜粉加入1 mL 0.05 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液中,观察到铜粉有剩余,溶液黄色褪去,变成蓝色,加入蒸馏水后无白色沉淀。①分别取三组实验反应后的溶液于三支试管中, (填操作步骤及现象),证明生成了Fe2+;分析三组实验结果,实验中均发生的反应的离子方程式为 。 加入几滴K3[Fe(CN)6]溶液,加入几滴K3[Fe(CN)6]溶液,均出现蓝色沉淀②对比三组实验,说明加入蒸馏水后沉淀的产生与有关。 铜粉的量、阴离子的种类【解析】 ②对比三组实验发现乙组相比甲组铜粉过量,乙组相比丙组阴离子不同,乙组加入蒸馏水后出现白色沉淀,说明加入蒸馏水后沉淀的产生与铜粉的量和阴离子的种类有关。③向丙组实验后的溶液中加入饱和NaCl溶液可能出现的现象为 。 有白色沉淀生成【解析】 ③加入饱和NaCl溶液引入Cl-,产生与乙组相同的阴离子,可能出现白色沉淀。④丙组同学在检验反应后的溶液中是否存在Fe3+时,取反应后的上层清液于试管中,滴加3滴KSCN溶液,结果出现白色沉淀。查阅资料:ⅰ.SCN-的化学性质与I-相似,CuSCN为白色固体;防止Fe2+被氧化②实验中产生NO的原因为 (用离子方程式表示)。 (3)实验Ⅲ:Fe2+与Fe3+相互转化。实验步骤及现象:将SO2通入足量Fe(NO3)3溶液中,溶液由黄色变为浅绿色,但立即又变为黄色,此时若滴入BaCl2溶液,则会产生白色沉淀。将产生的白色沉淀经过滤、洗涤、干燥后称量其质量为6.99 g,则整个实验中产生的气体(假设只生成一种气体,该气体遇空气变为红棕色)在标准状况下的体积为 。 0.448 L课时作业9 铁及其化合物的性质(时间:30分钟 满分:75分)一、选择题(共9小题,每小题6分,共54分)1.(2024·江苏苏州期中)铁及其化合物具有广泛应用。下列铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是( )[A] Fe具有导电性,可用作食品抗氧化剂[B] Fe2O3呈红棕色,可用作颜料[C] FeSO4具有还原性,可用作补铁剂[D] FeCl3溶液具有酸性,可用作印刷电路板蚀刻剂2.下列有关Fe3+、Fe2+的性质及应用的说法正确的是( )①不能用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2②将废铁屑加入FeCl2溶液中,可用于除去工业废气中的Cl2③向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液,溶液显红色④将浓氢氧化钠溶液滴到饱和FeCl3溶液中制备Fe(OH)3胶体⑤向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉的离子方程式:Fe3++Fe2Fe2+⑥Fe2+与H2O2在酸性溶液中的反应:2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O[A] ①②⑥ [B] ①②③[C] ①④⑤ [D] ②④⑥3.(2024·北京西城区一模)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:2Fe+3H2O(g)Fe2O3+3H2[B] 肥皂液中产生气泡,不能证明铁与水蒸气反应生成H2[C] 向溶液a中滴加K3[Fe(CN)6]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KSCN溶液,溶液变红,证实了固体中含有Fe2O34.(2024·河南商丘期末)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] 只有④ [B] 只有③[C] ③和④均错误 [D] 全部错误5.(2024·广东佛山模拟)一种制备Fe(OH)2的改进装置如图所示,下列说法错误的是( )[A] 配制FeSO4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FeSO4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Na2CO3粉末,也能排尽空气6.无水FeCl3常作为芳烃氯代反应的催化剂。某研究小组设计了如图流程,以废铁屑(含有少量碳和SiO2杂质)为原料制备无水FeCl3(s):已知:氯化亚砜()熔点为-101 ℃,沸点为76 ℃,易水解。下列有关说法不正确的是( )[A] 操作①是过滤,用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗[B] 反应D→E的化学方程式为FeCl3·6H2O+6SOCl2FeCl3+6SO2↑+12HCl↑[C] 该制备流程中试剂B可选用酸性高锰酸钾溶液或稀硝酸[D] 由D转化成E的过程中可能产生少量亚铁盐,其原因可能是生成的SO2将Fe3+还原成Fe2+,为了验证是SO2将Fe3+还原应进行的实验操作和现象是取样溶解后,先加盐酸酸化,再加入BaCl2溶液,生成白色沉淀7.(2024·安徽合肥期中)用相同浓度的FeCl3和K3[Fe(CN)6]溶液进行实验:FeCl3溶液溶液1(红色);K3[Fe(CN)6]溶液(黄色)溶液2(不显红色)。下列说法不正确的是( )[A] 相同浓度的FeCl3和K3[Fe(CN)6]溶液中,Fe3+的浓度不同[B] Fe3+提供空轨道,CN-提供孤电子对,两者以配位键结合成[Fe(CN)6]3-[C] 溶液2不显红色,说明Fe3+与CN-的结合能力强于与SCN-的结合能力[D] 由对比实验可知,用KCN溶液检验FeCl3溶液中的Fe3+比用KSCN溶液更好8.某实验小组采用如下实验探究该依地酸铁钠(强化补铁剂)中铁元素的化合价。已知:依地酸根离子是常见的配体,邻二氮菲可与Fe2+形成橙红色配合物。下列说法正确的是( )[A] 从现象②和③推测,依地酸铁钠中不含Fe(Ⅲ)[B] 从现象②和⑤推测,依地酸铁钠中含Fe(Ⅱ)[C] 从现象①、②和③推测,SCN-与Fe3+形成配合物的稳定性强于与依地酸铁钠形成的配合物[D] 从现象①、④和⑤推测,Fe2+与邻二氮菲形成配合物的稳定性强于与依地酸根离子形成的配合物9.纳米级四氧化三铁是应用最为广泛的软磁性材料之一。沉淀法是目前制备纳米四氧化三铁的重要方法,其流程如下:下列说法错误的是( )[A] 保存溶液A时,应加入少量铁粉[B] 其制备反应类型属于氧化还原反应[C] 取滤液进行焰色试验,火焰为黄色[D] FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O的物质的量之比最好为1∶2二、非选择题(共1小题,共21分)10.(21分,每空3分)实验室用如图装置测定FeO和Fe2O3固体混合物中Fe2O3的质量,装置D的硬质双通玻璃管中的固体物质是FeO和Fe2O3的混合物。(1)如何检查装置A的气密性 。 (2)为了安全,在点燃D处的酒精灯之前,必须进行的操作是 。 (3)装置B的作用是 。装置C中装的液体是 , 所起的作用是 。 (4)点燃D处的酒精灯,写出在硬质双通玻璃管中发生反应的化学方程式: 。 (5)若FeO和Fe2O3固体混合物的质量为23.2 g,反应完全后U形管的质量增加7.2 g,则混合物中Fe2O3的质量为 。 课时作业9 铁及其化合物的性质1.B 铁为活泼金属,具有还原性,能与氧气发生氧化还原反应,因此可用作食品抗氧化剂,与其导电性无关,A不符合题意;Fe2O3呈红棕色,常用作红色涂料,B符合题意;FeSO4中含有Fe2+,可以用于治疗缺铁性贫血,与其还原性无关,C不符合题意;FeCl3溶液能与Cu发生氧化还原反应生成Fe2+和Cu2+,因此可用作印刷电路板蚀刻剂,与FeCl3溶液具有酸性无关,D不符合题意。2.A Cl-也能使酸性KMnO4溶液褪色,故不能用酸性 KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2,故①正确;Cl2具有强氧化性,能氧化Fe2+生成Fe3+,Fe3+能氧化Fe生成Fe2+,涉及的反应为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-、2Fe3++Fe3Fe2+,从而除去氯气,故②正确;NH4SCN溶液可检验Fe3+,FeCl2不能使NH4SCN溶液变红,故③错误;将浓氢氧化钠溶液滴到饱和FeCl3溶液中会得到氢氧化铁沉淀,无法得到胶体,故④错误;反应Fe3++Fe2Fe2+不遵循电荷守恒,正确的离子方程式为2Fe3++Fe3Fe2+,故⑤错误;酸性环境中H2O2可以将Fe2+氧化为Fe3+,离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O,故⑥正确。3.B 铁与高温水蒸气反应,生成Fe3O4和H2,化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,故A错误;肥皂液中产生气泡,只能说明有气体,不能证明铁与水蒸气反应生成H2,故B正确;根据题意可知,少量Fe3O4溶于稀硫酸,会生成硫酸铁和硫酸亚铁,向溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,出现蓝色沉淀,说明溶液中含有亚铁离子,不能说明铁粉未完全反应,故C错误;根据题意可知,少量Fe3O4溶于稀硝酸,生成硝酸铁,向溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红,证明溶液中含有铁离子,但不能证实固体中含有Fe2O3,故D错误。4.C 铁离子与铁反应生成浅绿色的亚铁离子,故①正确;铁离子与硫氰化钾溶液反应显示红色,据此能够检验铁离子,故②正确;硫酸铜与氯化铁不发生反应,混合后溶液不会变成无色,故③错误;氯化铁与硝酸银反应生成白色氯化银沉淀,该性质不是铁离子的性质,故④错误;铁离子与氢氧化钠溶液反应生成红褐色氢氧化铁沉淀,据此可以检验是否存在铁离子,故⑤正确。5.D 配制FeSO4溶液时为了抑制Fe2+的水解,需加入稀硫酸,故A正确;实验时应先注入稀硫酸,稀硫酸和Na2CO3粉末反应产生CO2,利用CO2排尽装置中的空气,再注入NaOH溶液和FeSO4溶液,生成Fe(OH)2和Na2SO4,故B正确;装置N的作用是液封,防止空气进入装置M,并通过紫色石蕊溶液的颜色变化,判断装置M中的空气是否排尽,故C正确;用铁粉代替Na2CO3粉末,产生氢气,氢气的密度比空气的小,无法全部排出装置内的空气,故D错误。6.C 操作①是过滤,过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗,故A正确;根据已知信息氯化亚砜熔点为-101 ℃,沸点为76 ℃,易水解,故FeCl3·6H2O与SOCl2反应的化学方程式为FeCl3·6H2O+6SOCl2FeCl3+6SO2↑+12HCl↑,故B正确;该流程中试剂B的作用是将Fe2+氧化成Fe3+,酸性高锰酸钾溶液和稀硝酸都可以将Fe2+氧化成Fe3+,但都会引入新杂质,故C不正确;由D→E的化学方程式可知,反应中生成的二氧化硫可将氯化铁还原,若是SO2作还原剂,则氧化产物为硫酸盐,故取样溶解后,先加盐酸酸化,再加BaCl2溶液,产生白色沉淀,则可证明二氧化硫将Fe3+还原,故D正确。7.D 通过加入KSCN溶液后的颜色变化可知,FeCl3溶液中的Fe3+浓度更高,故A正确;CN-中的C提供孤电子对,Fe3+提供空轨道,两者以配位键结合成[Fe(CN)6]3-,故B正确;溶液2不显红色,说明没有生成Fe(SCN)3,能表明Fe3+与CN-的结合能力强于与SCN-的结合能力,故C正确;含Fe3+的溶液和含[Fe(CN)6]3-的溶液均呈黄色,无法检验,故D错误。8.D 根据现象②、③可知,依地酸铁钠溶液不含Fe2+、Fe3+,说明铁元素形成了非常稳定的络合离子,不能确定依地酸铁钠不含Fe(Ⅱ)或不含Fe(Ⅲ),故A错误;依据现象②和⑤,不能推测出依地酸铁钠中含Fe(Ⅱ),因为④加入了维生素C,具有还原性,还原后可以得到Fe(Ⅱ),故B错误;依据现象①、②和③推测,加入KSCN溶液,无明显变化,说明无硫氰化铁生成,则SCN-与Fe3+形成配合物的稳定性弱于依地酸铁钠,故C错误;依据现象⑤推测,加入少量维生素C后,溶液中生成了Fe2+,且Fe2+与邻二氮菲结合形成更稳定的配合物,而不与依地酸根离子形成配合物,说明邻二氮菲与Fe2+形成的配合物更稳定,故D正确。9.B Fe2+易被空气中的氧气氧化,在保存含Fe2+的溶液时,需要加入少量铁粉,A项正确;反应中无元素化合价的变化,是非氧化还原反应,B项错误;滤液中含有Na+,所以进行焰色试验时火焰为黄色,C项正确;Fe3O4可写成FeO·Fe2O3,所以n(Fe2+)∶n(Fe3+)=1∶2,D项正确。10.【答案】 (1)关闭a,从球形漏斗口加水,待水从漏斗管上升与容器的水面形成一段水柱差,停止加水,静置片刻,如水柱不下降,证明其气密性良好(2)在b出口处检验氢气的纯度(3)除去H2中混有的HCl气体 浓硫酸 干燥氢气(4)Fe2O3+3H22Fe+3H2O、FeO+H2Fe+H2O(5)16 g【解析】 装置E的作用是吸收反应生成的水,为了保证纯净的H2进入装置D,必须利用装置B、C除杂(HCl和水蒸气);为了保证装置E增加的质量等于反应生成水的质量,必须用装置F防止空气中的水蒸气进入装置E。由Fe2O3+3H22Fe+3H2O、FeO+2H2Fe+H2O可知,m(Fe2O3)+m(FeO)=23.2 g,两反应生成的m(H2O)=7.2 g,设Fe2O3为x mol,FeO为y mol,则160x+72y=23.2,(3x+y)×18=7.2,解得x=0.1,故Fe2O3的质量为160 g·mol-1×0.1 mol=16 g。(第1页)课时作业10 铁及其化合物的转化(时间:30分钟 满分:100分)一、选择题(共8小题,每小题8分,共64分)1.向硫酸铁溶液中通入少量SO2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] KSCN溶液、氯水 [B] K3[Fe(CN)6][C] NaOH溶液 [D] BaCl2溶液2.(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:4Fe2++O2+2H2O4Fe3++4OH-[B] Fe(OH)3固体溶于HI溶液:Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O[C] 用FeCl3饱和溶液制备Fe(OH)3胶体:Fe3++3H2O(沸水)Fe(OH)3(胶体)+3H+[D] 过量铁粉与稀硝酸反应:Fe+4H++NFe3++NO↑+2H2O3.(2024·江苏泰州模拟)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] Fe2O3FeCl3(aq)FeCl3(s)[B] FeFeI2FeCl3[C] FeS2Fe2O3Fe(OH)3[D] FeFeCl2(aq)FeCl3(aq)4.硫酸亚铁是一种重要的化工原料,部分转化如图所示。下列说法正确的是( )[A] 只用KSCN溶液不可以检验FeSO4是否变质[B] 制纳米Fe3O4时通入的O2需过量[C] 制FeCO3时应将饱和Na2CO3溶液加入FeSO4溶液中[D] 生成(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的反应为氧化还原反应5.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6.(2024·广东江门一模)实验室用NaHCO3和FeSO4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CO2可排除装置中的空气[B] 装置乙中盛装的试剂为饱和Na2CO3溶液[C] 装置丙中发生反应的离子方程式:Fe2++2HCFeCO3↓+CO2↑+H2O[D] 反应结束后,将装置丙中反应液静置、过滤、洗涤、干燥,可得到碳酸亚铁7.用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)制备超顺磁性纳米Fe3O4(平均直径为25 nm)的流程图如图所示(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H2O2需除去[D] 将步骤⑤得到的纳米Fe3O4均匀分散在水中时,不能产生丁达尔效应8.(2025·福建福州八县(市)协作校期中)太阳能是理想的清洁能源,通过Fe3O4和FeO的热化学循环可以利用太阳能,其转化关系如图所示。已知:反应K3[Fe(CN)6]+FeCl2KFe[Fe(CN)6]↓(蓝色)+2KCl可用来检验Fe2+。下列叙述错误的是( )[A] 分析过程Ⅰ和Ⅱ,Fe3O4是该循环过程中的催化剂[B] 过程Ⅱ每生成46.4 g Fe3O4,转移0.6 mol电子[C] 用盐酸、K3[Fe(CN6)6]溶液不能检验Fe3O4和FeO混合物中的FeO[D] 该循环过程利用了太阳能,而且降低了环境中CO2的含量二、非选择题(共2小题,共36分)9.(12分,每空3分)(2024·四川德阳阶段检测)铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。铁元素的“价—类”二维图如图所示,其中的箭头表示部分物质间的转化关系。请回答下列问题。(1)图中反应①的转化正确的是 (填字母)。 A.铁在氧气中燃烧B.铁与水蒸气在高温条件下反应C.铁在常温下发生吸氧腐蚀生成铁锈(2)工业上可用NaClO3氧化酸性FeCl2废液制备FeCl3。①写出NaClO3氧化酸性FeCl2废液制备FeCl3的离子方程式: 。 ②利用上述方法制备FeCl3后,经一系列操作得FeCl3固体,欲检验该FeCl3固体中是否含FeCl2,应该进行的实验操作是取少量FeCl3固体于试管中,加入适量水溶解,再加入 (填名称)溶液,若产生蓝色沉淀,说明含有FeCl2,否则不含FeCl2。 (3)由上图预测,下列说法正确的是 (填字母)。 A.FeCl3、FeCl2、Fe(OH)3均可通过化合反应制备B.加热Fe(OH)3可实现转化⑥,加水溶解可实现转化③C.Fe3O4相当于FeO和Fe2O3组成的混合物D.高铁酸盐(Fe)可作净水剂10.(24分,每空3分)某班同学用如下实验探究Fe2+与Fe3+的转化,回答下列问题。(1)实验Ⅰ:Fe3+转化为Fe2+。实验步骤及现象:甲组同学将少量铜粉加入 1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液中,观察到铜粉消失,溶液黄色变浅,加入蒸馏水后无明显现象;乙组同学将过量铜粉加入1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液中,观察到铜粉有剩余,溶液黄色褪去,加入蒸馏水后出现白色沉淀;丙组同学将过量铜粉加入 1 mL 0.05 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液中,观察到铜粉有剩余,溶液黄色褪去,变成蓝色,加入蒸馏水后无白色沉淀。①分别取三组实验反应后的溶液于三支试管中, (填操作步骤及现象),证明生成了Fe2+;分析三组实验结果,实验中均发生的反应的离子方程式为 。 ②对比三组实验,说明加入蒸馏水后沉淀的产生与 有关。 ③向丙组实验后的溶液中加入饱和NaCl溶液可能出现的现象为 。 ④丙组同学在检验反应后的溶液中是否存在Fe3+时,取反应后的上层清液于试管中,滴加3滴KSCN溶液,结果出现白色沉淀。查阅资料:ⅰ.SCN-的化学性质与I-相似,CuSCN为白色固体;ⅱ.2Cu2++4I-2CuI(白色)↓+I2。写出该实验中出现白色沉淀的离子方程式: 。 (2)实验Ⅱ:Fe2+转化为Fe3+。实验步骤及现象:向3 mL 0.1 mol·L-1 FeSO4溶液中加入稍过量稀硝酸,溶液变为棕色,放置一段时间后,棕色消失,溶液变为黄色,已知Fe2++NOFe(NO)2+(棕色)。①使用的FeSO4溶液中存在少量铁屑,其目的是 。 ②实验中产生NO的原因为 (用离子方程式表示)。 (3)实验Ⅲ:Fe2+与Fe3+相互转化。实验步骤及现象:将SO2通入足量Fe(NO3)3溶液中,溶液由黄色变为浅绿色,但立即又变为黄色,此时若滴入BaCl2溶液,则会产生白色沉淀。将产生的白色沉淀经过滤、洗涤、干燥后称量其质量为6.99 g,则整个实验中产生的气体(假设只生成一种气体,该气体遇空气变为红棕色)在标准状况下的体积为 。 课时作业10 铁及其化合物的转化1.B 向硫酸铁溶液中通入少量SO2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不符合题意;含Fe2+的溶液与K3[Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀,能证明SO2与硫酸铁发生氧化还原反应,故B符合题意;加入NaOH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不符合题意;加入BaCl2溶液,可产生硫酸钡白色沉淀,由于原溶液也含有S,不能说明反应生成了S,不能证明二者发生了反应,故D不符合题意。2.C Fe3+与OH-不能大量共存,A项错误;Fe(OH)3与HI发生氧化还原反应,离子方程式为2Fe(OH)3+6H++2I-2Fe2++I2+6H2O,B项错误;将FeCl3饱和溶液滴入沸水中,加热至液体呈红褐色即制得Fe(OH)3胶体,反应的离子方程式为Fe3++3H2O(沸水)Fe(OH)3(胶体)+3H+,C项正确;过量的铁粉与稀硝酸反应生成的是Fe2+,离子方程式为3Fe+8H++2N3Fe2++2NO↑+4H2O,D项错误。3.B 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;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;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;Fe溶于稀盐酸生成FeCl2和H2,SO2具有弱氧化性,不能将Fe2+氧化为Fe3+,D不正确。4.C 若FeSO4变质,其中含有Fe3+,遇KSCN溶液会变为红色,可据此检验FeSO4是否变质,A错误;四氧化三铁中铁元素为+2价、+3价,是部分Fe2+被氧化,应通入适量O2,不宜过量,B错误;制备FeCO3时,应将Na2CO3溶液缓慢加入盛有FeSO4溶液的反应容器中,避免生成氢氧化亚铁沉淀,C正确;生成(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的反应过程中无元素化合价的变化,因此该反应不是氧化还原反应,D错误。5.C Fe与Fe(Ⅲ)的盐类物质可发生反应生成Fe(Ⅱ)的盐类物质,Fe+2Fe3+3Fe2+,故A正确;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;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胶体的操作为向沸水中滴加饱和FeCl3溶液,继续煮沸至液体呈红褐色,停止加热,故C错误;可存在b→c→d→e→b的循环转化关系,如FeCl2Fe(OH)2Fe(OH)3FeCl3FeCl2,故D正确。6.B 装置甲产生CO2可排除装置中的空气,开始时应先通一段时间CO2排尽装置中的空气,防止FeCO3被氧化,A正确;CO2经过饱和碳酸氢钠溶液除去HCl,而不是饱和碳酸钠溶液,B不正确;装置丙中HC与Fe2+反应生成 FeCO3,同时生成CO2和H2O,Fe2++2HCFeCO3↓+CO2↑+H2O,C正确;装置丙中碳酸亚铁为沉淀,故反应后将装置丙中反应液静置、过滤、洗涤、干燥,可得到碳酸亚铁,D正确。7.C 铁泥(主要成分为Fe2O3、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、过量的氯化氢;加入铁粉还原铁离子,2Fe3++Fe3Fe2+,过量的盐酸和Fe发生反应2HCl+FeFeCl2+H2↑,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 Fe(OH)2;向悬浊液C中加入H2O2溶液,反应完成后需除去剩余的H2O2,再与氯化亚铁混合,经一系列操作后得到产品Fe3O4。滤液B的溶质主要为氯化亚铁,A项错误;加入铁粉还原铁离子的反应2Fe3++Fe3Fe2+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;为防止H2O2在步骤⑤中继续氧化亚铁离子,需除去剩余H2O2,C项正确;超顺磁性纳米Fe3O4平均直径为25 nm,将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。8.B 总反应分两步,先发生反应Ⅰ,后发生反应Ⅱ,Fe3O4在反应Ⅰ中消耗,在反应Ⅱ中生成,故Fe3O4作总反应的催化剂,A正确;根据图示,结合元素守恒可知,过程Ⅱ中反应的化学方程式为6FeO+CO22Fe3O4+C,铁元素由+2价上升到+价,46.4 g Fe3O4的物质的量为=0.2 mol,转移电子的物质的量为 0.2 mol×3×(-2)=0.4 mol,B错误;FeO和Fe3O4溶于盐酸,发生的反应有FeO+2H+Fe2++H2O、Fe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2O,Fe3O4中也含+2价铁,无法用 K3[Fe(CN6)6] 溶液检验Fe3O4和FeO混合物中的FeO,C正确;根据题述循环过程,从绿色化学角度分析,该循环过程利用了太阳能,而且降低了环境中CO2的含量,D正确。9.【答案】 (1)C(2)①Cl+6Fe2++6H+Cl-+6Fe3++3H2O ②铁氰化钾(3)AD【解析】 (1)反应①为Fe转化为Fe2O3,铁在氧气中燃烧生成Fe3O4,故A不符合题意;铁与水蒸气在高温条件下反应生成Fe3O4,故B不符合题意;铁在常温下发生吸氧腐蚀生成铁锈,主要成分为Fe2O3,故C符合题意。(2)①NaClO3氧化酸性FeCl2废液制备FeCl3的离子方程式为Cl+6Fe2++6H+Cl-+6Fe3++3H2O。②制备得到FeCl3后,经一系列操作得FeCl3固体,欲检验该FeCl3固体中是否含FeCl2,可取少量FeCl3固体于试管中,加入适量水溶解,再加入铁氰化钾,若产生蓝色沉淀,说明含有FeCl2,否则不含FeCl2。(3)Fe和Cl2反应可生成FeCl3,Fe和FeCl3反应可生成FeCl2,Fe(OH)2和氧气、水反应可生成 Fe(OH)3,故A正确;Fe(OH)3受热时会发生分解反应,生成Fe2O3和水,可实现转化⑥,加酸溶解可实现转化③,故B错误;Fe3O4中Fe的化合价介于FeO和Fe2O3之间,不是FeO和Fe2O3组成的混合物,故C错误;高铁酸盐是一种绿色净水剂,其有效成分是高铁酸根离子(Fe),铁呈 +6价,具有很强的氧化性,能通过氧化作用进行消毒,同时,反应过后的还原产物Fe3+在溶液中水解生成 Fe(OH)3胶体,能够将水中的悬浮物聚集形成沉淀,故D正确。10.【答案】 (1)①加入几滴K3[Fe(CN)6]溶液,均出现蓝色沉淀2Fe3++CuCu2++2Fe2+ ②铜粉的量、阴离子的种类③有白色沉淀生成 ④2Cu2++4SCN-2CuSCN↓+(SCN)2(2)①防止Fe2+被氧化 ②3Fe2++N+4H+3Fe3++NO↑+2H2O(3)0.448 L【解析】 (1)①检验Fe2+的方法为取少量反应后的溶液于试管中,加入几滴K3[Fe(CN)6]溶液,若出现蓝色沉淀,则证明存在Fe2+;三组实验中铜粉全部或部分溶解,溶液黄色变浅或褪去,均发生反应2Fe3++CuCu2++2Fe2+。②对比三组实验发现乙组相比甲组铜粉过量,乙组相比丙组阴离子不同,乙组加入蒸馏水后出现白色沉淀,说明加入蒸馏水后沉淀的产生与铜粉的量和阴离子的种类有关。③加入饱和NaCl溶液引入Cl-,产生与乙组相同的阴离子,可能出现白色沉淀。④由已知信息,SCN-与Cu2+的反应类比I-与Cu2+的反应,可得离子方程式为2Cu2++4SCN-2CuSCN↓+(SCN)2。(2)②Fe2+被加入的稀硝酸氧化为Fe3+,稀硝酸被还原为NO,反应的离子方程式为3Fe2++N+4H+3Fe3++NO↑+2H2O。(3)由滴入BaCl2溶液,会产生白色沉淀可知,具有还原性的SO2通入Fe(NO3)3溶液中被氧化为S,白色沉淀为BaSO4,溶液由黄色变为浅绿色,说明Fe3+被还原为Fe2+,但立即又变为黄色,说明生成的Fe2+又被氧化为Fe3+,整个过程相当于N被还原为NO,根据得失电子守恒,SO2失去电子数等于N得到电子数,SO2~BaSO4~2e-,N~NO~3e-,n(BaSO4)=0.03 mol,n(e-)=0.06 mol,n(NO)=0.02 mol,则标准状况下V(NO)=0.448 L。(第1页) 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第三章 第2讲 铁及其化合物.docx 第三章 第2讲 铁及其化合物.pptx 课时作业10 铁及其化合物的转化.docx 课时作业9 铁及其化合物的性质.docx
资源列表
