1、第第 3 3 讲讲铁及其化合物铁及其化合物 考试要点核心素养 1.掌握铁及其重要化合物的主 要性质及其应用。 2.了解铁及其重要化合物的制 备方法。 1.宏观辨识与微观探析:了解 Fe 的物理性质,掌握 Fe、 Fe 2+、Fe3+的化学性质;了解 Fe2+、Fe3+的常用检验方法。 2.变化观念与平衡思想:运用氧化还原反应理论分析 Fe、 Fe 2+、Fe3+之间的相互转化。 3.证据推理与模型认知:能依据实验证据推出合理的结论;构 建“铁三角”转化关系模型,运用模型解释化学问题。 一、铁及其重要化合物 1.铁 (1)铁的原子结构 铁位于元素周期表中第四周期第族。 (2)物理性质 颜色、状态
2、导电、导热性延展性地壳中含量 银白色固体良好良好占第4位 (3)化学性质 2.铁的氧化物 FeOFe2O3Fe3O4 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 铁元素的 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 + Fe 2+H 2O Fe2O3+6H + 2Fe 3+3H 2O Fe3O4+8H + 2Fe 3+Fe2+4H 2O 3.铁的氢氧化物 Fe(OH)2Fe(OH)3 颜色、状态白色固体红褐色固体 与盐酸反应Fe(OH)2+2H + Fe 2+2H 2O Fe(OH)3+3
3、H + Fe 3+3H 2O 受热分解2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 制法 新制可溶性亚铁盐与碱溶液隔绝空 气反应:Fe 2+2OH- Fe(OH)2 可溶性铁盐与碱溶液反应:Fe 3+3OH- Fe(OH)3 二者的 关系 在空气中,Fe(OH)2能够迅速被氧气氧化成 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+2H2O4Fe(OH)3 4.亚铁盐和铁盐 亚铁盐铁盐 颜色浅绿色(溶液)棕黄色(溶液) 氧化性与 还原性 (1)Fe 2+为中间价态,既有氧化性,又有 还原性,其中以还原性为主,如: 遇 Br2、Cl2、H2O2、N
4、O3 -(H+)等均表现 为还原性。 (2)Fe 2+的酸性溶液与 H 2O2反应的离子 方程式:2Fe 2+H 2O2+2H + 2Fe 3+2H 2O Fe 3+为铁的高价态,遇 Fe、Cu、HI、H 2S 等均表 现为氧化性。(1)Fe 3+与S2-、I-、HS-、 SO3 2-等具有较强还原性的离子不能大量共存。 (2)Fe 3+可腐蚀印刷电路板上的铜,反应的离子 方程式为 2Fe 3+Cu Cu 2+2Fe2+ 水解性水解呈酸性 (1)Fe 3+极易水解,只能存在于酸性较强的溶液 中。(2)实验室可用饱和 FeCl3溶液滴入沸水 中制取氢氧化铁胶体,反应的化学方程 式:FeCl3+3
5、H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl 溶液的 配制 加少量硫酸抑制 Fe 2+的水解,加 少量铁屑防止 Fe 2+被氧化 氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中,然后再稀释 至所需浓度 二、“铁三角”及亚铁离子、铁离子的检验 1.“铁三角”中的转化关系 完成下列变化的离子方程式,体会 Fe 2+与 Fe3+转化的条件。 (1)将 H2S 气体通入 FeCl3溶液中产生淡黄色沉淀: 2Fe 3+H 2S 2Fe 2+S+2H+ 。 (2)将 FeCl3溶液滴入淀粉-KI 溶液中,溶液变蓝: 2Fe 3+2I- 2Fe 2+I 2 。 (3)向 FeCl2酸性溶液中滴入 H2O2溶液: 2Fe 2+H 2
6、O2+2H + 2Fe 3+2H 2O 。 (4)FeSO4可使酸性 KMnO4溶液褪色: 5Fe 2+MnO 4 -+8H+ 5Fe 3+Mn2+4H 2O 。 (5)将 FeCl2溶液滴入稀 HNO3溶液中,有无色气体放出: 3Fe 2+4H+NO 3 - 3Fe 3+NO+2H 2O 。 2.Fe 2+、Fe3+的检验 .Fe 2+的检验 (1)样品溶液无明显现象溶液变成红色,说明含有 Fe 2+ (2)样品溶液产生白色絮状沉淀,迅速变成灰绿色,最终变为 红褐色,说明含有 Fe 2+ .Fe 3+的检验 a.样品溶液溶液变成红色,说明含有 Fe 3+ b.样品溶液产生红褐色沉淀,说明含有
7、 Fe 3+ .混合溶液中 Fe 3+、Fe2+的检验 (1)Fe 3+的检验 a.混合溶液溶液变成红色,说明含有 Fe 3+ b.混合溶液试纸变蓝,说明含有 Fe 3+ (2)Fe 2+的检验 a.混合溶液酸性 KMnO4溶液紫红色褪去,说明含有 Fe 2+ b.混合溶液溴水褪色,说明含有 Fe 2+ c.混合溶液生成蓝色沉淀,说明含有 Fe 2+ 1.易错易混辨析(正确的画“”,错误的画“”)。 (1)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 () (2)将铁屑放入稀 HNO3中有气泡产生,证明 Fe 比 H2活泼 () (3)铁能被磁铁吸引,但是纯
8、铁易被腐蚀() (4)过量的铁在加热时与氯气反应,生成氯化亚铁() (5)铁与强氧化剂硝酸反应的产物仅为硝酸铁() (6)铝热法制取铁的反应中,放出的热量能使铁熔化() (7)Fe 分别与氯气和稀盐酸反应所得氯化物相同 () (8)将 NaOH 浓溶液滴加到饱和的 FeCl3溶液中,制备 Fe(OH)3胶体() (9)Fe(OH)2在空气中加热,可得到 Fe2O3() (10)向某溶液中滴加 KSCN 溶液,溶液不变色,滴加氯水后溶液呈红色,该溶液中一定含 Fe 2+ () 答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10) 2.有一种铁的化合物俗称铁红,常用作红色油漆和外墙涂
9、料,这种铁的化合物是() A.Fe2O3B.Fe(OH)2 C.FeOD.Fe3O4 答案AFe2O3为红棕色固体粉末,俗称铁红,故 A 正确;Fe(OH)2为白色固体,不溶于水,故 B 错 误;FeO 为黑色粉末,故 C 错误;Fe3O4是具有磁性的黑色晶体,故 D 错误。 3.下列物质不能用单质化合而成的是() A.CuSB.FeS C.FeCl3D.HgS 答案AS 元素氧化性较弱,与 Cu 反应时只能将铜氧化成较低价态,生成 Cu2S,故 A 符合题意。 4.铁是人类应用较早,当前应用量最大的金属元素。下列有关说法中正确的是() A.人类使用铁制品在铝之后 B.常温下,铁不能与浓硝酸反
10、应 C.铁与水蒸气在高温下的反应产物为 Fe2O3和 H2 D.除去 FeCl3溶液中的 FeCl2杂质可以向溶液中加入适量氯水 答案D人类使用铁制品在铝之前,A 项错误;常温下,铁遇浓硝酸钝化,是因为生成一层致密的 氧化膜阻止反应进行,B 项错误;铁与水蒸气在高温下的反应方程式为 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,C 项错误;氯水将 FeCl2氧化成 FeCl3,反应的化学方程式为 2FeCl2+Cl22FeCl3,D 项正确。 考点一考点一铁及其重要化合物铁及其重要化合物 典例探究 例下列各图中能较长时间看到 Fe(OH)2白色沉淀的是() A.B.C.D. 答案BFe(OH)2在
11、空气中很容易被氧化为红褐色的 Fe(OH)3,即发生反应 4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,因此若要较长时间看到 Fe(OH)2白色沉淀,就要排除装置中的氧 气或空气。、原理一样,都是先用氢气将装置中的空气排尽,使生成的 Fe(OH)2处在氢气的 保护中;的原理为铁作阳极产生 Fe 2+,与电解水产生的 OH-结合生成 Fe(OH) 2,且液面用汽油保护, 能防止空气进入;中液面上加一层苯阻止了空气进入;中空气中的氧气,能迅速将 Fe(OH)2氧 化,因而不能较长时间看到白色沉淀。 名师点拨 防止 Fe(OH)2氧化的方法 (1)将配制溶液的蒸馏水煮沸,排出溶解的氧气。 (2)
12、将盛有氢氧化钠溶液的胶头滴管尖端插入试管里的亚铁盐溶液底部,再慢慢挤出 NaOH 溶液。 (3)在亚铁盐溶液上面加保护层,如苯或植物油等。 (4)充入保护气,如氢气、氮气、稀有气体等。 (5)用铁作阳极,石墨作阴极,电解 NaOH 溶液或 NaCl 溶液,利用新产生的 Fe 2+与 OH-反应制取。 题组训练 题组一铁及其化合物的性质 1.人体正常的血红蛋白中含有 Fe 2+,若误食亚硝酸盐(如 NaNO 2),可导致血红蛋白中的 Fe 2+转化为 Fe 3+而中毒,服用维生素 C 可解毒。下列叙述不正确的是 () A.亚硝酸盐被还原 B.维生素 C 是还原剂 C.维生素 C 将 Fe 3+还
13、原为 Fe2+ D.亚硝酸盐与一氧化碳使人中毒的原理相同 答案D一氧化碳使人中毒主要体现在易与血红蛋白结合,从而使血红蛋白失去运输氧气的能 力,与亚硝酸盐中毒原理不同,故 D 错误。 2.(2020 湖北荆州调研)向 FeCl3、CuCl2和 HCl 的混合溶液中加入铁粉,待反应结束,所剩余的固 体滤出后能被磁铁吸引,则反应后溶液中存在较多的阳离子是 () A.Fe 2+ B.Fe 3+ C.Cu 2+ D.H + 答案A氧化性顺序为 Fe 3+Cu2+H+,向氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液中加入铁粉,铁会先 后与氯化铁、氯化铜和盐酸发生氧化还原反应,反应结束后,所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引
14、, 说明铁粉过量,溶液中的反应均能发生,所以溶液中的阳离子只有 Fe 2+和水电离出的微量的 H+,A 正确。 题组二氢氧化亚铁的制备 3.(2020 山东高三月考)某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的 Fe(OH)2,其中实验所用溶 液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。 下列分析正确的是() A.X 可以是稀硫酸或稀硝酸或稀盐酸 B.实验开始时应先关闭 a、打开 b,再加入 X C.反应一段时间后可在蒸馏烧瓶中观察到白色沉淀 D.反应结束后若关闭 b 及分液漏斗活塞,则 Fe(OH)2可较长时间存在 答案D稀硝酸会将铁氧化为 Fe 3+,故 A 错误;实验开始时,应先打开止水夹 a、b,利用生
15、成的 氢气将装置中空气排出,然后关闭 a,利用压强差将生成的含亚铁离子的溶液排到锥形瓶中,Fe 2+ 和 NaOH 溶液反应生成 Fe(OH)2,故 B、C 错误;由于装置中的空气及溶液中氧气已被除去,故 Fe(OH)2可较长时间存在,故 D 正确。 4.下列关于 Fe 3+、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 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 Fe 2+ D.向 FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止
16、Fe 2+被氧化 答案C反应开始时打开止水夹 C,生成的 H2进入 B 中,可排出其中的空气,防止生成的 Fe(OH)2被氧化,一段时间后关闭止水夹 C,A 中生成的 FeSO4溶液被 H2压入 B 中与 NaOH 反应生成 Fe(OH)2,A 正确;FeCl3易水解,为防止水解,配制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,B 正确;Fe 3+与铁反应可生成 Fe2+,则向 FeCl 2溶液中加入少量铁粉是为了 防止 Fe 2+被氧化,D 正确。 题组三有关铁及其化合物的计算 5.铁氧体(Fe3O4)法是处理含废铬水的常用方法,其原理是用 FeSO4把废水中 Cr2O
17、7 2-还原为 Cr3+,并 通过调节废水的 pH,使生成物组成符合类似于铁氧体(Fe3O4或 Fe2O3FeO)的复合氧化物 (Cr +3 ?Fe +3 2-?O3Fe +2 O)。处理含 1molCr2O7 2-废水至少需要加入 amolFeSO47H2O。下列结论正确的是 () A.x=0.5,a=10B.x=1,a=5 C.x=2,a=10D.x=0.5,a=8 答案A由题目信息可知,Cr2O7 2-中 Cr 元素由+6 价降低到+3 价,FeSO 4中 Fe 元素由+2 价升高到 +3 价,且部分 Fe 元素化合价有变化,根据得失电子守恒计算有 3x=2-x,解得x=0.5,处理 1
18、molCr2O7 2-,根据得失电子守恒可知,被氧化为+3 价的 Fe 元素的物质的量为 6mol,复合氧化物 Cr +3 ?Fe +3 2-?O3Fe +2 O 中+2 价的 Fe 元素与+3 价 Fe 元素的物质的量之比为 1(2-x)=1(2- 0.5)=11.5,故复合氧化物中+2 价的 Fe 元素物质的量为6mol 1.5 =4mol,因此需要 FeSO47H2O 物质 的量为 6mol+4mol=10mol,答案为 A。 6.(2020 天津高三月考)某稀硫酸和稀硝酸的混合液 25mL,向其中逐渐加入铁粉,产生气体的物 质的量随铁粉质量增加的变化如图所示(硝酸的还原产物为 NO,忽
19、略反应中的溶液体积变化)。 下列有关说法错误的是() A.OA 段产生的气体是 NO,AB 段发生的反应为 Fe+2Fe 3+ 3Fe 2+,BC 段产生的气体是 H 2 B.由此推断该条件下,氧化性:NO3 -强于 Fe3+ C.OA 段与 BC 段产生的气体的体积比为 11 D.C 点溶质的物质的量浓度为 10mol/L 答案CA 项,OA 段发生反应:Fe+NO3 -+4H+ Fe 3+NO+2H 2O,AB 段发生反 应:Fe+2Fe 3+ 3Fe 2+,BC 段发生反应:Fe+2H+ Fe 2+H 2,正确;B 项,由OA 段发生的反应可知, 氧化性:NO3 -强于 Fe3+,正确;
20、C 项,OA 段发生反应:Fe+NO 3 -+4H+ Fe 3+NO+2H 2O,消耗 Fe 的物质 的量为 5.6g 56g/mol=0.1mol,产生 0.1molNO,BC 段发生反应:Fe+2H + Fe 2+H 2,消耗 Fe 的物质的量 为14.0g-8.4g 56g/mol =0.1mol,产生 0.1molH2,选项没有说明两种气体是在同温同压下,不能判断二者的体 积比,错误;D 项,最终消耗 14.0gFe,溶液中溶质为 FeSO4,n(FeSO4)=n(Fe)= 14.0g 56g/mol=0.25mol,物质 的量浓度为0.25mol 0.025L =10mol/L,正确
21、。 考点二考点二“铁三角铁三角”及亚铁离子、铁离子的检验及亚铁离子、铁离子的检验 典例探究 例选择合适试剂完成甲、乙两组实验: 甲组:检验含 Fe 3+的溶液中是否含有 Fe2+; 乙组:检验含 Fe 2+的溶液中是否含有 Fe3+。 下列试剂选取正确的一项是() 选项甲组乙组 A新制氯水、KSCN 溶液NaOH 溶液 B酸性 KMnO4溶液KSCN 溶液 CNaOH 溶液溴水 D溴水酸性 KMnO4溶液 答案BFe 2+具有还原性,能使酸性 KMnO 4溶液褪色;Fe 3+3SCN- Fe(SCN)3(红色)。 名师点拨 检验 Fe 2+和 Fe3+的易错点 氧化性:KMnO4(H +)Cl
22、 2Fe 3+,故用酸性 KMnO 4溶液检验 Fe 2+时要防止溶液中 Cl-的干扰。 题组训练 题组一“铁三角”中的转化关系 1.(2020 贵州黔西南调研)下列试剂中,不能使 Fe 2+转化为 Fe3+的是( ) 氯气NaCl 溶液KMnO4溶液稀 HNO3盐酸NaNO3溶液 A.B.C.D. 答案D氯气具有强氧化性,能氧化亚铁离子生成铁离子;NaCl 溶液不具有氧化性,不能氧 化亚铁离子生成铁离子;KMnO4溶液具有强氧化性,能氧化亚铁离子生成铁离子;稀硝酸具有 强氧化性,能氧化亚铁离子生成铁离子;盐酸不具有强氧化性,不能氧化亚铁离子生成铁离 子;NaNO3溶液不具有强氧化性,不能氧化
23、亚铁离子生成铁离子,故不能氧化的是,D 正确。 2.(2020 安徽六安模拟)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ABCD XFeCl2溶液FeCl3溶液FeFeSO4溶液 YFeCl3CuCl2AlFe2(SO4)3 ZCl2FeNaOH 溶液Cu 答案CCl2与 FeCl2反应,A 错误;Fe 与 FeCl3、CuCl2均反应,B 错误;D 项有新的杂质 CuSO4生 成,D 错误。 题组二亚铁离子、铁离子的检验 3.(2020 上海高三二模)可用于检验久置的 FeSO4溶液是否变质的试剂是() A.过氧化钠B
24、.铁粉C.盐酸D.KSCN 溶液 答案D过氧化钠有强氧化性,会将 Fe 2+氧化,从而无法确定原溶液是否变质,A 错误;铁粉有还 原性,若 FeSO4溶液变质了,能将 Fe 3+还原成 Fe2+,但无明显现象,无法确定原溶液是否变质,B 错 误;加入盐酸,无明显现象,无法确定原溶液是否变质,C 错误;若 FeSO4溶液变质了,溶液中会有 Fe 3+,加入 KSCN 溶液,溶液变成红色,D 正确。 4.要证明某溶液中不含有 Fe 3+而可能含有 Fe2+,进行如下实验操作时最佳顺序为 () 加入足量氯水加入足量 KMnO4溶液加入少量 KSCN 溶液 A.B.C.D. 答案C 1.(高考题改编)
25、下列关于铁及其化合物的说法中正确的是() A.FeS2在沸腾炉中与 O2反应主要生成 SO3 B.Mg 加入到过量 FeCl3溶液中可得 Fe C.钢铁在潮湿空气中生锈主要是发生了电化学腐蚀 D.室温下,Fe 与浓 H2SO4反应生成 FeSO4 答案CFeS2在沸腾炉中与 O2发生的反应为 4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,产物主要是 SO2而不是 SO3,故 A 错误;Mg 加入到 FeCl3溶液中,Mg 具有较强的还原性,先与 Fe 3+反应,生成 Mg2+和 Fe2+,若 Mg 过量,Mg 与 Fe 2+继续反应生成 Mg2+和 Fe,但由于反应中 FeCl 3过量,因此不会
26、生成 Fe,故 B 错误; 钢铁在潮湿的空气中,铁和碳、水膜形成原电池,发生电化学腐蚀,腐蚀速率更快,故 C 正确;室 温下,铁在浓硫酸中发生钝化,故 D 错误。 2.(高考题改编)下列关于铁及其化合物的说法中错误的是() A.将废铁屑加入 FeCl2溶液中,可用于除去工业废气中的 Cl2 B.铁锈的主要成分可表示为 Fe2O3xH2O C.FeCl3溶液腐蚀铜板的离子方程式为 2Fe 3+Cu 2Fe 2+Cu2+ D.将某固体试样完全溶于盐酸,再滴加 KSCN 溶液,没有出现红色,则该固体试样中不存在 Fe 3+ 答案D铁和亚铁离子能将氯气还原为氯离子,从而除去工业废气中的氯气,故 A 正
27、确;铁锈的 主要成分可表示为 Fe2O3xH2O,故 B 正确;FeCl3溶液与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜,反应的离 子方程式为 2Fe 3+Cu 2Fe 2+Cu2+,故 C 正确;若固体为 FeCl 3和 Fe 的混合物时,也有相同的现象, 故固体试样中可能存在 Fe 3+,故 D 错误。 3.(2020 江苏单科,19,15 分)实验室由炼钢污泥(简称铁泥,主要成分为铁的氧化物)制备软磁性 材料-Fe2O3。其主要实验流程如下: (1)酸浸。用一定浓度的 H2SO4溶液浸取铁泥中的铁元素。若其他条件不变,实验中采取下列措 施能提高铁元素浸出率的有(填序号)。 A.适当升高酸浸温度 B.适
28、当加快搅拌速度 C.适当缩短酸浸时间 (2)还原。向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉,使 Fe 3+完全转化为 Fe2+。“还原”过程中除生 成 Fe 2+外,还会生成 (填化学式);检验 Fe 3+是否还原完全的实验操作是 。 (3)除杂。向“还原”后的滤液中加入 NH4F 溶液,使 Ca 2+转化为 CaF 2沉淀除去。若溶液的 pH 偏 低,将会导致 CaF2沉淀不完全,其原因是 Ksp(CaF2)=5.310 -9,K a(HF)=6.310 -4。 (4)沉铁。将提纯后的 FeSO4溶液与氨水-NH4HCO3混合溶液反应,生成 FeCO3沉淀。 生成 FeCO3沉淀的离子方程式为。 设
29、计以 FeSO4溶液、氨水-NH4HCO3混合溶液为原料,制备 FeCO3的实验方案: FeCO3沉淀需“洗涤完全”,Fe(OH)2开始沉淀的 pH=6.5。 答案(1)AB(2)H2取少量清液,向其中滴加几滴 KSCN 溶液,观察溶液颜色是否呈红色 (3)pH 偏低形成 HF,导致溶液中 F -浓度减小,CaF 2沉淀不完全 (4)Fe 2+HCO 3 -+NH 3H2O FeCO3+NH4 +H 2O 或 Fe 2+HCO 3 -+NH 3 FeCO3+NH4 + 在搅拌下向 FeSO4溶液中缓慢加入氨水-NH4HCO3混合溶液,控制溶液 pH 不大于 6.5;静置后过 滤,所得沉淀用蒸馏
30、水洗涤 23 次;取最后一次洗涤后的滤液,滴加盐酸酸化的 BaCl2溶液,不出 现白色沉淀 解析(1)适当升高酸浸温度、加快搅拌速度均可提高铁元素浸出率;适当缩短酸浸时间会使铁 元素浸出率降低,故 A、B 正确,C 不正确。(2)“酸浸”时酸过量,“酸浸”后的滤液中还含有大 量 H +,H+与铁粉反应生成 H 2;一般用 KSCN 溶液检验 Fe 3+。(3)HF 为弱酸,由 Ksp(CaF2)和Ka(HF)知, 若溶液 pH 偏低,c(H +)较大,H+与 F-易结合成 HF,使溶液中 c(F -)降低,CaF 2沉淀不完全。(4)Fe 2+ 与 HCO3 -反应生成 FeCO 3和 H +
31、,H+与 NH 3H2O 反应生成 NH4 +和 H 2O,故离子方程式 为 Fe 2+HCO 3 -+NH 3H2O FeCO3+NH4 +H 2O。为防止生成 Fe(OH)2沉淀,设计实验方案时应将氨 水-NH4HCO3溶液缓慢加入 FeSO4溶液中,并注意控制溶液 pH 不大于 6.5。最后要注意洗涤沉淀, 并检验沉淀是否“洗涤完全”。 A A 组组基础达标基础达标 1.(2020 陕西铜川模拟)新修本草是我国古代中药学著作之一,其中有关于“青矾”的描述 为“本来绿色,新出窟未见风者,正如瑠璃烧之赤色”。据此推测,“青矾”的主要成分为 () A.CuSO45H2OB.FeSO47H2O
32、C.KAl(SO4)212H2OD.Fe2(SO4)39H2O 答案B描述中“青矾”为“本来绿色”,由此推断应选 B。 2.(2020 四川广元模拟)在给定条件下,下列物质间的转化不能实现的是() A.FeFeCl3B.FeFeSO4 C.FeFe3O4D.FeFeCl2 答案B常温下 Fe 在浓硫酸中发生钝化不能继续反应,物质间的转化不能实现,故 B 符合题意。 3.下列试剂中可用于鉴别 Fe 2+和 Fe3+的是 ( ) 淀粉-KI 溶液酸性 KMnO4溶液 KSCN 溶液KBr 溶液 A.B. C.D. 答案B铁离子能将碘离子氧化成碘单质,溶液变成蓝色,能鉴别 Fe 2+和 Fe3+;F
33、e2+具有较强 的还原性,能使酸性 KMnO4溶液褪色,Fe 3+不能,能鉴别 Fe2+和 Fe3+;加入 KSCN 溶液,发生反 应:Fe 3+3SCN- Fe(SCN)3,溶液呈红色,证明含有铁离子,加 KSCN 溶液没有明显现象,加入氯水, 溶液变成红色,说明溶液只有 Fe 2+;KBr 溶液与 Fe2+和 Fe3+均不能反应,不能鉴别 Fe2+和 Fe3+;故 选 B。 4.(2020 山东日照月考)在通风橱中进行下列实验: Fe 表面产生大量无色气 泡,液面上方变为红棕色 Fe 表面产生少量红棕色气泡后,迅 速停止 Fe、Cu 接触后,其表面均产生 红棕色气泡 下列说法中,不正确的是
34、() A.中气体由无色变为红棕色的化学方程式为 2NO+O22NO2 B.中的现象说明 Fe 表面形成致密的氧化层,阻止 Fe 进一步反应 C.对比、中现象,说明稀 HNO3的氧化性强于浓 HNO3 D.针对中现象,在 Fe、Cu 之间连接电流计,可判断 Fe 是否持续被氧化 答案C中铁和稀硝酸反应生成一氧化氮,一氧化氮和空气中的氧气反应生成二氧化氮,化 学方程式为 2NO+O22NO2,A 正确;常温下,Fe 遇浓硝酸易钝化,表面形成致密的氧化层,阻止 Fe 进一步反应,B 正确;对比、中现象,说明浓 HNO3的氧化性强于稀 HNO3,C 错误;中构成 原电池,在 Fe、Cu 之间连接电流计
35、,可判断 Fe 是否持续被氧化,D 正确。 5.(2020 安徽合肥模拟)某溶液由 K +、Fe3+、SO 4 2-、CO 3 2-、NO 3 -、I-中的几种离子组成,取样,滴加 NaOH 溶液后有红褐色沉淀生成。下列有关该溶液的说法不正确的是 () A.是否含有 SO4 2-可用 BaCl 2溶液检验 B.是否含有 K +可通过焰色反应确定 C.一定存在的离子为 Fe 3+、NO 3 - D.一定不存在的离子为 CO3 2-、I- 答案C滴入 NaOH 溶液后有红褐色沉淀生成,说明原溶液中含有 Fe 3+;根据 Fe3+与 CO 3 2-能相互 促进水解而不能大量共存,知原溶液中一定不含有
36、 CO3 2-;根据 Fe3+与 I-能发生氧化还原反应而不 能大量共存,知原溶液中一定不含 I -。因为原溶液中一定不含 CO 3 2-,故欲确定原溶液中是否含有 SO4 2-,可以用 BaCl 2溶液检验,A 项正确;欲确定原溶液中是否含有 K +,可以通过焰色反应,透过蓝 色钴玻璃观察火焰是否为紫色,B 项正确;原溶液中一定存在 Fe 3+,但 NO 3 -不一定存在,C 项错误; 原溶液中一定不存在的离子为 CO3 2-、I-,D 项正确。 6.(2020 山东滨州模拟)下列中学常见实验的现象或表述正确的是() A.过量的铁投入一定量的稀硝酸中,充分反应后取上层清液于试管中,滴加 KS
37、CN 溶液,溶液显红 色 B.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 C.检验红砖中的氧化铁成分,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 23 滴,溶液显红色即可证明 D.向 CuSO4溶液中滴入过量 NaOH 溶液充分反应后,将混合液体倒入蒸发皿中加热煮沸一会,然后 冷却、过滤,滤纸上的物质为蓝色固体 答案C过量的铁与一定量的稀硝酸反应最终生成的是 Fe 2+,A 错误;制备氢氧化亚铁时应避免 刚生成的氢氧化亚铁被氧气氧化,向硫酸亚铁溶液中加氢氧化钠溶液时应把胶头滴管的下端插 入液面以下且不能搅拌,B 错误
38、;向 CuSO4溶液中滴入过量 NaOH 溶液充分反应后生成 Cu(OH)2沉 淀,加热煮沸后过滤,滤纸上留下的是黑色的 CuO 固体,D 错误。 7.(2020 安徽池州模拟)准确称取某种铁的氧化物 2.88g,用足量的 CO 进行还原,将生成的 CO2全 部用足量的澄清石灰水吸收,得到沉淀 4.00g,则这种铁的氧化物为() A.Fe3O4B.Fe2O3C.FeOD.以上都不是 答案C4.00gCaCO3沉淀的物质的量为 0.04mol,则 CO、CO2的物质的量也均为 0.04mol,增加 的氧元素为 0.04mol,质量为 0.04mol16gmol -1=0.64g,铁的氧化物中氧元
39、素质量为 0.64g,铁 元素质量为 2.88g-0.64g=2.24g,铁的氧化物中铁元素与氧元素的物质的量之比为 2.24g 56gmol-1 0.64g 16gmol-1=11,则这种铁的氧化物的化学式为 FeO。 8.(2020 内蒙古高三二模)某同学在实验室进行铁盐与亚铁盐相互转化实验。 实验:将 Fe 3+转化为 Fe2+ 查阅资料:SCN -的化学性质与 I-相似;2Cu2+4I- 2CuI+I2。 实验:将 Fe 2+转化为 Fe3+ 实验方案现象 向 3mL0.1molL -1FeSO 4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 查阅资
40、料:Fe 2+NO Fe(NO) 2+(棕色)。 下列说法不正确的是() A.取 4mL0.1molL -1CuSO 4溶液,向其中滴加 3 滴 0.1molL -1KSCN 溶液,产生白色沉淀 B.取 4mL0.2molL -1FeSO 4溶液,向其中滴加 3 滴 0.1molL -1KSCN 溶液,产生白色沉淀 C.Cu 2+与 SCN-反应的离子方程式为 2Cu2+4SCN- 2CuSCN+(SCN)2 D.产生 NO 的原因:3Fe 2+4H+NO 3 - 3Fe 3+NO+2H 2O 答案B取 4mL0.1molL -1CuSO 4溶液,向其中滴加 3 滴 0.1molL -1KSC
41、N 溶液,由题给信息可 知,Cu 2+与 SCN-反应生成 CuSCN 白色沉淀,选项 A 正确;取 4mL0.2molL-1FeSO 4溶液,向其中滴加 3 滴 0.1molL -1KSCN 溶液,不发生反应,无明显现象,选项 B 不正确;Cu2+与 SCN-反应生成 CuSCN 沉淀,同时生成(SCN)2,反应的离子方程式为 2Cu 2+4SCN- 2CuSCN+(SCN)2,选项 C 正确;亚铁 离子具有还原性,酸性条件下硝酸根离子具有强氧化性,反应生成铁离子、NO 与水,反应的离子 方程为 3Fe 2+4H+NO 3 - 3Fe 3+NO+2H 2O,选项 D 正确。 9.某小组同学通
42、过实验研究 FeCl3溶液与 Cu 粉发生的氧化还原反应。实验记录如下: 序号 实验 步骤 实验 现象 铜粉消失,溶液黄色变浅, 加入蒸馏水后无明显现象 铜粉有剩余,溶液黄色褪 去,加入蒸馏水后生成白色 沉淀 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 下列说法不正确的是() A.实验、中均发生了反应:2Fe 3+Cu 2Fe 2+Cu2+ B.对比实验、说明白色沉淀的产生可能与铜粉的量及溶液的阴离子种类有关 C.实验、中加入蒸馏水后c(Cu 2+)相同 D.向实验反应后的溶液中加入饱和 NaCl 溶液可能出现白色沉淀 答案C三组实验中溶液中均含有 Fe 3+,加入了铜粉,
43、均会发生反应:2Fe3+Cu 2Fe 2+Cu2+,故 A 正确;对比实验、可知,白色沉淀的产生与铜粉的量有关,对比实验、可知,白色沉淀 的产生与溶液的阴离子种类有关,故 B 正确;实验中铜粉少量,且完全消失,所以不能确定是否 将 Fe 3+全部反应,所以实验、中加入蒸馏水后 c(Cu 2+)不一定相同,故 C 错误;根据实验的 现象可知,当铜过量且氯离子存在时会产生沉淀,所以向实验反应后的溶液中加入饱和 NaCl 溶液,可能出现白色沉淀,故 D 正确。 10.(2020 天津红桥模拟).铁是生产、生活及生命中的重要元素。 (1)血红蛋白(Hb)中的铁元素呈正二价,能与 O2分子结合成氧合血红
44、蛋白(HbO),从而有输送氧的 能力。NaNO2具有氧化性,能使血红蛋白丧失与 O2结合的能力。药品美蓝是其有效的解毒剂,解 毒时美蓝发生(填“氧化”或“还原”)反应。 (2)现有一瓶放置了一段时间的某浓度的 FeCl2溶液,请设计实验检验其中是否 Fe 3+: 。 (3)普通铁粉与水蒸气在高温下反应生成铁的某种氧化物和氢气,该氧化物和氢气在高温下发生 逆反应得到“引火铁”。若一定量的普通铁粉和水蒸气在高温下反应生成 44.8LH2(已换算到标 准状况下),则转移电子数目为;“引火铁”是一种极细的铁粉,它在空气中可以自燃, 其原因是。 .化合物 M 是某种具有磁学性质的新型电子材料的主要成分,
45、由两种元素组成。为了研究其组 成,设计如下实验: 气体甲可使湿润的红色石蕊试纸变蓝。请回答: (4)M 的化学式为,气体甲的电子式为。 (5)白色沉淀乙在空气中变成红褐色沉淀丙的原因是(用化学方程式表示)。 (6)高温条件下,丁与甲反应生成两种单质和水,该反应的化学方程式为。 答案(1)氧化(2)取少量待测液于试管中,滴加 KSCN 溶液,若溶液呈红色,说明原溶液中有 Fe 3+,反之则没有 (3)4NA“引火铁”表面积很大,加快了与氧气的反应速率 (4)Fe4N (5)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3 (6)Fe2O3+2NH32Fe+N2+3H2O 解析(1)NaNO2具有
46、氧化性能使血红蛋白丧失与 O2结合的能力,原理是 NaNO2氧化了血红蛋白中 的二价铁,药品美蓝是其有效的解毒剂,这说明该物质具有还原性,因此解毒时美蓝发生氧化反 应。(3)标准状况下 44.8LH2的物质的量为 2mol,反应转移的电子数目为 22NA=4NA;“引火铁” 表面积很大,加快了与氧气的反应速率,因此在空气中可以自燃。(4)气体甲可使湿润的红色石 蕊试纸变蓝,气体甲为氨气,说明化合物 M 中含有氮元素;白色沉淀乙红褐色沉淀丙,说明 化合物 M 中含有铁元素;红褐色沉淀丙固体丁(14.40g),固体丁为氧化铁,M 由铁、氮两种 元素组成,氧化铁质量为 14.40g,则铁元素的质量为
47、 14.40g112 160=10.08g,氮元素的质量为 10.71g-10.08g=0.63g,铁、氮两种元素的物质的量之比为 41,所以 M 的化学式为 Fe4N。(5)白 色沉淀乙是氢氧化亚铁,在空气中被氧气氧化为红褐色氢氧化铁。 B B 组组综合提升综合提升 11.(2020 安徽高三月考)把 SO2通入 Fe(NO3)3溶液中,溶液由棕黄色变为浅绿色,但立即又变为棕 黄色,此时若滴入 BaCl2溶液,则会产生白色沉淀。在上述一系列变化过程中,最终被还原的是 () A.SO2B.Fe 2+ C.Fe 3+ D.NO3 - 答案D由滴入 BaCl2溶液,会产生白色沉淀,可知具有还原性的
48、 SO2通入 Fe(NO3)3溶液中发生 的氧化反应为 SO2SO4 2-,白色沉淀为硫酸钡;溶液由黄色变为浅绿色,说明三价铁离子被还原为 亚铁离子,但立即又变为黄色,说明亚铁离子又被氧化为三价铁离子,则可知溶液中的硝酸根离 子在酸溶液中具有强氧化性,把亚铁离子氧化为三价铁离子表现氧化性,最终被还原的是 NO3 -,故 选 D。 12.(2020 江西宜春调研)某同学采用废铁屑(主要成分为 Fe2O3、Fe,少量碳)制取碳酸亚铁 (FeCO3),设计了如图流程,根据流程图下列说法不正确的是() A.工业废铁屑往往附着有油脂,可通过热饱和碳酸钠溶液洗涤除去 B.反应 2 的离子方程式:Fe 2+
49、2HCO 3 - FeCO3+CO2+H2O C.操作为过滤,洗涤操作,一系列操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤 D.为避免硫酸溶解时 Fe 2+被空气氧化,废铁屑应适当过量 答案C废铁屑(主要成分为 Fe2O3、Fe,少量碳)中加入稀硫酸,发生反应 Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O、Fe2(SO4)3+Fe3FeSO4、Fe+H2SO4FeSO4+H2,过滤,将少量 碳滤出;滤液中加入 NaHCO3溶液,发生反应 Fe 2+2HCO 3 - FeCO3+CO2+H2O;过滤后,洗涤、干 燥,即得 FeCO3。洗涤废铁屑表面的油脂,可使用热的饱和碳酸钠溶液,A 正确;由以
50、上分析知,反 应 2 的离子方程式:Fe 2+2HCO 3 - FeCO3+CO2+H2O,B 正确;因为一系列操作是从混合物中 分离出 FeCO3沉淀,所以应为过滤、洗涤、干燥等操作,C 不正确;Fe 2+具有较强的还原性,洗涤时 易被空气中的氧气氧化,所以废铁屑应适当过量,D 正确。 13.(2020 山东烟台联考)常温时,将 0.1molFe(NO3)3和 2molHCl 溶于水得 2L 混合溶液,然后向该 溶液中投入mg 铁粉使其充分反应后,滴加 KSCN 溶液不变红。下列有关说法正确的是 () A.由于氧化性:Fe 3+H+,首先发生的反应是 Fe+2Fe3+ 3Fe 2+ B.当加
