1、第3节 铁及其重要化合物-2-考纲要求:1.了解铁及其重要化合物的制备方法。2.掌握铁及其重要化合物的主要性质及其应用。-3-考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 铁的性质及其应用 1.物理性质 颜色、状态 导电、导热性 延展性 地壳含量 银白色固体 良好 良好 占第 4 位 -4-考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 2.化学性质(写出化学方程式或离子方程式)铁的化学性质活泼,有较强的还原性,主要化合价为+2价和+3价。-5-考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 自主巩固 判断正误,正确的画“”,错误的画“”。(1)铁具有导电、导热、延展性及被磁体吸引的特性()(2)Fe分
2、别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同()(3)用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸()(4)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3,在少量Cl2中燃烧生成FeCl2()(5)根据Cl2、S与铁的反应可以判断氯元素和硫元素的非金属性强弱()-6-考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 反应产物中铁元素价态的判断(1)铁与弱氧化剂(如 S、I2、H+、Fe3+、Cu2+)等反应所得产物中,铁元素的价态为+2 价,如 Fe+I2FeI2。(2)铁与强氧化剂(如 Cl2、Br2、浓硫酸、过量硝酸等)反应所得产物中,铁元素的价态为+3 价,如 2Fe+3Br22FeBr3。(3)铁在纯氧中燃烧得到的产物为 F
3、e3O4,铁元素的价态为+2、+3价。-7-考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三(4)铁与稀硝酸反应产物的判断:当 HNO3 过量时:反应原理:Fe+4HNO3Fe(NO3)3+NO+2H2O,铁元素的存在形式为 Fe3+,铁元素的价态为+3 价。当 Fe 过量时:反应原理:3Fe+8HNO33Fe(NO3)2+2NO+4H2O,铁元素的存在形式为 Fe2+,铁元素的价态为+2 价。当14(Fe)(HNO3)xb 电极附近出现黄色,无气泡产生 有 Fe3+、无 Cl2 bx0 无明显变化 无 Fe3+、无 Cl2 -24-考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 用KSCN溶液检验出F
4、e3+的现象是。中,Fe3+产生的原因可能是Cl-在阳极放电,生成的Cl2将Fe2+氧化。写出有关反应:。由推测,Fe3+产生的原因还可能是Fe2+在阳极放电,原因是Fe2+具有 性。中虽未检测出Cl2,但Cl-在阳极是否放电仍需进一步验证。电解pH=1的NaCl溶液做对照实验,记录如下:序号 电压/V 阳极现象 检验阳极产物 axc 无明显变化 有 Cl2 cxb 无明显变化 无 Cl2 a.NaCl溶液的浓度是 molL-1。b.中检测Cl2的实验方法:。c.与对比,得出的结论(写出两点):。-25-考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 答案:(1)Fe3+水解产生的Fe(OH)3胶
5、体粒子能吸附水中悬浮的杂质 2Fe3+Fe3Fe2+(2)溶液变红 2Cl-2e-Cl2,Cl2+2Fe2+2Cl-+2Fe3+还原 0.2 取少量阳极附近的溶液,滴在淀粉KI试纸上,试纸变蓝 通过控制电压,证实了产生Fe3+的两种原因都成立、通过控制电压,验证了Fe2+先于Cl-放电-26-考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 解析:(1)FeCl3净水的原理是Fe3+水解产生Fe(OH)3胶体,Fe(OH)3胶体具有较强的吸附性,能吸附水中的悬浮杂质使其沉降,从而起到净水作用。FeCl3溶液腐蚀钢铁设备,除H+作用外,另一个主要原因是Fe3+具有较强的氧化性,将Fe氧化为Fe2+,其
6、离子方程式为2Fe3+Fe3Fe2+。(2)Cl-在阳极放电,电极反应为2Cl-2e-Cl2,生成的氯气将Fe2+氧化为Fe3+,离子方程式为2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-。a.因为是对比实验,故Cl-浓度应与电解FeCl2溶液时的相同,即为0.1 molL-12=0.2 molL-1;c.与对比可知,电解氯化亚铁溶液时,电压较大时氯离子放电产生氯气;电压较小时,氯离子不放电,还原性:Fe2+Cl-。-27-考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 易错警示检验Fe2+和Fe3+的注意事项(1)检验Fe2+时不能先加氯水后加KSCN溶液;也不能将加入KSCN后的混合溶液加入足量的新制氯水
7、中(新制氯水可能氧化SCN-);(2)Fe3+、Fe2+、Cl-同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2+(Cl-能还原酸性KMnO4溶液,有干扰);(3)检验Fe3+的其他方法:Fe3+与过量的铁反应,溶液变为浅绿色。Fe3+与过量的铜反应,溶液变为蓝绿色。Fe3+与淀粉KI溶液反应,溶液变为蓝色。Fe3+与NaHCO3溶液反应,放出气体,产生红褐色沉淀。-28-考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 跟踪训练 3.(2016海南海政学校月考)下列对中学常见实验现象的表述正确的是()A.过量的铁投入到一定量的稀硝酸中,充分反应后取上层清液放入试管中,滴加KSCN溶液,溶液显红色 B.
8、制备氢氧化亚铁时,向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液,边加边搅拌,即可制得白色的氢氧化亚铁 C.检验红砖中的氧化铁成分,向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液放入试管中,滴加KSCN溶液23滴即可 D.FeO投入稀硫酸和稀硝酸中均得到浅绿色溶液 答案 解析 解析 关闭铁过量时得到Fe2+,滴加KSCN溶液,无明显现象,A项错误;制备氢氧化亚铁时不能搅拌,以防止其被氧化,B项错误;FeO被硝酸氧化,可得到棕黄色溶液,D项错误。答案 解析 关闭C-29-考点一 考点二 基础梳理 考点突破 考点三 4.下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是 (填序号)。答案 解析 解析 关闭因为Fe
9、(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+2H2O4Fe(OH)3,因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀,就要排除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排尽,并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中;的原理为铁作阳极产生Fe2+,与电解水产生的OH-结合生成Fe(OH)2,且液面用汽油保护,能防止空气进入;中液面上加苯阻止了空气进入;由于空气中的氧气能迅速将Fe(OH)2氧化,因而不能较长时间看到白色沉淀。答案 解析 关闭-30-“铁三角”转化及其应用 1.(1)工业上利用 CO 与铁矿石(主要成分为 Fe2O3)制取铁,化学方程式
10、为 3CO+Fe2O32Fe+3CO2。(2)“曾青得铁则为铜”所体现反应的离子方程式为Fe+Cu2+Fe2+Cu。2.Fe2+与 Fe3+的相互转化用离子方程式实现下列转化:Fe2+Fe3+2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-;3Fe2+4H+NO3-3Fe3+NO+2H2O;2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O;2Fe3+Fe3Fe2+、2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+;2Fe3+2I-2Fe2+I2。考点三 考点一 考点二 基础梳理 考点突破-31-考点三 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 自主巩固 判断正误,正确的画“”,错误的画“”。(1)将铜粉加入1.0 molL-1 Fe
11、2(SO4)3溶液中,溶液变蓝、有黑色固体出现,金属铁比铜活泼()(2)检验Fe(NO3)2晶体是否已氧化变质,将Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸后,滴加KSCN溶液,观察溶液是否变红()(3)浓盐酸与铁屑反应:2Fe+6H+2Fe3+3H2()(4)向FeCl3溶液中加入Mg(OH)2:3Mg(OH)2+2Fe3+2Fe(OH)3+3Mg2+()(5)FeCl3与氢碘酸反应生成棕色物质的离子方程式为2Fe3+2I-2Fe2+I2()(6)Fe2+、Al3+、ClO-、Cl-能够大量共存()(7)0.1 molL-1 FeCl3溶液中,K+、I-、SCN-能够大量共存()NH4+-32-考点三
12、考点一 考点二 基础梳理 考点突破 1.“铁三角”中的转化关系 -33-考点三 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 2.“铁三角”的重要应用(1)除杂。主要物质 杂质 除杂方法 Fe2+Fe3+加过量铁屑后过滤 FeCl3 FeCl2 加氯水或 H2O2 溶液 Fe2+Cu2+加过量铁屑后过滤 Fe Al 加过量强碱溶液后过滤 Fe2O3 Al2O3、SiO2 加过量强碱溶液后过滤 -34-考点三 考点一 考点二 基础梳理 考点突破(2)判断离子共存。Fe2+NO3-(H+)、ClO-、MnO4-(H+)(因发生氧化还原反应)。Fe3+S2-、I-、SO32-、HS-(因发生氧化还原反应)。F
13、e2+、Fe3+HCO3-、CO32-、AlO2-等(因互相促进水解反应)。-35-考点三 考点一 考点二 基础梳理 考点突破(3)盐溶液的配制与保存。(4)物质的制备。-36-考点三 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 例3铁及其化合物在日常生活中应用广泛。(1)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下可将SO2转化为,从而实现对SO2的治理。已知含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O,则另一反应的离子方程式为 。SO42-37-考点三 考点一 考点二 基础梳理 考点突破(2)氧化铁是重要工业颜料,下面是制备氧化铁的
14、一种方法,其流程如下:操作的名称是 ;操作为洗涤,洗涤操作的具体方法为 。滤液A中加入稍过量的NH4HCO3溶液,生成沉淀同时有一种气体产生,写出其化学方程式:。-38-考点三 考点一 考点二 基础梳理 考点突破(3)如果煅烧不充分,产品中将有FeO存在,称取3.0 g氧化铁产品,溶解,在250 mL容量瓶中定容;量取25.00 mL待测溶液放入锥形瓶中,用酸化的0.010 00 molL-1 KMnO4溶液滴定至终点,重复滴定23次,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00 mL。该实验中的KMnO4溶液需要酸化,用于酸化的酸是 (填序号)。a.稀硝酸b.稀盐酸 c.稀硫酸d.浓硝酸 上述
15、产品中Fe2O3的质量分数为 。-39-考点三 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 答案:(1)2Fe3+SO2+2H2O2Fe2+SO42-+4H+(2)过滤 沿玻璃棒往漏斗中加入适量蒸馏水至浸没沉淀,让蒸馏水自然流下,重复 23 次 FeSO4+2NH4HCO3FeCO3+(NH4)2SO4+CO2+H2O(3)c 76%-40-考点三 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 解析:(1)根据方程式:4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O和题干信息可知,另一个反应应为 Fe3+将 SO2 氧化为 SO42-,同时自身被还原为 Fe2+,从而实现循环,Fe2+起到催化作用。(2)根据流程图可知
16、,操作是过滤。根据题给信息,反应生成的沉淀为 FeCO3,气体为 CO2,化学方程式为 FeSO4+2NH4HCO3FeCO3+(NH4)2SO4+CO2+H2O。(3)由于高锰酸钾溶液具有强氧化性,HCl 在常温下即可被高锰酸钾氧化,又因硝酸不论稀、浓均具有强氧化性,故需用硫酸酸化。根据反应 5Fe2+MnO4-+8H+5Fe3+Mn2+4H2O,可知样品中 FeO 的质量为 0.02 L0.01 molL-1572 gmol-1250 mL25 mL=0.72 g,所以产品中Fe2O3 的质量分数为3.0 g-0.72 g3.0 g100%=76%。-41-考点三 考点一 考点二 基础梳理
17、 考点突破 易错警示“铁三角”转化的几个易混点(1)铁与硫反应生成FeS而不是Fe2S3。(2)铁与盐酸反应生成FeCl2和H2而不是FeCl3和H2。(3)铁与碘单质化合生成FeI2而不是FeI3。(4)过量铁与稀硝酸反应生成Fe(NO3)2而不是Fe(NO3)3。(5)铜能与FeCl3溶液反应但不是置换反应。(6)FeCl2、Fe(OH)3、FeCl3均能通过化合反应生成:Fe+2FeCl33FeCl2、4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3、2FeCl2+Cl22FeCl3。-42-考点三 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 跟踪训练 5.A、B、C为3种单质(其中A为固体,B
18、、C为气体),将D的饱和溶液滴入沸水中继续煮沸,溶液呈红褐色,B、C反应的产物易溶于水得到无色溶液E。它们之间的转化关系如图,下列推断正确的是()A.物质B是H2B.物质C是Cl2 C.物质D是FeCl2D.物质F是FeCl2 答案 解析 解析 关闭将D的饱和溶液滴入沸水中继续煮沸,溶液呈红褐色,则D为FeCl3;结合转化关系,根据A为固体单质,B、C为气体单质,则可推出A为Fe,B为Cl2,F为FeCl2;由于B、C反应的产物易溶于水得到无色溶液E,则C为H2,E为HCl。答案 解析 关闭D-43-考点三 考点一 考点二 基础梳理 考点突破 6.将a g铁和氧化铁的混合物加入800 mL p
19、H=1的盐酸中充分反应后,固体无剩余,盐酸全部消耗,放出(标准状况下)气体0.224 L。则下列判断中正确的是()A.原混合物中n(Fe)n(Fe2O3)=21 B.向溶液中滴入无色的KSCN溶液,显红色 C.无法计算原混合物的质量 D.此时溶液中Fe2+和Fe3+的物质的量之比为31 答案 解析 解析 关闭由于氧化性 Fe3+H+,所以当产生氢气时,Fe3+已经全部被还原为 Fe2+生成氢气的物质的量为 n(H2)=0.224 L22.4 Lmo l-1=0.01 mol,发生反应:Fe+2HClFeCl2+H2,消耗 Fe 为 0.01 mol,消耗 HCl 为 0.01mol2=0.02
20、 mol,故反应 Fe+Fe2O3+6HCl3FeCl2+3H2O 消耗 HCl的物质的量为 0.8 L0.1 molL-1-0.02 mol=0.06 mol,该反应中消耗 Fe的物质的量为 0.06 mol16=0.01 mol,Fe2O3 的物质的量为 0.06mol16=0.01 mol。原混合物中 n(Fe)n(Fe2O3)=(0.01 mol+0.01 mol)0.01 mol=21,A 项正确;反应后的溶液中溶质为 FeCl2,向溶液中滴入无色的 KSCN 溶液,不显红色,B 项错误;由上述分析已得出铁、氧化铁的物质的量,可以计算出混合物的质量,C 项错误;溶液中没有Fe3+,D
21、 项错误。答案 解析 关闭A-44-铁及其重要化合物的转化及Fe2+、Fe3+检验的实验 1.转化关系-45-2.实验过程 实验操作 实验现象 实验结论 离子方程式 注意事项 分别向含Fe2+、Fe3+的溶液中加入KSCN 溶液 含 Fe2+的溶液无明显现象;含Fe3+的溶液变红色 Fe3+与SCN-反应生成红色物质 Fe3+3SCN-Fe(SCN)3 Fe(SCN)3是一种易溶难电离的物质 向含 Fe3+的溶液中先加入铁粉,反应后再加入KSCN 溶液,最后加入少量氯水 FeCl3 溶液中加入铁粉后,溶液由棕黄色变为浅绿色;再加入KSCN溶液无明显现象;继续加入氯水,溶液变为红色 Fe3+具有
22、较强氧化性,Fe2+具有较强还原性 2Fe3+Fe3Fe2+、2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-、Fe3+3SCN-Fe(SCN)3 检验 Fe2+时,加入KSCN 溶液和氯水的顺序不能颠倒 -46-实验操作 实验现象 实验结论 离子方程式 注意事项 向含 Fe2+的溶液中加入 NaOH 溶液 产生白色沉淀,沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色 Fe(OH)2是白色沉淀,极易发生氧化反应生成红褐色的Fe(OH)3 Fe2+2OH-Fe(OH)2、4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3a.配制FeSO4 和 NaOH溶液的蒸馏水要煮沸除去水中溶解的氧气b.吸取氢氧化钠溶液的滴管要伸入溶液
23、底部 c.可以在液面加植物油,隔绝空气 向含有Fe3+的溶液中加入NaOH 溶液 溶液中立即产生红褐色沉淀 生成难溶的Fe(OH)3 Fe3+3OH-Fe(OH)3 -47-例题(2017北京理综)某小组在验证反应“Fe+2Ag+Fe2+2Ag”的实验中检测到Fe3+,发现和探究过程如下。向硝酸酸化的0.05 molL-1硝酸银溶液(pH2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,烧杯底部有黑色固体,溶液呈黄色。(1)检验产物:取少量黑色固体,洗涤后,(填操作和现象),证明黑色固体中含有Ag。取上层清液,滴加K3Fe(CN)6溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中含有 。-48-(2)针对“溶液呈黄色”,甲认为溶
24、液中有Fe3+,乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+,乙依据的原理是 (用离子方程式表示)。针对两种观点继续实验:取上层清液,滴加KSCN溶液,溶液变红,证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生,且溶液颜色变浅、沉淀量多少与取样时间有关,对比实验记录如下:(资料:Ag+与SCN-生成白色沉淀AgSCN)序号 取样时间/min 现象 3 产生大量白色沉淀;溶液呈红色 30 产生白色沉淀;较 3 min 时量小;溶液红色较 3 min 时加深 120 产生白色沉淀;较 30 min 时量小;溶液红色较 30 min 时变浅 -49-对Fe3+产生的原因作出如下假设:假设a:可能是铁粉表面有氧化层,能产生
25、Fe3+;假设b:空气中存在O2,由于 (用离子方程式表示),可产生Fe3+;假设c:酸性溶液中具有氧化性,可产生Fe3+;假设d:根据 现象,判断溶液中存在Ag+,可产生Fe3+。下列实验可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因。实验可证实假设d成立。实验:向硝酸酸化的 溶液(pH2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,不同时间取上层清液滴加KSCN溶液,3 min时溶液呈浅红色,30 min 后溶液几乎无色。NO3-50-实验:装置如图。其中甲溶液是 ,操作及现象是 。(3)根据实验现象,结合方程式推测实验中Fe3+浓度变化的原因:。-51-答案(1)加硝酸加热溶解固体,再滴加稀盐酸,产生白
26、色沉淀 Fe2+(2)2Fe3+Fe3Fe2+4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O 加入 KSCN 溶液后产生白色沉淀0.05 molL-1 NaNO3 FeSO4 溶液 分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液,同时滴加 KSCN 溶液,后者红色更深(3)溶液中存在反应:2Ag+FeFe2+2Ag,Ag+Fe2+Fe3+Ag,Fe+2Fe3+3Fe2+。反应开始时,c(Ag+)大,以反应、为主,c(Fe3+)增大。约 30 min 后,c(Ag+)小,以反应为主,c(Fe3+)减小-52-解析(1)黑色固体是 Fe 与 Ag 的混合物,检验 Ag 可先用硝酸在加热条件下溶解固体,再
27、滴加稀盐酸检验溶液中的 Ag+即可。K3Fe(CN)6溶液可用于检验 Fe2+,现象是产生蓝色沉淀。(2)Fe 和 Fe3+可发生反应:Fe+2Fe3+3Fe2+。假设 b:空气中的 O2 可氧化 Fe2+,反应为 4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O。假设 d:取上层清液,滴加 KSCN 溶液产生白色沉淀,结合题给资料:Ag+与 SCN-生成白色沉淀 AgSCN,可判断溶液中存在 Ag+,Ag+可氧化 Fe2+生成 Fe3+。-53-实验:根据前后信息可知,所做实验中加入物质要与硝酸酸化的0.05 molL-1 AgNO3 溶液(pH2)作对比,所以可以选用硝酸酸化的0.05 molL-
28、1 NaNO3 溶液(pH2)。实验:利用带盐桥的原电池装置使反应 Ag+Fe2+Ag+Fe3+发生,故左池中的甲溶液可为 FeSO4 溶液。相应的操作及现象是:分别取电池工作前和工作一段时间后左侧烧杯中溶液少许,同时向其中滴加 KSCN 溶液,后者红色更深。(3)溶液中存在反应:2Ag+FeFe2+2Ag,Ag+Fe2+Ag+Fe3+,Fe+2Fe3+3Fe2+。反应开始时,c(Ag+)大,以反应、为主,c(Fe3+)增大。约 30 min 后,c(Ag+)小,以反应为主,c(Fe3+)减小。-54-跟踪训练 1.氯化铁是常用的水处理剂,某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3,经
29、查阅资料得知:无水FeCl3在空气中易潮解,加热易升华。-55-(1)各装置正确的连接顺序是(均填字母);其中需要加热的是 。(2)连接好仪器后必须先进行的操作是 。(3)D中发生反应的化学方程式为 。(4)A装置中浓硫酸的作用是干燥气体;同时A装置的另一作用是 。(5)C装置中干燥管的作用是 。(6)该方案有一处明显的缺陷,改进的措施是 。-56-答案:(1)DBAC C(2)检查装置气密性(3)2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O(4)防止堵塞(5)防止空气中的水蒸气进入收集器中,使氯化铁潮解变质(6)在干燥管后连接盛有碱溶液的烧杯,吸收多余的氯气 解析
30、:(1)D装置制得的氯气,经过B装置除去挥发出的HCl,经过A装置干燥,再进入C装置与铁粉反应,连接顺序为DBAC,整套装置只有C装置需要加热。(3)2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O。(4)A装置还是一个安全装置,可以防止堵塞。(5)氯化钙可以吸水,防止空气中的水进入反应容器中,避免氯化铁潮解。(6)为了吸收尾气中的氯气,应在C装置后接一个盛有碱溶液的烧杯。-57-2.补铁保健食品能有效改善缺铁性贫血,这类保健食品中含有硫酸亚铁、乳酸亚铁等。某学生欲通过实验方法验证Fe2+的性质。(1)该同学在实验前,依据Fe2+的 性,填写了下表。实验操作 预期现象
31、反应的离子方程式 向盛有新制 FeSO4 溶液的试管中滴入数滴浓硝酸,振荡 试管中产生红棕色气体,溶液颜色逐渐变黄 Fe2+NO3-+2H+Fe3+NO2+H2O 依照表中实验操作,该同学进行实验,观察到液面上方气体逐渐变为红棕色,但试管中溶液颜色却变为深棕色。为了进一步探究溶液变为深棕色的原因,该同学进行如下实验。(2)向原新制FeSO4溶液和反应后的溶液中均加入KSCN溶液,前者不变色,后者变红色,该现象的结论是 。-58-(3)该同学通过查阅资料,认为溶液的深棕色可能是NO2或NO与溶液中Fe2+或Fe3+发生反应而得到的。为此他利用如图装置(气密性已检验,尾气处理装置略)进行探究。-5
32、9-.打开活塞a、关闭活塞b,甲装置中反应开始后,观察到丙中溶液逐渐变为深棕色,而丁中溶液无明显变化。.打开活塞b、关闭活塞a,一段时间后再停止甲中反应。.为与中实验进行对照,更换丙、丁后,使甲中反应继续,观察到的现象与步骤中相同。铜与足量浓硝酸反应的化学方程式为 ;装置乙的作用是;步骤的目的是;该实验可得出的结论是 。(4)该同学重新进行(1)中实验,观察到了预期现象,其实验操作是 。-60-答案:(1)还原(2)Fe2+被硝酸氧化为Fe3+(3)Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O 使NO2转化为NO 排出乙右侧装置中残留的NO2 溶液的深棕色是由NO或NO2与Fe2
33、+反应得到的(或不是由NO或NO2与Fe3+反应得到的)(4)向盛有浓硝酸的试管中滴入数滴新制FeSO4溶液 解析:(1)产生的红棕色气体为NO2,说明HNO3被还原,溶液变为黄色,说明Fe2+被氧化为Fe3+,Fe2+表现了还原性。(2)Fe3+与SCN-作用显红色,是Fe3+的特征反应。(3)整个装置中,先将NO2通入丙、丁,然后将NO2转化成NO,来检验NO的影响。由于步骤后,装置乙之后的导气管中会有NO2剩余,所以需要除去NO2以排除剩余NO2对NO的干扰。由于NO2、NO通入FeSO4溶液中,溶液都变成深棕色,在Fe2(SO4)3溶液中都不变色,说明NO2、NO对Fe2+有影响,而对
34、Fe3+无影响,从而得出结论。-61-1.特殊的颜色(1)固体:Fe3O4、FeO黑色,Fe2O3红棕色,Fe(OH)3红褐色(2)溶液:Fe2+浅绿色,Fe3+棕黄色2.特殊现象(1)Fe(OH)2Fe(OH)3,白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色。(2)Fe3+遇 KSCN 溶液变红色。(3)Fe2+与Fe(CN)63-反应生成铁氰化亚铁Fe3Fe(CN)62蓝色沉淀。3.重要的五个反应(1)Fe+2FeCl33FeCl2(2)Cu+2FeCl3CuCl2+2FeCl2(3)2FeCl2+Cl22FeCl3(4)2Fe3+2I-I2+2Fe2+(5)4Fe(OH)2+O2+2H2O4F
35、e(OH)3-62-63-213 451.下列离子方程式正确的是()A.铁与盐酸反应:2Fe+6H+2Fe3+3H2B.氯化亚铁溶液中通入氯气:Fe2+Cl2Fe3+2Cl-C.氯化铁与过量氨水反应:Fe3+3OH-Fe(OH)3D.氯化铁溶液中加入铁粉:2Fe3+Fe3Fe2+D解析:H+氧化性弱,只能使铁转化为Fe2+,A项错误;氯化亚铁与氯气反应离子方程式为2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-,B项错误;NH3H2O是弱电解质,在离子方程式中应写成化学式,C项错误。-64-213 452.把铁片分别放入下列物质的溶液中,充分反应后,溶液质量比反应前减轻的是()A.CuSO4B.Fe2(SO
36、4)3 C.HClD.FeSO4 A解析:铁与CuSO4溶液反应生成FeSO4和铜,溶液质量减轻,A项正确;铁与Fe2(SO4)3反应生成FeSO4,溶液质量增加,B项错误;铁与盐酸反应生成FeCl2,溶液质量增加,C项错误;铁与FeSO4溶液不反应,溶液质量不变,D项错误。-65-431 253.下列有关铁及其化合物的有关说法中正确的是()A.赤铁矿的主要成分是Fe3O4 B.铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2 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.Fe3+与KSCN溶液反应产生红色沉淀 C解析:赤铁矿的主要成分是Fe2O3,Fe3O4是磁铁
37、矿的主要成分,故A错误;铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2,故B错误;铁粉把FeCl3还原成FeCl2,从而除去FeCl3,故C正确;Fe3+与KSCN反应产生红色溶液,不是沉淀,故D错误。-66-431 254.某学生鉴定甲盐的流程如下图所示,下列说法正确的是()甲适量 AgNO3酸性溶液过滤A.如果甲中含有S2-,则乙是硫黄沉淀 B.如果乙是AgCl沉淀,那么甲是FeCl3 C.丙中肯定含有Fe3+,所以甲是FeBr2 D.甲中含铁元素,可能显示+2价或者+3价 D解析:如果甲中含有S2-,则乙应为Ag2S沉淀,A项错误;AgCl是白色沉淀,与题意不符,B项错误;丙与KSCN溶
38、液反应后溶液显红色,则丙中一定含有Fe3+,又因为甲中滴加酸性AgNO3溶液后得到丙,故甲中一定含有铁元素,可能为+2价,也可能为+3价,C项错误,D项正确。-67-531 245.某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质)制备七水合硫酸亚铁(FeSO47H2O),设计了如下流程:下列说法不正确的是()A.溶解烧渣选用足量硫酸,试剂X选用铁粉 B.固体1中一定有SiO2,控制pH是为了使Al3+转化为Al(OH)3进入固体2 C.从溶液2得到FeSO47H2O产品的过程中,须控制条件防止其氧化和分解 D.若改变方案,在溶液1中直接加NaOH溶
39、液至过量,得到的沉淀用硫酸溶解,其溶液经结晶分离也可得到FeSO47H2O 答案 解析 解析 关闭因为要制取硫酸亚铁,故用的酸为硫酸,溶液中含有的是Fe3+,故加入铁粉后,将Fe3+全部转变成Fe2+,A项正确;烧渣中加入酸后,SiO2不能溶解,故在固体1中一定含有SiO2,加入试剂X后的溶液中主要含有Fe2+和Al3+,故控制pH的目的主要是使Al3+全部转变成沉淀而除去,B项正确;因Fe2+具有较强的还原性,故应防止其被氧化,所得晶体中含有结晶水,故应防止晶体分解失水,C项正确;溶液1中主要含有Fe3+、Al3+,加入过量的NaOH溶液后,得到的沉淀为Fe(OH)3,加入硫酸溶解,所得溶液经过结晶后得到的是硫酸铁晶体而不是FeSO47H2O,D项错误。答案 解析 关闭D