备战2021 高考化学 考点16 铁及其重要化合物（解析版）

备战2021 高考化学 考点16 铁及其重要化合物（解析版）

考点 16 铁及其重要化合物 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 3NO 3Fe2++2NO↑+4H2O Fe 不足 Fe+4H++ 3NO Fe3++NO↑+2H2O （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 提醒：（1）Fe3O4 的组成可用氧化物的形式表示为 FeO·Fe2O3，即有1 3 的铁显＋2 价，2 3 的铁显＋3 价； （2）Fe3O4 与一般酸反应生成两种盐，Fe3O4 与稀硝酸反应生成一种盐[Fe(NO3)3]。 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 4Fe(OH)3 （1）与酸反应 Fe(OH)3+3H+ Fe3++3H2O （2）受热分解 2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O 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）判断离子共存判断离子共存．．．．．．．．．．．．： Fe3+、Fe2+与 3HCO 、 2AlO 、 2 3CO  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 3NO (H+)、ClO−、 4MnO (H+)，Fe3+与 S2−、I−、HS−、 2 3SO  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。 （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）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 要证明某溶液中不含 Fe3＋，而可能含有 Fe2＋，进行如下实验操作的最佳顺序为（ ） ①加入足量氯水 ②加入足量 KMnO4（H＋）溶液 ③加入少量 KSCN 溶液 A．①③ B．③② C．③① D．①②③ 【答案】C 【解析】通常用 KSCN 溶液检验 Fe3+，故先向溶液中加入 KSCN 溶液，溶液不变红色，说明溶液中不含有 Fe3+；然后加入足量氯水，溶液呈血红色，说明溶液中含 Fe2+；氧化剂不选用 KMnO4 溶液的原因是：KMnO4 溶液本身有颜色，同时 KMnO4 会将 KSCN 氧化影响实验；故证明某溶液中不含有 Fe3＋而可能含有 Fe2＋，进 行实验操作时最佳顺序为③①； 答案选 C。 1．下列离子的检验方法合理的是（ ） A．向某溶液中滴入硫氰酸钾溶液呈红色，说明不含 Fe2＋ B．向某溶液中通入氯气，然后再加入硫氰酸钾溶液变红色，说明原溶液中含有 Fe2＋ C．向某溶液中加入氢氧化钠溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有 Fe3＋ D．向某溶液中加入氢氧化钠溶液得白色沉淀，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＋ 【答案】C 【解析】A.滴加硫氰酸钾溶液，溶液呈红色，证明存在 Fe3＋而不能证明没有 Fe2＋，A 错误； B．若原溶液中含 Fe2＋，通入氯气，氯气将 Fe2＋氧化成 Fe3＋，滴加硫氰酸钾溶液后显红色，若原溶液中不含 Fe2＋而含有 Fe3＋，通入氯气，加入硫氰酸钾溶液同样可以变红色，B 错误； C．溶液中加入氢氧化钠溶液得红褐色沉淀，说明溶液中含有 Fe3＋，C 正确； D．氢氧化镁为白色沉淀，能被红褐色沉淀掩盖，无法确定，D 错误。 故本题答案为 C。 考向二 Fe(OH)2 的制备 制备 Fe(OH)2 常用的三种方法 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 2 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，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 【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。 2．下列各图示中，能较长时间观察到 Fe(OH)2 白色沉淀的是__________。 【答案】①②③⑤ 【 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 发 生 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原理相同，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； ③的原理为铁作阳极产生 Fe2+，与电解水产生的 OH−结合生成 Fe(OH)2，且液面用汽油保护，能防止空 气进入；⑤中液面加苯阻止了空气进入；④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。 考向三 守恒思想在铁及其化合物计算中的应用 数轴法分析铁与稀硝酸反应的产物 一是明确哪种物质过量，二是根据两种物质的量分析讨论判断，根据反应方程式： （1）HNO3 过量：Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，铁元素的存在形式为 Fe3＋。 （2）Fe 过量：3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，铁元素的存在形式为 Fe2＋。 （3）用数轴表示： （4）无论二者的量如何变化，铁与稀 HNO3 反应，被还原的 HNO3 与参加反应的 HNO3 的物质的量之 比总是 1∶4。 （5）硝酸的作用及其量的确定 铁与硝酸的反应中，一是氧化剂作用，二是酸性作用。作为氧化剂的硝酸可以根据氧化还原反应中得 失电子守恒的方法确定，作为酸性作用的可以通过金属铁的物质的量确定，即铁的物质的量乘以铁显示的 化合价。 典例 3 把 22.4 g 铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，若反应只收集到 0.3 mol NO2 和 0.2 mol NO，下列说法 正确的是 A．反应后生成的盐只为 Fe(NO3)3 B．反应后生成的盐只为 Fe(NO3)2 C．反应后生成的盐为 Fe(NO3)3 和 Fe(NO3)2，其物质的量之比为 1∶3 D．反应后生成的盐为 Fe(NO3)3 和 Fe(NO3)2，其物质的量之比为 3∶1 【答案】C 【解析】由于铁的物质的量为 22.4 g 56 g·mol－1 ＝0.4 mol，所以在反应的过程中它失去的电子数应介于 0.8 mol(此时只产生 Fe2＋)和 1.2 mol(此时只产生 Fe3＋)之间，又产生 0.3 mol NO2 和 0.2 mol NO，即反应过程中硝 酸得到的电子物质的量为 0.3 mol×(5－4)＋0.2 mol×(5－2)＝0.9 mol，所以对应的产物既有 Fe(NO3)3 又有 Fe(NO3)2，设前者的物质的量为 x，后者的物质的量为 y，则由铁原子守恒可得 x＋y＝0.4 mol，由得失电子 守恒得 3x＋2y＝0.9 mol，解得 x＝0.1 mol，y＝0.3 mol。 3．向一定量的 FeO，Fe，Fe3O4 的混合物中加入 100mL 1mol/L 的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出 224mL(标 准状况)的气体，在所得溶液中加入 KSCN 溶液无血红色出现. 若用足量的 CO 在高温下还原相同质量的此 混合物，能得到铁的质量是() A．11.2 g B．5.6 g C．2.8 g D．1.4g 【答案】C 【解析】 【分析】 Fe、FeO、Fe2O3 的混合物中加入盐酸恰好使混合物完全溶解，生成铁的氯化物，因加入 KSCN 溶液，无血 红色出现，说明只生成氯化亚铁，根据氯元素守恒可知道氯化亚铁的量，进而求得铁元素的质量，然后结 合质量守恒可知用足量的 CO 在高温下还原相同质量的此混合物能得到单质铁的质量。 【详解】 用盐酸溶解后，向所得溶液中加入 KSCN 溶液无血红色出现，说明得到的产物为氯化亚铁，即混合物中的 铁元素全在氯化亚铁中，HCl 的物质的量为 1mol/L×0.1L=0.1mol，根据氯元素守恒，则 n(Fe)=n(FeCl2)= 1 2 ×n(HCl)=0.05mol，则混合物中含有 Fe 元素的质量为 m(Fe)=0.05mol×56g/mol=2.8g，根据 质量守恒可知，用足量的 CO 在高温下还原相同质量的此混合物，能得到单质铁的质量为 2.8g，故答案为 C。 考向四 “铁三角”的重要应用 典例 4 甲、乙、丙、丁四种物质中，甲、乙、丙均含有相同的某种元素，它们之间的转化关系如下图所示 （反应条件己略去）。下列有关物质的推断正确的是 甲 乙 丙 丁 A N2 NO NO2 O2 B SO32- HSO3- SO2 H+ C Cl2 FeCl3 FeCl2 Fe D Al3+ Al(OH)3 AlO2- NH3·H2O 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A. N2+ O2 2NO，N2 不能一步直接转化为 NO2，A 错误； B. SO32-+H+=HSO3-，HSO3-+H+=SO2↑+H2O，SO32-+2H+=H2O+SO2↑，符合物质转化关系，B 正确； C. Cl2 和 Fe 反应生成 FeCl3，不可能一步反应直接得到 FeCl2，C 错误； D. 氨水中的 NH3·H2O 是弱碱，不能溶解两性氢氧化物 Al(OH)3，D 错误； 故合理选项是 B。 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：____________________________________。 【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。 1．《淮南子·说山训》云：慈石能引铁(慈，旧作磁)。“慈石”的主要成分是( ) A．四氧化三铁 B．氧化铜 C．三氧化二铁 D．硅酸盐 【答案】A 【解析】四氧化三铁，化学式 Fe3O4．俗称氧化铁黑、吸铁石、黑氧化铁，为具有磁性的黑色晶体，故又称 为磁性氧化铁。“慈石”的主要成分是四氧化三铁，A 项正确。 2．用高铁酸钠（Na2FeO4）处理河流湖泊的水用于饮用，是一项较新的技术，与此有关的以下叙述中，正 确的是 ①高铁酸钠溶液有强酸性 ②高铁酸钠有强氧化性 ③高铁酸钠可使水软化 ④该过程中水被消毒和净化 A．①③ B．②④ C．①② D．③④ 【答案】B 【解析】 ①高铁酸钠溶液有强酸性，与净水无关；②高铁酸钠有强氧化性，可进行消毒；③高铁酸钠可使水软化， 错误，硬水软化是通过煮沸或蒸馏的方式进行；④该过程中水被消毒和净化，②④正确，答案选 B。 3．黄铁矿（主要成分 FeS2），在空气中会被缓慢氧化，氧化过程如图所示。下列说法不正确的是 A．发生反应 a 时，0.05mol FeS2 被氧化时消耗标准状况下空气的体积大约 19.6L B．为了验证 b 过程反应后溶液中含 Fe2+，可选用 KSCN 溶液和氯水 C．c 发生反应的离子方程式为：14Fe3+ +FeS2+8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+ D．已知 25 ℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10-39，则该温度下 d 逆反应的平衡常数为 K=2.79×103 【答案】B 【解析】 A．据图可知反应 a 中 FeS2 被氧化生成 Fe2+和 SO42-，Fe 元素化合价不变，S 元素化合价升高+7 价，所以 0.05mol FeS2 被氧化时转移电子 0.7mol，消耗氧气 0.175mol，氧气占空气体积 1 5 ，所以消耗空气 0.875mol，标况下 体积为 0.875mol×22.4L/mol=19.6L，故 A 正确； B．经反应 b 后溶液中一定存在 Fe3+，无论是否含有 Fe2+，滴加 KSCN 溶液均会显红色，加入氯水后现象不 变，无法检验 Fe2+，故 B 错误； C．反应 c 中反应物有 FeS2、Fe3+，产物有 Fe2+和 SO42-，说明该过程中铁离子将硫元素氧化，生成 SO42-， 结合电子守恒和元素守恒可知离子方程式为 14Fe3+ +FeS2+8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+，故 C 正确； D．d 的逆反应为 Fe(OH)3+3H+  Fe3++3H2O，该反应的平衡常数 K=               3+ 3+ 3 - sp 3 - 3 423 + 3 - w 9 3 + Fe Fe OH = = = 1 10H H OH 2.79 10c c c K c c c K    =2.79×103，故 D 正确； 故答案为 B。 4．已知如下三个实验均能发生化学反应： ① ② ③ 将铁钉放入硫酸铜溶液中 向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水 将铜丝放入氯化铁溶液中 下列判断正确的是 A．实验①中铁作还原剂 B．实验②中 2+Fe 既显氧化性又显还原性 C．实验③中发生的是置换反应 D．上述实验证明氧化性: 3+ 2+ 2+Fe >Fe >Cu 【答案】A 【解析】A. 由①中发生 Fe+Cu2+＝Fe2++Cu，Fe 元素的化合价升高，则 Fe 作还原剂，故 A 正确； B.向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水：2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl－，反应中 Fe 元素的化合价升高,则 Fe2+只能表现 还原性，故 B 错误； C. 置换反应是单质与化合物反应生成新单质和新化合物,而③中发生 Cu+2Fe3+＝2Fe2++Cu2+，生成物中没有 单质，则不是置换反应，故 C 错误； D. 由发生的三个反应利用氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知上述实验证明氧化性为 Fe3+＞Cu2+＞ Fe2+，故 D 错误； 答案选 A。 5．制备(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O 的实验中，需对过滤出产品的母液(pH<1)进行处理。室温下，分别取母液并向 其中加入指定物质，反应后的溶液中主要存在的一组离子正确的是 A．通入过量 Cl2：Fe2+、H+、 4NH  、Cl–、 2 4SO  B．加入少量 NaClO 溶液： 4NH  、Fe2+、H+、 2 4SO  、ClO– C．加入过量 NaOH 溶液：Na+、Fe2+、 4NH  、 2 4SO  、OH– D．加入过量 NaClO 和 NaOH 的混合溶液：Na+、 2 4SO  、Cl–、ClO–、OH– 【答案】D 【解析】 A．过量氯气可氧化 Fe2+，则不能大量存在 Fe2+，故 A 错误； B．Fe2+在酸性条件下能被 ClO-氧化，不能大量共存，故 B 错误； C．Fe2+、NH4+分别与 OH-反应，不能大量共存，故 C 错误； D．该组离子彼此之间不反应，可大量共存，故 D 正确； 故答案为 D。 6．为了除去硫酸铜溶液中含有的 Fe2＋杂质，先加入合适的氧化剂使 Fe2＋氧化为 Fe3＋，下列物质中最好选用 A．KMnO4 溶液 B．H2O2 溶液 C．氯水 D．HNO3 溶液 【答案】B 【解析】 A、Cl2 水溶液能氧化亚铁离子，但引入新杂质氯离子，A 错误； B、KMnO4 溶液能氧化亚铁离子，但引入新杂质高锰酸钾以及锰离子等，B 错误； C、H2O2 水溶液能氧化亚铁离子，且还原产物是水，没有引入新杂质，C 正确； D、HNO3 溶液能氧化亚铁离子，但引入新杂质硝酸根离子，D 错误； 答案选 C。 7．证明某溶液中只含有 Fe2＋而不含有 Fe3＋的实验方法是（ ） ①先滴加氯水，再滴加 KSCN 溶液后显红色 ②先滴加 KSCN 溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色 ③滴加 NaOH 溶液，先产生白色沉淀，后变灰绿，最后呈红褐色 ④只需滴加 KSCN 溶液 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 【答案】B 【解析】 ①先滴加氯水，再滴加 KSCN 溶液后显红色，只能说明加入氯水后的溶液中含 Fe3+，不能说明 Fe3+是原溶液 中的还是 Fe2+氧化得到的，故错误； ②若先滴加 KSCN 溶液，不显红色，说明原溶液不含有 Fe3+，再滴加氯水后显红色，说明滴加氯水后溶液 中有 Fe3+，证明原溶液含有 Fe2+，故正确； ③Fe2+可与氢氧化钠反应生成白色沉淀氢氧化亚铁，但是氢氧化亚铁不稳定易被氧化，最终转化为红褐色沉 淀氢氧化铁，因此根据最终的红褐色沉淀，证明溶液中原溶液中含有 Fe2+、没有 Fe3+，故正确； ④只滴加 KSCN 溶液，根据溶液不显红色，能检验出溶液中没有 Fe3+，无法验证 Fe2+存在，故错误；所以 只有②和③可以证明溶液中只含有 Fe2+而不含有 Fe3+； 故选 B。 8．氯化铁是有机合成中常用的催化剂，如图是实验室模拟化工厂利用工业废铁屑(杂质不与盐酸反应)制备 催化剂氯化铁的部分装置图，下列相关说法正确的是( ) A．实验室也可以用装置甲制备 SO2、C2H4 B．实验过程中，应先让装置乙中的反应进行一段时间后，再开始装置甲中的反应 C．实验过程中应该关闭弹簧夹 3，让装置丙中的 NaOH 溶液充分吸收多余的 Cl2 D．反应结束后将三颈烧瓶中的溶液加热浓缩、冷却结晶，可制得氯化铁晶体 【答案】B 【解析】 A. 装置甲的特点是固体和液体加热制气体，而 SO2 可用浓硫酸和铜加热制取，所以可以用装置甲制备 SO2， 但实验室用浓硫酸和乙醇制 C2H4 需控制温度为 170℃，所以要使用温度计，故 A 错误； B. 氯气在常温下不能和铁反应，所以应先让装置乙中的反应进行一段时间生成氯化亚铁后，再开始装置甲 中的反应，故 B 正确； C. 实验过程中关闭弹簧夹 3，将导致气体不能流通，不但不能实现让 NaOH 溶液充分吸收多余的 Cl2 的目 的，反而会使装置气压增大，产生危险，故 C 错误； D. 废铁屑含不与盐酸反应的杂质，所以如果加热反应结束后将三颈烧瓶中的溶液加热浓缩、冷却结晶，将 混入这些杂质，使晶体不纯，同时要考虑设法抑制水解，故 D 错误；答案选 B。 9．下图所示装置可用来制取 Fe(OH)2 和观察 Fe(OH)2 在空气中被氧化时的颜色变化。实验提供的试剂：铁 屑、6 mol/L 硫酸溶液、NaOH 溶液。下列说法错误的是（ ） A．B 中盛有一定量的 NaOH 溶液，A 中应预先加入的试剂是铁屑 B．实验开始时应先将活塞 E 关闭 C．生成 Fe(OH)2 的操作为：关闭 E，使 A 中溶液压入 B 瓶中 D．取下装置 B 中的橡皮塞，使空气进入，有关反应的化学方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3 【答案】B 【解析】 氢氧化亚铁容易被氧气氧化成 Fe(OH)3，不易观察到 Fe(OH)2 的颜色，制备 Fe(OH)2 时应排除装置中的空气， 以及避免空气的进入，根据装置此装置操作步骤是：烧瓶中放入铁屑，打开止水夹 E，向烧瓶中滴加硫酸， 当装置 C 中收集氢气后（此目的是排除装置中空气，让装置处于还原性氛围），关闭止水夹 E，烧瓶中气体 压强增大，把烧瓶中的溶液压入到装置 B 中，发生 Fe2＋＋2OH-==Fe(OH)2↓，能够长时间观察到氢氧化亚铁 的颜色，当 B 中进入空气后，发生 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3，故选项 B 正确。 10．某同学采用废铁屑(主要成分为 Fe2O3、Fe，少量碳) 制取碳酸亚铁（FeCO3） ，设计了如下流程： 根据以上流程图，下列说法不正确．．．的是（ ） A．工业废铁屑往往附着有油脂，可通过热饱和碳酸钠溶液洗涤除去 B．反应 2 的离子方程式：Fe2++HCO3- = FeCO3↓+H+ C．操作 I 为过滤，洗涤操作，一系列操作 II 为过滤，洗涤，干燥 D．为避免硫酸溶解时 Fe2+被空气氧化，废铁屑应适当过量 【答案】B 【解析】 A．碳酸钠水解呈碱性，油脂在碱性环境下水解，温度升高，水解程度增大，故工业废铁屑往往附着有油脂， 可通过热饱和碳酸钠溶液洗涤除去，A 正确； B．结合电荷守恒可得反应 2 的离子方程式为：Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+H2O+CO2↑，B 错误； C．操作 I 为过滤除去 C，为减少 Fe2+的损失，进行洗涤操作，为得到纯净的 FeCO3，一系列操作 II 为过滤、 洗涤、干燥，C 正确； D．Fe2+易被空气中的氧气氧化，故为避免硫酸溶解时 Fe2+被空气氧化，废铁屑应适当过量，D 正确。 答案选 B。 11．实验小组同学探究 FeSO4 分解反应并检验反应产物（加热及加持装置略）。下列有关 FeSO4 分解的说法 不正确．．．的是（ ） A．Ⅰ中固体变为红棕色，说明反应生成了 Fe2O3 B．Ⅰ中反应需持续加热，说明 FeSO4 分解是吸热反应 C．Ⅱ中品红溶液颜色褪去，说明反应生成了 SO2 D．Ⅲ中未产生白色沉淀，说明反应未生成 SO3 【答案】D 【解析】 A. Ⅰ中固体变为红棕色，说明 FeSO4 分解生成了红棕色的 Fe2O3，故 A 正确； B. Ⅰ中反应需持续加热，说明 FeSO4 分解反应本身不放热，需要不断提供热量，说明 FeSO4 分解是吸热反 应，故 B 正确； C. SO2 具有漂白性，能使品红溶液褪色，则Ⅱ中品红溶液颜色褪去，说明 FeSO4 分解生成了 SO2，故 C 正 确； D. SO3 是酸性氧化物，易与水反应生成硫酸，混合气体通过品红溶液使 SO3 被完全吸收，没有 SO3 进入氯 化钡溶液中，则Ⅲ中未产生白色沉淀，不能说明反应未生成 SO3，故 D 错误； 故选 D。 12．把一定量的铁粉放入氯化铁溶液中，完全反应后，所得溶液中 Fe2＋和 Fe3＋的浓度恰好相等。则已反应 的 Fe3＋和未反应的 Fe3＋的物质的量之比为 A．1∶1 B．2∶1 C．2∶3 D．3∶2 【答案】C 【解析】 设已反应的 Fe3+的物质的量为 2mol，根据 Fe+2Fe3+=3Fe2+，溶液中 Fe2+的物质的量为 3mol，因为溶液中的 Fe3+和 Fe2+浓度相等，所以未反应的 Fe3+的物质的量为 3mol，则已反应的 Fe3+和未反应的 Fe3+的物质的量之 比为 2mol∶3mol=2∶3，故选 C。 13．《天工开物》曾记载“凡皂(青)、红、黄矾，皆出一种而成，变化其质……乃即炼皂矾，炉侧土墙……冷 静之时，其墙上自然爆出此种……刮取下来，名曰黄矾。”这里的皂矾是指 A．FeSO4·7H2O B．ZnSO4·7H2O C．Fe2(SO4)3·9H2O D．Fe2O3·nH2O 【答案】A 【解析】根据题中信息，“凡皂(青)……”，说明皂矾颜色为青色，即为绿色，简单来说，皂矾应是绿矾， 绿矾为 FeSO4·7H2O，故 A 正确； 14．绿矾（FeSO4·7H2O）可作还原剂、着色剂、制药等，在不同温度下易分解得各种铁的氧化物和硫的氧 化物。已知 SO3 是一种无色晶体，熔点 16.8℃，沸点 44.8℃，氧化性及脱水性较浓硫酸强，能漂白某些有 机染料，如品红等。回答下列问题： （1）甲组同学按照上图所示的装置，通过实验检验绿矾的分解产物。装置B中可观察到的现象是__________， 甲组由此得出绿矾的分解产物中含有 SO2。装置 C 的作用是______________。 （2）乙组同学认为甲组同学的实验结论不严谨，认为需要补做实验。乙对甲组同学做完实验的 B 装置的试 管加热，发现褪色的品红溶液未恢复红色，则可证明绿矾分解的产物中___________。（填字母） A．不含 SO2B．可能含 SO2C．一定含有 SO3 （3）丙组同学查阅资料发现绿矾受热分解还可能有 O2 放出，为此，丙组同学选用甲组同学的部分装置和 下图部分装置设计出了一套检验绿矾分解气态产物的装置： ①丙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为______________________。 ②能证明绿矾分解产物中有 O2 的实验操作及现象是_______________________。 （4）为证明绿矾分解产物中含有三价铁，选用的实验仪器有试管、胶头滴管、_____________；选用的试 剂为_____________。 【答案】品红溶液褪色 吸收尾气，防止 SO2(SO3)等气体扩散到空气中污染环境 BC AFGBDH 把 H 中的导管移出水面，撤走酒精灯，用姆指堵住试管口，取出试管，立即把带火星的木条伸入试管口内， 木条复燃，证明试管中收集的气体是氧气 药匙 盐酸，KSCN 溶液 【解析】 （1）甲组得出绿矾的分解产物中含有二氧化硫，二氧化硫能使品红溶液褪色，所有装置 B 中观察到的现象 是品红溶液褪色；二氧化硫有毒，因此装置 C 的作用是吸收尾气，防止 SO2(SO3)等气体扩散到空气中污染 环境。 （2）二氧化硫能使品红溶液褪色，受热恢复原来颜色，现在实验中不能恢复原来的颜色以及根据题意三氧 化硫能漂白有机染料，因此可推出一定含有三氧化硫，可能含有二氧化硫，答案选 BC。 （3）①首先加热绿矾，气态产物可能是三氧化硫、二氧化硫、水蒸气和氧气，因此先验证水蒸气，因此连 接 F 装置，三氧化硫熔点较低，冰水中以固体形式存在，因此 F 装置后连接 G，二氧化硫能使品红溶液褪 色，因此 G 装置后连接 B，需要吸收二氧化硫，B 装置后连接 D 装置，最后连接 H 装置，因此顺序是 AFGBDH。 ②氧气能使带火星的木条复燃，因此具体操作是：把 H 中的导管移出水面，撤走酒精灯，用姆指堵住试管 口，取出试管，立即把带火星的木条伸入试管口内，木条复燃，证明试管中收集的气体是氧气 。 （4）验证 Fe3＋需要用 KSCN 溶液，需要把固体溶解成溶液，因此需要的试剂是盐酸和 KSCN，取用固体需 要药匙，则缺少的仪器是药匙。 15．乳酸亚铁晶体[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O(M=288 g/mol)是一种很好的食品铁强化剂，易溶于水，吸收 效果比无机铁好，可由乳酸 CH3CH(OH)COOH 与 FeCO3 反应制得. I.制备碳酸亚铁 (1)利用如图所示装置进行实验。装置中仪器 C 的名称是____________。 (2)实验开始时，首先关闭活塞 2，打开活塞 1、3，目的是________________________；关闭活塞 1，反应一 段时间后，关闭活塞_________，打开活塞___________，观察到 B 中溶液进入到 C 中，C 中产生沉淀和气 体。生成 FeCO3 的离子方程式为__________。 (3)装置 D 的作用是___________________。 Ⅱ.乳酸亚铁晶体的制备及纯度测定 将制得的 FeCO3 加入到乳酸溶液中，加入少量铁粉，在 75℃下搅拌使之充分反应。然后再加入适量乳酸， 从所得溶液中获得乳酸亚铁晶体。 (4)加入少量铁粉的作用是______________________________。 (5)用 KMnO4 滴定法测定样品中 Fe2+的量进而计算纯度时，发现结果总是大于 100%，其主要原因是 ____________________________________________。 (6)经查阅文献后，改用 Ce(SO4)2 标准溶液进行滴定。反应中 Ce4+离子的还原产物为 Ce3+。测定时，先称取 5.760 g样品，溶解后进行必要处理，用容量瓶配制成250 mL溶液，每次取25.00 mL，用0.1000 mol·L-1Ce(SO4)2 标准溶液滴定至终点，记录数据如下表所示： 则产品中乳酸亚铁晶体的纯度为________%（保留小数点后两位）。 【答案】三颈烧瓶 制备 Fe2+，利用产生的氢气排净装置内的空气，防止 Fe2+被氧化 3 2 Fe2++2HCO3- =FeCO3↓+CO2↑+H2O 液封，防止空气中的氧气进入到 C 装置中，将 Fe2+氧化 防止 FeCO3 与乳酸反应产生的 Fe2+被氧化 乳酸根中的羟基被酸性高锰酸钾溶液氧化 97.50 【解析】 【分析】 I. 制备碳酸亚铁 Fe 粉与盐酸在装置 B 中反应制取 FeCl2，亚铁离子容易被氧气氧化，制备过程中应在无氧环境中进行，利用 反应生成的氢气排尽装置中的空气，在 C 装置中 FeCl2 和 NH4HCO3 发生反应： FeCl2+2NH4HCO3=FeCO3↓+2NH4Cl+CO2↑+H2O，利用生成氢气，使 B 装置中气压增大，将 B 装置中的氯化 亚铁溶液压入 C 中，装置 D 防止空气中的氧气进入到 C 装置中，将 Fe2+氧化，据此分析作答。 Ⅱ.乳酸亚铁晶体的制备及纯度测定 (4)考虑 Fe2+被氧化； (5)乳酸中的羟基消耗酸性高锰酸钾； (6)第二组数据误差较大，舍去，计算出消耗的标准液体积平均为 19.50 mL，根据 Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+，则 m(乳酸亚铁)=0.1000 mol/L×0.0195 L× 250 mL 25.00 mL ×288 g/mol=5.616 g，据此计算可得。 【详解】 I.(1)根据装置图可知：仪器 C 为三颈烧瓶； (2)首先关闭活塞 2，打开活塞 1、3，目的是发生反应制备 Fe2+，利用反应产生的 H2 排净装置内的空气，防 止 Fe2+被氧化；关闭活塞 1，反应一段时间后，关闭活塞 3，打开活塞 2，利用生成氢气，使 B 装置中气压 增大，将 B 装置中的氯化亚铁溶液压入 C 中，发生反应：Fe2++2HCO3 - =FeCO3↓+CO2↑+H2O； (3)装置 D 的作用是液封，防止空气中的氧气进入到 C 装置中，将 Fe2+氧化； II.(4)加入少量铁粉的作用是防止 FeCO3 与乳酸反应产生的 Fe2+被氧化； (5)乳酸根中的羟基容易被酸性高锰酸钾溶液氧化，故用 KMnO4 滴定法测定样品中 Fe2+的量进而计算纯度时， 发现结果总是大于 100%； (6)通过对实验数据分析、观察，发现第二组数据误差较大，要舍去，故消耗的标准液体积平均为 19.50 mL， 根据 Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+，则 m(乳酸亚铁)=0.1000 mol/L×0.0195 L× 250 mL 25.00 mL ×288 g/mol=5.616 g，故产品 中乳酸亚铁晶体的纯度为 5.616 g 5.760 g ×100%=97.50%。 16．高铁酸钾( 2 4K FeO )是复合型的水处理剂，以废铁屑(含有 2 3Fe O 、 FeO 、油污等杂质)为原料制备的流 程如下： (1)热的 2 3Na CO 溶液清洗废铁屑的目的是_________。 (2)氧化Ⅰ中 2Fe  被氧化成 3Fe  的离子方程式为________。 (3) 1 2 4 1mol L Na FeO 溶液在不同 pH 下， 2 4FeO  的浓度随时间的变化如图所示。氧化Ⅱ制备 2 4Na FeO 时， 选用的加料方式是_________（填字母），原因是________。 A．将 NaClO 、 NaOH 混合液与氧化Ⅰ所得溶液同时加入到反应容器中 B．将 NaClO 、 NaOH 混合液缓慢加入到盛有氧化Ⅰ所得溶液的反应容器中 C．将氧化Ⅰ所得溶液缓慢加入到盛有 NaClO 、 NaOH 混合液的反应容器中 (4)转化步骤中加入饱和 KOH 溶液，析出 2 4K FeO 晶体的原因是________。 (5)高铁酸钾是高效复合型的水处理剂的原因：①高铁酸钾有强氧化性，可以用于杀菌消毒；②________。 (6)高铁酸钾可用于高铁电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总 反应为 2 4 2 2 33Zn 2K FeO 8H O 3Zn(OH) 2Fe(OH) 4KOH    放电 充电 ，放电时正极的电极反应式为 ________。 【答案】去除废铁屑表面的油污 2+ + 3+ 2 2 2H O +2Fe +2H =2Fe +2H O C 避免高铁酸钠在酸性条 件下分解(高铁酸钠在碱性条件下更稳定) 高铁酸钾溶解度小，更易析出 高铁酸钾被还原生成的 3Fe  水解成氢氧化铁胶体，可以吸附水中悬浮的杂质 2 4 2 3FeO 4H O 3e Fe(OH) 5O= H     【解析】 【分析】 废铁屑中含有 2 3Fe O 、 FeO 、油污等杂质，用热的 2 3Na CO 溶液清洗废铁屑，可以去除废铁屑表面的油污， 用稀硫酸溶解，Fe、 2 3Fe O 、 FeO 均与稀硫酸反应，生成硫酸亚铁和硫酸铁，加入过氧化氢进行氧化 I，可 以将 Fe2+氧化为 Fe3+，再将氧化Ⅰ所得溶液缓慢加入到盛有 NaClO 、 NaOH 混合液的反应容器中，得到 2 4Na FeO ，在溶液中再加入饱和 KOH 溶液，析出 2 4K FeO 晶体，再经过滤、洗涤、干燥，得到 2 4K FeO 晶 体，据此分析解答。 【详解】 (1)热的 2 3Na CO 溶液水解显碱性，则用热的 2 3Na CO 溶液清洗废铁屑可以去除废铁屑表面的油污； (2)由以上分析知，氧化Ⅰ中过氧化氢将 2Fe  氧化为 3Fe  ，反应的离子方程式为 2+ + 3+ 2 2 2H O +2Fe +2H =2Fe +2H O ； (3)由图像可知， 2 4Na FeO 在碱性条件下可稳定存在，在酸性条件下不稳定，会发生分解，氧化 I 的溶液呈 酸性环境，因此氧化Ⅱ制备 2 4Na FeO 时，为避免高铁酸钠在酸性条件下分解，应将氧化Ⅰ所得溶液缓慢加 入到盛有 NaClO 、 NaOH 混合液的反应容器中，选用的加料方式应为 C； (4)经过氧化Ⅱ得到 2 4Na FeO ，转化步骤中加入饱和 KOH 溶液，析出 2 4K FeO 晶体，是因为高铁酸钾溶解 度小，更易析出； (5)高铁酸钾是高效复合型的水处理剂的原因：①高铁酸钾有强氧化性，可以用于杀菌消毒；②高铁酸钾被 还原生成的 3Fe  水解成氢氧化铁胶体，可以吸附水中悬浮的杂质； (6)根据高铁电池的总反应式 2 4 2 2 33Zn 2K FeO 8H O 3Zn(OH) 2Fe(OH) 4KOH    放电 充电 中元素化 合价的变化可知，放电时， 2 4FeO  在正极得电子被还原为氢氧化铁，故正极的电极反应式为 2 4 2 3FeO 4H O 3e Fe(OH) 5O= H     。 1．[2019江苏] 下列有关化学反应的叙述正确的是 A．Fe在稀硝酸中发生钝化 B．MnO2和稀盐酸反应制取Cl2 C．SO2与过量氨水反应生成(NH4)2SO3 D．室温下Na与空气中O2反应制取Na2O2 【答案】C 【解析】 【分析】相同的反应物，条件不同（如温度、浓度、过量与少量），反应有可能也不同； A．钝化反应应注意必须注明常温下，浓硝酸与 Fe 发生钝化； B．实验室制备氯气的反应中应注意盐酸的浓度和反应温度； C．过量与少量问题应以少量物质为基准书写产物； D．钠的还原性强，其与氧气反应，温度不同，产物也不同； 【详解】A．常温下，Fe 在与浓硝酸发生钝化反应，故 A 错误； B．二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应制取氯气，故 B 错误； C．二氧化硫与过量氨水反应生成硫酸铵，故 C 正确； D．常温下，Na 与空气中的氧气反应生成 Na2O；加热条件下，钠与氧气反应生成 Na2O2，故 D 错误； 综上所述，本题应选 C。 【点睛】本题考查常见物质的化学反应，相同的反应物，条件不同（如温度、浓度、过量与少量），反 应有可能也不同，所以在描述化学反应时应注意反应的条件。 2．[2018·新课标全国卷Ⅰ]磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收 废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下： 下列叙述错误的是 A．合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用 B．从“正极片”中可回收的金属元素有 Al、Fe、Li C．“沉淀”反应的金属离子为 Fe3＋ D．上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠 【答案】D 【解析】废旧电池中含有的金属、电解质溶液会对水体和土壤等造成污染，处理废旧电池有利于资源再 利用，同时能够降低环境污染，保护环境，A 项正确；从流程图看出，正极材料涉及了铝、铁、锂等金 属，B 项正确；因流程中加入的有 HNO3，故在含 Li、P、Fe 等滤液中加碱液，发生“沉淀”反应的金属离 子为 Fe3＋，C 项正确；因为锂及其化合物的性质与镁相似，由硫酸镁易溶于水推知，硫酸锂易溶于水， 由碳酸镁微溶于水推知，碳酸锂微溶于水，所以不能用硫酸钠代替碳酸钠，D 项错误。 3．［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 2Cl点燃 FeCl2 NaOH(aq) Fe(OH)2 B．S 2O点燃 SO3 H O2 H2SO4 C．CaCO3 高温 CaO 2SiO高温 CaSiO3 D．NH3 2O催化剂，△ NO 2H O HNO3 【答案】C 【解析】A．铁与氯气反应只能生成氯化铁，A 错误；B．硫在空气或氧气中燃烧只能生成二氧化硫，B 错误；C．两步均能实现，C 正确；D．NO 不与 H2O 反应，D 错误。 【名师点睛】本题考查是元素化合物之间的转化关系及反应条件。解题的关键是要熟悉常见物质的化学 性质和转化条件，特别是要关注具有实际应用背景或前景的物质转化知识的学习与应用。 4．［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 【答案】D 【解析】A 项，虽然氧化镁和氧化铝都是金属氧化物，但根据氧化铝是两性氧化物的特点，可先用氢氧 化钠溶液溶解将二者分开，过滤得氧化镁固体和偏铝酸钠溶液，往偏铝酸钠溶液中加入适量的盐酸可得 氢氧化铝沉淀，过滤，将氢氧化铝加热可得氧化铝；B 项，先加入足量氢氧化钠溶液，过滤，得氢氧化 铁和偏铝酸钠溶液，往偏铝酸钠溶液中加入适量的盐酸可得氢氧化铝，过滤，然后用盐酸分别溶解氢氧 化铁和氢氧化铝，可得到氯化铝溶液和氯化铁溶液；C 项，一个碱性氧化物，一个是酸性氧化物，所以 可先用氢氧化钠溶液溶解，过滤，得氧化铁固体和硅酸钠溶液，往硅酸钠溶液中加入盐酸，过滤，将所 得沉淀加热即可得到二氧化硅。D 项，由于氯化亚铁和氯化铜都只能和氢氧化钠反应，且得到的沉淀又 都溶于盐酸，所以二者不能分离。 5．［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 A．0.80 B．0.85 C．0.90 D．0.93 【答案】A 【解析】根据电子守恒可知，FexO 被氧化为 Fe3+转移的电子数和 Cl2 转移的电子数相等。标准状况下 112 mL Cl2 转移电子数为 0.01 mol。则有： 1.52 23 =0.0156 16 xx x   （ - ） ，解得 x=0.8。故选项 A 正确。 6．［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)。 【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) （4）Fe2+ Fe3+ 可逆反应 （5）H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O Fe3+催化 H2O2 分解产生 O2 H2O2 分解反应放热，促进 Fe3+的水 解平衡正向移动 【解析】（1）亚铁离子具有还原性，能被空气中的氧气氧化，所以在配制的 FeCl2 溶液中加入少量铁屑 的目的是防止 Fe2+被氧化。 （2）Cl2 可将 Fe2+氧化成铁离子，自身得电子生成氯离子，反应的离子方程式为 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl−。 （3）防止空气中的氧气将 Fe2+氧化，产生干扰，所以煤油的作用是隔绝空气。 （4）根据 Fe2+的检验方法，向溶液中加入 1 滴 K3[Fe(CN)6] 溶液，生成蓝色沉淀，一定含有亚铁离子； 则实验②检验的离子是 Fe2+；碘易溶于 CCl4，在 CCl4 中呈紫色，Fe3+遇 KSCN 溶液显血红色，实验①和 ③说明，在 I−过量的情况下，溶液中仍含有 Fe3+，由此可以证明该氧化还原反应为可逆反应。 （ 5 ） H2O2 溶 液 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 H2O2+2Fe2++2H+=== 2Fe3++ 2H2O，铁离子的溶液呈棕黄色；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 H2O2 分解放出氧气，而反应放热，促进 Fe3+的水解平衡正向 移动。