1、二十一 利用“价态二维图”认识铁及其化合物的关系(提升课时)学考达标 共 30 分一、选择题(本题共 2 小题，每小题 5 分，共 10 分)1(2021安庆高一检测)下列反应中有三价铁生成的是()铁丝在空气中生锈向 FeBr2 溶液中通入足量 Cl2将铁片置于 CuCl2 溶液中Fe(OH)2 暴露在空气中向 FeSO4 溶液中滴加双氧水 高温下铁与水蒸气反应生成 Fe3O4A B C D全部【解析】选 C。O2、Cl2、H2O2(双氧水)均可把 Fe 或二价铁氧化为三价铁，Fe3O4中既含二价铁，又含三价铁，Cu2只能把 Fe 氧化为 Fe2。2(2021聊城高一检测)元素的价类二维图是我
2、们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维图。下图为铁元素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是()A铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化B加热 Fe(OH)3 发生转化，Fe2O3 加水溶解可转化为 Fe(OH)3C由图可预测：高铁酸盐(FeO24)具有强氧化性，可用于饮用水的消毒DFeO 是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速被氧化成 Fe2O3【解析】选 C。铁与高温水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，不能实现上述转化，故 A 错误；加热 Fe(OH)3 发生转化分解生成氧化铁，Fe2O3 不溶
3、于水，加水不溶解不可转化为 Fe(OH)3，故 B 错误；高铁酸盐(FeO24)具有强氧化性，与水反应生成 Fe(OH)3 胶体，其中 Fe 元素化合价由3 价变为6 价，则 O 元素化合价由2 价变为 0 价，即有氧气生成，可用于消毒，则反应的离子方程式为 4FeO2410H2O=4Fe(OH)3(胶体)3O28OH，生成的氢氧化铁胶体具有较大表面积，吸附悬浮杂质可以作净水剂，故 C 正确；FeO 是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，部分被氧化，氧化生成 Fe3O4，故 D 错误。二、非选择题(本题共 1 小题，共 20 分)3已知有以下物质相互转化试回答：(1)写出 B 的化学式_，C
4、的化学式_，D 的化学式_。(2)写出由 E 转变成 F 的化学方程式_。(3)把 KSCN 加到 G 溶液中的现象是_；向 G 溶液加入 A 的有关离子反应方程式_。(4)焰色试验是_(填“物理”或“化学”)变化，经过焰色试验后的铂丝可选择下面_(填字母)试剂清洗。A硫酸 B盐酸 C氢氧化钠(5)选择合适的方法除杂Fe2O3Fe(OH)3_；FeCl3 溶液(FeCl2)_；FeCl2 溶液(FeCl3)_。【解析】白色沉淀 E 在空气中变为红褐色沉淀 F，说明 F 为氢氧化铁、E 为氢氧化亚铁，氢氧化铁和盐酸反应生成氯化铁，说明 G 为氯化铁，溶液 D 和硝酸酸化的硝酸银反应生成白色沉淀
5、H(说明生成了氯化银)和溶液(焰色试验呈紫色，透过蓝色钴玻璃片)，说明含有钾元素和氯元素，说明 D 为氯化钾，进而说明 B 为氯化亚铁，C 为氢氧化钾，则铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气。(1)根据分析得到 B 的化学式 FeCl2，C 的化学式 KOH，D 的化学式 KCl。(2)白色沉淀 E 在空气中变为红褐色沉淀 F，说明 F 为氢氧化铁、E 为氢氧化亚铁，由 E 转变成F 的化学方程式 4Fe(OH)2 O22H2O=4Fe(OH)3。(3)把 KSCN 加到 FeCl3 溶液中的现象是溶液变为红色；向 FeCl3 溶液加入 Fe 反应生成亚铁离子，其离子反应方程式 2Fe3 Fe=3F
6、e2。(4)焰色试验是物理变化，经过焰色试验后的铂丝可选择盐酸清洗。(5)Fe2O3Fe(OH)3，Fe(OH)3 受热分解生成 Fe2O3；FeCl3 溶液(FeCl2)，向溶液中通入足量氯气，氯化亚铁转化为氯化铁；FeCl2 溶液(FeCl3)，向溶液中加入足量铁粉，氯化铁转化为氯化亚铁。答案：(1)FeCl2 KOH KCl(2)4Fe(OH)2 O22H2O=4Fe(OH)3(3)溶液变为红色 2Fe3 Fe=3Fe2(4)物理 B(5)加热 通入足量的 Cl2加入足量铁粉过滤 选考提升 共 20 分一、选择题(本题共 1 小题，共 5 分)4用铁泥(主要成分为 Fe2O3、FeO 和
7、少量 Fe)制备超顺磁性纳米 Fe3O4(平均直径25 nm)的流程示意图如图：下列叙述不正确的是()A滤液 A 中含有 Fe2和 Fe3B步骤中，主要反应的离子方程式是 2Fe3Fe=3Fe2C步骤中，反应完成后剩余的 H2O2 无需除去D步骤中，为了验证得到的固体是超顺磁性的 Fe3O4 粒子，可将其均匀分散在水中，做丁达尔效应实验【解析】选 C。铁泥(主要成分为 Fe2O3、FeO 和少量 Fe)与稀盐酸反应得到的滤液A 中的溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的 HCl，加入铁粉还原铁离子：2Fe3Fe=3Fe2，同时除去过量的 HCl，过滤出过量的铁，滤液 B 中的溶质为氯化亚铁，加入氢氧化
8、钠溶液，生成 Fe(OH)2 浊液，向浊液中加入 H2O2 溶液氧化，反应完成后需再加热一段时间除去剩余 H2O2，再与氯化亚铁加热搅拌发生反应生成Fe3O4，过滤、洗涤、干燥得产品超顺磁性纳米 Fe3O4。滤液 A 中的溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的 HCl，A 正确；滤液 A 中的溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的 HCl，加入铁粉发生的主要反应为2Fe3Fe=3Fe2，B 正确；步骤中，为防止多余的 H2O2 在步骤中继续氧化2 价铁元素，反应完成后需再加热一段时间除去剩余的 H2O2，C 错误；超顺磁性纳米 Fe3O4 粒子平均直径为 25 nm，其分散在水中形成的分散系属于胶体，可以做丁
9、达尔效应实验，D 正确。【补偿训练】已知 A 为常见的金属单质，根据如图所示的关系：下列叙述中正确的是()AA 为 Fe，B 为 FeOBCD 溶液的颜色变化：由浅绿色到黄色C的离子方程式：FeFe3=2Fe2D的离子方程式：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3【解析】选 B。由红褐色固体，可知 F 是 Fe(OH)3，从而得出 A 为 Fe，“黑色晶体”B为 Fe3O4，继而推出 C 为 FeCl2，D 为 FeCl3，E 为 Fe(OH)2。的离子方程式：Fe2Fe3=3Fe2，的离子方程式：2Fe2Cl2=2Fe32Cl。二、非选择题(本题共 1 小题，共 15 分)5小明很喜
10、欢化学实验课，今天要学习“探究铁及其化合物的氧化性或还原性”。(1)实验前小明预测说：Fe2肯定既有还原性又有氧化性。你认为他预测的依据是_。(2)小明欲用实验证明他的预测。实验室提供了下列试剂：3%的 H2O2 溶液、锌粒、铜片、0.1 molL1FeCl2 溶液、KSCN 溶液、新制氯水。若小明计划在 0.1 molL1FeCl2 溶液中滴入新制氯水，探究 Fe2的还原性，你预计可能发生的反应和现象是_(写离子方程式)、溶液由浅绿色变 _色。实验中，小明发现现象不太明显，老师分析可能是产物的含量太低，建议可以通 过 检 验 Fe2 被 氧 化 的 产 物 Fe3 的 存 在 以 获 取 证
11、 据。你 认 为 可 选_滴入小明所得的混合液中，并通过出现_色的溶液，证明小明的观点和实验方案都是正确的。对于证明 Fe2具有氧化性，小明认为金属单质都具有还原性，并分别将铜片、锌粒投入 FeCl2 溶液中，结果铜片没变化，锌粒逐渐变小。由此说明三种金属的还原性由强至弱的顺序：_。【解析】从铁的化合价分析 Fe2既有氧化性，又有还原性；Fe2的还原性可通过和氧化剂如 Cl2 的反应得到验证，Fe2的氧化性可通过和活泼金属反应得到验证；Fe2作氧化剂时化合价降低到 0 价，生成铁单质，Fe2作还原剂时化合价升高到3 价，若除去 FeCl2 溶液中的 FeCl3，可加入铁粉，铁和 FeCl3 反
12、应生成 FeCl2。(1)最低价态只具有还原性，最高价态只具有氧化性，中间价态既具有氧化性又具有还原性，铁的价态一般是 0、2、3，2 价位于中间，因此 Fe2有还原性和氧化性；(2)氯水具有强氧化性，发生 2Fe2Cl2=2Fe32Cl，Fe3显黄色或棕黄色；检验 Fe3用 KSCN 溶液，溶液变红说明 Fe3的存在；根据利用还原性强的置换出还原性弱的，铜片无变化，说明 Fe 的还原性强于铜，锌粒逐渐变小，发生 ZnFe2=Zn2Fe，说明 Zn 的还原性强于 Fe，即还原性强弱：ZnFeCu。答案：(1)因为 Fe2中铁元素化合价处于中间价态，可以升高也可以降低(2)Cl22Fe2=2Cl2Fe3 棕黄(黄)KSCN 溶液 红Zn、Fe、Cu(或 ZnFeCu)
