3.1 铁及其化合物(word教参)-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年新教材高中化学必修第一册（人教版2019）

第三章　铁　金属材料 第一节　铁及其化合物 目标导航 [知识导图] [课程标准] 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主要应用。 2.认识铁及其化合物的多样性，结合实例认识铁及其化合物之间的转化关系。 3.通过实验探究，掌握Fe2＋和Fe3＋的检验方法。 （见学生用书P67） 知识点1　铁的存在与性质 1.铁的存在 铁 含量：在地壳中的含量仅次于　③氧　、　④硅　、　⑤铝　，居第四位。 2.铁的物理性质 状态 颜色 密度 熔点 沸点 导电、 导热性 延展性 特性 固体 银白色， 有金属 光泽 7.86 g/cm3 1 535 ℃ 2 750 ℃ 良好，导电 性不如铜 和铝 良好 能被 磁铁 吸引 3.铁的化学性质 （1）在一定条件下，铁作为　⑥还原剂　能与某些非金属单质、酸和盐溶液反应。铁与氧化性较弱的氧化剂（如盐酸、硫酸铜等）反应，铁原子失去　⑦2　个电子生成　⑧＋2　价铁的化合物（Fe2＋在溶液中呈浅绿色）；与氧化性较强的氧化剂（如氯气等）反应，铁原子则失去　⑨3　个电子生成　⑩＋3　价铁的化合物（Fe3＋在溶液中呈棕黄色）。 化学性质 化学方程式 Fe与非 金属单 质反应 ①在O2中燃烧：　⑪3Fe＋2O2Fe3O4　 ②与Cl2反应：　⑫　2Fe＋3Cl22FeCl3　 Fe与非金 属单质反应 ③与硫单质反应：　⑬Fe＋SFeS　 Fe与非氧化 性酸反应 ④与盐酸反应：　⑭Fe＋2HClFeCl2＋H2↑　 Fe与盐溶 液反应 ⑤与硫酸铜反应：　⑮Fe＋CuSO4Cu＋FeSO4　 （2）铁与水蒸气的反应 实验 装置 实验 操作 ①在如图所示装置的试管中依次放入湿棉花和还原铁粉，加热。把生成的气体通入蒸发皿中的肥皂液中，一段时间后，再用坩埚钳夹取燃着的火柴点燃蒸发皿中的肥皂泡，观察现象 ②实验结束后，先从肥皂液中撤出导管，再移走燃着的酒精灯 实验 现象 蒸发皿中产生肥皂泡，用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证明生成了　⑯H2　，反应后试管中的固体仍呈黑色 实验 结论 在高温条件下铁能与水蒸气反应，化学方程式为　⑰3Fe＋4H2O（g）Fe3O4＋4H2　 实验 说明 ①湿棉花的作用是在受热时提供反应所需的水蒸气。 ②酒精灯的火焰用铁丝网罩住，可以使加热效果更好。 ③铁不能与冷水、热水反应，只能在高温下与水蒸气反应 知识点2　铁的氧化物 名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 化学式 FeO Fe2O3 　⑱Fe3O4　 存在 不稳定，在空气中受热易被氧化成　⑲Fe3O4　 赤铁矿 磁铁矿 俗名 　⑳铁红　 磁性氧化铁 Fe的化合价 ＋2 ＋3 　㉑＋2、＋3　 颜色、状态 黑色粉末 　㉒红棕　 色粉末 　㉓黑　色晶体 溶解性 都不溶于水 与酸反应的 离子方程式 FeO＋2H＋ Fe2＋＋ H2O 　㉔Fe2O3＋6H＋2Fe3＋＋3H2O　 Fe3O4＋8H＋Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O 用途 油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料 炼铁、磁性材料 知识点3　铁的氢氧化物 名称 氢氧化亚铁 氢氧化铁 化学式 Fe（OH）2 Fe（OH）3 色态 白色固体 　㉕红褐色　固体 溶解性 难溶于水 难溶于水 制法 可溶性亚铁盐与碱反应：FeSO4＋2NaOHFe（OH）2↓＋Na2SO4 可溶性铁盐与碱反应：FeCl3＋3NaOHFe（OH）3↓＋3NaCl 稳定性 不稳定，分解产物很复杂，在空气中易被氧化为Fe（OH）3 不稳定，受热易分解：　㉖2Fe（OH）3Fe2O3＋3H2O　 与盐酸反应的 离子方程式 　㉗Fe（OH）2＋2H＋Fe2＋＋2H2O　 　㉘Fe（OH）3＋3H＋Fe3＋＋3H2O　 转化（现象） 白色絮状沉淀迅速变成　㉙灰绿　色，最终变成　㉚红褐　色。　㉛4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3　 知识点4　铁盐和亚铁盐 1. Fe3＋的检验方法：Fe3＋溶液呈　㉜红色　。 2. Fe2＋的检验方法：Fe2＋溶液颜色　㉝无变化　溶液变成　㉞红色　。 3. Fe2＋与Fe3＋的转化 实验操作 实验现象 FeCl3溶液加适量铁粉振荡后，溶液由黄色变成　㉟浅绿　色，加KSCN溶液，溶液　㊱无变化　，再滴加氯水后，溶液变成　㊲红色　 离子方程式 　㊳2Fe3＋＋Fe3Fe2＋、2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－　 结论 Fe3＋遇到较强的还原剂时，会被还原成　㊴Fe2＋　； Fe2＋在较强的氧化剂的作用下会被氧化成　㊵Fe3＋　 4.用覆盖铜板制作印刷电路板原理 用覆盖铜板放入FeCl3溶液中，其反应的离子方程式为　㊶2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋　。 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 （1）Fe3O4中铁元素有＋2、＋3两种价态，为混合物。（　×　） （2）FeO在空气中加热生成Fe2O3。（　×　） （3）磁铁矿的主要成分为Fe3O4。（　√　） （4）FeO和Fe2O3均为碱性氧化物。（　√　） （5）Fe2＋可以被Cl2氧化为Fe3＋，说明Fe2＋具有氧化性。（　×　） （6）向溶液中加KSCN溶液，溶液变红色，说明溶液中不含Fe2＋。（　×　） 名师提醒 （1）铁分别与氯气、盐酸反应所得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铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。 （3）Fe3O4中铁元素有＋2、＋3两种价态，可看成FeO·Fe2O3。Fe3O4是复杂的氧化物，不能认为它是FeO和Fe2O3的混合物。 （见学生用书P69） 探究点1　金属与水反应的一般规律 1.铁能与水蒸气反应，而我们日常生活中却能用铁壶烧水，为什么？ 答案　因为铁只在高温下与水蒸气反应，与冷水、热水都不反应。 1.活泼金属如K、Na等可与冷水迅速剧烈反应（放热反应），生成可溶性碱和H2。 2K＋2H2O2KOH＋H2↑ 2. Mg与冷水反应缓慢，但在加热条件下（或用沸水），Mg与水的反应加快。 Mg＋2H2OMg（OH）2＋H2↑ Al与冷水很难反应，与沸水反应缓慢。 3. Fe、Zn等可以和水蒸气反应生成金属氧化物和H2。 3Fe＋4H2O（g）Fe3O4＋4H2 4. Cu、Hg、Ag、Pt、Au不与水反应。 特别提示：活泼金属都可以与非氧化性酸中的氢离子反应，放出氢气；同样，水中的氢离子也可以与金属反应，但由于水中的氢离子的浓度比酸中的氢离子的浓度低得多，故活泼金属与水反应比与酸反应慢得多。 【例题1】下列各项正确的是（　　） A.钠与水反应的离子方程式：Na＋H2ONa＋＋OH－＋H2↑ B.铁与水蒸气反应的化学方程式：3Fe＋4H2O（g）Fe3O4＋4H2 C.镁、铝与沸水不反应 D.金属单质与水反应都生成对应的碱和氢气 思维导引：金属越活泼，与水反应越容易，现象越剧烈，Fe、Zn等与水反应生成金属氧化物和H2。 答案　B 解析　钠与水反应的离子方程式为2Na＋2H2O2Na＋＋2OH－＋H2↑，A项错误；铁与水蒸气反应的化学方程式为3Fe＋4H2O（g）Fe3O4＋4H2，B项正确；镁、铝都可以与沸水反应，C项错误；铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，D项错误。 【变式1】某学习小组进行了如图所示的实验，实验后组员之间的交流不合理的是（　　） A.甲同学认为试管b中收集到的气体可点燃，且产生淡蓝色火焰 B.乙同学认为试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁 C.丙同学认为将少量还原性铁粉放入试管中，加适量的水，加热也可实现该反应 D.丁同学认为用盐酸溶解固体生成物，所得溶液有颜色 答案　C 解析　在高温下铁与水蒸气反应生成氢气和四氧化三铁。试管b中收集到的气体为氢气，可点燃，且产生淡蓝色火焰，A项正确；试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁，B项正确；铁与冷水、热水都不反应，只能在高温下与水蒸气反应，C项错误；用盐酸溶解固体得到氯化铁和氯化亚铁的混合溶液，溶液带有颜色，D项正确。 探究点2　Fe2＋、Fe3＋的检验 2.现有6 mol·L－1硫酸、NaOH溶液、氯水，1 mol·L－1 KSCN溶液，酸性KMnO4溶液，请设计实验证明补铁剂中的铁元素是以Fe2＋的形式存在，而不是以Fe3＋的形式存在？ 答案　将补铁剂溶于水制成溶液，取适量溶液于试管中，加入几滴KSCN溶液，若无明显现象，滴入几滴氯水后，溶液变为红色，则证明补铁剂中的铁元素是以Fe2＋形式存在。 1. Fe2＋、Fe3＋的常规检验 检验方法 Fe2＋ Fe3＋ 直接观察 溶液颜色 浅绿色 棕黄色 加碱 （NaOH）法 ①现象：白色沉淀灰绿色红褐色沉淀 ②反应：Fe2＋＋2OH－Fe（OH）2↓（白色） 4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3（红褐色） ①现象：红褐色沉淀 ②反应：Fe3＋＋3OH－ Fe（OH）3↓（红褐色） 加盐 （KSCN）法 ①现象：加入KSCN溶液无明显现象，再滴入氯水（或其他氧化剂，如H2O2）变成红色溶液 ②反应：2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－ Fe3＋＋3SCN－ Fe（SCN）3（红色） ①现象：加入KSCN溶液，溶液变为红色 ②反应：Fe3＋＋3SCN－ Fe（SCN）3（红色） 加酸性 KMnO4法 ①现象：紫色褪去 ②反应：5Fe2＋＋Mn＋8H＋Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O 紫色不褪去 用铜片 检验 无明显现象 ①现象：溶液变蓝 ②反应Cu＋2Fe3＋ Cu2＋＋2Fe2＋ 2.同时含有Fe2＋和Fe3＋的溶液检验 （1）Fe2＋对检验Fe3＋无干扰，可以滴加KSCN溶液检验Fe3＋的存在。 （2）Fe3＋对检验Fe2＋有干扰，通常采用向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液，通过溶液紫红色褪去的现象检验Fe2＋的存在。 3.检验铁的氧化物中是否有＋2价铁 少量固体溶液紫色褪去。 注意：（1）步骤a中不能选用盐酸，原因是酸性KMnO4溶液可以氧化盐酸。 （2）步骤a中，不能选用稀HNO3，原因是稀HNO3可以将Fe2＋氧化为Fe3＋。 【例题2】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溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋ C.向某溶液中加入NaOH溶液，得到红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋ D.向某溶液中加入NaOH溶液得到白色沉淀，又观察到沉淀颜色逐渐变成红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，不含Mg2＋ 思维导引：加KSCN溶液检验Fe2＋、Fe3＋时，Fe3＋的存在会掩盖Fe2＋，故当Fe3＋、Fe2＋共存时，检验Fe2＋选用酸性KMnO4溶液。 答案　C 解析　A项，只能说明含有Fe3＋，不能确定Fe2＋是否存在，错误；B项，原溶液中含Fe3＋也会出现同样的现象，错误；D项，只能说明含有Fe2＋，其他离子（如能与OH－生成白色沉淀的Mg2＋）不能确定是否存在，错误。 【变式2】硫酸铁溶液中加入少量Fe粉，溶液颜色变浅，要证明该过程发生了氧化还原反应，加入下列试剂一定可行的是（　　） A. KSCN溶液 B.酸性高锰酸钾溶液 C. NaOH溶液 D.铜粉 答案　B 解析　硫酸铁溶液中加入少量Fe粉，发生反应：Fe2（SO4）3＋Fe3FeSO4，要证明该过程发生了氧化还原反应，则要证明Fe2＋的存在。KSCN溶液用于检验Fe3＋的存在，不能用于检验Fe2＋，A不符合题意；酸性高锰酸钾溶液能将Fe2＋氧化为Fe3＋，从而发生颜色变化，B符合题意；NaOH溶液既能与Fe2＋反应，也能与Fe3＋反应，由于Fe（OH）2、Fe（OH）3的混合物与Fe（OH）3的颜色差异不明显，所以难以确定Fe（OH）2的存在，C不符合题意；铜粉与Fe2＋不反应，不能证明Fe2＋的存在，D不符合题意。 探究点3　Fe（OH）2的制备及性质探究 3.直接向盛有FeSO4溶液的试管中滴入NaOH溶液，能否观察到制得Fe（OH）2？ 答案　不能，因为Fe（OH）2在空气中能够快速的被氧化为Fe（OH）3。 1.原理 Fe2＋＋2OH－Fe（OH）2↓ 2.操作 将吸有NaOH溶液的胶头滴管插入新制备的亚铁盐（以FeSO4为例）溶液的液面以下，缓慢挤出NaOH溶液。 3.保障措施 （1）亚铁盐必须是新制的，并放入Fe粉，以防Fe2＋被氧化。 （2）避免与O2的接触 ①除去溶液中溶解的O2，其方法一般是加热煮沸溶液，冷却后再使用。 ②防止空气中的O2影响Fe（OH）2的制备，常用的方法有两种： a.反应在试管底部进行，如图1所示。 b.加隔氧剂，如加入汽油、苯等密度比水小的有机溶剂，如图2所示。由于苯等的液封作用，防止了生成的Fe（OH）2被氧化。 ③通入的气体（或产生的气体）赶走空气（如图3、4）。 用产生气体的方法赶走空气并制备Fe（OH）2的过程如图4所示：Ⅰ中生成FeSO4，同时生成的H2排尽两装置中的空气，再关闭止水夹K，利用产生的H2把FeSO4溶液压入NaOH溶液中。 【例题3】某兴趣小组制备Fe（OH）2白色沉淀。 甲方案：用不含Fe3＋的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Fe（OH）2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面以下，再挤出NaOH溶液，这样操作的理由是　　　　　　　　。 乙方案：在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀硫酸等试剂制备。 （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Fe（OH）2白色沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验操作是　　　　　　　　。 （4）这样生成的Fe（OH）2沉淀能较长时间保持白色，理由是　　　　。 思维导引：甲方案的关键是隔绝氧气；乙方案的关键是利用“Fe＋H2SO4”反应制造氢气氛围，并使“FeSO4与NaOH”混合。 解析　甲方案：（1）气体的溶解度随温度的升高而降低，所以煮沸蒸馏水可去除其中溶解的O2。（2）Fe（OH）2易被O2 氧化，这样操作可避免生成的Fe（OH）2沉淀接触O2而被氧化。乙方案：原理是利用稀H2SO4和铁屑产生氢气，先赶尽装置中的空气。确定赶尽空气后，再夹紧止水夹，通过H2产生的压强将FeSO4溶液压入NaOH溶液中，从而使产生的白色Fe（OH）2沉淀在H2的还原性气氛中得以较长时间保持。 答案　甲方案：（1）煮沸　（2）避免生成的Fe（OH）2沉淀接触O2而被氧化　乙方案：（1）稀硫酸和铁屑　（2）NaOH溶液　（3）检验试管Ⅱ出口处排出的H2的纯度，当排出的H2已经纯净时再夹紧止水夹　（4）试管Ⅰ中反应生成的H2充满了整个装置， 外界O2不易进入 【变式3】根据如图所示装置和下述操作方法，回答有关问题。 按如图所示装置，用两种不同的操作方法分别进行实验，观察B管中的现象。 （1）操作Ⅰ：先夹紧止水夹a，再使A管开始反应，实验中B管中观察到的现象是　　　　　　　　； 有关反应的化学方程式是　　　　　　　　。 （2）操作Ⅱ：打开止水夹a，使A管反应一段时间后再夹紧止水夹a，实验中B管中观察到的现象是　　　　；有关反应的离子方程式是　　　　　　　　。 （3）请说明造成这两种不同现象的原因（如两种现象相同，此小题不用回答）　　　　　　　　。 解析　（1）由于Fe（OH）2极易被氧化为Fe（OH）3，溶液中溶解的氧气就能把它氧化。当夹紧a时，A试管便成了一个封闭体系，产生的氢气使A试管内压强增大，将生成的FeSO4溶液压入B中，与NaOH溶液发生反应，有Fe（OH）2生成，而NaOH溶液中溶解的氧气可将Fe（OH）2迅速氧化，最后转变成Fe（OH）3，所以看到白色沉淀的时间很短。（2）当用操作Ⅱ时，产生的H2首先通过导气管通入到B中的NaOH溶液中，将其中溶解的O2排出，再夹紧止水夹a时，FeSO4溶液被压入B中，此时反应所产生的Fe（OH）2在一段时间内不变色。 答案　（1）先出现白色絮状沉淀，沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色　FeSO4＋2NaOHFe（OH）2↓＋Na2SO4、4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3　（2）打开止水夹a时，B管内溶液中的导管口有气泡冒出，夹紧止水夹a后，B管中出现白色絮状沉淀，一段时间内沉淀不变色　Fe＋2H＋Fe2＋＋H2↑、Fe2＋＋2OH－Fe（OH）2↓ （3）操作Ⅰ没有将实验装置中的氧气排出，而操作Ⅱ产生的氢气将实验装置中的氧气排出 微专题突破5　“铁三角”——Fe、Fe2+、Fe3+的转化 （见学生用书P72） 【例题】（2021·广东卷）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 解析　由题图可知，a为Fe，b为亚铁盐，e为铁盐，c为Fe（OH）2，d为Fe（OH）3。Fe与Fe3＋发生氧化还原反应生成Fe2＋，A项正确；Fe2＋既有还原性又有氧化性，既能被氧化又能被还原，B项正确；将Fe3＋加入浓碱溶液中得到Fe（OH）3沉淀，而不能制得Fe（OH）3胶体，C项错误；结合题图可知，存在循环转化Fe2＋Fe（OH）2Fe（OH）3Fe3＋Fe2＋，D项正确。 1. Fe→Fe2＋或Fe3＋ （1）Fe（还原性）Fe2＋ 如：Fe＋2Fe3＋3Fe2＋ Fe＋Cu2＋Fe2＋＋Cu Fe＋2H＋Fe2＋＋H2↑ Fe＋I2FeI2 （2）Fe（还原性）Fe3＋ 如：2Fe＋3Cl22FeCl3 2. Fe2＋→Fe或Fe3＋ （1）Fe2＋（还原性）Fe3＋ 如：2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－ （2）Fe2＋（弱氧化性）Fe 如：Zn＋Fe2＋Fe＋Zn2＋ 3. Fe3＋→Fe或Fe2＋ （1）Fe3＋（氧化性）Fe 如：3CO＋Fe2O33CO2＋2Fe （2）Fe3＋（氧化性）Fe2＋ 如：2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋ 4.“铁三角”转化的应用 （1）含Fe2＋、Fe3＋的除杂问题 主要成分 杂质 除杂方法 FeCl3（aq） FeCl2（aq） 加入氯水或H2O2 FeCl2（aq） FeCl3（aq） 加过量铁粉后过滤 FeCl2（aq） CuCl2（aq） 加过量铁粉后过滤 （2）离子的共存问题 ①Fe3＋与I－、S2－等还原性离子不能大量共存。 ②Fe2＋与Mn （H＋）、ClO－等氧化性离子不能大量共存。 1.下列转化关系不能通过一步反应实现的是（　　） A. Fe→FeCl2 B. Fe2O3→Fe（OH）3 C. FeCl3→FeCl2 D. Fe（OH）3→Fe2O3 答案　B 解析　Fe和氯化铁反应生成FeCl2，A项不符合题意；Fe2O3不溶于水，不能直接转化为Fe（OH）3，B项符合题意；FeCl3和铁反应生成FeCl2，C项不符合题意；Fe（OH）3受热分解生成Fe2O3，D不符合题意。 2.对腐蚀电路板的蚀刻液（ FeCl3、FeCl2、CuCl2）的回收再利用一直是研究的热点。某化学兴趣小组设计流程如下： 下列说法错误的是（　　） A.合理处理蚀刻液有利于保护环境和资源再利用 B.滤渣的成分有Cu、Fe C.通入Cl2实现FeCl3溶液再生 D.上述流程中可用氢氧化钠和盐酸代替铁屑和Cl2 答案　D 解析　蚀刻液中加过量铁屑后氯化铁和氯化铜均能与铁粉反应，最终得到氯化亚铁溶液，滤渣中含过量的铁屑以及置换生成的铜单质，滤液中通入氯气后氯化亚铁被氧化成氯化铁，据此分析判断。处理蚀刻液得到铜，同时实现FeCl3溶液再生，有利于保护环境和资源再利用，A项正确；从流程图中可以看出，加入过量铁屑发生反应：Cu2＋＋FeFe2＋＋Cu， 故滤渣的成分为Cu、Fe，B项正确；过滤后的滤液再加入氯气发生反应：2Fe2＋＋Cl－2Fe3＋＋2Cl－，实现FeCl3溶液再生，C项正确；加入氢氧化钠，Cu2＋也沉淀，无法分离，D项错误。 3.下列反应的离子方程式正确的是（　　） A.铁跟FeCl3溶液反应：Fe＋Fe3＋Fe2＋ B. Fe跟稀盐酸反应：2Fe＋6H＋2Fe3＋＋3H2↑ C. FeCl2溶液跟Cl2反应：Fe2＋＋Cl2Fe3＋＋2Cl－ D. Fe（OH）3跟盐酸反应：Fe（OH）3＋3H＋Fe3＋＋3H2O 答案　D 解析　A项，得失电子、电荷均不守恒，应为Fe＋2Fe3＋3Fe2＋；B项，违反反应事实，应为Fe＋2H＋Fe2＋＋H2↑；C项，得失电子、电荷均不守恒，应为2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－。 4.已知A是一种常见金属，F是一种红褐色沉淀。试根据图中转化关系，回答下列问题。 （1）写出A、C、F、G的化学式： A　　　　；C　　　　；F　　　　；G　　　　。 （2）检验D中阳离子的方法为　　　　　　　　。 （3）保存C溶液时要加固体A的原因是　　　　　　　　。 （4）写出下列转化的离子方程式： ①D→C：　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②C→D：　　　　　　　　　　　　　　　　。 解析　根据F是红褐色沉淀知F是Fe（OH）3，从而推知A为Fe，B为Fe3O4，C为FeCl2，D为FeCl3，E为Fe（OH）2，G为Fe2O3，X为H2。 答案　（1）Fe　FeCl2　Fe（OH）3　Fe2O3　（2）取D溶液少许于试管中，加入几滴KSCN溶液，溶液变为红色，证明含Fe3＋　（3）防止Fe2＋被空气中的O2氧化　（4）①2Fe3＋＋Fe3Fe2＋　②2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－ （见学生用书P73） 1.（铁及其化合物）下列有关铁及其化、合物的说法中正确的是（　　） A.向煮沸的1 mol·L－1NaOH溶液中滴加FeCl3饱和溶液制备Fe（OH）3胶体 B.等物质的量的Fe2O3和Fe3O4分别与足量的稀硫酸反应，消耗H2SO4的物质的量之比为2∶3 C.铁丝可在氧气中燃烧生成Fe2O3 D.向一定量的稀硫酸中加入稍过量的废铁屑，是制备硫酸亚铁溶液的可行方案 答案　D 解析　NaOH溶液中氢氧根离子浓度很大，滴加FeCl3饱和溶液生成氢氧化铁沉淀，向沸水中滴加几滴FeCl3饱和溶液，继续煮沸到溶液呈红褐色为止，即可得氢氧化铁胶体，A项错误；Fe2O3和H2SO4反应的方程式为：Fe2O3＋3H2SO4Fe2（SO4）3＋3H2O，Fe3O4和H2SO4反应的方程式为：Fe3O4＋4H2SO4Fe2（SO4）3＋FeSO4＋4H2O，等物质的量的Fe2O3和Fe3O4分别与足量的稀硫酸反应，消耗H2SO4的物质的量之比为3∶4，B项错误；铁丝可在氧气中燃烧生成Fe3O4，C项错误；稀硫酸与铁的反应：Fe＋H2SO4FeSO4＋H2↑，反应条件温和，反应彻底，原料易得，所以向一定量的稀硫酸中加入稍过量的废铁屑，是制备硫酸亚铁溶液的可行方案，D项正确。 2.（“铁三角”的转化）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（s）Fe2O3（s）Fe（s） B. HClO（aq）Cl2（g）FeCl3（aq） C. Fe（s）FeCl2（s）FeCl3（s） D. FeCl3（aq）FeCl2（aq）Fe（s） 答案　D 解析　Fe和水蒸气在高温下反应生成Fe3O4，A不符合题意；HClO在光照条件下分解生成HCl和氧气，B不符合题意；Fe和氯气在加热条件下反应生成FeCl3，C不符合题意；Zn可将FeCl3还原为FeCl2，FeCl2与Zn发生置换反应可得到Fe，D符合题意。 3.[Fe（OH）2的制备]下列各图所示的实验中能较长时间看到Fe（OH）2白色沉淀的是（　　） A.①②③ B.①②④ C.①②③④ D.②③④ 答案　B 解析　Fe（OH）2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe（OH）3，即发生反应：4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3，因此想要较长时间看到Fe（OH）2白色沉淀，就要排出装置中的氧气或空气。①、②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，能较长时间看到Fe（OH）2白色沉淀；④中FeSO4溶液液面加苯阻止了空气进入，能较长时间看到Fe（OH）2白色沉淀；③由于空气中的氧气能迅速将Fe（OH）2氧化成Fe（OH）3，因而不能较长时间看到Fe（OH）2白色沉淀，B项正确。 4.（Fe2＋、Fe3＋的检验）某固体W溶于稀硫酸后，将溶液分成两份，一份溶液中加入酸性高锰酸钾溶液，溶液紫红色变浅；另一份溶液中加入KSCN溶液，溶液变红色。由此可推知，W可能是（　　） A. FeCO3 B. FeO C. Fe2O3 D. Fe3O4 答案　D 解析　根据题意，一份溶液中加入酸性KMnO4溶液后能使紫红色变浅，说明溶液中含有还原性Fe2＋。另一份溶液加入KSCN溶液后变红色，说明溶液中含有Fe3＋，由此推知W可能是Fe3O4，故选D项。 5.（综合应用）部分元素的单质及其化合物（或其溶液）的转化关系如图。已知A是生活中使用广泛的金属单质，常温下B是无色无味的液体，E是胃酸的主要成分。 请回答下列问题。 （1）写出下列物质的化学式：E　　　　；G　　　　。 （2）反应①的化学方程式为　　　　；反应②的离子方程式为　　　　。 （3）F溶液常温下呈浅绿色，该溶液中金属阳离子为　　　　（填离子符号），下列实验操作及现象能证明溶液中含有该金属阳离子的是　　　　（填标号），反应④中氧化剂和还原剂的物质的量之比为　　　　。 a.取样，滴加氯水后滴加KSCN，溶液变红 b.取样，滴加NaOH溶液，产生白色沉定，白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 c.取样，加入铜粉，无明显现象 解析　A是生活中使用广泛的金属单质，A为Fe，常温下B是无色无味的液体，B为H2O，E是胃酸的主要成分，E为HCl，A和B反应生成C为H2，D为Fe3O4，A和E反应生成F为FeCl2，则G为FeCl3，F和Cl2反应生成G。（1）根据分析，E为HCl，G为FeCl3。（2）反应①为Fe和水蒸气反应，化学方程式为3Fe＋4H2O（g）Fe3O4＋4H2；反应②为四氧化三铁和盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁、水，离子方程式为Fe3O4＋8H＋Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O。（3）F为FeCl2，溶液常温下呈浅绿色，该溶液中金属阳离子为Fe2＋； 取样，滴加氯水后，再滴加KSCN，溶液变红，可证明存在铁离子，不能证明亚铁离子的存在，a错误；取样，滴加NaOH溶液，产生白色沉淀为氢氧化亚铁，白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色沉淀为氢氧化铁，可以证明亚铁离子的存在，b正确；取样，加入铜粉，两者不反应，无明显现象，不能证明亚铁离子的存在，c错误；故选b；反应④为2FeCl2＋Cl22FeCl3，氧化剂为Cl2，还原剂为FeCl2，氧化剂和还原剂物质的量之比为1∶2。 答案　（1）HCl　FeCl3　（2） 3Fe＋4H2O（g）Fe3O4＋4H2　Fe3O4＋8H＋Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O　（3）Fe2＋　b　1∶2 学科网（北京）股份有限公司 $$