2024屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)專題3第12講鐵及其重要化合物基礎(chǔ)學(xué)案-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

鐵及其氧化物
1．鐵的位置、存在和物理性質(zhì)
2．鐵單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)(寫出有關(guān)化學(xué)方程式)
鐵的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，有較強(qiáng)的還原性。
(1)與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)
Fe與S反應(yīng)：Fe＋Seq \(=====,\s\up9(△))FeS。
(2)與高溫水蒸氣的反應(yīng)
常溫下鐵與水不反應(yīng)，在高溫條件下與水蒸氣反應(yīng)：
3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up9(高溫))Fe3O4＋4H2。
(3)與酸反應(yīng)
(4)與鹽(Fe3＋及金屬活動(dòng)性順序表中鐵之后的金屬離子)反應(yīng)
Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。
Fe遇冷的濃硫酸或濃硝酸發(fā)生鈍化，原理是鐵表面迅速形成一層致密的氧化物薄膜，不能認(rèn)為兩者不反應(yīng)，該反應(yīng)加熱就可持續(xù)進(jìn)行。
3．鐵的氧化物
(1)物理性質(zhì)
(2)化學(xué)性質(zhì)(用離子方程式或化學(xué)方程式表示)
①FeO不穩(wěn)定，在空氣中受熱生成Fe3O4：6FeO＋O2eq \(=====,\s\up9(△))2Fe3O4。
②FeO、Fe2O3都是堿性氧化物，分別與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為：
FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O、Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。
③FeO、Fe3O4具有還原性與氧化性酸(如稀HNO3等)生成Fe3＋。
④均具有氧化性，能被木炭、H2、CO、Al等還原為Fe，如2FeO＋Ceq \(=====,\s\up9(高溫))2Fe＋CO2↑。
Fe3O4的組成可用氧化物的形式表示為FeO·Fe2O3，即有eq \f(1,3)的鐵顯＋2價(jià)，eq \f(2,3)的鐵顯＋3價(jià)。
判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)
(1)Fe位于元素周期表中的第四周期第ⅧB族。( )
(2)化合物中鐵只有＋2、＋3兩種價(jià)態(tài)。( )
(3)Fe是活潑金屬，在常溫下與任何酸均生成H2。( )
(4)Fe與H2O(g)的加熱反應(yīng)產(chǎn)物為Fe2O3。( )
(5)FeO與稀HNO3反應(yīng)生成Fe(NO3)3。( )
(6)Fe3O4中有＋2、＋3價(jià)，二者個(gè)數(shù)比為1∶2。( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)√
鐵及其氧化物的性質(zhì)及應(yīng)用
1．下列有關(guān)鐵的化學(xué)反應(yīng)敘述正確的是( )
A．室溫下，過(guò)量Fe與濃硫酸反應(yīng)生成FeSO4
B．加熱時(shí)，過(guò)量Fe與氯氣反應(yīng)生成FeCl2
C．高溫下，鐵與水蒸氣反應(yīng)有磁性氧化鐵生成
D．高溫下，鐵粉與氧化鋁粉末反應(yīng)生成單質(zhì)鋁
C [A.室溫下，F(xiàn)e遇濃硫酸發(fā)生鈍化，表面生成一層致密的氧化物薄膜，A錯(cuò)誤；B.加熱時(shí)，過(guò)量Fe與氯氣反應(yīng)生成FeCl3，B錯(cuò)誤；C.高溫下，鐵與水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，四氧化三鐵俗稱磁性氧化鐵，C正確；D.高溫下，鐵粉與氧化鋁粉末不反應(yīng)，D錯(cuò)誤。]
2．下列有關(guān)鐵及其化合物的說(shuō)法中正確的是( )
A．Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡膠的黑色顏料
B．鐵與水蒸氣在高溫下的反應(yīng)產(chǎn)物為Fe2O3和H2
C．鐵的氧化物都難溶于水，且不與水反應(yīng)
D．FeO不穩(wěn)定，在空氣中受熱會(huì)迅速被氧化成Fe2O3
C [A.Fe2O3俗稱鐵紅，呈紅棕色，常用作油漆、涂料、油墨和橡膠的紅色顏料，故A錯(cuò)誤；B.鐵與水蒸氣在高溫下反應(yīng)產(chǎn)物為四氧化三鐵和氫氣，故B錯(cuò)誤；C.鐵有氧化亞鐵、氧化鐵、四氧化三鐵等均不溶于水，且不與水反應(yīng)，故C正確；D.FeO不穩(wěn)定，在空氣中受熱轉(zhuǎn)化成四氧化三鐵，故D錯(cuò)誤。]
3．鐵與水蒸氣反應(yīng)，通常有以下兩種裝置。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
(1)裝置一實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先點(diǎn)燃A處酒精燈的理由是
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(2)裝置二中濕棉花的作用是_______________________________________
_______________________________________________________________。
(3)兩裝置中Fe發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________
_______________________________________________________________。
(4)為了提高鐵粉與水蒸氣的接觸面積，可采取的措施為_______________。
(5)實(shí)驗(yàn)完畢后，取出裝置一中的少量固體，溶于足量稀鹽酸，再滴加KSCN溶液，溶液顏色無(wú)明顯變化，試解釋原因：______________________________
__________________________________________________(用離子方程式表示)。
[答案] (1)排除裝置中的空氣，防止Fe與O2反應(yīng)
(2)提供反應(yīng)物水蒸氣
(3)3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up9(高溫))Fe3O4＋4H2
(4)將鐵粉置于疏松的石棉絨上
(5)Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O，F(xiàn)e＋2Fe3＋===3Fe2＋
鐵與稀硝酸反應(yīng)的定量關(guān)系
Fe與稀硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物確定及有關(guān)計(jì)算
(1)鐵與稀硝酸兩者用量不同，反應(yīng)生成的產(chǎn)物亦不同。
①Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
②Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2
①×2＋②可得
③3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
④二者用量與生成物關(guān)系
(2)此類計(jì)算涉及三個(gè)守恒：得失電子守恒、原子守恒、電荷守恒。
4．向含a g HNO3的稀溶液中，加入b g鐵粉充分反應(yīng)后全部溶解。已知有eq \f(a,4) g HNO3被還原，則a∶b不可能是( )
A．2∶1 B．3∶1 C．4∶1 D．9∶2
A [滿足條件的反應(yīng)為Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O ①
3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O ②
滿足方程①的a∶b＝(4×63)∶56＝9∶2，
滿足方程②的a∶b＝(8×63)∶(3×56)＝3∶1。
介于方程①②之間即3≤eq \f(a,b)≤4.5的都行。只有A不符合。]
5．(2022·揚(yáng)州檢測(cè))兩組同學(xué)對(duì)鐵及其化合物的性質(zhì)進(jìn)行探究。
(1)一組同學(xué)用圖1所示裝置對(duì)鐵與濃硫酸的反應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。已知：
2Fe ＋ 6H2SO4(濃)eq \(=====,\s\up9(△))Fe2(SO4)3 ＋ 3SO2↑＋ 6H2O。請(qǐng)?zhí)骄坎⒒卮鹣嚓P(guān)問(wèn)題。
①檢查裝置氣密性后，將過(guò)量的鐵屑和一定量的濃硫酸放入燒瓶，塞緊橡皮塞，開始計(jì)時(shí)。t1時(shí)開始加熱，在鐵屑表面逐漸產(chǎn)生氣泡，當(dāng)有大量氣泡產(chǎn)生時(shí)，控制反應(yīng)溫度基本不變。甲同學(xué)將收集到的氣體體積與時(shí)間的關(guān)系粗略地表示為圖2。
在O～t1時(shí)間段，鐵屑表面沒(méi)有氣泡生成，說(shuō)明鐵在濃硫酸中發(fā)生了________；t1～t2時(shí)間段，反應(yīng)生成的氣體是________。
②t2時(shí)，取少量反應(yīng)液，先滴加少量新制飽和氯水，然后滴加KSCN溶液，呈現(xiàn)血紅色。若再滴加過(guò)量新制氯水，卻發(fā)現(xiàn)紅色褪去。同學(xué)們對(duì)紅色褪去的原因提出各自的假設(shè)。乙同學(xué)的假設(shè)是：溶液中的＋3價(jià)鐵被氧化為更高的價(jià)態(tài)。你的另一種假設(shè)是________；為了驗(yàn)證你的假設(shè)，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)便的實(shí)驗(yàn)方案為__________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)另一組同學(xué)對(duì)鐵和稀硝酸的反應(yīng)進(jìn)行探究。他們用a ml Fe和含有b ml HNO3的稀硝酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，若HNO3只被還原成NO，且反應(yīng)結(jié)束后溶液中含有Fe3＋和Fe2＋，則eq \f(a,b)的取值范圍是______；若反應(yīng)結(jié)束后的溶液中n(Fe3＋)∶n(Fe2＋)
＝2∶1，則eq \f(a,b)為_______。
[答案] (1)①鈍化 H2、SO2 ②溶液中的SCN—被氧化向褪色后的溶液中加入FeCl3溶液，若不恢復(fù)紅色，則我的假設(shè)成立(或向褪色后的溶液中加入KSCN溶液，若恢復(fù)紅色，則我的假設(shè)成立)
(2)eq \f(1,4)＜eq \f(a,b)＜eq \f(3,8) eq \f(9,32)
鐵的氧化物組成分析
6. 一定質(zhì)量FeO、Fe3O4的混合物，在足量H2氣流中加熱充分反應(yīng)，冷卻后稱得剩余固體全為鐵單質(zhì)，且比原固體混合物減輕了1.6 g；將等質(zhì)量的原混合物與硫酸反應(yīng)，欲使之完全溶解，需0.5 ml·L－1的硫酸的體積至少為( )
A．0.1 L B．0.2 L
C．0.4 L D．0.5 L
B [FeO、Fe3O4的混合物，在足量H2氣流中加熱充分反應(yīng)，冷卻后稱得剩余固體比原混合物減輕1.6 g為混合物中氧原子的質(zhì)量，其物質(zhì)的量為eq \f(1.6 g,16 g·ml－1)＝0.1 ml；將等質(zhì)量的FeO、Fe3O4的混合物與硫酸反應(yīng)，欲使之完全溶解，當(dāng)恰好反應(yīng)時(shí)需要硫酸的體積最小，此時(shí)恰好生成FeSO4、Fe2(SO4)3，SOeq \\al(2－,4)與FeO、Fe3O4的混合物中O原子物質(zhì)的量相等，故n(H2SO4)＝0.1 ml，需0.5 ml·L－1的硫酸的體積至少為eq \f(0.1 ml,0.5 ml·L－1)＝0.2 L，故選B。]
鐵的氫氧化物
鐵的氫氧化物的性質(zhì)
1．(2022·鹽城一模)用廢鐵屑[主要成分為Fe和鐵銹(Fe2O3)，還含有C等難溶于酸的雜質(zhì)]為原料制備Fe2O3的一種實(shí)驗(yàn)流程如下：
下列與流程相關(guān)的裝置或操作正確且能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖? )
A．可在裝置甲中進(jìn)行“酸浸”操作
B．按圖乙所示操作配制“酸浸”所需的3 ml·L－1H2SO4溶液
C．用裝置丙過(guò)濾“酸浸”后所得懸濁液
D．用裝置丁灼燒Fe(OH)3固體制Fe2O3
A [由題給流程可知，向廢鐵屑中加入稀硫酸酸浸、過(guò)濾得到含有Fe2＋、
Fe3＋的濾液和含有碳等難溶于酸的雜質(zhì)的濾渣；向?yàn)V液中加入氫氧化鈉溶液，在空氣中靜置、過(guò)濾、洗滌得到氫氧化鐵；灼燒氫氧化鐵得到氧化鐵。A.由圖可知，甲裝置為固液不加熱裝置，可進(jìn)行“酸浸”操作，故A正確；B.配制“酸浸”所需的稀硫酸時(shí)，膠頭滴管應(yīng)在容量瓶的正上方，不能插入容量瓶中，故B錯(cuò)誤；C.過(guò)濾時(shí)，應(yīng)用玻璃棒引流，防止溶液濺出，故C錯(cuò)誤；D.灼燒氫氧化鐵固體時(shí)，應(yīng)在坩堝中進(jìn)行，不能在燒杯中直接灼燒固體，故D錯(cuò)誤。]
2．下列反應(yīng)的離子方程式不正確的是( )
A．Fe(OH)3溶于稀HNO3：Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
B．Fe(OH)2溶于稀HNO3：Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
C．Fe(OH)3溶于氫碘酸：2Fe(OH)3＋2I－＋6H＋===2Fe2＋＋I(xiàn)2＋6H2O
D．FeCl3溶液加足量氨水：Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NHeq \\al(＋,4)
B [Fe(OH)2溶于稀HNO3時(shí)，F(xiàn)e2＋被HNO3氧化為Fe3＋，B錯(cuò)誤。]
Fe(OH)2的實(shí)驗(yàn)室制備
Fe(OH)2的制備
Fe(OH)2在空氣中很容易被O2氧化為Fe(OH)3，制備Fe(OH)2并使其較長(zhǎng)時(shí)間保持不變的關(guān)鍵是要避免O2的存在或進(jìn)入。
圖1 圖2 圖3
(1)有機(jī)覆蓋層保護(hù)法(圖1)
將吸有NaOH溶液的膠頭滴管插到液面以下，并在液面上覆蓋一層苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空氣與Fe(OH)2接觸發(fā)生反應(yīng)。
(2)還原性氣體保護(hù)法(圖2)
用H2將裝置內(nèi)的空氣排盡后，再將亞鐵鹽與NaOH溶液混合，這樣可長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色沉淀。
(3)電解法(圖3)
用鐵作陽(yáng)極，電解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆蓋苯(或煤油)。
3．(2022·常州檢測(cè))某小組根據(jù)Fe(OH)2白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，一段時(shí)間后變?yōu)榧t褐色的現(xiàn)象，探究產(chǎn)生灰綠色沉淀的原因。
Ⅰ.甲同學(xué)猜測(cè)灰綠色沉淀是Fe(OH)2和Fe(OH)3的混合物，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)如下。
(1)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生紅褐色沉淀的化學(xué)方程式為___________________________
_______________________________________________________________。
(2)實(shí)驗(yàn)1中加入維生素C溶液是利用該物質(zhì)的________性。
(3)實(shí)驗(yàn)2中加入的試劑a為________溶液，試劑b為________溶液。實(shí)驗(yàn)2的現(xiàn)象說(shuō)明甲同學(xué)的猜測(cè)________(填“正確”或“不正確”)。
Ⅱ.乙同學(xué)查閱資料得知，F(xiàn)e(OH)2沉淀具有較強(qiáng)的吸附性，猜測(cè)灰綠色可能是Fe(OH)2吸附Fe2＋引起的，設(shè)計(jì)并完成了實(shí)驗(yàn)3～實(shí)驗(yàn)5。
(4)依據(jù)乙同學(xué)的猜測(cè)，實(shí)驗(yàn)4中沉淀無(wú)灰綠色的原因?yàn)開__________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(5)該小組同學(xué)依據(jù)實(shí)驗(yàn)5的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，間接證明了乙同學(xué)猜測(cè)的正確性，則實(shí)驗(yàn)5的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可能為_____________________________________________。
Ⅲ.該小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)溶液中存在或溶解較多時(shí)，白色沉淀更容易變成灰綠色。經(jīng)過(guò)再次查閱資料得知當(dāng)沉淀形成時(shí)，若得到的沉淀單一，則沉淀結(jié)構(gòu)均勻，也緊密；若有雜質(zhì)固體存在時(shí)，得到的沉淀便不夠緊密，與溶液的接觸面積會(huì)更大。因此，當(dāng)沉淀中混有Feeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(OH))3時(shí)，沉淀不夠緊密，與溶液接觸面積更大，更容易吸附Fe2＋。
(6)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)該小組同學(xué)得出結(jié)論：制備Feeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(OH))2時(shí)能較長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色沉淀的適宜的條件和操作為________，并除去溶液中的Fe3＋和溶解O2。
[解析] 研究某一因素對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的影響時(shí)，應(yīng)該注意排除其他因素的干擾設(shè)計(jì)對(duì)比性實(shí)驗(yàn)；亞鐵離子和K3[Fe(CN)6]溶液反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀，可用于檢驗(yàn)亞鐵離子；鐵離子和KSCN溶液反應(yīng)呈血紅色，可用于檢驗(yàn)鐵離子。(1)氫氧化亞鐵和氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化鐵紅褐色沉淀，化學(xué)方程式為4Feeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(OH))2＋O2＋2H2O===4Feeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(OH))3；(2)維生素C具有還原性，可以防止Fe2＋被氧化，故實(shí)驗(yàn)1中加入維生素C溶液是利用該物質(zhì)的還原性；(3)亞鐵離子和K3[Fe(CN)6]溶液反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀，可用于檢驗(yàn)亞鐵離子；鐵離子和KSCN溶液反應(yīng)呈血紅色，可用于檢驗(yàn)鐵離子；故實(shí)驗(yàn)2中加入的試劑a為K3[Fe(CN)6]溶液，試劑b為KSCN溶液。實(shí)驗(yàn)2中出現(xiàn)藍(lán)色沉淀說(shuō)明存在亞鐵離子、未變紅說(shuō)明不存在鐵離子，證明灰綠色沉淀不是Feeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(OH))2和Feeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(OH))3的混合物，甲同學(xué)的猜測(cè)不正確；(4)乙同學(xué)猜測(cè)灰綠色可能是Feeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(OH))2吸附Fe2＋引起的；實(shí)驗(yàn)4中氫氧化鈉濃度較大，可以使亞鐵離子完全轉(zhuǎn)化為氫氧化亞鐵沉淀，故氫氧化亞鐵沉淀沒(méi)有亞鐵離子可以吸附，導(dǎo)致沉淀無(wú)灰綠色；(5)實(shí)驗(yàn)5的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，間接證明了乙同學(xué)猜測(cè)的正確性，則在氫氧化亞鐵轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵的過(guò)程中沒(méi)有亞鐵離子可以被吸附，沉淀不會(huì)變?yōu)榛揖G色，而是直接變?yōu)榧t褐色；故實(shí)驗(yàn)5的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可能為一段時(shí)間后白色沉淀變?yōu)榧t褐色沉淀，中間無(wú)灰綠色出現(xiàn)；(6)制備Feeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(OH))2時(shí)能較長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色沉淀，則需要盡可能使生成的氫氧化亞鐵沉淀單一、盡量沒(méi)有其他雜質(zhì)，則適宜的條件和操作為向高濃度氫氧化鈉溶液中加入硫酸亞鐵，實(shí)驗(yàn)為將0.1 ml/L的硫酸亞鐵溶液、8 ml/L的氫氧化鈉溶液均添加幾滴維生素C溶液，然后將盛有硫酸亞鐵溶液的膠頭滴管伸入盛有過(guò)量氫氧化鈉溶液的試管底部加入硫酸亞鐵溶液，并除去溶液中的Fe3＋和溶解的O2(合理即可)。
[答案] (1)4Feeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(OH))2＋O2＋2H2O===4Feeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(OH))3 (2)還原
(3)K3[Fe(CN)6] KSCN 不正確
(4)實(shí)驗(yàn)4中氫氧化鈉濃度較大，可以使亞鐵離子完全轉(zhuǎn)化為氫氧化亞鐵沉淀，故氫氧化亞鐵沉淀沒(méi)有亞鐵離子可以吸附
(5)一段時(shí)間后白色沉淀變?yōu)榧t褐色沉淀
(6)將0.1 ml/L的硫酸亞鐵溶液、8 ml/L的氫氧化鈉溶液均添加幾滴維生素C溶液，然后將盛有硫酸亞鐵溶液的膠頭滴管伸入盛有過(guò)量氫氧化鈉溶液的試管底部加入硫酸亞鐵溶液
鐵鹽、亞鐵鹽與高鐵酸鹽
1．亞鐵鹽的主要性質(zhì)
(1)亞鐵鹽的氧化性和還原性
含有Fe2＋的溶液呈淺綠色，既有氧化性，又有還原性，以還原性為主。
①氧化性：Fe2＋與Zn反應(yīng)：Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋(寫離子方程式，下同)。
②還原性[遇Br2、Cl2、O2、H2O2、ClO－、NOeq \\al(－,3)(H＋)等表現(xiàn)]：
a．向FeSO4溶液中滴入幾滴KSCN溶液，再加入氯水(或通入Cl2)，溶液變紅色。反應(yīng)原理為2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
b．向FeSO4溶液中滴入雙氧水，溶液變黃，反應(yīng)為2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
c．向FeSO4溶液中滴加少量酸性KMnO4溶液，溶液紫紅色褪去。反應(yīng)原理為MnOeq \\al(－,4)＋5Fe2＋＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。
(2)亞鐵鹽的水解與保存
①水解：Fe2＋＋2H2OFe(OH)2＋2H＋。
②亞鐵鹽溶液保存：保存時(shí)應(yīng)加入鐵粉防止Fe2＋被氧化，加入相應(yīng)酸防止水解。
2．鐵鹽的主要性質(zhì)
(1)鐵鹽的氧化性
含F(xiàn)e3＋的溶液呈黃色，F(xiàn)e3＋具有較強(qiáng)的氧化性。
①向FeCl3溶液中滴入幾滴KSCN溶液，再加入過(guò)量活潑金屬(如Fe)，溶液紅色褪去。反應(yīng)原理為2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋(寫離子方程式，下同)。
②向FeCl3溶液中加入淀粉-KI溶液，溶液變成藍(lán)色。反應(yīng)原理為2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋。
③向FeCl3溶液中通入H2S氣體，出現(xiàn)黃色渾濁。反應(yīng)原理為2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。
④用氯化鐵溶液蝕刻印刷電路板發(fā)生的反應(yīng)為2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。
(2)鐵鹽的水解與溶液配制和保存
①水解離子方程式：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋。溶液中Fe3＋分別與HCOeq \\al(－,3)、AlOeq \\al(－,2)、COeq \\al(2－,3)、ClO－等發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)而不能大量共存。
②實(shí)驗(yàn)室配制氯化鐵溶液時(shí)，通常將氯化鐵固體先溶于較濃的鹽酸中，然后再稀釋至所需濃度，抑制Fe3＋水解。
③保存：鐵鹽溶液保存時(shí)，加相應(yīng)酸防止水解。
3．Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)
(1)Fe2＋的檢驗(yàn)
(2)Fe3＋的檢驗(yàn)
4．高鐵酸鹽(K2FeO4、Na2FeO4)
FeOeq \\al(2－,4)中Fe為＋6價(jià)，具有強(qiáng)氧化性，在堿性條件下能穩(wěn)定存在，在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2,4FeOeq \\al(2－,4)＋10H2O===4Fe(OH)3(膠體)＋3O2↑＋8OH－，因此，高鐵酸鹽可用于殺菌消毒，而且還原產(chǎn)物Fe(OH)3膠體也是一種新型綠色凈水劑。
1．完成下列反應(yīng)的離子方程式。
(1)酸性FeCl2溶液長(zhǎng)期露置于空氣中：______________________________
_______________________________________________________________。
(2)向Fe(NO3)2溶液中滴加少量稀硫酸：_____________________________
_______________________________________________________________。
(3)FeCl2的酸性溶液與H2O2反應(yīng)：________________________________
_______________________________________________________________。
(4)向FeSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液褪色：______________。
(5)向FeCl3溶液中滴加KI溶液：_________________________________
_______________________________________________________________。
(6)向FeCl3溶液中逐漸加入Zn粉至過(guò)量：_________________________
_______________________________________________________________。
[答案] (1)4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O
(2)3Fe2＋＋4H＋＋NOeq \\al(－,3)===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
(3)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
(4)5Fe2＋＋MnOeq \\al(－,4)＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O
(5)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I(xiàn)2
(6)2Fe3＋＋3Zn===2Fe＋3Zn2＋
2．下列有關(guān)Fe3＋、Fe2＋的性質(zhì)及應(yīng)用的說(shuō)法不正確的是________(填序號(hào))。
①Fe2(SO4)3易溶于水，所以可用作凈水劑
②向Fe2(SO4)3溶液中加入過(guò)量鐵粉，可制得硫酸亞鐵溶液
③室溫下，向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液，再滴加幾滴淀粉溶液，溶液變藍(lán)色，則說(shuō)明Fe3＋的氧化性比I2的強(qiáng)
④Fe2＋與H2O2在酸性溶液中的離子反應(yīng)：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
⑤硫酸亞鐵片和維生素C同時(shí)服用，能增強(qiáng)治療缺鐵性貧血的效果，原因是維生素C具有還原性，可防止Fe2＋被氧化而失效
⑥將Fe(NO3)2樣品溶于稀硫酸后，滴加KSCN溶液，溶液變紅，說(shuō)明Fe(NO3)2已氧化變質(zhì)
⑦除去CaCl2溶液中的Fe2＋，可先向溶液中加入H2O2溶液，再加入過(guò)量CaCO3，調(diào)節(jié)pH
⑧配制FeCl3溶液時(shí)，為了防止FeCl3水解，可將FeCl3先溶于稀硝酸中
[答案] ①⑥⑧
Fe2＋與Fe3＋的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化
1．在FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入鐵粉，充分反應(yīng)后有固體剩余，經(jīng)過(guò)濾后濾液中的可能含有的離子有( )
①Fe2＋ ②Fe2＋和Fe3＋ ③Fe2＋和Cu2＋ ④Fe3＋和Cu2＋
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
A [在FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入鐵粉，F(xiàn)e先和Fe3＋反應(yīng)Ⅰ：
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，然后Fe和Cu2＋反應(yīng)Ⅱ：Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu ，所以充分反應(yīng)后若有固體剩余，則固體中一定含有Cu，溶液中一定無(wú)Fe3＋，若反應(yīng)Ⅱ恰好完全反應(yīng)或鐵粉過(guò)量，則溶液中只含F(xiàn)e2＋，若反應(yīng)Ⅱ鐵粉不足，溶液中含有Fe2＋和Cu2＋，所以經(jīng)過(guò)濾后濾液中的可能含有的離子為①或③。]
2．(2022·常州一模)制備摩爾鹽[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]的實(shí)驗(yàn)中，需對(duì)過(guò)濾出產(chǎn)品的母液[FeSO4、(NH4)2SO4、H2SO4的混合溶液，pHCl－，逐滴加入酸性KMnO4溶液，F(xiàn)e2＋將MnOeq \\al(－,4)還原為Mn2＋，使紫色褪去，故可能含有Fe2＋；若溶液中無(wú)Fe2＋，Cl－也能將MnOeq \\al(－,4)還原為Mn2＋，紫色褪去，因而溶液中也可能無(wú)Fe2＋
檢驗(yàn)Fe2＋和Fe3＋時(shí)的注意事項(xiàng)
(1)檢驗(yàn)Fe2＋時(shí)不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能將加KSCN后的混合溶液加入足量的新制氯水中(新制氯水能氧化SCN－)。
(2)Fe2＋、Cl－同時(shí)存在時(shí)不能用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)Fe2＋(Cl－能還原酸性KMnO4，發(fā)生干擾)。
(3)檢驗(yàn)Fe2＋、Fe3＋的其他方法
檢驗(yàn)Fe3＋也可用苯酚(C6H5OH)；檢驗(yàn)Fe2＋最好用K3[Fe(CN)6]溶液。
1．下列說(shuō)法正確的是________(填序號(hào))。
①(2022·廣東選擇性考試)工人將模具干燥后再注入熔融鋼水涉及的化學(xué)知識(shí)是鐵與H2O高溫下會(huì)反應(yīng)
②(2022·廣東選擇性考試)因?yàn)镕eCl3水解可生成Fe(OH)3膠體，所以FeCl3可用作凈水劑
③(2021·廣東選擇性考試)H2O(g)通過(guò)灼熱鐵粉：3H2O(g)＋2Fe===Fe2O3＋3H2
④(2020·全國(guó)Ⅲ卷)向H2O2溶液中滴加少量FeCl3：2Fe3＋＋H2O2===O2↑＋2H＋＋2Fe2＋
⑤(2020·江蘇高考)室溫下，F(xiàn)e與濃H2SO4反應(yīng)生成FeSO4
[答案] ①②
2．(2022·廣東選擇性考試，T11)為檢驗(yàn)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法對(duì)鋼鐵防腐的效果，將鍍層有破損的鍍鋅鐵片放入酸化的3% NaCl溶液中。一段時(shí)間后，取溶液分別實(shí)驗(yàn)，能說(shuō)明鐵片沒(méi)有被腐蝕的是( )
A．加入AgNO3溶液產(chǎn)生沉淀
B．加入淀粉碘化鉀溶液無(wú)藍(lán)色出現(xiàn)
C．加入KSCN溶液無(wú)紅色出現(xiàn)
D．加入K3[Fe(CN)6]溶液無(wú)藍(lán)色沉淀生成
D [鐵片腐蝕生成Fe2＋，加入K3[Fe(CN)6]溶液無(wú)藍(lán)色沉淀生成，說(shuō)明沒(méi)有Fe2＋，鐵片沒(méi)有被腐蝕，D符合題意。]
3．(2020·江蘇高考，T19)實(shí)驗(yàn)室由煉鋼污泥(簡(jiǎn)稱鐵泥，主要成分為鐵的氧化物)制備軟磁性材料α-Fe2O3。
其主要實(shí)驗(yàn)流程如下：
eq \a\vs4\al(鐵泥)→eq \x(酸浸)→eq \x(還原)→eq \x(除雜)→eq \x(沉鐵)α-Fe2O3
(1)酸浸。用一定濃度的H2SO4溶液浸取鐵泥中的鐵元素。若其他條件不變，實(shí)驗(yàn)中采取下列措施能提高鐵元素浸出率的有________(填序號(hào))。
A．適當(dāng)升高酸浸溫度
B．適當(dāng)加快攪拌速度
C．適當(dāng)縮短酸浸時(shí)間
(2)還原。向“酸浸”后的濾液中加入過(guò)量鐵粉，使Fe3＋完全轉(zhuǎn)化為Fe2＋?！斑€原”過(guò)程中除生成Fe2＋外，還會(huì)生成________(填化學(xué)式)；檢驗(yàn)Fe3＋是否還原完全的實(shí)驗(yàn)操作是________________________________________________
_________________________________________________________________。
(3)沉鐵。將提純后的FeSO4溶液與氨水-NH4HCO3混合溶液反應(yīng)，生成FeCO3沉淀。
①生成FeCO3沉淀的離子方程式為_________________________________
_______________________________________________________________。
②設(shè)計(jì)以FeSO4溶液、氨水-NH4HCO3混合溶液為原料，制備FeCO3的實(shí)驗(yàn)方案：______________________________________________________________
___________________________________________________________________。
[FeCO3沉淀需“洗滌完全”，F(xiàn)e(OH)2開始沉淀的pH＝6.5]
[解析] (1)其他條件不變，實(shí)驗(yàn)中適當(dāng)升高酸浸溫度、適當(dāng)加快攪拌速度都能提高鐵元素浸出率，縮短酸浸時(shí)間會(huì)降低鐵元素浸出率，故應(yīng)選A、B項(xiàng)。
(2)鐵泥的主要成分為鐵的氧化物，加入一定濃度的H2SO4溶液“酸浸”，濾液中含有Fe3＋、Fe2＋、H＋、SOeq \\al(2－,4)等，加入過(guò)量鐵粉，F(xiàn)e3＋、H＋均與Fe發(fā)生反應(yīng)，故除生成Fe2＋外，還會(huì)生成H2。可利用KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3＋是否被完全還原，實(shí)驗(yàn)操作為取少量清液，向其中滴加幾滴KSCN溶液，觀察溶液顏色是否呈血紅色，若不變色，證明Fe3＋被完全還原。
(3)①FeSO4溶液與氨水-NH4HCO3混合溶液反應(yīng)，F(xiàn)e2＋與COeq \\al(2－,3)結(jié)合生成FeCO3沉淀，促進(jìn)了HCOeq \\al(－,3)的電離，離子方程式為Fe2＋＋HCOeq \\al(－,3)＋NH3·H2O===FeCO3↓＋NHeq \\al(＋,4)＋H2O或Fe2＋＋HCOeq \\al(－,3)＋NH3===FeCO3↓＋NHeq \\al(＋,4)。
②Fe(OH)2開始沉淀的pH＝6.5，且要求FeCO3沉淀需“洗滌完全”，應(yīng)控制溶液的pH不大于6.5，防止產(chǎn)生Fe(OH)2沉淀；得到FeCO3沉淀，靜置后過(guò)濾，用蒸餾水洗滌沉淀2～3次，并通過(guò)檢驗(yàn)洗滌液中是否含有SOeq \\al(2－,4)，判斷是否洗滌干凈。則制備FeCO3的具體實(shí)驗(yàn)方案為在攪拌條件下向FeSO4溶液中緩慢加入氨水-NH4HCO3混合溶液，控制溶液pH不大于6.5；靜置后過(guò)濾，所得沉淀用蒸餾水洗滌2～3次；取最后一次洗滌后的濾液，滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液，不出現(xiàn)白色沉淀。
[答案] (1)AB
(2)H2 取少量清液于試管中，向其中滴加幾滴KSCN溶液，觀察溶液顏色是否呈血紅色
(3)①Fe2＋＋HCOeq \\al(－,3)＋NH3·H2O===FeCO3↓＋NHeq \\al(＋,4)＋H2O(或Fe2＋＋HCOeq \\al(－,3)＋NH3===FeCO3↓＋NHeq \\al(＋,4))
②在攪拌條件下向FeSO4溶液中緩慢加入氨水-NH4HCO3混合溶液，控制溶液pH不大于6.5；靜置后過(guò)濾，所得沉淀用蒸餾水洗滌2～3次；取最后一次洗滌后的濾液，滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液，不出現(xiàn)白色沉淀
實(shí)驗(yàn)小組研究二價(jià)鐵的還原性，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)。
(1)實(shí)驗(yàn)所用的FeSO4溶液由Fe2(SO4)3溶液和足量鐵粉反應(yīng)制得，反應(yīng)的離子方程式是__________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(2)實(shí)驗(yàn)Ⅰ中沉淀變?yōu)榧t褐色的化學(xué)方程式是_________________________
_______________________________________________________________。
(3)關(guān)于實(shí)驗(yàn)Ⅱ中白色沉淀的組成，小組同學(xué)展開研究。
①已知Fe(HCO3)2在水中不存在。對(duì)沉淀組成做出如下假設(shè)，請(qǐng)補(bǔ)充完整。
假設(shè)a：依據(jù)NaHCO3溶液顯________性，推測(cè)白色沉淀可能為Fe(OH)2；
假設(shè)b：白色沉淀可能為________。
②研究白色沉淀組成的實(shí)驗(yàn)如下：
ⅰ.取少量白色沉淀，充分洗滌，向其中加入稀硫酸，沉淀完全溶解，產(chǎn)生無(wú)色氣泡；
ⅱ.向所得溶液中滴入KSCN試劑，溶液幾乎不變紅；
ⅲ.向ⅱ溶液中再滴入少量H2O2，溶液立即變?yōu)榧t色。
由此說(shuō)明，白色沉淀中一定含有________(填離子)。
③研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)白色沉淀在空氣中久置，最終變?yōu)榧t褐色。則該沉淀比實(shí)驗(yàn)Ⅰ中所得的Fe(OH)2________(填“難”或“易”)被空氣氧化。
[解析] (1)Fe2(SO4)3與Fe反應(yīng)的離子方程式為2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。(2)實(shí)驗(yàn)Ⅰ中的白色沉淀為Fe(OH)2，其變?yōu)榧t褐色的化學(xué)方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。(3)①NaHCO3溶液顯堿性，故可推測(cè)沉淀可能為Fe(OH)2；另一種猜測(cè)是生成了FeCO3沉淀。②由于溶于稀硫酸后產(chǎn)生無(wú)色氣泡，滴入KSCN溶液不變紅，加入H2O2后變紅，則證明白色沉淀中一定含有Fe2＋和COeq \\al(2－,3)。③由于白色沉淀久置后才變紅褐色，故該沉淀難被空氣氧化。
[答案] (1)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
(2)4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3
(3)①堿 FeCO3 ②Fe2＋和COeq \\al(2－,3) ③難
課時(shí)分層作業(yè)(十二) 鐵及其重要化合物
1．(2022·鎮(zhèn)江模擬)某工業(yè)廢水中含有FeSO4和CuSO4(不考慮其他成分)，利用以下流程可以回收FeSO4和Cu。
下列說(shuō)法不正確的是( )
A．操作1和操作2都是過(guò)濾
B．固體1是Fe和Cu的混合物
C．試劑2為適當(dāng)過(guò)量的稀硫酸
D．操作3為蒸發(fā)結(jié)晶
D [工業(yè)廢水中含有FeSO4和CuSO4，加入過(guò)量鐵粉，鐵置換出銅，過(guò)濾，固體1中含有Fe、Cu，溶液1含有FeSO4，固體1中加稀硫酸，鐵和稀硫酸反應(yīng)生成FeSO4和氫氣，過(guò)濾，固體2是Cu，F(xiàn)eSO4溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥得FeSO4·7H2O。A.操作1和操作2都是固液分離，都是過(guò)濾，故A正確；B.FeSO4和CuSO4溶液中加入過(guò)量鐵粉，鐵置換出銅，固體1是Cu和剩余的Fe，故B正確；C.試劑2是除去Fe、Cu的混合物中的Fe，并回收FeSO4，所以試劑2為適當(dāng)過(guò)量的稀硫酸，故C正確；D.從FeSO4溶液獲得FeSO4·7H2O，操作為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥，故D錯(cuò)誤。]
2．向含有FeBr2、FeI2的溶液中通入一定量的氯氣后，再向溶液中滴加KSCN溶液，溶液變?yōu)檠t色，則下列敘述不正確的是( )
A．通入氯氣后的溶液中一定不存在I－
B．通入氯氣之后原溶液中的Fe2＋全部被氧化
C．原溶液中的Br－可能被氧化
D．若取少量所得溶液，再加入CCl4溶液充分振蕩，靜置、分液，下層溶液呈紫紅色
B [還原性：I－>Fe2＋>Br－，氯氣先氧化I－，然后氧化Fe2＋，最后氧化Br－，向反應(yīng)后的溶液中滴加KSCN溶液，結(jié)果溶液變?yōu)檠t色，說(shuō)明I－全部被氧化，F(xiàn)e2＋部分或全部被氧化，Br－可能被氧化。A.由分析可知，向反應(yīng)后的溶液中滴加KSCN溶液，結(jié)果溶液變?yōu)檠t色，說(shuō)明Fe2＋部分或全部被氧化，I－一定全部被氧化，A正確，B錯(cuò)誤；C. Fe2＋部分或全部被氧化，出現(xiàn)鐵離子，原溶液中的Br－可能被氧化，C正確；D.反應(yīng)生成碘單質(zhì)，則加入CCl4溶液充分振蕩，靜置、分液，碘被萃取，下層溶液呈紫紅色，D正確。]
3．利用如圖裝置制取Fe(OH)2，能較長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色沉淀的生成，下列分析不正確的是( )
A．X可以是稀硫酸、稀鹽酸或稀硝酸
B．實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)先打開止水夾a、b，再向燒瓶中加入X
C．反應(yīng)一段時(shí)間后可在錐形瓶中觀察到白色沉淀(其他操作均正常)
D．反應(yīng)結(jié)束后若關(guān)閉b及分液漏斗活塞，則Fe(OH)2可較長(zhǎng)時(shí)間存在
A [鐵和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，亞鐵離子和氫氧根離子結(jié)合生成白色沉淀氫氧化亞鐵。A.X可以是稀硫酸或稀鹽酸，是因?yàn)殍F和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，但過(guò)量稀硝酸與鐵反應(yīng)生成Fe3＋，且生成的NO污染環(huán)境，故A選；B.實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)先打開止水夾a、b，再向燒瓶中加入X，便于液體流下，故B不選；C.反應(yīng)一段時(shí)間后可在錐形瓶中觀察到白色沉淀，是因?yàn)榉磻?yīng)生成氫氣，把氯化亞鐵或硫酸亞鐵壓入錐形瓶中，與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化亞鐵沉淀，故C不選；D.反應(yīng)結(jié)束后若關(guān)閉b及分液漏斗活塞，則Fe(OH)2可較長(zhǎng)時(shí)間存在，是因?yàn)闅溲趸瘉嗚F與氧氣隔絕，故D不選。]
4．(2022·常州一模)下列中學(xué)常見(jiàn)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象或表述正確的是( )
A．過(guò)量的鐵粉投入到一定量的氯化鐵溶液中，充分反應(yīng)后取上層清液于試管中，滴加KSCN溶液，溶液顯血紅色
B．制備氫氧化亞鐵時(shí)，向硫酸亞鐵溶液中滴加氫氧化鈉溶液，邊加邊攪拌，即可制得白色的氫氧化亞鐵
C．檢驗(yàn)紅磚中的氧化鐵成分，向紅磚粉末中加入鹽酸，充分反應(yīng)后取上層清液于試管中，滴加KSCN溶液2～3滴即可
D. Fe(OH)3在空氣中充分加熱時(shí)，可分解為FeO和H2O
C [A.鐵過(guò)量，會(huì)得到Fe2＋，滴加KSCN溶液，溶液無(wú)明顯現(xiàn)象，A錯(cuò)誤；B.制備氫氧化亞鐵，不能攪拌，以防止其被氧化，B錯(cuò)誤；C.檢驗(yàn)紅磚中的成分，向紅磚粉末中加鹽酸，反應(yīng)后取上清液于試管中，滴加KSCN溶液2～3滴即可，C正確；D.Fe(OH)3在空氣中加熱分解為Fe2O3和H2O，D錯(cuò)誤。]
5．(2022·揚(yáng)州一模)硫酸亞鐵是一種重要的化工原料，可以制備一系列物質(zhì)，如圖。下列說(shuō)法正確的是( )
A．制備堿式硫酸鐵時(shí)采用高溫可以提高產(chǎn)率
B．該溫度下，(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的小
C．上述轉(zhuǎn)化中僅有1步反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)
D．生產(chǎn)FeCO3的離子反應(yīng)是：Fe2＋＋ HCOeq \\al(－,3)===FeCO3↓＋ H＋
B [A.高溫時(shí)，過(guò)氧化氫易分解，故制備堿式硫酸鐵時(shí)溫度不宜過(guò)高，故A錯(cuò)誤；B.加入硫酸銨生成(NH4)2Fe(SO4)2，說(shuō)明(NH4)2Fe(SO4)2溶解度較小，故B正確；C.FeSO4中鐵元素為＋2價(jià)，堿式硫酸鐵中鐵元素為＋3價(jià)，硫酸亞鐵和過(guò)氧化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)，F(xiàn)eCO3在空氣中煅燒生成Fe2O3反應(yīng)中，鐵元素由＋2價(jià)升高為＋3價(jià)，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，則有2步反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；D.NH4HCO3不穩(wěn)定，溶液中與亞鐵離子反應(yīng)生成水、碳酸亞鐵和二氧化碳，發(fā)生反應(yīng)：Fe2＋＋2HCOeq \\al(－,3)===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O，故D錯(cuò)誤。]
6．(2022·徐州二模)高磷鮞狀赤鐵礦(主要含有Fe2O3，還含有少量Al2O3、CaO、SiO2等)是我國(guó)一種重要的沉積型鐵礦資源，以高磷鮞狀赤鐵礦為原料制備純度較高的鐵紅，其流程如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是{已知Fe2＋遇K3[Fe(CN)6]生成藍(lán)色沉淀。}( )
A．鐵紅可用于油漆、油墨、建筑物的著色劑
B．酸浸液遇K3[Fe(CN)6]溶液生成藍(lán)色沉淀
C．洗滌濾渣時(shí)不要用玻璃棒不斷攪拌
D．氧化時(shí)不能選用試劑H2O2、NaClO
D [鐵礦石和碳粉焙燒可生成Fe，加入硫酸，可除去二氧化硅、碳粉、硫酸鈣等，酸浸液中含有鋁離子、亞鐵離子等，加入氨水調(diào)節(jié)pH生成氫氧化鋁，氧化濾液生成鐵離子，調(diào)節(jié)pH生成氫氧化鐵，洗滌、干燥、灼燒可生成鐵紅。A.鐵紅的主要成分是氧化鐵，為紅棕色，可用于油漆、油墨、建筑物的著色劑，A項(xiàng)正確；B.酸浸液中含有Fe2＋，遇K3[Fe(CN)6]溶液生成藍(lán)色的沉淀，B項(xiàng)正確；C.用玻璃棒不斷攪拌會(huì)破壞氫氧化鐵，使一部分氫氧化鐵溶解，降低產(chǎn)率，C項(xiàng)正確；D.氧化Fe2＋時(shí)可選用H2O2、NaClO溶液作為氧化劑，將Fe2＋氧化為
Fe3＋。反應(yīng)原理分別為2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O ,2Fe2＋＋ ClO －＋ 2H＋ ===2Fe3＋＋ Cl－＋ H2O，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]
7．某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)后組員之間的交流不合理的是
( )
A．甲同學(xué)認(rèn)為試管b中收集到的氣體可點(diǎn)燃，且產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰
B．乙同學(xué)認(rèn)為試管a中生成的黑色固體可能為四氧化三鐵
C．丙同學(xué)認(rèn)為將少量還原性鐵粉放入試管中，加適量的水，加熱也可實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)
D．丁同學(xué)認(rèn)為試管中濕棉花的作用是產(chǎn)生水蒸氣
C [A.鐵粉與水蒸氣在高溫條件下反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，氫氣燃燒產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，A、B正確；C.鐵粉在高溫下才能與水蒸氣反應(yīng)，在水中加熱不反應(yīng)，C錯(cuò)誤；D.濕棉花的作用是為反應(yīng)提供水蒸氣，D正確。]
8．(2022·南京檢測(cè))某學(xué)生在學(xué)習(xí)了檢驗(yàn)食品中的鐵元素后，設(shè)想在課外研究測(cè)定某補(bǔ)鐵劑中鐵元素(＋2價(jià))含量，其設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程如下：
下列說(shuō)法不正確的是( )
A．步驟②可以用新制氯水替代H2O2
B．步驟②加入氨水的作用是將Fe3＋完全沉淀
C．取步驟①操作后的溶液，滴加幾滴K3[Fe(CN)6]溶液可檢驗(yàn)補(bǔ)鐵劑是否已因氧化變質(zhì)
D．每片補(bǔ)鐵劑中鐵元素的質(zhì)量為0.07W g
C [將補(bǔ)鐵劑研細(xì)，向藥片中加入稀硫酸，然后過(guò)濾分離濾液和不溶性物質(zhì)，向?yàn)V液中加入雙氧水，將Fe2＋氧化為 Fe3＋，向?yàn)V液中加入過(guò)量氨水得到氫氧化鐵沉淀，將紅褐色沉淀灼燒得到紅棕色固體Fe2O3。A.雙氧水的作用是將Fe2＋氧化為 Fe3＋，氯水也可以將Fe2＋氧化為 Fe3＋，故可以用新制氯水替代H2O2，故A正確；B.步驟②加入氨水，氨水會(huì)電離產(chǎn)生OH－，與溶液中的Fe3＋反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀，故B正確；C.步驟①操作后的溶液中應(yīng)含F(xiàn)e2＋不含F(xiàn)e3＋，K3[Fe(CN)6]溶液可以檢驗(yàn)亞鐵離子的存在，不能檢驗(yàn)出Fe3＋，所以滴加K3[Fe(CN)6]溶液不能檢驗(yàn)補(bǔ)鐵劑是否因氧化變質(zhì)，故C錯(cuò)誤；D.W g為Fe2O3的質(zhì)量，由Fe 元素守恒可知，每片補(bǔ)鐵劑中鐵元素的質(zhì)量為 eq \f(W g×\f(112,160),10)＝0.07W g，故D正確。]
9．用銹蝕了的廢鐵屑(鐵銹主要成分是Fe2O3)為原料制備FeCl3·6H2O晶體的流程可簡(jiǎn)要表示如下：
試回答下列問(wèn)題：
(1)向“酸溶”“過(guò)濾”后的濾液中滴加KSCN溶液無(wú)明顯現(xiàn)象，“酸溶”過(guò)程中發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式有：①Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；②__________________________________________________________________
____________________________________________________________________；
③_____________________________________________________________。
(2)取少量“酸溶”“過(guò)濾”后的濾液，向其中滴加NaOH溶液出現(xiàn)白色沉淀，沉淀最終轉(zhuǎn)化為紅褐色，寫出生成紅褐色沉淀的化學(xué)方程式為_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)“酸溶”時(shí)控制溫度在40℃左右不宜過(guò)高，原因是__________________，為控制該溫度可以采用________進(jìn)行加熱。
(4)“氧化”過(guò)程可在如圖所示裝置中進(jìn)行。
在B中使用多孔球泡并攪拌，目的是________________________________
______________________________________________________________。
(5)從FeCl3溶液制得FeCl3·6H2O晶體的一系列操作是蒸發(fā)濃縮至有晶膜出現(xiàn)、______、________、洗滌、干燥。
[解析] (2)“酸溶”“過(guò)濾”后的濾液中存在Fe2＋，滴加NaOH溶液，發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生Fe(OH)2白色沉淀，在空氣中易被氧化生成紅褐色沉淀，反應(yīng)方程式為4Feeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(OH))2＋O2＋2H2O===4Feeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(OH))3；
(3)“酸溶”時(shí)用的是30%的鹽酸，溫度過(guò)高HCl易揮發(fā)，所以需要控制溫度在40 ℃左右，最佳的加熱方式是在40 ℃的水浴中加熱；
(5)從溶液中析出晶體的操作步驟一般是加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥。
[答案] (1)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(3)HCl易揮發(fā) 在40 ℃水浴中
(4)保證氯氣充分氧化FeCl2
(5)冷卻結(jié)晶過(guò)濾
10．硫酸亞鐵作為補(bǔ)鐵劑，可促進(jìn)動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育，增強(qiáng)抗病能力。以鈦白副產(chǎn)綠礬(成分為FeSO4·7H2O、Fe2O3、FeO、PbO、CuO)為原料制備綠礬(FeSO4·7H2O)的工藝流程如下：
回答下列問(wèn)題：
(1)寫出兩條可提高“酸浸”效率的措施：___________________________
_______________________________________________________________。
(2)“酸浸”過(guò)程，礦渣中的Fe2O3與稀H2SO4反應(yīng)的離子方程式為_____
________________________________________________________________。
(3)檢驗(yàn)“酸浸”后的溶液中是否含F(xiàn)e3＋的操作方法及現(xiàn)象是___________
_______________________________________________________________。
(4)“還原”時(shí)溶液中含鐵物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________。
(5)“一系列操作”包括________、洗滌、干燥。干燥時(shí)溫度不宜過(guò)高，其原因是_____________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(6)綠礬晶體在空氣中易被氧化。取x g樣品，加水完全溶解，用酸化的a ml·L－1K2Cr2O7溶液滴定至終點(diǎn)，消耗K2Cr2O7溶液b mL。反應(yīng)原理：
________Fe2＋＋________ Cr2Oeq \\al(2－,7)＋ ________H＋===________ Fe3＋＋________Cr3＋＋ ________。
請(qǐng)將離子方程式補(bǔ)充完整，則綠礬晶體純度的計(jì)算式為______________(FeSO4·7H2O摩爾質(zhì)量為278 g·ml－1)。
[解析] (1)可提高“酸浸”效率的措施：適當(dāng)提高硫酸濃度、適當(dāng)升高溫度、把原材料粉碎、充分?jǐn)嚢璧取?2)Fe2O3與稀H2SO4反應(yīng)的離子方程式為Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。(3)檢驗(yàn)“酸浸”后的溶液中是否含F(xiàn)e3＋：取少量“酸浸”后的溶液于一支潔凈的試管中，滴入幾滴KSCN溶液，若溶液變?yōu)檠t色，則說(shuō)明“酸浸”后的溶液中含F(xiàn)e3＋；若溶液不變?yōu)檠t色，則說(shuō)明“酸浸”后的溶液中不含F(xiàn)e3＋。(4)“還原”時(shí)溶液中含鐵物質(zhì)為FeSO4和Fe2(SO4)3，加入鐵粉發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(SO4))3＋Fe===3FeSO4。(5)從濾液中提取綠礬的“一系列操作”包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥。干燥時(shí)溫度不宜過(guò)高，其原因是防止FeSO4·7H2O失去結(jié)晶水。(6)K2Cr2O7溶液滴定的反應(yīng)原理：6Fe2＋＋1Cr2Oeq \\al(2－,7)＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O，根據(jù)化學(xué)方程式，由消耗K2Cr2O7溶液的量計(jì)算FeSO4·7H2O的純度為eq \f(a ml·L－1×b×10－3L×6×278 g·ml－1,x g)×100%＝eq \f(6ab×10－3×278,x)×100%。
[答案] (1)適當(dāng)升高溫度，將鈦白副產(chǎn)綠礬粉碎(或攪拌等)
(2)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
(3)取少量“酸浸”后的溶液于一支潔凈的試管中，滴入幾滴KSCN溶液，若溶液變?yōu)檠t色，則說(shuō)明“酸浸”后的溶液中含F(xiàn)e3＋；若溶液不變?yōu)檠t色，則說(shuō)明“酸浸”后的溶液中不含F(xiàn)e3＋(反之則不含，也可以)
(4)Fe2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(SO4))3＋Fe===3FeSO4
(5)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，過(guò)濾避免綠礬失去結(jié)晶水(或其他合理答案)
(6)6 1 14 6 2 7H2O eq \f(6ab×10－3×278,x)×100%與H＋反應(yīng)
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
與稀HNO3
反應(yīng)
酸過(guò)量
Fe＋4H＋＋NOeq \\al(－,3)===Fe3＋＋NO↑＋2H2O
酸少量
3Fe＋8H＋＋2NOeq \\al(－,3)===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O
與濃H2SO4、
濃HNO3反應(yīng)
常溫下鈍化，加熱時(shí)氧化成Fe3＋分別生成SO2、NO2
化學(xué)式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗稱
—
鐵紅
磁性氧化鐵
顏色
黑色
紅棕色
黑色
狀態(tài)
粉末
粉末
晶體
溶解性
難溶于水
難溶于水
難溶于水
裝置一
裝置二
化學(xué)式
Fe(OH)2
Fe(OH)3
色態(tài)
白色固體
紅褐色固體
溶解性
難溶于水
難溶于水
與鹽酸
反應(yīng)
Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
受熱
分解
—
2Fe(OH)3eq \(=====,\s\up9(△))Fe2O3＋3H2O
制法
可溶性亞鐵鹽與堿反應(yīng)：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
可溶性鐵鹽與堿反應(yīng)：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
二者的
關(guān)系
空氣中，F(xiàn)e(OH)2白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，化學(xué)方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
編號(hào)
實(shí)驗(yàn)操作
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)1
上述兩種溶液中均先加幾滴維生素C溶液
液面上方出現(xiàn)白色沉淀，一段時(shí)間后變?yōu)榛揖G色，長(zhǎng)時(shí)間后變?yōu)榧t褐色
實(shí)驗(yàn)2
①中出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，
②中溶液未變紅色
編號(hào)
實(shí)驗(yàn)操作
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)3
上述兩種溶液中均先加幾滴維生素C溶液
液面上方產(chǎn)生白色沉淀(帶有較多灰綠色)；沉淀下沉后，部分灰綠色沉淀變?yōu)榘咨?br>實(shí)驗(yàn)4
上述兩種溶液中均先加幾滴維生素C溶液
液面上方產(chǎn)生白色沉淀(無(wú)灰綠色)；沉淀下沉后，仍為白色
實(shí)驗(yàn)5
取實(shí)驗(yàn)4中白色沉淀，洗凈后放在潮濕的空氣中
方法1
樣品溶液eq \(――――――――→,\s\up9(滴加KSCN溶液),\s\d8())無(wú)現(xiàn)象eq \(――――→,\s\up9(滴加氯水),\s\d8(或雙氧水))溶液變血紅色，證明含有Fe2＋
方法2
樣品溶液eq \(――――――――→,\s\up9(加入NaOH溶液),\s\d8())產(chǎn)生白色絮狀沉淀，迅速變成灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色，證明含有Fe2＋
方法3
樣品溶液eq \(―――――――――――→,\s\up9(加入K3[Fe(CN)6]溶液),\s\d8())生成藍(lán)色沉淀，證明含有Fe2＋
方法1
樣品溶液eq \(――――――――→,\s\up9(滴加KSCN溶液),\s\d8())溶液變血紅色，證明含有Fe3＋
方法2
樣品溶液eq \(――――――――→,\s\up9(加入NaOH溶液),\s\d8())產(chǎn)生紅褐色沉淀，證明含有Fe3＋
實(shí)驗(yàn)步驟
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)結(jié)論及反應(yīng)的離子方程式
取少量溶液A于試管中，加入KSCN溶液
______________
______________
假設(shè)②不成立，假設(shè)①或③成立；反應(yīng)的離子方程式是___________________________________________________________
序號(hào)
實(shí)驗(yàn)方案
現(xiàn)象
Ⅰ
現(xiàn)象a：生成白色沉淀，3 min后沉淀基本變?yōu)榧t褐色
Ⅱ
現(xiàn)象b：生成白色沉淀，3 min后沉淀顏色幾乎不變

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