高考化学一轮复习第四章金属及其化合物第13讲铁及其重要化合物课件

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高考化学一轮复习第四章金属及其化合物第13讲铁及其重要化合物课件

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(共69张PPT)
课标要求 1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解铁及其重要化合物的主要性质,
了解这些物质在生产、生活中的应用。
2.结合实例认识铁及其化合物的多样性,了解通过化学反应可以探索物质性质,实
现物质转化。
考点一 铁及其氧化物、氢氧化物
1.铁元素
2.铁单质
(1)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。
(2)铁的化学性质
铁的原子结构示意图为  ,失去电子后生成+2价或+3价的铁,因此铁具有较强的还原性。
银白
磁体
3.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
+2价
+3价
+2价、+3价
(2)化学性质
①FeO、Fe2O3都属于碱性氧化物,能溶于强酸,分别写出二者溶于稀硫酸的离子方程式: 
、   。
②FeO不稳定,在空气中受热,能迅速被氧化成   。
③铁的氧化物还能被CO、Al还原,分别写出氧化铁与CO、Al反应的化学方程式:
    、   。
④FeO与氧化性酸反应
写出FeO溶于过量稀硝酸的化学方程式:   。
⑤Fe2O3与还原性酸反应
写出Fe2O3溶于过量氢碘酸(HI)的离子方程式:   。
FeO+2H+====Fe2++H2O
Fe2O3+6H+====2Fe3++3H2O
3FeO+10HNO3(稀)====3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O
Fe2O3+2I-+6H+====2Fe2++I2+3H2O
学以致用
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(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分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同。(   )
(3)铁是活泼金属,在常温下与任何酸反应都产生H2。(   )
(4)Fe3O4可用FeO·Fe2O3表示,故Fe3O4为混合物。(   )
(5)氧化铁能与酸反应,所以可用于制作红色颜料。(   )
(6)Fe3O4属于碱性氧化物,其稳定性弱于FeO。(   )
×
×
×
×
4.铁的氢氧化物
(1)氢氧化铁和氢氧化亚铁的比较
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++2H2OFe(OH)3+3H+====Fe3++3H2O
制法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↓
二者的关系 在空气中,Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3,现象是
   ,最后变成   ,化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3

红褐
白色絮状沉淀迅速变成灰绿色
红褐色
(2)氢氧化亚铁的制备
①制备原理:   (写出离子方程式)。
②成功关键: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。
③制备方法
有机覆
盖层法 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
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,可长时间观察到白色沉淀

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

Fe2++2OH-====Fe(OH)2↓
(人教版必修一 P72改编)白色的Fe(OH)2会被溶解在溶液中的氧气氧化。在实验室里,如何得到Fe(OH)2呢?
Ⅰ.上述反应的化学方程式为   。
Ⅱ.体系环境:隔绝空气中的   ,防止Fe(OH)2被氧化。
Ⅲ.反应试剂:用最新配制的FeSO4和NaOH溶液,配制溶液所需蒸馏水必须煮沸、冷却后使用,其目的是   。
学以致用
4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3
O2
除去蒸馏水中溶解的O2
考向1 铁单质的性质及转化
1.钠与水反应、铁与水蒸气反应的实验装置如图所示。
Ⅰ.钠与水反应 Ⅱ.铁与水蒸气反应


C
2.(2025·杭州二中模拟)下列有关铁及其化合物的实验方案,对应的现象和结论都正确的是(   )
选项 实验方案 现象 结论
A. 将红热的铁与水蒸气在高温条件下反应,反应结束后,将磁铁靠近产物 反应结束后有黑色固体生成,且该固体被磁铁吸引 铁与水蒸气在高温下反应,生成Fe3O4
B. 将稀硝酸加入过量铁粉中,充分反应后滴加KSCN溶液 有气体生成,溶液呈红色 稀硝酸将Fe氧化为Fe3+
C. 将铁丝插入浓硝酸中 开始产生红棕色气体后无明显现象 铁与浓硝酸不反应
D. 已知[Fe(SO2)6]3+呈红棕色,往FeCl3溶液中通入SO2 溶液先变为红棕色,过一段时间又变成浅绿色 Fe3+与SO2络合反应速率比氧化还原反应速率快,但氧化还原反应的产物更稳定
D
【解析】 铁与水蒸气高温反应生成Fe3O4,产物为黑色磁性固体,现象与结论均正确,但若铁未完全反应,产物中可能含未反应的Fe(同样具有磁性),仅凭磁铁吸引无法排除Fe的干扰,A错误;过量铁粉与稀硝酸反应生成Fe2+,溶液中无Fe3+残留,滴加KSCN不会显红色,现象描述为溶液变红,与过量铁的条件矛盾,结论错误,B错误;铁丝插入浓硝酸中,因钝化反应生成致密氧化膜,阻止进一步反应,现象为短暂产生红棕色气体后无明显现象,钝化是化学变化,C错误;Fe3+与SO2先快速络合生成红棕色[Fe(SO2)6]3+,后发生氧化还原反应生成浅绿色Fe2+,说明络合反应速率快但氧化还原反应的产物更稳定,D正确。
铁与不同氧化剂反应生成+2价或+3价铁的规律
3.在火星上工作的某探测车的一个重要任务是收集有关Fe2O3及硫酸盐的信息,以证明火星上存在或曾经存在过水。下列叙述正确的是(   )
A.铝热剂就是Fe2O3和铝粉的混合物
B.检验从火星上带回来的红色物质是不是Fe2O3的操作步骤为样品→粉碎→加水溶解→
过滤→向滤液中滴加KSCN溶液
C.分别还原a mol Fe2O3所需H2、Al、CO的物质的量之比为3∶2∶3
D.明矾属于硫酸盐,含结晶水,是混合物
【解析】 铝热剂是铝粉和难熔金属氧化物的混合物,A错误;Fe2O3不溶于水,且不和水反应,应加入盐酸或稀硫酸溶解后再加KSCN 溶液,B错误;a mol Fe2O3被还原得到
6a mol 电子,根据得失电子守恒可知,分别消耗H2、Al、CO的物质的量是3a mol、
2a mol、3a mol,物质的量之比为3∶2∶3,C正确;明矾为结晶水合物,属于纯净物,D错误。
考向2 铁的氧化物的性质及转化
C
4.下列关于铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的叙述正确的是(   )
A.铁的三种氧化物中铁元素的化合价完全相同
B.都是碱性氧化物,都能与盐酸反应生成氯化铁和水
C.赤铁矿的主要成分是Fe2O3,常用作红色颜料
D.FeO不稳定,在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3
【解析】 FeO、Fe2O3、Fe3O4中铁元素的化合价分别为+2价、+3价、+2价和+3价,A错误;FeO是碱性氧化物,Fe3O4不是碱性氧化物,B错误;FeO不稳定,在空气中加热迅速被氧化成Fe3O4,D错误。
C
5.下列有关铁的氢氧化物的说法中,不正确的是(   )
A.Fe(OH)2是一种黑色固体,不稳定,在空气中易被氧化转变为红褐色固体
B.Fe(OH)2具有还原性,在空气中易被氧化为Fe(OH)3
C.Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性,受热能分解
D.Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明,能产生丁达尔现象
【解析】 Fe(OH)2是一种白色固体,不稳定,在空气中易被氧化转变为红褐色固体Fe(OH)3,化学方程式:4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3,A错误。
考向3 铁的氢氧化物的制备及性质
A
6.为较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀,化学实验小组设计了如图1装置制备Fe(OH)2。下列叙述不正确的是(   )
A.配制FeSO4溶液所用的蒸馏水应先煮沸,然后密封冷却
B.若需用2.0 mol·L-1 FeSO4溶液配制100 mL 0.1 mol·L-1 FeSO4溶液,图2提供的仪器中不需要的有3种,另外还必须补充1种玻璃仪器才能完成实验
C.预测实验现象为钠会在两液体界面上下跳动,有气泡产生,水层会出现白色沉淀
D.图1中上层液体X为苯或煤油
【解析】 配制100 mL 2.0 mol·L-1 FeSO4溶液一定需要的玻璃仪器:100 mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和量筒,不需要漏斗,B错误。
B
7.某同学设计如图所示装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。
(1)仪器1的名称:   。装置5的作用:   。
(2)实验开始时,关闭K2,打开K1,反应一段时间后,再打开K2,关闭K1,发现装置3中溶液不能进入装置4中。请为装置作一处改进,使溶液能进入装置4中:  .
  。
(3)装置改进后,将装置3中反应后的溶液压入装置4中,在装置4中析出灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因:   。
滴液漏斗(或分液漏斗)
液封,防止空气进入装置4
在装置2、3之
间添加控制开关
装置4内的空气没有排尽
考点二 铁盐和亚铁盐 铁及其重要化合物的转化
1.亚铁盐和铁盐
(1)亚铁盐(写出离子方程式)
颜色 含Fe2+的溶液呈   色
强还
原性 Fe2+可被Cl2、H2O2(H+)氧化,Fe2+的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式:   
弱氧
化性 Fe2+可被Zn等强还原剂还原:   
水解 亚铁盐(如硫酸亚铁)溶液因Fe2+发生水解而使溶液呈   
浅绿
2Fe2++H2O2+2H+====2Fe3++2H2O
Fe2++Zn====Fe+Zn2+
酸性
(2)铁盐(写出离子方程式)
颜色 含Fe3+的溶液呈   色
强氧
化性 可与Cu、I-等还原性物质反应:   ,
   
易水
解性
特性 铁盐溶液中滴加KSCN溶液,溶液变成   
注:高铁酸钾(K2FeO4),暗紫色晶体,其中Fe为+6价,具有强氧化性,可用作水体杀菌、消毒或高能电池。绿矾(FeSO4·7H2O),用作补血剂及植物补铁剂。赤血盐K3[Fe(CN)6]用于检验Fe2+。
棕黄
2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+
2Fe3++2I-====2Fe2++I2
红色
(3)具体应用
①盐溶液的保存
②物质的制备
2.Fe2+和Fe3+的检验(浙江高频)
(1)Fe2+的检验
(2)Fe3+的检验
(3)含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe3+或Fe2+的检验
①Fe3+的检验
②Fe2+的检验
3.铁及其重要化合物的转化
(1)“铁三角”的转化关系
不共存
不共存
不共存
学以致用
×
×
×
×
×

考向1 铁盐的性质与转化
1.(2023·6月选考)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
【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,可用来腐蚀覆铜板,B正确;氯气具有强氧化性,氯气与铁单质加热生成氯化铁,C正确;向沸水中滴加饱和氯化铁溶液,继续加热呈红褐色,铁离子发生水解反应可得到氢氧化铁胶体,D正确。
A
2.为探究FeCl3的性质,进行了如下实验(FeCl3和Na2SO3溶液浓度均为0.1 mol·L-1)。
实验 操作与现象
① 在5 mL水中滴加2滴FeCl3溶液,呈棕黄色;煮沸,溶液变红褐色
② 在5 mL FeCl3溶液中滴加2滴Na2SO3溶液,变红褐色;再滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀
③ 在5 mL Na2SO3溶液中滴加2滴FeCl3溶液,变红褐色;将上述混合液分成两份,一份滴加K3[Fe(CN)6]溶液,无蓝色沉淀生成;另一份煮沸,产生红褐色沉淀
D
考向2 亚铁盐的性质与转化
C
4.(2025·浙江精诚联盟二模)某兴趣小组为探究FeSO4溶液的化学性质,设计如下实验:
实验Ⅰ:常温下,向新制的FeSO4溶液(未酸化)中不断通入O2,溶液逐渐变浑浊,产生红褐色沉淀;
实验Ⅱ:向含少量NaOH的NaClO溶液中逐滴加入FeSO4溶液,并用pH传感器测得滴加过程中溶液的pH变化如图所示。
下列说法不正确的是(   )
A.实验Ⅰ产生红褐色沉淀的过程中溶液酸性在增强
B.实验Ⅰ说明FeSO4在酸性或碱性条件下均能被O2氧化
C.实验Ⅱ的de段可能会产生黄绿色的气体
D.实验Ⅱ的bc段发生的主要反应是2Fe2++5ClO-+5H2O====2Fe(OH)3↓+Cl-+4HClO
【解析】 常温下,向新制的FeSO4溶液(未酸化)中不断通入O2,溶液逐渐变浑浊,产生红褐色沉淀,则亚铁离子被氧气氧化为氢氧化铁沉淀:4FeSO4+O2+10H2O==== 4Fe(OH)3↓+4H2SO4。实验Ⅰ中同时生成硫酸,则实验Ⅰ产生红褐色沉淀的过程中溶液酸性在增强,A正确;实验Ⅰ是在未酸化条件下进行的,则不能说明FeSO4在酸性或碱性条件下均能被O2氧化,B错误;实验Ⅱ中亚铁离子被氧化为铁离子,同时次氯酸根离子被还原为氯离子,de段的溶液酸性较强,则酸性条件下,氯离子和次氯酸根离子可能会发生归中反应产生黄绿色的气体氯气,C正确;实验Ⅱ的bc段中溶液由弱碱性变为弱酸性,则发生的主要反应是亚铁离子被次氯酸根离子氧化为氢氧化铁沉淀、次氯酸根离子被还原为氯离子,同时生成的氢离子和次氯酸根离子结合为弱酸次氯酸:2Fe2++
5ClO-+5H2O====2Fe(OH)3↓+Cl-+4HClO,D正确。
B
5.某研究性学习小组从腐蚀印刷电路板的废液(含有FeCl2、FeCl3、CuCl2)中回收铜并制备氯化铁晶体,设计流程如图所示:
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、Ⅱ、Ⅲ都用到玻璃棒
C.若试剂c是H2O2溶液和盐酸,相应的反应为Fe2++H2O2+2H+====Fe3++2H2O
D.用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否含有Fe2+
【解析】 由最终得到FeCl3及其流程图可知,试剂b为盐酸,若为硫酸则会引入杂质硫酸根离子,A错误;由图可知,操作Ⅰ、Ⅱ是过滤,操作Ⅲ是蒸发结晶,过滤、蒸发结晶都会用到玻璃棒,B正确;滤液X、滤液Z中均含有FeCl2,试剂c是H2O2溶液和盐酸,发生反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+====2Fe3++2H2O,C错误;亚铁离子、氯离子都可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,用酸性KMnO4溶液不能检验溶液W中是否含有Fe2+,D错误。 
B
进阶高考
1.(2023·1月选考)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FeCl2溶液中加入Zn片 短时间内无明显现象 Fe2+的氧化能力比Zn2+弱
B. 往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液,再加入少量K2SO4固体 溶液先变成血红色后无明显变化 Fe3+与SCN-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KSCN溶液 溶液呈浅绿色 食品脱氧剂样品中没有
+3价铁
D. 向沸水中逐滴加5~6滴饱和FeCl3溶液,持续煮沸 溶液先变成红褐色再析出沉淀 Fe3+先水解得Fe(OH)3再聚集成Fe(OH)3沉淀
D
【解析】 往FeCl2 溶液中加入Zn 片,短时间内无明显现象,可能是Zn+Fe2+==== Fe+Zn2+的反应速率太慢,不能说明Fe2+的氧化能力比Zn2+弱,A错误;往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN 溶液,发生反应:Fe3++3SCN- Fe(SCN)3,溶液变成血红色;再加入少量K2SO4固体,不能改变Fe3+、SCN-、Fe(SCN)3的浓度,对平衡无影响,故无明显变化,不能说明Fe3+与SCN-的反应不可逆,B错误;还原铁粉过量可发生反应:Fe+2Fe3+====3Fe2+,故加入KSCN 溶液不呈红色,无法判断食品脱氧剂样品中是否有+3 价铁,C错误;向沸水中逐滴加5~6 滴饱和FeCl3溶液,持续煮沸,溶液先变成红褐色,是因为Fe3+水解得到Fe(OH)3胶体,后析出沉淀是因为加热使胶体发生聚沉生成Fe(OH)3沉淀,D正确。
B
D
4.(江苏卷)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滴酚酞试液,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
【解析】 检验溶液中是否含有Fe3+应直接向待测液中滴加KSCN溶液,向待测液中滴加氯水会将Fe2+氧化为Fe3+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++2H2O 2H++Fe(OH)2使溶液显酸性,应向2 mL FeSO4溶液中滴加2~3滴石蕊试液,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,若产生气泡有可能是Fe3+的催化作用,D错误。
B
5.(海南卷节选)无水FeCl3常作为芳香烃氯代反应的催化剂。某研究小组设计了如下流程,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-101 ℃,沸点76 ℃,易水解。
(1)为避免引入新的杂质,试剂B可以选用   。
A.KMnO4溶液 B.氯水
C.溴水 D.H2O2溶液
【解析】 废铁屑(含有少量碳和SiO2杂质)中加入盐酸,铁粉反应生成氯化亚铁,过滤除去少量碳和SiO2杂质,A(氯化亚铁)中加入氧化剂B生成C(氯化铁),蒸发结晶生成FeCl3·6H2O,通入SOCl2并加热生成无水FeCl3。
(1)A(氯化亚铁)中加入氧化剂B生成C(氯化铁),A、C项物质都会引入杂质离子,B、D正确。
(2)操作②是蒸发结晶,加热的同时通入HCl(g)的目的是   。
【解析】 加热促进氯化铁溶液的水解,会生成氢氧化铁,故加入HCl(g)的目的是抑制Fe3+水解。
(3)取少量D晶体,溶于水并滴加KSCN溶液,现象是   。
BD
抑制Fe3+水解
溶液变为红色
教考衔接5 检验食品中的铁元素(必修一)
(人教版必修一 P76 研究与实践 检验食品中的铁元素)菠菜、芹菜、黑木耳、蛋黄和动物内脏等食品中富含铁元素。
①取新鲜的菠菜10 g,将菠菜剪碎后放在研钵中研磨,然后倒入烧杯中,加入30 mL 蒸馏水,搅拌。将上述浊液过滤,得到的滤液作为试验样品。
②取少许试验样品加入试管中,然后加入少量稀硝酸(稀硝酸具有氧化性),再滴加几滴KSCN溶液,振荡,观察现象。

c
使实验微型化,滴定更准确,节约试剂
②三次平行测定的数据如下表。针对该滴定数据,应采取的措施是   。
【解析】 三次平行滴定中,第二组数据偏差较大,应舍去。
序号 1 2 3
标准溶液用量/mL 2.715 2.905 2.725
舍去第二次数据
下图是检验黑木耳中的铁元素并测定其含量的实验流程图。
(1)木耳灰中加入适量硝酸,反应的离子方程式为
   。
(2)取3滴待测液滴在点滴板上,加几滴   (填化学式)溶液,若出现   .
的现象,则说明此溶液中存在Fe3+。
KSCN
溶液变成红色
12.6
课时作业
答案速对
第四章 第13讲 铁及其重要化合物
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 B C B D A B A D
题号 9 10 11 12 13 14
答案 B C C B 见答案 见答案
1.在冶金行业中通常把铁称为“黑色金属”,铁制品在生产、生活中有广泛用途。下列说法正确的是(   )
A.铁是黑色的金属
B.用作避雷针是利用铁的导电性
C.铁制容器不能贮存浓硫酸
D.生铁是铁矿石经热分解法冶炼而得的
【解析】 纯铁是银白色的金属,A错误;铁遇冷的浓硫酸会发生钝化,所以铁制容器可以贮存浓硫酸,C错误;铁矿石与一氧化碳高温下反应冶炼制取铁,为热还原法,D错误。
B
C
3.某化学兴趣小组在学习铁及其化合物
知识时,做了如下探究实验:
下列说法不正确的是(   )
A.现象1有淡红色,说明有少量的Fe2+被氧化
B.现象2溶液变红色,说明Fe2+被氧化为Fe3+,同时H2O2溶液被还原为氧气
C.现象3红色褪去,说明发生了反应:2Fe3++Fe====3Fe2+
D.由现象4可推测加入过量的H2O2溶液后SCN-可能被氧化生成了气体
【解析】 氯化亚铁溶液滴加KSCN溶液,有淡红色,说明该溶液含少量Fe3+,有少量的Fe2+被氧化,A正确;H2O2被还原,O化合价降低,不可能生成O2,B错误;加入过量铁粉,发生反应:2Fe3++Fe====3Fe2+,溶液的红色褪去,C正确;加入过量H2O2溶液后,溶液变为黄色,有少量气泡产生,可能是过量的H2O2溶液将SCN-氧化生成了气体,D正确。
B
4.(2025·宁波效实中学检测)一种制备Fe(OH)2的改进装置如图所示,下列说法不正确的是(   )
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
【解析】 为防止FeSO4水解,配制FeSO4溶液时需加入硫酸,A正确;实验时先注入稀硫酸,使其与Na2CO3反应生成CO2,待CO2排尽锥形瓶内的空气后再注入NaOH溶液和FeSO4溶液生成Fe(OH)2,B正确;烧杯内紫色石蕊溶液变红,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,C正确;氢气的密度比空气小,用铁粉代替Na2CO3粉末,不能排尽空气,D错误。
D
5.某实验小组为验证红热的铁与水蒸气发生了化学反应,设计如下两个实验方案:
方案一:检验生成了氢气;
方案二:检验生成了磁性氧化铁,实验流程如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是(   )
A.将反应后的气体通入肥皂液中,若产生气泡,则说明铁与水蒸气反应产生气体
B.流程中加入足量CuSO4溶液的目的是除掉未反应的铁
C.现象1为产生蓝色沉淀,现象2为溶液变为红色
D.红热的铁丝与水蒸气反应,当转移电子数为8NA时,理论上生成4 mol H2
A
6.某化学兴趣小组的同学利用药品:铁粉、稀硫
酸、氢氧化钠溶液,用如图所示装置制备氢氧化
亚铁并观察其颜色。下列说法不正确的是(   )
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A,再打开开关B就可观察到氢氧化亚铁的颜色
C.实验时为防止仪器2中铁粉通过导管进入仪器3中,可在仪器2底部放上一块吸铁石
D.本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间地保持白色状态
【解析】 仪器1中应该盛放的试剂是稀硫酸,A正确;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,就可观察到反应产生的氢氧化亚铁的颜色,B错误;Fe可以被磁铁吸引,实验时为防止仪器2中铁粉通过导管进入仪器3中,可在仪器2底部放上一块吸铁石,这样Fe粉就不能随NaOH溶液进入仪器3中,C正确;Fe(OH)2是白色固体,具有强的还原性,整个装置处于H2的还原性环境,因此可以防止Fe(OH)2被氧化变为Fe(OH)3红褐色沉淀,故氢氧化亚铁可以相对较长时间地保持白色状态,D正确。
B
A
D
B
C
11.(2025·金华外国语学校模拟)某小组同学检验补铁剂中铁元素的价态,实验如下。
C
B
13.某实验小组在实验室利用氨气和新制备的硫酸亚铁溶液反应制备氢氧化亚铁。
(一)制备硫酸亚铁溶液
(1)步骤①,加入稀硫酸的目的是   。
(2)步骤②,加入还原铁粉后观察到的现象是
   。
抑制Fe3+的水解
铁粉逐渐溶解,有无色气体生成,溶液由棕黄色逐渐变为浅绿色
(二)制备氢氧化亚铁
(3)选择上图中的装置制备氢氧化亚铁,连接顺序为   (按气流方向,用装置字母表示)。反应结束后继续通一段时间的N2,目的是  .
 。
【解析】 制备氢氧化亚铁的装置中,装置A中将浓氨水滴到生石灰上,使生石灰和水反应放出热量,使氨气逸出,一开始通入氮气的作用是将装置中的空气全部排出,装置B的作用是使氨气和新制硫酸亚铁溶液反应产生氢氧化亚铁,装置C的作用是作为安全瓶,防倒吸,装置D的作用是吸收尾气,故装置连接顺序为A→C→B→D。
A→C→B→D
将装置中的氨气全部排入装置
D中被吸收,防止拆除装置时残留的氨气逸出,污染空气
(4)装置B中发生反应的离子方程式是   ;
装置C的作用是   。
(三)探究思考
反应后将装置B中固体过滤时,白色沉淀会逐渐转变为灰绿色。在查阅不同资料后,有同学认为灰绿色物质是Fe(OH)2被空气中的氧气氧化后生成的Fe3(OH)8。
(5)Fe3(OH)8中n(Fe2+)∶n(Fe3+)=   ,用氧化物的形式表示可写成:
   。
(6)设计实验证明灰绿色物质中含Fe3(OH)8:
.
.
  。
【解析】 要设计实验证明灰绿色物质中含Fe3(OH)8,即要证明此物质中既有Fe2+又有Fe3+,Fe2+用K3[Fe(CN)6]溶液检验,Fe3+用KSCN溶液检验。
作安全瓶,防倒吸
1∶2
FeO·Fe2O3·4H2O
取少量灰绿色物质于试管中,加入稀盐酸(或稀硫酸)溶解,将溶液分成两份,一份滴入几滴KSCN溶液,变为红色;另一份加入适量K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀,则灰绿色物质中含Fe3(OH)8
14.攀枝花铁矿,探明储量的钒钛磁铁矿达近百亿吨,其中钒、钛储量分别占全国已探明储量的87%和94.3%,分别居世界第三位和第一位,有“世界钒钛之都”之称,是全国四大铁矿区之一,炼铁厂以磁铁矿石、焦炭、空气等为主要原料炼铁,主要反应过程如图所示:
(1)磁铁矿的主要成分是    (填化学式),铁元素在元素周期表中位于第   周期第   族。
(2)生铁和钢相比,含碳量更高的是   。
(3)原料中焦炭的作用是   。写出反应③的化学方程
式:   。
Fe3O4


生铁
作还原剂,制备原料气CO
将一定量的绿矾溶于稀硫酸(或溶于水)
中,向其中加入几滴KSCN溶液,如果溶液变为红色,证明绿矾变质,反之,则未变质
4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3 

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