第12讲 铁及其化合物的转化及应用-(讲义)【红对勾讲与练】2025年高考化学大一轮复习全新方案

第三章 金属及其化合物 第12讲 铁及其化合物的转化及应用 1.能列举、描述、辨识Fe2+与Fe3+的化学性质及实验现象。2.能利用Fe2+与Fe3+的性质和反应,设计其制 备、分离、提纯、检验等简单实验的方案。3.能从物质类别和元素价态变化的视角说明铁及其化合物之间的 转化途径。 考点一 Fe2+和Fe3+的性质及检验   - 1.亚铁盐(Fe2+) (1)亚铁盐(Fe2+)的氧化性和还原性 含Fe2+的溶液呈 色,Fe2+处于 铁元素的中间价态,既有氧化性,又有还原 性,以 性为主,遇Cl2、Br2、H2O2、NO-3 (H+)等表现出 性。 ①FeCl2 溶液与H2O2 反应的离子方程式: ; ②Fe(NO3)2 溶液中滴加稀硫酸,离子方程式 为 。 (2)亚铁盐(Fe2+)可发生水解反应 Fe(OH)2 是弱碱,含Fe2+ 的溶液呈酸 性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量的 抑制Fe2+的水解,加少量 防止Fe2+ 被氧化。 2.铁盐(Fe3+) (1)铁盐(Fe3+)的氧化性 含Fe3+的溶液呈 色,Fe3+处于铁元 素的高价态,具有较强 性,遇Fe、 Cu、HI、H2S、SO2 等均表现出 性。 ①FeCl3 溶液可腐蚀印刷电路板上的铜,反应 的离子方程式: 。 ②SO2 通入FeCl3 溶液中,反应的离子方程 式: 。 (2)铁盐(Fe3+)易水解 Fe(OH)3 是很弱的碱,且溶度积很小,Fe3+极 易水解,只能存在于酸性较强的溶液中。 ①实验室配制FeCl3 溶液时,先将FeCl3 固体 溶解在较浓的 中,再加水稀释至所 需要的浓度。 ②Fe3+与 、 、 等水 解呈碱性的粒子不能大量共存。 3.Fe2+、Fe3+的检验方法 (1)用KSCN溶液和氯水 溶 液 加KSCN 溶液 无明显 现象→ 加氯水 → 溶液变 红色 Fe2+→ 溶液变 红色→ Fe 3+→ (2)用NaOH溶液 溶 液 加NaOH 溶液 白色 沉淀→ 灰绿色→ 红褐色→ Fe2+→ 红褐色 沉淀→ Fe 3+→ (3)含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe2+、Fe3+的 检验 混合溶液 滴加KSCN 溶液 →溶液变红色,说明 含有Fe3+ 混合溶液 滴加酸性 KMnO4 溶液 →KMnO4 溶液紫红 色褪去,说明含有Fe2+ (4)Fe2+的特征检验方法 溶液 滴加K3[Fe(CN)6] 溶液 →产生蓝色沉淀,说 明溶液中含有Fe2+,离子方程式为3Fe2++ 2[Fe(CN)6]3-􀪅􀪅 Fe3[Fe(CN)6]2↓。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 055 hh . A 正确的打“√”,错误的打“×”。 (1)FeCl2 不能通过化合反应制备。 ( ) (2)中性溶液中 可 能 大 量 存 在Fe3+、K+、Cl-、 SO2-4 。 ( ) (3)用酸性KMnO4 溶液检验FeCl3 溶液中是否 含有FeCl2。 ( ) (4)硫酸亚铁片和维生素C同时服用能增强治 疗缺铁性贫血的效果。 ( ) (5)向某溶液中先滴加少量氯水,再滴加KSCN 溶液,溶液变为血红色,溶液中一定含有Fe2+。 ( ) (6)检验Fe(NO3)2 晶体是否变质,将样品溶于 稀 H2SO4 后滴加 KSCN溶液,观察溶液是否 变红。 ( )  6 题组一 Fe2+和Fe3+的性质 1.铁及其化合物是中学化学中一类重要的物 质。下列关于铁元素的叙述正确的是 ( ) A.采用将FeCl3 溶液直接蒸干的方法制备 FeCl3 固体 B.保存FeCl2 溶液常常加一些铁粉,其目的 是抑制Fe2+水解 C.25 ℃时,pH=0的溶液中,Al3+、NH+4 、 NO-3、Fe2+可以大量共存 D.FeSO4 溶液中加入 H2O2 溶液时,Fe2+ 表 现还原性 2.金属铜、铁置于氯化铁溶液中充分反应。下 列对反应情况设想的评价正确的是 ( ) 选项 反应情况设想 评价 A 当铁、铜均不剩余时, 溶液中一定有 Fe2+、 Cu2+,一定无Fe3+ 正确,Fe3+ 和Fe、Cu 均可反应 B 当铁、铜均有剩余时, 溶液中一定有 Fe2+、 Cu2+,无Fe3+ 正确,Fe和Cu与Fe3+ 都反应,故有Fe2+ 和 Cu2+,无Fe3+ 续表 选项 反应情况设想 评价 C 当铜有剩余,铁无剩余 时,溶 液 中 一 定 只 有 Fe2+,无Cu2+ 正确,Cu有剩余,故 无Cu2+ D 当铁有剩余,铜无剩余 时,溶 液 中 一 定 有 Fe2+、Cu2+ 不正确,不可能有Fe 剩余而 无 Cu剩 余, 因为 Fe比 Cu优先 与Fe3+反应 题组二 Fe2+和Fe3+的检验 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+ 4.(2023·安徽合肥模拟)选择合适试剂完成 甲、乙两组实验。 甲组:检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+; 乙组:检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+。 下列试剂及加入顺序能达到实验目的的是 ( ) 选项 甲组 乙组 A 新制氯水、KSCN溶液 KSCN溶液 B 酸性KMnO4 溶液 KSCN溶液 C 酸性KMnO4 溶液 溴水 D 溴水 酸性KMnO4 溶液 3 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-)。 (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)。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 056 第三章 金属及其化合物 考点二 铁及其化合物的“价—类”二维图   - 1.铁及其化合物的“三角”转化关系 Fe2+既有氧化性又有还原性,Fe3+ 一般 只表现氧化性(写出下列反应的离子方程式)。 (1)将 H2S气体通入FeCl3 溶液中产生淡黄 色沉淀: 。 (2)将FeCl3 溶液滴入淀粉-KI溶液,溶液变 蓝: 。 (3)用FeCl3 溶液腐蚀废旧线路板上的铜箔: 。 (4)将H2O2 滴入酸性FeCl2 溶液: 。 (5)将FeCl2 溶液滴入 HNO3 溶液中,有无色 气体放出: 。 (6)将FeSO4 溶液滴入酸性KMnO4 溶液中, 溶液褪色: 。 2.铁元素的“价—类”二维图 (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。  6 题组一 亚铁盐和铁盐的转化 1.向盛有2 mL FeCl3 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①为振荡 B.步 骤Ⅰ中 的 离 子 方 程 式 为2Fe3+ +Fe 􀪅􀪅3Fe2+ C.若 步 骤Ⅱ溶 液 变 红 色,说 明 Fe2+ 能 用 KSCN检验 D.步骤Ⅲ中Fe2+被氧化为Fe3+ 2.(2024·山东师大附中月考)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。 工业 废水 ① E → ⑤ → F 铁红→ A→ ② ↑ B→ ③ C→ ④ → D 氧化铜→ 金→ 下列说法不正确的是 ( ) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 057 hh 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 题组二 基于“价—类”二维图考查含铁物 质的转化 3.(2023·山东日照模拟)部分含铁物质及化合 价关系如图所示。下列说法错误的是 ( ) A.工业上用热还原法冶炼a B.b是黑色固体,在空气中加强热变为红色 C.c可以通过化合反应生成d D.e可以加快H2O2 的分解 4.(2023·河南洛阳期末) 部分含铁物质的分类 与相应化合价的关系如图所示。下列推断合 理的是 ( ) A.a可与少量Cl2 反应生成f B.可用K3[Fe(CN)6]溶液检验c溶液中含有 的f C.在高温条件下,a与水蒸气反应可实现a→ b的转化 D.c在溶液中可以和HCO-3 大量共存 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋   1.(2023·浙江6月选考)氯化铁是一种重要的 盐,下列说法不正确的是 ( ) A.氯化铁属于弱电解质 B.氯化铁溶液可腐蚀覆铜板 C.氯化铁可由铁与氯气反应制得 D.氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体 2.(2023·浙江1月选考)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 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 续表 选 项 实验方案 现象 结论 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 3.(2021·广东卷)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 ( ) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 058 第三章 金属及其化合物 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 4.(2021·北京卷)铁黄是一种重要的化工产 品。由生 产 钛 白 粉 废 渣 制 备 铁 黄 的 过 程 如下。 钛白粉 废渣 蒸馏水、 铁粉 纯化 → 精制 FeSO4 溶液 一定量氨 水、空气 制备晶种 → 铁黄晶体 FeOOH …… 制备铁黄 ←铁黄产品FeOOH 资料: ⅰ.钛白粉废渣成分:主要为FeSO4·H2O, 含少量TiOSO4 和不溶物 ⅱ.TiOSO4 + (x +1)H2O 􀜩􀜨􀜑 TiO2 · xH2O↓+H2SO4 ⅲ.0.1 mol/L Fe2+生成Fe(OH)2,开始沉淀 时pH=6.3,完全沉淀时pH=8.3 0.1 mol/L Fe3+ 生成FeOOH,开始沉淀时 pH=1.5,完全沉淀时pH=2.8 (1)纯化 ①加入过量铁粉的目的是 。 ②充分反应后,分离混合物的方法是 。 (2)制备晶种 为制备高品质铁黄产品,需先制备少量 铁黄晶种。过程及现象是向一定浓度FeSO4 溶液中加入氨水,产生白色沉淀,并很快变成 灰绿色。滴加氨水至pH为6.0时开始通空 气并记录pH变化(如图)。 ①产生白色沉淀的离子方程式是 。 ②产生白色沉淀后的pH 低于资料ⅲ中的 6.3。原因是沉淀生成后c(Fe2+) (填“>”“=”或“<”)0.1 mol/L。 ③0~t1 时段,pH几乎不变;t1~t2 时段,pH 明显降低。结合方程式解释原因: 。 ④pH≈4时制得铁黄晶种。若继续通入空 气,t3 后pH几乎不变,此时溶液中c(Fe2+) 仍降低,但c(Fe3+)增加,且c(Fe2+)降低量大 于c(Fe3+)增加量。结合总方程式说明原因: 。 (3)产品纯度测定 铁黄纯度可以通过产品的耗酸量确定。 w g 铁黄 H2SO4 标准溶液 加热 溶解 → 溶液b Na2C2O4 溶液 → 溶液c NaOH 标准溶液 酚酞 → 滴 定 资 料:Fe3+ +3C2O2-4 􀪅􀪅Fe(C2O4)3-3 , Fe(C2O4)3-3 不与稀碱液反应 Na2C2O4 过量,会使测定结果 (填 “偏大”“偏小”或“不受影响”)。 学习至此,请完成课时作业12 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 059 hh 􀪋􀪋高考真题演练·明考向􀪋􀪋 1.B Fe2O3 的颜色是红色,可用作红色颜料,A正确;常温下 铁与浓硝酸会发生钝化,不能制备二氧化氮,B错误;熔融的 铁与水蒸气在高温下反应会生成四氧化三铁和氢气,因此必 须将模具干燥,D正确。 2.C FeS2 在沸腾炉中与O2 发生的反应为4FeS2+11O2 高温 􀪅􀪅 2Fe2O3+8SO2,产物主要是SO2,故 A错误;Mg加入FeCl3 溶液中,Mg具有较强的还原性,先与Fe3+ 反应,生成 Mg2+ 和Fe2+,若 Mg过量,Mg与Fe2+继续反应生成 Mg2+ 和Fe, 但由于反应中FeCl3 过量,所以不会生成Fe,故B错误;钢铁 在潮湿的空气中,铁和碳、水膜形成原电池,发生电化学腐 蚀,腐蚀速率更快,故C正确;室温下,铁在浓硫酸中发生钝 化,故D错误。 3.B 化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为+3,C为-2价, 故其与稀盐酸反应生 成FeCl3、CH3OH、H2O,反 应 原 理 为 FeO(OCH3)+3HCl􀪅􀪅FeCl3+H2O+CH3OH,A不合题 意;若隔绝空气加热分解生成FeO、CO2、H2O,则得失电子 总数不相等,不符合氧化还原反应规律,即不可能生成FeO、 CO2、H2O,B符合题意;溶于氢碘酸(HI)生成的Fe3+ 能将 I-氧化为I2,反应原理为2FeO(OCH3)+6HI􀪅􀪅2FeI2+ I2+2H2O+2CH3OH,再 加 CCl4 萃 取,有 机 层 呈 紫 红 色, C不合 题 意;化 合 物 FeO(OCH3)在 空 气 中 高 温 将 生 成 Fe2O3、CO2 和 H2O,然后Fe2O3 为碱性氧化物,SiO2 为酸 性氧化物,故化合物FeO(OCH3)与SiO2 高温反应能生成 Fe2(SiO3)3,D不合题意。 第12讲 铁及其化合物的转化及应用 考点一 Fe2+和Fe3+的性质及检验 􀪋􀪋必备知识整合·强基础􀪋􀪋 1.(1)浅 绿 还 原 还 原 ①2Fe2+ +H2O2+2H+ 􀪅􀪅 2Fe3+ +2H2O ②3Fe2+ +4H+ +NO-3 􀪅􀪅3Fe3+ + NO↑+2H2O (2)稀硫酸 铁粉 2.(1)棕黄 氧化 氧化 ①2Fe3++Cu􀪅􀪅Cu2++2Fe2+ ②2Fe3++SO2+2H2O􀪅􀪅2Fe2++SO2-4 +4H+ (2)①盐酸 ②CO2-3 HCO-3 [Al(OH)4]- 秒判正误 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× 􀪋􀪋对点题组突破·提能力􀪋􀪋 1.D 加热促进Fe3+的水解,且生成盐酸易挥发,采用将FeCl3 溶液直接蒸干的方法不能制备FeCl3 固体,故 A错误;亚铁 离子易被氧化为铁离子,保存FeCl2 溶液常常加一些铁粉, 其目的是防止Fe2+ 被氧化,故B错误;pH=0的溶液显酸 性,H+、NO-3 、Fe2+ 发生氧化还原反应不能共存,故C错误; 亚铁离 子 可 被 过 氧 化 氢 氧 化,发 生 反 应:2Fe2+ +H2O2+ 2H+􀪅􀪅2Fe3++2H2O,Fe2+表现还原性,故D正确。 2.D 当铁、铜的量比较少时溶液中可能有Fe3+ 存在,A项错 误;当铁过量时,溶液中不存在Cu2+ 和Fe3+,B项错误;铜有 剩余则溶液中一定无Fe3+,可能有Cu2+,C项错误;铁比铜 活泼,不可能铁剩余而铜无剩余,D项正确。 3.C A项中只能说明含有Fe3+,不能说明不含Fe2+,不合理; B项原溶液中也可能只有Fe3+ 而没有Fe2+,不合理;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,不合理。 4.B 甲组:检验含Fe3+ 的溶液中是否含有Fe2+,Fe2+ 具有还 原性,能使酸性高锰酸钾溶液或溴水褪色,Fe3+ 不能使酸性 高锰酸钾溶液或溴水褪色,所以检验含Fe3+ 的溶液中是否 含有Fe2+ 可 以 选 用 酸 性 高 锰 酸 钾 溶 液 或 溴 水,不 能 选 择 KSCN溶 液;乙 组:检 验 含 Fe2+ 的 溶 液 中 是 否 含 有 Fe3+, Fe3+遇到KSCN溶液会变红色,而Fe2+ 不能使 KSCN溶液 变色,所以检验含Fe2+ 的溶液中是否含有Fe3+,可以选用 KSCN溶液,不能选择酸性KMnO4 溶液、溴水。 考点二 铁及其化合物的“价—类”二维图 􀪋􀪋必备知识整合·强基础􀪋􀪋 1.(1)2Fe3++H2S􀪅􀪅S↓+2Fe2++2H+ (2)2Fe3++2I-􀪅􀪅I2+2Fe2+ (3)Cu+2Fe3+􀪅􀪅2Fe2++Cu2+ (4)2Fe2++H2O2+2H+􀪅􀪅2Fe3++2H2O (5)3Fe2++4H++NO-3 􀪅􀪅3Fe3++NO↑+2H2O (6)5Fe2++MnO-4 +8H+􀪅􀪅5Fe3++Mn2++4H2O 􀪋􀪋对点题组突破·提能力􀪋􀪋 1.C 加 入 铁 粉 并 充 分 振 荡 使 反 应 更 充 分,A 正 确;铁 粉 将 Fe3+还原为Fe2+,B正确;含Fe3+ 的溶液遇 KSCN会变红, Fe2+与KSCN不反应,若步骤Ⅱ中溶液变红说明溶液中存在 Fe3+,C错误;氯水可将Fe2+氧化为Fe3+,D正确。 2.C 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①②③处发生的反应均为氧化还原反 应,故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。 3.B 由题图中元素的化合价及类别可知,a为Fe、b为FeO、 c为Fe(OH)2、d为Fe(OH)3、e为FeCl3 或硝酸铁、硫酸铁 等铁盐。a为Fe,为较活泼金属,可采用热还原法冶炼,故A 正确;b为FeO,是黑色固体,在空气中加强热生成四氧化三 铁,仍为黑色,故B错误;氢氧化亚铁、氧气、水发生化合反应 生成氢氧化铁,故C正确;e为三价铁离子的盐,Fe3+ 可催化 H2O2 的分解,加快反应速率,故D正确。 4.B 由题图中所示铁元素不同化合价及物质类别可知,a为 Fe,b为Fe2O3,c为FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3 等铁盐, d为Fe(OH)3,e为Fe(OH)2,f为FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2 等亚铁盐。Fe和Cl2 反应只能生成FeCl3,故 A错误;可用 K3[Fe(CN)6]溶液检验Fe3+溶液中含有Fe2+,故B正确;在 高温条件下,Fe与水蒸气反应得到Fe3O4,故C错误;Fe3+ 和 HCO-3 在溶液中会发生相互促进的水解反应,不能大量 共存,故D错误。 􀪋􀪋高考真题演练·明考向􀪋􀪋 1.A 氯化铁能完全电离出铁离子和氯离子,属于强电解质,A错 误;氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁,可用来蚀 刻铜板,B正确;氯气具有强氧化性,氯气与铁单质加热生成 氯化铁,C正确;向沸水中滴加饱和氯化铁溶液,继续加热呈 红褐色,铁离子发生水解反应可得到氢氧化铁胶体,D正确。 2.D FeCl2 溶液中加入Zn片,Fe2++Zn􀪅􀪅Zn2++Fe,溶液 由浅绿色变为无色,Fe2+ 的氧化能力比Zn2+ 强,A错误;溶 液变 成 血 红 色 的 原 因 为 Fe3+ +3SCN- 􀜩􀜨􀜑 Fe(SCN)3, 与SO2-4 和K+无关,故不能说明Fe3+ 与SCN- 的反应不可 逆,B错误;铁离子可能先与单质铁生成亚铁离子,则溶液呈 浅绿 色,C 错 误;向 沸 水 中 滴 加 饱 和 氯 化 铁 溶 液,制 取 Fe(OH)3 胶体,继续加热则胶体因聚沉变为沉淀,D正确。 3.C 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,故不选A;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 不 选B;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 胶体的操作为向沸水中逐滴 加入饱和FeCl3 溶液,继续煮沸至液体呈红褐色,停止加热, 故选C;b→c→d→e→b的转化如FeCl2 NaOH →Fe(OH)2 O2、H2O →Fe(OH)3 稀 HCl →FeCl3 Fe →FeCl2,故不选D。 4.(1)①与硫酸反应,使得TiOSO4+(x+1)H2O􀜩􀜨􀜑 TiO2· xH2O↓+ H2SO4 平衡正向移动,沉钛;防止二价铁被氧化 ②过滤 (2)①Fe2++2NH3·H2O􀪅􀪅Fe(OH)2↓+2NH+4 ②> ③0~t1:4Fe(OH)2+O2 􀪅􀪅4FeOOH+2H2O,c(H+)不 变;t1~t2:4Fe2+ +O2+6H2O 􀪅􀪅 4FeOOH↓+8H+, c(H+)增 大,pH 减 小 ④12Fe2+ +3O2 +2H2O 􀪅􀪅 4FeOOH↓+8Fe3+,c(H+)不变,消耗的 Fe2+ 多,产生的 Fe3+少 (3)不受影响 解析:(1)与 硫 酸 反 应,使 得 TiOSO4+(x+1)H2O 􀜩􀜨􀜑 TiO2·xH2O↓+H2SO4 平衡正向移动,沉钛;铁粉过量的 原因 是 防 止 二 价 铁 被 氧 化。钛 白 粉 废 渣 成 分 主 要 为 FeSO4·H2O,含少量 TiOSO4 及不溶物,充分反应后有沉 淀出现,所以分离混合物的方法是过滤。(2)③pH为6.0左 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 -522- 参 考 答 案 右,4Fe(OH)2+O2 􀪅􀪅4FeOOH+2H2O,因此pH 几乎不 变;之后发生4Fe2++O2+6H2O􀪅􀪅4FeOOH↓+8H+,溶 液中H+浓度增大,pH减小。④溶液中同时存在两个氧化还原 反应为4Fe2++O2+4H+􀪅􀪅4Fe3++2H2O和4Fe2++O2+ 6H2O􀪅􀪅4FeOOH↓+8H+,因此c(Fe2+)的降低量大于 c(Fe3+)的增加量,或用叠加反应解释:12Fe2++3O2+2H2O 􀪅􀪅4FeOOH↓+8Fe3+,c(H+)不变,消耗的Fe2+ 多,产生的 Fe3+少。(3)由于Fe3++3C2O2-4 􀪅􀪅Fe(C2O4)3-3 ,Fe(C2O4)3-3 不与稀碱溶液反应,所以加入的Na2C2O4 过量,对测定结果 没有影响。 第13讲 金属材料及金属矿物的开发利用 考点一 镁、铝及其化合物 􀪋􀪋必备知识整合·强基础􀪋􀪋 1.(1)①2Mg+O2 点燃 􀪅􀪅2MgO ②3Mg+N2 点燃 􀪅􀪅Mg3N2 2Mg+CO2 点燃 􀪅􀪅2MgO+C (2)②CaCO3 高温 􀪅􀪅CaO+CO2↑ CaO+H2O􀪅􀪅Ca(OH)2 Mg2++Ca(OH)2􀪅􀪅Mg(OH)2↓+Ca2+ Mg(OH)2+2HCl􀪅􀪅MgCl2+2H2O MgCl2·6H2O HCl △ 􀪅􀪅MgCl2+6H2O MgCl2(熔融) 电解 􀪅􀪅Mg+Cl2↑ 2.(1)①化合态 ②银白 延展 导电 小 ③a.4Al+3O2 点燃 􀪅􀪅2Al2O3 b.2Al+3Cl2 △ 􀪅􀪅2AlCl3 c.钝化 2Al+6H+􀪅􀪅2Al3++3H2↑ d.2Al+2OH-+6H2O􀪅􀪅2[Al(OH)4]-+3H2↑ e.2Al+Fe2O3 高温 􀪅􀪅2Fe+Al2O3 ④弱于 (2)①耐火材料 吸附性 2Al3++3H2O Al3++3H2O 2[Al(OH)4]- [Al(OH)4]- 2Al(OH)3 △ 􀪅􀪅Al2O3+ 3H2O ②a.Al3++3NH3·H2O􀪅􀪅Al(OH)3↓+3NH+4 b.[Al(OH)4]-+CO2􀪅􀪅Al(OH)3↓+HCO-3 c.Al3++3[Al(OH)4]-􀪅􀪅4Al(OH)3↓ (3)①KAl(SO4)2·12H2O 无色 可溶 ②Al(OH)3(胶体) 悬浮物 秒判正误 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)× 􀪋􀪋对点题组突破·提能力􀪋􀪋 1.B 稀释浓硫酸应该是把浓硫酸慢慢注入水中,并用玻璃棒 不断搅拌,A项不能达到目的;NaOH与 MgSO4 两者反应为 Mg2++2OH-􀪅􀪅Mg(OH)2↓,因此能够观察到沉淀产生, B项能达到目的;过滤应该用玻璃棒引流,而不是直接倒入 已装好滤纸的漏斗中,C项不能达到目的;氮气与镁反应生 成氮化镁,得不到镁粉,D项不能达到目的。 2.C 要制备氮化镁,需要除去空气中的氧气、CO2 和水蒸气, 则装置A、B中可依次加入 NaOH溶液、浓硫酸,A错误;若 去掉装置C ,镁与氧气反应生成氧化镁,对产品纯度有影响, B错误;实验时,应先加热装置C,通入一段时间空气除去氧 气,然后再加热装置D ,C正确;装置E中碱石灰的作用是吸 收空气中的水蒸气和二氧化碳,避免进入装置D中干扰实 验,D错误。 3.C 铝比铁活泼,但铝制品表面容易形成致密的氧化物薄膜, 比铁制品在空气中耐腐蚀,A正确;铝属于活泼的金属元素, 具有较强的还原性,铝热反应不仅被用于焊接钢轨,而且还 常用于冶炼熔点较高的金属,B正确;冶炼铝,一般电解熔融 状态的氧化铝,铝属于活泼的金属元素,电解氯化铝饱和溶 液,得不到金属铝,C不正确;Al2O3 的熔点很高,可用于制 作耐高温材料,D正确。 4.B Al2O3 既可以和酸反应生成盐和水,也可以和碱反应生 成盐和水,为两性氧化物,A正确;Al(OH)3 脱水过程没有 元素化合价发生变化,不属于氧化还原反应,B错误;HCl为 强酸,会 将 生 成 的 氢 氧 化 铝 沉 淀 溶 解,降 低 产 率,C正 确; Al(OH)3 与强酸如 HCl反应可以生成氯化铝和水,也可以 与强碱如NaOH反应生成四羟基合铝酸钠和水,D正确。 5.A MgCO3 是微溶物,不可拆成离子,故 A错误;SiO2 不溶 于盐酸,浸出渣为SiO2,故B正确;加入氨水沉镁:MgCl 2+ 2NH3·H2O􀪅􀪅Mg(OH)2↓+2NH4Cl,母液的主要溶质 是NH4Cl,故C、D正确。 6.C 步骤①中是将Al2O3 和Fe2O3 分离,Al2O3 能溶于氢氧 化钠溶液,故试剂 X一般使用的是氢氧 化 钠 溶 液,故 A正 确;步骤①得到的是Na[Al(OH)4]溶液,步骤②中,通入过 量的二氧化碳,主要的离子反应可能是[Al(OH)4]-+CO2 􀪅􀪅Al(OH)3↓+HCO-3 ,故B正确;步骤③中的加热操作 常在坩埚中完成,故C错误;步骤④中,电解熔融态的氧化铝 制备铝,在电解装置的阴极得到液态金属铝,故D正确。 考点二 铜及其化合物 􀪋􀪋必备知识整合·强基础􀪋􀪋 2.(1)2Cu+O2+CO2+H2O􀪅􀪅Cu2(OH)2CO3 (4)Cu2O+2H+􀪅􀪅Cu2++Cu+H2O (5)醛基 (6)H2O 秒判正误 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× 􀪋􀪋对点题组突破·提能力􀪋􀪋 1.D A项,应将反应后的液体倒入盛水的烧杯中,并不断搅 拌;B项,应将铜丝在空气中加热到红热后伸入盛满氯气的 集气瓶 中;C项,CuCl2 水 解 生 成 的 盐 酸 易 挥 发,加 热 蒸 干 CuCl2 溶液得不到无水CuCl2 固体。 2.D a、b、c、d分别为Cu、Cu2O、CuO、Cu(OH)2,均难溶于水, A正确;a为Cu,铜和氧气加热反应生成c为CuO,B正确; d为Cu(OH)2,氢氧化铜与乙醛发生氧化还原反应生成Cu2O, C正确;e代表Cu2+盐,若e为CuSO4 为白色,Cu2(OH)2CO3 为 绿色,D错误。 3.D 氯 化 铜 水 解 反 应 为 CuCl2+2H2O 􀜩􀜨􀜑 Cu(OH)2+ 2HCl,生成的 HCl易挥发,通入 HCl可以抑制CuCl2 的水 解,A正确;CuCl2·2H2O加热失去结晶水必须在 HCl的气 流中进行,所以先滴入浓硫酸产生 HCl气体,使硬质玻璃管 中充满 HCl气体后再点燃c处酒精灯,B正确;硬质玻璃管 内部右侧有生成的水蒸气和通入的 HCl,由于 HCl极易溶 于水,会产生白雾,C正确;HCl极易溶于水,为了防止倒吸, d中下层应为有机溶剂,可以是四氯化碳,上层为氢氧化钠 溶液,D错误。 4.A 浸取所得到的是FeCl2 溶液,与Cu不反应,不能用来腐 蚀铜制电路板,A项错误;加入浓盐酸可将CuCl转化为易溶 于水的物质实现与S的分离,B项正确;根据平衡移动原理 可知,加水平衡正向移动,使得CuCl析出,C项正确;乙醇洗 涤可减少因溶解而造成的损失,提高产率,真空干燥可防止 CuCl被氧化,提高纯度,D项正确。 考点三 金属材料及金属矿物的开发利用 􀪋􀪋必备知识整合·强基础􀪋􀪋 1.金属和非金属 金属特性 低 大 2.(1)铁 铬 (2)①低碳 中碳 高碳 ③青铜 3.(1)正 (2)化合 游离 (3)MgCl2(熔融) 电解 􀪅􀪅Mg+Cl2↑ 2Al2O3(熔融) 电解 冰晶石 􀪅􀪅􀪅􀪅4Al+3O2↑ 3CO+Fe2O3 高温 􀪅􀪅2Fe+3CO2 WO3+3H2 高温 􀪅􀪅W+3H2O 2HgO △ 􀪅􀪅2Hg+O2↑ 秒判正误 (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)× 􀪋􀪋对点题组突破·提能力􀪋􀪋 1.D 合金的熔点比它的各成分金属的熔点低,硬度大于其成 分金属,故A正确;合金的性质与成分的含量有关,所以改变 原料的配比,可以制得性能不同的铝锂合金,故B正确;铝锂 合金具有金属材料的一些通性,有金属光泽,可导电导热,故 C正确;合金的熔点比它的各成分金属的熔点低,硬度大于 其成分金属,所以铝锂合金的性质与各成分金属的性质不完 全相同,故D错误。 2.D 氢气以金属氢化物的形式存在于储氢合金中,故 A错 误;储氢合金在吸氢时放出大量热,体系能量降低,故B错 误;β相金属氢化物释放氢的过程中破坏化学键,故C错误; 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 -523-