2018届一轮复习苏教版关金属元素及其化合物专题3铁及其化合物教案 15页

金属元素及其化合物 专题3 铁及其化合物 ‎【复习目标】‎ ‎1.了解铁的主要性质及应用。‎ ‎2.了解铁的重要化合物的主要性质及应用。‎ ‎3.以Fe2＋、Fe3＋的相互转化为例，理解变价金属元素的氧化还原反应。‎ ‎【考点过关】‎ ‎1.金属铁 原子结构 铁位于第四周期第Ⅷ族，铁原子的最外层电子数为2个，可失去2个或3个电子而显+2价或+3价，但+3价的化合物较稳定 自然界存在 铁是地壳中最丰富的元素之一，含量为4.75%，在金属中仅次于铝。铁分布很广，能稳定地与其他元素结合，常以氧化物的形式存在，有赤铁矿（主要成分是Fe2O3）、磁铁矿（主要成分是Fe3O4）、褐铁矿（主要成分是Fe2O3·3H2O）、菱铁矿（主要成分是FeCO3）、黄铁矿（主要成分是FeS2）、钛铁矿（主要成分是FeTiO3）等 物理性质 铁是具有银白色金属光泽的过度元素，密度大，熔沸点高，延展性、导电性和导热性较好，能被磁铁吸引。铁是较活泼的金属 化学性质 与O2反应 常温下，铁发生吸氧腐蚀生成铁锈，铁锈主要成分为Fe2O3‎ 铝在氧气中点燃生成Fe3O4：3Fe + 2O2Fe3O4（铁继续燃烧，火星四射）‎ 与Cl2反应 ‎2Fe + ‎3C122FeCl3（不论铁的量多少，与氯气反应产物都是氯化铁）‎ 与S反应 Fe + SFeS（不论铁的量多少，与硫反应产物都是硫化亚铁）‎ 与水蒸气反应 常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：‎ ‎3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2‎ 与非氧化性酸(如稀盐酸、稀H2SO4等)的反应： ‎ Fe + 2H＋ ＝ Fe2＋ + H2↑2‎ 与酸溶液反应 常温下，遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化，所以可用铁制容器盛装浓硫酸或浓硝酸 加热时，铝与热浓硫酸、浓硝酸反应：‎ ‎2Fe＋6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O 铁与稀硝酸反应不产生H2。当HNO3过量时，铁元素的存在形式为Fe3＋。反应原理：Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，当Fe过量时，铁元素的存在形式为Fe2＋。反应原理：3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，当<<时：铁元素的存在形式为Fe2＋和Fe3＋‎ 与盐溶液的反应 与CuSO4溶液反应：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu（置换反应）‎ 与FeCl3溶液反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋（归中反应）‎ 制备 原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石 设备：高炉 主要反应：‎ ‎①还原剂的生成：C＋O2CO2，CO2＋C2CO；‎ ‎②铁的还原：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2；‎ ‎③造渣反应：CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2CaSiO3‎ ‎【巩固演练】‎ 下列说法正确的是 。‎ ‎①1 mol Fe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA ‎②常温下，将铁片浸入足量浓硫酸中，铁片不溶解，说明常温下，铁与浓硫酸不发生化学反应 ‎③将铁屑放入稀HNO3中，证明Fe比H2活泼 ‎④用NaOH溶液可以除去氧化铁中混有的二氧化硅 ‎⑤Fe与Cl2反应生成FeCl3，推测Fe与I2反应生成FeI3‎ ‎⑥铁的氧化物（FexO）‎1.52 g溶于足量盐酸中，向所得溶液中通入标准状况下112 ml Cl2，恰好将Fe2+完全氧化，x值为0.80‎ ‎⑦Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中一定有＋3价铁生成 ‎⑧铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在 ‎⑨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 ‎⑩将NaOH浓溶液滴加到饱和的FeCl3溶液中，制备Fe(OH)3胶体 ‎⑪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＋‎ ‎⑫铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2‎ 解析：铁是变价金属，硝酸具有强的氧化性，所以1molFe溶于过量硝酸生成硝酸铁，反应中电子转移数目为3NA，①错误；铁在常温下在浓硫酸中钝化，发生了化学反应，②错误；铁屑放入稀HNO3中不产生H2，而是产生NO，③错误；氧化铁为碱性氧化物，二氧化硅是酸性氧化物，用氢氧化钠溶液溶解，过滤，得氧化铁固体和硅酸钠溶液，④正确；因I2的氧化性较弱，故与铁反应生成为FeI2，⑤错误；根据电子守恒可知，FexO被氧化为Fe3+转移的电子数和Cl2转移的电子数相等。标准状况下112 mL Cl2转移电子数为0.01 mol，则有：×(3-)×x=0.01，解得x=0.8，⑥正确；铝Fe2O3溶于盐酸生成Fe3＋，当混合物中Fe不足时，溶液中仍有Fe3＋，当Fe足量时，溶液中无Fe3＋，⑦错误；自然界中有少量铁以单质形式存在(如陨铁)，⑧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，⑨错误；制备Fe(OH)3胶体，应将饱和氯化铁溶液滴入沸水中，⑩错误；忽视了Fe3＋的氧化性，过量的Fe只能生成硝酸亚铁和NO气体，⑪错误；铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2，⑫错误。‎ 答案：④⑥‎ ‎2.铁的氧化物和氢氧化物 ‎（1）铁的氧化物 化学式 FeO Fe2O3‎ Fe3O4‎ 俗名 铁红 磁性氧化铁 颜色状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体(有磁性)‎ 溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水 铁的化合价 ‎＋2‎ ‎＋3‎ ‎＋2，＋3‎ 稳定性 不稳定 稳定 稳定 与H＋反应的离子方程式 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O ‎（2）铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2‎ Fe(OH)3‎ 色态 白色固体 红褐色固体 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，现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3‎ ‎（3）氢氧化亚铁的制备 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，这样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)‎ ‎【巩固演练】‎ 下列说法正确的是 。‎ ‎①赤铁矿的主要成分是Fe3O4‎ ‎②向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液2～3滴，溶液呈红色，说明红砖中含有氧化铁 ‎③Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3‎ ‎④制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁 ‎⑤Fe3O4为红棕色晶体 ‎⑥磁性氧化铁溶于稀硝酸的离子方程式为：3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋3H2O ‎⑦氢氧化铁与HI溶液反应的离子方程式为：Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O ‎⑧Fe2O3不可与水反应得到Fe(OH)3，但能通过化合反应制取Fe(OH)3‎ ‎⑨Fe(OH)2在空气中加热，可得到FeO ‎⑩图示装置能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀 ‎⑪FeO投入稀H2SO4和稀HNO3中均得到浅绿色溶液 ‎⑫向一定量的Cu、Fe2O3的混合物中加入300 mL 1 mol·L－1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，所得溶液中不含Fe3＋。若用过量的CO在高温下还原相同质量的原混合物，固体减少的质量为‎2.4 g 解析：赤铁矿的主要成分是Fe2O3，①错误；CO还原Fe2O3得到单质Fe，即使有Fe3O4，其溶于盐酸后产生的Fe3＋与Fe发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，加入KSCN溶液也不显红色，②错误；FeCl3是强酸弱碱盐，直接加热蒸发最终得到的是氧化铁，③错误；制备氢氧化亚铁应避免被氧气氧化，向硫酸亚铁溶液中加氢氧化钠溶液时应把长胶头滴管的下端插入液面以下且不能搅拌，④错误；Fe3O4为黑色晶体，⑤错误；磁性氧化铁为四氧化三铁，四氧化三铁溶于稀硝酸的离子方程式为：3Fe3O4＋28H＋＋NO===9Fe3＋＋14H2O，⑥错误；Fe2O3与HI发生氧化还原反应生成 Fe2＋和I2，反应的离子方程式为：Fe2O3＋6H＋＋2I—===2Fe2＋＋I2+3H2O，⑦错误；Fe2O3不能与水化合反应生成Fe(OH)3，但4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3属于化合反应，⑧正确；Fe(OH)2不稳定，在空气中迅速反应生成Fe(OH)3，Fe(OH)3受热分解生成Fe2O3，⑨错误；由于滴加溶液过程中带入空气中的氧气，能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀，⑩错误；FeO可被稀HNO3氧化生成Fe3＋，而FeO与稀H2SO4反应生成Fe2＋，⑪错误；向混合物中加入盐酸时发生如下反应：Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O、2FeCl3＋Cu===CuCl2＋2FeCl2，由题意可知：Cu与Fe2O3的物质的量相等，设二者的物质的量均为x，则有6x＝‎0.3 L×1 mol·L－1＝0.3 mol，x＝0.05 mol；若用过量的CO在高温下还原相同质量的原混合物，固体减少的质量即为氧原子的质量：0.05 mol×3×‎16 g·mol－1＝‎2.4 g，⑫正确。‎ 答案：⑧⑫‎ ‎3. Fe2＋与Fe3＋的性质及检验 ‎（1）Fe2＋的性质：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，其中以还原性为主。‎ 氧化性 Fe2＋与Zn反应的离子方程式：Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋‎ 还原性 向FeCl2溶液中滴入几滴KSCN溶液，再加入氯水(或通入Cl2)，若溶液变红色，证明Fe2＋具有还原性。反应原理：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－‎ 向少量酸性KMnO4溶液中加入FeCl2溶液，若溶液紫红色褪去，证明Fe2＋具有还原性。反应原理：MnO＋5Fe2＋＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O 水解性 Fe(OH)2是弱碱，含Fe2＋的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性 性质应用 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）Fe3＋的性质：含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋处于铁的高价态，Fe3＋具有较强的氧化性。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。‎ 氧化性 向FeCl3溶液中滴入几滴KSCN溶液，再加入过量活泼金属(如Fe)，若溶液红色褪去，证明Fe3＋具有氧化性。反应原理：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋‎ 向FeCl3溶液中加入淀粉KI溶液，若溶液变成蓝色，证明Fe3＋具有氧化性。反应原理：2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋‎ 向FeCl3溶液中通入H2S气体，若出现黄色浑浊，证明Fe3＋具有氧化性。反应原理：2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋‎ 水解性 利用Fe3＋易水解的性质，实验室可用FeCl3滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式：FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl 利用Fe3＋易水解的性质，工业上常用调节pH方法除去溶液中的铁离子 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 Fe3＋与HCO、AlO、CO、ClO－等水解呈碱性的离子不能大量共存 络合性 含有Fe3＋的盐溶液遇到 KSCN时变成红色 ‎（3）Fe2+和Fe3+之间相互转化:‎ Fe2+→Fe3+‎ ‎2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-‎ 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++2H2O+NO↑‎ NO与Fe2＋在酸性条件下不能共存 ‎5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++4H2O+Mn2+‎ 在酸性KMnO4溶液滴加FeCl2溶液，溶液由紫红变棕黄 ‎2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 溶液由浅绿色变为棕黄色 ‎2Fe3++Fe=3Fe2+‎ 在亚铁盐溶液中加入铁钉可防止Fe2+被氧化为Fe3+‎ Fe3+→Fe2+‎ ‎2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+‎ 常利用FeCl3溶液来刻蚀铜，制造印刷线路 ‎2Fe3++2I－=2Fe2++I2‎ 可用淀粉碘化钾检验Fe3+‎ ‎2Fe3++SO32－+2H2O=2Fe2++SO42-+2H+‎ 溶液由棕黄色变为浅绿色 ‎（4）Fe2＋、Fe3＋的检验：‎ Fe2＋的检验 取出少量被检验的溶液，滴加KSCN溶液，无现象，再通入Cl2，若变成红色溶液，说明有Fe2＋存在(鉴别时不能先通氯气)‎ 取出少量被检验的溶液，加入NaOH溶液，产生白色絮状沉淀，白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2＋存在 取出少量被检验的溶液，滴加酸性KMnO4溶液，溶液紫色褪去，说明有Fe2＋存在 取出少量被检验的溶液，滴加K3Fe（CN）6溶液，无现象，若有蓝色沉淀生成，说明有Fe2＋存在 Fe3＋的检验 取出少量的被检验的溶液，加入KSCN溶液，溶液变红色，证明有Fe3＋存在 取出少量的被检验的溶液，加入苯酚溶液，溶液变紫色，证明有Fe3＋存在 取出少量的被检验的溶液，加入NaOH溶液，产生红褐色沉淀，证明有Fe3＋存在 取出少量的被检验的溶液，加入淀粉碘化钾溶液，溶液变蓝色，证明有Fe3＋存在 混合液 取出少量的被检验的溶液，加入KSCN溶液，溶液变红色，证明有Fe3＋存在 取出少量的被检验的溶液，加入淀粉碘化钾溶液，溶液变蓝色，证明有Fe3＋存在 取出少量被检验的溶液，滴加酸性KMnO4溶液，溶液紫色褪去，说明有Fe2＋存在 取出少量被检验的溶液，滴加溴水，溴水褪色，说明有Fe2＋存在 ‎（5）混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的除去方法 Mg2＋中混有Fe3＋‎ 向混合溶液中加入Mg、MgO、MgCO3、Mg(OH)2中之一，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀除去 Cu2＋中混有Fe3＋‎ 向混合溶液中加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3中之一，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去 Mg2＋中混有Fe2＋‎ 先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后除去溶液中的Fe3＋‎ Cu2＋中混有Fe2＋‎ 先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后除去溶液中的Fe3＋‎ ‎（6）“铁三角”的应用：‎ 判断离子能否共存 Fe2＋NO(H＋)、ClO－、MnO(H＋)‎ Fe3＋S2－、I－、SO Fe2＋、Fe3＋HCO、CO等水解相互促进的离子 盐溶液的配制与保存 因Fe2+、Fe3+易水解，且Fe2+易被空气中的氧气氧化，故配制过程为：先将它们溶解在对应的酸中，然后加水冲稀到指定的浓度。（注意：配制亚铁盐溶液时，要加入少量的铁粉，以防止Fe2+的氧化）‎ 物质的制备 FeCl3溶液加热浓缩时，因Fe3＋水解和HCl的挥发，得到的固体为Fe(OH)3，灼烧后得到红色的Fe2O3固体，制备无水氯化铁应在HCl气流中加热蒸干FeCl3溶液 ‎【巩固演练】‎ 下列说法正确的是 。‎ ‎①检验溶液中是否含有Fe2＋，取少量待检验溶液，向其中加入少量新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察实验现象 ‎②检验Fe(NO3)2晶体是否氧化变质的方法是将Fe(NO3)2样品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红 ‎③FeCl3腐蚀Cu制印刷电路板是由于铁比铜的金属性强 ‎④Fe2＋与H2O2在酸性溶液中的反应：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O ‎⑤向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉：Fe3＋＋Fe===2Fe2＋‎ ‎⑥室温下，向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液，再滴加几滴淀粉溶液，溶液变蓝色，说明Fe3＋的氧化性比I2的强 ‎⑦用NaOH溶液和盐酸能除去FeCl2溶液中混有的CuCl2‎ ‎⑧1 mol FeI2与足量氯气反应时转移的电子数为2NA ‎⑨Fe2(SO4)3溶液中K＋、Fe3＋、I－、Br－可以大量共存 ‎⑩除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉，然后过滤 ‎⑪现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色，其原因可能是苹果汁中的Fe2＋变成Fe3＋‎ ‎⑫在FeCl3、CuCl2混合液中，加入少量Fe粉一定有H2产生且有Cu析出 解析：检验Fe2＋时，先加入氯水，会将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋而无法用KSCN溶液检验，应先加入KSCN溶液，再加入氯水，①错误；由于Fe(NO3)2溶液中含有NO，加入稀H2SO4后，NO(H＋)会将Fe2＋氧化成Fe3＋。故不能用KSCN溶液检验Fe3＋而判断Fe(NO3)2是否变质，②错误；氯化铁和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，说明铜的还原性强于亚铁离子，不能说明铁的金属性比铜强，③错误；满足质量守恒、电子守恒和电荷守恒，④正确；电荷不守恒，向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉应为：2Fe3++Fe===3Fe2+，⑤错误；室温下，向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液，发生反应：2Fe3++2I–===2Fe2++I2，Fe3＋的氧化性比I2的强，⑥正确；由于氯化亚铁和氯化铜都只能和氢氧化钠反应，且得到的沉淀又都溶于盐酸，所以二者不能分离，⑦错误；足量氯气将Fe2＋和I－全部氧化，1 mol FeI2应转移3NA的电子，⑧错误；该溶液中，2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，不能大量共存，⑨错误；铁粉把FeCl3还原成FeCl2，从而除去FeCl3，⑩正确；苹果汁中的Fe2＋变成Fe3＋，使得现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色，⑪正确；加入少量Fe粉时，不会有H2产生且Fe应先和Fe3＋反应，再和Cu2＋反应，⑫错误。‎ 答案：④⑥⑩⑪‎ ‎【过关演练】‎ ‎1. (2016届石家庄质检)通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是(　　)‎ 选项 操作、现象 解释 A 向KI淀粉溶液中加入FeCl3溶液，溶液变蓝 Fe3＋能与淀粉发生显色反应 B 把生铁放置于潮湿的空气中，铁表面有一层红棕色的斑点 铁在潮湿的空气中易生成Fe(OH)3‎ C 向稀硝酸中加入少量铁粉，有气泡产生 说明Fe置换出硝酸中的氢，生成了氢气 D 新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间，白色物质变成了红褐色 说明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3‎ ‎2. (2016届天门测试)证明某溶液只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是(　　)‎ A.先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色 B.先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色 C.滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后变为灰绿色，最后呈红褐色 D.只需滴加KSCN溶液 ‎3. (2017届柳州模拟)以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的工艺流程如图所示，下列说法不正确的是(　　)‎ A．酸溶过程使用的酸也可以是硝酸，且过量 B．为了防止污染，焙烧过程中产生的SO2要回收利用 C．通氯气的目的是氧化Fe2＋‎ D．由FeCl3·6H2O制取无水FeCl3需要在氯化氢的气流中加热 ‎4. (2017届武汉调研)FeCO3与砂糖混用可以作补血剂，实验室里制备FeCO3的流程如图所示。下列说法错误的是(　　)‎ A．可利用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质 B．沉淀过程中有CO2气体放出 C．过滤操作的常用玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒 D．产品FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的FeO ‎5. (2017届榆社中学月考)硫酸亚铁是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)，下列说法错误的是(　　)‎ A．碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH)3胶体，可用作净水剂 B．为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行 C．可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化 D．常温下，(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4大 ‎6. (2016届林州一中质检)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下：‎ 则下列说法正确的是(　　)‎ 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＋‎ ‎7. (2016届大连重点中学联考)分别用等量的铁与足量的稀硫酸和足量的CuO制备单质铜，有人设计了以下两种方案：‎ ‎①FeH2Cu，②CuOCuSO4Cu。‎ 对制备得到Cu的量，下列判断正确的是(　　)‎ A．一样多 B．①多 C．②多 D．无法判断 ‎8. (2016届全国Ⅱ卷)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)。‎ ‎9. (2016届遵义航天中学七模)铁及其化合物在日常生活中应用广泛。‎ ‎(1)利用Fe2＋、Fe3＋的催化作用，常温下可将SO2转化为SO，从而实现对SO2的治理。已知含SO2的废气通入含Fe2＋、Fe3＋的溶液时，其中一个反应的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，则另一反应的离子方程式为__________________________________。‎ ‎(2)氧化铁是重要的工业颜料，下面是制备氧化铁的一种方法，其流程如下：‎ ‎①操作Ⅰ的名称是________；操作Ⅱ为洗涤，洗涤操作的具体方法为______________。‎ ‎②滤液A中加入稍过量的NH4HCO3溶液，生成沉淀的同时有一种气体产生，写出其化学方程式：____________________________________________________________________。‎ ‎(3)如果煅烧不充分，产品中将有FeO存在，称取‎3.0 g氧化铁产品，溶解，在250 mL容量瓶中定容；量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中，用酸化的0.010 00 mol·L－1 KMnO4溶液滴定至终点，重复滴定2～3次，消耗酸性KMnO4溶液体积的平均值为20.00 mL。‎ ‎①该实验中的KMnO4溶液需要酸化，用于酸化的酸是________(填序号)。‎ a．稀硝酸 b．稀盐酸 c．稀硫酸 d．浓硝酸 ‎②上述产品中Fe2O3的质量分数为________。‎ ‎10. (2016届黄山重点中学测试)已知三氯化铁的熔点为‎306 ℃‎，沸点为‎315 ℃‎，易溶于水并且有强烈的吸水性，能吸收空气里的水分而潮解。某学习小组的同学对氯气与铁的反应及产物做了如下探究实验。‎ ‎(1)装置的连接顺序为______________________________________________________。‎ ‎(2)饱和食盐水的作用是____________________________________________________。‎ ‎(3)反应一段时间后熄灭酒精灯，冷却后将硬质玻璃管及收集器中的物质一并快速转移至锥形瓶中，加入过量的稀盐酸和少许植物油(反应过程中不振荡)，充分反应后，进行如下实验：‎ ‎①淡黄色溶液中加入试剂X生成淡红色溶液的离子方程式为____________________。‎ ‎②淡红色溶液中加入过量H2O2后溶液红色加深的原因是_______________________。‎ ‎(4)已知红色褪去的同时有气体生成，经检验为O2。该小组同学对红色褪去的原因进行探究。‎ ‎①取褪色后溶液三份，第一份滴加FeCl3溶液无明显变化；第二份滴加试剂X，溶液出现红色；第三份滴加稀盐酸和BaCl2溶液，产生白色沉淀。‎ ‎②另取同物质的量浓度的FeCl3溶液滴加2滴试剂X，溶液变红，再通入O2，无明显变化。‎ 实验①说明______________________________________________________________；‎ 实验②的目的是__________________________________________________________；‎ 得出结论：______________________________________________________________。‎ ‎11. (2017届黄冈模拟)一种新型高效净水剂PAFC(聚合氯化铁铝[AlFe(OH)nCl6－n]m)，广泛用于日常生活用水和工业污水的处理。某化工厂欲以工业生产废料(金属铁、铝及其氧化物)为原料制取PAFC，设计生产流程如下，请回答下列问题：‎ ‎(1)用10 mol·L－1的浓盐酸配制2 mol·L－1的稀盐酸，所用玻璃仪器除量筒和玻璃棒外，还有________。‎ A．容量瓶 B．烧杯 C．烧瓶 D．胶头滴管 ‎(2)下列关于PAFC的说法中正确的是________。‎ A．PAFC是一种有机高分子化合物 B．PAFC中Fe显＋2价 C．PAFC溶于水能电离出OH－，是一种碱 D．PAFC在强酸性和强碱性溶液中均不能稳定存在 ‎(3)步骤Ⅱ中取样分析的目的是________。‎ A．测定溶液中Fe2＋与Fe3＋的含量比 B．测定原料是否完全溶解 C．测定溶液中Fe2＋的含量，以确定加入NaClO3的量 D．测定溶液中Al3＋的含量 ‎(4)写出向溶液中加入NaClO3时，发生反应的离子方程式为_______________________。‎ ‎(5)该化工厂的化验室为测定产品PAFC中Al和Fe的含量，进行下列试剂的选择和基本操作：‎ ‎①测定时所需的试剂有________。‎ A．NH3·H2O B．NaOH C．CO2 D．NaClO3‎ ‎②测定时，直接测定的是____________和____________的质量(填化学式)。‎ ‎③在测定过程中的操作顺序是：过滤、________、灼烧、________、称量(写操作名称)。‎ 参考答案 ‎1.解析：A项中Fe3＋将I－氧化为I2，淀粉遇碘变蓝；B项中红棕色斑点是Fe2O3；C项中铁与稀硝酸反应产生的气体为NO。答案：D ‎2.解析：Fe2＋和Fe3＋检验设计的步骤是先加KSCN溶液，无现象，可证明溶液中不含Fe3＋，然后再滴加氯水，若溶液呈红色，说明溶液中含有Fe2＋。答案：B ‎3. 解析：若用过量硝酸酸溶，则会引入NO，A项说法错误；SO2‎ 是一种污染气体，必须回收利用，B项说法正确；通入Cl2的目的是将Fe2＋全部氧化为Fe3＋，C项说法正确；为了防止Fe3＋水解，由FeCl3·6H2O制取无水FeCl3时需要在HCl的气流中加热，D项说法正确。答案：A ‎4.解析：硫酸亚铁变质后有Fe3＋生成，Fe3＋遇硫氰化钾变红色，A正确；Fe2＋与CO反应生成FeCO3沉淀，促进了HCO的电离，溶液中的HCO又与生成的H＋反应生成CO2和H2O，B正确；FeCO3在空气中高温加热时，＋2价铁会被O2氧化，故得不到纯净的FeO，D错误。答案：D ‎6.解析：A选项，由最终要得到的氯化铁及流程图知b是盐酸，错误；B选项，操作Ⅰ和操作Ⅱ是过滤，操作Ⅲ为蒸发结晶，故所用仪器有差异，错误；C选项，滤液Z和X中均含有氯化亚铁，因此c为氯气，正确；D选项，高锰酸钾能氧化氯离子而褪色，因此不能用于检验是否含有亚铁离子，错误。答案：D ‎7.解析：两种方案中所发生反应的化学方程式分别为：①Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑、H2＋CuOCu＋H2O；②CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O、Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4。方案①中氢气还原氧化铜实验，开始时需先通入一部分氢气，排出装置中的空气，实验结束时还要通一会儿氢气，以防止生成的铜被氧化，方案②中均可完全转化，故方案①生成的铜比方案②生成的铜少。答案：C ‎8.解析：(1)Fe2＋具有很强的还原性，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。‎ 答案：(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 ‎9.解析：　(1)根据离子方程式4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O和题干信息可知，另一个反应必为Fe3＋将SO2氧化为SO，同时自身被还原为Fe2＋，从而Fe2＋、Fe3＋‎ 实现循环，达到催化作用。(2)①根据流程图可知，操作Ⅰ是过滤；洗涤的具体操作方法：沿玻璃棒往漏斗中加入适量蒸馏水，浸没沉淀，让蒸馏水自然流下，重复2～3次。②根据题给信息，化学方程式为FeSO4＋2NH4HCO3===FeCO3↓＋(NH4)2SO4＋CO2↑＋H2O。(3)①由于高锰酸钾溶液具有强氧化性，盐酸在常温下即可被其氧化，又因Fe2＋具有还原性，硝酸不论稀、浓均具有强氧化性，故需选用硫酸酸化。②根据反应5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，可知样品中FeO的质量为‎0.02 L×0.010 00 mol·L－1×5×‎72 g·mol－1× ＝‎0.72 g，所以产品中Fe2O3的质量分数为×100%＝76%。‎ 答案：(1)2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋(2)①过滤　沿玻璃棒往漏斗中加入适量蒸馏水至浸没沉淀，让蒸馏水自然流下，重复2～3次②FeSO4＋2NH4HCO3===FeCO3↓＋(NH4)2SO4＋CO2↑＋H2O(3)①c　②76%‎ ‎11.解析：(1)用10 mol·L－1的浓盐酸配制2 mol·L－1的稀盐酸，所用玻璃仪器除量筒和玻璃棒外，还有容量瓶、烧杯和胶头滴管。(2)A项，PAFC不是有机高分子化合物，错误；B项， PAFC中Fe显＋3价，错误；C项，PAFC溶于水能电离出OH－，但同时还有氯离子，不属于碱，错误；D项，PAFC能电离出Al3＋、Fe3＋和OH－，在强酸性和强碱性溶液中均不能稳定存在，D正确。(3)溶液中含有Fe2＋需用NaClO4氧化，所以步骤Ⅱ取样分析的目的是测定溶液中Fe2＋的含量，以确定加入NaClO3的量。(4)向溶液中加入NaClO3时，ClO与Fe2＋反应生成Cl－和Fe3＋，离子方程式为6Fe2＋＋6H＋＋ClO===6Fe3＋＋Cl－＋3H2O。(5)①Al(OH)3是两性氢氧化物，能与强碱反应生成偏铝酸盐，然后通入CO2转化为Al(OH)3沉淀，灼烧得到Al2O3，Fe(OH)3不溶于强碱溶液，所以测定时所需的试剂有NaOH和CO2。②根据①中分析可知，直接测定的是Al2O3、Fe2O3的质量。③在测定过程中的操作顺序是：过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量。‎ 答案：(1)ABD　(2)D　(3)C　(4)6Fe2＋＋6H＋＋ClO===6Fe3＋＋Cl－＋3H2O　(5)①BC　②Al2O3　Fe2O3　③洗涤　冷却