专题07 铁及其化合物【九大题型】-【举一反三】2025年高考化学全程复习讲与练（新高考通用）

专题07 铁及其化合物【九大题型】 【新高考通用】 【知识点1 铁的性质与冶炼】 2 【知识点2 铁的氧化物与氢氧化物】 5 【知识点3 亚铁离子和铁离子】 6 【知识点4 铁的转化关系及其应用】 8 【题型1 铁的性质及其冶炼】 9 【题型2 铁的氧化物的性质及用途】 17 【题型3 铁的氢氧化物性质及制备】 13 【题型4 铁离子、亚铁离子的性质及其检验】 15 【题型5 “铁三角”的转化及应用】 16 【题型6 考查铁及其化合物的有关计算】 19 【题型7 工艺流程与铁的化合物融合】 21 【题型8 探究铁及其重要化合物的实验】 23 【题型9 实验方案的设计与评价】 27 【过关测试】 31 考点要求 真题统计 考情分析 1．能列举、描述、辨识铁及其化合物重要的物理和化学性质及实验现象。 2．能根据铁及其化合物的性质分析实验室、生产、生活及环境中的某些常见问题，说明妥善保存、合理使用化学品的常见方法。 3．能说明铁及其化合物的应用对社会发展的价值、对环境的影响。 2024新课标，6分； 2024安徽卷，3分； 2023浙江卷，2分； 2023江苏卷，3分； 2023辽宁卷，3分； 2023全国甲，6分 2023广东卷，2分 2023湖南卷，3分 2022广东卷1，3分 2022海南卷，2分 2022浙江卷，2分 2022重庆卷，3分 本专题主要考查Fe、Fe2＋、Fe3＋之间的转化，以及所承载的氧化还原反应等重要知识点。考查内容主要集中在“铁三角”，Fe与酸的反应，Fe3+、Fe2+等的检验、Fe(OH)2和Fe(OH)3的性质等。命题主要体现化学与生活、生产、科技的联系，预测2025年还会延续以往的命题风格，考查铁及其化合物的性质和应用与转化，在化工流程题或综合实验题中考查铁及其化合物的转化。借助工艺流程的形式，以除杂或提纯等相关问题为主线综合考查金属元素化合物的性质。 【思维导图】 【知识点1 铁的性质与冶炼】 1.铁元素存在及位置 （1）存在：主要以化合态（陨石除外）的形式存在，在地壳中的含量居第四位，铁矿石有赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）、菱铁矿（FeCO3）、黄铁矿（FeS2）等。 （2）位置：铁位于元素周期表中第4周期Ⅷ族，是一种应用最广泛的过渡金属元素；铁元素是一种典型的变价金属元素。 2.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，能被磁铁吸引。 3.铁的化学性质 铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。 （1）与非金属单质的反应 ①与O2的反应： 常温：铁在潮湿的空气中被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3。 点燃：3Fe＋2O2Fe3O4。 ②与Cl2的反应：2Fe＋3Cl22FeCl3。 ③与S的反应：Fe＋SFeS。 ④与I2的反应：Fe＋I2FeI2 （2）与水的反应 常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。 （3）与酸的反应 酸 化学方程式或现象 稀H2SO4 Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ 稀HNO3 Fe不足 Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O Fe过量 3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 浓HNO3、浓H2SO4 常温下钝化 （4）与某些盐溶液反应 ①与CuSO4溶液反应的离子方程式：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。 ②与FeCl3溶液反应的离子方程式：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。 【易错提醒】①Fe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的铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。 ③铁与一般氧化剂(如S、HCl、FeCl3、CuSO4、I2等)反应时被氧化为Fe2＋，铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4等)反应时被氧化为Fe3＋。 ④在电化学中铁作负极时电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋。 4.铁的冶炼 （1）原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石。 （2）设备：高炉。 （3）主要反应： ①还原剂的生成：C＋O2CO2，CO2＋C2CO； ②铁的生成：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。 【知识点2 铁的氧化物与氢氧化物】 1.铁的氧化物 （1）铁的氧化物物理性质 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 （2）铁的氧化物化学性质 ①FeO、Fe2O3、Fe3O4分别与盐酸反应的离子方程式为 FeO＋2H＋= Fe2＋＋H2O，Fe2O3＋6H＋= 2Fe3＋＋3H2O，Fe3O4＋8H＋= 2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。 ②Fe3O4分别与HNO3和HI反应的离子方程式为 3Fe3O4＋28H＋＋NO3-=9Fe3＋＋NO↑＋14H2O；Fe3O4＋8H＋＋2I－=3Fe2＋＋I2＋4H2O。 ③FeO与HNO3反应时，除考虑与H＋的反应外，还要考虑Fe2＋被HNO3氧化成Fe3＋。 3FeO＋6H＋＋NO3-=3Fe3＋＋NO↑＋3H2O； ④Fe2O3与HI反应时，除考虑与H＋的反应外，还要考虑Fe3＋被I-还原成Fe2＋ Fe2O3＋6H＋＋2I－=2Fe2＋＋I2＋3H2O。 ⑤高温时,都能被C、CO、Al等还原剂还原,生成单质铁 【易错警示】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物质的量之比为1∶1，Fe3O4物质的量为任意值)。　　 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 【易错提醒】①Fe(OH)2与硝酸反应不是发生中和反应生成盐和水，而是发生氧化还原反应3Fe(OH)2＋10HNO3=3Fe(NO3)3＋NO↑＋8H2O。 ②Fe(OH)3与氢碘酸(HI)反应不是发生中和反应生成盐和水，而是发生氧化还原反应2Fe(OH)3＋6HI=2FeI2＋I2＋6H2O。 3.铁的氢氧化物的制法 （1）可溶性亚铁盐与强碱或氨水反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓或Fe2＋＋2NH3H2O===Fe(OH)2↓+2NH4+。 【特别提醒】空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，防止Fe(OH)2氧化的方法： A.将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶液中的氧气。 B.将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入盛有亚铁盐溶液的试管底部，并慢慢挤出NaOH溶液。 C.在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。 D.在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。 E.常见的制备Fe(OH)2的装置： 说明：①②原理一样，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；③中液面加苯阻止了空气进入；④中阳极为铁，阴极为石墨，利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀。 （2）可溶性铁盐与强碱或氨水反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓或Fe3＋＋3NH3H2O===Fe(OH)3↓+3NH4+。 【知识点3 亚铁离子和铁离子】 1.亚铁离子的氧化性和还原性 ①含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以还原性为主，如：遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表现为还原性。 ②Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。 ③向FeSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液褪色。反应的离子方程式：MnO＋5Fe2＋＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。 2.亚铁离子的水解 Fe(OH)2是弱碱，含Fe2＋的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制Fe2＋的水解，加少量铁屑防止Fe2＋被氧化。 3.亚铁离子的的检验 方法1 无现象溶液变红色，证明含有Fe2＋ 方法2 产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明含有Fe2＋ 方法3 生成蓝色沉淀，证明含有Fe2＋ 4.铁离子的氧化性 含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S、SO等均表现为氧化性。 ①Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO等具有较强还原性的离子不能大量共存。 ②Fe3＋可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋。 5.铁离子的水解 Fe(OH)3是很弱的碱，且溶度积很小，因而Fe3＋极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。 ①利用Fe3＋易水解的性质，实验室可用FeCl3滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式：FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。 ②利用Fe3＋易水解的性质，工业上常用调节pH方法除去溶液中的铁离子。 ③利用Fe3＋易水解的性质，实验室配制氯化铁溶液，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。 ④Fe3＋与HCO、[Al(OH)4]－、CO、ClO－等水解呈碱性的离子不能大量共存。 6.铁离子的检验 方法1 溶液变红色，证明含有Fe3＋ 方法2 产生红褐色沉淀，证明含有Fe3＋ 方法3 生成蓝色沉淀，证明含有Fe3＋ 7.混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验 ①Fe3＋的检验 a.溶液变血红色，说明含有Fe3＋ b.试纸变蓝色，说明含有Fe3＋ ②Fe2＋的检验 a.KMnO4溶液褪色，说明含有Fe2＋ b.溴水褪色，说明含有Fe2＋ c.生成蓝色沉淀，说明含有Fe2＋ 【易错警示】 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KSCN后的混合溶液加入足量的新制氯水中(新制氯水能氧化SCN－)，检验Fe2＋最好用K3[Fe(CN)6]溶液。 （2）Fe3＋、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)。 【知识点4 铁的转化关系及其应用】 1.“铁三角”的转化 用离子方程式表现转化 ①2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋ ②2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋4H＋＋SO ③3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋2H2O＋NO↑ ④5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O ⑤2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O 2.铁的价类二维图 说明： 1)横向变化体现了同价态不同物质类别(氧化物、盐、碱)之间的转化： ①碱性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)转化为盐； ②Fe2＋、Fe3＋与碱(OH－)反应生成对应的碱； ③难溶性的碱易分解生成对应的氧化物，但难溶性的碱性氧化物一般不与水反应生成对应的碱。 2)纵向变化体现不同价态同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。 3)斜向变化体现不同价态、不同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性和还原性。 3.转化关系的应用 （1）判断离子共存 ①Fe2＋与NO(H＋)、ClO－、MnO(H＋)发生氧化还原反应，不能大量共存； ②Fe3＋与S2－、I－、SO发生氧化还原反应，不能大量共存； ③Fe2＋、Fe3＋与HCO、CO等水解相互促进生成沉淀，不能大量共存。 （2）除杂 溶液 杂质 除杂方法 FeCl2 FeCl3 加过量铁粉后过滤 FeCl3 FeCl2 加氯水或H2O2 FeCl2 CuCl2 加过量铁粉后过滤 （3）盐溶液的配制与保存 （4）物质的制备 【题型1 铁的性质及其冶炼】 【例1】（2024·全国新课标卷）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 【解析】铁和水蒸气在高温下发生反应生成和H2，该反应的化学方程式为，A正确；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；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；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。 【变式1-1】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 【答案】C 【解析】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；综上所述答案为C。 【变式1-2】坦克、导弹的制造材料主要是金属合金，钢铁便是其中十分重要的一种。下列关于铁的说法中正确的是(　　) A.铁元素属于过渡元素，其原子序数为26 B.单质铁与浓硫酸在常温下不反应 C.铁单质只具有还原性，其阳离子只具有氧化性 D.与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率，纯铁比生铁的快 【答案】A 【解析】铁是26号元素，属于第Ⅷ族元素，为过渡元素，故A正确；常温下，铁和浓硫酸反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步反应，但并不是铁和浓硫酸不反应，故B错误；亚铁离子既有还原性，又有氧化性，故C错误；纯铁和稀盐酸不能构成原电池，生铁中铁、碳、盐酸构成原电池，能加快反应速率，所以生铁反应速率比纯铁快，故D错误。 【变式1-3】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．铁钉置于稀硫酸中，表面产生大量气泡，溶液由无色变蓝色 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 【答案】C 【解析】室温下，Fe遇浓硫酸发生钝化，故A错误；高温下Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，故C正确；Fe与氧化铝不反应，故D错误。 【题型2 铁的氧化物的性质及用途】 【例2】关于铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的下列叙述中正确的是(　　) A.铁的三种氧化物中铁元素的化合价完全相同 B.都是碱性氧化物，都能与盐酸反应生成氯化铁和水 C.氧化亚铁在空气中加热可生成更稳定的四氧化三铁 D.四氧化三铁中铁元素有＋2价和＋3价，它是一种混合物 【答案】C 【解析】A项，FeO中铁的化合价为＋2价，Fe2O3中铁元素的化合价为＋3价，Fe3O4为复杂的氧化物，其中铁的化合价可以看作是由＋2、＋3价组成，错误；B项，FeO、Fe2O3为碱性氧化物，Fe3O4不属于碱性氧化物，错误；C项，氧化亚铁在空气中加热可生成更稳定的四氧化三铁，正确；D项，四氧化三铁是复杂的化合物，属于纯净物，错误。 【变式2-1】铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是(　　) A.Fe(OH)3　Fe2O3 B.Fe(OH)2　Fe2O3 C.Fe(OH)2　Fe(OH)3 D.Fe(OH)2　Fe3O4 【答案】B 【解析】铁与稀硫酸反应生成FeSO4，再与过量氨水反应生成白色沉淀Fe(OH)2，在空气中加热Fe(OH)2，铁元素被氧化为＋3价，最后所得红棕色残渣为Fe2O3。 【变式2-2】下列关于氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁三种氧化物的说法不正确的是(　　) A．铁元素的化合价不完全相同 B．氧元素的化合价完全相同 C．氧化亚铁俗称铁红，为红棕色固体 D．铁在氧气中燃烧的产物为黑色固体 【答案】C 【解析】铁的三种氧化物中，氧元素的化合价都为－2价；铁元素的化合价不同，氧化铁中铁为＋3价，氧化亚铁中铁为＋2价，四氧化三铁中铁为＋2价和＋3价；氧化铁俗称铁红，是一种红棕色粉末；铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，是一种黑色固体。 【变式2-3】某黑色粉末可能是Fe3O4或Fe3O4与FeO的混合物，为进一步确认该黑色粉末的成分，下列实验方案不可行的是(　　) A．准确称量一定质量的黑色粉末，用H2充分还原，并用干燥剂收集所得水，获得水的准确质量，进行计算 B．准确称量一定质量的黑色粉末，溶解于足量盐酸，加热蒸干溶液并在空气中灼烧至质量不变，称量所得粉末质量，进行计算 C．准确称量一定质量的黑色粉末，用CO充分还原，在CO气流中冷却后准确称量剩余固体的质量，计算 D．准确称量一定质量的黑色粉末，与一定量铝粉混合后点燃，充分反应后冷却，准确称量剩余固体质量，进行计算 【答案】D 【解析】准确称量一定质量的黑色粉末，用H2充分还原，并用干燥剂收集所得水，获得水的准确质量，计算得到氧元素的质量和铁元素的质量，依据铁元素和氧元素物质的量之比确定化学式，能计算得到物质组成，故A不选；准确称量一定质量的黑色粉末，溶解于足量盐酸，加热蒸干溶液并在空气中灼烧至质量不变，称量所得粉末质量，即氧化铁的质量，依据铁元素和氧元素守恒计算铁元素和氧元素物质的量之比，判断氧化物的化学式，能计算得到物质组成，故B不选；准确称量一定质量的黑色粉末，用CO充分还原，在CO气流中冷却后准确称量剩余固体的质量，依据铁元素和氧元素质量守恒计算铁元素和氧元素物质的量之比，分析判断氧化物的存在形式，能计算得到物质组成，故C不选；准确称量一定质量的黑色粉末，与一定质量铝粉混合后点燃，充分反应后冷却，准确称量剩余固体质量，反应前后都是固体，反应前后固体质量不变，不能计算确定该黑色粉末的成分，故D选。 【题型3 铁的氢氧化物性质及制备】 【例3】实验室可以用如图所示装置制备氢氧化亚铁，下列说法错误的是(　　) A.实验前应把稀硫酸和氢氧化钠溶液均煮沸处理 B.实验开始阶段，应把弹簧夹C和D都打开 C.一段时间后，关闭弹簧夹C和D，在B中生成白色絮状沉淀 D.实验结束后关闭弹簧夹D，可以长时间保存氢氧化亚铁 【答案】C 【解析】A项，氢氧化亚铁易被空气中的氧气氧化为氢氧化铁，所以制备氢氧化亚铁时应将稀硫酸和氢氧化钠溶液预先煮沸，使溶解的空气逸出，故A正确；B项，氢氧化亚铁具有强还原性，易被空气中的氧气氧化为氢氧化铁，故实验开始阶段，应把弹簧夹C和D都打开，A中反应产生氢气，排除空气，防止亚铁离子被氧气氧化，故B正确；C项，一段时间后，关闭弹簧夹C，但不能关闭弹簧夹D，可利用生成的氢气在装置A中压强增大，把硫酸亚铁溶液压入装置B的氢氧化钠溶液中，反应生成氢氧化亚铁白色沉淀，故C错误；D项，本实验利用反应生成氢气排净装置中的空气，使装置处于还原氛围，故实验结束后关闭弹簧夹D，可以长时间保存氢氧化亚铁，故D正确；故选C。 【变式3-1】下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　　) A.①② B.①③ C.②③ D.①②③ 【答案】B 【解析】装置①是先用Fe粉与稀硫酸反应产生的H2将装置中的空气排尽，然后滴入NaOH溶液，与FeSO4发生复分解反应生成Fe(OH)2，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中，可以达到目的，①正确；②滴入的NaOH溶液会吸收空气中的氧气，与试管中的FeSO4发生复分解反应生成Fe(OH)2和Na2SO4，溶液中有氧气，会氧化Fe(OH)2变为Fe(OH)3，因此会看到沉淀由白色迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，不能达到实验目的，②错误；③中液面上加苯阻止了空气进入，在隔绝空气的环境中NaOH、FeSO4发生复分解反应生成Fe(OH)2和Na2SO4，由于没有空气，Fe(OH)2不能被氧化，能较长时间观察到白色沉淀，③正确；故合理选项是B。 【变式3-2】实验室用FeCl2溶液和烧碱制备Fe(OH)2，为使生成的产物不被氧化，下列采取的措施错误的是(　　) A．配制FeCl2溶液和烧碱溶液所用的蒸馏水要煮沸 B．可在FeCl2溶液的上面加一层苯，以隔绝空气 C．向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入试管中 D．产生Fe(OH)2沉淀后，不能振荡试管 【答案】C 【解析】A项，FeCl2溶液和烧碱溶液要现用现配，且配制溶液的蒸馏水要煮沸以除去氧气，确保Fe(OH)2不被氧化，正确；C项，向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，要将胶头滴管的尖嘴伸入FeCl2溶液中，防止氢氧化钠溶液在滴入时溶有氧气，错误；D项，产生Fe(OH)2沉淀后，若振荡试管，会增大沉淀与空气接触的机会，使沉淀更易被氧化，正确。 【变式3-3】如图所示装置，可用以制取Fe(OH)2且观察其在空气中被氧化时颜色的变化。下列说法错误的是(　　) A．实验前，应先煮沸溶液除去溶解氧 B．装置Ⅰ可制取FeSO4溶液并排尽装置内空气 C．关闭止水夹可观察到装置Ⅱ中溶液进入装置Ⅰ中 D．取下装置Ⅱ的橡皮塞可观察沉淀颜色变化 【答案】C 【解析】溶液中会溶解少量氧气，氢氧化亚铁易被氧气氧化，所以实验前，应先煮沸溶液除去溶解氧，故A正确；铁和稀H2SO4反应生成FeSO4和H2，H2能排尽装置内的空气，故B正确；关闭止水夹可观察到装置Ⅰ中溶液进入装置Ⅱ中，故C错误；氢氧化亚铁具有还原性，能够被氧气氧化，所以取下装置Ⅱ的橡皮塞可观察沉淀颜色变化，故D正确。 【题型4 铁离子、亚铁离子的性质及其检验】 【例4】（2023·江苏卷）室温下，探究溶液的性质，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 向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 是否有还原性 向溶液中滴加几滴酸性溶液，观察溶液颜色变化 C 是否水解 向溶液中滴加2~3滴酚酞试液，观察溶液颜色变化 D 能否催化分解 向溶液中滴加几滴溶液，观察气泡产生情况 【答案】B 【解析】A．检验溶液中是否含有应直接向待测液中滴加KSCN溶液，向待测液中滴加氯水会将氧化为干扰实验，A错误；B．向溶液中滴加几滴酸性溶液，若观察溶液紫色褪去，说明有还原性，B正确；C．发生水解反应使溶液显酸性，应向溶液中滴加2~3滴石蕊试液，观察溶液颜色变化，C错误；D．向溶液中滴加几滴溶液，若产生气泡有可能是的催化作用，D错误。故选B。 【变式4-1】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溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋ 【答案】C 【解析】A项，KSCN溶液不能直接检验Fe2＋的存在，Fe2＋是否存在不确定，检验方法不合理；B项，Fe3＋干扰Fe2＋的检验，若原溶液中含有Fe3＋且不含Fe2＋，也会产生相同现象，检验方法不合理；C项，Fe3＋与OH－生成红褐色的Fe(OH)3沉淀，检验方法合理；D项，Mg(OH)2为白色沉淀，易被红褐色沉淀掩盖，无法确定原溶液中是否含有Mg2＋，检验方法不合理。 【变式4-2】欲证明某稀溶液中含有Fe2＋而无Fe3＋，必要的实验操作及最佳顺序为(　　) ①滴加少量氯水　②滴加足量碘水　③滴加少量硫氰化钾溶液 A.①→③ B.③→② C.③→① D.①→②→③ 【答案】C 【解析】证明没有Fe3＋，先加入硫氰化钾溶液，溶液不变红，再滴加少量氯水若溶液变红色，证明含有Fe2＋，最佳操作顺序为③→①。 【变式4-3】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溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋ 【答案】C 【解析】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。 【题型5 “铁三角”的转化及应用】 【例5】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】图中所示铁元素不同化合价的物质：a为Fe，b为FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等Fe(Ⅱ)的盐类物质，c为Fe(OH)2，e为FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等Fe(Ⅲ)的盐类物质，d为Fe(OH)3。Fe与Fe(Ⅲ)的盐类物质可发生反应生成Fe(Ⅱ)的盐类物质，如Fe＋2FeCl3===3FeCl2，故A不选；Fe(Ⅱ)为铁元素的中间价态，既有还原性也有氧化性，因此既可被氧化，也可被还原，故B不选；Fe(Ⅲ)的盐类物质与浓碱液反应生成Fe(OH)3沉淀，制备Fe(OH)3胶体操作为向沸水中滴加饱和FeCl3溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热，故C选；b→c→d→e→b转化如FeCl2Fe(OH)2Fe(OH)3FeCl3FeCl2，故D不选。 【变式5-1】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.铁与高温水蒸气的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，加水溶解可实现转化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 【答案】D 【解析】铁与高温水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，不能实现转化①，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发生转化⑥分解生成氧化铁，氢氧化铁不溶于水，加水不能实现转化③，故C错误；高铁酸盐中铁为＋6价，具有强氧化性，可用于消毒，发生还原反应后生成铁离子，铁离子与水反应生成Fe(OH)3胶体，故D正确。 【变式5-2】部分含铁微粒所带的电荷数与其中铁元素化合价的关系如图所示，由该图可预测含铁微粒间相互转化时所需试剂。下列推断不合理的是（　　） A.M一定为FeO B.若R为单质，则常温下浓硫酸可使R钝化 C.若Q为金属阳离子，则可用K3[Fe（CN）6]溶液检验 D.Fe3＋与氧化剂在碱性条件下反应可生成Fe 【答案】A 【解析】由题图可知，M还可以是Fe（OH）2等，A项错误；若R为单质，则R为Fe，常温下，Fe遇浓硫酸钝化，B项正确；若Q为金属阳离子，则Q为Fe2＋，可用K3[Fe（CN）6]溶液检验Fe2＋，C项正确；由题图可知，Fe3＋在碱性条件下与氧化剂反应可生成Fe，D项正确。 【变式5-3】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。 【题型6 考查铁及其化合物的有关计算】 【例6】将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol/L的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是(　　) A.铁粉有剩余，溶液呈浅绿色，Cl－基本保持不变 B.往溶液中滴入无色KSCN溶液，显红色 C.Fe2＋和Fe3＋物质的量之比为5∶1 D.氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶5 【答案】B 【解析】 1.12 g铁为：1.12 g÷56 g/mol＝0.02 mol，25mL 2 mol/L氯化铁溶液中Fe3＋为：0.025 L×2 mol/L＝0.05 mol；发生的反应为：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，根据比例关系可得，0.02 mol铁完全反应，消耗0.04 mol Fe3＋，生成0.06 mol Fe2＋，所以Fe3＋剩余0.01 mol，溶液中含有Fe3＋ 0.01 mol，Fe2＋ 0.06 mol，没有金属铁剩余；A项，铁没有剩余，故A错误；B项，溶液中有剩余的Fe3＋，往溶液中滴入无色KSCN溶液，显红色，故B正确；C项，Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为0.06 mol∶0.01 mol ＝6∶1，故C错误；D项，由反应离子方程式可得，氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2，故D错误。 【变式6-1】常温时，将0.1 mol Fe(NO3)3和2 mol HCl溶于水得2 L混合溶液，然后向该溶液投入m g铁粉使其充分反应后，滴加KSCN溶液不变红色。下列有关说法正确的是(　　) A.由于氧化性Fe3＋＞H＋，首先发生的反应是：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ B.当加入16.8 g铁粉时，可生成标准状况下6.72 L气体 C.在铁粉充分反应后的溶液中，铁元素以Fe2＋和Fe3＋的形式存在 D.m≥28，反应过程中溶液的质量一直在减小 【答案】B 【解析】酸性条件下，NO有氧化性，因此首先发生的反应是Fe＋NO＋4H＋===NO↑＋Fe3＋＋2H2O，然后发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，A错误；当加入16.8 g铁粉时，刚好发生上述第一个反应，生成标准状况下6.72 L NO气体，此时消耗1.2 mol H＋，B正确；滴加KSCN溶液不变红色说明溶液不含Fe3＋，C错误；当恰好第二个反应结束时，根据方程式计算则至少消耗铁16.8＋(0.1＋0.3)×0.5×56＝28(g)，反应过程中溶液的质量一直在增大，D错误。 【变式6-2】向含有1 mol HNO3和1 mol H2SO4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)。下列有关判断不正确的是(　　) A．a表示Fe3＋的关系曲线 B．n1＝0.75 C．P点时，n(Fe2＋)＝0.562 5 mol D．向P点溶液中加入铜粉，最多可溶解14.4 g 【答案】C 【解析】该反应可以看作两步：①Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O，硝酸根离子过量，氢离子不足；②2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。a表示Fe3＋的关系曲线，A正确；溶液中共有3 mol H＋参加反应，消耗0.75 mol铁，B正确；P点n(Fe2＋)＝n(Fe3＋)，两者均为0.45 mol，C不正确；P点剩余0.45 mol Fe3＋，消耗0.225 mol铜，质量为14.4 g，D正确。 【变式6-3】将含有氧化铁的铁片投入足量的稀硫酸中，直到铁片完全溶解，经分析该溶液中无Fe3＋，且生成的Fe2＋与反应生成的H2的物质的量之比为3∶1。原混合物中Fe2O3与Fe的物质的量之比为 （　　） A．1∶1 B．2∶5 C．4∶1 D．3∶1 【答案】B 【解析】设原混合物中Fe和Fe2O3的物质的量分别为x、y， Fe2O3＋3H2SO4===Fe2（SO4）3＋3H2O y y Fe2（SO4）3＋Fe===3FeSO4 Y y 3y Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ x－y x－y x－y [3y＋（x－y）]∶（x－y）＝3∶1，解得y∶x＝2∶5，B项正确。 【题型7 工艺流程与铁的化合物融合】 【例7】某酸性工业废水中含有一定量的Fe3＋、Cu2＋、Au3＋等离子。利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，设计如下工艺流程，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。 下列说法不正确的是(　　) A.标号①②③处发生的反应均为氧化还原反应 B.标号③处加入的相应物质是稀硝酸 C.标号①处发生的离子反应最多有三个 D.铁红的化学式为Fe2O3，工业上常用作红色颜料 【答案】C 【解析】标号①处发生的反应为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋，2Au3＋＋3Fe===2Au＋3Fe2＋，②处发生的反应是Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，③处发生的反应是铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，故①、②、③处发生的反应均为氧化还原反应，A正确；标号③处利用金不溶于硝酸的性质将铜与金分离开，加入的相应物质是稀硝酸，故B正确；由上述分析可知，标号①处发生的离子反应超过三个，故C错误；Fe2O3是红棕色粉末，俗称铁红，工业上常用作红色颜料，故D正确。 【变式7-1】FeCO3与砂糖混用可以作补血剂，实验室里制备FeCO3的流程如图所示，下列说法错误的是(　　) A.可利用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质 B.沉淀过程中有CO2气体放出 C.过滤操作中常用的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒 D.产品FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的FeO 【答案】D 【解析】A项，Fe2＋变质会生成Fe3＋，则只需检验溶液中是否含有Fe3＋，可利用KSCN和Fe3＋反应溶液显红色进行检验，正确；B项，FeSO4与碳酸氢铵发生的反应为Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋H2O＋CO2↑，则沉淀过程中有CO2气体放出，正确；C项，过滤操作中需要用到漏斗，用玻璃棒引流，烧杯盛放溶液，所以过滤操作的常用玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒，正确；D项，二价铁在空气中加热易被氧化为三价铁，FeCO3在空气中高温分解生成Fe2O3，错误。 【变式7-2】硫酸渣(主要成分为Fe2O3、SiO2)制备铁基颜料铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如图。 已知：“还原”时，发生反应FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===2SO＋15Fe2＋＋16H＋；FeS2与H2SO4不反应。下列有关说法不正确的是(　　) A.“酸溶”时适当提高硫酸浓度可加快反应速率 B.“还原”时氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶7 C.“过滤Ⅰ”所得滤液中存在的阳离子主要有Fe2＋、Fe3＋和H＋ D.“沉降、氧化”时发生反应的离子方程式：4Fe2＋＋8NH3·H2O＋O2===8NH＋4FeOOH↓＋2H2O 【答案】C 【解析】A.适当提高硫酸浓度，增大氢离子浓度，可增大反应速率，A正确；B.有关的离子方程式为FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===2SO＋15Fe2＋＋16H＋，反应中FeS2的Fe元素化合价不变，S元素化合价升高，则SO为氧化产物，Fe3＋转化为Fe2＋，化合价降低，Fe2＋为还原产物，则“还原”时氧化产物与还原产物质的物的量之比为2∶14＝1∶7，B正确；C.滤液中含有硫酸亚铁和过量的硫酸，且生成氢离子，则“过滤Ⅰ”所得滤液中存在的阳离子主要有Fe2＋和H＋，C错误；D.滤液中通入空气氧化，同时加入氨水调节pH生成FeOOH沉淀，发生的离子方程式为4Fe2＋＋8NH3·H2O＋O2===8NH＋4FeOOH↓＋2H2O，D正确。 【变式7-3】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，相应反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋ D．可用酸性KMnO4溶液检验溶液W中是否含有Fe2＋ 【答案】C 【解析】试剂a是铁，加入过量的铁，可把铜全部置换出来，并把FeCl3还原为FeCl2，故通过过滤（操作Ⅰ）得到的滤液X为FeCl2溶液，滤渣Y为铜和过量的铁；由于最终得到的产品是FeCl3晶体，故试剂b是稀盐酸，铜不与稀盐酸反应，铁与稀盐酸反应生成FeCl2，故通过过滤（操作Ⅱ）可得到金属铜，滤液Z为FeCl2溶液；将两次过滤得到的FeCl2溶液混合并通入氯气，发生反应2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋，将FeCl2溶液转化为FeCl3溶液，然后通过操作Ⅲ（蒸发浓缩、冷却结晶、过滤）便可得到氯化铁晶体。由分析可知，试剂a是铁，试剂b是稀盐酸，故A错误；蒸发浓缩与过滤所使用的仪器不同，故B错误；溶液W中有Cl－，酸性KMnO4溶液既可氧化Fe2＋，又可氧化Cl－，故不可用酸性KMnO4溶液检验溶液W中是否含有Fe2＋，故D错误。 【题型8 探究铁及其重要化合物的实验】 【例8】实验小组研究二价铁的还原性，设计如下实验。 序号 实验方案 现象 Ⅰ 现象a：生成白色沉淀，3 min后沉淀基本变为红褐色 Ⅱ 现象b：生成白色沉淀，3 min后沉淀颜色几乎不变 (1)实验所用的FeSO4溶液由Fe2(SO4)3溶液和足量铁粉反应制得，反应的离子方程式是__________________________________________________________________。 (2)实验Ⅰ中沉淀变为红褐色的化学方程式是____________________________________。 (3)关于实验Ⅱ中白色沉淀的组成，小组同学展开研究。①已知Fe(HCO3)2在水中不存在。对沉淀组成做出如下假设，请补充完整。 假设a：依据NaHCO3溶液显________性，推测白色沉淀可能为Fe(OH)2； 假设b：白色沉淀可能为________。 ②研究白色沉淀组成的实验如下： ⅰ.取少量白色沉淀，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H2O2，溶液立即变为红色。 由此说明，白色沉淀中一定含有__________________________________(填离子)。 ③研究过程中发现白色沉淀在空气中久置，最终变为红褐色。则该沉淀比实验Ⅰ中所得的Fe(OH)2________(填“难”或“易”)被空气氧化。 【答案】(1)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ (2)4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3 (3)①碱　FeCO3　②Fe2＋和CO　③难 【解析】(1)Fe2(SO4)3与Fe反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。(2)实验Ⅰ中的沉淀Fe(OH)2，其变为红褐色的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。(3)①NaHCO3为小苏打，溶液显碱性，故可推测沉淀可能为Fe(OH)2；另一种猜测是生成了FeCO3沉淀。②由于溶于H2SO4后产生无色气泡，滴入KSCN溶液不变红，加入H2O2后变红，则证明白色沉淀中一定含有Fe2＋和CO。③由于白色沉淀久置后才变红褐色，故该沉淀难被空气氧化。 【变式8-1】)某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。 请回答： (1)仪器1的名称________。装置5的作用__________________________________________。 (2)实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进，使溶液能进入4中________。 (3)装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因_________________________________________________。 【答案】(1)分液漏斗　液封，防止空气进入装置4　(2)在装置2、3之间添加控制开关 (3)装置4内的空气没有排尽 【解析】(1)仪器1的名称为分液漏斗。由于Fe(OH)2易被氧气氧化，故装置5的作用是通过液封，防止空气进入装置4。(2)3中溶液不能进入4中的原因是生成的氢气沿着导管通过2逸出，三颈烧瓶中无法形成高压，故只需在2、3之间加一个控制开关。(3)生成灰绿色沉淀说明氢氧化亚铁被部分氧化，分析原因应该是装置4中的空气未排尽。 【变式8-2】硫酸铁铵 [NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下： 回答下列问题： (1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是_____________________________。 (2)步骤②需要加热的目的是_________________________________________________， 温度保持80～95 ℃，采用的合适加热方式是_________________________________。 铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为________(填标号)。 (3)步骤③中选用足量的H2O2，理由是________________________________________。 分批加入H2O2，同时为了___________________，溶液要保持pH小于0.5。 (4)步骤⑤的具体实验操作有______________________________________，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。 【答案】(1)碱煮水洗 (2)加快反应　热水浴　C (3)将Fe2＋全部氧化为Fe3＋；不引入杂质　防止Fe3＋水解 (4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤) 【解析】(1)除去铁屑表面油污的方法是，用热纯碱溶液清洗铁屑，再用水洗。(2)铁与稀硫酸反应时加热，可提高反应速率。温度低于水的沸点，可以用热水浴加热，受热均匀且便于控制。含少量硫化物的铁屑与稀硫酸反应有H2S生成。氢气不与碱溶液反应，而硫化氢能与碱溶液反应，而H2S在水中溶解度小，故氢气中混有的硫化氢用烧碱溶液除去，又因为硫化氢与碱反应较快，容易引起倒吸，C装置倒置漏斗能防倒吸。故宜选择C装置吸收硫化氢。(3)铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，加入足量双氧水的目的是将Fe2＋全部氧化为Fe3＋，发生反应为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，从生成物看，又不引入杂质。铁离子对双氧水分解起催化作用，分批加入双氧水，避免反应过快、放出热量较多，减少双氧水分解，以免造成氧化剂损失；铁离子易水解，保持溶液呈强酸性，避免铁离子发生水解反应生成氢氧化铁。(4)步骤⑤是要从溶液中得到硫酸铁铵晶体，故实验操作有加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)。 【变式8-3】某实验小组在实验室利用氨气和新制备的硫酸亚铁溶液反应制备氢氧化亚铁。 (一)制备硫酸亚铁溶液 (1)步骤①，加入稀硫酸的目的是___________________________________________________。 (2)步骤②，加入还原铁粉后观察到的现象是________________。 (二)制备氢氧化亚铁 (3)选择上图中的装置制备氢氧化亚铁，连接顺序为________________(按气流方向，用装置字母表示)。反应结束后继续通一段时间的N2，目的是________________。 (4)装置B中发生反应的离子方程式是____________________________________________。 装置C的作用是______________________________________________________________。 (三)探究思考 反应后将装置B中固体过滤时白色沉淀会逐渐转变为灰绿色。在查阅不同资料后，有同学认为灰绿色物质是Fe(OH)2被空气中的氧气氧化后生成的Fe3(OH)8。 (5)Fe3(OH)8中n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝________，用氧化物的形式表示可写成________________。 (6)设计实验证明灰绿色物质中含Fe3(OH)8：____________________________________________________。 【答案】(1)抑制Fe3＋的水解 (2)铁粉逐渐溶解，有无色气体生成，溶液由棕黄色逐渐变为浅绿色 (3)ACBD　将装置中的氨气全部排入装置D中被吸收，防止拆除装置时残留的氨气逸出污染空气 (4)Fe2＋＋2NH3＋2H2O===Fe(OH)2↓＋2NH　作安全瓶，防倒吸 (5)1∶2　FeO·Fe2O3·4H2O (6)取少量灰绿色物质于试管中，加入稀盐酸(或稀硫酸)溶解，将溶液分成两份，一份滴入几滴KSCN溶液，变为红色；另一份加入适量K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀，则灰绿色物质中含Fe3(OH)8 【解析】(3)制备氢氧化亚铁的装置中，A装置中将浓氨水滴到生石灰上，使生石灰和水反应放出热量，使氨气逸出，一开始通入氮气的作用是将装置中的空气全部排出，B装置的作用是使氨气和新制硫酸亚铁溶液反应产生氢氧化亚铁，C装置的作用是作为安全瓶，防止倒吸，D装置的作用是吸收尾气，故装置连接顺序为A→C→B→D。(6)要设计实验证明灰绿色物质中含Fe3(OH)8，即要证明此物质中既有Fe2＋又有Fe3＋，Fe2＋用K3[Fe(CN)6]溶液检验，Fe3＋用KSCN溶液检验。 【题型9 实验方案的设计与评价】 【例9】探究铁及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是(　　) 实验方案 现象 结论 A 往FeCl2溶液中加入Zn片 短时间内无明显现象 Fe2＋的氧化能力比Zn2＋弱 B 往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液，再加入少量K2SO4固体 溶液先变成血红色后无明显变化 Fe3＋与SCN－的反应不可逆 C 将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加KSCN溶液 溶液呈浅绿色 食品脱氧剂样品中没有＋3价铁 D 向沸水中逐滴加5～6滴饱和FeCl3溶液，持续煮沸 溶液先变成红褐色再析出沉淀 Fe3＋先水解得Fe(OH)3再聚集成Fe(OH)3沉淀 【答案】D 【解析】往FeCl2溶液中加入Zn片，发生反应：Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋，Fe2＋的氧化能力比Zn2＋的强，A错误；往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液，发生反应：Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，溶液变血红色，再加入少量K2SO4固体，对平衡无影响，故不能说明Fe3＋与SCN－的反应不可逆，B错误；若食品脱氧剂样品中有＋3价铁，铁粉与＋3价铁发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，滴加KSCN溶液，溶液呈浅绿色，C错误；向沸水中逐滴加5～6滴饱和FeCl3溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，得到Fe(OH)3胶体，持续煮沸，Fe(OH)3胶体发生聚沉，析出红褐色沉淀，D正确。 【变式9-1】为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性，某同学设计了如下实验方案，其中不正确的是(　　) 选项 实验操作 实验现象 离子反应 实验结论 A 向氯化亚铁溶液中通入氯气 浅绿色溶液变成棕黄色溶液 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ Fe2＋具有还原性 B 在氯化亚铁溶液中加入锌片 浅绿色溶液变成无色溶液 Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe Fe2＋具有氧化性 C 在氯化铁溶液中加入铁粉 棕黄色溶液变成浅绿色溶液 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 铁单质具有还原性 D 在氯化铁溶液中加入铜粉 蓝色溶液变成棕黄色溶液 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ Fe3＋具有氧化性 【答案】D 【解析】向FeCl2溶液中通入Cl2，Fe2＋被氧化为Fe3＋，溶液变成棕黄色，Fe2＋作还原剂，表现还原性，A正确；向FeCl2溶液中加入锌片，Zn将Fe2＋还原为Fe，溶液变成无色，Fe2＋作氧化剂，表现氧化性，B正确；向FeCl3溶液中加入铁粉，发生反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Fe作还原剂，表现还原性，C正确；向FeCl3溶液中加入铜粉，发生反应：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，溶液由棕黄色变为蓝色，Fe3＋作氧化剂，表现氧化性，D错误。 【变式9-2】某化学兴趣小组利用下列试剂：铁粉、锌粉、0.1 mol·L－1FeCl3溶液，0.1 mol·L－1FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水、5%H2O2溶液，探究Fe2＋、Fe3＋的氧化性、还原性，并利用实验结论解决一些问题。 (1)设计实验方案，完成下列表格。 探究内容 实验方案 实验现象 解释 Fe3＋ 具有 氧化 性 取少量0.1 mol/L FeCl3溶液，往溶液中加入足量铁粉，再加入少 量KSCN溶液 ①加入铁粉后，溶液________； ②加入KSCN 溶液后，溶液________； ③体现 Fe3＋具有氧化性的离子方程式：__________； Fe2＋ 具有 还原 性 ④取少量0.1 mol/L FeCl2溶液，往溶液中加入少量KSCN溶液，再加入_________________； ⑤加入KSCN 溶液后，溶液________； ⑥加入你选的试剂后，溶液________ ⑦体现 Fe2＋具有还原性的离子方程式：__________。 (2)该兴趣小组为说明“Fe2＋具有氧化性”，提出了向FeCl2溶液中加入锌粉，观察实验现象的方案，该反应的离子方程式为__________________________________________。 (3)某反应中反应物与生成物有Fe3＋、Mn2＋、H＋、MnO、H2O和一种未知离子X，已知MnO在反应中得到电子，则X是____________。 【解析】(1)①向FeCl3溶液中加入Fe粉后，会发生反应：2FeCl3＋Fe===3FeCl2，溶液由黄色变为浅绿色，②由于溶液中不含Fe3＋，因此加入KSCN溶液后，溶液不会变为红色或无明显现象，③则证明Fe3＋具有氧化性的离子方程式为：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；④取少量0.1 mol/L FeCl2溶液，往溶液中加入少量KSCN溶液，再加少量新制氯水(或5%H2O2溶液)，氯水(或5%H2O2溶液)将Fe2＋氧化为Fe3＋，Fe3＋与SCN－结合产生Fe(SCN)3，使溶液变为红色，故⑤加入KSCN溶液后，溶液不变红色或无明显现象；⑥加入你选的试剂后，溶液变红色，这证明了Fe2＋具有还原性，则⑦体现Fe2＋具有还原性的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－(或2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O)； (2)该兴趣小组为说明“Fe2＋具有氧化性”，提出了向FeCl2溶液中加入锌粉，由于金属活动性：Zn＞Fe，二者发生置换反应：FeCl2＋Zn===ZnCl2＋Fe，溶液由浅绿色变为无色，该反应的离子方程式为：Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe； (3)某反应中反应物与生成物有Fe3＋、Mn2＋、H＋、MnO4-、H2O和一种未知离子X，已知MnO4-在反应中得到电子，则MnO4-是氧化剂是反应物，Mn2＋是还原产物，是生成物，缺项微粒表现还原性，作还原剂，其被氧化为Fe3＋，则X是Fe2＋，根据电荷守恒可知H＋是反应物，H2O是生成物，该反应的离子方程式为：MnO4-＋5Fe2＋＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，故X是Fe2＋。 【答案】(1)①(由黄色)变为浅绿色　②不变红色或无明显现象　③2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋　④新制氯水(或5%H2O2溶液)　⑤不变红色或无明显现象　⑥变红色　⑦2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－(或2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O) (2)Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe　(3)Fe2＋ 【变式9-3】长期放置的FeSO4溶液易被氧化而变质，某兴趣小组进行了如下实验： (1)设计实验检验FeSO4溶液的变质程度 实验方案 实验现象 实验结论 步骤1 取待检测液于试管中，向其中滴加KSCN溶液 ________ 步骤2 ____________ ____________ ____________ ________ FeSO4 溶液部 分变质 ①将上述方案补充完整。 ②若要使部分变质的FeSO4复原，方法是____________________________________(写离子方程式)。 (2)利用部分变质的FeSO4溶液制备Fe2O3 ①填写下列各空： a.______________b.______________c.____________d.________________e.__________。 ②若100 mL该变质溶液制得1.6 g Fe2O3，则变质前FeSO4溶液的浓度为________________。 (3)FeSO4可用作补铁剂，使用时建议与维生素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，设计了如下实验： 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。 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？请说明理由 ________________________________________________________________________。 【解析】(1)①要想证明FeSO4溶液部分变质，需要证明溶液中含有Fe3＋和Fe2＋；步骤1中，向待检测液中加入KSCN溶液，溶液变为红色，说明溶液中含有Fe3＋；步骤2中，向待检测液中加入酸性KMnO4溶液，酸性KMnO4溶液褪色，说明溶液中含有Fe2＋； ②若要使变质的FeSO4溶液复原，就要使溶液中的Fe3＋变为Fe2＋，可以向溶液中加入过量的Fe粉，发生反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，然后再经过滤除去剩余的Fe粉即可达到目的；(2)①利用部分变质的FeSO4溶液制备Fe2O3的路线为： 部分变质的FeSO4溶液Fe2(SO4)3Fe(OH)3Fe2O3，故试剂a为H2O2，试剂d为Fe2(SO4)3、b为NaOH、e为Fe(OH)3，c为加热，答案合理即可； ②n(Fe2O3)＝＝0.01 mol，则在变质前的100 mL FeSO4溶液中，n(FeSO4)＝2n(Fe2O3)＝0.02 mol，故原溶液的浓度c(FeSO4)＝＝0.2 mol/L； (3)该实验现象不能验证猜想，因为维生素C也具有还原性，若维生素C过量，也可使酸性高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有Fe2＋生成。 【答案】(1)①溶液变红　取待检测液于试管中，向其中滴加少量酸性高锰酸钾溶液　紫红色褪去　②2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋　(2)①H2O2　NaOH　加热　Fe2(SO4)3　Fe(OH)3(答案合理即可)　②0.2 mol/L (3)不能，维生素C可能过量，也可使酸性高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有Fe2＋生成 【基础题】 1.（2024·福建厦门·模拟预测）下列操作规范且能达到实验目的是 A．①配制的溶液 B．②用酸性高锰酸钾标准溶液测定溶液中的含量 C．③制备少量 D．④熔融纯碱 【答案】D 【解析】A．定容时当液面在刻度线下1-2厘米时，才改用胶头滴管，A错误； B．高锰酸钾溶液既能氧化，又能氧化氯离子，无法测定盐酸酸化的溶液中的含量，B错误； C．图中稀硫酸与铁生成的硫酸亚铁无法进入到氢氧化钠溶液中，C错误； D．纯碱不与铁反应，故可用铁坩埚熔融纯碱，D正确； 故选D。 2.（2024·浙江·模拟预测）在溶液中能大量共存的离子组是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A．发生氧化还原反应，不能共存，故A错误； B．结合生成Fe(SCN)3，不能共存，故B错误； C． 生成硅酸镁沉淀，不能共存，故C错误； D．各离子之间互不反应，能共存，故D正确； 故选D。 3.（2024·江苏泰州·模拟预测）铁及其化合物的转化具有重要应用。在指定条件下，下列物质间转化能实现的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A．Fe2O3溶于稀盐酸生成FeCl3和水，FeCl3为挥发性酸的弱碱盐，蒸发时会发生水解，转化为Fe(OH)3沉淀，A不正确； B．I2具有弱氧化性，只能将Fe氧化为FeI2，FeI2电离产生的Fe2+和I-都能被Cl2氧化，从而生成FeCl3和I2，B正确； C．FeS2在高温条件下能被O2氧化，生成Fe2O3和SO2，但Fe2O3难溶于水，与水不能发生反应，C不正确； D．Fe溶于盐酸生成FeCl2和H2，SO2具有弱氧化性，不能将Fe2+氧化为Fe3+，D不正确； 故选B。 4.（2024·河北保定·三模）铁、硫元素的部分“价-类”关系如图所示。下列叙述正确的是 A．a在高温下与水蒸气反应生成b B．实验室用浓f溶液干燥e和d C．常温下，d和e不能大量共存 D．加热c会生成红色粉末b 【答案】C 【分析】根据图示，相关物质如下：a：Fe，b：FeO， c：，d：，e：，f：，据此分析解答。 【解析】A．高温下，铁与水蒸气反应生成，A项错误； B．浓硫酸与会发生氧化还原反应，B项错误； C．和能发生氧化还原反应生成S和水，C项正确； D．分解生成，D项错误； 故选：C。 4.（2024·福建泉州·模拟预测）某研究小组拟在实验室以废铁屑（含有少量炭和杂质）为原料制备无水，设计如下流程（已知易水解）： 下列说法不正确的是 A．试剂X可选用硫酸 B．“氧化”时： C．操作①②均需用到漏斗、烧杯、玻璃棒 D．“脱水”时可能会产生亚铁盐 【答案】A 【分析】废铁屑(含有少量碳和SiO2杂质)加入盐酸，铁粉反应生成氯化亚铁，操作①过滤除去少量碳和SiO2杂质，溶液I(溶质为氯化亚铁)加入氧化剂H2O2得到溶液II(溶质为氯化铁)，操作②蒸发结晶生成FeCl3·6H2O，在SOCl2的存在下加热脱水生成FeCl3。 【解析】A．由于最终要制备无水FeCl3，若试剂X可选用硫酸，则引入了硫酸根杂质，故A不正确； B．由分析，“氧化”时，氧化剂H2O2将氯化亚铁氧化为氯化铁，选项所给离子方程式正确，故B正确； C．操作①为过滤，操作②为蒸发结晶，均需用到漏斗、烧杯、玻璃棒，C正确； D．“脱水”时，SOCl2与水会生成SO2，生成的SO2可能将Fe3+还原成Fe2+，故“脱水”时可能会产生亚铁盐，D正确； 不正确的选A。 5.（2024·湖南·模拟预测）下列实验操作对应的现象和结论均正确的是 选项 实验操作 现象 结论 A 向盛有红棕色气体集气瓶中滴加淀粉-KI溶液 溶液呈蓝色 该气体为二氧化氮 B 滴入几滴酸性高锰酸钾溶液于盛有氯化亚铁的溶液中 紫红色褪去 氧化性： C 向淀粉溶液中加入适量的稀硫酸，加热，冷却后加入NaOH溶液至碱性，加入少量碘水 溶液为变蓝 淀粉已完全水解 D 向盛有5ml0.1mol/LKI溶液的试管中滴入同浓度的FeCl3溶液5~6滴，然后加入2mLCCl4充分振荡，CCl4层呈紫色；静置后在上层清液中滴入KSCN溶液 上层清液变为血红色 FeCl3与KI溶液反应是可逆反应 【答案】D 【解析】A．能氧化KI溶液的红棕色气体还可以是Br2气体，A错误； B．酸性高锰酸钾也能氧化Cl-，故颜色褪去，不能说明氧化性：>Fe3+，B错误； C．用新制氢氧化铜或银氨溶液检验葡萄糖时必须加入氢氧化钠中和硫酸，用碘水检验淀粉时不能加入NaOH至碱性，因为碘水会与NaOH反应，无法检测淀粉是否有剩余，C错误； D．用等浓度的FeCl3溶液与KI溶液反应，控制KI过量，然后用CCl4萃取碘单质，CCl4层呈紫色，静置后在上层清液中滴入KSCN溶液，上层清液变为血红色，说明上层清液中存在Fe3+，说明FeCl3与KI溶液反应是可逆的，D错误； 故答案为：D。 7.（2024·江苏南京·二模）室温下，探究溶液的性质。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 验证溶液中含有 向溶液中滴加几滴溶液，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，观察试纸颜色变化 B 溶液中是否含有 向溶液中滴加几滴新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察溶液的颜色变化 C 是否发生水解 用玻璃棒蘸取溶液滴在干燥的广泛pH试纸上，将试纸显色的颜色与标准比色卡比较 D 是否具有氧化性 向溶液中滴加几滴溶液，再滴加淀粉溶液，观察溶液颜色变化 【答案】D 【解析】A．溶液中滴加几滴溶液，NaOH会与反应被消耗，且反应过程中未加热，不会有氨气生成，A错误； B．若原溶液中含，滴加KSCN溶液后，溶液也会变红色，B错误； C．电离出的和在溶液中均会水解，C错误； D．向溶液中滴加几滴溶液，再滴加淀粉溶液，淀粉溶液变蓝，说明具有氧化性，D正确； 答案选D。 8.（2024·河北·三模）黄铁矿煅烧后的烧渣主要成分为，同时还含有和等。以其为原料制取的工艺流程如下： 下列说法错误的是 A．“滤液”的主要成分为和 B．试剂甲为铁粉，其作用主要是还原溶液中的 C．“还原”工序中，稀硫酸过量有利于抑制的水解 D．“一系列操作”为加热蒸发至大量晶体出现时，停止加热，利用余热使其蒸干 【答案】D 【分析】加入NaOH溶液分别与和反应生成和，不反应，过滤为滤渣，加入稀硫酸与反应生成硫酸铁，加入还原剂试剂甲为Fe，Fe与硫酸铁反应生成FeSO4，经一系列操作得到； 【解析】A．加入NaOH溶液分别与和反应生成和能溶于水，“滤液”的主要成分为和，故A正确； B．稀硫酸与反应生成硫酸铁，加入还原剂试剂甲为Fe，Fe与硫酸铁反应生成FeSO4，铁粉作用是还原溶液中的，故B正确； C．“还原”工序中，Fe与硫酸铁反应生成FeSO4，亚铁离子能发生水解反应生成氢氧化亚铁，稀硫酸过量有利于抑制的水解，故C正确； D．“一系列操作”为缓慢加热，浓缩至表面出现晶膜为止，冷析，过滤，洗涤，干燥，故D错误； 故选D。 9.（2024·黑龙江双鸭山·模拟预测）下列由离子检验有关的实验得出的结论正确的是 选项 实验 结论 A 溶液X的焰色试验呈黄色 溶液X中一定有，一定没有 B 取少量溶液Y于试管中，滴加溶液后，再滴加溶液，溶液变为红色 溶液Y中一定有，一定没有 C 取少量溶液Z，向其中加入少量盐酸酸化的溶液，有白色沉淀产生、无气体生成 溶液Z中一定有，一定没有 D 取少量溶液W，加入少量淀粉，无明显现象，向其中加入新制氯水，溶液变蓝 溶液W中一定有，一定没有 【答案】D 【解析】A．观察钾的焰色试验颜色时，要透过蓝色钴玻璃，以滤去黄色的光，故溶液X的焰色试验呈黄色不能判断没有，A项错误； B．取少量溶液Y于试管中，滴加溶液后，再滴加溶液，溶液变为红色，原溶液中也可能含有，B项错误； C．取少量溶液Z，向其中加入少量盐酸酸化的溶液，有白色沉淀产生、无气体生成，不能说明溶液Z中一定含有，也可能含，C项错误； D．加入新制氯水后，可使含淀粉的溶液W变蓝，说明溶液W中含有，与可发生氧化还原反应，不能大量共存，D项正确。 答案选D。 10.（2024·安徽合肥·三模）某种以辉铜矿［，含、杂质］为原料制备的流程如图所示，下列说法错误的是 A．向溶液D中加入无水乙醇并用玻璃棒摩擦试管壁可析出目标产物 B．向溶液C中加入硫氰化钾溶液后呈现红色 C．煅烧过程中涉及到的主要方程式为 D．中配位原子为N 【答案】C 【分析】向辉铜矿中通入氧气进行煅烧，发生，固体B为CuO、和，加入硫酸过滤后得到含有、、的溶液，加入过量氨水，得到氢氧化铁沉淀、氢氧化亚铁沉淀和溶液，即为溶液D。 【解析】A．向溶液D中加入无水乙醇，可减小溶液的极性、降低产物的溶解性，用玻璃棒摩擦试管壁可析出目标产物，A项正确； B．溶液C中溶质的主要成分为、和，加入硫氰化钾溶液会产生红色，B项正确； C．辉铜矿通入氧气进行煅烧，发生反应，C项错误； D．中配体是氨气，配位原子为N，D项正确； 本题选C。 【提升题】 11.（2024·浙江·模拟预测）K3[Fe(C2O4)3]⋅3H2O为草绿色晶体，易溶于水，难溶于乙醇，可用FeC2O4制备，流程如下： 已知：FeC2O4+3H2O2+6K2C2O4=4K3[Fe(C2O4)3]+2Fe(OH)3↓。 下列说法不正确的是 A．步骤Ⅰ中不可用酸性KMnO4溶液替代H2O2 B．步骤Ⅱ中加热煮沸是为了除去多余的H2O2 C．步骤Ⅲ中加入无水乙醇是为了降低三草酸合铁酸钾的溶解度 D．可用亚铁氰化钾溶液来检验翠绿色溶液中是否还有未被氧化 【答案】D 【分析】FeC2O4制备K3[Fe(C2O4)3]⋅3H2O晶体，第一步用H2O2将二价Fe氧化为三价Fe得到Fe(OH)3，加热除去过量的H2O2，加入草酸、饱和的草酸钾溶液形成K3[Fe(C2O4)3]溶液，加入无水乙醇降低三草酸合铁酸钾的溶解度，使之析出，过滤、洗涤、干燥得到K3[Fe(C2O4)3]⋅3H2O晶体。 【解析】A．H2O2能够将二价Fe氧化为三价Fe的同时并不产生杂质，且通过加热即可将过量的H2O2除去，故不可用酸性KMnO4溶液替代H2O2，A选项正确； B．H2O2受热分解，加热煮沸可以除去多余的H2O2，B选项正确； C．加入无水乙醇是可以降低三草酸合铁酸钾的溶解度，提高产率，C选项正确； D．检验Fe2+用铁氰化钾溶液而不是亚铁氰化钾溶液，D选项错误； 故答案选D。 12.（2024·山东济南·模拟预测）X溶液中可能含有下列5种离子中的几种：、、、、，某同学为确定其中含有的离子，设计并完成以下实验(所加试剂均足量)。 下列说法正确的是 A．X溶液中一定存在，可能不存在 B．X溶液中一定存在、，至少含有、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，若溶液呈红色，则含有 D．X溶液中一定含有，且 【答案】B 【分析】加入过量的盐酸和氯化钡溶液得到沉淀1，该沉淀应为硫酸钡，原溶液中含有硫酸根，且100mL溶液中n()=4.66g÷233g/mol=0.02mol；X溶液中加入NaOH溶液加热可以生成使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，则该气体为氨气，原溶液中存在，且100mL溶液中n()=0.224L÷22.4mol/L=0.01mol；得到的沉淀3在空气中灼烧得到红棕色固体，则该红棕色固体为Fe2O3，n(Fe2O3)=1.60g÷160g/mol=0.01mol，说明原溶液中含有Fe3+或Fe2+或二者都有，且n(Fe)=0.02mol；综上所述已经确定100mL溶液中有0.02mol、0.01mol ，还有0.02mol铁元素，无论是Fe2+还是Fe3+，正电荷总数都会超过硫酸根所带负电荷综上，所以溶液中还一定存在，当铁元素为Fe2+，的物质的量最少为0.01mol，当铁元素为Fe3+，的物质的量最少为0.03mol。 【解析】A．根据分析可知，X溶液中一定存在，故A错误； B．X溶液中一定存在、、，至少含有、中的一种，故B正确； C．溶液呈血红色，有2种可能，一是原溶液中含有Fe2+，被氯水氧化生成了Fe3+，另一种是原溶液中就存在Fe3+，因此不能判断是否含有Fe2+，故C错误； D．根据分析可知n(Cl−)至少为0.01mol，溶液体积为100mL，则c(Cl−)≥0.1mol/L，故D错误； 故选B。 13.（2024·广东江门·三模）部分含铁微粒所带的电荷数与其中铁元素化合价的关系如图所示，由该图可预测含铁微粒间相互转化时所需试剂。下列推断不合理的是 A．若M不溶于水，M一定为FeO B．若R为单质，则常温下浓硫酸可使R钝化 C．若Q为金属阳离子，则可用溶液检验 D．与氧化剂在碱性条件下反应可生成 【答案】A 【解析】A．M中含有+2价铁，且所含电荷数为0，可能是FeO或Fe(OH)2，A错误； B．R为0价铁元素，且为单质，则为Fe单质，常温下浓硫酸可以使Fe钝化，B正确； C．若Q为金属阳离子，化合价为+2价，则为Fe2+，与K3[Fe(CN)6]反应会生成蓝色沉淀，可用K3[Fe(CN)6]溶液检验，C正确； D．中Fe元素为+6价，据图可知在碱性环境中稳定存在，所以Fe3+与氧化剂在碱性条件下反应可生成，D正确； 故选A。 14.（2024·浙江杭州·模拟预测）某化学兴趣小组用如图所示装置进行铁与水蒸气的反应。请回答： (1)装置C的名称是 。 (2)装置A的作用是 。 (3)收集反应产生的气体应选用装置 (填“D”或“E”)。 (4)探究反应后装置B处硬质玻璃管中固体物质组成的方法： ①提出假设 假设ⅰ：固体物质只有Fe； 假设ⅱ：固体物质只有 (填化学式)； 假设ⅲ：固体物质既有Fe，也有。 ②请设计实验方案确定固体物质组成 。 【答案】(1)球形干燥管 (2)提供反应需要的水蒸气 (3)D (4) 称量反应前铁的质量m1，反应后冷却，称量反应后固体物质的质量m2，假设铁全部转化为，则的质量m3=，若m2=m3，则假设2成立；若m2＜m3，则假设3成立；若m1= m2，则假设1成立 【分析】装置A用于产生水蒸气，装置B中Fe与水蒸气反应，装置C干燥氢气，由于氢气的密度比空气小，应用向下排空气法收集，故收集反应产生的气体应选用装置D。 【解析】（1）据装置C的构造可知，其名称是球形干燥管。 （2）A中水受热变为水蒸气，A的作用是提供反应需要的水蒸气； （3）Fe与水蒸气反应生成的气体为氢气，氢气的密度比空气小，应用向下排空气法收集，故收集反应产生的气体应选用装置D。 （4）①假设1：只有Fe；假设2：只有；假设3：既有Fe也有。 ②称量反应前铁的质量m1，反应后冷却，称量反应后固体物质的质量m2，假设铁全部转化为，由铁原子守恒可得的质量m3=，若m2=m3，则假设2成立；若m2＜m3，则假设3成立；若m1= m2，则假设1成立。 15.（2024·北京·三模）某小组同学探究高铁酸钾(K2FeO4)的制备条件及性质。 资料：K2FeO4为紫色固体，有强氧化性，酸性条件下分解放出气体，微溶于KOH溶液。 Ⅰ：K2FeO4的制备(夹持和加热装置已略) (1)装置A中产生Cl2的离子方程式是 。 (2)C中得到紫色固体和紫色溶液，写出C中Cl2发生的反应：和 。 (3)实验表明：C中和KOH的用量对K2FeO4的产率有影响。 实验序号 试剂 C中实验现象 ⅰ 和少量KOH 无明显现象 ⅱ 和过量KOH 得到紫色溶液和紫色固体 注：上述实验中，溶液总体积、的物质的量、Cl2的通入量均相同。 结合电极反应式，分析实验ⅰ和实验ⅱ现象不同的原因可能是 。 Ⅱ：探究K2FeO4的性质 实验ⅲ：取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a。 取少量a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色。 (4)根据气体中有Cl2生成，得出：氧化性K2FeO4>Cl2，是否合理？理由是 。 (5)a溶液变红可知a中含有离子，但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将氧化，还可能由 产生(用离子方程式表示)。 (6)实验ⅳ：用KOH溶液充分洗涤C中所得固体，再用KOH溶液将K2FeO4溶出，得到紫色溶液b．取少量b，滴加盐酸，有Cl2产生。该方案可证明K2FeO4氧化了。用KOH溶液洗涤的目的是 。 (7)实验反思 ①实验一中装置B的作用是 。 ②实验一中得到紫色溶液后，持续通入Cl2，观察到溶液紫色变浅。解释可能原因 。 【答案】(1) (2)Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O (3)电极方程式为：Fe(OH)3+5OH-+3e-=+4H2O，实验ⅱ中过量KOH碱性较强，增强+3价铁的还原性 (4)不合理，溶液的酸碱性会影响物质的氧化性强弱 (5)4+20H+=3O2↑+4Fe3++8H2O (6)使K2FeO4稳定溶出，并除去K2FeO4固体附着的ClO-，防止ClO-与Cl-在酸性条件下反应生成Cl2，避免ClO-干扰实验 (7) 除去挥发的HCl 通入氯气后，发生反应：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，溶液碱性减弱，进而导致K2FeO4转化为其它物质 【分析】由实验装置可知，A中浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气，B中饱和食盐水可除去挥发的HCl,C中KOH、氢氧化铁、氯气反应生成K2FeO4，D中NaOH吸收尾气； 【解析】（1）装置A中二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯化锰、水和Cl2，离子方程式是； （2）C中得到紫色固体和紫色溶液，C中发生的反应有：和Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O； （3）氧化反应中，Fe元素由+3价上升到+6价，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：Fe(OH)3+5OH-+3e-=+4H2O，实验ⅱ中过量KOH碱性较强，增强+3价铁的还原性，因此与少量KOH实验的现象不同； （4）制备K2FeO4的反应为3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O，Cl2是氧化剂，K2FeO4是氧化产物，则氧化性：Cl2＞K2FeO4，方案Ⅱ反应的氧化性：K2FeO4＞Cl2，二者相反，对比两个反应的条件，制备K2FeO4在碱性条件下，方案Ⅱ在酸性条件下，说明溶液的酸碱性的不同会影响物质氧化性的强弱； （5）K2FeO4在酸性溶液中快速产生O2和Fe3+，产生的Fe3+干扰了实验检验，反应为4+20H+=3O2↑+4Fe3++8H2O； （6）K2FeO4在碱性溶液中较稳定，并且固体表面附有ClO-，加入盐酸时ClO-能与盐酸反应生成的Cl2，所以用KOH溶液洗涤的目的是使K2FeO4稳定溶出，并除去K2FeO4固体附着的ClO-，防止ClO-与Cl-在酸性条件下反应生成Cl2，避免ClO-干扰实验； （7）①用浓盐酸制取氯气，由于盐酸易挥发，制取的氯气中混有HCl杂质气体，实验一中装置B的作用是除去挥发的HCl； 向实验Ⅱ所得紫色溶液中继续通入Cl2，观察到溶液紫色变浅，试解释其可能的原因是通入氯气后，发生反应：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，溶液碱性减弱，进而导致K2FeO4转化为其它物质。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题07 铁及其化合物【九大题型】 【新高考通用】 【知识点1 铁的性质与冶炼】 2 【知识点2 铁的氧化物与氢氧化物】 5 【知识点3 亚铁离子和铁离子】 6 【知识点4 铁的转化关系及其应用】 8 【题型1 铁的性质及其冶炼】 9 【题型2 铁的氧化物的性质及用途】 17 【题型3 铁的氢氧化物性质及制备】 13 【题型4 铁离子、亚铁离子的性质及其检验】 15 【题型5 “铁三角”的转化及应用】 16 【题型6 考查铁及其化合物的有关计算】 19 【题型7 工艺流程与铁的化合物融合】 21 【题型8 探究铁及其重要化合物的实验】 23 【题型9 实验方案的设计与评价】 27 【过关测试】 31 考点要求 真题统计 考情分析 1．能列举、描述、辨识铁及其化合物重要的物理和化学性质及实验现象。 2．能根据铁及其化合物的性质分析实验室、生产、生活及环境中的某些常见问题，说明妥善保存、合理使用化学品的常见方法。 3．能说明铁及其化合物的应用对社会发展的价值、对环境的影响。 2024新课标，6分； 2024安徽卷，3分； 2023浙江卷，2分； 2023江苏卷，3分； 2023辽宁卷，3分； 2023全国甲，6分 2023广东卷，2分 2023湖南卷，3分 2022广东卷1，3分 2022海南卷，2分 2022浙江卷，2分 2022重庆卷，3分 本专题主要考查Fe、Fe2＋、Fe3＋之间的转化，以及所承载的氧化还原反应等重要知识点。考查内容主要集中在“铁三角”，Fe与酸的反应，Fe3+、Fe2+等的检验、Fe(OH)2和Fe(OH)3的性质等。命题主要体现化学与生活、生产、科技的联系，预测2025年还会延续以往的命题风格，考查铁及其化合物的性质和应用与转化，在化工流程题或综合实验题中考查铁及其化合物的转化。借助工艺流程的形式，以除杂或提纯等相关问题为主线综合考查金属元素化合物的性质。 【思维导图】 【知识点1 铁的性质与冶炼】 1.铁元素存在及位置 （1）存在：主要以化合态（陨石除外）的形式存在，在地壳中的含量居第四位，铁矿石有赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）、菱铁矿（FeCO3）、黄铁矿（FeS2）等。 （2）位置：铁位于元素周期表中第4周期Ⅷ族，是一种应用最广泛的过渡金属元素；铁元素是一种典型的变价金属元素。 2.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，能被磁铁吸引。 3.铁的化学性质 铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。 （1）与非金属单质的反应 ①与O2的反应： 常温：铁在潮湿的空气中被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3。 点燃：3Fe＋2O2Fe3O4。 ②与Cl2的反应：2Fe＋3Cl22FeCl3。 ③与S的反应：Fe＋SFeS。 ④与I2的反应：Fe＋I2FeI2 （2）与水的反应 常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。 （3）与酸的反应 酸 化学方程式或现象 稀H2SO4 Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ 稀HNO3 Fe不足 Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O Fe过量 3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 浓HNO3、浓H2SO4 常温下钝化 （4）与某些盐溶液反应 ①与CuSO4溶液反应的离子方程式：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。 ②与FeCl3溶液反应的离子方程式：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。 【易错提醒】①Fe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的铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。 ③铁与一般氧化剂(如S、HCl、FeCl3、CuSO4、I2等)反应时被氧化为Fe2＋，铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4等)反应时被氧化为Fe3＋。 ④在电化学中铁作负极时电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋。 4.铁的冶炼 （1）原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石。 （2）设备：高炉。 （3）主要反应： ①还原剂的生成：C＋O2CO2，CO2＋C2CO； ②铁的生成：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。 【知识点2 铁的氧化物与氢氧化物】 1.铁的氧化物 （1）铁的氧化物物理性质 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 （2）铁的氧化物化学性质 ①FeO、Fe2O3、Fe3O4分别与盐酸反应的离子方程式为 FeO＋2H＋= Fe2＋＋H2O，Fe2O3＋6H＋= 2Fe3＋＋3H2O，Fe3O4＋8H＋= 2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。 ②Fe3O4分别与HNO3和HI反应的离子方程式为 3Fe3O4＋28H＋＋NO3-=9Fe3＋＋NO↑＋14H2O；Fe3O4＋8H＋＋2I－=3Fe2＋＋I2＋4H2O。 ③FeO与HNO3反应时，除考虑与H＋的反应外，还要考虑Fe2＋被HNO3氧化成Fe3＋。 3FeO＋6H＋＋NO3-=3Fe3＋＋NO↑＋3H2O； ④Fe2O3与HI反应时，除考虑与H＋的反应外，还要考虑Fe3＋被I-还原成Fe2＋ Fe2O3＋6H＋＋2I－=2Fe2＋＋I2＋3H2O。 ⑤高温时,都能被C、CO、Al等还原剂还原,生成单质铁 【易错警示】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物质的量之比为1∶1，Fe3O4物质的量为任意值)。　　 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 【易错提醒】①Fe(OH)2与硝酸反应不是发生中和反应生成盐和水，而是发生氧化还原反应3Fe(OH)2＋10HNO3=3Fe(NO3)3＋NO↑＋8H2O。 ②Fe(OH)3与氢碘酸(HI)反应不是发生中和反应生成盐和水，而是发生氧化还原反应2Fe(OH)3＋6HI=2FeI2＋I2＋6H2O。 3.铁的氢氧化物的制法 （1）可溶性亚铁盐与强碱或氨水反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓或Fe2＋＋2NH3H2O===Fe(OH)2↓+2NH4+。 【特别提醒】空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，防止Fe(OH)2氧化的方法： A.将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶液中的氧气。 B.将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入盛有亚铁盐溶液的试管底部，并慢慢挤出NaOH溶液。 C.在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。 D.在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。 E.常见的制备Fe(OH)2的装置： 说明：①②原理一样，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；③中液面加苯阻止了空气进入；④中阳极为铁，阴极为石墨，利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀。 （2）可溶性铁盐与强碱或氨水反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓或Fe3＋＋3NH3H2O===Fe(OH)3↓+3NH4+。 【知识点3 亚铁离子和铁离子】 1.亚铁离子的氧化性和还原性 ①含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以还原性为主，如：遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表现为还原性。 ②Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。 ③向FeSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液褪色。反应的离子方程式：MnO＋5Fe2＋＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。 2.亚铁离子的水解 Fe(OH)2是弱碱，含Fe2＋的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制Fe2＋的水解，加少量铁屑防止Fe2＋被氧化。 3.亚铁离子的的检验 方法1 无现象溶液变红色，证明含有Fe2＋ 方法2 产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明含有Fe2＋ 方法3 生成蓝色沉淀，证明含有Fe2＋ 4.铁离子的氧化性 含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S、SO等均表现为氧化性。 ①Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO等具有较强还原性的离子不能大量共存。 ②Fe3＋可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋。 5.铁离子的水解 Fe(OH)3是很弱的碱，且溶度积很小，因而Fe3＋极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。 ①利用Fe3＋易水解的性质，实验室可用FeCl3滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式：FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。 ②利用Fe3＋易水解的性质，工业上常用调节pH方法除去溶液中的铁离子。 ③利用Fe3＋易水解的性质，实验室配制氯化铁溶液，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。 ④Fe3＋与HCO、[Al(OH)4]－、CO、ClO－等水解呈碱性的离子不能大量共存。 6.铁离子的检验 方法1 溶液变红色，证明含有Fe3＋ 方法2 产生红褐色沉淀，证明含有Fe3＋ 方法3 生成蓝色沉淀，证明含有Fe3＋ 7.混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验 ①Fe3＋的检验 a.溶液变血红色，说明含有Fe3＋ b.试纸变蓝色，说明含有Fe3＋ ②Fe2＋的检验 a.KMnO4溶液褪色，说明含有Fe2＋ b.溴水褪色，说明含有Fe2＋ c.生成蓝色沉淀，说明含有Fe2＋ 【易错警示】 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KSCN后的混合溶液加入足量的新制氯水中(新制氯水能氧化SCN－)，检验Fe2＋最好用K3[Fe(CN)6]溶液。 （2）Fe3＋、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)。 【知识点4 铁的转化关系及其应用】 1.“铁三角”的转化 用离子方程式表现转化 ①2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋ ②2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋4H＋＋SO ③3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋2H2O＋NO↑ ④5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O ⑤2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O 2.铁的价类二维图 说明： 1)横向变化体现了同价态不同物质类别(氧化物、盐、碱)之间的转化： ①碱性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)转化为盐； ②Fe2＋、Fe3＋与碱(OH－)反应生成对应的碱； ③难溶性的碱易分解生成对应的氧化物，但难溶性的碱性氧化物一般不与水反应生成对应的碱。 2)纵向变化体现不同价态同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。 3)斜向变化体现不同价态、不同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性和还原性。 3.转化关系的应用 （1）判断离子共存 ①Fe2＋与NO(H＋)、ClO－、MnO(H＋)发生氧化还原反应，不能大量共存； ②Fe3＋与S2－、I－、SO发生氧化还原反应，不能大量共存； ③Fe2＋、Fe3＋与HCO、CO等水解相互促进生成沉淀，不能大量共存。 （2）除杂 溶液 杂质 除杂方法 FeCl2 FeCl3 加过量铁粉后过滤 FeCl3 FeCl2 加氯水或H2O2 FeCl2 CuCl2 加过量铁粉后过滤 （3）盐溶液的配制与保存 （4）物质的制备 【题型1 铁的性质及其冶炼】 【例1】（2024·全国新课标卷）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 【变式1-1】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 【变式1-2】坦克、导弹的制造材料主要是金属合金，钢铁便是其中十分重要的一种。下列关于铁的说法中正确的是(　　) A.铁元素属于过渡元素，其原子序数为26 B.单质铁与浓硫酸在常温下不反应 C.铁单质只具有还原性，其阳离子只具有氧化性 D.与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率，纯铁比生铁的快 【变式1-3】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．铁钉置于稀硫酸中，表面产生大量气泡，溶液由无色变蓝色 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 【题型2 铁的氧化物的性质及用途】 【例2】关于铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的下列叙述中正确的是(　　) A.铁的三种氧化物中铁元素的化合价完全相同 B.都是碱性氧化物，都能与盐酸反应生成氯化铁和水 C.氧化亚铁在空气中加热可生成更稳定的四氧化三铁 D.四氧化三铁中铁元素有＋2价和＋3价，它是一种混合物 【变式2-1】铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是(　　) A.Fe(OH)3　Fe2O3 B.Fe(OH)2　Fe2O3 C.Fe(OH)2　Fe(OH)3 D.Fe(OH)2　Fe3O4 【变式2-2】下列关于氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁三种氧化物的说法不正确的是(　　) A．铁元素的化合价不完全相同 B．氧元素的化合价完全相同 C．氧化亚铁俗称铁红，为红棕色固体 D．铁在氧气中燃烧的产物为黑色固体 【变式2-3】某黑色粉末可能是Fe3O4或Fe3O4与FeO的混合物，为进一步确认该黑色粉末的成分，下列实验方案不可行的是(　　) A．准确称量一定质量的黑色粉末，用H2充分还原，并用干燥剂收集所得水，获得水的准确质量，进行计算 B．准确称量一定质量的黑色粉末，溶解于足量盐酸，加热蒸干溶液并在空气中灼烧至质量不变，称量所得粉末质量，进行计算 C．准确称量一定质量的黑色粉末，用CO充分还原，在CO气流中冷却后准确称量剩余固体的质量，计算 D．准确称量一定质量的黑色粉末，与一定量铝粉混合后点燃，充分反应后冷却，准确称量剩余固体质量，进行计算 【题型3 铁的氢氧化物性质及制备】 【例3】实验室可以用如图所示装置制备氢氧化亚铁，下列说法错误的是(　　) A.实验前应把稀硫酸和氢氧化钠溶液均煮沸处理 B.实验开始阶段，应把弹簧夹C和D都打开 C.一段时间后，关闭弹簧夹C和D，在B中生成白色絮状沉淀 D.实验结束后关闭弹簧夹D，可以长时间保存氢氧化亚铁 【变式3-1】下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　　) A.①② B.①③ C.②③ D.①②③ 【变式3-2】实验室用FeCl2溶液和烧碱制备Fe(OH)2，为使生成的产物不被氧化，下列采取的措施错误的是(　　) A．配制FeCl2溶液和烧碱溶液所用的蒸馏水要煮沸 B．可在FeCl2溶液的上面加一层苯，以隔绝空气 C．向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入试管中 D．产生Fe(OH)2沉淀后，不能振荡试管 【变式3-3】如图所示装置，可用以制取Fe(OH)2且观察其在空气中被氧化时颜色的变化。下列说法错误的是(　　) A．实验前，应先煮沸溶液除去溶解氧 B．装置Ⅰ可制取FeSO4溶液并排尽装置内空气 C．关闭止水夹可观察到装置Ⅱ中溶液进入装置Ⅰ中 D．取下装置Ⅱ的橡皮塞可观察沉淀颜色变化 【题型4 铁离子、亚铁离子的性质及其检验】 【例4】（2023·江苏卷）室温下，探究溶液的性质，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 向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 是否有还原性 向溶液中滴加几滴酸性溶液，观察溶液颜色变化 C 是否水解 向溶液中滴加2~3滴酚酞试液，观察溶液颜色变化 D 能否催化分解 向溶液中滴加几滴溶液，观察气泡产生情况 【变式4-1】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溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋ 【变式4-2】欲证明某稀溶液中含有Fe2＋而无Fe3＋，必要的实验操作及最佳顺序为(　　) ①滴加少量氯水　②滴加足量碘水　③滴加少量硫氰化钾溶液 A.①→③ B.③→② C.③→① D.①→②→③ 【变式4-3】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溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋ 【题型5 “铁三角”的转化及应用】 【例5】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 【变式5-1】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.铁与高温水蒸气的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，加水溶解可实现转化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 【变式5-2】部分含铁微粒所带的电荷数与其中铁元素化合价的关系如图所示，由该图可预测含铁微粒间相互转化时所需试剂。下列推断不合理的是（　） A.M一定为FeO B.若R为单质，则常温下浓硫酸可使R钝化 C.若Q为金属阳离子，则可用K3[Fe（CN）6]溶液检验 D.Fe3＋与氧化剂在碱性条件下反应可生成Fe 【变式5-3】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 【题型6 考查铁及其化合物的有关计算】 【例6】将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol/L的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是(　　) A.铁粉有剩余，溶液呈浅绿色，Cl－基本保持不变 B.往溶液中滴入无色KSCN溶液，显红色 C.Fe2＋和Fe3＋物质的量之比为5∶1 D.氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶5 【变式6-1】常温时，将0.1 mol Fe(NO3)3和2 mol HCl溶于水得2 L混合溶液，然后向该溶液投入m g铁粉使其充分反应后，滴加KSCN溶液不变红色。下列有关说法正确的是(　　) A.由于氧化性Fe3＋＞H＋，首先发生的反应是：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ B.当加入16.8 g铁粉时，可生成标准状况下6.72 L气体 C.在铁粉充分反应后的溶液中，铁元素以Fe2＋和Fe3＋的形式存在 D.m≥28，反应过程中溶液的质量一直在减小 【变式6-2】向含有1 mol HNO3和1 mol H2SO4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)。下列有关判断不正确的是(　　) A．a表示Fe3＋的关系曲线 B．n1＝0.75 C．P点时，n(Fe2＋)＝0.562 5 mol D．向P点溶液中加入铜粉，最多可溶解14.4 g 【变式6-3】将含有氧化铁的铁片投入足量的稀硫酸中，直到铁片完全溶解，经分析该溶液中无Fe3＋，且生成的Fe2＋与反应生成的H2的物质的量之比为3∶1。原混合物中Fe2O3与Fe的物质的量之比为 （　　） A．1∶1 B．2∶5 C．4∶1 D．3∶1【题型7 工艺流程与铁的化合物融合】 【例7】某酸性工业废水中含有一定量的Fe3＋、Cu2＋、Au3＋等离子。利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，设计如下工艺流程，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。 下列说法不正确的是(　　) A.标号①②③处发生的反应均为氧化还原反应 B.标号③处加入的相应物质是稀硝酸 C.标号①处发生的离子反应最多有三个 D.铁红的化学式为Fe2O3，工业上常用作红色颜料 【变式7-1】FeCO3与砂糖混用可以作补血剂，实验室里制备FeCO3的流程如图所示，下列说法错误的是(　　) A.可利用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质 B.沉淀过程中有CO2气体放出 C.过滤操作中常用的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒 D.产品FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的FeO 【变式7-2】硫酸渣(主要成分为Fe2O3、SiO2)制备铁基颜料铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如图。 已知：“还原”时，发生反应FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===2SO＋15Fe2＋＋16H＋；FeS2与H2SO4不反应。下列有关说法不正确的是(　　) A.“酸溶”时适当提高硫酸浓度可加快反应速率 B.“还原”时氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶7 C.“过滤Ⅰ”所得滤液中存在的阳离子主要有Fe2＋、Fe3＋和H＋ D.“沉降、氧化”时发生反应的离子方程式：4Fe2＋＋8NH3·H2O＋O2===8NH＋4FeOOH↓＋2H2O 【变式7-3】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，相应反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋ D．可用酸性KMnO4溶液检验溶液W中是否含有Fe2＋ 【题型8 探究铁及其重要化合物的实验】 【例8】实验小组研究二价铁的还原性，设计如下实验。 序号 实验方案 现象 Ⅰ 现象a：生成白色沉淀，3 min后沉淀基本变为红褐色 Ⅱ 现象b：生成白色沉淀，3 min后沉淀颜色几乎不变 (1)实验所用的FeSO4溶液由Fe2(SO4)3溶液和足量铁粉反应制得，反应的离子方程式是__________________________________________________________________。 (2)实验Ⅰ中沉淀变为红褐色的化学方程式是____________________________________。 (3)关于实验Ⅱ中白色沉淀的组成，小组同学展开研究。①已知Fe(HCO3)2在水中不存在。对沉淀组成做出如下假设，请补充完整。 假设a：依据NaHCO3溶液显________性，推测白色沉淀可能为Fe(OH)2； 假设b：白色沉淀可能为________。 ②研究白色沉淀组成的实验如下： ⅰ.取少量白色沉淀，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H2O2，溶液立即变为红色。 由此说明，白色沉淀中一定含有__________________________________(填离子)。 ③研究过程中发现白色沉淀在空气中久置，最终变为红褐色。则该沉淀比实验Ⅰ中所得的Fe(OH)2________(填“难”或“易”)被空气氧化。 【变式8-1】)某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。 请回答： (1)仪器1的名称________。装置5的作用__________________________________________。 (2)实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进，使溶液能进入4中________。 (3)装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因_________________________________________________。 【变式8-2】硫酸铁铵 [NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下： 回答下列问题： (1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是_____________________________。 (2)步骤②需要加热的目的是_________________________________________________， 温度保持80～95 ℃，采用的合适加热方式是_________________________________。 铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为________(填标号)。 (3)步骤③中选用足量的H2O2，理由是________________________________________。 分批加入H2O2，同时为了___________________，溶液要保持pH小于0.5。 (4)步骤⑤的具体实验操作有______________________________________，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。 【变式8-3】某实验小组在实验室利用氨气和新制备的硫酸亚铁溶液反应制备氢氧化亚铁。 (一)制备硫酸亚铁溶液 (1)步骤①，加入稀硫酸的目的是___________________________________________________。 (2)步骤②，加入还原铁粉后观察到的现象是________________。 (二)制备氢氧化亚铁 (3)选择上图中的装置制备氢氧化亚铁，连接顺序为________________(按气流方向，用装置字母表示)。反应结束后继续通一段时间的N2，目的是________________。 (4)装置B中发生反应的离子方程式是____________________________________________。 装置C的作用是______________________________________________________________。 (三)探究思考 反应后将装置B中固体过滤时白色沉淀会逐渐转变为灰绿色。在查阅不同资料后，有同学认为灰绿色物质是Fe(OH)2被空气中的氧气氧化后生成的Fe3(OH)8。 (5)Fe3(OH)8中n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝________，用氧化物的形式表示可写成________________。 (6)设计实验证明灰绿色物质中含Fe3(OH)8：____________________________________________________。 【题型9 实验方案的设计与评价】 【例9】探究铁及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是(　　) 实验方案 现象 结论 A 往FeCl2溶液中加入Zn片 短时间内无明显现象 Fe2＋的氧化能力比Zn2＋弱 B 往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液，再加入少量K2SO4固体 溶液先变成血红色后无明显变化 Fe3＋与SCN－的反应不可逆 C 将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加KSCN溶液 溶液呈浅绿色 食品脱氧剂样品中没有＋3价铁 D 向沸水中逐滴加5～6滴饱和FeCl3溶液，持续煮沸 溶液先变成红褐色再析出沉淀 Fe3＋先水解得Fe(OH)3再聚集成Fe(OH)3沉淀 【变式9-1】为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性，某同学设计了如下实验方案，其中不正确的是(　　) 选项 实验操作 实验现象 离子反应 实验结论 A 向氯化亚铁溶液中通入氯气 浅绿色溶液变成棕黄色溶液 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ Fe2＋具有还原性 B 在氯化亚铁溶液中加入锌片 浅绿色溶液变成无色溶液 Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe Fe2＋具有氧化性 C 在氯化铁溶液中加入铁粉 棕黄色溶液变成浅绿色溶液 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 铁单质具有还原性 D 在氯化铁溶液中加入铜粉 蓝色溶液变成棕黄色溶液 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ Fe3＋具有氧化性 【变式9-2】某化学兴趣小组利用下列试剂：铁粉、锌粉、0.1 mol·L－1FeCl3溶液，0.1 mol·L－1FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水、5%H2O2溶液，探究Fe2＋、Fe3＋的氧化性、还原性，并利用实验结论解决一些问题。 (1)设计实验方案，完成下列表格。 探究内容 实验方案 实验现象 解释 Fe3＋ 具有 氧化 性 取少量0.1 mol/L FeCl3溶液，往溶液中加入足量铁粉，再加入少 量KSCN溶液 ①加入铁粉后，溶液________； ②加入KSCN 溶液后，溶液________； ③体现 Fe3＋具有氧化性的离子方程式：__________； Fe2＋ 具有 还原 性 ④取少量0.1 mol/L FeCl2溶液，往溶液中加入少量KSCN溶液，再加入_________________； ⑤加入KSCN 溶液后，溶液________； ⑥加入你选的试剂后，溶液________ ⑦体现 Fe2＋具有还原性的离子方程式：__________。 (2)该兴趣小组为说明“Fe2＋具有氧化性”，提出了向FeCl2溶液中加入锌粉，观察实验现象的方案，该反应的离子方程式为__________________________________________。 (3)某反应中反应物与生成物有Fe3＋、Mn2＋、H＋、MnO、H2O和一种未知离子X，已知MnO在反应中得到电子，则X是____________。 【变式9-3】长期放置的FeSO4溶液易被氧化而变质，某兴趣小组进行了如下实验： (1)设计实验检验FeSO4溶液的变质程度 实验方案 实验现象 实验结论 步骤1 取待检测液于试管中，向其中滴加KSCN溶液 ________ 步骤2 ____________ ____________ ____________ ________ FeSO4 溶液部 分变质 ①将上述方案补充完整。 ②若要使部分变质的FeSO4复原，方法是____________________________________(写离子方程式)。 (2)利用部分变质的FeSO4溶液制备Fe2O3 ①填写下列各空： a.______________b.______________c.____________d.________________e.__________。 ②若100 mL该变质溶液制得1.6 g Fe2O3，则变质前FeSO4溶液的浓度为________________。 (3)FeSO4可用作补铁剂，使用时建议与维生素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，设计了如下实验： 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。 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？请说明理由 ________________________________________________________________________。 【基础题】 1.（2024·福建厦门·模拟预测）下列操作规范且能达到实验目的是 A．①配制的溶液 B．②用酸性高锰酸钾标准溶液测定溶液中的含量 C．③制备少量 D．④熔融纯碱 2.（2024·浙江·模拟预测）在溶液中能大量共存的离子组是 A． B． C． D． 3.（2024·江苏泰州·模拟预测）铁及其化合物的转化具有重要应用。在指定条件下，下列物质间转化能实现的是 A． B． C． D． 4.（2024·河北保定·三模）铁、硫元素的部分“价-类”关系如图所示。下列叙述正确的是 A．a在高温下与水蒸气反应生成b B．实验室用浓f溶液干燥e和d C．常温下，d和e不能大量共存 D．加热c会生成红色粉末b 4.（2024·福建泉州·模拟预测）某研究小组拟在实验室以废铁屑（含有少量炭和杂质）为原料制备无水，设计如下流程（已知易水解）： 下列说法不正确的是 A．试剂X可选用硫酸 B．“氧化”时： C．操作①②均需用到漏斗、烧杯、玻璃棒 D．“脱水”时可能会产生亚铁盐 5.（2024·湖南·模拟预测）下列实验操作对应的现象和结论均正确的是 选项 实验操作 现象 结论 A 向盛有红棕色气体集气瓶中滴加淀粉-KI溶液 溶液呈蓝色 该气体为二氧化氮 B 滴入几滴酸性高锰酸钾溶液于盛有氯化亚铁的溶液中 紫红色褪去 氧化性： C 向淀粉溶液中加入适量的稀硫酸，加热，冷却后加入NaOH溶液至碱性，加入少量碘水 溶液为变蓝 淀粉已完全水解 D 向盛有5ml0.1mol/LKI溶液的试管中滴入同浓度的FeCl3溶液5~6滴，然后加入2mLCCl4充分振荡，CCl4层呈紫色；静置后在上层清液中滴入KSCN溶液 上层清液变为血红色 FeCl3与KI溶液反应是可逆反应 7.（2024·江苏南京·二模）室温下，探究溶液的性质。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 验证溶液中含有 向溶液中滴加几滴溶液，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，观察试纸颜色变化 B 溶液中是否含有 向溶液中滴加几滴新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察溶液的颜色变化 C 是否发生水解 用玻璃棒蘸取溶液滴在干燥的广泛pH试纸上，将试纸显色的颜色与标准比色卡比较 D 是否具有氧化性 向溶液中滴加几滴溶液，再滴加淀粉溶液，观察溶液颜色变化 8.（2024·河北·三模）黄铁矿煅烧后的烧渣主要成分为，同时还含有和等。以其为原料制取的工艺流程如下： 下列说法错误的是 A．“滤液”的主要成分为和 B．试剂甲为铁粉，其作用主要是还原溶液中的 C．“还原”工序中，稀硫酸过量有利于抑制的水解 D．“一系列操作”为加热蒸发至大量晶体出现时，停止加热，利用余热使其蒸干 9.（2024·黑龙江双鸭山·模拟预测）下列由离子检验有关的实验得出的结论正确的是 选项 实验 结论 A 溶液X的焰色试验呈黄色 溶液X中一定有，一定没有 B 取少量溶液Y于试管中，滴加溶液后，再滴加溶液，溶液变为红色 溶液Y中一定有，一定没有 C 取少量溶液Z，向其中加入少量盐酸酸化的溶液，有白色沉淀产生、无气体生成 溶液Z中一定有，一定没有 D 取少量溶液W，加入少量淀粉，无明显现象，向其中加入新制氯水，溶液变蓝 溶液W中一定有，一定没有 10.（2024·安徽合肥·三模）某种以辉铜矿［，含、杂质］为原料制备的流程如图所示，下列说法错误的是 A．向溶液D中加入无水乙醇并用玻璃棒摩擦试管壁可析出目标产物 B．向溶液C中加入硫氰化钾溶液后呈现红色 C．煅烧过程中涉及到的主要方程式为 D．中配位原子为N 【提升题】 11.（2024·浙江·模拟预测）K3[Fe(C2O4)3]⋅3H2O为草绿色晶体，易溶于水，难溶于乙醇，可用FeC2O4制备，流程如下： 已知：FeC2O4+3H2O2+6K2C2O4=4K3[Fe(C2O4)3]+2Fe(OH)3↓。 下列说法不正确的是 A．步骤Ⅰ中不可用酸性KMnO4溶液替代H2O2 B．步骤Ⅱ中加热煮沸是为了除去多余的H2O2 C．步骤Ⅲ中加入无水乙醇是为了降低三草酸合铁酸钾的溶解度 D．可用亚铁氰化钾溶液来检验翠绿色溶液中是否还有未被氧化 12.（2024·山东济南·模拟预测）X溶液中可能含有下列5种离子中的几种：、、、、，某同学为确定其中含有的离子，设计并完成以下实验(所加试剂均足量)。 下列说法正确的是 A．X溶液中一定存在，可能不存在 B．X溶液中一定存在、，至少含有、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，若溶液呈红色，则含有 D．X溶液中一定含有，且 13.（2024·广东江门·三模）部分含铁微粒所带的电荷数与其中铁元素化合价的关系如图所示，由该图可预测含铁微粒间相互转化时所需试剂。下列推断不合理的是 A．若M不溶于水，M一定为FeO B．若R为单质，则常温下浓硫酸可使R钝化 C．若Q为金属阳离子，则可用溶液检验 D．与氧化剂在碱性条件下反应可生成 14.（2024·浙江杭州·模拟预测）某化学兴趣小组用如图所示装置进行铁与水蒸气的反应。请回答： (1)装置C的名称是 。 (2)装置A的作用是 。 (3)收集反应产生的气体应选用装置 (填“D”或“E”)。 (4)探究反应后装置B处硬质玻璃管中固体物质组成的方法： ①提出假设 假设ⅰ：固体物质只有Fe； 假设ⅱ：固体物质只有 (填化学式)； 假设ⅲ：固体物质既有Fe，也有。 ②请设计实验方案确定固体物质组成 。 15.（2024·北京·三模）某小组同学探究高铁酸钾(K2FeO4)的制备条件及性质。 资料：K2FeO4为紫色固体，有强氧化性，酸性条件下分解放出气体，微溶于KOH溶液。 Ⅰ：K2FeO4的制备(夹持和加热装置已略) (1)装置A中产生Cl2的离子方程式是 。 (2)C中得到紫色固体和紫色溶液，写出C中Cl2发生的反应：和 。 (3)实验表明：C中和KOH的用量对K2FeO4的产率有影响。 实验序号 试剂 C中实验现象 ⅰ 和少量KOH 无明显现象 ⅱ 和过量KOH 得到紫色溶液和紫色固体 注：上述实验中，溶液总体积、的物质的量、Cl2的通入量均相同。 结合电极反应式，分析实验ⅰ和实验ⅱ现象不同的原因可能是 。 Ⅱ：探究K2FeO4的性质 实验ⅲ：取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a。 取少量a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色。 (4)根据气体中有Cl2生成，得出：氧化性K2FeO4>Cl2，是否合理？理由是 。 (5)a溶液变红可知a中含有离子，但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将氧化，还可能由 产生(用离子方程式表示)。 (6)实验ⅳ：用KOH溶液充分洗涤C中所得固体，再用KOH溶液将K2FeO4溶出，得到紫色溶液b．取少量b，滴加盐酸，有Cl2产生。该方案可证明K2FeO4氧化了。用KOH溶液洗涤的目的是 。 (7)实验反思 ①实验一中装置B的作用是 。 ②实验一中得到紫色溶液后，持续通入Cl2，观察到溶液紫色变浅。解释可能原因 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$