专题八 铁及其化合物-2024-2025学年解密高考化学大一轮复习精讲精练（配套新教材2019）

2024——2025年解密高考化学大一轮复习精讲案 第三章 金属及其化合物 专题八 铁及其化合物 第一板块 课标要求与化学核心素养 课标要求 化学核心素养 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。了解铁及其重要化合物在生产、生活中的应用。 2. 了解铁及其重要化合物的制备方法。 3. 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、实现物质转化，认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。 宏观辨识与微观探析 科学探究与创新意识 证据推理与模型认知 第二板块 必备知识，强基固本 考点一：铁及其氧化物 1．铁单质 (1)铁的物理性质 ______色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被______吸引。 (2)铁的原子结构 Fe的价层电子排布式为______，铁位于元素周期表的第____周期第____族，是应用最广泛的过渡金属元素，其原子结构示意图：____________________________________________。 (3)铁的化学性质 铁比较活泼，还原性较强，失去电子后生成____价或____价的铁。重要的化学反应为 2．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 ______粉末 ______粉末 ______晶体(有磁性) 水溶性 铁的化合价 (2)化学性质 ①FeO、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：________________________，______________________________________。 ②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：________________________________________________________________________， ________________________________________________________________________。 ③分别写出Fe3O4溶于足量稀硝酸、氢碘酸(HI)的离子方程式：______________、___________。 考点二：铁的氢氧化物 1．氢氧化铁和氢氧化亚铁的比较 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色、态 ____色固体 ______色固体 与盐酸反应 受热分解 制法 可溶性亚铁盐与碱溶液反应：_______________________________________________ 可溶性铁盐与碱溶液反应：____________ 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_____________________，最后变成______________，化学方程式为________________________________________ 2.Fe(OH)2的制备 (1)制备原理 ①制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。 ②成功关键：溶液中不含O2等氧化性物质；制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭、隔绝空气的体系中。 (2)常用方法 有机覆盖层法 将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到FeSO4溶液液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止____________________发生反应 还原性气体保护法 先在装置Ⅰ中生成FeSO4溶液，并利用生成的H2将装置内的________排尽后，再把______溶液压入装置Ⅱ中与________混合，这样可长时间观察到白色沉淀 电解法 用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯(或煤油) 考点三　铁盐、亚铁盐的性质与检验 1．铁盐与亚铁盐 亚铁盐(Fe2＋) 铁盐(Fe3＋) 颜色 浅绿色(溶液) 黄色(溶液) 氧化性与还原性　 既有氧化性，又有还原性，以还原性为主，如在酸性条件下能被H2O2、NO氧化，反应的离子方程式分别为________________、________________________________________________________________________ 一般表现为______性，如能溶解铜，反应的离子方程式为________________________________________________________________________ 水解性 水解呈酸性 极易水解，只存在于酸性较强的溶液中 2.其他常见铁盐 (1)绿矾(FeSO4·7H2O)：一种重要的还原剂，可用作补血剂及植物的补铁剂。 (2)铁铵矾[NH4Fe(SO4)2·12H2O]：无色晶体，易溶于水，常用作化学分析试剂、药物和织物媒染剂。 (3)赤血盐{K3[Fe(CN)6]}：红色晶体，能溶于水，常用于检验Fe2＋，生成蓝色沉淀。 (4)高铁酸钾(K2FeO4)：暗紫色晶体，具有强氧化性，可用作水体的杀菌、消毒剂或高容量电池材料。 3．Fe2＋和Fe3＋的检验 (1) (2) (3)含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋的检验 溶液变红色，说明含有______。 酸性KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有______。 考点四：Fe2＋、Fe3＋的相互转化 Fe2＋与Fe3＋的相互转化 用离子方程式实现下列转化： Fe2＋Fe3＋ ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________； ③________________________________________________________________________； ④________________________________________________________________________； ⑤________________________________________________________________________； ⑥________________________________________________________________________； ⑦________________________________________________________________________。 考点一：铁及其氧化物 1．科教兴国，“可上九天揽月，可下五洋捉鳖”。下列说法正确的是（　　） A. “天舟六号”为中国空间站送去推进剂Xe气，Xe是第ⅠA族元素 B. 火星全球影像彩图显示了火星表土颜色，表土中赤铁矿主要成分为FeO C. 创造了可控核聚变运行纪录的“人造太阳”，其原料中的2H与3H互为同位素 D. “深地一号”为进军万米深度提供核心装备，制造钻头用的金刚石为金属晶体 2．类推思想在化学学习与研究中经常被采用，但类推出的结论是否正确最终要经过实验的验证。以下类推的结论中正确的是( ) A. SO2能使酸性KMnO4溶液褪色，故CO2也能使酸性KMnO4溶液褪色 B. 盐酸与镁反应生成氢气，故硝酸与镁反应也生成氢气 C. 铁与Cl2反应生成FeCl3 ，故铁与I2反应生成FeI3 D. 常温下浓硫酸能使铁和铝钝化，故常温下浓硝酸也能使铁和铝钝化 3．下列物质不能利用金属与非金属直接制得的是( ) A. CuCl2 B. FeCl2 C. Cu2S D. Na2S 4．下列有关铁和铁的化合物的叙述中，正确的是（　　） A. 铁的化学性质比较活泼，它能与许多物质发生化学反应，因此铁在自然界中只能以化合态存在 B. Fe3O4是一种红棕色粉末，俗称铁红，常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料 C. Fe（OH）2在空气中容易被氧化，在制取Fe（OH）2时必须隔绝空气 D. 往某溶液中先加入氯水，再加入KSCN溶液，发现溶液变成了红色，证明原溶液中含有Fe3+ 5．下列指定情景下的离子方程式或化学方程式错误的是（　　） A. 模具在注入炽热的铁水之前如果不干燥：3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2 B. 用加热法鉴别纯碱和小苏打的原理：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O C. 向变瘪的铝制易拉罐里加入浓氢氧化钠溶液，立即用胶布封严罐口，一会儿易拉罐又鼓起来恢复原样：2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑ D. 将覆铜板放到FeCl3溶液中制作图案：Fe3++Cu═Fe2++Cu2+ 6．下列“类比”合理的是（　　） A. Fe与S反应生成FeS，则Cu与S反应生成Cu2S B. Fe与浓硝酸常温下可发生钝化反应，则Cu与浓硝酸常温下也可发生钝化反应 C. SO2与水反应生成H2SO3，则SiO2与水反应生成H2SiO3 D. Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，则Na2O2与SO2反应生成Na2SO3和O2 7．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：高铁酸盐具有强氧化性，可用于消毒；消毒后可生成Fe（OH）3胶体，故可作净水剂 考点二：铁的氢氧化物 1．根据Fe（OH）3的物质类别和元素化合价推测，下列物质不与其反应的是（不考虑溶解氧）（　　） A. 潮湿的空气 B. 盐酸 C. 新制氯水 D. 烧碱溶液 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N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FeO42- 3．一定条件下，铁与空气接触时表面会形成氧化物，如一块低碳钢可以被三种氧化物膜所覆盖：与金属接触的一侧是FeO，中间是Fe3O4，与空气接触的一侧则是Fe2O3。回答下列问题： （1）Fe3O4是磁铁矿的主要成分，也是中国古代“四大发明”之一“司南”的指针材料。用Al粉和Fe3O4反应焊接钢轨的化学方程式为 _____。 （2）FeO可以合成补铁剂FeSO4。欲验证FeSO4超过保质期后已变质，可进行的操作是：取定量样品加水溶解静置、取少许溶液于试管中，向其中加入 _____溶液（填试剂名称），若液体出现红色，则证明该药物已变质。 （3）某实验小组设计了如图实验步骤，利用部分变质的废弃FeCl2溶液制备Fe2O3。 框图中热空气的作用为 _____，写出a→b的离子方程式 _____，写出Fe2O3的一种用途：_____。 4．利用铁粉、稀硫酸和氢氧化钠溶液，制备白色Fe（OH）2固体，装置图如图： （1）物质B的化学式为 _____。 （2）检查装置气密性的方法为D-_____（填编号），分液漏斗水面稳定于某一高度不再下降，气密性良好。 A．打开开关①和开关② B．观察分液漏斗水面稳定情况 C．用止水夹夹紧小具支试管末端橡皮导管 D．向分液漏斗中尽量加注较多的蒸馏水 E．分液漏斗盖、颈对好孔，然后旋开活塞 （3）铁粉与稀硫酸制备H2的离子方程式为 _____，H2的作用有 _____（填编号）。 A．驱赶溶液中的氧气 B．驱赶装置内的空气 C．把物质B压入小具支试管中 D．保护白色Fe（OH）2不被空气氧化 （4）实验过程中，用针管吸取大具支试管中的溶液，检验其中是否含有Fe3+。方法为：用该针管吸取 _____溶液，用力振荡几次，溶液不变色，把针管中的混合物全部注入干净试管，振荡几次，溶液慢慢变红色。依据现象得出的结论有 _____、_____。 （5）白色Fe（OH）2沉淀在 _____（填“大具支试管”或“小具支试管”）内生成，经在无氧环境中干燥处理，得到的白色Fe（OH）2粉末是很好的化工 _____（填“除酸剂”或“除氧剂”）。 5．利用如图可以从不同角度研究含铁物质的性质及其转化关系。回答下列问题： （1）Na2FeO4是一种新型饮用水消毒剂。工业上常用NaClO、Fe（NO3）3、NaOH制备：3ClO-+2Fe3++10OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O，当反应转移电子的数目是0.3NA时，所消耗氧化剂的物质的量为_____。 （2）打印机使用的墨粉中含有Fe3O4，下列关于Fe3O4的说法正确的是_____。（填序号） a.有磁性，是FeO与Fe2O3的混合物 b.属于两性氧化物，与酸、碱都能反应 c.FeO在空气里受热能迅速生成Fe3O4 d.Fe与水蒸气高温下反应能生成Fe3O4 （3）维生素C易溶于水，可将Fe3+转化为Fe2+被人体吸收。为检验转化产物Fe2+，设计如下实验：取适量Fe2（SO4）3溶液于试管中，加入过量维生素C片振荡溶解后，滴加酸性高锰酸钾溶液，紫色褪去。该设计能否检验Fe2+并说明理由_____。 （4）FeCl2溶液在空气中易变质，利用部分变质的FeCl2溶液制备Fe2O3。 ①请在括弧内填写所需试剂或条件_____、_____，在方框内填写含铁物质的化学式_____、_____。 ②若100mL该溶液最终制得1.6g Fe2O3，不考虑过程损失，变质前FeCl2溶液的浓度为_____。 考点三　铁盐、亚铁盐的性质与检验 1．实验室为探究铁与足量浓硫酸的反应，并验证SO2的性质，设计如图所示装置进行实验，下列说法错误的是( ) A. 实验结束后，可取A中试管内的溶液稀释后滴加KSCN溶液检验是否有Fe3＋ B. B中溶液紫色褪去，C中生成淡黄色沉淀，均体现了SO2的还原性 C. D中品红溶液褪色，体现了SO2的漂白性 D. E中溶液红色变浅，体现了SO2酸性氧化物的性质 2．Fe3+的配位化合物较稳定且应用广泛。Fe3+可与H2O、SCN-、F-等配体形成使溶液呈浅紫色的[Fe(H2O)6]3+、红色的[Fe(SCN)6]3-、无色的[FeF6]3-配离子。某同学按如下步骤完成实验： 已知：向Co2+的溶液中加入KSCN溶液生成蓝色的[Co(SCN)4]2-配离子；Co2+不能与F-形成配离子。下列说法不正确的是( ) A. Fe第四电离能(I4)大于其第三电离能(I3) B. Ⅰ中溶液呈黄色可能是由Fe3+水解产物的颜色造成 C. 可用NaF和KSCN溶液检验FeCl3溶液中是否含有Co2+ D. [Fe(H2O)6]3+中H-O-H的键角与H2O分子中H-O-H的键角相等 3．某校化学兴趣小组同学发现实验室保存的溶液极易变质，兴趣小组的同学设计如下的装置保存溶液。下列说法正确的是( ) A. 试剂瓶中的固体是晶体稀硫酸 B. 加入稀硫酸增大溶液中，防止被氧化 C. 气球的作用是平衡压强和形成保护气，防止被氧化 D. 利用上述装置保存溶液，应将稀硫酸换成稀硝酸 4．证明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是（　　） A. 只需滴加硫氰化钾溶液 B. 先滴加硫氰化钾溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色 C. 先滴加氯水，再滴加硫氰化钾溶液后显红色 D. 滴加氢氧化钠溶液，立即产生红褐色沉淀 5．用覆铜板制作印刷电路板时，常用FeCl3溶液作腐蚀液。某化学兴趣小组在实验室进行了模拟实验。 【实验Ⅰ】向盛有10mL2mol/LFeCl3溶液的试管中，加入一块铜片（Cu过量），反应一段时间后，溶液黄色褪去。 （1）用离子方程式解释溶液黄色褪去的原因 _____。 （2）理论上为保证Fe3+完全被Cu还原，至少需要加入Cu的质量为 _____。 【实验Ⅱ】为验证上述实验中Fe3+是否完全反应，该小组同学取上层清液于另一支试管中，滴入3滴0.1mol/LKSCN溶液。结果发现，上层清液中立即产生白色沉淀，同时滴入处局部出现红色，振荡后红色立即消失。 【查阅资料】为解释该现象产生的原因，同学们查阅资料得知： ①（SCN）2与卤素单质的化学性质相似，氧化性介于溴单质和碘单质之间，且浓度越大氧化性越强； ②2Cu2++4I-=2CuI↓+I2； ③CuSCN为白色固体，几乎不溶于水。 【实验Ⅲ】为探究白色沉淀产生的原因，同学们设计了如下实验。填写实验方案： 实验方案 现象 步骤1：取10mL2mol/L的FeCl2溶液，滴加3滴0.1mol/L的KSCN溶液 无明显现象 步骤2 产生白色沉淀 （3）步骤2的操作是 _____。 【分析解释】 （4）在配制FeCl2溶液时，需要同时加入少量 _____（填物质名称），防止制得的溶液不纯影响实验。 （5）实验Ⅱ中白色沉淀的成分是 _____（填化学式）。 （6）根据资料，结合产生白色沉淀的离子方程式，解释实验Ⅱ中“滴入KSCN溶液处局部出现红色”的原因。①产生白色沉淀的离子方程式：_____；②局部出现红色的原因：_____。 6．某校化学小组学生利用如图所示装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并对产物组成进行探究（图中夹持及尾气处理装置均已略去）。请回答下列问题： （1）装置A的作用是 _____。 （2）硬质玻璃管B中发生反应的化学方程式为 _____。 （3）实验中先点燃酒精灯a再点燃酒精喷灯，可能的原因是 _____。 （4）装置E中的现象是 _____。 （5）利用反应后的固体物质进行如图实验： ①某同学发现实验中加入过量新制氯水，放置一段时间后，深红色会逐渐褪去，褪色后的溶液中继续滴加KSCN溶液，又出现红色，则褪色的原因可能是 _____。 ②该同学将上述实验中的新制氯水改为H2O2溶液，也能出现深红色溶液，用离子方程式表示溶液颜色加深的原因：_____。 ③电子工业中，人们常用FeCl3溶液腐蚀铜板来制作印刷电路板，请写出FeCl3溶液与铜反应的离子方程式：_____。 考点四：Fe2＋、Fe3＋的相互转化 1．往FeCl2溶液中滴加溴水，溶液变为黄色，下列说法正确的是（　　） A. 由于溶液存在Br2，所以溶液为黄色 B. 往所得溶液中加入硫氰化钾溶液，可判断是否生成了Fe3+ C. 往所得溶液中加入足量氢氧化钾溶液，不能判断是否生成了Fe3+ D. 往所得溶液中加入淀粉碘化钾溶液，可判断是否生成了Fe3+ 2．向100 mL Fe2( SO4)3和CuSO4的混合溶液中逐渐加入铁粉，充分反应后剩余固体的质量与加入铁粉的质量关系如图所示。忽略溶液体积的变化，下列有关分析正确的是( ) A. 由图像可知， Fe3+的氧化性弱于Cu2+ B. b、c点间溶液中0.4 mol·L-1 <c(Fe2+) <0.5 mol· L-1 C. b点时溶液中c(Cu2+)=0.01 mol·L-1 D. 原溶液中c(Fe3+)：c(Cu2+) =1：1 3．学习小组进行如下实验： 序号 实验操作 实验现象 Ⅰ 将1mLpH=1的0.1mol•L-1FeSO4溶液和2滴0.1mol•L-1KSCN溶液混合，接着向混合溶液中逐滴滴加0.5mL0.3mol•L-1的H2O2溶液 滴入H2O2溶液，溶液立即变红，继续滴加，溶液红色变浅并逐渐褪去 Ⅱ 向Ⅰ的混合溶液中滴入KSCN溶液 溶液变红 Ⅲ 向1mL0.3mol•L-1的H2O2溶液中滴加2滴0.1mol•L-KSCN溶液，继续加入0.5mLpH=1的H2SO4溶液，静置2min 无明显现象 Ⅳ 向的混合溶液中滴入2滴Fe2（SO4）3溶液 滴入Fe2（SO4）3溶液，溶液立即变红，静置2min,溶液红色变浅并逐渐褪去 下列说法错误的是（　　） A. 实验中溶液变红的原因是生成Fe（SCN）3 B. 实验Ⅰ～Ⅱ说明实验Ⅰ中SCN-被H2O2全部氧化 C. 实验Ⅲ～Ⅴ说明酸性溶液中H2O2氧化KSCN的速度慢 D. 实验Ⅰ～Ⅳ说明Fe2+能加速H2O2氧化KSCN的反应 4．以相同的流速分别向经硫酸酸化和未经酸化的浓度均为0.1mol•L-1的FeSO4溶液中通入O2。溶液中pH随时间的变化如图所示。 已知：0.1mol•L-1Fe3+生成Fe（OH）3，开始沉淀时pH=1.5，完全沉淀时pH=2.8。 下列说法不正确的是（　　） A. 由图1可知，酸化的FeSO4溶液中发生反应：4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O B. 图2中，t=0时刻，FeSO4溶液pH=5.7是由于Fe2+发生了水解反应 C. 由图2可知，未酸化的FeSO4溶液中发生反应生成Fe（OH）3的同时还生成了H+ D. 若向FeSO4溶液中先加入过量NaOH溶液再通入O2，pH先增大后明显减小 5．下列有关FeCl3溶液的叙述中，正确的是（　　） A. 蒸干该溶液可以得到无水FeCl3固体 B. 往该溶液中加入少量锌粉，可置换出铁单质 C. 该溶液中，H+、Cu2+、NO3-、SO42-可以大量共存 D. 向该溶液中加入KI溶液，反应的离子方程式为Fe3++2I-═I2+Fe2+ 6．某化学小组对铁及其化合物的性质、制备进行如下探究。请按要求回答下列问题。 （一）Fe与Fe2+性质探究。供选试剂：FeCl3溶液、FeCl2溶液、Zn片、Fe粉、KSCN溶液 （1）同学甲探究铁具有还原性，可选择试剂：Fe粉、KSCN溶液、_____。 （2）同学乙为探究Fe2+的还原性，取2mLFeCl2溶液，向其中滴加少量氯水，观察现象不太明显，其原因可能是 _____；欲获得更充分证据，此实验操作应该完善为 _____。 （3）同学丙欲探究Fe2+具有氧化性，其方案涉及反应的离子方程式为 _____。 （二）Fe（OH）2的制备同学丁设计如右图所示装置，气密性已查完好。 （1）为达到实验目的，需进行的操作：先打开K3，关闭K2，打开K1，反应片刻后，再 _____，_____，发现溶液从装置2进入装置3中，关闭K1。 （2）从实验操作过程分析装置3中有灰绿色沉淀产生而没有产生白色沉淀的原因：_____。 （三）出土铁器修复部分过程的分析与探究 （1）腐蚀原理分析：一般认为，铁经过了如下腐蚀循环： Ⅰ．Fe转化为Fe2+； Ⅱ．Fe2+在自然环境中形成FeO（OH）； Ⅲ．FeO（OH）和Fe2+反应形成致密的Fe3O4保护层； Ⅳ．Fe3O4保护层再转化为FeO（OH）。如此往复腐蚀。 ①从原子结构解释步骤I很容易发生的原因：_____。 ②上述过程属于氧化还原反应的步骤为 _____（填序号）。 （2）化学修复过程探究：研究发现，Cl-对铁的腐蚀会造成严重影响，铁器表面会产生FeOCl。将铁器浸没在盛有0.5mol/LNaOH、0.5mol/LNa2SO3的溶液的容器中，缓慢加热至60～90℃。一段时间后，取出器物，用NaOH溶液洗涤，至无Cl-。 ①加热目的是 _____。 ②检测Cl-洗涤干净与否的操作：_____。 ③铁器表面的FeOCl脱氯生成FeO（OH）。写出该反应的离子方程式：_____。 ④修复中FeO（OH）变成Fe3O4。写出该反应的化学方程式：_____。 7．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，请补充完整该小组的实验。限选试剂：KSCN溶液、酸性KMnO4溶液、H2O2溶液、新制氯水。 实验方案 实验现象 实验结论 步骤1 取少量待检测液于试管中，向其中滴加几滴KSCN溶液。 _____ FeSO4溶液部分变质 步骤2 _____ _____ （2）若要使部分变质的FeSO4复原，加入的试剂是_____。（用化学式表示） （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 取运量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_____。 （4）某同学需用500mL 0.1mol•L-1 FeSO4溶液，在实验室进行配制。该同学用托盘天平应称量_____g  FeSO4•7H2O粉末，定容时如果俯视刻度线，配得溶液的浓度将_____。（填“偏高”、“偏低”、“不变”） 第三板块 素养评价 真题演练 1．（2024·广东）一种基于氯碱工艺的新型电解池（下图），可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法不正确的是( ) A.阳极反应：2Cl--2e-=Cl2 B.阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高 C.理论上每消耗1mol Fe2O3，阳极室溶液减少213g D.理论上每消耗1mol Fe2O3，阴极室物质最多增加213g 2．（2024·湖南）下列过程中，对应的反应方程式错误的是( ) A 《天工开物》记载用炉甘石（）火法炼锌 B 用作野外生氢剂 C 饱和溶液浸泡锅炉水垢 D 绿矾处理酸性工业废水中的 3．（2024·全国）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．（2024·湖北）过量与以下的溶液反应，下列总反应方程式错误的是( ) 溶液 现象 化学方程式 A 产生淡黄色沉淀 B 溶液由棕黄色变浅绿色 C 溶液褪色，产生白色沉淀 D （含酚酞） 溶液由红色变无色 5. (2023·浙江)物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的是 A. 能使某些色素褪色，可用作漂白剂 B. 金属钠导热性好，可用作传热介质 C. 溶液呈碱性，可用作消毒剂 D. 呈红色，可用作颜料 6. (2023·浙江)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 7. (2023·浙江)物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的是(    ) A. 能使某些色素褪色，可用作漂白剂 B. 金属钠导热性好，可用作传热介质 C. 溶液呈碱性，可用作消毒剂 D. 呈红色，可用作颜料 8. (2023·广东)科教兴国，“可上九天揽月，可下五洋捉鳖”。下列说法正确的是(    ) A. “天舟六号”为中国空间站送去推进剂气，是第Ⅰ族元素 B. 火星全球影像彩图显示了火星表土颜色，表土中赤铁矿主要成分为 C. 创造了可控核聚变运行纪录的“人造太阳”，其原料中的与互为同位素 D. “深地一号”为进军万米深度提供核心装备，制造钻头用的金刚石为金属晶体 9. (2023·湖南）取一定体积的两种试剂进行反应，改变两种试剂的滴加顺序试剂浓度均为，反应现象没有明显差别的是 (    ) 选项 试剂 试剂 氨水 溶液 溶液 溶液 溶液 酸性溶液 溶液 溶液 10. (2022·辽宁)欲通过铁等金属的化学反应，探究某些物质性质的一般规律，下列实验设计合理的是(    ) A. 将钠、钾与水反应改为与乙醇反应，通过实验现象比较二者活泼性 B. 将钠、钾与水反应改为与同浓度稀盐酸反应，通过实验现象比较二者活泼性 C. 铁分别在氧气和氯气中燃烧，通过产物中铁元素化合价比较氧气和氯气的氧化性强弱 D. 相同条件将铁粉分别加入稀硫酸和浓硫酸中，探究对铁的活泼性影响 11.(2022·湖南)为探究的性质，进行了如下实验和溶液浓度均为。 实验 操作与现象 在水中滴加滴溶液，呈棕黄色；煮沸，溶液变红褐色。 在溶液中滴加滴溶液，变红褐色；再滴加溶液，产生蓝色沉淀。 在溶液中滴加滴溶液，变红褐色；将上述混合液分成两份，一份滴加溶液，无蓝色沉淀生；另一份煮沸，产生红褐色沉淀。 依据上述实验现象，结论不合理的是(    ) A. 实验说明加热促进水解反应 B. 实验说明既发生了水解反应，又发生了还原反应 C. 实验说明发生了水解反应，但没有发生还原反应 D. 整个实验说明对的水解反应无影响，但对还原反应有影响 12.(2022·广东)为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是(    ) A. 加入溶液产生沉淀 B. 加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现 C. 加入溶液无红色出现 D. 加入溶液无蓝色沉淀生成 13.(2022·浙江)下列说法正确的是(    ) A. 铁与碘反应易生成碘化铁 B. 电解溶液可以得到 C. 用石灰沉淀富镁海水中的，生成碳酸镁 D. 通入溶液中生成沉淀 14. (2021·全国)下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是（ ） 物质括号内为杂质 除杂试剂 A. 溶液 粉 B. 溶液 溶液、稀 C. 、浓 D. 、无水 15. (2021·广东)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. 可与反应生成 B. 既可被氧化，也可被还原 C. 可将加入浓碱液中制得的胶体 D. 可存在的循环转化关系 16.(2020·全国1卷)为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验。 回答下列问题： 由固体配制溶液，需要的仪器有药匙、玻璃棒、_________从下列图中选择，写出名称。 电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且电迁移率应尽可能地相近。根据下表数据，盐桥中应选择____________作为电解质。 阳离子 阴离子 电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入________电极溶液中。 电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中增加了。石墨电极上未见析出。可知，石墨电极溶液中________。 根据、实验结果，可知石墨电极的电极反应式为___________，铁电极的电极反应式为___________________。因此，验证了氧化性小于________，还原性小于___________。 实验前需要对铁电极表面活化。在溶液中加入几滴溶液，将铁电极浸泡一段时间，铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是_________________________。 17．（2024·全国）钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣（主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物）中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下： 已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全（）时的pH： 开始沉淀的pH 1.5 6.9 — 7.4 6.2 沉淀完全的pH 2.8 8.4 1.1 9.4 8.2 回答下列问题： （1）“酸浸”前废渣需粉碎处理，目的是________；“滤渣1”中金属元素主要为________。 （2）“过滤1”后的溶液中加入的作用是________。取少量反应后的溶液，加入化学试剂________检验________，若出现蓝色沉淀，需补加。 （3）“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为________、________。 （4）“除钴液”中主要的盐有________（写化学式），残留的浓度为________。 第四板块 专题演练 模拟提升 1.铁及其化合物应用广泛，下列说法正确的是(    ) A. 元素位于周期表Ⅷ族 B. 属于弱电解质 C. 可用作补血剂 D. 元素位于周期表区 2.下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是(    ) A. 为了防止氯化亚铁溶液久置变质，常在其溶液中加入少许铁钉 B. 将饱和溶液滴入沸水中，能形成胶体 C. 新制的氢氧化亚铁沉淀露置在空气中最终会变为红褐色 D. 除去溶液中的杂质可以向溶液中加铁粉，然后过滤 3.含铁化合物在生产生活中应用广泛。下列铁的化合物的性质与用途具有对应关系的是(    ) A. 能与酸反应，可用作红色颜料 B. 具有强氧化性，可用于水体的消毒 C. 具有还原性，可用作补血剂 D. 溶液呈酸性，可用于蚀刻电路板上的铜 4.下列有关溶液的叙述正确的是(    ) A. 该溶液中、、、可以大量共存 B. 和溶液反应的离子方程式： C. 和溶液反应的离子方程式： D. 该溶液和足量的充分反应，生成 5.向溶液中滴加少量溶液，溶液迅速变黄，稍后产生气体；再加入溶液，溶液变红，一段时间后，溶液颜色明显变浅。依据实验现象，下列分析不正确的是(    ) A. 产生气体的原因是将还原生成了 B. 溶液与溶液反应生成的证据是：“溶液迅速变黄”和“溶液变红” C. 溶液颜色变浅，可能是过量的氧化了 D. 溶液先变红后明显变浅，是由反应速率不同导致的 6.中药材铁华粉的主要成分是，其检测流程如图所示。下列说法正确的是(    ) A. 刺激性气体为 B. 铁华粉中可能含有铁单质 C. 向滤液中滴加酸性溶液，一定能证明具有还原性 D. 滤液中加入试液，产生蓝色沉淀说明溶液中含有 7.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(    ) 选项 实验方案 现象 结论 往溶液中加入片 短时间内无明显现象 的氧化能力比弱 往溶液中滴加溶液，再加入少量固体 溶液先变成血红色后无明显变化 与的反应不可逆 将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加溶液 溶液呈浅绿色 食品脱氧剂样品中没有价铁 向沸水中逐滴加滴饱和溶液，持续煮沸 溶液先变成红褐色再析出沉淀 中先水解得再聚集成沉淀 8.还原铁粉与水蒸气的反应装置如图所示。取少量反应后的固体加入稀硫酸使其完全溶解得溶液；另取少量反应后的固体加入稀硝酸使其完全溶解，得溶液下列说法正确的是(    ) A. 铁与水蒸气反应： B. 肥皂液中产生气泡，不能证明铁与水蒸气反应生成 C. 向溶液中滴加溶液，出现蓝色沉淀，说明铁粉未完全反应 D. 向溶液中滴加溶液，溶液变红，证实了固体中含有 9.下列各图示中能较长时间看到白色沉淀的是(    ) A. B. C. D. 10.在酸性环境中，纳米复合材料去除污染水体的的反应过程不参与反应如图所示： 下列表达反应过程或现象的方程式错误的是(    ) A. 反应步骤： B. 反应步骤： C. 反应进行一段时间，过滤出水体中出现的白色絮状物，白色絮状物在空气中最终变成红褐色： D. 硝酸亚铁溶液中滴加稀硫酸发现溶液变黄： 11.室温下，向新制酸化的和未酸化的的溶液中通入氧气且搅拌时，变化曲线如图。 已知：的；的；开始沉淀时的；开始沉淀时的 下列说法不正确的是(    ) A. 点对应的溶液中水解程度小于点对应的溶液中水解程度 B. 导致点点升高的反应为： C. 导致点点降低的反应为： D. 点和点后，全部转化为，不再发生的氧化反应 12.向盛有溶液的试管中加入少量铁粉，如图进行实验。下列分析错误的是(    ) A. 操作为振荡 B. 步骤Ⅰ中的离子反应为： C. 若步骤Ⅱ溶液变红色，说明能用检验 D. 步骤Ⅲ中被氧化为 13.铁是日常生活中用途最广、用量最大的金属材料。 常温下，可用铁质容器盛装浓硫酸的原因是_______。 某实验小组利用如图装置验证铁与水蒸气的反应。 湿棉花的作用是_______，试管中反应的化学方程式是_______。 实验结束后，取出少量反应后的固体于试管中，加入过量盐酸，固体完全溶解，所得溶液中存在的阳离子是_______填序号。 一定有、和 一定有、，可能有 一定有、，可能有 一定有、，可能有 另称取一定量的铁钉放入适量的浓硫酸中，加热，充分反应后收集气体。经测定气体中含有、和。 铁与浓硫酸反应的化学方程式是_______。 气体中混有的原因是用化学方程式表示_______。 将标准状况收集到的气体通入足量溴水中，反应的离子方程式为_________，然后加入足量溶液，经洗涤、干燥得到固体。由此推知收集到的气体中的体积分数是_______。 14.用零价铁去除含氮废水中的硝酸盐是环境修复的重要方法。一种去除的过程如下。 Ⅱ中充分反应后，分离混合物的方法是_______。 Ⅱ中反应的离子方程式是_______。 实验发现，在Ⅱ中补充一定量的可以明显提高的去除率。向两份共含氮废水中均加入足量粉，做对比研究。 实验序号 所加试剂 粉 粉、 的去除率 分析中的去除率提高的原因： 直接还原了。 通过计算说明电子得、失数量关系：_______，证明该原因不合理。 研究发现：导电覆盖在铁粉表面；随着反应的进行，产生不导电，它覆盖在表面，形成钝化层，阻碍电子传输。 能与反应生成。 用做同位素示踪实验，证明该原因合理。 破坏钝化层。 将中的替换为_______，的去除率约为，证明该原因不合理。 、中均能发生。该反应明显有助于中的去除，结合方程式解释原因：_______。 测定含量 步骤取含氮水样，加入催化剂、标准溶液过量，再加入稀。 步骤用标准溶液滴定剩余的被还原为，终点时消耗。 已知： 水样中的含量为_______。 溶液中影响测定。向步骤中加入适量，产生驱赶，否则会使测定结果_______填“偏大”或“偏小”。 15.用零价铁去除水体中的硝酸盐已成为环境修复研究的热点之一。 还原水体中的反应原理如图所示。 作负极的物质是________。 正极的电极反应式是_________。 将足量铁粉投入水体中，经小时测定去除率和，结果如下： 初始 的去除率 接近 小时 接近中性 接近中性 铁的最终物质形态 时，的去除率低。其原因是________。 实验发现：在初始的水体中投入足量铁粉的同时，补充一定量的可以明显提高的去除率。对的作用提出两种假设： Ⅰ直接还原； Ⅱ破坏氧化层。 做对比实验，结果如右图所示，可得到的结论是_______。 同位素示踪法证实能与反应生成。结合该反应的离子方程式，解释加入提高去除率的原因：______。 其他条件相同 其他条件与相同，经小时测定的去除率和，结果如下： 初始 的去除率 约 约 小时 接近中性 接近中性 与中数据对比，解释中初始不同时，去除率和铁的最终物质形态不同的原因：__________。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 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 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024——2025年解密高考化学大一轮复习精讲案 第三章 金属及其化合物 专题八 铁及其化合物 第一板块 课标要求与化学核心素养 课标要求 化学核心素养 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。了解铁及其重要化合物在生产、生活中的应用。 2. 了解铁及其重要化合物的制备方法。 3. 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、实现物质转化，认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。 宏观辨识与微观探析 科学探究与创新意识 证据推理与模型认知 第二板块 必备知识，强基固本 考点一：铁及其氧化物 1．铁单质 (1)铁的物理性质 ______色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被______吸引。 (2)铁的原子结构 Fe的价层电子排布式为______，铁位于元素周期表的第____周期第____族，是应用最广泛的过渡金属元素，其原子结构示意图：____________________________________________。 (3)铁的化学性质 铁比较活泼，还原性较强，失去电子后生成____价或____价的铁。重要的化学反应为 2．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 ______粉末 ______粉末 ______晶体(有磁性) 水溶性 铁的化合价 (2)化学性质 ①FeO、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：________________________，______________________________________。 ②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：________________________________________________________________________， ________________________________________________________________________。 ③分别写出Fe3O4溶于足量稀硝酸、氢碘酸(HI)的离子方程式：______________、___________。 考点二：铁的氢氧化物 1．氢氧化铁和氢氧化亚铁的比较 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色、态 ____色固体 ______色固体 与盐酸反应 受热分解 制法 可溶性亚铁盐与碱溶液反应：_______________________________________________ 可溶性铁盐与碱溶液反应：____________ 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_____________________，最后变成______________，化学方程式为________________________________________ 2.Fe(OH)2的制备 (1)制备原理 ①制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。 ②成功关键：溶液中不含O2等氧化性物质；制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭、隔绝空气的体系中。 (2)常用方法 有机覆盖层法 将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到FeSO4溶液液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止____________________发生反应 还原性气体保护法 先在装置Ⅰ中生成FeSO4溶液，并利用生成的H2将装置内的________排尽后，再把______溶液压入装置Ⅱ中与________混合，这样可长时间观察到白色沉淀 电解法 用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯(或煤油) 考点三　铁盐、亚铁盐的性质与检验 1．铁盐与亚铁盐 亚铁盐(Fe2＋) 铁盐(Fe3＋) 颜色 浅绿色(溶液) 黄色(溶液) 氧化性与还原性　 既有氧化性，又有还原性，以还原性为主，如在酸性条件下能被H2O2、NO氧化，反应的离子方程式分别为________________、________________________________________________________________________ 一般表现为______性，如能溶解铜，反应的离子方程式为________________________________________________________________________ 水解性 水解呈酸性 极易水解，只存在于酸性较强的溶液中 2.其他常见铁盐 (1)绿矾(FeSO4·7H2O)：一种重要的还原剂，可用作补血剂及植物的补铁剂。 (2)铁铵矾[NH4Fe(SO4)2·12H2O]：无色晶体，易溶于水，常用作化学分析试剂、药物和织物媒染剂。 (3)赤血盐{K3[Fe(CN)6]}：红色晶体，能溶于水，常用于检验Fe2＋，生成蓝色沉淀。 (4)高铁酸钾(K2FeO4)：暗紫色晶体，具有强氧化性，可用作水体的杀菌、消毒剂或高容量电池材料。 3．Fe2＋和Fe3＋的检验 (1) (2) (3)含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋的检验 溶液变红色，说明含有______。 酸性KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有______。 考点四：Fe2＋、Fe3＋的相互转化 Fe2＋与Fe3＋的相互转化 用离子方程式实现下列转化： Fe2＋Fe3＋ ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________； ③________________________________________________________________________； ④________________________________________________________________________； ⑤________________________________________________________________________； ⑥________________________________________________________________________； ⑦________________________________________________________________________。 【答案】 考点一：铁及其氧化物 1．(1)银白　磁体　(2)3d64s2　四　Ⅷ　 (3)＋2　＋3　3Fe＋2O2Fe3O4　2Fe ＋ 3Cl22FeCl3　Fe＋SFeS　Fe＋I2FeI2　3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2　Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑　钝化　＋3 Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu　2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 2．(1)黑色　红棕色　黑色　不溶于水　不溶于水　不溶于水 ＋2　＋3　＋2、＋3　(2)①FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O　Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O　②Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2　 Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3　③3Fe3O4＋28H＋＋NO===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O 　Fe3O4＋8H＋＋2I－===3Fe2＋＋I2＋4H2O 考点二：铁的氢氧化物 1．白　红褐　Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O　Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O　2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O　Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓　Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓　白色絮状沉淀迅速变成灰绿色　红褐色　4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 2．(2)空气与Fe(OH)2接触　空气　FeSO4　NaOH溶液 考点三　铁盐、亚铁盐的性质与检验 1．2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O　3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O　氧化　2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋ 3．(1)溶液变红　灰绿色　红褐色　K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－===KFe[Fe(CN)6]↓　(2)溶液变红　红褐色沉淀　显紫色　(3)Fe3＋　Fe2＋ 考点四：Fe2＋、Fe3＋的相互转化 ①2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ ②3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋2H2O＋NO↑ ③2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O ④5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O ⑤2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ ⑥Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋ ⑦2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋ 考点一：铁及其氧化物 1．科教兴国，“可上九天揽月，可下五洋捉鳖”。下列说法正确的是（　　） A. “天舟六号”为中国空间站送去推进剂Xe气，Xe是第ⅠA族元素 B. 火星全球影像彩图显示了火星表土颜色，表土中赤铁矿主要成分为FeO C. 创造了可控核聚变运行纪录的“人造太阳”，其原料中的2H与3H互为同位素 D. “深地一号”为进军万米深度提供核心装备，制造钻头用的金刚石为金属晶体 【答案】C 【解析】 A．Xe是稀有气体，位于0族，故A错误； B．Fe2O3为红棕色固体、FeO为黑色固体，赤铁矿呈红棕色，赤铁矿的主要成分是Fe2O3而不是FeO，故B错误； C．2H与3H的质子数都是1，中子数分别是1、2，都属于氢原子，所以二者互为同位素，故C正确； D．金刚石为碳单质，金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的，金刚石为共价晶体，故D错误； 故选：C。 2．类推思想在化学学习与研究中经常被采用，但类推出的结论是否正确最终要经过实验的验证。以下类推的结论中正确的是( ) A. SO2能使酸性KMnO4溶液褪色，故CO2也能使酸性KMnO4溶液褪色 B. 盐酸与镁反应生成氢气，故硝酸与镁反应也生成氢气 C. 铁与Cl2反应生成FeCl3 ，故铁与I2反应生成FeI3 D. 常温下浓硫酸能使铁和铝钝化，故常温下浓硝酸也能使铁和铝钝化 【答案】D 【解析】 A．SO2能使酸性KMnO4溶液褪色，是因为其具有还原性，二氧化碳没有还原性，不能与KMnO4反应，故A错误； B．硝酸具有强氧化性，与活泼金属反应得不到氢气，故B错误； C．氯气的氧化性强于Fe3+，所以铁与氯气反应可生成FeCl3，而I2的氧化性弱于Fe3+，所以铁与I2反应生成的是FeI2，故C错误； D．浓硫酸与浓硝酸都具有强氧化性，室温下，都能使铁和铝发生钝化，故D正确； 答案选D。 3．下列物质不能利用金属与非金属直接制得的是( ) A. CuCl2 B. FeCl2 C. Cu2S D. Na2S 【答案】B 【解析】 氯气具有强氧化性，与变价金属反应时得到高价态的金属氯化物，硫单质的氧化性较弱，与变价金属反应时得到低价态的金属硫化物，据此分析； A．氯气是强氧化剂与铜化合物得到氯化铜，故A不符合题意； B．Cl2与Fe直接化合生成FeCl3 ，故B符合题意； C．硫单质的氧化性较弱，与Cu化合时得到硫化亚铜，故C不符合题意； D．钠是活泼金属，只有+1价，其与S单质反应得到硫化钠，故D不符合题意； 故选：B。 4．下列有关铁和铁的化合物的叙述中，正确的是（　　） A. 铁的化学性质比较活泼，它能与许多物质发生化学反应，因此铁在自然界中只能以化合态存在 B. Fe3O4是一种红棕色粉末，俗称铁红，常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料 C. Fe（OH）2在空气中容易被氧化，在制取Fe（OH）2时必须隔绝空气 D. 往某溶液中先加入氯水，再加入KSCN溶液，发现溶液变成了红色，证明原溶液中含有Fe3+ 【答案】C 【解析】 A．虽然铁的化学性质比较活泼，它能与许多物质发生化学反应，但在自然界中陨石中还存在单质铁，故A错误； B．四氧化三铁呈黑色，氧化铁呈红色，常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的颜料，故B错误； C．Fe（OH）2在空气中容易被氧化生成氢氧化铁，所以在制取Fe（OH）2时必须隔绝空气，故C正确； D．某溶液中先加入氯水，再加入 KSCN 溶液呈红色，说明原溶液中含有铁离子或是亚铁离子中的至少一种，故D错误； 故选：C。 5．下列指定情景下的离子方程式或化学方程式错误的是（　　） A. 模具在注入炽热的铁水之前如果不干燥：3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2 B. 用加热法鉴别纯碱和小苏打的原理：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O C. 向变瘪的铝制易拉罐里加入浓氢氧化钠溶液，立即用胶布封严罐口，一会儿易拉罐又鼓起来恢复原样：2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑ D. 将覆铜板放到FeCl3溶液中制作图案：Fe3++Cu═Fe2++Cu2+ 【答案】D A．模具在注入炽热的铁水之前如果不干燥，发生反应的化学方程式为：3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2，故A正确； B．用加热法鉴别纯碱和小苏打时的化学方程式为：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，故B正确； C．向变瘪的铝制易拉罐里加入浓氢氧化钠溶液，立即用胶布封严罐口，一会儿易拉罐又鼓起来恢复原样，离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑，故C正确； D．将覆铜板放到FeCl3溶液中制作图案，离子方程式为：2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+，故D错误； 故选：D。 6．下列“类比”合理的是（　　） A. Fe与S反应生成FeS，则Cu与S反应生成Cu2S B. Fe与浓硝酸常温下可发生钝化反应，则Cu与浓硝酸常温下也可发生钝化反应 C. SO2与水反应生成H2SO3，则SiO2与水反应生成H2SiO3 D. Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，则Na2O2与SO2反应生成Na2SO3和O2 【答案】A 【解析】 A．S的氧化性比较弱，S与变价金属反应只能生成低价态的硫化物，S与Fe反应产生FeS，与Cu反应产生Cu2S，故A正确； B．Fe与浓硝酸常温下可发生钝化反应，产生一层致密的氧化薄膜，阻止进一步反应；Cu与浓硝酸常温下不会发生钝化反应，可发生反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，故B错误； C．SO2为酸性物质与水反应生成H2SO3，SiO2不与水反应，故C错误； D．Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，由于Na2O2具有强氧化性，SO2具有还原性，则Na2O2与SO2反应生成Na2SO4，不能生成Na2SO3和O2，故D错误； 故选：A。 7．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：高铁酸盐具有强氧化性，可用于消毒；消毒后可生成Fe（OH）3胶体，故可作净水剂 【答案】D 【解析】 A．Fe在高温下与水蒸气反应生成四氧化三铁与氢气，不能发生转化①，故A错误； B．FeO不稳定，在空气中加热被氧化为四氧化三铁，则变为黑色，不能发生转化②，故B错误； C．加热Fe（OH）3生成氧化铁，发生转化⑥，Fe（OH）3不溶于水，Fe（OH）3与酸反应生成铁离子，加酸溶解可实现转化③，故C错误； D．高铁酸盐中Fe为+6价，具有强氧化性，可用于消毒，消毒后可生成Fe（OH）3胶体，生成的氢氧化铁胶体具有吸附性，可作净水剂，故D正确； 故选：D。 考点二：铁的氢氧化物 1．根据Fe（OH）3的物质类别和元素化合价推测，下列物质不与其反应的是（不考虑溶解氧）（　　） A. 潮湿的空气 B. 盐酸 C. 新制氯水 D. 烧碱溶液 【答案】D 【解析】 A．Fe（OH）3在潮湿的空气中会失水生成氧化铁，故A错误； B．Fe（OH）3与盐酸反应生成氯化铁和水，其反应的化学方程式为：Fe（OH）3+3HCl═FeCl3+3H2O，故B错误； C．新制氯水中含有HCl,二者会发生Fe（OH）3+3HCl═FeCl3+3H2O，故C错误； D．烧碱溶液中的NaOH和Fe（OH）3都是碱，二者不反应，故D正确； 故选：D。 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N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FeO42- 【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，故A选； 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，故不B选； 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，故C不选； D．FeO42-中Fe元素为+6价，据图可知FeO42-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FeO42-，故D不选； 故选：A。 3．一定条件下，铁与空气接触时表面会形成氧化物，如一块低碳钢可以被三种氧化物膜所覆盖：与金属接触的一侧是FeO，中间是Fe3O4，与空气接触的一侧则是Fe2O3。回答下列问题： （1）Fe3O4是磁铁矿的主要成分，也是中国古代“四大发明”之一“司南”的指针材料。用Al粉和Fe3O4反应焊接钢轨的化学方程式为 _____。 （2）FeO可以合成补铁剂FeSO4。欲验证FeSO4超过保质期后已变质，可进行的操作是：取定量样品加水溶解静置、取少许溶液于试管中，向其中加入 _____溶液（填试剂名称），若液体出现红色，则证明该药物已变质。 （3）某实验小组设计了如图实验步骤，利用部分变质的废弃FeCl2溶液制备Fe2O3。 框图中热空气的作用为 _____，写出a→b的离子方程式 _____，写出Fe2O3的一种用途：_____。 【答案】(1)3Fe3O4+8Al 9Fe+4Al2O3;(2)硫氰酸钾;(3)把氯化亚铁氧化生成氯化铁;(4)Fe3++3NH3•H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+;(5)做红色油漆; 【解析】 （1）用Al粉和Fe3O4反应焊接钢轨的化学方程式为：3Fe3O4+8Al9Fe+4Al2O3， （2）欲验证FeSO4超过保质期后已变质，取定量样品加水溶解静置、取少许溶液于试管中，向其中加入硫氰酸钾溶液，若液体出现红色，则证明该药物已变质， （3）框图中热空气的作用为：把氯化亚铁氧化生成氯化铁，a→b反应的离子方程式为：Fe3++3NH3•H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+，Fe2O3的一种用途是可以做红色油漆， 4．利用铁粉、稀硫酸和氢氧化钠溶液，制备白色Fe（OH）2固体，装置图如图： （1）物质B的化学式为 _____。 （2）检查装置气密性的方法为D-_____（填编号），分液漏斗水面稳定于某一高度不再下降，气密性良好。 A．打开开关①和开关② B．观察分液漏斗水面稳定情况 C．用止水夹夹紧小具支试管末端橡皮导管 D．向分液漏斗中尽量加注较多的蒸馏水 E．分液漏斗盖、颈对好孔，然后旋开活塞 （3）铁粉与稀硫酸制备H2的离子方程式为 _____，H2的作用有 _____（填编号）。 A．驱赶溶液中的氧气 B．驱赶装置内的空气 C．把物质B压入小具支试管中 D．保护白色Fe（OH）2不被空气氧化 （4）实验过程中，用针管吸取大具支试管中的溶液，检验其中是否含有Fe3+。方法为：用该针管吸取 _____溶液，用力振荡几次，溶液不变色，把针管中的混合物全部注入干净试管，振荡几次，溶液慢慢变红色。依据现象得出的结论有 _____、_____。 （5）白色Fe（OH）2沉淀在 _____（填“大具支试管”或“小具支试管”）内生成，经在无氧环境中干燥处理，得到的白色Fe（OH）2粉末是很好的化工 _____（填“除酸剂”或“除氧剂”）。 【答案】 (1)Fe;(2)C-A-E-B或者（D）-A-C-E-B;(3)Fe+2H+=Fe2++H2↑;(4)ABD;(5)KSCN;(6)大具支试管溶液不含Fe3+;(7)溶液注入试管后，空气中的氧气氧化Fe2+得到Fe3+，Fe3+遇SCN-变红;(8)小具支试管;(9)除氧剂; 【解析】 物质A为稀硫酸，物质B为铁单质，其反应为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，实验开始时，打开活塞②，关闭①，利用产生的氢气排除装置内的空气，一段时间后，关闭②，打开①，试管内压强增加，将产生的硫酸亚铁溶液压入试管中反应，物质C为氢氧化钠，FeSO4溶液与氢氧化钠反应生成白色Fe（OH）2沉淀，据此分析即可。 （1）根据题意可知，物质B为铁粉，其化学式为Fe, （2）检查装置的气密性，先用止水夹夹住具支试管的橡胶管，打开①和②，分液漏斗的盖、颈对好孔，旋开活塞，可以利用分液漏斗中液面的变化判断是否气密性良好， （3）铁粉与稀硫酸反应的化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，其中单质不能拆，离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑，实验开始时，打开活塞②，关闭①，利用产生的氢气排除装置内的空气，同时保护氢氧化亚铁不被氧化， （4）验过程中，用针管吸取大具支试管中的溶液，检验其中是否含有Fe3+，方法为：用该针管吸取KSCN溶液，用力振荡几次，溶液不变色，把针管中的混合物全部注入干净试管，振荡几次，溶液慢慢变红色，依据现象得出的结论有：大具支试管溶液不含Fe3+、溶液注入试管后，空气中的氧气氧化Fe2+得到Fe3+，Fe3+遇SCN-变红， （5）关闭①打开②，大具支试管中的溶液进入小具支试管中，氢氧化亚铁在小具支试管中生成；因为氢氧化亚铁具有极强的还原性，易与氧气反应，一般作为除氧剂， 5．利用如图可以从不同角度研究含铁物质的性质及其转化关系。回答下列问题： （1）Na2FeO4是一种新型饮用水消毒剂。工业上常用NaClO、Fe（NO3）3、NaOH制备：3ClO-+2Fe3++10OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O，当反应转移电子的数目是0.3NA时，所消耗氧化剂的物质的量为_____。 （2）打印机使用的墨粉中含有Fe3O4，下列关于Fe3O4的说法正确的是_____。（填序号） a.有磁性，是FeO与Fe2O3的混合物 b.属于两性氧化物，与酸、碱都能反应 c.FeO在空气里受热能迅速生成Fe3O4 d.Fe与水蒸气高温下反应能生成Fe3O4 （3）维生素C易溶于水，可将Fe3+转化为Fe2+被人体吸收。为检验转化产物Fe2+，设计如下实验：取适量Fe2（SO4）3溶液于试管中，加入过量维生素C片振荡溶解后，滴加酸性高锰酸钾溶液，紫色褪去。该设计能否检验Fe2+并说明理由_____。 （4）FeCl2溶液在空气中易变质，利用部分变质的FeCl2溶液制备Fe2O3。 ①请在括弧内填写所需试剂或条件_____、_____，在方框内填写含铁物质的化学式_____、_____。 ②若100mL该溶液最终制得1.6g Fe2O3，不考虑过程损失，变质前FeCl2溶液的浓度为_____。 【答案】(1)0.15mol;(2)cd;(3)不能，过量维生素C会使高锰酸钾溶液褪色，无法说明一定有Fe2+生成;(4)NaOH溶液;(5)加热;(6)FeCl3;(7)Fe（OH）3;(8)0.2mol/L; 【解析】（1）根据反应：3ClO-+2Fe3++10OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O，可得关系式3ClO-～6e-，现反应转移电子的数目是0.3NA，即0.3mol,故消耗ClO-的物质的量为0.15mol, （2）Fe3O4为磁性氧化铁，是黑色的，属于纯净物，不是FeO与Fe2O3的混合，它不能与碱反应，不属于两性氧化物，可由FeO在空气里受热或Fe与水蒸气高温下反应能生成，故c、d符合题意， （3）维生素C具有还原性，过量的维生素C片也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，对Fe2+的检验产生干扰，即无法确定溶液中是否含有Fe2+， （4）本小题流程中部分变质的FeCl2溶液包括FeCl2和FeCl3，FeCl2被双氧水（HCl）氧化为FeCl3，加入NaOH溶液后，生成Fe（OH）3沉淀，过滤、洗涤、烘干后对其加热，生成Fe2O3， ①根据上述分析可知括弧内所需试剂为NaOH溶液，下一步条件为加热，方框内含铁物质的化学式先后为：FeCl3；Fe（OH）3， ②根据原子守恒，可得关系式：2FeCl2～2FeCl3～2Fe（OH）3～Fe2O3                                                2mol                                         160g                                             n（FeCl2）                                   1.6g 解得：n（FeCl2）==0.02mol,c（FeCl2）==0.2mol/L， 考点三　铁盐、亚铁盐的性质与检验 1．实验室为探究铁与足量浓硫酸的反应，并验证SO2的性质，设计如图所示装置进行实验，下列说法错误的是( ) A. 实验结束后，可取A中试管内的溶液稀释后滴加KSCN溶液检验是否有Fe3＋ B. B中溶液紫色褪去，C中生成淡黄色沉淀，均体现了SO2的还原性 C. D中品红溶液褪色，体现了SO2的漂白性 D. E中溶液红色变浅，体现了SO2酸性氧化物的性质 【答案】B 【解析】A中浓硫酸与铁发生氧化还原反应生成硫酸铁和二氧化硫，B可用于检验二氧化硫的还原性，C中生成淡黄色沉淀，二氧化硫表现氧化性，D中品红褪色，加热时颜色复原，E为尾气吸收装置。 A项，铁离子能够与KSCN溶液反应生成血红色溶液，实验结束后可向装置A的溶液中滴加KSCN溶液检验是否存在Fe3＋，正确；B项，装置C中发生反应的化学方程式为SO2＋2H2S＝3S↓＋2H2O，二氧化硫的S元素化合价降低，被还原，表现氧化性，错误；C项，二氧化硫具有漂白性，装置D中品红溶液褪色可验证SO2的漂白性，正确；D项，E中溶液红色变浅，说明E中碱性减弱，体现了SO2酸性氧化物的性质，正确。 2．Fe3+的配位化合物较稳定且应用广泛。Fe3+可与H2O、SCN-、F-等配体形成使溶液呈浅紫色的[Fe(H2O)6]3+、红色的[Fe(SCN)6]3-、无色的[FeF6]3-配离子。某同学按如下步骤完成实验： 已知：向Co2+的溶液中加入KSCN溶液生成蓝色的[Co(SCN)4]2-配离子；Co2+不能与F-形成配离子。下列说法不正确的是( ) A. Fe第四电离能(I4)大于其第三电离能(I3) B. Ⅰ中溶液呈黄色可能是由Fe3+水解产物的颜色造成 C. 可用NaF和KSCN溶液检验FeCl3溶液中是否含有Co2+ D. [Fe(H2O)6]3+中H-O-H的键角与H2O分子中H-O-H的键角相等 【答案】D 【解析】A．Fe3+的价电子排布式为3d5，3d轨道处于半满状态，电子的能量低，失电子困难，所以Fe的第四电离能(I4)大于其第三电离能(I3)，A正确； B．Ⅰ中Fe(NO3)3溶于水后，Fe3+发生部分水解生成Fe(OH)3等，使溶液呈黄色，B正确； C．先往溶液中加入足量的NaF溶液，再加入KSCN溶液，若溶液呈蓝色，则表明含有Co2+，否则不含Co2+，C正确； D．[Fe(H2O)6]3+中H2O分子内O原子最外层只存在一对孤对电子，对H-O-H中O-H键的排斥作用减小，所以键角比H2O分子中H-O-H的键角大，D不正确； 故选D。 3．某校化学兴趣小组同学发现实验室保存的溶液极易变质，兴趣小组的同学设计如下的装置保存溶液。下列说法正确的是( ) A. 试剂瓶中的固体是晶体稀硫酸 B. 加入稀硫酸增大溶液中，防止被氧化 C. 气球的作用是平衡压强和形成保护气，防止被氧化 D. 利用上述装置保存溶液，应将稀硫酸换成稀硝酸 【答案】C 【解析】A．固体应为铁粉，还原被氧化的三价铁离子，，A错误； B．增大氢离子浓度，抑制铁离子水解，并非氧化，B错误； C．气体起到隔绝空气作用，平衡体系压强，C正确； D．HNO3能与Fe2+反应，，D错误； 故答案为：C。 4．证明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是（　　） A. 只需滴加硫氰化钾溶液 B. 先滴加硫氰化钾溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色 C. 先滴加氯水，再滴加硫氰化钾溶液后显红色 D. 滴加氢氧化钠溶液，立即产生红褐色沉淀 【答案】B 【解析】证明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的方法，先根据Fe3+的特征反应，加入硫氰酸钾溶液判断溶液不含Fe3+，然后加入氧化剂，如果含有Fe2+，Fe2+被氧化剂氧化成Fe3+溶液变成红色，以此证明Fe2+的存在。 解：A．只滴加KSCN溶液不显红色，只能检验是否存在Fe3+，不能验证亚铁离子存在，故A错误； B．KSCN与Fe3+作用使溶液显红色，与Fe2+作用无此现象，先滴加KSCN溶液，不显红色，说明原溶液不含有Fe3+，再滴加氯水后显红色，说明滴加氯水后溶液中有Fe3+，证明原溶液含有Fe2+，故B正确； C．先加入氯水，再加入硫氰化钾溶液变红色，只能证明存在铁离子，不能证明是否含亚铁离子，先加入的氯水能氧化亚铁离子生成铁离子，故C错误； D．滴加NaOH溶液，立即产生红褐色沉淀，证明含铁离子，不能证明含有Fe2+，故D错误； 故选：B。 5．用覆铜板制作印刷电路板时，常用FeCl3溶液作腐蚀液。某化学兴趣小组在实验室进行了模拟实验。 【实验Ⅰ】向盛有10mL2mol/LFeCl3溶液的试管中，加入一块铜片（Cu过量），反应一段时间后，溶液黄色褪去。 （1）用离子方程式解释溶液黄色褪去的原因 _____。 （2）理论上为保证Fe3+完全被Cu还原，至少需要加入Cu的质量为 _____。 【实验Ⅱ】为验证上述实验中Fe3+是否完全反应，该小组同学取上层清液于另一支试管中，滴入3滴0.1mol/LKSCN溶液。结果发现，上层清液中立即产生白色沉淀，同时滴入处局部出现红色，振荡后红色立即消失。 【查阅资料】为解释该现象产生的原因，同学们查阅资料得知： ①（SCN）2与卤素单质的化学性质相似，氧化性介于溴单质和碘单质之间，且浓度越大氧化性越强； ②2Cu2++4I-=2CuI↓+I2； ③CuSCN为白色固体，几乎不溶于水。 【实验Ⅲ】为探究白色沉淀产生的原因，同学们设计了如下实验。填写实验方案： 实验方案 现象 步骤1：取10mL2mol/L的FeCl2溶液，滴加3滴0.1mol/L的KSCN溶液 无明显现象 步骤2 产生白色沉淀 （3）步骤2的操作是 _____。 【分析解释】 （4）在配制FeCl2溶液时，需要同时加入少量 _____（填物质名称），防止制得的溶液不纯影响实验。 （5）实验Ⅱ中白色沉淀的成分是 _____（填化学式）。 （6）根据资料，结合产生白色沉淀的离子方程式，解释实验Ⅱ中“滴入KSCN溶液处局部出现红色”的原因。①产生白色沉淀的离子方程式：_____；②局部出现红色的原因：_____。 【答案】(1)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;(2)0.64g;(3)取10mL1mol/L的CuCl2溶液，向其中滴加3滴0.1mol/L的KSCN溶液;(4)铁屑;(5)CuSCN;(6)2Cu2++4SCN-=2CuSCN↓+（SCN）2;(7)Fe2+被局部产生的浓度较大的（SCN）2氧化为Fe3+，Fe3+结合SCN-形成Fe（SCN）3红色溶液; 【解析】FeCl3具有强氧化性，会与还原性物质Cu发生氧化还原反应产生FeCl2、CuCl2，CuCl2具有氧化性，可以将KSCN氧化产生（SCN）2，同时产生的Cu+与溶液中的SCN-反应产生CuSCN白色沉淀；Fe3+与SCN-使溶液变为血红色，（SCN）2性质类似Cl2等卤素单质，可以将Fe2+氧化产生Fe3+。 （1）FeCl3具有强氧化性，Cu具有还原性，二者会发生氧化还原反应产生FeCl2、CuCl2，该反应的离子方程式为：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+， （2）10 mL2 mol/LFeCl3溶液中含有溶质的物质的量n（FeCl3）=2 mol/L×0.01 L=0.02 mol,根据反应方程式2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+中物质转化关系可知反应消耗Cu的物质的量是0.01 mol,则需消耗Cu的质量m（Cu）=0.01 mol×64 g/mol=0.64 g, （3）步骤1：取10 mL2 mol/L的FeCl2溶液，滴加3滴0.1 mol/L的KSCN溶液，溶液无明显现象，说明Fe2+与SCN-不能发生反应；步骤2操作是：取10 mL1 mol/L的CuCl2溶液，向其中滴加3滴0.1 mol/L的KSCN溶液，产生白色沉淀，说明发生反应：2Cu2++4SCN-=2CuSCN↓+（SCN）2， （4）在FeCl2溶液中，Fe2+具有强的还原性，容易被空气中的O2氧化产生Fe3+，为防止在溶液中Fe2+被氧化引入杂质，可以向溶液中加入Fe粉，发生反应：2Fe3++Fe=3Fe2+，从而可以防止溶液不纯，故加入的物质是铁单质或铁屑， （5）根据题目信息②可知会发生反应：2Cu2++4SCN-=2CuSCN↓+（SCN）2，故反应产生的白色沉淀是CuSCN， （6）根据资料，实验Ⅱ中①产生白色沉淀的离子方程式：2Cu2++4SCN-=2CuSCN↓+（SCN）2；②溶液局部出现红色是由于反应产生（SCN）2具有强氧化性，会因局部浓度较大，将部分Fe2+氧化产生Fe3+，Fe3+结合SCN-形成Fe（SCN）3红色溶液， 6．某校化学小组学生利用如图所示装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并对产物组成进行探究（图中夹持及尾气处理装置均已略去）。请回答下列问题： （1）装置A的作用是 _____。 （2）硬质玻璃管B中发生反应的化学方程式为 _____。 （3）实验中先点燃酒精灯a再点燃酒精喷灯，可能的原因是 _____。 （4）装置E中的现象是 _____。 （5）利用反应后的固体物质进行如图实验： ①某同学发现实验中加入过量新制氯水，放置一段时间后，深红色会逐渐褪去，褪色后的溶液中继续滴加KSCN溶液，又出现红色，则褪色的原因可能是 _____。 ②该同学将上述实验中的新制氯水改为H2O2溶液，也能出现深红色溶液，用离子方程式表示溶液颜色加深的原因：_____。 ③电子工业中，人们常用FeCl3溶液腐蚀铜板来制作印刷电路板，请写出FeCl3溶液与铜反应的离子方程式：_____。 【答案】(1)为反应提供水蒸气;(2)3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2;(3)防止铁粉被装置中的空气氧化;(4)黑色的粉末变成紫红色，且管壁产生水珠;(5)SCN-被过量的氯水氧化;(6)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;(7)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+; 【解析】由图可知，点燃a处酒精灯，圆底烧瓶产生水蒸气，水蒸气在B中和铁粉反应生成四氧化三铁和氢气，C用来收集反应生成的气体，D用来除去氢气中混有的水蒸气，E中固体变红证明铁和水蒸气高温的下反应产生还原性气体氢气。反应后物质为四氧化三铁，加盐酸溶解生成三氯化铁和氯化亚铁，Fe3+遇SCN-变红，加入新制氯水，亚铁离子被氧化为Fe3+，红色加深。 解：（1）由分析可知，装置A的作用是为反应提供水蒸气， （2）硬质玻璃管B中，水蒸气和铁粉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， （3）装置中存在空气，实验中先点燃酒精灯a再点燃酒精喷灯，原因是防止铁粉被装置中的空气氧化， （4）反应生成氢气与氧化铜反应生成铜和水，故装置E中的现象是黑色的粉末变成紫红色，且管壁产生水珠， （5）①实验中加入过量新制氯水，放置一段时间后，深红色会逐渐褪去，则褪色的原因可能是SCN-被过量的氯水氧化， ②过氧化氢能将亚铁离子氧化为Fe3+，离子方程式表示溶液颜色加深的原因为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O， ③FeCl3溶液与铜反应的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+， 考点四：Fe2＋、Fe3＋的相互转化 1．往FeCl2溶液中滴加溴水，溶液变为黄色，下列说法正确的是（　　） A. 由于溶液存在Br2，所以溶液为黄色 B. 往所得溶液中加入硫氰化钾溶液，可判断是否生成了Fe3+ C. 往所得溶液中加入足量氢氧化钾溶液，不能判断是否生成了Fe3+ D. 往所得溶液中加入淀粉碘化钾溶液，可判断是否生成了Fe3+ 【答案】B 【解析】 A．滴加少量溴水全部反应，溶液为黄色是铁离子的溶液，故A错误； B．往所得溶液中加入硫氰化钾溶液，溶液变血红色可判断是否生成了Fe3+，故B正确； C．往所得溶液中加入硫氰化钾溶液，能判断是否生成了Fe3+，故C错误； D．三价铁离子能将碘离子氧化为单质碘，淀粉遇到碘单质变蓝，溴单质也能将碘离子氧化为碘单质，则不可以选用淀粉碘化钾溶液来试验推断是否正确，故D错误； 故选：B。 2．向100 mL Fe2( SO4)3和CuSO4的混合溶液中逐渐加入铁粉，充分反应后剩余固体的质量与加入铁粉的质量关系如图所示。忽略溶液体积的变化，下列有关分析正确的是( ) A. 由图像可知， Fe3+的氧化性弱于Cu2+ B. b、c点间溶液中0.4 mol·L-1 <c(Fe2+) <0.5 mol· L-1 C. b点时溶液中c(Cu2+)=0.01 mol·L-1 D. 原溶液中c(Fe3+)：c(Cu2+) =1：1 【答案】D 【解析】A．由图像可 知，混合溶液中加入铁粉先发生反应①2Fe3+ +Fe=3Fe2+，后发生反应②Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu，所以Fe3+的氧化性强于Cu2+，A项错误； B．从a点到b点，铁粉增加1.12g，与Cu2+反应，若恰好反应应置换出铜1. 28 g，由图像可知剩余固体正好为1.28 g，则n(Cu2+)=0.02 mol，a点前0.56g Fe发生反应①，可知n(Fe3+) =0. 02 mol， 原溶液中根据电荷守恒：2n( ) =2n(Cu2+) +3n(Fe3+)，则n() =0.05 mol，b点以后溶液中溶质为FeSO4，n(Fe2+) =0.05 mol，c(Fe2+) =0.5 mol/L，B项错误； C．b点到c点，铁粉的质量增加0.56 g，剩余固体的质量增加0. 56 g，说明b点后不再发生反应，溶液中没有Cu2+，C项错误； D．根据B的分析，原溶液中c(Fe3+):c(Cu2+)=1:1，D项正确；故选D。 3．学习小组进行如下实验： 序号 实验操作 实验现象 Ⅰ 将1mLpH=1的0.1mol•L-1FeSO4溶液和2滴0.1mol•L-1KSCN溶液混合，接着向混合溶液中逐滴滴加0.5mL0.3mol•L-1的H2O2溶液 滴入H2O2溶液，溶液立即变红，继续滴加，溶液红色变浅并逐渐褪去 Ⅱ 向Ⅰ的混合溶液中滴入KSCN溶液 溶液变红 Ⅲ 向1mL0.3mol•L-1的H2O2溶液中滴加2滴0.1mol•L-KSCN溶液，继续加入0.5mLpH=1的H2SO4溶液，静置2min 无明显现象 Ⅳ 向的混合溶液中滴入2滴Fe2（SO4）3溶液 滴入Fe2（SO4）3溶液，溶液立即变红，静置2min,溶液红色变浅并逐渐褪去 下列说法错误的是（　　） A. 实验中溶液变红的原因是生成Fe（SCN）3 B. 实验Ⅰ～Ⅱ说明实验Ⅰ中SCN-被H2O2全部氧化 C. 实验Ⅲ～Ⅴ说明酸性溶液中H2O2氧化KSCN的速度慢 D. 实验Ⅰ～Ⅳ说明Fe2+能加速H2O2氧化KSCN的反应 【答案】D 【解析】 A．Fe（SCN）3显血红色，实验中溶液变红的原因是生成Fe（SCN）3，故A正确； B．实验i得到Fe（SCN）3使溶液显血红色，后续加入过量H2O2后，溶液褪色，可能原因SCN-被H2O2全部氧化，平衡Fe3++3SCN-⇌Fe（SCN）3逆向移动，故B正确； C．酸性溶液中，H2O2和KSCN混合2min后滴入Fe2（SO4）3溶液，溶液立即变红，说明KSCN没有被氧化完，静置2min,溶液红色变浅并逐渐褪去，KSCN被完全氧化，即酸性溶液中，H2O2氧化KSCN的速度变慢，故C正确； D．酸性溶液中，H2O2和KSCN混合2min后滴入Fe2（SO4）3溶液，溶液立即变红，说明KSCN没有被氧化完，静置2min,溶液红色变浅并逐渐褪去，KSCN被完全氧化，说明在增加Fe3+后，H2O2氧化KSCN的速度在加快，不能说明Fe2+的催化作用，故D错误； 故选：D。 4．以相同的流速分别向经硫酸酸化和未经酸化的浓度均为0.1mol•L-1的FeSO4溶液中通入O2。溶液中pH随时间的变化如图所示。 已知：0.1mol•L-1Fe3+生成Fe（OH）3，开始沉淀时pH=1.5，完全沉淀时pH=2.8。 下列说法不正确的是（　　） A. 由图1可知，酸化的FeSO4溶液中发生反应：4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O B. 图2中，t=0时刻，FeSO4溶液pH=5.7是由于Fe2+发生了水解反应 C. 由图2可知，未酸化的FeSO4溶液中发生反应生成Fe（OH）3的同时还生成了H+ D. 若向FeSO4溶液中先加入过量NaOH溶液再通入O2，pH先增大后明显减小 【答案】D 【解析】 A．根据图知，酸化的溶液中随着时间的推移，溶液的pH值增大但溶液pH最终接近1.3，氢离子消耗导致溶液pH值增大；Fe3+生成Fe（OH）3，开始沉淀时pH=1.5，所以该溶液中没有生成Fe（OH）3沉淀，则发生的离子方程式为4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O，故A正确； B．FeSO4是强酸弱碱盐，Fe2+发生水解生成H+导致溶液呈酸性，溶液的pH＜7，故B正确； C．根据图2知，未酸化的溶液随着时间推移，溶液的pH值减小，说明溶液中有H+生成，Fe3+生成Fe（OH）3，开始沉淀时pH=1.5，完全沉淀时pH=2.8，所以pH在4左右，铁离子完全转化为Fe（OH）3，反应离子方程式为4Fe2++O2+10H2O═4Fe（OH）3↓+8H+，所以由图2可知，未酸化的FeSO4溶液中发生反应生成Fe（OH）3的同时还生成了H+，故C正确； D．若向FeSO4溶液中先加入过量NaOH溶液再通入O2，发生的反应方程式依次为FeSO4+2NaOH=Fe（OH）2↓+Na2SO4、4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，第二步反应中消耗H2O，剩余的NaOH的物质的量不变，则c（NaOH）增大，所以溶液的pH值一直增大，故D错误； 故选：D。 5．下列有关FeCl3溶液的叙述中，正确的是（　　） A. 蒸干该溶液可以得到无水FeCl3固体 B. 往该溶液中加入少量锌粉，可置换出铁单质 C. 该溶液中，H+、Cu2+、NO3-、SO42-可以大量共存 D. 向该溶液中加入KI溶液，反应的离子方程式为Fe3++2I-═I2+Fe2+ 【答案】C 【解析】 A．氯化铁溶液中氯化铁水解生成氢氧化铁和氯化氢，蒸干该溶液可以得到水解产物氢氧化铁，不能得到无水FeCl3固体，故A错误； B．往该溶液中加入少量锌粉，发生反应为2Fe3++Zn=2Fe2++Zn2+，只有锌粉过量，才可置换出铁单质，故B错误； C．该溶液中，H+、Cu2+、NO3-、SO42-和氯化铁都不反应，都可以大量共存，故C正确； D．氯化铁KI溶液发生氧化还原反应，反应的离子方程式为：2Fe3++2I-═2Fe2++I2，故D错误； 故选：C。 6．某化学小组对铁及其化合物的性质、制备进行如下探究。请按要求回答下列问题。 （一）Fe与Fe2+性质探究。供选试剂：FeCl3溶液、FeCl2溶液、Zn片、Fe粉、KSCN溶液 （1）同学甲探究铁具有还原性，可选择试剂：Fe粉、KSCN溶液、_____。 （2）同学乙为探究Fe2+的还原性，取2mLFeCl2溶液，向其中滴加少量氯水，观察现象不太明显，其原因可能是 _____；欲获得更充分证据，此实验操作应该完善为 _____。 （3）同学丙欲探究Fe2+具有氧化性，其方案涉及反应的离子方程式为 _____。 （二）Fe（OH）2的制备同学丁设计如右图所示装置，气密性已查完好。 （1）为达到实验目的，需进行的操作：先打开K3，关闭K2，打开K1，反应片刻后，再 _____，_____，发现溶液从装置2进入装置3中，关闭K1。 （2）从实验操作过程分析装置3中有灰绿色沉淀产生而没有产生白色沉淀的原因：_____。 （三）出土铁器修复部分过程的分析与探究 （1）腐蚀原理分析：一般认为，铁经过了如下腐蚀循环： Ⅰ．Fe转化为Fe2+； Ⅱ．Fe2+在自然环境中形成FeO（OH）； Ⅲ．FeO（OH）和Fe2+反应形成致密的Fe3O4保护层； Ⅳ．Fe3O4保护层再转化为FeO（OH）。如此往复腐蚀。 ①从原子结构解释步骤I很容易发生的原因：_____。 ②上述过程属于氧化还原反应的步骤为 _____（填序号）。 （2）化学修复过程探究：研究发现，Cl-对铁的腐蚀会造成严重影响，铁器表面会产生FeOCl。将铁器浸没在盛有0.5mol/LNaOH、0.5mol/LNa2SO3的溶液的容器中，缓慢加热至60～90℃。一段时间后，取出器物，用NaOH溶液洗涤，至无Cl-。 ①加热目的是 _____。 ②检测Cl-洗涤干净与否的操作：_____。 ③铁器表面的FeOCl脱氯生成FeO（OH）。写出该反应的离子方程式：_____。 ④修复中FeO（OH）变成Fe3O4。写出该反应的化学方程式：_____。 【答案】(1)FeCl3溶液;(2)Fe2+浓度太低;(3)应向FeCl2溶液中先滴加KSCN溶液，观察现象，再向其中滴加少量氯水，继续观察现象;(4)Zn+Fe2+=Zn2++Fe;(5)关闭K3;(6)打开K2;(7)装置3中氧气没有排出;(8)铁基态原子的价电子为3d64s2，常温下容易失去最外层2个电子;(9)Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ;(10)加快反应速率;(11)取少量洗涤液于试管中，先加入稀硝酸至酸性，再滴加硝酸银溶液，观察现象;(12)FeOCl+OH-=FeO（OH）+Cl-;(13)Na2SO3+6FeO（OH）=Na2SO4+2Fe3O4+3H2O; 【解析】 （一）（1）FeCl3具有氧化性，能与铁反应，探究铁具有还原性应选择FeCl3溶液， （2）探究Fe2+的还原性，取2mLFeCl2溶液，向其中滴加少量氯水，观察现象不太明显，其原因可能是Fe2+浓度太低，欲获得更充分证据，此实验操作应该完善为应向FeCl2溶液中先滴加KSCN溶液，观察现象，再向其中滴加少量氯水，继续观察现象， （3）欲探究Fe2+具有氧化性，其方案涉及反应的离子方程式为Zn+Fe2+=Zn2++Fe, （二）（1）为达到实验目的，需进行的操作：先打开K3，关闭K2，打开K1，排出装置中的空气，反应片刻后，再关闭K3，打开K2，发现溶液从装置2进入装置3中，反应生成的硫酸亚铁压入氢氧化钠溶液中生成氢氧化亚铁沉淀， （2）氢氧化亚铁易被氧气氧化，装置3中有灰绿色沉淀产生而没有产生白色沉淀的原因是装置3中氧气没有排出， （三）（1）①从原子结构解释Fe转化为Fe2+很容易发生的原因为铁基态原子的价电子为3d64s2，常温下容易失去最外层2个电子， ②Ⅰ中铁元素由0价升高为+2价，属于氧化还原反应；Ⅱ中铁元素由+2价升高为+3价，属于氧化还原反应；Ⅲ中无元素价态变化，属于非氧化还原反应；Ⅳ中铁元素由+2价升高为+3价，属于氧化还原反应， （2）①加热目的是加快反应速率， ②检测Cl-洗涤干净与否的操作为取少量洗涤液于试管中，先加入稀硝酸至酸性，再滴加硝酸银溶液，观察现象， ③铁器表面的FeOCl脱氯生成FeO（OH），反应的离子方程式为FeOCl+OH-=FeO（OH）+Cl-， ④修复中FeO（OH）变成Fe3O4，该反应的化学方程式为Na2SO3+6FeO（OH）=Na2SO4+2Fe3O4+3H2O， 7．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，请补充完整该小组的实验。限选试剂：KSCN溶液、酸性KMnO4溶液、H2O2溶液、新制氯水。 实验方案 实验现象 实验结论 步骤1 取少量待检测液于试管中，向其中滴加几滴KSCN溶液。 _____ FeSO4溶液部分变质 步骤2 _____ _____ （2）若要使部分变质的FeSO4复原，加入的试剂是_____。（用化学式表示） （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 取运量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_____。 （4）某同学需用500mL 0.1mol•L-1 FeSO4溶液，在实验室进行配制。该同学用托盘天平应称量_____g  FeSO4•7H2O粉末，定容时如果俯视刻度线，配得溶液的浓度将_____。（填“偏高”、“偏低”、“不变”） 【答案】(1)溶液变红;(2)取待检测液于试管中，向其中滴加少量酸性高锰酸钾溶液;(3)紫色褪去;(4)Fe;(5)不能，维生素C可能过量，也可使高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有Fe2+生成;(6)13.9;(7)偏高; 【解析】 （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，向待测液中加入KSCN溶液，溶液变为血红色，说明溶液中含有Fe3+，步骤2中，取待检测液于试管中，向其中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，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，可以向溶液中加入过量的Fe粉，再经过滤除去剩余的Fe粉即可，反应的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+， （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，也可使高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有Fe2+生成， （4）需用500mL 0.1mol•L-1 FeSO4溶液，在实验室进行配制，需要溶质物质的量n（FeSO4）=n（FeSO4•7H2O）=0.5L×0.1mol/L=0.05mol,质量m=0.05mol×278g/mol=13.9g,托盘天平精确度0.1g,该同学用托盘天平应称量13.9gFeSO4•7H2O粉末，定容时如果俯视刻度线，水未加到刻度线，c=n/V分析配制溶液浓度偏高， 第三板块 素养评价 真题演练 1．（2024·广东）一种基于氯碱工艺的新型电解池（下图），可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法不正确的是( ) A.阳极反应：2Cl--2e-=Cl2 B.阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高 C.理论上每消耗1mol Fe2O3，阳极室溶液减少213g D.理论上每消耗1mol Fe2O3，阴极室物质最多增加213g 【答案】C 【解析】 A.由分析可知，阳极反应为：2Cl--2e-=Cl2，A正确； B.由分析可知，阴极反应为：Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+6OH-，消耗水产生OH-，阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高，B正确；C.由分析可知，理论上每消耗1mol Fe2O3，转移6mol电子，产生3molCl2，同时有6molNa+由阳极转移至阴极，则阳极室溶液减少3 x 71g+6 x 23g=351g， C错误；D.由分析可知，理论上每消耗1mol Fe2O3，转移6mol电子，有6molNa+由阳极转移至阴极，阴极室物质最多增加6 x 23g=138g，D正确；故选C。 2．（2024·湖南）下列过程中，对应的反应方程式错误的是( ) A 《天工开物》记载用炉甘石（）火法炼锌 B 用作野外生氢剂 C 饱和溶液浸泡锅炉水垢 D 绿矾处理酸性工业废水中的 【答案】A 【解析】 A.火法炼锌过程中C作还原剂，在高温条件下分解为ZnO、，与C在高温条件下生成还原性气体CO，CO还原ZnO生成Zn，因此总反应为，故A项错误；B.为活泼金属氢化物，因此能与发生归中反应生成碱和氢气，反应方程式为，故B项正确；C.锅炉水垢中主要成分为等，由于溶解性：，因此向锅炉水垢中加入饱和溶液，根据难溶物转化原则可知转化为，反应方程式为，故C项正确；D.具有强氧化性，加入具有还原性的Fe2+，二者发生氧化还原反应生成，Cr元素化合价由+6降低至+3，Fe元素化合价由+2升高至+3，根据守恒规则可知反应离子方程式为，故D项正确；综上所述，错误的是A项。 3．（2024·全国）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】 铁与水蒸气在高温下反应生成和，A项正确；铁与水蒸气反应需在高温下进行，将酒精灯移至湿棉花下方，铁粉处不能产生高温，故B项错误；反应生成的氢气可吹出肥皂泡，用火柴点燃肥皂泡，可听到尖锐的爆鸣声，C项正确；由于反应需在高温条件下进行，故需使用耐高温的硬质玻璃试管盛装还原铁粉，D项正确。 4．（2024·湖北）过量与以下的溶液反应，下列总反应方程式错误的是( ) 溶液 现象 化学方程式 A 产生淡黄色沉淀 B 溶液由棕黄色变浅绿色 C 溶液褪色，产生白色沉淀 D （含酚酞） 溶液由红色变无色 【答案】A 【解析】硫化钠与过量二氧化硫反应的产物应为亚硫酸氢钠和单质硫，A错误。 5. (2023·浙江)物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的是 A. 能使某些色素褪色，可用作漂白剂 B. 金属钠导热性好，可用作传热介质 C. 溶液呈碱性，可用作消毒剂 D. 呈红色，可用作颜料 【答案】C  【解析】 A.二氧化硫能和某些有色物质反应生成无色物质，所以可用作漂白剂，故A正确； B.钠具有良好的导热性，可用作传热介质，故B正确； C.次氯酸钠具有强的氧化性，可用作消毒剂，不是碱性的原因，故C错误； D.呈红棕色，常用作红色颜料，故D正确。   6. (2023·浙江)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 【答案】A  【解析】 氯化铁在水溶液中能完全电离，属于强电解质，故A错误； B.氯化铁溶液可以和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，氯化铁溶液可腐蚀覆铜板，故B正确； C.铁与氯气点燃生成氯化铁，氯化铁可由铁与氯气反应制得，故C正确； D.向沸水中加入氯化铁溶液制备氢氧化铁胶体，离子方程式为：胶体，故D正确； 故选：。 7. (2023·浙江)物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的是(    ) A. 能使某些色素褪色，可用作漂白剂 B. 金属钠导热性好，可用作传热介质 C. 溶液呈碱性，可用作消毒剂 D. 呈红色，可用作颜料 【答案】C  【解析】 A.二氧化硫能和有色物质反应生成无色物质，所以可用作漂白剂，故A正确； B.钠具有良好的导热性，可用作传热介质，故B正确； C.次氯酸钠具有强的氧化性，能够使蛋白质变性，可用作消毒剂，不是碱性的原因，故C错误； D.呈红棕色，常用作红色涂料，故D正确； 故选C。   8. (2023·广东)科教兴国，“可上九天揽月，可下五洋捉鳖”。下列说法正确的是(    ) A. “天舟六号”为中国空间站送去推进剂气，是第Ⅰ族元素 B. 火星全球影像彩图显示了火星表土颜色，表土中赤铁矿主要成分为 C. 创造了可控核聚变运行纪录的“人造太阳”，其原料中的与互为同位素 D. “深地一号”为进军万米深度提供核心装备，制造钻头用的金刚石为金属晶体 【答案】C  【解析】 是稀有气体，位于族，故A错误； B.为红棕色固体、为黑色固体，赤铁矿呈红棕色，赤铁矿的主要成分是而不是，故B错误； C.与的质子数都是，中子数分别是、，都属于氢原子，所以二者互为同位素，故C正确； D.金刚石为碳单质，金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的，金刚石为共价晶体，故D错误； 故选：。 9. (2023·湖南）取一定体积的两种试剂进行反应，改变两种试剂的滴加顺序试剂浓度均为，反应现象没有明显差别的是 (    ) 选项 试剂 试剂 氨水 溶液 溶液 溶液 溶液 酸性溶液 溶液 溶液 【答案】D  【解析】 向溶液中滴加氨水反应为，现象为产生白色沉淀，向氨水中滴加溶液反应为，，故开始无明显现象，最终有白色沉淀产生，故A错误； B.向溶液中滴加溶液反应为，，反应现象为先无明显现象，后有白色沉淀生成，向溶液加入溶液反应为，现象为产生白色沉淀，故B错误； C.溶液和酸性溶液混合发生反应为，向溶液中加入酸性溶液现象为溶液由无色逐渐变为紫红色，向酸性溶液中加入溶液现象为溶液紫红色逐渐变浅，故C错误； D.溶液和溶液混合发生反应，溶液和溶液滴加顺序不同，现象均为溶液变为血红色，故D正确； 故选：。 10. (2022·辽宁)欲通过铁等金属的化学反应，探究某些物质性质的一般规律，下列实验设计合理的是(    ) A. 将钠、钾与水反应改为与乙醇反应，通过实验现象比较二者活泼性 B. 将钠、钾与水反应改为与同浓度稀盐酸反应，通过实验现象比较二者活泼性 C. 铁分别在氧气和氯气中燃烧，通过产物中铁元素化合价比较氧气和氯气的氧化性强弱 D. 相同条件将铁粉分别加入稀硫酸和浓硫酸中，探究对铁的活泼性影响 【答案】A  【解析】略 11.(2022·湖南)为探究的性质，进行了如下实验和溶液浓度均为。 实验 操作与现象 在水中滴加滴溶液，呈棕黄色；煮沸，溶液变红褐色。 在溶液中滴加滴溶液，变红褐色；再滴加溶液，产生蓝色沉淀。 在溶液中滴加滴溶液，变红褐色；将上述混合液分成两份，一份滴加溶液，无蓝色沉淀生；另一份煮沸，产生红褐色沉淀。 依据上述实验现象，结论不合理的是(    ) A. 实验说明加热促进水解反应 B. 实验说明既发生了水解反应，又发生了还原反应 C. 实验说明发生了水解反应，但没有发生还原反应 D. 整个实验说明对的水解反应无影响，但对还原反应有影响 【答案】D  【解析】 根据实验现象可知，加热溶液，水解生成氢氧化铁胶体，说明加热促进水解反应，故A正确； B.实验过量溶液中滴加少量溶液，溶液变红褐色，说明水解生成氢氧化铁胶体；再滴加溶液产生蓝色沉淀，说明与发生氧化还原反应生成；整个过程说明既发生了水解反应，又发生了还原反应，故B正确； C.实验过量溶液中滴加少量溶液，溶液变红褐色，说明水解生成氢氧化铁胶体；一份滴加溶液，无蓝色沉淀生成说明与没有发生氧化还原反应生成；另一份煮沸产生红褐色沉淀，说明发生了胶体的聚沉；整个过程说明发生了水解反应，但没有发生还原反应，故C正确； D.由的分析可知，的量对的还原反应有影响，但是不能说明对的水解反应无影响，故D错误； 故选：。 12.(2022·广东)为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是(    ) A. 加入溶液产生沉淀 B. 加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现 C. 加入溶液无红色出现 D. 加入溶液无蓝色沉淀生成 【答案】D  【解析】 A.将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的溶液中，加入硝酸银溶液一定会生成沉淀，不能说明铁片没有被腐蚀，故A错误； B.加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现，说明溶液中没有氧化性强于碘离子的物质如铁离子，有可能含有亚铁离子，不能说明铁片没有被腐蚀，故B错误； C.加入KSCN溶液无红色出现，只能证明溶液中没有铁离子，有可能含有亚铁离子，不能说明铁片没有被腐蚀，故C错误； D.加入溶液无蓝色沉淀生成，说明溶液中不含有亚铁离子，说明铁片没有被腐蚀，故D正确； 故选：。 13.(2022·浙江)下列说法正确的是(    ) A. 铁与碘反应易生成碘化铁 B. 电解溶液可以得到 C. 用石灰沉淀富镁海水中的，生成碳酸镁 D. 通入溶液中生成沉淀 【答案】B  【解析】 A.碘单质为弱氧化剂，只能将铁氧化为价，故铁与碘反应易生成碘化亚铁，故A错误； B.电解溶液时，如溶液锌离子浓度较大，锌离子可放电生成锌，故B正确； C.氢氧化镁更难溶，用石灰沉淀富镁海水中的，生成氢氧化镁，故C错误； D.亚硫酸酸性弱于盐酸，与不反应，无沉淀生成，故D错误； 故选：。   14. (2021·全国)下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是（ ） 物质括号内为杂质 除杂试剂 A. 溶液 粉 B. 溶液 溶液、稀 C. 、浓 D. 、无水 【答案】B 【解析】 A.与氯化铁反应生成氯化亚铁，为氧化还原反应，故A错误； B.与氯化镁发生复分解反应，加稀盐酸中和过量的溶液，可除杂，且不涉及氧化还原反应，故B正确； C.氯气与水反应，属于氧化还原反应，且应选饱和食盐水抑制氯气的溶解，故C错误； D.二氧化氮与水反应生成，为氧化还原反应，故D错误。 故选B。   15. (2021·广东)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. 可与反应生成 B. 既可被氧化，也可被还原 C. 可将加入浓碱液中制得的胶体 D. 可存在的循环转化关系 【答案】C  【解析】 分析可知，铁有、、三种价态的转化，其中单质为，价的盐为亚铁盐，碱为氢氧化亚铁，价的盐为铁盐，碱为氢氧化铁，据此分析回答问题。 A.铁单质可以和三价铁盐发生归中反应，生成亚铁盐，离子方程式为，故A正确； B.价铁为其中间价态，可以被氧化，也可以被还原，故B正确； C.加热制备氢氧化铁胶体的方法为在沸水中滴加饱和三氯化铁至液体成红褐色，加入浓碱，会直接生成对应的沉淀，故C错误； D.亚铁盐加碱生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁在空气中被氧化为氢氧化铁，氢氧化铁加酸生成三价铁盐，铁单质可以和三价铁盐发生归中反应，生成亚铁盐，故D正确， 16.(2020·全国1卷)为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验。 回答下列问题： 由固体配制溶液，需要的仪器有药匙、玻璃棒、_________从下列图中选择，写出名称。 电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且电迁移率应尽可能地相近。根据下表数据，盐桥中应选择____________作为电解质。 阳离子 阴离子 电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入________电极溶液中。 电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中增加了。石墨电极上未见析出。可知，石墨电极溶液中________。 根据、实验结果，可知石墨电极的电极反应式为___________，铁电极的电极反应式为___________________。因此，验证了氧化性小于________，还原性小于___________。 实验前需要对铁电极表面活化。在溶液中加入几滴溶液，将铁电极浸泡一段时间，铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是_________________________。 【答案】 托盘天平、烧杯、量筒； ； 石墨； ； ；；；； 取少量溶液，滴入溶液，不出现血红色。  【解析】 由固体制备溶液，需要用托盘天平精确称量固体的质量，加入烧杯中，用量筒向烧杯中加入适量蒸馏水，用玻璃棒搅拌使固体溶解，待冷却到室温后，通过玻璃棒引流将溶液加入容量瓶中。多次洗涤烧杯和玻璃棒，通过玻璃棒引流将洗涤液加入容量瓶中。向容量瓶中加入蒸馏水，液面离容量瓶颈刻度线下时，改用胶头滴管滴加蒸馏水至液面与刻度线相切。盖好瓶塞反复上下颠倒，摇匀。整个过程需要的仪器有托盘天平、药匙、烧杯、量筒、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管，图中的仪器有托盘天平、烧杯、量筒， 故答案为：托盘天平、烧杯、量筒； 由题可知，盐桥中阴阳离子不能与溶液中的物质反应，且电迁移率应尽可能相近。会与发生双水解反应，在酸性条件下可以氧化。根据表中数据，应该选择作为盐桥中的电解质， 故答案为：； 电流表显示电子由铁电极流向石墨电极，所以石墨电极为正极，盐桥中的阳离子进入石墨电极溶液中， 故答案为：石墨； 铁电极发生氧化反应，电极反应式为，一段时间后增加了。石墨电极发生还原反应，且未见析出，所以电极反应式为。根据电荷守恒可知，石墨溶液中， 故答案为：； 根据、实验结果，可知石墨电极的电极反应式为，铁电极的电极反应式为。验证了氧化性小于，还原性小于， 故答案为：；；；； 可以氧化，发生反应。如果完全反应，则铁电极表面被刻蚀活化，所以可以用溶液检测活化反应是否完成， 故答案为：取少量溶液，滴入溶液，不出现血红色。 17．（2024·全国）钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣（主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物）中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下： 已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全（）时的pH： 开始沉淀的pH 1.5 6.9 — 7.4 6.2 沉淀完全的pH 2.8 8.4 1.1 9.4 8.2 回答下列问题： （1）“酸浸”前废渣需粉碎处理，目的是________；“滤渣1”中金属元素主要为________。 （2）“过滤1”后的溶液中加入的作用是________。取少量反应后的溶液，加入化学试剂________检验________，若出现蓝色沉淀，需补加。 （3）“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为________、________。 （4）“除钴液”中主要的盐有________（写化学式），残留的浓度为________。 【答案】 （1）增大“酸浸”速率；Pb （2）将氧化为；铁氰化钾溶液； （3）； （4）和； 【解析】 （1）将废渣进行粉碎处理，可增大废渣与硫酸的接触面积，增大“酸浸”速率。Pb与冷的硫酸不反应，且Pb的氧化物与硫酸反应生成的硫酸铅的溶解度较小，故“滤渣1”中金属元素主要为Pb。 （2）加入的作用是将滤液中的氧化为，便于后续加入ZnO调时，完全转化为沉淀。为了检验滤液中是否完全被氧化为，可取少量反应后的溶液，加入铁氰化钾溶液，若出现蓝色沉淀，说明溶液中还存在，需补加。 （3）“氧化沉钴”过程中发生反应，前面加生成的也可与反应，离子方程式为。 （4）原废渣中Zn及添加的ZnO中的Zn一直在溶液中，添加的会生成，故“除钴液”中主要的盐有和。根据表中沉淀完全时的可知，，溶液时，，则残留的浓度为。 第四板块 专题演练 模拟提升 1.铁及其化合物应用广泛，下列说法正确的是(    ) A. 元素位于周期表Ⅷ族 B. 属于弱电解质 C. 可用作补血剂 D. 元素位于周期表区 【答案】B  【解析】 A.元素位于周期表Ⅷ族，故A错误； B.是配位化合物，属于弱电解，故B正确； C.用作补铁剂的是亚铁盐，而不是铁盐，故C错误； D.元素位于周期表区，故D错误； 故选：。 2.下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是(    ) A. 为了防止氯化亚铁溶液久置变质，常在其溶液中加入少许铁钉 B. 将饱和溶液滴入沸水中，能形成胶体 C. 新制的氢氧化亚铁沉淀露置在空气中最终会变为红褐色 D. 除去溶液中的杂质可以向溶液中加铁粉，然后过滤 【答案】D  【解析】 氯化铁可与铁反应生成氯化亚铁，在氯化亚铁溶液中加铁钉，可防止氯化亚铁溶液变质，故A正确； B.饱和溶液滴入沸水中加热到红褐色制备胶体，故B正确； C.新制的氢氧化亚铁沉淀易被氧气氧化生成红褐色的，所以新制的氢氧化亚铁沉淀露置在空气中最终会变为红褐色，故C正确； D.氯化铁具有氧化性，能和铁发生氧化还原反应而生成氯化亚铁，所以可以用铁除去氯化亚铁溶液中的氯化铁，而不是除去溶液中的杂质，故D错误。 故选：。 3.含铁化合物在生产生活中应用广泛。下列铁的化合物的性质与用途具有对应关系的是(    ) A. 能与酸反应，可用作红色颜料 B. 具有强氧化性，可用于水体的消毒 C. 具有还原性，可用作补血剂 D. 溶液呈酸性，可用于蚀刻电路板上的铜 【答案】B  【解析】 A.是碱性氧化物，和酸反应生成盐和水，为红棕色固体，可用于制作颜料，二者无对应关系，故A错误； B.具有强氧化性，能杀菌消毒，所以可用于水体的消毒，性质与用途具有对应关系，故B正确； C.可用作补血剂，与还原性无关，故C错误； D.氯化铁具有强的氧化性，能够与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁，可用于蚀刻电路板上的铜，与溶液呈酸性无关，故D错误； 故选：。 4.下列有关溶液的叙述正确的是(    ) A. 该溶液中、、、可以大量共存 B. 和溶液反应的离子方程式： C. 和溶液反应的离子方程式： D. 该溶液和足量的充分反应，生成 【答案】D  【解析】 ．三价铁与苯酚会发生显色反应，不能大量共存，A错误； ．电荷不守恒，正确的离子方程式为，B错误； ．不符合配比关系，正确的离子方程式为，C错误； ．根据原子守恒，铁离子的物质的量为，与足量反应生成铁，为，D正确； 答案选D。 5.向溶液中滴加少量溶液，溶液迅速变黄，稍后产生气体；再加入溶液，溶液变红，一段时间后，溶液颜色明显变浅。依据实验现象，下列分析不正确的是(    ) A. 产生气体的原因是将还原生成了 B. 溶液与溶液反应生成的证据是：“溶液迅速变黄”和“溶液变红” C. 溶液颜色变浅，可能是过量的氧化了 D. 溶液先变红后明显变浅，是由反应速率不同导致的 【答案】A  【解析】 向溶液中滴加少量溶液，溶液迅速变黄，稍后产生气体，可发生如下两个反应：，，再加入溶液，溶液变红，说明溶液中存在铁离子，一段时间后，溶液颜色明显变浅，说明过量的过氧化氢氧化了，由此分析解答。 A、产生气体是生成的铁离子与过氧化氢发生氧化还原反应，反应为，故A错误； B、溶液迅速变黄，再加入溶液，溶液变红，则生成铁离子，所以：“溶液迅速变黄”和“溶液变红”可证明溶液与溶液反应生成，故B正确； C、溶液颜色变浅，可能是过量的氧化了，故C正确； D、由反应速率不同，铁离子与硫氢化钾反应率极快，所以溶液先变红，而铁离子与过氧化氢发生氧化还原反应速率慢，故D正确； 故选：。 6.中药材铁华粉的主要成分是，其检测流程如图所示。下列说法正确的是(    ) A. 刺激性气体为 B. 铁华粉中可能含有铁单质 C. 向滤液中滴加酸性溶液，一定能证明具有还原性 D. 滤液中加入试液，产生蓝色沉淀说明溶液中含有 【答案】B  【解析】 A.铁华粉中的醋酸亚铁可以和稀硫酸之间发生复分解反应，得到醋酸，醋酸易挥发，产生有刺激性气味的醋酸气体，故A错误； B.铁华粉可以和盐酸之间反应产生氢气，则其中可能含有金属铁，故B正确； C.酸性滤液中含氯离子、亚铁离子均具有还原性，都能被酸性高锰酸钾氧化，向滤液中滴入酸性溶液，不能证明是具有还原性，故C错误； D.发生，生成蓝色沉淀，可以用来检验，故D错误； 故选：。 7.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(    ) 选项 实验方案 现象 结论 往溶液中加入片 短时间内无明显现象 的氧化能力比弱 往溶液中滴加溶液，再加入少量固体 溶液先变成血红色后无明显变化 与的反应不可逆 将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加溶液 溶液呈浅绿色 食品脱氧剂样品中没有价铁 向沸水中逐滴加滴饱和溶液，持续煮沸 溶液先变成红褐色再析 出沉淀 中先水解得再聚集成沉淀 【答案】D  【解析】 A. 往溶液中加入片，离子反应方程式为：，溶液呈浅绿色、溶液呈无色，所以溶液由浅绿色变为无色，为氧化剂、为氧化产物，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，的氧化能力比强，故A错误； B.往溶液中滴加溶液，离子反应方程式为：，不影响平衡移动，所以往溶液中滴加溶液，再加入少量固体，溶液先变成血红色后无明显变化，故B错误； C.将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，能被还原为，滴加溶液，溶液不变红色，故C错误； D.饱和氯化铁在沸水中发生水解反应生成胶体，加热能使胶体产生聚沉，从而得到红褐色沉淀，故D正确； 故选D。 8.还原铁粉与水蒸气的反应装置如图所示。取少量反应后的固体加入稀硫酸使其完全溶解得溶液；另取少量反应后的固体加入稀硝酸使其完全溶解，得溶液下列说法正确的是(    ) A. 铁与水蒸气反应： B. 肥皂液中产生气泡，不能证明铁与水蒸气反应生成 C. 向溶液中滴加溶液，出现蓝色沉淀，说明铁粉未完全反应 D. 向溶液中滴加溶液，溶液变红，证实了固体中含有 【答案】B  【解析】 A.与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式为：，故A错误； B.肥皂液中产生气泡，只能说明有气体，还不能说明是氢气，故B正确； 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，故C错误； D.若滴加溶液后变红色，说明含三价铁离子，黑色固体有也能产生三价铁离子，故D错误； 故选B。 9.下列各图示中能较长时间看到白色沉淀的是(    ) A. B. C. D. 【答案】B  【解析】能较长时间看到氢氧化亚铁，需要除去溶液中溶解的氧气，防止空气中氧气进入溶液，据此分析。 铁与稀硫酸反应产生，排除了装置中的空气，烧杯中水，隔绝空气中氧气进入试管中，然后滴加溶液，生成的能长时间存在，故符合题意； 首先打开止水夹，铁粉与稀硫酸反应生成，排除装置中的空气，以及溶液中的氧气，让装置处于氛围中，关闭止水夹，利用压强，将压入溶液中，生成氢氧化亚铁，能长时间观察，故符合题意； 该装置为电解装置，铁作阳极，电极反应式为，为阴极，电极反应式为，总电极反应式为，汽油隔绝空气中氧气的进入，能长时间观察到氢氧化亚铁，故符合题意； 该装置，没有隔绝空气的进入，生成氢氧化亚铁迅速转化成氢氧化铁，不能长时间观察氢氧化亚铁，故不符合题意； 苯能隔绝空气的进入，能够长时间观察到氢氧化亚铁白色沉淀，故符合题意； 综上所述，选项B正确； 答案为。 10.在酸性环境中，纳米复合材料去除污染水体的的反应过程不参与反应如图所示： 下列表达反应过程或现象的方程式错误的是(    ) A. 反应步骤： B. 反应步骤： C. 反应进行一段时间，过滤出水体中出现的白色絮状物，白色絮状物在空气中最终变成红褐色： D. 硝酸亚铁溶液中滴加稀硫酸发现溶液变黄： 【答案】D  【解析】根据图示可知，酸性环境中，纳米去除分两步，反应中在吸附点被还原为，离子方程式为：；反应中在另外的吸附点被还原为，离子方程式为：，以此分析解答。 A.反应中在吸附点被还原为，离子方程式为：，A正确； B.反应中被还原为，离子方程式为：，B正确； C.随着反应进行，氢离子浓度减小，溶液碱性增强，反应一段时间后出现白色絮状物，在空气中放置发生反应：，变成红褐色，C正确； D.溶液变黄是因为酸性条件下将氧化成，离子方程式为，D错误； 故选：。 11.室温下，向新制酸化的和未酸化的的溶液中通入氧气且搅拌时，变化曲线如图。 已知：的；的；开始沉淀时的；开始沉淀时的 下列说法不正确的是(    ) A. 点对应的溶液中水解程度小于点对应的溶液中水解程度 B. 导致点点升高的反应为： C. 导致点点降低的反应为： D. 点和点后，全部转化为，不再发生的氧化反应 【答案】D  【解析】A.抑制的水解，并且越大，对水解的抑制作用越大，所以点对应的溶液中水解程度小于点对应溶液中水解程度，A正确； B.从图中可以看出，酸化的溶液中随着时间的推移，溶液的增大，说明参予了反应，时，无沉淀生成，则导致点点升高的反应为：  ，B正确； C.由图可知，未酸化的溶液中，随着时间的推移，溶液的减小，表明有生成，点点时，，，反应的离子方程式为：  ，C正确； D.点点升高，发生反应：  ，点接近，则水解生成沉淀，二个反应同时进行，从而导致变化不大，所以点的反应体系中仍发生的氧化反应，不正确； 故选D。 12.向盛有溶液的试管中加入少量铁粉，如图进行实验。下列分析错误的是(    ) A. 操作为振荡 B. 步骤Ⅰ中的离子反应为： C. 若步骤Ⅱ溶液变红色，说明能用检验 D. 步骤Ⅲ中被氧化为 【答案】C  【解析】 向盛有溶液的试管中加入少量铁粉，发生氧化还原反应生成氯化亚铁溶液，操作Ⅰ过滤除去过量固体，溶液颜色黄色变化为浅绿色，加入溶液，溶液无颜色变化，取上层清液加入新制氯水，氯化亚铁被氧化为氯化铁，和硫氰化钾反应溶液变为血红色， A.操作为振荡操作，故A正确； B.步骤Ⅰ中是铁和铁离子反应生成亚铁离子，反应的离子反应为：，故B正确； C.若步骤Ⅱ溶液变红色，可能是反应后有剩余铁离子，不能说明能用检验，故C错误； D.步骤Ⅲ中氯气具有强氧化性能氧化亚铁离子，被氧化为，故D正确； 故选：。 13.铁是日常生活中用途最广、用量最大的金属材料。 常温下，可用铁质容器盛装浓硫酸的原因是_______。 某实验小组利用如图装置验证铁与水蒸气的反应。 湿棉花的作用是_______，试管中反应的化学方程式是_______。 实验结束后，取出少量反应后的固体于试管中，加入过量盐酸，固体完全溶解，所得溶液中存在的阳离子是_______填序号。 一定有、和 一定有、，可能有 一定有、，可能有 一定有、，可能有 另称取一定量的铁钉放入适量的浓硫酸中，加热，充分反应后收集气体。经测定气体中含有、和。 铁与浓硫酸反应的化学方程式是_______。 气体中混有的原因是用化学方程式表示_______。 将标准状况收集到的气体通入足量溴水中，反应的离子方程式为_________，然后加入足量溶液，经洗涤、干燥得到固体。由此推知收集到的气体中的体积分数是_______。 【答案】浓硫酸使铁表面形成一层致密稳定的氧化膜    提供水蒸气；；    浓 浓 ； 【解析】铁与水蒸气在高温条件下反应，生成铁的氧化物和氢气，铁的氧化物有三种，分别为氧化亚铁、氧化铁和四氧化三铁；可通过铁的氧化物与过量盐酸反应所得产物的检验，推断氧化物的组成。 常温下，浓硫酸能使铁表面钝化，则可用铁质容器盛装浓硫酸，原因是：浓硫酸使铁表面形成一层致密稳定的氧化膜； 验证铁与水蒸气的反应，则水蒸气来自湿棉花，所以湿棉花的作用是提供水蒸气，试管中铁与水蒸气反应，生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式是。 实验结束后，固体表面是四氧化三铁，内部可能有未反应的铁，加入过量盐酸，表面四氧化三铁先与盐酸反应，生成、，与内部的反应生成，若还有剩余，再与盐酸反应，也可能是有剩余，因此，所得溶液中存在的阳离子一定有、，可能有，故选。 铁与浓硫酸在加热条件下反应，生成硫酸铁、二氧化硫和水，化学方程式是浓 。 铁钉其实是铁碳的合金，碳与浓硫酸反应生成，所以气体中混有的原因是：浓。 收集到的气体通入足量溴水中，能被溴水氧化为硫酸，反应的离子方程式为。，，，则，由此推知收集到的气体中的体积分数是。 14.用零价铁去除含氮废水中的硝酸盐是环境修复的重要方法。一种去除的过程如下。 Ⅱ中充分反应后，分离混合物的方法是_______。 Ⅱ中反应的离子方程式是_______。 实验发现，在Ⅱ中补充一定量的可以明显提高的去除率。向两份共含氮废水中均加入足量粉，做对比研究。 实验序号 所加试剂 粉 粉、 的去除率 分析中的去除率提高的原因： 直接还原了。 通过计算说明电子得、失数量关系：_______，证明该原因不合理。 研究发现：导电覆盖在铁粉表面；随着反应的进行，产生不导电，它覆盖在表面，形成钝化层，阻碍电子传输。 能与反应生成。 用做同位素示踪实验，证明该原因合理。 破坏钝化层。 将中的替换为_______，的去除率约为，证明该原因不合理。 、中均能发生。该反应明显有助于中的去除，结合方程式解释原因：_______。 测定含量 步骤取含氮水样，加入催化剂、标准溶液过量，再加入稀。 步骤用标准溶液滴定剩余的被还原为，终点时消耗。 已知： 水样中的含量为_______。 溶液中影响测定。向步骤中加入适量，产生驱赶，否则会使测定结果_______填“偏大”或“偏小”。 【答案】 过滤 还原  所需电子：，最多提供的电子：。失去的电子数明显小于  所需电子数；  ，破坏了钝化层  ；偏大 【解析】由步骤得四氧化三铁和废水，因为四氧化三铁难溶于水，可得步骤的分离操作为过滤； 由步骤反应产物为四氧化三铁和，且铁粉和在酸性条件下发生该反应，所以该氧化还原反应为 ； 根据物质得失电子的计量关系，可知  ，最多提供的电子：，  ，  所需电子：，失去的电子数明显小于  所需电子数；为说明是否是  破坏钝化层，根据控制变量法的思想将   即  替换为氯离子物质的量相同的氯化钠，即看是否能达到同样的去除率，若不能达到同样的去除率说明  不能破坏钝化层，反知为破坏了钝化层； 根据上述分析可知生成的  导电覆盖在铁粉表面；随着反应的进行，产生  不导电，它覆盖在  表面，形成钝化层，阻碍电子传输。而  ，破坏了钝化层有利于内层的铁能继续与硝酸根反应； 步骤取  含氮  水样，加入催化剂、      标准溶液过量，再加入稀  。发生  ， 步骤用    标准溶液滴定剩余的    被还原为  ，终点时消耗   。发生  ，根据  标准溶液的用量求得剩余的  的物质的量，则参与步骤反应的  的物质的量  ，根据该反应  可得反应消耗的硝酸根物质的量  ，所以原水样中  的含量  ；因为溶液中  存在，也会消耗  ，所以  用量偏小，由于  总量一定，所以参与步骤反应的  物质的量会偏大，自然计算出来的水样中  的含量也偏大。 15.用零价铁去除水体中的硝酸盐已成为环境修复研究的热点之一。 还原水体中的反应原理如图所示。 作负极的物质是________。 正极的电极反应式是_________。 将足量铁粉投入水体中，经小时测定去除率和，结果如下： 初始 的去除率 接近 小时 接近中性 接近中性 铁的最终物质形态 时，的去除率低。其原因是________。 实验发现：在初始的水体中投入足量铁粉的同时，补充一定量的可以明显提高的去除率。对的作用提出两种假设： Ⅰ直接还原； Ⅱ破坏氧化层。 做对比实验，结果如右图所示，可得到的结论是_______。 同位素示踪法证实能与反应生成。结合该反应的离子方程式，解释加入提高去除率的原因：______。 其他条件相同 其他条件与相同，经小时测定的去除率和，结果如下： 初始 的去除率 约 约 小时 接近中性 接近中性 与中数据对比，解释中初始不同时，去除率和铁的最终物质形态不同的原因：__________。 【答案】 铁         不导电，阻碍电子转移    本实验条件下，不能直接还原；在和共同作用下能提高的去除率。    ， 将不导电的转化为可导电的，利于电子的转移。    初始低时，产生的充足；初始高时，产生的不足。  【解析】 由图中物质变化分析，变化为是被氧化过程，则铁作原电池的负极；由硝酸根到铵根可知，硝酸根被还原为氨气，氨气在酸性环境中生成铵根，正极的电极反应式为：； 从对硝酸根去除率的影响来看，初始时去除率低，主要是因为铁离子容易水解生成，同时生成的产率降低，且生成的不导电，所以的去除率低； 从图中可以看出只加入铁粉和只加入，的去除率都不如同时加入铁和亚铁离子的去除率高，说明不是由于亚铁离子的还原性提高了硝酸根的去除率，而是由于破坏生成了四氧化三铁；同位素示踪法证实亚铁离子秘反应生成四氧化铁，该反应离子方程式为：，加入亚铁离子之所以可以提高硝酸根离子的转化率主要因为减少了的生成，生成更多的四氧化三铁，增强了导电性，另外较小，可以使增大的速度减慢，使硝酸根离子转化率增大； 铁与盐酸反应，初始较小，氢离子浓度高，产生的亚铁离子浓度大，促使转化为可导电的四氧化三铁，使反应进行的更完全；初始较大时，由于三价铁的水解，三价铁越容易生成，产生的亚铁离子浓度高小，从而造成硝酸根离子去除率和的铁的最终物质。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 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 学科网（北京）股份有限公司 $$