1、第3讲铁及其化合物单科命题考试要点素养链接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。宏观辨识与微观探析:了解Fe的物理性质,掌握Fe、Fe2+、Fe3+的化学性质;了解Fe2+、Fe3+的常用检验方法。变化观念与平衡思想:运用氧化还原反应理论分析Fe、Fe2+、Fe3+之间的相互转化。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。考点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。Fe(2)物理性质颜色、状态导电、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F
2、e2.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+ Fe2+H2OFe2O3+6H+ 2Fe3+3H2OFe3O4+8H+ 2Fe3+Fe2+4H2O3.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+Fe2+2H2OFe(OH)3+3H+ Fe3+3H2O受热分解2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O制法新制可溶性亚铁盐与碱溶液隔绝空气反应:Fe2+2OH- Fe(OH
3、)2可溶性铁盐与碱溶液反应:Fe3+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+2H2O 4Fe(OH)34.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)Fe2+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、NO3-(H+)等均表现为还原性。(2)Fe2+的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式:2Fe2+H2O2+2H+ 2Fe3+2H2OFe3+为铁的高价态,遇Fe、Cu、HI、H2S等均表
4、现为氧化性。(1)Fe3+与S2-、I-、HS-、SO32-等具有较强还原性的离子不能大量共存。(2)Fe3+可腐蚀印刷电路板上的铜,反应的离子方程式为2Fe3+Cu Cu2+2Fe2+水解性水解呈酸性(1)Fe3+极易水解,只能存在于酸性较强的溶液中。(2)实验室可用FeCl3滴入沸水中制取氢氧化铁胶体,反应的化学方程式:FeCl3+3H2O Fe(OH)3(胶体)+3HCl溶液的配制加少量硫酸抑制Fe2+的水解,加少量铁屑防止Fe2+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1.易错易混辨析(正确的画“”,错误的画“”)。(1)铁位于元素周期表中第四周期第B族()(2)铁能被
5、磁铁吸引,但是纯铁易被腐蚀()(3)红热的铁与水蒸气反应生成三氧化二铁和氧气()(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)与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率:纯铁生铁()1.答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)2.铁元素性质活泼,有较强的还原性,主要化合价为+2价和+3价。按要求书写下列方程式:(1)Fe与Cl2、S反应的化学方程式:、。(2)Fe与水蒸气的反应:。(3)与氧化性酸(如HNO3)的反应(写离子方程式)。
6、Fe与过量稀HNO3的反应:。Fe与少量稀HNO3的反应:。(4)Fe与FeCl3溶液的反应(写离子方程式):。2.答案(1)2Fe+3Cl2 2FeCl3Fe+S FeS(2)3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2(3)Fe+NO3-+4H+ Fe3+NO+2H2O3Fe+2NO3-+8H+ 3Fe2+2NO+4H2O(4)Fe+2Fe3+ 3Fe2+ 题组一铁及其化合物的性质1.(2019黑龙江大庆一模)下列关于Fe的性质错误的是()A.有银白色光泽B.能被磁铁吸引C.遇硫酸钝化D.能和水蒸气反应1.答案C在常温下,铁遇浓硫酸发生钝化,C错误。2.(2019安徽淮北地区摸底)人体正常的
7、血红蛋白含有Fe2+,若误食亚硝酸盐(如NaNO2),则导致血红蛋白中的Fe2+转化为Fe3+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Fe3+还原为Fe2+D.亚硝酸盐与一氧化碳使人中毒的原理相同2.答案D一氧化碳使人中毒主要体现在能与血红蛋白结合,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。3.(2019安徽合肥调研)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.Fe2+B.Fe3+C.Cu2+D.H+3.答案A氧化
8、性顺序为Fe3+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,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Fe2+和水电离出的微量的H+,A正确。题组二氢氧化亚铁的制备4.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.全部4.答案B因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3,即4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3,因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀,就要排出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
9、排尽,并使生成的Fe(OH)2处在有氢气的环境中;的原理为铁作阳极产生Fe2+,与电解产生的OH-结合生成 Fe(OH)2,且汽油能隔绝空气;中苯可隔绝空气;空气中的氧气能将Fe(OH)2氧化,因而不能较长时间看到白色沉淀。5.(2019甘肃静宁一模)下列关于Fe3+、Fe2+性质实验的说法错误的是()A.用如图装置可以制备Fe(OH)2B.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Fe2+D.向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2+被氧化5.答案C反应开始时打
10、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;Fe3+与铁反应可生成Fe2+,则向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2+被氧化,D正确。题后悟道防止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)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
11、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Fe2+与OH-反应制取。题组三有关铁及其化合物的计算6.将过量Fe粉放入200 mL 2 mol/L的HNO3溶液中,假设还原产物只NO且HNO3完全反应,则参加反应的Fe的质量为()A.4.2 gB.5.6 gC.8.4 gD.11.2 g6.答案C将过量Fe粉放入200 mL 2 mol/L的HNO3溶液中,反应方程式为3Fe+8HNO3 3Fe(NO3)2+2NO+4H2O,硝酸的物质的量为2 mol/L0.2 L=0.4 mol,则消耗的铁的物质的量为0.1
12、5 mol,其质量为0.15 mol56 g/mol=8.4 g,C正确。7.(2019宁夏育才中学月考)1 L溶液中含有Fe(NO3)3和H2SO4两种溶质,其浓度分别为0.2 molL-1和1.5 molL-1,现向该溶液中加入39.2 g铁粉使其充分反应。下列有关说法正确的是()A.反应后溶液中Fe3+物质的量为0.8 molB.反应后产生13.44 L H2(标准状况)C.反应后溶液中Fe2+和Fe3+物质的量之和为0.9 molD.由于氧化性:Fe3+H+,故反应中先没有气体产生后产生气体7.答案C发生反应的顺序是Fe+4H+NO3- Fe3+2H2O+NO,Fe+2Fe3+ 3Fe
13、2+,如果酸有剩余,则有反应Fe+2H+ Fe2+H2发生,溶液中n(Fe3+)=(10.2)mol=0.2 mol,n(H+)=(121.5) mol=3 mol,n(NO3-)=(130.2) mol=0.6 mol,n(Fe)=39.2 g56 g/mol=0.7 mol,根据上述反应方程式,第一个反应方程式中NO3-不足,第二个反应方程式中Fe不足,Fe3+过量,反应后溶液中n(Fe3+)=0.6 mol、n(Fe2+)=0.3 mol,A错误;根据选项A的分析,没有氢气产生,B错误;根据选项A的分析,n(Fe2+)+n(Fe3+)=0.3 mol+0.6 mol=0.9 mol,C正
14、确;根据选项A的分析,先发生反应Fe+4H+NO3- Fe3+2H2O+NO,有气体生成,D错误。考点二“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Fe2+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:2Fe3+H2S 2Fe2+S+2H+。(2)将FeCl3溶液滴入KI-淀粉溶液中,溶液变蓝:2Fe3+2I- 2Fe2+I2。(3)向FeCl2酸性溶液中滴入H2O2溶液:2Fe2+H2O2+2H+ 2Fe3+2H2O。(4)FeSO4可使酸性KMnO4溶液褪色:5Fe2+MnO4-+8H+ 5Fe3+Mn2+4H2O
15、。(5)将FeCl2溶液滴入HNO3溶液中,有无色气体放出:3Fe2+4H+NO3- 3Fe3+NO+2H2O。2.Fe2+、Fe3+的检验.Fe2+的检验(1)样品溶液 无明显现象溶液变红色,说明含有Fe2+(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Fe2+.Fe3+的检验a.样品溶液 溶液变红色,说明含有Fe3+b.样品溶液 产生红褐色沉淀,说明含有Fe3+.混合溶液中Fe3+、Fe2+的检验(1)Fe3+的检验a.混合溶液 溶液变红色,说明含有Fe3+b.混合溶液 试纸变蓝色,说明含有Fe3+(2)Fe2+的检验a.混合溶液 酸性KMnO4溶液紫红色褪去,
16、说明含有Fe2+b.混合溶液 溴水褪色,说明含有Fe2+c.混合溶液生成蓝色沉淀,说明含有Fe2+1.易错易混辨析(正确的画“”,错误的画“”)。(1)向FeCl3溶液中加入Mg(OH)2:3Mg(OH)2+2Fe3+ 2Fe(OH)3+3Mg2+()(2)向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,滴加氯水后溶液呈血红色,该溶液中一定含Fe2+()(3)在氢氧化铁胶体中下列离子能大量共存:H+、K+、S2-、Br-()(4)因为Fe3+具有氧化性,所以用KSCN溶液可以鉴别Fe3+()(5)除去MgCl2溶液中的Fe3+,可向混合液中加入MgCO3()(6)在pH=7的溶液中Cl-、Na+、Fe
17、3+可大量共存()1.答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)2.常温下,在没有氧气存在时,铁与水几乎不反应,但高温下,铁能与水蒸气反应。(1)铁粉与水蒸气反应的化学方程式:。(2)停止反应,待装置冷却后,取出反应过的铁粉混合物,加入过量的稀硫酸充分反应,过滤。简述检验所得滤液中Fe3+的操作方法:。(3)经检验上述滤液中不含Fe3+,这不能说明铁粉与水蒸气反应所得产物中不含+3价的铁。原因是(用化学方程式说明)。2.答案(1)3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2(2)取少量溶液于试管中,滴入几滴KSCN溶液,观察溶液颜色。如果溶液颜色变为红色,说明溶液中含有Fe3+,否则不含Fe3+(
18、3)Fe+Fe2(SO4)3 3FeSO4题组一“铁三角”中的转化关系1.(2019陕西渭南中学质检)X、Y、Z三种物质存在如图所示的转化关系(图中“”表示一步转化)。下列各组物质中,不能满足此转化关系的是()XYZAAlAl2O3NaAlO2BFeFeCl3FeCl2CCCOCO2DCl2HClNaCl1.答案A铝与氧气反应生成氧化铝,氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,但偏铝酸钠无法一步制得单质铝,所以不能满足ZX的一步转化,A符合题意。2.金属及其化合物转化关系是化学学习的重要内容之一。下列各组物质的转化关系中不全部是通过一步反应完成的是()A.NaNaOHNa2CO3NaClB.FeFe
19、(NO3)3Fe(OH)3Fe2O3C.MgMgCl2Mg(OH)2MgSO4D.AlAl2O3Al(OH)3AlCl32.答案D氧化铝不能溶于水直接生成氢氧化铝,所以选项D符合题意。题组二亚铁离子、铁离子的检验 3.(2019宁夏育才中学月考)下列试剂中可用于鉴别Fe2+和Fe3+的是()KI-淀粉溶液酸性KMnO4溶液KSCN溶液KBr溶液A.B.C.D.3.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Fe2+和Fe3+;Fe2+具有较强的还原性,能使酸性KMnO4溶液褪色,Fe3+不能,能用酸性KMnO4溶液鉴别Fe2+和Fe3+;加入KSCN溶液,发生反应:Fe3+3SCN
20、- 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Fe2+;KBr溶液与Fe2+和Fe3+均不能反应,不能鉴别Fe2+和Fe3+。4.(2019新疆昌吉月考)要证明某溶液中不含有Fe3+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.4.答案C5.选择合适试剂完成甲、乙两组实验:甲组:检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+;乙组:检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+。下列试剂选取正确的一项是()甲组乙组A新制氯水、KSCN溶液NaOH溶液B酸性KMnO4溶
21、液KSCN溶液CNaOH溶液溴水D溴水酸性KMnO4溶液5.答案BFe2+具有还原性,能使酸性KMnO4溶液褪色;Fe3+3SCN- Fe(SCN)3(红色)。题后悟道检验Fe2+和Fe3+的易错点氧化性:KMnO4(H+)Cl2Fe3+,故用酸性KMnO4溶液检验Fe2+时要防止溶液中的Cl-干扰。 1.(不定项)由硫铁矿(主要成分:FeS2和SiO2)为主要原料得到绿矾(FeSO47H2O)的流程如下:下列说法不正确的是()A.过程1废气中含SO2B.过程2试剂a为稀硝酸C.过程3离子方程式为2Fe3+SO2+2H2O 2Fe2+SO42-+4H+D.过程4将溶液加热到有较多固体析出,再用
22、余热将液体蒸干,可得纯净绿矾1.答案BD由制备绿矾流程可知,硫铁矿(主要成分:FeS2和SiO2)高温煅烧后的烧渣(主要成分:Fe2O3和SiO2)溶于稀硫酸,溶液中含Fe3+,过程2过滤除去二氧化硅,滤液中通入二氧化硫,将铁离子还原成亚铁离子,过程4为蒸发浓缩、冷却结晶析出绿矾。根据上述分析,过程1,废气中含SO2,A正确;因绿矾的酸根离子为硫酸根离子,则过程2用稀硫酸来溶解烧渣,B错误;过程3中二氧化硫将铁离子还原成亚铁离子,离子方程式为2Fe3+SO2+2H2O 2Fe2+SO42-+4H+,C正确;过程4,将溶液加热到有较多固体析出,再用余热将液体蒸干,蒸干时绿矾受热失去部分结晶水,得
23、不到纯净绿矾,D错误。2.(2018课标,7,6分)磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属,其流程如下:下列叙述错误的是() A.合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用B.从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、LiC.“沉淀”反应的金属离子为Fe3+D.上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠2.答案D合理处理废旧电池可回收有关金属,达到资源再利用的目的,同时有利于环境保护,A项正确;由流程图可知,“正极片”中含有的金属元素有Al、Fe、Li,B项正确;LiFePO4中铁元素的化合价为+2价,在H2SO4、HNO3作用下
24、转化为Fe3+,经碱液处理形成Fe(OH)3沉淀,C项正确;Li2CO3难溶于水,而Li2SO4可溶于水,故不能用Na2SO4代替Na2CO3,D错误。3.(2018课标,28,15分)K3Fe(C2O4)33H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体,可用于晒制蓝图。回答下列问题:(1)晒制蓝图时,用K3Fe(C2O4)33H2O作感光剂,以K3Fe(CN)6溶液为显色剂。其光解反应的化学方程式为2K3Fe(C2O4)32FeC2O4+3K2C2O4+2CO2;显色反应的化学方程式为。(2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物,按下图所示装置进行实验。通入氮气的目的是。实验中观察到装置B、F中澄
25、清石灰水均变浑浊,装置E中固体变为红色,由此判断热分解产物中一定含有、。为防止倒吸,停止实验时应进行的操作是。样品完全分解后,装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3,检验Fe2O3存在的方法是。(3)测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。称量m g样品于锥形瓶中,溶解后加稀H2SO4酸化,用c molL-1 KMnO4溶液滴定至终点。滴定终点的现象是。向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后,过滤、洗涤,将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀H2SO4酸化,用c molL-1 KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液V mL。该晶体中铁的质量分数的表达式为。3.答案(1)3FeC2O4+2K3Fe(C
26、N)6 Fe3Fe(CN)62+3K2C2O4(2)隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置CO2CO先熄灭装置A、E的酒精灯,冷却后停止通入氮气取少许固体粉末于试管中,加稀硫酸溶解,滴入12滴KSCN溶液,溶液变红色,证明含有Fe2O3(3)粉红色出现5cV56m1 000100%解析(1)Fe2+与Fe(CN)63-可反应生成蓝色固体Fe3Fe(CN)62。(2)B中澄清石灰水变浑浊,说明分解产物中有CO2;装置E中固体变为红色,F中澄清石灰水变浑浊,证明分解产物中有CO。停止实验时,若先停止通入氮气,后熄灭酒精灯,会导致装置内气压减小,造成倒吸。检验Fe2O3需先将固体溶于稀硫酸,然后
27、利用Fe3+遇SCN-会生成红色的Fe(SCN)3的性质检验。(3)Zn+2Fe3+2Fe2+Zn2+、5Fe2+MnO4-+8H+5Fe3+Mn2+4H2O,则Fe3+15MnO4-,溶液中Fe3+为(cV10-3)5 mol,即(5cV10-356)g,则晶体中铁的质量分数表达式为565cV1 000m100%。4.(2016课标,28,15分)某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题:(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1 molL-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是。(2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴
28、KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为。(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是。(4)丙组同学取10 mL 0.1 molL-1 KI溶液,加入6 mL 0.1 molL-1 FeCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验:第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色;第二支试管中加入1滴K3Fe(CN)6溶液,生成蓝色沉淀;第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。实验检验
29、的离子是(填离子符号);实验和说明:在I-过量的情况下,溶液中仍含有(填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为。(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为;一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是;生成沉淀的原因是(用平衡移动原理解释)。4.答案(1)防止Fe2+被氧化(2)2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)(4)Fe2+Fe3+可逆反应(5)2Fe2+H2O2+2H+ 2Fe3+2H2OFe3+催化H2O2分解产生O2H2O2分解反应放热,促进Fe3
30、+的水解平衡正向移动解析(1)Fe2+易被空气中的O2氧化为Fe3+,加入少量铁屑,可防止Fe2+被氧化。(2)Cl2可将Fe2+氧化,反应的离子方程式为2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-。(3)Fe2+易被空气中的O2氧化,加入煤油,覆盖在溶液上面,阻止空气进入溶液干扰实验。(4)实验加入K3Fe(CN)6溶液,生成蓝色沉淀,说明含有Fe2+;实验和说明在I-过量的情况下,溶液中仍含有Fe3+,证明该反应为可逆反应。(5)H2O2溶液中加入酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,说明Fe2+被H2O2氧化成Fe3+,同时生成的Fe3+对H2O2的分解有催化作用,H2O2的分解反应放热,又对F
31、e3+的水解起促进作用。A组基础题组 1.(2019天津武清月考)下列物质反应后一定有三价铁存在的是()过量的Fe在Cl2中燃烧Fe与过量稀H2SO4反应后,再向其中加KNO3Fe与过量浓硫酸加热反应Fe和Fe2O3的混合物溶于稀盐酸A.只有B.只有C.只有D.全部1.答案CCl2是强氧化剂,Fe与Cl2反应生成氯化铁,正确;Fe与过量稀硫酸发生置换反应,氢离子的氧化性弱只能把铁氧化为Fe2+,再向其中加KNO3,在酸性溶液中硝酸根把亚铁离子氧化为铁离子,正确;浓硫酸是氧化性酸,Fe与过量浓硫酸加热反应生成硫酸铁,正确;Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中,Fe2O3溶于盐酸生成氯化铁,由于生成
32、的氯化铁与铁可发生反应:Fe+2FeCl3 3FeCl2,所以不一定生成三价铁,错误。2.(2019山东日照模拟)下列试剂中,不能使Fe2+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.2.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,不能氧化亚铁离子生成铁离子,故不能氧化的是,D正确。3.(2019河北邯郸月考
33、)把含有氧化铁的铁片投入到足量的稀硫酸中,直到铁片完全溶解,经分析该溶液中无Fe3+,且生成的Fe2+与反应生成的H2的物质的量之比为31,则原混合物中Fe2O3与Fe的物质的量之比为()A.11B.25C.41D.313.答案B设原混合物中含有x mol Fe,y mol Fe2O3,根据方程式可知Fe2O3+6HCl 2FeCl3+3H2Oy2y2FeCl3+Fe 3FeCl22yy3yFe+2HCl FeCl2+H2(x-y)(x-y)(x-y)则3y+(x-y)(x-y)=31,解得yx=25,B正确。4.(2019山东德州月考)将金属铜、铁置于氯化铁溶液中充分反应,下列对反应情况设想
34、的评价正确的是()选项反应情况设想评价A当铁、铜均不剩余时,溶液中一定有Fe2+、Cu2+,一定无Fe3+正确,Fe3+和Fe、Cu均可反应B当铁、铜均有剩余时,溶液中一定有Fe2+、Cu2+,无Fe3+正确,Fe和Cu都与Fe3+反应,故有Fe2+和Cu2+,无Fe3+C当铜有剩余,铁无剩余时,溶液中一定只有Fe2+,无Cu2+正确,Cu有剩余,故无Cu2+D当铁有剩余,铜无剩余时,溶液中一定有Fe2+、Cu2+不正确,不可能有Fe剩余而无Cu剩余,因为Fe比Cu优先与Fe3+反应4.答案D当铁、铜均不剩余时,Fe3+和Fe、Cu均可反应,故溶液中一定有Fe2+、Cu2+,若恰好完全反应,则
35、无Fe3+,若氯化铁过量,则含有Fe3+,A错误;当铁、铜均有剩余时,Fe与Cu2+和Fe3+都反应,故溶液中一定有Fe2+,无Fe3+、Cu2+,B错误;当铜有剩余,铁无剩余时,溶液中一定有Fe2+,若铁与Cu2+恰好完全反应,则无Cu2+,若Cu2+过量,则含有Cu2+,C错误;不可能有Fe剩余,Cu不剩余,因为Fe比Cu优先与Fe3+反应,D正确。5.(2019甘肃武威阶段性考试)一定量的铁、铝合金与300 mL 2 mol/L硝酸溶液完全反应生成3.36 L NO(标准状况)和正三价铁盐、铝盐等,再向反应后的溶液中加入3 mol/L的NaOH溶液,使铝、铁元素完全沉淀下来,则所加NaO
36、H溶液的体积是() A.450 mLB.150 mLC.200 mLD.无法计算5.答案B硝酸的物质的量为0.3 L2 mol/L=0.6 mol,生成NO的物质的量为3.36 L22.4 L/mol=0.15 mol,所以反应后的溶液中NO3-的物质的量为0.6 mol-0.15 mol=0.45 mol,再向反应后的溶液中加入3 mol/L的NaOH溶液,使铝、铁元素恰好全部转化为沉淀,则反应后溶液的溶质成分为NaNO3,由原子守恒可知n(NaOH)=n(NaNO3)=n(NO3-)=0.45 mol,则所加NaOH溶液的体积V(NaOH)=0.45mol3mol/L=0.15 L=150
37、 mL,B正确。6.(2019安徽淮北入学摸底)(SCN)2称为拟卤素,将几滴KSCN溶液加入到酸性的含有Fe3+的溶液中,溶液变为红色,将该红色溶液分为两份:向其中一份溶液中加入适量KMnO4溶液,红色褪去;向另一份溶液中通入SO2,红色也褪去。下列说法中不正确的是()A.Fe3+与SCN-反应的离子方程式是Fe3+3SCN- Fe(SCN)3B.中红色褪去的原因是SO2将SCN-还原C.中现象说明SCN-与Cl-相似,有还原性D.SCN-在适当条件下可失去电子被氧化剂氧化为(SCN)26.答案BFe3+与SCN-发生配合反应,Fe3+3SCN- Fe(SCN)3,显红色,A项正确;SO2具
38、有强还原性,SCN-中S为-2价,C为+4价,N为-3价,S、N均处于最低价,+4价C氧化性较弱,所以SO2不能还原SCN-,而Fe3+具有强氧化性能被SO2还原,离子方程式为2Fe3+SO2+2H2O 2Fe2+4H+SO42-,导致溶液红色褪去,B项错误;KMnO4具有强氧化性,Fe3+中Fe元素处于最高价态,KMnO4不能与Fe3+发生氧化还原反应,所以中溶液褪色的原因是KMnO4与SCN-反应,体现SCN-的还原性,说明SCN-与Cl-相似,有还原性,C项正确;SCN-与Cl-相似,具有还原性,失电子,被氧化为(SCN)2,D项正确。7.(2019新疆昌吉月考)铁是人类较早使用的金属之
39、一。运用铁及其化合物的知识,完成下列问题。(1)所含铁元素既有氧化性又有还原性的物质是(用字母代号填)A.FeB.FeCl3C.FeSO4D.Fe2O3(2)向沸水中逐滴滴加1 mol/L FeCl3溶液,至液体呈透明的红褐色,该分散系中粒子直径的范围是nm。(3)电子工业需要用30%的FeCl3溶液腐蚀绝缘板上的铜,制造印刷电路板,请写出FeCl3溶液与铜反应的离子方程式:。某校同学为测定FeCl3腐蚀铜后所得溶液的组成,进行了如下实验:首先取少量待测溶液,滴入KSCN溶液呈红色,则溶液中含有的金属阳离子是,在此基础上,又进行了定量组成的测定:取50.0 mL待测溶液,向其中加入足量的AgN
40、O3溶液,得白色沉淀,、(填实验操作)、干燥、称量,沉淀质量为43.05 g。(4)若要验证该溶液中含有Fe2+,正确的实验方法是。A.向试管中加入试液,滴入KSCN溶液,若显红色,证明含有Fe2+B.向试管中加入试液,滴入酸性高锰酸钾溶液,若褪色,证明含有Fe2+C.向试管中加入试液,滴入氯水,再滴入KSCN溶液,若显红色,证明原溶液中含有Fe2+(5)欲从废水中回收铜,并重新获得FeCl3溶液,设计实验方案如下:A.请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式:;。B.请写出通入的化学方程式7.答案(1)C(2)1100(3)2Fe3+Cu 2Fe2+Cu2+Fe3+、Fe2+、Cu2+过
41、滤洗涤(4)B(5)FeFeCl2Cu、FeHCl2FeCl2+Cl2 2FeCl3B组提升题组 8.(不定项)某同学用下图所示装置检验草酸亚铁晶体(FeC2O42H2O,淡黄色)受热分解的部分产物。下列说法正确的是()A.通入N2的主要目的是防止空气中的CO2、O2等对产物检验产生影响B.若和中分别盛放足量NaOH溶液、CuO固体,可检验生成的COC.实验结束后,中淡黄色粉末完全变成黑色,则产物一定为铁D.若将中的无水CaCl2换成无水硫酸铜可检验分解生成的水蒸气8.答案AB通入N2的主要目的是防止空气中二氧化碳、氧气等对产物检验产生影响,A正确;利用除去二氧化碳,中的无水氯化钙将气体干燥后
42、,如果中的黑色的氧化铜固体变红,中澄清石灰水变浑浊,说明有一氧化碳产生,B正确;实验结束后,中淡黄色粉末完全变成黑色,则产物可能为铁或氧化亚铁或四氧化三铁,这些物质都是黑色的,C错误;因混合气体经过了和,所以将中的无水氯化钙换成无水硫酸铜不能检验分解生成的水蒸气,D错误。9.(不定项)某稀溶液中含有等物质的量的ZnSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4、CuSO4,向其中逐渐加入铁粉,溶液中Fe2+的物质的量(纵坐标/mol)和加入铁粉的物质的量(横坐标/mol)之间的关系为()9.答案A微粒的氧化性强弱顺序是Fe3+Cu2+H+Zn2+,向含有等物质的量的ZnSO4、Fe2(SO4)3、H2
43、SO4、CuSO4的溶液中逐渐加入铁粉,假设各物质的物质的量都是1 mol,则首先发生反应:2Fe3+Fe 3Fe2+,然后发生反应:Cu2+Fe Fe2+Cu,接着发生反应:2H+Fe Fe2+H2;由于金属活动性:ZnFe,所以无论加入多少铁粉,ZnSO4也不反应,这时溶液中Fe2+的物质的量达到最大值5 mol,A正确。10.(不定项)在火星上工作的美国“勇气号”“机遇号”探测车的一个重要任务就是收集有关Fe2O3及其硫酸盐的信息,用以证明火星上存在或曾经存在过水,以下叙述正确的是()A.Fe2O3与Fe3O4互为同素异形体B.检验从火星上带回来的红色物质是不是Fe2O3的操作步骤为样品
44、粉碎加水溶解过滤向滤液中滴加KSCN溶液C.除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉,然后过滤D.明矾属硫酸盐,含结晶水,是混合物10.答案CA项,Fe2O3与Fe3O4不互为同素异形体,它们不是单质,不正确;B项,步骤为样品粉碎加稀盐酸溶解过滤向滤液中滴加KSCN溶液,不正确;D项,明矾属硫酸盐,含结晶水,但组成成分只有一种,不是混合物,是纯净物,不正确。11.(2019黑龙江哈尔滨师范大学附属中学模拟)实验室以绿矾(FeSO47H2O)为铁源制备补血剂甘氨酸亚铁(NH2CH2COO)2Fe有关物质性质如下:甘氨酸(NH2CH2COOH)柠檬酸甘氨酸亚铁易溶于水,微溶于乙醇,
45、两性化合物易溶于水和乙醇,有强酸性和还原性易溶于水,难溶于乙醇实验过程:.配制含0.10 mol FeSO4的绿矾溶液。.制备FeCO3:向配制好的绿矾溶液中,缓慢加入200 mL 1.1 molL-1 NH4HCO3溶液,边加边搅拌,反应结束后过滤并洗涤沉淀。.制备(NH2CH2COO)2Fe:实验装置如下(夹持和加热仪器已省略),将实验得到的沉淀和含0.20 mol甘氨酸的水溶液混合后加入C中,然后利用A中的反应将C中空气排净,接着滴入柠檬酸溶液并加热。反应结束后过滤,滤液经蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品。回答下列问题:(1)实验中:实验室配制绿矾溶液时,为防止FeSO4被氧化变质,应
46、加入的试剂为(写化学式)。再滴加少量稀硫酸的作用是。(2)实验中:生成沉淀的离子方程式为。(3)实验中:C中盛柠檬酸溶液的仪器名称为。装置A中所盛放的药品是。(填序号)A.Na2CO3和稀H2SO4B.CaCO3和稀H2SO4C.CaCO3和稀盐酸确认C中空气排尽的实验现象是。加入柠檬酸溶液一方面可调节溶液的pH促进FeCO3溶解,另一个作用是。洗涤实验中得到的沉淀,所选用的最佳洗涤试剂是。(填序号)A.热水B.乙醇溶液C.柠檬酸溶液若产品的质量为17.34 g,则产率为%。11.答案(1)Fe防止Fe2+水解(2)Fe2+2HCO3- FeCO3+CO2+H2O(3)滴液漏斗CD中澄清石灰水
47、变浑浊防止Fe2+被氧化B85解析(1)Fe2+具有还原性,能被空气中氧气氧化,因此需要加入Fe粉,防止Fe2+被氧化;Fe2+能发生水解,加入稀硫酸的目的是抑制Fe2+的水解。(2)实验制备的是FeCO3,所用试剂为FeSO4和NH4HCO3,反应生成沉淀的离子方程式为Fe2+2HCO3- FeCO3+CO2+H2O。(3)根据仪器的特点可知,盛放柠檬酸溶液的仪器是滴液漏斗;装置A制备CO2,装置A为启普发生器的简易装置,因此盛放的药品是CaCO3和盐酸,故C正确;甘氨酸亚铁易溶于水,微溶于乙醇,因此用乙醇溶液洗涤,B正确;根据元素守恒,FeCO3过量,甘氨酸不足,因此甘氨酸亚铁的物质的量为0.1 mol,质量为20.4 g,产率为17.34 g20.4 g100%=85%。
