三、3鐵及其重要化合物

word第三節(jié) 鐵及其重要化合物【高考新動向】考點梳理1.了解鐵的主要性質及應用。2.了解鐵的重要化合物的主要性質及應用?！究季V全景透析】一、鐵的性質1.物理性質銀白色光澤、密度大，熔沸點高，延展性、導電、導熱性較好、能被磁鐵吸引。2.化學性質鐵是較活潑的金屬，鐵原子的最外層電子數(shù)為2個，可失去2個或3個電子而顯+2價或+3價，但+3價的化合物較穩(wěn)定。（1）與非金屬反應：3Fe + 2O2Fe3O4Fe + SFeS2Fe + 3C122FeCl3（鐵絲在氯氣中燃燒時，生成棕黃色的煙，加水振蕩后，溶液顯黃色）說明 鐵跟氯氣、硫反應時，分別生成+2價和+3價的鐵，說明氧化性：氯氣硫（2）與水反應：在常溫下，在水和空氣中的O2、CO2等的共同作用下，F(xiàn)e易被腐蝕(鐵生銹)在高溫下，鐵能與水蒸氣反應生成H2：3Fe + 4H2O(g)Fe3O4 + 4H2（3）與酸反應：與非氧化性酸(如稀鹽酸、稀H2SO4等)的反應例如： Fe + 2H Fe2 + H2與氧化性酸。a.HNO3(稀)過量時生成Fe3：Fe4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O。b鐵粉過量時生成Fe2：3Fe8HNO3(稀)=3Fe(NO3)22NO4H2O2SO4、濃HNO3時，產生鈍化現(xiàn)象，因此金屬鐵難溶于冷的濃H2SO4或濃HNO3中 (4)鐵與鹽溶液的反應鐵能與比它活動性弱的金屬的鹽溶液反應，置換出這種金屬。FeCuSO4=CuFeSO4。鐵能與FeCl3溶液反應生成FeCl2。離子方程式：2Fe3Fe=3Fe2。二、鐵的重要化合物的主要性質及應用化學式FeOFe2O3Fe3O4俗稱(鐵紅)(磁性氧化鐵)化合價+2+3+2、+3色、態(tài)黑色粉未紅棕色粉未黑色晶體水溶性均不溶于水和H+反應FeO + 2H+ = Fe2+ + H2OFe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2OFe3O4 + 8H+ = 2Fe3+ + Fe2+ + 4H2O與CO的反應穩(wěn)定性在空氣中氧化為Fe3O4空氣中穩(wěn)定在空氣中穩(wěn)定制備高溫熔融，過量的鐵與O2反應：2Fe+O22FeO氫氧化鐵加熱分解2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O鐵在氧氣中燃燒3Fe + 2O2Fe3O4【另】FeO與硝酸反應的化學方程式：3FeO+10HNO3=3Fe(NO3)3+NO+5H2O。FeO、Fe2O3分別與HI溶液反應的化學方程式：FeO+2HI=FeI2+H2O、Fe2O3+6HI=2FeI2+I2+3H2O。氫氧化亞鐵-Fe(OH)2氫氧化鐵- Fe(OH)3顏色狀態(tài)白色固體紅褐色固體水溶性難溶于水穩(wěn)定性不穩(wěn)定，易被空氣中的氧氣氧化，顏色變化：白色灰綠色紅褐色4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3較穩(wěn)定空氣中久置會部分失水成鐵銹受熱易分解與酸反應Fe(OH)2+2H+=Fe2+2H2OFe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O制取新制FeSO4溶液與NaOH溶液隔絕空氣反應：Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2鐵鹽與可溶性堿反應Fe3+ + 3OH- = 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?，F(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)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3【熱點難點全析】一、鐵的三角轉化關系1.“鐵三角”中的轉化關系 （1）判斷離子共存Fe2、Fe3均水解，與HCO、AlO、CO等因水解相互促進，在溶液中不能大量共存。Fe3與S2、I、HS、SO，F(xiàn)e2與NO(H)、ClO、MnO(H)在溶液中因發(fā)生氧化還原反應不能大量共存。（2）除雜方法(括號內為雜質)Fe2+(Fe3+)：加過量鐵粉過濾FeCl3(FeCl2)：加氯水或H2O2FeCl2(CuCl2)：加過量鐵粉過濾Fe(Al)、Fe2O3(Al2O3、SiO2)：加過量強堿溶液過濾（3）鹽溶液的配制與保存Fe2的鹽溶液：加少量鐵粉，防止Fe2被氧化；加少量相應的酸，防止Fe2水解。Fe3的鹽溶液：加少量相應的酸防止Fe3水解。（4）制備物質制備無水FeCl3在HCl氣流中加熱蒸干FeCl3溶液。制備Fe(OH)3膠體向沸水中加入飽和FeCl3溶液并煮沸至有紅褐色膠狀物出現(xiàn)為止?！镜淅?】某校探究性學習小組用已部分生銹的廢鐵屑制作印刷電路板的腐蝕劑，并回收銅。探究過程如下：請回答下列問題：(1)步驟中先加入熱的Na2CO3溶液除油污，操作甲的名稱是_。(2)步驟中，除發(fā)生反應Fe+2HCl=FeCl2+H2外，其他可能反應的離子方程式為：_。(3)溶液C的顏色是_，溶液D中可能含有的金屬陽離子有_。(4)可以驗證溶液B中是否含有Fe2+的一種試劑是_(填選項序號)。(5)操作乙的名稱是_，步驟產生金屬銅的化學方程式為：_?！窘馕觥?1)用熱的Na2CO3溶液除去廢鐵屑上的油污后，將兩者分離的方法是過濾。(2)由于鐵銹的主要成分是Fe2O3，還發(fā)生反應的離子方程式可能有：Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O、 Fe+2Fe3+=3Fe2+。(3)由BC發(fā)生的反應為：2FeCl2+Cl2=2FeCl3，F(xiàn)eCl3溶液呈棕黃色。向FeCl3溶液中加入印刷電路銅板，發(fā)生的反應為：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 ，若Cu不足量，則溶液D中可能含有的金屬陽離子有Fe2+、Cu2+、Fe3+；若Cu足量，則溶液D中可能含有的金屬陽離子有Fe2+、Cu2+，所以溶液D中可能含有的金屬陽離子有Fe2+、Cu2+、Fe3+。(4)由于Fe2+具有較強的還原性，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，所以可用酸性高錳酸鉀溶液驗證溶液B中是否含有Fe2+。(5)由“DE+氯氣+銅”知，操作乙是電解過程，反應產生金屬銅的化學方程式：CuCl2Cu+Cl2。答案：(1)過濾、(2)(3)棕黃色 Fe2+、Cu2+、Fe3+ (4)d(5)電解 CuCl2Cu+Cl2二、Fe2+和Fe3+的檢驗1溶液顏色含有Fe2的溶液顯淺綠色含有Fe3的溶液顯黃色2用KS溶液和氯水相關離子方程式：2Fe2 + Cl2 2Fe3 + 2ClFe3 + 3S Fe(S)3 （血紅色）3. 用NaOH溶液或氨水相關反應方程式：Fe33OH=Fe(OH)3(紅褐色)Fe22OH=Fe(OH)24Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3【提醒】FeCl3溶液在與許多試劑反應時會出現(xiàn)特殊現(xiàn)象，可作為鑒別Fe3的依據(jù)。(1)向FeCl3溶液中加幾滴KS溶液呈紅色；(2)FeCl3與NaOH溶液反應，生成紅褐色沉淀；(3)向FeCl3溶液中加入過量Fe粉，溶液變淺綠色；(4)向FeCl3溶液中加入過量Cu粉，溶液變藍綠色；(5)將FeCl3溶液滴入到淀粉碘化鉀溶液中，溶液變藍色；(6)將飽和FeCl3溶液滴入沸水中，生成紅褐色Fe(OH)3膠體。【典例2】下列離子的檢驗方法合理的是( )A.向某溶液中滴入KS溶液呈紅色，說明不含F(xiàn)e2+2，然后再加入KS溶液變紅色，說明原溶液中含有Fe2+C.向某溶液中加入NaOH溶液，得紅褐色沉淀，說明溶液中含有Fe3+D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色，說明該溶液中只含有Fe2+，不含有Mg2+【答案】選C?！窘馕觥肯蚰橙芤褐械稳隟S溶液呈紅色，說明含F(xiàn)e3+，但無法確定是否含F(xiàn)e2+；向某溶液中通入Cl2，然后再加入KS溶液變紅色，說明此時含F(xiàn)e3+，但Cl2有氧化性，無法確定原來溶液中是Fe2+還是Fe3+；向某溶液中加入NaOH溶液，得紅褐色沉淀，說明溶液中含有Fe3+；向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色，說明該溶液中含有Fe2+，但由于紅褐色的掩蓋，無法說明是否含有Mg2+【高考零距離】1、（2012·某某高考·12）下列由相關實驗現(xiàn)象所推出的結論正確的是 ACl2、SO2均能使品紅溶液褪色，說明二者均有氧化性 B溶液中滴加酸化的Ba（NO3）2溶液出現(xiàn)白色沉淀，說明該溶液中一定有SO42- CFe與稀HNO3、稀H2SO4反應均有氣泡產生，說明Fe與兩種酸均發(fā)生置換反應 D分別充滿HCl、NH3的燒瓶倒置于水中后液面均迅速上升，說明二者均易溶于水【解題指南】解答本題時應明確氯氣和二氧化硫褪色的原理的不同點，Cl-、SO42-的檢驗方法及注意事項。【解析】選D。A項，二者漂白的原理不同，前者屬于氧化型，后者屬于化合型，因此不能說明SO2具有氧化性，A錯；B項，溶液中也可能含有SO32-，B錯；C項，鐵與硝酸發(fā)生的不是置換反應，C錯誤；2、（2012·某某高考·7）下列物質轉化在給定條件下能實現(xiàn)的是A. B. C.D.【分析】本題屬于元素及其化合物知識的考查X疇。三氧化鋁的兩性、偏鋁酸酸性弱于碳酸、候氏制堿原理 、Fe3水解FeCl3溶液蒸干得不到無水FeCl3、氫氧化鎂不穩(wěn)定性等內容都來源于必修一、和必修二等課本內容及課本上的基本反應，看來高三復習不能“舍本逐末”。【解題指南】解答本題時應注意掌握中學化學常見物質的相互轉化及相關方程式?！窘馕觥窟xA。對于：第一步轉化Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O，第二步轉化2NaAlO2CO23H2O=2Al(OH)3Na2CO3或NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3；對于：第一步轉化不能一步實現(xiàn)，第二步轉化SO3+H2O=H2SO4；對于：第一步轉化NaCl+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl, 第二步轉化2NaHCO3 Na2CO3H2OCO2對于：第一步轉化Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O, 第二步轉化，F(xiàn)eCl3水解，得不到無水FeCl3；對于：第一步轉化Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2+ CaCl2 , 第二步轉化Mg(OH)2MgOH2O；所以選A.。3.（2012·某某高考·12）下列陳述正確并且有因果關系的是選項陳述陳述ASO2有漂白性SO2可使溴水褪色BSiO2有導電性SiO2可用于制備光導纖維C濃硫酸有強氧化性濃硫酸可用于干燥H2和CODFe3+有強氧化性FeCl3溶液可用于回收廢舊電路板中的銅【解題指南】解答本題時應從常見物質的性質考慮?！窘馕觥窟xD。選項具體分析結論A陳述表現(xiàn)了SO2的還原性，而陳述表現(xiàn)為漂白性。沒有因果關系B二氧化硅不導電。不正確C陳述表現(xiàn)出弄硫酸的吸水性。沒有因果關系D陳述中Fe3+氧化銅而使銅腐蝕回收。屬于因果關系4、（2012·某某高考·7）下列敘述正確的是A. e與S混合加熱生成FeS2B. NaHCO3的熱穩(wěn)定性大于Na2CO3C. 過量的銅與濃硝酸反應有一氧化氮生成D. 白磷在空氣中加熱到一定溫度能轉化為紅磷【解析】選C?！窘忸}指南】解答本題時應注意物質的特殊性質，如硫元素的氧化性較弱，碳酸鈉的穩(wěn)定性較強，同時注意關鍵詞語“過量”“濃”“空氣”。選項具體分析結論A兩者混合加熱生成FeS。錯誤B碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉，因此碳酸鈉的熱穩(wěn)定性大于碳酸氫鈉。錯誤C銅與濃硝酸反應生成二氧化氮，但是當銅過量時，隨著硝酸的濃度的降低，產物中便有一氧化氮生成。正確D白磷在空氣中加熱會與氧氣反應。錯誤5.（2011·某某高考·9）下表各選項中，不能利用置換反應通過Y得到W的一組化合物是【答案】選D。來源:Z+xx+k.【解析】解答本題要注意如下兩點：（1）置換反應是“單質1+化合物1單質2+化合物2”。（2）鐵鹽和金屬反應時先被還原成亞鐵鹽，若金屬比鐵活潑，則過量的該金屬接著和亞鐵鹽發(fā)生置換反應生成單質鐵。選項化學方程式結論A2Mg+CO22MgO+C符合B2Al+Fe2O32Fe+Al2O3符合C2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2符合D2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2不符合6.（2010·全國卷1）能正確表示下列反應的離子方程式是A將銅屑加入溶液中：B將磁性氧化鐵溶于鹽酸：C將氯化亞鐵溶液和稀硝酸混合：D將鐵粉加入稀硫酸中：【答案】A【解析】A正確，符合3個守恒；B錯誤，電荷不守恒，F(xiàn)e3O4中Fe有兩種價態(tài)，正確應該為：Fe3O48H=2Fe3Fe24H2O；C錯誤，得失電子不守恒，電荷不守恒；正確的應為：3Fe2NO34H=3Fe3NO2H2O；D錯誤，不符合客觀實際，反應后鐵只能產生Fe2和H2；7.（2010·某某卷）由5mol Fe2O3、4mol Fe3O4和3mol FeO組成的混合物，加入純鐵1mol并在高溫下和Fe2O3反應。若純鐵完全反應，則反應后混合物中FeO與Fe2O3的物質的量之比可能是A4:3 B3:2 C3:1 D2:l【答案】BC【解析】此題考查了化學計算知識。分析題給混合物和高溫下發(fā)生的反應，可知當Fe2O3+Fe=3FeO時，反應后混合物中含有6molFeO、4molFe2O3，則FeO與Fe2O3的物質的量之比為：3:2；當發(fā)生反應：Fe2O3+Fe+FeO=Fe3O4時，反應后混合物中含有2molFeO、4molFe2O3，則FeO與Fe2O3的物質的量之比為：1:2；當兩反應均存在時，F(xiàn)eO與Fe2O3的物質的量之比處于兩著之間，故BC可能。知識歸納：極端假設法是指根據(jù)已知的條件，把復雜問題假設為處于理想的極端狀態(tài)，站在極端的角度去分析、考慮問題，使其因果關系顯得十分明顯、簡單，從而迅速地作出正確判斷的方法。比如此題中我們就假設了兩個極端，首先確定兩個極端，然后確定X圍，最后選擇。8、（2012·某某高考·28）（12分） 工業(yè)上由黃銅礦（主要成分CuFeS2）冶煉銅的主要流程如下：（1）氣體A中的大氣污染物可選用下列試劑中的 吸收。a. 濃H2SO43（2）用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KS溶液后呈紅色，說明溶液中存在（填離子符號），檢驗溶液中還存在Fe2+的方法是 （注明試劑、現(xiàn)象）。（3）由泡銅冶煉粗銅的化學反應方程式為 。（4）CuSO4溶液為電解質溶液進行粗銅（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質）的電解精煉，下列說法正確的是。a. 電能全部轉化為化學能 b.粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應c. 溶液中Cu2+向陽極移動 d.利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬（5）利用反應2Cu+O2+2H2SO4 =2 CuSO4 + 2H2O可以制備CuSO4，若將該反應設計為原電池，其正極電極反應式為 ?！窘忸}指南】解答本題時應理清無機化工流程，明確每一步的反應在流程中的作用。對于陌生的氧化還原反應要用正確的配平方法進行配平；掌握電解精煉銅的原理及相關電極反應式的書寫?！窘馕觥浚?）從冰銅的元素組成上看，其中含有硫元素，焙燒產物泡銅和熔渣中不再含有硫元素，故可推知A一定為SO2， 一般選用堿液溶液，故答案為c、d。（2）向溶液中滴加KS溶液，溶液呈紅色，可推知溶液中一定含有Fe3+；要檢驗溶液中還含有Fe2+，可取適量酸性KMnO4溶液于一只試管中，滴入幾滴該溶液，若酸性高錳酸鉀溶液褪色或變淺，說明該溶液中含有Fe2+。（3）泡銅制取粗銅，是Cu2O和鋁發(fā)生氧化還原反應，根據(jù)氧化還原反應的配平方法進行配平可得，化學反應方程式為3Cu2O+2AlAl2O3+6Cu。（4）在電解過程中，會有一部分電能損失轉化為熱能，因此電能不可能全部轉化為化學能，A錯誤；C項，溶液中的Cu2+應向陰極（精銅）移動，C錯誤；正確答案為b、d。來源:Z_xx_k.（5）本題可采取兩種方法書寫：一是直接法，通過化學反應可以看出，O2 發(fā)生還原反應，正極反應物一定為O2，其對應的還原產物為H2O，故正極的電極反應為：O2-4e-+4H+=2H2O；方法二：先寫出負極電極反應：銅作為負極反應物，氧化產物為CuSO4，故其電極反應式為Cu-2e-+SO42-= CuSO4，在電量相同的前提下，用總的電極反應式減去該電極反應式，可得正極的電極反應式為O2-4e-+4H+=2H2O?！敬鸢浮浚?）c、d來源:學*科*網(wǎng)（2）Fe3+，取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4褪色（3）3Cu2O+2AlAl2O3+6Cu（4）b、d（5）4H+O2+4e-=2H2O來源:學?？?。網(wǎng)9、（2012·某某高考·14）14(9分)在FeCl3溶液蝕刻銅箔制造電路板的工藝中，廢液處理和資源回收的過程簡述如下： I：向廢液中投入過量鐵屑，充分反應后分離出固體和濾液： II：向濾液中加入一定量石灰水，調節(jié)溶液pH，同時鼓入足量的空氣。 己知：KspFe(OH)3×10-38 回答下列問題： (1)FeCl3蝕刻銅箔反應的離子方程式為： (2)過程I 加入鐵屑的主要作用是，分離得到固體的主要成分是，從固體中分離出銅需采用的方法是； (3)過程II中發(fā)生反應的化學方程式為； (4)過程II中調節(jié)溶液的pH為5，金屬離子濃度為。(列式計算)【解析】（2）加入鐵屑的目的是置換銅，鐵過量后得到的混合物為Fe和Cu，加入鹽酸后可將多余的鐵反應掉，經(jīng)過過濾分離出銅。（3）過程II中通入氧氣使得氫氧化亞鐵轉化為Fe（OH）3；（4）通過Ksp的表達式，再根據(jù)Kw折算出氫離子，求出金屬離子的濃度。【答案】（1）2Fe3+ + Cu=2Fe2+ Cu2+（2分）（2）回收銅 Cu和Fe 加鹽酸反應后過濾（每空1分，共3分）（3）FeCl2 +Ca(OH)2=Fe(OH)2 +CaCl24Fe(OH)2+ O2 +2H2O=4Fe(OH)3（2分）（4）c（Fe3+）=×10-38÷（10-9）3=×10-11(mol/L) （2分）10、（2012·新課標全國卷·26）(14分)鐵是應用最廣泛的金屬，鐵的鹵化物、氧化物以及高價鐵的含氧酸鹽均為重要化合物。 (1)要確定鐵的某氯化物FeClx的化學式，可用離子交換和漓定的方法。實驗中稱取0.54 g的FeClx樣品，溶解后先進行陽離子交換預處理，再通過含有飽和OH的陰離子交換柱，使Cl和OH發(fā)生交換。交換完成后，流出溶液的OH用0.40 mol/L的鹽酸滴定，滴至終點時消耗鹽酸25.0 mL。計算該樣品中氯的物質的量，并求出FeClx中，x值： (列出計算過程)； (2)現(xiàn)有一含有FeCl2和FeCl3的混合物樣品，采用上述方法測得n(Fe):n(C1)=1:2.1，則該洋品中FeCl3的物質的量分數(shù)為_。在實驗室中，F(xiàn)eCl2可用鐵粉和_反應制備，F(xiàn)eCl3可用鐵粉和_反應制備； (3)FeCl3與氫碘酸反應時可生成棕色物質，該反應的離子方程式為_； (4)高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種強氧化劑，可作為水處理劑和高容量電池材料。FeCl3與KClO在強堿性條件下反應可制取K2FeO4，其反應的離子方程式為_。與MnO2Zn電池類似，K2FeO4Zn也可以組成堿性電池，K2FeO4在電池中作為正極材料，其電極反應式為_，該電池總反應的離子方程式為_?！窘忸}指南】解答本題，書寫化學反應方程式應注意掌握氧化還原反應的原理書寫電極反應式時注意電解質溶液的酸堿性、配平。 【解析】（1）根據(jù)氯元素和鐵元素的含量比值進行計算。（2）設FeCl2、FeCl3的物質的量分別為x、y，則（x+y）/（2x+3y）=1:2.1，解得，x：y=9:1，F(xiàn)eCl3的物質的量分數(shù)為0.1；鐵粉與鹽酸反應可制得FeCl2，鐵粉與氯氣反應可制得FeCl3。（3）FeCl3與氫碘酸反應生成的棕色物質為碘單質，F(xiàn)e3+被還原成Fe2+。（4）FeCl3與NaClO反應時，ClO-被還原成Cl-。電池的正極反應，高鐵酸根被還原為Fe3+,因為溶液是堿性的，所以產物只能寫成生成Fe(OH)3, ，負極反應式為Zn-2e-=Zn2+,總方程式中氧化產物是Zn(OH)2。 【答案】（1）n×·L-1×·mol -1n·mol-1n(Fe): n1:3，x=3（2）0.10 鹽酸氯氣（3）2Fe3+2I-=2Fe2+I2 (或2Fe3+3I-=2Fe2+I3-)（4）2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+5H2O+3Cl-FeO42-+3e-+4H2O= Fe(OH)3+5OH-；2FeO42-+8H2O+3Zn= 2Fe(OH)3+ 3Zn(OH)3+4OH-11.（2011·某某高考·16）以硫鐵礦（主要成分為FeS2）為原料制備氯化鐵晶體（FeCl3·6H2O）的工藝流程如下：回答下列問題：（1）在一定條件下，SO2轉化為SO3的反應為2SO2（g）+O2（g）2SO3（g），該反應的平衡常數(shù)表達式為K= ；過量的SO2與溶液反應的化學方程式為 來源:學。科。網(wǎng)Z。X。X。K（2）酸溶及后續(xù)過程中均需保持鹽酸過量，其目的是、 。（3）通氯氣氧化時，發(fā)生的主要反應的離子方程式為 ；該過程產生的尾氣可用堿溶液吸收，尾氣中污染空氣的氣體為 （寫化學）?！窘馕觥拷獯鸨绢}時應依據(jù)所給流程結合鐵的化合物的性質和有關化學原理分析整個過程中發(fā)生的化學反應。（1）注意“過量的SO2” 與溶液反應應生成NaHSO3；（2）硫鐵礦燃燒將產生鐵的氧化物，為了提高鐵元素的浸出率，抑制Fe3+ 的水解，讓更多的鐵轉化為氯化鐵晶體，應保持鹽酸過量；（3）注意抓住題目所給條件“氯氣氧化”和最終產物（FeCl3·6H2O）,該過程應是將Fe2+ 氧化，根據(jù)能被堿液吸收和生產過程中使用的原料分析尾氣應為氯氣和氯化氫氣體?！敬鸢浮縼碓?學#科#網(wǎng)Z#X#X#KSO2=NaHSO3（2）提高鐵元素的浸出率 抑制Fe3+水解（3）Cl22Fe2+= 2Cl-2Fe3+12.（2011·某某高考·7）圖中X、Y、Z為單質，其他為化合物，它們之間存在如下轉化關系（部分產物已略去）。其中，A俗稱磁性氧化鐵；E是不溶于水的酸性氧化物，能與氫氟酸反應?；卮鹣铝袉栴}：組成單質Y的元素在周期表中的位置是；M中存在的化學鍵類型為；R的化學式是。一定條件下，Z與H2反應轉化為ZH4。ZH4的電子式為。已知A與1mol Al反應轉化為X時（所有物質均為固體），放出akJ熱量，寫出該反應的熱化學方程式：。寫出A和D的稀溶液反應生成G的離子方程式：。向含4mol D的稀溶液中，逐漸加入X粉末至過量，假設生成的氣體只有一種，請在坐標系中畫出n(X2+)隨n(X)變化的示意圖，并標出n(X2+)的最大值?！窘馕觥拷忸}時找準突破口，F(xiàn)e3O4俗稱磁性氧化鐵，能和氫氟酸反應的不溶于水的酸性氧化物為SiO2。X、Y、Z都是單質，F(xiàn)e3O4和Al發(fā)生鋁熱反應生成單質鐵，故X是Fe，Y是氧氣，Z是單質硅。氧元素在周期表中的位置為：第二周期第A族；M是SiO2和NaOH溶液反應的產物Na2SiO3，鈉離子和硅酸根離子之間存在離子鍵，硅酸根離子內部存在共價鍵。單質Si和H2反應生成SiH4，SiH4是共價化合物，電子式是。1molAl反應時放熱aKJ,書寫熱化學方程式時要注意對應關系，即有8molAl參與反應時，放熱8 aKJ。O2、NO、H2O發(fā)生反應4NO3O22H2O=4HNO3，F(xiàn)e3O4中既有Fe2又有Fe3，和硝酸發(fā)生反應時，F(xiàn)e2被氧化為Fe3。稀硝酸中，逐漸加入鐵粉，開始發(fā)生的反應是Fe4HNO3=Fe(NO3)3NO2H2O,當硝酸被消耗完了后又發(fā)生反應2 Fe(NO3)3Fe=3Fe(NO3)2，故在畫圖的時候應當注意加入1mol Fe之后才開始產生Fe2 Fe2（溶液中只有4mol HNO3）。【答案】 第二周期第A族 離子鍵、共價鍵 H2SiO3（或H4SiO4） 。8Al（s）3Fe3O4（s）= 9Fe（s）4 Al2O3（s） H=8aKJ·mol-13Fe3O428HNO3- =9Fe3NO14H2O13.（2010·某某卷）（13分）某研究性學習小組在網(wǎng)上收集到如下信息：Fe（NO3）3溶液可以蝕刻銀，制作美麗的銀飾。他們對蝕刻銀的原因進行了如下探究：實驗制備銀鏡，并與Fe（NO3）3溶液反應，發(fā)現(xiàn)銀鏡溶解。（1）下列有關制備銀鏡過程的說法正確的是。a.邊振蕩盛有2的AgNO3溶液的試管，邊滴入2的氨水。至最初的沉淀恰好溶解為止b.將幾滴銀氨溶液滴入2 mL乙醛中c.制備銀鏡時，用酒精燈的外焰給試管底部加熱溶液配制過程中，溶液的pH增大提出假設假設1：Fe1具有氧化性，能氧化Ag。假設2：Fe（NO3）3溶液顯酸性，在此酸性條件下NO3能氧化Ag。設計實驗方案，驗證假設（2）甲同學從上述實驗的生成物中檢驗出Fe3，驗證了假設1成立。請寫出Fe3氧化Ag的離子方程式：。（3）乙同學設計實驗驗證假設2，請幫他完成下表中內容（提示： NO在不同條件下的還原產物較復雜，有時難以觀察到氣體產生）。實驗步驟（不要求寫具體操作過程）預期現(xiàn)象和結論若銀鏡消失，假設2成立。若銀鏡不消失，假設2不成立。思考與交流（4）甲同學驗證了假設1成立，若乙同學驗證了假設2也成立。則丙同學由此得出結論：Fe（NO3）3溶液中的Fe3和NO都氧化了Ag。你是否同意丙同學的結論，并簡述理由：?！敬鸢浮浚?）ade (2)Fe3+Ag= Fe2+Ag+（3）將銀鏡在硝酸銅溶液中（4）同意4Fe3+6H2O+9Ag+3NO3-=4Fe（OH）3+9Ag+3NO  【解析】本題第（1）小題是考查學生實驗，最后2小題具有較大的開放度?！究键c提升訓練】一、選擇題1下列有關鐵及其化合物的有關說法中正確的是()A赤鐵礦的主要成分是Fe3O4B鐵與水蒸氣在高溫下的反應產物為Fe2O3和H2C除去FeCl2溶液中的FeCl3雜質可以向溶液中加入鐵粉，然后過濾DFe3與KS溶液產生紅色沉淀2把足量的鐵粉投入到硫酸和硫酸銅的混合溶液中，充分反應后，殘余固體的質量與原來加入的鐵粉質量相等，則原溶液中H和SO的物質的量之比為()A14 B27來源:學?？?。網(wǎng)Z。X。X。KC12 D8313.(2012·某某模擬)A、B、C是所學過的三種單質，A、B、C及其他物質之間的反應關系如圖所示，其中B、D、E、F的水溶液呈酸性。若D+CE+F且常溫下只有B為氣態(tài)，則A、B、C分別為( )A.Fe、Cl2、Cu B.Fe、Cl2、H2C.Cu、Cl2、Fe D.Fe、Cl2、Mg4.向一定量的Fe、FeO和Fe2O3的混合物中加入120 mL 4 mol/L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KS溶液，無紅色出現(xiàn)。若用足量的氫氣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 mol B0.21 molC0.16 mol D0.14 mol5.(2012·某某模擬)下列敘述正確的是( )3·H2O是弱堿，所以不能用氨水與FeCl3溶液反應制取Fe(OH)32溶液中通入少量Cl2，再滴加少量CCl4，振蕩、靜置，下層液體為紫色C.向一定體積的熱濃硫酸中加入過量的鐵粉，生成的氣體能被燒堿溶液完全吸收2氣體通入溴水，欲檢驗溶液中是否有生成，可向溶液中滴加Ba(NO3)2溶液6.(2012·某某模擬)將一淺綠色溶液，置于空氣中，變黃色。將此黃色溶液逐滴滴入沸水中，形成一種紅褐色膠體，下列說法中錯誤的是( )2+，在空氣中被氧化為Fe3+2+，向其中滴加KS溶液C.配制該淺綠色溶液，要向其中加少量酸與鐵粉，目的是為了防止Fe2+的水解與氧化3+，滴入KS溶液，看是否變紅色7（2012·棗莊一模）下列描述正確的是A在pH=1溶液中，NH+4、K+、ClO、Cl可以大量共存BMgO可以除去MgCl2溶液中的FeCl3C足量鐵粉與稀硝酸反應：D向某溶液滴加鹽酸酸化的氯化鋇溶液，出現(xiàn)白色沉淀，則證明該溶液中含有SO2-48.在含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.1 mol 的混合溶液中加入0.1 mol鐵粉，充分攪拌后鐵完全反應，溶液中不存在Fe3+，同時析出 0.1 mol Ag。則下列結論中不正確的是( )2+與Fe2+的物質的量之比為12B.氧化性：Ag+Cu2+Fe3+Zn2+3+的溶液可腐蝕銅板D.1 mol Fe可還原1 mol Fe3+9. 向FeI2、FeBr2的混合溶液中通入適量氯氣，溶液中某些離子的物質的量變化如圖K211所示。已知：2Fe2Br2=2Fe32Br，2Fe32I=2Fe2I2。則下列有關說法中，不正確的是()圖K211A線段BD表示Fe3物質的量的變化B原混合溶液中FeBr2的物質的量為6 molC當通入2 mol Cl2時，溶液中已發(fā)生的離子反應可表示為：2Fe22I2Cl2=2Fe3I24ClD原溶液中：n(Fe2)n(I)n(Br)21310.一定量的Fe和Fe2O3混合物投入2 mol/L 250ml的HNO3溶液中，反應完全后，無固體剩余，生成1.12L NO氣體（標況），再向反應后溶液中加入1 mol/L的NaOH溶液，要使鐵元素全部沉淀下來，所加NaOH溶液的體積最少是（ ） A450ml    B500ml    C400ml    D無法確定11.向一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入150mL4 mol·L-1的稀硝酸恰好使混合物完全溶解，放出2.24LNO（標準狀況），往所得溶液中加入KS溶液，無紅色出現(xiàn)。若用足量的H2在加熱條件下還原相同質量的混合物，所得到的鐵的物質的量為（ ）12(2012·某某模擬)常溫下，往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液，可發(fā)生如下兩個反應：2Fe2H2O22H=2Fe32H2O2Fe3H2O2=2Fe2O22H下列說法不正確的是()AH2O2的氧化性比Fe3強，其還原性比Fe2強B在H2O2分解過程中，溶液的pH逐漸下降C在H2O2分解過程中，F(xiàn)e2的總量保持不變DH2O2生產過程要嚴格避免混入Fe212.取某鐵的氧化物樣品，用140mL 5 mol/L鹽酸恰好使其完全溶解，所得溶液還能吸收標準狀況下0.56 L氯氣，使其中的Fe2+ 完全轉化為 Fe3+，該樣品中可能的化學式是（）AFe3O4     BFe4O5CFe5O6    DFe5O713(2012·某某模擬)在下列有FeCl3溶液參加的反應中，與Fe3發(fā)生氧化還原反應的是()FeCl3溶液與Cu反應FeCl3溶液與H2S反應FeCl3溶液與KI反應FeCl3溶液滴入沸水中FeCl3溶液與NaHCO3反應FeCl3溶液中滴入石蕊試液A BC D二、非選擇題“鐵的三種價態(tài)之間的轉化”的案例。(1)材料及試劑：具支試管、_(玻璃儀器)、U形管、多孔塑料墊板、粗(細)玻璃管、酒精燈、鐵架臺、止水夾、乳膠管、單孔塞、鋅粒、FeO、Fe2O3、稀硫酸等。(2)實驗裝置實驗前需要檢查該裝置的氣密性，方法是_。(3)U形管中裝入的藥品是_，其作用是_。(4)待鋅粒與稀硫酸反應一段時間后，再點燃酒精燈甲和酒精燈乙，這樣操作的必要性是_。(5)實驗完畢，關閉止水夾，熄滅兩只酒精燈，可以觀察到具支試管與長頸漏斗中的現(xiàn)象是_，關閉止水夾的目的是_。(6)玻璃管冷卻后，取出玻璃管內的物質檢驗有單質鐵存在，寫出玻璃管內發(fā)生反應的化學方程式：_。15.鐵是日常生活中用途最廣、用量最大的金屬材料。（1）常溫下，可用鐵質容器盛裝濃硫酸的原因是。（2）某實驗小組利用右圖裝置驗證鐵與水蒸氣的反應。濕棉花的作用是，試管中反應的化學方程式是。實驗結束后，取出少量反應后的固體于試管中，加入過量鹽酸，固體完全溶解，所得溶液中存在的陽離子是_（填序號）。a一定有Fe2+、H+和Fe3+ b一定有Fe2+、H+，可能有Fe3+c一定有Fe2+、Fe3+，可能有 H+ d一定有Fe3+、H+，可能有Fe2+（3）另稱取一定量的鐵釘放入適量的濃硫酸中，加熱，充分反應后收集氣體。經(jīng)測定氣體中含有SO2、CO2和H2。 鐵與濃硫酸反應的化學方程式是。 氣體中混有CO2的原因是（用化學方程式表示）。 將672 mL（標準狀況）收集到的氣體通入足量溴水中，發(fā)生反應：SO2 + Br2 + 2H2O = 2HBr + H2SO4，然后加入足量BaCl2溶液，經(jīng)洗滌、干燥得到固體 g。由此推知收集到的氣體中SO2的體積分數(shù)是。16.(14分)(2012·某某模擬)某研究性學習小組請你參與“研究鐵與水反應所得固體物質的成分、性質及再利用”實驗探究，并共同解答下列問題：【探究一】設計如圖所示裝置進行“鐵與水反應”的實驗。(1)硬質玻璃管中發(fā)生反應的化學方程式為_。(2)反應前A中投放碎瓷片的目的是_。(3)裝置E中的現(xiàn)象是_?！咎骄慷吭O計如下實驗方案確定反應后硬質玻璃管中黑色固體的成分。(4)待硬質玻璃管B冷卻后，取少許其中的固體物質溶于_后，將所得溶液分成兩份。(5)一份滴加幾滴KS溶液。若溶液變紅色，推斷硬質玻璃管B中固體物質的成分(選填序號，下同)為_；若溶液未變紅色，推斷硬質玻璃管B中固體物質的成分為_。一定有Fe3O4一定有Fe 只有Fe3O4只有Fe(6)另一份用_(填儀器名稱)加入_，可以證明溶液中存在Fe2+?！咎骄咳吭O計如下流程測定反應后硬質玻璃管B中固體含鐵元素的質量分數(shù)。(7)試劑b的化學式是_。(8)計算反應后B裝置中鐵元素的質量分數(shù)為_。【答案及解析】一、選擇題1.【答案】C【解析】A項為Fe2O3，B項為Fe3O4，D項生成的不是沉淀。2. 【答案】A【解析】由題可知反應的鐵粉與生成的銅質量相等。又H2SO4Fe，CuSO4FeCu有n(H2SO4)n(CuSO4)×5664n(CuSO4)3.【解析】選A。B單質水溶液呈酸性，且常溫下為氣態(tài)，則B為Cl2，結合轉化關系可推出，A、B、C、D、E、F分別為Fe、Cl2、Cu、FeCl3、CuCl2、FeCl2。4. 【答案】B【解析】依題意可知生成的溶液為Fe(NO3)2，則鐵元素的物質的量為溶液中硝酸根離子的一半，生成的溶液中的硝酸根離子的物質的量為0.12 L×4 mol/L0.42 mol，則混合粉末中共含鐵0.21 mol。5.【解析】選B。A項，F(xiàn)eCl3+3NH3·H2O=Fe(OH)3+3NH4Cl；B項，由于還原性I->Fe2+，所以向FeI2溶液中通入少量Cl2，Cl2首先與I-反應：Cl2+2I-=I2+2Cl-；C項，過量的Fe與熱濃硫酸反應，首先產生SO2氣體，隨著反應的進行，濃硫酸的濃度逐漸變稀，后來稀硫酸與Fe反應產生H2；D項，由于發(fā)生反應：SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr，欲檢驗溶液中的，應向溶液中加入BaCl2溶液，若加入Ba(NO3)2溶液，則不能排除的干擾，故選B項6.【解析】選B。向該黃色溶液中滴加KS溶液，溶液變紅色，可以證明含有Fe3+，無法證明是否含有未被氧化的Fe2+。7. 【答案】B8. 【答案】選B、D?！窘馕觥恳蚣尤隖e后，F(xiàn)e3+、Ag+首先被還原，說明Cu2+氧化能力比Fe3+和Ag+弱，故B項不正確；A項中由Cu、Fe守恒知n(Cu2+)=0.1 mol,而n(Fe2+)=n(Fe3+)+n(Fe)=0.2 mol，故A項正確；C項由于氧化性Fe3+Cu2+,故含F(xiàn)e3+的溶液可腐蝕銅板，C項正確；D項由2Fe3+Fe = 3Fe2+可知，1 mol Fe可還原2 mol Fe3+，D項不正確。9. 【答案】B【解析】 通過題給信息可知，發(fā)生反應的先后順序為：2ICl2=I22Cl，2Fe2Cl2=2Fe32Cl，2BrCl2=Br22Cl。在AB段發(fā)生反應2ICl2=I22Cl，所以n(I)2 mol；在BD段，發(fā)生反應2Fe2Cl2=2Fe32Cl，故原溶液中n(Fe2)4 mol，所以A項正確；從D開始發(fā)生反應2BrCl2=Br22Cl，所以原溶液中n(Br)6 mol，所以B項錯誤，D項正確；對于C項，根據(jù)發(fā)生反應的先后順序判斷，也正確。綜上，本題選擇B。10. 【答案】A11. 【答案】B12. 解析：根據(jù)氧化還原反應中氧化性、還原性強弱比較規(guī)律：同一氧化還原反應中滿足左強右弱，即A項正確；把兩式相加，發(fā)現(xiàn)Fe2的量沒有改變，說明其作用是H2O2分解的催化劑，因此生產過程中要嚴格避免混入Fe2，即C、D項都正確；H2O2顯弱酸性，但分解后生成水，即酸性減弱，pH逐漸增大，B項錯誤。答案：B12. 【答案】D13. 解析：上述反應的反應類型分別為：反應反應類型FeCl3溶液與Cu反應氧化還原反應FeCl3溶液與H2S反應氧化還原反應FeCl3溶液與KI反應氧化還原反應FeCl3溶液滴入沸水中水解反應FeCl3溶液與NaHCO3反應相互促進的水解反應FeCl3溶液中滴入石蕊試液水解反應答案：D二、非選擇題14. 【解析】(1)對照實驗裝置圖可知，缺少的玻璃儀器是長頸漏斗。(2)該裝置中有長頸漏斗，故可采用注水法檢查裝置氣密性。(3)鐵的氧化物的還原需要干燥的還原性氣體，否則水蒸氣容易與還原出的鐵反應，故U形管中是干燥劑。(4)反應前裝置中有空氣，若剛通入氫氣時便加熱，可能會導致爆炸，故采用先通入氫氣排出空氣然后再加熱的方法。(5)熄滅酒精燈，玻璃管內反應結束，關閉止水夾，因為鋅粒與酸仍然反應產生氣體，使裝置內氣壓升高，具支試管中的液體被壓入長頸漏斗中。(6)玻璃管中發(fā)生的是鐵的氧化物被氫氣還原的反應?！敬鸢浮?1)長頸漏斗(答“分液漏斗”或“漏斗”錯)(2)關閉止水夾，在長頸漏斗中注入水，如果漏斗中能夠形成一段水柱，且水柱在短時間內不回落，則證明該裝置氣密性良好(3)堿石灰(或無水氯化鈣) 除去氫氣中的水蒸氣(或答“干燥氫氣”)(4)排出裝置體系中的空氣，防止爆炸(5)具支試管中的液面下降，長頸漏斗中的液面上升防止被還原出的鐵再被氧化(6)FeO+H2 Fe+H2O、Fe2O3+3H22Fe+3H2O15. 【答案】（1）濃硫酸具有強化性，在鐵表面生成一層致密的氧化膜 （2）提供水蒸氣3Fe + 4H2O（g） Fe3O4 + 4H2 b（3） 2Fe + 6H2SO4（濃） Fe2(SO4)3 + 3SO2+ 6H2O C + 2H2SO4（濃） CO2+ 2SO2+ 2H2O 66.7%16.【解析】【探究一】(1)Fe與水反應的化學方程式為：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。(2)碎瓷片的作用是防止暴沸。(3)裝置E中發(fā)生反應：H2+CuOCu+H2O，現(xiàn)象是：黑色固體變紅，右端管壁有水珠。【探究二】在驗證反應后黑色固體的成分時，檢驗Fe3+，最佳試劑為KS溶液；在確定存在Fe3+時，檢驗Fe2+，可用酸性KMnO4溶液。由于酸性KMnO4溶液與鹽酸發(fā)生反應，所以在溶解反應后的黑色固體時，不能用鹽酸，也不能用硝酸(因為HNO3可氧化Fe2+)，可用稀硫酸?！咎骄咳坑伞凹t棕色固體”知，該物質為Fe2O3，則和NaCl及過量，所以試劑b為NaOH溶液。m(Fe2O3)=32 g,則n(Fe2O3)=0.2 mol,則n(Fe)=0.4 mol,則反應后B裝置中鐵元素的質量分數(shù)為：×100%77.8%。答案：(1)(2)防止暴沸(3)黑色固體變紅，右端管壁有水珠(4)稀硫酸 (5)(6)膠頭滴管 酸性KMnO4溶液，溶液褪色(7)NaOH (8)77.8% / 27