1．基于元素的價態(tài)和物質(zhì)的所屬類別，能完整有序地寫出含有鐵元素的物質(zhì)的化學式，培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的化學學科核心素養(yǎng)。
2．掌握亞鐵鹽、鐵鹽的物理性質(zhì)、化學性質(zhì)、典型實驗現(xiàn)象，能書寫主要的化學方程式和離子方程式，培養(yǎng)科學探究與創(chuàng)新意識的化學學科核心素養(yǎng)。
3．知道Fe3＋的檢驗方法，能獨立或與同學合作完成實驗，記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，完成實驗報告，并能主動進行交流，逐步提升證據(jù)推理與模型認知的化學學科核心素養(yǎng)。
eq \a\vs4\al(亞鐵鹽和鐵鹽)
1．性質(zhì)預測
(1)研究物質(zhì)性質(zhì)的兩個基本角度
(2)亞鐵鹽和鐵鹽的性質(zhì)預測——化合價角度
2．實驗探究(以FeSO4、FeCl3為例)
(1)知識支持：Fe3＋和KSCN溶液能發(fā)生反應，使溶液顯紅色。鐵鹽溶液呈棕黃色，亞鐵鹽溶液呈淺綠色。
(2)可供選擇的試劑：FeSO4溶液、FeCl3溶液、酸性KMnO4溶液、氯水、KI溶液、0.1 ml·L－1 KSCN(硫氰酸鉀)溶液、淀粉溶液、NaOH溶液、鐵粉、鋅粉、銅片。
[實驗1] 探究亞鐵鹽的性質(zhì)
[實驗2] 探究鐵鹽的性質(zhì)
[問題探討]
(1)實驗室中盛FeSO4溶液的試劑瓶中，通常加些鐵屑或鐵釘，這是為什么？
提示：Fe2＋具有較強還原性，易被氧化而變質(zhì)。因此向盛有亞鐵鹽溶液的試劑瓶中加單質(zhì)鐵的目的是防止Fe2＋被氧化。
(2)如何除去FeCl3溶液中混有的雜質(zhì)FeCl2?
提示：通入Cl2或滴加氯水或加入“綠色”氧化劑H2O2溶液：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2H2O＋2Fe3＋。
(3)如何將FeCl3轉(zhuǎn)化成FeCl2?
提示：加入過量Fe粉可以將FeCl3轉(zhuǎn)化成FeCl2，反應的化學方程式為2FeCl3＋Fe===3FeCl2。
1．亞鐵鹽具有還原性，能被常見的氧化劑氧化，如能使酸性KMnO4溶液褪色，能被氯氣氧化，離子方程式為8H＋＋MnOeq \\al(－,4)＋5Fe2＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O,2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
2．亞鐵鹽具有氧化性，能被常見的還原劑還原，如與Zn反應的離子方程式為Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋。
3．鐵鹽具有氧化性，能被常見的還原劑還原，如與Cu反應的離子方程式為2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋；與Fe反應的離子方程式為2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；與KI溶液反應的離子方程式為2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。
4．Fe3＋與還原性較強的金屬鋁、鋅等反應時，若金屬單質(zhì)不足，F(xiàn)e3＋被還原成Fe2＋，若金屬單質(zhì)過量，F(xiàn)e3＋被還原成Fe。
1．下列不能證明Fe3＋的氧化性的事實是( )
A．硫酸鐵溶液可溶解鐵粉
B．常用氯化鐵溶液溶解含銅的印刷電路板
C．含F(xiàn)e3＋的溶液遇到KSCN溶液時變成紅色
D．往氯化鐵溶液中通入H2S可出現(xiàn)渾濁
解析：選C 硫酸鐵溶液可溶解鐵粉，反應的離子方程式為2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，F(xiàn)e3＋做氧化劑，表現(xiàn)氧化性，故A不選；氯化鐵溶液溶解含銅的印刷電路板，反應的離子方程式為2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，F(xiàn)e3＋做氧化劑，表現(xiàn)氧化性，故B不選；含F(xiàn)e3＋的溶液遇到KSCN溶液時變成紅色，反應的離子方程式為Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3，為絡合反應，故C選；往氯化鐵溶液中通入H2S可出現(xiàn)渾濁，反應的化學方程式為2FeCl3＋H2S===2FeCl2＋S↓＋2HCl，F(xiàn)e3＋做氧化劑，表現(xiàn)氧化性，故D不選。
2．某化學小組為驗證Fe3＋與Fe2＋能夠相互轉(zhuǎn)化，進行如下實驗。
下列分析不合理的是( )
A．解釋現(xiàn)象ⅰ的反應：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
B．實驗②與③可以調(diào)換順序
C．溶液變紅涉及反應：Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋
D．氧化性：Cl2>Fe3＋>Fe2＋
解析：選B 向FeCl3溶液中加入過量鐵粉，鐵與Fe3＋反應生成Fe2＋，溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色，A正確；先加氯水，再加KSCN溶液，溶液變紅，不能排除Fe3＋的影響，故無法檢驗Fe2＋，B錯誤；滴入氯水后，F(xiàn)e2＋被氧化為Fe3＋，C正確；由反應的離子方程式可知，氧化性：Cl2>Fe3＋>Fe2＋，D正確。
3．某化學興趣小組利用下列試劑：鐵粉、鋅粉、0.1 ml·L－1 FeCl3溶液、0.1 ml·L－1 FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水，探究Fe2＋、Fe3＋的氧化性、還原性，并利用實驗結(jié)論解決一些問題。
(1)用所給試劑寫出體現(xiàn)Fe2＋具有還原性的反應的化學方程式：________________________________________________________________________。
(2)設計實驗方案，完成下列表格。
(3)該興趣小組為說明“Fe2＋具有氧化性”，提出向FeCl2溶液中加入鋅粉，觀察實驗現(xiàn)象的方案，該反應的離子方程式為_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)某反應中反應物與生成物有Fe3＋、Mn2＋、H＋、MnOeq \\al(－,4)、H2O和一種未知離子X，已知MnOeq \\al(－,4)在反應中得到電子，則X是________。
解析：(1)在反應中Fe2＋做還原劑，體現(xiàn)其還原性，因此應選擇氧化劑與Fe2＋反應，所以選用氯水，反應的化學方程式為2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。
(2)向FeCl3溶液中加入鐵粉，發(fā)生的反應為2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，所以溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色。向FeCl2溶液中滴加硫氰酸鉀溶液不變紅。
(3)向FeCl2溶液中加入鋅粉，發(fā)生的離子反應為Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋。
(4)已知MnOeq \\al(－,4)得電子，故MnOeq \\al(－,4)是氧化劑，Mn2＋為還原產(chǎn)物，則題目提供的Fe3＋是氧化產(chǎn)物，故還原劑為Fe2＋，即X為Fe2＋。
答案：(1)2FeCl2＋Cl2===2FeCl3 (2)淺綠色 不變色
(3)Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe (4)Fe2＋
eq \a\vs4\al(鐵的單質(zhì))
1．鐵的存在與冶煉
(1)鐵元素在自然界中主要是以＋2價和＋3價化合物的形態(tài)存在于礦石中，游離態(tài)的單質(zhì)鐵只存在于隕鐵中。鐵元素在地殼中的含量僅次于氧、硅和鋁，居第4位。
(2)煉鐵高爐中的反應原理：Fe2O3＋3COeq \(=====,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2。
2．鐵的物理性質(zhì)
3．鐵的化學性質(zhì)
鐵與氧化性較弱的氧化劑(如鹽酸、硫酸銅等)反應，鐵原子失去2個電子生成＋2價鐵的化合物；而鐵與氧化性較強的氧化劑(如氯氣等)反應，鐵原子則失去3個電子生成＋3價鐵的化合物。
(1)反應歸納
(2)鐵與水蒸氣的反應
[名師點撥]
(1)Fe與冷水、熱水不反應，F(xiàn)e與H2O(g)在高溫下反應的產(chǎn)物是Fe3O4，而不是Fe2O3。
(2)鐵在潮濕的空氣中生成鐵銹的主要成分是Fe2O3，而鐵在純氧中燃燒的產(chǎn)物是Fe3O4。
(3)鐵分別與氯氣和鹽酸反應所得的產(chǎn)物中鐵元素的價態(tài)不同，F(xiàn)e與Cl2反應，不論Cl2用量多少都生成FeCl3，而Fe與鹽酸反應生成FeCl2。
(4)Fe與Br2反應生成FeBr3，但與I2反應時生成FeI2，通過這一事實可以說明Br2的氧化性比I2強。
1．下列說法正確的是( )
A．我國在戰(zhàn)國中期即開始使用鐵制品
B．自然界中的鐵元素只存在于化合物中
C．鐵能與所有金屬的鹽溶液反應生成亞鐵鹽和金屬
D．高爐煉鐵是用還原劑將鐵從它的化合物中還原出來
解析：選D 我國目前發(fā)現(xiàn)最早的人工冶鐵制品是春秋初年秦國的銅柄鐵劍，A項錯誤；自然界中的隕鐵中的鐵以單質(zhì)形態(tài)存在，B項錯誤；鐵只能將金屬活動性比它弱的金屬從其鹽溶液中置換出來，C項錯誤；高爐煉鐵是用CO等還原劑把鐵從鐵礦石中還原出來，D項正確。
2．將鐵片放入下列各溶液中，反應后溶液質(zhì)量增加，但無氣體產(chǎn)生的是( )
A．CuCl2溶液 B．AgNO3溶液
C．Fe2(SO4)3溶液D．稀硫酸
解析：選C Fe能從CuCl2、AgNO3溶液中分別置換出Cu和Ag，而使溶液質(zhì)量減輕；Fe與稀硫酸反應后溶液質(zhì)量增加，但有氣體產(chǎn)生；Fe＋Fe2(SO4)3===3FeSO4，溶液質(zhì)量增加，且無氣體產(chǎn)生，C項符合題意。
3．用如圖所示裝置進行Fe與水蒸氣反應的實驗，下列有關(guān)說法不正確的是( )
A．裝置A的作用是為實驗提供持續(xù)不斷的水蒸氣
B．裝置B中反應的化學方程式是2Fe＋3H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高溫))Fe2O3＋3H2
C．裝置C中加入的固體干燥劑可能是堿石灰
D．點燃裝置D處的氣體前必須檢驗氣體的純度
解析：選B 裝置A是將液態(tài)H2O轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，與裝置B中的鐵粉在高溫下發(fā)生反應，A項正確；鐵粉與H2O(g)在高溫下發(fā)生反應，生成Fe3O4和H2，B項錯誤；因生成的H2中含有較多的水蒸氣，故需要用堿石灰等與H2不反應的干燥劑進行干燥，C項正確；不純的H2在點燃時可能會發(fā)生爆炸，故在點燃H2前必須檢驗其純度，D項正確。
4．某工廠的工業(yè)硫酸鹽廢水中含有大量的Fe2＋、Fe3＋、較多的Cu2＋和少量的Na＋。工廠計劃從該廢水中回收硫酸亞鐵和金屬銅，設計如下流程圖：
回答下列問題：
(1)A的化學式為______________，D的化學式為____________。
(2)在工業(yè)廢水中加入過量A時，發(fā)應的離子方程式有：______________________、______________________。
解析：(1)加入鐵粉，由于金屬活動性：Fe>Cu，可發(fā)生置換反應，置換出銅，反應的離子方程式為Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，在鐵、銅的混合物中加入稀硫酸，鐵與稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，反應的離子方程式為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，所以A的化學式為Fe，D的化學式為H2SO4；(2)由于離子的氧化性：Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋>Na＋，所以向工業(yè)廢水中加入過量A時，首先發(fā)生反應：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，然后發(fā)生反應：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。
答案：(1) Fe H2SO4 (2)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
eq \a\vs4\al(鐵的氧化物和鐵的氫氧化物)
1．鐵的氧化物
[名師點撥]
(1)鐵的氧化物(如Fe2O3)與鋁粉的反應叫作鋁熱反應，該反應可用于焊接鋼軌等。
(2)Fe2O3常用作油漆、涂料和紅色顏料。
(3)“朱門酒肉臭”中的“朱門”是指以氧化鐵(Fe2O3)為原料制備的油漆漆制的大門。
(4)Fe3O4不屬于堿性氧化物，F(xiàn)eO、Fe2O3屬于堿性氧化物。
(5)Fe3O4的組成可用FeO·Fe2O3表示，但不表示Fe3O4是由FeO和Fe2O3組成的混合物，F(xiàn)e3O4有固定的組成，是一種純凈物。
2．鐵的氫氧化物
[名師點撥]
(1)＋2價鐵具有較強的還原性，F(xiàn)e(OH)2在空氣中易被O2氧化為Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)3加熱分解得到Fe2O3。
(2)FeO、Fe3O4、Fe(OH)2遇非氧化性酸(如鹽酸、稀硫酸)時，發(fā)生非氧化還原反應，但遇氧化性酸(如HNO3)時發(fā)生氧化還原反應，＋2價的Fe均被氧化成＋3價。
(3)Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3遇非氧化性酸時，發(fā)生非氧化還原反應，但遇還原性酸(如HI)時發(fā)生氧化還原反應，＋3價的Fe均被還原成＋2價。
1．下列關(guān)于鐵礦石的說法正確的是( )
A．赤鐵礦的主要成分是Fe3O4
B．黃鐵礦的主要成分與鐵銹的主要成分相同
C．磁鐵礦粉末溶于鹽酸后，加入KSCN溶液，溶液顯紅色
D．FeO俗稱鐵紅
解析：選C 赤鐵礦的主要成分是氧化鐵，其化學式為Fe2O3，A項錯誤；黃鐵礦的主要成分是FeS2，鐵銹的主要成分是Fe2O3，B項錯誤；磁鐵礦的主要成分是Fe3O4，溶于稀鹽酸的離子方程式為Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O，故加入KSCN溶液顯紅色，C項正確；氧化鐵俗稱鐵紅，D項錯誤。
2．下列有關(guān)鐵的化合物的說法不正確的是( )
A．Fe(OH)2不穩(wěn)定，具有較強的氧化性
B．FeO、Fe2O3均為堿性氧化物，均可與鹽酸反應
C．Fe(OH)3可通過化合反應得到，F(xiàn)e(OH)2則不能
D．Fe3O4為磁性氧化鐵，其中鐵的化合價為＋2和＋3
解析：選A Fe(OH)2中因含有Fe2＋而具有還原性，可被空氣中的O2氧化為Fe(OH)3，A項錯誤；FeO、Fe2O3均為堿性氧化物，故具有堿性氧化物的通性，都能與鹽酸反應，B項正確；Fe(OH)2只能通過復分解反應得到，F(xiàn)e(OH)3可由Fe(OH)2與O2、H2O發(fā)生化合反應得到，C項正確；Fe3O4俗稱磁性氧化鐵，其組成可表示為FeO·Fe2O3，鐵元素的化合價為＋2、＋3，D項正確。
3．下列有關(guān)Fe2(SO4)3溶液的敘述正確的是( )
A．該溶液中，K＋、Fe2＋、SCN－、Br－可以大量共存
B．加入過量硫化鈉溶液：2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S↓
C．與Ba(OH)2溶液反應的離子方程式：Fe3＋＋SOeq \\al(2－,4)＋Ba2＋＋3OH－===2Fe(OH)3↓＋BaSO4↓
D．1 L 0.1 ml·L－1該溶液和足量的Zn充分反應，生成11.2 g Fe
解析：選D 該溶液中，含鐵離子，則SCN－不能大量共存，A錯誤；加入過量硫化鈉溶液，發(fā)生反應2Fe3＋＋3S2－===2FeS↓＋S↓，B錯誤；反應的離子方程式為2Fe3＋＋3SOeq \\al(2－,4)＋3Ba2＋＋6OH－===2Fe(OH)3↓＋3BaSO4↓，C錯誤；該溶液中含0.2 ml Fe3＋，和足量的Zn反應，生成0.2 ml Fe，質(zhì)量為11.2 g，D正確。
4. A、B、C、D四種化合物，其中A、B、C焰色反應均為黃色，而D的焰色反應為紫色，A、C和鹽酸反應均得到B，將固體A加熱分解可得到C，若在C的溶液中通入一種無色無味氣體，又可得到A的溶液；若D的溶液滴加到FeCl2溶液中，先出現(xiàn)白色沉淀，之后迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色沉淀E。
(1)試推斷各物質(zhì)的化學式A：________、B：________、C：________、D：________、E：________。
(2)按要求寫出下列方程式：
①A與鹽酸反應的離子方程式：___________________________________________；
②A固體受熱分解的化學方程式：______________________________________；
③D溶液滴加到FeCl2溶液中出現(xiàn)白色沉淀及最后變成紅褐色沉淀的相關(guān)化學方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：A、B、C、D四種化合物，其中A、B、C焰色反應均為黃色，則均含有鈉元素，而D的焰色反應為紫色，則D含有鉀元素。A、C和鹽酸反應均得到B，將固體A加熱分解可得到C，若在C的溶液中通入一種無色無味氣體，又可得到A的溶液，這說明A是碳酸氫鈉，C是碳酸鈉，B為氯化鈉，若D的溶液滴加到FeCl2溶液中，先出現(xiàn)白色沉淀，之后迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色沉淀E，所以D是KOH，E是氫氧化鐵。
答案：(1)NaHCO3 NaCl Na2CO3 KOH Fe(OH)3 (2)①HCOeq \\al(－,3)＋H＋=== CO2 ↑＋H2O ②2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(Δ),\s\d5( ))Na2CO3＋CO2↑＋H2O ③2KOH＋FeCl2===Fe(OH)2↓＋2KCl、4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3
eq \a\vs4\al(氫氧化亞鐵的制備)
將NaOH溶液滴入FeSO4溶液中會產(chǎn)生白色的Fe(OH)2沉淀：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，但由于Fe(OH)2極易被氧化，溶解在水溶液中的少量氧氣可把Fe(OH)2氧化成Fe(OH)3：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，所以在制備Fe(OH)2的過程中一定要隔絕O2，防止生成的Fe(OH)2被氧化。
[實驗裝置]
[問題探討]
(1)NaOH溶液為什么要事先煮沸后才能使用？
提示：煮沸NaOH溶液的目的是除去溶液中溶解的O2，防止O2將Fe(OH)2氧化。
(2)FeSO4溶液若長期露置于空氣中，可能混入的雜質(zhì)陽離子是什么？
提示：Fe3＋；原因是FeSO4溶液中的Fe2＋易被空氣中的O2氧化成Fe3＋。
(3)改進裝置①中加入少量苯的目的是什么？
提示：苯的密度比水的密度小，且難溶于水，加入少量苯覆蓋在FeSO4溶液的上層用于隔絕下層液體與空氣接觸，防止生成的Fe(OH)2被O2氧化。
(4)改進裝置③中，如何操作就能長時間觀察到Fe(OH)2白色沉淀？
提示：先打開止水夾a，利用反應產(chǎn)生的H2將裝置內(nèi)的空氣排出，待導管b排出的氣體驗純后，再關(guān)閉止水夾a，產(chǎn)生的H2使試管A中氣壓大于外界氣壓，把試管A中的液體壓入試管B中，新生成的FeSO4與NaOH溶液反應得到Fe(OH)2白色沉淀。即操作方法為先打開止水夾a，待導管b排出的氣體驗純后，再關(guān)閉止水夾a。
(5)改進裝置②能較長時間觀察到白色沉淀的原因是什么？
提示：鐵粉與稀硫酸反應生成的H2排盡了裝置內(nèi)的空氣，同時試管內(nèi)剩余的H2起到保護氣的作用，防止Fe(OH)2與O2接觸被氧化，因此能較長時間觀察到白色沉淀。
Fe(OH)2制取實驗的四個關(guān)鍵點
(1)Fe2＋極易被氧化，所以FeSO4溶液要現(xiàn)用現(xiàn)配。
(2)為了防止Fe2＋被氧化，配制FeSO4溶液所用的蒸餾水和制備Fe(OH)2所用的NaOH溶液都要煮沸，盡可能除去O2。
(3)為了防止滴加NaOH溶液時帶入空氣，可將吸有NaOH溶液的長滴管伸入FeSO4溶液的液面下，再擠出NaOH溶液。
(4)為防止Fe2＋被氧化，還可以向盛有FeSO4溶液的試管中加入少量的煤油或其他密度小于水且不溶于水的有機溶劑(如苯)，以隔絕空氣。
1．實驗室用FeCl2和燒堿制備Fe(OH)2，為了生成的產(chǎn)物不被氧化，下列說法不正確的是( )
A．配制FeCl2和燒堿溶液所用的蒸餾水通常要煮沸
B．可在FeCl2溶液的上面加一層苯，以隔絕空氣
C．向FeCl2溶液中滴加燒堿溶液時，膠頭滴管尖嘴不能伸入到試管內(nèi)
D．產(chǎn)生Fe(OH)2沉淀后，不能振蕩試管
解析：選C Fe(OH)2有強還原性，極易被氧氣氧化，故在制取過程中的關(guān)鍵是要防氧化。FeCl2和燒堿溶液要現(xiàn)用現(xiàn)配，且配制溶液的蒸餾水要煮沸以除去溶解的氧氣，A正確；在FeCl2溶液的上面加一層苯或一層油，以隔絕空氣，防止氧氣溶入溶液中，B正確；向FeCl2溶液中滴加燒堿溶液時，要將膠頭滴管的尖嘴伸入到FeCl2溶液中，防止氫氧化鈉溶液在滴入時因接觸空氣而溶有氧氣，C錯誤；產(chǎn)生Fe(OH)2沉淀后，若振蕩試管，會增大沉淀與空氣接觸的機會，使沉淀更易被氧化，D正確。
2．圖為Fe(OH)2制備實驗的改進裝置，使用該裝置將能在較長時間內(nèi)觀察到白色絮狀沉淀。關(guān)于此實驗，下列說法正確的是( )
A．裝入藥品后應關(guān)閉止水夾，等反應完成后再打開止水夾
B．此裝置是通過H2的排出使A中壓強減小，從而將B中的燒堿吸入A中產(chǎn)生Fe(OH)2
C．H2的作用是排盡裝置內(nèi)的空氣和將A中溶液壓入B中
D．在藥品用量上硫酸應過量，使鐵粉能充分反應完
解析：選C 裝入藥品后應該打開止水夾，讓鐵與稀硫酸反應生成的氫氣將裝置中的空氣排盡，避免后來生成的氫氧化亞鐵被氧化，A項錯誤；該裝置是利用鐵與稀硫酸反應生成的氫氣將A中的硫酸亞鐵溶液壓入B中，從而使硫酸亞鐵與氫氧化鈉溶液反應生成氫氧化亞鐵，B項錯誤；根據(jù)實驗裝置可知，本實驗中氫氣的作用有：先將裝置中的空氣排盡，然后關(guān)閉止水夾后將A中的液體壓入B中，C項正確；防止過量的H2SO4與NaOH反應，影響Fe(OH)2 沉淀的生成，該實驗中鐵粉應該過量，D項錯誤。
3．某同學設計如圖裝置(氣密性已檢查)制備Fe(OH)2白色沉淀。
請回答：
(1)儀器1的名稱________。裝置5的作用____________________。
(2)實驗開始時，關(guān)閉K2，打開K1，反應一段時間后，再打開K2，關(guān)閉K1，發(fā)現(xiàn)3中溶液不能進入4中。請為裝置做一處改進，使溶液能進入4中：________________________________________________________________________。
(3)裝置改進后，將3中反應后的溶液壓入4中，在4中析出了灰綠色沉淀。從實驗操作過程分析沒有產(chǎn)生白色沉淀的原因____________________。
解析：(1)儀器1的名稱為分液漏斗。Fe(OH)2易被氧氣氧化，裝置5的作用是通過液封，防止空氣進入裝置4中。(2)3中溶液不能進入4的原因是生成的氫氣沿著導管通過2逸出，三頸燒瓶中無法形成高壓，故需在裝置2、3之間加一個控制開關(guān)。(3)生成灰綠色沉淀說明氫氧化亞鐵部分被氧化，原因應該是裝置4中的空氣未排盡。
答案：(1)分液漏斗 液封，防止空氣進入裝置4中
(2)在裝置2、3之間添加控制開關(guān)
(3)裝置4內(nèi)的空氣沒有排盡
[分級訓練·課課過關(guān)]
1．《新修本草》是我國古代藥物學著作之一，其中有關(guān)于“青礬”的描述：“其絳礬本來綠色，新出窟未見風者，正如琉璃……燒之赤色，故名絳礬矣……”。據(jù)此推測，“青礬”的主要成分為( )
A．CuSO4·5H2O B．FeSO4·7H2O
C．Na2CO3·10H2OD．Fe2(SO4)3·9H2O
解析：選B 根據(jù)“其絳礬本來綠色……燒之赤色……”，可知“青礬”的主要成分是硫酸亞鐵晶體，其在空氣中灼燒得到紅棕色的Fe2O3，B項正確。CuSO4·5H2O為藍色晶體，Na2CO3·10H2O是白色晶體，F(xiàn)e2(SO4)3·9H2O為黃色晶體。
2．在一定條件下，鐵與有關(guān)物質(zhì)反應，所得產(chǎn)物錯誤的是( )
A．Feeq \(――→,\s\up7(Cl2))FeCl3B．Feeq \(――→,\s\up7(S))FeS
C．Feeq \(――→,\s\up7(H2O))Fe(OH)3D．Feeq \(――→,\s\up7(O2))Fe3O4
解析：選C 氯氣是強氧化劑，可將變價金屬氧化成最高價態(tài)，故A正確；硫是弱氧化劑，硫與鐵反應生成硫化亞鐵，故B正確；鐵與水蒸氣在高溫條件下反應生成四氧化三鐵和氫氣，故C錯誤；鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵，故D正確。
3．下列說法正確的是( )
A．Fe在一定條件下與水反應生成H2和Fe(OH)3
B．Fe3O4溶于鹽酸后加入幾滴KSCN溶液，溶液不會顯紅色
C．工業(yè)上在高溫下用CO還原含F(xiàn)e2O3的鐵礦石煉鐵
D．Fe3＋具有氧化性，據(jù)此可用KSCN溶液鑒別Fe3＋
解析：選C 高溫下鐵能與水蒸氣反應生成Fe3O4和H2，故A錯誤；Fe3O4溶于鹽酸生成Fe3＋和Fe2＋，F(xiàn)e3＋與KSCN反應可使溶液顯紅色，故B錯誤；煉鐵的過程就是用CO還原Fe2O3的過程，故C正確；用KSCN溶液鑒別Fe3＋主要是利用了Fe3＋與KSCN溶液反應使溶液顯紅色的性質(zhì)，而非利用了Fe3＋的氧化性，故D錯誤。
4．下列有關(guān)鐵與水反應的說法中，正確的是( )
A．在任何條件下，鐵與水均不發(fā)生反應
B．Fe與熱水反應可生成可燃性的H2
C．在高溫時，鐵與水蒸氣反應的化學方程式為2Fe＋3H2O(g) eq \(=====,\s\up7(高溫))Fe2O3＋3H2
D．鐵與高溫水蒸氣反應后生成的固體溶于H2SO4溶液，所得的溶液能使酸性高錳酸鉀溶液褪色
解析：選D Fe與冷水、熱水均不反應，但能與高溫水蒸氣反應生成Fe3O4和H2 ，其化學方程式為3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高溫))Fe3O4＋4H2，F(xiàn)e3O4與硫酸反應后的溶液中含有Fe2＋，能使酸性KMnO4溶液褪色，故D正確。
5．金屬單質(zhì)A可發(fā)生以下反應，試判斷：
(1)A、B、C、D、E分別是(寫化學式，B寫主要成分)：
A．________，B.________，C．________，D.________，E.________。
(2)寫出反應③、④的離子方程式：③________________；④________________________。
(3)黑色固體C與鹽酸反應的化學方程式為________________________________。
解析：單質(zhì)A為Fe，其轉(zhuǎn)化關(guān)系為
答案：(1)Fe Fe2O3 Fe3O4 Cu H2
(2)Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
(3)Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O
實驗操作
實驗現(xiàn)象
結(jié)論及有關(guān)離子方程式
先加入KSCN溶液，溶液無明顯現(xiàn)象，再滴加氯水后溶液呈eq \a\vs4\al(紅)色
Fe2＋具有還原性，離子方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
溶液由紫紅色變?yōu)樽攸S色
Fe2＋具有還原性，被MnOeq \\al(－,4)氧化成Fe3＋
溶液由淺綠色變?yōu)閑q \a\vs4\al(無)色
Fe2＋具有氧化性，離子方程式：Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe
實驗操作
實驗現(xiàn)象
結(jié)論及有關(guān)離子方程式
加入KSCN溶液，溶液呈eq \a\vs4\al(紅)色，加入足量鐵粉后，溶液呈淺綠色
Fe3＋具有較強氧化性，F(xiàn)e具有還原性，離子方程式：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
加入KSCN溶液，溶液呈eq \a\vs4\al(紅)色，加入足量銅片后，溶液紅色消失，變?yōu)樗{色
Fe3＋具有較強氧化性，離子方程式：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋
加入KI溶液后，溶液呈淺綠色；加入淀粉溶液后，溶液變?yōu)樗{色
Fe3＋具有較強氧化性，離子方程式：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
實驗操作
對應現(xiàn)象
①向FeCl3溶液中加入過量鐵粉
②滴加KSCN溶液
③再滴加幾滴氯水
ⅰ.溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色
ⅱ.溶液無明顯變化
ⅲ.溶液變紅
探究內(nèi)容
實驗方案
實驗現(xiàn)象
探究Fe3＋具有氧化性
取少量0.1 ml·L－1 FeCl3溶液，往溶液中加入足量鐵粉，再加入少量KSCN溶液
加入鐵粉后，溶液顏色變?yōu)開_______。加入KSCN溶液后，溶液________
顏色
狀態(tài)
密度
熔點
沸點
金屬共性
特性
銀白色，有
金屬光澤
固體
7.86
g·cm－3
1 538 ℃
2 750 ℃
導熱、導電、
延展性好
能被磁鐵
吸引，純
鐵抗腐蝕
能力較強
實驗裝置
裝置1
裝置2
操作及現(xiàn)象
用小試管收集一試管氣體，點燃，聽到輕微“噗”聲，產(chǎn)生淡藍色火焰，證明生成了H2
用火柴點燃肥皂泡，聽到爆鳴聲，證明生成了H2
實驗
結(jié)論
鐵能與水蒸氣反應，并有H2生成，反應的化學方程式為3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高溫))Fe3O4＋4H2
實驗
說明
①濕棉花的作用是在受熱時提供反應所需的水蒸氣；
②酒精燈的火焰用防風罩套住，可以使加熱效果更好；
③肥皂液在該實驗中可以起到“收集”氫氣的作用
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗名
—
鐵紅
磁性氧化鐵
顏色、狀態(tài)
黑色粉末
紅棕色粉末
黑色晶體
水溶性
難溶
難溶
難溶
鐵元素
化合價
＋2
＋3
＋2、＋3
與H2反應
如Fe2O3＋3H2eq \(=====,\s\up7(高溫))2Fe＋3H2O
與CO反應
如Fe2O3＋3COeq \(=====,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2
與Al反應
如Fe2O3＋2Aleq \(=====,\s\up7(高溫))Al2O3＋2Fe
與稀硫酸反應
FeO＋H2SO4===FeSO4＋H2O
Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O
Fe3O4＋4H2SO4===Fe2(SO4)3＋FeSO4＋4H2O
特殊轉(zhuǎn)化
FeO在空氣中受熱迅速被氧化為Fe3O4：
6FeO＋O2eq \(=====,\s\up7(△))2Fe3O4
Fe(OH)3
Fe(OH)2
顏色、狀態(tài)
紅褐色固體
eq \a\vs4\al(白)色固體
熱穩(wěn)定性
不穩(wěn)定，2Fe(OH)3eq \(=====,\s\up7(△))Fe2O3＋3H2O
不穩(wěn)定
與非氧化性強酸反應
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
制備
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
轉(zhuǎn)化
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
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第1節(jié) 鐵的多樣性

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