2019届一轮复习人教版第11讲铁及其重要化合物学案

2019届一轮复习人教版第11讲铁及其重要化合物学案

第11讲　铁及其重要化合物 一、铁的存在与性质 ‎1．铁元素的存在形式 游离态：单质铁 注意　Fe3O4有磁性，能被磁铁吸引，又称磁性氧化铁。‎ ‎2．铁的物理性质 颜色状态 导电、导热性、延展性 特性 地壳含量 银白色固体 良好 被磁铁吸引 占第4位 ‎3．铁的化学性质 ‎(1)铁单质性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。‎ ‎①与非金属单质反应：‎ Fe与S反应：Fe＋SFeS。‎ ‎②与水的反应：常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。‎ ‎(2)与酸的反应 二、铁的氧化物和氢氧化物 ‎1．铁的氧化物 Fe3O4中的3个Fe原子的化合价可看作2个为＋3价，1个为＋2价，可表示为FeO·Fe2O3，平均价态为＋价。在发生氧化还原反应时，对应价态的铁参与相关反应，如Fe3O4与HNO3反应时只有＋2价铁被氧化。‎ ‎2．铁的氢氧化物 三、亚铁盐、铁盐的化学性质 ‎1．亚铁盐 含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，既有氧化性，又有还原性。‎ ‎(1)氧化性：Fe2＋与Zn反应的离子方程式：‎ Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋。‎ ‎(2)还原性 ‎①向FeCl2溶液中滴入几滴KSCN溶液，再加入氯水(或通入Cl2)，若溶液变红色，证明Fe2＋具有还原性。反应原理：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。‎ ‎②向少量酸性KMnO4溶液中加入FeCl2溶液，若溶液紫红色褪去，证明Fe2＋具有还原性。反应原理：MnO＋5Fe2＋＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。‎ ‎2．铁盐 ‎(1)特性：含有Fe3＋的盐溶液遇到SCN－时变成红色。‎ ‎(2)氧化性：含Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋具有较强的氧化性。‎ ‎①向FeCl3溶液中滴入几滴KSCN溶液，再加入过量活泼金属(如Fe)，若溶液红色褪去，证明Fe3＋具有氧化性。反应原理：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。‎ ‎②向FeCl3溶液中加入淀粉KI溶液，若溶液变成蓝色，证明Fe3＋具有氧化性。反应原理：2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋。‎ ‎③向FeCl3溶液中通入H2S气体，若出现黄色浑浊，证明Fe3＋具有氧化性。反应原理：2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。‎ ‎(3)FeCl3易水解：将其饱和溶液滴入沸水中制备胶体的化学方程式为FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。‎ ‎3．Fe2＋、Fe3＋的相互转化 Fe2＋Fe3＋‎ 上述转化中标号反应的离子方程式为 ‎①2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－；‎ ‎②2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。‎ ‎1．正误判断，正确的画“√”，错误的画“×”。‎ ‎(1)1 mol Fe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA。(　　)‎ ‎(2)‎ 常温下，将铁片浸入足量浓硫酸中，铁片不溶解，说明常温下，铁与浓硫酸不发生化学反应。(　　)‎ ‎(3)将铁屑放入稀HNO3中，证明Fe比H2活泼。(　　)‎ ‎(4)用NaOH溶液可以除去氧化铁中混有的二氧化硅。(　　)‎ ‎(5)Fe与Cl2反应生成FeCl3，推测Fe与I2反应生成FeI3。(　　)‎ ‎(6)FeCl3腐蚀Cu制印刷电路板是由于铁比铜的金属性强。(　　)‎ ‎(7)Fe2＋与H2O2在酸性溶液中的反应：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。(　　)‎ ‎(8)向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉：Fe3＋＋Fe===2Fe2＋。(　　)‎ 答案　 (1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×　(7)√　(8)×‎ ‎2．下列有关铁及其化合物的说法中正确的是(　　)‎ A．铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在 B．铁在纯氧中燃烧或在氯气中燃烧所得产物中铁的化合价均为＋3价 C．工业上可用铁质容器储存浓硝酸和浓硫酸，原因是铁在常温下与两种酸不反应 D．工业上用CO在高温条件下还原含Fe2O3的铁矿石炼铁 答案　 D 考点1　铁的制备、性质和用途 典例1　下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是________。‎ ‎①过量的Fe与Cl2加热时发生反应 ‎②Fe与过量稀H2SO4反应后，再向其中加KNO3‎ ‎③Fe与过量的S加热时发生反应 ‎④Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸 ‎⑤Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中 解析　Fe与Cl2反应只生成FeCl3；FeFe2＋Fe3＋；Fe与S反应只生成FeS；Fe2＋Fe3＋；Fe2‎ O3溶于盐酸生成Fe3＋，当混合物中Fe不足时，溶液中仍有Fe3＋，当Fe足量时，溶液中无Fe3＋。‎ 答案　 ①②④‎ 名师精讲 ‎1．铁的产物价态 铁与弱氧化剂反应生成＋2价，遇强氧化剂被氧化成＋3价：‎ ‎(1)铁分别与氯气和盐酸反应所得的产物中铁元素的价态不同，Fe与Cl2反应生成FeCl3，而Fe与盐酸反应生成FeCl2。‎ ‎(2)铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。‎ ‎(3)铁与硫蒸气反应生成的是FeS；铁与碘蒸气反应生成的是FeI2。‎ ‎2．铁与稀硝酸反应产物中铁元素价态的判断方法 ‎(1)当HNO3过量时：反应原理：Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，铁元素的存在形式为Fe3＋，铁元素的价态为＋3价。‎ ‎(2)当Fe过量时：铁被硝酸氧化为Fe3＋，然后Fe3＋被剩余的铁还原为Fe2＋，也就是说最终得到亚铁盐，总方程式：3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。‎ ‎(3)当＜＜时：铁元素的存在形式为Fe2＋和Fe3＋，铁元素的价态为＋2、＋3价。‎ ‎(4)用数轴法表示，铁与硝酸的用量比与反应产物的关系：‎ ‎3．铁与硫酸、硝酸的混酸反应顺序总结 足量铁与稀硫酸、稀硝酸的混合溶液反应，则可利用离子反应分析，依次发生反应：Fe＋NO＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O、2Fe3＋＋‎ Fe===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑(若H＋量不足，该反应不再发生)。‎ ‎1．铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣。上述沉淀和残渣分别是(　　)‎ A．Fe(OH)3　Fe2O3 B．Fe(OH)2　Fe2O3‎ C．Fe(OH)2　Fe(OH)3 D．Fe(OH)2　Fe3O4‎ 答案　 B 解析　铁与稀硫酸反应生成FeSO4，再与过量氨水反应生成白色沉淀Fe(OH)2，在空气中加热Fe(OH)2，铁元素被氧化为＋3价，最后所得红棕色残渣为Fe2O3。‎ ‎2．下列关于铁的叙述正确的是(　　)‎ ‎①铁能被磁铁吸引，纯铁易被腐蚀 ‎②在人体内的血红蛋白中含有铁元素 ‎③铁位于元素周期表中第四周期第ⅧB族 ‎④铁能在氧气中剧烈燃烧 ‎⑤铁与硝酸反应的产物仅是Fe(NO3)3‎ ‎⑥不能通过化合反应制得FeCl2和Fe(OH)3‎ A．①③ B．②④ C．②⑤ D．④⑥‎ 答案　 B 解析　纯铁的抗腐蚀能力较强；铁位于元素周期表的第Ⅷ族，而不是第ⅧB族；铁与强氧化剂反应，能被氧化为Fe3＋，但若铁过量，则Fe3＋被Fe还原为Fe2＋，所以，Fe与HNO3反应的产物可能因铁过量而生成Fe(NO3)2；FeCl2、Fe(OH)3可分别通过化合反应Fe＋2FeCl3===3FeCl2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3制得。故选项B正确。‎ 考点2　铁的氧化物、氢氧化物 典例2　下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是________(填序号)。‎ 解析　因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。①、②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；④中液面加苯阻止了空气进入；③由于带入空气中的氧气能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。‎ 答案　 ①②④‎ 名师精讲 ‎1．制备Fe(OH)2的关键与方法 由于Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为Fe(OH)3，在实验室中制备Fe(OH)2，并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态，成为物质制备实验探究的热点。‎ 制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。‎ ‎(1)成功关键：①溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质；‎ ‎②制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。‎ ‎(2)制备Fe(OH)2时常采用的方法 ‎①采用新制备的纯亚铁盐溶液；‎ ‎②将溶解亚铁盐的蒸馏水煮沸(除去溶解的氧气)；‎ ‎③将碱直接加到亚铁盐溶液的底部[使生成的Fe(OH)2与空气隔离]；‎ ‎④在亚铁盐溶液的液面上加隔氧剂(如加入苯等密度比水的小而又不溶于水的有机溶剂)。‎ ‎2．确定铁的氧化物组成的基本方法 设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为m∶n，则氧化物中n(Fe)∶n(O)＝∶＝a∶b，‎ 若a∶b＝1∶1，则铁的氧化物为FeO；‎ 若a∶b＝2∶3，则铁的氧化物为Fe2O3；‎ 若a∶b＝3∶4，则铁的氧化物是Fe3O4或FeO与Fe2O3按物质的量比1∶1的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3物质的量之比为1∶1，Fe3O4为任意值)。‎ ‎3．有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 mol·L－1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2＋全部转变为Fe3＋，则该样品可能的化学式为(　　)‎ A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．Fe4O5 D．Fe5O7‎ 答案　 D 解析　根据2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中n(Fe2＋)＝0.025 mol×2＝0.05 mol，根据电荷守恒得2n(Fe2＋)＋3n(Fe3＋)＝n(Cl－)，则n(Fe3＋)＝0.2 mol，‎ 故n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝0.05∶0.2＝1∶4，故该氧化物可表示为FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。‎ ‎4．用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。‎ Ⅰ.方法一：用FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。‎ ‎(1)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。‎ ‎(2)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是__________________________________。‎ Ⅱ.方法二：在如图所示装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。‎ ‎(1)在试管Ⅰ里加入的试剂是____________。‎ ‎(2)在试管Ⅱ里加入的试剂是____________。‎ ‎(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是____________________________‎ ‎________________________________________________________。‎ ‎(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是_____________________________________________________________________________________________________________________。‎ 答案　 Ⅰ.(1)煮沸 ‎(2)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2‎ Ⅱ.(1)稀H2SO4、铁屑 ‎(2)NaOH溶液 ‎(3)检验试管Ⅱ出口处排出H2的纯度，当排出的H2纯净时，要夹紧止水夹 ‎(4)试管Ⅰ中反应生成的H2将所用溶液和装置内的空气排尽，且外界空气不容易进入装置，可防止白色的Fe(OH)2沉淀被氧化 解析　Ⅰ.方法一：(1)气体的溶解度是随温度升高而降低的，所以煮沸后的蒸馏水中溶解的O2变少。‎ ‎(2)避免生成的Fe(OH)2被空气(氧气)氧化。‎ Ⅱ.方法二：试管Ⅱ是开口式的，无法用产生的气体将溶液压入试管Ⅰ中，所以应在试管Ⅰ中制取FeSO4，而在试管Ⅱ中盛NaOH溶液。将Fe与稀H2SO4放入试管Ⅰ后，产生的H2可从试管Ⅰ内短管处排出试管Ⅰ内的空气，经过止水夹进入试管Ⅱ内的NaOH溶液中，再排尽NaOH溶液和试管Ⅱ内的空气，然后关闭止水夹，试管Ⅰ内产生的H2无法逸出，压强增大，将FeSO4溶液通过长导管压入试管Ⅱ内的NaOH溶液中，在此过程中，液体都处于H2环境中，从而避免了空气中的O2将反应生成的Fe(OH)2氧化成Fe(OH)3。‎ 考点3　铁三角及其应用 典例3　(高考组合题)下列说法正确的是(　　)‎ A．(2015·全国卷Ⅰ)将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液，反应现象是有气体产生，溶液呈红色，原因是稀硝酸将Fe氧化为Fe3＋‎ B．(2015·全国卷Ⅰ)将铜粉加入1.0 mol/L Fe2(SO4)3溶液中，会有溶液变蓝、黑色固体出现的现象，这是因为金属铁比铜活泼 C．(全国卷Ⅰ)FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作是因为FeCl3能从含Cu2＋的溶液中置换出铜 D．(大纲卷)室温下，能将浓硫酸盛放在铁桶中 解析　A项，过量铁粉与稀硝酸充分反应后铁元素转化为Fe2＋‎ ‎，滴加KSCN溶液后不出现红色；B项，铜粉与Fe2(SO4)3溶液发生反应2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，溶液变蓝但不会有黑色固体出现；C项，FeCl3与Cu2＋不反应，制作线路板的原理为Fe3＋能腐蚀铜，发生反应为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，解释错误；D项，常温下，Fe遇浓H2SO4钝化，可用铁桶盛放浓H2SO4，正确。‎ 答案　 D 名师精讲 ‎1．“铁三角”中的转化关系 ‎2．Fe2＋、Fe3＋相互转化中的两个关系，Fe2＋Fe3＋‎ ‎(1)Fe2＋与强氧化剂(O2、Cl2、Br2、H2O2、Na2O2、KMnO4、HNO3、NO2、K2Cr2O7等)反应时，被氧化为Fe3＋。如2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O、6Fe2＋＋Cr2O＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。‎ ‎(2)Fe3＋与Fe、Cu、S2－(H2S)、I－(HI)等还原剂反应时生成Fe2＋。如2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋、2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋(三价铁盐腐蚀印刷电路板)。‎ 注意　氧化性：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，还原性：S2－＞I－＞Fe2＋＞Br－＞Cl－。‎ ‎3．重要应用 ‎(1)物质除杂 主要物质 杂质 除杂方法 FeCl3‎ FeCl2‎ 通入适量氯气、加入氯水或H2O2‎ Fe2＋‎ Cu2＋‎ 加入过量铁粉后过滤 Mg2＋‎ Fe3＋‎ 加入MgO或Mg(OH)2调节pH后过滤 Cu2＋‎ Fe2＋‎ 先加入氧化剂(如H2O2)将Fe2＋氧化为 Fe3＋，再加入CuO、Cu(OH)2或 Cu2(OH)2CO3调节pH后过滤 Fe2O3‎ Al2O3‎ 加过量强碱(如NaOH)溶液后过滤 ‎(2)判断离子共存 ‎①发生氧化还原反应而不能大量共存 Fe2＋与强氧化剂不能共存：NO(H＋)、ClO－、MnO(H＋)‎ Fe3＋与强还原剂不能共存：S2－、I－、HS－、SO ‎②发生非氧化还原反应不能大量共存 Fe2＋、Fe3＋与OH－、HCO、CO、AlO等发生复分解或相互促进水解不能大量共存。‎ Fe3＋与SCN－发生络合反应不能大量共存。‎ ‎(3)盐溶液的配制和保存 含Fe2＋的溶液：如配制FeSO4溶液时加入稀硫酸防止Fe2＋的水解，加入铁粉防止Fe2＋被氧化。‎ 含Fe3＋的溶液：如配制Fe2(SO4)3溶液，应将Fe2(SO4)3固体溶于H2SO4，再加水稀释到指定浓度。‎ ‎5．某溶液中可能存在Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋，加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，下列结论正确的是(　　)‎ A．一定有Fe2＋，一定没有Fe3＋、Mg2＋‎ B．一定有Fe3＋，一定没有Fe2＋、Mg2＋‎ C．一定有Fe3＋，可能有Fe2＋，一定没有Mg2＋‎ D．一定有Fe2＋，可能有Mg2＋，一定没有Fe3＋‎ 答案　 D 解析　加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的现象是溶液中含有亚铁离子的特性，若有Fe3＋，则产生的氢氧化铁的红褐色沉淀会掩盖Fe(OH)2的白色，所以不可能存在，而Mg(OH)2是白色，有可能存在。‎ ‎6．A、B、C三种物质中均含有同一种元素M，它们之间有如图所示的转化关系。A为一种金属单质，其产量直接关系国民经济命脉。反应①②③均为化合反应，反应④为置换反应。下列有关说法不正确的是(　　)‎ A．①中所加试剂可能是氯气 B．③中需要加具有氧化性的试剂 C．A与稀硝酸反应一定能实现元素M在①中发生的价态变化 D．元素M在②中发生的价态变化也能通过加碘化钾溶液实现 答案　 C 解析　根据转化关系可确定A为变价金属，应为Fe，反应①加入氯气能实现，B为FeCl3，C为FeCl2，A项正确；反应③中铁元素由＋2价升高到＋3价，需要加具有氧化性的试剂，B 项正确；过量的铁与稀硝酸反应时，生成硝酸亚铁，C项错误；Fe3＋能将I－氧化成I2，自身被还原成Fe2＋，D项正确。‎ 考点4　Fe2＋、Fe3＋的检验 典例4　(2017·浙江瑞安高三四校联考)下列离子的检验方法合理的是(　　)‎ A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2＋‎ B．用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2‎ C．向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋‎ D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋‎ 解析　A项中只能说明含有Fe3＋，不能说明不含Fe2＋，不合理；B项中Cl－也能使KMnO4溶液褪色，不合理；D项中氧化后生成的红褐色沉淀Fe(OH)3也可能掩盖了白色沉淀Mg(OH)2，不合理。‎ 答案　 C 名师精讲 ‎1．Fe2＋、Fe3＋的检验 ‎(1)直接观察法 ‎(2)KSCN溶液和新制氯水法 有关反应的离子方程式：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。‎ ‎(3)强碱法 有关反应的离子方程式：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3；Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。‎ ‎(4)强氧化剂法 有关反应的离子方程式：5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。‎ ‎(5)溴水法 有关反应的离子方程式：2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－。‎ ‎(6)淀粉KI试纸法 有关反应的离子方程式：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。‎ ‎(7)铜片法 有关反应的离子方程式：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。‎ ‎2．Fe2＋、Fe3＋检验须知 ‎(1)检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液；当溶液的浓度较稀时，不宜利用观察法或加NaOH溶液的方法检验Fe2＋和Fe3＋的存在。‎ ‎(2)检验Fe2＋和Fe3＋的混合溶液时，要分两次分别检验Fe2＋和Fe3＋，检验Fe2＋时要选择酸性高锰酸钾溶液，检验Fe3＋时最好选择KSCN溶液。‎ 具体方法如下：‎ ‎①Fe3＋的检验 溶液变红色，说明含有Fe3＋‎ ‎②Fe2＋的检验 KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋。‎ ‎7．向某溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化。再滴入几滴新制氯水，混合溶液变成红色，则下列结论错误的是(　　)‎ A．该溶液中一定含有SCN－‎ B．氧化性：Fe3＋＞Cl2‎ C．Fe2＋与SCN－不能形成红色物质 D．Fe2＋被氧化为Fe3＋‎ 答案　 B 解析　溶液中的Fe2＋与加入的新制氯水发生反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，氧化性：Fe3＋＜Cl2。能使含Fe3＋的溶液变为红色，说明原溶液中一定含有SCN－。因原溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化，说明Fe2＋与SCN－不能形成红色物质。‎ ‎8．要证明某溶液中不含Fe3＋而可能含有Fe2＋‎ ‎，进行如下实验操作时，最佳顺序为(　　)‎ ‎①加入足量氯水　②加入足量KMnO4溶液　③加入少量NH4SCN溶液 A．①③ B．③② C．③① D．①②③‎ 答案　 C 解析　在该溶液中先加入少量NH4SCN溶液，溶液不变红色，无Fe3＋存在，再加入氯水，将Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液变为红色。KMnO4溶液呈紫红色，溶液颜色变化不明显，所以不用KMnO4溶液。‎ ‎(建议用时：40分钟)‎ 一、选择题(每题6分，共72分)‎ ‎1．下列说法正确的是(　　)‎ A．中性溶液中可能大量存在Fe3＋、K＋、Cl－、SO B．氧化铁能与酸反应，因此可用于制作红色涂料 C．Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3能一步实现 D．铁粉作食品袋内的脱氧剂是起还原作用 答案　 D 解析　中性溶液中Fe3＋因水解完全不能大量存在，A项错误；B项，氧化铁用作红色涂料是利用了其颜色呈红棕色，与其能与酸反应的性质无关，错误；C项，氯化铁溶液蒸发最终得到的产物是氧化铁，因为铁离子在加热时水解程度不断加大；D项，铁粉作食品袋内的脱氧剂，防止食品被氧化，起还原作用。‎ ‎2．下列试剂中，不能使Fe2＋转化为Fe3＋的是(　　)‎ ‎①氯气　②NaCl溶液　③KMnO4溶液　④稀硝酸　⑤盐酸　⑥NaNO3溶液 A．①②③ B．①③④ C．②④⑤ D．②⑤⑥‎ 答案　 D 解析　要实现Fe2＋转化为Fe3＋，必须加强氧化性物质，‎ ‎②NaCl、⑤HCl均没有强氧化性，⑥NO在酸性条件下才表现强氧化性。‎ ‎3．下列离子方程式中，正确的是(　　)‎ A．铁与稀硫酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑‎ B．氯化铁溶液与铜反应：Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋‎ C．足量Cl2与溴化亚铁反应：2FeBr2＋3Cl2===2FeCl3＋2Br2‎ D．氯化铁溶液中滴加氨水：Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH 答案　 D 解析　铁与稀硫酸反应只生成Fe2＋，A错；FeCl3与Cu反应应为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，B项未配平，错误；C项反应未写成离子方程式，应为2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－，故错误。‎ ‎4．在含有下列离子组的溶液中，加入Fe(NO3)2固体后，仍然能够大量共存的离子组是(　　)‎ A．K＋、SO、NH、CO B．K＋、Ba2＋、OH－、Cl－‎ C．Na＋、H＋、Cl－、SO D．Na＋、Mg2＋、Cl－、NO 答案　 D 解析　A中CO和Fe2＋不能大量共存；B中Fe2＋和OH－不能大量共存；C中H＋、NO和Fe2＋因发生氧化还原反应而不能大量共存。‎ ‎5．(2017·潍坊高三检测)通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是(　　)‎ 选项 操作、现象 解释 A 向KI淀粉溶液中加入 Fe3＋‎ FeCl3溶液，溶液变蓝 能与淀粉发生显色反应 B 把生铁放置于潮湿的空气中，铁表面有一层红棕色的斑点 铁在潮湿的空气中易生成Fe(OH)3‎ C 向稀硝酸中加入少量铁粉，有气泡产生 说明Fe置换出硝酸中的氢，生成了氢气 D 新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间，白色物质变成了红褐色 说明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3‎ 答案　 D 解析　A项中Fe3＋将I－氧化为I2，淀粉遇碘变蓝；B项中红棕色斑点是Fe2O3；C项中铁与稀硝酸反应产生的气体为NO。‎ ‎6．下列关于物质的性质和应用的说法正确的是(　　)‎ A．浓盐酸与铁屑的反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑‎ B．将水蒸气通过灼热的铁粉，粉末变成红色，说明铁与水在高温下发生反应 C．因为Fe3＋有强氧化性，所以FeCl3溶液可用于回收废旧电路板中的铜 D．Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应 答案　 C 解析　浓盐酸与铁屑反应生成Fe2＋，A不正确；水蒸气与灼热的铁粉反应生成黑色的四氧化三铁，B不正确；Fe与稀HNO3反应不属于置换反应，D不正确。‎ ‎7．将三种黑色粉末组成的混合物加入到足量的某热浓酸中，充分反应后得到蓝绿色溶液和两种气体。将从蓝绿色溶液中分离得到的盐与0.15 mol铁粉恰好反应完全，可得浅绿色溶液和6.4 g红色沉淀；将上述生成的两种气体通入足量饱和NaHCO3‎ 溶液中，仍然收集到两种气体，据此推断黑色粉末可能为(　　)‎ A．物质的量：FeS∶CuO∶Fe＝1∶1∶1‎ B．物质的量：C∶CuO∶Fe＝3∶2∶2‎ C．质量：MnO2∶CuO∶C＝5.5∶8∶12‎ D．质量：Fe∶C∶CuO＝7∶5∶3‎ 答案　 B 解析　根据“上述生成的两种气体通入足量饱和NaHCO3溶液中，仍然收集到两种气体”知酸是浓硝酸，最后的气体是二氧化碳和NO，则固体含C，另外根据得到红色沉淀知固体含氧化铜，根据Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu知生成0.1 mol Cu，消耗Fe 0.1 mol，则另外消耗的0.05 mol的Fe应该是与Fe3＋反应了，而且n(Fe3＋)＝0.1 mol，n(Fe)∶n(Cu)＝1∶1，综上所述结合选项选B。‎ ‎8．FeSO4可发生如下图所示的一系列反应，下列说法错误的是(　　)‎ A．碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH)3胶体，可用作净水剂 B．为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行 C．可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化 D．常温下，(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的大 答案　 D 解析　由图示中“FeSO4＋(NH4)2SO4→(NH4)2Fe(SO4)2(s)”知，(NH4)2Fe(SO4)2的溶解度比FeSO4小，D项错误。‎ ‎9．能正确表示下列反应的离子方程式是(　　)‎ A．将铜屑加入Fe3＋溶液中：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋‎ B．将磁性氧化铁溶于盐酸：Fe3O4＋8H＋===3Fe3＋＋4H2O C．将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合：Fe2＋＋4H＋＋NO===Fe3＋＋2H2O＋NO↑‎ D．将铁粉加入稀硫酸中：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑‎ 答案　 A 解析　A项正确；B项错误，Fe3O4中Fe有两种价态，正确的离子方程式应该为Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O；C项错误，得失电子不守恒，电荷不守恒，正确的离子方程式应为3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O；D项错误，不符合客观实际，反应后只能成生Fe2＋和H2。‎ ‎10．为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性，某同学设计了如下实验方案，其中符合实验要求且完全正确的是(　　)‎ 选项 实验操作 实验现象 离子方程式 实验结论 A 在氯化亚铁溶 液中滴加新制 氯水　　　　‎ 浅绿色溶液变 成棕黄色溶液 ‎2Fe2＋＋Cl2===‎ ‎2Fe3＋＋2Cl－　‎ Fe2＋具有还 原性　　　‎ B 在氯化亚铁溶 液中加入锌片 浅绿色溶液变 成无色溶液　‎ Fe2＋＋Zn===‎ Fe＋Zn2＋　　‎ Fe2＋具有还 原性　　　‎ C 在氯化铁溶液 中加入铁粉 棕黄色溶液变 成浅绿色溶液 Fe3＋＋Fe===‎ ‎2Fe2＋　　　　‎ 铁单质具有 还原性　　‎ D 在氯化铁溶液 蓝色溶液变成 ‎2Fe3＋＋Cu===‎ Fe3＋具有氧 中加入铜粉 棕黄色溶液　‎ ‎2Fe2＋＋Cu2＋　‎ 化性　　　‎ 答案　 A 解析　氯气能够氧化Fe2＋(浅绿色)为Fe3＋(棕黄色)，A项正确；B项得到的结论应该是Fe2＋具有氧化性；C项的离子方程式错误；D项的实验现象应该是铜粉逐渐溶解，溶液由棕黄色变为蓝色。‎ ‎11．从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下：‎ 则下列说法正确的是(　　)‎ A．试剂a是铁、试剂b是稀硫酸 B．操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同 C．试剂c是氯气，相应的反应为2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋‎ D．用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否含有Fe2＋‎ 答案　 C 解析　试剂b如果用H2SO4，会带入杂质SO，A错误；操作Ⅰ、Ⅱ是过滤，操作Ⅲ是蒸发结晶，所用仪器不同，B错误；溶液中有Cl－，也能与KMnO4反应，D错误。‎ ‎12．向含有1 mol HNO3和1 mol H2SO4的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量，溶液中金属阳离子a、b与所加铁粉的物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。下列有关判断不正确的是(　　)‎ A．a表示Fe3＋的关系曲线 B．n1＝0.75‎ C．P点时，n(Fe2＋)＝0.5625 mol D．向P点溶液中加入铜粉，最多可溶解14.4 g 答案　 C 解析　该反应可以看作两步：①Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O，硝酸根过量，氢离子不足；②2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。a表示Fe3＋的关系曲线，故A正确；溶液中共有3 mol H＋参加反应，消耗铁为0.75 mol，B正确；P点n(Fe2＋)＝n(Fe3＋)，二者均为0.45 mol，C错误；剩余0.45 mol Fe3＋，消耗0.225 mol铜，质量为14.4 g，D正确。‎ 二、非选择题(共28分)‎ ‎13．(13分)某化学小组欲探究铁及其化合物的氧化性和还原性，请回答下列问题。‎ ‎(1)除胶头滴管外，你认为本实验必不可少的一种玻璃仪器是________。‎ ‎(2)请帮他们完成以下实验报告：‎ 实验目的：_________________________________________。‎ 试剂：铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、锌片、铜片。‎ 实验记录：‎ 实验内容 序号 实验现象 离子方程式 实验结论 ‎①‎ 在FeCl2溶液中 滴入适量氯水 溶液由浅绿 色变为棕黄色 ‎___________‎ Fe2＋具有 还原性 ‎②‎ 在FeCl2溶液 中加入锌片 ‎—‎ Zn＋Fe2＋===‎ Zn2＋＋Fe　‎ ‎________‎ ‎③‎ 在FeCl3溶液中 加入足量铁粉 ‎________‎ Fe＋2Fe3＋‎ ‎===3Fe2＋‎ Fe3＋具有 氧化性 ‎④‎ ‎____________‎ ‎—‎ ‎___________‎ Fe3＋具有 氧化性 实验结论：‎ Fe只有还原性，Fe3＋只有氧化性，Fe2＋既有氧化性，又有还原性。‎ ‎(3)根据以上结论判断，下列物质中既有氧化性，又有还原性的有________(填字母序号)。‎ A．Cl2　B．Na　C．Na＋　D．Cl－　E．SO2　F．NO2‎ ‎(4)亚铁盐在溶液中易被氧化，而实验室中需要纯净的亚铁盐溶液。那么保存亚铁盐溶液时可以在溶液中加入少量________以防止亚铁盐被氧化。‎ 答案　 (1)试管 ‎(2)探究铁及其化合物的氧化性和还原性　①Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋　②Fe2＋具有氧化性　③‎ 铁粉逐渐溶解，溶液由棕黄色变为浅绿色　④在FeCl3溶液中加入铜片　2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋‎ ‎(3)AEF　(4)铁粉 解析　本题的实验目的是探究铁及其化合物的氧化性和还原性，在探究时，要从氧化还原反应的规律着手，元素处于最高价时只有氧化性，所以应向其中加入还原剂，同理在探究其还原性时要向其中加入氧化剂，处于中间价态的元素既有氧化性又有还原性。‎ ‎14．(2017·宁夏银川考试)(15分)甲、乙两位同学欲分别完成“铁与水蒸气反应”的实验。‎ ‎(1)甲同学的方案如图1：试管中依次放入湿棉花和还原性铁粉，加热。把生成的气体通入蒸发皿中的肥皂液中，用坩埚钳夹取燃着的火柴在蒸发皿中点火，观察到 的现象是______________________________________________‎ ‎________________________；发生反应的化学方程式为 ‎________________________________________________________。‎ ‎(2)乙同学所采用的装置如图2：分别用灯1和灯2加热反应器中的水和还原性铁粉，当水蒸气将空气排出后用排水法收集一试管气体。乙同学所采用的装置与甲同学的装置相比较，优点是________________________________________________________；‎ 结束实验的操作是___________________________________。‎ ‎(3)丙同学提出问题：如何通过实验证明铁与水蒸气反应得到的黑色固体中既含Fe2＋，又含Fe3＋？‎ ‎____________________________________________________。‎ 答案　 (1)蒸发皿中产生大量肥皂泡，放出的气体能燃烧，点燃时发生爆鸣，反应后，试管中固体仍呈黑色 ‎3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2‎ ‎(2)保证有足够的水蒸气进入反应器，用小试管收集并检验生成的气体更科学　先把导管从水槽中取出，再熄灭灯1、灯2‎ ‎(3)将黑色固体溶于硫酸，所得溶液分为两份，向其中一份中加入KSCN溶液，若溶液变成红色，则证明黑色固体中含有Fe3＋；向另一份溶液中加入适量KMnO4(H＋)溶液，若溶液紫色褪去，则证明黑色固体中含有Fe2＋‎ 解析　(1)湿棉花受热产生的水蒸气与炽热的还原性铁粉发生反应3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，生成的H2与试管中的空气形成混合气体，通入肥皂液中产生肥皂泡，点燃时产生爆鸣现象。‎ ‎(2)实验结束时应特别注意防止倒吸，故首先应把导管从烧杯中取出，再熄灭灯1，待反应器中水蒸气排净后移走灯2。‎