2019版高考化學(xué)一輪精選教師用書人教通用：第三章金屬及其重要化合物第3節(jié)　鐵及其重要化合物-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

【考綱要求】
了解鐵的制備方法，掌握其主要性質(zhì)及其應(yīng)用?！?了解鐵的重要化合物的制備方法，掌握其主要性質(zhì)及其應(yīng)用。
考點(diǎn)一　鐵的主要性質(zhì)及應(yīng)用

1．原子結(jié)構(gòu)
鐵位于元素周期表第四周期第Ⅷ族，原子結(jié)構(gòu)示意圖為，化學(xué)反應(yīng)中易失去2個或3個電子而表現(xiàn)為＋2價或＋3價。鐵在地殼中的含量占第4位。
2．物理性質(zhì)
純鐵具有銀白色金屬光澤和良好的延展性，是電和熱的良導(dǎo)體，具有能被磁鐵吸引的特性，純鐵有很強(qiáng)的抗腐蝕能力。
3．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。

(1)Fe與Cl2、S反應(yīng)的化學(xué)方程式：
2Fe＋3Cl22FeCl3；Fe＋SFeS。
(2)Fe與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式：3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2。
(3)與氧化性酸(如HNO3)的反應(yīng)(寫離子方程式，下同)
①Fe與過量稀HNO3的反應(yīng)：Fe＋NO＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
②Fe與少量稀HNO3的反應(yīng)：3Fe＋2NO＋8H＋===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O。
(4)Fe與FeCl3溶液的反應(yīng)：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。
4．應(yīng)用
(1)用途：用量最大、用途最廣泛的合金是鐵合金——鋼，可用于制造不銹鋼、特種鋼、鋼板、鋼管等。
(2)制備：工業(yè)上冶煉鐵的反應(yīng)方程式為3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2。

1．鐵位于元素周期表中第四周期第ⅧB族(　　)
2．Fe分別與氯氣和鹽酸反應(yīng)所得氯化物相同(　　)
3．Fe與稀HNO3、稀H2SO4反應(yīng)均有氣泡產(chǎn)生，說明Fe與兩種酸均發(fā)生置換反應(yīng)(　　)
4．Fe在足量Cl2中燃燒生成FeCl3，在少量Cl2中燃燒生成FeCl2(　　)
5．鐵與硫混合共熱生成Fe2S3(　　)
答案：1.×　2.×　3.×　4.×　5.×

1．下列有關(guān)鐵及其化合物的說法中不正確的是(　　)
A．工業(yè)上在高溫下用CO還原含F(xiàn)e2O3的鐵礦石煉鐵
B．鐵在純氧中燃燒或高溫下和水蒸氣反應(yīng)均能得到Fe3O4
C．工業(yè)上可用鐵制容器儲存、運(yùn)輸濃硝酸和濃硫酸
D．氯化鐵溶液有較強(qiáng)氧化性，故可用作凈水劑
解析：選D。FeCl3溶液用作凈水劑的原因是Fe3＋水解產(chǎn)生Fe(OH)3膠體，其可吸附水中懸浮物和雜質(zhì)等并形成沉淀沉降下來，從而起到凈水作用，與氧化性無關(guān)。
2．下列關(guān)于鐵的敘述正確的是(　　)
①鐵能被磁鐵吸引，純鐵易被銹蝕　②在人體的血紅蛋白中含有鐵元素?、鄄荒芡ㄟ^化合反應(yīng)生成FeCl2和Fe(OH)3　④鐵能在氧氣中劇烈燃燒，但不能在水蒸氣中燃燒?、蓁F與硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物僅是Fe(NO3)3
A．①③　　　　 B．②④
C．②⑤ D．④⑤
解析：選B。①中純鐵不易被銹蝕。③中可以通過化合反應(yīng)生成FeCl2和Fe(OH)3：2FeCl3＋Fe===3FeCl2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。⑤中當(dāng)鐵過量時可生成Fe(NO3)2。
考點(diǎn)二　鐵的氧化物和氫氧化物

1．鐵的氧化物
(1)物理性質(zhì)
化學(xué)式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗稱
—
鐵紅
磁性氧化鐵
色態(tài)
黑色粉末
紅棕色粉末
黑色晶體
鐵的價態(tài)
＋2價
＋3價
＋2價、＋3價
(2)化學(xué)性質(zhì)
①FeO、Fe2O3、Fe3O4分別與鹽酸反應(yīng)的離子方程式：
FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O、Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。
②FeO與稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：
3FeO＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O。
③FeO、Fe2O3分別與HI溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：
FeO＋2HI===FeI2＋H2O、Fe2O3＋6HI===2FeI2＋I(xiàn)2＋3H2O。
2．鐵的氫氧化物(是離子反應(yīng)的寫離子方程式)
化學(xué)式
Fe(OH)2
Fe(OH)3
顏色狀態(tài)
白色固體
紅褐色固體
與鹽酸反應(yīng)
Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
受熱分解

2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O
制法
可溶性亞鐵鹽與堿溶液反應(yīng)：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
可溶性鐵鹽與堿溶液反應(yīng)：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
二者的關(guān)系
在空氣中，F(xiàn)e(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現(xiàn)象是白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，反應(yīng)方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

1．Fe2O3是紅棕色粉末，俗稱鐵紅，常用作紅色油漆和涂料(　　)
2．Fe3O4可用FeO·Fe2O3表示，故Fe3O4為混合物(　　)
3．氫氧化鐵與HI溶液反應(yīng)的離子方程式為Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O(　　)
4．Fe2O3與NaOH溶液反應(yīng)可制取Fe(OH)3(　　)
5．Fe2O3不可與水反應(yīng)得到Fe(OH)3，所以不能通過化合反應(yīng)制取Fe(OH)3(　　)
6．磁性氧化鐵溶于稀硝酸的離子方程式為3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋3H2O(　　)
答案：1.√　2.×　3.×　4.×　5.×　6.×　

題組一　考查鐵的氧化物、氫氧化物的性質(zhì)
1．等質(zhì)量的下列物質(zhì)與足量稀硝酸反應(yīng)，放出NO物質(zhì)的量最多的是(　　)
A．FeO　　　 B．Fe2O3
C．FeSO4 D．Fe3O4
解析：選A。Fe2O3不具有還原性，與稀HNO3反應(yīng)不生成NO。另外三種等質(zhì)量的物質(zhì)中，含F(xiàn)e2＋物質(zhì)的量越多，與稀HNO3反應(yīng)失去的電子越多，根據(jù)得失電子守恒，則生成NO的物質(zhì)的量越多。經(jīng)計(jì)算比較等質(zhì)量的FeO、FeSO4、Fe3O4中FeO含有Fe2＋物質(zhì)的量最多，故選A。
2．鐵屑溶于過量稀硫酸，過濾后向?yàn)V液中加入過量氨水，有白色沉淀生成，過濾，在空氣中加熱沉淀至質(zhì)量不再發(fā)生變化為止，得到紅棕色殘?jiān)?，上述沉淀和殘?jiān)謩e是(　　)
A．Fe(OH)3　Fe2O3
B．Fe(OH)2　Fe2O3
C．Fe(OH)2　Fe(OH)3
D．Fe(OH)2　Fe3O4
解析：選B。鐵與稀硫酸反應(yīng)生成FeSO4，再與過量氨水反應(yīng)生成白色沉淀Fe(OH)2，在空氣中加熱Fe(OH)2，鐵元素被氧化為＋3價，最后所得紅棕色殘?jiān)鼮镕e2O3。
題組二　考查氫氧化亞鐵的制備
3．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Fe(OH)2。
(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_____________________________。
解析：(1)Fe2＋易水解，要加入稀H2SO4防止其水解；Fe2＋易被空氣中的O2氧化，要加鐵粉或鐵屑，將被氧化生成的Fe3＋還原成Fe2＋。(2)氣體的溶解度是隨溫度升高而降低的，所以煮沸后的蒸餾水中溶解的O2減少。
答案：(1)稀H2SO4、鐵屑　(2)煮沸
(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸O2而被氧化
4．下列各圖示中能較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀的是________(填序號)。

解析：因?yàn)镕e(OH)2在空氣中很容易被氧化為紅褐色的Fe(OH)3，即發(fā)生反應(yīng)：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。因此要較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除裝置中的氧氣或空氣。①②原理一樣，都是先用氫氣將裝置中的空氣排盡，并使生成的Fe(OH)2處在氫氣的保護(hù)中；③的原理為鐵作陽極產(chǎn)生Fe2＋，與電解NaCl溶液產(chǎn)生的OH－結(jié)合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保護(hù)，能防止空氣進(jìn)入；⑤中液面加苯阻止了空氣進(jìn)入；④由于帶入空氣中的氧氣，能迅速將Fe(OH)2氧化，因而不能較長時間看到白色沉淀。
答案：①②③⑤

防止Fe(OH)2被氧化的方法
(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試管的亞鐵鹽溶液底部，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，在溶液上面加苯、汽油等保護(hù)層，利用新產(chǎn)生的Fe2＋與OH－反應(yīng)制取Fe(OH)2?！?
考點(diǎn)三　Fe2＋、Fe3＋的性質(zhì)和檢驗(yàn)

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，其中以還原性為主，如遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表現(xiàn)為還原性。
Fe2＋的酸性溶液與H2O2反應(yīng)的離子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
(2)Fe2＋可發(fā)生水解反應(yīng)
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硫酸抑制Fe2＋的水解，加少量鐵屑防止Fe2＋被氧化。
2．鐵鹽
(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)為氧化性。
①Fe3＋與S2－、I－、HS－、SO__等具有較強(qiáng)還原性離子不能大量共存。
②Fe3＋可腐蝕印刷電路板上的銅箔，反應(yīng)的離子方程式為2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋。
(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。
①利用Fe3＋易水解的性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)室可用飽和FeCl3溶液滴入沸水中制取氫氧化鐵膠體，反應(yīng)的化學(xué)方程式為FeCl3＋3H2OFe(OH)3(膠體)＋3HCl。
②利用Fe3＋易水解的性質(zhì)，工業(yè)上常用調(diào)節(jié)pH方法除去溶液中的鐵離子。
③利用Fe3＋易水解的性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)室配制氯化鐵溶液，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。
④Fe3＋與HCO、AlO、CO、ClO－等水解呈堿性的離子不能大量共存。
3．Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)方法
(1)用KSCN溶液和氯水

(2)用NaOH溶液

(3)含F(xiàn)e2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)
混合溶液溶液變紅色，說明含有Fe3＋；
混合溶液酸性KMnO4溶液紫紅色褪去，說明含有Fe2＋。
(4)Fe2＋的特征檢驗(yàn)方法
待檢溶液產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，說明溶液中含有Fe2＋，反應(yīng)的離子方程式為3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓。
4．含F(xiàn)e2＋、Fe3＋的除雜問題
主要成分
雜質(zhì)
除雜方法
FeCl3(aq)
FeCl2(aq)
加入氯水或H2O2
FeCl2(aq)
FeCl3(aq)
加過量鐵粉后過濾
FeCl2(aq)
CuCl2(aq)
加過量鐵粉后過濾

1．在溶液中加KSCN，溶液顯紅色，證明原溶液中有Fe3＋，無Fe2＋(　　)
2．(NH4)2Fe(SO4)2溶液與過量NaOH溶液反應(yīng)制Fe(OH)2 的離子方程式：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(　　)
3．Fe2(SO4)3和KI溶液反應(yīng)的離子方程式：Fe3＋＋2I－===Fe2＋＋I(xiàn)2(　　)
4．檢驗(yàn)Fe(NO3)2晶體是否氧化變質(zhì)的方法是將Fe(NO3)2樣品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液，觀察溶液是否變紅(　　)
5．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不變色，滴加氯水后溶液顯紅色，該溶液中一定含有Fe2＋(　　)
答案：1.×　2.×　3.×　4.×　5.√

題組一　考查Fe2＋和Fe3＋的檢驗(yàn)
1．下列離子的檢驗(yàn)方法合理的是(　　)
A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈紅色，說明不含F(xiàn)e2＋
B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液變紅色，說明原溶液中含有Fe2＋
C．向某溶液中加入NaOH溶液，得紅褐色沉淀，說明溶液中含有Fe3＋
D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色，說明該溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋
解析：選C。A項(xiàng)中只能說明原溶液中含有Fe3＋；B項(xiàng)原溶液中可能只有Fe3＋而沒有Fe2＋；D項(xiàng)中Fe(OH)2被氧化后生成的紅褐色沉淀Fe(OH)3也可能掩蓋了白色沉淀Mg(OH)2。
2．要證明某溶液中不含F(xiàn)e3＋，而可能含有Fe2＋，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作的最佳順序?yàn)?　　)
①加入足量氯水?、诩尤胱懔縆MnO4(H＋)溶液
③加入少量KSCN溶液
A．①③　　 B．③②
C．③① D．①②③
解析：選C。先加入少量KSCN溶液，若無紅色，證明無Fe3＋，然后加足量的氯水，若出現(xiàn)紅色，說明有Fe2＋存在。不選擇B項(xiàng)加入足量KMnO4(H＋)溶液的原因是KMnO4(H＋)溶液是紫紅色的溶液，F(xiàn)e2＋與MnO反應(yīng)時溶液顏色變化不明顯。
題組二　考查含鐵物質(zhì)的除雜問題
3．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MgO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：選C。FeCl3溶液中存在水解平衡：FeCl3＋3H2OFe(OH)3＋3HCl，加入MgO與H＋反應(yīng)，上述平衡右移，使Fe3＋轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3而除去，A正確；加入過量鐵粉，F(xiàn)eCl3與Fe反應(yīng)生成FeCl2而達(dá)到除雜的目的，B正確；加入NaOH溶液，Cu2＋、Fe3＋均轉(zhuǎn)化成氫氧化物沉淀，不符合除雜要求，C錯誤；先用H2O2將Fe2＋氧化成Fe3＋，再利用FeCl3的水解，加入CuO與H＋反應(yīng)將Fe3＋轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3而除去，D正確。
4．Fe2＋、Fe3＋、Zn2＋較完全地形成氫氧化物沉淀的pH分別為6.7、3.7、4.6。某硫酸鋅酸性溶液中含有少量Fe2＋、Fe3＋雜質(zhì)離子，為除去這些離子制得純凈的ZnSO4，應(yīng)加入的試劑是(　　)
A．NaOH溶液 B．氨水
C．KMnO4、ZnCO3 D．H2O2、ZnO
解析：選D。由于Fe2＋沉淀所需pH比Zn2＋大，應(yīng)首先將Fe2＋氧化為Fe3＋，然后調(diào)節(jié)溶液的pH使Zn2＋還未沉淀時Fe3＋已沉淀完全。氧化劑H2O2將Fe2＋氧化為Fe3＋，ZnO能消耗溶液中的H＋且不引入新的雜質(zhì)離子，故D項(xiàng)符合要求。

除去混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的常用方法
(1)除去Mg2＋中混有的Fe3＋的方法
向混合溶液中加入MgO、MgCO3、Mg(OH)2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沉淀而除去。
(2)除去Cu2＋中混有的Fe3＋的方法
向混合溶液中加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3 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沉淀而除去。
(3)除去Mg2＋中混有的Fe2＋的方法
先加入氧化劑(如H2O2)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＋。
(4)除去Cu2＋中混有的Fe2＋的方法
先加入氧化劑(如H2O2)將溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按(2)的方法除去溶液中的Fe3＋?！?
考點(diǎn)四　鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系及應(yīng)用

“鐵三角”的轉(zhuǎn)化關(guān)系

完成下列變化的離子方程式。
(1)將H2S氣體通入FeCl3溶液中產(chǎn)生淡黃色沉淀：
H2S＋2Fe3＋===S↓＋2Fe2＋＋2H＋。
(2)將FeCl3溶液滴入淀粉-KI溶液，溶液變藍(lán)：
2I－＋2Fe3＋===I2＋2Fe2＋。
(3)FeCl3可溶解鐵片：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
(4)FeSO4可使酸性KMnO4溶液褪色：
5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。
(5)將FeCl2溶液滴入到HNO3溶液中，有無色氣體放出：
3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。

題組一　考查鐵與硝酸反應(yīng)中鐵元素存在形式的判斷
1．在一定量的稀HNO3中慢慢加入鐵粉，得到的Fe2＋的物質(zhì)的量(縱坐標(biāo))與所加鐵粉的物質(zhì)的量(橫坐標(biāo))的關(guān)系如圖所示。請將正確答案的序號填在相應(yīng)的橫線上。

①Fe3＋?、贔e2＋　③Fe、Fe2＋?、蹻e2＋、Fe3＋
(1)AB段鐵元素以__________形式存在。
(2)BC段鐵元素以__________形式存在。
(3)CD段鐵元素以__________形式存在。
解析：向稀HNO3中加入鐵粉，開始時稀HNO3過量應(yīng)生成Fe3＋，隨加入鐵粉量的增加，HNO3反應(yīng)完全后，發(fā)生反應(yīng)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，最后全部轉(zhuǎn)化為Fe2＋。
答案：(1)①　(2)④　(3)③
2．向含有1 mol HNO3和1 mol 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＝0.75
C．P點(diǎn)時，n(Fe2＋)＝0.562 5 mol
D．向P點(diǎn)溶液中加入銅粉，最多可溶解14.4 g
解析：選C。該反應(yīng)可以看作兩步：①Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O，硝酸根過量，氫離子不足；②2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。a表示Fe3＋的關(guān)系曲線，故A正確；溶液中共有3 mol H＋參加反應(yīng)，消耗鐵為0.75 mol，B正確；P點(diǎn)n(Fe2＋)＝n(Fe3＋)，二者均為0.45 mol，C錯誤；剩余0.45 mol Fe3＋，消耗0.225 mol銅，質(zhì)量為14.4 g，D正確。

1．鐵與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)物中鐵元素價態(tài)的判斷方法
(1)當(dāng)HNO3過量時：反應(yīng)原理為Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，鐵元素的存在形式為Fe3＋，鐵元素的價態(tài)為＋3價。
(2)當(dāng)Fe過量時：鐵被硝酸氧化為Fe3＋，然后Fe3＋被剩余的鐵還原為Fe2＋，也就是說最終得到亞鐵鹽，總方程式：3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，鐵元素的價態(tài)為＋2價。　
(3)當(dāng)＜＜時：鐵元素的存在形式為Fe2＋和Fe3＋，鐵元素的價態(tài)為＋2、＋3價。
(4)用數(shù)軸法表示鐵與硝酸的用量比與反應(yīng)產(chǎn)物的關(guān)系：

2．鐵與硫酸、硝酸的混合酸反應(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＋NO＋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)。
題組二　考查“鐵三角”在物質(zhì)轉(zhuǎn)化推斷題中的應(yīng)用
3.(2018·臨沂模擬)A、B、C是中學(xué)所學(xué)過的三種單質(zhì)，A、B、C及其他物質(zhì)之間的反應(yīng)關(guān)系如圖所示，其中B、D、E、F的水溶液呈酸性。若D＋C―→E＋F且常溫下只有B為氣態(tài)，則A、B、C分別為(　　)

A．Fe、Cl2、Cu 　　　　　　 B．Fe、Cl2、H2
C．Cu、Cl2、Fe D．Fe、Cl2、Mg
解析：選A。B單質(zhì)水溶液呈酸性，且常溫下為氣態(tài)，則B為Cl2，結(jié)合轉(zhuǎn)化關(guān)系可推出，A、B、C、D、E、F分別為Fe、Cl2、Cu、FeCl3、CuCl2、FeCl2。
4．A、B、C三種物質(zhì)中均含有同一種元素M，它們之間有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系。A為一種金屬單質(zhì)，其產(chǎn)量直接關(guān)系國民經(jīng)濟(jì)命脈。反應(yīng)①②③均為化合反應(yīng)，反應(yīng)④為置換反應(yīng)。下列有關(guān)說法不正確的是(　　)

A．①中所加試劑可能是氯氣
B．③中需要加具有氧化性的試劑
C．A與稀硝酸反應(yīng)一定能實(shí)現(xiàn)元素M在①中發(fā)生的價態(tài)變化
D．元素M在②中發(fā)生的價態(tài)變化也能通過加碘化鉀溶液實(shí)現(xiàn)
解析：選C。根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系可確定A為變價金屬，應(yīng)為Fe，反應(yīng)①加入氯氣能實(shí)現(xiàn)，B為FeCl3，C為FeCl2，A項(xiàng)正確；反應(yīng)③是鐵元素由＋2價升高到＋3價，需要加具有氧化性的試劑，B項(xiàng)正確；過量的鐵與稀硝酸反應(yīng)時，生成硝酸亞鐵，C項(xiàng)不正確；Fe3＋能將I－氧化成I2，自身被還原成Fe2＋，D項(xiàng)正確。

1．有關(guān)鐵及其化合物的說法正確的是(　　)
A．(2016·高考全國卷Ⅰ，10C)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
B．(2016·高考全國卷Ⅱ，13A)將NaOH濃溶液滴加到飽和FeCl3溶液中，制備Fe(OH)3膠體
C．(2016·高考全國卷Ⅲ，7B)利用鐵比銅金屬性強(qiáng)的性質(zhì)，可用FeCl3腐蝕Cu刻制印刷電路板
D．(2016·高考上海卷)Fe與Cl2反應(yīng)生成FeCl3，推測Fe與I2反應(yīng)生成FeI3
解析：選A。A項(xiàng)，在溶液中鐵離子極易發(fā)生水解反應(yīng)，產(chǎn)生難溶性的氫氧化鐵，為了抑制鐵離子的水解，應(yīng)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(yīng)的濃度，正確；B項(xiàng)，制備Fe(OH)3膠體，應(yīng)將飽和氯化鐵溶液滴入沸水中，錯誤；C項(xiàng)，鐵離子與銅反應(yīng)生成銅離子和亞鐵離子，利用的是銅的還原性比亞鐵離子的還原性強(qiáng)的性質(zhì)，錯誤；D項(xiàng)，因I2的氧化性較弱，故與鐵反應(yīng)生成FeI2，錯誤。
2．(2016·高考上海卷)下列各組混合物，使用氫氧化鈉溶液和鹽酸兩種試劑不能分離的是(　　)
A．氧化鎂中混有氧化鋁
B．氯化鋁溶液中混有氯化鐵
C．氧化鐵中混有二氧化硅
D．氯化亞鐵溶液中混有氯化銅
解析：選D。A項(xiàng)，MgO是堿性氧化物，與NaOH溶液不能反應(yīng)，而Al2O3是兩性氧化物，可以與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生NaAlO2，過濾后洗滌，就得到純凈的MgO，向?yàn)V液中加入鹽酸至沉淀達(dá)到最大量，過濾洗滌，不溶物加熱得Al2O3。B項(xiàng)，向溶液中加入過量的NaOH溶液，F(xiàn)eCl3變?yōu)镕e(OH)3沉淀，AlCl3變?yōu)镹aAlO2，過濾，然后向?yàn)V液中加入適量的鹽酸，當(dāng)沉淀達(dá)到最大值，過濾，得到Al(OH)3，再分別向兩種物質(zhì)的沉淀中加入適量的鹽酸溶解，就分別得到AlCl3溶液和FeCl3溶液。C項(xiàng)，SiO2是酸性氧化物，能與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)，而Fe2O3與NaOH溶液不反應(yīng)。加入過量的NaOH溶液，然后過濾洗滌，就得到純凈的Fe2O3，向?yàn)V液中加入過量鹽酸，得到H2SiO3沉淀，過濾、洗滌、灼燒得到SiO2。D項(xiàng)，二者都能與NaOH溶液反應(yīng)，當(dāng)再向得到的沉淀中加入鹽酸時，二者都溶解，而且得到FeCl3溶液，不能分離、提純二者。
3．下列敘述正確的是(　　)
A． (2015·高考全國卷Ⅰ，10A)將稀硝酸加入過量鐵粉中，充分反應(yīng)后滴加KSCN溶液，現(xiàn)象是有氣體生成，溶液呈紅色，結(jié)論是稀硝酸將Fe氧化為Fe3＋
B．(2015·高考天津卷改編)在溶液中加KSCN，溶液顯紅色，證明原溶液中有Fe3＋
C．(2015·高考廣東卷)向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液，再滴加H2O2溶液，現(xiàn)象是加入H2O2后溶液變成紅色，結(jié)論是Fe2＋既有氧化性又有還原性
D．(2015·高考江蘇卷)Fe2O3FeCl3(aq)無水FeCl3
解析：選B。A項(xiàng)，忽視了Fe3＋的氧化性，過量的Fe與稀硝酸反應(yīng)只能生成硝酸亞鐵和NO氣體，錯誤；C項(xiàng)，F(xiàn)eSO4溶液中先滴入KSCN溶液再滴加H2O2溶液，溶液變成紅色，說明H2O2把Fe2＋氧化為Fe3＋，F(xiàn)e2＋體現(xiàn)了還原性，沒有體現(xiàn)氧化性，錯誤；D項(xiàng)，F(xiàn)eCl3是強(qiáng)酸弱堿鹽，直接加熱蒸發(fā)其溶液最終得不到氯化鐵，錯誤。
4．(2016·高考全國卷Ⅱ，28，15分)某班同學(xué)用如下實(shí)驗(yàn)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 mol/L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__________________________。
(3)乙組同學(xué)認(rèn)為甲組的實(shí)驗(yàn)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__________。
(4)丙組同學(xué)取10 mL 0.1 mol/L KI溶液，加入6 mL 0.1 mol/L 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(shí)驗(yàn)：
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(shí)驗(yàn)②檢驗(yàn)的離子是________(填離子符號)；實(shí)驗(yàn)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________________。
(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)。
解析：(1)Fe2＋具有還原性，F(xiàn)eCl2溶液易被氧化而變質(zhì)，配制FeCl2溶液時加入少量鐵屑，目的是防止Fe2＋被氧化。(2)溶液變紅，說明有Fe3＋生成，則FeCl2溶液與氯水反應(yīng)生成FeCl3，離子方程式為2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。(3)甲組實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)eCl2易被空氣中的O2氧化，會生成FeCl3，因此實(shí)驗(yàn)不夠嚴(yán)謹(jǐn)。加入煤油，煤油的密度比水小，可以起到隔絕空氣的作用，從而排除氧氣對實(shí)驗(yàn)的影響。(4)實(shí)驗(yàn)②中K3[Fe(CN)6]溶液的作用是檢驗(yàn)Fe2＋。根據(jù)實(shí)驗(yàn)①，CCl4層顯紫色，說明有I2生成，根據(jù)實(shí)驗(yàn)②，生成藍(lán)色沉淀，說明有Fe2＋生成，根據(jù)實(shí)驗(yàn)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)溶液變?yōu)樽攸S色，說明生成了Fe3＋，離子方程式為2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。溶液中有氣泡出現(xiàn)，說明H2O2在Fe3＋的催化作用下發(fā)生了分解反應(yīng)，生成了O2。隨后生成紅褐色沉淀，則沉淀為 Fe(OH)3，H2O2分解放出熱量，F(xiàn)e3＋的水解平衡Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋向正反應(yīng)方向不斷移動，因此得到Fe(OH)3 沉淀。
答案：(1)防止Fe2＋被氧化
(2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(3)隔絕空氣(排除氧氣對實(shí)驗(yàn)的影響)
(4)Fe2＋　Fe3＋　可逆反應(yīng)
(5)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

一、選擇題
1．唐代中藥學(xué)著作《新修本草》中，有關(guān)于“青礬”的記錄為“本來綠色，新出窟未見風(fēng)者，正如琉璃……燒之赤色”。據(jù)此推測，“青礬”的主要成分為(　　)
A．CuSO4·5H2O B．FeSO4·7H2O
C．KAl(SO4)2·12H2O D．Fe2(SO4)3·9H2O
解析：選B。 “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”，青礬是綠色，經(jīng)煅燒后，分解成粒度非常細(xì)而活性又很強(qiáng)的Fe2O3超細(xì)粉末，為紅色。A中CuSO4·5H2O為藍(lán)色晶體；B中FeSO4·7H2O是綠色晶體；C中KAl(SO4)2·12H2O是無色晶體；D中Fe2(SO4)3·9H2O為黃色晶體，所以判斷“青礬”的主要成分為FeSO4·7H2O。
2．坦克、導(dǎo)彈的制造材料主要是金屬合金，鋼鐵便是其中十分重要的一種。下列關(guān)于鐵的說法中正確的是(　　)
A．鐵元素屬于過渡元素，其原子序數(shù)為26
B．單質(zhì)鐵與濃硫酸在常溫下不反應(yīng)
C．鐵單質(zhì)只具有還原性，其陽離子只具有氧化性
D．與相同濃度的鹽酸反應(yīng)生成氫氣的速率，純鐵比生鐵的快
解析：選A。鐵是26號元素，屬于第Ⅷ族元素，為過渡元素，故A正確；常溫下，鐵和濃硫酸反應(yīng)生成一層致密的氧化物薄膜而阻止進(jìn)一步反應(yīng)，但并不是鐵和濃硫酸不反應(yīng)，故B錯誤；亞鐵離子既有還原性，又有氧化性，故C錯誤；純鐵和稀鹽酸不能構(gòu)成原電池，生鐵中鐵、碳、鹽酸構(gòu)成原電池，能加快反應(yīng)速率，所以生鐵反應(yīng)速率比純鐵快，故D錯誤。
3．將鐵屑溶于過量的稀鹽酸后，再加入下列物質(zhì)，會有Fe3＋生成的是(　　)
A．硫酸　　　 B．氯水
C．硫酸鋅 D．氯化銅
解析：選B。Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，選項(xiàng)中，H2SO4、ZnSO4、CuCl2均不能與FeCl2反應(yīng)，但氯水中的Cl2能氧化Fe2＋生成Fe3＋，離子方程式為2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
4．鐵及其化合物是中學(xué)化學(xué)中的一類重要物質(zhì)，下列關(guān)于鐵元素的敘述中正確的是(　　)
A．保存FeCl2溶液常常加一些鐵粉，其目的是抑制Fe2＋水解
B．在25 ℃時，pH＝0的溶液中，Al3＋、NH、NO、Fe2＋可以大量共存
C．制備AlCl3、FeCl3均可采用將溶液直接蒸干的方法
D．硫酸亞鐵溶液中加入過氧化氫溶液：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
解析：選D。保存FeCl2溶液常常加一些鐵粉，其目的是防止Fe2＋被氧化，A項(xiàng)不正確；pH＝0的溶液呈強(qiáng)酸性，F(xiàn)e2＋、NO、H＋不能大量共存，B項(xiàng)不正確；制備AlCl3、FeCl3若將其溶液直接蒸干，會得到Al(OH)3、Fe(OH)3，C項(xiàng)不正確。
5．在FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入鐵粉，充分反應(yīng)后仍有固體存在，則下列判斷不正確的是(　　)
A．加入KSCN溶液一定不變紅色
B．溶液中一定含F(xiàn)e2＋
C．溶液中一定含Cu2＋
D．剩余固體中一定含銅
解析：選C。氧化性Fe3＋＞Cu2＋，加入Fe先還原Fe3＋，然后再還原Cu2＋。
6．下列實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象、結(jié)論或目的均正確的是(　　)
選項(xiàng)
操作和現(xiàn)象
結(jié)論或目的
A
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，溶液呈紅色
紅磚中含有氧化鐵
B
向CO還原Fe2O3得到的黑色固體中加入鹽酸溶解后再加入KSCN溶液，溶液不顯紅色
黑色固體中沒有Fe3O4
C
取少量Fe(NO3)2試樣加水溶解，加稀H2SO4酸化，滴加KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色
該Fe(NO3)2試樣已經(jīng)變質(zhì)
D
向某溶液中加入H2O2，然后再加入KSCN溶液變紅色
原溶液中含有Fe2＋
解析：選A。B項(xiàng)中CO還原Fe2O3得到單質(zhì)Fe，即使黑色固體中有Fe3O4，其溶于鹽酸后產(chǎn)生的Fe3＋與Fe發(fā)生反應(yīng)：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，加入KSCN溶液也不顯紅色，錯誤；C項(xiàng)中NO(H＋)具有強(qiáng)氧化性，而Fe2＋具有還原性，兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，有Fe3＋生成，遇KSCN溶液呈紅色，無法證明樣品是否變質(zhì)，錯誤；D項(xiàng)中若原溶液中無Fe2＋而存在Fe3＋，也有此現(xiàn)象，錯誤。
7．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(　　)

A
B
C
D
X
FeCl2溶液
FeCl3溶液
Fe
FeSO4溶液
Y
FeCl3
CuCl2
Al
Fe2(SO4)3
Z
Cl2
Fe
NaOH溶液
Cu
解析：選C。Cl2與FeCl2反應(yīng)，A錯誤；Fe與FeCl3、CuCl2均反應(yīng)，B錯誤；D有新的雜質(zhì)CuSO4生成，D錯誤。
8．如圖是物質(zhì)間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時顏色的變化情況，下列選項(xiàng)中正確的是(　　)

選項(xiàng)
M
N
P
Q
A
NH3·H2O
Ba(OH)2
銅
石蕊溶液
B
Na
BaCl2
FeO
KSCN溶液
C
NaOH
Ba(NO3)2
鋅粉
KSCN溶液
D
NaHCO3
MgCl2
鐵
石蕊溶液
解析：選C。硫酸鐵溶液與Ba(OH)2溶液反應(yīng)生成BaSO4白色沉淀和Fe(OH)3紅褐色沉淀，A項(xiàng)錯誤；硫酸鐵溶液與FeO不反應(yīng)，且FeO難溶于水，B項(xiàng)錯誤；C項(xiàng)物質(zhì)間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時顏色的變化情況符合圖示，C項(xiàng)正確；硫酸鐵溶液與MgCl2溶液不反應(yīng)，D項(xiàng)錯誤。
9．將一定量的鐵粉加入一定濃度的稀硝酸中，金屬恰好完全溶解，反應(yīng)后溶液中存在c(Fe2＋)∶c(Fe3＋)＝3∶2，則參加反應(yīng)的Fe和HNO3的物質(zhì)的量之比為(　　)
A．1∶1 B．5∶16
C．2∶3 D．3∶2
解析：選B。由c(Fe2＋)∶c(Fe3＋)＝3∶2可知，該溶液中n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝3∶2，設(shè)亞鐵離子的物質(zhì)的量為3x mol，則鐵離子的物質(zhì)的量為2x mol，起酸性作用的硝酸的物質(zhì)的量＝3x mol×2＋2x mol×3＝12x mol；設(shè)作氧化劑的硝酸的物質(zhì)的量為y mol，根據(jù)得失電子守恒有3x mol×2＋2x mol×3＝3y mol，y＝4x，所以參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量＝12x mol＋4x mol＝16x mol，則參加反應(yīng)的Fe和HNO3的物質(zhì)的量之比為(5x mol)∶(16x mol)＝5∶16。
10．有一塊鐵的“氧化物”樣品，用140 mL 5.0 mol·L－1鹽酸恰好將之完全溶解，所得溶液還能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2＋全部轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3＋，則該樣品可能的化學(xué)式為(　　)
A．Fe2O3 B．Fe3O4
C．Fe4O5 D．Fe5O7
解析：選D。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 mol×2＝0.05 mol，根據(jù)電荷守恒得2n(Fe2＋)＋3n(Fe3＋)＝n(Cl－)，則n(Fe3＋)＝0.2 mol，故n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝0.05∶0.2＝1∶4，故該氧化物可表示為FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。
二、非選擇題
11．鐵是人類較早使用的金屬之一。運(yùn)用鐵及其化合物的有關(guān)知識，回答下列問題：
(1)鐵和鐵合金是生活中的常用材料，下列敘述中正確的是________。
A．純鐵硬度比生鐵高
B．純鐵耐腐蝕性強(qiáng)，不易生銹
C．不銹鋼是鐵合金，只含金屬元素
D．鐵在一定條件下，可與水蒸氣反應(yīng)
E．鐵在冷的濃硫酸中鈍化
(2)向沸水中逐滴滴加1 mol·L－1 FeCl3溶液，至液體呈透明的紅褐色，該反應(yīng)的離子方程式為____________________________________，形成該分散系的分散質(zhì)微粒直徑范圍是________。
(3)電子工業(yè)需用30%的FeCl3溶液腐蝕敷在絕緣板上的銅，制造印刷電路板。請寫出 FeCl3溶液與銅反應(yīng)的離子方程式：_______________________________。
欲從腐蝕后的廢液中回收銅并重新獲得FeCl3溶液，現(xiàn)有下列試劑：①氯氣?、阼F粉?、蹪庀跛帷、軡恹}酸　⑤燒堿?、逎獍彼枰玫降囊唤M試劑是________。
A．①②④ B．①③④⑥
C．②④⑤ D．①④⑥
(4)高鐵酸鈉Na2FeO4 是一種新型凈水劑。
①高鐵酸鈉主要通過如下反應(yīng)制?。?2Fe(OH)3＋3NaClO＋4NaOH===2Na2FeO4＋3X＋5H2O。
則X的化學(xué)式為________。
②高鐵酸鈉在水中可以發(fā)生如下反應(yīng)： 4FeO＋10H2O4Fe(OH)3＋8OH－＋3O2。
由此看來，高鐵酸鈉能夠殺菌消毒是因?yàn)樗哂衉_____________性，而能夠除去水中懸浮物是因?yàn)開_________________________________________________________。
③下列物質(zhì)能作凈水劑的有________。
A．KAl(SO4)2·12H2O
B．[Fe(OH)(SO4)]n
C．ClO2
D．“84”消毒液
解析：(1)A．純鐵硬度比生鐵低，錯誤；B．純鐵耐腐蝕性強(qiáng)，不易生銹，正確；C．不銹鋼是鐵合金，含F(xiàn)e、Mn等金屬元素，也含有C、Si等非金屬元素，錯誤；D．鐵在一定條件下，可與水蒸氣反應(yīng)產(chǎn)生四氧化三鐵和氫氣，正確；E.鐵在室溫下遇濃硝酸、濃硫酸，在金屬表面會被氧化產(chǎn)生一薄層致密的氧化物保護(hù)膜，而阻止了金屬的進(jìn)一步反應(yīng)，因此Fe在冷的濃硫酸中鈍化，正確。(2)向沸水中逐滴滴加1 mol·L－1 FeCl3溶液，至液體呈透明的紅褐色，這時發(fā)生Fe3＋的水解反應(yīng)，產(chǎn)生氫氧化鐵膠體和鹽酸，該反應(yīng)的離子方程式為Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(膠體)＋3H＋；形成的該分散系屬于膠體，分散質(zhì)的微粒直徑范圍是1～100 nm。(3)FeCl3溶液與銅反應(yīng)的離子方程式是2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋；從腐蝕后的廢液中回收銅并重新獲得FeCl3溶液，應(yīng)該首先向溶液中加入過量的Fe粉，發(fā)生反應(yīng)得到FeCl2溶液，把過量的Fe和置換出的Cu過濾出去，向?yàn)V渣中加入鹽酸使Fe發(fā)生反應(yīng)得到FeCl2溶液，再過濾回收Cu，把兩次的濾液合并，再向其中通入過量的氯氣就得到了FeCl3溶液，所以選項(xiàng)A符合題意，而其余選項(xiàng)都會引入雜質(zhì)離子，不符合題意，錯誤。(4)①根據(jù)原子守恒可得X的化學(xué)式是NaCl；②根據(jù)方程式可知高鐵酸鈉能夠殺菌消毒是因?yàn)樗梢缘玫诫娮?，具有?qiáng)的氧化性，而能夠除去水中懸浮物是因?yàn)榉磻?yīng)后產(chǎn)生的還原產(chǎn)物Fe(OH)3 在水中形成膠體，有強(qiáng)的吸附能力，吸附水中懸浮的雜質(zhì)使之形成沉淀而除去；③A．KAl(SO4)2·12H2O電離產(chǎn)生的Al3＋會發(fā)生水解反應(yīng)產(chǎn)生Al(OH)3膠體，因此有凈水作用，正確；B．[Fe(OH)(SO4)]n會形成Fe(OH)3膠體，因此有凈水作用，正確；C．ClO2 有強(qiáng)氧化性，可以殺菌消毒，危害也小，因此可作凈水劑，正確；D．“84”消毒液有殺菌消毒作用，但是堿性太強(qiáng)，氣味太濃，不適宜水的凈化，錯誤。
答案：(1)BDE
(2)Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(膠體)＋3H＋
1～100 nm
(3)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋　A
(4)①NaCl?、谘趸∩傻腇e(OH)3在水中形成膠體能夠吸附水中的懸浮雜質(zhì)?、跘BC
12．鐵及其化合物在日常生活中有廣泛應(yīng)用。
(1)寫出Fe(OH)2轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3的化學(xué)方程式：______________________________。
(2)綠礬(FeSO4·7H2O)是補(bǔ)血劑的原料，易變質(zhì)。檢驗(yàn)綠礬是否變質(zhì)的試劑是________。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)綠礬是否完全變質(zhì)：_____________________________________________。
(3)利用綠礬制備還原鐵粉的工業(yè)流程如下：

①干燥過程主要是為了脫去游離水和結(jié)晶水，過程中會有少量FeCO3·nH2O在空氣中被氧化為FeOOH，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________。
②取干燥后的FeCO3樣品12.49 g，焙燒，最終得到還原鐵粉6.16 g，計(jì)算樣品中雜質(zhì)FeOOH的質(zhì)量為______g。(FeOOH也能被C還原得到Fe)
解析：(1)Fe(OH)2與氧氣和水反應(yīng)生成Fe(OH)3，化學(xué)方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
(2)綠礬(FeSO4·7H2O)易變質(zhì)，F(xiàn)e2＋被氧化為Fe3＋，檢驗(yàn)綠礬是否變質(zhì)的試劑是KSCN溶液。檢驗(yàn)綠礬是否完全變質(zhì)即檢驗(yàn)樣品是否存在Fe2＋，可利用Fe2＋的還原性進(jìn)行檢驗(yàn)或用鐵氰化鉀溶液檢驗(yàn)。
(3)①依據(jù)得失電子守恒和原子守恒寫出化學(xué)方程式。
②設(shè)樣品中FeCO3的物質(zhì)的量為x mol，F(xiàn)eOOH的物質(zhì)的量為y mol，則

解得x＝0.1，y＝0.01，樣品中雜質(zhì)FeOOH的質(zhì)量為0.01 mol×89 g·mol－1＝0.89 g。
答案：(1)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(2)KSCN溶液　取少量樣品溶于水，滴加酸性高錳酸鉀溶液，如溶液褪色，則表示樣品沒有完全變質(zhì)(或滴加鐵氰化鉀溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，則樣品沒有完全變質(zhì))
(3)①4FeCO3·nH2O＋O2===4FeOOH＋4CO2＋(4n－2)H2O　②0.89
13．(2018·青島模擬)工業(yè)上利用硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、FeO、SiO2等)為原料制備高檔顏料鐵紅(Fe2O3)，具體生產(chǎn)流程如下：

試回答下列問題：
(1)濾液X中含有的金屬陽離子是__________(填離子符號)。
(2)步驟Ⅲ中可選用________調(diào)節(jié)溶液的pH。
A．稀硝酸 B．氨水
C．氫氧化鈉溶液 D．高錳酸鉀溶液
(3)步驟Ⅳ中，F(xiàn)eCO3沉淀完全后，溶液中含有少量Fe2＋，檢驗(yàn)Fe2＋的方法是
________________________________________________________________________。
(4)步驟Ⅳ的反應(yīng)溫度一般需控制在35 ℃以下，其目的是________________________。
(5)在空氣中煅燒FeCO3生成產(chǎn)品氧化鐵的化學(xué)方程式為_________________________。
解析：(1)硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、FeO、SiO2等)酸浸后過濾，SiO2為濾渣，濾液中含有的金屬陽離子是Fe2＋、Fe3＋。
(2)步驟Ⅲ要把pH調(diào)高，步驟Ⅳ還要加NH4HCO3，若使用氫氧化鈉溶液，產(chǎn)品中容易混入Na＋，所以選B。(4)NH4HCO3受熱易分解，且高溫會促進(jìn)Fe2＋水解。
答案：(1)Fe2＋、Fe3＋　(2)B
(3)取少量溶液，加入硫氰化鉀溶液，不顯紅色，然后滴加氯水，溶液變?yōu)榧t色
(4)防止NH4HCO3分解，減少Fe2＋水解
(5)4FeCO3＋O22Fe2O3＋4CO2
14．鐵是一種過渡元素，金屬鐵是最常用的金屬。請回答下列問題：
(1)生鐵中含有一種鐵碳化合物(Fe3C)，在足量的空氣中高溫煅燒，生成有磁性的固體和能使澄清石灰水變渾濁的氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________。上述反應(yīng)生成的磁性固體能溶于過量稀硝酸，該反應(yīng)的離子方程式為___________________________。
(2)在Fe2＋或Fe3＋的催化作用下，可實(shí)現(xiàn)2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4的轉(zhuǎn)化。已知含SO2的廢氣通入含F(xiàn)e3＋的溶液時，其中一個反應(yīng)的離子方程式為2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋，則另一反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________。
(3)硫酸廠用煅燒黃鐵礦(FeS2)來制取硫酸，實(shí)驗(yàn)室利用硫酸廠燒渣(主要成分是Fe2O3及少量FeS、SiO2)制綠礬。利用燒渣制綠礬的過程如下：

①燒渣溶于稀H2SO4過程中，先是固體大部分被溶解，接著有單質(zhì)硫生成，寫出該反應(yīng)的離子方程式：________________________(只寫生成S的離子方程式，其他反應(yīng)無需寫出)。
②向溶液X中加入足量鐵屑的目的是___________________________________。
③取1.6 g所得晶體樣品配成溶液，滴入__________mL 0.100 0 mol/L 的酸性高錳酸鉀液恰好完全反應(yīng)，經(jīng)計(jì)算可得樣品中含47.5%的硫酸亞鐵。
解析：(1)Fe3C在足量的空氣中高溫煅燒生成四氧化三鐵和二氧化碳，反應(yīng)為Fe3C＋3O2Fe3O4＋CO2；磁性固體能溶于過量稀硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硝酸鐵、NO和水，離子方程式為3Fe3O4＋28H＋＋NO===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O。
(2)由總反應(yīng)(2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4)減去2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋的2倍可得到另一個離子反應(yīng)為4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O。
(3)①Fe2O3可以和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵，F(xiàn)eS可以和稀硫酸反應(yīng)生成硫化氫，鐵離子具有氧化性，硫化氫具有還原性，二者之間會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋，產(chǎn)生硫單質(zhì)。
②向硫酸鐵溶液中加入足量鐵屑，金屬鐵可以和鐵離子之間反應(yīng)生成亞鐵離子，以制備純凈的綠礬晶體。
③設(shè)酸性高錳酸鉀溶液體積為x，高錳酸根將亞鐵離子氧化為鐵離子的離子方程式為5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，根據(jù)離子方程式有＝，解得x＝0.010 0 L＝10.00 mL。
答案：(1)Fe3C＋3O2Fe3O4＋CO2　3Fe3O4＋28H＋＋NO===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O
(2)4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O
(3)①2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋
②使Fe3＋完全轉(zhuǎn)化為Fe2＋，以制備純凈的綠礬晶體?、?0.00