【易错·微考点】第17讲 探究Fe及氧化物性质-2024-2025学年高一化学易错微考点（人教版2019必修第一册）

第17讲 探究Fe及氧化物性质 01易错聚焦 03易错知识梳理 02易错辨析 04易错精练 易错· 聚焦 易错1：Fe的性质 1．铁遇冷的浓硫酸或浓硝酸，表面会形成一层致密的氧化膜而发生钝化。铝遇冷的浓硝酸或浓硫酸也会发生钝化。钝化可阻止内部金属继续与浓酸发生反应，从而表现出较强的化学稳定性和耐腐蚀性。 2．铁分别与氯气和盐酸反应所得的产物中铁元素的价态不同，Fe与Cl2反应无论用量多少都生成FeCl3而不是FeCl2；Fe与S反应生成FeS而不是Fe2S3；Fe与盐酸反应生成FeCl2而不是FeCl3；Fe与I2反应生成FeI2而不是FeI3。 3．铁在潮湿的空气中生成铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。 4．Fe与酸的反应： a．与非氧化性酸反应的离子方程式：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。 b．与氧化性酸反应：遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化，与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应，但无H2产生。 易错2：Fe的氧化物 1．Fe3O4的组成可用氧化物的形式表示为FeO·Fe2O3，即有1/3的铁显＋2价，2/3的铁显＋3价。 2．与酸的反应： ①FeO和Fe3O4与足量HNO3反应时，发生氧化还原反应，Fe2＋被HNO3氧化生成Fe3＋。 ②Fe2O3和Fe3O4与足量HI反应时，发生氧化还原反应，Fe3＋被I－还原生成Fe2＋。 易错3：亚铁盐 1．Fe(NO3)2溶液酸化后，NO在酸性条件下具有强氧化性，会将Fe2＋氧化成Fe3＋。 易错4：Fe与硝酸反应产物中铁元素价态的判断 1．当HNO3过量时： 反应原理：Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，铁元素的存在形式为Fe3＋，铁元素的价态为＋3价。 2．当Fe过量时：铁被硝酸氧化为Fe3＋，然后Fe3＋被剩余的铁还原为Fe2＋，也就是说最终得到亚铁盐，总方程式：3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 3．当＜＜时： 铁元素的存在形式为Fe2＋和Fe3＋，铁元素的价态为＋2、＋3价。 4．用数轴法表示，铁与硝酸的用量比与反应产物的关系： 5．解题时需注意量的范围： 产物 结论 ≤ Fe(NO3)3 HNO3可能有剩余 ≥ Fe(NO3)2 Fe可能有剩余 在～之间 Fe(NO3)3和Fe(NO3)2 Fe和HNO3都反应完全 易错5：铁与硫酸、硝酸的混酸反应顺序 足量铁与稀硫酸、稀硝酸的混合溶液反应，则可利用离子反应分析，依次发生反应：Fe＋NO＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O、2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑(若H＋量不足，该反应不再发生)。 易错6：铁和强、弱氧化剂反应产物判断 1．铁与弱氧化剂(如S、I2、H＋、Cu2＋)等反应所得产物中铁元素的价态为＋2价，如Fe＋I2FeI2。 2．铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、浓硫酸、过量硝酸等)反应所得产物中铁元素的价态为＋3价，如2Fe＋3Br2===2FeBr3。 3．铁在纯氧中燃烧得到的产物为Fe3O4，铁元素的价态为＋2、＋3价。 易错·辨析 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)常温下，将铁片浸入足量浓硫酸中，铁片不溶解，说明常温下，铁与浓硫酸不发生化学反应。(　 　) (2)铁表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化。(　 　) (3)Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应。(　 　) (4)浓盐酸与铁屑反应的离子方程式：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑。(　 　) (5)四氧化三铁和稀盐酸反应的离子方程式为Fe3O4＋8H＋===3Fe3＋＋4H2O。(　 　) (6)铁是较活泼的金属，它与卤素单质(X2)反应的生成物均为FeX3。(　 　) (7)向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁。(　 　) (8)Fe2O3不可与水反应得到Fe(OH)3，所以不能通过化合反应制取Fe(OH)3。(　 　) (9)用铁作阴极，石墨作阳极，电解NaOH溶液或NaCl溶液，可以制取氢氧化亚铁。(　 　) (10)Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2<Fe(OH)3。(　 　) (11)将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中可制备Fe(OH)3胶体。(　 ) (12)向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸，反应的离子方程式是Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O。(　 　) (13)铁溶于稀硝酸，溶液变黄：3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O。(　 　) (14)CO还原Fe2O3得到的黑色固体加入盐酸溶解后，再加入KSCN溶液，溶液不显红色，不能确定黑色固体中有无Fe3O4。(　 　) (15)铁在潮湿的空气中生成的铁锈主要成分是Fe2O3，铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4，Fe在高温下与水蒸气反应生成Fe2O3。(　 　) (16)氢氧化铁与HI溶液仅发生中和反应。(　 　) (17)FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3都可以通过化合反应制取。(　 　) (18)Fe3O4与稀HNO3反应：3Fe3O4＋28H＋＋NO===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O。(　 　) (19)Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同。( 　) (20)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3,在少量Cl2中燃烧生成FeCl2。(　 　) (21)铁与硫混合加热生成Fe2S3。(　 　) (22)氧化铁能与酸反应,所以可用于制作红色染料。(　 　) (23)Fe3O4可用FeO·Fe2O3表示,故Fe3O4为混合物。(　 　) (24)氢氧化铁与HI溶液反应的离子方程式为Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O。(　 　) (25)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2(　 　) (26)用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸(　 　) (27)氧化铁能与酸反应，所以可用于制作红色染料(　 　) (28)Fe2O3与NaOH溶液反应可制取Fe(OH)3(　 　) 2．铁在有关的反应中，其产物价态为什么不同？有什么规律？ 3．纯铁有较强的抗腐蚀能力，为什么日常生活中的铁制品容易生锈？ 4.通过化合反应能制取FeCl2、FeCl3、Fe(OH)2、Fe(OH)3吗？能制取的用化学方程式表示。 5．(1)铁有＋2、＋3价两种价态，单质铁与__(填下列编号，下同)反应时只生成＋3价铁；与___反应时只生成＋2价铁；与___反应时既生成＋2价铁也生成＋3价铁。 所选试剂：①Cl2　②O2　③H2O(g)　④S　⑤盐酸 ⑥稀硝酸(足量)　⑦稀硫酸　⑧CuSO4溶液 (2)①铁、铝遇冷的浓硫酸或浓硝酸发生钝化，是物理变化还是化学变化？ ②生铁和纯铁相比，熔点、硬度及抗腐蚀能力大小如何？ (3)按要求书写下列反应的离子方程式： ①FeO与稀HNO3的反应 ②Fe(OH)3与HI的反应(HI是强酸) 易错·知识梳理 一、Fe 1．物理性质 导电导热性 良好 延展性 良好 特性 能被磁铁吸引 颜色状态 银白色固体 密度 7.8g·cm-3 物理性质 地壳含量 居第4位 2．从铁原子的结构认识铁的化学性质——还原性 （1）铁原子的结构 失去2e- 失去3e- Fe Fe3+ Fe2+ （2）铁单质的化学性质 Cl2 点燃 S △ 点燃 常温 O2 非金属 Fe I2 △ H2O(g) 高温 非氧化性酸 氧化性酸 浓硝酸 浓硫酸 稀硝酸 (过量) 稀硝酸 (少量) 盐溶液 Fe3+溶液 Cu2+溶液 铁锈(成分为Fe2O3·xH2O) 3Fe＋2O2 Fe3O4 Fe＋I2FeI2 Fe＋SFeS Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ 常温下钝化，加热分别生成SO2、NO2 3Fe＋2NO＋8H＋===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O Fe＋NO＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2 2Fe＋3Cl22FeCl3 3．Fe的制备 （1）生铁的冶炼 生铁 冶炼 原料 设备 造渣反应 铁的还原 还原剂的生成 主要反应 铁矿石、焦炭、空气、石灰石。 高炉 C＋O2CO2，CO2＋C2CO Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2CaSiO3 (2)铝热反应（氧化铁和铝粉为铝热剂）：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3； 作用：焊接无缝钢轨。 二、铁的氧化物 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 铁红 磁性氧化铁 颜色状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体(有磁性) 溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水 铁的化合价 ＋2 ＋3 ＋2，＋3 空气中的 稳定性 不稳定，空气中加热，生成Fe3O4 稳定 稳定 与H＋反应的离子方程式 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O 与CO反应 FeO＋CO Fe＋CO2 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2 易错·精练 1．下列各组中两种物质作用时，温度和反应物用量改变，不会引起产物种类变化的是 A．Na和 B．S和 C．和NaOH D．Fe和稀硝酸 2．常温下，下列物质可用铁质容器盛装的是 A．稀硝酸 B．浓硫酸 C．浓盐酸 D．硫酸铜溶液 3．下列物质的转化在给定条件下均能实现的一组是 A． B． C． D． 4．部分含铁物质的分类与相应铁元素的化合价关系如图。下列说法不正确的是 A．b可被还原为a B．d在空气中可被还原为e C．一定条件下a能与水蒸气反应 D．c溶于盐酸后所得溶液能使KSCN溶液变红 5．探究铁生锈的条件，有利于寻找防止铁制品锈蚀的方法。下列对比实验设计与所探究的条件(蒸馏水经煮沸并迅速冷却)，对应关系正确的是 A．甲和乙：水 B．乙和丙：空气 C．甲和丙：空气 D．甲和丁：水 6．下列有关推理中得到的结论与事实不相符合的是 A．Cu可以还原得到，所以Fe也可以还原生成 B．常温条件下，Cu与浓硝酸剧烈反应放出气体，所以Fe和浓硝酸反应将更加剧烈 C．与NaOH溶液反应生成碳酸盐，也与NaOH溶液反应生成亚硫酸盐 D．亚硫酸的酸性强于碳酸，所以硫酸的酸性也强于碳酸 7．下列有关说法错误的是 A．室温下，铁器能盛放浓硫酸 B．高温下，铁与水蒸气生成氧化铁 C．FeCl3可用于蚀刻铜电路板 D．碳素钢的硬度与含碳量高低有关 8．向一定量的稀硝酸和稀硫酸的混合溶液中，慢慢加入铁粉至不再发生反应，反应中共加入4molFe，放出的气体中占22.4L(标准状况)，下列说法正确的是 A．反应中先后共发生了下列两个离子反应：， B．原溶液中的物质的量为1mol C．原溶液中的物质的量为2mol D．反应中生成NO的物质的量为1mol 9．向含xmolHNO3和ymolH2SO4的混合稀溶液中缓慢加入铁粉，其氧化产物与所加铁粉的物质的量关系如图所示： 下列说法正确的是 A．a点溶液中所含离子主要为Fe3+、、 B．dc段表示Fe2+物质的量变化，dc全段发生反应的离子方程式为Fe＋2Fe3+=3Fe2+ C．x=0.1，y=0.2 D．反应至c点，可收集到标准状况下的气体体积为2.24L 10．铁元素存在多种价态，按化合价上升有：Fe→Fe2＋→Fe3＋→，下列说法正确的是 A．Fe2＋和Fe3＋在水溶液中不能同时大量共存 B．实验室用Fe与稀盐酸反应制取H2的同时生成了FeCl3 C．在水溶液中，Fe与FeCl3反应生成FeCl2属于化合反应 D．在一定条件下能被氧化为Fe3＋ 11．铁与水蒸气的反应实验装置如图，加热时试管内生成黑色物质，点燃肥皂泡可听到爆鸣声。下列说法正确的是 A．反应的化学方程式：2Fe+3H2OFe2O3+3H2 B．试管中发生化合反应 C．湿棉花的作用是提供水蒸气 D．试验结束后，应该先熄灭酒精灯，再将导管移出肥皂水 12．下列物质反应后一定有价铁生成的是 A．过量的铁与稀硝酸反应 B．铁和的混合物溶于稀盐酸 C．过量的铁与硫粉混合加热 D．过量的铁在氯气中燃烧 13．一种利用磁铁矿制备铁红的流程如下： 下列说法正确的是 A．往滤液A中滴加少量酸性KMnO4溶液，可观察到紫红色褪去 B．可以用KSCN溶液和氯水检验滤液A中是否有 C．FeCO3在空气中煅烧的反应方程式为 D．最终得到铁红中的Fe元素的质量小于原磁铁矿中的Fe元素的质量 14．铁是目前产量最大且使用最广泛的金属。下列含铁物质与其用途不匹配的是 选项 物质 用途 A Fe合金 高铁铁轨 B FeO 涂料中的红色颜料 C 磁性材料 D 营养强化剂 A．A B．B C．C D．D 15．在由 和 组成的混合物中加入 的盐酸，恰好使混合物完全溶解，并放出 气体(标准状况)，此时溶液中无 ，则下列判断正确的是 A．混合物中 的物质的量为 B．反应后所得溶液中的 与 的物质的量浓度之比为 C．混合物中，的物质的量无法确定，但 比 的物质的量少 D．混合物中，的物质的量无法确定，但 比 的物质的量少 16．下列实验能证明一根铁棒已被浓硫酸或浓硝酸钝化的是 A．将铁棒洗净，浸泡于浓硫酸，无变化 B．将铁棒洗净，浸泡于硫酸铜溶液中，无红色物析出 C．将铁棒洗净，浸泡于稀硫酸中，无气泡产生 D．将铁棒洗净，浸泡于氢氧化钠溶液中，无变化 17．某FeO、Fe2O3混合物中，铁、氧的物质的量之比为5：6，其中Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)物质的量之比为 A．1：3 B．2：3 C．5：6 D．3：2 18．关于铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的下列叙述正确的是 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．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，常用作红色颜料 D．四氧化三铁中铁元素有+2价和+3价，它是一种混合物 19．铁是人类使用最早的金属之一。运用所学知识，回答下列问题： (1)电子工业用FeCl3，溶液腐蚀覆在绝缘板上的铜，制造印刷电路板，请写出FeCl3溶液与铜反应的化学方程式为 。 (2)某研究性学习小组为测定FeCl3溶液腐蚀铜后所得溶液的组成，进行了如下实验： ①取少量待测溶液，滴入KSCN溶液呈红色，则待测液中含有的金属阳离子有 。 ②验证该溶液中是否含有Fe2+，正确的实验方法是 （填序号）。 A．观察溶液是否呈浅绿色 B．取适量溶液，滴入酸性高锰酸钾溶液，若褪色，证明含有Fe2+ C．取适量溶液先滴入双氧水再滴入KSCN溶液，若溶液显红色，证明原溶液中含有Fe2+ D．取适量溶液，滴入K3[Fe(CN)6]溶液，若产生蓝色沉淀，证明含有Fe2+ (3)工程师欲从制造印刷电路板的废液中回收铜，并获得FeCl3，溶液，设计如下方案： ①滤渣C中物质的化学式为 。 ②向滤液B和滤液E中通入F的目的是 ，该反应的离子方程式为 。 ③向盛有氯化铁、氯化亚铁、氯化铜混合溶液的烧杯中加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现的是 （填序号）。 A．有铜单质剩余但无铁单质剩余    B．有铁单质剩余但无铜单质剩余 C．铁、铜单质都有剩余    D．铁、铜单质都无剩余 20．某化学小组围绕开展主题学习。 Ⅰ.分类和性质 (1)墨粉中含有(可表示为)， (填“是”或“不是”)碱性氧化物，原因为 (用化学反应方程式说明)。 Ⅱ.制备 方法一： 方法二： (2)方法二中A的化学式是 ，操作Ⅰ和操作Ⅱ相同，为 。 (3)与方法二比较，方法一的不足之处有 (答1点即可)。 (4)氢氧化氧铁(FeOOH)中铁元素的化合价是 ，当A溶液①和A溶液②的质量之比为 时，铁元素全部转化到中。 Ⅲ.应用 (5)纳米高性能(平均直径为)可以实现高效催化分解水，其反应历程如下图所示。 ①该过程中的能量转化形式为 转化为化学能，在加热的条件下反应b的化学方程式为 。 ②纳米高性能均匀分散在水中，具有丁达尔现象，请设计实验方案证明 。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第17讲 探究Fe及氧化物性质 01易错聚焦 03易错知识梳理 02易错辨析 04易错精练 易错· 聚焦 易错1：Fe的性质 1．铁遇冷的浓硫酸或浓硝酸，表面会形成一层致密的氧化膜而发生钝化。铝遇冷的浓硝酸或浓硫酸也会发生钝化。钝化可阻止内部金属继续与浓酸发生反应，从而表现出较强的化学稳定性和耐腐蚀性。 2．铁分别与氯气和盐酸反应所得的产物中铁元素的价态不同，Fe与Cl2反应无论用量多少都生成FeCl3而不是FeCl2；Fe与S反应生成FeS而不是Fe2S3；Fe与盐酸反应生成FeCl2而不是FeCl3；Fe与I2反应生成FeI2而不是FeI3。 3．铁在潮湿的空气中生成铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。 4．Fe与酸的反应： a．与非氧化性酸反应的离子方程式：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。 b．与氧化性酸反应：遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化，与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应，但无H2产生。 易错2：Fe的氧化物 1．Fe3O4的组成可用氧化物的形式表示为FeO·Fe2O3，即有1/3的铁显＋2价，2/3的铁显＋3价。 2．与酸的反应： ①FeO和Fe3O4与足量HNO3反应时，发生氧化还原反应，Fe2＋被HNO3氧化生成Fe3＋。 ②Fe2O3和Fe3O4与足量HI反应时，发生氧化还原反应，Fe3＋被I－还原生成Fe2＋。 易错3：亚铁盐 1．Fe(NO3)2溶液酸化后，NO在酸性条件下具有强氧化性，会将Fe2＋氧化成Fe3＋。 易错4：Fe与硝酸反应产物中铁元素价态的判断 1．当HNO3过量时： 反应原理：Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，铁元素的存在形式为Fe3＋，铁元素的价态为＋3价。 2．当Fe过量时：铁被硝酸氧化为Fe3＋，然后Fe3＋被剩余的铁还原为Fe2＋，也就是说最终得到亚铁盐，总方程式：3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 3．当＜＜时： 铁元素的存在形式为Fe2＋和Fe3＋，铁元素的价态为＋2、＋3价。 4．用数轴法表示，铁与硝酸的用量比与反应产物的关系： 5．解题时需注意量的范围： 产物 结论 ≤ Fe(NO3)3 HNO3可能有剩余 ≥ Fe(NO3)2 Fe可能有剩余 在～之间 Fe(NO3)3和Fe(NO3)2 Fe和HNO3都反应完全 易错5：铁与硫酸、硝酸的混酸反应顺序 足量铁与稀硫酸、稀硝酸的混合溶液反应，则可利用离子反应分析，依次发生反应：Fe＋NO＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O、2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑(若H＋量不足，该反应不再发生)。 易错6：铁和强、弱氧化剂反应产物判断 1．铁与弱氧化剂(如S、I2、H＋、Cu2＋)等反应所得产物中铁元素的价态为＋2价，如Fe＋I2FeI2。 2．铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、浓硫酸、过量硝酸等)反应所得产物中铁元素的价态为＋3价，如2Fe＋3Br2===2FeBr3。 3．铁在纯氧中燃烧得到的产物为Fe3O4，铁元素的价态为＋2、＋3价。 易错·辨析 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)常温下，将铁片浸入足量浓硫酸中，铁片不溶解，说明常温下，铁与浓硫酸不发生化学反应。(　 　) (2)铁表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化。(　 　) (3)Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应。(　 　) (4)浓盐酸与铁屑反应的离子方程式：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑。(　 　) (5)四氧化三铁和稀盐酸反应的离子方程式为Fe3O4＋8H＋===3Fe3＋＋4H2O。(　 　) (6)铁是较活泼的金属，它与卤素单质(X2)反应的生成物均为FeX3。(　 　) (7)向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁。(　 　) (8)Fe2O3不可与水反应得到Fe(OH)3，所以不能通过化合反应制取Fe(OH)3。(　 　) (9)用铁作阴极，石墨作阳极，电解NaOH溶液或NaCl溶液，可以制取氢氧化亚铁。(　 　) (10)Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2<Fe(OH)3。(　 　) (11)将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中可制备Fe(OH)3胶体。(　 ) (12)向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸，反应的离子方程式是Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O。(　 　) (13)铁溶于稀硝酸，溶液变黄：3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O。(　 　) (14)CO还原Fe2O3得到的黑色固体加入盐酸溶解后，再加入KSCN溶液，溶液不显红色，不能确定黑色固体中有无Fe3O4。(　 　) (15)铁在潮湿的空气中生成的铁锈主要成分是Fe2O3，铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4，Fe在高温下与水蒸气反应生成Fe2O3。(　 　) (16)氢氧化铁与HI溶液仅发生中和反应。(　 　) (17)FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3都可以通过化合反应制取。(　 　) (18)Fe3O4与稀HNO3反应：3Fe3O4＋28H＋＋NO===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O。(　 　) (19)Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同。( 　) (20)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3,在少量Cl2中燃烧生成FeCl2。(　 　) (21)铁与硫混合加热生成Fe2S3。(　 　) (22)氧化铁能与酸反应,所以可用于制作红色染料。(　 　) (23)Fe3O4可用FeO·Fe2O3表示,故Fe3O4为混合物。(　 　) (24)氢氧化铁与HI溶液反应的离子方程式为Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O。(　 　) (25)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2(　 　) (26)用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸(　 　) (27)氧化铁能与酸反应，所以可用于制作红色染料(　 　) (28)Fe2O3与NaOH溶液反应可制取Fe(OH)3(　 　) 【答案】(1) (×)(2) (×)(3) (×)(4) (×)(5) (×)(6) (×)(7) (×)(8) (×)(9) (×)(10) (√)(11) (×)(12) (×) (13) (×)(14) (√)(15) (×)(16) (×)(17) (√)(18) (√)(19) (×)(20) (×)(21) (×)(22) (×)(23) (×)(24) (×) (25) (×)(26) (√)(27) (×)(28) (×) 2．铁在有关的反应中，其产物价态为什么不同？有什么规律？ 【解析】由于铁是变价金属元素，它与氧化性不同的氧化剂反应时，其产物中铁元素的化合价不同： (1)Fe被弱氧化剂如S、I2、H＋、Fe3＋、Cu2＋等氧化为Fe2＋； (2)Fe被强氧化剂如Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4(△)等氧化为Fe3＋。 3．纯铁有较强的抗腐蚀能力，为什么日常生活中的铁制品容易生锈？ 【解析】日常生活中的铁制品中的铁通常含有杂质碳，在潮湿的空气中易发生原电池反应(电化学腐蚀)，生成氧化铁的水合物。 4.通过化合反应能制取FeCl2、FeCl3、Fe(OH)2、Fe(OH)3吗？能制取的用化学方程式表示。 【解析】FeCl2、FeCl3和Fe(OH)3均能通过化合反应制取，而Fe(OH)2则不能。 FeCl2：2FeCl3＋Fe===3FeCl2 FeCl3：①2Fe＋3Cl22FeCl3 ；②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3 Fe(OH)3：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 5．(1)铁有＋2、＋3价两种价态，单质铁与__(填下列编号，下同)反应时只生成＋3价铁；与___反应时只生成＋2价铁；与___反应时既生成＋2价铁也生成＋3价铁。 所选试剂：①Cl2　②O2　③H2O(g)　④S　⑤盐酸 ⑥稀硝酸(足量)　⑦稀硫酸　⑧CuSO4溶液 (2)①铁、铝遇冷的浓硫酸或浓硝酸发生钝化，是物理变化还是化学变化？ ②生铁和纯铁相比，熔点、硬度及抗腐蚀能力大小如何？ (3)按要求书写下列反应的离子方程式： ①FeO与稀HNO3的反应 ②Fe(OH)3与HI的反应(HI是强酸) 【解析】(1) ①⑥ ④⑤⑦⑧ ②③ 单质铁与强氧化剂反应生成＋3价铁，如氯气和浓稀硝酸；与弱氧化剂反应生成＋2价铁，如硫单质，盐酸，铜离子，三价铁离子等；与高温水蒸气反应生成Fe3O4，在氧气中燃烧生成Fe3O4。 (2)①化学变化。铁遇冷的浓硫酸或浓硝酸，表面会形成一层致密的氧化膜而发生钝化。铝遇冷的浓硝酸或浓硫酸也会发生钝化。钝化可阻止内部金属继续与浓酸发生反应，从而表现出较强的化学稳定性和耐腐蚀性。 ②因生铁是铁碳合金，所以生铁的熔点低，硬度大。生铁在潮湿的环境中易发生电化学腐蚀，故纯铁的抗腐蚀能力强。 (3)①3FeO＋NO＋10H＋===3Fe3＋＋NO↑＋5H2O ②2Fe(OH)3＋2I－＋6H＋===2Fe2＋＋I2＋6H2O FeO与硝酸反应时既发生复分解反应又发生氧化还原反应，先发生复分解反应生成硝酸亚铁和水，然后在酸性条件下，硝酸具有强氧化性能把亚铁离子继续氧化生成三价铁离子。 氢氧化铁与HI反应也是既发生复分解反应又发生氧化还原反应，氢氧化铁与HI先发生复分解反应，氢氧化铁溶解，生成三价铁离子和水，然后三价铁离子与碘离子发生氧化还原反应，生成亚铁离子和碘单质。 易错·知识梳理 一、Fe 1．物理性质 导电导热性 良好 延展性 良好 特性 能被磁铁吸引 颜色状态 银白色固体 密度 7.8g·cm-3 物理性质 地壳含量 居第4位 2．从铁原子的结构认识铁的化学性质——还原性 （1）铁原子的结构 失去2e- 失去3e- Fe Fe3+ Fe2+ （2）铁单质的化学性质 Cl2 点燃 S △ 点燃 常温 O2 非金属 Fe I2 △ H2O(g) 高温 非氧化性酸 氧化性酸 浓硝酸 浓硫酸 稀硝酸 (过量) 稀硝酸 (少量) 盐溶液 Fe3+溶液 Cu2+溶液 铁锈(成分为Fe2O3·xH2O) 3Fe＋2O2 Fe3O4 Fe＋I2FeI2 Fe＋SFeS Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ 常温下钝化，加热分别生成SO2、NO2 3Fe＋2NO＋8H＋===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O Fe＋NO＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2 2Fe＋3Cl22FeCl3 3．Fe的制备 （1）生铁的冶炼 生铁 冶炼 原料 设备 造渣反应 铁的还原 还原剂的生成 主要反应 铁矿石、焦炭、空气、石灰石。 高炉 C＋O2CO2，CO2＋C2CO Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2CaSiO3 (2)铝热反应（氧化铁和铝粉为铝热剂）：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3； 作用：焊接无缝钢轨。 二、铁的氧化物 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 铁红 磁性氧化铁 颜色状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体(有磁性) 溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水 铁的化合价 ＋2 ＋3 ＋2，＋3 空气中的 稳定性 不稳定，空气中加热，生成Fe3O4 稳定 稳定 与H＋反应的离子方程式 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O 与CO反应 FeO＋CO Fe＋CO2 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2 易错·精练 1．下列各组中两种物质作用时，温度和反应物用量改变，不会引起产物种类变化的是 A．Na和 B．S和 C．和NaOH D．Fe和稀硝酸 【答案】B 【解析】A．钠在氧气中燃烧生成过氧化钠，在空气中放置生成氧化钠，反应条件不同产物不同，选项A不选； B．硫与氧气在点燃条件下反应生成二氧化硫，两种物质作用时，温度和反应物用量改变不会引起产物种类变化，选项B选； C．2NaOH+CO2=Na2CO3↓+H2O、NaOH+CO2=NaHCO3，反应物的量不同其产物不同，选项C不选； D．足量的铁与稀硝酸反应生成硝酸亚铁，少量铁与足量稀硝酸反应生成硝酸铁，反应物的量不同其产物不同，选项D不选。 答案选B。 2．常温下，下列物质可用铁质容器盛装的是 A．稀硝酸 B．浓硫酸 C．浓盐酸 D．硫酸铜溶液 【答案】B 【解析】A．稀硝酸与铁反应，稀硝酸能腐蚀铁，不能用铁制品容器盛装，A项不可以； B．浓硫酸具有强氧化性，常温下使铁钝化生成致密氧化膜，可阻止反应继续进行，能用铁制容器盛装，B项可以； C．铁和浓盐酸会发生反应生成氯化亚铁，不能用铁制容器盛装，C项不可以； D．铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，不能用铁制容器盛装，D项不可以； 答案选B。 3．下列物质的转化在给定条件下均能实现的一组是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A．铁高温的时候和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，四氧化三铁和铝可以发生铝热反应生成单质铁，A正确； B．氧化铝和盐酸反应生成氯化铝溶液，氯化铝和氨水反应生成氢氧化铝沉淀，B错误； C．硫在氧气中点燃生成的是二氧化硫不是三氧化硫，三氧化硫和水生成硫酸，C错误； D．氮气和氧气在高温或放电条件下生成一氧化氮而不是二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸和NO，D错误； 故选A。 4．部分含铁物质的分类与相应铁元素的化合价关系如图。下列说法不正确的是 A．b可被还原为a B．d在空气中可被还原为e C．一定条件下a能与水蒸气反应 D．c溶于盐酸后所得溶液能使KSCN溶液变红 【答案】B 【分析】由题意可知，a为Fe，b为FeO，c为Fe2O3，d为，e为。 【解析】A．氧化亚铁可以被还原成铁，氧化亚铁与一氧化碳反应生产铁和二氧化碳，A正确； B．氢氧化亚铁在空气中被氧化为氢氧化铁，B错误； C．在高温条件下铁能与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，C正确； D．Fe2O3溶于盐酸后所得溶液中含有三价铁离子，三价铁离子可使KSCN溶液变红，D正确； 故选B。 5．探究铁生锈的条件，有利于寻找防止铁制品锈蚀的方法。下列对比实验设计与所探究的条件(蒸馏水经煮沸并迅速冷却)，对应关系正确的是 A．甲和乙：水 B．乙和丙：空气 C．甲和丙：空气 D．甲和丁：水 【答案】D 【解析】一段时间后，甲、乙、丙试管中的铁钉均不能生锈，故 A、B、C均错误；一段时间后，甲试管中的铁钉不生锈，丁试管中的铁钉生锈，可用于探究铁锈蚀的条件，D正确。 6．下列有关推理中得到的结论与事实不相符合的是 A．Cu可以还原得到，所以Fe也可以还原生成 B．常温条件下，Cu与浓硝酸剧烈反应放出气体，所以Fe和浓硝酸反应将更加剧烈 C．与NaOH溶液反应生成碳酸盐，也与NaOH溶液反应生成亚硫酸盐 D．亚硫酸的酸性强于碳酸，所以硫酸的酸性也强于碳酸 【答案】B 【解析】A．Cu可以还原得到，所以Fe也可以还原生成，A正确； B．Fe和浓硝酸发生钝化，阻止反应进一步进行，B错误； C．与NaOH溶液反应生成碳酸盐，也与NaOH溶液反应生成亚硫酸盐，C正确； D．亚硫酸的酸性强于碳酸，硫酸的酸性强于亚硫酸，所以硫酸的酸性也强于碳酸，D正确； 故选B。 7．下列有关说法错误的是 A．室温下，铁器能盛放浓硫酸 B．高温下，铁与水蒸气生成氧化铁 C．FeCl3可用于蚀刻铜电路板 D．碳素钢的硬度与含碳量高低有关 【答案】B 【解析】A．室温下，铁在浓硫酸中会发生钝化，铁器能盛放浓硫酸，A正确； B．高温下，铁与水蒸气生成四氧化三铁和氢气，B错误； C．氯化铁把铜氧化成氯化铜，本身被还原为氯化亚铁，故可用FeCl3溶液蚀刻铜制电路板，C正确； D．碳素钢的硬度与含碳量高低有关，含碳量越高，硬度越大，含碳量越低，韧性越好，D正确； 故选B。 8．向一定量的稀硝酸和稀硫酸的混合溶液中，慢慢加入铁粉至不再发生反应，反应中共加入4molFe，放出的气体中占22.4L(标准状况)，下列说法正确的是 A．反应中先后共发生了下列两个离子反应：， B．原溶液中的物质的量为1mol C．原溶液中的物质的量为2mol D．反应中生成NO的物质的量为1mol 【答案】C 【分析】加入铁粉至不再发生反应，故生成Fe2+，发生的反应为：①、②、③，加入4molFe，放出的气体中占22.4L，故反应①参加反应的Fe的物质的量为2mol， H+物质的量为8mol，物质的量为2mol；反应②消耗的Fe有1mol，反应③的Fe有1mol，消耗H+物质的量为2mol，因此原溶液中的物质的量为2mol，的物质的量为4mol，据此分析 【解析】A．反应中先后共发生了三个离子反应，A错误； B．原溶液中的物质的量为4mol，B错误； C．原溶液中的物质的量为2mol，C正确； D．反应中消耗硝酸2mol，则生成NO的物质的量为2mol，D错误； 故选C。 9．向含xmolHNO3和ymolH2SO4的混合稀溶液中缓慢加入铁粉，其氧化产物与所加铁粉的物质的量关系如图所示： 下列说法正确的是 A．a点溶液中所含离子主要为Fe3+、、 B．dc段表示Fe2+物质的量变化，dc全段发生反应的离子方程式为Fe＋2Fe3+=3Fe2+ C．x=0.1，y=0.2 D．反应至c点，可收集到标准状况下的气体体积为2.24L 【答案】C 【分析】先发生反应Fe+4H++=Fe3++NO↑+2H2O，a点时(或H+)消耗完后，再加入铁粉，发生反应Fe+2Fe3+=3Fe2+，b点时Fe3+和Fe2+的物质的量相同，当Fe3+反应完毕，而后再加入Fe粉，溶液中Fe2+的量继续增大，说明第一阶段H+有剩余，该阶段发生反应：Fe+2H+=Fe2++H2↑； 【解析】A．由上述分析可知，a点时H+离子有剩余，则会消耗完，故A错误； B．dc段先发生的反应是Fe+2Fe3+=3Fe2+，后发生的反应是Fe+2H+=Fe2++H2↑，故B错误； C．第一阶段完全反应，生成0.1mol Fe3+，根据Fe+4H++=Fe3++NO↑+2H2O，可知n()=n(Fe3+)=0.1mol，即为HNO3物质的量为0.1mol，则x=0.1，c点溶液中溶质为FeSO4，溶液中Fe2+为0.2mol，即FeSO4为0.2mol，根据硫酸根离子守恒：n(H2SO4)=n(FeSO4)=0.2mo，故y=0.2，故C正确； D．第一阶段生成NO、0.1mol Fe3+，根据Fe+4H++=Fe3++NO↑+2H2O可得，n(NO)=n(Fe3+)=0.1mol，最后阶段生成H2，整个过程加入的Fe转化Fe2+，最终生成0.2mol Fe2+，根据电子转移守恒有3n(NO)+2n(H2)=2n(Fe2+)，故3×0.1mol+2n(H2)=2×0.2mol，解得n(H2)=0.05mol，故收集到气体总体积为(0.1mol+0.05mol)×22.4L/mol=3.36L，故D错误； 答案选C。 10．铁元素存在多种价态，按化合价上升有：Fe→Fe2＋→Fe3＋→，下列说法正确的是 A．Fe2＋和Fe3＋在水溶液中不能同时大量共存 B．实验室用Fe与稀盐酸反应制取H2的同时生成了FeCl3 C．在水溶液中，Fe与FeCl3反应生成FeCl2属于化合反应 D．在一定条件下能被氧化为Fe3＋ 【答案】C 【解析】A．Fe2＋和Fe3＋在水溶液中因没有中间价态不能发生反应，所以可同时大量共存，故A错误； B．实验室用Fe与稀盐酸反应制取H2的同时生成了FeCl2，而不是生成FeCl3，故B错误； C．在水溶液中，Fe＋2FeCl3＝3FeCl2属于化合反应，故C正确； D．在一定条件下能被还原为Fe3＋，故D错误； 故选C。 11．铁与水蒸气的反应实验装置如图，加热时试管内生成黑色物质，点燃肥皂泡可听到爆鸣声。下列说法正确的是 A．反应的化学方程式：2Fe+3H2OFe2O3+3H2 B．试管中发生化合反应 C．湿棉花的作用是提供水蒸气 D．试验结束后，应该先熄灭酒精灯，再将导管移出肥皂水 【答案】C 【解析】A．铁和水蒸气在高温下反应生成Fe3O4和H2，反应的化学方程式为，A错误； B．该反应属于置换反应，不是化合反应，B错误； C．湿棉花的作用是提供反应物水蒸气，C正确； D．为防止发生倒吸，实验结束时应先将导管末端移出水面，再移去酒精灯后盖灭，D错误； 答案选C。 12．下列物质反应后一定有价铁生成的是 A．过量的铁与稀硝酸反应 B．铁和的混合物溶于稀盐酸 C．过量的铁与硫粉混合加热 D．过量的铁在氯气中燃烧 【答案】D 【解析】A．过量的铁与稀硝酸反应生成硝酸亚铁和NO，故A错误；   B．铁和的混合物溶于稀盐酸，生成氯化铁，铁继续与氯化铁反应生成氯化亚铁，反应后的铁元素为+2价，若氯化铁过量，则有+3价铁，故B错误； C．硫有弱氧化性，铁与硫发生反应生成FeS，故C错误； D．铁在氯气中燃烧生成氯化铁，反应后一定有+3价铁生成，故D正确； 故选D。 13．一种利用磁铁矿制备铁红的流程如下： 下列说法正确的是 A．往滤液A中滴加少量酸性KMnO4溶液，可观察到紫红色褪去 B．可以用KSCN溶液和氯水检验滤液A中是否有 C．FeCO3在空气中煅烧的反应方程式为 D．最终得到铁红中的Fe元素的质量小于原磁铁矿中的Fe元素的质量 【答案】A 【分析】Fe3O4与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，硫酸铁，加入Fe，将硫酸铁还原为硫酸亚铁，与NH4HCO3反应生成FeCO3沉淀，在空气中煅烧生成Fe2O3。 【解析】A．由分析可知，滤液A中有硫酸亚铁，可与酸性KMnO4溶液反应，使紫红色褪去，故A正确； B．滤液A中含有硫酸铁和硫酸亚铁，则无法用KSCN溶液和氯水检验滤液A中是否有，故B错误； C．FeCO3在空气中煅烧生成Fe2O3，反应方程式为，故C错误； D．在实验过程中加入了Fe，终得到铁红中的Fe元素的质量大于原磁铁矿中的Fe元素的质量，故D错误。 答案选A。 14．铁是目前产量最大且使用最广泛的金属。下列含铁物质与其用途不匹配的是 选项 物质 用途 A Fe合金 高铁铁轨 B FeO 涂料中的红色颜料 C 磁性材料 D 营养强化剂 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【解析】A． 铁合金可作高铁铁轨，A正确； B．涂料中的红色颜料是，B错误； C．有磁性，可作磁性材料，C正确； D．可以补充Fe2+，可作营养强化剂， D正确； 答案选B。 15．在由 和 组成的混合物中加入 的盐酸，恰好使混合物完全溶解，并放出 气体(标准状况)，此时溶液中无 ，则下列判断正确的是 A．混合物中 的物质的量为 B．反应后所得溶液中的 与 的物质的量浓度之比为 C．混合物中，的物质的量无法确定，但 比 的物质的量少 D．混合物中，的物质的量无法确定，但 比 的物质的量少 【答案】C 【分析】混合物恰好完全溶解，且无Fe3+，故溶液中溶质为FeCl2，n(HCl)=0.2mol，n(H2)= ，n(Fe2+)=0.1mol，由反应2Fe3++Fe=3Fe2+知，Fe与Fe3+和HCl都有反应，Fe比Fe2O3的物质的量多，但FeO的物质的量无法确定，据此回答。 【解析】A．根据方程式Fe+2HCl=FeCl2+H2↑可知，生成H2的Fe的物质的量为0.02mol，混合物中 Fe的物质的量大于 0.02 mol，A错误； B．溶液中溶质为FeCl2，则反应后所得溶液中的 Cl−与 Fe2+的物质的量浓度之比为 2:1，B错误； C．根据分析可知，混合物中，FeO的物质的量无法确定，但 Fe2O3比 Fe的物质的量少，C正确； D．FeO的物质的量无法确定，不能确定Fe与FeO的物质的量的关系，D错误； 故选C。 16．下列实验能证明一根铁棒已被浓硫酸或浓硝酸钝化的是 A．将铁棒洗净，浸泡于浓硫酸，无变化 B．将铁棒洗净，浸泡于硫酸铜溶液中，无红色物析出 C．将铁棒洗净，浸泡于稀硫酸中，无气泡产生 D．将铁棒洗净，浸泡于氢氧化钠溶液中，无变化 【答案】B 【分析】如果铁被钝化了，则表面上有致密的氧化物薄膜。 【解析】A．铁棒浸泡于浓硫酸，如果未钝化，会被钝化，不会继续反应，如果被钝化，表面有致密氧化物，也不会反应，故A无法证明； B．如果铁棒未被钝化，铁与硫酸铜反应会有铜析出，若铁棒被钝化，铁的氧化物不与硫酸铜反应，无红色析出，可以证明，B正确； C．如果铁棒未被钝化，铁和稀硫酸反应，会有气泡产生，如果铁棒被钝化，氧化物薄膜会被稀硫酸溶解，进而发生铁与稀硫酸的反应，都会有气泡产生，故C无法证明； D．铁单质、铁的氧化物都不与氢氧化钠反应，无论铁棒是否钝化，都无现象，D无法证明； 本题选B。 17．某FeO、Fe2O3混合物中，铁、氧的物质的量之比为5：6，其中Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)物质的量之比为 A．1：3 B．2：3 C．5：6 D．3：2 【答案】D 【解析】设FeO、Fe2O3物质的量分别为a、b，则(a+2b):(a+3b)=5:6，a：b=3:1；则Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)物质的量之比为3:(1×2)=3:2； 故选D。 18．关于铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的下列叙述正确的是 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．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，常用作红色颜料 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．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，A项错误； B．FeO、Fe2O3为碱性氧化物，FeO与盐酸反应FeO+2HCl=FeCl2+H2O，Fe2O3与盐酸反应：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，Fe3O4不属于碱性氧化物，与盐酸反应Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O，B项错误； C．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，常用作红色颜料，C项正确； D．四氧化三铁是复杂的化合物，属于纯净物，D项错误。 故选C。 19．铁是人类使用最早的金属之一。运用所学知识，回答下列问题： (1)电子工业用FeCl3，溶液腐蚀覆在绝缘板上的铜，制造印刷电路板，请写出FeCl3溶液与铜反应的化学方程式为 。 (2)某研究性学习小组为测定FeCl3溶液腐蚀铜后所得溶液的组成，进行了如下实验： ①取少量待测溶液，滴入KSCN溶液呈红色，则待测液中含有的金属阳离子有 。 ②验证该溶液中是否含有Fe2+，正确的实验方法是 （填序号）。 A．观察溶液是否呈浅绿色 B．取适量溶液，滴入酸性高锰酸钾溶液，若褪色，证明含有Fe2+ C．取适量溶液先滴入双氧水再滴入KSCN溶液，若溶液显红色，证明原溶液中含有Fe2+ D．取适量溶液，滴入K3[Fe(CN)6]溶液，若产生蓝色沉淀，证明含有Fe2+ (3)工程师欲从制造印刷电路板的废液中回收铜，并获得FeCl3，溶液，设计如下方案： ①滤渣C中物质的化学式为 。 ②向滤液B和滤液E中通入F的目的是 ，该反应的离子方程式为 。 ③向盛有氯化铁、氯化亚铁、氯化铜混合溶液的烧杯中加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现的是 （填序号）。 A．有铜单质剩余但无铁单质剩余    B．有铁单质剩余但无铜单质剩余 C．铁、铜单质都有剩余    D．铁、铜单质都无剩余 【答案】(1) (2) Fe2+、Cu2+、Fe3+ D (3) Fe、Cu 将氯化亚铁氧化成氯化铁 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- B 【分析】向废液中加入过量的铁粉，得到氯化亚铁、铁和铜的混合物，向铁和铜的混合物中加入盐酸，得到铜、氯化亚铁和过量盐酸，氯化亚铁与氯气反应生成氯化铁； 【解析】（1）FeCl3溶液与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜：； （2）①FeCl3溶液腐蚀铜后所得溶液中阳离子一定含有Fe2+、Cu2+，取少量待测溶液，滴入KSCN溶液呈红色，则证明有Fe3+，故待测液中含有的金属阳离子有Fe2+、Cu2+、Fe3+； ②A．当溶液中Fe2+浓度较小时，溶液几乎无色，所以观察溶液是否呈浅绿色，不能证明，A错误； B．酸性高锰酸钾溶液可以氧化氯离子，观察其是否褪色，不能证明含有Fe2+，B错误； C．应先加入KSCN溶液，若溶液不变色，滴入双氧水，溶液变红色，证明含有Fe2+，C错误； D．铁氰化钾与二价铁离子反应生成铁氰化亚铁沉淀，可以证明含有Fe2+，D正确； 故选D。 （3）①由分析可知，滤渣C中物质的化学式为Fe、Cu； ②由以上分析可知，通入氯气，将滤液B和滤液E中的氯化亚铁氧化成氯化铁，离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-； ③A．铁比铜活泼，铁先与Fe3+反应，而后才是铜反应，故可以出现有铜单质剩余但无铁单质剩余，A不符合题意； B．由以上分析可知，不可能出现有铁单质剩余但无铜单质剩余，B符合题意； C．铁过量将Fe3+和Cu2+完全反应没，可出现铁、铜单质都有剩余，C不符合题意； D．Fe3+过量，将铁和铜都消耗没，可出现铁、铜单质都无剩余，D不符合题意； 故选B。 20．某化学小组围绕开展主题学习。 Ⅰ.分类和性质 (1)墨粉中含有(可表示为)， (填“是”或“不是”)碱性氧化物，原因为 (用化学反应方程式说明)。 Ⅱ.制备 方法一： 方法二： (2)方法二中A的化学式是 ，操作Ⅰ和操作Ⅱ相同，为 。 (3)与方法二比较，方法一的不足之处有 (答1点即可)。 (4)氢氧化氧铁(FeOOH)中铁元素的化合价是 ，当A溶液①和A溶液②的质量之比为 时，铁元素全部转化到中。 Ⅲ.应用 (5)纳米高性能(平均直径为)可以实现高效催化分解水，其反应历程如下图所示。 ①该过程中的能量转化形式为 转化为化学能，在加热的条件下反应b的化学方程式为 。 ②纳米高性能均匀分散在水中，具有丁达尔现象，请设计实验方案证明 。 【答案】(1) 不是 (2) FeSO4 过滤 (3)反应的环境为纯氧，要求较高不易达到 (4) +3 2:1 (5) 太阳能 3FeO+H2O=Fe3O4+H2↑ 取一定量纳米高性能水溶液，用一束光线透过胶体，从垂直入射光方向可以观察到一条光亮的通路 【解析】（1）与盐酸反应时生成氯化亚铁和氯化铁两种盐，不是碱性氧化物，化学反应方程式为：； （2）铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁与氢气，则溶液A中的溶质为硫酸亚铁，化学式为FeSO4；操作Ⅰ和操作Ⅱ都为固液分离，为过滤操作； （3）方法一的铁丝需要在纯氧的环境下才能燃烧，对反应的环境要求较高不易达到； （4）化合物中元素的化合价代数和为0，FeOOH中H为+1价，O为-2价，设Fe的化合价为x，则x+(-2)+(+1)=0，x=+3，则Fe为+3价；溶液①中的FeSO4反应后转化为+3价Fe，溶液②中的Fe为+2价，Fe3O4可以表示为FeO·Fe2O3，其中含有+2价Fe与+3价Fe的比例为1:2，故当A溶液①和A溶液②的质量之比为2:1时，铁元素全部转化到Fe3O4中； （5）①该反应中条件为光照，则过程中将太阳能转化为化学能，反应b为FeO与H2O反应生成Fe3O4与H2，则化学反应方程式为：3FeO+H2O=Fe3O4+H2↑； ②纳米高性能(平均直径为)，分散系中分散质粒径介于1-100nm的属于胶体，具有丁达尔现象，设计实验方案证明：取一定量纳米高性能水溶液，用一束光线透过胶体，从垂直入射光方向可以观察到胶体里出现的一条光亮的通路。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$