3.2.1 铁及其化合物 基础知识一课过（Word教师用书）-【创新方案】2025年高考化学一轮总复习（新教材Ⅱ）

大主题整合(二)　铁及其化合物(2课时教学) 课标要求 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，实现物质的转化。 微课时突破1　基础知识一课过(零散知识系统化，为深化学习奠基) [系统知识]　　　　　　　　　　　　　　　　 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．铁在周期表中的位置和原子结构 铁位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族，是应用最广泛的过渡金属元素，Fe的价层电子排布式为3d64s2，其原子结构示意图：。 3．化学性质 (1)Fe与Cl2、S反应的化学方程式： 2Fe＋3Cl22FeCl3；Fe＋SFeS。 (2)Fe与水蒸气反应的化学方程式： 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。 (3)与氧化性酸(如HNO3)的反应 ①Fe与过量稀HNO3反应的离子方程式： Fe＋NO＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 ②Fe与少量稀HNO3反应的离子方程式： 3Fe＋2NO＋8H＋===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O。 (4)与盐溶液的反应 ①Fe与CuSO4溶液反应的离子方程式： Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。 ②Fe与FeCl3溶液反应的离子方程式： 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。 [基点查清] 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)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(×) (2)细铁粉可作食品抗氧化剂(√) (3)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2(×) (4)铁在潮湿的空气中生成铁锈的主要成分是Fe2O3，铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4，Fe在高温下与水蒸气反应生成Fe2O3(×) (5)铁与硝酸反应一定生成Fe(NO3)3(×) (6)可以用铁制容器运输浓硫酸和浓硝酸(√) 2．春秋初年，我国已掌握了冶铁技术。下列有关铁的化学反应的叙述正确的是(　 ) A．室温下，过量Fe与浓硫酸反应生成FeSO4 B．加热时，过量Fe与氯气反应生成FeCl2 C．高温下，铁与水蒸气反应有Fe3O4生成 D．高温下，铁粉与氧化铝粉末反应生成单质铝 解析：选C　室温下，Fe在浓硫酸中钝化，无法持续反应，A错误；氯气氧化性较强，无论Fe是否过量，与氯气加热反应都只生成FeCl3，B错误；高温条件下，Fe与水蒸气反应得到Fe3O4和氢气，C正确；Fe的活动性不如Al，不能从氧化铝中置换出Al单质，D错误。 3．铁与水蒸气反应，通常有以下两种装置，请回答下列问题。 装置一 装置二 (1)装置二中湿棉花的作用为 ________________________________________________________________________。 (2)实验完毕后，取出装置一的少量固体，溶于足量稀盐酸，再滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，试解释原因： ________________________________________________________________________ _________________________________________________________(用离子方程式表示)。 答案：(1)提供水蒸气　(2)Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O、2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ [系统知识] 1．铁的氧化物 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗称 — 铁红 磁性氧化铁 色态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水 铁的价态 ＋2价 ＋3价 ＋2价、＋3价 与盐酸的反应 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O 共性 高温时，都能被C、CO、H2、Al等还原剂还原，生成单质铁 2.铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色态 白色固体 红褐色固体 溶解性 难溶于水 难溶于水 与盐酸的反应 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 受热分解 — 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 制备 可溶性亚铁盐与碱反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 二者的关系 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 [注意]　①FeO和Fe3O4与HNO3反应时，除考虑与H＋的反应外，还考虑Fe2＋被HNO3氧化成Fe3＋。②Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3与HI反应时，除考虑与H＋的反应外，还考虑Fe3＋被I－还原为Fe2＋。 [基点查清] 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)氧化铁能与酸反应，所以可用于制作红色颜料(×) (2)Fe3O4可用FeO·Fe2O3表示，故Fe3O4为混合物(×) (3)在空气中，白色的Fe(OH)2迅速转变成灰绿色，最终变成红褐色(√) (4)氢氧化铁与HI溶液反应的离子方程式为Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O(×) (5)Fe2O3不能与水反应生成Fe(OH)3，所以不能通过化合反应生成Fe(OH)3(×) (6)Fe(OH)2与HNO3发生反应的离子方程式为Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O(×) 2．[双选]如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．高温下铁与水蒸气反应可实现上述转化① B．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热迅速发生转化②生成红棕色粉末 C．加热Fe(OH)3发生转化⑥，Fe(OH)3加水不溶解，不可实现转化③ D．由图可预测：高铁酸盐(FeO)具有强氧化性，可用于消毒，FeO与水反应最终可生成Fe(OH)3 胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可作净水剂 解析：选CD　高温下铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，故A错误；FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，部分被氧化生成Fe3O4，不能发生转化②，故B错误；加热Fe(OH)3发生分解反应生成氧化铁，氢氧化铁不溶于水，加水不溶解，不可实现转化③，故C正确；高铁酸盐中铁为＋6价，具有强氧化性，可用于消毒，FeO作氧化剂时生成的还原产物为Fe3＋，Fe3＋发生水解最终生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有吸附性，故D正确。 3．有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 mol·L－1盐酸恰好将其完全溶解，所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2＋全部转变为Fe3＋，则该样品可能的化学式为(　 ) A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．Fe4O5 D．Fe5O7 解析：选D　根据2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中n(Fe2＋)＝0.025 mol×2＝0.05 mol，根据电荷守恒，有2n(Fe2＋)＋3n(Fe3＋)＝n(Cl－)＝0.14 L×5.0 mol·L－1，则n(Fe3＋)＝0.2 mol，n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝0.05∶0.2＝1∶4，故该氧化物可表示为FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。 4．某学习小组为认识铁及其化合物的性质、分散系的性质做了如下一组综合实验，根据实验流程回答相关问题： (1)请写出Fe2O3与①反应的化学方程式： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)请写出FeCl3与铁粉反应的离子方程式： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液最终生成Fe(OH)3 浊液，该过程的现象为 ________________________________________________________________________， 此过程中发生的氧化还原反应为 ________________________________________________________________________ _________________________________________________________(用化学方程式表达)。 (4)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，并继续煮沸至红褐色，制得的分散系③是 ________________，它与FeCl3溶液、Fe(OH)3浊液的本质区别是____________________。 解析：(1)Fe2O3为碱性氧化物，可与酸发生反应生成铁盐和水，因生成的是氯化铁，所以加入的①为盐酸，Fe2O3与①反应的化学方程式为Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O。(4)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，并继续煮沸至红褐色，制得的分散系③是Fe(OH)3胶体；FeCl3溶液、Fe(OH)3浊液的本质区别是分散质粒子直径不同。 答案：(1)Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O (2)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ (3)先生成白色沉淀，逐渐变为灰绿色，最终变为红褐色　4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 (4)Fe(OH)3胶体　分散质粒子直径不同 [系统知识] 1．铁盐与亚铁盐、高铁酸盐的性质 (1)亚铁盐和铁盐均具有一定的氧化性，Fe3＋氧化性更强。 ①亚铁盐与活泼金属发生置换反应：Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe。 ②Fe3＋遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现出氧化性，与S2－、I－、HS－、SO等具有较强还原性的离子不能大量共存。 (2)Fe2＋以还原性为主，如遇Br2、Cl2、O2、H2O2、ClO－、NO(H＋)等均表现出还原性。 (3)Fe2＋可水解，Fe3＋易水解。 ①配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制Fe2＋的水解。 ②Fe3＋只能存在于酸性较强的溶液中，工业上常用调节pH至2.8以上的方法除去溶液中的Fe3＋。 ③配制氯化铁溶液时，通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，然后再稀释至所需浓度，抑制Fe3＋水解。 ④溶液中Fe3＋分别与 HCO、[Al(OH)4]－、CO、ClO－等发生相互促进的水解反应而不能大量共存。 (4)高铁酸盐(K2FeO4、Na2FeO4) Fe为＋6价，具有强氧化性，在碱性溶液中较稳定，在酸性或中性溶液中快速产生O2,4FeO＋10H2O===4Fe(OH)3(胶体)＋3O2↑＋8OH－，还原产物氢氧化铁胶体是一种新型绿色净水剂。 2．Fe2＋、Fe3＋的鉴别、检验方法 (1)用KSCN溶液和氯水鉴别 (2)用NaOH溶液鉴别 (3)混合溶液中Fe3＋和Fe2＋的检验 (4)Fe2＋的特征检验方法 , 3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓。 [注意]　①检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加入KSCN溶液后的混合溶液再加入足量的新制氯水中(新制氯水能氧化SCN－)。②Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋(Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰)。 [基点查清] 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)“青矾(FeSO4)”宜密闭保存，防止氧化变质(√) (2)Fe3＋有氧化性，所以FeCl3溶液可溶解废旧电路板中的铜(√) (3)硫酸亚铁片和维生素C同时服用能增强治疗缺铁性贫血的效果(√) (4)检验FeCl2溶液中的Fe2＋，可将酸性KMnO4溶液滴加到该溶液中，若酸性KMnO4溶液褪色，证明含有Fe2＋(×) (5)检验Fe(NO3)2晶体是否氧化变质的方法是将Fe(NO3)2样品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红(×) 2．铁及其化合物是中学化学中一类重要的物质。下列关于铁元素的叙述正确的是(　 ) A．采用将FeCl3溶液直接蒸干的方法制备FeCl3固体 B．保存FeCl2溶液常加一些铁粉，其目的是抑制Fe2＋水解 C．25 ℃时，pH＝0的溶液中，Al3＋、NH、NO、Fe2＋可以大量共存 D．FeSO4溶液中加入H2O2溶液时，Fe2＋表现还原性 解析：选D　加热能促进Fe3＋的水解，且生成盐酸易挥发，将FeCl3溶液直接蒸干不能制备FeCl3固体，故A错误；亚铁离子易被氧化为铁离子，保存FeCl2溶液常加一些铁粉，其目的是防止Fe2＋被氧化，故B错误；pH＝0的溶液显酸性，H＋、NO、Fe2＋发生氧化还原反应不能共存，故C错误；亚铁离子可被过氧化氢氧化，发生反应：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，Fe2＋表现还原性，故D正确。 3．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，说明原溶液中不含Fe2＋ B．向某溶液中通入Cl2，然后再滴入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋ C．向某溶液中加入NaOH溶液得红褐色沉淀，说明原溶液中含有Fe3＋ D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到沉淀颜色逐渐变为红褐色，说明原溶液中只含有Fe2＋，不含Mg2＋ 解析：选C　A项中只能说明含有Fe3＋，不能说明不含Fe2＋；B项原溶液中也可能只有Fe3＋而没有Fe2＋；D项中氧化后生成的红褐色沉淀Fe(OH)3也可能掩盖了生成的白色沉淀Mg(OH)2。 4．在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的铁屑，反应完全后将固体滤出，下列说法正确的是(　 ) A．若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，一定不含Cu2＋ B．若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，可能含Cu2＋和Fe3＋ C．若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe3＋和Fe2＋，一定不含Cu2＋ D．若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，一定不含Cu2＋和Fe3＋ 解析：选D　氧化性：Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，加入铁粉后有固体剩余，Fe3＋一定不存在；若剩余固体全部都是Cu，溶液中还可能有Cu2＋，也可能恰好被完全置换；若剩余固体是Cu和Fe，则溶液中不可能有Cu2＋和Fe3＋。 大概念知识体系构建 　　[课时跟踪检测] 1．(2023·河北邢台统考模拟)我国早期科技丛书《物理小识·金石类》中提到“青矾厂气熏人，衣服当之易烂，栽树不茂……”，备注为“青矾(FeSO4·7H2O)强热，得赤色固体，气凝得矾油。”下列说法错误的是(　 ) A．久置的青矾溶液可变为黄色 B．青矾厂气可导致酸雨等环境问题 C．“青矾强热”时，发生了化学变化 D．矾油与赤色固体反应可制得青矾溶液 解析：选D　青矾溶液久置时，Fe2＋会被氧化为Fe3＋，溶液呈黄色，A项正确；根据描述可知青矾厂气具有腐蚀性，可推测FeSO4·7H2O分解所得产物为Fe2O3及SO2和SO3的混合物，可导致酸雨等环境问题，B项正确；“青矾强热”时，发生了化学变化，C项正确；“气凝得矾油”的成分为硫酸，其与Fe2O3反应生成Fe2(SO4)3，D项错误。　　　　　　　　　　　　　　　 2．(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 解析：选A　氯化铁能完全电离出铁离子和氯离子，属于强电解质，A错误；氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁，可用来蚀刻铜板，B正确；氯气具有强氧化性，氯气与铁单质加热生成氯化铁，C正确；向沸水中滴加饱和氯化铁溶液，继续加热呈红褐色，铁离子发生水解反应可得到氢氧化铁胶体，D正确。 3．(2023·江苏徐州统考三模)下列有关铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是(　 ) A．Fe2O3能与盐酸反应，可用于制作红色颜料 B．FeCl3具有氧化性，可用于除去水中悬浮杂质 C．铁粉具有还原性，可用于食品袋中的抗氧化剂 D．FeS难溶于水，可用于除去废水中的Cu2＋ 解析：选C　Fe2O3为红棕色固体，可用于红色颜料，与其能与盐酸反应无关，故A错误；FeCl3可用于除去水中悬浮杂质是利用其能水解生成氢氧化铁胶体的性质，胶体具有吸附性，与其具有氧化性无关，故B错误；铁粉用于食品袋中的抗氧化剂，是因为铁粉是活泼金属，具有强的还原性，故C正确；FeS可与铜离子反应生成更难溶的CuS，因此可除去废水中的Cu2＋，与FeS的溶解性无关，故D错误。 4．实验过程中不可能产生 Fe(OH)3的是(　 ) A．蒸发FeCl3溶液 B．向FeCl3溶液中滴入氨水 C．将水蒸气通过灼热的铁 D．向FeCl2溶液中滴入NaOH溶液并不断搅拌 解析：选C　蒸发FeCl3 溶液，铁离子水解生成氢氧化铁，故A不符合题意；向FeCl3溶液中滴入氨水生成氢氧化铁和氯化铵，故B不符合题意；将水蒸气通过灼热的铁生成四氧化三铁和氢气，故C符合题意；向FeCl2溶液中滴入NaOH溶液生成氢氧化亚铁和氯化钠，氢氧化亚铁遇到氧气被氧化成氢氧化铁，故D不符合题意。 5．(2023·江苏选择性考试)室温下，探究0.1 mol·L－1 FeSO4溶液的性质，下列实验方案能达到探究目的的是(　 ) 选项 探究目的 实验方案 A 溶液中是否含有Fe3＋ 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化 B Fe2＋是否有还原性 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色变化 C Fe2＋是否水解 向2 mL FeSO4溶液中滴加2～3滴酚酞试液，观察溶液颜色变化 D Fe2＋能否催化H2O2分解 向2 mL 5%H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，观察气泡产生情况 解析：选B　检验溶液中是否含有Fe3＋应直接向待测液中滴加KSCN溶液，向待测液中滴加氯水会将Fe2＋氧化为Fe3＋干扰实验，A错误；向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，若观察到溶液紫色褪去，说明Fe2＋有还原性，B正确；Fe2＋发生水解反应Fe2＋＋2H2O⥫⥬ 2H＋＋Fe(OH)2 使溶液显酸性，应向2 mL FeSO4溶液中滴加2～3滴石蕊试液，观察溶液颜色变化，C错误；向2 mL 5% H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，H2O2会将Fe2＋氧化为Fe3＋，若产生气泡有可能是Fe3＋的催化作用，D错误。 6．(2023·黑龙江大庆统考一模)含铁物质与其相应化合价的关系如图所示。下列推断合理的是(　 ) A．可用KSCN溶液鉴别d和e B．a与水反应可直接生成c C．e的水溶液常用于净水 D．存在e→d→f→g的循环转化关系 解析：选A　由题图中铁元素的化合价及所属类别，可确定a为Fe、b为FeO、c为Fe2O3、d为含Fe3＋的盐、e为含Fe2＋的盐、f为Fe(OH)3、g为Fe(OH)2。d为含Fe3＋的盐、e为含Fe2＋的盐，Fe3＋能与KSCN溶液发生显色反应，而Fe2＋与KSCN溶液不发生显色反应，所以可用KSCN溶液鉴别Fe3＋和Fe2＋，A正确；a为Fe、c为Fe2O3，Fe与水在常温下不反应，在高温下反应生成Fe3O4等，不可直接生成Fe2O3，B错误；Fe3＋的水溶液常用于净水，e为含Fe2＋的盐，Fe2＋氧化后才能用于净水，C错误；Fe2＋能一步转化为Fe3＋，Fe3＋能一步转化为Fe(OH)3，但Fe(OH)3不能一步转化为Fe(OH)2，D错误。 7．[双选]某化学实验小组探究Fe2＋和Fe3＋性质时发现：向FeCl2和KSCN的混合溶液中滴加氯水时，溶液变成红色，但当氯水过量时，红色会褪去。为此，他们设计如图装置进一步探究。 已知：①X为NaClO溶液，Y为FeCl3和KSCN的混合溶液。②持续缓慢滴入NaClO溶液至过量的过程中，圆底烧瓶中红色变浅，有大量气泡产生；Ca(OH)2溶液变浑浊。根据实验现象推测，下列说法不正确的是(　 ) A．烧瓶中还可能产生红褐色沉淀 B．烧瓶中产生的气体中一定含有SO2 C．多孔陶瓷的作用是增大气体与溶液的接触面积 D．KSCN中只有氮元素被氧化 解析：选BD　NaClO是强碱弱酸盐，水解显碱性，Fe3＋在碱性条件下可能会产生红褐色沉淀，故A正确；NaClO有强氧化性，溶液中的硫氰根离子可能直接被氧化为硫酸根离子，故B错误；气体进入多孔陶瓷后再扩散到溶液中，可增大气体与溶液的接触面积，有利于气体充分吸收，故C正确；氯水过量时，红色会褪去，滴加NaClO溶液至过量过程中，圆底烧瓶中红色变浅，都说明SCN－会被氧化剂氧化，－2价S被氧化成硫酸根离子，最终收集到氮气，故S、N元素被氧化，故D错误。 8．[双选]黄铁矿(主要成分为FeS2)是工业制取硫酸的重要原料，矿区中的黄铁矿暴露在空气中会被缓慢氧化，氧化过程如图所示。下列说法正确的是(　 ) A．d步生成的Fe(OH)3可作净水剂、消毒剂 B．a步发生反应的离子方程式为2FeS2＋7O2＋2H2O===2Fe2＋＋4SO＋4H＋ C．空气中O2约占五分之一，0.1 mol FeS2完全被氧化时消耗标准状况下空气的体积约为42 L D．缓慢氧化过程中对矿区的生态环境没有影响 解析：选BC　Fe(OH)3具有吸附性，可作净水剂，但不能作消毒剂，故A错误；根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，a步发生反应的离子方程式为2FeS2＋7O2＋2H2O===2Fe2＋＋4SO＋4H＋，故B正确；0.1 mol FeS2完全被氧化时，S失去1.4 mol电子变为硫酸，铁由＋2价被氧化为＋3价，失去0.1 mol电子，失去电子总物质的量为1.5 mol，根据得失电子守恒，消耗氧气的物质的量为 mol＝0.375 mol，相当于消耗标准状况下空气0.375 mol×5×22.4 L·mol－1＝42 L，故C正确；由反应可知，缓慢氧化过程中产生大量酸，会破坏矿区的生态环境，故D错误。 9．碳酸亚铁(FeCO3)是菱铁矿的主要成分，可用作补血剂。实验室制备FeCO3的装置如下图所示。 已知：FeCO3为白色难溶于水的固体，在潮湿的空气中易被氧化为Fe(OH)3。回答下列问题： (1)仪器a的名称为_______________________________________________________。 (2)实验开始时，打开K1、K3，关闭K2，其目的是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； 一段时间后______________________________________________________________ (填具体操作)，使FeSO4溶液进入仪器c中。 (3)仪器d中的试剂为H2O，其作用是 ________________________________________________________________________。 (4)实验结束，将仪器c中的混合物过滤、洗涤、干燥，得到FeCO3粗品。 ①确认沉淀是否洗涤干净的操作及现象是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②若粗品未及时进行干燥处理，在空气中将部分变为红褐色，发生反应的化学方程式是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)由于碳酸钠溶液碱性较强，制备过程中会产生杂质__________(填化学式)。若用NH4HCO3代替Na2CO3，可制得更纯净的FeCO3，制备过程中产生无色气体，该反应的离子方程式是____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________。 解析：实验开始时，打开K1、K3，关闭K2，利用生成的H2排出装置内原有空气；一段时间后关闭K1、K3，打开K2，利用b中产生的氢气把FeSO4溶液压入仪器c中和碳酸钠反应生成FeCO3，d中盛放水，防止空气进入仪器c中氧化FeCO3。(1)根据装置图，仪器a的名称为恒压滴液漏斗。(2)Fe2＋易被氧气氧化。实验开始时，打开K1、K3，关闭K2，其目的是将稀硫酸滴入烧瓶与铁屑反应，利用生成的H2排出装置内原有空气，防止Fe2＋被氧化；一段时间后关闭K1、K3，打开K2，b中产生的氢气把FeSO4溶液压入仪器c中。(3)FeCO3 在潮湿的空气中易被氧化为Fe(OH)3。仪器d中的试剂为H2O，其作用是液封，防止空气进入仪器c中氧化FeCO3。(4)实验结束，将仪器c中的混合物过滤、洗涤、干燥，得到FeCO3粗品。①FeCO3中可能含有的杂质为硫酸钠，若最后一次洗涤液中不含硫酸根离子，说明沉淀洗涤干净。②FeCO3在潮湿的空气中易被氧气氧化为红褐色Fe(OH)3，发生反应的化学方程式是4FeCO3＋O2＋6H2O===4Fe(OH)3＋4CO2。(5)Fe2＋与OH－反应生成难溶于水的Fe(OH)2，由于碳酸钠溶液碱性较强，制备过程中会产生杂质Fe(OH)2。若用NH4HCO3代替Na2CO3，可制得更纯净的FeCO3，制备过程中产生无色气体二氧化碳，该反应的离子方程式是2HCO＋Fe2＋===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O。 答案：(1)恒压滴液漏斗或恒压分液漏斗 (2)将稀硫酸滴入烧瓶与铁屑反应，利用生成的H2排出装置内原有空气　关闭K1、K3，打开K2 (3)液封，防止空气进入仪器c中氧化FeCO3 (4)①取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加稀盐酸酸化，再加入BaCl2溶液，若不产生白色沉淀，则沉淀已洗净　 ②4FeCO3＋O2＋6H2O===4Fe(OH)3＋4CO2 (5)Fe(OH)2　 2HCO＋Fe2＋===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O 10．(2024·江苏模拟预测)某磁性材料(Fe/Fe3O4)广泛应用于磁记录、催化等领域。一种制备该材料的流程如下： 已知反应原理为 ①Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2； ②3Fe(OH)2===Fe＋2Fe(OH)3； ③Fe(OH)2＋2Fe(OH)3===Fe3O4＋4H2O。 (1)用FeCl2溶液和KOH溶液制备Fe/Fe3O4反应的离子方程式为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)当pH<2时，Fe/Fe3O4产率极低的原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)图1为回流时间与Fe/Fe3O4产率的关系图，图2为回流1 h所得产品的X射线衍射图。回流1 h 所得产品Fe/Fe3O4中产生杂质可能的原因： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)采用Pd­Fe3O4双催化剂，可实现用H2消除酸性废水中的NO和NO，反应历程如图3所示，其中Fe3O4中的Fe2＋和Fe3＋分别用Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)表示。 ①写出过程④反应的离子方程式： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②反应历程中虚线方框内NO生成N2的过程可描述为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(3)从产品的X射线衍射图可以发现，产品中含杂质Fe(OH)3，可能是Fe(OH)2＋2Fe(OH)3===Fe3O4＋4H2O反应速率慢，所以回流1 h所得产品Fe/Fe3O4中产生杂质。(4)用该法处理废水的反应方程式为2NO＋5H2＋2H＋===N2＋6H2O、2NO＋3H2＋2H＋===N2＋4H2O，反应消耗氢离子，溶液的pH升高。 答案：(1)4Fe2＋＋8OH－Fe/Fe3O4＋4H2O (2)溶液中OH－浓度小，难以生成Fe(OH)2 (3)Fe(OH)2＋2Fe(OH)3===Fe3O4＋4H2O反应速率慢 (4)①NH＋NO===N2↑＋2H2O　②NO被Fe(Ⅱ)还原为NH，NH和NO发生归中反应生成氮气 学科网（北京）股份有限公司 $$