《（人教通用版）2020高考化學(xué)新一線大一輪復(fù)習(xí) 第三章 第3講 鐵及其重要化合物講義+精練（含解析）.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（人教通用版）2020高考化學(xué)新一線大一輪復(fù)習(xí) 第三章 第3講 鐵及其重要化合物講義+精練（含解析）.doc（24頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第3講　鐵及其重要化合物 【2019備考】 最新考綱：1.掌握鐵及其重要化合物的主要性質(zhì)。2.掌握鐵及其重要化合物的應(yīng)用。3.了解常見金屬及其重要化合物的制備方法。 考點一　鐵的單質(zhì)、氧化物及氫氧化物 (頻數(shù)：★★☆　難度：★★☆) 1．鐵元素的存在形式 2．鐵的性質(zhì) (1)物理性質(zhì) 顏色、狀態(tài) 導(dǎo)電、導(dǎo)熱性、延展性 特性 地殼含量 銀白色固體 良好 被磁鐵吸引 占第四位 (2)化學(xué)性質(zhì) 鐵單質(zhì)性質(zhì)活潑，有較強的還原性，主要化合價為＋2價和＋3價。 ①與非金屬單質(zhì)反應(yīng)： Fe與S反應(yīng)：Fe＋SFeS。 ②與水的反應(yīng)：常溫下鐵與水不反應(yīng)，在高溫條件下與水蒸氣反應(yīng)：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。 ③與酸的反應(yīng)： a．與非氧化性酸反應(yīng)的離子方程式：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。 b．與氧化性酸反應(yīng)：遇冷的濃硫酸或濃硝酸鈍化，與稀硝酸或在加熱條件下與濃硫酸、濃硝酸反應(yīng)，但無H2產(chǎn)生。 ④與某些鹽溶液的反應(yīng)： a．與CuSO4溶液反應(yīng)的離子方程式：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。 b．與FeCl3溶液反應(yīng)的離子方程式：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。 ①鐵分別與氯氣和鹽酸反應(yīng)所得的產(chǎn)物中鐵元素的價態(tài)不同，F(xiàn)e與Cl2反應(yīng)無論用量多少都生成FeCl3，而Fe與鹽酸反應(yīng)生成FeCl2。 ②鐵在潮濕的空氣中生成的鐵銹的主要成分是Fe2O3，而鐵在純氧中燃燒的產(chǎn)物是Fe3O4。 3．鐵的常見化合物 (1)鐵的氧化物 化學(xué)式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 鐵紅 磁性氧化鐵 顏色狀態(tài) 黑色粉末 紅棕色粉末 黑色晶體(有磁性) 溶解性 難溶于水 難溶于水 難溶于水 鐵的化 合價 ＋2 ＋3 ＋2、＋3 與H＋反 應(yīng)的離子 方程式 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O (2)鐵的氫氧化物 化學(xué)式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色態(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 可溶性亞鐵鹽與堿反應(yīng)：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 可溶性鐵鹽與堿反應(yīng)：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 二者的 關(guān)系 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)象是白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，化學(xué)方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 ①FeO和Fe3O4與足量HNO3反應(yīng)時，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，F(xiàn)e2＋被HNO3氧化生成Fe3＋。 ②Fe2O3和Fe3O4與足量HI反應(yīng)時，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，F(xiàn)e3＋被I－還原生成Fe2＋。 1．教材基礎(chǔ)知識判斷 (1)Fe在足量Cl2中燃燒生成FeCl3，在少量Cl2中燃燒生成FeCl2(　　) (2)用鐵制容器可以運輸濃硝酸和濃硫酸(　　) (3)氧化鐵能與酸反應(yīng)，所以可用于制作紅色染料(　　) (4)Fe2O3與NaOH溶液反應(yīng)可制取Fe(OH)3(　　) (5)鐵與過量的硫粉共熱產(chǎn)物是Fe2S3(　　) 答案　(1)　(2)√　(3)　(4)　(5) 2．(RJ必修1實驗3－9)教材實驗探究與拓展 (1)教材實驗分析 用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含F(xiàn)e3＋的FeSO4溶液與用不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應(yīng)制備。 ①用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時還需加入________。 ②除去蒸餾水中溶解的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_______________________________________________________________ __________________________________________________________。 (2)教材實驗在考題中的拓展應(yīng)用 Ⅰ.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)。 注：(②全國卷經(jīng)典考題，⑤15年北京卷考題) Ⅱ.如若②符合要求，簡述其制備過程及原理。(如若不符合，此問不做答) ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ 解析　(1)①稀硫酸抑制Fe2＋水解，鐵屑防止Fe2＋被氧化。③Fe(OH)2很容易被氧化，實驗過程中要確保在無氧條件下生成。 答案　(1)①稀硫酸、鐵屑?、诩訜嶂蠓小、郾苊馍傻腇e(OH)2與氧氣接觸而被氧化 (2)Ⅰ.①②③⑤?、?鐵與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，讓氫氣趕盡裝置內(nèi)空氣，當B中導(dǎo)管處氫氣純凈，關(guān)閉止水夾a，F(xiàn)eSO4被壓入在氫氣保護下的NaOH溶液中。 題組一　鐵及其重要化合物性質(zhì)、用途 1．(2018成都模擬)坦克、導(dǎo)彈的制造材料主要是各種金屬的合金，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　鐵是26號元素，屬于過渡元素，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一步反應(yīng)，并不是鐵和濃硫酸不反應(yīng)，B錯誤；Fe2＋既有還原性，也有氧化性，C錯誤；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，D錯誤。 答案　A 2．某同學(xué)欲探究鐵及其化合物的性質(zhì)，下列實驗方案可行的是(　　) A．將鐵粉加入熱的濃硫酸中：探究鐵的活潑性 B．將熱的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中：制備Fe(OH)3膠體 C．在蒸發(fā)皿中加熱蒸干FeSO4溶液：制備FeSO46H2O晶體 D．將銅粉加入FeCl3溶液中：驗證Fe3＋的氧化性強于Cu2＋ 解析　由于濃硫酸具有強氧化性，鐵與其反應(yīng)生成Fe2(SO4)3和SO2，無法說明鐵的活潑性，故A方案不可行；將NaOH加入FeCl3溶液中，得到Fe(OH)3沉淀，無法得到Fe(OH)3膠體，B項方案不可行；在蒸發(fā)皿中加熱蒸干FeSO4溶液，一方面氧氣可將FeSO4氧化，另一方面會得到不含結(jié)晶水的化合物，故C項方案不可行；將銅粉加入FeCl3溶液中，發(fā)生反應(yīng)：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，該反應(yīng)說明Fe3＋的氧化性強于Cu2＋，故D項方案可行。 答案　D 題組二　鐵的氧化物組成確定 3．鐵的常見化合價有＋2價和＋3價。據(jù)研究，鐵在濃HNO3中發(fā)生鈍化時，可生成一種化學(xué)式為Fe8O11的化合物，它可以看作由FeO和Fe2O3組成的復(fù)雜氧化物。該化合物可以表示為(　　) A．FeO3Fe2O3 B．2FeO3Fe2O3 C．FeO2Fe2O3 D．2FeOFe2O3 解析　化合物Fe8O11可以看作由FeO和Fe2O3組成的復(fù)雜氧化物，設(shè)化學(xué)式為nFeOmFe2O3，則解得n＝2，m＝3，該化合物可以表示為2FeO3Fe2O3。 答案　B 4．一定質(zhì)量的某鐵的氧化物FexOy，與足量的4 molL－1硝酸溶液充分反應(yīng)，消耗硝酸溶液700 mL，生成2.24 L NO(標準狀況)。則該鐵的氧化物的化學(xué)式為(　　) A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe4O5 解析　鐵的氧化物FexOy與足量的4 molL－1硝酸溶液充分反應(yīng)，生成Fe(NO3)3，硝酸被還原生成NO，n(NO)＝＝0.1 mol，根據(jù)氮原子守恒可得，3n[Fe(NO3)3]＋n(NO)＝n(HNO3)，3n[Fe(NO3)3]＋0.1 mol＝0.7 L4 molL－1，n[Fe(NO3)3]＝0.9 mol，令氧化物FexOy中Fe元素的平均化合價為a，根據(jù)得失電子守恒可得，0.9 mol(3－a)＝0.1 mol(5－2)，解得a＝，由化合物中正負化合價代數(shù)和為0可得x＝2y，x∶y＝3∶4，故該氧化物的化學(xué)式為Fe3O4。 答案　C 考點二　鐵鹽和亞鐵鹽 (頻數(shù)：★☆☆　難度：☆☆☆) 1．亞鐵鹽和鐵鹽 (1)亞鐵鹽 含有Fe2＋的溶液，呈淺綠色，既有氧化性，又有還原性。 ①氧化性：Fe2＋與Zn反應(yīng)的離子方程式： Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋。 ②還原性：Fe2＋與Cl2反應(yīng)的離子方程式： 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。 (2)鐵鹽 ①氧化性：含F(xiàn)e3＋的溶液，呈黃色，F(xiàn)e3＋具有較強的氧化性，F(xiàn)e3＋與Cu、I－反應(yīng)的離子方程式為： 2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋， 2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。 ②特性：含有Fe3＋的鹽溶液遇到KSCN時變成血紅色。 ③FeCl3易水解：將其飽和溶液滴入沸水中制備膠體的化學(xué)方程式為 FeCl3＋3H2OFe(OH)3(膠體)＋3HCl。 (3)Fe2＋、Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化 上述轉(zhuǎn)化中標號反應(yīng)的離子方程式為： ①3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O； ②2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 2．Fe2＋、Fe3＋的檢驗 (1)Fe2＋的檢驗 ①無現(xiàn)象溶液變紅色，證明含有Fe2＋ ②產(chǎn)生白色絮狀沉淀，迅速變成灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色，證明有Fe2＋ ③生成藍色沉淀，證明有Fe2＋ (2)Fe3＋的檢驗 ①溶液變紅色，證明含有Fe3＋ ②產(chǎn)生紅褐色沉淀，證明有Fe3＋存在 含F(xiàn)e2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的檢驗 Fe3＋ 的 檢 驗 方法1：混合溶液溶液變紅色，說明含有Fe3＋ 方法2：混合溶液試紙變藍色，說明含有Fe3＋ Fe2＋ 的 檢 驗 方法1：混合溶液酸性KMnO4溶液紫紅色褪去，說明含有Fe2＋ 方法2：混合溶液溴水褪色，說明含有Fe2＋ 方法3：混合溶液生成藍色沉淀，說明含有Fe2＋ 1．(RJ必修1P637改編)要證明某溶液中不含F(xiàn)e3＋而可能含F(xiàn)e2＋，進行如下實驗操作時，最佳順序是(　　) ①加足量氯水　②加足量KMnO4溶液?、奂由倭縆SCN溶液 A．①② B．③② C．③① D．①②③ 答案　C 2．(溯源題)(2016課標全國Ⅱ，28)某班同學(xué)用如下實驗探究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 molL－1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 mLFeCl2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)認為甲組的實驗不夠嚴謹，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_____________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________。 答案　(1) 防止Fe2＋被氧化　 (2) 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－　(3) 隔絕空氣(排除氧氣對實驗的影響) 探源：本高考題組源于RJ必修1 P61“實驗3－10”與“科學(xué)探究”及其拓展，考查了Fe3＋、Fe2＋的有關(guān)性質(zhì)。 題組一　Fe2＋、Fe3＋的性質(zhì) 1．如圖兩圓相交部分A、B、C、D分別表示兩物質(zhì)間的反應(yīng)。下列各對應(yīng)反應(yīng)的離子方程式書寫不正確的是(　　) 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與稀硝酸反應(yīng)時，F(xiàn)e2＋會被氧化為Fe3＋，正確的離子方程式為3Fe3O4＋28H＋＋NO===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O，其余選項均正確。 答案　B 2．(2018南陽模擬)SO2通入足量的Fe(NO3)3稀溶液中，溶液由棕色變?yōu)闇\綠色，但立即又變成棕黃色，這時若滴入BaCl2溶液，會產(chǎn)生白色沉淀。針對上述一系列變化，下列說法不正確的是(　　) A．上述過程中，最終被還原的是NO B．從上述反應(yīng)可以得出結(jié)論，氧化性：HNO3＞Fe3＋＞稀硫酸 C．上述過程中，會產(chǎn)生一種無色難溶于水的氣體 D．假設(shè)通入的SO2完全反應(yīng)，則同溫同壓下，SO2和逸出氣體的體積比為1∶1 解析　溶液由黃色變?yōu)闇\綠色，但立即又變?yōu)辄S色，F(xiàn)e3＋被還原變?yōu)镕e2＋，后又被氧化為Fe3＋，所以最終被還原的是NO，A正確；溶液由棕色變?yōu)闇\綠色，說明Fe3＋的氧化性強于稀硫酸，但在硝酸存在的前提下立即又變成棕黃色，說明Fe2＋迅速被氧化成Fe3＋，故硝酸的氧化性強于Fe3＋，綜上所述氧化性：HNO3＞Fe3＋＞稀H2SO4，B正確；硝酸根離子和二氧化硫被氧化后產(chǎn)生的氫離子構(gòu)成強氧化性體系，氧化Fe2＋時生成無色的NO氣體，該氣體是一種無色難溶于水的物質(zhì)，C正確；上述過程中，最終被還原的是NO，故相當于二氧化硫與NO之間的氧化還原，根據(jù)電子守恒可知3SO2～2NO，反應(yīng)消耗的SO2與逸出的NO的物質(zhì)的量之比是3∶2，由于氣體的體積之比等于它們的物質(zhì)的量之比，D錯誤。 答案　D 題組二　Fe2＋、Fe3＋的檢驗及除雜 3．下列有關(guān)物質(zhì)檢驗方法不合理的是(　　) A．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＋ B．用酸性KMnO4溶液檢驗FeCl3溶液中是否含有FeCl2 C．檢驗綠礬晶體是否已氧化變質(zhì)，可將綠礬晶體溶于稀H2SO4后滴加KSCN溶液，再觀察溶液是否變紅 D．向某溶液中加入NaOH溶液產(chǎn)生紅褐色沉淀，說明溶液中含有Fe3＋ 解析　B項中的Cl－也能使酸性KMnO4溶液褪色。 答案　B 4．下列除雜的操作不正確的是(　　) A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量鎂充分反應(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　FeCl3溶液中存在水解平衡：FeCl3＋3H2OFe(OH)3＋3HCl，加入Mg與H＋反應(yīng)，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而達到除雜的目的，B正確；C項中加入NaOH溶液，Cu2＋、Fe3＋均轉(zhuǎn)化成氫氧化物沉淀，不符合除雜要求，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。 答案　C 【歸納反思】 1．Fe2＋、Fe3＋檢驗時兩大注意點 (1)檢驗Fe2＋時不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能將加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－同時存在時不能用酸性KMnO4溶液檢驗Fe2＋(Cl－能還原酸性KMnO4，有干擾)。 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，與Fe3＋水解產(chǎn)生的H＋反應(yīng)，促進Fe3＋的水解，將Fe3＋轉(zhuǎn)化為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＋。 5．在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的鐵屑，反應(yīng)完全后將固體濾出，下列說法中正確的是(　　) A．若濾出的固體中只有銅，則溶液中一定含有的陽離子是Fe2＋，一定不含 Cu2＋ B．若濾出的固體中只有銅，則溶液中一定含有的陽離子是Fe2＋，可能含有 Cu2＋和Fe3＋ C．若濾出的固體中只有銅，則溶液中一定含有的陽離子是Fe3＋和Fe2＋，一定不含Cu2＋ D．若濾出的固體中含有鐵和銅，則溶液中一定含有的陽離子是Fe2＋，一定不含Cu2＋和Fe3＋ 解析　氧化性Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，加入鐵粉后有固體剩余，F(xiàn)e3＋一定不存在；若剩余固體全部都是Cu，溶液中還可能有Cu2＋，也可能恰好被完全置換；若剩余固體是Cu和Fe，則溶液中不可能有Cu2＋。 答案　D 【練后歸納】 “鐵三角”的轉(zhuǎn)化關(guān)系 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [試題分析] (2016全國新課標Ⅲ)聚合硫酸鐵(PFS)是水處理中重要的絮凝劑。下圖是以回收的廢鐵屑為原料制備PFS的一種工藝流程。 回答下列問題： (1)廢鐵屑主要為表面附有大量鐵銹的鐵，鐵銹的主要成分是________。粉碎過篩的目的是______________________________________________________。 (2)酸浸時最合適的酸是________，寫出鐵銹與酸反應(yīng)的離子方程式______________________________________________________________。 (3)反應(yīng)釜中加入氧化劑的作用是________，下列氧化劑中最合適的是________(填標號)。 a．KMnO4　　b．Cl2　　c．H2O2　　d．HNO3 (4)聚合釜中溶液的pH必須控制在一定的范圍。pH偏小時Fe3＋水解程度弱，pH偏大時則___________________________________________________。 (5)相對于常壓蒸發(fā)，減壓蒸發(fā)的優(yōu)點是________。 解題思路：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 我的答案：　　　　 命題意圖：本題是一道化學(xué)工藝流程題，以工業(yè)上制備處理水的重要絮凝劑聚合硫酸鐵(PFS)為背景，綜合考查了鐵銹的成分、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素、試劑的選擇、離子方程式的書寫、氧化還原反應(yīng)、除雜、影響鹽類水解的因素等知識點。要求考生具有思維的廣闊性、深刻性、批判性和靈活性，既有接受、吸收和整合化學(xué)信息的能力又有分析和解答(解決)化學(xué)問題的能力。兼有“定性與定量”、“守恒”、“對立統(tǒng)一”、“物質(zhì)變化是有條件的”等化學(xué)思想方法的考查。本題抽樣統(tǒng)計難度為0.30。 解題思路：鐵銹的主要成分是Fe2O3xH2O，粉碎過篩的目的是選取細小顆粒，增大反應(yīng)物接觸面積，提高“酸浸”反應(yīng)速率；為了避免引入雜質(zhì)離子應(yīng)選用硫酸為宜，反應(yīng)的離子方程式為Fe2O3xH2O＋6H＋===2Fe3＋＋(x＋3)H2O；由于溶液中含有亞鐵離子，故反應(yīng)釡中加入氧化劑的作用是氧化亞鐵離子，為了不引入新的雜質(zhì)，氧化劑應(yīng)選用雙氧水；聚合釡中溶液的pH必須控制在一定的范圍內(nèi)，pH偏小Fe3＋水解程度弱，pH偏大則Fe3＋轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀而損失，造成產(chǎn)率降低；減壓蒸發(fā)的優(yōu)點是可防止溫度過高，聚合硫酸鐵分解。 正確答案：(1)Fe2O3xH2O　選取細小顆粒，增大反應(yīng)物接觸面積，提高“酸浸”反應(yīng)速率 (2)硫酸　Fe2O3xH2O＋6H＋===2Fe3＋＋(x＋3)H2O (3)氧化Fe2＋　c (4)容易生成Fe(OH)3，產(chǎn)率降低 (5)可防止溫度過高，聚合硫酸鐵分解 [真題演練] 1．判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“”。 (1)c(Fe2＋)＝1 molL－1的溶液中：K＋、NH、MnO、SO可大量共存(　　) (2017江蘇化學(xué)，9C) (2)1 mol Fe溶于過量硝酸，電子轉(zhuǎn)移數(shù)為2NA(　　) (2016全國Ⅰ卷) (3)常溫下，將鐵片浸入足量濃硫酸中，鐵片不溶解，說明常溫下，鐵與濃硫酸不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)(　　) (2016四川高考) (4)將鐵屑放入稀HNO3中，證明Fe比H2活潑(　　) (2016海南高考) (5)下列過程沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：用含硅膠、鐵粉的透氣小袋與食品一起密封包裝(　　) (2015全國卷Ⅱ) (6)FeCl3腐蝕Cu制印刷電路板是由于鐵比銅的金屬性強(　　) (2016全國Ⅲ卷) (7)Fe2＋與H2O2在酸性溶液中的反應(yīng)：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O(　　) (2016四川高考) (8)室溫下，向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液，再滴加幾滴淀粉溶液，溶液變藍色，說明Fe3＋的氧化性比I2的強(　　) (2016江蘇高考) (9)將稀硝酸加入過量鐵粉中，充分反應(yīng)后滴加KSCN溶液會觀察到有氣體生成，溶液呈血紅色，說明稀硝酸將Fe氧化為Fe3＋(　　) (2015全國卷Ⅰ) (10)3 mol單質(zhì)Fe完全轉(zhuǎn)化為Fe3O4，失去8NA個電子(　　) (2015廣東高考) 答案　(1)　(2)　(3)　(4)　(5)　(6)　(7)√　(8)√　(9)　(10)√ 2．(2017課標全國Ⅲ，26)綠礬是含有一定量結(jié)晶水的硫酸亞鐵，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要的用途。某化學(xué)興趣小組對綠礬的一些性質(zhì)進行探究?；卮鹣铝袉栴}： (1)在試管中加入少量綠礬樣品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液顏色無明顯變化。再向試管中通入空氣，溶液逐漸變紅。由此可知：_____________________、 _______________________________________________________。 (2)為測定綠礬中結(jié)晶水含量，將石英玻璃管(帶兩端開關(guān)K1和K2)(設(shè)為裝置A)稱重，記為m1 g。將樣品裝入石英玻璃管中，再次將裝置A稱重，記為m2 g。按下圖連接好裝置進行實驗。 ①儀器B的名稱是________。 ②將下列實驗操作步驟正確排序______________________________(填標號)；重復(fù)上述操作步驟，直至A恒重，記為m3 g。 a．點燃酒精燈，加熱　　　 b．熄滅酒精燈 c．關(guān)閉K1和K2 d．打開K1和K2，緩緩?fù)ㄈ隢2 e．稱量A f．冷卻到室溫 ③根據(jù)實驗記錄，計算綠礬化學(xué)式中結(jié)晶水數(shù)目x＝________(列式表示)。若實驗時按a、d次序操作，則使x________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。 (3)為探究硫酸亞鐵的分解產(chǎn)物，將(2)中已恒重的裝置A接入下圖所示的裝置中，打開K1和K2，緩緩?fù)ㄈ隢2，加熱。實驗后反應(yīng)管中殘留固體為紅色粉末。 ①C、D中的溶液依次為________(填標號)。C、D中有氣泡冒出，并可觀察到的現(xiàn)象分別為_______________________________________________。 a．品紅　　b．NaOH　　c．BaCl2　　d．Ba(NO3)2 e．濃H2SO4 ②寫出硫酸亞鐵高溫分解反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________ _______________________________________________________________。 解析　(1)綠礬溶解于水電離出Fe2＋，滴加KSCN溶液后顏色無明顯變化，說明樣品中沒有Fe3＋，通入空氣之后，空氣中的氧氣把Fe2＋氧化為Fe3＋，F(xiàn)e3＋與KSCN反應(yīng)而使溶液顯紅色，說明Fe2＋易被氧氣氧化為Fe3＋。 (2)①儀器B的名稱是干燥管；②實驗時先打開K1和K2，緩慢通入N2，排除裝置中的空氣，防止空氣中的氧氣將綠礬中的Fe2＋氧化為Fe3＋，一段時間后點燃酒精燈，使綠礬中的結(jié)晶水變?yōu)樗魵獠⒈籒2排出，然后熄滅酒精燈，將石英玻璃管冷卻至室溫后關(guān)閉K1和K2，防止空氣進入石英玻璃管中，最后稱量A； ③由題意可知FeSO4的物質(zhì)的量為 mol，水的物質(zhì)的量為 mol，則綠礬中結(jié)晶水的數(shù)目x＝＝＝；若先點燃酒精燈再通N2，則石英玻璃管中原有的空氣會將綠礬中的Fe2＋氧化，最終剩余的固體質(zhì)量會偏大，則計算得到的結(jié)晶水的數(shù)目會偏??； (3)①實驗后反應(yīng)管中殘留的紅色粉末為Fe2O3，根據(jù)得失電子守恒可知必然有SO2產(chǎn)生，根據(jù)元素守恒可知還會生成SO3，檢驗的試劑應(yīng)選擇品紅溶液、BaCl2溶液，不能選擇Ba(NO3)2溶液，因為SO2會與Ba(NO3)2溶液產(chǎn)生白色沉淀，干擾SO3 的檢驗，由于SO3可與水反應(yīng)生成硫酸，故應(yīng)先檢驗SO3，再利用SO2能使品紅褪色的原理檢驗SO2；②由題意可以得到硫酸亞鐵分解的方程式為2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑。 答案　(1)樣品中沒有Fe3＋　Fe2＋易被氧氣氧化為Fe3＋　(2)①干燥管?、赿、a、b、f、c、e?、邸∑　?3)①c、a　生成白色沉淀、褪色?、?FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑ 一、選擇題 1．鐵是日常生活中使用最廣泛的金屬，下列關(guān)于鐵的一些說法正確的是(　　) A．常溫下濃硫酸與鐵不反應(yīng)，故常溫下可用鐵制容器貯藏貯運濃硫酸 B．鐵是較活潑的金屬，它與鹵素單質(zhì)(X2)反應(yīng)的生成物均為FeX3 C．Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，說明穩(wěn)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鐵與足量的氯氣反應(yīng)失去0.2 mol電子 D．硫酸亞鐵溶液中加入過氧化氫溶液：Fe2＋＋2H2O2＋4H＋===Fe3＋＋4H2O 解析　pH＝0的溶液呈強酸性，F(xiàn)e2＋、NO、H＋不能大量共存，B項錯誤；C項鐵應(yīng)失去0.3 mol電子，錯誤；D項電荷不守恒，錯誤。 答案　A 8．常溫時，將0.1 mol Fe(NO3)3和2 mol HCl溶于水得2 L混合溶液，然后向該溶液投入m g鐵粉使其充分反應(yīng)后，滴加KSCN溶液不變紅色。下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．由于氧化性Fe3＋＞H＋，首先發(fā)生的反應(yīng)是：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ B．當加入16.8 g鐵粉時，可生成標準狀況下6.72 L氣體 C．在鐵粉充分反應(yīng)后的溶液中，鐵元素以Fe2＋和Fe3＋的形式存在 D．m≥28，反應(yīng)過程中溶液的質(zhì)量一直在減小 解析　酸性條件下，NO有氧化性，因此首先發(fā)生的反應(yīng)是Fe＋NO＋4H＋===NO↑＋Fe3＋＋2H2O，然后發(fā)生反應(yīng)：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，F(xiàn)e＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，A錯誤；當加入16.8 g鐵粉時，剛好發(fā)生上述第一個反應(yīng)，生成標準狀況下6.72 L NO氣體，此時消耗1.2 mol H＋，B正確；滴加KSCN溶液不變紅色說明溶液不含F(xiàn)e3＋，C錯誤；當恰好第二個反應(yīng)結(jié)束時。根據(jù)方程式計算則至少消耗鐵16.8＋(0.1＋0.3)0.556＝28(g)，但反應(yīng)過程中溶液的質(zhì)量一直在增大，D錯誤。 答案　B 9．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現(xiàn) 解析　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加入氯氣能實現(xiàn)，B為FeCl3，C為FeCl2，A項正確；反應(yīng)③中鐵元素由＋2價升高到＋3價，需要加具有氧化性的試劑，B項正確；過量的鐵與稀硝酸反應(yīng)時，生成硝酸亞鐵，C項錯誤；Fe3＋能將I－氧化成I2，自身被還原成Fe2＋，D項正確。 答案　C 10．硫酸亞鐵是一種重要的化工原料，可以制備一系列物質(zhì)(如圖所示)，下列說法錯誤的是(　　) A．堿式硫酸鐵水解能產(chǎn)生Fe(OH)3膠體，可用作凈水劑 B．為防止NH4HCO3分解，生產(chǎn)FeCO3需在較低溫度下進行 C．檢驗(NH4)2Fe(SO4)2中的Fe2＋可將少量固體溶于水，滴入幾滴KSCN溶液，無明顯變化，再加入少量氯水，溶液變紅 D．常溫下，(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的大 解析　堿式硫酸鐵電離產(chǎn)生Fe3＋，F(xiàn)e3＋能發(fā)生水解反應(yīng)生成Fe(OH)3膠體，F(xiàn)e(OH)3膠體具有吸附性，可用作凈水劑，A正確；NH4HCO3不穩(wěn)定，受熱易分解，所以為防止NH4HCO3分解，生產(chǎn)FeCO3需在較低溫度下進行，B正確；KSCN溶液遇Fe2＋溶液無現(xiàn)象，氯水將Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液變紅，C正確；(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的小，所以FeSO4才能與(NH4)2SO4反應(yīng)生成(NH4)2Fe(SO4)2，D錯誤。 答案　D 11．從某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工業(yè)廢液中回收銅并制備氯化鐵晶體的流程如下：則下列說法正確的是(　　) A．試劑a是鐵、試劑b是稀硫酸 B．操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用儀器相同 C．試劑c是氯氣，相應(yīng)的反應(yīng)為： 2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋ D．用酸性KMnO4溶液可檢驗溶液W中是否還有Fe2＋ 解析　試劑a是鐵，加入過量的鐵，可把銅全部置換出來，并把FeCl3還原為FeCl2，則通過過濾操作Ⅰ得到的濾液X為FeCl2溶液，濾渣Y為銅和過量的鐵；由于最終得到的產(chǎn)品是FeCl3，故試劑b是稀鹽酸，銅不與鹽酸反應(yīng)，鐵與鹽酸反應(yīng)生成FeCl2，故通過過濾操作Ⅱ可得到銅單質(zhì)，濾液Z為FeCl2溶液，在兩次過濾得到的FeCl2溶液中通入氯氣，發(fā)生反應(yīng)2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋，把FeCl2轉(zhuǎn)化為FeCl3，然后通過操作Ⅲ(蒸發(fā)結(jié)晶，并過濾)便可得到氯化鐵晶體，蒸發(fā)結(jié)晶與過濾所使用的儀器不可能相同，故A、B錯誤，C正確；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溶液不可檢驗溶液W中是否還有Fe2＋，D錯誤。 答案　C 12．(2018長春模擬)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(標準狀況)，往所得溶液中加入KSCN溶液，無紅色出現(xiàn)。若用足量的CO在加熱下還原相同質(zhì)量的混合物，能得到鐵的物質(zhì)的量為(　　) A．0.24 mol B．0.21 mol C．0.16 mol D．0.14 mol 解析　n(HNO3)＝0.12 L4 molL－1＝0.48 mol，n(NO)＝1.344 L22.4 Lmol－1＝0.06 mol，往所得溶液中加入KSCN溶液，無紅色出現(xiàn)，說明全部生成Fe2＋，溶液溶質(zhì)為Fe(NO3)2，則原混合物中的鐵原子為(0.48 mol－0.06 mol)2＝0.21 mol，故用足量的CO還原相同質(zhì)量的混合物，最終得到鐵的物質(zhì)的量為0.21 mol。 答案　B 二、填空題 13．根據(jù)下列轉(zhuǎn)化關(guān)系，回答有關(guān)問題。 (1)淺綠色溶液D主要成分的化學(xué)式為________，試劑1是________。 (2)下列物質(zhì)不能作為試劑2的是________(填序號)。 a．Cl2　b．新制氯水　c．濃硫酸　d．S　e．硝酸 (3)固體A溶于稀鹽酸的化學(xué)方程式為______________________________ _______________________________________________________________。 (4)溶液C到溶液F紅色加深的原因是________________________________ ______________________________________________________________。 (5)某同學(xué)在實驗時向E中加入了過量的一種固體物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)棕黃色褪去，現(xiàn)對褪色原因進行探究。提出你的假設(shè)：________；為了對你所提出的假設(shè)進行驗證，你設(shè)計的實驗方案是______________________________________________ __________________________________________________________。 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＋被氧化劑氧化成Fe3＋，使Fe3＋濃度增大，從而生成更多的硫氰化鐵使紅色加深 (5)加入還原劑將Fe3＋還原　用膠頭滴管取少量棕黃色褪去后的溶液于試管中，滴加少量KSCN溶液，再加入幾滴氯水。如果溶液開始不出現(xiàn)紅色，加氯水后出現(xiàn)紅色，則說明假設(shè)正確；若溶液不變紅色，則假設(shè)不正確 14．(2017黃岡模擬)一種新型高效凈水劑PAFC(聚合氯化鐵鋁 [AlFe(OH)nCl6－n]m)，廣泛用于日常生活用水和工業(yè)污水的處理。某化工廠欲以工業(yè)生產(chǎn)廢料(金屬鐵、鋁及其氧化物)為原料制取PAFC，設(shè)計生產(chǎn)流程如下： 請回答下列問題： (1)用10 molL－1的濃鹽酸配制2 molL－1的稀鹽酸，所用玻璃儀器除量筒和玻璃棒外，還有________。 A．容量瓶 B．燒杯 C．燒瓶 D．膠頭滴管 (2)下列關(guān)于PAFC的說法中正確的是________。 A．PAFC是一種有機高分子化合物 B．PAFC中Fe顯＋2價 C．PAFC溶于水能電離出OH－，是一種堿 D．PAFC在強酸性和強堿性溶液中均不能穩(wěn)定存在 (3)步驟Ⅱ中取樣分析的目的是________。 A．測定溶液中Fe2＋與Fe3＋的含量比 B．測定原料是否完全溶解 C．測定溶液中Fe2＋的含量，以確定加入NaClO3的量 D．測定溶液中Al3＋的含量 (4)寫出向溶液中加入NaClO3時，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________。 (5)該化工廠的化驗室為測定產(chǎn)品PAFC中Al和Fe的含量，進行下列試劑的選擇和基本操作： ①測定時所需的試劑有________。 A．NH3H2O B．NaOH C．CO2 D．NaClO3 ②測定時，直接測定的是________和________的質(zhì)量(填化學(xué)式)。 ③在測定過程中的操作順序是：過濾、________、灼燒、________、稱量(寫操作名稱)。 解析　(1)用10 molL－1的濃鹽酸配制2 molL－1的稀鹽酸，所用玻璃儀器除量筒和玻璃棒外，還有容量瓶、燒杯和膠頭滴管。 (2)A項，PAFC不是有機高分子化合物，錯誤；B項，PAFC中Fe顯＋3價，錯誤；C項，PAFC溶于水能電離出OH－，但同時還有氯離子，不屬于堿，錯誤；D項，PAFC能電離出Al3＋、Fe3＋和OH－，在強酸性和強堿性溶液中均不能穩(wěn)定存在，D正確。 (3)溶液中含有Fe2＋需用NaClO3氧化，所以步驟Ⅱ取樣分析的目的是測定溶液中Fe2＋的含量，以確定加入NaClO3的量。 (4)向溶液中加入NaClO3時，ClO與Fe2＋反應(yīng)生成Cl－和Fe3＋，離子方程式為 6Fe2＋＋6H＋＋ClO===6Fe3＋＋Cl－＋3H2O。 (5)①Al(OH)3是兩性氫氧化物，能與強堿反應(yīng)生成偏鋁酸鹽，然后通入CO2轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀，灼燒得到Al2O3，F(xiàn)e(OH)3不溶于強堿溶液，所以測定時所需的試劑有NaOH和CO2。②根據(jù)①中分析可知，直接測定的是Al2O3、Fe2O3的質(zhì)量。③在測定過程中的操作順序是：過濾、洗滌、灼燒、冷卻、稱量。 答案　(1)ABD　(2)D　(3)C　(4)6Fe2＋＋6H＋＋ClO===6Fe3＋＋Cl－＋3H2O　(5)①BC?、贏l2O3　Fe2O3　③洗滌　冷卻 15．(2017湖南湘中名校，18)某化學(xué)興趣小組擬用下圖裝置制備氫氧化亞鐵并觀察其顏色。提供化學(xué)藥品：鐵屑、稀硫酸、氫氧化鈉溶液。 (1)稀硫酸應(yīng)放在________中(填寫儀器名稱)。 (2)本實驗通過控制A、B、C三個開關(guān)將儀器中的空氣排盡后，再關(guān)閉開關(guān)________、打開開關(guān)________，就可觀察到氫氧化亞鐵的生成。開始時排盡裝置中空氣的目的是：____________________________________________。 (3)在FeSO4溶液中加入(NH4)2SO4固體可制備摩爾鹽晶體[(NH4)2SO4FeSO46H2O](相對分子質(zhì)量為392)，為了測定產(chǎn)品的純度，稱取a g產(chǎn)品溶于水，配制成500 mL溶液，用濃度為c molL－1的酸性KMnO4溶液滴定。每次所取待測液體積均為25.00 mL，實驗結(jié)果記錄如下： 實驗次數(shù) 第一次 第二次 第三次 消耗高錳酸鉀溶液體積/mL 25.52 25.02 24.98 ①滴定過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______________________________ ___________________________________________________________。 ②滴定終點的現(xiàn)象是____________________________________________ _______________________________________________________________。 ③通過實驗數(shù)據(jù)計算的該產(chǎn)品純度為________(用字母a、c表示)。上表中第一次實驗中記錄數(shù)據(jù)明顯大于后兩次，其原因可能是________(填字母代號)。 A．實驗結(jié)束時俯視刻度線讀取滴定終點時酸性高錳酸鉀溶液的體積 B．滴定前滴定管尖嘴無氣泡，滴定結(jié)束有氣泡 C．第一次滴定用的錐形瓶用待裝液潤洗過，后兩次未潤洗 D．該酸性高錳酸鉀標準液保存時間過長，有部分變質(zhì)，濃度降低 解析　本實驗的基本思路是通過裝置2中產(chǎn)生的H2，既可以將裝置中的空氣排凈，又可以將新生成的FeSO4溶液壓入裝置3中制備Fe(OH)2。但是要合理的控制A、B、C三個開關(guān)。打開B、C，關(guān)閉A是排空氣。(3)③第一次消耗酸性KMnO4溶液的體積誤差較大，舍去，則消耗酸性KMnO4溶液的平均體積為＝25.00 mL，則500 mL溶液中含n(摩爾鹽晶體)＝2510－3c5 mol＝2.5c mol，所以該產(chǎn)品純度為100%＝100%。A項，俯視讀數(shù)，造成讀數(shù)偏小，故錯誤；B項，所消耗的標準液體積偏小，故錯誤；C項，錐形瓶用待測液潤洗，使待測液的量增加，則消耗標準液體積偏大，故C正確；D項，三次使用相同的酸性KMnO4溶液，消耗的高錳酸鉀溶液的體積應(yīng)接近，故D錯誤。 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，溶液由無色變?yōu)闇\紫色，且30 s內(nèi)不再變色 ③100%　C