第12讲 铁及其氧化物和氢氧化物 讲义-备战2025年高考化学一轮复习讲义（苏教版2019）

第12讲　铁及其氧化物和氢氧化物 复习目标 1.掌握铁的主要性质及应用。 2.知道不同价态的铁的氧化物的主要性质和用途。 3.掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的性质及Fe(OH)2的制备方法。 考点一　铁及其氧化物 必备知识 1．铁的概述 2．铁单质 (1)铁的物理性质 银白色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被磁体吸引。 (2)铁的化学性质 铁比较活泼，还原性较强，失去电子后生成＋2价或＋3价铁的化合物。重要的化学反应为 3．铁的氧化物 (1)物理性质 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) 水溶性 不溶于水 不溶于水 不溶于水 铁的化合价 ＋2 ＋3 ＋2、＋3 (2)化学性质 ①FeO不稳定，在空气中受热，能迅速被氧化成Fe3O4。 ②FeO、Fe2O3都属于碱性氧化物，能溶于强酸，分别写出它们溶于盐酸的离子方程式：FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O，Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。 ③铁的氧化物还能被CO、Al还原，以氧化铁为例写出化学方程式：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2,Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3。 ④写出FeO溶于过量稀硝酸的化学方程式：3FeO＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O。 ⑤写出Fe2O3溶于过量氢碘酸(HI)的离子方程式：Fe2O3＋2I－＋6H＋===2Fe2＋＋I2＋3H2O。 能力提升 1．已知Zn溶于强碱时生成。利用废旧镀锌铁皮制备胶体粒子的流程如下： 下列有关说法正确的是 A．“碱洗”的主要目的是为了除去废旧镀锌铁皮表面的油污 B．“酸溶”时用98%的浓硫酸代替稀硫酸可加快反应速率 C．“氧化”时反应的离子方程式为 D．“氧化”后溶液中的阳离子只有、 2．将一定量的Fe、、CuO的混合物放入100mL的溶液中，充分反应后生成896ml。气体(标准状况下)，得到不溶固体1.28g，过滤后，滤液中的金属离子只有(假设滤液体积仍为100mL)。向滤液中滴加NaOH溶液，直至40mL时开始出现沉淀。下列说法错误的是 A．CuO的质量为1.6g B．未滴加NaOH溶液前滤液中的物质的量浓度为 C．溶液中和消耗铁的物质的量之比为2：1 D．Fe在溶液中共参与了三个反应 3．5.76g某部分氧化的Fe、Cu合金样品(氧化产物为、CuO)，经如下处理，下列说法正确的是 A．V=448 B．样品中Fe元素的质量为2.14g C．未氧化前Fe元素的质量分数约为38.89％ D．样品中CuO的质量为3.52g 4．用铁泥(主要成分为、FeO和少量Fe)制备超顺磁性纳米(平均直径为25nm)的流程图如下(所加试剂均过量，部分步骤已省略)，下列叙述正确的是 A．滤液B的溶质主要为氯化铁 B．步骤②中发生的反应均为置换反应 C．为防止在步骤⑤中继续氧化亚铁离子，步骤④反应完成后剩余的需加热除去 D．将步骤⑤得到的纳米均匀分散在水中时，不能产生丁达尔效应 5．工业上利用废铁屑(含少量Fe2O3、Al2O3)生产碱式硫酸铁的工艺流程如图：    下列说法正确的是 A．该工艺流程符合绿色化学的理念 B．滤液中所含的阳离子主要为、、 C．反应II加入H2SO4只是用于调节溶液酸碱性 D．蒸发过程中可以升高温度，在加快反应速率的同时还能让充分水解 归纳总结 确定铁的氧化物组成的基本方法 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按物质的量之比为1∶1组成的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3的物质的量之比为1∶1，Fe3O4的物质的量为任意值)。 考点二　铁的氢氧化物 必备知识 氢氧化铁和氢氧化亚铁的比较 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 可溶性亚铁盐与碱溶液反应： Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱溶液反应： Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 二者的关系 在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状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 归纳总结 防止Fe(OH)2氧化的方法 (1)将配制溶液的蒸馏水煮沸，排出溶解的氧气。 (2)将盛有氢氧化钠溶液的胶头滴管尖端插入试管里的亚铁盐溶液液面下，再慢慢挤出NaOH溶液。 (3)在亚铁盐溶液上面加保护层，例如苯或植物油等。 (4)充入保护气，如氢气、氮气、稀有气体等。 (5)用铁作阳极，石墨作阴极，电解NaOH溶液或NaCl溶液；利用新产生的Fe2＋与OH－反应制取Fe(OH)2，阴极产生H2，防止Fe(OH)2氧化。 能力提升 1．某溶液A可能含有Na+、NH4+、Mg2+、Fe3+、Ba2+、Clˉ、SO42-、Iˉ、CO32-、HCO3-离子中的若干种。取该溶液进行如下实验：(已知Ag2SO4微溶于水，可溶于硝酸)： 下列说法正确的是 A．溶液A中一定没有Ba2+，可能存在SO42- B．白色沉淀甲一定为Mg(OH)2 C．溶液A中一定存在NH4+、Clˉ，一定不存在Fe3+、Iˉ、CO32- D．判断溶液A中是否存在Fe3+，需向溶液A中加入KSCN溶液观察溶液是否变红色 2．某固体粉末样品中可能含有SiO2、Fe2O3、CaO、CuO、MgO、Na2O和炭粉等成分，为确认其中的组分，某同学设计并完成了如下实验： A．从现象1和3可推断样品中有CaO，没有Na2O B．从现象3可推断样品中有SiO2 C．从现象4和5可推断样品中有Fe2O3和MgO D．从现象4和6可推断样品中有炭粉，无CuO 3．部分氧化的Fe—Cu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.76g，经如图处理： 下列说法不正确的是 A．样品中Fe元素的质量为2.24 g B．V＜896 C．参与反应的n(H2SO4) = 0.04 mol D．滤液A中的阳离子为Fe2+、Cu2+、H+ 4．某小组设计实验探究是否能与形成络离子。查阅资料：向难溶电解质中加入具有不同离子的可溶性强电解质溶液，会使难溶电解质溶解度增大，这种现象叫做“盐效应”。实验表明：“盐效应”与离子浓度、离子所带电量有关。分别取等量的纯进行实验，实验结果如图所示： 下列推断正确的是 A．实验Ⅱ中，KCl溶液能促进溶解 B．相同浓度下，KSCN溶液盐效应大于KCl溶液 C．滤液中＋2价铁离子总浓度：实验Ⅰ=实验Ⅱ D．实验表明，和不能形成络离子 5．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 真题测评 1．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 2．下列说法不正确的是 A．氯气可用于自来水的消毒 B．镁可用于制造信号弹和焰火 C．氢氧化铁胶体能用于净水 D．二氧化硫不可用于漂白纸浆 3．实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是 A．反应为 B．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好 C．用木柴点燃肥皂泡检验生成的氢气 D．使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉 4．研究反应物的化学计量数与产物之间的关系时，使用类似数轴的方法可以收到的直观形象的效果。下列表达不正确的是（   ） A．密闭容器中CuO和C高温反应的气体产物： B．Fe在Cl2中的燃烧产物： C．AlCl3溶液中滴加NaOH后铝的存在形式： D．氨水与SO2反应后溶液中的铵盐： 5．用下图装置（夹持、加热装置已略）进行实验，有②中现象，不能证实①中反应发生的是（   ） ①中实验 ②中现象 A 铁粉与水蒸气加热 肥皂水冒泡 B 加热NH4Cl和Ca(OH)2混合物 酚酞溶液变红 C NaHCO3固体受热分解 澄清石灰水变浑浊 D 石蜡油在碎瓷片上受热分解 Br2的CCl4溶液褪色 A．A B．B C．C D．D 拓展精炼 1．部分被氧化的Fe-Cu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.76g，经如下处理： 已知：氯化铁溶液用于腐蚀印刷电路铜板的离子反应为。下列说法正确的是 ①滤液A中的阳离子为Fe2+、Fe3+、H+ ②样品中氧原子的物质的量为0.02mol ③溶解样品的过程中消耗H2SO4的总物质的量为0.04mol④V=224⑤V=448 A．①③④ B．②③④ C．②③⑤ D．①②⑤ 2．铁在冷的稀硝酸中反应的主要还原产物为NO，而在热的稀硝酸中反应其主要还原产物为，当溶液更稀主要还原产物为，现向一定量的冷的稀硝酸中逐渐加入铁，如图为反应液中的浓度与产生的气体量随铁的物质的量的变化情况(假设在任一气体产生曲线段内只有一种还原产物)，下列有关说法不正确的是(已知：) A．若oa段与ab段铁的物质的量相等，则这两段所产生的气体的物质的量之比为2：1 B．bc段发生反应的离子方程式为： C．反应到达c点时，溶液中主要阳离子是 D．若反应到达d点时反应完全结束，c、d两点对应的铁的物质的量之比为2：3 3．向含有1mol 和1mol 的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量，溶液中金属阳离子a、b与所加铁粉的物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。下列有关判断正确的是 A． B．a表示的关系曲线 C．P点时， D．向P点溶液中加入铜粉，最多可溶解14.4g 4．利用铁元素价类二维图可以从不同角度研究含铁物质的性质及其转化关系(其中为高铁酸根，铁元素为价)，下列说法正确的是 A．用铁丝在氧气中燃烧可实现上述转化① B．欲证明某溶液中含而无的最佳方案为：先滴加氯水，再滴加溶液 C．转化⑦的现象是绿色沉淀转变为红褐色 D．转化⑤中可用于自来水消毒杀菌，的消毒效率是等物质的量的的1.5倍 5．某红色粉末样品可能含有和中的一种或两种，为探究其组成，研究组同学取少量样品加入过量稀硫酸进行实验。(已知：)下列有关说法正确的是 A．若固体部分溶解，则样品中一定含有，一定不含有 B．若固体全部溶解，则发生的离子反应只有： C．若固体全部溶解，再滴加KSCN溶液，溶液不变红，则样品中为2∶1 D．另取ag样品在空气中充分加热至质量不再变化，称其质量为bg(b>a)，则混合物中的质量分数为 6．钢铁制品经常要进行烤蓝处理，即在铁制品的表面生成一层致密的。某化学兴趣小组为了研究烤蓝铁片，进行了以下实验操作： Ⅰ.把一定量烤蓝铁片加工成均匀粉末； Ⅱ.取一定量的粉末，放入的盐酸中，二者恰好完全反应，生成(标况)，再向溶液中滴入KSCN溶液，无现象。 已知：①不考虑空气对反应的影响；②杂质不参与反应。 下列说法错误的是 A．由实验可知，反应后所得的溶液中一定无 B．样品中氧元素的物质的量为 C．样品中铁元素的含量约为70% D．若将生成的恰好全部与灼热的氧化铜反应，最多可得到铜单质 7．某同学利用下图所示的实验装置进行铁跟水蒸气反应的实验，并研究反应后硬质试管中黑色固体物质的成分。下列说法正确的是 A．观察到肥皂水中产生气泡说明该反应中已经有氢气生成 B．向反应后的固体加入稀硫酸使其完全溶解，若滴加KSCN溶液后不变红色，说明没有生成 C．向反应后的固体加入稀硫酸使其完全溶解，若滴加铁氰化钾溶液后出现蓝色沉淀，说明铁粉未完全反应 D．排除氧气干扰的条件下，将反应后的固体用稀硫酸溶解，若滴加KSCN溶液后变红色，说明黑色固体中可能有 8．利用含、的矿渣制备的一种工艺流程如下。 已知：“水浸”后所得浸出液中溶质的主要成分为。 下列说法正确的是 A．“焙烧”中发生的反应为 B．“水浸”后所得浸出渣的主要成分为 C．“沉铬”中消耗的氧化剂与还原剂的物质的量之比为 D．“沉铬”后所得上层清液中溶质主要为 9．某同学采用废铁屑(主要成分为Fe2O3、Fe，还含少量碳单质)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．将反应1加入的稀硫酸改为浓硫酸，加以加快溶解的速率 C．反应2的离子方程式：Fe2++ 2=FeCO3↓+ CO2↑+H2O D．为避免硫酸溶解时Fe2+被空气氧化，废铁屑应适当过量 10．X溶液中可能含有下列8种离子中的几种：Fe3+、Fe2+、Na+、NH、CO、Cl−、SO、SO。某同学为确定其成分，设计并完成以下实验(已知：Fe3+与SCN−呈血红色，且不考虑水解，所加试剂均足量)： 下列说法正确的是 A．X溶液中一定存在Na+、SO、SO、CO B．X溶液中一定存在NH、Na+、SO，至少含有Fe3+、Fe2+离子中的一种 C．取少量X溶液，先加入适量氯水，再加少量KSCN溶液，若溶液呈血红色，则含有Fe2+ D．X溶液中一定含有Cl−，且c(Cl−)0.1mol·L−1 11．某课外实验小组设计的下列实验不合理的是                      （   ） A．制备并观察氢氧化亚铁 B．证明过氧化钠与水反应放热 C．制备并收集少量NO2气体 D．实验室制备少量氨气 12．下列装置能达到相应实验目的的是 A．除去CO2中的HCl B．制备Fe(OH)2并能较长时间观察其颜色 C．验证碳酸的酸性强于硅酸 D．分离苯和酒精 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第12讲　铁及其氧化物和氢氧化物 复习目标 1.掌握铁的主要性质及应用。 2.知道不同价态的铁的氧化物的主要性质和用途。 3.掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的性质及Fe(OH)2的制备方法。 考点一　铁及其氧化物 必备知识 1．铁的概述 2．铁单质 (1)铁的物理性质 银白色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被磁体吸引。 (2)铁的化学性质 铁比较活泼，还原性较强，失去电子后生成＋2价或＋3价铁的化合物。重要的化学反应为 3．铁的氧化物 (1)物理性质 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) 水溶性 不溶于水 不溶于水 不溶于水 铁的化合价 ＋2 ＋3 ＋2、＋3 (2)化学性质 ①FeO不稳定，在空气中受热，能迅速被氧化成Fe3O4。 ②FeO、Fe2O3都属于碱性氧化物，能溶于强酸，分别写出它们溶于盐酸的离子方程式：FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O，Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。 ③铁的氧化物还能被CO、Al还原，以氧化铁为例写出化学方程式：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2,Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3。 ④写出FeO溶于过量稀硝酸的化学方程式：3FeO＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O。 ⑤写出Fe2O3溶于过量氢碘酸(HI)的离子方程式：Fe2O3＋2I－＋6H＋===2Fe2＋＋I2＋3H2O。 能力提升 1．已知Zn溶于强碱时生成。利用废旧镀锌铁皮制备胶体粒子的流程如下： 下列有关说法正确的是 A．“碱洗”的主要目的是为了除去废旧镀锌铁皮表面的油污 B．“酸溶”时用98%的浓硫酸代替稀硫酸可加快反应速率 C．“氧化”时反应的离子方程式为 D．“氧化”后溶液中的阳离子只有、 【答案】C 【分析】废旧锌铁皮加入NaOH溶液中，氢氧化钠溶液与油污反应生成高级脂肪酸盐，具有去除油污作用，Zn溶于强碱时生成，过滤，所得固体加入过量稀硫酸溶解铁，发生反应： ，加入适量过氧化氢，氧化部分亚铁离子，氧化后的溶液中含有：H+、Fe2+、Fe3+、，向溶液中通入氮气排出空气防止亚铁离子被氧化，加入NaOH溶液生成四氧化三铁胶体粒，以此解答。 【详解】A．经过氢氧化钠溶液碱洗后，Zn溶于强碱时生成，Fe不溶解，故用氢氧化钠溶液处理废旧镀锌铁皮，主要目的是便于分离提纯铁，故A错误； B．“酸溶”时，98%浓硫酸与铁能发生钝化，不能溶解铁，故B错误； C．加入适量过氧化氢，氧化部分亚铁离子，离子方程式为：，故C正确； D．“氧化”过程中部分Fe2+被氧化为Fe3+，“酸溶”过程中所加硫酸过量，因此“氧化”后溶液中所存在的离子有：H＋、Fe2＋、Fe3＋、，故D错误； 故答案选C。 2．将一定量的Fe、、CuO的混合物放入100mL的溶液中，充分反应后生成896ml。气体(标准状况下)，得到不溶固体1.28g，过滤后，滤液中的金属离子只有(假设滤液体积仍为100mL)。向滤液中滴加NaOH溶液，直至40mL时开始出现沉淀。下列说法错误的是 A．CuO的质量为1.6g B．未滴加NaOH溶液前滤液中的物质的量浓度为 C．溶液中和消耗铁的物质的量之比为2：1 D．Fe在溶液中共参与了三个反应 【答案】C 【分析】向滤液中滴加2mol/L的NaOH溶液，直至40mL时开始出现沉淀, 说明与混合物反应后硫酸过量，则剩余1.28g固体中不存在Fe、Fe2O3和CuO，只含Cu，其物质的量为，反应前硫酸物质的量为0.1L×2.2mol/L=0.22mol，剩余的硫酸为，由滤液中的金属离子只有Fe2+可知，混合物中铁元素总物质的量为0.22mol-0.04mol=0.18mol。 【详解】A．滤液中加入2mol/L的NaOH溶液至40mL时开始出现沉淀，说明与混合物反应后硫酸过量，则剩余1.28g固体中不存在Fe、Fe2O3和CuO，只含Cu，所以Cu的物质的量，则CuO的质量，故A正确； B．由以上分析可知与NaOH溶液反应的硫酸的物质的量为，根据守恒，可知，未滴加NaOH溶液前滤液中FeSO4物质的量浓度为，故B正确； C．，其消耗的，其生成的Cu2+消耗的，由分析可知反应中，Fe、CuO、Fe2O3共消耗，，由(标准状况)，，该反应中消耗的，该部分消耗的，则氧化铁消耗的，则由方程式可知，，所以其生成的Fe3+消耗的，故溶液中Cu2+和Fe3+消耗铁的物质的量之比为1:2，故C错误； D．溶液中发生的反应有、、CuO+H2SO4=CuSO4+H2O、、，即Fe在溶液中参与了三个反应，故D正确； 故答案为：C。 3．5.76g某部分氧化的Fe、Cu合金样品(氧化产物为、CuO)，经如下处理，下列说法正确的是 A．V=448 B．样品中Fe元素的质量为2.14g C．未氧化前Fe元素的质量分数约为38.89％ D．样品中CuO的质量为3.52g 【答案】A 【分析】样品溶于足量稀硫酸时，氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水，氧化铜与稀硫酸反应生成氧化铜和水，由氧化还原反应规律可知，铁与溶液中离子反应的顺序为铁离子、铜离子、氢离子，由反应得到标准状况下VmL氢气可知，溶解过程中稀硫酸过量，合金中的铁完全反应，铁元素完全转化为亚铁离子、铜元素完全转化为铜，则滤液A为稀硫酸和硫酸亚铁的混合溶液、滤渣为铜，滤液A经沉淀、过滤、灼烧得到的固体为氧化铁；由铁原子个数守恒可知，合金中铁元素的物质的量为×2=0.04mol，由电荷守恒可知，反应消耗硫酸的物质的量为0.04mol，由样品的质量可知，样品中氧元素的物质的量为=0.02mol，由氢原子个数守恒可知，反应生成氢气的物质的量为(0.04mol×2—0.02mol×2)×=0.02mol。 【详解】A．由分析可知，标准状况下反应生成氢气的体积为0.02mol×22.4mol/L=4.48L，故A正确； B．由分析可知，合金中铁元素的质量为0.04mol×56g/mol=2.24g，故B错误； C．由原子个数守恒可知，未氧化前，合金中铁的质量为0.04mol×56g/mol=2.24g，铜的质量为3.2g，则铁元素的质量分数为×100%=41.2%，故C错误； D．由分析可知，合金中铁元素的质量为0.04mol×56g/mol=2.24g，则氧化铜的质量一定小于5.76g-2.24g=3.52g，故D错误； 故选A。 4．用铁泥(主要成分为、FeO和少量Fe)制备超顺磁性纳米(平均直径为25nm)的流程图如下(所加试剂均过量，部分步骤已省略)，下列叙述正确的是 A．滤液B的溶质主要为氯化铁 B．步骤②中发生的反应均为置换反应 C．为防止在步骤⑤中继续氧化亚铁离子，步骤④反应完成后剩余的需加热除去 D．将步骤⑤得到的纳米均匀分散在水中时，不能产生丁达尔效应 【答案】C 【分析】铁泥(主要成分为、FeO和少量Fe)与稀盐酸反应得到的滤液A中溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的盐酸；加入铁粉还原铁离子：，过量的盐酸和Fe反应：，过滤过量的铁，滤液B的溶质主要为氯化亚铁；加入氢氧化钠溶液，生成；向浊液C中加入溶液，反应完成后需除去剩余的，再与氯化亚铁混合，经一系列操作后得到产品。 【详解】A．滤液B的溶质主要为氯化亚铁，A项错误； B．加入铁粉还原铁离子的反应不是置换反应，铁单质与过量盐酸的反应，属于置换反应，B项错误； C．为防止在步骤⑤中继续氧化亚铁离子，需除去剩余，C项正确； D．超顺磁性纳米平均直径为25nm，其均匀分散在水中后得到胶体，能产生丁达尔效应，D项错误； 故选C。 5．工业上利用废铁屑(含少量Fe2O3、Al2O3)生产碱式硫酸铁的工艺流程如图：    下列说法正确的是 A．该工艺流程符合绿色化学的理念 B．滤液中所含的阳离子主要为、、 C．反应II加入H2SO4只是用于调节溶液酸碱性 D．蒸发过程中可以升高温度，在加快反应速率的同时还能让充分水解 【答案】B 【分析】硫酸和过量废铁屑经过反应I后溶液中的金属离子有 Fe2+、Al3+，加入氨水后形成氢氧化铝沉淀过滤后滤渣中为氢氧化铝沉淀，滤液中含的金属离子为Fe2+，其他阳离子为 、在滤液中加入硫酸和NaNO2后，NaNO2与反应生成 NO，被氧化为，经过反应蒸发冷却得到Fe(OH)SO4。 【详解】A．该过程中有NO生成，不符合绿色化学的理念，A错误； B．滤液中所含的阳离子主要为、、，B正确； C．在滤液中加入硫酸和NaNO2后，NaNO2与反应生成 NO，H2SO4不仅用于调节溶液酸碱性还参与反应，C错误； D．蒸发过程中温度过高，铁离子水解转变为Fe(OH)3，同时Fe(OH)2+，水解程度也会增大，降低了Fe(OH)SO4的产率，D错误； 故选B。 归纳总结 确定铁的氧化物组成的基本方法 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按物质的量之比为1∶1组成的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3的物质的量之比为1∶1，Fe3O4的物质的量为任意值)。 考点二　铁的氢氧化物 必备知识 氢氧化铁和氢氧化亚铁的比较 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 可溶性亚铁盐与碱溶液反应： Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱溶液反应： Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 二者的关系 在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状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 归纳总结 防止Fe(OH)2氧化的方法 (1)将配制溶液的蒸馏水煮沸，排出溶解的氧气。 (2)将盛有氢氧化钠溶液的胶头滴管尖端插入试管里的亚铁盐溶液液面下，再慢慢挤出NaOH溶液。 (3)在亚铁盐溶液上面加保护层，例如苯或植物油等。 (4)充入保护气，如氢气、氮气、稀有气体等。 (5)用铁作阳极，石墨作阴极，电解NaOH溶液或NaCl溶液；利用新产生的Fe2＋与OH－反应制取Fe(OH)2，阴极产生H2，防止Fe(OH)2氧化。 能力提升 1．某溶液A可能含有Na+、NH4+、Mg2+、Fe3+、Ba2+、Clˉ、SO42-、Iˉ、CO32-、HCO3-离子中的若干种。取该溶液进行如下实验：(已知Ag2SO4微溶于水，可溶于硝酸)： 下列说法正确的是 A．溶液A中一定没有Ba2+，可能存在SO42- B．白色沉淀甲一定为Mg(OH)2 C．溶液A中一定存在NH4+、Clˉ，一定不存在Fe3+、Iˉ、CO32- D．判断溶液A中是否存在Fe3+，需向溶液A中加入KSCN溶液观察溶液是否变红色 【答案】C 【分析】某溶液A中加入过量氢氧化钠溶液，生成气体，则溶液A中一定存在NH4+；甲为白色沉淀，则溶液A中一定不存在Fe3+，白色沉淀甲为Mg(OH)2、BaCO3中至少一种（其中生成BaCO3的反应为：），故溶液A中Ba2+和Mg2+至少有1种，因此该溶液中一定不存在CO32-；所得滤液中加稀硫酸不产生沉淀，则滤液中不含Ba2+、加入硝酸银和稀硝酸有白色沉淀乙生成，乙为AgCl，则溶液A中一定存在Clˉ、一定不存在Iˉ；据此分析作答。 【详解】某溶液A中加入过量氢氧化钠溶液，生成气体，则溶液A中一定存在NH4+；甲为白色沉淀，则溶液A中一定不存在Fe3+，白色沉淀甲为Mg(OH)2、BaCO3中至少一种（其中生成BaCO3的反应为：），故溶液A中Ba2+和Mg2+至少有1种，因此该溶液中一定不存在CO32-；所得滤液中加稀硫酸不产生沉淀，则滤液中不含Ba2+、加入硝酸银和稀硝酸有白色沉淀乙生成，乙为AgCl，则溶液A中一定存在Clˉ、一定不存在Iˉ； A. 溶液A中可能有Ba2+，A错误； B. 白色沉淀甲为Mg(OH)2、BaCO3中至少一种，B错误； C. 据以上分析，溶液A中一定存在NH4+、Clˉ，一定不存在Fe3+、Iˉ、CO32-，C正确； D. 甲是白色沉淀，故判断溶液A中不存在Fe3+，D错误； 答案选C。 【点睛】本题的易错点是A项，同学会根据滤液中加硫酸没有出现沉淀而误以为溶液A中不存在钡离子；实际上，不管溶液A中是不是存在钡离子，滤液中都不存在钡离子，当溶液A中有钡离子时，钡离子会被沉淀出现在白色沉淀甲中，反应为：。 2．某固体粉末样品中可能含有SiO2、Fe2O3、CaO、CuO、MgO、Na2O和炭粉等成分，为确认其中的组分，某同学设计并完成了如下实验： A．从现象1和3可推断样品中有CaO，没有Na2O B．从现象3可推断样品中有SiO2 C．从现象4和5可推断样品中有Fe2O3和MgO D．从现象4和6可推断样品中有炭粉，无CuO 【答案】C 【详解】A.SiO2、Fe2O3、CaO、CuO、MgO、Na2O和炭粉溶于水，SiO2、CuO、MgO、Fe2O3难溶于水，Na2O、CaO和水反应生成NaOH和Ca(OH)2，二氧化硅可溶于氢氧化钠溶液。向溶液1中通入CO2，先出现白色沉淀后消失，说明沉淀是碳酸钙，沉淀中肯定不含硅酸，发生反应CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O、CaCO3+CO2+H2O =2Ca(HCO3)2，所以从现象1和3可推断样品中有CaO，没有Na2O，A正确； B. SiO2和NaOH反应生成Na2SiO3，硅酸钠与盐酸反应生成白色沉淀硅酸，故从现象3可推断样品中有SiO2，B正确； C.CuO、MgO、Fe2O3与盐酸反应生成CuCl2、MgCl2、FeCl3，黑色固体为碳粉，CuCl2溶液呈蓝色，则一定没有CuO，红褐色沉淀中一定有Fe(OH)3、可能有Mg(OH)2，故原混合物中一定有Fe2O3、无法确定是否有MgO，C不正确； D. 从现象4和6可推断样品中有炭粉，无CuO，D正确。 答案选C。 3．部分氧化的Fe—Cu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.76g，经如图处理： 下列说法不正确的是 A．样品中Fe元素的质量为2.24 g B．V＜896 C．参与反应的n(H2SO4) = 0.04 mol D．滤液A中的阳离子为Fe2+、Cu2+、H+ 【答案】D 【分析】部分氧化的合金样品中含有铁、铜、氧化铁和氧化铜，由题给流程可知，合金样品与足量稀硫酸反应、过滤得到VmL氢气、3.2g铜和含有稀硫酸、硫酸亚铁的滤液A；滤液A与足量氢氧化钠溶液反应、过滤得到氢氧化亚铁沉淀，沉淀充分灼烧得到3.2g氧化铁；由铜原子和铁原子个数守恒可知，样品中铜元素、铁元素的物质的量分别为=0.05mol、×2=0.04mol，则合金中铁元素的质量为0.04mol×56g/mol=2.24g 、氧元素的物质的量为=0.02mol，由水的分子式可知，反应中消耗氢离子的物质的量为0.02mol×2=0.04mol，由铁元素的物质的量可知，参加反应的硫酸物质的量为0.04mol，所以稀硫酸与铁反应生成标准状况下氢气的体积为(0.04mol×2—0.04mol) ××22.4L/mol×103mL/L=448mL。 【详解】A．由分析可知，样品中铁元素的质量为2.24 g，故A正确； B．由分析可知，反应生成标准状况下氢气的体积为448mL，则V＜896，故B正确； C．由分析可知，参与反应的硫酸物质的量为0.04mol，故C正确； D．由分析可知，滤液A为含有稀硫酸和硫酸亚铁的混合溶液，溶液中的阳离子为亚铁离子和氢离子，不含有铜离子，故D错误； 故选D。 4．某小组设计实验探究是否能与形成络离子。查阅资料：向难溶电解质中加入具有不同离子的可溶性强电解质溶液，会使难溶电解质溶解度增大，这种现象叫做“盐效应”。实验表明：“盐效应”与离子浓度、离子所带电量有关。分别取等量的纯进行实验，实验结果如图所示： 下列推断正确的是 A．实验Ⅱ中，KCl溶液能促进溶解 B．相同浓度下，KSCN溶液盐效应大于KCl溶液 C．滤液中＋2价铁离子总浓度：实验Ⅰ=实验Ⅱ D．实验表明，和不能形成络离子 【答案】A 【分析】两个为对比实验，通过实验现象的不同可知，实验Ⅰ中浓度较大， 和能形成无色络离子，会促进溶解的溶解，使在KSCN溶液中溶解度大于在KCl溶液中的溶解度，据此分析。 【详解】A．盐效应实质是阴、阳离子之间静电吸引力，促进平衡向溶解方向移动，A正确； B．根据盐效应的影响因素可知，KSCN和KCl的阳离子相同、阴离子所带电荷数相等，在浓度相同条件下它们的盐效应相近，B错误； C．实验Ⅰ最终产生红褐色沉淀，说明对应的滤液中含有总浓度较大，实验Ⅱ中总浓度较小，C错误； D．通过实验说明，和能形成无色络离子，D错误； 故本题选A。 5．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 【详解】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。 真题测评 1．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 【详解】A．MgO是碱性氧化物与NaOH不能反应，而Al2O3是两性氧化物，可以与NaOH发生反应产生NaAlO2，过滤后洗涤，就得到纯净的MgO，故A不选； B．向溶液中加入过量的NaOH溶液，FeCl3变为Fe(OH)3沉淀，AlCl3变为NaAlO2，过滤，然后向溶液中加入适量的盐酸，当沉淀达到最大值中，过滤，得到Al(OH)3，再分别向两种物质的沉淀中加入适量的盐酸溶解，就得到AlCl3溶液，除去了杂质，故B不选； C．SiO2是酸性氧化物，可以与NaOH发生反应，而碱性氧化物Fe2O3与NaOH不能发生反应，加入过量的NaOH，然后过滤洗涤，就得到纯净的Fe2O3，故C不选； D．二者都可以与NaOH发生反应，当再向得到的沉淀中加入盐酸时，二者都溶解，不能分离、提纯二者，故D选； 故选D。 【点睛】分离或提纯时，若需要加入试剂，试剂的选择应遵循以下五个原则：①所选试剂一般只和杂质反应；②作不应引入新的杂质；③不减，即不减少欲被提纯的物质；④易分，即欲被提纯的物质与杂质应容易分离；⑤易得，试剂应尽可能容易获得，且价格低廉。 2．下列说法不正确的是 A．氯气可用于自来水的消毒 B．镁可用于制造信号弹和焰火 C．氢氧化铁胶体能用于净水 D．二氧化硫不可用于漂白纸浆 【答案】D 【详解】A．氯气溶于水生成HClO，HClO具有强氧化性，可以杀菌消毒，故A正确； B．镁在空气中点燃，剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，生成白色固体氧化镁，镁是制造信号弹、焰火、闪光粉、轻质合金等的原料，故B正确； C．氢氧化铁胶体具有净水能力，能吸附水中的悬浮杂质，故C正确； D．二氧化硫具有漂白性，二氧化硫可用于漂白纸浆，故D错误； 故选D。 3．实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是 A．反应为 B．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好 C．用木柴点燃肥皂泡检验生成的氢气 D．使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉 【答案】B 【详解】A．铁和水蒸气在高温下发生反应生成和，该反应的化学方程式为，A正确； B．酒精灯放在铁粉下方加热可以产生高温，且不影响水的蒸发，若移至湿棉花下方则难以产生高温，则实验效果不好，B错误； C．用木柴点燃肥皂泡，若产生尖锐的爆鸣声，则可检验生成的气体为氢气，C正确； D．由于该实验中的反应要在高温下发生，因此要使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉，D正确； 故选B。 4．研究反应物的化学计量数与产物之间的关系时，使用类似数轴的方法可以收到的直观形象的效果。下列表达不正确的是（   ） A．密闭容器中CuO和C高温反应的气体产物： B．Fe在Cl2中的燃烧产物： C．AlCl3溶液中滴加NaOH后铝的存在形式： D．氨水与SO2反应后溶液中的铵盐： 【答案】B 【详解】A. 该过程涉及的化学方程式有：，，A错正确； B. Fe在Cl2中燃烧，只会生成FeCl3，B错误； C. 该过程涉及的化学方程式有：Al3++3OH-=Al(OH)3↓，Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O，C正确； D. 该过程涉及的化学方程式有：2NH3·H2O+SO2 =(NH4)2SO3+H2O，NH3·H2O+SO2 =NH4HSO3，D正确； 故合理选项为B。 5．用下图装置（夹持、加热装置已略）进行实验，有②中现象，不能证实①中反应发生的是（   ） ①中实验 ②中现象 A 铁粉与水蒸气加热 肥皂水冒泡 B 加热NH4Cl和Ca(OH)2混合物 酚酞溶液变红 C NaHCO3固体受热分解 澄清石灰水变浑浊 D 石蜡油在碎瓷片上受热分解 Br2的CCl4溶液褪色 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．加热过程中的热空气、铁和水蒸气反应生成的氢气都能使肥皂水冒泡，所以肥皂水冒泡该反应不一定发生，故A错误； B．NH4Cl+Ca(OH)2NH3↑+CaCl2+H2O、NH3+H2O⇌NH3．H2O⇌NH4++OH﹣，氨水溶液呈碱性，所以能使酚酞试液变红色，故B正确； C.2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，如果②中澄清石灰水变浑浊，则①中一定发生反应，故C正确； D．溴的四氯化碳褪色说明有不饱和烃生成，所以①中一定发生化学反应，故D正确； 故选A。 拓展精炼 1．部分被氧化的Fe-Cu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.76g，经如下处理： 已知：氯化铁溶液用于腐蚀印刷电路铜板的离子反应为。下列说法正确的是 ①滤液A中的阳离子为Fe2+、Fe3+、H+ ②样品中氧原子的物质的量为0.02mol ③溶解样品的过程中消耗H2SO4的总物质的量为0.04mol④V=224⑤V=448 A．①③④ B．②③④ C．②③⑤ D．①②⑤ 【答案】C 【分析】硫酸足量，Fe2O3、CuO与硫酸反应生成Fe3+、Cu2+，铁反应生成Fe2+，铜与硫酸不反应，由氧化性Fe3+＞Cu2+＞H+，可知Fe3+优先反应，由于滤液A中不含Cu2+且有气体（氢气）生成，则滤液A中不含Fe3+，3.2g滤渣为金属铜，其物质的量为0.05mol，即合金样品中共含铜元素0.05mol，滤液A中加足量氢氧化钠溶液，所得滤渣灼烧得到的3.2g固体为Fe2O3，其物质的量为0.02mol，其中铁元素的物质的量为0.04mol。 【详解】①滤液A中的阳离子为Fe2+、H+，不含Fe3+，故①错误； ②样品中含有的元素有铁、铜、氧三种元素，由以上分析可知铜元素质量为3.2g，铁元素物质的量为0.04mol,即2.24g，所以含有氧元素的质量为,则含氧原子的物质的量为0.02mol，故②正确； ③样品与硫酸恰好反应得到的溶液为硫酸亚铁溶液，根据原子守恒可知消耗的n(H2SO4)=n(FeSO4)=n(Fe)=0.04mol，故③正确； ④根据③分析可知参加反应的硫酸的物质的量为0.04mol，其中含H+的物质的量是0.08mol，根据②可知混合物中含有氧元素的物质的量是0.02mol，则其与H+结合产生H2O的物质的量为0.02mol，消耗H+的物质的量为0.04mol，剩余的0.04mol H+变为氢气溢出，产生氢气的物质的量是0.02mol，即标准状况体积448mL，故④错误、⑤正确，综上所述，说法正确的是：②③⑤； 故答案为：C。 2．铁在冷的稀硝酸中反应的主要还原产物为NO，而在热的稀硝酸中反应其主要还原产物为，当溶液更稀主要还原产物为，现向一定量的冷的稀硝酸中逐渐加入铁，如图为反应液中的浓度与产生的气体量随铁的物质的量的变化情况(假设在任一气体产生曲线段内只有一种还原产物)，下列有关说法不正确的是(已知：) A．若oa段与ab段铁的物质的量相等，则这两段所产生的气体的物质的量之比为2：1 B．bc段发生反应的离子方程式为： C．反应到达c点时，溶液中主要阳离子是 D．若反应到达d点时反应完全结束，c、d两点对应的铁的物质的量之比为2：3 【答案】A 【分析】根据题意可知，题给出的图像可分为两部分，其一为H+浓度随n(Fe)的改变情况；其二为产生气体的体积随n(Fe)的改变情况，从题给条件知铁在冷稀HNO3中生成NO，在热稀HNO3中生成N2O，Fe与HNO3 反应为放热反应。故图像中：Oa段产物为NO；ab段产物为N2O；bc段产物为NH；cd段H+耗尽无气体产生，是Fe与Fe(NO3)3反应，气体总体积为一定值。 【详解】A．由分析可知，Oa段产物为NO，N元素由+5价下降到+2价，ab段产物为N2O，N元素由+5价下降到+1价，若oa段与ab段铁的物质的量相等，由得失电子守恒可知这两段所产生的气体的物质的量之比为=8：3，故A错误； B．由分析可知，bc段产物为NH，离子方程式为：，故B正确； C．由分析可知，反应到达c点时，溶液中主要阳离子是，cd段H+耗尽无气体产生，是Fe与Fe(NO3)3反应，故C正确； D．cd段H+耗尽无气体产生，是Fe(NO3)3反应Fe+2Fe3+=3Fe2+，d点时，反应完全结束，溶液中n(Fe2+)=nd(Fe)，c点溶液中n(Fe3+)=nc(Fe)，由方程式Fe+2Fe3+=3Fe2+，可知比=2：3，故D正确； 故选A。 3．向含有1mol 和1mol 的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量，溶液中金属阳离子a、b与所加铁粉的物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。下列有关判断正确的是 A． B．a表示的关系曲线 C．P点时， D．向P点溶液中加入铜粉，最多可溶解14.4g 【答案】D 【分析】向含有1mol 和1mol 的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量，首先发生反应：，当铁过量时发生：，点时和的物质的量相同，据此计算有关的量的多少。 【详解】A．向含有1mol 和1mol 的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量，首先发生反应：，1mol 和1mol 中含有3mol ，1mol 完全反应需消耗4mol ，不足量，则产生的物质的量为，即，A错误； B．向含有1mol 和1mol 的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量，首先发生反应：，后铁过量发生反应：，a是表示的关系曲线，则b是表示的关系曲线，B错误； C．当铁过量，会发生反应：，设被还原的物质的量x mol，则反应产生物质的量为1.5x mol，点时和的物质的量相同，0.75-x=1.5x，解得x=0.3mol，此时溶液中的物质的量，即P点时，，C错误； D．向P点溶液中加Cu，发生反应：，设加入铜的质量是y g，根据方程式可知：2mol 反应消耗64g Cu，而P点溶液中含有的物质的量是0.45mol，则其反应消耗Cu的质量为，D正确； 故合理选项是D。 4．利用铁元素价类二维图可以从不同角度研究含铁物质的性质及其转化关系(其中为高铁酸根，铁元素为价)，下列说法正确的是 A．用铁丝在氧气中燃烧可实现上述转化① B．欲证明某溶液中含而无的最佳方案为：先滴加氯水，再滴加溶液 C．转化⑦的现象是绿色沉淀转变为红褐色 D．转化⑤中可用于自来水消毒杀菌，的消毒效率是等物质的量的的1.5倍 【答案】D 【详解】A．铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，上述转化①生成的是Fe2O3，即用铁丝在氧气中燃烧不可实现上述转化①，A项错误； B．欲证明某溶液中含而无的最佳方案为：先滴加氯水，再滴加溶液，这样操作不能排除的干扰，正确操作应为：先滴加溶液，溶液不变红（排除了的干扰），再加入氯水，溶液变为红色，即可证明溶液中含而无，B项错误； C．转化⑦是氢氧化亚铁白色沉淀转化为氢氧化铁红褐色沉淀，现象是白色沉淀变为灰绿色，最终转变为红褐色，C项错误； D．和用于消毒时，1mol在反应中得到3mol电子转化为，1mol在反应中得到2mol电子转化为Cl-，则的消毒效率是等物质的量的的1.5倍，D项正确； 答案选D。 5．某红色粉末样品可能含有和中的一种或两种，为探究其组成，研究组同学取少量样品加入过量稀硫酸进行实验。(已知：)下列有关说法正确的是 A．若固体部分溶解，则样品中一定含有，一定不含有 B．若固体全部溶解，则发生的离子反应只有： C．若固体全部溶解，再滴加KSCN溶液，溶液不变红，则样品中为2∶1 D．另取ag样品在空气中充分加热至质量不再变化，称其质量为bg(b>a)，则混合物中的质量分数为 【答案】D 【详解】A．固体若是和的混合物，放入足量稀硫酸中会有Cu生成，Cu能将Fe3+还原为Fe2+剩余铜，A错误； B．固体全部溶解，若固体是和的混合物，放入足量稀硫酸中会有Cu生成，Cu恰好能将Fe3+还原为Fe2+，、、，B错误； C．若固体全部溶解，再滴加KSCN溶液，溶液不变红色，因为溶于硫酸生成Cu和CuSO4，而硫酸不能溶解Cu，所以混合物中必须有存在，使其生成的Fe3+溶解产生的Cu，反应的有关离子方程式为 、、，说明样品中为1∶1，C错误； D． ，，故混合物中Cu2O的质量分数为：，D正确； 故选D。 6．钢铁制品经常要进行烤蓝处理，即在铁制品的表面生成一层致密的。某化学兴趣小组为了研究烤蓝铁片，进行了以下实验操作： Ⅰ.把一定量烤蓝铁片加工成均匀粉末； Ⅱ.取一定量的粉末，放入的盐酸中，二者恰好完全反应，生成(标况)，再向溶液中滴入KSCN溶液，无现象。 已知：①不考虑空气对反应的影响；②杂质不参与反应。 下列说法错误的是 A．由实验可知，反应后所得的溶液中一定无 B．样品中氧元素的物质的量为 C．样品中铁元素的含量约为70% D．若将生成的恰好全部与灼热的氧化铜反应，最多可得到铜单质 【答案】C 【分析】取一定量的粉末，放入28.00mL1mol•L-1的盐酸中，二者恰好完全反应，生成134.4mL(标准状况下为0.006mol)H2，再向溶液中滴入KSCN溶液，无现象，说明反应恰好生成氯化亚铁，不存在铁离子；反应恰好生成氯化亚铁，根据氯元素守恒可知，铁元素为0.028L×1mol/L÷2=0.014mol；HCl为0.028mol，生成水的氢元素为0.028mol-0.006mol×2=0.016mol，则样品中氧元素为0.016mol÷2=0.008mol；故样品中铁元素的含量约为； 【详解】A．据分析，反应后所得的溶液中一定无，故A正确； B．据分析，样品中氧元素的物质的量为，故B正确； C．据分析，样品中铁元素的含量约为，故C错误； D．若将生成的气体全部通过灼热的氧化铜，，最多可得到0.006mol的Cu，则质量为0.384g铜单质，故D正确； 故选C。 7．某同学利用下图所示的实验装置进行铁跟水蒸气反应的实验，并研究反应后硬质试管中黑色固体物质的成分。下列说法正确的是 A．观察到肥皂水中产生气泡说明该反应中已经有氢气生成 B．向反应后的固体加入稀硫酸使其完全溶解，若滴加KSCN溶液后不变红色，说明没有生成 C．向反应后的固体加入稀硫酸使其完全溶解，若滴加铁氰化钾溶液后出现蓝色沉淀，说明铁粉未完全反应 D．排除氧气干扰的条件下，将反应后的固体用稀硫酸溶解，若滴加KSCN溶液后变红色，说明黑色固体中可能有 【答案】D 【详解】A．在导管末端会产生大量的肥皂泡，用燃着的火柴靠近肥皂泡，有爆鸣声才能说明是氢气，故A错误； B．若滴加KSCN溶液后不变红色，说明不含三价铁离子，但由于铁粉能把三价铁离子还原成二价铁离子，不能确定黑色粉末是否含有Fe3O4，故B错误； C．若滴加铁氰化钾溶液后出现蓝色沉淀，说明含有二价铁离子，不能确定二价铁离子来自铁粉还是Fe3O4，故C错误； D．若滴加KSCN溶液后变红色，说明含三价铁离子，说明黑色固体中可能有，故D正确； 故选D。 8．利用含、的矿渣制备的一种工艺流程如下。 已知：“水浸”后所得浸出液中溶质的主要成分为。 下列说法正确的是 A．“焙烧”中发生的反应为 B．“水浸”后所得浸出渣的主要成分为 C．“沉铬”中消耗的氧化剂与还原剂的物质的量之比为 D．“沉铬”后所得上层清液中溶质主要为 【答案】C 【分析】利用含、的矿渣，通入空气、加入碳酸钠焙烧生成二氧化碳，“焙烧”过程中，Cr2O3反应转化为Na2CrO4，被氧化为Fe2O3，因此过滤得到滤渣为Fe2O3，加入草酸后发生氧化还原反应，最终得到。 【详解】A．“焙烧”过程中，Cr2O3反应转化为Na2CrO4，反应为：，故A错误； B．“水浸”后所得浸出渣的主要成分为Fe2O3，故B错误； C．“沉铬”时反应为：，Na2Cr2O4是氧化剂，H2C2O4是还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3，故C正确； D．根据分析可知，沉铬”后所得上层清液中溶质主要为，故D错误； 故答案选C。 9．某同学采用废铁屑(主要成分为Fe2O3、Fe，还含少量碳单质)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．将反应1加入的稀硫酸改为浓硫酸，加以加快溶解的速率 C．反应2的离子方程式：Fe2++ 2=FeCO3↓+ CO2↑+H2O 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 【分析】“溶解”阶段，Fe2O3和硫酸反应生成Fe2(SO4)3和水，Fe和Fe2(SO4)3反应FeSO4，Fe和H2SO4反应生成FeSO4和氢气，Fe元素以Fe2+存在于溶液中。操作Ⅰ为过滤，除去未反应的C，滤液1中加NaHCO3，HCO3-和Fe2+反应产生FeCO3沉淀，通过过滤、洗涤、干燥等一系列操作得到FeCO3，据此解答。 【详解】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．Fe遇浓硫酸会钝化，阻碍其生成离子进入溶液中，B错误； C．结合电荷守恒可得反应2的离子方程式为：Fe2++2HCO=FeCO3↓+H2O+CO2↑，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； 故答案为B。 10．X溶液中可能含有下列8种离子中的几种：Fe3+、Fe2+、Na+、NH、CO、Cl−、SO、SO。某同学为确定其成分，设计并完成以下实验(已知：Fe3+与SCN−呈血红色，且不考虑水解，所加试剂均足量)： 下列说法正确的是 A．X溶液中一定存在Na+、SO、SO、CO B．X溶液中一定存在NH、Na+、SO，至少含有Fe3+、Fe2+离子中的一种 C．取少量X溶液，先加入适量氯水，再加少量KSCN溶液，若溶液呈血红色，则含有Fe2+ D．X溶液中一定含有Cl−，且c(Cl−)0.1mol·L−1 【答案】D 【分析】X溶液中可能含有下列8种离子中的几种：Fe3+、Fe2+、Na+、NH、CO、Cl−、SO、SO，X溶液和盐酸、BaCl2溶液混合，得到沉淀1为BaSO4，n(SO)=n(BaSO4)=，说明X中含有SO；滤液中加入AgNO3溶液，得到白色沉淀2为AgCl，因为加入的盐酸和BaCl2中含有Cl-，所以不能说明X中是否含有Cl-； X溶液中加入NaOH溶液，得到能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，该气体为NH3，说明X中含有NH，n(NH)=n(NH3)=，同时得到沉淀3，沉淀3在空气中充分灼烧得到红棕色固体为Fe2O3，说明原来溶液中含有Fe3+或Fe2+或二者都有，n(Fe2O3)=，则溶液中不存在CO、SO；溶液中一定含有NH、SO，如果含有Fe2+，则阴离子所带电荷数=0.02mol×2=0.04mol，阳离子所带电荷数=0.01mol×1+0.01mol×2×2=0.05mol＞0.04mol，溶液中存在电荷守恒，则溶液中一定含有Cl-，结合题目分析解答。 【详解】A. 通过以上分析知，X溶液中一定存在SO，一定不含SO、CO，可能含有Na+，故A错误； B. X溶液中一定存在NH、SO，至少含有Fe3+、Fe2+离子中的一种，可能含有Na+，故B错误； C. 取少量X溶液，要证明含有Fe2+，应该先加KSCN溶液排除铁离子干扰，然后加入适量氯水，若溶液呈血红色，则含有Fe2+，故C错误； D. 原溶液中含有Fe3+或Fe2+或二者都有，如果含有Fe2+，则阴离子所带电荷数=0.02mol×2=0.04mol，阳离子所带电荷数=0.01mol×1+0.01mol×2×2=0.05mol＞0.04mol，溶液中存在电荷守恒，则溶液中一定含有Cl-，此时氯离子物质的量是0.01mol，如果溶液中含有Fe3+，则氯离子物质的量应大于0.01mol，若再含有Na+，氯离子物质的量也应大于0.01mol，则c(Cl−)，故D正确； 故选D。 11．某课外实验小组设计的下列实验不合理的是                      （   ） A．制备并观察氢氧化亚铁 B．证明过氧化钠与水反应放热 C．制备并收集少量NO2气体 D．实验室制备少量氨气 【答案】C 【详解】A、甲可用于制备并观察氢氧化亚铁沉淀，符合，错误； B、脱脂棉燃烧，说明反应放热，合理，错误； C、二氧化氮与水反应，不能有排水法收集，不合理，正确； D、丁可用于实验室制备少量氨气，正确； 答案选C。 12．下列装置能达到相应实验目的的是 A．除去CO2中的HCl B．制备Fe(OH)2并能较长时间观察其颜色 C．验证碳酸的酸性强于硅酸 D．分离苯和酒精 【答案】B 【详解】A．饱和碳酸钠溶液也吸收CO2，应该用饱和碳酸氢钠溶液，A错误； B．铁作阳极失去电子转化为亚铁离子，煤油隔绝空气，阴极氢离子放电产生氢氧根，可以制备氢氧化亚铁，B正确； C．生成的CO2中含有氯化氢，氯化氢也能与硅酸钠溶液反应产生硅酸沉淀，C错误； D．酒精和苯互溶，不能分液，需要蒸馏，D错误， 答案选B。 学科网（北京）股份有限公司 $$