（人教通用版）2020高考化學(xué)新一線大一輪復(fù)習(xí) 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(zhì)。2.掌握鐵及其重要化合物的應(yīng)用。3.了解常見金屬及其重要化合物的制備方法。考點(diǎn)一鐵的單質(zhì)、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(zhì)(1)物理性質(zhì)顏色、狀態(tài)導(dǎo)電、導(dǎo)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(xué)性質(zhì)鐵單質(zhì)性質(zhì)活潑，有較強(qiáng)的還原性，主要化合價為2價和3價。與非金屬單質(zhì)反應(yīng)：Fe與S反應(yīng)：FeSFeS。與水的反應(yīng)：常溫下鐵與水不反應(yīng)，在高溫條件下與水蒸氣反應(yīng)：3Fe4H2O(g)Fe3O44H2。與酸的反應(yīng)：a與非氧化性酸反應(yīng)的離子方程式：Fe2H=Fe2H2。b與氧化性酸反應(yīng)：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(yīng)，但無H2產(chǎn)生。與某些鹽溶液的反應(yīng)：a與CuSO4溶液反應(yīng)的離子方程式：FeCu2=Fe2Cu。b與FeCl3溶液反應(yīng)的離子方程式：Fe2Fe3=3Fe2。鐵分別與氯氣和鹽酸反應(yīng)所得的產(chǎn)物中鐵元素的價態(tài)不同，F(xiàn)e與Cl2反應(yīng)無論用量多少都生成FeCl3，而Fe與鹽酸反應(yīng)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(xué)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(yīng)的離子方程式FeO2H=Fe2H2OFe2O36H=2Fe33H2OFe3O48H=Fe22Fe34H2O(2)鐵的氫氧化物化學(xué)式Fe(OH)2Fe(OH)3色態(tài)白色固體紅褐色固體與鹽酸反應(yīng)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(yīng)：Fe22OH=Fe(OH)2可溶性鐵鹽與堿反應(yīng)：Fe33OH=Fe(OH)3二者的關(guān)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(xué)方程式為4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3FeO和Fe3O4與足量HNO3反應(yīng)時，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，F(xiàn)e2被HNO3氧化生成Fe3。Fe2O3和Fe3O4與足量HI反應(yīng)時，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，F(xiàn)e3被I還原生成Fe2。1教材基礎(chǔ)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(yùn)輸濃硝酸和濃硫酸()(3)氧化鐵能與酸反應(yīng)，所以可用于制作紅色染料()(4)Fe2O3與NaOH溶液反應(yīng)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(shí)驗(yàn)39)教材實(shí)驗(yàn)探究與拓展(1)教材實(shí)驗(yàn)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(yīng)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(shí)驗(yàn)在考題中的拓展應(yīng)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(shí)驗(yàn)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(yīng)產(chǎn)生氫氣，讓氫氣趕盡裝置內(nèi)空氣，當(dāng)B中導(dǎo)管處氫氣純凈，關(guān)閉止水夾a，F(xiàn)eSO4被壓入在氫氣保護(hù)下的NaOH溶液中。題組一鐵及其重要化合物性質(zhì)、用途1(2018成都模擬)坦克、導(dǎo)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(guān)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(zhì)鐵與濃硫酸在常溫下不反應(yīng)C鐵單質(zhì)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(yīng)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(yīng)生成一層致密的氧化物薄膜而阻止進(jìn)一步反應(yīng)，并不是鐵和濃硫酸不反應(yīng)，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(gòu)成原電池，能加快反應(yīng)速率，所以生鐵反應(yīng)速率比純鐵快，D錯誤。答案A2某同學(xué)欲探究鐵及其化合物的性質(zhì)，下列實(shí)驗(yàn)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(yàn)證Fe3的氧化性強(qiáng)于Cu2解析由于濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，鐵與其反應(yīng)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(xiàng)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(jié)晶水的化合物，故C項(xiàng)方案不可行；將銅粉加入FeCl3溶液中，發(fā)生反應(yīng)：Cu2Fe3=Cu22Fe2，該反應(yīng)說明Fe3的氧化性強(qiáng)于Cu2，故D項(xiàng)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(xué)式為Fe8O11的化合物，它可以看作由FeO和Fe2O3組成的復(fù)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(fù)雜氧化物，設(shè)化學(xué)式為nFeOmFe2O3，則解得n2，m3，該化合物可以表示為2FeO3Fe2O3。答案B4一定質(zhì)量的某鐵的氧化物FexOy，與足量的4 molL1硝酸溶液充分反應(yīng)，消耗硝酸溶液700 mL，生成2.24 L NO(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。則該鐵的氧化物的化學(xué)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(yīng)，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(fù)化合價代數(shù)和為0可得x2y，xy34，故該氧化物的化學(xué)式為Fe3O4。答案C考點(diǎn)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(yīng)的離子方程式：ZnFe2=FeZn2。還原性：Fe2與Cl2反應(yīng)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(qiáng)的氧化性，F(xiàn)e3與Cu、I反應(yīng)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(xué)方程式為 FeCl33H2OFe(OH)3(膠體)3HCl。(3)Fe2、Fe3的相互轉(zhuǎn)化上述轉(zhuǎn)化中標(biāo)號反應(yīng)的離子方程式為：3Fe24HNO=3Fe3NO2H2O；2Fe3Fe=3Fe22Fe2、Fe3的檢驗(yàn)(1)Fe2的檢驗(yàn)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(lán)色沉淀，證明有Fe2(2)Fe3的檢驗(yàn)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(yàn)Fe3的檢驗(yàn)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(lán)色，說明含有Fe3Fe2的檢驗(yàn)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(lán)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(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)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(biāo)全國，28)某班同學(xué)用如下實(shí)驗(yàn)探究Fe2、Fe3的性質(zhì)?；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(xué)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(yīng)的離子方程式為_。(3)乙組同學(xué)認(rèn)為甲組的實(shí)驗(yàn)不夠嚴(yán)謹(jǐn)，該組同學(xué)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(shí)驗(yàn)的影響)探源：本高考題組源于RJ必修1 P61“實(shí)驗(yàn)310”與“科學(xué)探究”及其拓展，考查了Fe3、Fe2的有關(guān)性質(zhì)。題組一Fe2、Fe3的性質(zhì)1如圖兩圓相交部分A、B、C、D分別表示兩物質(zhì)間的反應(yīng)。下列各對應(yīng)反應(yīng)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(yīng)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(xiàng)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(yīng)可以得出結(jié)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(shè)通入的SO2完全反應(yīng)，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(qiáng)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(qiáng)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(gòu)成強(qiáng)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(zhì)，C正確；上述過程中，最終被還原的是NO，故相當(dāng)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(yīng)消耗的SO2與逸出的NO的物質(zhì)的量之比是32，由于氣體的體積之比等于它們的物質(zhì)的量之比，D錯誤。答案D題組二Fe2、Fe3的檢驗(yàn)及除雜3下列有關(guān)物質(zhì)檢驗(yàn)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(yàn)FeCl3溶液中是否含有FeCl2C檢驗(yàn)綠礬晶體是否已氧化變質(zhì)，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(xiàng)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(yīng)后過濾BFeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入過量鐵粉充分反應(yīng)后過濾CCuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反應(yīng)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(yīng)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(yīng)，平衡右移，使Fe3轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3而除去，A正確；加入過量鐵粉，F(xiàn)eCl3與Fe反應(yīng)生成FeCl2而達(dá)到除雜的目的，B正確；C項(xiàng)中加入NaOH溶液，Cu2、Fe3均轉(zhuǎn)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(yīng)將Fe3轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3而除去，D正確。答案C【歸納反思】1Fe2、Fe3檢驗(yàn)時兩大注意點(diǎn)(1)檢驗(yàn)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(yàn)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(yīng)，促進(jìn)Fe3的水解，將Fe3轉(zhuǎn)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(yīng)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(zhuǎn)化關(guān)系試題分析(2016全國新課標(biāo))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(yīng)的離子方程式_。(3)反應(yīng)釜中加入氧化劑的作用是_，下列氧化劑中最合適的是_(填標(biāo)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(diǎn)是_。解題思路：我的答案：命題意圖：本題是一道化學(xué)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(xué)反應(yīng)速率的因素、試劑的選擇、離子方程式的書寫、氧化還原反應(yīng)、除雜、影響鹽類水解的因素等知識點(diǎn)。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(xué)信息的能力又有分析和解答(解決)化學(xué)問題的能力。兼有“定性與定量”、“守恒”、“對立統(tǒng)一”、“物質(zhì)變化是有條件的”等化學(xué)思想方法的考查。本題抽樣統(tǒng)計(jì)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(xì)小顆粒，增大反應(yīng)物接觸面積，提高“酸浸”反應(yīng)速率；為了避免引入雜質(zhì)離子應(yīng)選用硫酸為宜，反應(yīng)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(yīng)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(zhì)，氧化劑應(yīng)選用雙氧水；聚合釡中溶液的pH必須控制在一定的范圍內(nèi)，pH偏小Fe3水解程度弱，pH偏大則Fe3轉(zhuǎn)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(diǎn)是可防止溫度過高，聚合硫酸鐵分解。正確答案：(1)Fe2O3xH2O選取細(xì)小顆粒，增大反應(yīng)物接觸面積，提高“酸浸”反應(yīng)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(xué)，9C)(2)1 mol Fe溶于過量硝酸，電子轉(zhuǎn)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(xué)反應(yīng)()(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(xué)反應(yīng)：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(qiáng)()(2016全國卷)(7)Fe2與H2O2在酸性溶液中的反應(yīng)：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(lán)色，說明Fe3的氧化性比I2的強(qiáng)()(2016江蘇高考)(9)將稀硝酸加入過量鐵粉中，充分反應(yīng)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(zhì)Fe完全轉(zhuǎn)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(biāo)全國，26)綠礬是含有一定量結(jié)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(xué)興趣小組對綠礬的一些性質(zhì)進(jìn)行探究。回答下列問題：(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(jié)晶水含量，將石英玻璃管(帶兩端開關(guān)K1和K2)(設(shè)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)。儀器B的名稱是_。將下列實(shí)驗(yàn)操作步驟正確排序_(填標(biāo)號)；重復(fù)上述操作步驟，直至A恒重，記為m3 g。a點(diǎn)燃酒精燈，加熱b熄滅酒精燈c關(guān)閉K1和K2d打開K1和K2，緩緩?fù)ㄈ隢2e稱量A f冷卻到室溫根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄，計(jì)算綠礬化學(xué)式中結(jié)晶水?dāng)?shù)目x_(列式表示)。若實(shí)驗(yàn)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?fù)ㄈ隢2，加熱。實(shí)驗(yàn)后反應(yīng)管中殘留固體為紅色粉末。C、D中的溶液依次為_(填標(biāo)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(yīng)的化學(xué)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(yīng)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(shí)驗(yàn)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(diǎn)燃酒精燈，使綠礬中的結(jié)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(guān)閉K1和K2，防止空氣進(jìn)入石英玻璃管中，最后稱量A；由題意可知FeSO4的物質(zhì)的量為 mol，水的物質(zhì)的量為 mol，則綠礬中結(jié)晶水的數(shù)目x；若先點(diǎn)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(zhì)量會偏大，則計(jì)算得到的結(jié)晶水的數(shù)目會偏小；(3)實(shí)驗(yàn)后反應(yīng)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(yàn)的試劑應(yīng)選擇品紅溶液、BaCl2溶液，不能選擇Ba(NO3)2溶液，因?yàn)镾O2會與Ba(NO3)2溶液產(chǎn)生白色沉淀，干擾SO3 的檢驗(yàn)，由于SO3可與水反應(yīng)生成硫酸，故應(yīng)先檢驗(yàn)SO3，再利用SO2能使品紅褪色的原理檢驗(yàn)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(guān)于鐵的一些說法正確的是()A常溫下濃硫酸與鐵不反應(yīng)，故常溫下可用鐵制容器貯藏貯運(yùn)濃硫酸B鐵是較活潑的金屬，它與鹵素單質(zhì)(X2)反應(yīng)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(xiàng)，常溫下鐵在濃硫酸中鈍化，鈍化是化學(xué)變化，錯誤；B項(xiàng)，鐵與碘化合生成FeI2，錯誤；D項(xiàng)，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(zhì)的溶液中，充分反應(yīng)后，溶液質(zhì)量比反應(yīng)前減輕的是()ACuSO4BFe2(SO4)3CHClDFeSO4解析鐵與CuSO4反應(yīng)后，生成FeSO4溶液，溶液質(zhì)量減輕，A正確；鐵與Fe2(SO4)3反應(yīng)后，生成FeSO4溶液，溶液質(zhì)量增加，B錯誤；鐵與鹽酸反應(yīng)后，生成FeCl2溶液，溶液質(zhì)量增加，C錯誤；鐵與FeSO4溶液不反應(yīng)，溶液質(zhì)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(yīng)結(jié)束，所剩余的固體濾出后能被磁鐵吸引，則反應(yīng)后溶液中存在較多的陽離子是()ACu2BFe3 CFe2DH解析單質(zhì)鐵(有還原性)能跟H、Cu2、Fe3(有氧化性)發(fā)生氧化還原反應(yīng)。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(yīng)。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(xiàng)，KNO3在酸性條件下能氧化Fe2；B項(xiàng)，ClO能氧化Fe2；C項(xiàng)，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(jié)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(zhì)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(yīng)：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(zhì)。答案B6下列中學(xué)常見實(shí)驗(yàn)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(yīng)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(yàn)紅磚中的氧化鐵成分，向紅磚粉末中加入鹽酸，充分反應(yīng)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(yīng)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(zhì)為“藍(lán)色固體”解析過量的鐵粉與一定量的稀硝酸反應(yīng)最終生成的是Fe2，A錯誤；制備氫氧化亞鐵應(yīng)避免被氧氣氧化，向硫酸亞鐵溶液中加氫氧化鈉溶液時應(yīng)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(yīng)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(xué)化學(xué)中的一類重要物質(zhì)，下列關(guān)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(yīng)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(qiáng)酸性，F(xiàn)e2、NO、H不能大量共存，B項(xiàng)錯誤；C項(xiàng)鐵應(yīng)失去0.3 mol電子，錯誤；D項(xiàng)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(yīng)后，滴加KSCN溶液不變紅色。下列有關(guān)說法正確的是()A由于氧化性Fe3H，首先發(fā)生的反應(yīng)是：Fe2Fe3=3Fe2B當(dāng)加入16.8 g鐵粉時，可生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下6.72 L氣體C在鐵粉充分反應(yīng)后的溶液中，鐵元素以Fe2和Fe3的形式存在Dm28，反應(yīng)過程中溶液的質(zhì)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(yīng)是FeNO4H=NOFe32H2O，然后發(fā)生反應(yīng)：Fe2Fe3=3Fe2，F(xiàn)e2H=Fe2H2，A錯誤；當(dāng)加入16.8 g鐵粉時，剛好發(fā)生上述第一個反應(yīng)，生成標(biāo)準(zhǔn)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(dāng)恰好第二個反應(yīng)結(jié)束時。根據(jù)方程式計(jì)算則至少消耗鐵16.8(0.10.3)0.55628(g)，但反應(yīng)過程中溶液的質(zhì)量一直在增大，D錯誤。答案B9A、B、C三種物質(zhì)中均含有同一種元素M，它們之間有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系。A為一種金屬單質(zhì)，其產(chǎn)量直接關(guān)系國民經(jīng)濟(jì)命脈。反應(yīng)均為化合反應(yīng)，反應(yīng)為置換反應(yīng)。下列有關(guān)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(yīng)一定能實(shí)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(shí)現(xiàn)解析根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系可確定A為變價金屬，應(yīng)為Fe，反應(yīng)加入氯氣能實(shí)現(xiàn)，B為FeCl3，C為FeCl2，A項(xiàng)正確；反應(yīng)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(xiàng)正確；過量的鐵與稀硝酸反應(yīng)時，生成硝酸亞鐵，C項(xiàng)錯誤；Fe3能將I氧化成I2，自身被還原成Fe2，D項(xiàng)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(zhì)(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(jìn)行C檢驗(yàn)(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(yīng)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(jìn)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(yīng)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(yīng)的反應(yīng)為： 2Fe2Cl2=2Cl2Fe3D用酸性KMnO4溶液可檢驗(yàn)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(yīng)，鐵與鹽酸反應(yīng)生成FeCl2，故通過過濾操作可得到銅單質(zhì)，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(yīng)2Fe2Cl2=2Cl2Fe3，把FeCl2轉(zhuǎn)化為FeCl3，然后通過操作(蒸發(fā)結(jié)晶，并過濾)便可得到氯化鐵晶體，蒸發(fā)結(jié)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(yàn)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(biāo)準(zhǔn)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(zhì)量的混合物，能得到鐵的物質(zhì)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(zhì)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(zhì)量的混合物，最終得到鐵的物質(zhì)的量為0.21 mol。答案B二、填空題13根據(jù)下列轉(zhuǎn)化關(guān)系，回答有關(guān)問題。(1)淺綠色溶液D主要成分的化學(xué)式為_，試劑1是_。(2)下列物質(zhì)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(xué)方程式為_。(4)溶液C到溶液F紅色加深的原因是_。(5)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時向E中加入了過量的一種固體物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)棕黃色褪去，現(xiàn)對褪色原因進(jìn)行探究。提出你的假設(shè)：_；為了對你所提出的假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證，你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)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(shè)正確；若溶液不變紅色，則假設(shè)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(shè)計(jì)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(guān)于PAFC的說法中正確的是_。APAFC是一種有機(jī)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(qiáng)酸性和強(qiáng)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(yīng)的離子方程式為_。(5)該化工廠的化驗(yàn)室為測定產(chǎn)品PAFC中Al和Fe的含量，進(jìn)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(zhì)量(填化學(xué)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(xiàng)，PAFC不是有機(jī)高分子化合物，錯誤；B項(xiàng)，PAFC中Fe顯3價，錯誤；C項(xiàng)，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(xiàng)，PAFC能電離出Al3、Fe3和OH，在強(qiáng)酸性和強(qiáng)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(yīng)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(qiáng)堿反應(yīng)生成偏鋁酸鹽，然后通入CO2轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀，灼燒得到Al2O3，F(xiàn)e(OH)3不溶于強(qiáng)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(zhì)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(xué)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(xué)藥品：鐵屑、稀硫酸、氫氧化鈉溶液。(1)稀硫酸應(yīng)放在_中(填寫儀器名稱)。(2)本實(shí)驗(yàn)通過控制A、B、C三個開關(guān)將儀器中的空氣排盡后，再關(guān)閉開關(guān)_、打開開關(guān)_，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(zhì)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(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如下：實(shí)驗(yàn)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(yīng)的離子方程式為_。滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是_。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算的該產(chǎn)品純度為_(用字母a、c表示)。上表中第一次實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)束時俯視刻度線讀取滴定終點(diǎn)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(jié)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(biāo)準(zhǔn)液保存時間過長，有部分變質(zhì)，濃度降低解析本實(shí)驗(yàn)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(guān)。打開B、C，關(guān)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(xiàng)，俯視讀數(shù)，造成讀數(shù)偏小，故錯誤；B項(xiàng)，所消耗的標(biāo)準(zhǔn)液體積偏小，故錯誤；C項(xiàng)，錐形瓶用待測液潤洗，使待測液的量增加，則消耗標(biāo)準(zhǔn)液體積偏大，故C正確；D項(xiàng)，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(yīng)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(nèi)不再變色100%C