（人教通用版）2020高考化學新一線大一輪復習 第三章 第3講 鐵及其重要化合物講義+精練（含解析）.doc

第3講鐵及其重要化合物【2019備考】最新考綱：1.掌握鐵及其重要化合物的主要性質。2.掌握鐵及其重要化合物的應用。3.了解常見金屬及其重要化合物的制備方法?？键c一鐵的單質、氧化物及氫氧化物(頻數(shù)：難度：)1鐵元素的存在形式2鐵的性質(1)物理性質顏色、狀態(tài)導電、導熱性、延展性特性地殼含量銀白色固體良好被磁鐵吸引占第四位(2)化學性質鐵單質性質活潑，有較強的還原性，主要化合價為2價和3價。與非金屬單質反應：Fe與S反應：FeSFeS。與水的反應：常溫下鐵與水不反應，在高溫條件下與水蒸氣反應：3Fe4H2O(g)Fe3O44H2。與酸的反應：a與非氧化性酸反應的離子方程式：Fe2H=Fe2H2。b與氧化性酸反應：遇冷的濃硫酸或濃硝酸鈍化，與稀硝酸或在加熱條件下與濃硫酸、濃硝酸反應，但無H2產(chǎn)生。與某些鹽溶液的反應：a與CuSO4溶液反應的離子方程式：FeCu2=Fe2Cu。b與FeCl3溶液反應的離子方程式：Fe2Fe3=3Fe2。鐵分別與氯氣和鹽酸反應所得的產(chǎn)物中鐵元素的價態(tài)不同，F(xiàn)e與Cl2反應無論用量多少都生成FeCl3，而Fe與鹽酸反應生成FeCl2。鐵在潮濕的空氣中生成的鐵銹的主要成分是Fe2O3，而鐵在純氧中燃燒的產(chǎn)物是Fe3O4。3鐵的常見化合物(1)鐵的氧化物化學式FeOFe2O3Fe3O4俗名鐵紅磁性氧化鐵顏色狀態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體(有磁性)溶解性難溶于水難溶于水難溶于水鐵的化合價232、3與H反應的離子方程式FeO2H=Fe2H2OFe2O36H=2Fe33H2OFe3O48H=Fe22Fe34H2O(2)鐵的氫氧化物化學式Fe(OH)2Fe(OH)3色態(tài)白色固體紅褐色固體與鹽酸反應Fe(OH)22H=Fe22H2OFe(OH)33H=Fe33H2O受熱分解2Fe(OH)3Fe2O33H2O制法可溶性亞鐵鹽與堿反應：Fe22OH=Fe(OH)2可溶性鐵鹽與堿反應：Fe33OH=Fe(OH)3二者的關系空氣中，F(xiàn)e(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現(xiàn)象是白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，化學方程式為4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3FeO和Fe3O4與足量HNO3反應時，發(fā)生氧化還原反應，F(xiàn)e2被HNO3氧化生成Fe3。Fe2O3和Fe3O4與足量HI反應時，發(fā)生氧化還原反應，F(xiàn)e3被I還原生成Fe2。1教材基礎知識判斷(1)Fe在足量Cl2中燃燒生成FeCl3，在少量Cl2中燃燒生成FeCl2()(2)用鐵制容器可以運輸濃硝酸和濃硫酸()(3)氧化鐵能與酸反應，所以可用于制作紅色染料()(4)Fe2O3與NaOH溶液反應可制取Fe(OH)3()(5)鐵與過量的硫粉共熱產(chǎn)物是Fe2S3()答案(1)(2)(3)(4)(5)2(RJ必修1實驗39)教材實驗探究與拓展(1)教材實驗分析用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含F(xiàn)e3的FeSO4溶液與用不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應制備。用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時還需加入_。除去蒸餾水中溶解的O2常采用_的方法。生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用長滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再擠出NaOH溶液。這樣操作的理由是_。(2)教材實驗在考題中的拓展應用.下列各圖示中能較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀的是_(填序號)。注：(全國卷經(jīng)典考題，15年北京卷考題).如若符合要求，簡述其制備過程及原理。(如若不符合，此問不做答)_解析(1)稀硫酸抑制Fe2水解，鐵屑防止Fe2被氧化。Fe(OH)2很容易被氧化，實驗過程中要確保在無氧條件下生成。答案(1)稀硫酸、鐵屑加熱煮沸避免生成的Fe(OH)2與氧氣接觸而被氧化(2).鐵與稀硫酸反應產(chǎn)生氫氣，讓氫氣趕盡裝置內空氣，當B中導管處氫氣純凈，關閉止水夾a，F(xiàn)eSO4被壓入在氫氣保護下的NaOH溶液中。題組一鐵及其重要化合物性質、用途1(2018成都模擬)坦克、導彈的制造材料主要是各種金屬的合金，鋼鐵便是其中十分重要的一種。下列關于鐵的說法中，正確的是()A鐵元素屬于過渡元素，其原子序數(shù)為26B單質鐵與濃硫酸在常溫下不反應C鐵單質只具有還原性，其陽離子只具有氧化性D與相同濃度的鹽酸反應生成氫氣的速率，純鐵比生鐵的快解析鐵是26號元素，屬于過渡元素，A正確；常溫下，鐵和濃硫酸反應生成一層致密的氧化物薄膜而阻止進一步反應，并不是鐵和濃硫酸不反應，B錯誤；Fe2既有還原性，也有氧化性，C錯誤；生鐵中鐵、碳、鹽酸構成原電池，能加快反應速率，所以生鐵反應速率比純鐵快，D錯誤。答案A2某同學欲探究鐵及其化合物的性質，下列實驗方案可行的是()A將鐵粉加入熱的濃硫酸中：探究鐵的活潑性B將熱的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中：制備Fe(OH)3膠體C在蒸發(fā)皿中加熱蒸干FeSO4溶液：制備FeSO46H2O晶體D將銅粉加入FeCl3溶液中：驗證Fe3的氧化性強于Cu2解析由于濃硫酸具有強氧化性，鐵與其反應生成Fe2(SO4)3和SO2，無法說明鐵的活潑性，故A方案不可行；將NaOH加入FeCl3溶液中，得到Fe(OH)3沉淀，無法得到Fe(OH)3膠體，B項方案不可行；在蒸發(fā)皿中加熱蒸干FeSO4溶液，一方面氧氣可將FeSO4氧化，另一方面會得到不含結晶水的化合物，故C項方案不可行；將銅粉加入FeCl3溶液中，發(fā)生反應：Cu2Fe3=Cu22Fe2，該反應說明Fe3的氧化性強于Cu2，故D項方案可行。答案D題組二鐵的氧化物組成確定3鐵的常見化合價有2價和3價。據(jù)研究，鐵在濃HNO3中發(fā)生鈍化時，可生成一種化學式為Fe8O11的化合物，它可以看作由FeO和Fe2O3組成的復雜氧化物。該化合物可以表示為()AFeO3Fe2O3B2FeO3Fe2O3CFeO2Fe2O3D2FeOFe2O3解析化合物Fe8O11可以看作由FeO和Fe2O3組成的復雜氧化物，設化學式為nFeOmFe2O3，則解得n2，m3，該化合物可以表示為2FeO3Fe2O3。答案B4一定質量的某鐵的氧化物FexOy，與足量的4 molL1硝酸溶液充分反應，消耗硝酸溶液700 mL，生成2.24 L NO(標準狀況)。則該鐵的氧化物的化學式為()AFeOBFe2O3 CFe3O4DFe4O5解析鐵的氧化物FexOy與足量的4 molL1硝酸溶液充分反應，生成Fe(NO3)3，硝酸被還原生成NO，n(NO)0.1 mol，根據(jù)氮原子守恒可得，3nFe(NO3)3n(NO)n(HNO3)，3nFe(NO3)30.1 mol0.7 L4 molL1，nFe(NO3)30.9 mol，令氧化物FexOy中Fe元素的平均化合價為a，根據(jù)得失電子守恒可得，0.9 mol(3a)0.1 mol(52)，解得a，由化合物中正負化合價代數(shù)和為0可得x2y，xy34，故該氧化物的化學式為Fe3O4。答案C考點二鐵鹽和亞鐵鹽(頻數(shù)：難度：)1亞鐵鹽和鐵鹽(1)亞鐵鹽含有Fe2的溶液，呈淺綠色，既有氧化性，又有還原性。氧化性：Fe2與Zn反應的離子方程式：ZnFe2=FeZn2。還原性：Fe2與Cl2反應的離子方程式：2Fe2Cl2=2Fe32Cl。(2)鐵鹽氧化性：含F(xiàn)e3的溶液，呈黃色，F(xiàn)e3具有較強的氧化性，F(xiàn)e3與Cu、I反應的離子方程式為：2Fe3Cu=Cu22Fe2，2Fe32I=2Fe2I2。特性：含有Fe3的鹽溶液遇到KSCN時變成血紅色。FeCl3易水解：將其飽和溶液滴入沸水中制備膠體的化學方程式為 FeCl33H2OFe(OH)3(膠體)3HCl。(3)Fe2、Fe3的相互轉化上述轉化中標號反應的離子方程式為：3Fe24HNO=3Fe3NO2H2O；2Fe3Fe=3Fe22Fe2、Fe3的檢驗(1)Fe2的檢驗無現(xiàn)象溶液變紅色，證明含有Fe2產(chǎn)生白色絮狀沉淀，迅速變成灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色，證明有Fe2生成藍色沉淀，證明有Fe2(2)Fe3的檢驗溶液變紅色，證明含有Fe3產(chǎn)生紅褐色沉淀，證明有Fe3存在含F(xiàn)e2、Fe3的混合溶液中Fe3、Fe2的檢驗Fe3的檢驗方法1：混合溶液溶液變紅色，說明含有Fe3方法2：混合溶液試紙變藍色，說明含有Fe3Fe2的檢驗方法1：混合溶液酸性KMnO4溶液紫紅色褪去，說明含有Fe2方法2：混合溶液溴水褪色，說明含有Fe2方法3：混合溶液生成藍色沉淀，說明含有Fe21(RJ必修1P637改編)要證明某溶液中不含F(xiàn)e3而可能含F(xiàn)e2，進行如下實驗操作時，最佳順序是()加足量氯水加足量KMnO4溶液加少量KSCN溶液AB CD答案C2(溯源題)(2016課標全國，28)某班同學用如下實驗探究Fe2、Fe3的性質?；卮鹣铝袉栴}：(1)分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體，均配制成0.1 molL1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑，其目的是_。(2)甲組同學取2 mLFeCl2溶液，加入幾滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液變紅，說明Cl2可將Fe2氧化。FeCl2溶液與氯水反應的離子方程式為_。(3)乙組同學認為甲組的實驗不夠嚴謹，該組同學在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL 煤油，再于液面下依次加入幾滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液變紅，煤油的作用是_。答案(1) 防止Fe2被氧化 (2) 2Fe2Cl2=2Fe32Cl(3) 隔絕空氣(排除氧氣對實驗的影響)探源：本高考題組源于RJ必修1 P61“實驗310”與“科學探究”及其拓展，考查了Fe3、Fe2的有關性質。題組一Fe2、Fe3的性質1如圖兩圓相交部分A、B、C、D分別表示兩物質間的反應。下列各對應反應的離子方程式書寫不正確的是()AFe4HNO=Fe3NO2H2OBFe3O48H=Fe22Fe34H2OCFe(OH)33H=Fe33H2OD3Fe(OH)210HNO=3Fe3NO8H2O解析Fe3O4與稀硝酸反應時，F(xiàn)e2會被氧化為Fe3，正確的離子方程式為3Fe3O428HNO=9Fe3NO14H2O，其余選項均正確。答案B2(2018南陽模擬)SO2通入足量的Fe(NO3)3稀溶液中，溶液由棕色變?yōu)闇\綠色，但立即又變成棕黃色，這時若滴入BaCl2溶液，會產(chǎn)生白色沉淀。針對上述一系列變化，下列說法不正確的是()A上述過程中，最終被還原的是NOB從上述反應可以得出結論，氧化性：HNO3Fe3稀硫酸C上述過程中，會產(chǎn)生一種無色難溶于水的氣體D假設通入的SO2完全反應，則同溫同壓下，SO2和逸出氣體的體積比為11解析溶液由黃色變?yōu)闇\綠色，但立即又變?yōu)辄S色，F(xiàn)e3被還原變?yōu)镕e2，后又被氧化為Fe3，所以最終被還原的是NO，A正確；溶液由棕色變?yōu)闇\綠色，說明Fe3的氧化性強于稀硫酸，但在硝酸存在的前提下立即又變成棕黃色，說明Fe2迅速被氧化成Fe3，故硝酸的氧化性強于Fe3，綜上所述氧化性：HNO3Fe3稀H2SO4，B正確；硝酸根離子和二氧化硫被氧化后產(chǎn)生的氫離子構成強氧化性體系，氧化Fe2時生成無色的NO氣體，該氣體是一種無色難溶于水的物質，C正確；上述過程中，最終被還原的是NO，故相當于二氧化硫與NO之間的氧化還原，根據(jù)電子守恒可知3SO22NO，反應消耗的SO2與逸出的NO的物質的量之比是32，由于氣體的體積之比等于它們的物質的量之比，D錯誤。答案D題組二Fe2、Fe3的檢驗及除雜3下列有關物質檢驗方法不合理的是()A向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不變色，滴加氯水后溶液顯紅色，該溶液中一定含有Fe2B用酸性KMnO4溶液檢驗FeCl3溶液中是否含有FeCl2C檢驗綠礬晶體是否已氧化變質，可將綠礬晶體溶于稀H2SO4后滴加KSCN溶液，再觀察溶液是否變紅D向某溶液中加入NaOH溶液產(chǎn)生紅褐色沉淀，說明溶液中含有Fe3解析B項中的Cl也能使酸性KMnO4溶液褪色。答案B4下列除雜的操作不正確的是()AMgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量鎂充分反應后過濾BFeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入過量鐵粉充分反應后過濾CCuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反應后過濾DCuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2將Fe2氧化成Fe3，再加入CuO充分反應后過濾解析FeCl3溶液中存在水解平衡：FeCl33H2OFe(OH)33HCl，加入Mg與H反應，平衡右移，使Fe3轉化成Fe(OH)3而除去，A正確；加入過量鐵粉，F(xiàn)eCl3與Fe反應生成FeCl2而達到除雜的目的，B正確；C項中加入NaOH溶液，Cu2、Fe3均轉化成氫氧化物沉淀，不符合除雜要求，錯誤；先用H2O2將Fe2氧化成Fe3，再利用FeCl3的水解，加入CuO與H反應將Fe3轉化成Fe(OH)3而除去，D正確。答案C【歸納反思】1Fe2、Fe3檢驗時兩大注意點(1)檢驗Fe2時不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能將加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN)。(2)Fe3、Fe2、Cl同時存在時不能用酸性KMnO4溶液檢驗Fe2(Cl能還原酸性KMnO4，有干擾)。2混合液中Fe2、Fe3的除去方法(1)除去Mg2中混有的Fe3的方法向混合溶液中加入Mg、MgO、MgCO3、Mg(OH)2其中之一，與Fe3水解產(chǎn)生的H反應，促進Fe3的水解，將Fe3轉化為Fe(OH)3沉淀而除去。(2)除去Mg2中混有的Fe2的方法先加入氧化劑(如H2O2)將溶液中的Fe2氧化成Fe3，然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3。5在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的鐵屑，反應完全后將固體濾出，下列說法中正確的是()A若濾出的固體中只有銅，則溶液中一定含有的陽離子是Fe2，一定不含Cu2B若濾出的固體中只有銅，則溶液中一定含有的陽離子是Fe2，可能含有Cu2和Fe3C若濾出的固體中只有銅，則溶液中一定含有的陽離子是Fe3和Fe2，一定不含Cu2D若濾出的固體中含有鐵和銅，則溶液中一定含有的陽離子是Fe2，一定不含Cu2和Fe3解析氧化性Fe3Cu2Fe2，加入鐵粉后有固體剩余，F(xiàn)e3一定不存在；若剩余固體全部都是Cu，溶液中還可能有Cu2，也可能恰好被完全置換；若剩余固體是Cu和Fe，則溶液中不可能有Cu2。答案D【練后歸納】“鐵三角”的轉化關系試題分析(2016全國新課標)聚合硫酸鐵(PFS)是水處理中重要的絮凝劑。下圖是以回收的廢鐵屑為原料制備PFS的一種工藝流程。回答下列問題：(1)廢鐵屑主要為表面附有大量鐵銹的鐵，鐵銹的主要成分是_。粉碎過篩的目的是_。(2)酸浸時最合適的酸是_，寫出鐵銹與酸反應的離子方程式_。(3)反應釜中加入氧化劑的作用是_，下列氧化劑中最合適的是_(填標號)。aKMnO4bCl2cH2O2dHNO3(4)聚合釜中溶液的pH必須控制在一定的范圍。pH偏小時Fe3水解程度弱，pH偏大時則_。(5)相對于常壓蒸發(fā)，減壓蒸發(fā)的優(yōu)點是_。解題思路：我的答案：命題意圖：本題是一道化學工藝流程題，以工業(yè)上制備處理水的重要絮凝劑聚合硫酸鐵(PFS)為背景，綜合考查了鐵銹的成分、影響化學反應速率的因素、試劑的選擇、離子方程式的書寫、氧化還原反應、除雜、影響鹽類水解的因素等知識點。要求考生具有思維的廣闊性、深刻性、批判性和靈活性，既有接受、吸收和整合化學信息的能力又有分析和解答(解決)化學問題的能力。兼有“定性與定量”、“守恒”、“對立統(tǒng)一”、“物質變化是有條件的”等化學思想方法的考查。本題抽樣統(tǒng)計難度為0.30。解題思路：鐵銹的主要成分是Fe2O3xH2O，粉碎過篩的目的是選取細小顆粒，增大反應物接觸面積，提高“酸浸”反應速率；為了避免引入雜質離子應選用硫酸為宜，反應的離子方程式為Fe2O3xH2O6H=2Fe3(x3)H2O；由于溶液中含有亞鐵離子，故反應釡中加入氧化劑的作用是氧化亞鐵離子，為了不引入新的雜質，氧化劑應選用雙氧水；聚合釡中溶液的pH必須控制在一定的范圍內，pH偏小Fe3水解程度弱，pH偏大則Fe3轉化為氫氧化鐵沉淀而損失，造成產(chǎn)率降低；減壓蒸發(fā)的優(yōu)點是可防止溫度過高，聚合硫酸鐵分解。正確答案：(1)Fe2O3xH2O選取細小顆粒，增大反應物接觸面積，提高“酸浸”反應速率(2)硫酸Fe2O3xH2O6H=2Fe3(x3)H2O(3)氧化Fe2c(4)容易生成Fe(OH)3，產(chǎn)率降低(5)可防止溫度過高，聚合硫酸鐵分解真題演練1判斷正誤，正確的打“”，錯誤的打“”。(1)c(Fe2)1 molL1的溶液中：K、NH、MnO、SO可大量共存()(2017江蘇化學，9C)(2)1 mol Fe溶于過量硝酸，電子轉移數(shù)為2NA()(2016全國卷)(3)常溫下，將鐵片浸入足量濃硫酸中，鐵片不溶解，說明常溫下，鐵與濃硫酸不發(fā)生化學反應()(2016四川高考)(4)將鐵屑放入稀HNO3中，證明Fe比H2活潑()(2016海南高考)(5)下列過程沒有發(fā)生化學反應：用含硅膠、鐵粉的透氣小袋與食品一起密封包裝()(2015全國卷)(6)FeCl3腐蝕Cu制印刷電路板是由于鐵比銅的金屬性強()(2016全國卷)(7)Fe2與H2O2在酸性溶液中的反應：2Fe2H2O22H=2Fe32H2O()(2016四川高考)(8)室溫下，向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液，再滴加幾滴淀粉溶液，溶液變藍色，說明Fe3的氧化性比I2的強()(2016江蘇高考)(9)將稀硝酸加入過量鐵粉中，充分反應后滴加KSCN溶液會觀察到有氣體生成，溶液呈血紅色，說明稀硝酸將Fe氧化為Fe3()(2015全國卷)(10)3 mol單質Fe完全轉化為Fe3O4，失去8NA個電子()(2015廣東高考)答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)2(2017課標全國，26)綠礬是含有一定量結晶水的硫酸亞鐵，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要的用途。某化學興趣小組對綠礬的一些性質進行探究?；卮鹣铝袉栴}：(1)在試管中加入少量綠礬樣品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液顏色無明顯變化。再向試管中通入空氣，溶液逐漸變紅。由此可知：_、_。(2)為測定綠礬中結晶水含量，將石英玻璃管(帶兩端開關K1和K2)(設為裝置A)稱重，記為m1 g。將樣品裝入石英玻璃管中，再次將裝置A稱重，記為m2 g。按下圖連接好裝置進行實驗。儀器B的名稱是_。將下列實驗操作步驟正確排序_(填標號)；重復上述操作步驟，直至A恒重，記為m3 g。a點燃酒精燈，加熱b熄滅酒精燈c關閉K1和K2d打開K1和K2，緩緩通入N2e稱量A f冷卻到室溫根據(jù)實驗記錄，計算綠礬化學式中結晶水數(shù)目x_(列式表示)。若實驗時按a、d次序操作，則使x_(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。(3)為探究硫酸亞鐵的分解產(chǎn)物，將(2)中已恒重的裝置A接入下圖所示的裝置中，打開K1和K2，緩緩通入N2，加熱。實驗后反應管中殘留固體為紅色粉末。C、D中的溶液依次為_(填標號)。C、D中有氣泡冒出，并可觀察到的現(xiàn)象分別為_。a品紅bNaOHcBaCl2dBa(NO3)2e濃H2SO4寫出硫酸亞鐵高溫分解反應的化學方程式_。解析(1)綠礬溶解于水電離出Fe2，滴加KSCN溶液后顏色無明顯變化，說明樣品中沒有Fe3，通入空氣之后，空氣中的氧氣把Fe2氧化為Fe3，F(xiàn)e3與KSCN反應而使溶液顯紅色，說明Fe2易被氧氣氧化為Fe3。(2)儀器B的名稱是干燥管；實驗時先打開K1和K2，緩慢通入N2，排除裝置中的空氣，防止空氣中的氧氣將綠礬中的Fe2氧化為Fe3，一段時間后點燃酒精燈，使綠礬中的結晶水變?yōu)樗魵獠⒈籒2排出，然后熄滅酒精燈，將石英玻璃管冷卻至室溫后關閉K1和K2，防止空氣進入石英玻璃管中，最后稱量A；由題意可知FeSO4的物質的量為 mol，水的物質的量為 mol，則綠礬中結晶水的數(shù)目x；若先點燃酒精燈再通N2，則石英玻璃管中原有的空氣會將綠礬中的Fe2氧化，最終剩余的固體質量會偏大，則計算得到的結晶水的數(shù)目會偏?。?3)實驗后反應管中殘留的紅色粉末為Fe2O3，根據(jù)得失電子守恒可知必然有SO2產(chǎn)生，根據(jù)元素守恒可知還會生成SO3，檢驗的試劑應選擇品紅溶液、BaCl2溶液，不能選擇Ba(NO3)2溶液，因為SO2會與Ba(NO3)2溶液產(chǎn)生白色沉淀，干擾SO3 的檢驗，由于SO3可與水反應生成硫酸，故應先檢驗SO3，再利用SO2能使品紅褪色的原理檢驗SO2；由題意可以得到硫酸亞鐵分解的方程式為2FeSO4Fe2O3SO2SO3。答案(1)樣品中沒有Fe3Fe2易被氧氣氧化為Fe3(2)干燥管d、a、b、f、c、e偏小(3)c、a生成白色沉淀、褪色2FeSO4Fe2O3SO2SO3一、選擇題1鐵是日常生活中使用最廣泛的金屬，下列關于鐵的一些說法正確的是()A常溫下濃硫酸與鐵不反應，故常溫下可用鐵制容器貯藏貯運濃硫酸B鐵是較活潑的金屬，它與鹵素單質(X2)反應的生成物均為FeX3CFe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，說明穩(wěn)定性：Fe(OH)2<Fe(OH)3DFe3O4溶解于鹽酸既有FeCl2又有FeCl3生成，故Fe3O4屬于混合物解析A項，常溫下鐵在濃硫酸中鈍化，鈍化是化學變化，錯誤；B項，鐵與碘化合生成FeI2，錯誤；D項，四氧化三鐵是純凈物，錯誤。答案C2(2017石家莊模擬)把鐵片分別放入下列物質的溶液中，充分反應后，溶液質量比反應前減輕的是()ACuSO4BFe2(SO4)3CHClDFeSO4解析鐵與CuSO4反應后，生成FeSO4溶液，溶液質量減輕，A正確；鐵與Fe2(SO4)3反應后，生成FeSO4溶液，溶液質量增加，B錯誤；鐵與鹽酸反應后，生成FeCl2溶液，溶液質量增加，C錯誤；鐵與FeSO4溶液不反應，溶液質量不變，D錯誤。答案A3在氯化鐵、氯化銅和鹽酸的混合溶液中加入鐵粉，待反應結束，所剩余的固體濾出后能被磁鐵吸引，則反應后溶液中存在較多的陽離子是()ACu2BFe3 CFe2DH解析單質鐵(有還原性)能跟H、Cu2、Fe3(有氧化性)發(fā)生氧化還原反應。2Fe3Fe=3Fe2Cu2Fe=Fe2Cu2HFe=Fe2H2所剩余的固體濾出后能被磁鐵吸引，證明鐵粉過量，因而可推知H、Cu2、Fe3均完全反應。溶液中存在的陽離子基本上只有Fe2。答案C4下列離子在指定溶液中能大量共存的是()A1.0 molL1的KNO3溶液：H、Fe2、Cl、SOB1.0 molL1的FeCl2溶液：NO、Na、K、ClOC使酚酞變紅的溶液中：Na、Cl、SO、Fe3D酸性溶液中：NO、SO、Fe3、Mg2解析A項，KNO3在酸性條件下能氧化Fe2；B項，ClO能氧化Fe2；C項，F(xiàn)e3在堿性條件下生成沉淀，不能存在。答案D5向某溶液中加入含F(xiàn)e2的溶液后，無明顯變化。再滴入幾滴新制氯水，混合溶液變成紅色，則下列結論錯誤的是()A該溶液中一定含有SCNB氧化性：Fe3Cl2CFe2與SCN不能形成紅色物質DFe2被氧化為Fe3解析溶液中的Fe2與加入的新制氯水發(fā)生反應：2Fe2Cl2=2Fe32Cl，氧化性：Fe3Cl2。能使含F(xiàn)e3的溶液變?yōu)榧t色，說明原溶液中一定含有SCN。因原溶液中加入含F(xiàn)e2的溶液后，無明顯變化，說明Fe2與SCN不能形成紅色物質。答案B6下列中學常見實驗的現(xiàn)象或表述正確的是()A過量的鐵投入到一定量的稀硝酸中，充分反應后取上層清液于試管中，滴加KSCN溶液，溶液顯紅色B制備氫氧化亞鐵時，向硫酸亞鐵溶液中滴加氫氧化鈉溶液，邊加邊攪拌，即可制得白色的氫氧化亞鐵C檢驗紅磚中的氧化鐵成分，向紅磚粉末中加入鹽酸，充分反應后取上層清液于試管中，滴加KSCN溶液23滴，溶液顯紅色即可證明D向CuSO4溶液中滴入過量NaOH溶液充分反應后，將混合液體倒入蒸發(fā)皿中加熱煮沸一會，然后冷卻、過濾，濾紙上的物質為“藍色固體”解析過量的鐵粉與一定量的稀硝酸反應最終生成的是Fe2，A錯誤；制備氫氧化亞鐵應避免被氧氣氧化，向硫酸亞鐵溶液中加氫氧化鈉溶液時應把長膠頭滴管的下端插入液面以下且不能攪拌，B錯誤；CuSO4溶液中滴入過量NaOH溶液充分反應后生成Cu(OH)2沉淀，加熱后過濾，濾紙上留有的是CuO(黑色)，D錯誤。答案C7鐵及其化合物是中學化學中的一類重要物質，下列關于鐵元素的敘述中正確的是()A2Fe3Fe=3Fe2成立，說明氧化性：Fe3>Fe2B25 ，pH0的溶液中，Al3、NH、NO、Fe2可以大量共存C5.6 g鐵與足量的氯氣反應失去0.2 mol電子D硫酸亞鐵溶液中加入過氧化氫溶液：Fe22H2O24H=Fe34H2O解析pH0的溶液呈強酸性，F(xiàn)e2、NO、H不能大量共存，B項錯誤；C項鐵應失去0.3 mol電子，錯誤；D項電荷不守恒，錯誤。答案A8常溫時，將0.1 mol Fe(NO3)3和2 mol HCl溶于水得2 L混合溶液，然后向該溶液投入m g鐵粉使其充分反應后，滴加KSCN溶液不變紅色。下列有關說法正確的是()A由于氧化性Fe3H，首先發(fā)生的反應是：Fe2Fe3=3Fe2B當加入16.8 g鐵粉時，可生成標準狀況下6.72 L氣體C在鐵粉充分反應后的溶液中，鐵元素以Fe2和Fe3的形式存在Dm28，反應過程中溶液的質量一直在減小解析酸性條件下，NO有氧化性，因此首先發(fā)生的反應是FeNO4H=NOFe32H2O，然后發(fā)生反應：Fe2Fe3=3Fe2，F(xiàn)e2H=Fe2H2，A錯誤；當加入16.8 g鐵粉時，剛好發(fā)生上述第一個反應，生成標準狀況下6.72 L NO氣體，此時消耗1.2 mol H，B正確；滴加KSCN溶液不變紅色說明溶液不含F(xiàn)e3，C錯誤；當恰好第二個反應結束時。根據(jù)方程式計算則至少消耗鐵16.8(0.10.3)0.55628(g)，但反應過程中溶液的質量一直在增大，D錯誤。答案B9A、B、C三種物質中均含有同一種元素M，它們之間有如圖所示的轉化關系。A為一種金屬單質，其產(chǎn)量直接關系國民經(jīng)濟命脈。反應均為化合反應，反應為置換反應。下列有關說法不正確的是()A中所加試劑可能是氯氣B中需要加具有氧化性的試劑CA與稀硝酸反應一定能實現(xiàn)元素M在中發(fā)生的價態(tài)變化D元素M在中發(fā)生的價態(tài)變化也能通過加碘化鉀溶液實現(xiàn)解析根據(jù)轉化關系可確定A為變價金屬，應為Fe，反應加入氯氣能實現(xiàn)，B為FeCl3，C為FeCl2，A項正確；反應中鐵元素由2價升高到3價，需要加具有氧化性的試劑，B項正確；過量的鐵與稀硝酸反應時，生成硝酸亞鐵，C項錯誤；Fe3能將I氧化成I2，自身被還原成Fe2，D項正確。答案C10硫酸亞鐵是一種重要的化工原料，可以制備一系列物質(如圖所示)，下列說法錯誤的是()A堿式硫酸鐵水解能產(chǎn)生Fe(OH)3膠體，可用作凈水劑B為防止NH4HCO3分解，生產(chǎn)FeCO3需在較低溫度下進行C檢驗(NH4)2Fe(SO4)2中的Fe2可將少量固體溶于水，滴入幾滴KSCN溶液，無明顯變化，再加入少量氯水，溶液變紅D常溫下，(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的大解析堿式硫酸鐵電離產(chǎn)生Fe3，F(xiàn)e3能發(fā)生水解反應生成Fe(OH)3膠體，F(xiàn)e(OH)3膠體具有吸附性，可用作凈水劑，A正確；NH4HCO3不穩(wěn)定，受熱易分解，所以為防止NH4HCO3分解，生產(chǎn)FeCO3需在較低溫度下進行，B正確；KSCN溶液遇Fe2溶液無現(xiàn)象，氯水將Fe2氧化成Fe3，溶液變紅，C正確；(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的小，所以FeSO4才能與(NH4)2SO4反應生成(NH4)2Fe(SO4)2，D錯誤。答案D11從某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工業(yè)廢液中回收銅并制備氯化鐵晶體的流程如下：則下列說法正確的是()A試劑a是鐵、試劑b是稀硫酸B操作、操作、操作所用儀器相同C試劑c是氯氣，相應的反應為： 2Fe2Cl2=2Cl2Fe3D用酸性KMnO4溶液可檢驗溶液W中是否還有Fe2解析試劑a是鐵，加入過量的鐵，可把銅全部置換出來，并把FeCl3還原為FeCl2，則通過過濾操作得到的濾液X為FeCl2溶液，濾渣Y為銅和過量的鐵；由于最終得到的產(chǎn)品是FeCl3，故試劑b是稀鹽酸，銅不與鹽酸反應，鐵與鹽酸反應生成FeCl2，故通過過濾操作可得到銅單質，濾液Z為FeCl2溶液，在兩次過濾得到的FeCl2溶液中通入氯氣，發(fā)生反應2Fe2Cl2=2Cl2Fe3，把FeCl2轉化為FeCl3，然后通過操作(蒸發(fā)結晶，并過濾)便可得到氯化鐵晶體，蒸發(fā)結晶與過濾所使用的儀器不可能相同，故A、B錯誤，C正確；溶液W中有Cl，酸性KMnO4溶液既可氧化Fe2，又可氧化Cl，故用酸性KMnO4溶液不可檢驗溶液W中是否還有Fe2，D錯誤。答案C12(2018長春模擬)向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入120 mL 4 molL1的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，放出1.344 L NO(標準狀況)，往所得溶液中加入KSCN溶液，無紅色出現(xiàn)。若用足量的CO在加熱下還原相同質量的混合物，能得到鐵的物質的量為()A0.24 molB0.21 molC0.16 molD0.14 mol解析n(HNO3)0.12 L4 molL10.48 mol，n(NO)1.344 L22.4 Lmol10.06 mol，往所得溶液中加入KSCN溶液，無紅色出現(xiàn)，說明全部生成Fe2，溶液溶質為Fe(NO3)2，則原混合物中的鐵原子為(0.48 mol0.06 mol)20.21 mol，故用足量的CO還原相同質量的混合物，最終得到鐵的物質的量為0.21 mol。答案B二、填空題13根據(jù)下列轉化關系，回答有關問題。(1)淺綠色溶液D主要成分的化學式為_，試劑1是_。(2)下列物質不能作為試劑2的是_(填序號)。aCl2b新制氯水c濃硫酸dSe硝酸(3)固體A溶于稀鹽酸的化學方程式為_。(4)溶液C到溶液F紅色加深的原因是_。(5)某同學在實驗時向E中加入了過量的一種固體物質，發(fā)現(xiàn)棕黃色褪去，現(xiàn)對褪色原因進行探究。提出你的假設：_；為了對你所提出的假設進行驗證，你設計的實驗方案是_。答案(1)FeCl2KSCN溶液(或NH4SCN溶液)(2)d(3)Fe3O48HCl=2FeCl3FeCl24H2O(4)溶液中的Fe2被氧化劑氧化成Fe3，使Fe3濃度增大，從而生成更多的硫氰化鐵使紅色加深(5)加入還原劑將Fe3還原用膠頭滴管取少量棕黃色褪去后的溶液于試管中，滴加少量KSCN溶液，再加入幾滴氯水。如果溶液開始不出現(xiàn)紅色，加氯水后出現(xiàn)紅色，則說明假設正確；若溶液不變紅色，則假設不正確14(2017黃岡模擬)一種新型高效凈水劑PAFC(聚合氯化鐵鋁AlFe(OH)nCl6nm)，廣泛用于日常生活用水和工業(yè)污水的處理。某化工廠欲以工業(yè)生產(chǎn)廢料(金屬鐵、鋁及其氧化物)為原料制取PAFC，設計生產(chǎn)流程如下：請回答下列問題：(1)用10 molL1的濃鹽酸配制2 molL1的稀鹽酸，所用玻璃儀器除量筒和玻璃棒外，還有_。A容量瓶B燒杯C燒瓶D膠頭滴管(2)下列關于PAFC的說法中正確的是_。APAFC是一種有機高分子化合物BPAFC中Fe顯2價CPAFC溶于水能電離出OH，是一種堿DPAFC在強酸性和強堿性溶液中均不能穩(wěn)定存在(3)步驟中取樣分析的目的是_。A測定溶液中Fe2與Fe3的含量比B測定原料是否完全溶解C測定溶液中Fe2的含量，以確定加入NaClO3的量D測定溶液中Al3的含量(4)寫出向溶液中加入NaClO3時，發(fā)生反應的離子方程式為_。(5)該化工廠的化驗室為測定產(chǎn)品PAFC中Al和Fe的含量，進行下列試劑的選擇和基本操作：測定時所需的試劑有_。ANH3H2OBNaOHCCO2DNaClO3測定時，直接測定的是_和_的質量(填化學式)。在測定過程中的操作順序是：過濾、_、灼燒、_、稱量(寫操作名稱)。解析(1)用10 molL1的濃鹽酸配制2 molL1的稀鹽酸，所用玻璃儀器除量筒和玻璃棒外，還有容量瓶、燒杯和膠頭滴管。(2)A項，PAFC不是有機高分子化合物，錯誤；B項，PAFC中Fe顯3價，錯誤；C項，PAFC溶于水能電離出OH，但同時還有氯離子，不屬于堿，錯誤；D項，PAFC能電離出Al3、Fe3和OH，在強酸性和強堿性溶液中均不能穩(wěn)定存在，D正確。(3)溶液中含有Fe2需用NaClO3氧化，所以步驟取樣分析的目的是測定溶液中Fe2的含量，以確定加入NaClO3的量。(4)向溶液中加入NaClO3時，ClO與Fe2反應生成Cl和Fe3，離子方程式為6Fe26HClO=6Fe3Cl3H2O。(5)Al(OH)3是兩性氫氧化物，能與強堿反應生成偏鋁酸鹽，然后通入CO2轉化為Al(OH)3沉淀，灼燒得到Al2O3，F(xiàn)e(OH)3不溶于強堿溶液，所以測定時所需的試劑有NaOH和CO2。根據(jù)中分析可知，直接測定的是Al2O3、Fe2O3的質量。在測定過程中的操作順序是：過濾、洗滌、灼燒、冷卻、稱量。答案(1)ABD(2)D(3)C(4)6Fe26HClO=6Fe3Cl3H2O(5)BCAl2O3Fe2O3洗滌冷卻15(2017湖南湘中名校，18)某化學興趣小組擬用下圖裝置制備氫氧化亞鐵并觀察其顏色。提供化學藥品：鐵屑、稀硫酸、氫氧化鈉溶液。(1)稀硫酸應放在_中(填寫儀器名稱)。(2)本實驗通過控制A、B、C三個開關將儀器中的空氣排盡后，再關閉開關_、打開開關_，就可觀察到氫氧化亞鐵的生成。開始時排盡裝置中空氣的目的是：_。(3)在FeSO4溶液中加入(NH4)2SO4固體可制備摩爾鹽晶體(NH4)2SO4FeSO46H2O(相對分子質量為392)，為了測定產(chǎn)品的純度，稱取a g產(chǎn)品溶于水，配制成500 mL溶液，用濃度為c molL1的酸性KMnO4溶液滴定。每次所取待測液體積均為25.00 mL，實驗結果記錄如下：實驗次數(shù)第一次第二次第三次消耗高錳酸鉀溶液體積/mL25.5225.0224.98滴定過程中發(fā)生反應的離子方程式為_。滴定終點的現(xiàn)象是_。通過實驗數(shù)據(jù)計算的該產(chǎn)品純度為_(用字母a、c表示)。上表中第一次實驗中記錄數(shù)據(jù)明顯大于后兩次，其原因可能是_(填字母代號)。A實驗結束時俯視刻度線讀取滴定終點時酸性高錳酸鉀溶液的體積B滴定前滴定管尖嘴無氣泡，滴定結束有氣泡C第一次滴定用的錐形瓶用待裝液潤洗過，后兩次未潤洗D該酸性高錳酸鉀標準液保存時間過長，有部分變質，濃度降低解析本實驗的基本思路是通過裝置2中產(chǎn)生的H2，既可以將裝置中的空氣排凈，又可以將新生成的FeSO4溶液壓入裝置3中制備Fe(OH)2。但是要合理的控制A、B、C三個開關。打開B、C，關閉A是排空氣。(3)第一次消耗酸性KMnO4溶液的體積誤差較大，舍去，則消耗酸性KMnO4溶液的平均體積為25.00 mL，則500 mL溶液中含n(摩爾鹽晶體)25103c5 mol2.5c mol，所以該產(chǎn)品純度為100%100%。A項，俯視讀數(shù)，造成讀數(shù)偏小，故錯誤；B項，所消耗的標準液體積偏小，故錯誤；C項，錐形瓶用待測液潤洗，使待測液的量增加，則消耗標準液體積偏大，故C正確；D項，三次使用相同的酸性KMnO4溶液，消耗的高錳酸鉀溶液的體積應接近，故D錯誤。答案(1)分液漏斗(2)BAC防止生成的Fe(OH)2被氧化(3)MnO5Fe28H=Mn25Fe34H2O滴入最后一滴溶液，溶液由無色變?yōu)闇\紫色，且30 s內不再變色100%C