1、二、铁的氧化物“铁三角”及其重要应用2转化中的主要化学反应(1)常见 Fe2转化成 Fe3的离子方程式：2Fe2Cl2(Br2)=2Fe32Cl(Br)4Fe24HO2=4Fe32H2O3Fe24HNO3=3Fe3NO2H2O2Fe2H2O22H=2Fe32H2O5Fe28HMnO4=5Fe3Mn24H2O(2)常见 Fe3转化成 Fe2的离子方程式：2Fe3Cu=2Fe2Cu22Fe3Fe=3Fe22Fe32I=2Fe2I22Fe3S2=2Fe2S或 2Fe3H2S=2Fe2S2H2Fe3SO22H2O=2Fe2SO24 4H(3)Fe2、Fe3转化成单质铁：一般是高温时利用还原剂(H2、C
2、、CO、Al)进行还原生成。3主要应用(1)判断离子共存Fe2、Fe3均水解，与 HCO3、Al(OH)4、CO23 等因水解相互促进在溶液中不能大量共存。Fe3与 S2、I、HS、SO23，Fe2与 NO3(H)、ClO、MnO4(H)在溶液中因氧化还原反应不能大量共存。(2)盐溶液的配制与保存Fe2的盐溶液：加少量铁粉，防止 Fe2被氧化；加少量相应的酸，防止 Fe2水解。Fe3的盐溶液：加少量相应酸防止 Fe3水解。(3)制取 Fe(OH)3胶体Fe33H2O=Fe(OH)3(胶体)3H，应用于净水。A、B、C为中学常见单质，其中一种为金属；通常情况下，A为固体，B为液体，C为气体。D、
3、E、F、G、H、X均为化合物，其中X是一种无氧强酸，E为黑色固体，H在常温下为液体。它们之间的转化关系如图所示(其中某些反应条件和部分反应物已略去)。(1)写出化学式：A_、D_、E_、X_。(2)在反应中，不属于氧化还原反应的是_(填编号)。(3)反应的离子方程式为_；(4)反应的化学方程式为_；该反应中每消耗0.3 mol的A，可转移电子_mol。(5)写出D的溶液与小苏打溶液、D的溶液中通入少量SO2反应的离子方程式：_。【解析】根据反应及 E 为黑色固体，X 为无氧强酸，D 中含有 Fe3，推知 E 为 Fe3O4、X 为 HBr、D 为 FeBr3、G 为 FeBr2、H为 H2O，
4、顺次推出反应为 3Fe4H2O(g)=高温 Fe3O44H2；根据反应及 A 为固体，C 为气体，推知 A 为 Fe、C 为 O2；根据反应，推知 B 为 Br2；根据反应，推知 F 中含有 SCN。【方法技巧】解答框图推断题时，要找准“突破口”，并作为切入点，然后密切联系元素化合物知识，依据各物质间的相互转化作出分析。1将铁粉投入到盛有 Cu2、Ag、Fe3的溶液中，反应完毕时，若烧杯底部有铁粉剩余，溶液中一定不含的金属离子是_，若烧杯中没有铁粉剩余，则溶液中一定含有的金属离子是_，若溶液中不含有 Cu2，则一定不含有的金属离子是_。解析：因为 Cu2、Ag、Fe3三种离子的氧化性顺序为 A
5、gFe 3Cu2，当加入铁粉时，按 Ag、Fe3、Cu 2的顺序反应，当铁粉剩余时，Cu2、Fe3、Ag全部反应，若铁粉不剩余时，溶液中一定含有的离子只有 Fe2；溶液中不含 Cu2时，因为 Fe3、Ag的氧化性比 Cu2强，所以溶液中一定不含有 Fe3和 Ag。答案：Ag、Fe3、Cu2 Fe2 Ag、Fe3Fe2、Fe3的检验1Fe3的检验(1)加入 NaOH 溶液，生成红褐色沉淀，说明原溶液中含有 Fe3；(2)加入 KSCN 溶液，变成血红色，说明原溶液中含有 Fe3。2Fe2的检验(1)待测液NaOH溶液白色沉淀迅速 灰绿色最终 红褐色沉淀，说明原溶液中含有 Fe2；(2)加入 KS
6、CN 溶液，无明显现象，再滴入氯水，溶液变成血红色，说明原溶液中含有 Fe2。欲证明某溶液中不含 Fe3可能含有 Fe2，进行如下实验操作时最佳顺序为()加入少量氯水 加入少量 KMnO4溶液 加入少量 KSCN溶液A BCD【解析】Fe3与 KSCN 溶液反应变血红色，Fe2与 KSCN溶液不反应，但加入氧化剂后 Fe2被氧化成 Fe3，使 KSCN 变血红色。所以应先加入 KSCN 溶液，如果溶液不变色，再加入氯水，溶液变成血红色，则可证明溶液中不含 Fe3含有 Fe2。【答案】C2(2009年江门质检)某学生设计了如图所示的方法，鉴定盐A的组成成分。由此分析，下列结论中正确的是()解析：
7、A中加入适量硝酸酸化的AgNO3溶液后产生浅黄色沉淀B，说明 A 中含 Br，C 溶液中加入 KSCN 溶液后生成血红色溶液 D，说明 C 中一定有 Fe3，由于 A 中加入了 HNO3，因此无法确定 A 中是否含有 Fe3，A 可能是 FeBr3，可能是 FeBr2，也可能是 FeBr3和 FeBr2的混合物，只有 B 正确。【答案】B1铁与浓硝酸在常温下钝化，在加热时剧烈反应。2铁与稀硝酸反应(1)在上述反应中，硝酸都表现了强氧化性和酸性。(2)在上述反应中，表现氧化性的硝酸的物质的量等于 NO 的物质的量。(3)反应和反应中，被还原的 HNO3 均占参加反应的 HNO3的14(事实上，任
8、何价态的金属与稀硝酸反应生成 NO，参加反应的硝酸与被还原的硝酸均为 41)。向含有 a g HNO3的稀溶液中，加入 b g 铁粉充分反应恰好全部溶解。已知有a4 g HNO3被还原，则 ab 不可能是()A21B31C41D92【解析】Fe 与稀 HNO3可能发生如下反应：Fe4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O，3Fe8HNO3(稀)=3Fe(NO3)22NO4H2O，经分析，无论反应还是反应，被还原的 HNO3均占参加反应 HNO3的14，所以nHNO3nFe 83，4，即mHNO3mFe 3，92均符合题意。【答案】A3某稀溶液中含有 Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、H
9、NO3，若向其中逐渐加入铁粉，溶液中 Fe 2浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示，则稀溶液中 Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3 物质的量浓度之比为()A111B131C338D114【答案】D2(2009 年新沂质检)向某晶体的溶液中加入含 Fe2的溶液无明显变化，当滴加几滴溴水后，混合液出现血红色，由此得出的下列结论错误的是()AFe3的氧化性比溴的氧化性强B该晶体中一定含有 SCNCFe2与 SCN不能形成血红色化合物DFe2被溴氧化成 Fe3【答案】A4(2009 年广东四校联考)向一定量的 Fe、FeO 和 Fe2O3的混合物中加入 120 mL 4 molL1 的
10、稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，放出1.344 L NO(标准状况)，往所得溶液中加入 KSCN 溶液，无血红色出现。若用足量的氢气在加热条件下还原相同质量的混合物，能得到铁的物质的量为()A0.24 mol B0.21 molC0.16 mol D0.14 mol解析：反应后溶液中含 NO3，n(NO3)4 molL10.12 L1.344 L22.4 Lmol10.42 mol则含 Fe2为 0.21 mol。【答案】B5下列各图示中_能较长时间看到 Fe(OH)2白色沉淀。解析：中生成的 H2排出试管内的空气，在 H2气氛中 Fe(OH)2不会被氧化；中的汽油、苯隔绝了空气；中 FeSO4
11、溶液与滴管中 NaOH溶液在试管下部生成 Fe(OH)2，上部有大量水也隔绝了空气，故均可长时间观察到白色沉淀。答案：6(2008年江苏高考，改造题)根据下列框图回答问题(答题时，方程式中的M、E用所对应的元素符号表示)：(1)写 出 M 溶 于 稀 H2SO4 和 H2O2 混 合 液 的 化 学 方 程 式：_。(2)某同学取 X 的溶液，酸化后加入 KI 淀粉溶液，变为蓝色。写出与上述变化过程相关的离子方程式：_，_。(3)写出 Cl2将 Z 氧化为 K2EO4的化学方程式：_。(4)将 M、E、ECl3溶液、ECl2溶液和 MCl2溶液混合于某容器中充分反应(容器不参与反应)，试判断下
12、列情况下容器中存在的金属离子和金属单质。若 E 有剩余，则容器中不可能有_。若 MCl2有剩余，则容器中还可能有_，一定有_。解析：M 为红色金属，与酸反应生成蓝色溶液，推知 M 为 Cu。由 Y 中加 KSCN 得血红色溶液，确定 X 中含有 Fe3，从而确定E 为 Fe。M 为 Cu，X 为 FeSO4，Y 为 Fe2(SO4)3，Z 为 Fe(OH)3，K2EO4为 K2FeO4。(2)FeSO4溶液酸化后加入 KI 淀粉溶液变蓝色，说明有 I2生成。其变化过程中相关离子方程式为 4Fe2 O2 4H=4Fe3 2H2O,2Fe32I=2Fe2I2。(4)该题属于共存问题，解答该题应首先
13、弄清物质可能发生的反应，凡相互间能发生反应的物质，就不可能(大量)共存。该题涉及的反应有：2FeCl3Fe=3FeCl2FeCuCl2=FeCl2Cu2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2若铁粉有剩余，则容器中就不可能有 Fe3、Cu2，因为它们能发生上述反应；若 CuCl2有剩余，则容器中不可能有 Fe，可能有 Fe3或 Cu，一定有 Fe2。答案：(1)CuH2O2H2SO4=CuSO42H2O(2)4Fe2O24H=4Fe32H2O2Fe32I=2Fe2I2(3)10KOH3Cl22Fe(OH)3=2K2FeO46KCl8H2O(4)Fe3、Cu2 Fe3或 Cu Fe2中学化学中有许
14、多物质具有较为特殊的颜色，熟练、准确掌握这些物质的颜色，对于解答物质推断题、鉴别题有重要作用。1白色物质(1)白色沉淀物：BaCO3、BaSO4、CaCO3、AgCl、Mg(OH)2、Al(OH)3、H2SiO3、Fe(OH)2。(2)白色微溶物：Ag2SO4、CaSO4、MgCO3、Ca(OH)2。2黑色固体物质CuO、MnO2、木炭粉、FeO、Fe3O4、FeS、CuS、Ag2S。3黄色物质(1)固体物质：AgI、Ag3PO4。(2)液体物质：工业盐酸、久置的浓硝酸、FeCl3溶液。4淡黄色固体物质S、Na2O2、AgBr、FeS2、5棕黄色固体物质FeCl3、CuCl26紫色物质(1)固
15、体物质：KMnO4、I2(2)液体物质：石蕊试液、KMnO4溶液7红色物质(1)固体物质：Cu、Cu2O(2)溶液：Fe(SCN)3溶液、品红溶液8红棕色物质(1)气态物质：NO2、溴蒸气(2)液态物质：液态溴(3)固态物质：Fe2O39黄绿色气体Cl210浅黄绿色物质F2(气体)、氯水(液体)11蓝色固体物质Cu(OH)2、CuSO45H2O12其他有颜色的物质Fe(OH)3(红褐色固体)、FeSO47H2O(绿色固体)碘酒(褐色溶液)、溴水(橙色溶液)一、选择题(每小题5分，共50分)1常温下把铁片投入到下列溶液中，铁片溶解，溶液质量增加，但是没有气体产生的是()A硫酸铁溶液B浓HNO3C
16、盐酸D硫酸锌溶液解析：A 项中发生反应 2Fe3Fe=3Fe2符合题目要求；B 项中铁发生钝化；C 项中发生反应 Fe2HCl=FeCl2H2，使溶液质量增加，但有气体生成；D 项中 ZnSO4与 Fe 不反应。【答案】A解析：含有杂质的铁易发生电化学腐蚀，错；铁在元素周期表中的位置是第四周期族，不是B 族，错；铁高温下可与水蒸气发生反应，但不能在水蒸气中燃烧，正确；铁与硝酸反应可生成 Fe(NO3)3或 Fe(NO3)2，还有氮的氧化物和水生成，错；FeCl2 可由 FeCl3 和 Fe化合制得，Fe(OH)3可由 Fe(OH)2、O2和 H2O 化合制得，错，故选 B。【答案】B3将 Cu
17、 放入 0.1 molL1FeCl3 溶液中，反应一定时间后取出 Cu片，溶液中 c(Fe3)c(Fe2)23，则 Cu2与 Fe3的物质的量之比为()A32 B35C43 D34解析：因溶液中 c(Fe3)c(Fe2)23，故反应后 c(Fe3)为 0.04 molL1，c(Fe2)为 0.06 molL1，生成的 Cu2物质的量浓度 c(Cu2)为 0.03 molL1。c(Cu2)c(Fe3)34。【答案】D4在下列有 FeCl3溶液参加的反应中，与 Fe3水解有关的反应是()FeCl3与Cu反应 FeCl3与KI反应 FeCl3滴入沸水中 FeCl3 与 NaHCO3 反应 FeCl3
18、溶液中滴入石蕊试液ABCD【答案】C5a g 铁粉与含有 H2SO4的 CuSO4溶液完全反应后，得到 a g 铜，则参与反应的 CuSO4与 H2SO4的物质的量之比为()A17 B71 C78 D.87解析：根据题意可以知道，铁粉完全反应且反应前后固体的质量不变，因此设参加反应的 CuSO4与 H2SO4 的物质的量分别为 x 和 y，则：FeCuSO4=FeSO4Cu m(固)1 mol 8 g x 8x gFeH2SO4=FeSO4H2 m(固)1 mol 56 g y 56y g因反应前后固体的质量没有发生变化，因此第一个反应固体减小的质量等于第二个反应固体增加的质量，即 8x g5
19、6y g，所以xy56 g8 g 71。【答案】B6(2010年泰安模拟)将1.12 g铁粉加入25 mL 2 molL1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是()A铁有剩余，溶液呈浅绿色，Cl浓度基本不变B往溶液中滴入无色KSCN溶液，显血红色CFe2和Fe3的物质的量之比为51D氧化产物与还原产物的物质的量之比为25【答案】B7FeCl3、CuCl2 的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是()A加入 KSCN 溶液一定不变血红色B溶液中一定含 Fe2C溶液中一定含 Cu2D剩余固体中一定含 Cu【答案】C8下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质
20、所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一组是()解析：A 项应把 Cl2 改为 Fe；B 项加入的 Fe 会先与 FeCl3反应；C 项正确；D 项应加 H2SO4。【答案】C9(2010年威海模拟)元素A的单质及A与B形成的化合物能按如图所示的关系发生转化。则下列说法正确的是()A图中物质间的转化都不是氧化还原反应B当 n1 时，A 可能是 N2CA 一定是金属元素D当 n2 时，A 可能是 Fe【答案】D10(2010 年吉安模拟)火星探测器发回的信息表明，火星上存在针铁矿Goethite，化学式为：FeO(OH)和黄钾铁矾Jarosite，化学式为：KFe3(SO4)2(OH)6，从而证明火
21、星表面曾经存在过水。已知两种矿物中铁的价态相同，则下列说法正确的是()AFeO(OH)中铁元素的化合价和地球上硫铁矿中铁元素的化合价相同B1 mol FeO(OH)和硝酸反应生成 1/3 mol NO 气体CKFe3(SO4)2(OH)6的组成还可表示为：K2O3Fe2O32SO36H2OD黄钾铁矾中，Fe 元素为3 价解析：硫铁矿中铁元素是2 价，针铁矿中铁元素是3 价，A 错误；FeO(OH)和硝酸反应不能生成气体，因为 FeO(OH)中铁元素是3 价，不能被氧化，B 错误；KFe3(SO4)2(OH)6的组成表示为：K2O3Fe2O34SO36H2O；C 错误；依据化合价代数和等于0，可
22、知 D 正确。【答案】D二、非选择题(共50分)11(10分)下列中学化学中常见物质的转化关系图中，反应条件及部分反应物和产物未全部注明，已知A、D为金属单质，其他为化合物。试推断：(1)写出物质的化学式：A_、C_、I_。(2)写出下列反应的方程式：CF的离子方程式_。HI的化学方程式_。解析：根据红棕色粉末可知 B 为 Fe2O3，则 I、H、G、D 依次为Fe(OH)3、Fe(OH)2、Fe2、Fe。A、D 为金属单质，则 AB高温 CD 为置换反应，C 为金属化合物，试剂为 HCl，试剂为 NaOH，既能与酸反应，又能与碱反应的金属化合物 C 应为 Al2O3，其余问题可迎刃而解。答案
23、：(1)Al Al2O3 Fe(OH)3(2)Al2O32OH=2Al(OH)4 H2O 4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3 12(13分)如图所涉及的物质均为中学化学中的常见物质，其中C、D、E为单质，E为固体，F为有磁性的化合物，K为白色沉淀，M为红褐色沉淀。它们之间存在如下关系(反应中生成的水及次要产物均已略去)：解析：F 为有磁性的化合物，是 Fe3O4，逆推得单质 E 为 Fe，C 为 O2，A 是 H2O2；白色沉淀 K 与 C(O2)反应生成红褐色沉淀 M，知 K 为 Fe(OH)2，M 为 Fe(OH)3，则 G 为 Fe2盐，H 为 Fe3盐，I 为碱；结合 B、
24、D 间的转化关系和有关反应，不难推出 B 为浓盐酸，D 为 Cl2，则 G 为 FeCl2，H 为 FeCl3。即 A 为 H2O2、B 为HCl、C 为 O2、D 为 Cl2、E 为 Fe、F 为 Fe3O4、G 为 FeCl2、H 为FeCl3、I 为碱(一般为 NaOH)、K 为 Fe(OH)2、M 为 Fe(OH)3，题设问题则不难作答。解析：此题是一道综合 Fe2的性质和实验操作的题目，解答该题必须明确：当 NaOH 中空气未排尽时，NaOH 与 FeSO4 反应的产物Fe(OH)2只能短暂存在，但当通入 H2一段时间后，即认为其中的空气已排净，生成的 Fe(OH)2能较长时间存在。
25、答案：(1)容器 B 中的导管口有气泡冒出(2)容器 A 中溶液进入容器 B，容器 B 中有白色沉淀生成，沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色2NaOHFeSO4=Fe(OH)2Na2SO4，4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(3)开始时容器 B 中的导管口有气泡冒出，弹簧夹关闭后容器 A中溶液进入容器 B，有白色沉淀生成14(14分)某校化学实验活动小组通过实验来探究一包黑色粉末是氧化铜、氧化亚铁或二者的混合物，探究过程如下：(1)提出假设 假设1，黑色粉末是FeO；假设2，黑色粉末是_(写化学式)；假设3，黑色粉末是_(写化学式)。(2)设计探究实验实验小组选用稀硫酸、氯水、硫氰
26、化钾溶液做试剂进行实验，请将实验操作步骤及现象填入下表。(注意：假设2、假设3的现象应与假设相对应)试回答：试剂1为_，试剂2为_(填字母)，固体X的化学式是_；操作1的名称为_。解析：当黑色物质溶于稀 H2SO4，且得到溶液显浅绿色，便可证明该黑色物质是 FeO；当黑色粉末溶于稀 H2SO4 得蓝色溶液，再向其中滴入 KSCN 溶液，无明显变化，再加入氯水若呈血红色可证明黑色物质是 CuO 和 FeO 混合物，若溶液仍呈蓝色，可证明黑色物质是 CuO。以 CuO 和 FeO 混合物为原料制 CuSO4，首要任务是除去杂质。根据题设条件的路线，试剂 1 应为 H2O2，以便将 Fe2氧化为 Fe3，并避免引入新杂质，然后用 Cu2(OH)2CO3调 pH，使 Fe3形成 Fe(OH)3沉淀，过滤将滤液蒸发、浓缩、冷却结晶便可得到纯净的CuSO45H2O。
