1.掌握鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系及應(yīng)用。2.理解化工流程及實驗室中實現(xiàn)鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化原理和條件 分析。
考點一　基于價類二維圖理解鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系
考點二　變價“鐵”的常見考法
專項提能特訓2　工業(yè)流程中含鐵化合物的制備
從物質(zhì)類別和物質(zhì)所含核心元素的化合價兩個角度總結(jié)、預(yù)測物質(zhì)的性質(zhì)是學習化學的重要方法之一。
(1)橫向變化體現(xiàn)了同價態(tài)不同類別(氧化物、堿、鹽)之間的轉(zhuǎn)化；①堿性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)轉(zhuǎn)化為鹽；②Fe2＋、Fe3＋與堿(OH－)反應(yīng)生成對應(yīng)的堿；③難溶性的堿易分解生成對應(yīng)的氧化物，但難溶性的堿性氧化物一般不與水反應(yīng)生成對應(yīng)的堿。
(2)縱向變化體現(xiàn)不同價態(tài)同類別物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化，主要體現(xiàn)物質(zhì)的氧化性或還原性。(3)斜向變化體現(xiàn)不同價態(tài)、不同類別之間物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，主要體現(xiàn)物質(zhì)的氧化性和還原性。
完成下列變化的離子方程式，體會Fe2＋與Fe3＋轉(zhuǎn)化條件。(1)將H2S氣體通入FeCl3溶液中產(chǎn)生淡黃色沉淀： 。(2)將FeCl3溶液滴入KI--淀粉溶液，溶液變藍： 。(3)FeCl3可溶解鐵片： 。
H2S＋2Fe3＋===S↓＋2Fe2＋＋2H＋
2I－＋2Fe3＋===I2＋2Fe2＋
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
(4)FeSO4可使酸性KMnO4溶液褪色： 。(5)將FeCl2溶液滴入HNO3溶液中，有無色氣體放出： 。
1.如圖為鐵元素的價類二維圖，其中的箭頭表示部分物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。下列說法正確的是
A.鐵與高溫水蒸氣的反應(yīng)可實現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化①B.FeO是一種黑色粉末，不穩(wěn)定，在空氣中 受熱，迅速發(fā)生轉(zhuǎn)化②生成紅棕色粉末C.加熱Fe(OH)3發(fā)生轉(zhuǎn)化⑥，加水溶解可實 現(xiàn)轉(zhuǎn)化③
解析　鐵與高溫水蒸氣的反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，不能實現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化①，故A錯誤；FeO是一種黑色粉末，不穩(wěn)定，在空氣中受熱，部分被氧化，氧化生成Fe3O4，不能發(fā)生轉(zhuǎn)化②，故B錯誤；
加熱Fe(OH)3發(fā)生轉(zhuǎn)化⑥分解生成氧化鐵，氫氧化鐵不溶于水，加水溶解不可實現(xiàn)轉(zhuǎn)化③，故C錯誤；高鐵酸鹽中鐵為＋6價，具有強氧化性，可用于消毒，與水發(fā)生氧化還原反應(yīng)后生成鐵離子，鐵離子與水反應(yīng)生成Fe(OH)3膠體。
A.FeSO4與NH4HCO3反應(yīng)制備FeCO3，適宜在高溫條件下進行B.堿式硫酸鐵水解能產(chǎn)生Fe(OH)3膠體，可用作凈水劑C.可用KSCN溶液檢驗(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化D.常溫下，F(xiàn)eSO4比(NH4)2Fe(SO4)2易溶于水
2.硫酸亞鐵是一種重要的化工原料，可以制備一系列物質(zhì)(如圖所示)，下列說法錯誤的是
下列說法不正確的是A.固體2是氧化鐵B.X的化學式可以表示為Fe3C2C.溶液甲加熱、蒸發(fā)、灼燒也可得到24.0 g固體D.X與足量的熱濃硝酸反應(yīng)有NO2和CO2生成
3.(2019·河北衡水中學周測)球墨鑄鐵中含有一種鐵碳化合物X。實驗小組為測定化合物X的組成設(shè)計實驗如下：
解析　X在空氣中煅燒轉(zhuǎn)化為CO2氣體與鐵的氧化物，再經(jīng)鹽酸、氯氣處理后得到FeCl3溶液(溶液乙)，加熱、蒸發(fā)時，F(xiàn)eCl3水解得到Fe(OH)3，灼燒Fe(OH)3得到固體Fe2O3(固體2)，A正確；
溶液甲加熱、蒸發(fā)、灼燒過程中，F(xiàn)e2＋會被空氣中的氧氣氧化為Fe3＋，最后得到的固體也是Fe2O3，C正確；濃硝酸和鐵碳化合物反應(yīng)，碳元素被氧化成CO2，氮元素被還原為NO2，D正確。
4.甲、乙兩種單質(zhì)與A、B、C、D、E、F六種化合物之間可以按下面框圖所示進行反應(yīng)，已知：C為紅褐色沉淀，E為白色沉淀，F(xiàn)焰色反應(yīng)為黃色。
(1)寫出甲、乙、B、E化學式：甲：_____；乙：_____；B：______；E：________。
(2)寫出①②③④反應(yīng)的化學方程式：①________________________。②__________________________________。③________________________________。④_____________________。
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
FeCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
1.Fe2＋與Fe3＋的氧化還原性強弱順序氧化性：Cl2>Br2>Fe3＋>Cu2＋>I2>Fe2＋還原性：Cl－Fe2＋，而該反應(yīng)中還原劑Fe2＋的還原性大于還原產(chǎn)物I－，不符合氧化還原反應(yīng)規(guī)律，反應(yīng)不能進行，故選B；反應(yīng)中還原劑二氧化硫的還原性大于還原產(chǎn)物I－，符合題給條件，反應(yīng)能進行，故不選C；還原性：I－>Fe2＋，I－先和氯氣反應(yīng)，反應(yīng)中還原劑I－的還原性大于還原產(chǎn)物Cl－，反應(yīng)能進行，故不選D。
2.(2020·重慶一中模擬)向稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL中逐漸加入鐵粉，產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質(zhì)量的變化如圖所示(已知硝酸只被還原為NO氣體)。下列分析錯誤的是
解析　分析圖像中各階段所發(fā)生的反應(yīng)：
AB段：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋；BC段：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。由此可知A正確；
3.某大型化工廠產(chǎn)生的酸性廢液中含有兩種金屬離子：Fe3＋、Cu2＋，化學小組設(shè)計了如下圖所示的方案對廢液進行處理，以回收金屬，保護環(huán)境。
(1)操作①的名稱是_____；(2)寫出操作①過程中，F(xiàn)e3＋與鐵屑反應(yīng)的離子方程式：____________________。(3)溶液A中加入足量H2O2溶液的目的是將溶液A中的Fe2＋完全轉(zhuǎn)化為Fe3＋，在此過程中H2O2所起的作用是_____(填字母)。A.氧化劑 B.還原劑
2Fe3＋＋Fe===
(4)檢驗溶液B中含有的金屬陽離子的實驗方法：取少量溶液B于潔凈的小試管中，加入試劑__________，溶液迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色，即可檢驗。(5)H2O2、乙醇、NaClO等水溶液可用于滅活新型冠狀病毒，H2O2滅菌原理與________(填字母)相同。A.乙醇 B.NaClO
題組二　鐵的重要化合物制備與性質(zhì)探究
4.高鐵酸鉀是一種重要的綠色凈水劑，具有凈水和消毒雙重功能。某課外學習小組設(shè)計如圖所示方案制備高鐵酸鉀。下列說法不正確的是
A.高鐵酸鉀中鐵元素的化合價為＋6，具有強氧化性
C.制備高鐵酸鉀的化學方程式為2KOH＋Na2FeO4===K2FeO4＋2NaOH， 根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)原理，高鐵酸鈉的溶解度大于高鐵酸鉀的溶解度D.明礬、硫酸鐵、高鐵酸鉀都能凈水，其凈水原理完全相同
解析　K2FeO4中K為＋1價、O為－2價，由化合價代數(shù)和為0可知Fe為＋6價，化合價處于較高價態(tài)具有強氧化性，故A正確；
根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)原理，反應(yīng)2KOH＋Na2FeO4===K2FeO4＋2NaOH能進行說明生成了更難溶的物質(zhì)，所以高鐵酸鈉的溶解度大于高鐵酸鉀的溶解度，故C正確；
高鐵酸鉀具有強氧化性，可用于殺菌消毒，還原生成的鐵離子水解生成氫氧化鐵膠體，具有吸附性，可吸附水中懸浮物聚沉以達到凈水的目的，而明礬、硫酸鐵只能作凈水劑，故D錯誤。
5.乳酸亞鐵是一種常用的補血劑，乳酸亞鐵易溶于水，可由乳酸和碳酸亞鐵反應(yīng)制得?，F(xiàn)以鐵屑制備乳酸亞鐵。如圖所示：
(1)加入稀硫酸可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式有________________________________________________________________________。
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋
3H2O、2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
解析　鐵屑中含有Fe，可能含有鐵銹(Fe2O3)，兩者都會與稀硫酸反應(yīng)。
(2)寫出加入NH4HCO3溶液發(fā)生反應(yīng)的化學方程式：_____________________________________________________。(3)能否用酸性KMnO4溶液檢驗乳酸亞鐵溶液中的Fe2＋？______(填“能”或“不能”)，其理由為_________________________________。
FeSO4＋2NH4HCO3
===FeCO3↓＋(NH4)2SO4＋CO2↑＋H2O
乳酸根離子也能被酸性高錳酸鉀氧化
6.已知三氯化鐵的熔點為306 ℃，沸點為315 ℃，易溶于水并且有強烈的吸水性，能吸收空氣里的水分而潮解。某學習小組的同學對氯氣與鐵的反應(yīng)及產(chǎn)物做了如下探究實驗。
(1)裝置的連接順序為_______________________。
a→g→h→d→e→b→c→f
解析　濃硫酸具有吸水性，能作氯氣的干燥劑，堿石灰具有堿性而吸收氯氣，飽和食鹽水吸收氯化氫且能抑制氯氣溶解，裝置排列順序為氣體的制取→洗氣→干燥→氯氣和鐵的反應(yīng)→尾氣處理，所以裝置連接順序為a→g→h→d→e→b→c→f。
(2)飽和食鹽水的作用是________________________。
除去氯氣中的氯化氫氣體
(3)反應(yīng)一段時間后熄滅酒精燈，冷卻后將硬質(zhì)玻璃管及收集器中的物質(zhì)一并快速轉(zhuǎn)移至錐形瓶中，加入過量的稀鹽酸和少許植物油(反應(yīng)過程中不振蕩)，充分反應(yīng)后，進行如下實驗：
①淡黃色溶液中加入試劑X生成淡紅色溶液的離子方程式為_________________________。
②淡紅色溶液中加入過量H2O2后溶液紅色加深的原因是_________________________________________。
氧化成Fe3＋，使Fe(SCN)3增多
(4)已知紅色褪去的同時有氣體生成，經(jīng)檢驗為O2。該小組同學對紅色褪去的原因進行探究。①取褪色后的溶液三份，第一份滴加FeCl3溶液無明顯變化；第二份滴加試劑X，溶液出現(xiàn)紅色；第三份滴加稀鹽酸和BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀。②另取同物質(zhì)的量濃度的FeCl3溶液滴加2滴試劑X，溶液變紅，再通入O2，無明顯變化。
實驗①說明____________________________________；實驗②的目的是____________________________________；得出結(jié)論：_______________________。
SCN－發(fā)生了反應(yīng)而不是Fe3＋發(fā)生了反應(yīng)
排除H2O2分解產(chǎn)生的O2氧化SCN－的可能
解析　根據(jù)①滴加FeCl3溶液無明顯變化，說明SCN－發(fā)生了反應(yīng)而不是Fe3＋發(fā)生了反應(yīng)，滴加稀鹽酸和BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說明生成了 ；根據(jù)②另取同物質(zhì)的量濃度的FeCl3溶液滴加2滴試劑X，溶液變紅，再通入O2，無明顯變化，說明O2不能氧化SCN－，所以氧化SCN－的為雙氧水。
1.(2019·浙江4月選考，24)聚合硫酸鐵[Fe(OH)SO4]n能用作凈水劑(絮凝劑)，可由綠礬(FeSO4·7H2O)和KClO3在水溶液中反應(yīng)得到。下列說法不正確的是A.KClO3作氧化劑，每生成1 ml [Fe(OH)SO4]n消耗 ml KClO3B.生成聚合硫酸鐵后，水溶液的pH增大C.聚合硫酸鐵可在水中形成氫氧化鐵膠體而凈水D.在相同條件下，F(xiàn)e3＋比[Fe(OH)]2＋的水解能力更強
解析　根據(jù)題干中的信息，可利用氧化還原配平法寫出化學方程式：6nFeSO4＋nKClO3＋3nH2O===6[Fe(OH)SO4]n＋nKCl，可知KClO3作氧化劑，同時根據(jù)計量數(shù)關(guān)系可知每生成1 ml[Fe(OH)SO4]n消耗 ml KClO3，A項錯誤；
綠礬溶于水后，亞鐵離子水解使溶液呈酸性，當其轉(zhuǎn)化為聚合硫酸鐵后，亞鐵離子的濃度減小，因而水溶液的pH增大，B項正確；聚合硫酸鐵可在水中形成氫氧化鐵膠體，膠體粒子吸附雜質(zhì)微粒引起聚沉，因而能凈水，C項正確；
多元弱堿的陽離子的水解是分步進行的，[Fe(OH)]2＋的水解相當于Fe3＋的二級水解，由于其所帶的正電荷比Fe3＋少，因而在相同條件下，其結(jié)合水電離產(chǎn)生的OH－的能力較弱，故其水解能力不如Fe3＋，即在相同條件下，一級水解的程度大于二級水解，D項正確。
2.(2019·全國卷Ⅰ，27)硫酸鐵銨[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一種重要鐵鹽。為充分利用資源，變廢為寶，在實驗室中探究采用廢鐵屑來制備硫酸鐵銨，具體流程如下：
回答下列問題：(1)步驟①的目的是去除廢鐵屑表面的油污，方法是_________。
解析　除去鐵屑表面油污的方法是：用熱純堿溶液清洗鐵屑，再用水洗。
(2)步驟②需要加熱的目的是_________，溫度保持80～95 ℃，采用的合適加熱方式是________。鐵屑中含有少量硫化物，反應(yīng)產(chǎn)生的氣體需要凈化處理，合適的裝置為___(填標號)。
解析　鐵與稀硫酸反應(yīng)時加熱，可提高反應(yīng)速率。溫度低于水的沸點，可以用熱水浴加熱，受熱均勻且便于控制。含少量硫化物的鐵屑與稀硫酸反應(yīng)有H2S生成。氫氣不與堿溶液反應(yīng)，而硫化氫能與堿溶液反應(yīng)，且H2S在水中溶解度小，故氫氣中混有的硫化氫用燒堿溶液除去，又因為硫化氫與堿反應(yīng)較快，容易引起倒吸，C裝置倒置漏斗能防倒吸。故宜選擇C裝置吸收硫化氫。
(3)步驟③中選用足量的H2O2，理由是___________________________________。分批加入H2O2，同時為了____________，溶液要保持pH小于0.5。
將Fe2＋全部氧化為Fe3＋；不引入
解析　鐵與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，加入足量雙氧水的目的是將Fe2＋全部氧化為Fe3＋，發(fā)生反應(yīng)為2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，從生成物看，又不引入雜質(zhì)。鐵離子對雙氧水分解起催化作用，分批加入雙氧水，避免反應(yīng)過快、放出熱量較多，減少雙氧水分解，以免造成氧化劑損失；鐵離子易水解，保持溶液呈強酸性，避免鐵離子發(fā)生水解反應(yīng)生成氫氧化鐵。
(4)步驟⑤的具體實驗操作有_______________________________，經(jīng)干燥得到硫酸鐵銨晶體樣品。
加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾(洗滌)
解析　步驟⑤是要從溶液中得到硫酸鐵銨晶體，故實驗操作有加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾(洗滌)。
(5)采用熱重分析法測定硫酸鐵銨晶體樣品所含結(jié)晶水數(shù)，將樣品加熱到150 ℃時失掉1.5個結(jié)晶水，失重5.6%。硫酸鐵銨晶體的化學式為__________________。
NH4Fe(SO4)2·12H2O
解析　失重5.6%是質(zhì)量分數(shù)，設(shè)結(jié)晶水合物的化學式為NH4Fe(SO4)2·xH2O，由題意知 ×100%＝5.6%，解得x≈12。
1.(2019·延安高三測試)鐵是人類應(yīng)用較早，當前應(yīng)用量最大的金屬元素。下列有關(guān)鐵及其化合物的說法中正確的是A.赤鐵礦的主要成分是Fe3O4B.鐵與水蒸氣在高溫下的反應(yīng)產(chǎn)物為Fe2O3和H2C.除去FeCl2溶液中的FeCl3雜質(zhì)可以向溶液中加入過量鐵粉，然后過濾D.Fe3＋與KSCN產(chǎn)生紅色沉淀
解析　赤鐵礦的主要成分是Fe2O3；鐵與水蒸氣在高溫下的反應(yīng)產(chǎn)物為Fe3O4和H2；Fe3＋遇KSCN溶液變?yōu)榧t色，但沒有沉淀產(chǎn)生，一般可以用此方法檢驗Fe3＋的存在。
2.下列各組物質(zhì)中，X是主體物質(zhì)，Y是少量雜質(zhì)，Z是為除去雜質(zhì)所要加入的試劑，其中所加試劑正確的一組是
3.(2020·菏澤質(zhì)檢)為驗證還原性：SO2>Fe2＋>Cl－，三組同學分別進行了如圖實驗，并對溶液1和溶液2中所含離子進行檢驗，能證明上述還原性順序的實驗組有
A.只有甲 B.甲、乙C.甲、丙 D.甲、乙、丙
解析　向FeCl2溶液中通入Cl2，得到溶液1，再向溶液1中通入SO2，得到溶液2。溶液1中含有Fe3＋、Fe2＋，說明發(fā)生反應(yīng)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，且Cl2反應(yīng)完全，可證明還原性：Fe2＋>Cl－；
溶液1中含有Fe3＋，無Fe2＋剩余，則還原性：Fe2＋>Cl－，但Cl2可能過量，再通入SO2，可能發(fā)生的反應(yīng)是Cl2＋SO2＋2H2O===2Cl－＋ ＋4H＋，不能比較SO2與Fe2＋的還原性強弱，故乙不能驗證；
溶液1中含有Fe3＋，沒有Fe2＋，通入SO2后溶液中又含有Fe2＋，說明SO2將Fe3＋還原得到Fe2＋，證明還原性：SO2>Fe2＋，故丙實驗結(jié)論能證明還原性：SO2>Fe2＋>Cl－。
4.某同學用含有鐵銹(Fe2O3)的廢鐵屑來制取氯化鐵晶體，實驗裝置如圖所示(夾持裝置略，氣密性已檢驗)，下列推斷不合理的是
A.B中收集到的氣體是氫氣B.燒杯中雙氧水的作用是將Fe2＋還原為Fe3＋C.A中的氧化鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵D.燒杯中的溶液在氯化氫氣氛下，蒸發(fā)濃縮、 冷卻結(jié)晶、過濾后得到氯化鐵晶體
解析　鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，所以B中收集到的氣體是氫氣，A項正確；雙氧水具有氧化性，可將Fe2＋氧化為Fe3＋，B項錯誤；氧化鐵為堿性氧化物，可與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水，C項正確；
因鐵離子易水解，故FeCl3溶液應(yīng)在氯化氫氣氛下，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾后得到氯化鐵晶體，D項正確。
5.由硫鐵礦(主要成分：FeS2 和SiO2)為主要原料得到綠礬(FeSO4·7H2O)的流程如下：
下列說法不正確的是A.過程1廢氣中含SO2B.過程2試劑a 為稀硫酸
D.過程4將溶液加熱到有較多固體析出，再用余熱將液體蒸干，可得純 凈綠礬
解析　由制備綠礬的流程可知，硫鐵礦(主要成分：FeS2 和SiO2)高溫煅燒后的燒渣(主要成分：Fe2O3和SiO2)溶于硫酸，溶液中含F(xiàn)e3＋，過程2過濾除去二氧化硅，濾液中通入二氧化硫，將鐵離子還原生成亞鐵離子，過程4為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶析出綠礬。根據(jù)上述分析，過程1廢氣中含SO2，故A正確；因綠礬的酸根離子為硫酸根離子，則過程2最好用硫酸來溶解燒渣，故B正確；
過程3中二氧化硫?qū)㈣F離子還原生成硫酸亞鐵，離子方程式為2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋ ＋4H＋，故C正確；
過程4將溶液加熱到有較多固體析出，再用余熱將液體蒸干，蒸干時綠礬受熱失去結(jié)晶水，得不到純凈綠礬，故D錯誤。
6.(2020·洛陽模擬)中科院化學所研制的晶體材料——納米四氧化三鐵，在核磁共振造影及醫(yī)藥上有廣泛用途，其生產(chǎn)過程的部分流程如下所示。
下列有關(guān)敘述不合理的是A.納米四氧化三鐵具有磁性，可作為藥物載體用于治療疾病B.納米四氧化三鐵可分散在水中，它與FeCl3溶液的分散質(zhì)直徑大小相等C.在反應(yīng)①中環(huán)丙胺的作用可能是促進氯化鐵水解D.反應(yīng)②的化學方程式是6FeOOH＋CO===2Fe3O4＋3H2O＋CO2
解析　納米四氧化三鐵為磁性納米晶體材料，可作為藥物載體用于疾病的治療，A正確；納米四氧化三鐵分散在適當?shù)姆稚┲行纬傻姆稚⑾祵儆谀z體，不同于溶液中溶質(zhì)微粒的直徑，B錯誤；反應(yīng)①中環(huán)丙胺不參加反應(yīng)，但加入環(huán)丙胺后FeCl3發(fā)生水解生成FeOOH，即環(huán)丙胺會促進氯化鐵的水解，C正確；由制備過程可知，反應(yīng)②的反應(yīng)物為FeOOH和CO，由一種生成物為Fe3O4和質(zhì)量守恒定律可知，反應(yīng)②的化學方程式為6FeOOH＋CO=== 2Fe3O4＋3H2O＋CO2，D正確。
7.向含有1 ml HNO3和1 ml H2SO4的混合溶液中逐漸加入鐵粉至過量，溶液中金屬陽離子a、b與所加鐵粉的物質(zhì)的量的關(guān)系如圖所示(已知稀硝酸的還原產(chǎn)物只有NO)。下列有關(guān)判斷不正確的是A.a表示n(Fe3＋)的關(guān)系曲線B.n1＝0.75C.P點時，n(Fe3＋)＝0.562 5 mlD.向P點溶液中加入銅粉，最多可溶解14.4 g
解析　該反應(yīng)可以看作兩步：①Fe＋4H＋＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O，硝酸根離子過量，氫離子不足；②2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。a表示n(Fe3＋)的關(guān)系曲線，故A正確；
溶液中共有3 ml H＋參加反應(yīng)，消耗鐵為0.75 ml，B正確；P點n(Fe2＋)＝n(Fe3＋)，二者均為0.45 ml，C錯誤；剩余0.45 ml Fe3＋，消耗0.225 ml銅，質(zhì)量為14.4 g，D正確。
8.從化合價和物質(zhì)類別兩個視角認識元素及其化合物性質(zhì)是重要的化學學習方式。圖1是Fe及其化合物的化合價——物質(zhì)類別二維圖。
回答下列問題：(1)工業(yè)上冶煉Fe常用的方法是____(填字母)。a.電解法 b.還原法c.熱分解法 d.物理方法
解析　工業(yè)上常用碳還原鐵礦石冶煉Fe，為還原法。
(2)若圖1中的F為硫酸鹽，請寫出由D生成F的離子方程式_____________________________。
===2Fe3＋＋3H2O
解析　根據(jù)圖1，D到F過程中鐵的化合價未變，F(xiàn)為硫酸鹽，則D為氧化鐵，氧化鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水，離子方程式為Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。
(3)圖1中的B在潮濕的空氣中很容易發(fā)生化合反應(yīng)變成E，該反應(yīng)的化學方程式為_______________________________。
解析　B為＋2價的堿，為氫氧化亞鐵，可與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化鐵，化學方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
(4)圖1中的F與C在水溶液中的轉(zhuǎn)化離子反應(yīng)有：2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2，為了探究該反應(yīng)存在一定的限度，某化學興趣小組在試管中取10 mL 0.5 ml·L－1的KI溶液，再加入10 mL 0.2 ml·L－1的FeCl3溶液，振蕩，使試管中的物質(zhì)充分反應(yīng)一段時間。為了達到實驗?zāi)康?，還需要再向試管中加入下列試劑中的________(填字母)。A.淀粉溶液 B.KSCN溶液 C.CCl4 D.酸性高錳酸鉀溶液
解析　根據(jù)題中數(shù)據(jù)，可知KI過量，若反應(yīng)為可逆反應(yīng)，則溶液中存在Fe3＋，可用KSCN溶液檢驗。
9.硫酸亞鐵銨[FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O]俗稱摩爾鹽。硫酸亞鐵在空氣中易被氧化，但與硫酸銨反應(yīng)生成摩爾鹽后較穩(wěn)定。模擬工業(yè)制備硫酸亞鐵銨晶體的實驗裝置如圖所示。回答下列問題：
(1)先用飽和碳酸鈉溶液煮沸鐵屑(含少量油污、鐵銹等)，再用清水洗凈。用飽和碳酸鈉溶液煮沸的目的是_____________________。
解析　飽和碳酸鈉溶液顯堿性，油污在熱堿性條件下水解，則用飽和碳酸鈉溶液煮沸的目的是使油污發(fā)生水解而除去。
(2)按如圖連接好裝置，經(jīng)檢驗氣密性良好后加入相應(yīng)的藥品，打開K1、K2，關(guān)閉K3，裝置B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式可能是______ (填字母)。
A.Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑B.2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑C.Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2OD.2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋鐵屑快反應(yīng)完時，打開____，關(guān)閉________，裝置B中的溶液會流入裝置A，其原因是_________________________________。
裝置B中產(chǎn)生H2，使壓強大于大氣壓
解析　鐵屑中含有鐵銹(Fe2O3)等，都與硫酸反應(yīng)，反應(yīng)后的產(chǎn)物Fe3＋與Fe也可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)，故A、C、D正確，B錯誤；鐵屑快反應(yīng)完時，打開K3關(guān)閉K1、K2，裝置B中的溶液會流入裝置A，因為裝置B中產(chǎn)生H2，使壓強大于大氣壓。
(3)常溫下，將反應(yīng)后的溶液放置一段時間，瓶底將結(jié)晶析出硫酸亞鐵銨。為了測定晶體中Fe2＋的含量，稱取一份質(zhì)量為4.0 g的硫酸亞鐵銨晶體樣品，配成溶液。用0.1 ml·L－1酸性KMnO4溶液滴定至終點，消耗KMnO4溶
液體積為20.00 mL。反應(yīng)到達滴定終點的現(xiàn)象為______________________________________________________________________，計算晶體中Fe2＋的質(zhì)量分數(shù)為_____。
KMnO4溶液后，溶液恰好變淺紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色
解析　用KMnO4溶液滴定硫酸亞鐵銨，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，硫酸亞鐵銨中的鐵元素的化合價由＋2價升高到＋3價，生成Fe3＋，則1 ml硫酸亞鐵銨失去1 ml電子發(fā)生氧化
反應(yīng)，高錳酸鉀中的錳元素的化合價由＋7價降低到＋2價生成Mn2＋，則1 ml高錳酸鉀得5 ml電子發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)得失電子守恒，高錳酸鉀和硫酸亞鐵的物質(zhì)的量比為1∶5，n(KMnO4)＝ 0.1 ml·L－1×0.02 L＝0.002 ml，則n(Fe2＋)＝0.01 ml，m(Fe2＋)＝0.56 g，晶體中Fe2＋的質(zhì)量分數(shù)為 ×100%＝14%；滴定終點的現(xiàn)象為滴入最后一滴酸性KMnO4溶液后，溶液恰好變淺紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色。
10.硫酸鐵銨aFe2(SO4) 3·b(NH4) 2SO4·cH2O廣泛用于城鎮(zhèn)生活飲用水、工業(yè)循環(huán)水的凈化處理等。某化工廠以硫酸亞鐵(含少量硝酸鈣)和硫酸銨為原料，設(shè)計了如下工藝流程制取硫酸鐵銨。
請回答下列問題：(1)濾渣A的主要成分是_______。
(2)下列物質(zhì)中最適合的氧化劑B是____；反應(yīng)的離子方程式為____________________________________。a.NaClO d.K2Cr2O7
2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
解析　為避免引入新雜質(zhì)，應(yīng)加入過氧化氫作為氧化劑，還原產(chǎn)物是水，反應(yīng)的離子方程式為H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
(3)操作甲、乙的名稱分別是：甲_________，乙_________。
解析　在80 ℃下反應(yīng)可生成硫酸鐵銨，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌，最后經(jīng)常溫晾曬可到純凈的硫酸鐵銨，溫度不能過高，防止分解。
(4)上述流程中，氧化之后和加熱蒸發(fā)之前，需取少量溶液檢驗Fe2＋是否已全部被氧化，所加試劑能否用酸性的KMnO4溶液？_____(填“能”或“不能”)，理由是：___________________________________。(可用語言或方程式說明)
H2O2和Fe2＋均能使酸性KMnO4溶液褪色
解析　酸性高錳酸鉀溶液的氧化性很強，H2O2和Fe2＋均能使酸性KMnO4溶液褪色，應(yīng)加入K3[Fe(CN)6]溶液，如生成藍色沉淀，可說明含有亞鐵離子。
(5)檢驗硫酸鐵銨中 的方法是_________________________________________________________________________________________。
在試管中加入少量樣品和NaOH固體加
熱，在試管口用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗，看到試紙變成藍色
(6)稱取14.00 g樣品，將其溶于水配制成100 mL溶液，分成兩等份，向其中一份溶液中加入足量NaOH溶液，過濾洗滌得到2.14 g沉淀；向另一份溶液中加入0.05 ml Ba (NO3) 2溶液，恰好完全反應(yīng)。則該硫酸鐵銨的化學式為__________________________。
Fe2(SO4) 3·2(NH4) 2SO4·2H2O

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