2019届一轮复习人教版铁及其重要化合物学案

2019届一轮复习人教版铁及其重要化合物学案

第3讲　铁及其重要化合物 ‎【2019·备考】‎ 最新考纲：1.掌握铁及其重要化合物的主要性质。2.掌握铁及其重要化合物的应用。3.了解常见金属及其重要化合物的制备方法。‎ 考点一　铁的单质、氧化物及氢氧化物 ‎(频数：★★☆　难度：★★☆)‎ ‎1．铁元素的存在形式 ‎2．铁的性质 ‎(1)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 占第四位 ‎(2)化学性质 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。‎ ‎③与酸的反应：‎ a．与非氧化性酸反应的离子方程式：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。‎ b．与氧化性酸反应：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，但无H2产生。‎ ‎④与某些盐溶液的反应：‎ a．与CuSO4溶液反应的离子方程式：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。‎ b．与FeCl3溶液反应的离子方程式：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。‎ ‎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反应无论用量多少都生成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．铁的常见化合物 ‎(1)铁的氧化物 化学式 FeO Fe2O3‎ Fe3O4‎ 俗名 铁红 磁性氧化铁 颜色状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体(有磁性)‎ 溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水 铁的化 合价 ‎＋2‎ ‎＋3‎ ‎＋2、＋3‎ 与H＋反 应的离子 方程式 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O ‎(2)铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2‎ Fe(OH)3‎ 色态 白色固体 红褐色固体 与盐酸 反应 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 受热 分解 ‎2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 制法 可溶性亚铁盐与碱反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓‎ 可溶性铁盐与碱反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓‎ 二者的 关系 空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3‎ ‎①FeO和Fe3O4与足量HNO3反应时，发生氧化还原反应，Fe2＋被HNO3氧化生成Fe3＋。‎ ‎②Fe2O3和Fe3O4与足量HI反应时，发生氧化还原反应，Fe3＋被I－还原生成Fe2＋。‎ ‎1．教材基础知识判断 ‎(1)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2(　　)‎ ‎(2)用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸(　　)‎ ‎(3)氧化铁能与酸反应，所以可用于制作红色染料(　　)‎ ‎(4)Fe2O3与NaOH溶液反应可制取Fe(OH)3(　　)‎ ‎(5)铁与过量的硫粉共热产物是Fe2S3(　　)‎ 答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×‎ ‎2．(RJ必修1·实验3－9)教材实验探究与拓展 ‎(1)教材实验分析 用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。‎ ‎①用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入________。‎ ‎②除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。‎ ‎③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_______________________________________________________________‎ ‎__________________________________________________________。‎ ‎(2)教材实验在考题中的拓展应用 Ⅰ.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)。‎ 注：(②全国卷经典考题，⑤15年北京卷考题)‎ Ⅱ.如若②符合要求，简述其制备过程及原理。(如若不符合，此问不做答)‎ ‎________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________‎ 解析　(1)①稀硫酸抑制Fe2＋水解，铁屑防止Fe2＋被氧化。③Fe(OH)2很容易被氧化，实验过程中要确保在无氧条件下生成。‎ 答案　(1)①稀硫酸、铁屑　②加热煮沸　③避免生成的Fe(OH)2与氧气接触而被氧化 ‎(2)Ⅰ.①②③⑤　Ⅱ.铁与稀硫酸反应产生氢气，让氢气赶尽装置内空气，当B中导管处氢气纯净，关闭止水夹a，FeSO4被压入在氢气保护下的NaOH溶液中。‎ 题组一　铁及其重要化合物性质、用途 ‎1．(2018·成都模拟)坦克、导弹的制造材料主要是各种金属的合金，钢铁便是其中十分重要的一种。下列关于铁的说法中，正确的是(　　)‎ A．铁元素属于过渡元素，其原子序数为26‎ B．单质铁与浓硫酸在常温下不反应 C．铁单质只具有还原性，其阳离子只具有氧化性 D．与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率，纯铁比生铁的快 解析　铁是26号元素，属于过渡元素，A正确；常温下，铁和浓硫酸反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步反应，并不是铁和浓硫酸不反应，B错误；Fe2＋既有还原性，也有氧化性，C错误；生铁中铁、碳、盐酸构成原电池，能加快反应速率，所以生铁反应速率比纯铁快，D错误。‎ 答案　A ‎2．某同学欲探究铁及其化合物的性质，下列实验方案可行的是(　　)‎ A．将铁粉加入热的浓硫酸中：探究铁的活泼性 B．将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中：制备Fe(OH)3胶体 C．在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液：制备FeSO4·6H2O晶体 D．将铜粉加入FeCl3溶液中：验证Fe3＋的氧化性强于Cu2＋‎ 解析　由于浓硫酸具有强氧化性，铁与其反应生成Fe2(SO4)3和SO2，无法说明铁的活泼性，故A方案不可行；将NaOH加入FeCl3溶液中，得到Fe(OH)3沉淀，无法得到Fe(OH)3胶体，B项方案不可行；在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液，一方面氧气可将FeSO4氧化，另一方面会得到不含结晶水的化合物，故C项方案不可行；将铜粉加入FeCl3溶液中，发生反应：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，该反应说明Fe3＋的氧化性强于Cu2＋，故D项方案可行。‎ 答案　D 题组二　铁的氧化物组成确定 ‎3．铁的常见化合价有＋2价和＋3价。据研究，铁在浓HNO3中发生钝化时，可生成一种化学式为Fe8O11的化合物，它可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物可以表示为(　　)‎ A．FeO·3Fe2O3 B．2FeO·3Fe2O3‎ C．FeO·2Fe2O3 D．2FeO·Fe2O3‎ 解析　化合物Fe8O11可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物，设化学式为nFeO·mFe2O3，则解得n＝2，m＝3，该化合物可以表示为2FeO·3Fe2O3。‎ 答案　B ‎4．一定质量的某铁的氧化物FexOy，与足量的4 mol·L－1硝酸溶液充分反应，消耗硝酸溶液700 mL，生成‎2.24 L NO(标准状况)。则该铁的氧化物的化学式为(　　)‎ A．FeO B．Fe2O3 ‎ C．Fe3O4 D．Fe4O5‎ 解析　铁的氧化物FexOy与足量的4 mol·L－1硝酸溶液充分反应，生成Fe(NO3)3，硝酸被还原生成NO，n(NO)＝＝0.1 mol，根据氮原子守恒可得，3n[Fe(NO3)3]＋n(NO)＝n(HNO3)，3n[Fe(NO3)3]＋0.1 mol＝‎0.7 L×4 mol·L－1，n[Fe(NO3)3]＝0.9 mol，令氧化物FexOy中Fe元素的平均化合价为a，根据得失电子守恒可得，0.9 mol×(3－a)＝0.1 mol×(5－2)，解得a＝，由化合物中正负化合价代数和为0可得x＝2y，x∶y＝3∶4，故该氧化物的化学式为Fe3O4。‎ 答案　C 考点二　铁盐和亚铁盐 ‎(频数：★☆☆　难度：☆☆☆)‎ ‎1．亚铁盐和铁盐 ‎(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：Fe2＋与Cl2反应的离子方程式：‎ ‎2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。‎ ‎(2)铁盐 ‎①氧化性：含Fe3＋的溶液，呈黄色，Fe3＋具有较强的氧化性，Fe3＋与Cu、I－反应的离子方程式为：‎ ‎2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋，‎ ‎2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。‎ ‎②特性：含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN时变成血红色。‎ ‎③FeCl3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 上述转化中标号反应的离子方程式为：‎ ‎①3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O；‎ ‎②2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋‎ ‎2．Fe2＋、Fe3＋的检验 ‎(1)Fe2＋的检验 ‎①无现象溶液变红色，证明含有Fe2＋‎ ‎②产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2＋‎ ‎③生成蓝色沉淀，证明有Fe2＋‎ ‎(2)Fe3＋的检验 ‎①溶液变红色，证明含有Fe3＋‎ ‎②产生红褐色沉淀，证明有Fe3＋存在 含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验 Fe3＋‎ 的 检 验 方法1：混合溶液溶液变红色，说明含有Fe3＋‎ 方法2：混合溶液试纸变蓝色，说明含有Fe3＋‎ Fe2＋‎ 的 检 验 方法1：混合溶液酸性KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋‎ 方法2：混合溶液溴水褪色，说明含有Fe2＋‎ 方法3：混合溶液生成蓝色沉淀，说明含有Fe2＋‎ ‎1．(RJ必修1·P637改编)要证明某溶液中不含Fe3＋而可能含Fe2＋，进行如下实验操作时，最佳顺序是(　　)‎ ‎①加足量氯水　②加足量KMnO4溶液　③加少量KSCN溶液 A．①② B．③② ‎ C．③① D．①②③‎ 答案　C ‎2．(溯源题)(2016·课标全国Ⅱ，28)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－1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 mLFeCl2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1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是_____________________________________________________________‎ ‎_________________________________________________________________‎ ‎_________________________________________________________________。‎ 答案　(1) 防止Fe2＋被氧化　 (2) 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－　(3) 隔绝空气(排除氧气对实验的影响)‎ 探源：本高考题组源于RJ必修1 P61“实验3－‎10”‎与“科学探究”及其拓展，考查了Fe3＋、Fe2＋的有关性质。‎ 题组一　Fe2＋、Fe3＋的性质 ‎1．如图两圆相交部分A、B、C、D分别表示两物质间的反应。下列各对应反应的离子方程式书写不正确的是(　　)‎ A．Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O B．Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O C．Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O D．3Fe(OH)2＋10H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋8H2O 解析　Fe3O4与稀硝酸反应时，Fe2＋会被氧化为Fe3＋，正确的离子方程式为3Fe3O4＋28H＋＋NO===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O，其余选项均正确。‎ 答案　B ‎2．(2018·南阳模拟)SO2通入足量的Fe(NO3)3稀溶液中，溶液由棕色变为浅绿色，但立即又变成棕黄色，这时若滴入BaCl2溶液，会产生白色沉淀。针对上述一系列变化，下列说法不正确的是(　　)‎ A．上述过程中，最终被还原的是NO B．从上述反应可以得出结论，氧化性：HNO3＞Fe3＋＞稀硫酸 C．上述过程中，会产生一种无色难溶于水的气体 D．假设通入的SO2完全反应，则同温同压下，SO2和逸出气体的体积比为1∶1‎ 解析　溶液由黄色变为浅绿色，但立即又变为黄色，Fe3＋被还原变为Fe2＋，后又被氧化为Fe3＋，所以最终被还原的是NO，A正确；溶液由棕色变为浅绿色，说明Fe3＋的氧化性强于稀硫酸，但在硝酸存在的前提下立即又变成棕黄色，说明Fe2＋迅速被氧化成Fe3＋，故硝酸的氧化性强于Fe3＋，综上所述氧化性：HNO3＞Fe3＋＞稀H2SO4，B正确；硝酸根离子和二氧化硫被氧化后产生的氢离子构成强氧化性体系，氧化Fe2＋时生成无色的NO气体，该气体是一种无色难溶于水的物质，C正确；上述过程中，最终被还原的是NO，故相当于二氧化硫与NO之间的氧化还原，根据电子守恒可知3SO2～2NO，反应消耗的SO2与逸出的NO的物质的量之比是3∶2，由于气体的体积之比等于它们的物质的量之比，D错误。‎ 答案　D 题组二　Fe2＋、Fe3＋的检验及除杂 ‎3．下列有关物质检验方法不合理的是(　　)‎ A．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，该溶液中一定含有Fe2＋‎ B．用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2‎ C．检验绿矾晶体是否已氧化变质，可将绿矾晶体溶于稀H2SO4后滴加KSCN溶液，再观察溶液是否变红 D．向某溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋‎ 解析　B项中的Cl－也能使酸性KMnO4溶液褪色。‎ 答案　B ‎4．下列除杂的操作不正确的是(　　)‎ A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量镁充分反应后过滤 B．FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤 C．CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤 D．CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反应后过滤 解析　FeCl3溶液中存在水解平衡：FeCl3＋3H2OFe(OH)3‎ ‎＋3HCl，加入Mg与H＋反应，平衡右移，使Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，A正确；加入过量铁粉，FeCl3与Fe反应生成FeCl2而达到除杂的目的，B正确；C项中加入NaOH溶液，Cu2＋、Fe3＋均转化成氢氧化物沉淀，不符合除杂要求，错误；先用H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再利用FeCl3的水解，加入CuO与H＋反应将Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，D正确。‎ 答案　C ‎【归纳反思】‎ ‎1．Fe2＋、Fe3＋检验时两大注意点 ‎(1)检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN－)。‎ ‎(2)Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋(Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰)。‎ ‎2．混合液中Fe2＋、Fe3＋的除去方法 ‎(1)除去Mg2＋中混有的Fe3＋的方法 向混合溶液中加入Mg、MgO、MgCO3、Mg(OH)2其中之一，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去。‎ ‎(2)除去Mg2＋中混有的Fe2＋的方法 先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3＋。‎ ‎5．在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的铁屑，反应完全后将固体滤出，下列说法中正确的是(　　)‎ A．若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，一定不含 Cu2＋‎ B．若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，可能含有 Cu2＋和Fe3＋‎ C．若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe3＋和Fe2＋，一定不含Cu2＋‎ D．若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，一定不含Cu2＋和Fe3＋‎ 解析　氧化性Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，加入铁粉后有固体剩余，Fe3＋一定不存在；若剩余固体全部都是Cu，溶液中还可能有Cu2＋，也可能恰好被完全置换；若剩余固体是Cu和Fe，则溶液中不可能有Cu2＋。‎ 答案　D ‎【练后归纳】‎ ‎“铁三角”的转化关系 ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎[试题分析]‎ ‎(2016·全国新课标Ⅲ)聚合硫酸铁(PFS)是水处理中重要的絮凝剂。下图是以回收的废铁屑为原料制备PFS的一种工艺流程。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)废铁屑主要为表面附有大量铁锈的铁，铁锈的主要成分是________。粉碎过筛的目的是______________________________________________________。‎ ‎(2)酸浸时最合适的酸是________，写出铁锈与酸反应的离子方程式______________________________________________________________。‎ ‎(3)反应釜中加入氧化剂的作用是________，下列氧化剂中最合适的是________(填标号)。‎ a．KMnO4　　b．Cl‎2　‎　c．H2O2　　d．HNO3‎ ‎(4)聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围。pH偏小时Fe3＋‎ 水解程度弱，pH偏大时则___________________________________________________。‎ ‎(5)相对于常压蒸发，减压蒸发的优点是________。‎ 解题思路：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ 我的答案：　　　　‎ 命题意图：本题是一道化学工艺流程题，以工业上制备处理水的重要絮凝剂聚合硫酸铁(PFS)为背景，综合考查了铁锈的成分、影响化学反应速率的因素、试剂的选择、离子方程式的书写、氧化还原反应、除杂、影响盐类水解的因素等知识点。要求考生具有思维的广阔性、深刻性、批判性和灵活性，既有接受、吸收和整合化学信息的能力又有分析和解答(解决)化学问题的能力。兼有“定性与定量”、“守恒”、“对立统一”、“物质变化是有条件的”等化学思想方法的考查。本题抽样统计难度为0.30。‎ 解题思路：铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，粉碎过筛的目的是选取细小颗粒，增大反应物接触面积，提高“酸浸”反应速率；为了避免引入杂质离子应选用硫酸为宜，反应的离子方程式为Fe2O3·xH2O＋6H＋===2Fe3＋＋(x＋3)H2O；由于溶液中含有亚铁离子，故反应釡中加入氧化剂的作用是氧化亚铁离子，为了不引入新的杂质，氧化剂应选用双氧水；聚合釡中溶液的pH必须控制在一定的范围内，pH偏小Fe3＋水解程度弱，pH偏大则Fe3＋转化为氢氧化铁沉淀而损失，造成产率降低；减压蒸发的优点是可防止温度过高，聚合硫酸铁分解。‎ 正确答案：(1)Fe2O3·xH2O　选取细小颗粒，增大反应物接触面积，提高“酸浸”反应速率 ‎(2)硫酸　Fe2O3·xH2O＋6H＋===2Fe3＋＋(x＋3)H2O ‎(3)氧化Fe2＋　c ‎(4)容易生成Fe(OH)3，产率降低 ‎(5)可防止温度过高，聚合硫酸铁分解 ‎[真题演练]‎ ‎1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。‎ ‎(1)c(Fe2＋)＝1 mol·L－1的溶液中：K＋、NH、MnO、SO可大量共存(　　)‎ ‎(2017·江苏化学，‎9C)‎ ‎(2)1 mol Fe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA(　　)‎ ‎(2016·全国Ⅰ卷)‎ ‎(3)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(　　)‎ ‎(2016·四川高考)‎ ‎(4)将铁屑放入稀HNO3中，证明Fe比H2活泼(　　)‎ ‎(2016·海南高考)‎ ‎(5)下列过程没有发生化学反应：用含硅胶、铁粉的透气小袋与食品一起密封包装(　　)‎ ‎(2015·全国卷Ⅱ)‎ ‎(6)FeCl3腐蚀Cu制印刷电路板是由于铁比铜的金属性强(　　)‎ ‎(2016·全国Ⅲ卷)‎ ‎(7)Fe2＋与H2O2在酸性溶液中的反应：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O(　　)‎ ‎(2016·四川高考)‎ ‎(8)室温下，向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液，再滴加几滴淀粉溶液，溶液变蓝色，说明Fe3＋的氧化性比I2的强(　　)‎ ‎(2016·江苏高考)‎ ‎(9)将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液会观察到有气体生成，溶液呈血红色，说明稀硝酸将Fe氧化为Fe3＋(　　)‎ ‎(2015·全国卷Ⅰ)‎ ‎(10)3 mol单质Fe完全转化为Fe3O4，失去8NA个电子(　　)‎ ‎(2015·广东高考)‎ 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×　(7)√　(8)√　(9)×　(10)√‎ ‎2．(2017·课标全国Ⅲ，26)绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题：‎ ‎(1)在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化。再向试管中通入空气，溶液逐渐变红。由此可知：_____________________、‎ ‎_______________________________________________________。‎ ‎(2)为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管(带两端开关K1和K2‎ ‎)(设为装置A)称重，记为m‎1 g。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为m‎2 g。按下图连接好装置进行实验。‎ ‎①仪器B的名称是________。‎ ‎②将下列实验操作步骤正确排序______________________________(填标号)；重复上述操作步骤，直至A恒重，记为m‎3 g。‎ a．点燃酒精灯，加热　　　 b．熄灭酒精灯 c．关闭K1和K2 d．打开K1和K2，缓缓通入N2‎ e．称量A f．冷却到室温 ‎③根据实验记录，计算绿矾化学式中结晶水数目x＝________(列式表示)。若实验时按a、d次序操作，则使x________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。‎ ‎(3)为探究硫酸亚铁的分解产物，将(2)中已恒重的装置A接入下图所示的装置中，打开K1和K2，缓缓通入N2，加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。‎ ‎①C、D中的溶液依次为________(填标号)。C、D中有气泡冒出，并可观察到的现象分别为_______________________________________________。‎ a．品红　　b．NaOH　　c．BaCl2　　d．Ba(NO3)2‎ e．浓H2SO4‎ ‎②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式________________________‎ ‎_______________________________________________________________。‎ 解析　(1)绿矾溶解于水电离出Fe2＋，滴加KSCN溶液后颜色无明显变化，说明样品中没有Fe3＋，通入空气之后，空气中的氧气把Fe2＋氧化为Fe3＋，Fe3＋与KSCN反应而使溶液显红色，说明Fe2＋易被氧气氧化为Fe3＋。‎ ‎(2)①仪器B的名称是干燥管；②实验时先打开K1和K2，缓慢通入N2，排除装置中的空气，防止空气中的氧气将绿矾中的Fe2＋氧化为Fe3＋，一段时间后点燃酒精灯，使绿矾中的结晶水变为水蒸气并被N2‎ 排出，然后熄灭酒精灯，将石英玻璃管冷却至室温后关闭K1和K2，防止空气进入石英玻璃管中，最后称量A；‎ ‎③由题意可知FeSO4的物质的量为 mol，水的物质的量为 mol，则绿矾中结晶水的数目x＝＝＝；若先点燃酒精灯再通N2，则石英玻璃管中原有的空气会将绿矾中的Fe2＋氧化，最终剩余的固体质量会偏大，则计算得到的结晶水的数目会偏小；‎ ‎(3)①实验后反应管中残留的红色粉末为Fe2O3，根据得失电子守恒可知必然有SO2产生，根据元素守恒可知还会生成SO3，检验的试剂应选择品红溶液、BaCl2溶液，不能选择Ba(NO3)2溶液，因为SO2会与Ba(NO3)2溶液产生白色沉淀，干扰SO3 的检验，由于SO3可与水反应生成硫酸，故应先检验SO3，再利用SO2能使品红褪色的原理检验SO2；②由题意可以得到硫酸亚铁分解的方程式为2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑。‎ 答案　(1)样品中没有Fe3＋　Fe2＋易被氧气氧化为Fe3＋　(2)①干燥管　②d、a、b、f、c、e　③　偏小　(3)①c、a　生成白色沉淀、褪色　②2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑‎ 一、选择题 ‎1．铁是日常生活中使用最广泛的金属，下列关于铁的一些说法正确的是(　　)‎ A．常温下浓硫酸与铁不反应，故常温下可用铁制容器贮藏贮运浓硫酸 B．铁是较活泼的金属，它与卤素单质(X2)反应的生成物均为FeX3‎ C．Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2Fe2＋‎ B．‎25 ℃‎，pH＝0的溶液中，Al3＋、NH、NO、Fe2＋可以大量共存 C．‎5.6 g铁与足量的氯气反应失去0.2 mol电子 D．硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液：Fe2＋＋2H2O2＋4H＋===Fe3＋＋4H2O 解析　pH＝0的溶液呈强酸性，Fe2＋、NO、H＋不能大量共存，B项错误；C项铁应失去0.3 mol电子，错误；D项电荷不守恒，错误。‎ 答案　A ‎8．常温时，将0.1 mol Fe(NO3)3和2 mol HCl溶于水得‎2 L混合溶液，然后向该溶液投入m g铁粉使其充分反应后，滴加KSCN溶液不变红色。下列有关说法正确的是(　　)‎ A．由于氧化性Fe3＋＞H＋，首先发生的反应是：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋‎ B．当加入‎16.8 g铁粉时，可生成标准状况下‎6.72 L气体 C．在铁粉充分反应后的溶液中，铁元素以Fe2＋和Fe3＋的形式存在 D．m≥28，反应过程中溶液的质量一直在减小 解析　酸性条件下，NO有氧化性，因此首先发生的反应是Fe＋NO＋4H＋===NO↑＋Fe3＋＋2H2O，然后发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，A错误；当加入‎16.8 g铁粉时，刚好发生上述第一个反应，生成标准状况下‎6.72 L NO气体，此时消耗1.2 mol H＋，B正确；滴加KSCN溶液不变红色说明溶液不含Fe3＋，C错误；当恰好第二个反应结束时。根据方程式计算则至少消耗铁16.8＋(0.1＋0.3)×0.5×56＝28(g)，但反应过程中溶液的质量一直在增大，D错误。‎ 答案　B ‎9．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 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。‎ 答案　C ‎10．硫酸亚铁是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)，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．检验(NH4)2Fe(SO4)2中的Fe2＋可将少量固体溶于水，滴入几滴KSCN溶液，无明显变化，再加入少量氯水，溶液变红 D．常温下，(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的大 解析　碱式硫酸铁电离产生Fe3＋，Fe3＋能发生水解反应生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有吸附性，可用作净水剂，A正确；NH4HCO3不稳定，受热易分解，所以为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行，B正确；KSCN溶液遇Fe2＋溶液无现象，氯水将Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液变红，C正确；(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的小，所以FeSO4才能与(NH4)2SO4反应生成(NH4)2Fe(SO4)2，D错误。‎ 答案　D ‎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中是否还有Fe2＋‎ 解析　试剂a是铁，加入过量的铁，可把铜全部置换出来，并把FeCl3还原为FeCl2，则通过过滤操作Ⅰ得到的滤液X为FeCl2溶液，滤渣Y为铜和过量的铁；由于最终得到的产品是FeCl3，故试剂b是稀盐酸，铜不与盐酸反应，铁与盐酸反应生成FeCl2，故通过过滤操作Ⅱ可得到铜单质，滤液Z为FeCl2溶液，在两次过滤得到的FeCl2溶液中通入氯气，发生反应2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋，把FeCl2转化为FeCl3，然后通过操作Ⅲ(蒸发结晶，并过滤)便可得到氯化铁晶体，蒸发结晶与过滤所使用的仪器不可能相同，故A、B错误，C正确；溶液W中有 Cl－，酸性KMnO4溶液既可氧化Fe2＋，又可氧化Cl－，故用酸性KMnO4溶液不可检验溶液W中是否还有Fe2＋，D错误。‎ 答案　C ‎12．(2018·长春模拟)向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入120 mL 4 mol·‎ L－1的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，放出‎1.344 L NO(标准状况)，往所得溶液中加入KSCN溶液，无红色出现。若用足量的CO在加热下还原相同质量的混合物，能得到铁的物质的量为(　　)‎ A．0.24 mol B．0.21 mol C．0.16 mol D．0.14 mol 解析　n(HNO3)＝‎0.12 L×4 mol·L－1＝0.48 mol，n(NO)＝‎1.344 L÷‎22.4 L·mol－1＝0.06 mol，往所得溶液中加入KSCN溶液，无红色出现，说明全部生成Fe2＋，溶液溶质为Fe(NO3)2，则原混合物中的铁原子为(0.48 mol－0.06 mol)÷2＝0.21 mol，故用足量的CO还原相同质量的混合物，最终得到铁的物质的量为0.21 mol。‎ 答案　B 二、填空题 ‎13．根据下列转化关系，回答有关问题。‎ ‎(1)浅绿色溶液D主要成分的化学式为________，试剂1是________。‎ ‎(2)下列物质不能作为试剂2的是________(填序号)。‎ a．Cl2　b．新制氯水　c．浓硫酸　d．S　e．硝酸 ‎(3)固体A溶于稀盐酸的化学方程式为______________________________‎ ‎_______________________________________________________________。‎ ‎(4)溶液C到溶液F红色加深的原因是________________________________‎ ‎______________________________________________________________。‎ ‎(5)某同学在实验时向E中加入了过量的一种固体物质，发现棕黄色褪去，现对褪色原因进行探究。提出你的假设：________；为了对你所提出的假设进行验证，你设计的实验方案是______________________________________________‎ ‎__________________________________________________________。‎ 答案　(1)FeCl2　KSCN溶液(或NH4SCN溶液)‎ ‎(2)d ‎(3)Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O ‎(4)溶液中的Fe2＋被氧化剂氧化成Fe3＋，使Fe3＋浓度增大，从而生成更多的硫氰化铁使红色加深 ‎(5)加入还原剂将Fe3＋还原　用胶头滴管取少量棕黄色褪去后的溶液于试管中，滴加少量KSCN溶液，再加入几滴氯水。如果溶液开始不出现红色，加氯水后出现红色，则说明假设正确；若溶液不变红色，则假设不正确 ‎14．(2017·黄冈模拟)一种新型高效净水剂PAFC(聚合氯化铁铝 ‎[AlFe(OH)nCl6－n]m)，广泛用于日常生活用水和工业污水的处理。某化工厂欲以工业生产废料(金属铁、铝及其氧化物)为原料制取PAFC，设计生产流程如下：‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)用10 mol·L－1的浓盐酸配制2 mol·L－1的稀盐酸，所用玻璃仪器除量筒和玻璃棒外，还有________。‎ A．容量瓶 B．烧杯 C．烧瓶 D．胶头滴管 ‎(2)下列关于PAFC的说法中正确的是________。‎ A．PAFC是一种有机高分子化合物 B．PAFC中Fe显＋2价 C．PAFC溶于水能电离出OH－，是一种碱 D．PAFC在强酸性和强碱性溶液中均不能稳定存在 ‎(3)步骤Ⅱ中取样分析的目的是________。‎ A．测定溶液中Fe2＋与Fe3＋的含量比 B．测定原料是否完全溶解 C．测定溶液中Fe2＋的含量，以确定加入NaClO3的量 D．测定溶液中Al3＋的含量 ‎(4)写出向溶液中加入NaClO3时，发生反应的离子方程式为________________________________________________________________。‎ ‎(5)该化工厂的化验室为测定产品PAFC中Al和Fe的含量，进行下列试剂的选择和基本操作：‎ ‎①测定时所需的试剂有________。‎ A．NH3·H2O B．NaOH C．CO2 D．NaClO3‎ ‎②测定时，直接测定的是________和________的质量(填化学式)。‎ ‎③在测定过程中的操作顺序是：过滤、________、灼烧、________、称量(写操作名称)。‎ 解析　(1)用10 mol·L－1的浓盐酸配制2 mol·L－1的稀盐酸，所用玻璃仪器除量筒和玻璃棒外，还有容量瓶、烧杯和胶头滴管。‎ ‎(2)A项，PAFC不是有机高分子化合物，错误；B项，PAFC中Fe显＋3价，错误；C项，PAFC溶于水能电离出OH－，但同时还有氯离子，不属于碱，错误；D项，PAFC能电离出Al3＋、Fe3＋和OH－，在强酸性和强碱性溶液中均不能稳定存在，D正确。‎ ‎(3)溶液中含有Fe2＋需用NaClO3氧化，所以步骤Ⅱ取样分析的目的是测定溶液中Fe2＋的含量，以确定加入NaClO3的量。‎ ‎(4)向溶液中加入NaClO3时，ClO与Fe2＋反应生成Cl－和Fe3＋，离子方程式为 ‎6Fe2＋＋6H＋＋ClO===6Fe3＋＋Cl－＋3H2O。‎ ‎(5)①Al(OH)3是两性氢氧化物，能与强碱反应生成偏铝酸盐，然后通入CO2转化为Al(OH)3沉淀，灼烧得到Al2O3，Fe(OH)3不溶于强碱溶液，所以测定时所需的试剂有NaOH和CO2。②根据①中分析可知，直接测定的是Al2O3、Fe2O3的质量。③在测定过程中的操作顺序是：过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量。‎ 答案　(1)ABD　(2)D　(3)C　(4)6Fe2＋＋6H＋＋ClO===6Fe3＋＋Cl－＋3H2O　(5)①BC　②Al2O3　Fe2O3　③洗涤　冷却 ‎15．(2017·湖南湘中名校，18)某化学兴趣小组拟用下图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。提供化学药品：铁屑、稀硫酸、氢氧化钠溶液。‎ ‎(1)稀硫酸应放在________中(填写仪器名称)。‎ ‎(2)本实验通过控制A、B、C三个开关将仪器中的空气排尽后，再关闭开关________、打开开关________，就可观察到氢氧化亚铁的生成。开始时排尽装置中空气的目的是：____________________________________________。‎ ‎(3)在FeSO4溶液中加入(NH4)2SO4固体可制备摩尔盐晶体[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O](相对分子质量为392)，为了测定产品的纯度，称取a g产品溶于水，配制成500 mL溶液，用浓度为c mol·L－1的酸性KMnO4溶液滴定。每次所取待测液体积均为25.00 mL，实验结果记录如下：‎ 实验次数 第一次 第二次 第三次 消耗高锰酸钾溶液体积/mL ‎25.52‎ ‎25.02‎ ‎24.98‎ ‎①滴定过程中发生反应的离子方程式为______________________________‎ ‎___________________________________________________________。‎ ‎②滴定终点的现象是____________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________。‎ ‎③通过实验数据计算的该产品纯度为________(用字母a、c表示)。上表中第一次实验中记录数据明显大于后两次，其原因可能是________(填字母代号)。‎ A．实验结束时俯视刻度线读取滴定终点时酸性高锰酸钾溶液的体积 B．滴定前滴定管尖嘴无气泡，滴定结束有气泡 C．第一次滴定用的锥形瓶用待装液润洗过，后两次未润洗 D．该酸性高锰酸钾标准液保存时间过长，有部分变质，浓度降低 解析　本实验的基本思路是通过装置2中产生的H2，既可以将装置中的空气排净，又可以将新生成的FeSO4溶液压入装置3中制备Fe(OH)2。但是要合理的控制A、B、C三个开关。打开B、C，关闭A是排空气。(3)③第一次消耗酸性KMnO4溶液的体积误差较大，舍去，则消耗酸性KMnO4溶液的平均体积为＝25.00 mL，则500 mL溶液中含n(摩尔盐晶体)＝25×10－3×c×5× mol＝‎2.5c mol，所以该产品纯度为×100%＝×100%。A项，俯视读数，造成读数偏小，故错误；B项，所消耗的标准液体积偏小，故错误；C项，锥形瓶用待测液润洗，使待测液的量增加，则消耗标准液体积偏大，故C正确；D项，三次使用相同的酸性KMnO4溶液，消耗的高锰酸钾溶液的体积应接近，故D错误。‎ 答案　(1)分液漏斗 ‎(2)B　AC　防止生成的Fe(OH)2被氧化 ‎(3)①MnO＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O ‎②滴入最后一滴溶液，溶液由无色变为浅紫色，且30 s内不再变色 ‎③×100%　C