第2讲 铁及其化合物-【金版教程】2025年高考化学一轮复习解决方案全书word（新教材，经典单选版）

金版教程 高考科学复习解决方案 化学 （经典 单选版 第2讲　铁及其化合物 复习目标　1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解铁及其重要化合物的主要性质。了解这些物质在生产、生活中的应用。2.结合实例认识铁及其化合物的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化。 考点一　铁及其氧化物、氢氧化物 1．铁的结构和物理性质 2．铁的化学性质 (1)与非金属单质反应 非金属 反应条件 现象 化学方程式 O2 常温、 潮湿空气中 因发生吸氧腐蚀生成疏松的暗红色铁锈 — 点燃 剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体 3Fe＋2O2Fe3O4 S 加热 引发反应后停止加热，混合物保持红热，反应持续进行，生成黑色固体 Fe＋SFeS Cl2 加热 反应剧烈，产生棕褐色的烟 2Fe＋3Cl22FeCl3 (2)与H2O反应 铁与冷水、热水均不能发生反应，但在高温下能与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。 (3)与酸反应 ①与稀盐酸、稀硫酸等发生置换反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。 ②与强氧化性酸(浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸)反应 ⅰ.常温下，铁在浓H2SO4、浓HNO3中发生钝化。 ⅱ.加热时： 与浓硫酸：2Fe＋6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O。 与浓硝酸：Fe＋6HNO3(浓)Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O。 与稀硝酸：Fe(不足)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O 3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 (4)铁与某些盐溶液反应 铁与FeCl3溶液、CuSO4溶液反应的离子方程式分别为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋、Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。 3．铁的氧化物 名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 色、态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 俗名 — 铁红 磁性氧化铁 铁元素化合价 ＋2 ＋3 ＋2、＋3 物质类别 碱性氧化物 碱性氧化物 不是碱性氧化物 化 学性质 与H＋ 反应 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋ ＋2Fe3＋＋4H2O 稳定性 不稳定，在空气中受热迅速被氧化为Fe3O4 在空气中稳定 在空气中稳定 4.氢氧化亚铁、氢氧化铁的性质和制法 名称 氢氧化亚铁 氢氧化铁 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色、态， 水溶性 白色固体，难溶于水 红褐色固体，难溶于水 与H＋反应 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 稳定性 不稳定，易被空气中的氧气氧化，颜色由白色→灰绿色→红褐色：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 较稳定，在空气中久置会部分失水生成铁锈，受热易分解：2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 制取 新制FeSO4溶液与NaOH溶液隔绝空气反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 铁盐与可溶性碱反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 　判断下列说法的正误，并指出错误说法的错因。 (1)铁元素位于元素周期表中第四周期ⅧB族。(×) 错因：铁元素位于Ⅷ族。 (2)Fe与S混合加热生成FeS2。(×) 错因：Fe与S混合加热生成FeS。 (3)Fe分别与氯气、盐酸反应得到相同的氯化物。(×) 错因：Fe与Cl2反应生成FeCl3，与盐酸反应生成FeCl2。 (4)Fe3O4中Fe的化合价有＋2价和＋3价，因而Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物。(×) 错因：Fe3O4是一种化合物，不是混合物。 (5)氢氧化铁与HI溶液反应仅能发生中和反应。(×) 错因：Fe3＋与I－会发生氧化还原反应。 (6)可用铁制容器运输浓硫酸，是因为铁与浓硫酸常温下不反应。(×) 错因：Fe与浓硫酸在常温下钝化，钝化是化学变化。 一、铁及其氧化物、氢氧化物的性质 1．铁的还原性较强，失去电子后生成＋2价或＋3价的铁。生成不同价态的反应关系如下： 注意：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．FeO、Fe3O4、Fe(OH)2与足量HNO3反应时，发生氧化还原反应，Fe2＋被HNO3氧化成Fe3＋。 3．Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3与足量HI溶液反应时，发生氧化还原反应，Fe3＋被I－还原成Fe2＋。 二、判断铁氧化物组成的方法 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物质的量之比为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)。 三、氢氧化亚铁的实验室制法 1．要制备氢氧化亚铁，并使氢氧化亚铁长时间保持白色沉淀的状态，注意两点：一是要减少溶液中氧气的含量，防止溶液与空气的接触；二是要防止溶液中出现三价铁离子。 2．制备Fe(OH)2时常用的三种防氧化措施 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，如图所示 角度一　理解与辨析铁及其氧化物的性质 1．下列有关铁的性质的说法正确的是(　　) 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．Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2 C．在加热条件下，过量铁粉与浓硝酸反应生成Fe(NO3)2、NO2和H2O D．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2 答案　D 2．准确称取某种铁的氧化物2.88 g，用足量的CO进行还原，将生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4.00 g，则这种铁的氧化物为(　　) A．Fe3O4 B．Fe2O3 C．FeO D．以上都不是 答案　C 角度二　探究与创新Fe(OH)2的制备实验 3．某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的Fe(OH)2，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是(　　) A．X可以是稀硫酸或稀硝酸或稀盐酸 B．实验开始时应先关闭止水夹a、打开止水夹b，再向烧瓶中加入X C．反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀 D．反应结束后若关闭止水夹b及分液漏斗活塞，则Fe(OH)2可较长时间存在 答案　D 4．用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与不含O2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________________________________。 答案　(1)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 考点二　Fe2＋、Fe3＋的性质及检验　铁及其重要化合物的相互转化 1．亚铁盐和铁盐 (1)亚铁盐 Fe2＋既有氧化性，又有还原性。 ①氧化性：Fe2＋与Zn反应的离子方程式为Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe。 ②还原性：Fe2＋与Cl2反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。 (2)铁盐 ①Fe3＋具有较强的氧化性。Fe3＋与Cu、I－反应的离子方程式分别为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋、2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。 ②特性：含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN时变成红色。 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。 2．含Fe3＋、Fe2＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验 (1)Fe3＋的检验 (2)Fe2＋的检验 3．铁及其重要化合物的相互转化 写出标号处的化学(或离子)方程式，合理即可。 ①Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3(或Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2等) ②3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2(或3Fe＋2O2Fe3O4) ③Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ ④2Fe＋3Cl22FeCl3(或Fe＋6HNO3(浓)Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O等) ⑤4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 　判断下列说法的正误，并指出错误说法的错因。 (1)若溶液中含有Fe3＋，向其中加入KSCN溶液可观察到有红色沉淀生成。(×) 错因：应该是红色溶液。 (2)FeCl3、FeCl2、Fe(OH)2均能通过化合反应制取。(×) 错因：Fe(OH)2不能通过化合反应制取。 (3)除去Cu2＋中混有的Fe3＋可向溶液中加入铜粉。(×) 错因：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，有Fe2＋生成。 (4)用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2。(×) 错因：Cl－也能与KMnO4反应，使其褪色。 (5)中性溶液中可能大量存在Fe3＋、Cl－、Na＋、SO。(×) 错因：溶液呈中性时，Fe3＋转化为Fe(OH)3，不能大量存在。 一、检验Fe2＋和Fe3＋时的注意事项 1．检验Fe2＋时不能先加氯水，后加KSCN溶液；也不能将加了KSCN溶液后的混合溶液加入足量的新制氯水中(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－也会还原酸性KMnO4)。 二、混合溶液中Fe3＋、Fe2＋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MgO、MgCO3、Mg(OH)2中的一种，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Cu2＋中混有的Fe3＋的方法 向混合溶液中加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3中的一种，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。 3．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＋，再按1的方法除去溶液中的Fe3＋。 4．除去Cu2＋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＋，再按2的方法除去溶液中的Fe3＋。 三、铁及其化合物转化关系的应用 1．判断离子能否共存 (1)Fe2＋与NO(H＋)、ClO－、MnO(H＋)因发生氧化还原反应而不能共存。 (2)Fe3＋与S2－、I－、SO因发生氧化还原反应而不能共存。 (3)Fe3＋与HCO、CO等因水解相互促进而不能共存。 2．盐溶液的配制与保存 3．物质的制备 4．净水剂 高铁酸钾(K2FeO4)中的Fe为＋6价，是一种高效复合净水剂。 (1)由于具有强氧化性能杀菌、消毒。 (2)由于反应后还原产物为Fe3＋，Fe3＋在溶液中水解生成氢氧化铁胶体，能吸附水中的悬浮杂质，起到净水的作用。 角度一　理解与辨析Fe2＋、Fe3＋的性质及检验 1．将2.24 g铁粉加入50 mL 2 mol·L－1的氯化铁溶液中，充分反应后，有关说法正确的是(　　) A．铁粉剩余，溶液呈浅绿色，Cl－浓度基本不变 B．向溶液中滴入无色KSCN溶液，仍无色 C．反应后溶液中Fe3＋与Fe2＋物质的量之比为6∶1 D．氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2 答案　D 解析　根据题目已知条件可知，n(Fe)＝0.04 mol，n(FeCl3)＝0.1 mol。根据反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋知，铁粉全部溶解，参加反应的Fe3＋为0.08 mol，Fe3＋剩余0.02 mol，反应生成0.12 mol Fe2＋。铁粉无剩余，溶液含有Fe3＋和Fe2＋，不呈浅绿色，A错误；Fe3＋剩余，滴入KSCN溶液，溶液显红色，B错误；反应后溶液中Fe3＋与Fe2＋物质的量之比为1∶6，C错误；氧化生成的Fe2＋为0.04 mol，还原生成的Fe2＋的物质的量为0.08 mol，氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2，D正确。 2．证明某溶液只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法合理的是(　　) A．只需滴加KSCN溶液 B．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色 C．先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色 D．滴加溴水，溶液褪色 答案　C 角度二　分析与推测铁及其重要化合物之间的转化 3．已知A为常见的金属单质，根据下图所示的关系： 下列叙述中不正确的是(　　) A．A为Fe，B为Fe3O4 B．C→D溶液的颜色变化：由浅绿色到黄色 C．④的离子方程式：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋ D．⑤的离子方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ 答案　C 4．(2023·辽宁实验中学高三期中)元素的价—类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。下图为铁元素的价—类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是(　　) A．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速被氧化成Fe2O3 B．加热Fe(OH)3可发生转化⑥，Fe2O3加水溶解可转化为Fe(OH)3 C．已知高铁酸盐(FeO)可用于饮用水的消毒，由此可预测，高铁酸盐(FeO)具有强氧化性 D．铁在氧气中燃烧可实现上述①的转化 答案　C 解析　FeO在空气中受热，被氧化成Fe3O4，故A错误；Fe2O3不溶于水，故B错误；铁在氧气中燃烧生成Fe3O4，故D错误。 　变价金属及其化合物的性质 一、钴、镍元素的性质 1．Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)性质比较 氢氧化物 还原性 还原性的变化规律：Co(OH)2>Ni(OH)2 ①Co(OH)2在空气中被O2氧化的速度较慢；可以被强氧化剂(H2O2)迅速氧化； ②Ni(OH)2在空气中不易被氧化，只有在更强的氧化剂条件下才会氧化生成Ni(OH)3 氢氧化物与氨水反应 ①Co(OH)2―→[Co(NH3)6]2＋； ②Ni(OH)2―→[Ni(NH3)6]2＋ 2.Co(Ⅲ)、Ni(Ⅲ)性质比较 氧化物 Co2O3与Ni2O3在酸性溶液中显示出强氧化性： Co2O3＋6HCl===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O Ni2O3＋6HCl===2NiCl2＋Cl2↑＋3H2O 氢氧化物 镍(Ⅲ)、钴(Ⅲ)的氢氧化物与还原性酸发生氧化还原反应，如： 2Co(OH)3＋6H＋＋2Cl－===2Co2＋＋Cl2↑＋6H2O 2Ni(OH)3＋6H＋＋2Cl－===2Ni2＋＋Cl2↑＋6H2O 二、钒、铬、锰及其化合物的性质 1．钒及其化合物 钒单质的性质 银白色金属，熔点高，有延展性，质坚硬，无磁性。具有耐酸性，在空气中不被氧化，可溶于氢氟酸、硝酸和王水 钒的氧化物 钒能分别以＋2、＋3、＋4、＋5价与氧结合，形成四种氧化物：一氧化钒、三氧化二钒、二氧化钒、五氧化二钒 钒盐 五价钒盐包括VO(偏钒酸盐)、VO(正钒酸盐)，如：偏钒酸铵、偏钒酸钠、偏钒酸钾、正钒酸钠；四价钒盐：硫酸氧钒、草酸氧钒。不同价态的钒离子有不同的颜色：VO颜色为浅黄色，VO2＋颜色为蓝色，V3＋为绿色，V2＋为紫色 2.铬及其化合物 铬元素的常见价态有＋6、＋3、＋2 Cr(Ⅲ) 的 还原性 Cr3＋在酸性条件下是稳定的，但在碱性条件下能被氧化成CrO： 2Cr3＋＋3H2O2＋10OH－===2CrO＋8H2O 在碱性溶液中，亚铬酸盐(CrO)可以被H2O2或Na2O2氧化成铬酸盐： 2CrO＋3H2O2＋2OH－===2CrO＋4H2O 2CrO＋3Na2O2＋2H2O===2CrO＋6Na＋＋4OH－ Cr(Ⅵ) 的氧化性 铬(Ⅵ)最重要的化合物是K2Cr2O7，在水溶液中Cr2O和CrO存在下列平衡： 2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O (黄色)　　　　　(橙红色) 在酸性溶液中，Cr2O具有强氧化性，但在碱性溶液中CrO的氧化性要弱得多： Cr2O＋3SO＋8H＋===2Cr3＋＋3SO＋4H2O Cr2O＋6I－＋14H＋===2Cr3＋＋3I2＋7H2O 3.锰及其化合物 锰元素的常见价态有＋7、＋6、＋4、＋3、＋2，Mn2＋在酸性溶液中的稳定性强于在碱性溶液中的稳定性 Mn2＋ 稳定存在于酸性条件；在碱性条件下，Mn2＋易被氧化为MnO2，如ClO－＋Mn2＋＋2OH－===Cl－＋MnO2↓＋H2O Mn(Ⅵ) 化合物 的性质 MnO稳定存在于强碱性溶液中，在酸性或中性环境均发生歧化反应： 3MnO＋2H2O===2MnO＋MnO2↓＋4OH－ 3MnO＋4H＋===2MnO＋MnO2↓＋2H2O KMnO4 的性质 ①在酸性介质中，MnO具有强氧化性，本身被还原为Mn2＋，如： 2MnO＋6H＋＋5H2C2O4===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O 2MnO＋6H＋＋5H2O2===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O； ②在碱性、中性或微弱酸性溶液中，MnO仍旧是氧化剂，本身被还原为MnO2； ③在强碱性溶液中，当MnO过量时，还原产物是MnO，2MnO＋SO＋2OH－===2MnO＋SO＋H2O 1．(2023·辽宁卷)某工厂采用如下工艺制备 Cr(OH)3，已知焙烧后Cr元素以＋6价形式存在，下列说法错误的是(　　) A．“焙烧”中产生CO2 B．滤渣的主要成分为Fe(OH)2 C．滤液①中Cr元素的主要存在形式为CrO D．淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用 答案　B 解析　“焙烧”过程中，FeO被氧化，Fe元素化合价升高为＋3价，则滤渣的主要成分不可能为Fe(OH)2，B错误。 2．(2023·新课标卷)铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物，从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示： 已知：最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2O存在，在碱性介质中以CrO存在。 回答下列问题： (1)煅烧过程中，钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐，其中含铬化合物主要为________(填化学式)。 (2)水浸渣中主要有SiO2和________。 (3)“沉淀”步骤调pH到弱碱性，主要除去的杂质是________。 (4)“除硅磷”步骤中，使硅、磷分别以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀，该步需要控制溶液的pH≈9以达到最好的除杂效果，若pH<9时，会导致______________________________；pH>9时，会导致________________________。 (5)“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右得到V2O5沉淀，V2O5在pH<1时，溶解为VO或VO3＋，在碱性条件下，溶解为VO或VO，上述性质说明V2O5具有________(填标号)。 A．酸性　　　　B．碱性　　　　C．两性 (6)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液，反应的离子方程式为______________________________。 答案　(1)Na2CrO4　(2)Fe2O3　(3)Al(OH)3 (4)磷酸根与H＋反应使其浓度降低，不能形成MgNH4PO4沉淀　镁离子生成氢氧化镁沉淀，不能形成MgSiO3沉淀　(5)C (6)2Cr2O＋3S2O＋10H＋===4Cr3＋＋6SO＋5H2O 3.(2023·湖南常德市高三一模)利用MnO2悬浊液吸收SO2气体制取连二硫酸锰(MnS2O6)和硫酸锰(MnSO4)的装置(部分夹持、加热仪器已省略)如图所示。 已知：ⅰ.MnS2O6易溶于水，其在pH为2.8～3.5时最稳定，温度超过30 ℃会快速分解生成易溶于水的MnSO4； ⅱ.连二硫酸的结构简式为。 (1)MnS2O6中S的化合价为________。 (2)仪器a应装入的药品最好是________(填字母)。 A．70%的硫酸溶液 B．稀盐酸 C．稀硝酸 D．浓硝酸 (3)装置B的作用为________，装置C中的化学方程式为______________________________，表明反应完成的现象是__________________________。装置D中水浴温度应控制在80 ℃左右，温度不能过高的原因是__________________________________________。 (4)测定MnS2O6中锰的含量：准确称量产品质量，充分加热使之完全分解得到MnSO4，加适量水溶解，用KMnO4标准溶液进行滴定(Mn元素均转化为MnO2)，即可计算出MnS2O6中锰的含量。滴定过程中发生反应的离子方程式为______________________________。 答案　(1)＋5　(2)A　 (3)做安全瓶(或防止倒吸)　MnO2＋2SO2===MnS2O6　C中得到澄清溶液或黑色固体消失　温度过高，SO2的溶解度变小，反应速率减慢　 (4)2MnO＋3Mn2＋＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋ 高考真题演练 1．(2023·浙江6月选考)氯化铁是一种重要的盐，下列说法不正确的是(　　) A．氯化铁属于弱电解质 B．氯化铁溶液可腐蚀覆铜板 C．氯化铁可由铁与氯气反应制得 D．氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体 答案　A 解析　氯化铁在水溶液中能完全电离，属于强电解质，A错误。 2．(2022·浙江6月选考)关于化合物FeO(OCH3)的性质，下列推测不合理的是(　　) A．与稀盐酸反应生成FeCl3、CH3OH、H2O B．隔绝空气加热分解生成FeO、CO2、H2O C．溶于氢碘酸(HI)，再加CCl4萃取，有机层呈紫红色 D．在空气中，与SiO2高温反应能生成Fe2(SiO3)3 答案　B 3．(2021·广东高考)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是(　　) A．a可与e反应生成b B．b既可被氧化，也可被还原 C．可将e加入浓碱液中制得d的胶体 D．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系 答案　C 4．下列有关铁及其化合物的说法正确的是(　　) A．(2021·广东高考)H2O(g)通过灼热铁粉：3H2O＋2Fe===Fe2O3＋3H2 B．(2021·湖南高考)FeO粉末在空气中受热，迅速被氧化成Fe3O4 C．(2021·湖南高考)镀锌铁皮的镀层破损后，铁皮会加速腐蚀 D．(2020·江苏高考)室温下，Fe与浓H2SO4反应生成FeSO4 答案　B 解析　H2O(g)通过灼热铁粉生成四氧化三铁和氢气，A错误；镀锌铁皮的镀层破损后构成原电池，锌作负极，铁作正极被保护，铁皮不易被腐蚀，C错误；室温下，铁在浓硫酸中发生钝化生成致密的氧化膜，D错误。 5．(2022·天津高考)氯化铁是重要的化工原料。针对氯化铁的实验室制备方法，回答下列问题： Ⅰ.FeCl3·6H2O的制备 制备流程图如下： (1)将废铁屑分批加入稀盐酸中，至盐酸反应完全。判断反应完全的现象为________________。含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快，原因为____________________________________。 (2)操作①所必需的玻璃仪器中，除烧杯外还有________________。 (3)检验FeCl3溶液中是否残留Fe2＋的试剂是________________。 (4)为增大FeCl3溶液的浓度，向稀FeCl3溶液中加入纯Fe粉后通入Cl2。此过程中发生的主要反应的离子方程式为____________________________。 (5)操作②为______________________。 Ⅱ.由FeCl3·6H2O制备无水FeCl3 将FeCl3·6H2O与液体SOCl2混合并加热，制得无水FeCl3。已知SOCl2沸点为77 ℃，反应方程式为FeCl3·6H2O＋6SOCl2FeCl3＋6SO2↑＋12HCl↑，装置如下图所示(夹持和加热装置略)。 (6)仪器A的名称为____________，其作用为____________。NaOH溶液的作用是________________________________。 (7)干燥管中无水CaCl2不能换成碱石灰，原因是____________________________________。 (8)由下列结晶水合物制备无水盐，适宜使用上述方法的是________(填序号)。 a．ZnCl2·H2O b．CuSO4·5H2O c．Na2S2O3·5H2O 答案　(1)不再有气泡产生　Fe和Cu在稀盐酸中形成原电池，加快反应速率 (2)漏斗、玻璃棒　 (3)K3[Fe(CN)6]溶液 (4)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ (5)在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥 (6)球形冷凝管　冷凝回流SOCl2　吸收SO2和HCl气体，防止污染空气　 (7)碱石灰会与SO2和HCl气体反应，失去干燥作用 (8)a 解析　(5)操作②是由FeCl3溶液得到FeCl3·6H2O，为了抑制FeCl3水解，应在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶，然后过滤、洗涤、干燥得到FeCl3·6H2O。 (8)题中方法适用于水解生成挥发性物质的结晶水合物，a符合题意。 课时作业 [建议用时：40分钟] 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．下列关于物质的性质和应用的说法错误的是(　　) A．绿矾的化学式为FeSO4·7H2O，可用作补血剂 B．赤铁矿可用于冶炼生铁，发生的主要反应是Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 C．用FeCl3止血是因为其能水解生成Fe(OH)3沉淀 D．常温下，用铁槽车运输浓硝酸利用了浓硝酸的强氧化性 答案　C 解析　血液中的胶体粒子遇到电解质溶液能发生聚沉，用FeCl3止血是因为其能使血液凝聚，C错误。 2．能正确表示下列反应的离子方程式的是(　　) A．将铜屑加入FeCl3溶液中：Fe3＋＋Cu===Fe2＋＋Cu2＋ B．将磁性氧化铁溶于盐酸：Fe3O4＋8H＋===3Fe3＋＋4H2O C．将氯化亚铁溶液与稀硝酸混合：3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O D．向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸： Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O 答案　C 3．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．将铜粉加入FeCl3溶液中：验证Fe3＋的氧化性强于Cu2＋ D．在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液：制备FeSO4·6H2O晶体 答案　C 解析　A项，由于浓硫酸具有强氧化性，加热条件下铁与其反应生成Fe2(SO4)3和SO2，无法说明铁的活泼性；B项，将NaOH加入FeCl3溶液中，得到Fe(OH)3沉淀；D项，在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液，氧气可将FeSO4氧化，得到的是不含结晶水的Fe2(SO4)3。 4．下列物质的转化在给定条件下能实现的是(　　) A．Fe2O3FeCl3(aq)Fe B．FeFeSO4(aq)Fe(OH)2Fe2O3 C．NaCl(aq)NaNa2O2 D．FeS2SO3H2SO4 答案　B 5．下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一组是(　　) 选项 A B C D X FeCl2溶液 FeCl3溶液 Fe FeSO4溶液 Y FeCl3 CuCl2 Al Fe2(SO4)3 Z Cl2 Fe NaOH溶液 Cu 答案　C 6．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．可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化 D．常温下，(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O在水中的溶解度比FeSO4的大 答案　D 解析　FeSO4与(NH4)2SO4溶液反应冷却时有(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O析出，说明(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O在水中的溶解度比FeSO4的小，D错误。 7．(2023·陕西安康高三第一次联考)中学化学中几种常见物质的转化关系如图所示(F为红褐色沉淀)： 下列说法错误的是(　　) A．H2O2分子的结构式为H—O—O—H B．A、B、H的化学式分别为Fe、FeS、H2SO4 C．鉴定E中阳离子所用试剂为浓NaOH溶液、湿润的蓝色石蕊试纸 D．C的酸性溶液与双氧水反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O 答案　C 解析　F为红褐色沉淀，且由氨水与D反应得到，则F为氢氧化铁，则D为铁盐，C与双氧水反应生成铁盐，则C为亚铁盐，A与稀硫酸反应生成C，则C为硫酸亚铁，A为铁单质，B为硫化亚铁，D为硫酸铁，E为硫酸铵，H为硫酸。鉴定铵根离子所用的试剂为浓NaOH溶液、湿润的红色石蕊试纸，C错误。 8．由硫铁矿烧渣(主要成分：Fe3O4、Fe2O3和FeO)得到绿矾(FeSO4·7H2O)，再通过绿矾制备铁黄[FeO(OH)]的流程如下： 烧渣溶液绿矾铁黄 已知：FeS2和铁黄均难溶于水。 下列说法不正确的是(　　) A．步骤①中最好用硫酸来溶解烧渣 B．步骤②中涉及的离子方程式为FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===15Fe2＋＋2SO＋16H＋ C．步骤③中将溶液加热到有较多固体析出，再用余热将液体蒸干，可得纯净绿矾 D．步骤④中反应条件控制不当会使铁黄中混有Fe(OH)3 答案　C 解析　步骤③中由FeSO4溶液得到绿矾应蒸发浓缩、冷却结晶，C错误。 9．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： 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===2Fe3＋＋2Cl－ D．用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否含有Fe2＋ 答案　C 解析　根据已知信息对流程进行梳理： 若试剂b为稀硫酸，则会引入SO杂质离子，A错误；操作Ⅰ和操作Ⅱ是过滤，操作Ⅲ为在HCl氛围中蒸发浓缩、冷却结晶，所用仪器不同，B错误；滤液Z和X中均含有氯化亚铁，因此试剂c为氯气，氯气可将溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋，C正确；亚铁离子、氯离子都可以被酸性高锰酸钾溶液氧化而使溶液褪色，因此不能用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有亚铁离子，D错误。 10．(2023·株洲市高三年级教学质量检测)化学是一门以实验为基础的学科，某同学为探究FeCl3溶液的性质进行如下实验，操作如图所示，根据实验现象，下列分析不正确的是(　　) A．①～④的变化中，有2处涉及氧化还原反应 B．向②后试管加入足量稀盐酸，沉淀部分溶解 C．若将FeCl3溶液滴加到Na2S溶液中，产生的现象与图中①、②现象不相同 D．④中的现象与胶体的聚沉有关 答案　A 二、非选择题 11．高中常用“价—类二维”思路研究物质的性质，如图是铁及其化合物的二维图的部分信息。 (1)X的化学式为________。图中物质只具有还原性的是________(写化学式)。 (2)将FeCl2溶液转化为FeCl3的试剂可选________(填字母)。 a．稀硫酸 b．CuSO4溶液 c．酸性H2O2 d．溴水 (3)某中学实验小组设计如下实验探究亚铁盐的性质。 实验方案 现象 Ⅰ 1.0 mL 0.1 mol·L－1 FeSO4溶液中滴加1.0 mL 0.5 mol·L－1 NaOH溶液 生成白色沉淀，后沉淀颜色变为红褐色 Ⅱ 1.0 mL 0.1 mol·L－1 FeSO4溶液中滴加1.0 mL 0.5 mol·L－1 NaHCO3溶液 生成白色沉淀，后沉淀颜色几乎不变 ①实验Ⅰ中由白色沉淀生成红褐色沉淀的化学方程式为________________________________________。 ②对实验Ⅱ所得白色沉淀展开研究： 查阅资料：在溶液中不存在Fe(HCO3)2 ⅰ.取Ⅱ中少量白色沉淀，充分洗涤，向其中加入稀硫酸，沉淀完全溶解，产生无色气泡； ⅱ.向ⅰ所得溶液中滴入KSCN试剂，溶液几乎不变红； ⅲ.向ⅱ溶液中再滴入少量氯水，溶液立即变为红色。 根据以上现象，实验Ⅱ中生成的白色沉淀的化学式为________。 (4)FeSO4可用作补铁剂，使用时医生建议与维生素C同服，同学甲猜测维生素C可将Fe3＋转化为Fe2＋以利于人体吸收。为了验证这一猜想，设计如下实验： 实验方案 实验现象 取适量Fe2(SO4)3溶液于试管中，加入维生素C片，振荡溶解后，滴加酸性高锰酸钾溶液 溶液紫红色褪去 由上述实验能否得出维生素C可将Fe3＋转化为Fe2＋的结论？________(填 “能”或“否”)，请说明理由： ______________________________________。 答案　(1)Fe2O3　Fe　(2)c (3)①4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 ②FeCO3 (4)否　维生素C也具有还原性，若其过量，也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有亚铁离子生成 12．实验小组同学为探究Fe2＋的性质，进行如下实验。 [实验Ⅰ]向2 mL 0.1 mol·L－1 FeSO4溶液中滴加几滴0.1 mol·L－1 KSCN溶液，无明显现象，再滴加几滴3% H2O2溶液(用H2SO4酸化至pH＝1)，溶液颜色变红。 (1)甲同学通过上述实验分析Fe2＋具有________(填“氧化”或“还原”)性。 乙同学查阅资料发现Fe2＋与SCN－也可发生反应，生成无色的配合物。为证实该性质，利用FeCO3进行以下实验。 (2)FeCO3的制备：用过量NH4HCO3溶液与FeSO4溶液反应得到FeCO3，离子方程式为______________________________________。 [实验Ⅱ]验证Fe2＋与SCN－发生反应。 (3)通过实验b排除了____________________的干扰。 (4)从沉淀溶解平衡角度解释实验a和b最终溶液颜色不同的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 丙同学设计实验进一步证明Fe2＋可与SCN－反应。 [实验Ⅲ] (5)上述实验中，d为c的对照实验。 ①X为______________。 ②实验能够证实Fe2＋可与SCN－反应，则应观察到的现象是________________________。 (6)实验Ⅲ中若未加适量水稀释，则无法通过现象得出结论。推测加水稀释的目的可能有：使后续实验颜色变化易于观察；降低c(Fe3＋)，____________________________________。 答案　(1)还原 (2)2HCO＋Fe2＋===FeCO3↓＋H2O＋CO2↑ (3)FeCO3在水中溶解产生的Fe2＋ (4)FeCO3在水溶液中存在平衡：FeCO3(s)Fe2＋(aq)＋CO(aq)。实验a中SCN－与Fe2＋发生反应，促进FeCO3固体溶解，使a的最终溶液中c[Fe(SCN)3]更大 (5)①1 mL H2O　②d中溶液红色比c中深 (6)使c(Fe3＋)/c(Fe2＋)的值减小，有利于Fe2＋与SCN－生成配合物 解析　(3)通过实验b可知，FeCO3在水中有少量溶解，溶液中含有较少的Fe2＋，与a形成对照实验，从而排除FeCO3在水中溶解产生的Fe2＋的干扰。 (5)①d为c的对照实验，则溶液的总体积应相同，且d的作用是排除因稀释引起溶液颜色变化的干扰，故X为1 mL H2O。 18 学科网（北京）股份有限公司 $$