“思維方法”是思維的品質(zhì)、方式和能力的綜合，是個體高質(zhì)量地解決生活實踐或?qū)W習(xí)探索情境中的各種問題的基礎(chǔ)。含鐵化合物的制備及性質(zhì)探究體現(xiàn)《中國高考評價體系》中學(xué)科素養(yǎng)“思維方法”涉及的“科學(xué)思維”、“創(chuàng)新思維”，要求采用嚴(yán)謹(jǐn)求真的、實證性的邏輯思維方式應(yīng)對各種問題，要求運用開放性、創(chuàng)新性的思維方式應(yīng)對問題情境，組織相關(guān)的知識與能力，注重獨立性、批判性、發(fā)散性的思考，提出新視角、新觀點、新方法、新設(shè)想，設(shè)計含鐵化合物的制備實驗方案，并解決物質(zhì)制備及性質(zhì)探究過程中出現(xiàn)的各種問題。
鐵及其化合物等在生活中應(yīng)用較廣泛，以此為情境結(jié)合實驗探究和工藝流程進(jìn)行命題符合高考命題的應(yīng)用性和創(chuàng)新性要求，也符合高考命題新趨勢，是歷年高考熱點之一。?？疾榻饘匐x子如Fe3+、Fe2+等的檢驗，以工業(yè)生產(chǎn)過程為載體，常與離子方程式的書寫或正誤判斷、電化學(xué)知識、實驗探究融合在一起綜合考查。備考時要抓住“鐵三角”之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，特別要重視Fe2+、Fe3+的鑒別與檢驗的實驗試題，以Fe2+的還原性、Fe3+的氧化性為核心的氧化還原知識及離子方程式的書寫也是考查的熱點。
通常元素化合物知識分散在高考題的不同題型中：在選擇題中，一般直接考查金屬元素及其化合物的基本性質(zhì)和應(yīng)用。在填空題中一般有兩種考查方式：一是直接考查元素及其化合物的性質(zhì)，通常以化學(xué)式的書寫、化學(xué)方程式的書寫、微粒的檢驗和鑒別等形式出現(xiàn)；二是與基本概念和基本理論結(jié)合考查，如與氧化還原反應(yīng)、電化學(xué)、物質(zhì)在水溶液中的行為、實驗、計算等綜合考查，對于鐵及其化合物的復(fù)習(xí)備考，提醒各位注意以下三點：
(1)學(xué)習(xí)元素化合物知識切忌死記硬背，否則極易遺忘。要學(xué)會從元素的價態(tài)、物質(zhì)所屬類別和物質(zhì)所含有關(guān)元素在元素周期表中的位置的角度分析推理有關(guān)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。(2)總結(jié)歸納鐵元素單質(zhì)和化合物的“化合價一物質(zhì)類別”二維圖是一個非常有用也非常重要的復(fù)習(xí)方法，一定要動手畫出，不要依賴參考書，否則得不到好的效果。(3)注意總結(jié)元素及其化合物的顏色、狀態(tài)等物理性質(zhì)和在生產(chǎn)生活中的用途等，這是容易忽視的知識盲點，也是被稱為“傷心第一題”的考點。
預(yù)計2025年高考會繼續(xù)對常見金屬元素進(jìn)行考查，有關(guān)金屬及其化合物的化學(xué)方程式的書寫，金屬化合物性質(zhì)的實驗探究，用含多種金屬元素的礦物制備某種金屬或其化合物，有關(guān)金屬及其化合物的計算等。也可能以工藝流程的形式考查考生對陌生金屬元素的認(rèn)知能力，考生應(yīng)該在熟練掌握常見金屬元素性質(zhì)及應(yīng)用的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化對陌生金屬元素(如第四周期的Ti、V、Cr、Mn、C、Ni、Ga等)知識的遷移能力。
1. (2024年新課標(biāo)卷)實驗室中利用下圖裝置驗證鐵與水蒸氣反應(yīng)。下列說法錯誤的是
2. (2024年廣西卷)某小組對Fe2(SO4)3和K3[Fe(CN)6]的性質(zhì)進(jìn)行探究：Ⅰ．向少量蒸餾水里滴加2滴Fe2(SO4)3溶液，再滴加2滴KSCN溶液。Ⅱ．向少量蒸餾水里滴加2滴K3[Fe(CN)6]溶液，再滴加2滴KSCN溶液。下列說法正確的是A．實驗Ⅰ中繼續(xù)加入少量K2SO4固體，溶液顏色變淺B．實驗Ⅱ中溶液呈紅色C．KSCN能區(qū)分Fe2(SO4)3和K3[Fe(CN)6]D．焰色試驗不能區(qū)分Fe2(SO4)3和K3[Fe(CN)6]
3. (2024年6月浙江卷)下列說法不正確的是A．Al(OH)3呈兩性，不能用于治療胃酸過多 B．Na2O2能與CO2反應(yīng)產(chǎn)生O2，可作供氧劑C．FeO有還原性，能被氧化成Fe3O4 D．HNO3見光易分解，應(yīng)保存在棕色試劑瓶中
解析：A．Al(OH)3呈兩性，不溶于水，但可以與胃酸反應(yīng)生成無毒物質(zhì)，因此其能用于治療胃酸過多，A不正確；B．Na2O2能與CO2反應(yīng)產(chǎn)生O2，該反應(yīng)能安全發(fā)生且不生成有毒氣體，故Na2O2可作供氧劑，B正確；C．FeO有還原性，其中Fe元素的化合價為+2，用適當(dāng)?shù)难趸瘎┛梢詫⑵溲趸筛邇r態(tài)的Fe3O4，C正確；D．見光易分解的物質(zhì)應(yīng)保存在棕色試劑瓶中；HNO3見光易分解，故其應(yīng)保存在棕色試劑瓶中，D正確；
5. (2024年廣東卷)部分含Mg或Al或Fe物質(zhì)的分類與相應(yīng)化合價關(guān)系如圖。下列推斷合理的是
A. 若a在沸水中可生成e，則a→f的反應(yīng) 一定是化合反應(yīng)B. 在g→f→e→d轉(zhuǎn)化過程中，一定存在物質(zhì) 顏色的變化C. 加熱c的飽和溶液，一定會形成能產(chǎn)生丁 達(dá)爾效應(yīng)的紅棕色分散系D. 若b和d均能與同一物質(zhì)反應(yīng)生成c，則組成a的元素一定位于周期表p區(qū)
6．(2023年廣東卷)科教興國，“可上九天攬月，可下五洋捉鱉”。下列說法正確的是A．“天舟六號”為中國空間站送去推進(jìn)劑Xe氣，Xe是第IA族元素B．火星全球影像彩圖顯示了火星表土顏色，表土中赤鐵礦主要成分為FeOC．創(chuàng)造了可控核聚變運行紀(jì)錄的“人造太陽”，其原料中的2H與3H互為同位素D．“深地一號”為進(jìn)軍萬米深度提供核心裝備，制造鉆頭用的金剛石為金屬 晶體
解析：A．化學(xué)符號Xe，原子序數(shù)54，在元素周期表中處于第5周期0族，故A錯誤；B．赤鐵礦的主要成分是Fe2O3，不是FeO，故B錯誤；C．2H與3H具有相同的質(zhì)子數(shù)，不同的中子數(shù)，互為同位素，故C正確；D．金剛石是共價晶體，故D錯誤；
7. (2023年新課標(biāo)卷)化學(xué)在文物的研究和修復(fù)中有重要作用。下列說法錯誤的是A. 竹簡的成分之一纖維素屬于天然高分子B. 龜甲的成分之一羥基磷灰石屬于無機(jī)物C. 古陶瓷修復(fù)所用的熟石膏，其成分為Ca(OH)2D. 古壁畫顏料中所用的鐵紅，其成分為Fe2O3
解析：A．纖維素是一種天然化合物，其分子式為(C6H10O5)n，其相對分子質(zhì)量較高，是一種天然高分子，A正確；B．羥基磷灰石又稱又稱羥磷灰石、堿式磷酸鈣，其化學(xué)式為[Ca10(PO4)6(OH)2]，屬于無機(jī)物，B正確；C．熟石膏是主要成分為2CaSO4·H2O，Ca(OH)2為熟石灰的主要成分，C錯誤；D．Fe2O3為紅色，常被用于油漆、涂料、油墨和橡膠的紅色顏料，俗稱鐵紅，D正確；
8. (2023年江蘇卷)室溫下，探究0.1ml·L－1 FeSO4溶液的性質(zhì)，下列實驗方案能達(dá)到探究目的的是
9. (2023年遼寧卷)下列鑒別或檢驗不能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖茿. 用石灰水鑒別Na2CO3與NaHCO3B. 用KSCN溶液檢驗FeSO4是否變質(zhì)C. 用鹽酸酸化的BaCl2溶液檢驗Na2SO3是否被氧化D. 加熱條件下用銀氨溶液檢驗乙醇中是否混有乙醛
解析：A．石灰水的主要成分為Ca(OH)2能與碳酸鈉和碳酸氫鈉反應(yīng)生成碳酸鈣，二者均生成白色沉淀，不能達(dá)到鑒別的目的，A錯誤；B．Fe2+變質(zhì)后會生成Fe3+，可以利用KSCN溶液鑒別，現(xiàn)象為溶液變成血紅色，可以達(dá)到檢驗的目的，B正確；C．Na2SO3被氧化后會變成Na2SO4，加入鹽酸酸化的BaCl2后可以產(chǎn)生白色沉淀，可以用來檢驗Na2SO3是否被氧化，C正確；D．含有醛基的物質(zhì)可以與銀氨溶液反應(yīng)生成銀單質(zhì)，可以用來檢驗乙醇中混油的乙醛，D正確；
10. (2023年浙江6月選考)氯化鐵是一種重要的鹽，下列說法不正確的是A. 氯化鐵屬于弱電解質(zhì) B. 氯化鐵溶液可腐蝕覆銅板C. 氯化鐵可由鐵與氯氣反應(yīng)制得 D. 氯化鐵溶液可制備氫氧化鐵膠體
解析：A．氯化鐵能完全電離出鐵離子和氯離子，屬于強(qiáng)電解質(zhì)，A錯誤；B．氯化鐵溶液與銅反應(yīng)生成氯化銅和氯化亞鐵，可用來蝕刻銅板，B正確；C．氯氣具有強(qiáng)氧化性，氯氣與鐵單質(zhì)加熱生成氯化鐵，C正確；D．向沸水中滴加飽和氯化鐵溶液，繼續(xù)加熱呈紅褐色，鐵離子發(fā)生水解反應(yīng)可得到氫氧化鐵膠體，D正確；
11. (2022年1月浙江選考)下列說法正確的是A. 鐵與碘反應(yīng)易生成碘化鐵 B. 電解ZnSO4溶液可以得到ZnC. 用石灰沉淀富鎂海水中的Mg2+，生成碳酸鎂 D. SO2通入BaCl2溶液中生成BaSO3沉淀
解析：I2屬于弱氧化劑，與Fe反應(yīng)生成FeI2，A錯誤；電解一定濃度的硫酸鋅溶液，Zn2+在陰極得電子析出Zn，B正確；石灰沉淀Mg2+生成的沉淀是Mg(OH)2，C錯誤；SO2通入BaCl2溶液中不能生成BaSO3沉淀，因為H2SO3酸性比HCl弱，該復(fù)分解反應(yīng)不能發(fā)生，D錯誤；
12. (2022年6月浙江卷)關(guān)于化合物FeO(OCH3)的性質(zhì)，下列推測不合理的是A. 與稀鹽酸反應(yīng)生成FeCl3、CH3OH、H2OB. 隔絕空氣加熱分解生成FeO、CO2、H2OC. 溶于氫碘酸(HI)，再加CCl4萃取，有機(jī)層呈紫紅色D. 在空氣中，與SiO2高溫反應(yīng)能生成Fe2(SiO3)3
解析：已知化合物FeO(OCH3)中Fe的化合價為+3價，CH3O-帶一個單位負(fù)電荷，據(jù)此分析解題。A．由分析可知，化合物FeO(OCH3)中Fe的化合價為+3價，故其與稀鹽酸反應(yīng)生成FeCl3、CH3OH、H2O，反應(yīng)原理為：FeO(OCH3)+3HCl=FeCl3+H2O+CH3OH，A不合題意；B．由分析可知，化合物FeO(OCH3)中Fe的化合價為+3價，C為-1，若隔絕空氣加熱分解生成FeO、CO2、H2O則得失電子總數(shù)不相等，不符合氧化還原反應(yīng)規(guī)律，即不可能生成FeO、CO2、H2O，B符合題意；
C．由分析可知，化合物FeO(OCH3)中Fe的化合價為+3價，故其溶于氫碘酸(HI)生成的Fe3+能將I-氧化為I2，反應(yīng)原理為：2FeO(OCH3)+6HI=2FeI2+I2+2H2O+2CH3OH，再加CCl4萃取，有機(jī)層呈紫紅色，C不合題意；D．化合物FeO(OCH3)在空氣中高溫將生成Fe2O3、CO2和H2O，然后Fe2O3為堿性氧化物，SiO2為酸性氧化物，故化合物FeO(OCH3)與SiO2高溫反應(yīng)能生成Fe2(SiO3)3，D不合題意；
13. (2022年海南卷)在2.8gFe中加入100mL3ml/LHCl，F(xiàn)e完全溶解。NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是A．反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子為0.1ml B．HCl溶液中Cl－數(shù)為3NAC．2.8g56Fe含有的中子數(shù)為1.3NA D．反應(yīng)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體3.36L
解析：2.8gFe的物質(zhì)的量為0.05ml；100mL 3ml·L-1HCl中H+和Cl-的物質(zhì)的量均為0.3ml，兩者發(fā)生反應(yīng)后，F(xiàn)e完全溶解，而鹽酸過量。A．Fe完全溶解生成Fe2+，該反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子0.1ml，A正確；B．HCl溶液中Cl-的物質(zhì)的量為0.3ml，因此，Cl-數(shù)為0.3NA，B不正確；C．56Fe 的質(zhì)子數(shù)為26、中子數(shù)為30，2.8g56Fe的物質(zhì)的量為0.05ml，因此，2.8g56Fe含有的中子數(shù)為1.5NA，C不正確；D．反應(yīng)生成H2的物質(zhì)的量為0.05ml，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為1.12L，D不正確；
14. (2022年遼寧卷)鍍鋅鐵釘放入棕色的碘水中，溶液褪色；取出鐵釘后加入少量漂白粉，溶液恢復(fù)棕色：加入CCl4，振蕩，靜置，液體分層。下列說法正確的是A. 褪色原因為I2被Fe還原 B. 液體分層后，上層呈紫紅色C. 鍍鋅鐵釘比鍍錫鐵釘更易生銹 D. 溶液恢復(fù)棕色的原因為I－被氧化
解析：A．Zn比Fe活潑，更容易失去電子，還原性更強(qiáng)，先與I2發(fā)生氧化還原反應(yīng)，故溶液褪色原因為I2被Zn還原，A項錯誤；B．液體分層后，I2在CCl4層，CCl4的密度比水大，則下層呈紫紅色，B項錯誤；C．若鍍層金屬活潑性大于Fe，則Fe不易生銹，反之，若Fe活潑性大于鍍層金屬，則Fe更易生銹，由于活潑性：Zn＞Fe＞Sn，則鍍錫鐵釘更易生銹，C項錯誤；D．漂白粉的有效成分為Ca(ClO)2，其具有強(qiáng)氧化性，可將I－氧化，D項正確；
15. (2022年湖南卷)為探究FeCl3的性質(zhì)，進(jìn)行如下實驗(FeCl3和Na2SO3溶液濃度均為0.1ml/L)。
依據(jù)上述實驗現(xiàn)象，結(jié)論不合理的是A. 實驗①說明加熱促進(jìn)Fe3+水解反應(yīng)B. 實驗②說明Fe3+既發(fā)生了水解反應(yīng)，又發(fā)生了還原反應(yīng)C. 實驗③說明Fe3+發(fā)生了水解反應(yīng)，但沒有發(fā)生還原反應(yīng)D. 整個實驗說明SO32-對Fe3+的水解反應(yīng)無影響，但對還原反應(yīng)有影響
解析：鐵離子水解顯酸性，亞硫酸根離子水解顯堿性，兩者之間存在相互促進(jìn)的水解反應(yīng)，同時鐵離子具有氧化性，亞硫酸根離子具有還原性，兩者還會發(fā)生氧化還原反應(yīng)，在同一反應(yīng)體系中，鐵離子的水解反應(yīng)與還原反應(yīng)共存并相互競爭，結(jié)合實驗分析如下：實驗①為對照實驗，說明鐵離子在水溶液中顯棕黃色，存在水解反應(yīng)Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，煮沸，促進(jìn)水解平衡正向移動，得到紅褐色的氫氧化鐵膠體；實驗②說明少量亞硫酸根離子加入鐵離子后，兩者發(fā)生水解反應(yīng)得到紅褐色的氫氧化鐵膠體；根據(jù)鐵氰化鉀檢測結(jié)果可知，同時發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使鐵離子被還原為亞鐵離子，而出現(xiàn)特征藍(lán)色沉淀；實驗③通過反滴操作，根據(jù)現(xiàn)象描述可知，溶液仍存在鐵離子的水解反應(yīng)，但由于鐵離子少量，沒檢測出亞鐵離子的存在，說明鐵離子的水解反應(yīng)速率快，鐵離子的還原反應(yīng)未來得及發(fā)生。
A．鐵離子的水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，加熱煮沸可促進(jìn)水解平衡正向移動，使水解程度加深，生成較多的氫氧化鐵，從而使溶液顯紅褐色，故A正確；B．在5mLFeCl3溶液中滴加2滴同濃度的Na2SO3溶液，根據(jù)現(xiàn)象和分析可知，F(xiàn)e3+既發(fā)生了水解反應(yīng)，生成紅褐色的氫氧化鐵，又被亞硫酸根離子還原，得到亞鐵離子，加入鐵氰化鉀溶液后，出現(xiàn)特征藍(lán)色沉淀，故B正確；C．實驗③中在5mL Na2SO3溶液中滴加2滴同濃度少量FeCl3溶液，根據(jù)現(xiàn)象和分析可知，仍發(fā)生鐵離子的水解反應(yīng)，但未來得及發(fā)生鐵離子的還原反應(yīng)，即水解反應(yīng)比氧化還原反應(yīng)速率快，故C正確；D．結(jié)合三組實驗，說明鐵離子與亞硫酸根離子混合時，鐵離子的水解反應(yīng)占主導(dǎo)作用，比氧化還原反應(yīng)的速率快，因證據(jù)不足，不能說明亞硫酸離子對鐵離子的水解作用無影響，事實上，亞硫酸根離子水解顯堿性，可促進(jìn)鐵離子的水解反應(yīng)，故D錯誤。
16. (2021年高考河北卷) “灌鋼法”是我國古代勞動人民對鋼鐵冶煉技術(shù)的重大貢獻(xiàn)，陶弘景在其《本草經(jīng)集注》中提到“鋼鐵是雜煉生鍒作刀鐮者”?！肮噤摲ā敝饕菍⑸F和熟鐵(含碳量約0.1%)混合加熱，生鐵熔化灌入熟鐵，再鍛打成鋼。下列說法錯誤的是A. 鋼是以鐵為主的含碳合金B(yǎng). 鋼的含碳量越高，硬度和脆性越大C. 生鐵由于含碳量高，熔點比熟鐵高D. 冶煉鐵的原料之一赤鐵礦的主要成分為Fe2O3
解析：A．鋼是含碳量低的鐵合金，故A正確；B．鋼的硬度和脆性與含碳量有關(guān)，隨著含碳量的增大而增大，故正確；C．由題意可知，生鐵熔化灌入熟鐵，再鍛打成鋼，說明生鐵的熔點低于熟鐵，故C錯誤；D．赤鐵礦的主要成分是Fe2O3，可用于冶煉鐵，故D正確；故選C。
17. (2021年高考湖南卷)下列說法正確的是A. 糖類、蛋白質(zhì)均屬于天然有機(jī)高分子化合物B. FeO粉末在空氣中受熱，迅速被氧化成Fe3O4 C. SO2可漂白紙漿，不可用于殺菌、消毒D. 鍍鋅鐵皮的鍍層破損后，鐵皮會加速腐蝕
解析：A．糖類分為單糖、二糖和多糖，其中屬于多糖的淀粉、纖維素的相對分子質(zhì)量上萬，屬于天然高分子化合物，蛋白質(zhì)也屬于天然有機(jī)高分子化合物，而單糖和二糖相對分子質(zhì)量較小，不屬于天然高分子化合物，A錯誤；B．氧化亞鐵具有較強(qiáng)的還原性，在空氣中受熱容易被氧氣氧化為穩(wěn)定的四氧化三鐵，B正確；C．二氧化硫除了具有漂白作用，可漂白紙漿、毛和絲等，還可用于殺菌消毒，例如，在葡萄酒釀制過程中可適當(dāng)添加二氧化硫，起到殺菌、抗氧化作用，C錯誤；D．鍍鋅的鐵皮鍍層破損后構(gòu)成原電池，鋅作負(fù)極，鐵作正極被保護(hù)，鐵皮不易被腐蝕，D錯誤；
18. (2021年廣東卷)部分含鐵物質(zhì)的分類與相應(yīng)化合價關(guān)系如圖所示。下列推斷不合理的是
A. a可與e反應(yīng)生成b B. b既可被氧化，也可被還原C. 可將e加入濃堿液中制得d的膠體 D. 可存在b→c→d→e→b的循環(huán)轉(zhuǎn)化關(guān)系
19. (2021年山東卷)下列由實驗現(xiàn)象所得結(jié)論錯誤的是 A. 向NaHSO3溶液中滴加氫硫酸，產(chǎn)生淡黃色沉淀，證明HSO3-具有氧化性B. 向酸性KMnO4溶液中加入Fe3O4粉末，紫色褪去，證明Fe3O4中含F(xiàn)e(Ⅱ)C. 向濃HNO3中插入紅熱的炭，產(chǎn)生紅棕色氣體，證明炭可與濃HNO3反應(yīng)生 成NO2D. 向NaClO溶液中滴加酚酞試劑，先變紅后褪色，證明NaClO在溶液中發(fā)生 了水解反應(yīng)
20.(2021年湖南卷)鐵的配合物離子(用[L—Fe—H]+表示)催化某反應(yīng)的一種反應(yīng)機(jī)理和相對能量的變化情況如圖所示：
21. (2021年高考江蘇卷)下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)與用途不具有對應(yīng)關(guān)系的是A. 鐵粉能與O2反應(yīng)，可用作食品保存的吸氧劑B. 納米Fe3O4能與酸反應(yīng)，可用作鐵磁性材料C. FeCl3具有氧化性，可用于腐蝕印刷電路板上的CuD. 聚合硫酸鐵能水解并形成膠體，可用于凈水
解析：A．因為鐵粉能與O2反應(yīng)，所以可用作食品保存的吸氧劑，A正確；B．納米Fe3O4具有磁性，可用作鐵磁性材料，B錯誤；C．FeCl3與Cu反應(yīng)生成FeCl2和CuCl2，主要利用其氧化性，C正確；D．聚合硫酸鐵能水解并形成膠體，具有吸附性，可用于凈水，D正確；
22．(2020年浙江選考)黃色固體X，可能含有漂白粉、FeSO4、Fe2(SO4)3、CuCl2、KI之中的幾種或全部。將X與足量的水作用，得到深棕色固體混合物Y和無色堿性溶液Z。下列結(jié)論合理的是 A．X中含KI，可能含有CuCl2B．X中含有漂白粉和FeSO4C．X中含有CuCl2，Y中含有Fe(OH)3D．用H2SO4酸化溶液Z，若有黃綠色氣體放出，說明X中含有CuCl2
解析：固體X為黃色，則含有Fe2(SO4)3，溶于水后，要使溶液Z為無色堿性，則一定含有漂白粉，且漂白粉過量，得到深棕色固體混合物Y，則固體Y是Fe(OH)3和Cu(OH)2的混合物，X中一定含有CuCl2，F(xiàn)eSO4和Fe2(SO4)3中含有其中一種或兩種。若X中含有KI，則會與漂白粉反應(yīng)生成I2，溶液不為無色，A不正確；由分析可知，不一定含有FeSO4，B不正確；由分析可知，X中含有CuCl2，Y中含有Fe(OH)3，C正確；酸化后，產(chǎn)生黃綠色氣體，為氯氣，則反應(yīng)的離子方程式為Cl－＋ClO－＋2H＋===Cl2↑＋H2O，此時的Cl－有可能來自漂白粉氧化FeSO4產(chǎn)生的Cl－，也有可能是漂白粉自身含有的，不能推導(dǎo)出含有CuCl2，D不正確。
23．(2024年北京卷)某小組同學(xué)向pH＝1的0.5ml·L-1的FeCl3溶液中分別加入過量的Cu粉、Zn粉和Mg粉，探究溶液中氧化劑的微粒及其還原產(chǎn)物。(1)理論分析依據(jù)金屬活動性順序，Cu、Zn、Mg中可將Fe3+還原為Fe的金屬是_________。(2)實驗驗證
①分別取實驗I、Ⅱ、Ⅲ中的少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，證明都有Fe2+生成，依據(jù)的現(xiàn)象是________________。②實驗Ⅱ、Ⅲ都有紅褐色沉淀生成，用平衡移動原理解釋原因__________________________________________________________________________________________________________________________。③對實驗Ⅱ未檢測到Fe單質(zhì)進(jìn)行分析及探究。i．a(chǎn)．甲認(rèn)為實驗Ⅱ中，當(dāng)Fe3+、H+濃度較大時，即使Zn與Fe2+反應(yīng)置換出少量Fe，F(xiàn)e也會被Fe3+、H+消耗。寫出Fe與Fe3+、H+反應(yīng)的離子方程式__________________________________________________________________。
Fe3+＋2Fe＋2H+＝4Fe2+＋H2↑或2Fe3+＋Fe＝3Fe2+、2H+＋Fe＝Fe2+＋H2↑
b．乙認(rèn)為在pH為3~4的溶液中即便生成Fe也會被H+消耗。設(shè)計實驗_______________________________________________________________________________________________(填實驗操作和現(xiàn)象）。證實了此條件下可忽略H+對Fe的消耗。c．丙認(rèn)為產(chǎn)生的紅褐色沉淀包裹在Zn粉上，阻礙了Zn與Fe2+的反應(yīng)。實驗證實了Zn粉被包裹。ii．查閱資料：0.5ml·L-1Fe3+開始沉淀的pH約為1.2，完全沉淀的pH約為3。結(jié)合a、b和c，重新做實驗Ⅱ，當(dāng)溶液pH為3~4時，不取出固體，向固－液混合物中持續(xù)加入鹽酸，控制pH＜1.2，____________________________________________________ (填實驗操作和現(xiàn)象)，待pH為3~4時，取出固體，固體中檢測到Fe單質(zhì)。
向pH為3~4的稀鹽酸中加鐵粉，一段時間后取出少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不產(chǎn)生藍(lán)色沉淀
加入幾滴KSCN溶液，待溶液紅色消失后，停止加入鹽酸
(3)對比實驗Ⅱ和Ⅲ，解釋實驗Ⅲ的固體中檢測到Fe單質(zhì)的原因________________________________________________________。
加入鎂粉后產(chǎn)生大量氣泡，使鎂粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹
解析：實驗Ⅰ中，加入過量的Cu，Cu與Fe3+發(fā)生反應(yīng)2Fe3+＋Cu＝Cu2+＋2Fe2+，一段時間后，溶液逐漸變?yōu)樗{(lán)綠色，固體中未檢測到Fe單質(zhì)；實驗Ⅱ中，加入過量的Zn，發(fā)生反應(yīng)Zn＋2H+＝Zn2+＋H2↑，有氣泡產(chǎn)生，pH逐漸增大，使得Fe3+轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀Fe(OH)3，固體中未檢測到Fe單質(zhì)，原因可能是Fe3+的干擾以及Fe(OH)3沉淀對鋅粉的包裹；實驗Ⅲ中，加入過量Mg，發(fā)生反應(yīng)Mg＋2H+＝Mg2+＋H2↑，由于Mg很活潑，該反應(yīng)非常劇烈，pH逐漸增大，產(chǎn)生了大量紅褐色沉淀后，持續(xù)產(chǎn)生大量氣泡，當(dāng)溶液pH為3～4時，取出固體，固體中檢測到Fe單質(zhì)，對比實驗Ⅱ和Ⅲ，加入鎂粉后產(chǎn)生大量氣泡，使鎂粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，實驗Ⅲ的固體中檢測到Fe單質(zhì)。
ⅱ．結(jié)合a，b和c可知，實驗Ⅱ未檢測到Fe單質(zhì)的原因可能是Fe3+的干擾以及Fe(OH)3沉淀對鋅粉的包裹，因此可控制反應(yīng)條件，在未生成Fe(OH)3沉淀時將Fe3+還原，即可排除兩個干擾因素，具體操作為：重新做實驗Ⅱ，當(dāng)溶液pH為3~4時，不取出固體，向固－液混合物中持續(xù)加入鹽酸，控制pH＜1.2，加入幾滴KSCN溶液，待溶液紅色消失后，停止加入鹽酸，待pH為3～4時，取出固體，固體中檢測到Fe單質(zhì)；
(3)對比實驗Ⅱ和Ⅲ，加入鎂粉后產(chǎn)生大量氣泡，使鎂粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，實驗Ⅲ的固體中檢測到Fe單質(zhì)。
24. (2023年海南卷)某小組開展“木耳中鐵元素的檢測”活動。檢測方案的主要步驟有：粉碎、稱量、灰化、氧化、稀釋、過濾、滴定等。回答問題：(1)實驗方案中出現(xiàn)的圖標(biāo) 和 ，前者提示實驗中會用到溫度較高的設(shè)備，后者要求實驗者_(dá)_______________(填防護(hù)措施)。(2)灰化：干燥樣品應(yīng)裝入_______中(填標(biāo)號)，置高溫爐內(nèi)，控制爐溫850℃，在充足空氣氛中燃燒成灰渣。a．不銹鋼培養(yǎng)皿 b．玻璃燒杯 c．石英坩堝
(3)向灰渣中滴加32%的硝酸，直至沒有氣泡產(chǎn)生。灰化容器中出現(xiàn)的紅棕色氣體主要成分是_______(填化學(xué)式)，因而本實驗應(yīng)在實驗室的_______中進(jìn)行(填設(shè)施名稱)。若將漏斗直接置于容量瓶上過濾收集濾液(如圖所示)，存在安全風(fēng)險，原因是___________________________________。(4)測定鐵含量基本流程：將濾液在200mL容量瓶中定容，移取25.00mL，驅(qū)盡NO3－并將Fe3+全部還原為Fe2+。用5mL微量滴定管盛裝K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定。
①選用微量滴定管的原因是__________________________________。②三次平行測定的數(shù)據(jù)如下表。針對該滴定數(shù)據(jù)，應(yīng)采取的措施是____________________
③本實驗中，使測定結(jié)果偏小的是_______(填標(biāo)號)。a．樣品未完全干燥 b．微量滴定管未用標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗 c．灰渣中有少量炭黑
滴定更準(zhǔn)確，節(jié)約試劑
解析：(1) 標(biāo)識 提醒實驗者需佩戴護(hù)目鏡。答案為：佩戴護(hù)目鏡。(2)高溫灼燒固體物質(zhì)需在石英坩堝中進(jìn)行。答案為：c。(3)滴加32%的硝酸，灰化容器中出現(xiàn)的紅棕色氣體主要成分是NO2，由于NO2有毒，需在通風(fēng)櫥進(jìn)行；將漏斗直接置于容量瓶上過濾收集濾液，加入溶液時，容量瓶中形成壓強(qiáng)差，可能導(dǎo)致溶液無法順利流下。答案為：NO2；通風(fēng)櫥；液體無法順利流下。
25. (2023年重慶卷)Fe3O4是一種用途廣泛的磁性材料，以FeCl2為原料制備Fe3O4并獲得副產(chǎn)物CaCl2水合物的工藝如下。
25℃時各物質(zhì)溶度積見下表：
回答下列問題：(1) Fe3O4中Fe元素的化合價是＋2和___。O2-的核外電子排布式為____________。(2)反應(yīng)釜1中的反應(yīng)需在隔絕空氣條件下進(jìn)行，其原因是_________________________________________。(3)反應(yīng)釜2中，加入CaO和分散劑的同時通入空氣。①反應(yīng)的離子方程式為__________________________________________。②為加快反應(yīng)速率，可采取的措施有____________________。(寫出兩項即可)。
防止二價鐵被空氣中氧氣氧化為三價鐵
4CaO＋6H2O＋4Fe2+＋O2＝4Fe(OH)3＋4Ca2+
(4)①反應(yīng)釜3中，25℃時，Ca2+濃度為5.0ml/L，理論上pH不超過_______。②稱取CaCl2水合物1.000g，加水溶解，加入過量Na2C2O4，將所得沉淀過濾洗滌后，溶于熱的稀硫酸中，用0.1000ml/LKMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，消耗24.00mL。滴定達(dá)到終點的現(xiàn)象為_________________________________________________________，該副產(chǎn)物中CaCl2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______。
最后半滴標(biāo)準(zhǔn)液加入后，溶液變?yōu)榧t色，且半分鐘 內(nèi)不變色
解析：FeCl2溶液加入氧化鈣生成氫氧化亞鐵，F(xiàn)eCl2溶液加入氧化鈣和空氣生成Fe(OH)3，反應(yīng)釜1、2中物質(zhì)混合后調(diào)節(jié)pH，加壓過濾分離出沉淀處理得到Fe3O4，濾液處理得到CaCl2水合物；，(1) Fe3O4可以寫成FeO? Fe2O3，故Fe元素的化合價是+2和+3。O2-為氧原子得到2個電子形成的，核外電子排布式為1s22s22p6；(2)空氣中氧氣具有氧化性，反應(yīng)釜1中的反應(yīng)需在隔絕空氣條件下進(jìn)行，其原因是防止二價鐵被空氣中氧氣氧化為三價鐵；(3)①反應(yīng)釜2中，加入CaO和分散劑的同時通入空氣，氧氣將二價鐵氧化三價鐵，三價鐵與氧化鈣和水生成的氫氧化鈣生成氫氧化鐵，反應(yīng)的離子方程式為4CaO＋6H2O＋4Fe2+＋O2＝4Fe(OH)3＋4Ca2+。②為加快反應(yīng)速率，可采取的措施有適當(dāng)升高溫度、攪拌等；
26. (2022年河北卷)以焙燒黃鐵礦FeS2 (雜質(zhì)為石英等)產(chǎn)生的紅渣為原料制備銨鐵藍(lán)Fe(NH4)Fe(CN)6顏料。工藝流程如下：
(1)紅渣的主要成分為 (填化學(xué)式)，濾渣①的主要成分為 (填化學(xué)式)。
(2)黃鐵礦研細(xì)的目的是 。(3)還原工序中，不生成S單質(zhì)的反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。(4)工序①的名稱為 ，所得母液循環(huán)使用。(5)沉鐵工序產(chǎn)生的白色沉淀Fe(NH4)Fe(CN)6中Fe的化合價為_______，氧化工序發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。(6)若用還原工序得到的濾液制備Fe2O3?xH2O和(NH4)2SO4，所加試劑為_______和 (填化學(xué)式，不引入雜質(zhì))。
增大固液接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高黃鐵礦的利用率
7Fe2(SO4)3＋FeS2＋8H2O＝15FeSO4＋8H2SO4
蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌
Fe(NH4)2Fe(CN)6＋ClO-＋2H+＝Fe(NH4)Fe(CN)6＋H2O＋Cl-＋NH4+
(1)由分析可知，紅渣的主要成分為：Fe2O3，濾渣①的主要成分為：SiO2，故答案為：Fe2O3；SiO2；(2)黃鐵礦研細(xì)的主要目的是增大固液接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高黃鐵礦的利用率，故答案為：增大固液接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高黃鐵礦的利用率；(3)由分析可知，還原工序中，不產(chǎn)生S單質(zhì)沉淀，則硫元素被氧化為SO42-，反應(yīng)原理為：14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+，故化學(xué)方程式為：7Fe2(SO4)3＋FeS2＋8H2O＝15FeSO4＋8H2SO4，故答案為：7Fe2(SO4)3＋FeS2＋8H2O＝15FeSO4＋8H2SO4；(4)由分析可知，工序①的名稱為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌，所得母液主要含有FeSO4溶液和H2SO4可以循環(huán)利用，故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌；
(5)沉鐵工序中產(chǎn)生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe的化合價為+2價和[Fe(CN)6]3-中的+3價，由分析可知，氧化工序所發(fā)生的離子方程式為：Fe(NH4)2Fe(CN)6＋ClO-＋2H+＝Fe(NH4)Fe(CN)6＋H2O+Cl-+NH4+，故答案為：+2、+3；Fe(NH4)2Fe(CN)6+ClO-+2H+=Fe(NH4)Fe(CN)6+H2O+Cl-+NH4+；(6)由分析可知，還原工序所得的濾液中主要含有FeSO4溶液和H2SO4，向濾液中先加入一定量的H2O2溶液將Fe2+完全氧化為Fe3+，在向氧化后的溶液中加入氨水至不再產(chǎn)生沉淀為止，過濾洗滌，對沉淀進(jìn)行灼燒，即可制得Fe2O3·x H2O和(NH4)2SO4，故所需要加入的試劑為H2O2和NH3·H2O，故答案為：H2O2；NH3·H2O。
27. (2022年新高考山東卷)實驗室利用FeCl2?4H2O和亞硫酰氯(SOCl2)制備無水FeCl2的裝置如圖所示(加熱及夾持裝置略)。已知SOCl2沸點為76℃，遇水極易反應(yīng)生成兩種酸性氣體?；卮鹣铝袉栴}：
(1)實驗開始先通N2。一段時間后，先加熱裝置_______(填“a”或“b”)。裝置b內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________ 。裝置c、d共同起到的作用是_________________________________。
(2)現(xiàn)有含少量雜質(zhì)的FeCl2?nH2O，為測定n值進(jìn)行如下實驗：實驗Ⅰ：稱取m1g樣品，用足量稀硫酸溶解后，用c ml·L-1K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Fe2+達(dá)終點時消耗VmL(滴定過程中Cr2O72-轉(zhuǎn)化為Cr3+，Cl－不反應(yīng))。實驗Ⅱ：另取m1g樣品，利用上述裝置與足量SOCl2反應(yīng)后，固體質(zhì)量為m2g。則n＝______________；下列情況會導(dǎo)致n測量值偏小的是_______(填標(biāo)號)。A．樣品中含少量FeO雜質(zhì) B．樣品與SOCl2反應(yīng)時失水不充分C．實驗Ⅰ中，稱重后樣品發(fā)生了潮解 D．滴定達(dá)終點時發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴內(nèi)有氣泡生成
(3)用上述裝置、根據(jù)反應(yīng)TiO2＋CCl4 TiCl4＋CO2制備TiCl4。已知TiCl4與CCl4分子結(jié)構(gòu)相似，與CCl4互溶，但極易水解。選擇合適儀器并組裝蒸餾裝置對TiCl4、CCl4混合物進(jìn)行蒸榴提純(加熱及夾持裝置略)，安裝順序為①⑨⑧______________(填序號)，先餾出的物質(zhì)為_______。
C．實驗I稱重后，樣品發(fā)生了潮解，樣品的質(zhì)量不變，消耗的K2Cr2O7溶液的體積V不變，使n的測量值不變，C項不選；D．滴定達(dá)到終點時發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴內(nèi)有氣泡生成，導(dǎo)致消耗的K2Cr2O7溶液的體積V偏小，使n的測量值偏大，D項不選；答案選AB。
(3)組裝蒸餾裝置對TiCl4、CCl4混合物進(jìn)行蒸餾提純，按由下而上、從左到右的順序組裝，安裝順序為①⑨⑧，然后連接冷凝管，蒸餾裝置中應(yīng)選擇直形冷凝管⑥、不選用球形冷凝管⑦，接著連接尾接管⑩，TiCl4極易水解，為防止外界水蒸氣進(jìn)入，最后連接③⑤，安裝順序為①⑨⑧⑥⑩③⑤；由于TiCl4、CCl4分子結(jié)構(gòu)相似，TiCl4的相對分子質(zhì)量大于CCl4，TiCl4分子間的范德華力較大，TiCl4的沸點高于CCl4，故先蒸出的物質(zhì)為CCl4；答案為：⑥⑩③⑤；CCl4。
28. (2021年北京卷)鐵黃是一種重要的化工產(chǎn)品。由生產(chǎn)鈦白粉廢渣制備鐵黃的過程如下。
資料： i.鈦白粉廢渣成分：主要為FeSO4·H2O，含少量TiOSO4和不溶物ii.TiOSO4+(x+1)H2O TiO2·xH2O↓+H2SO4iii.0.1 ml/L Fe2+生成Fe(OH)2，開始沉淀時pH=6.3，完全沉淀時pH=8.3；0.1 ml/L Fe3+生成FeOOH，開始沉淀時pH=1.5，完全沉淀時pH=2.8(1)純化①加入過量鐵粉的目的是__________________________________________________________________________________________________________。②充分反應(yīng)后，分離混合物的方法是 。
(2)制備晶種為制備高品質(zhì)鐵黃產(chǎn)品，需先制備少量鐵黃晶種。過程及現(xiàn)象是：向一定濃度FeSO4溶液中加入氨水，產(chǎn)生白色沉淀，并很快變成灰綠色。滴加氨水至pH為6.0時開始通空氣并記錄pH變化(如圖)。
①產(chǎn)生白色沉淀的離子方程式是 。②產(chǎn)生白色沉淀后的pH低于資料iii中的6.3。原因是：沉淀生成后c(Fe2+) 0.1ml/L(填“＞”“=”或“＜”)。③0-t1時段，pH幾乎不變；t1-t2時段，pH明顯降低。結(jié)合方程式解釋原因：________________________________________________________________________________________________________________________________。
Fe2++ 2NH3·H2O ＝Fe(OH)2 + 2NH4+
pH6.0左右，4Fe(OH)2 +O2+ 2H2O＝4Fe(OH)3因此pH幾乎不變。之后發(fā)生4Fe2+ + O2+ 6H2O＝4FeOOH + 8H+，溶液中H+濃度增大，pH減小
④pH≈4時制得鐵黃晶種。若繼續(xù)通入空氣，t3后pH幾乎不變，此時溶液中c(Fe2+)仍降低，但c(Fe3+)增加，且(Fe2+)降低量大于c(Fe3+)增加量。結(jié)合總方程式說明原因：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
溶液中同時存在兩個氧化反應(yīng)4Fe2+ + O2 +4H+＝4Fe3+和4Fe2+ + O2+ 2H2O＝4FeOOH + 4H+，因此c(Fe2+)的減小大于c(Fe3+)的增加?；蛴茂B加反應(yīng)解釋： 12Fe2+ + 3O2+ 2H2O＝4FeOOH + 8Fe3+
(1)與硫酸反應(yīng)，使得TiOSO4+2H2O TiO2·H2O↓+ H2SO4平衡正向移動，沉鈦；過量的作用是防止二價鐵被氧化. 鈦白粉廢渣成分：FeSO4·H2O、TiOSO4及其它難溶物，充分反應(yīng)后有沉淀出現(xiàn)，所以分離混合物的方法是過濾； (2)pH6.0左右， 4Fe(OH)2 +O2+ 2H2O＝4Fe(OH)3因此pH幾乎不變。之后發(fā)生4Fe2+ + O2+ 6H2O＝4FeOOH + 8H+， 溶液中H+濃度增大，pH減小.溶液中同時存在兩個氧化反應(yīng)4Fe2+ + O2 +4H+＝4Fe3+和4Fe2+ + O2+ 2H2O =4FeOOH + 4H+，因此c(Fe2+)的減小大于c(Fe3+)的增加。或用疊加反應(yīng)解釋： 12Fe2+ + 3O2+ 2H2O= 4FeOOH + 8Fe3+
(3)由于Fe3++3C2O42- =Fe(C2O4)3 ，F(xiàn)e(C2O4)3 不與稀堿溶液反應(yīng), 所以加入的Na2C2O4過量，則測定結(jié)果不受影響
29．(2021年八省聯(lián)考湖北卷)無水FeCl3是常用的芳香烴取代反應(yīng)催化劑，它具有易水解、易升華的性質(zhì)。鐵粉與氯氣反應(yīng)制備無水FeCl3的實驗裝置如圖所示：
E和G用來收集產(chǎn)物?；卮鹣铝袉栴}：(1)通入氯氣后，A中觀察到有酸霧產(chǎn)生，C中P2O5的作用是______________。(2)在E、G處收集產(chǎn)物是利用了FeCl3____________的性質(zhì)。
(3)實驗過程中若F處出現(xiàn)堵塞，則在B處可觀察到的現(xiàn)象是________________?？赏ㄟ^________________(填簡單操作)，使實驗?zāi)芾^續(xù)進(jìn)行。(4)I中反應(yīng)的離子方程式為___________________________________。(5)某同學(xué)用5.60g干燥鐵粉制得無水FeCl3樣品13.00g，該次實驗的產(chǎn)率是_____。(6)實驗室中還常用SOCl2與FeCl3·6H2O晶體共熱制備無水FeCl3，其化學(xué)反應(yīng)方程式為_____________________________________________________。檢驗水合三氯化鐵原料中是否存在FeCl2的試劑是_______________。
Cl2＋2OH－=== Cl－＋ClO－＋H2O
解析：潮濕的氯氣通過濃硫酸時，水與濃硫酸相遇放出大量的熱使三氧化硫逸出，三氧化硫遇到瓶內(nèi)的水蒸氣形成酸霧，C中五氧化二磷的作用是除去酸霧，干燥的氯氣和鐵粉在D中反應(yīng)生成氯化鐵，因氯化鐵易升華，到達(dá)E、G后重新凝華收集得到氯化鐵，反應(yīng)不完的氯氣用I中NaOH溶液吸收，H中無水氯化鈣防止I中水蒸氣進(jìn)入G中使氯化鐵水解。(1)由分析可知，C中P2O5的作用是除去酸霧。(2)在E、G處收集產(chǎn)物是利用了FeCl3易升華的性質(zhì)。(3)實驗過程中若F處出現(xiàn)堵塞，則氯氣將到達(dá)B處，可在B處看到有氣泡產(chǎn)生；氯化鐵易升華，則可通過適當(dāng)加熱F處，使實驗?zāi)芾^續(xù)進(jìn)行。
30．(2016年高考全國卷Ⅱ)某班同學(xué)用如下實驗探究Fe2＋、Fe3＋的性質(zhì)?；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_______________________。(2)甲組同學(xué)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(yīng)的離子方程式為___________________________。
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
解析：(1)Fe2＋具有很強(qiáng)的還原性，易被空氣中的O2氧化為Fe3＋，在FeCl2溶液中加入少量鐵屑，可防止Fe2＋被氧化。(2)Fe2＋被氧化為Fe3＋，Cl2被還原為Cl－，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
(3)乙組同學(xué)認(rèn)為甲組的實驗不夠嚴(yán)謹(jǐn)，該組同學(xué)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________________________________________。解析：(3)O2難溶于煤油，加入煤油能隔絕空氣，排除O2對實驗的影響。
隔絕空氣(排除氧氣對實驗的影響)
(4)丙組同學(xué)取10 mL 0.1 ml·L－1 KI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(jìn)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(lán)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(yīng)為____________。
解析：(4)實驗②中K3[Fe(CN)6]溶液的作用是檢驗Fe2＋。根據(jù)實驗①，CCl4層顯紫色，說明有I2生成，根據(jù)實驗②，生成藍(lán)色沉淀，說明有Fe2＋生成，根據(jù)實驗③，溶液變紅，說明有Fe3＋剩余，I－過量的情況下，溶液中仍含有Fe3＋，由此說明該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。
(5)丁組同學(xué)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(yīng)的離子方程式為 ；一段時間后，溶液中有氣泡出現(xiàn)，并放熱，隨后有紅褐色沉淀生成。產(chǎn)生氣泡的原因是______________________________________________；生成沉淀的原因是____________________________________________(用平衡移動原理解釋)。
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O
Fe3＋催化H2O2分解產(chǎn)生O2
H2O2分解反應(yīng)放熱，促進(jìn)Fe3＋的水解平衡正向移動
1.鐵鐵位于元素周期表中第 周期 族，是一種應(yīng)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。(1)原子結(jié)構(gòu)
(2)鐵的物理性質(zhì)銀白色固體，熔點較高，具有良好的導(dǎo)熱、導(dǎo)電、延展性，能被磁鐵吸引。
考點一、鐵的單質(zhì)、氧化物和氫氧化物
(3)鐵的化學(xué)性質(zhì)鐵元素性質(zhì)活潑，有較強(qiáng)的還原性，主要化合價為＋2價和＋3價。
按要求書寫下列反應(yīng)的方程式：①Fe與Cl2、S反應(yīng)的化學(xué)方程式： ； 。
②Fe與水蒸氣的反應(yīng)： 。③與氧化性酸(如HNO3)的反應(yīng)(寫離子方程式)。Fe與過量稀HNO3的反應(yīng)： 。Fe與少量稀HNO3的反應(yīng)： 。④Fe與FeCl3溶液的反應(yīng)(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(xué)上稱之為鈍化，屬于化學(xué)變化。
Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
(1)鐵位于元素周期表中第四周期ⅧB族(　　)錯因： 。(2)鐵的化學(xué)性質(zhì)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(yīng)得到相同的氯化物(　　)錯因： 。
Fe與Cl2反應(yīng)生成FeCl3，與Cl2的量無關(guān)
Fe與Cl2反應(yīng)生成FeCl3，與鹽酸反應(yīng)生成FeCl2，產(chǎn)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
三個注意1．鐵分別與氯氣和鹽酸反應(yīng)所得的氯化物不同，F(xiàn)e與Cl2反應(yīng)生成 FeCl3，而Fe與鹽酸反應(yīng)生成FeCl2。2．鐵在潮濕的空氣中生成的鐵銹的主要成分是Fe2O3·xH2O，而鐵在 純氧中燃燒的產(chǎn)物是Fe3O4。3．鐵與硫蒸氣反應(yīng)生成的是FeS而不是Fe2S3；鐵與碘蒸氣反應(yīng)生成 的是FeI2而不是FeI3。
實驗：鐵與水蒸氣的反應(yīng)
A．反應(yīng)生成FeOB．濕棉花的主要作用是冷卻試管，防止炸裂C．肥皂液的主要作用是檢驗生成的H2D．鐵粉與水蒸氣反應(yīng)后，可立即用磁鐵將剩余鐵粉分離出來
還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的裝置如圖所示，下列有關(guān)該實驗的說法正確的是(　　)
解析：鐵與水蒸氣反應(yīng)生成Fe3O4，A錯誤；濕棉花的作用是提供反應(yīng)物水蒸氣，B錯誤；使用肥皂液是為了檢驗反應(yīng)中生成的H2，反應(yīng)一段時間后，有肥皂泡吹起時，用點燃的火柴靠近肥皂泡，當(dāng)聽到爆鳴聲時，說明鐵與水蒸氣反應(yīng)生成了H2，C正確；鐵與水蒸氣反應(yīng)的產(chǎn)物四氧化三鐵也可以被磁鐵吸引，不能分離出鐵，D錯誤。
題組一　鐵的性質(zhì)1．鐵片投入下列溶液后，金屬片質(zhì)量減少，但無氣體產(chǎn)生的是(　　)A．冷的濃硝酸 B．Cu(NO3)2溶液C．稀硫酸 D．Fe(NO3)3溶液
解析：A項中鐵片在濃硝酸中鈍化，金屬片質(zhì)量不會減少；B項中鐵與Cu(NO3)2溶液發(fā)生置換反應(yīng)，金屬片質(zhì)量增加；C項中有氣體產(chǎn)生。
2．5.6 g鐵粉與一定量的硫黃混合，在空氣中加熱發(fā)生劇烈反應(yīng)，冷卻后用足量的鹽酸溶解反應(yīng)后的殘留固體，產(chǎn)生了2.0 L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，通過分析可知其小于應(yīng)生成的氣體量，其最可能的原因是(　　)A．硫黃量不足 B．生成了FeSC．生成了Fe2S3 D．有部分Fe被空氣中的氧氣氧化了
解析：當(dāng)此混合物反應(yīng)完全后，加入足量的鹽酸時，如果鐵過量，1 ml鐵對應(yīng)1 ml氫氣，如果硫黃過量，硫化亞鐵與鹽酸反應(yīng)，1 ml硫化亞鐵對應(yīng)1 ml硫化氫氣體，故5.6 g鐵反應(yīng)，對應(yīng)的氣體為2.24 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，但是實際產(chǎn)生的氣體體積偏小，可能原因是部分Fe被空氣中的氧氣氧化了。
題組二　鐵及重要化合物性質(zhì)
3.下列關(guān)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(chǎn)物中鐵的化合價均為＋3價
解析：Fe與S反應(yīng)生成FeS，A項錯誤；純鐵不易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，抗腐蝕能力較強(qiáng)，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(chǎn)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。
4.鐵是日常生活中使用最廣泛的金屬，下列關(guān)于鐵的一些說法正確的是A.常溫下濃硫酸與鐵不反應(yīng)，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(zhì)(X2)反應(yīng)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(yīng)，且反應(yīng)類型均為復(fù)分解反應(yīng)
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(fù)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，說明四氧化三鐵穩(wěn)定，故C錯誤；FeO、Fe2O3和Fe3O4均可與鹽酸反應(yīng)生成鹽和水，反應(yīng)過程中無元素化合價變化，反應(yīng)類型均為復(fù)分解反應(yīng)，故D正確。
13.如圖兩圓相交部分A、B、C、D分別表示兩物質(zhì)間的反應(yīng)。下列各對應(yīng)反應(yīng)的離子方程式書寫不正確的是A.Fe＋4H＋＋ ===Fe3＋＋NO↑＋2H2OB.Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2OC.Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2OD.3Fe(OH)2＋10H＋＋ ===3Fe3＋＋NO↑＋8H2O
確定鐵的氧化物組成的基本方法設(shè)鐵的氧化物中鐵元素與氧元素的質(zhì)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(zhì)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(zhì)的量之比為1∶1，F(xiàn)e3O4為任意值)。
題組五　鐵與水蒸氣反應(yīng)的實驗探究
14.某化學(xué)興趣小組利用如圖裝置進(jìn)行“鐵與水蒸氣反應(yīng)”的實驗，并檢驗產(chǎn)物的性質(zhì)，下列說法正確的是
A.實驗時，應(yīng)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(yīng)的化學(xué)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
15.鐵與水蒸氣反應(yīng)，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＋
16．下面是制備Fe(OH)2白色沉淀的幾種方案。回答下列各問題：(1)用不含F(xiàn)e3＋的FeSO4溶液與不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應(yīng)制備。①用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時還需要加入________________。②除去蒸餾水中溶解的O2常采用________的方法。③生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用長滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再擠出NaOH溶液，這樣操作的理由是________________________________________________________。
題組六　Fe(OH)2的制備與實驗條件的控制
避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸O2而被氧化
③為了制得Fe(OH)2白色沉淀，在試管Ⅰ和Ⅱ中加入試劑，打開止水夾，塞緊塞子后的實驗步驟是__________________________________________________________________。④這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長時間保持白色，理由是__________________________________________________________________。
檢驗試管Ⅱ出口處排出的H2的純度，當(dāng)排出的H2已經(jīng)純凈時再夾緊止水夾
試管Ⅰ中反應(yīng)生成的H2充滿了試管Ⅰ和試管Ⅱ，且外界O2不易進(jìn)入
(3)利用電解實驗可以制得純凈的白色沉淀，如圖所示，已知兩電極的材料分別為石墨和鐵。①a電極的材料應(yīng)為________，電極反應(yīng)式為_______________________。②電解液c可以是______(雙選；填選項字母)。A．純水　　B．NaCl溶液 C．NaOH溶液 D．CuCl2溶液
Fe－2e－===Fe2＋
③d為苯，其作用是________________________________________，在加入苯之前對電解液c應(yīng)作何簡單處理？________________________________。④為了在較短時間內(nèi)看到白色沉淀，可采取的措施是________(雙選；填選項字母)。A．改用稀H2SO4作電解液 B．適當(dāng)增大電源的電壓C．適當(dāng)減小兩極間的距離 D．適當(dāng)降低電解液的溫度⑤若c用Na2SO4溶液，當(dāng)電解一段時間后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接電源電解，除了電極上看到氣泡外，另一明顯現(xiàn)象為__________________________________________________________________。
隔絕空氣，防止生成的Fe(OH)2被氧化
加熱煮沸，排出溶解的O2
白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變成紅褐色
解析：(1)Fe2＋易水解，要加入稀H2SO4抑制其水解；Fe2＋易被空氣中的O2氧化，要加鐵粉，將被氧化生成的Fe3＋還原成Fe2＋，氣體的溶解度隨著溫度升高而降低，所以煮沸后的蒸餾水中溶解的O2變少。(2)兩支試管，試管Ⅱ是開口式，無法用產(chǎn)生的氣體將試液壓入試管Ⅰ中，所以Fe和稀H2SO4應(yīng)放在試管Ⅰ中，而在試管Ⅱ中盛不含O2的NaOH溶液，當(dāng)Fe與稀H2SO4放入試管后，產(chǎn)生的H2可以從試管Ⅰ內(nèi)短管處排出，從而排盡試管Ⅰ內(nèi)空氣，再通入試管Ⅱ中，排盡試管Ⅱ內(nèi)空氣。然后關(guān)閉止水夾，試管Ⅰ內(nèi)產(chǎn)生的H2無法逸出，造成管內(nèi)壓強(qiáng)增大，將試管Ⅰ內(nèi)FeSO4溶液通過長導(dǎo)管壓入試管Ⅱ內(nèi)，在此過程中，液體都處于H2環(huán)境，從而避免了被空氣中O2的氧化，使得Fe(OH)2能保存更長時間。
防止Fe(OH)2氧化的方法(1)將配制溶液的蒸餾水煮沸，驅(qū)除溶液中的氧氣。(2)將盛有NaOH溶液的膠頭滴管尖端插入盛有亞鐵鹽溶液的試管底部，并慢慢擠出NaOH溶液。(3)在亞鐵鹽溶液上面充入保護(hù)氣，如H2、N2、稀有氣體等。(4)在亞鐵鹽溶液上面加保護(hù)層，如苯、植物油等。(5)用Fe作陽極，石墨作陰極，電解NaOH溶液，利用新產(chǎn)生的Fe2＋與OH－反應(yīng)制取。
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，如：遇Br2、Cl2、H2O2、 (H＋)等均表現(xiàn)為 。Fe2＋的酸性溶液與H2O2反應(yīng)的離子方程式：_____________________________ 。(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。
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋
考點二、Fe2+和Fe3+的性質(zhì)及其檢驗
2.鐵鹽的性質(zhì)及應(yīng)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(qiáng)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(yīng)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(qiáng)的溶液中。利用Fe3＋易水解的性質(zhì)，實驗室可用FeCl3滴入沸水中制取氫氧化鐵膠體，反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。
2Fe3＋＋Cu===Cu2＋
3. Fe2＋、Fe3＋的除雜
3.Fe2＋、Fe3＋的檢驗方法(1)用KSCN溶液和氯水
白色沉淀→灰綠色→紅褐色→Fe2＋
(3)含F(xiàn)e2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋的檢驗
溶液變紅色，說明含有Fe3＋。
KMnO4溶液紫紅色褪去，說明含有Fe2＋。
(4)Fe2＋的特征檢驗方法
混合溶液中Fe3＋、Fe2＋除去的常用方法已知：
(1)除去Mg2＋中混有的Fe3＋的方法向混合溶液中加入______、________、__________中之一，與Fe3＋水解產(chǎn)生的H＋反應(yīng)，促進(jìn)Fe3＋的水解，將Fe3＋轉(zhuǎn)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(shè)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)，然后再向混合溶液中加入足量CuO[或CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3中之一]，充分反應(yīng)后過濾。
(1)金屬陽離子只有氧化性，不可能有還原性(　　)(2)氫氧化鐵與HI溶液反應(yīng)僅能發(fā)生中和反應(yīng)(　　)(3)中性溶液中可能大量存在Fe3＋、Cl－、K＋、 (　　)(4)FeCl3溶液與KSCN溶液反應(yīng)的離子方程式為Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3↓(　　)(5)用酸性KMnO4溶液檢驗FeCl3溶液中是否含有FeCl2(　　)(6)能通過化合反應(yīng)制取FeCl2(　　)(7)硫酸亞鐵片和維生素C同時服用能增強(qiáng)治療缺鐵性貧血的效果(　　)(8)“青礬(FeSO4)”宜密閉保存，防止氧化變質(zhì)(　　)
題組七　Fe2＋、Fe3＋的性質(zhì)及應(yīng)用17.(2024屆泰安)《新修本草》中關(guān)于“青礬”的描述：“本來綠色，新出窟未見風(fēng)者，正如琉璃，燒之赤色”?！段锢硇∽R》中說：“青礬廠氣熏人，衣服當(dāng)之易爛，栽木不茂”，下列相關(guān)敘述不正確的是A.赤色固體可能是Fe2O3 B.青礬宜密閉保存，防止氧化變質(zhì)C.青礬燃燒過程中發(fā)生了電子轉(zhuǎn)移 D.“青礬廠氣”可能是CO和CO2
解析：根據(jù)《新修本草》關(guān)于青礬的描述可知為FeSO4·7H2O，其分解產(chǎn)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(chǎn)生CO和CO2。
18.在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的鐵屑，反應(yīng)完全后將固體濾出，下列說法中正確的是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；若剩余固體全部都是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＋。
19.下列有關(guān)Fe3＋、Fe2＋的性質(zhì)及應(yīng)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(lán)色，則說明Fe3＋的氧化性比I2的強(qiáng)④Fe2＋與H2O2在酸性溶液中的反應(yīng)：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O⑤硫酸亞鐵片和維生素C同時服用，能增強(qiáng)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(yīng)關(guān)系，①錯誤；由于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(chǎn)物的氧化性，可知，F(xiàn)e3＋的氧化性強(qiáng)于I2，③正確；H2O2具有強(qiáng)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。
題組八　Fe2＋、Fe3＋的檢驗20.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(yīng)后，取混合液分別完成下列實驗，能說明溶液中存在化學(xué)平衡2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I(xiàn)2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(lán)色沉淀生成D.向混合液中滴入淀粉溶液，溶液變藍(lán)色
21．某溶液中可能存在Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋，加入NaOH溶液，開始時有白色絮狀沉淀生成，白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，下列結(jié)論正確的是(　　)A．一定有Fe2＋，一定沒有Fe3＋、Mg2＋B．一定有Fe3＋，一定沒有Fe2＋、Mg2＋C．一定有Fe3＋，可能有Fe2＋，一定沒有Mg2＋D．一定有Fe2＋，可能有Mg2＋，一定沒有Fe3＋
解析：加入NaOH溶液，開始時有白色絮狀沉淀生成，白色沉淀迅速變成灰綠色，最后生成紅褐色說明溶液中一定有Fe2＋，若有Fe3＋，則紅褐色沉淀會掩蓋Fe(OH)2的白色，所以不可能存在Fe3＋，而Mg(OH)2是白色，有可能存在。
22．要證明某溶液中不含F(xiàn)e3＋而可能含有Fe2＋進(jìn)行如下實驗操作時，最佳順序為(　　)①加入足量氯水?、诩尤胱懔縆MnO4溶液　③加入少量NH4SCN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，溶液不變血紅色，無Fe3＋存在，再加入氯水，將Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液變?yōu)檠t色。KMnO4溶液呈紫紅色，溶液顏色變化不明顯，所以不用KMnO4溶液。
23．某化學(xué)實驗小組探究Fe2＋和Fe3＋性質(zhì)時，發(fā)現(xiàn)往FeCl2和KSCN的混合溶液中滴加氯水，溶液變成紅色，但當(dāng)氯水過量時，紅色卻會褪去。為此，他們設(shè)計如圖裝置進(jìn)一步探究。
已知：①X為NaClO溶液，Y為FeCl3和KSCN的混合溶液；②持續(xù)緩慢滴入NaClO溶液至過量的過程中，圓底燒瓶中紅色變淺，有大量氣泡產(chǎn)生；飽和Ca(OH)2溶液變渾濁。根據(jù)實驗現(xiàn)象推測，下列說法不正確的是(　　)A．燒瓶中還可能產(chǎn)生紅褐色沉淀B．燒瓶中產(chǎn)生的氣體中一定含有SO2C．多孔陶瓷的作用是增大氣體與溶液的接觸面積D．KSCN中硫元素、氮元素被氧化
解析：NaClO是強(qiáng)堿弱酸鹽，水解顯堿性，F(xiàn)e3＋在堿性條件下會產(chǎn)生紅褐色沉淀，故A正確；NaClO有強(qiáng)氧化性，KSCN中的SCN－會直接被氧化為SO42-，故B錯誤；
氣體進(jìn)入多孔陶瓷后再擴(kuò)散到溶液中，可增大氣體與溶液的接觸面積，有利于氣體充分吸收，故C正確；氯水過量時，紅色會褪去，滴入NaClO溶液至過量，圓底燒瓶中紅色變淺，都說明SCN－會被氧化劑氧化，SCN－中S的化合價為－2價，C的化合價為＋4價，N的化合價為－3價，S被氧化成硫酸根離子，最終收集到氮氣，故硫、氮元素被氧化，故D正確。
24．(2024屆開封聯(lián)考)8.34 g FeSO4·7H2O(相對分子質(zhì)量：278)樣品受熱脫水過程的熱重曲線(樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線)如圖所示。下列說法不正確的是
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。
考點三、“鐵三角”的轉(zhuǎn)化1．“鐵三角”轉(zhuǎn)化關(guān)系
FeCl3溶液發(fā)生反應(yīng)時的顏色變化1．向FeCl3溶液中加幾滴KSCN溶液后，溶液呈血紅色。2．FeCl3與NaOH溶液反應(yīng)，生成紅褐色沉淀。3．向FeCl3溶液中通入H2S氣體，生成淡黃色沉淀。4．向FeCl3溶液中加入幾滴Na2S溶液，生成淡黃色沉淀，當(dāng)加入的Na2S溶液過量時，又生成黑色沉淀。5．向FeCl3溶液中加入過量Fe粉，溶液變成淺綠色。6．將FeCl3溶液滴入淀粉碘化鉀溶液中，溶液變成藍(lán)色。7．向FeCl3溶液中滴入苯酚溶液，溶液變成紫色。8．將飽和FeCl3溶液滴入沸水中，生成紅褐色Fe(OH)3。
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(xué)習(xí)化學(xué)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)的氧化物和還原性。
問題思考1.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(lán)： 。(3)FeCl3可溶解鐵片： 。(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：_____________________ 。
H2S＋2Fe3＋===S↓＋2Fe2＋
2I－＋2Fe3＋===I2＋2Fe2＋
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
2.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(jìn)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(xué)式：甲：____；乙：____；B：______；E：_________。(2)寫出①②③④反應(yīng)的化學(xué)方程式：①_______________________。②__________________________________。③_______________________________。④____________________。
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
FeCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl
2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
題組九　鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系25. 某同學(xué)欲探究鐵及其化合物的性質(zhì)，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(qiáng)于Cu2＋
26.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A.FeSO4與NH4HCO3反應(yīng)制備FeCO3，適宜在高溫條件下進(jìn)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
題組十　鐵及其化合物轉(zhuǎn)化關(guān)系的定量判斷27.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：下列說法不正確的是A.固體2是氧化鐵B.X的化學(xué)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
28.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A.OA段產(chǎn)生的是NO，AB段的反應(yīng)為Fe＋2Fe3＋ ===3Fe2＋，BC段產(chǎn)生H2B.A點溶液中的溶質(zhì)為Fe(NO3)3和H2SO4C.原混合酸中 物質(zhì)的量為0.2 mlD.原混合酸中H2SO4的物質(zhì)的量濃度為2 ml·L－1
鐵與硫酸、硝酸的混酸反應(yīng)順序總結(jié)足量鐵與稀硫酸、稀硝酸的混合溶液反應(yīng)，則可利用離子反應(yīng)分析，依次發(fā)生反應(yīng)：Fe＋ ＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O、2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑(若H＋量不足，該反應(yīng)不再發(fā)生)。
29．下列除雜的操作不正確的是(　　)A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量鎂充分反應(yīng)后過濾B．FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入過量鐵粉充分反應(yīng)后過濾C．CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反應(yīng)后過濾D．CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2將Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反應(yīng)后過濾
高考新熱點——以Fe2＋、Fe3＋為載體的綜合實驗探究鐵元素有多種價態(tài)，化合物種類較多，特別是Fe2＋、Fe3＋的性質(zhì)多樣，是命制綜合實驗題恰當(dāng)?shù)妮d體?？疾閮?nèi)容可涉及物質(zhì)性質(zhì)的探究、物質(zhì)的制備、成分測定、離子檢驗等，通過上述問題的設(shè)計，同時可考查儀器的使用、條件的控制、物質(zhì)的分離提純、實驗安全等化學(xué)實驗基礎(chǔ)知識。
例1．某小組在驗證反應(yīng)“Fe＋2Ag＋===Fe2＋＋2Ag”的實驗中檢測到Fe3＋，發(fā)現(xiàn)和探究過程如下。向硝酸酸化的0.05 ml·L－1硝酸銀溶液(pH≈2)中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，燒杯底部有黑色固體，溶液呈黃色。(1)檢驗產(chǎn)物。①取出少量黑色固體，洗滌后，_________________________________(填操作和現(xiàn)象)，證明黑色固體中含有Ag。②取上層清液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，說明溶液中含有________。
加入足量稀鹽酸(或稀硫酸)酸化，固體未完全溶解
解析：(1)①加入足量稀鹽酸(或稀硫酸)酸化，固體未完全溶解。②K3[Fe(CN)6]是檢驗Fe2＋的試劑，所以產(chǎn)生藍(lán)色沉淀說明含有Fe2＋。
(2)針對“溶液呈黃色”，甲認(rèn)為溶液中有Fe3＋，乙認(rèn)為鐵粉過量時不可能有Fe3＋，乙依據(jù)的原理是___________________(用離子方程式表示)。針對兩種觀點繼續(xù)實驗：①取上層清液，滴加KSCN溶液，溶液變紅，證實了甲的猜測。同時發(fā)現(xiàn)有白色沉淀產(chǎn)生，且溶液顏色深淺、沉淀量多少與取樣時間有關(guān)，對比實驗記錄如表所示：
(資料：Ag＋與SCN－生成白色沉淀AgSCN)
4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O
加入KSCN溶液后生成白色沉淀
解析：(2)過量鐵粉與Fe3＋反應(yīng)生成Fe2＋：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。②O2氧化Fe2＋反應(yīng)為4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O。白色沉淀是AgSCN，所以實驗可以說明含有Ag＋，Ag＋可能氧化Fe2＋生成Fe3＋。
例2．從宏觀現(xiàn)象探究微觀本質(zhì)是重要的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。以FeCl3溶液為實驗對象，探究其與堿性物質(zhì)之間反應(yīng)的復(fù)雜多樣性。實驗如下：(1)①中反應(yīng)的離子方程式是___________________________________。
解析：(1)根據(jù)圖中對實驗現(xiàn)象的描述，反應(yīng)①氫氧化鎂沉淀轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵膠體。
(2)②中逸出的無色氣體是_____。從物質(zhì)類別的角度分析，Na2CO3與Na2SO3在化學(xué)性質(zhì)方面的共性是 (寫一條)；從化合價角度分析，Na2CO3與Na2SO3在化學(xué)性質(zhì)方面的差異是__________________________________________________________________________________________________________________(寫一條)。
兩者都為強(qiáng)堿弱酸鹽，能與強(qiáng)酸反應(yīng)
Na2CO3中碳原子為最高正價＋4，無還原性；Na2SO3中硫原子為＋4價，處于中間價態(tài)，具有較強(qiáng)的還原性
解析：(2)由于碳酸鈉溶液顯堿性，氯化鐵溶液顯酸性，相互促進(jìn)水解，生成CO2氣體和氫氧化鐵沉淀。
(3)對于③中的實驗現(xiàn)象，同學(xué)們有諸多猜測，繼續(xù)進(jìn)行實驗：Ⅰ.甲取③中的紅棕色溶液少許，滴入鹽酸酸化的BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀。甲得出結(jié)論：FeCl3與Na2SO3發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，離子方程式是_____________________________________________。Ⅱ.乙認(rèn)為甲的實驗不嚴(yán)謹(jǐn)，重新設(shè)計并進(jìn)行實驗，證實了甲的結(jié)論是正確的。其實驗方案是_________________________________________________。
(4)受以上實驗的啟發(fā)，同學(xué)們對pH≈8的1 ml/L NaF溶液與FeCl3溶液混合時的現(xiàn)象產(chǎn)生了好奇并進(jìn)行實驗：Ⅰ.⑤的實驗?zāi)康氖莀__________________________________。
排除加水稀釋對溶液顏色變化的影響
Ⅱ.為探究④中溶液變無色的原因，進(jìn)行如下實驗：?資料顯示：FeF3溶液為無色。用平衡移動原理解釋紅褐色沉淀產(chǎn)生的原因：_________________________________________________________________________________。(5)根據(jù)實驗，F(xiàn)eCl3溶液與堿性物質(zhì)之間的反應(yīng)的多樣性與 有關(guān)。
堿性物質(zhì)的pH、離子的性質(zhì)
解析：(4)FeCl3溶液中加入NaF，顏色變淺，說明反應(yīng)生成了FeF3，是可溶性的難電離物質(zhì)，加入氫氧化鈉溶液生成紅褐色沉淀，說明OH－更容易與Fe3＋結(jié)合。
形式多樣、價態(tài)變化多端的鐵鹽 近年來，以工藝流程和實驗探究為載體考查鐵鹽的制備和性質(zhì)，相關(guān)知識的命題形式備受高考的青睞。
1．高鐵酸鹽(K2FeO4、Na2FeO4)高鐵酸鹽是鐵的六價化合物，具有很強(qiáng)的氧化性，能有效殺滅水中的微生物和藻類，氧化分解各種有機(jī)、無機(jī)污染物，且在應(yīng)用過程中不會產(chǎn)生三鹵甲烷等二次污染物，其還原產(chǎn)生的Fe3＋發(fā)生水解生成Fe(OH)3膠體，可吸附懸浮在水中的雜質(zhì)使其沉降，它作為一種水處理劑兼具有氧化、絮凝、殺菌、消毒作用，是環(huán)境友好型的多功能廣譜型水處理劑。另外高鐵酸鹽對一些有機(jī)物的氧化具有選擇性，人們利用這一特性將其作為有機(jī)合成的選擇性氧化劑。鑒于高鐵酸鹽的優(yōu)良特性及其廣泛應(yīng)用，有關(guān)高鐵酸鹽的制備方法、穩(wěn)定性及其作為多功能水處理劑、選擇性氧化劑和綠色電池材料等方面的應(yīng)用研究成為高考關(guān)注的熱點。
例1．(2024屆山東名校開學(xué)考試)高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種環(huán)保、高效、多功能飲用水處理劑，一種利用廢鐵屑制備高鐵酸鉀的流程如圖所示：
在攪拌下將Fe(NO3)3飽和溶液緩慢滴加到KClO飽和溶液中
(4)提純K2FeO4粗產(chǎn)品[含有Fe(OH)3、KCl等雜質(zhì)]的實驗方案為將一定量的K2FeO4粗產(chǎn)品溶于冷的3 ml·L－1 KOH溶液中，_______________________________________________________(實驗中須使用的試劑有飽和KOH溶液、乙醇；除常用儀器外須使用的儀器有砂芯漏斗、真空干燥箱)。
解析：本題主要考查KClO、K2FeO4的制備，意在考查考生對化學(xué)實驗裝置和實驗方案的分析能力。
用砂芯漏斗過濾，將濾液置于冰水浴中，向濾液中加入飽和KOH溶液，攪拌、靜置，再用砂芯漏斗過濾，晶體用適量乙醇洗滌2～3次后，在真空干燥箱中干燥
1．(2025屆開學(xué)模擬新八省卷)《新修本草》中關(guān)于“青礬”的描述為“本來綠色，新出窟未見風(fēng)者，正如琉璃……，燒之赤色……”，“青礬”的主要成分為FeSO4?7H2O。下列說法正確的是A．FeSO4?7H2O又被稱為膽礬 B．FeSO4溶于水后的溶液呈堿性C．“燒之赤色”說明Fe2+發(fā)生了氧化反應(yīng) D．常溫下，將鐵粉溶于濃硫酸可制得FeSO4?7H2O
解析：A．青礬的主要成分為FeSO4·7H2O，膽礬的主要成分為CuSO4·5H2O，A錯誤；B．FeSO4溶于水后的溶液呈酸性，B錯誤；C．“燒之赤色”中的“赤”是Fe2O3的顏色，說明Fe2+發(fā)生了氧化反應(yīng)，C正確；D．濃硫酸與鐵常溫下會鈍化，D錯誤；
2．(2025屆開學(xué)模擬新八省卷)《天工開物》載：其黃礬所出又奇甚，乃即煉皂礬，爐側(cè)土墻，……刮取下來，名曰黃礬。染家用之，金色淡者涂炙，立成紫赤也[皂礬FeSO4·7H2O；黃礬Fe2(SO4)3·10H2O；赤礬Fe2O3]。下列有關(guān)說法正確的是 A．皂礬可用于堿性花木土壤補(bǔ)鐵 B．皂礬變?yōu)辄S礬是受熱脫水過程C．黃礬受熱分解可以獲得赤礬 D．礬是含結(jié)晶水的硫酸鹽礦石
解析：FeSO4溶液呈酸性，不能用于堿性花木土壤補(bǔ)鐵，故A錯誤；FeSO4·7H2O變?yōu)镕e2(SO4)3·10H2O是氧化過程，故B錯誤；Fe2(SO4)3·10H2O受熱分解可以生成Fe2O3、SO3、H2O，故C正確；赤礬Fe2O3不是硫酸鹽，故D錯誤。
3．(2025屆桂林開學(xué)模擬)我國早期科技叢書《物理小識·金石類》記有“青礬廠氣熏人，衣服當(dāng)之易爛，載木不盛”，“青礬”即綠礬(FeSO4·7H2O)，強(qiáng)熱綠礬，得紅色固體，氣體冷凝得“礬油”。下列說法不正確的是 A．“青礬廠氣”屬于混合物 B．“紅色固體”屬于堿性氧化物C．“礬油”能使滴有酚酞的溶液呈紅色 D．“強(qiáng)熱綠礬”發(fā)生了分解反應(yīng)
4．(2025屆西安市開學(xué)模擬) “秦磚漢瓦”是我國傳統(tǒng)建筑文化的一個縮影。同是由黏土燒制的磚瓦，有的是黑色的，有的卻是紅色的，猜測其中的原因可能是 A．土壤中含有鐵粉、二氧化錳等B．黑磚瓦是煅燒過程中附著了炭黑，紅磚瓦則是添加了紅色耐高溫染料C．土壤中含有的銅元素經(jīng)過不同工藝煅燒，分別生成了黑色CuO和紅色CuD．土壤中含有的鐵元素經(jīng)過不同工藝煅燒，分別生成了黑色Fe3O4或FeO和 紅色Fe2O3
解析：黏土中含有鐵元素，在燒制磚瓦時，與O2反應(yīng)，生成氧化物，鐵元素的氧化物有3種，F(xiàn)eO與Fe3O4為黑色，F(xiàn)e2O3為紅棕色，故D項正確。
5. (2025屆北京四中摸底測驗)還原鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)裝置如圖所示。取少量反應(yīng)后的固體加入稀硫酸使其完全溶解得溶液a；另取少量反應(yīng)后的固體加入稀硝酸使其完全溶解，得溶液b．下列說法正確的是
A. 鐵與水蒸氣反應(yīng)：2Fe＋3H2O(g) Fe2O3 ＋3H2B. 肥皂液中產(chǎn)生氣泡，不能證明鐵與水蒸氣反 應(yīng)生成H2C. 向溶液a中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，出現(xiàn)藍(lán)色沉 淀，說明鐵粉未完全反應(yīng)D. 向溶液b中滴加KSCN溶液，溶液變紅，證實 了固體中含有Fe2O3
6．(2025屆開學(xué)模擬新高考卷)實驗室將FeCl3飽和溶液滴入沸水中可制得Fe(OH)3膠體，下列說法不正確的是A．FeCl3溶液可用于制作印刷電路板B．Fe(OH)3膠體呈紅褐色，也可以將FeCl3加入NaOH溶液中制得C．可用丁達(dá)爾效應(yīng)區(qū)分FeCl3溶液和Fe(OH)3膠體D．直徑為80nm的微粒不屬于膠體
解析：A．FeCl3溶液能和銅單質(zhì)反應(yīng)，可用于制作印刷電路板，A正確； B．制取Fe(OH)3紅褐色膠體應(yīng)該向煮沸的蒸餾水中滴加飽和氯化鐵溶液至溶液變紅褐色；將FeCl3加入NaOH溶液中會生成氫氧化鐵沉淀，B錯誤；C．膠體具有丁達(dá)爾效應(yīng)，而溶液沒有此現(xiàn)象，因此可以利用丁達(dá)爾效應(yīng)區(qū)分膠體和溶液，C正確；D．根據(jù)分散質(zhì)微粒直徑大小，可將分散系分為溶液、膠體和濁液，分散質(zhì)微粒直徑小于1nm的為溶液，分散質(zhì)微粒直徑1nm～100nm之間的為膠體，分散質(zhì)微粒直徑大于100nm的為濁液；直徑為80nm的微粒不是分散系，故不屬于膠體，D正確；
8．(2024屆廈門模擬)用黃色的FeCl3溶液分別進(jìn)行下列實驗，解釋或結(jié)論不正確的是
9．(2024屆安徽皖北縣中聯(lián)盟聯(lián)考)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(chǎn)表示Fe3＋的關(guān)系曲線 B．n1＝0.75C．P點時，n(Fe2＋)＝0.562 5 ml D．向P點溶液中加入銅粉，最多可溶 解14.4 g
10．(2024屆大連模擬)青礬礦石(主要成分為FeSO4·7H2O)在《唐本草》中記載：“本來綠色，新出窟未見風(fēng)者，正如琉璃……燒之赤色……”。下列關(guān)于FeSO4·7H2O的說法正確的是A．可用于制凈水劑 B．溶于水形成無色溶液C．在干燥空氣中穩(wěn)定存在 D．在空氣中加熱轉(zhuǎn)化為Fe3O4
解析：A．FeSO4·7H2O溶于水時最終形成具有凈水作用的氫氧化鐵膠體，可用于制凈水劑，故A正確；B．溶于水形成FeSO4溶液，F(xiàn)e2＋呈淺綠色，故B錯誤；C．FeSO4·7H2O中亞鐵離子具有還原性，易被氧氣氧化，因此不能在干燥空氣中穩(wěn)定存在，故C錯誤；D．FeSO4·7H2O中Fe為＋2價，在空氣中加熱被氧化為Fe2(SO4)3，故D錯誤。
11．(2024屆廣東湛江質(zhì)量摸底)鐵及其化合物在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。下列鐵及其化合物的性質(zhì)與用途具有對應(yīng)關(guān)系的是A．Fe有導(dǎo)電性，可用于濕法煉銅 B．FeCl3有氧化性，可用于凈水C．Fe2O3呈紅棕色，可用于制作顏料 D．K2FeO4易溶于水，可用于殺菌消毒
解析：A．鐵可用于濕法煉銅：Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu，是因為鐵的還原性大于銅，與Fe有導(dǎo)電性無關(guān)，故不選A；B．FeCl3可用于凈水，是因為Fe3＋水解生成的氫氧化鐵膠體能吸附水中的懸浮雜質(zhì)，與FeCl3的氧化性無關(guān)，故不選B；C．Fe2O3呈紅棕色，可用于制作紅色顏料，故選C；D．K2FeO4可用于殺菌消毒，是因為K2FeO4具有強(qiáng)氧化性，與K2FeO4的溶解性無關(guān)，故不選D。
12．(2024屆廣東七校聯(lián)合體聯(lián)考)下列事實不能證明Fe3＋有氧化性的是A．電子工業(yè)上用FeCl3溶液腐蝕電路板上的銅B．FeCl3溶液滴在淀粉－KI試紙上，試紙變?yōu)樗{(lán)色C．將KSCN溶液加入FeCl3溶液中，溶液變?yōu)榧t色D．向FeCl3溶液中滴加適量Na2S溶液，出現(xiàn)淡黃色渾濁，溶液變成淺綠色
解析：A項中2Fe3＋＋Cu＝Cu2＋＋2Fe2＋；B項中2Fe3＋＋2I－＝2Fe2＋＋I(xiàn)2；D項中S2－＋2Fe3＋＝S↓＋2Fe2＋，這三項中的反應(yīng)，鐵元素的化合價均降低，F(xiàn)e3＋均表現(xiàn)氧化性；只有C項中Fe3＋在反應(yīng)中化合價未發(fā)生改變，不能證明Fe3＋具有氧化性。
14．(2024屆重慶南開中學(xué)質(zhì)量檢測)下列除雜的操作不正確的是A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量鎂充分反應(yīng)后過濾B．FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入過量鐵粉充分反應(yīng)后過濾C．CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反應(yīng)后過濾D．CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2將Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入 CuO充分反應(yīng)后過濾
解析：A．Mg與FeCl3反應(yīng)生成FeCl2，過量Mg可與FeCl2反應(yīng)置換出Fe，過濾可分離，A正確；B．加入過量鐵粉，F(xiàn)eCl3與Fe反應(yīng)生成FeCl2，過濾可達(dá)到除雜的目的，B正確；C．加入NaOH溶液，Cu2＋、Fe3＋均能轉(zhuǎn)化成氫氧化物沉淀，不符合除雜要求，C錯誤；D．H2O2可將Fe2+氧化成Fe3+，加CuO可促進(jìn)Fe3+水解轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3沉淀，過濾可分離，D正確。
15．(2024屆安徽六安一模)某同學(xué)用含有鐵銹(主要成分為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，氣密性已檢查)，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：A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；B．雙氧水具有氧化性，可將Fe2＋氧化為Fe3＋，B項錯誤；C．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；D．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。
16．(2024屆江西智學(xué)聯(lián)盟體聯(lián)考)下列關(guān)于氧化鐵、氧化亞鐵、四氧化三鐵三種氧化物的說法不正確的是A．鐵元素的化合價不完全相同 B．氧元素的化合價完全相同C．氧化亞鐵俗稱鐵紅，為紅棕色固體 D．鐵在氧氣中燃燒的產(chǎn)物為黑色固體
解析：鐵的三種氧化物中，氧元素的化合價都為－2價；鐵元素的化合價不同，氧化鐵中鐵為＋3價，氧化亞鐵中鐵為＋2價，四氧化三鐵中鐵為＋2價和＋3價；氧化鐵俗稱鐵紅，是一種紅棕色粉末；鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵，是一種黑色固體。
17．(2024屆湖北武漢六中)實驗室用FeCl2溶液和燒堿制備Fe(OH)2，為使生成的產(chǎn)物不被氧化，下列采取的措施錯誤的是A．配制FeCl2溶液和燒堿溶液所用的蒸餾水要煮沸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試管中D．產(chǎn)生Fe(OH)2沉淀后，不能振蕩試管
解析：A．FeCl2溶液和燒堿溶液要現(xiàn)用現(xiàn)配，且配制溶液的蒸餾水要煮沸以除去氧氣，確保Fe(OH)2不被氧化，A正確；B．可在FeCl2溶液的上面加一層苯，可以隔絕空氣，B正確；C．向FeCl2溶液中滴加燒堿溶液時，要將膠頭滴管的尖嘴伸入FeCl2溶液中，防止氫氧化鈉溶液在滴入時溶有氧氣，C錯誤；D．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(jī)會，使沉淀更易被氧化，D正確。
18．(2024屆長春模擬)某黑色粉末可能是Fe3O4或Fe3O4與FeO的混合物，為進(jìn)一步確認(rèn)該黑色粉末的成分，下列實驗方案不可行的是 A．準(zhǔn)確稱量一定質(zhì)量的黑色粉末，用H2充分還原，并用干燥劑收集所得水，獲得水的準(zhǔn)確質(zhì)量，進(jìn)行計算B．準(zhǔn)確稱量一定質(zhì)量的黑色粉末，溶解于足量鹽酸，加熱蒸干溶液并在空氣中灼燒至質(zhì)量不變，稱量所得粉末質(zhì)量，進(jìn)行計算C．準(zhǔn)確稱量一定質(zhì)量的黑色粉末，用CO充分還原，在CO氣流中冷卻后準(zhǔn)確稱量剩余固體的質(zhì)量，計算D．準(zhǔn)確稱量一定質(zhì)量的黑色粉末，與一定量鋁粉混合后點燃，充分反應(yīng)后冷卻，準(zhǔn)確稱量剩余固體質(zhì)量，進(jìn)行計算
解析：A．準(zhǔn)確稱量一定質(zhì)量的黑色粉末，用H2充分還原，并用干燥劑收集所得水，獲得水的準(zhǔn)確質(zhì)量，計算得到氧元素的質(zhì)量和鐵元素的質(zhì)量，依據(jù)鐵元素和氧元素物質(zhì)的量之比確定化學(xué)式，能計算得到物質(zhì)組成，故A不選；B．準(zhǔn)確稱量一定質(zhì)量的黑色粉末，溶解于足量鹽酸，加熱蒸干溶液并在空氣中灼燒至質(zhì)量不變，稱量所得粉末質(zhì)量，即氧化鐵的質(zhì)量，依據(jù)鐵元素和氧元素守恒計算鐵元素和氧元素物質(zhì)的量之比，判斷氧化物的化學(xué)式，能計算得到物質(zhì)組成，故B不選；
C．準(zhǔn)確稱量一定質(zhì)量的黑色粉末，用CO充分還原，在CO氣流中冷卻后準(zhǔn)確稱量剩余固體的質(zhì)量，依據(jù)鐵元素和氧元素質(zhì)量守恒計算鐵元素和氧元素物質(zhì)的量之比，分析判斷氧化物的存在形式，能計算得到物質(zhì)組成，故C不選；D．準(zhǔn)確稱量一定質(zhì)量的黑色粉末，與一定質(zhì)量鋁粉混合后點燃，充分反應(yīng)后冷卻，準(zhǔn)確稱量剩余固體質(zhì)量，反應(yīng)前后都是固體，反應(yīng)前后固體質(zhì)量不變，不能計算確定該黑色粉末的成分，故D選。
關(guān)于上述裝置和實驗，下列分析錯誤的是A．A、I中加入普通鐵粉，G中可加入堿石灰 B．A中生成磁性氧化鐵，E中生成“引火鐵”C．需要加熱的儀器只有A、E D．D用于收集氫氣
解析：根據(jù)兩套裝置中各儀器的功能，可以判斷出A中放置普通鐵粉，B中放一定體積的水，持續(xù)加熱提供水蒸氣，C是安全瓶，用于防倒吸，D是利用排水集氣法收集氫氣。E中反應(yīng)物為A中生成的四氧化三鐵，I中放置普通鐵粉，通過分液漏斗加入一定體積的鹽酸制備H2，從I中逸出的氣體中含有揮發(fā)出的氯化氫，經(jīng)過G(內(nèi)有堿石灰)除雜干燥后得到純凈的氫氣，氫氣進(jìn)入E中和Fe3O4在一定溫度下進(jìn)行反應(yīng)，得到“引火鐵”，剩余的氫氣在F處進(jìn)行收集或其他處理。
20. (2024屆浙江金華十校調(diào)研)電子工業(yè)常用FeCl3溶液腐蝕覆銅板上的銅箔，制造印刷電路板。從腐蝕廢液(主要含F(xiàn)eCl3、FeCl2、CuCl2)中回收銅，并重新獲得FeCl3溶液，處理流程如下：
下列說法不正確的是A. FeCl3溶液腐蝕銅箔的原理為Fe3+＋Cu＝Cu2+＋Fe2+B. 反應(yīng)1和反應(yīng)2都發(fā)生了氧化還原反應(yīng)C. 實驗室中進(jìn)行操作1時，用到的主要玻璃儀器有漏斗、燒杯和玻璃棒D. 濾渣a的主要成分是Cu和Fe，物質(zhì)X可以選用酸性KMnO4溶液
解析：A．FeCl3溶液腐蝕銅箔的原理為2Fe3+＋Cu＝Cu2+＋2Fe2+，故A錯誤；B．反應(yīng)1發(fā)生2Fe3+＋Cu＝Cu2+＋2Fe2+和Cu2+＋Fe＝Fe2+＋Cu，反應(yīng)2發(fā)生Cl2＋2FeCl2＝2FeCl3都是氧化還原反應(yīng)，故B正確；C．操作1是過濾，用到的主要玻璃儀器有漏斗、燒杯和玻璃棒，故C正確；D．濾渣a的主要成分是生成的Cu和過量Fe，物質(zhì)X不可以選用酸性KMnO4溶液，會引入新的雜質(zhì)，可以用新制的氯水，故D錯誤；
21. (2024屆寧夏石嘴山平羅中學(xué))如圖兩圓相交部分A、B、C、D分別表示兩物質(zhì)間的反應(yīng)。下列各對應(yīng)反應(yīng)的離子方程式書寫不正確的是
A．Fe＋4H+＋NO3－＝Fe3+＋NO↑＋2H2O B．Fe3O4＋8H+＝Fe2+＋2Fe3+＋4H2OC．Fe(OH)3＋3H+＝Fe3+＋3H2O D．3Fe(OH)2＋10H+＋NO＝3Fe3+＋NO↑＋8H2O
22．(2024屆江浙高中發(fā)展共同體聯(lián)考)FeSO4可用于制備一種新型、高效、多功能綠色水處理劑高鐵酸鈉，反應(yīng)如下：2FeSO4＋6Na2O2＝2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑，下列說法正確的是A. 氧化產(chǎn)物只有Na2FeO4B. 生成1mlO2，轉(zhuǎn)移8ml電子C. 氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶3D. 當(dāng)6mlNa2O2參加反應(yīng)時，被FeSO4還原的Na2O2有4ml
解析：A．氧化產(chǎn)物有Na2FeO4和氧氣，A錯誤；B．生成1mlO2，有6ml過氧化鈉參加反應(yīng)，其中有5ml的過氧化鈉作氧化劑，故轉(zhuǎn)移的電子為10ml，B錯誤；C．當(dāng)有2ml硫酸亞鐵參與反應(yīng)時，還原劑包含2ml硫酸亞鐵和1ml過氧化鈉，氧化劑是5ml過氧化鈉，故氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為5∶3，C錯誤；D．當(dāng)6mlNa2O2參加反應(yīng)時，有2ml硫酸亞鐵參與反應(yīng)，設(shè)被FeSO4還原的Na2O2有xml，根據(jù)得失電子守恒2×4＝x×2，解得x＝4ml，故D正確；
23. (2024屆四川攀枝花七高)探究鐵及其化合物的性質(zhì)，下列方案設(shè)計、現(xiàn)象和結(jié)論都正確的是
解析：A．鋅是一種化學(xué)性質(zhì)比較活潑的金屬元素，在空氣中容易被氧化。當(dāng)鋅在空氣中長時間暴露時，表面會形成一層薄薄的氧化鋅膜，因此FeCl2溶液中加入Zn片，短時間內(nèi)無明顯現(xiàn)象，但一段時間后兩者可以發(fā)生反應(yīng)：FeCl2+Zn＝ZnCl2+Fe，溶液由淺綠色變?yōu)闊o色，由方程式可知Fe2+的氧化能力比Zn2+強(qiáng)，A錯誤；B．向沸水中滴加飽和氯化鐵溶液，制取Fe(OH)3膠體，繼續(xù)加熱則膠體因聚沉變?yōu)槌恋?，B正確；C．將食品脫氧劑樣品中的還原鐵粉溶于鹽酸，滴加KSCN溶液，溶液呈淺綠色，F(xiàn)e3+可能被Fe還原為Fe2+，該現(xiàn)象不能說明食品脫氧劑樣品中沒有Fe3+，C錯誤；D．常溫下將鐵絲放入濃硝酸中，無明顯變化，鐵和濃硝酸發(fā)生鈍化現(xiàn)象，發(fā)生反應(yīng)生成一薄層致密的氧化物薄膜阻止反應(yīng)進(jìn)行，D錯誤；
24. (2024屆杭州一模)探究鐵單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)，由操作、現(xiàn)象能得出正確結(jié)論的是
解析：A．向2mL 0.1ml·L?1FeCl3溶液加入 2mL 0.01ml·L?1KI溶液，兩者發(fā)生反應(yīng)生成碘；再滴入數(shù)滴AgNO3溶液，出現(xiàn)黃色渾濁說明有碘化銀生產(chǎn)，由于沒有分離出碘，碘的水溶液中一定有碘離子(類比氯氣與水反應(yīng)，碘也可與水反應(yīng))，不能說明氯化鐵與碘化鉀反應(yīng)存在限度，A錯誤；B．將Fe粉與S粉混合在惰性氣體中加熱，得到黑色固體，再將反應(yīng)后的產(chǎn)物溶于稀硫酸，后得淺綠色溶液，只能證明黑色固體與酸反應(yīng)生成了Fe2?，并不能證明黑色固體一定是FeS，若鐵粉過量也能與硫酸反應(yīng)生成Fe2?，B錯誤；
C．向2mL 0.01ml·L?1Fe(SCN)3溶液加入少量 Fe粉，F(xiàn)e 粉與Fe3?反應(yīng)生成Fe2?，降低了Fe3?濃度，使生成Fe(SCN)3平衡逆向移動，血紅色變淺，C正確；D．將SO2氣體通入 Fe(NO3)3和BaCl2的混合溶液，硝酸根在酸性條件下將二氧化硫氧化為硫酸根，硫酸根與鋇離子反應(yīng)生產(chǎn)硫酸鋇白色沉淀，三價鐵被還原為二價鐵，溶液棕黃色變淺，D錯誤；
25. (2024屆安徽省徽師聯(lián)盟聯(lián)考)將一定質(zhì)量的Fe和Fe3O4混合固體粉末溶于100mL1.0ml·L-1稀鹽酸，恰好完全反應(yīng)，生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下224mLH2，向反應(yīng)后的溶液中加入KSCN溶液，溶液顏色無明顯變化。則下列說法正確的是A．反應(yīng)后溶液中含有Fe3+ B．Fe3O4與稀鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)C．n(Fe)∶n(Fe3O4)＝2∶1 D. 混合固體中m(Fe)＝0.56g
解析：A．由題可知Fe和Fe3O4的混合固體與100mL1.0ml·L-1的稀鹽酸恰好完全反應(yīng)，向反應(yīng)后的溶液中滴加KSCN溶液，顏色無明顯變化，故反應(yīng)后的溶液不含F(xiàn)e3+，A錯誤；B．Fe3O4與HCl反應(yīng)生成FeCl2、FeCl3和H2O，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe3O4＋8HCl＝FeCl2＋2FeCl3＋4H2O，該反應(yīng)為復(fù)分解反應(yīng)，B錯誤；
C．由題意可知n(H2)＝0.01ml，與鹽酸反應(yīng)的n(Fe)＝0.01ml，n總(HCl)＝0.1ml，則與Fe3O4反應(yīng)的n(HCl)＝0.1ml－0.02ml＝0.08ml，故n(Fe3O4)＝0.01ml，產(chǎn)生n(FeCl3)＝0.02ml，則由2FeCl3＋Fe＝3FeCl2，可得n總(Fe)＝0.01ml＋0.01ml＝0.02 ml，故n(Fe)∶n(Fe3O4)＝2∶1，C正確；D．混合固體中m(Fe)＝0.02ml×56g/ml＝1.12g，D錯誤；
26．(2025屆天津新華中學(xué))硫酸亞鐵晶體(FeSO4·7H2O)在醫(yī)藥上作補(bǔ)血劑。某課外小組測定該補(bǔ)血劑中鐵元素的含量，并檢驗該補(bǔ)血劑是否變質(zhì)。實驗步驟如下：
請回答下列問題：(1)向操作①的濾液中滴加KSCN溶液后變?yōu)榧t色，則該濾液中含有________(填離子符號)。(2)操作②中反應(yīng)的離子方程式：_____________________________________。(3)操作③中反應(yīng)的離子方程式：__________________________________________________________________________________。
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O
Fe3＋＋3OH－＝Fe(OH)3↓[或Fe3＋＋3NH3·H2O＝Fe(OH)3↓＋3NH4+]
(4)操作④中一系列處理的操作步驟：過濾、____、灼燒、__________、稱量。(5)假設(shè)實驗中的損耗忽略不計，則每片補(bǔ)血劑含鐵元素的質(zhì)量為__________________________________g。(用含a的代數(shù)式表示)。
洗滌　 冷卻至室溫
解析：(2)H2O2具有氧化性，酸性條件下能將Fe2＋全部氧化為Fe3＋，則②中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O。
(3)步驟③是將Fe3＋轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，反應(yīng)的離子方程式為Fe3＋＋3OH－＝Fe(OH)3↓或Fe3＋＋3NH3·H2O＝Fe(OH)3↓＋3NH4+。
(4)步驟④中一系列處理是由氫氧化鐵懸濁液最終轉(zhuǎn)化為氧化鐵，需要過濾、洗滌氫氧化鐵，然后灼燒生成氧化鐵，冷卻后稱量氧化鐵的質(zhì)量，即過濾、洗滌、灼燒、冷卻至室溫、稱量。
27．(2025屆重慶鳳鳴山中學(xué))為嚴(yán)厲打擊食品生產(chǎn)經(jīng)營中違法添加非食用物質(zhì)、濫用食品添加劑，衛(wèi)生部、農(nóng)業(yè)部等部門聯(lián)合公布了包含硫酸亞鐵在內(nèi)的22種“易濫用食品添加劑”名單。某同學(xué)為探究富含硫酸亞鐵且保存時間較長的食品情況，設(shè)計了如下實驗方案：
(1)試劑1的主要成分的化學(xué)式是___________。(2)加入新制氯水后溶液紅色加深的原因是___________________________________________________(用離子方程式表示)。
2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－、Fe3＋＋3SCN－＝Fe(SCN)3
(3)該同學(xué)在實驗中加入了過量氯水，放置一段時間后，發(fā)現(xiàn)深紅色褪去，現(xiàn)對褪色原因進(jìn)行探究。①提出假設(shè)假設(shè)1：溶液中的＋3價鐵被氧化為更高價態(tài)的鐵；假設(shè)2：____________________________。②設(shè)計方案為了對你所提出的假設(shè)2進(jìn)行驗證，請寫出一種實驗方案：__________________________________________________________________________________________________________________。(4)應(yīng)用拓展寫出一種保存FeSO4固體的方法：____________________。
SCN－被過量的氯水氧化
取少量褪色后的溶液，滴加過量KSCN溶液，若出現(xiàn)紅色，則說明假設(shè)2成立，若不出現(xiàn)紅色，則說明假設(shè)2不成立
解析：(1)向淡黃色溶液中加入試劑1生成了淡紅色溶液，說明食品中的FeSO4被空氣中的O2氧化生成了Fe3＋，F(xiàn)e3＋與KSCN溶液反應(yīng)生成紅色Fe(SCN)3。(2)淡紅色溶液中還含有較多的Fe2＋，向其中加入新制氯水時，Cl2將Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液中Fe3＋濃度增大，生成的Fe(SCN)3濃度也增大，溶液顏色加深。(3)①實驗中加入過量氯水，放置一段時間后，深紅色褪去，說明Fe(SCN)3逐漸消失，而Fe(SCN)3的生成與Fe3＋、SCN－有關(guān)，根據(jù)假設(shè)1，溶液中的＋3價鐵被Cl2氧化為更高價態(tài)的鐵，分析SCN－中各元素的化合價可知，S為－2價，C為＋4價，N為－3價，所以SCN－也具有還原性，故也可能是SCN－被過量的氯水氧化導(dǎo)致深紅色褪去。②假設(shè)Fe3＋沒有被氧化，而是SCN－被氧化，只要向褪色后的溶液中補(bǔ)充SCN－，若出現(xiàn)紅色，說明假設(shè)2成立；若不出現(xiàn)紅色，說明假設(shè)2不成立。
(4)由于FeSO4易被空氣中的O2氧化，所以FeSO4應(yīng)密封保存。
28．(2024屆浙江金麗衢十二校聯(lián)考)某實驗小組在實驗室利用氨氣和新制備的硫酸亞鐵溶液反應(yīng)制備氫氧化亞鐵。(一)制備硫酸亞鐵溶液
(1)步驟①，加入稀硫酸的目的是________________________。(2)步驟②，加入還原鐵粉后觀察到的現(xiàn)象是______________________________________________________________。
鐵粉逐漸溶解，有無色氣體生成，溶液由棕黃色逐漸變?yōu)闇\綠色
(3)選擇上圖中的裝置制備氫氧化亞鐵，連接順序為_______(按氣流方向，用裝置字母表示)。反應(yīng)結(jié)束后繼續(xù)通一段時間的N2，目的是________________________________________________________________________________。(4)裝置B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是___________________________________。裝置C的作用是________________________。
將裝置中的氨氣全部排入裝置D中被吸收，防止拆除裝置時殘留的氨氣逸出污染空氣
Fe2+＋2NH3＋2H2O＝Fe(OH)2↓＋2NH4+
(三)探究思考反應(yīng)后將裝置B中固體過濾時白色沉淀會逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榛揖G色。在查閱不同資料后，有同學(xué)認(rèn)為灰綠色物質(zhì)是Fe(OH)2被空氣中的氧氣氧化后生成的Fe3(OH)8。(5)Fe3(OH)8中n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝________，用氧化物的形式表示可寫成________________。(6)設(shè)計實驗證明灰綠色物質(zhì)中含F(xiàn)e3(OH)8：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
FeO·Fe2O3·4H2O
取少量灰綠色物質(zhì)于試管中，加入稀鹽酸(或稀硫酸)溶解，將溶液分成兩份，一份滴入幾滴KSCN溶液，變?yōu)榧t色；另一份加入適量K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍(lán)色沉淀，則灰綠色物質(zhì)中含F(xiàn)e3(OH)8
解析：該實驗的目的是利用氨氣和新制備的硫酸亞鐵溶液反應(yīng)制備氫氧化亞鐵。(一)制備硫酸亞鐵溶液，向硫酸鐵晶體中加入去氧蒸餾水和稀硫酸，再加入過量的還原鐵粉，將Fe3+還原成Fe2+，得到硫酸亞鐵溶液。(1)步驟①，加入稀硫酸的目的是，目的是抑制Fe3+的水解；(2)步驟②，加入還原鐵粉后，鐵粉和酸反應(yīng)和Fe3+反應(yīng)，觀察到的現(xiàn)象是鐵粉逐漸溶解，有無色氣體生成，溶液由黃色逐漸變?yōu)闇\綠色；
(二)制備氫氧化亞鐵，原理是將氨氣通入硫酸亞鐵溶液中，此過程的關(guān)鍵是隔絕空氣。(3)制備氫氧化亞鐵的裝置中，A裝置的作用是將濃氨水滴到生石灰上，使生石灰和水反應(yīng)放出熱量，放出氨氣，氮氣的作用是將裝置中的空氣全部排出，B裝置的作用是氨氣和硫酸亞鐵溶液反應(yīng)產(chǎn)生氫氧化亞鐵，C裝置的作用是作為安全瓶防止倒吸，D裝置的作用是吸收尾氣。故裝置連接順序為ACBD；反應(yīng)結(jié)束后繼續(xù)通一段時間的N2，目的是將裝置中殘留的氨氣全部被吸收，防止拆除裝置時殘留的氨氣逸出污染空氣；(4)裝置B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是：Fe2+＋2NH3＋2H2O＝Fe(OH)2＋2NH＋4，裝置C在A和B之間，故C的作用是：安全瓶，防倒吸；
(5)Fe3(OH)8中，3個Fe帶8個正電荷，故n(Fe2+)∶n(Fe3+)＝1∶2，用氧化物的形式表示可寫成FeO ·Fe2O3?·4H2O；(6)要設(shè)計實驗證明灰綠色物質(zhì)中含F(xiàn)e3(OH)8，即要證明此物質(zhì)中既有Fe2+又有Fe3+，F(xiàn)e2+用K3[Fe(CN)6]溶液檢驗，F(xiàn)e3+用KSCN溶液檢驗，故試驗方法為：取少量灰綠色物質(zhì)于試管中，加入稀鹽酸(或稀硫酸)溶解，將溶液分成兩份，一份滴入幾滴KSCN溶液，變?yōu)檠t色；另一份加入適量K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍(lán)色沉淀，則灰綠色物質(zhì)中含F(xiàn)e3(OH)8。
29．(2025屆開學(xué)模擬新高考卷)磁性Fe3O4納米粒子(粒徑1～100nm)因其獨特的物理化學(xué)性質(zhì)如電學(xué)特性、磁學(xué)特性等引起廣泛的研究。通過共沉淀法制備磁性Fe3O4納米粒子的方法如下：I．連接好如圖裝置；
Ⅱ．取5 mL0.5ml/LFeSO4溶液和10mL0.5 ml/L FeCl3溶液于反應(yīng)容器B，并向裝置中通入N2；Ⅲ．在不斷攪拌的條件下，向混合溶液中逐滴加入40mL12 ml/L的氨水，溶液中逐漸出現(xiàn)黑色物質(zhì)；Ⅳ．充分反應(yīng)后，從混合液中分離出納米粒子，并反復(fù)洗滌干燥后得到磁性Fe3O4納米粒子。
回答下列問題：(1)反應(yīng)容器B的最佳規(guī)格為 (填序號)。a．150mL b．250 mL c．500 mL(2)生成磁性Fe3O4納米粒子的離子方程式為____________________________ ___________________________________。(3)實驗過程中通入N2的目的是 。(4)從反應(yīng)后的混合液中分離出Fe3O4納米粒子，最簡便的方法是 (填序號)；用水洗滌Fe3O4納米粒子后，需要用無水乙醇洗滌，其原因是利用了乙醇_________________________________________ 的物理性質(zhì)。 a．磁分離 b．過濾 c．分液
Fe2+＋2Fe3+＋8NH3?H2O＝Fe3O4＋8NH4 ＋ ＋4H2O
防止Fe2+被空氣中氧氣氧化為Fe3+
乙醇揮發(fā)性強(qiáng)，用乙醇洗滌便于后續(xù)的干燥
(5)產(chǎn)物中混雜的Fe2O3會降低納米粒子的磁性，為了測定產(chǎn)品中Fe2O3的含量，采取如下實驗方法：準(zhǔn)確稱取0.3120g產(chǎn)品于錐形瓶中，用稀硝酸充分浸取，再加熱使過量的硝酸全部逸出，冷卻后加入足量KI溶液充分混合反應(yīng)后，用0.2000ml/L Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液顏色明顯變淺，加入幾滴淀粉溶液，繼續(xù)滴定至終點，消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為20.00mL。已知滴定過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。①滴定終點的現(xiàn)象為________________________________________________ ________________________。②所取樣品中Fe2O3的質(zhì)量為 g(結(jié)果保留4位小數(shù))；若加入KI溶液的量不足，則會導(dǎo)致測定結(jié)果 (填 “偏高”“偏低”或“不變”)。
滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)溶液，錐形瓶中溶液藍(lán)色恰好褪去且30s內(nèi)保持不變；
解析：由題意可知，制備四氧化三鐵的實驗過程為在氮氣氣氛中硫酸亞鐵和氯化鐵混合溶液與氨水反應(yīng)生成磁性四氧化三鐵納米粒子，充分反應(yīng)后，用磁鐵從混合液中分離出納米粒子，并用乙醇反復(fù)洗滌干燥后得到磁性四氧化三鐵納米粒子，據(jù)此回答。(1)由題意可知充分反應(yīng)后，三頸燒瓶中溶液的總體積為90mL，由三頸燒瓶中溶液的體積不少于容積的1/3，不多于容積的2/3可知，容器B的最佳規(guī)格為250 mL；(2)由題意可知，在氮氣氣氛中硫酸亞鐵和氯化鐵混合溶液與氨水反應(yīng)生成磁性四氧化三鐵納米粒子、硫酸銨、氯化銨和水，反應(yīng)的離子方程式為Fe2+＋2Fe3+＋8NH3?H2O＝Fe3O4＋8NH 4 ＋＋4H2O；
(3)亞鐵離子具有還原性，易被空氣中的氧氣氧化為鐵離子，所以實驗過程中應(yīng)通入氮氣，排盡裝置中的空氣，防止制備磁性四氧化三鐵納米粒子時，亞鐵離子被氧化；(4)磁性四氧化三鐵納米粒子為磁性材料，所以從反應(yīng)后的混合液中分離出磁性四氧化三鐵納米粒子最簡單的分離方法為磁分離，故選a；用水洗滌四氧化三鐵納米粒子后，用無水乙醇洗滌納米粒子可以利用乙醇易揮發(fā)的性質(zhì)帶走粒子表面的水分便于干燥；
(5)①由題意可知，反應(yīng)生成的碘與滴入的硫代硫酸鈉溶液完全反應(yīng)時，溶液會由藍(lán)色變?yōu)闊o色，則滴定終點的現(xiàn)象為滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)溶液，錐形瓶中溶液藍(lán)色恰好褪去且30s內(nèi)保持不變；②由方程式可得如下關(guān)系：2Fe3+～I(xiàn)2～Na2S2O3，滴定消耗硫代硫酸鈉溶液，則鐵離子的物質(zhì)的量為0.004ml，設(shè)樣品中四氧化三鐵、氧化鐵的物質(zhì)的量分別為aml、bml，由樣品的質(zhì)量可得：232a＋160b＝0.3120， 由鐵原子個數(shù)守恒可得：3a＋2b＝0.004，解聯(lián)立方程可得a＝0.001、b＝0.0005，則樣品中氧化鐵的質(zhì)量為0.0005ml×160g/ml＝0.0800g；若加入碘化鉀溶液的量不足會使消耗硫代硫酸鈉溶液的體積偏小，導(dǎo)致a偏小、b偏大，所以測得的氧化鐵的質(zhì)量偏高。
30．(2024屆福建省百校聯(lián)考)硫酸亞鐵(FeSO4)是中學(xué)化學(xué)常用試劑，可用于治療缺鐵性貧血癥。(1)實驗室配備FeSO4溶液時為防止硫酸亞鐵變質(zhì)，常采用的措施是__________(填一種)。(2)以FeSO4為原料可制備堿式硫酸鐵[Fe4(OH)2(SO4)5]、鐵紅、硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2][俗名摩爾鹽]，轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖1所示。
①制備Fe4(OH)2(SO4)5時，若pH過高會導(dǎo)致堿式硫酸鐵的產(chǎn)率偏低，其原因是__________________________________。②制備FeCO3時，向FeSO4溶液中加入過量的NH4HCO3溶液，該反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________；鐵紅的化學(xué)式為_______。③制備摩爾鹽時將反應(yīng)物混合，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、_______、洗滌、干燥得到產(chǎn)品。
部分鐵離子轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3
Fe2+＋2HCO3－＝FeCO3↓＋CO2↑＋H2O?
(3)隔絕空氣條件下，F(xiàn)eSO4分解時的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖2。
①關(guān)于M的成分提出三種猜想：猜想1：M是Fe2O3；猜想2：M是_______；猜想3：M是Fe2O3和Fe3O4。
②已知三種氣體的部分性質(zhì)如表所示：
利用圖3裝置探究硫酸亞鐵部分分解產(chǎn)物。能否將低溫浴槽A的溫度控制在－72.4℃＜T≤44.8℃？_______(填“能”或“否”)。C中試劑可能是_______。
解析：(1)配備FeSO4溶液時，硫酸亞鐵變質(zhì)的實質(zhì)是Fe2+被氧化，加適量鐵粉可防止Fe2+被氧化；故答案為加適量鐵粉；(2)①制備Fe4(OH)2(SO4)5時，若pH過高，部分鐵離子轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3?，導(dǎo)致堿式硫酸鐵的產(chǎn)率偏低；故答案為部分鐵離子轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3?；②NH4HCO3不穩(wěn)定，溶液中與亞鐵離子反應(yīng)生成碳酸亞鐵和二氧化碳；離子反應(yīng)為Fe2+＋2HCO3－＝FeCO3↓＋CO2↑＋H2O ；FeCO3在空氣中煅燒生成Fe2O3，所以鐵紅為Fe2O3；故答案為Fe2+＋2HCO3－＝FeCO3↓＋CO2↑＋H2O，F(xiàn)e2O3；③制備摩爾鹽時將反應(yīng)物混合，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到產(chǎn)品；故答案為過濾；
(3)①據(jù)分析可知，M可能是Fe3O4；故答案為Fe3O4；②圖3裝置設(shè)置兩個低溫浴槽的目的是利用物理手段將SO2和SO3分離，不能將低溫浴槽A的溫度設(shè)置在－72.4℃＜T≤44.8℃；C是尾氣處理裝置，可使用堿石灰吸收SO2和SO3；故答案為否，堿石灰。

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