1.掌握鐵及其重要化合物的主要性質及其應用。2.了解鐵及其化合物的制備方法。
考點一 鐵的單質、氧化物、氫氧化物
考點二 Fe2+和Fe3+的性質及其檢驗
微專題5 氫氧化亞鐵制備實驗探究
1.單質鐵(1)鐵在自然界中的存在鐵位于元素周期表中第 周期 族,是一種應用最廣泛的過渡金屬元素;鐵元素是一種典型的變價金屬元素。(2)鐵的物理性質 色固體,熔點較高,具有良好的導熱、導電、延展性,能被_____吸引。
鐵的原子結構示意圖:
還原性較強,失去電子后生成+2價或+3價的鐵。生成不同價態(tài)的反應關系如下:
按要求填空:①Fe在O2、Cl2中燃燒的現(xiàn)象及化學方程式:鐵在氧氣中燃燒, : 。鐵在氯氣中燃燒,產生 : (不論鐵的量多少,與氯氣反應的產物都是 )。②Fe與S、水蒸氣反應的化學方程式:Fe與S: (不論鐵的量多少,與硫反應的產物都是_____ )。Fe與水蒸氣: 。
③與氧化性酸(如HNO3)的反應(寫離子方程式)。Fe與過量稀HNO3的反應: 。Fe與少量稀HNO3的反應: 。④Fe與FeCl3溶液的反應(寫離子方程式): 。特別提醒 鐵遇冷的濃硝酸、濃硫酸時,表面會生成一層致密的氧化膜,化學上稱之為鈍化,屬于化學變化。
Fe+2Fe3+===3Fe2+
FeO+2H+===Fe2++H2O
Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O
3.氫氧化鐵和氫氧化亞鐵的比較
Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O
Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O
Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓
Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
(1)鐵位于元素周期表中第四周期ⅧB族(  )錯因: 。(2)鐵的化學性質比較活潑,所以鐵在自然界中全部以化合態(tài)存在(  )錯因: 。(3)Fe在足量Cl2中燃燒生成FeCl3,在少量Cl2中燃燒生成FeCl2(  )錯因: 。(4)Fe分別與氯氣、鹽酸反應得到相同的氯化物(  )錯因: 。
Fe與Cl2反應生成FeCl3,與Cl2的量無關
Fe與Cl2反應生成FeCl3,與鹽酸反應生成FeCl2,產物不同
(5)Fe3O4中Fe的化合價有+2價和+3價,因而Fe3O4是FeO與Fe2O3的混合物(  )錯因: 。
Fe3O4是一種化合物,不是混合物
題組一 鐵及重要化合物性質
1.(2020·湖北枝江月考)下列關于鐵的說法正確的是A.鐵在硫蒸氣中燃燒生成Fe2S3B.純鐵的抗腐蝕能力較差,鐵在干燥的空氣里易被氧化C.工業(yè)上用CO在高溫條件下還原含F(xiàn)e2O3的鐵礦石煉鐵D.鐵在純氧中燃燒或在氯氣中燃燒所得產物中鐵的化合價均為+3價
解析 Fe與S反應生成FeS,A項錯誤;純鐵不易發(fā)生電化學腐蝕,抗腐蝕能力較強,鐵在干燥的空氣里不易被氧化,B項錯誤;鐵在純氧中燃燒產物是Fe3O4,其中鐵的化合價有+2價和+3價兩種價態(tài),D項錯誤。
2.鐵是日常生活中使用最廣泛的金屬,下列關于鐵的一些說法正確的是A.常溫下濃硫酸與鐵不反應,故常溫下可用鐵制容器貯藏、貯運濃硫酸B.鐵是較活潑的金屬,它與鹵素單質(X2)反應的生成物均為FeX3C.Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3,說明穩(wěn)定性:Fe(OH)2Fe3O4D.FeO、Fe2O3和Fe3O4均可與鹽酸反應,且反應類型均為復分解反應
解析 FeO和Fe3O4均為黑色固體,F(xiàn)e2O3為紅棕色固體,故A錯誤;Fe3O4是一種純凈物,化合價是一種復合化合價,故B錯誤;在1 400 ℃以上的溫度下加熱Fe2O3時,F(xiàn)e2O3會部分失去氧,生成Fe3O4,說明Fe3O4比Fe2O3穩(wěn)定,故C錯誤;FeO、Fe2O3和Fe3O4均可與鹽酸反應生成鹽和水,反應過程中無元素化合價變化,反應類型均為復分解反應,故D正確。
5.準確稱取某種鐵的氧化物2.88 g,用足量的CO進行還原,將生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收,得到沉淀4.00 g,則這種鐵的氧化物為A.Fe3O4 D.以上都不是
解析 4.00 g CaCO3沉淀的物質的量為0.04 ml,則CO、CO2的物質的量也為0.04 ml,增加的氧元素為0.04 ml,質量為0.04 ml×16 g·ml-1=0.64 g,鐵的氧化物中氧元素的質量為0.64 g,鐵元素質量為2.88 g-0.64 g=2.24 g,鐵的氧化物中鐵元素與氧元素的物質的量之比為
則這種鐵的氧化物的化學式為FeO。
6.(2019·舟山質檢)有一塊鐵的“氧化物”樣品,用140 mL 5.0 ml·L-1鹽酸恰好將之完全溶解,所得溶液還能吸收0.025 ml Cl2,恰好使其中的Fe2+全部轉變?yōu)镕e3+,則該樣品可能的化學式為A.Fe2O3 B.Fe3O4C.Fe4O5 D.Fe5O7
解析 根據(jù)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,可知鐵的“氧化物”樣品用鹽酸溶解后所得溶液中n(Fe2+)=0.025 ml×2=0.05 ml,根據(jù)電荷守恒得2n(Fe2+)+3n(Fe3+)=n(Cl-),則n(Fe3+)=0.2 ml,故n(Fe2+)∶n(Fe3+)=0.05∶0.2=1∶4,故該氧化物可表示為FeO·2Fe2O3,即Fe5O7。
確定鐵的氧化物組成的基本方法設鐵的氧化物中鐵元素與氧元素的質量比為m∶n,
若a∶b=1∶1,則鐵的氧化物為FeO;若a∶b=2∶3,則鐵的氧化物為Fe2O3;若a∶b=3∶4,則鐵的氧化物是Fe3O4或FeO與Fe2O3按物質的量之比為1∶1的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3物質的量之比為1∶1,F(xiàn)e3O4為任意值)。
題組三 鐵與水蒸氣反應的實驗探究
7.某化學興趣小組利用如圖裝置進行“鐵與水蒸氣反應”的實驗,并檢驗產物的性質,下列說法正確的是
A.實驗時,應先點燃B處的酒精噴燈,再點燃A處的酒精燈B.B中發(fā)生反應的化學方程式是:2Fe+3H2O(g) Fe2O3+3H2C.B中生成1 ml H2時,E處有1 ml CuO被還原D.堿石灰的作用是吸收水蒸氣
解析 實驗時,應先點燃A處的酒精燈,再點燃B處的酒精燈,防止鐵被氧氣氧化,故A錯誤;
B中生成1 ml H2時,由于H2要先排出裝置內空氣,再與CuO反應,因此E處CuO被還原的物質的量小于1 ml,故C錯誤;堿石灰的作用是吸收水蒸氣,干燥H2,故D正確。
8.鐵與水蒸氣反應,通常有以下兩種裝置,請回答下列問題:
(1)裝置二中濕棉花的作用為___________。(2)實驗完畢后,取出裝置一的少量固體,溶于足量稀鹽酸,再滴加KSCN溶液,溶液顏色無明顯變化,試解釋原因:____________________________________________________(用離子方程式表示)。
Fe3O4+8H+===Fe2+
+2Fe3++4H2O、2Fe3++Fe===3Fe2+
1.亞鐵鹽(1)Fe2+的氧化性和還原性含有Fe2+的溶液呈淺綠色,F(xiàn)e2+處于鐵的中間價態(tài),既有氧化性,又有還原性,其中以 為主,遇Br2、Cl2、H2O2、 (H+)等均表現(xiàn)為 。Fe2+的酸性溶液與H2O2反應的離子方程式:___________________________________。
2Fe2++H2O2+2H+===
(2)可水解Fe(OH)2是弱堿,含F(xiàn)e2+的鹽(如硫酸亞鐵)溶液呈酸性。配制硫酸亞鐵溶液時常加少量 抑制Fe2+的水解,加少量 防止Fe2+被氧化。
2.鐵鹽的性質及應用(1)氧化性:含有Fe3+的溶液呈棕黃色,F(xiàn)e3+處于鐵的高價態(tài),遇Fe、Cu、HI、H2S等均表現(xiàn)為 。①Fe3+與S2-、I-、HS-、 等具有較強還原性的離子不能大量共存。②Fe3+可腐蝕印刷電路板上的銅箔,反應的離子方程式為____________________________。(2)易水解:Fe(OH)3是很弱的堿,且溶度積很小,因而Fe3+極易水解,只能存在于酸性較強的溶液中。利用Fe3+易水解的性質,實驗室可用FeCl3滴入沸水中制取氫氧化鐵膠體,反應的化學方程式:_____________________________________。
===Cu2++2Fe2+
3.Fe2+、Fe3+的檢驗方法(1)用KSCN溶液和氯水
(3)含F(xiàn)e2+、Fe3+的混合溶液中Fe2+、Fe3+的檢驗
(4)Fe2+的特征檢驗方法
(1)金屬陽離子只有氧化性,不可能有還原性(  )錯因: 。(2)氫氧化鐵與HI溶液反應僅能發(fā)生中和反應(  )錯因: 。(3)中性溶液中可能大量存在Fe3+、Cl-、K+、 (  )錯因: 。(4)用酸性KMnO4溶液檢驗FeCl3溶液中是否含有FeCl2(  )錯因: 。
Fe3+與I-會發(fā)生氧化還原反應
在溶液呈中性時,F(xiàn)e3+轉化為Fe(OH)3,不能大量存在
Cl-也能與KMnO4反應,使其褪色
(5)能通過化合反應制取FeCl2(  )錯因: 。
1.在Fe2(SO4)3溶液中,加入a g銅,完全溶解后,再加b g鐵,充分反應后得到c g殘余固體,且a>c。試分析殘留固體的成分為____,所得溶液中陽離子為__________。
2.混合溶液中除去Fe3+、Fe2+的常用方法已知:沉淀的pH
(1)除去Mg2+中混有的Fe3+的方法向混合溶液中加入______、________、__________其中之一,與Fe3+水解產生的H+反應,促進Fe3+的水解,將Fe3+轉化為Fe(OH)3沉淀除去。
(2)除去Mg2+中混有的Fe2+的方法先加入氧化劑(如______)將溶液中的Fe2+氧化成Fe3+,然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3+。(3)請設計實驗方案:除去CuCl2溶液中混有的少量FeCl2。
答案 先通入適量Cl2(或加入H2O2),再向混合溶液中加入足量CuO[或CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3其中之一],充分反應后過濾。
題組一 Fe2+、Fe3+的性質及應用
1.《新修本草》中關于“青礬”的描述:“本來綠色,新出窟未見風者,正如琉璃,燒之赤色”。《物理小識》中說:“青礬廠氣熏人,衣服當之易爛,栽木不茂”,下列相關敘述不正確的是A.赤色固體可能是Fe2O3B.青礬宜密閉保存,防止氧化變質C.青礬燃燒過程中發(fā)生了電子轉移D.“青礬廠氣”可能是CO和CO2
解析 根據(jù)《新修本草》關于青礬的描述可知為FeSO4·7H2O,其分解產生的氣體二氧化硫有刺激性氣味,三氧化硫有腐蝕性,不可能產生CO和CO2。
2.在FeCl3、CuCl2混合溶液中,加入一定量的鐵屑,反應完全后將固體濾出,下列說法正確的是A.若濾出的固體中只有銅,則溶液中一定含有的陽離子是Fe2+,一定不 含Cu2+B.若濾出的固體中只有銅,則溶液中一定含有的陽離子是Fe2+,可能含 Cu2+和Fe3+C.若濾出的固體中只有銅,則溶液中一定含有的陽離子是Fe3+和Fe2+, 一定不含Cu2+D.若濾出的固體中含有鐵和銅,則溶液中一定含有的陽離子是Fe2+,一 定不含Cu2+和Fe3+
解析 氧化性:Fe3+>Cu2+>Fe2+,加入鐵粉后有固體剩余,F(xiàn)e3+一定不存在;若剩余固體全部是Cu,溶液中還可能有Cu2+,也可能恰好被完全置換;若剩余固體是Cu和Fe,則溶液中不可能有Cu2+和Fe3+。
3.下列有關Fe3+、Fe2+的性質及應用的說法正確的是_________(填序號)。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,溶液變藍色,則說明Fe3+的氧化性比I2的強④Fe2+與H2O2在酸性溶液中的反應:2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O⑤硫酸亞鐵片和維生素C同時服用,能增強治療缺鐵性貧血的效果
解析 Fe3+水解生成Fe(OH)3膠體,可用于凈水,與Fe2(SO4)3是否易溶于水無對應關系,①錯誤;2Fe3++Fe===3Fe2+,②正確;Fe3+將I-氧化成I2,依據(jù)氧化劑的氧化性大于氧化產物的氧化性,可知Fe3+的氧化性強于I2,③正確;H2O2具有強氧化性,能將Fe2+氧化為Fe3+,④正確;維生素C具有還原性,能防止硫酸亞鐵片中的Fe2+被氧化,⑤正確。
題組二 Fe2+、Fe3+的檢驗
4.要證明某溶液中不含F(xiàn)e3+而可能含有Fe2+,進行如下實驗操作時,最佳順序為①加入足量氯水?、诩尤胱懔克嵝訩MnO4溶液?、奂尤肷倭縉H4SCN溶液A.①③ B.③② C.③① D.①②③
解析 在該溶液中先加入少量NH4SCN溶液,溶液不變紅色,證明無Fe3+存在,再加入氯水,將Fe2+氧化成Fe3+,溶液變?yōu)榧t色。KMnO4溶液呈紫紅色,溶液顏色變化不明顯,所以不能用酸性KMnO4溶液檢驗。
5.(2020·濟南質檢)將0.2 ml·L-1的KI溶液和0.05 ml·L-1Fe2(SO4)3溶液等體積混合充分反應后,取混合液分別完成下列實驗,能說明溶液中存在化學平衡2Fe3++2I- 2Fe2++I2的是A.向混合液中滴入KSCN溶液,溶液變紅色B.向混合液中滴入AgNO3溶液,有黃色沉淀生成C.向混合液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液,有藍色沉淀生成D.向混合液中滴入淀粉溶液,溶液變藍色
KI過量,溶液中存在I-,B項錯誤;該反應生成Fe2+,向混合液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液,有藍色沉淀生成,只能說明溶液中含有Fe2+,C項錯誤;該反應生成I2,向混合液中滴入淀粉溶液,溶液變藍色,說明溶液中含有碘單質,D項錯誤。
檢驗Fe2+和Fe3+時的注意事項(1)檢驗Fe2+時不能先加氯水后加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)Fe3+、Fe2+、Cl-同時存在時不能用酸性KMnO4溶液檢驗Fe2+(Cl-能還原酸性KMnO4,有干擾)。(3)檢驗Fe2+、Fe3+的其他方法檢驗Fe3+也可用苯酚(C6H5OH);檢驗Fe2+最好用K3[Fe(CN)6]溶液。
1.正誤判斷(1)向H2O2溶液中滴加少量FeCl3,2Fe3++H2O2===O2↑+2H++2Fe2+(  )(2020·全國卷Ⅲ,11C)(2)室溫下,F(xiàn)e與濃H2SO4反應生成FeSO4(  )(2020·江蘇,6D)(3)Fe在稀硝酸中發(fā)生鈍化(  )(2019·江蘇,6A)(4)將廢鐵屑加入FeCl2溶液中,可除去工業(yè)廢氣中的Cl2(  )(2019·天津,3A)(5)將NaOH溶液滴入FeSO4溶液中,產生白色沉淀,隨后變?yōu)榧t褐色,該顏色的變化與氧化還原反應無關(  )(2018·北京,9A)
(6)向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液,溶液顯紅色(  )(2018·江蘇,6A)
(2017·江蘇,7A)
2.(高考選項組合題)有關鐵及其化合物的說法正確的是A.將NaOH濃溶液滴加到飽和的FeCl3溶液中,制備Fe(OH)3膠體(2016·全國卷Ⅱ,13A)B.FeCl3腐蝕Cu刻制印刷電路板,說明鐵比銅金屬性強(2016·全國卷Ⅲ,7B)C.配制氯化鐵溶液時,將氯化鐵溶解在較濃的鹽酸中再加水稀釋(2016·全國卷Ⅰ,10C)D.Fe與Cl2反應生成FeCl3,推測Fe與I2反應生成FeI3(2016·上海,21C)
解析 A項,制備Fe(OH)3膠體,應將飽和氯化鐵溶液滴入沸水中,錯誤;B項,鐵離子與銅反應生成銅離子和亞鐵離子,說明銅的還原性比亞鐵離子的還原性強,無法證明金屬性的強弱,錯誤;C項,在溶液中鐵離子極易發(fā)生水解反應,產生難溶性的氫氧化鐵,為了抑制鐵離子的水解,應該先將氯化鐵溶解在較濃的鹽酸中,然后再加水稀釋到相應的濃度,正確;D項,因I2的氧化性較弱,故與鐵反應生成FeI2,錯誤。
3.(2020·江蘇,19)實驗室由煉鋼污泥(簡稱鐵泥,主要成分為鐵的氧化物)制備軟磁性材料α-Fe2O3。其主要實驗流程如下:
(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,實驗中采取下列措施能提高鐵元素浸出率的有________(填序號)。A.適當升高酸浸溫度B.適當加快攪拌速度C.適當縮短酸浸時間
解析 其他條件不變,實驗中適當升高酸浸溫度、適當加快攪拌速度都能提高鐵元素浸出率,縮短酸浸時間會降低鐵元素浸出率,故應選A、B項。
(2)還原。向“酸浸”后的濾液中加入過量鐵粉,使Fe3+完全轉化為Fe2+?!斑€原”過程中除生成Fe2+外,還會生成____(填化學式);檢驗Fe3+是否還原完全的實驗操作是_____________________________________________________________________。
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紅色
(3)沉鐵。將提純后的FeSO4溶液與氨水-NH4HCO3混合溶液反應,生成FeCO3沉淀。①生成FeCO3沉淀的離子方程式為__________________________________________________________________________________。
②設計以FeSO4溶液、氨水-NH4HCO3混合溶液為原料,制備FeCO3的實驗方案:_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[FeCO3沉淀需“洗滌完全”,F(xiàn)e(OH)2開始沉淀的pH=6.5]
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
1.北宋沈括的《夢溪筆談》對指南針已有詳細記載:“方家以磁石磨針鋒,則能指南?!贝攀闹饕煞质茿.Fe3O4 D.CuFeS2
2.鐵是一種應用廣泛的金屬,下列有關鐵的說法正確的是A.鐵與鹽酸反應生成氯化鐵和氫氣B.常溫下,鐵在濃硫酸中鈍化C.鐵在氧氣中燃燒,生成物為Fe2O3D.純鐵(塊狀)是黑色金屬
解析 A項,鐵與鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣,錯誤;C項,鐵在氧氣中燃燒的生成物為Fe3O4,錯誤;D項,純鐵(塊狀)是銀白色金屬,錯誤。
3.某同學欲探究鐵及其化合物的性質,下列實驗方案可行的是A.將鐵粉加入熱的濃硫酸中:探究鐵的活潑性B.將熱的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中:制備Fe(OH)3膠體C.在蒸發(fā)皿中加熱蒸干FeSO4溶液:制備FeSO4·6H2O晶體D.將銅粉加入FeCl3溶液中:驗證Fe3+的氧化性強于Cu2+
解析 由于濃硫酸具有強氧化性,鐵與其反應生成Fe2(SO4)3和SO2,無法說明鐵的活潑性,故A項方案不可行;將NaOH加入FeCl3溶液中,得到Fe(OH)3沉淀,無法得到Fe(OH)3膠體,故B項方案不可行;在蒸發(fā)皿中加熱蒸干FeSO4溶液,一方面氧氣可將FeSO4氧化,另一方面會得到不含結晶水的化合物,故C項方案不可行;將銅粉加入FeCl3溶液中,發(fā)生反應:Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+,該反應說明Fe3+的氧化性強于Cu2+,故D項方案可行。
4.證明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的實驗方法是A.先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后顯紅色B.先滴加KSCN溶液,不顯紅色,再滴加氯水后顯紅色C.滴加NaOH溶液,先產生白色沉淀,后變?yōu)榛揖G色,最后呈紅褐色D.只需滴加KSCN溶液
解析 Fe2+和Fe3+檢驗設計是??嫉臒狳c。設計的步驟:先加KSCN溶液,無現(xiàn)象,可證明溶液中不含F(xiàn)e3+,再滴加氯水,若溶液呈紅色,說明溶液中含有Fe2+。
5.在含有Fe3+、Fe2+、Al3+、 稀溶液中,加入足量的Na2O2固體,充分反應后,再加入過量的稀鹽酸,完全反應后,離子數(shù)目沒有變化的是A.Fe2+ B.Al3+C.Fe3+ D.
解析 亞鐵離子與氧氣反應變?yōu)殍F離子,和氫氧根反應生成沉淀,又加鹽酸,沉淀溶解,最后又變?yōu)殍F離子,因此亞鐵離子數(shù)目減少,故A錯誤;鋁離子與足量氫氧根反應生成偏鋁酸根,偏鋁酸根與足量鹽酸反應,最后又生成鋁離子,數(shù)目不發(fā)生改變,故B正確;亞鐵離子被氧化成了鐵離子,鐵離子數(shù)目增加,故C錯誤;銨根離子和氫氧根離子反應生成氨氣和水,銨根離子數(shù)目減少,故D錯誤。
從分類角度分析下列說法正確的是A.實驗①③反應制得的物質均為純凈物B.實驗②③均未發(fā)生氧化還原反應C.實驗②③均為放熱過程D.實驗①②所涉及的物質均為電解質或非電解質
6.某學生以鐵絲和Cl2為原料進行下列實驗。
解析 實驗③得到的是氫氧化鐵膠體,是混合體系,A項錯誤;實驗②中的溶解主要是物理變化,實驗③中的水解是發(fā)生復分解反應,兩者均未發(fā)生氧化還原反應,B項正確;實驗③中鹽的水解是吸熱過程,C項錯誤;實驗①中的鐵和氯氣是單質,既不是電解質也不是非電解質,D項錯誤。
下列說法錯誤的是A.將濕棉花改為浸水的尿不濕,酒精燈由單頭改為雙頭,可提供足量的 水蒸氣B.用具支試管可將試管口附近冷凝的水導出,避免冷凝水與灼熱鐵粉接觸C.肥皂水改為吹泡泡水,收集H2效果更好,點燃效果更明顯D.懸掛的磁鐵僅能吸引反應鐵粉,不能吸引反應產物
7.鐵與水蒸氣反應實驗改進前后的裝置如圖所示:
解析 鐵、四氧化三鐵均可被磁鐵吸引,則懸掛的磁體不僅能吸引鐵粉,也能吸引反應產物四氧化三鐵,故D錯誤。
A.導管g的作用是增強裝置的氣密性B.試劑X和試劑Y分別為濃硫酸、飽和食鹽水C.直接用E接收產物比用導管連接D、E的優(yōu)點是可防止堵塞D.出于簡化裝置的目的,F(xiàn)裝置可拆除
8.FeCl3易潮解、易升華,實驗室制備FeCl3的裝置如圖所示(加熱和夾持裝置已略去)。下列說法正確的是
解析 導管g的作用是平衡氣壓,保證液體順利滴下,A錯誤;為得到干燥純凈的Cl2,應先用飽和食鹽水除去HCl,再通過濃硫酸干燥氣體,B錯誤;FeCl3易潮解,而F中的濃硫酸起到干燥的作用,防止G中水蒸氣進入D中,不能拆除,D錯誤。
9.將1.12 g鐵粉加入25 mL 2 ml·L-1的氯化鐵溶液中,充分反應后,其結果是A.鐵粉有剩余,溶液呈淺綠色,Cl-濃度基本不變B.往溶液中滴入KSCN溶液,溶液變紅色C.Fe2+和Fe3+的物質的量之比為5∶1D.氧化產物與還原產物的物質的量之比為2∶5
n(FeCl3)=2 ml·L-1×0.025 L=0.05 ml,由反應Fe+2Fe3+===3Fe2+知,0.02 ml鐵粉完全反應需要0.04 ml氯化鐵。鐵完全反應,氯化鐵有剩余,Cl-濃度基本不變,A錯誤;氯化鐵有剩余,往溶液中滴入KSCN溶液,顯紅色,B正確;0.02 ml Fe反應生成Fe2+為0.06 ml,F(xiàn)e3+剩余0.01 ml,其物質的量之比為6∶1,C錯誤;氧化產物與還原產物均為氯化亞鐵,F(xiàn)e被氧化,氯化鐵被還原,則氧化產物與還原產物的物質的量之比為1∶2,D錯誤。
10.(2016·全國卷Ⅱ,28)某班同學用如下實驗探究Fe2+、Fe3+的性質?;卮鹣铝袉栴}:(1)分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體,均配制成0.1 ml·L-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑,其目的是_______________。
解析 亞鐵離子具有還原性,能被空氣中的氧氣氧化,所以在配制的FeCl2溶液中加入少量鐵屑的目的是防止Fe2+被空氣氧化。
(2)甲組同學取2 mL FeCl2溶液,加入幾滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液變紅,說明Cl2可將Fe2+氧化。FeCl2溶液與氯水反應的離子方程式為_________________________。
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
解析 Cl2可將Fe2+氧化成Fe3+,自身得電子生成Cl-,反應的離子方程式為2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。
(3)乙組同學認為甲組的實驗不夠嚴謹,該組同學在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL 煤油,再于液面下依次加入幾滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液變紅,煤油的作用是______________________________。
隔絕空氣(排除氧氣對實驗的影響)
解析 煤油的作用是隔絕空氣,防止空氣中的氧氣將Fe2+氧化,產生干擾。
(4)丙組同學取10 mL 0.1 ml·L-1KI溶液,加入6 mL 0.1 ml·L-1 FeCl3溶液混合。分別取 2 mL 此溶液于3支試管中進行如下實驗:①第一支試管中加入1 mL CCl4充分振蕩、靜置,CCl4層顯紫色;②第二支試管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成藍色沉淀;③第三支試管中加入1滴KSCN溶液,溶液變紅。實驗②檢驗的離子是_____(填離子符號);實驗①和③說明:在I-過量的情況下,溶液中仍含有_____(填離子符號),由此可以證明該氧化還原反應為__________。
(5)丁組同學向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液,溶液變成棕黃色,發(fā)生反應的離子方程式為__________________________________;一段時間后,溶液中有氣泡出現(xiàn),并放熱,隨后有紅色沉淀生成。產生氣泡的原因是________________________,生成沉淀的原因是_______________________________________________(用平衡移動原理解釋)。
H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++
Fe3+催化H2O2分解產生O2
H2O2分解反應放熱,促進Fe3+的水解平衡正向移動

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