1、第8讲 铁及其化合物A组 基础题组1.(2018北京昌平期末)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )A.FeFeCl2Fe(OH)2B.Cl2Ca(ClO)2HClOC.SSO2H2SO4D.NaNa2ONaOH2.下列有关说法不正确的是( )A.常温下浓硫酸能使铝发生钝化,可在常温下用铝制贮罐贮运浓硫酸B.铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4C.金属铝排在金属活动性顺序中氢元素的前面,铝与强酸反应一定放出氢气D.将铁粉加入FeCl3、CuCl2的混合溶液中,充分反应后剩余的固体中不一定有铁3.向Cu、Fe和Fe2O3的混合物中加入足量稀硫酸发生反应。下列说法
2、正确的是( )A.反应后溶液可能呈中性B.反应停止后一定有固体剩余C.反应过程中一定有氧化还原反应发生D.若只有Cu剩余,向溶液中滴入铁氰化钾溶液不会产生蓝色沉淀4.Fe和Mg与H2SO4反应的实验如下:实验现象Fe表面产生大量无色气泡Fe表面产生气泡后迅速停止Mg表面迅速产生大量气泡Fe表面有大量气泡,Mg表面有少量气泡 关于上述实验的说法不合理的是( )A.中产生气体的原因是:Fe+2H+Fe2+H2B.取出中的铁棒放入CuSO4溶液立即析出红色固体C.中现象说明Mg在浓H2SO4中没被钝化D.中现象说明Mg的金属性比Fe强5.实验:0.005 molL-1 FeCl3溶液和0.015 m
3、olL-1 KSCN溶液各1 mL混合得到红色溶液a,均分溶液a置于b、c两支试管中;向b中滴加3滴饱和FeCl3溶液,溶液颜色加深;再向上述b溶液中滴加3滴1 molL-1 NaOH溶液,溶液颜色变浅且出现浑浊;向c中逐渐滴加1 molL-1 KSCN溶液2 mL,溶液颜色先变深后变浅。下列分析不正确的是( )A.实验中增大Fe3+浓度使平衡Fe3+ + 3SCN-Fe(SCN)3正向移动B.实验中发生反应:Fe3+3OH-Fe(OH)3C.实验和中溶液颜色变浅的原因相同D.实验、均可说明浓度改变对平衡移动的影响6.(2017北京东城期末,19)从宏观现象探究微观本质是重要的化学学科素养。以
4、FeCl3溶液为实验对象,探究其与碱性物质之间反应的多样性。实验如下: (1)中反应的离子方程式是 。 (2)中逸出的无色气体是 。从物质类别的角度分析,Na2CO3与Na2SO3在化学性质方面的共性是 (写一条);从化合价的角度分析,Na2CO3与Na2SO3在化学性质方面的差异是(写一条) 。 (3)对于中的实验现象,同学们有诸多猜测,继续进行实验:.甲取中的红棕色溶液少许,滴入少量盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀。甲得出结论:FeCl3与Na2SO3发生了氧化还原反应,离子方程式是 。 .乙认为甲的实验不严谨,重新设计并进行实验,证实了甲的结论是正确的,其实验方案是 。 (4)受以
5、上实验的启发,同学们对pH8的1 mol/L NaF溶液与FeCl3溶液混合时的现象产生了兴趣并进行实验:实验操作及现象向2 mL 0.2 mol/L FeCl3溶液中滴入2 mL 1 mol/L NaF溶液,溶液变无色向2 mL 0.2 mol/L FeCl3溶液中滴入2 mL蒸馏水,溶液颜色变浅.的实验目的是 。 .为探究中溶液变无色的原因,进行如下实验: 资料显示:FeF3溶液为无色。用平衡移动原理解释红褐色沉淀产生的原因: 。 (5)根据实验,FeCl3溶液与碱性物质之间的反应的多样性与 有关。 B组 提升题组7.(2017北京顺义二模,28)某兴趣小组制备氢氧化亚铁沉淀:实验1实验现
6、象产生白色絮状沉淀,迅速变为灰绿色,振荡,试管壁上有红褐色沉淀生成(1)实验1中产生白色沉淀的离子方程式是 。 (2)为了探究沉淀变灰绿色的原因,该小组同学展开如下探究:甲同学推测灰绿色物质为Fe(OH)2和Fe(OH)3的混合物。查阅资料后根据调色原理认为白色和红褐色的调和色不可能是灰绿色,并设计实验证实灰绿色物质中不含有Fe(OH)3,方案是 。 乙同学查阅文献:Fe(OH)2在大量S存在的情况下形成Fe6(SO4)2(OH)4O3(一种氧基碱式复盐)。并设计对比实验证实该假设:向试管中加入 ,再往试管中加入 ,振荡,现象与实验1相同,结论是该假设不成立。 乙同学继续查阅文献:Fe(OH)
7、2沉淀具有较强的吸附性,灰绿色可能是由Fe(OH)2表面吸附Fe2+引起的。推测所用的硫酸亚铁溶液的浓度应越小越好;氢氧化钠溶液浓度应越大越好;设计了如下实验方案:试管中为10 mLNaOH溶液滴加FeSO4溶液实验现象实验26 mol/L NaOH溶液0.2 mol/L FeSO4溶液产生悬浮于溶液中的白色沉淀(带有少量灰绿色),沉淀下沉后,大部分灰绿色沉淀变为白色实验36 mol/L NaOH溶液0.1 mol/L FeSO4溶液产生悬浮于溶液中的白色沉淀(带有极少量灰绿色),沉淀下沉后,底部都为白色沉淀该实验得出的结论是 ;能说明灰绿色是由Fe(OH)2表面吸附Fe2+引起的证据是 。丙
8、同学认为该实验方案不足以证明灰绿色是由Fe(OH)2表面吸附Fe2+引起的,还需补充的实验是 ,证明该假设成立。 (3)丙同学探究温度对氢氧化亚铁制备实验的影响:取少量灰绿色沉淀,在水浴中加热,颜色由灰绿变白,且有絮状白色沉淀下沉,原因为 。 (4)根据以上实验探究,若尽可能制得白色Fe(OH)2沉淀,需要控制的实验条件是 。 8.(2017北京理综,28)某小组在验证反应“Fe+2Ag+Fe2+2Ag”的实验中检测到Fe3+,发现和探究过程如下。向硝酸酸化的0.05 molL-1硝酸银溶液(pH2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,烧杯底部有黑色固体,溶液呈黄色。(1)检验产物取出少量黑色固体,洗
9、涤后, (填操作和现象),证明黑色固体中含有Ag。 取上层清液,滴加K3Fe(CN)6溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中含有 。 (2)针对“溶液呈黄色”,甲认为溶液中有Fe3+,乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+,乙依据的原理是 (用离子方程式表示)。针对两种观点继续实验: 取上层清液,滴加KSCN溶液,溶液变红,证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生,且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关,对比实验记录如下:序号取样时间/min现象3产生大量白色沉淀;溶液呈红色30产生白色沉淀,较3 min时量少;溶液红色较3 min时加深120产生白色沉淀,较30 min时量少;溶液红色较30 min时变浅
10、(资料:Ag+与SCN-生成白色沉淀AgSCN)对Fe3+产生的原因作出如下假设:假设a:可能是铁粉表面有氧化层,能产生Fe3+;假设b:空气中存在O2,由于 (用离子方程式表示),可产生Fe3+; 假设c:酸性溶液中的N具有氧化性,可产生Fe3+;假设d:根据 现象,判断溶液中存在Ag+,可产生Fe3+。 下述实验可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因。实验可证实假设d成立。实验:向硝酸酸化的 溶液(pH2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,不同时间取上层清液滴加KSCN溶液。3 min时溶液呈浅红色,30 min后溶液几乎无色。 实验:装置如下图。其中甲溶液是 ,操作及现象是 。 (3)
11、根据实验现象,结合方程式推测实验中Fe3+浓度变化的原因: 。 答案精解精析A组 基础题组1.B A项,铁与氯气在点燃条件下反应只能生成FeCl3;B项,Cl2与氢氧化钙反应能生成Ca(ClO)2和CaCl2,Ca(ClO)2与CO2反应可以生成HClO;C项,SO2与水反应生成H2SO3;D项,金属钠在加热条件下与氧气反应生成Na2O2,常温下缓慢氧化生成Na2O。 2.C A项,浓硫酸具有强氧化性,能使铝发生钝化,因此常温下可用铝制贮罐贮运浓硫酸;B项,铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气;C项,金属铝和氧化性酸(硝酸、浓硫酸等)反应得不到氢气;D项,各物质的用
12、量不确定,所以充分反应后剩余固体中不一定有铁。3.C A项,反应后生成的盐属于强酸弱碱盐,溶液显酸性;B项,涉及的反应有:Fe+2H+Fe2+H2,Fe2O3+6H+2Fe3+3H2O,Cu+2Fe3+Cu2+2Fe2+,Fe2O3足量时,不会有固体剩余;C项,Fe与H+的反应及Cu与Fe3+的反应均为氧化还原反应;D项,若有铜剩余,则溶液中无Fe3+,有Fe2+,滴入K3Fe(CN)6会产生蓝色沉淀。 6.答案 (1)3Mg(OH)2+2Fe3+2Fe(OH)3(胶体)+3Mg2+(2)CO2 都为强碱弱酸盐,都能与强酸反应 Na2CO3无还原性;Na2SO3具有较强的还原性(3).2Fe3
13、+S+H2O2Fe2+S+2H+.取中的红棕色溶液少许,滴加铁氰化钾溶液,出现蓝色沉淀(4).排除加水稀释对溶液颜色变化的影响.无色溶液中存在平衡:Fe3+3F-FeF3,加入NaOH后,Fe3+更易与OH-结合生成难溶的Fe(OH)3(5)碱性物质的pH、离子的性质解析 (2)Na2CO3与Na2SO3都为强碱弱酸盐,都能与强酸反应;但Na2CO3中碳元素为最高正价,无还原性;Na2SO3中硫元素为+4价,处于中间价态,具有较强还原性。(3)S被Fe3+氧化的离子方程式为2Fe3+S+H2O2Fe2+S+2H+,反应中Na2SO3过量,甲中的沉淀也可能是BaSO3,故应检验Fe3+是否被还原
14、为Fe2+。 (5)通过实验可以看到,FeCl3溶液与碱性物质之间的反应的多样性与碱性物质的pH及离子的性质有关。B组 提升题组7.答案 (1)Fe2+2OH-Fe(OH)2 解析 (1)实验1中氢氧化钠与硫酸亚铁反应生成氢氧化亚铁白色沉淀,离子方程式为Fe2+2OH-Fe(OH)2。(2)证实灰绿色物质中不含有Fe(OH)3,可将沉淀溶解,检验其中是否含有铁离子。用等浓度、等体积的氯化亚铁与等浓度、等体积的氢氧化钠溶液反应与实验1对比即可证实假设是否成立。由实验可知:在氢氧化钠溶液浓度一定的条件下,硫酸亚铁溶液的浓度越小,产生白色沉淀的现象越明显;实验2中沉淀下沉后,大部分灰绿色沉淀变为白色,实验3中沉淀下沉后,底部都为白色沉淀,说明灰绿色是由Fe(OH)2表面吸附Fe2+引起的;要证实假设成立,需要向实验2(或实验3)的白色沉淀中继续加入过量的硫酸亚铁溶液,白色沉淀变成灰绿色。(3)Fe2+在加热时易发生水解,生成Fe(OH)2,因此颜色变白,同时沉淀的量增加,导致出现絮状白色沉淀。8.答案 (1)加硝酸加热溶解固体,再滴加稀盐酸,产生白色沉淀Fe2+(2)2Fe3+Fe3Fe2+4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O加入KSCN溶液后产生白色沉淀0.05 molL-1 NaNO3 FeSO4溶液
