高考化学考点16 铁及其重要化合物

高考化学考点16 铁及其重要化合物

1 一、铁的性质 1．铁的物理性质 纯铁具有金属的共性，如具有银白色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被磁铁吸 引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。 2．铁的化学性质 铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2 价和＋3 价。 （1）与非金属单质的反应： ①与 O2 的反应： 常温下：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为 Fe2O3。 点燃时：3Fe＋2O2 ===== 点燃 Fe3O4。 ②与 Cl2 的反应：2Fe＋3Cl2 ===== 点燃 2FeCl3。 ③与 S 的反应：Fe＋S ===== △ FeS。 （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) ===== 高温 Fe3O4＋4H2。 （3）与酸的反应： ①与非氧化性酸反应的离子方程式：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。 ②与氧化性酸： 遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化，与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应无 H2 产生。 Fe 过量 3Fe+8H++2 3Fe2++2NO↑+4H2O Fe 不足 Fe+4H++ Fe3++NO↑+2H2O 3NO 3NO 2 （4）与某些盐溶液的反应： ①与 CuSO4 溶液反应的离子方程式：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。 ②与 FeCl3 溶液反应的离子方程式：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。 二、铁的氧化物和氢氧化物 1．铁的氧化物的比较 铁的氧化物 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗称 无 铁红 磁性氧化铁 色、态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 铁的价态 +2 +3 +2、+3 水溶性 难溶于水 稳定性 不稳定性 6FeO+O2 2Fe3O4 稳定 稳定 与 非 氧 化 性 酸 的反应 FeO+2H+ Fe2++H2O Fe2O3+6H+ 2Fe3++3H2O Fe3O4+8H+ 2Fe3++ Fe2++4H2O 与 CO 的反应 FexOy+yCO xFe+yCO2 制取 高温熔融，过量的铁与氧 气反应 2Fe+O2 2FeO Fe(OH)3 的分解 2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O 铁在氧气中燃烧 3Fe+2O2 Fe3O4 2．铁的氢氧化物的比较 铁的氢氧化物 Fe(OH)2 Fe(OH)3 物理性质 白色，难溶于水的固体 红褐色，难溶于水的固体 化学性质 （1）与非氧化性强酸反应 Fe(OH)2+2H+ Fe2++2H2O （2）与氧化性酸反应 3Fe(OH)2+10HNO3 3Fe(NO3)3+NO↑+8H2O （3）空气中放置被氧化 4Fe(OH)2+2H2O+O2 （1）与酸反应 Fe(OH)3+3H+ Fe3++3H2O （2）受热分解 2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O 3 4Fe(OH)3 制备 ①煮沸蒸馏水，赶走溶解的氧气 ②煮沸 NaOH 溶液，赶走溶解的氧气 ③配制 FeSO4 溶液，加少量的还原铁 粉 ④用长滴管将 NaOH 溶液送入 FeSO4 溶液液面以下 Fe2++2OH− Fe(OH)2↓ 将 NaOH 溶液滴入 Fe2(SO4)3 溶液中 Fe3++3OH− Fe(OH)3↓ 三、“铁三角”及其应用 “铁三角”的四应用： （1）判判断断离离子子共共存存： Fe3+、Fe2+与 、 、 等在溶液中因发生相互促进水解反应而不 能大量共存；Fe2+与 (H+)、ClO−、 (H+)，Fe3+与 S2−、I−、HS−、 在溶液中因发生氧化还原 反应而不能大量共存。 （2）除杂方法除杂方法((括号内为杂质括号内为杂质))： Fe2+(Fe3+)：加过量铁粉过滤； FeCl3(FeCl2)：加氯水或 H2O2； FeCl2(CuCl2)：加过量铁粉过滤； Fe(Al)、Fe2O3(Al2O3、SiO2)：加过量强碱溶液过滤； （3）盐溶液的保存盐溶液的保存：亚铁盐溶液——加入少量铁屑以防止 Fe2+被氧化。铁盐溶液——加入少量相应的 酸溶液以防止 Fe3+水解。 3HCO 2AlO 2 3CO  3NO 4MnO 2 3SO  4 （4）物质制备物质制备： ①制备无水氯化铁：在 HCl 气流中加热浓缩氯化铁溶液； ②制备氢氧化铁胶体：向沸水中加入饱和氯化铁溶液并煮沸至变为红褐色为止。 四、重要的铁盐 三氯化铁(FeCl3)：棕黄色固体，一种常见的氧化剂，能与多种还原剂发生氧化还原反应，能回收废铜， 其反应的离子方程式为 2Fe3++Cu Cu2++2Fe2+。 绿矾(FeSO4·7H2O)：一种重要的还原剂，可用作补血剂及植物的补铁剂。 高铁酸钾(K2FeO4)：深紫色晶体，具有强氧化性，可用作水处理剂或高能电池。 铁铵矾[NH4Fe(SO4)2·12H2O]：无色晶体，易溶于水，常用作化学分析试剂、药物和织物媒染剂。 赤血盐[K3Fe(CN)6]：红色晶体，易溶于水，常用于检验 Fe2+，生成蓝色沉淀。 考向一 Fe2+、Fe3+的鉴别 （1）直接观察颜色：Fe2+溶液呈浅绿色，Fe3+溶液呈棕黄色。 （2）利用显色反应(形成络离子) ① ② （3）利用 Fe(OH)3 沉淀的颜色： （4）利用 Fe3+的氧化性 ① ② ③ 5 （5）利用 Fe2+的还原性 ① ② （6）利用铁氰化钾与亚铁离子反应生成蓝色的铁氰化亚铁沉淀检验亚铁离子。 典例 1 向某无色溶液中加入含 Fe2+的溶液无明显变化，当滴加几滴稀 H2SO4 后，混合液出现红色，下列 结论中错误的是 A．Fe2+被 H2SO4 氧化成 Fe3+ B．原无色溶液中一定含有 SCN− C．Fe2+与 SCN−不能形成红色化合物 D．将稀 H2SO4 换成新制氯水，混合液也会出现红色 【答案】A 1．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．向某溶液中通入 Cl2，然后再加入 KSCN 溶液变红，说明原溶液中含有 Fe2+ 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+ 考向二 Fe(OH)2 的制备 制备 Fe(OH)2 常用的三种方法 6 方法一：有机覆盖层法 将吸有 NaOH 溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用 CCl4)，以防止空 气与 Fe(OH)2 接触发生反应，如图 1 所示。 方法二：还原性气体保护法 用 H2 将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与 NaOH 溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀。如图 2 所示。 方法三：电解法 用铁作阳极，电解 NaCl(或 NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯或煤油，如图 3 所示。 典例 1 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　 。 7 （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，再夹紧止水夹　（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 2．下列各图示中，能较长时间观察到 Fe(OH)2 白色沉淀的是__________。 考向三 守恒思想在铁及其化合物计算中的应用 8 典例 1 现有 CuO 和 Fe2O3 组成的混合物 a g，向其中加入 2 mol·L−1 的硫酸溶液 50 mL，恰好完全反应。 若将 a g 该混合物在足量 H2 中加热，使其充分反应，冷却后剩余固体的质量为 A．1.6a g B．(a−1.6)g C．(a−3.2)g D．1.6 g 【答案】B 3．有一块铁的“氧化物”样品，用 140 mL 5.0 mol·L−1 盐酸恰好将其完全溶解，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 考向四 “铁三角”的重要应用 典例 1 用已被部分氧化的金属屑 A 制备某工业常用的无水盐 C 的步骤如下： 将 C 溶于水，向其中滴入 NaOH 溶液，出现白色沉淀，后逐渐变为红褐色，下列判断正确的是 A．过滤所得的残渣中一定没有金属 A B．滤液可能是 CuSO4 溶液或 MgSO4 溶液 C．水合盐 B 可能是 FeSO4·7H2O D．无水盐 C 可能是 Fe2(SO4)3 9 【答案】C 4．已知 A 为淡黄色固体，T、R 为两种常见的用途很广的金属单质，D 是具有磁性的黑色晶体，C 是无色 无味的气体，H 是白色沉淀，且在潮湿空气中迅速变为灰绿色，最终变为红褐色固体。 （1）写出下列物质的化学式： A：______________________，D：__________________，R：______________________。 （2）按要求写出下列反应方程式： H 在潮湿空气中变成 M 的过程中的化学方程式：________________； 向 N 中通足量 CO2 时反应的离子方程式：____________________； D 与盐酸反应的离子方程式：___________________________。 （3）简述检验气体 C 的方法：__________________。 1．下列叙述正确的是 A．用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈 B．向 FeCl2 溶液中滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，说明氯水中含有 HClO C．向饱和 FeCl3 溶液中滴加过量氨水，可制取 Fe(OH)3 胶体 D．将钝化后的铝条放入 CuSO4 溶液中无现象，说明铝的金属性弱于铜 2．表中对陈述Ⅰ、Ⅱ及其有无因果关系的判断都正确的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ 判断 A 铁是地壳中含量最高的金属 元素 铁是人类最早使用的金属材料 Ⅰ对；Ⅱ 对；有 B 常温下铁与稀硫酸反应生成 氢气 高温下氢气能还原氧化铁得到铁 Ⅰ对；Ⅱ 对；无 10 C 铁属于过渡元素 铁和铁的某些化合物可用作催化 剂 Ⅰ错；Ⅱ对；无 D 在空气中铁表面易形成致密 的氧化膜 铁不能与氧气反应 Ⅰ对；Ⅱ对；有 3．不能证明某溶液中含有 Fe2+的是 A．该溶液呈浅绿色 B．该溶液中加入 NaOH 溶液，生成白色沉淀并迅速变成灰绿色，最后变为红褐色 C．向该溶液中加入氯水，再滴入几滴 KSCN 溶液，呈红色 D．向该溶液中滴入几滴 KSCN 溶液，不变色，再加入氯水，呈红色 4．下列有关铁及其化合物的说法正确的是 A．铁与水蒸气在高温下的反应产物为 Fe2O3 和 H2 B．证明溶液中含 Fe2+不含 Fe3+的方法是先加 KSCN 溶液，溶液不变红色，然后加入氯水，溶液变红色 C．加入 NaOH 溶液产生红褐色沉淀，则原溶液中一定含有 FeCl3 D．除去 FeCl2 溶液中的 FeCl3 杂质可以向溶液中加入 Cu 粉，然后过滤 5．含 1 mol HNO3 的稀硝酸分别与不同质量的铁粉反应，所得氧化产物与铁粉物质的量的关系如图所示(已 知稀硝酸的还原产物只有 NO)。下列有关判断正确的是 A．曲线 a 表示 Fe2+，曲线 b 表示 Fe3+ B．P 点时总反应的离子方程式可表示为 5Fe+16H++ 3Fe2++2Fe3++4NO↑+8H2O C．n2=0.25 D．n3∶n1=3∶2 6．铁及其化合物在生产和生活中有广泛的应用。 （1）铁元素在元素周期表中的位置为________________。 （2）等物质的量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定条件下反应，产生相同条件下的气体体积比为 _________；铁在高温条件下与水蒸气反应的化学方程式为_______________________________。 3NO 11 （3）碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，在医药上也可用于治疗消化性溃 疡出血。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如图： 已知：常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的 pH 见下表： 沉淀物 Fe3＋ Fe2＋ Al3＋ 开始沉淀(pH) 2.3 7.5 3.4 完全沉淀(pH) 3.2 9.7 4.4 ①加入少量 NaHCO3 的目的是调节 pH，应控制 pH 的范围为________________。 ②碱式硫酸铁溶于水后产生的[Fe(OH)]2＋，可部分水解生成聚合离子[Fe2(OH)4]2＋。该水解反应的离子方 程式为______________________________________________。 （4）高铁酸钾(K2FeO4)也是常用的水处理剂。它的制备方法有多种。 ①熔融法又称为过氧化钠氧化法。先在高温熔融的条件下制备高铁酸钠：Fe＋3Na2O2===Na2FeO4＋2Na2O， 再将高铁酸钠加入到氢氧化钾溶液里，发生反应：2KOH＋Na2FeO4===K2FeO4＋2NaOH，请根据复分解 反应原理分析该反应发生的原因：____________________________________________。 ②电解法制备高铁酸钾。铁和石墨分别做两个电极的电极材料，氢氧化钠溶液做电解液实现电解制备。 阴极的电极材料为__________，写出阳极的电极反应式为______________________________。 7．硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]较硫酸亚铁不易被氧气氧化，是分析化学中重要的试剂，常用于代替 硫酸亚铁。硫酸亚铁铵在 500 ℃时隔绝空气加热完全分解。回答下列问题： （1）硫酸亚铁铵隔绝空气加热完全分解，发生了氧化还原反应，固体产物可能有 FeO 和 Fe2O3，气体产 物可能有 NH3、SO3、H2O、N2 和____________。 （2）为检验分解产物的成分，设计如下实验装置进行实验，加热 A 中的硫酸亚铁铵至分解完全。 12 ①A 中固体充分加热较长时间后，通入氮气，目的是_________________________。 ②为验证 A 中残留物是否含有 FeO，需要选用的试剂有________(填字母)。 A．KSCN 溶液 B．稀硫酸 C．浓盐酸 D．KMnO4 溶液 ③装置 B 中 BaCl2 溶液的作用是为了检验分解产物中是否有______________气体生成，若含有该气体， 观察到的现象为_____________________________________。 ④若 A 中分解产物有 N2，固体残留物只有 Fe2O3，Fe2O3 的物质的量为 b mol，C 中沉淀物质的量为 a mol，则 b________(填“大于”、“小于”或“等于”)a。 ⑤ 实 验 中 ， 观 察 到 C 中 有 白 色 沉 淀 生 成 ， 则 C 中 发 生 反 应 的 反 应 方 程 式 为 _________________________________________________(用离子方程式表示)。 （3）为测定某固体样品中(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O 的含量，某实验小组做了如下实验： 测定原理：MnO－4 ＋Fe2＋＋H＋===Mn2＋＋Fe3＋＋H2O(方程式未配平) 测定步骤：步骤一：准确称量 20.00 g 硫酸亚铁铵晶体，配制成 100 mL 溶液； 步骤二：取所配溶液 25.00 mL 于锥形瓶中，加稀 H2SO4 酸化，用 0.100 0 mol·L－1 KMnO4 溶液滴定至终 点，重复两次，平均消耗 KMnO4 溶液 16.00 mL。 ①如何判断滴定终点？________________________________________________。 ②产品中(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O 的质量分数为________________。 1．［2017 江苏］在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是 A．Fe FeCl2 Fe(OH)2 B．S SO3 H2SO4 C．CaCO3 CaO CaSiO3 D．NH3 NO HNO3 2．［2016·上海］下列各组混合物，使用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂不能分离的是 A．氧化镁中混有氧化铝 B．氯化铝溶液中混有氯化铁 C．氧化铁中混有二氧化硅 D．氯化亚铁溶液中混有氯化铜 3．［2016·上海］某铁的氧化物(FexO)1.52 g 溶于足量盐酸中，向所得溶液中通入标准状况下 112 mL Cl2， 恰好将 Fe2+完全氧化。x 值为 2Cl点燃 NaOH(aq) 2O点燃 H O2 高温 2SiO高温 2O催化剂，△ 2H O 13 A．0.80 B．0.85 C．0.90 D．0.93 4．［2016·新课标全国Ⅱ］某班同学用如下实验探究 Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题： （1）分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成 0.1 mol/L 的溶液，在 FeCl2 溶液中需加入少量铁 屑，其目的是________。 （2）甲组同学取 2 mL FeCl2 溶液，加入几滴氯水，再加入 1 滴 KSCN 溶液，溶液变红，说明 Cl2 可将 Fe2+氧化。FeCl2 溶液与氯水反应的离子方程式为_______。 （3）乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在 2 mL FeCl2 溶液中先加入 0.5 mL 煤油，再于液 面下依次加入几滴氯水和 l 滴 KSCN 溶液，溶液变红，煤油的作用是______。 （4）丙组同学取 10 mL 0.1 mol/L KI 溶液，加入 6 mL 0.1 mol/L FeCl3 溶液混合。分别取 2 mL 此溶液 于 3 支试管中进行如下实验： ①第一支试管中加入 1 mLCCl4 充分振荡、静置，CCl4 层呈紫色； ②第二只试管中加入 1 滴 K3[Fe(CN)6] 溶液，生成蓝色沉淀： ③第三支试管中加入 1 滴 KSCN 溶液，溶液变红。 实验②检验的离子是_____( 填离子符号) ；实验①和③说明：在 I − 过量的情况下，溶液中仍含有 ______(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为______。 （5）丁组同学向盛有 H2O2 溶液的试管中加入几滴酸化的 FeCl3 溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离 子方程式为________；一段时间后．溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡 的原因是______；生成沉淀的原因是______(用平衡移动原理解释)。 1．【答案】C 2．【答案】①②③⑤ 变式拓展 14 3．【答案】D 【解析】由 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(Fe 2+)=0.025 mol×2=0.05 mol，根据电荷守恒得 2n(Fe2+)+3n(Fe3+)=n(Cl−)(盐酸中的)，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．【答案】（1）Na2O2　Fe3O4　Al （2）4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 AlO－2 ＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3 Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O （3）用带火星的木条伸入试管口，若带火星的木条复燃，说明有氧气生成 【解析】A 为淡黄色固体，且 A 能和水反应，则 A 是 Na2O2，A 和水反应生成 NaOH 和 O2，C 是无色无 味的气体，则 C 是 O2、B 是 NaOH；D 是具有磁性的黑色晶体，是 Fe3O4，Fe 在氧气中燃烧生成四氧化 三铁，则 T 是 Fe，R 和氧气反应生成氧化物 Q，Q 能和 NaOH 溶液反应，则 Q 是 Al2O3、R 是 Al，N 是 NaAlO2，H 是白色沉淀，且在潮湿空气中迅速变为灰绿色，最终变为红褐色固体 M，则 H 是 Fe(OH)2、M 是 Fe(OH)3，Fe3O4 和 HCl、足量 Fe 反应后得到 E，E 为 FeCl2，Fe(OH)3 和 HCl 反应生成 W，则 W 是 FeCl3。*网 1．【答案】A 【解析】锡、铁和电解质溶液构成原电池，铁作负极而易被腐蚀，所以用锡焊接的铁质器件，焊接处易 生锈，A 正确；向 FeCl2 溶液中滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，可以是氯水中的 Cl2 氧化了 Fe2＋，B 错 误；Fe(OH)3 胶体的制备：将饱和氯化铁溶液逐滴滴加到沸水中至得到红褐色液体，即为 Fe(OH)3 胶体， C 错误；将钝化后的铝条放入 CuSO4 溶液中无现象，是因为铝条表面的氧化铝不与硫酸铜反应，不能说 明铝的金属性弱于铜，D 错误。 考点冲关 15 2．【答案】B 3．【答案】C 【解析】本题考查了亚铁离子的检验。溶液呈浅绿色的物质有亚铁盐溶液，故 A 正确，不选。滴加 NaOH 溶液，利用先产生白色沉淀，后变灰绿，最后变为红褐色，说明原溶液含有 Fe2+，Fe3+和氢氧化钠溶液 反应立即生成氢氧化铁沉淀，所以只能观察到红褐色沉淀，所以该实验能证明某溶液只含有 Fe2+而不含 Fe3+，故 B 正确，不选。先滴加氯水，若原溶液含 Fe3+，滴加 KSCN 溶液后也显红色，无法证明原溶液 是否含有 Fe2+，故 C 错。KSCN 与 Fe3+作用使溶液显红色，与 Fe2+作用无此现象，先滴加 KSCN 溶液， 不显红色，说明原溶液不含有 Fe3+，再加入氯水，呈红色，能证明溶液含有亚铁离子，故 D 正确，不选。 *网 4．【答案】B 【解析】A 项，铁与水蒸气在高温下反应生成 Fe3O4 和 H2，A 项错误；B 项，加 KSCN 溶液不变红色， 说明原溶液中不含 Fe3+，然后加入氯水溶液变成红色，证明原溶液中含有 Fe2+，B 项正确；C 项，只能 说明溶液中含有 Fe3+，是否含有 Cl−无法确定，C 项错误；D 项，引入 Cu2+，D 项错误。本题选 B。 5．【答案】D 【解析】本题考查了铁与硝酸的反应及图像问题。在反应开始时硝酸过量，Fe 不足量，反应产生 Fe(NO3)3，反应方程式是 Fe+4HNO3(稀) Fe(NO3)3 +NO↑+2H2O，所以曲线 a 是 Fe(NO3)3，曲线 b 表 示 Fe(NO3)2，n(HNO3)=1 mol，当硝酸反应完全时，根据方程式可知，n(Fe)=0.25 mol，即 n1=0.25 mol， 故 A 、C 错。B 选项离子方程式中的 N 原子不守恒，故 B 错。当硝酸反应完毕，会发生反应： 2Fe(NO3)3+Fe 3Fe(NO3)2，到 n3 时，反应 2Fe(NO3)3+Fe 3Fe(NO3)2 完全，由于 n(Fe(NO3)3)=0.25 mol，根据方程式可得还需要加入的 n(Fe) =0.125 mol，所以 n3= n(Fe)总= 0.25 mol+0.125 mol=0.375 mol，n3∶ n1=0.375 mol∶0.25 mol=3∶2，故 D 正确。 6．【答案】（1）第四周期Ⅷ族 （2）3∶4　3Fe＋4H2O(g) ===== 高温 Fe3O4＋4H2 （3）①4.4～7.5 16 ②2[Fe(OH)]2＋＋2H2O [Fe2(OH)4]2＋＋2H＋ （4）①K2FeO4 溶解度小，析出结晶，促进反应进行 ②石墨　Fe－6e－＋8OH－===FeO2－4 ＋4H2O 7．【答案】（1）SO2 （2）①使分解产生的气体在 B、C 中被充分吸收　 ②BD ③SO3　溶液变浑浊　　 ④小于　 ⑤SO2＋H2O2＋Ba2＋===BaSO4↓＋2H＋ （3）①滴加最后一滴 KMnO4 溶液时，溶液呈紫红色且半分钟不褪色　 ②62.72%*网 【解析】（1）根据氧化还原反应，Fe、N 元素的化合价均升高，则一定有化合价降低的元素，从所给的 产物判断，产物中还应有 SO2。（2）①氯化钡与稀盐酸的混合液目的是吸收氨气、三氧化硫，则过氧化 氢和盐酸的混合液主要吸收二氧化硫，所以通入氮气的目的是使分解产生的气体在 B、C 中被充分吸收；② 盐酸中的氯离子能被高锰酸钾氧化成氯气，为验证 A 中残留物是否含有 FeO，则选择稀硫酸将固体溶解， 然后加入酸性高锰酸钾溶液，若溶液褪色或变浅，证明溶液中含有亚铁离子，则固体中含有 FeO；③装置 B 中 BaCl2 溶液的作用是为了检验分解产物中是否有三氧化硫，若含有三氧化硫，则溶液中有硫酸钡沉 淀生成，溶液变浑浊；④若产物中有氮气生成，则失去电子的元素是 Fe 和 N，得到电子的元素是 S，根 据得失电子守恒，生成 b mol Fe2O3 失去电子的物质的量是 2b mol，C 中沉淀物质的量为 a mol，即生成 的二氧化硫的物质的量是 a mol，则得电子的物质的量是 2a mol，所以 2b<2a，b

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