专题1（实验活动） 铁及其重要化合物（分层作业）-【上好课】高一化学同步高效课堂（人教版2019必修第一册）

第三章 铁 金属材料 第一节 铁及其化合物 课时作业 第四课时（专题1） 铁及其重要化合物 基础达标 1．下列有关铁及其化合物的说法正确的是（ ） A．Fe3O4 可用作红色颜料 B．仅用 KSCN 溶液即可检验 Fe2+ C．加入过量Fe粉，过滤，可以除去FeCl3溶液中的CuCl2杂质 D．可用金属Al或CO还原Fe2O3得到Fe单质 2．下列有关铁的化合物的说法不正确的是（ ） A．FeS可通过化合反应得到 B．FeCl3具有氧化性，其溶液可刻蚀Cu制作电路板 C．向稀硝酸中加入FeO生成Fe(NO3)2和H2O D．3 mol单质Fe完全转变为Fe3O4，失去8NA个电子 3．“化学是人类进步的阶梯”，与生产生活密切相关。下列说法正确的是（ ） A．可以通过食用菠菜、蛋黄等富含铁元素的食品，补充人体所需要的铁元素 B．磁性氧化铁常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料 C．纯碱常用于治疗胃酸过多 D．生铁具有良好的延展性和机械性能，广泛用于制造机械和交通工具 4．下列反应中有三价铁生成的是（ ） ①铁丝在空气中生锈　②向FeBr2溶液中通入足量Cl2　③将铁片置于CuCl2溶液中　④Fe(OH)2暴露在空气中　⑤向FeSO4溶液中滴加双氧水　⑥高温下铁与水蒸气反应生成Fe3O4 A．①②③④⑤ B．②③④⑤ C．①②④⑤⑥ D．全部 5．根据下列实验操作和现象所得到的结论不正确的是（ ） 选项 实验操作和现象 结论 A 向沸水中滴加少量饱和 FeCl3 溶液，得到红褐色液体，用激光笔照射可观察到光亮的“通路” 所得红褐色液体是胶体 B 向 FeCl3 溶液中滴加 KI 溶液，再滴加淀粉溶液，溶液显蓝色 氧化性：Fe3+>I2 C 向酸性 KMnO4 溶液中加入 Fe3O4 粉末，紫色褪去 Fe3O4 中含 Fe(Ⅱ) D 向 Fe(NO3)2 溶液中滴加几滴稀硫酸，再滴加几滴KSCN 溶液，溶液显红色 Fe2+被完全氧化为Fe3+ 6．科学探究与创新意识是化学学科核心素养之一，下列装置或操作不能达到实验目的是（ ） 　 A．实验室用甲装置制备氢氧化亚铁 B．用装置乙验证Na与水反应是否为放热反应 C．装置丙：应先点燃铁粉处酒精灯，再点燃湿棉花处酒精灯 D．用装置丁除去实验室所制CO2中的少量HCl 7．下列有关铁单质及其化合物的离子方程式书写正确的是（ ） A．将硫酸铁加入氨水中：3OH-+Fe3+=Fe(OH)3↓ B．将铁加入足量稀稍酸中：3Fe+2NO3-+8H+=3Fe2++2NO↑+4H2O C．将氯化铁加入碘化钾溶液中：Fe3++2I-=Fe2++I2 D．将硫酸加入硝酸亚铁溶液中：3Fe2++NO+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O 8．常温下，Fe与水不发生反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应，如图是模拟该反应的装置，下列说法错误的是（ ） A．实验开始时应先点燃b处酒精灯，再点燃a处酒精灯 B．干燥管中装的可以是碱石灰，用来干燥氢气 C．在反应中生成22.4L(标准状况下)氢气，转移电子数为2NA D．收集氢气时使用的是向下排空气法 9．价类二维图是学习元素及其化合物知识的重要模型和工具。图1为某常见金属单质及其部分化合物的价类二维图。下列推断合理的是（ ） A．f，d均可通过化合反应制备 B．可通过图2灼烧d得到c C．可通过图3装置制备物质e，且较长时间不易被氧化 D．a→f→g→e的每步转化均可一步实现 10．现有Fe和Fe2O3的固体粉末44g，往其中加入稀硫酸，固体粉末全部溶解，产生H2的体积为8.96L(标准状况)，反应后的溶液不能使KSCN溶液显色。为中和过量硫酸需要3.00mol/LNaOH溶液200mL(忽略溶液体积变化)。下列说法不正确的是（ ） A．原硫酸的浓度为1mol/L B．与固体粉末反应的硫酸的物质的量为0.7mol C．混合物中Fe的物质的量为0.5mol D．混合物中Fe2O3的物质的量为0.1mol 能力提升 11．在由Fe、FeO和Fe2O3组成的混合物中加入100mL2 mol/L的盐酸，恰好使混合物完全溶解，并放出448mL气体(标准状况)，此时溶液中无Fe3+，则下列判断正确的是（ ） A．混合物里3种物质反应时消耗盐酸的物质的量浓度之比为1：1：3 B．反应后所得溶液中的Fe2+离子与Cl-离子的物质的量之比为2：1 C．混合物里，FeO的物质的量无法确定，但Fe比Fe2O3的物质的量多 D．混合物里，Fe2O3的物质的量无法确定，但Fe比FeO的物质的量多 12．实验室测定某氧化物(FexO)组成的实验如下图所示，下列有关说法正确的是（ ） A．根据步骤I、Ⅱ可判断氧化物的组成为Fe 0.8O B．溶液X中c(Fe2+):c(Fe3+)=2:1 C．溶液Y中的离子只有Fe3+和Cl- D．氧化物中氧元素的质量分数约为27.6% 13．基于核心元素认识物质，是研究物质的重要视角，为我们认识物质的性质和实现物质转化提供了思路。如图为铁元素的“价—类”二维图，箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是（ ） A．铁与水蒸气在高温条件下反应可实现转化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．Fe(OH)3加热可实现转化⑥，加稀盐酸溶解可实现转化③ D．向FeCl3溶液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，若溶液不变紫红色则溶液中一定含Fe2+ 14．铁泥(主要成分为Fe2O3含少量FeO、Fe及杂质；杂质与酸不反应，且难溶于水)是一种常见的工业废料，为了减少污染并变废为宝，工程师设计了如下两种不同的工艺(部分步骤已略去)，用于生产铁红或七水合硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）。 （1）过程Ⅰ中①分离出杂质的操作是 。 ②Fe2O3与硫酸反应的离子方程式为 。 （2）制备铁红 ①过程Ⅱ加入H2O2的目的是 。 ②过程Ⅲ中，加入氨水后，可观察到的现象为 。 ③过程Ⅳ得到铁红的化学方程式为 。 （3）制备FeSO4·7H2O ①过程Ⅴ中，用离子方程式说明加入铁屑的主要目的是 。 ②过程Ⅰ中加入800mL2mol/L硫酸至固体不再溶解，则经过程Ⅴ反应后所得溶液中Fe2+的物质的量最多为 mol。 直击高考 15．二水合草酸亚铁(FeC2O4·2H2O)是制备某种铁锂电池最常用的原料。国内某科研团队以氮气为保护气，对二水合草酸亚铁的受热分解情况进行研究，生成的气体只含CO、CO2和H2O(g)，得到固体质量与加热温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是（ ） A．b点的固体成分为FeC2O4·H2O B．b→c的方程式为FeC2O4FeCO3+CO↑ C．从a→b，生成的CO、CO2的物质的量不相等 D．加热至250℃以上，固体质量略有增加，可能是因为FeO与CO反应生成了Fe3C 16.铁常见的化合价有0、+2、+3，某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水反应”的实验，并检验产物，请回答下列问题： （1）A、B、E三个装置中应先点燃 处的酒精(喷)灯，反应结束时，应先熄灭 处的酒精(喷)灯。 （2）装置C的作用是 。 （3）E处的装置可以用 (填“甲”或“乙”)代替；实验时应先将螺旋状铜丝加热，变黑后再趁热迅速伸入该装置中。 （4）B装置硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为 。 （5）反应结束后，取B装置硬质玻璃管中的固体物质，用足量稀盐酸溶解得溶液X，向溶液X中加入少量KSCN溶液，无明显现象，请解释原因 。放置一段时间后，溶液呈现浅红色，请用离子方程式表示该变化的原因 。 （6）碱性环境下与强氧化剂作用可以生成，完成并配平下列反应的离子方程式： Fe3++_____ClO-+_____(____)=_____FeO+_____Cl-+_____(_____) 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第三章 铁 金属材料 第一节 铁及其化合物 课时作业 第四课时（专题1） 铁及其重要化合物 基础达标 1．下列有关铁及其化合物的说法正确的是（ ） A．Fe3O4 可用作红色颜料 B．仅用 KSCN 溶液即可检验 Fe2+ C．加入过量Fe粉，过滤，可以除去FeCl3溶液中的CuCl2杂质 D．可用金属Al或CO还原Fe2O3得到Fe单质 【答案】D 【解析】A．Fe3O4为黑色固体、不可用作红色颜料，而氧化铁为红色固体、可以做红色颜料，故A错误；B．亚铁离子与硫氰根离子不反应，铁离子与硫氰根离子反应生成血红色溶液，因此检验亚铁离子需要先加硫氰化钾溶液，再滴加氯水，出现血红色溶液，原溶液中含有亚铁离子，故B错误；C．铁粉与氯化铁、氯化铜均会发生氧化还原反应，不能达到除杂目的，故C错误；D．一定条件下，金属Al与Fe2O3发生铝热反应，CO与Fe2O3发生氧化还原反应均能得到Fe单质，故D正确；故选D。 2．下列有关铁的化合物的说法不正确的是（ ） A．FeS可通过化合反应得到 B．FeCl3具有氧化性，其溶液可刻蚀Cu制作电路板 C．向稀硝酸中加入FeO生成Fe(NO3)2和H2O D．3 mol单质Fe完全转变为Fe3O4，失去8NA个电子 【答案】C 【解析】A．Fe可与S发生化合反应生成FeS，A正确；B．FeCl3溶液中的Fe3+可以氧化金属Cu，可用FeCl3溶液刻蚀Cu制作电路板，B正确；C．稀硝酸中加入FeO，FeO会被硝酸氧化生成Fe(NO3)3，无硝酸亚铁存在，C错误；D．3molFe与2molO2反应生成1molFe3O4，3mol铁失去的电子等于2molO2得到的电子，为8NA个，D正确；故答案选C。 3．“化学是人类进步的阶梯”，与生产生活密切相关。下列说法正确的是（ ） A．可以通过食用菠菜、蛋黄等富含铁元素的食品，补充人体所需要的铁元素 B．磁性氧化铁常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料 C．纯碱常用于治疗胃酸过多 D．生铁具有良好的延展性和机械性能，广泛用于制造机械和交通工具 【答案】A 【解析】A．铁是人体必需的微量元素，食用波菜、芹菜、黑木耳、蛋黄和动物内脏等食品补充人体所需要的铁元素，故A正确；B．氧化铁常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，故B错误；C．常用小苏打治疗胃酸过多，纯碱碱性过强，小苏打更温和，故C错误；D．生铁硬度大、抗压、性脆、可以铸造成型，是制造机座、管道的重要材料，钢具有良好的延展性和机械性能，广泛用于制造机械和交通工具，故D错误；故选A。 4．下列反应中有三价铁生成的是（ ） ①铁丝在空气中生锈　②向FeBr2溶液中通入足量Cl2　③将铁片置于CuCl2溶液中　④Fe(OH)2暴露在空气中　⑤向FeSO4溶液中滴加双氧水　⑥高温下铁与水蒸气反应生成Fe3O4 A．①②③④⑤ B．②③④⑤ C．①②④⑤⑥ D．全部 【答案】C 【解析】O2、Cl2、H2O2均可把Fe或二价铁氧化为三价铁，Fe3O4中既含二价铁，又含三价铁，Cu2＋只能把Fe氧化为Fe2＋。 5．根据下列实验操作和现象所得到的结论不正确的是（ ） 选项 实验操作和现象 结论 A 向沸水中滴加少量饱和 FeCl3 溶液，得到红褐色液体，用激光笔照射可观察到光亮的“通路” 所得红褐色液体是胶体 B 向 FeCl3 溶液中滴加 KI 溶液，再滴加淀粉溶液，溶液显蓝色 氧化性：Fe3+>I2 C 向酸性 KMnO4 溶液中加入 Fe3O4 粉末，紫色褪去 Fe3O4 中含 Fe(Ⅱ) D 向 Fe(NO3)2 溶液中滴加几滴稀硫酸，再滴加几滴KSCN 溶液，溶液显红色 Fe2+被完全氧化为Fe3+ 【答案】D 【解析】A．得到红褐色液体，用激光笔照射可观察到光亮的“通路”， 从而制备得到的是红褐色液体为胶体，故A正确；B．FeCl3 溶液中滴加 KI 溶液，再滴加淀粉溶液，溶液显蓝色，说明生成了单质碘，则铁离子氧化碘离子得到单质，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性分析，氧化性：Fe3+>I2，故B正确；C．向酸性 KMnO4 溶液中加入 Fe3O4 粉末，紫色褪去，说明酸性高锰酸钾被还原，则说明四氧化三铁中含有亚铁离子，故C正确；D．再滴加几滴KSCN 溶液，溶液显红色，只能说明Fe2+被氧化为Fe3+，不能说完全被氧化，故D错误。综上所述，答案为D。 6．科学探究与创新意识是化学学科核心素养之一，下列装置或操作不能达到实验目的是（ ） 　 A．实验室用甲装置制备氢氧化亚铁 B．用装置乙验证Na与水反应是否为放热反应 C．装置丙：应先点燃铁粉处酒精灯，再点燃湿棉花处酒精灯 D．用装置丁除去实验室所制CO2中的少量HCl 【答案】C 【解析】A．甲装置中A试管是铁粉与稀硫酸反应产生氢气和硫酸亚铁，产生的氢气可以排掉装置中的空气，制备氢氧化亚铁时关闭止水夹a，使A中压强增大，将溶液压入B中，与NaOH混合即可制得氢氧化亚铁，故A正确；B．钠与水反应放热，红墨水左低右高可证明，故B正确；C．Fe与水蒸气反应高温条件下生成氢气，应先点燃湿棉花处酒精灯，产生水蒸气，再点燃铁粉处酒精灯，故C错误；D．饱和碳酸氢钠溶液能吸收氯化氢生成二氧化碳，所以可以用饱和碳酸氢钠溶液除去二氧化碳中的氯化氢气体，故D正确；故选C。 7．下列有关铁单质及其化合物的离子方程式书写正确的是（ ） A．将硫酸铁加入氨水中：3OH-+Fe3+=Fe(OH)3↓ B．将铁加入足量稀稍酸中：3Fe+2NO3-+8H+=3Fe2++2NO↑+4H2O C．将氯化铁加入碘化钾溶液中：Fe3++2I-=Fe2++I2 D．将硫酸加入硝酸亚铁溶液中：3Fe2++NO+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O 【答案】D 【解析】A．氨水为弱碱，不能拆开写，故离子方程式为3NH3·H2O-+Fe3+=Fe(OH)3↓+3NH4+，故A错误；B．少量铁与硝酸反应生成Fe3+，故离子方程式为Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，故B错误；C．氯化铁加入碘化钾溶液中，离子方程式为2Fe3++2I-=2Fe2++I2，故C错误；D．将硫酸加入硝酸亚铁溶液中，硝酸氧化亚铁离子生成Fe3+，离子方程式为3Fe2++NO+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O，故D正确；故选D。 8．常温下，Fe与水不发生反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应，如图是模拟该反应的装置，下列说法错误的是（ ） A．实验开始时应先点燃b处酒精灯，再点燃a处酒精灯 B．干燥管中装的可以是碱石灰，用来干燥氢气 C．在反应中生成22.4L(标准状况下)氢气，转移电子数为2NA D．收集氢气时使用的是向下排空气法 【答案】A 【解析】A．实验开始时应先点燃a处酒精灯，产生的气体排出硬质玻璃管内的空气，再点燃b处酒精灯，防止加热时发生爆炸，A错误；B．碱石灰不与氢气发生反应，因此可以用碱石灰干燥氢气，B正确；C．H2O→H2时氢元素化合价降低发生还原反应，每生成1个H2分子得到2个电子，按得失电子守恒可知，在反应中生成22.4L(标准状况下)即1molH2，转移电子数为2NA，C正确；D．氢气密度远小于空气可用向下排空气法收集，由图知，收集氢气时使用的是向下排空气法，D正确； 故选A。 9．价类二维图是学习元素及其化合物知识的重要模型和工具。图1为某常见金属单质及其部分化合物的价类二维图。下列推断合理的是（ ） A．f，d均可通过化合反应制备 B．可通过图2灼烧d得到c C．可通过图3装置制备物质e，且较长时间不易被氧化 D．a→f→g→e的每步转化均可一步实现 【答案】A 【解析】图1为铁元素的价类二维图，根据铁元素的化合价和物质类别，可以得知a为Fe；b为FeO，c为Fe2O3，d为Fe(OH)3，e为Fe(OH)2，f为亚铁盐，g为铁盐。A．f为亚铁盐，可通过反应Fe+2Fe3+=3Fe2+得到，d为Fe(OH)3，可通过反应4Fe(OH)2+O2+2H2O =Fe(OH)3反应得到，均为化合反应，A正确；B．d为Fe(OH)3，c为Fe2O3，Fe(OH)3受热分解得到Fe2O3，灼烧应在坩埚中进行，B错误；C．图3中装置A中的导管没有插入到液面以下，生成的硫酸亚铁无法压入到B管中，无法制备氢氧化亚铁，C错误；D．a为Fe，f为亚铁盐，g为铁盐，e为Fe(OH)2，Fe与稀盐酸或稀硫酸反应得到亚铁盐，亚铁盐与氯气反应得到铁盐，铁盐不能一步得到Fe(OH)2，D错误；故选A。 10．现有Fe和Fe2O3的固体粉末44g，往其中加入稀硫酸，固体粉末全部溶解，产生H2的体积为8.96L(标准状况)，反应后的溶液不能使KSCN溶液显色。为中和过量硫酸需要3.00mol/LNaOH溶液200mL(忽略溶液体积变化)。下列说法不正确的是（ ） A．原硫酸的浓度为1mol/L B．与固体粉末反应的硫酸的物质的量为0.7mol C．混合物中Fe的物质的量为0.5mol D．混合物中Fe2O3的物质的量为0.1mol 【答案】A 【解析】A．反应后的溶液不能使KSCN溶液显色，说明反应生成FeSO4，反应还生成H2，n(H2)=8.96L÷22.4L/mol=0.4mol，根据电子转移守恒有：n(Fe)=n(Fe2O3)+n(H2)，故n(Fe)=n(Fe2O3)+0.4mol，由固体总质量可得：56g/mol×n(Fe)+160g/mol×n(Fe2O3)=44g，联立解得：n(Fe)=0.5mol，n(Fe2O3)=0.1mol。n剩余(H2SO4)=0.5n(NaOH)=0.5×0.2L×3.00mol/L= 0.3mol，故n总(H2SO4)=0.7mol+0.3mol=1mol，故原硫酸的浓度c(H2SO4)=1mol÷2L=0.5mol/L，故A错误；B．根据以上分析可知与固体粉末反应的硫酸的物质的量为0,7mol，故B正确；C．由A中计算可知，混合中Fe的物质的量为0.5mol，故C正确；D．由A中计算可知，混合物中Fe2O3的物质的量为0.1mol，故D正确；故选A。 能力提升 11．在由Fe、FeO和Fe2O3组成的混合物中加入100mL2 mol/L的盐酸，恰好使混合物完全溶解，并放出448mL气体(标准状况)，此时溶液中无Fe3+，则下列判断正确的是（ ） A．混合物里3种物质反应时消耗盐酸的物质的量浓度之比为1：1：3 B．反应后所得溶液中的Fe2+离子与Cl-离子的物质的量之比为2：1 C．混合物里，FeO的物质的量无法确定，但Fe比Fe2O3的物质的量多 D．混合物里，Fe2O3的物质的量无法确定，但Fe比FeO的物质的量多 【答案】C 【解析】混合物恰好完全溶解，且无Fe3+，故溶液中溶质为FeCl2，n(HCl)=0.2mol，n(H2)=0.02mol，n(Fe2+)=0.1mol，由反应2Fe3++Fe=3Fe2+知Fe比Fe2O3的物质的量多，但FeO的物质的量无法确定；A．根据以上分析知Fe比Fe2O3的物质的量多，但FeO的物质的量无法确定，故无法确定混合物里三种物质反应时消耗盐酸的物质的量的浓度，故A错误B．反应后所得溶液为FeCl2溶液，阳离子与阴离子的物质的量之比为1：2，故B错误；C．混合物恰好完全溶解，且无Fe3+，故溶液中溶质为FeCl2，由铁与酸反应生成氢气及反应2Fe3++Fe=3Fe2+知Fe比Fe2O3的物质的量多，但FeO的物质的量无法确定，故C正确；D．FeO的物质的量无法确定，不能确定Fe与FeO的物质的量的关系，故D错误；故选C。 12．实验室测定某氧化物(FexO)组成的实验如下图所示，下列有关说法正确的是（ ） A．根据步骤I、Ⅱ可判断氧化物的组成为Fe 0.8O B．溶液X中c(Fe2+):c(Fe3+)=2:1 C．溶液Y中的离子只有Fe3+和Cl- D．氧化物中氧元素的质量分数约为27.6% 【答案】A 【解析】通入氯气发生反应2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，Cl2为0.01mol，则Fe2+为0.02mol，则3.04g氧化物中有FeO0.02mol质量为1.44g，则Fe2O3的质量为1.6g，物质的量为0.01mol。A．3.04g氧化物中有FeO0.02mol、Fe2O30.01mol，物质的量Fe：O=4：5，该氧化物的组成为Fe0.8O，A正确；B．3.04g氧化物中有FeO0.02mol、Fe2O30.01mol，溶液X中c(Fe2+)：c(Fe3+)=1：1，B错误；C．步骤一中加入了足量的盐酸，步骤Ⅱ中氯气与Fe2+恰好完全反应生成Cl-和Fe3+，溶液Y中的离子除了铁离子和氯离子还有氢离子，C错误；D．该氧化物中O元素的质量分数为[16g/mol×(0.02+0.03)mol]/3.04g=26.3％，D错误；故答案选A。 13．基于核心元素认识物质，是研究物质的重要视角，为我们认识物质的性质和实现物质转化提供了思路。如图为铁元素的“价—类”二维图，箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是（ ） A．铁与水蒸气在高温条件下反应可实现转化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．Fe(OH)3加热可实现转化⑥，加稀盐酸溶解可实现转化③ D．向FeCl3溶液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，若溶液不变紫红色则溶液中一定含Fe2+ 【答案】C 【解析】A．铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，得不到氧化铁，故A错误；B．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，部分被氧化，氧化生成Fe3O4，故B错误；C．加热Fe(OH)3生成Fe2O3，Fe(OH)3加稀盐酸溶解生成氯化铁，故C正确；D．亚铁离子、氯离子均可被酸性高锰酸钾溶液氧化，由操作和现象，不能证明溶液中一定含Fe2+，故D错误故选：C。 14．铁泥(主要成分为Fe2O3含少量FeO、Fe及杂质；杂质与酸不反应，且难溶于水)是一种常见的工业废料，为了减少污染并变废为宝，工程师设计了如下两种不同的工艺(部分步骤已略去)，用于生产铁红或七水合硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）。 （1）过程Ⅰ中①分离出杂质的操作是 。 ②Fe2O3与硫酸反应的离子方程式为 。 （2）制备铁红 ①过程Ⅱ加入H2O2的目的是 。 ②过程Ⅲ中，加入氨水后，可观察到的现象为 。 ③过程Ⅳ得到铁红的化学方程式为 。 （3）制备FeSO4·7H2O ①过程Ⅴ中，用离子方程式说明加入铁屑的主要目的是 。 ②过程Ⅰ中加入800mL2mol/L硫酸至固体不再溶解，则经过程Ⅴ反应后所得溶液中Fe2+的物质的量最多为 mol。 【答案】(1) 过滤 Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O (2)将二价铁氧化为三价铁 产生红褐色沉淀 2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O (3)2Fe3++Fe=3Fe2+ 1.6 【解析】根据题干工艺流程图可知，过程I发生的反应有：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、FeO+2H+=Fe2++H2O、Fe+2H+=Fe2++H2↑，过滤除去不与酸反应且不溶性杂质，得到溶液，进行过程II时发生的反应为：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O，溶液中的Fe2+全部转化为了Fe3+，过程III即向Fe3+的溶液中加入氨水，故产生红褐色沉淀Fe(OH)3，反应原理为：Fe3++3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+，过滤后洗涤得到纯净的Fe(OH)3，经过一系列转化得到铁红，过程V中加入Fe，发生的反应为：2Fe3++Fe=3Fe2+，经过过程V后溶液中的溶质只有FeSO4一种，根据质量守恒即可进行计算，据此分析解题。 （1）①由分析可知，分离出杂质的操作是过滤；②Fe2O3与硫酸反应的离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O； （2）①过程I中生成二价铁，加入过氧化氢可以将二价铁氧化为三价铁；②过程Ⅲ中发生的反应为：Fe3++3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+，故加入氨水后，可观察到的现象为：产生红褐色沉淀；③过程Ⅲ生成的氢氧化铁在加热的条件下分解为铁红，方程式为：2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O； （3）①由分析可知，过程V中的溶液中含有Fe3+，加入铁屑的主要目的是将Fe3+转化为Fe2+，发生的离子方程式为：2Fe3++Fe=3Fe2+；②过程I中加入800mL 2mol/L硫酸至固体不再溶解，则经过程V反应后所得溶液中只含有FeSO4一种溶质，根据质量守恒可知，n(Fe2+)=n(SO)=n(H2SO4)= 0.8L×2mol/L=1.6mol，故Fe2+的物质的量最多为1.6mol。 直击高考 15．二水合草酸亚铁(FeC2O4·2H2O)是制备某种铁锂电池最常用的原料。国内某科研团队以氮气为保护气，对二水合草酸亚铁的受热分解情况进行研究，生成的气体只含CO、CO2和H2O(g)，得到固体质量与加热温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是（ ） A．b点的固体成分为FeC2O4·H2O B．b→c的方程式为FeC2O4FeCO3+CO↑ C．从a→b，生成的CO、CO2的物质的量不相等 D．加热至250℃以上，固体质量略有增加，可能是因为FeO与CO反应生成了Fe3C 【答案】B 【解析】A．1.8gFeC2O4·2H2O的物质的量为n(FeC2O4·2H2O)=1.8g/180g/mol=0.01mol，由图可知，减少的质量为水的质量，中午减少的水的物质的量n(H2O)=(1.8-1.44)g/18g/mol =0.02mol，说明结晶水全部失去，则b点的固体成分为FeC2O4，故A错误；B．由铁原子守恒，可知1.16g固体中铁的质量为0.56g，阴离子的质量为(1.16-0.56)g=0.6g，损失的质量为(1.44-1.16)g=0.28g，则b→c的反应为FeC2O4受热分解为FeCO3和CO，故B正确；C．b→c的反应生成的一氧化碳的物质的量为n(CO)=0.28g/28g/mol=0.01mol，c→d的反应生成二氧化碳的物质的量为n(CO2)=(1.16-0.72)g/44g/mol=0.01mol，所以从a→b，生成的CO、CO2的物质的量相等，故C错误；D．加热至250℃以上，固体质量略有增加，可能是因为FeO与空气中的氧气反应生成Fe2O3或Fe3O4，故D错误；答案选B。 16.铁常见的化合价有0、+2、+3，某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水反应”的实验，并检验产物，请回答下列问题： （1）A、B、E三个装置中应先点燃 处的酒精(喷)灯，反应结束时，应先熄灭 处的酒精(喷)灯。 （2）装置C的作用是 。 （3）E处的装置可以用 (填“甲”或“乙”)代替；实验时应先将螺旋状铜丝加热，变黑后再趁热迅速伸入该装置中。 （4）B装置硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为 。 （5）反应结束后，取B装置硬质玻璃管中的固体物质，用足量稀盐酸溶解得溶液X，向溶液X中加入少量KSCN溶液，无明显现象，请解释原因 。放置一段时间后，溶液呈现浅红色，请用离子方程式表示该变化的原因 。 （6）碱性环境下与强氧化剂作用可以生成，完成并配平下列反应的离子方程式： Fe3++_____ClO-+_____(____)=_____FeO+_____Cl-+_____(_____) 【答案】（1）A E （2）冷凝未反应的水蒸气 （3）乙 （4）3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 （5）固体中大量未反应的铁粉将Fe3+还原为Fe2+ 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O （6）2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO+3Cl-+5H2O 【解析】装置A用来产生水蒸气，B为铁粉和水蒸气反应装置，装置C的作用是冷凝大部分未反应的水蒸气，剩余小部分水蒸气可通过碱石灰吸收。装置E中氧化铜，可用来检验B装置反应产生的H2，由于氢气的密度比空气小，应采用向下排空气法收集，因此E处的装置可以用乙代替，据此分析解答。 （1）B中生成氢气，氢气为可燃性气体，与空气混合加热容易发生爆炸，故A、B两个装置中应先点燃A处的酒精(喷)灯，排净装置中空气；反应结束时，应先熄灭E处酒精灯，以防发生倒吸。 （2）装置C的作用是冷凝大部分未反应的水蒸气，剩余小部分水蒸气可通过碱石灰吸收。 （3）E处的装置发生氢气还原氧化铜，氢气的密度比空气小，应采用向下排空气法收集，因此E处的装置可以用乙代替。 （4）B装置硬质玻璃管中，还原性铁粉和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。 （5）B装置固体物质含Fe3O4和过量铁粉，加足量稀盐酸溶解过程中，铁粉将Fe3+还原为Fe2+，使得溶液X中不含Fe3+，因而往溶液中加入少量KSCN溶液，无明显现象；放置一段时间后，溶液中的Fe2+被溶解在溶液中的氧气氧化为Fe3+，反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，生成的Fe3+与SCN-结合显红色。 （6）Fe3+→FeO，铁元素化合价+3→+6，升高3价，ClO-→Cl-，氯元素化合价+1→-1，降低2价，根据升降总数相等，Fe3+、FeO前配2，ClO-、Cl-前配3，根据电荷守恒，等式左边少负电荷，则左边补OH-，根据H元素守恒，右边补H2O，配平后可得离子方程式为2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO+3Cl-+5H2O。 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