第11讲 铁及其重要化合物 课件 -2025年高考化学一轮复习

方向比努力更重要 研究考纲·辨明考向 重 要 化 及 铁 其 物 合 高考化学一轮基础巩固提升 考纲要求 考纲解读 考向预测 1.以“氧化还原反应”为主线掌握“铁三角”及其应用。 2．掌握过渡元素的单质及化合物的基本特点。 3．掌握变价金属元素离子的氧化性和还原性及检验方法。 4．掌握Fe(OH)2的制备。 1.铁元素是过渡元素的代表，而铁及铁合金材料又在工农业生产中有着重要应用，因此铁及其化合物的有关知识是高考的热点内容之一，通常出现在非选择题中，个别选择题的选项中有所涉及。 2．预计命题以生活、生产、实际应用为背景，突出铁及其化合物的性质、应用，题型延续选择题、填空题、综合推断题及实验探究题的形式。 核心素养 思维导图 1.宏观辨识与微观探析：了解Fe的物理性质，掌握Fe、Fe2＋、Fe3＋的化学性质；了解Fe2＋、Fe3＋的常用检验方法。 2.变化观念与平衡思想：运用氧化还原反应理论分析Fe、Fe2＋、Fe3＋之间的相互转化。 3.证据推理与模型认知：能依据实验证据推出合理的结论；构建“铁三角”转化关系模型，运用模型解释化学问题。 名师备考建议 “思维方法”是思维的品质、方式和能力的综合，是个体高质量地解决生活实践或学习探索情境中的各种问题的基础。含铁化合物的制备及性质探究体现《中国高考评价体系》中学科素养“思维方法”涉及的“科学思维”、“创新思维”，要求采用严谨求真的、实证性的逻辑思维方式应对各种问题，要求运用开放性、创新性的思维方式应对问题情境，组织相关的知识与能力，注重独立性、批判性、发散性的思考，提出新视角、新观点、新方法、新设想，设计含铁化合物的制备实验方案，并解决物质制备及性质探究过程中出现的各种问题。 铁及其化合物等在生活中应用较广泛，以此为情境结合实验探究和工艺流程进行命题符合高考命题的应用性和创新性要求，也符合高考命题新趋势，是历年高考热点之一。常考查金属离子如Fe3+、Fe2+等的检验，以工业生产过程为载体，常与离子方程式的书写或正误判断、电化学知识、实验探究融合在一起综合考查。备考时要抓住“铁三角”之间的转化关系，特别要重视Fe2+、Fe3+的鉴别与检验的实验试题，以Fe2+的还原性、Fe3+的氧化性为核心的氧化还原知识及离子方程式的书写也是考查的热点。 通常元素化合物知识分散在高考题的不同题型中：在选择题中，一般直接考查金属元素及其化合物的基本性质和应用。在填空题中一般有两种考查方式：一是直接考查元素及其化合物的性质，通常以化学式的书写、化学方程式的书写、微粒的检验和鉴别等形式出现；二是与基本概念和基本理论结合考查，如与氧化还原反应、电化学、物质在水溶液中的行为、实验、计算等综合考查，对于铁及其化合物的复习备考，提醒各位注意以下三点： (1)学习元素化合物知识切忌死记硬背，否则极易遗忘。要学会从元素的价态、物质所属类别和物质所含有关元素在元素周期表中的位置的角度分析推理有关物质的化学性质。 (2)总结归纳铁元素单质和化合物的“化合价一物质类别”二维图是一个非常有用也非常重要的复习方法，一定要动手画出，不要依赖参考书，否则得不到好的效果。 (3)注意总结元素及其化合物的颜色、状态等物理性质和在生产生活中的用途等，这是容易忽视的知识盲点，也是被称为“伤心第一题”的考点。 预计2025年高考会继续对常见金属元素进行考查，有关金属及其化合物的化学方程式的书写，金属化合物性质的实验探究，用含多种金属元素的矿物制备某种金属或其化合物，有关金属及其化合物的计算等。也可能以工艺流程的形式考查考生对陌生金属元素的认知能力，考生应该在熟练掌握常见金属元素性质及应用的基础上，强化对陌生金属元素(如第四周期的Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Ga等)知识的迁移能力。 真题再现·辨明考向 √ 1. (2024年新课标卷)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 √ 2. (2024年广西卷)某小组对Fe2(SO4)3和K3[Fe(CN)6]的性质进行探究： Ⅰ．向少量蒸馏水里滴加2滴Fe2(SO4)3溶液，再滴加2滴KSCN溶液。 Ⅱ．向少量蒸馏水里滴加2滴K3[Fe(CN)6]溶液，再滴加2滴KSCN溶液。 下列说法正确的是 A．实验Ⅰ中继续加入少量K2SO4固体，溶液颜色变浅 B．实验Ⅱ中溶液呈红色 C．KSCN能区分Fe2(SO4)3和K3[Fe(CN)6] D．焰色试验不能区分Fe2(SO4)3和K3[Fe(CN)6] 解析：A．实验Ⅰ中，Fe2(SO4)3溶液与KSCN溶液反应的实质是：Fe3+＋3SCN－ Fe(SCN)3，硫酸钾固体溶于水产生钾离子和硫酸根，并不影响该平衡的移动，因此溶液的颜色不发生变化，故A错误； B．实验Ⅱ中，K3[Fe(CN)6]溶液中存在有K+、[Fe(CN)6]3-，[Fe(CN)6]3-并不能电离出Fe3+，因此K3[Fe(CN)6]溶液与KSCN溶液并不能发生反应，溶液颜色无明显变化，故B错误； C．实验Ⅰ中，KSCN溶液与Fe2(SO4)3溶液反应产生Fe(SCN)3，溶液变为红色，但K3[Fe(CN)6]溶液与KSCN溶液并不能发生反应，K3[Fe(CN)6]是一种深红色晶体，水溶液呈黄色，带有黄绿色荧光，因此加入KSCN可以区分两者，故C正确； √ 3. (2024年6月浙江卷)下列说法不正确的是 A．Al(OH)3呈两性，不能用于治疗胃酸过多 B．Na2O2能与CO2反应产生O2，可作供氧剂 C．FeO有还原性，能被氧化成Fe3O4 D．HNO3见光易分解，应保存在棕色试剂瓶中 解析：A．Al(OH)3呈两性，不溶于水，但可以与胃酸反应生成无毒物质，因此其能用于治疗胃酸过多，A不正确； B．Na2O2能与CO2反应产生O2，该反应能安全发生且不生成有毒气体，故Na2O2可作供氧剂，B正确； C．FeO有还原性，其中Fe元素的化合价为+2，用适当的氧化剂可以将其氧化成更高价态的Fe3O4，C正确； D．见光易分解的物质应保存在棕色试剂瓶中；HNO3见光易分解，故其应保存在棕色试剂瓶中，D正确； √ √ 5. (2024年广东卷)部分含Mg或Al或Fe物质的分类与相应化合价关系如图。下列推断合理的是 A. 若a在沸水中可生成e，则a→f的反应 一定是化合反应 B. 在g→f→e→d转化过程中，一定存在物质 颜色的变化 C. 加热c的饱和溶液，一定会形成能产生丁 达尔效应的红棕色分散系 D. 若b和d均能与同一物质反应生成c，则组成a的元素一定位于周期表p区 6．(2023年广东卷)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 √ 解析：A．化学符号Xe，原子序数54，在元素周期表中处于第5周期0族，故A错误； B．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，不是FeO，故B错误； C．2H与3H具有相同的质子数，不同的中子数，互为同位素，故C正确； D．金刚石是共价晶体，故D错误； √ 7. (2023年新课标卷)化学在文物的研究和修复中有重要作用。下列说法错误的是 A. 竹简的成分之一纤维素属于天然高分子 B. 龟甲的成分之一羟基磷灰石属于无机物 C. 古陶瓷修复所用的熟石膏，其成分为Ca(OH)2 D. 古壁画颜料中所用的铁红，其成分为Fe2O3 解析：A．纤维素是一种天然化合物，其分子式为(C6H10O5)n，其相对分子质量较高，是一种天然高分子，A正确； B．羟基磷灰石又称又称羟磷灰石、碱式磷酸钙，其化学式为[Ca10(PO4)6(OH)2]，属于无机物，B正确； C．熟石膏是主要成分为2CaSO4·H2O，Ca(OH)2为熟石灰的主要成分，C错误； D．Fe2O3为红色，常被用于油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，俗称铁红，D正确； √ 8. (2023年江苏卷)室温下，探究0.1mol·L－1 FeSO4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 Fe3+ 向2mLFeSO4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 Fe2+是否有还原性 向2mLFeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液， 观察溶液颜色变化 C Fe2+是否水解 向2mLFeSO4溶液中滴加2~3滴酚酞试液，观察溶 液颜色变化 D Fe2+能否催化H2O2 分解 向2mL5%H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，观察 气泡产生情况 解析：A．检验溶液中是否含有Fe3+应直接向待测液中滴加KSCN溶液，向待测液中滴加氯水会将Fe2+氧化为Fe3+干扰实验，A错误； B．向2mLFeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，若观察溶液紫色褪去，说明Fe2+有还原性，B正确； C．Fe2+发生水解反应Fe2+ ＋2H2O 2H+＋Fe(OH)2使溶液显酸性，应向2mLFeSO4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2mL5%H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，若产生气泡有可能是Fe3+的催化作用，D错误。 √ 9. (2023年辽宁卷)下列鉴别或检验不能达到实验目的的是 A. 用石灰水鉴别Na2CO3与NaHCO3 B. 用KSCN溶液检验FeSO4是否变质 C. 用盐酸酸化的BaCl2溶液检验Na2SO3是否被氧化 D. 加热条件下用银氨溶液检验乙醇中是否混有乙醛 解析：A．石灰水的主要成分为Ca(OH)2能与碳酸钠和碳酸氢钠反应生成碳酸钙，二者均生成白色沉淀，不能达到鉴别的目的，A错误； B．Fe2+变质后会生成Fe3+，可以利用KSCN溶液鉴别，现象为溶液变成血红色，可以达到检验的目的，B正确； C．Na2SO3被氧化后会变成Na2SO4，加入盐酸酸化的BaCl2后可以产生白色沉淀，可以用来检验Na2SO3是否被氧化，C正确； D．含有醛基的物质可以与银氨溶液反应生成银单质，可以用来检验乙醇中混油的乙醛，D正确； √ 10. (2023年浙江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 解析：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； B．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； C．氯气具有强氧化性，氯气与铁单质加热生成氯化铁，C正确； D．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； 11. (2022年1月浙江选考)下列说法正确的是 A. 铁与碘反应易生成碘化铁 B. 电解ZnSO4溶液可以得到Zn C. 用石灰沉淀富镁海水中的Mg2+，生成碳酸镁 D. SO2通入BaCl2溶液中生成BaSO3沉淀 解析：I2属于弱氧化剂，与Fe反应生成FeI2，A错误；电解一定浓度的硫酸锌溶液，Zn2+在阴极得电子析出Zn，B正确；石灰沉淀Mg2+生成的沉淀是Mg(OH)2，C错误；SO2通入BaCl2溶液中不能生成BaSO3沉淀，因为H2SO3酸性比HCl弱，该复分解反应不能发生，D错误； √ √ 12. (2022年6月浙江卷)关于化合物FeO(OCH3)的性质，下列推测不合理的是 A. 与稀盐酸反应生成FeCl3、CH3OH、H2O B. 隔绝空气加热分解生成FeO、CO2、H2O C. 溶于氢碘酸(HI)，再加CCl4萃取，有机层呈紫红色 D. 在空气中，与SiO2高温反应能生成Fe2(SiO3)3 解析：已知化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为+3价，CH3O-带一个单位负电荷，据此分析解题。 A．由分析可知，化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为+3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； B．由分析可知，化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为+3价，C为-1，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； C．由分析可知，化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为+3价，故其溶于氢碘酸(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； D．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； √ 13. (2022年海南卷)在2.8gFe中加入100mL3mol/LHCl，Fe完全溶解。NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．反应转移电子为0.1mol B．HCl溶液中Cl－数为3NA C．2.8g56Fe含有的中子数为1.3NA D．反应生成标准状况下气体3.36L 解析：2.8gFe的物质的量为0.05mol；100mL 3mol·L-1HCl中H+和Cl-的物质的量均为0.3mol，两者发生反应后，Fe完全溶解，而盐酸过量。 A．Fe完全溶解生成Fe2+，该反应转移电子0.1mol，A正确； B．HCl溶液中Cl-的物质的量为0.3mol，因此，Cl-数为0.3NA，B不正确； C．56Fe 的质子数为26、中子数为30，2.8g56Fe的物质的量为0.05mol，因此，2.8g56Fe含有的中子数为1.5NA，C不正确； D．反应生成H2的物质的量为0.05mol，在标准状况下体积为1.12L，D不正确； √ 14. (2022年辽宁卷)镀锌铁钉放入棕色的碘水中，溶液褪色；取出铁钉后加入少量漂白粉，溶液恢复棕色：加入CCl4，振荡，静置，液体分层。下列说法正确的是 A. 褪色原因为I2被Fe还原 B. 液体分层后，上层呈紫红色 C. 镀锌铁钉比镀锡铁钉更易生锈 D. 溶液恢复棕色的原因为I－被氧化 解析：A．Zn比Fe活泼，更容易失去电子，还原性更强，先与I2发生氧化还原反应，故溶液褪色原因为I2被Zn还原，A项错误； B．液体分层后，I2在CCl4层，CCl4的密度比水大，则下层呈紫红色，B项错误； C．若镀层金属活泼性大于Fe，则Fe不易生锈，反之，若Fe活泼性大于镀层金属，则Fe更易生锈，由于活泼性：Zn＞Fe＞Sn，则镀锡铁钉更易生锈，C项错误； D．漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2，其具有强氧化性，可将I－氧化，D项正确； 15. (2022年湖南卷)为探究FeCl3的性质，进行如下实验(FeCl3和Na2SO3溶液浓度均为0.1mol/L)。 依据上述实验现象，结论不合理的是 A. 实验①说明加热促进Fe3+水解反应 B. 实验②说明Fe3+既发生了水解反应，又发生了还原反应 C. 实验③说明Fe3+发生了水解反应，但没有发生还原反应 D. 整个实验说明SO32-对Fe3+的水解反应无影响，但对还原反应有影响 √ 解析：铁离子水解显酸性，亚硫酸根离子水解显碱性，两者之间存在相互促进的水解反应，同时铁离子具有氧化性，亚硫酸根离子具有还原性，两者还会发生氧化还原反应，在同一反应体系中，铁离子的水解反应与还原反应共存并相互竞争，结合实验分析如下：实验①为对照实验，说明铁离子在水溶液中显棕黄色，存在水解反应Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，煮沸，促进水解平衡正向移动，得到红褐色的氢氧化铁胶体；实验②说明少量亚硫酸根离子加入铁离子后，两者发生水解反应得到红褐色的氢氧化铁胶体；根据铁氰化钾检测结果可知，同时发生氧化还原反应，使铁离子被还原为亚铁离子，而出现特征蓝色沉淀；实验③通过反滴操作，根据现象描述可知，溶液仍存在铁离子的水解反应，但由于铁离子少量，没检测出亚铁离子的存在，说明铁离子的水解反应速率快，铁离子的还原反应未来得及发生。 A．铁离子的水解反应为吸热反应，加热煮沸可促进水解平衡正向移动，使水解程度加深，生成较多的氢氧化铁，从而使溶液显红褐色，故A正确； B．在5mLFeCl3溶液中滴加2滴同浓度的Na2SO3溶液，根据现象和分析可知，Fe3+既发生了水解反应，生成红褐色的氢氧化铁，又被亚硫酸根离子还原，得到亚铁离子，加入铁氰化钾溶液后，出现特征蓝色沉淀，故B正确； C．实验③中在5mL Na2SO3溶液中滴加2滴同浓度少量FeCl3溶液，根据现象和分析可知，仍发生铁离子的水解反应，但未来得及发生铁离子的还原反应，即水解反应比氧化还原反应速率快，故C正确； D．结合三组实验，说明铁离子与亚硫酸根离子混合时，铁离子的水解反应占主导作用，比氧化还原反应的速率快，因证据不足，不能说明亚硫酸离子对铁离子的水解作用无影响，事实上，亚硫酸根离子水解显碱性，可促进铁离子的水解反应，故D错误。 √ 16. (2021年高考河北卷) “灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是 A. 钢是以铁为主的含碳合金 B. 钢的含碳量越高，硬度和脆性越大 C. 生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高 D. 冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3 解析：A．钢是含碳量低的铁合金，故A正确； B．钢的硬度和脆性与含碳量有关，随着含碳量的增大而增大，故正确； C．由题意可知，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢，说明生铁的熔点低于熟铁，故C错误； D．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，可用于冶炼铁，故D正确；故选C。 17. (2021年高考湖南卷)下列说法正确的是 A. 糖类、蛋白质均属于天然有机高分子化合物 B. FeO粉末在空气中受热，迅速被氧化成Fe3O4 C. SO2可漂白纸浆，不可用于杀菌、消毒 D. 镀锌铁皮的镀层破损后，铁皮会加速腐蚀 √ 解析：A．糖类分为单糖、二糖和多糖，其中属于多糖的淀粉、纤维素的相对分子质量上万，属于天然高分子化合物，蛋白质也属于天然有机高分子化合物，而单糖和二糖相对分子质量较小，不属于天然高分子化合物，A错误； B．氧化亚铁具有较强的还原性，在空气中受热容易被氧气氧化为稳定的四氧化三铁，B正确； C．二氧化硫除了具有漂白作用，可漂白纸浆、毛和丝等，还可用于杀菌消毒，例如，在葡萄酒酿制过程中可适当添加二氧化硫，起到杀菌、抗氧化作用，C错误； D．镀锌的铁皮镀层破损后构成原电池，锌作负极，铁作正极被保护，铁皮不易被腐蚀，D错误； 18. (2021年广东卷)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 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 √ 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。 A．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； B．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； C．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； D．b→c→d→e→b转化如 ，故D不选；综上所述，答案为C。 √ 19. (2021年山东卷)下列由实验现象所得结论错误的是 A. 向NaHSO3溶液中滴加氢硫酸，产生淡黄色沉淀，证明HSO3-具有氧化性 B. 向酸性KMnO4溶液中加入Fe3O4粉末，紫色褪去，证明Fe3O4中含Fe(Ⅱ) C. 向浓HNO3中插入红热的炭，产生红棕色气体，证明炭可与浓HNO3反应生 成NO2 D. 向NaClO溶液中滴加酚酞试剂，先变红后褪色，证明NaClO在溶液中发生 了水解反应 20.(2021年湖南卷)铁的配合物离子(用[L—Fe—H]+表示)催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示： √ √ 21. (2021年高考江苏卷)下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是 A. 铁粉能与O2反应，可用作食品保存的吸氧剂 B. 纳米Fe3O4能与酸反应，可用作铁磁性材料 C. FeCl3具有氧化性，可用于腐蚀印刷电路板上的Cu D. 聚合硫酸铁能水解并形成胶体，可用于净水 解析：A．因为铁粉能与O2反应，所以可用作食品保存的吸氧剂，A正确； B．纳米Fe3O4具有磁性，可用作铁磁性材料，B错误； C．FeCl3与Cu反应生成FeCl2和CuCl2，主要利用其氧化性，C正确； D．聚合硫酸铁能水解并形成胶体，具有吸附性，可用于净水，D正确； √ 22．(2020年浙江选考)黄色固体X，可能含有漂白粉、FeSO4、Fe2(SO4)3、CuCl2、KI之中的几种或全部。将X与足量的水作用，得到深棕色固体混合物Y和无色碱性溶液Z。下列结论合理的是 A．X中含KI，可能含有CuCl2 B．X中含有漂白粉和FeSO4 C．X中含有CuCl2，Y中含有Fe(OH)3 D．用H2SO4酸化溶液Z，若有黄绿色气体放出，说明X中含有CuCl2 解析：固体X为黄色，则含有Fe2(SO4)3，溶于水后，要使溶液Z为无色碱性，则一定含有漂白粉，且漂白粉过量，得到深棕色固体混合物Y，则固体Y是Fe(OH)3和Cu(OH)2的混合物，X中一定含有CuCl2，FeSO4和Fe2(SO4)3中含有其中一种或两种。若X中含有KI，则会与漂白粉反应生成I2，溶液不为无色，A不正确；由分析可知，不一定含有FeSO4，B不正确；由分析可知，X中含有CuCl2，Y中含有Fe(OH)3，C正确；酸化后，产生黄绿色气体，为氯气，则反应的离子方程式为Cl－＋ClO－＋2H＋===Cl2↑＋H2O，此时的Cl－有可能来自漂白粉氧化FeSO4产生的Cl－，也有可能是漂白粉自身含有的，不能推导出含有CuCl2，D不正确。 23．(2024年北京卷)某小组同学向pH＝1的0.5mol·L-1的FeCl3溶液中分别加入过量的Cu粉、Zn粉和Mg粉，探究溶液中氧化剂的微粒及其还原产物。 (1)理论分析 依据金属活动性顺序，Cu、Zn、Mg中可将Fe3+还原为Fe的金属是_________。 (2)实验验证 实验 金属 操作、现象及产物 I 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质 II 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了 大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3~4，取出 固体，固体中未检测到Fe单质 III 过量Mg 有大量气泡产：生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量 红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3~4时，取 出固体，固体中检测到Fe单质 Mg、Zn ①分别取实验I、Ⅱ、Ⅲ中的少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，证明都有Fe2+生成，依据的现象是________________。 ②实验Ⅱ、Ⅲ都有红褐色沉淀生成，用平衡移动原理解释原因_____________ ___________________________________________________________________ __________________________________________。 ③对实验Ⅱ未检测到Fe单质进行分析及探究。 i．a．甲认为实验Ⅱ中，当Fe3+、H+浓度较大时，即使Zn与Fe2+反应置换出少量Fe，Fe也会被Fe3+、H+消耗。写出Fe与Fe3+、H+反应的离子方程式__________________________________________________________________。 产生蓝色沉淀 Fe3+水解方程式为Fe3+＋3H2O Fe(OH)3＋3H+，加入的Mg或Zn会消耗H+，促进Fe3+水解平衡正向移动，使其转化为Fe(OH)3沉淀 Fe3+＋2Fe＋2H+＝4Fe2+＋H2↑或2Fe3+＋Fe＝3Fe2+、2H+＋Fe＝Fe2+＋H2↑ b．乙认为在pH为3~4的溶液中即便生成Fe也会被H+消耗。设计实验__________ _____________________________________________________________________ ________________(填实验操作和现象）。 证实了此条件下可忽略H+对Fe的消耗。 c．丙认为产生的红褐色沉淀包裹在Zn粉上，阻碍了Zn与Fe2+的反应。实验证实了Zn粉被包裹。 ii．查阅资料：0.5mol·L-1Fe3+开始沉淀的pH约为1.2，完全沉淀的pH约为3。 结合a、b和c，重新做实验Ⅱ，当溶液pH为3~4时，不取出固体，向固－液混合物中持续加入盐酸，控制pH＜1.2，______________________________________ ______________ (填实验操作和现象)，待pH为3~4时，取出固体，固体中检测到Fe单质。 向pH为3~4的稀盐酸中加铁粉，一段时间后取出少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不产生蓝色沉淀 加入几滴KSCN溶液，待溶液红色消失后，停止加入盐酸 (3)对比实验Ⅱ和Ⅲ，解释实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质的原因______________ __________________________________________。 加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹 解析：实验Ⅰ中，加入过量的Cu，Cu与Fe3+发生反应2Fe3+＋Cu＝Cu2+＋2Fe2+，一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质；实验Ⅱ中，加入过量的Zn，发生反应Zn＋2H+＝Zn2+＋H2↑，有气泡产生，pH逐渐增大，使得Fe3+转化为红褐色沉淀Fe(OH)3，固体中未检测到Fe单质，原因可能是Fe3+的干扰以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包裹；实验Ⅲ中，加入过量Mg，发生反应Mg＋2H+＝Mg2+＋H2↑，由于Mg很活泼，该反应非常剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质，对比实验Ⅱ和Ⅲ，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。 (1)在金属活动性顺序表中，Mg、Zn排在Fe之前，Cu排在Fe之后，因此Mg、Zn可将Fe3+还原为Fe； (2)①Fe2+与K3[Fe(CN)6]会生成蓝色的KFe[Fe(CN)6]沉淀； ②Fe3+水解方程式为Fe3+＋3H2O Fe(OH)3＋3H+，加入的Mg或Zn会消耗H+，促进Fe3+水解平衡正向移动，使其转化为Fe(OH)3沉淀； ③i．a．Fe与Fe3+、H+反应的离子方程式为：2Fe3+＋2Fe＋2H+＝4Fe2+＋H2↑或2Fe3+＋Fe＝3Fe2+、2H+＋Fe＝Fe2+＋H2↑； b．要证实在pH为3~4的溶液中可忽略H+对Fe的消耗，可向pH为3～4的稀盐酸中加铁粉，一段时间后取出少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不产生蓝色沉淀，即说明此条件下Fe未与H+反应生成Fe2+； ⅱ．结合a，b和c可知，实验Ⅱ未检测到Fe单质的原因可能是Fe3+的干扰以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包裹，因此可控制反应条件，在未生成Fe(OH)3沉淀时将Fe3+还原，即可排除两个干扰因素，具体操作为：重新做实验Ⅱ，当溶液pH为3~4时，不取出固体，向固－液混合物中持续加入盐酸，控制pH＜1.2，加入几滴KSCN溶液，待溶液红色消失后，停止加入盐酸，待pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质； (3)对比实验Ⅱ和Ⅲ，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。 24. (2023年海南卷)某小组开展“木耳中铁元素的检测”活动。检测方案的主要步骤有：粉碎、称量、灰化、氧化、稀释、过滤、滴定等。回答问题： (1)实验方案中出现的图标 和 ，前者提示实验中会用到温度 较高的设备，后者要求实验者________________(填防护措施)。 (2)灰化：干燥样品应装入_______中(填标号)，置高温炉内，控制炉温850℃，在充足空气氛中燃烧成灰渣。 a．不锈钢培养皿 b．玻璃烧杯 c．石英坩埚 佩戴护目镜 c (3)向灰渣中滴加32%的硝酸，直至没有气泡产生。灰化容器中出现的红棕色气体主要成分是_______(填化学式)，因而本实验应在实验室的_______中进行(填设施名称)。若将漏斗直接置于容量瓶上过滤收集滤液(如图所示)，存在安全风险，原因是___________________________________。 (4)测定铁含量基本流程：将滤液在200mL容量瓶中定容， 移取25.00mL，驱尽NO3－并将Fe3+全部还原为Fe2+。用5mL 微量滴定管盛装K2Cr2O7标准溶液进行滴定。 NO2 通风橱 液体无法顺利流下 ①选用微量滴定管的原因是__________________________________。 ②三次平行测定的数据如下表。针对该滴定数据，应采取的措施是 ____________________ 序号 1 2 3 标准溶液用量/mL 2.715 2.905 2.725 ③本实验中，使测定结果偏小的是_______(填标号)。 a．样品未完全干燥 b．微量滴定管未用标准溶液润洗 c．灰渣中有少量炭黑 滴定更准确，节约试剂 舍去第二次数据 a 解析：(1) 标识 提醒实验者需佩戴护目镜。答案为：佩戴护目镜。 (2)高温灼烧固体物质需在石英坩埚中进行。答案为：c。 (3)滴加32%的硝酸，灰化容器中出现的红棕色气体主要成分是NO2，由于NO2有毒，需在通风橱进行；将漏斗直接置于容量瓶上过滤收集滤液，加入溶液时，容量瓶中形成压强差，可能导致溶液无法顺利流下。答案为：NO2；通风橱；液体无法顺利流下。 25. (2023年重庆卷)Fe3O4是一种用途广泛的磁性材料，以FeCl2为原料制备Fe3O4并获得副产物CaCl2水合物的工艺如下。 25℃时各物质溶度积见下表： 物质 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Ca(OH)2 溶度积(Ksp) 4.9×10-17 2.8×10-39 5.0×10-6 回答下列问题： (1) Fe3O4中Fe元素的化合价是＋2和___。O2-的核外电子排布式为____________。 (2)反应釜1中的反应需在隔绝空气条件下进行，其原因是__________________ _______________________。 (3)反应釜2中，加入CaO和分散剂的同时通入空气。 ①反应的离子方程式为__________________________________________。 ②为加快反应速率，可采取的措施有____________________。(写出两项即可)。 +3 1s22s22p6 防止二价铁被空气中氧气氧化为三价铁 4CaO＋6H2O＋4Fe2+＋O2＝4Fe(OH)3＋4Ca2+ 适当升高温度、搅拌 (4)①反应釜3中，25℃时，Ca2+浓度为5.0mol/L，理论上pH不超过_______。 ②称取CaCl2水合物1.000g，加水溶解，加入过量Na2C2O4，将所得沉淀过滤洗涤后，溶于热的稀硫酸中，用0.1000mol/LKMnO4标准溶液滴定，消耗24.00mL。滴定达到终点的现象为_______________________________________________ __________，该副产物中CaCl2的质量分数为_______。 11 最后半滴标准液加入后，溶液变为红色，且半分钟 内不变色 66.6% 解析：FeCl2溶液加入氧化钙生成氢氧化亚铁，FeCl2溶液加入氧化钙和空气生成Fe(OH)3，反应釜1、2中物质混合后调节pH，加压过滤分离出沉淀处理得到Fe3O4，滤液处理得到CaCl2水合物；， (1) Fe3O4可以写成FeO∙ Fe2O3，故Fe元素的化合价是+2和+3。O2-为氧原子得到2个电子形成的，核外电子排布式为1s22s22p6； (2)空气中氧气具有氧化性，反应釜1中的反应需在隔绝空气条件下进行，其原因是防止二价铁被空气中氧气氧化为三价铁； (3)①反应釜2中，加入CaO和分散剂的同时通入空气，氧气将二价铁氧化三价铁，三价铁与氧化钙和水生成的氢氧化钙生成氢氧化铁，反应的离子方程式为4CaO＋6H2O＋4Fe2+＋O2＝4Fe(OH)3＋4Ca2+。 ②为加快反应速率，可采取的措施有适当升高温度、搅拌等； 26. (2022年河北卷)以焙烧黄铁矿FeS2 (杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝Fe(NH4)Fe(CN)6颜料。工艺流程如下： (1)红渣的主要成分为 (填化学式)，滤渣①的主要成分为 (填化学式)。 Fe2O3 SiO2 (2)黄铁矿研细的目的是 。 (3)还原工序中，不生成S单质的反应的化学方程式为 。 (4)工序①的名称为 ，所得母液循环使用。 (5)沉铁工序产生的白色沉淀Fe(NH4)Fe(CN)6中Fe的化合价为_______，氧化工序发生反应的离子方程式为 。 (6)若用还原工序得到的滤液制备Fe2O3∙xH2O和(NH4)2SO4，所加试剂为_______和 (填化学式，不引入杂质)。 增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率 7Fe2(SO4)3＋FeS2＋8H2O＝15FeSO4＋8H2SO4 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤 +2、+3 Fe(NH4)2Fe(CN)6＋ClO-＋2H+＝Fe(NH4)Fe(CN)6＋H2O＋Cl-＋NH4+ H2O2 NH3·H2O (1)由分析可知，红渣的主要成分为：Fe2O3，滤渣①的主要成分为：SiO2，故答案为：Fe2O3；SiO2； (2)黄铁矿研细的主要目的是增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率，故答案为：增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率； (3)由分析可知，还原工序中，不产生S单质沉淀，则硫元素被氧化为SO42-，反应原理为：14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+，故化学方程式为：7Fe2(SO4)3＋FeS2＋8H2O＝15FeSO4＋8H2SO4，故答案为：7Fe2(SO4)3＋FeS2＋8H2O＝15FeSO4＋8H2SO4； (4)由分析可知，工序①的名称为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤，所得母液主要含有FeSO4溶液和H2SO4可以循环利用，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤； (5)沉铁工序中产生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe的化合价为+2价和[Fe(CN)6]3-中的+3价，由分析可知，氧化工序所发生的离子方程式为：Fe(NH4)2Fe(CN)6＋ClO-＋2H+＝Fe(NH4)Fe(CN)6＋H2O+Cl-+NH4+，故答案为：+2、+3；Fe(NH4)2Fe(CN)6+ClO-+2H+=Fe(NH4)Fe(CN)6+H2O+Cl-+NH4+； (6)由分析可知，还原工序所得的滤液中主要含有FeSO4溶液和H2SO4，向滤液中先加入一定量的H2O2溶液将Fe2+完全氧化为Fe3+，在向氧化后的溶液中加入氨水至不再产生沉淀为止，过滤洗涤，对沉淀进行灼烧，即可制得Fe2O3·x H2O和(NH4)2SO4，故所需要加入的试剂为H2O2和NH3·H2O，故答案为：H2O2；NH3·H2O。 27. (2022年新高考山东卷)实验室利用FeCl2∙4H2O和亚硫酰氯(SOCl2)制备无水FeCl2的装置如图所示(加热及夹持装置略)。已知SOCl2沸点为76℃，遇水极易反应生成两种酸性气体。回答下列问题： (1)实验开始先通N2。一段时间后，先加热装置_______(填“a”或“b”)。装置b内发生反应的化学方程式为_____________________ 。装置c、d共同起到的作用是___________ ______________________。 a FeCl2∙4H2O+4SOCl2 FeCl2+4SO2↑+8HCl↑ 冷凝回流SOCl2 (2)现有含少量杂质的FeCl2∙nH2O，为测定n值进行如下实验： 实验Ⅰ：称取m1g样品，用足量稀硫酸溶解后，用c mol·L-1K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+达终点时消耗VmL(滴定过程中Cr2O72-转化为Cr3+，Cl－不反应)。 实验Ⅱ：另取m1g样品，利用上述装置与足量SOCl2反应后，固体质量为m2g。 则n＝______________；下列情况会导致n测量值偏小的是_______(填标号)。 A．样品中含少量FeO杂质 B．样品与SOCl2反应时失水不充分 C．实验Ⅰ中，称重后样品发生了潮解 D．滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成 AB (3)用上述装置、根据反应TiO2＋CCl4 TiCl4＋CO2制备TiCl4。已知TiCl4与CCl4分子结构相似，与CCl4互溶，但极易水解。选择合适仪器并组装蒸馏装置对TiCl4、CCl4混合物进行蒸榴提纯(加热及夹持装置略)，安装顺序为①⑨⑧______________(填序号)，先馏出的物质为_______。 ⑥⑩③⑤ CCl4 解析：SOCl2与H2O反应生成两种酸性气体，FeCl2∙4H2O与SOCl2制备无水FeCl2的反应原理为：SOCl2吸收FeCl2∙4H2O受热失去的结晶水生成SO2和HCl，HCl可抑制FeCl2的水解，从而制得无水FeCl2。 (1)实验开始时先通N2，排尽装置中的空气，一段时间后，先加热装置a，产生SOCl2气体充满b装置后再加热b装置，装置b中发生反应的化学方程式为FeCl2∙4H2O＋4SOCl2 FeCl2＋4SO2↑＋8HCl↑；装置c、d的共同作用是冷凝回流SOCl2；答案为：a；FeCl2∙4H2O＋4SOCl2 FeCl2＋4SO2↑＋8HCl↑；冷凝回流SOCl2。 (2)滴定过程中Cr2O72-将Fe2+氧化成Fe3+，自身被还原成Cr3+，反应的离子方程式为6Fe2+＋Cr2O72-＋14H+＝6Fe3+＋2Cr3+＋7H2O，则m1g样品中n(FeCl2)= 6n(Cr2O72-)＝6cV×10-3mol；m1g样品中结晶水的质量为(m1-m2)g，结晶水物质的 量为 mol，n(FeCl2)：n(H2O)=1：n=(6cV×10-3mol)： mol， 解得n= ； A．样品中含少量FeO杂质，溶于稀硫酸后生成Fe2+，导致消耗的K2Cr2O7溶液的体积V偏大，使n的测量值偏小，A项选； B．样品与SOCl2反应时失水不充分，则m2偏大，使n的测量值偏小，B项选； C．实验I称重后，样品发生了潮解，样品的质量不变，消耗的K2Cr2O7溶液的体积V不变，使n的测量值不变，C项不选； D．滴定达到终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成，导致消耗的K2Cr2O7溶液的体积V偏小，使n的测量值偏大，D项不选； 答案选AB。 (3)组装蒸馏装置对TiCl4、CCl4混合物进行蒸馏提纯，按由下而上、从左到右的顺序组装，安装顺序为①⑨⑧，然后连接冷凝管，蒸馏装置中应选择直形冷凝管⑥、不选用球形冷凝管⑦，接着连接尾接管⑩，TiCl4极易水解，为防止外界水蒸气进入，最后连接③⑤，安装顺序为①⑨⑧⑥⑩③⑤；由于TiCl4、CCl4分子结构相似，TiCl4的相对分子质量大于CCl4，TiCl4分子间的范德华力较大，TiCl4的沸点高于CCl4，故先蒸出的物质为CCl4；答案为：⑥⑩③⑤；CCl4。 28. (2021年北京卷)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。 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 。 与硫酸反应，使得TiOSO4+2H2O TiO2·H2O↓+ H2SO4平衡正向移动，沉钛；过量的作用是防止二价铁被氧化 过滤 (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+) 0.1mol/L(填“＞”“=”或“＜”)。 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：________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 Fe2++ 2NH3·H2O ＝Fe(OH)2 + 2NH4+ ＞ pH6.0左右，4Fe(OH)2 +O2+ 2H2O＝4Fe(OH)3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 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(Fe2+)降低量大于c(Fe3+)增加量。结合总方程式说明原因：________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 溶液中同时存在两个氧化反应4Fe2+ + O2 +4H+＝4Fe3+和4Fe2+ + O2+ 2H2O＝4FeOOH + 4H+，因此c(Fe2+)的减小大于c(Fe3+)的增加。或用叠加反应解释： 12Fe2+ + 3O2+ 2H2O＝4FeOOH + 8Fe3+ 不受影响 (1)与硫酸反应，使得TiOSO4+2H2O TiO2·H2O↓+ H2SO4平衡正向移动，沉钛；过量的作用是防止二价铁被氧化. 钛白粉废渣成分：FeSO4·H2O、TiOSO4及其它难溶物，充分反应后有沉淀出现，所以分离混合物的方法是过滤； (2)pH6.0左右， 4Fe(OH)2 +O2+ 2H2O＝4Fe(OH)3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.溶液中同时存在两个氧化反应4Fe2+ + O2 +4H+＝4Fe3+和4Fe2+ + O2+ 2H2O =4FeOOH + 4H+，因此c(Fe2+)的减小大于c(Fe3+)的增加。或用叠加反应解释： 12Fe2+ + 3O2+ 2H2O= 4FeOOH + 8Fe3+ (3)由于Fe3++3C2O42- =Fe(C2O4)3 ，Fe(C2O4)3 不与稀碱溶液反应, 所以加入的Na2C2O4过量，则测定结果不受影响 29．(2021年八省联考湖北卷)无水FeCl3是常用的芳香烃取代反应催化剂，它具有易水解、易升华的性质。铁粉与氯气反应制备无水FeCl3的实验装置如图所示： E和G用来收集产物。回答下列问题： (1)通入氯气后，A中观察到有酸雾产生，C中P2O5的作用是______________。 (2)在E、G处收集产物是利用了FeCl3____________的性质。 除去酸雾 易升华 (3)实验过程中若F处出现堵塞，则在B处可观察到的现象是________________。可通过________________(填简单操作)，使实验能继续进行。 (4)I中反应的离子方程式为___________________________________。 (5)某同学用5.60g干燥铁粉制得无水FeCl3样品13.00g，该次实验的产率是_____。 (6)实验室中还常用SOCl2与FeCl3·6H2O晶体共热制备无水FeCl3，其化学反应方程式为_____________________________________________________。 检验水合三氯化铁原料中是否存在FeCl2的试剂是_______________。 B处有气泡产生 适当加热F处 Cl2＋2OH－=== Cl－＋ClO－＋H2O 80.00% 铁氰化钾 解析：潮湿的氯气通过浓硫酸时，水与浓硫酸相遇放出大量的热使三氧化硫逸出，三氧化硫遇到瓶内的水蒸气形成酸雾，C中五氧化二磷的作用是除去酸雾，干燥的氯气和铁粉在D中反应生成氯化铁，因氯化铁易升华，到达E、G后重新凝华收集得到氯化铁，反应不完的氯气用I中NaOH溶液吸收，H中无水氯化钙防止I中水蒸气进入G中使氯化铁水解。 (1)由分析可知，C中P2O5的作用是除去酸雾。 (2)在E、G处收集产物是利用了FeCl3易升华的性质。 (3)实验过程中若F处出现堵塞，则氯气将到达B处，可在B处看到有气泡产生；氯化铁易升华，则可通过适当加热F处，使实验能继续进行。 (6)若直接加热FeCl3·6H2O，氯化铁会水解得氢氧化铁和HCl，HCl易挥发，促进氯化铁水解，最终得到氢氧化铁，实验室中常用SOCl2与FeCl3·6H2O晶体共热制备无水FeCl3，说明该过程产生了HCl抑制了氯化铁水解，结合原子守恒可知该反应的化学方程式为FeCl3·6H2O＋6SOCl2 FeCl3＋12HCl↑＋6SO2↑；亚铁离子与铁氰化钾相遇产生蓝色沉淀，因此检验水合三氯化铁原料中是否存在FeCl2的试剂是铁氰化钾溶液。 30．(2016年高考全国卷Ⅱ)某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。 回答下列问题： (1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 mol·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是_______________________。 (2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2＋氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为___________________________。 防止Fe2＋被氧化 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ 解析：(1)Fe2＋具有很强的还原性，易被空气中的O2氧化为Fe3＋，在FeCl2溶液中加入少量铁屑，可防止Fe2＋被氧化。 (2)Fe2＋被氧化为Fe3＋，Cl2被还原为Cl－，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。 (3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是________________________________________。 解析：(3)O2难溶于煤油，加入煤油能隔绝空气，排除O2对实验的影响。 隔绝空气(排除氧气对实验的影响) (4)丙组同学取10 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液，加入6 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验： ①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色； ②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀； ③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。 实验②检验的离子是______(填离子符号)；实验①和③说明：在I－过量的情况下，溶液中仍含有______(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为____________。 Fe2＋ Fe3＋ 可逆反应 解析：(4)实验②中K3[Fe(CN)6]溶液的作用是检验Fe2＋。根据实验①，CCl4层显紫色，说明有I2生成，根据实验②，生成蓝色沉淀，说明有Fe2＋生成，根据实验③，溶液变红，说明有Fe3＋剩余，I－过量的情况下，溶液中仍含有Fe3＋，由此说明该反应为可逆反应。 (5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为 ； 一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是______________________________________________； 生成沉淀的原因是____________________________________________(用平衡移动原理解释)。 解析：(5)溶液变为棕黄色，说明生成了Fe3＋，离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。溶液中有气泡出现，说明H2O2在Fe3＋的催化作用下发生了分解反应，生成了O2。随后生成红褐色沉淀，则沉淀为Fe(OH)3，H2O2分解放出热量，Fe3＋的水解平衡Fe3＋＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋向正反应方向不断进行，因此得到Fe(OH)3沉淀。 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O Fe3＋催化H2O2分解产生O2 H2O2分解反应放热，促进Fe3＋的水解平衡正向移动 1.铁 铁位于元素周期表中第 周期 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。 (1)原子结构 (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。 四 Ⅷ 考点一、铁的单质、氧化物和氢氧化物 核心知识梳理 (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。 按要求书写下列反应的方程式： ①Fe与Cl2、S反应的化学方程式： ； 。 ②Fe与水蒸气的反应： 。 ③与氧化性酸(如HNO3)的反应(写离子方程式)。 Fe与过量稀HNO3的反应： 。 Fe与少量稀HNO3的反应： 。 ④Fe与FeCl3溶液的反应(写离子方程式)： 。 特别提醒　铁遇冷的浓硝酸、浓硫酸时，表面会生成一层致密的氧化膜，化学上称之为钝化，属于化学变化。 Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ (1)铁位于元素周期表中第四周期ⅧB族(　　) 错因： 。 (2)铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在(　　) 错因： 。 (3)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2(　　) 错因： 。 (4)Fe分别与氯气、盐酸反应得到相同的氯化物(　　) 错因： 。 × × × × 铁位于Ⅷ族，不是副族 在陨铁中存在铁单质 Fe与Cl2反应生成FeCl3，与Cl2的量无关 Fe与Cl2反应生成FeCl3，与盐酸反应生成FeCl2，产物不同 正误判断 (5)Fe3O4中Fe的化合价有＋2价和＋3价，因而Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物(　　) 错因： 。 × Fe3O4是一种化合物，不是混合物 三个注意 1．铁分别与氯气和盐酸反应所得的氯化物不同，Fe与Cl2反应生成 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·xH2O，而铁在 纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。 3．铁与硫蒸气反应生成的是FeS而不是Fe2S3；铁与碘蒸气反应生成 的是FeI2而不是FeI3。 智能提升 教材实验再回首 实验：铁与水蒸气的反应 牛刀小试 √ A．反应生成FeO B．湿棉花的主要作用是冷却试管，防止炸裂 C．肥皂液的主要作用是检验生成的H2 D．铁粉与水蒸气反应后，可立即用磁铁将剩余铁粉分离出来 还原铁粉与水蒸气反应的装置如图所示，下列有关该实验的说法正确的是(　　) 解析：铁与水蒸气反应生成Fe3O4，A错误；湿棉花的作用是提供反应物水蒸气，B错误；使用肥皂液是为了检验反应中生成的H2，反应一段时间后，有肥皂泡吹起时，用点燃的火柴靠近肥皂泡，当听到爆鸣声时，说明铁与水蒸气反应生成了H2，C正确；铁与水蒸气反应的产物四氧化三铁也可以被磁铁吸引，不能分离出铁，D错误。 对点训练 题组一　铁的性质 1．铁片投入下列溶液后，金属片质量减少，但无气体产生的是(　　) A．冷的浓硝酸 B．Cu(NO3)2溶液 C．稀硫酸 D．Fe(NO3)3溶液 √ 解析：A项中铁片在浓硝酸中钝化，金属片质量不会减少；B项中铁与Cu(NO3)2溶液发生置换反应，金属片质量增加；C项中有气体产生。 2．5.6 g铁粉与一定量的硫黄混合，在空气中加热发生剧烈反应，冷却后用足量的盐酸溶解反应后的残留固体，产生了2.0 L气体(标准状况)，通过分析可知其小于应生成的气体量，其最可能的原因是(　　) A．硫黄量不足 B．生成了FeS C．生成了Fe2S3 D．有部分Fe被空气中的氧气氧化了 √ 解析：当此混合物反应完全后，加入足量的盐酸时，如果铁过量，1 mol铁对应1 mol氢气，如果硫黄过量，硫化亚铁与盐酸反应，1 mol硫化亚铁对应1 mol硫化氢气体，故5.6 g铁反应，对应的气体为2.24 L(标准状况)，但是实际产生的气体体积偏小，可能原因是部分Fe被空气中的氧气氧化了。 题组二　铁及重要化合物性质 3.下列关于铁的说法正确的是 A.铁在硫蒸气中燃烧生成Fe2S3 B.纯铁的抗腐蚀能力较差，铁在干燥的空气里易被氧化 C.工业上用CO在高温条件下还原含Fe2O3的铁矿石炼铁 D.铁在纯氧中燃烧或在氯气中燃烧所得产物中铁的化合价均为＋3价 √ 解析：Fe与S反应生成FeS，A项错误； 纯铁不易发生电化学腐蚀，抗腐蚀能力较强，铁在干燥的空气里不易被氧化，B项错误； 铁在纯氧中燃烧产物是Fe3O4，其中铁的化合价有＋2价和＋3价两种价态，D项错误。 4.铁是日常生活中使用最广泛的金属，下列关于铁的一些说法正确的是 A.常温下浓硫酸与铁不反应，故常温下可用铁制容器贮藏、贮运浓硫酸 B.铁是较活泼的金属，它与卤素单质(X2)反应的生成物均为FeX3 C.Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2<Fe(OH)3 D.铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe2O3 √ 解析：A项，铁在常温下与浓硫酸反应形成致密的氧化膜； B项，Fe与I2只能生成FeI2； D项，均得到Fe3O4。 5.关于铁及其化合物，下列说法正确的是 A.灼热的Fe与Cl2反应生成FeCl2 B.氢氧化亚铁溶于稀硝酸中：Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O C.Fe(OH)2暴露在空气中会变为红褐色 D.向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液可得到纯净的Fe(OH)2沉淀 √ 解析：Cl2氧化性强，灼热的Fe与Cl2反应生成FeCl3，故A错误； 氢氧化亚铁具有还原性，会被具有氧化性的稀硝酸氧化变为Fe3＋，B错误。 √ 题组三　铁及其化合物的定量计算 6．(2025届沈阳开学模拟)把22.4 g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，如反应只收集到0.3 mol NO2和0.2 mol NO，下列说法正确的是(　　) A．反应后生成的盐只为Fe(NO3)3 B．反应后生成的盐只为Fe(NO3)2 C．反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比为1∶3 D．反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比为3∶1 √ 归纳总结 2.铁的氧化物比较 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 ____ ____ ________ 稳定性 不稳定 稳定 稳定 ＋2 ＋3 ＋2、＋3 与H＋反应的离子方程式 _______________________ ____________________________ 与CO的反应(炼铁原理) FexOy＋yCO xFe＋yCO2 FeO＋2H＋===Fe2＋ ＋H2O Fe2O3＋6H＋=== 2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋=== Fe2＋＋2Fe3＋＋ 4H2O 铁的氧化物化学性质的特殊性 ①FeO不稳定，在空气里受热，能迅速被氧化成_______ 。　 ②FeO、Fe2O3、Fe3O4与H＋(稀硫酸、盐酸)反应的离子方程式分别为FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O；Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O；__________________________________________。 ③FeO与稀硝酸反应的化学方程式为 _________________________________________________。 ④FeO、Fe2O3与氢碘酸反应的化学方程式分别为________________________；Fe2O3＋6HI===2FeI2＋I2＋3H2O。 Fe3O4 Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O 3FeO＋10HNO3(稀)===3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O FeO＋2HI===FeI2＋H2O 3.铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色状态 白色固体 红褐色固体 与盐酸反应 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 受热分解 － 2Fe(OH)3 Fe2O3＋3H2O 制备 可溶性亚铁盐与碱溶液反应： Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱溶液反应： Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 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，现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 加热 1．Fe3O4与非氧化性酸反应生成铁盐和亚铁盐，故Fe3O4不属于碱性氧化物，而FeO、Fe2O3属于碱性氧化物。 2．注意Fe2O3与Fe(OH)3颜色的微小差异：前者是红棕色，后者是红褐色。 3．弱碱受热均不稳定，易分解生成金属氧化物与水。 4．Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的过程中，物质颜色会发生一系列的变化，其中“灰绿色”是典型的中间颜色。 智能提升 教材实验再回首 实验：Fe(OH)2的制备 1．制备原理 用亚铁盐溶液与强碱溶液反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。 2．注意事项 Fe(OH)2极易被空气氧化，制备前应尽可能地使所用溶液中不含氧气，制备过程中应尽可能地避免引入氧气或使生成Fe(OH)2的环境与空气隔绝。 3．操作要点 (1)两种溶液均要现配现用，且所用蒸馏水应先煮沸，以排出溶解在水中的氧气。 (2)利用油膜将水溶液与空气隔离开，或利用还原性气体将水溶液与空气隔开。 (3)利用长胶头滴管将碱溶液直接送入盐溶液中(不是从容器口上方滴下)。 4．两种经典的制备装置 (1)有机溶剂覆盖法：装置如图甲，实验中将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空气中的氧气与Fe(OH)2接触发生反应。 (2)还原性气体保护法：装置如图乙所示，实验中先打开止水夹a，利用A中生成的H2将装置内的空气排尽，一段时间后，夹住a，利用生成的H2将A中的亚铁盐溶液压入B中与NaOH溶液反应。 利用上述装置制备Fe(OH)2，可得到在较长时间内稳定存在的Fe(OH)2白色沉淀。 小试牛刀 A．①② B．①③ C．②③ D．①②③ 解析：因为Fe(OH)2在空气中易被氧化成Fe(OH)3，故要长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀，就要排出装置中的空气或氧气。装置①是先用H2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中液面上加苯阻止了空气进入，②由于能接触到空气中的O2，故不能较长时间观察到白色沉淀。 √ 1.下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　　) 2.用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。 (1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入_____________。 稀硫酸、铁屑 解析：稀硫酸抑制Fe2＋水解，铁屑防止Fe2＋被氧化。 (2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用_________的方法。 (3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是__________ __________________________。 加热煮沸 避免生成的 Fe(OH)2与氧气接触而被氧化 解析：Fe(OH)2很容易被氧化，实验过程中要确保在无氧条件下生成。 3.下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是________(填序号)。 ①②③⑤ 解析：因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。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的原理为铁作阳极产生Fe2＋，与电解水产生的OH－结合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保护，能防止空气进入； ⑤中液面加苯阻止了空气进入； ④由于空气中的氧气能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。 4. (2024届青岛)如右图所示，此装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑和6 mol·L－1的硫酸，其他试剂任选。填写下列空白： (1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的药品是____。A中反应的离子方程式是______________________。 (2)实验开始时先将止水夹a_______(填“打开”或“关闭”)，其目的是______________________________________________________________。 铁屑 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 打开 利用氢气排出装置中的空气，以防止Fe(OH)2被氧气氧化生成氢氧化铁 (3)简述生成Fe(OH)2的操作过程___________________________________ ___________________________。 (4)实验完毕，打开b处止水夹，放入一部分空气，此时B瓶中观察到的现象是_________________________________________，发生的反应为______________________________。 待A装置反应一段时间后关闭止水夹a， 将FeSO4溶液压入B中进行反应 白色絮状物迅速变成灰绿色，最后变为红褐色 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 √ 题组四　铁的化合物的性质及定量计算 8．(2024届哈尔滨)我国清代《本草纲目拾遗》中叙述了“铁线粉”：“粤中洋行有舶上铁丝，……日久起销，用刀刮其销，……，所刮下之销末，名铁线粉”。这里的“铁线粉”是指(　　) A．Fe B．FeCl3 C．FeO D．Fe2O3 解析：铁在空气中容易发生吸氧腐蚀，根据题意“舶上铁丝，……日久起销”，说明销是铁锈，铁锈的主要成分为Fe2O3，D项正确。 9．由FeO、Fe2O3和Fe3O4组成的混合物，测得其中铁元素与氧元素的质量比为21∶8，则这种混合物中FeO、Fe2O3与Fe3O4的物质的量之比是(　　) A．1∶2∶1 B．2∶1∶1 C．1∶3∶1 D．1∶1∶3 √ 解析：可用平均组成法来求解：在混合物中铁原子和氧原子物质的量之比为(21/56)∶(8/16)＝3∶4，则混合物的平均组成为Fe3O4，在三种组合中Fe3O4则不必多考虑，应注意FeO和Fe2O3混合后也应符合Fe3O4，所以在混合物中它们的物质的量之比必须是1∶1。 解析：FeO和Fe3O4均为黑色固体，Fe2O3为红棕色固体，故A错误； Fe3O4是一种纯净物，化合价是一种复合化合价，故B错误； 在1 400 ℃以上的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4，说明Fe3O4比Fe2O3稳定，故C错误； FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应生成盐和水，反应过程中无元素化合价变化，反应类型均为复分解反应，故D正确。 10.准确称取某种铁的氧化物2.88 g，用足量的CO进行还原，将生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4.00 g，则这种铁的氧化物为 A.Fe3O4 B.Fe2O3 C.FeO D.以上都不是 √ 解析：4.00 g CaCO3沉淀的物质的量为0.04 mol， 则CO、CO2的物质的量也为0.04 mol， 增加的氧元素为0.04 mol，质量为0.04 mol×16 g·mol－1＝0.64 g， 铁的氧化物中氧元素的质量为0.64 g， 铁元素质量为2.88 g－0.64 g＝2.24 g， 铁的氧化物中铁元素与氧元素的物质的量之比为 则这种铁的氧化物的化学式为FeO。 11.有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 mol·L－1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2＋全部转变为Fe3＋，则该样品可能的化学式为 A.Fe2O3 B.Fe3O4 C.Fe4O5 D.Fe5O7 解析：根据2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中n(Fe2＋)＝0.025 mol×2＝0.05 mol， 根据电荷守恒得2n(Fe2＋)＋3n(Fe3＋)＝n(Cl－)，则n(Fe3＋)＝0.2 mol， 故n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝0.05∶0.2＝1∶4， 故该氧化物可表示为FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。 √ 12.铁的氧化物有很多，在中学化学中经常提到的有FeO、Fe2O3和Fe3O4，而且在一定条件下它们之间是可以相互转化的，例如：在1 400 ℃以上的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4。下列有关说法正确的是 A.FeO、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体 B.Fe3O4常写成FeO·Fe2O3，其中既有＋2价的Fe，又有＋3价的Fe，所以Fe3O4是 一种混合物 C.热稳定性：Fe2O3>Fe3O4 D.FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应，且反应类型均为复分解反应 √ 解析：FeO和Fe3O4均为黑色固体，Fe2O3为红棕色固体，故A错误； Fe3O4是一种纯净物，化合价是一种复合化合价，故B错误； 在1 400 ℃以上的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4，说明四氧化三铁稳定，故C错误； FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应生成盐和水，反应过程中无元素化合价变化，反应类型均为复分解反应，故D正确。 13.如图两圆相交部分A、B、C、D分别表示两物质间的反应。下列各对应反应的离子方程式书写不正确的是 A.Fe＋4H＋＋ ===Fe3＋＋NO↑＋2H2O B.Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O C.Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O D.3Fe(OH)2＋10H＋＋ ===3Fe3＋＋NO↑＋8H2O √ 解析：Fe3O4与HNO3反应生成Fe3＋，正确的离子方程式为3Fe3O4＋28H＋＋ ===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O。 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， 归纳总结 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为任意值)。 题组五　铁与水蒸气反应的实验探究 14.某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物的性质，下列说法正确的是 A.实验时，应先点燃B处的酒精喷灯，再点燃A处的酒精灯 B.B中发生反应的化学方程式是：2Fe＋3H2O(g) Fe2O3＋3H2 C.B中生成1 mol H2时，E处有1 mol CuO被还原 D.碱石灰的作用是吸收水蒸气 √ 解析：实验时，应先点燃A处的酒精灯，再点燃B处的酒精灯，防止铁被氧气氧化，故A错误； B中发生反应的化学方程式是：3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2，故B错误； B中生成1 mol H2时，由于H2要先排出装置内空气，再与CuO反应，因此E处CuO被还原的物质的量小于1 mol，故C错误； 碱石灰的作用是吸收水蒸气，干燥H2，故D正确。 15.铁与水蒸气反应，通常有以下两种装置，请回答下列问题： 装置一 装置二     (1)装置二中湿棉花的作用为___________。 (2)实验完毕后，取出装置一的少量固体，溶于足量稀盐酸，再滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，试解释原因：___________________ _________________________________(用离子方程式表示)。 提供水蒸气 Fe3O4＋8H＋===Fe2＋ ＋2Fe3＋＋4H2O、2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 16．下面是制备Fe(OH)2白色沉淀的几种方案。回答下列各问题： (1)用不含Fe3＋的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。 ①用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入________________。 ②除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。 ③生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液，这样操作的理由是________________________________________________________。 题组六　Fe(OH)2的制备与实验条件的控制 煮沸 稀H2SO4、铁屑 避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化 稀H2SO4和铁屑 NaOH溶液 ③为了制得Fe(OH)2白色沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是 __________________________________________________________________。 ④这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，理由是 __________________________________________________________________。 检验试管Ⅱ出口处排出的H2的纯度，当排出的H2已经纯净时再夹紧止水夹 试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界O2不易进入 (3)利用电解实验可以制得纯净的白色沉淀，如图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁。 ①a电极的材料应为________，电极反应式为_______________________。 ②电解液c可以是______(双选；填选项字母)。 A．纯水　　B．NaCl溶液 C．NaOH溶液 D．CuCl2溶液 Fe Fe－2e－===Fe2＋ BC ③d为苯，其作用是________________________________________，在加入苯之前对电解液c应作何简单处理？________________________________。 ④为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是________(双选；填选项字母)。 A．改用稀H2SO4作电解液 B．适当增大电源的电压 C．适当减小两极间的距离 D．适当降低电解液的温度 ⑤若c用Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为 __________________________________________________________________。 隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化 加热煮沸，排出溶解的O2 BC 白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色 解析：(1)Fe2＋易水解，要加入稀H2SO4抑制其水解；Fe2＋易被空气中的O2氧化，要加铁粉，将被氧化生成的Fe3＋还原成Fe2＋，气体的溶解度随着温度升高而降低，所以煮沸后的蒸馏水中溶解的O2变少。 (2)两支试管，试管Ⅱ是开口式，无法用产生的气体将试液压入试管Ⅰ中，所以Fe和稀H2SO4应放在试管Ⅰ中，而在试管Ⅱ中盛不含O2的NaOH溶液，当Fe与稀H2SO4放入试管后，产生的H2可以从试管Ⅰ内短管处排出，从而排尽试管Ⅰ内空气，再通入试管Ⅱ中，排尽试管Ⅱ内空气。然后关闭止水夹，试管Ⅰ内产生的H2无法逸出，造成管内压强增大，将试管Ⅰ内FeSO4溶液通过长导管压入试管Ⅱ内，在此过程中，液体都处于H2环境，从而避免了被空气中O2的氧化，使得Fe(OH)2能保存更长时间。 归纳反思 防止Fe(OH)2氧化的方法 (1)将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶液中的氧气。 (2)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。 (3)在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。 (4)在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。 (5)用Fe作阳极，石墨作阴极，电解NaOH溶液，利用新产生的Fe2＋与OH－反应制取。 归纳反思 1.亚铁盐 (1)Fe2＋的氧化性和还原性 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 为主，如：遇Br2、Cl2、H2O2、 (H＋)等均表现为 。 Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：_____________________________ 。 (2)可水解 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 抑制Fe2＋的水解，加少量 防止Fe2＋被氧化。 还原性 还原性 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋ 2H2O 硫酸 铁屑 核心知识梳理 考点二、Fe2+和Fe3+的性质及其检验 2.铁盐的性质及应用 (1)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等均表现为 。 ①Fe3＋与S2－、I－、HS－、 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_________________ 。 (2)易水解：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。 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： 。 氧化性 2Fe3＋＋Cu===Cu2＋ ＋2Fe2＋ 3. Fe2＋、Fe3＋的除杂 溶液 杂质 除杂方法 FeCl2 FeCl3 加过量铁粉后过滤 FeCl3 FeCl2 加足量氯水或H2O2溶液 FeCl2 CuCl2 加过量铁粉后过滤 4.盐溶液的保存 5．物质的制备 智能提升 3.Fe2＋、Fe3＋的检验方法 (1)用KSCN溶液和氯水 溶液 无明显现象 溶液变红色 ―→Fe2＋ 溶液变红色 ―→Fe3＋ (2)用NaOH溶液 溶液 白色沉淀→灰绿色→红褐色→Fe2＋ 红褐色沉淀→Fe3＋ (3)含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋的检验 混合溶液 溶液变红色，说明含有Fe3＋。 混合溶液 KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋。 (4)Fe2＋的特征检验方法 混合溶液中Fe3＋、Fe2＋除去的常用方法 已知： 化合物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mg(OH)2 Cu(OH)2 Ksp近似值 10－39 10－17 10－11 10－20 (1)除去Mg2＋中混有的Fe3＋的方法 向混合溶液中加入______、________、__________中之一，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀除去。 (2)除去Mg2＋中混有的Fe2＋的方法 先加入氧化剂(如_______)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按(1)的方法 除去溶液中的Fe3＋。 MgO MgCO3 Mg(OH)2 H2O2 牛刀小试 (3)请设计实验方案：除去CuCl2溶液中混有的少量FeCl2。 答案：先通入适量Cl2(或加入H2O2)，然后再向混合溶液中加入足量CuO[或CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3中之一]，充分反应后过滤。 (1)金属阳离子只有氧化性，不可能有还原性(　　) (2)氢氧化铁与HI溶液反应仅能发生中和反应(　　) (3)中性溶液中可能大量存在Fe3＋、Cl－、K＋、 (　　) (4)FeCl3溶液与KSCN溶液反应的离子方程式为Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3↓ (　　) (5)用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2(　　) (6)能通过化合反应制取FeCl2(　　) (7)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(　　) (8)“青矾(FeSO4)”宜密闭保存，防止氧化变质(　　) √ × √ × × × × × 正误判断 题组七　Fe2＋、Fe3＋的性质及应用 17.(2024届泰安)《新修本草》中关于“青矾”的描述：“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃，烧之赤色”。《物理小识》中说：“青矾厂气熏人，衣服当之易烂，栽木不茂”，下列相关叙述不正确的是 A.赤色固体可能是Fe2O3 B.青矾宜密闭保存，防止氧化变质 C.青矾燃烧过程中发生了电子转移 D.“青矾厂气”可能是CO和CO2 √ 解析：根据《新修本草》关于青矾的描述可知为FeSO4·7H2O，其分解产生的气体二氧化硫有刺激性气味，三氧化硫有腐蚀性，不可能产生CO和CO2。 对点训练 18.在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的铁屑，反应完全后将固体滤出，下列说法中正确的是 A.若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，一定不含 Cu2＋ B.若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，可能含Cu2＋ 和Fe3＋ C.若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe3＋和Fe2＋，一定 不含Cu2＋ D.若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，一定不 含Cu2＋和Fe3＋ √ 163 解析：氧化性Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，加入铁粉后有固体剩余，Fe3＋一定不存在；若剩余固体全部都是Cu，溶液中还可能有Cu2＋，也可能恰好被完全置换；若剩余固体是Cu和Fe，则溶液中不可能有Cu2＋和Fe3＋。 19.下列有关Fe3＋、Fe2＋的性质及应用的说法正确的是__________(填序号)。 ①Fe2(SO4)3易溶于水，所以可用作净水剂 ②向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉，可制得硫酸亚铁溶液 ③室温下，向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液，再滴加几滴淀粉溶液，溶液变蓝色，则说明Fe3＋的氧化性比I2的强 ④Fe2＋与H2O2在酸性溶液中的反应：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O ⑤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 ②③④⑤ 165 解析：Fe3＋水解生成Fe(OH)3胶体，可用于净水，与Fe2(SO4)3是否易溶于水无对应关系，①错误； 由于2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，②正确； Fe3＋将I－氧化成I2，依据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，可知，Fe3＋的氧化性强于I2，③正确； H2O2具有强氧化性，能将Fe2＋氧化为Fe3＋，④正确； 维生素C具有还原性，能防止硫酸亚铁片中的Fe2＋被氧化，⑤正确。 题组八　Fe2＋、Fe3＋的检验 20.将0.2 mol·L－1的KI溶液和0.05 mol·L－1Fe2(SO4)3溶液等体积混合充分反应后，取混合液分别完成下列实验，能说明溶液中存在化学平衡2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2的是 A.向混合液中滴入KSCN溶液，溶液变红色 B.向混合液中滴入AgNO3溶液，有黄色沉淀生成 C.向混合液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀生成 D.向混合液中滴入淀粉溶液，溶液变蓝色 √ 167 解析：0.2 mol·L－1的KI溶液和0.05 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液等体积混合，KI过量，向混合液中滴入KSCN溶液，溶液变红色，说明溶液中仍含有Fe3＋，能说明溶液中存在化学平衡2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2，A项正确； KI过量，溶液中存在I－，B项错误； 该反应生成Fe2＋，向混合液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀生成，只能说明溶液中含有Fe2＋，C项错误； 该反应生成I2，向混合液中滴入淀粉溶液，溶液变蓝色，说明溶液中含有碘单质，D项错误。 √ 21．某溶液中可能存在Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋，加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，下列结论正确的是(　　) A．一定有Fe2＋，一定没有Fe3＋、Mg2＋ B．一定有Fe3＋，一定没有Fe2＋、Mg2＋ C．一定有Fe3＋，可能有Fe2＋，一定没有Mg2＋ D．一定有Fe2＋，可能有Mg2＋，一定没有Fe3＋ 解析：加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后生成红褐色说明溶液中一定有Fe2＋，若有Fe3＋，则红褐色沉淀会掩盖Fe(OH)2的白色，所以不可能存在Fe3＋，而Mg(OH)2是白色，有可能存在。 √ 22．要证明某溶液中不含Fe3＋而可能含有Fe2＋进行如下实验操作时，最佳顺序为(　　) ①加入足量氯水　②加入足量KMnO4溶液　③加入少量NH4SCN溶液 A．①③ B．③② C．③① D．①②③ 解析：在该溶液中先加入少量NH4SCN溶液，溶液不变血红色，无Fe3＋存在，再加入氯水，将Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液变为血红色。KMnO4溶液呈紫红色，溶液颜色变化不明显，所以不用KMnO4溶液。 23．某化学实验小组探究Fe2＋和Fe3＋性质时，发现往FeCl2和KSCN的混合溶液中滴加氯水，溶液变成红色，但当氯水过量时，红色却会褪去。为此，他们设计如图装置进一步探究。 已知：①X为NaClO溶液，Y为FeCl3和KSCN的混合溶液；②持续缓慢滴入NaClO溶液至过量的过程中，圆底烧瓶中红色变浅，有大量气泡产生；饱和Ca(OH)2溶液变浑浊。根据实验现象推测，下列说法不正确的是(　　) A．烧瓶中还可能产生红褐色沉淀 B．烧瓶中产生的气体中一定含有SO2 C．多孔陶瓷的作用是增大气体与溶液的接触面积 D．KSCN中硫元素、氮元素被氧化 √ 解析：NaClO是强碱弱酸盐，水解显碱性，Fe3＋在碱性条件下会产生红褐色沉淀，故A正确； NaClO有强氧化性，KSCN中的SCN－会直接被氧化为SO42-，故B错误； 气体进入多孔陶瓷后再扩散到溶液中，可增大气体与溶液的接触面积，有利于气体充分吸收，故C正确； 氯水过量时，红色会褪去，滴入NaClO溶液至过量，圆底烧瓶中红色变浅，都说明SCN－会被氧化剂氧化，SCN－中S的化合价为－2价，C的化合价为＋4价，N的化合价为－3价，S被氧化成硫酸根离子，最终收集到氮气，故硫、氮元素被氧化，故D正确。 24．(2024届开封联考)8.34 g FeSO4·7H2O(相对分子质量：278)样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示。下列说法不正确的是 √ 智能提升 特别提醒 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)。 (3)检验Fe2＋、Fe3＋的其他方法 检验Fe3＋也可用苯酚(C6H5OH)；检验Fe2＋最好用K3[Fe(CN)6]溶液。 几点注意 核心知识梳理 考点三、“铁三角”的转化 1．“铁三角”转化关系 FeCl3溶液发生反应时的颜色变化 1．向FeCl3溶液中加几滴KSCN溶液后，溶液呈血红色。 2．FeCl3与NaOH溶液反应，生成红褐色沉淀。 3．向FeCl3溶液中通入H2S气体，生成淡黄色沉淀。 4．向FeCl3溶液中加入几滴Na2S溶液，生成淡黄色沉淀，当加入的Na2S溶液过量时，又生成黑色沉淀。 5．向FeCl3溶液中加入过量Fe粉，溶液变成浅绿色。 6．将FeCl3溶液滴入淀粉碘化钾溶液中，溶液变成蓝色。 7．向FeCl3溶液中滴入苯酚溶液，溶液变成紫色。 8．将饱和FeCl3溶液滴入沸水中，生成红褐色Fe(OH)3。 智能提升 从物质类别和物质所含核心元素的化合价两个角度总结、预测物质的性质是学习化学的重要方法之一。 思维建模 1.横向变化体现了同价态不同类别(氧化物、碱、盐)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类别物质之间的转化，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、不同类别之间物质的转化，主要体现物质的氧化物和还原性。 问题思考 1.完成下列变化的离子方程式，体会Fe2＋与Fe3＋转化条件。 (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KI-淀粉溶液，溶液变蓝： 。 (3)FeCl3可溶解铁片： 。 (4)FeSO4可使酸性KMnO4溶液褪色：__________________________________ 。 (5)将FeCl2溶液滴入HNO3溶液中，有无色气体放出：_____________________ 。 H2S＋2Fe3＋===S↓＋2Fe2＋ ＋2H＋ 2I－＋2Fe3＋===I2＋2Fe2＋ 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ ＋4H2O 3Fe3＋＋NO↑＋2H2O 2.甲、乙两种单质与A、B、C、D、E、F六种化合物之间可以按下面框图所示进行反应，已知：C为红褐色沉淀，E为白色沉淀，F焰色反应为黄色。 (1)写出甲、乙、B、E化学式： 甲：____；乙：____； B：______；E：_________。 (2)写出①②③④反应的化学方程式： ①_______________________。 ②__________________________________。 ③_______________________________。 ④____________________。 Fe Cl2 FeCl3 Fe(OH)2 Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ FeCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 2FeCl2＋Cl2===2FeCl3 (1)Fe3＋处于铁元素的高价态，因而铁盐遇到Fe、Cu、HI、H2S、H2SO3等具有较强还原性的物质时，能被还原为亚铁盐。 (2)Fe2＋处于铁的中间价态，但常表现为还原性，当亚铁盐遇到强氧化剂，如Cl2、Br2、HNO3、 (H＋)、H2O2等均能被氧化为铁盐。 归纳总结 题组九　铁及其化合物的转化关系 25. 某同学欲探究铁及其化合物的性质，下列实验方案可行的是 A.将铁粉加入热的浓硫酸中：探究铁的活泼性 B.将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中：制备Fe(OH)3胶体 C.在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液：制备FeSO4·6H2O晶体 D.将铜粉加入FeCl3溶液中：验证Fe3＋的氧化性强于Cu2＋ √ 课堂反馈 26.硫酸亚铁是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)，下列说法错误的是 A.FeSO4与NH4HCO3反应制备FeCO3，适宜在高温条件下进行 B.碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH)3胶体，可用作净水剂 C.可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化 D.常温下，FeSO4比(NH4)2Fe(SO4)2易溶于水 √ 题组十　铁及其化合物转化关系的定量判断 27.球墨铸铁中含有一种铁碳化合物X。实验小组为测定化合物X的组成设计实验如下： 下列说法不正确的是 A.固体2是氧化铁 B.X的化学式可以表示为Fe3C2 C.溶液甲加热、蒸发、灼烧也可得到24.0 g固体 D.X与足量的热浓硝酸反应有NO2和CO2生成 √ 解析：X在空气中煅烧转化为CO2气体与铁的氧化物，再经盐酸、氯气处理后得到FeCl3溶液(溶液乙)，加热、蒸发时，FeCl3水解得到Fe(OH)3，灼烧Fe(OH)3得到固体Fe2O3(固体2)，A正确； n(Fe2O3)＝ ＝0.15 mol，n(Fe)＝0.3 mol，m(Fe)＝16.8 g，m(C)＝18.0 g－16.8 g＝1.2 g，n(C)＝0.1 mol，n(Fe)∶n(C)＝3∶1，X的化学式可以表示为Fe3C，B错误； 溶液甲加热、蒸发、灼烧过程中，Fe2＋会被空气中的氧气氧化为Fe3＋，最后得到的固体也是Fe2O3，C正确； 浓硝酸和铁碳化合物反应，碳元素被氧化成CO2，氮元素被还原为NO2，D正确。 28.向稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列分析错误的是 A.OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe＋2Fe3＋ ===3Fe2＋，BC段产生H2 B.A点溶液中的溶质为Fe(NO3)3和H2SO4 C.原混合酸中 物质的量为0.2 mol D.原混合酸中H2SO4的物质的量浓度为2 mol·L－1 √ 解析：分析图像中各阶段所发生的反应： OA段：Fe＋ ＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O； AB段：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋； BC段：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。 由此可知A正确； 由OA段所发生的反应可知硝酸完全转化为NO，溶液中不存在 ，故A点溶质应该是Fe2(SO4)3和H2SO4，B错误； 铁与硫酸、硝酸的混酸反应顺序总结 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＋ ＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O、2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑(若H＋量不足，该反应不再发生)。 归纳总结 √ 29．下列除杂的操作不正确的是(　　) A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量镁充分反应后过滤 B．FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤 C．CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤 D．CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反应后过滤 归纳总结 高考新热点——以Fe2＋、Fe3＋为载体的综合实验探究 铁元素有多种价态，化合物种类较多，特别是Fe2＋、Fe3＋的性质多样，是命制综合实验题恰当的载体。考查内容可涉及物质性质的探究、物质的制备、成分测定、离子检验等，通过上述问题的设计，同时可考查仪器的使用、条件的控制、物质的分离提纯、实验安全等化学实验基础知识。 智能提升拓展 例1．某小组在验证反应“Fe＋2Ag＋===Fe2＋＋2Ag”的实验中检测到 Fe3＋，发现和探究过程如下。 向硝酸酸化的0.05 mol·L－1硝酸银溶液(pH≈2)中加入过量铁粉，搅拌后静置，烧杯底部有黑色固体，溶液呈黄色。 (1)检验产物。 ①取出少量黑色固体，洗涤后，_________________________________ (填操作和现象)，证明黑色固体中含有Ag。 ②取上层清液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有________。 例题精讲 加入足量稀盐酸(或稀硫酸)酸化，固体未完全溶解 Fe2＋ 解析：(1)①加入足量稀盐酸(或稀硫酸)酸化，固体未完全溶解。 ②K3[Fe(CN)6]是检验Fe2＋的试剂，所以产生蓝色沉淀说明含有Fe2＋。 (2)针对“溶液呈黄色”，甲认为溶液中有Fe3＋，乙认为铁粉过量时不可能有 Fe3＋，乙依据的原理是___________________(用离子方程式表示)。 针对两种观点继续实验： ①取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液变红，证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生，且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关，对比实验记录如表所示： Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ (资料：Ag＋与SCN－生成白色沉淀AgSCN) 序号 取样时间/min 现象 Ⅰ 3 产生大量白色沉淀；溶液呈红色 Ⅱ 30 产生白色沉淀；较3 min时量少；溶液红色较3 min时加深 Ⅲ 120 产生白色沉淀；较30 min时量少；溶液红色较30 min时变浅 4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O 加入KSCN溶液后生成白色沉淀 解析：(2)过量铁粉与Fe3＋反应生成Fe2＋：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。 ②O2氧化Fe2＋反应为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O。白色沉淀是AgSCN，所以实验可以说明含有Ag＋，Ag＋可能氧化Fe2＋生成Fe3＋。 例2．从宏观现象探究微观本质是重要的化学学科素养。以FeCl3溶液为实验对象，探究其与碱性物质之间反应的复杂多样性。实验如下： (1)①中反应的离子方程式是___________________________________。 解析：(1)根据图中对实验现象的描述，反应①氢氧化镁沉淀转化为氢氧化铁胶体。 (2)②中逸出的无色气体是_____。从物质类别的角度分析，Na2CO3与Na2SO3在化学性质方面的共性是 (写一条)；从化合价角度分析，Na2CO3与Na2SO3在化学性质方面的差异是_____________________________________________________________ _____________________________________________________(写一条)。 CO2 两者都为强碱弱酸盐，能与强酸反应 Na2CO3中碳原子为最高正价＋4，无还原性；Na2SO3中硫原子为＋4价，处于中间价态，具有较强的还原性 解析：(2)由于碳酸钠溶液显碱性，氯化铁溶液显酸性，相互促进水解，生成CO2气体和氢氧化铁沉淀。 (3)对于③中的实验现象，同学们有诸多猜测，继续进行实验： Ⅰ.甲取③中的红棕色溶液少许，滴入盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀。甲得出结论：FeCl3与Na2SO3发生了氧化还原反应，离子方程式是_____________________________________________。 Ⅱ.乙认为甲的实验不严谨，重新设计并进行实验，证实了甲的结论是正确的。其实验方案是_________________________________________________。 (4)受以上实验的启发，同学们对pH≈8的1 mol/L NaF溶液与FeCl3溶液混合时的现象产生了好奇并进行实验： Ⅰ.⑤的实验目的是___________________________________。 实验操作及现象 ④向2 mL 0.2 mol/L FeCl3溶液中滴入2 mL 1 mol/L NaF溶液，溶液变无色 ⑤向2 mL 0.2 mol/L FeCl3溶液中滴入2 mL蒸馏水，溶液颜色变浅 排除加水稀释对溶液颜色变化的影响 Ⅱ.为探究④中溶液变无色的原因，进行如下实验：   资料显示：FeF3溶液为无色。 用平衡移动原理解释红褐色沉淀产生的原因：_____________________ ____________________________________________________________。 (5)根据实验，FeCl3溶液与碱性物质之间的反应的多样性与 有关。 无色溶液中存在平衡：Fe3＋＋3F－ FeF3，加入NaOH溶液后，Fe3＋更易与OH－结合生成难溶的Fe(OH)3 碱性物质的pH、离子的性质 解析：(4)FeCl3溶液中加入NaF，颜色变浅，说明反应生成了FeF3，是可溶性的难电离物质，加入氢氧化钠溶液生成红褐色沉淀，说明OH－更容易与Fe3＋结合。 形式多样、价态变化多端的铁盐 近年来，以工艺流程和实验探究为载体考查铁盐的制备和性质，相关知识的命题形式备受高考的青睐。 智能提升拓展 1．高铁酸盐(K2FeO4、Na2FeO4) 高铁酸盐是铁的六价化合物，具有很强的氧化性，能有效杀灭水中的微生物和藻类，氧化分解各种有机、无机污染物，且在应用过程中不会产生三卤甲烷等二次污染物，其还原产生的Fe3＋发生水解生成Fe(OH)3胶体，可吸附悬浮在水中的杂质使其沉降，它作为一种水处理剂兼具有氧化、絮凝、杀菌、消毒作用，是环境友好型的多功能广谱型水处理剂。另外高铁酸盐对一些有机物的氧化具有选择性，人们利用这一特性将其作为有机合成的选择性氧化剂。鉴于高铁酸盐的优良特性及其广泛应用，有关高铁酸盐的制备方法、稳定性及其作为多功能水处理剂、选择性氧化剂和绿色电池材料等方面的应用研究成为高考关注的热点。 √ 例题精讲 例1．(2024届山东名校开学考试)高铁酸钾(K2FeO4)是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂，一种利用废铁屑制备高铁酸钾的流程如图所示： 缓慢滴加盐酸 装置C加冰水浴 在搅拌下将Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中 (4)提纯K2FeO4粗产品[含有Fe(OH)3、KCl等杂质]的实验方案为将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3 mol·L－1 KOH溶液中， _______________________________________________________ (实验中须使用的试剂有饱和KOH溶液、乙醇；除常用仪器外须使用的仪器有砂芯漏斗、真空干燥箱)。 解析：本题主要考查KClO、K2FeO4的制备，意在考查考生对化学实验装置和实验方案的分析能力。 用砂芯漏斗过滤，将滤液置于冰水浴中，向滤液中加入饱和KOH溶液，搅拌、静置，再用砂芯漏斗过滤，晶体用适量乙醇洗涤2～3次后，在真空干燥箱中干燥 减小 拓展训练·巩固考点 √ 1．(2025届开学模拟新八省卷)《新修本草》中关于“青矾”的描述为“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃……，烧之赤色……”，“青矾”的主要成分为FeSO4∙7H2O。下列说法正确的是 A．FeSO4∙7H2O又被称为胆矾 B．FeSO4溶于水后的溶液呈碱性 C．“烧之赤色”说明Fe2+发生了氧化反应 D．常温下，将铁粉溶于浓硫酸可制得FeSO4∙7H2O 解析：A．青矾的主要成分为FeSO4·7H2O，胆矾的主要成分为CuSO4·5H2O，A错误； B．FeSO4溶于水后的溶液呈酸性，B错误； C．“烧之赤色”中的“赤”是Fe2O3的颜色，说明Fe2+发生了氧化反应，C正确； D．浓硫酸与铁常温下会钝化，D错误； √ 2．(2025届开学模拟新八省卷)《天工开物》载：其黄矾所出又奇甚，乃即炼皂矾，炉侧土墙，……刮取下来，名曰黄矾。染家用之，金色淡者涂炙，立成紫赤也[皂矾FeSO4·7H2O；黄矾Fe2(SO4)3·10H2O；赤矾Fe2O3]。下列有关说法正确的是 A．皂矾可用于碱性花木土壤补铁 B．皂矾变为黄矾是受热脱水过程 C．黄矾受热分解可以获得赤矾 D．矾是含结晶水的硫酸盐矿石 解析：FeSO4溶液呈酸性，不能用于碱性花木土壤补铁，故A错误；FeSO4·7H2O变为Fe2(SO4)3·10H2O是氧化过程，故B错误；Fe2(SO4)3·10H2O受热分解可以生成Fe2O3、SO3、H2O，故C正确；赤矾Fe2O3不是硫酸盐，故D错误。 √ 3．(2025届桂林开学模拟)我国早期科技丛书《物理小识·金石类》记有“青矾厂气熏人，衣服当之易烂，载木不盛”，“青矾”即绿矾(FeSO4·7H2O)，强热绿矾，得红色固体，气体冷凝得“矾油”。下列说法不正确的是 A．“青矾厂气”属于混合物 B．“红色固体”属于碱性氧化物 C．“矾油”能使滴有酚酞的溶液呈红色 D．“强热绿矾”发生了分解反应 √ 4．(2025届西安市开学模拟) “秦砖汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩影。同是由黏土烧制的砖瓦，有的是黑色的，有的却是红色的，猜测其中的原因可能是 A．土壤中含有铁粉、二氧化锰等 B．黑砖瓦是煅烧过程中附着了炭黑，红砖瓦则是添加了红色耐高温染料 C．土壤中含有的铜元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色CuO和红色Cu D．土壤中含有的铁元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色Fe3O4或FeO和 红色Fe2O3 解析：黏土中含有铁元素，在烧制砖瓦时，与O2反应，生成氧化物，铁元素的氧化物有3种，FeO与Fe3O4为黑色，Fe2O3为红棕色，故D项正确。 √ 5. (2025届北京四中摸底测验)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a；另取少量反应后的固体加入稀硝酸使其完全溶解，得溶液b．下列说法正确的是 A. 铁与水蒸气反应：2Fe＋3H2O(g) Fe2O3 ＋3H2 B. 肥皂液中产生气泡，不能证明铁与水蒸气反 应生成H2 C. 向溶液a中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，出现蓝色沉 淀，说明铁粉未完全反应 D. 向溶液b中滴加KSCN溶液，溶液变红，证实 了固体中含有Fe2O3 解析：A．Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式为：3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2，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Fe3O4，故C错误； D．若滴加KSCN溶液后变红色，说明含Fe3+，黑色固体有Fe3O4也能产生Fe3+，故D错误。 √ 6．(2025届开学模拟新高考卷)实验室将FeCl3饱和溶液滴入沸水中可制得Fe(OH)3胶体，下列说法不正确的是 A．FeCl3溶液可用于制作印刷电路板 B．Fe(OH)3胶体呈红褐色，也可以将FeCl3加入NaOH溶液中制得 C．可用丁达尔效应区分FeCl3溶液和Fe(OH)3胶体 D．直径为80nm的微粒不属于胶体 解析：A．FeCl3溶液能和铜单质反应，可用于制作印刷电路板，A正确； B．制取Fe(OH)3红褐色胶体应该向煮沸的蒸馏水中滴加饱和氯化铁溶液至溶液变红褐色；将FeCl3加入NaOH溶液中会生成氢氧化铁沉淀，B错误； C．胶体具有丁达尔效应，而溶液没有此现象，因此可以利用丁达尔效应区分胶体和溶液，C正确； D．根据分散质微粒直径大小，可将分散系分为溶液、胶体和浊液，分散质微粒直径小于1nm的为溶液，分散质微粒直径1nm～100nm之间的为胶体，分散质微粒直径大于100nm的为浊液；直径为80nm的微粒不是分散系，故不属于胶体，D正确； √ √ 8．(2024届厦门模拟)用黄色的FeCl3溶液分别进行下列实验，解释或结论不正确的是 选项 实验 现象 解释或结论 A 加入FeCl3固体 溶液变成红褐色 FeCl3的水解程度变大 B 加入等体积水 溶液颜色变浅 c(Fe3＋)变小 C 加入足量Fe粉 溶液颜色变浅绿色 2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋ D 将FeCl3溶液微热 溶液变成红褐色 水解反应ΔH＞0 解析：FeCl3溶液中存在Fe3＋的水解平衡，水解的离子方程式为Fe3＋＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋。 A．加入FeCl3固体，平衡右移，c(Fe3＋)增大，但水解程度减小，A错误； B．加入等体积的水，平衡右移，c(Fe3＋)减小，溶液颜色变浅，B正确； C．加入Fe粉，发生反应：2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋，Fe2＋呈浅绿色，C正确； √ 9．(2024届安徽皖北县中联盟联考)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 √ 10．(2024届大连模拟)青矾矿石(主要成分为FeSO4·7H2O)在《唐本草》中记载：“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃……烧之赤色……”。下列关于FeSO4·7H2O的说法正确的是 A．可用于制净水剂 B．溶于水形成无色溶液 C．在干燥空气中稳定存在 D．在空气中加热转化为Fe3O4 解析：A．FeSO4·7H2O溶于水时最终形成具有净水作用的氢氧化铁胶体，可用于制净水剂，故A正确； B．溶于水形成FeSO4溶液，Fe2＋呈浅绿色，故B错误； C．FeSO4·7H2O中亚铁离子具有还原性，易被氧气氧化，因此不能在干燥空气中稳定存在，故C错误； D．FeSO4·7H2O中Fe为＋2价，在空气中加热被氧化为Fe2(SO4)3，故D错误。 √ 11．(2024届广东湛江质量摸底)铁及其化合物在生产、生活中应用广泛。下列铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是 A．Fe有导电性，可用于湿法炼铜 B．FeCl3有氧化性，可用于净水 C．Fe2O3呈红棕色，可用于制作颜料 D．K2FeO4易溶于水，可用于杀菌消毒 解析：A．铁可用于湿法炼铜：Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu，是因为铁的还原性大于铜，与Fe有导电性无关，故不选A； B．FeCl3可用于净水，是因为Fe3＋水解生成的氢氧化铁胶体能吸附水中的悬浮杂质，与FeCl3的氧化性无关，故不选B； C．Fe2O3呈红棕色，可用于制作红色颜料，故选C； D．K2FeO4可用于杀菌消毒，是因为K2FeO4具有强氧化性，与K2FeO4的溶解性无关，故不选D。 √ 12．(2024届广东七校联合体联考)下列事实不能证明Fe3＋有氧化性的是 A．电子工业上用FeCl3溶液腐蚀电路板上的铜 B．FeCl3溶液滴在淀粉－KI试纸上，试纸变为蓝色 C．将KSCN溶液加入FeCl3溶液中，溶液变为红色 D．向FeCl3溶液中滴加适量Na2S溶液，出现淡黄色浑浊，溶液变成浅绿色 解析：A项中2Fe3＋＋Cu＝Cu2＋＋2Fe2＋；B项中2Fe3＋＋2I－＝2Fe2＋＋I2；D项中S2－＋2Fe3＋＝S↓＋2Fe2＋，这三项中的反应，铁元素的化合价均降低，Fe3＋均表现氧化性；只有C项中Fe3＋在反应中化合价未发生改变，不能证明Fe3＋具有氧化性。 √ √ 14．(2024届重庆南开中学质量检测)下列除杂的操作不正确的是 A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量镁充分反应后过滤 B．FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤 C．CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤 D．CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入 CuO充分反应后过滤 解析：A．Mg与FeCl3反应生成FeCl2，过量Mg可与FeCl2反应置换出Fe，过滤可分离，A正确； B．加入过量铁粉，FeCl3与Fe反应生成FeCl2，过滤可达到除杂的目的，B正确； C．加入NaOH溶液，Cu2＋、Fe3＋均能转化成氢氧化物沉淀，不符合除杂要求，C错误； D．H2O2可将Fe2+氧化成Fe3+，加CuO可促进Fe3+水解转化成Fe(OH)3沉淀，过滤可分离，D正确。 √ 15．(2024届安徽六安一模)某同学用含有铁锈(主要成分为Fe2O3)的废铁屑来制取氯化铁晶体，实验装置如图所示(夹持装置略，气密性已检查)，下列推断不合理的是 A．B中收集到的气体是氢气 B．烧杯中双氧水的作用是将Fe2＋还原为Fe3＋ C．A中的氧化铁与盐酸反应生成氯化铁 D．烧杯中的溶液在氯化氢气氛下，蒸发 浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁 晶体 解析：A铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，所以B中收集到的气体是氢气，A项正确； B．双氧水具有氧化性，可将Fe2＋氧化为Fe3＋，B项错误； C．氧化铁为碱性氧化物，可与盐酸反应生成氯化铁和水，C项正确； D．因铁离子易水解，故FeCl3溶液应在氯化氢气氛下，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体，D项正确。 √ 16．(2024届江西智学联盟体联考)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 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。 √ 17．(2024届湖北武汉六中)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 解析：A．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，A正确； B．可在FeCl2溶液的上面加一层苯，可以隔绝空气，B正确； C．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，C错误； D．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，D正确。 √ 18．(2024届长春模拟)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 解析：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，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； 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，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； 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，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； D．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。 √ 关于上述装置和实验，下列分析错误的是 A．A、I中加入普通铁粉，G中可加入碱石灰 B．A中生成磁性氧化铁，E中生成“引火铁” C．需要加热的仪器只有A、E D．D用于收集氢气 解析：根据两套装置中各仪器的功能，可以判断出A中放置普通铁粉，B中放一定体积的水，持续加热提供水蒸气，C是安全瓶，用于防倒吸，D是利用排水集气法收集氢气。E中反应物为A中生成的四氧化三铁，I中放置普通铁粉，通过分液漏斗加入一定体积的盐酸制备H2，从I中逸出的气体中含有挥发出的氯化氢，经过G(内有碱石灰)除杂干燥后得到纯净的氢气，氢气进入E中和Fe3O4在一定温度下进行反应，得到“引火铁”，剩余的氢气在F处进行收集或其他处理。 √ 20. (2024届浙江金华十校调研)电子工业常用FeCl3溶液腐蚀覆铜板上的铜箔，制造印刷电路板。从腐蚀废液(主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2)中回收铜，并重新获得FeCl3溶液，处理流程如下： 下列说法不正确的是 A. FeCl3溶液腐蚀铜箔的原理为Fe3+＋Cu＝Cu2+＋Fe2+ B. 反应1和反应2都发生了氧化还原反应 C. 实验室中进行操作1时，用到的主要玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒 D. 滤渣a的主要成分是Cu和Fe，物质X可以选用酸性KMnO4溶液 √ 解析：A．FeCl3溶液腐蚀铜箔的原理为2Fe3+＋Cu＝Cu2+＋2Fe2+，故A错误； B．反应1发生2Fe3+＋Cu＝Cu2+＋2Fe2+和Cu2+＋Fe＝Fe2+＋Cu，反应2发生Cl2＋2FeCl2＝2FeCl3都是氧化还原反应，故B正确； C．操作1是过滤，用到的主要玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒，故C正确； D．滤渣a的主要成分是生成的Cu和过量Fe，物质X不可以选用酸性KMnO4溶液，会引入新的杂质，可以用新制的氯水，故D错误； √ 21. (2024届宁夏石嘴山平罗中学)如图两圆相交部分A、B、C、D分别表示两物质间的反应。下列各对应反应的离子方程式书写不正确的是 A．Fe＋4H+＋NO3－＝Fe3+＋NO↑＋2H2O B．Fe3O4＋8H+＝Fe2+＋2Fe3+＋4H2O C．Fe(OH)3＋3H+＝Fe3+＋3H2O D．3Fe(OH)2＋10H+＋NO＝3Fe3+＋NO↑＋8H2O √ 22．(2024届江浙高中发展共同体联考)FeSO4可用于制备一种新型、高效、多功能绿色水处理剂高铁酸钠，反应如下：2FeSO4＋6Na2O2＝2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑，下列说法正确的是 A. 氧化产物只有Na2FeO4 B. 生成1molO2，转移8mol电子 C. 氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶3 D. 当6molNa2O2参加反应时，被FeSO4还原的Na2O2有4mol 解析：A．氧化产物有Na2FeO4和氧气，A错误； B．生成1molO2，有6mol过氧化钠参加反应，其中有5mol的过氧化钠作氧化剂，故转移的电子为10mol，B错误； C．当有2mol硫酸亚铁参与反应时，还原剂包含2mol硫酸亚铁和1mol过氧化钠，氧化剂是5mol过氧化钠，故氧化剂和还原剂的物质的量之比为5∶3，C错误； D．当6molNa2O2参加反应时，有2mol硫酸亚铁参与反应，设被FeSO4还原的Na2O2有xmol，根据得失电子守恒2×4＝x×2，解得x＝4mol，故D正确； √ 23. (2024届四川攀枝花七高)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 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 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Fe3+ D 将铁丝插入浓硝酸中 开始产生红棕色 气体后无明显现象 铁与浓HNO3不反应 解析：A．锌是一种化学性质比较活泼的金属元素，在空气中容易被氧化。当锌在空气中长时间暴露时，表面会形成一层薄薄的氧化锌膜，因此FeCl2溶液中加入Zn片，短时间内无明显现象，但一段时间后两者可以发生反应：FeCl2+Zn＝ZnCl2+Fe，溶液由浅绿色变为无色，由方程式可知Fe2+的氧化能力比Zn2+强，A错误； B．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，B正确； 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，Fe3+可能被Fe还原为Fe2+，该现象不能说明食品脱氧剂样品中没有Fe3+，C错误； D．常温下将铁丝放入浓硝酸中，无明显变化，铁和浓硝酸发生钝化现象，发生反应生成一薄层致密的氧化物薄膜阻止反应进行，D错误； √ 24. (2024届杭州一模)探究铁单质及其化合物的性质，由操作、现象能得出正确结论的是 选项 操作 现象 结论 A 向2mL 0.1mol·L⁻¹FeCl溶液加入 2mL 0.01mol·L⁻¹ KI溶液，再滴入数滴 AgNO3溶液 出现黄色浑浊 证明 FeCl3和 KI反应存在限度 B 将Fe粉与S粉混合在惰性 气体中加热，再将反应 后的产物溶于稀硫酸 得到黑色固体，该固体溶于稀硫酸后得浅绿色溶液 证明Fe与S生成了FeS C 向2mL 0.01mol·L⁻¹ Fe(SCN)3溶液加入少量 Fe粉，振荡后静置 溶液的血红色变浅 证明Fe 粉与Fe3⁺反应，降低Fe3⁺浓度，使生成Fe(SCN)3平衡逆向移动 选项 操作 现象 结论 D 将SO2气体通入 Fe(NO3)3和BaCl2的混合溶液 溶液的棕黄色变浅、产生白色沉淀 白色沉淀为 BaSO3 解析：A．向2mL 0.1mol·L⁻¹FeCl3溶液加入 2mL 0.01mol·L⁻¹KI溶液，两者发生反应生成碘；再滴入数滴AgNO3溶液，出现黄色浑浊说明有碘化银生产，由于没有分离出碘，碘的水溶液中一定有碘离子(类比氯气与水反应，碘也可与水反应)，不能说明氯化铁与碘化钾反应存在限度，A错误； B．将Fe粉与S粉混合在惰性气体中加热，得到黑色固体，再将反应后的产物溶于稀硫酸，后得浅绿色溶液，只能证明黑色固体与酸反应生成了Fe2⁺，并不能证明黑色固体一定是FeS，若铁粉过量也能与硫酸反应生成Fe2⁺，B错误； C．向2mL 0.01mol·L⁻¹Fe(SCN)3溶液加入少量 Fe粉，Fe 粉与Fe3⁺反应生成Fe2⁺，降低了Fe3⁺浓度，使生成Fe(SCN)3平衡逆向移动，血红色变浅，C正确； D．将SO2气体通入 Fe(NO3)3和BaCl2的混合溶液，硝酸根在酸性条件下将二氧化硫氧化为硫酸根，硫酸根与钡离子反应生产硫酸钡白色沉淀，三价铁被还原为二价铁，溶液棕黄色变浅，D错误； √ 25. (2024届安徽省徽师联盟联考)将一定质量的Fe和Fe3O4混合固体粉末溶于100mL1.0mol·L-1稀盐酸，恰好完全反应，生成标准状况下224mLH2，向反应后的溶液中加入KSCN溶液，溶液颜色无明显变化。则下列说法正确的是 A．反应后溶液中含有Fe3+ B．Fe3O4与稀盐酸发生氧化还原反应 C．n(Fe)∶n(Fe3O4)＝2∶1 D. 混合固体中m(Fe)＝0.56g 解析：A．由题可知Fe和Fe3O4的混合固体与100mL1.0mol·L-1的稀盐酸恰好完全反应，向反应后的溶液中滴加KSCN溶液，颜色无明显变化，故反应后的溶液不含Fe3+，A错误； B．Fe3O4与HCl反应生成FeCl2、FeCl3和H2O，反应的化学方程式为Fe3O4＋8HCl＝FeCl2＋2FeCl3＋4H2O，该反应为复分解反应，B错误； C．由题意可知n(H2)＝0.01mol，与盐酸反应的n(Fe)＝0.01mol，n总(HCl)＝0.1mol，则与Fe3O4反应的n(HCl)＝0.1mol－0.02mol＝0.08mol，故n(Fe3O4)＝0.01mol，产生n(FeCl3)＝0.02mol，则由2FeCl3＋Fe＝3FeCl2，可得n总(Fe)＝0.01mol＋0.01mol＝0.02 mol，故n(Fe)∶n(Fe3O4)＝2∶1，C正确； D．混合固体中m(Fe)＝0.02mol×56g/mol＝1.12g，D错误； 26．(2025届天津新华中学)硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上作补血剂。某课外小组测定该补血剂中铁元素的含量，并检验该补血剂是否变质。实验步骤如下： 请回答下列问题： (1)向操作①的滤液中滴加KSCN溶液后变为红色，则该滤液中含有________ (填离子符号)。 (2)操作②中反应的离子方程式：_____________________________________。 (3)操作③中反应的离子方程式：______________________________________ ____________________________________________。 Fe3＋ 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O Fe3＋＋3OH－＝Fe(OH)3↓[或Fe3＋＋3NH3·H2O＝Fe(OH)3↓＋3NH4+] (4)操作④中一系列处理的操作步骤：过滤、____、灼烧、__________、称量。 (5)假设实验中的损耗忽略不计，则每片补血剂含铁元素的质量为 __________________________________g。(用含a的代数式表示)。 洗涤　 冷却至室温 解析：(2)H2O2具有氧化性，酸性条件下能将Fe2＋全部氧化为Fe3＋，则②中发生反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O。 (3)步骤③是将Fe3＋转化为氢氧化铁沉淀，反应的离子方程式为Fe3＋＋3OH－＝Fe(OH)3↓或Fe3＋＋3NH3·H2O＝Fe(OH)3↓＋3NH4+。 (4)步骤④中一系列处理是由氢氧化铁悬浊液最终转化为氧化铁，需要过滤、洗涤氢氧化铁，然后灼烧生成氧化铁，冷却后称量氧化铁的质量，即过滤、洗涤、灼烧、冷却至室温、称量。 27．(2025届重庆凤鸣山中学)为严厉打击食品生产经营中违法添加非食用物质、滥用食品添加剂，卫生部、农业部等部门联合公布了包含硫酸亚铁在内的22种“易滥用食品添加剂”名单。某同学为探究富含硫酸亚铁且保存时间较长的食品情况，设计了如下实验方案： (1)试剂1的主要成分的化学式是___________。 (2)加入新制氯水后溶液红色加深的原因是______________________________ _____________________(用离子方程式表示)。 KSCN 2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－、Fe3＋＋3SCN－＝Fe(SCN)3 (3)该同学在实验中加入了过量氯水，放置一段时间后，发现深红色褪去，现对褪色原因进行探究。 ①提出假设 假设1：溶液中的＋3价铁被氧化为更高价态的铁； 假设2：____________________________。 ②设计方案 为了对你所提出的假设2进行验证，请写出一种实验方案：_______________ __________________________________________________________________ _________________________________。 (4)应用拓展 写出一种保存FeSO4固体的方法：____________________。 SCN－被过量的氯水氧化 取少量褪色后的溶液，滴加过量KSCN溶液，若出现红色，则说明假设2成立，若不出现红色，则说明假设2不成立 密封保存 解析：(1)向淡黄色溶液中加入试剂1生成了淡红色溶液，说明食品中的FeSO4被空气中的O2氧化生成了Fe3＋，Fe3＋与KSCN溶液反应生成红色Fe(SCN)3。 (2)淡红色溶液中还含有较多的Fe2＋，向其中加入新制氯水时，Cl2将Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液中Fe3＋浓度增大，生成的Fe(SCN)3浓度也增大，溶液颜色加深。 (3)①实验中加入过量氯水，放置一段时间后，深红色褪去，说明Fe(SCN)3逐渐消失，而Fe(SCN)3的生成与Fe3＋、SCN－有关，根据假设1，溶液中的＋3价铁被Cl2氧化为更高价态的铁，分析SCN－中各元素的化合价可知，S为－2价，C为＋4价，N为－3价，所以SCN－也具有还原性，故也可能是SCN－被过量的氯水氧化导致深红色褪去。 ②假设Fe3＋没有被氧化，而是SCN－被氧化，只要向褪色后的溶液中补充 SCN－，若出现红色，说明假设2成立；若不出现红色，说明假设2不成立。 (4)由于FeSO4易被空气中的O2氧化，所以FeSO4应密封保存。 28．(2024届浙江金丽衢十二校联考)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____________________________ __________________________________。 抑制Fe3＋的水解 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 (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________________________。 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 Fe2+＋2NH3＋2H2O＝Fe(OH)2↓＋2NH4+ 作安全瓶，防倒吸 (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：_____________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ________________________________。 1∶2 FeO·Fe2O3·4H2O 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：该实验的目的是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，向硫酸铁晶体中加入去氧蒸馏水和稀硫酸，再加入过量的还原铁粉，将Fe3+还原成Fe2+，得到硫酸亚铁溶液。 (1)步骤①，加入稀硫酸的目的是，目的是抑制Fe3+的水解； (2)步骤②，加入还原铁粉后，铁粉和酸反应和Fe3+反应，观察到的现象是铁粉逐渐溶解，有无色气体生成，溶液由黄色逐渐变为浅绿色； (二)制备氢氧化亚铁，原理是将氨气通入硫酸亚铁溶液中，此过程的关键是隔绝空气。 (3)制备氢氧化亚铁的装置中，A装置的作用是将浓氨水滴到生石灰上，使生石灰和水反应放出热量，放出氨气，氮气的作用是将装置中的空气全部排出，B装置的作用是氨气和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ACBD；反应结束后继续通一段时间的N2，目的是将装置中残留的氨气全部被吸收，防止拆除装置时残留的氨气逸出污染空气； (4)装置B中发生反应的离子方程式是：Fe2+＋2NH3＋2H2O＝Fe(OH)2＋2NH＋4，装置C在A和B之间，故C的作用是：安全瓶，防倒吸； (5)Fe3(OH)8中，3个Fe带8个正电荷，故n(Fe2+)∶n(Fe3+)＝1∶2，用氧化物的形式表示可写成FeO ·Fe2O3 ·4H2O； (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，故试验方法为：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，变为血红色；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。 29．(2025届开学模拟新高考卷)磁性Fe3O4纳米粒子(粒径1～100nm)因其独特的物理化学性质如电学特性、磁学特性等引起广泛的研究。通过共沉淀法制备磁性Fe3O4纳米粒子的方法如下： I．连接好如图装置； Ⅱ．取5 mL0.5mol/LFeSO4溶液和10mL0.5 mol/L FeCl3溶液于反应容器B，并向装置中通入N2； Ⅲ．在不断搅拌的条件下，向混合溶液中逐滴加入40mL12 mol/L的氨水，溶液中逐渐出现黑色物质； Ⅳ．充分反应后，从混合液中分离出纳米粒子，并反复洗涤干燥后得到磁性Fe3O4纳米粒子。 回答下列问题： (1)反应容器B的最佳规格为 (填序号)。 a．150mL b．250 mL c．500 mL (2)生成磁性Fe3O4纳米粒子的离子方程式为____________________________ ___________________________________。 (3)实验过程中通入N2的目的是 。 (4)从反应后的混合液中分离出Fe3O4纳米粒子，最简便的方法是 (填序号)；用水洗涤Fe3O4纳米粒子后，需要用无水乙醇洗涤，其原因是利用了乙醇_________________________________________ 的物理性质。 a．磁分离 b．过滤 c．分液 b Fe2+＋2Fe3+＋8NH3∙H2O＝Fe3O4＋8NH4 ＋ ＋4H2O 防止Fe2+被空气中氧气氧化为Fe3+ a 乙醇挥发性强，用乙醇洗涤便于后续的干燥 (5)产物中混杂的Fe2O3会降低纳米粒子的磁性，为了测定产品中Fe2O3的含量，采取如下实验方法： 准确称取0.3120g产品于锥形瓶中，用稀硝酸充分浸取，再加热使过量的硝酸全部逸出，冷却后加入足量KI溶液充分混合反应后，用0.2000mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至溶液颜色明显变浅，加入几滴淀粉溶液，继续滴定至终点，消耗Na2S2O3标准溶液的体积为20.00mL。 已知滴定过程中发生反应的离子方程式为 。 ①滴定终点的现象为________________________________________________ ________________________。 ②所取样品中Fe2O3的质量为 g(结果保留4位小数)；若加入KI溶液的量不足，则会导致测定结果 (填 “偏高”“偏低”或“不变”)。 滴入最后一滴标准溶液，锥形瓶中溶液蓝色恰好褪去且30s内保持不变； 0.0800 偏高 解析：由题意可知，制备四氧化三铁的实验过程为在氮气气氛中硫酸亚铁和氯化铁混合溶液与氨水反应生成磁性四氧化三铁纳米粒子，充分反应后，用磁铁从混合液中分离出纳米粒子，并用乙醇反复洗涤干燥后得到磁性四氧化三铁纳米粒子，据此回答。 (1)由题意可知充分反应后，三颈烧瓶中溶液的总体积为90mL，由三颈烧瓶中溶液的体积不少于容积的1/3，不多于容积的2/3可知，容器B的最佳规格为250 mL； (2)由题意可知，在氮气气氛中硫酸亚铁和氯化铁混合溶液与氨水反应生成磁性四氧化三铁纳米粒子、硫酸铵、氯化铵和水，反应的离子方程式为Fe2+＋2Fe3+＋8NH3∙H2O＝Fe3O4＋8NH 4 ＋＋4H2O； (3)亚铁离子具有还原性，易被空气中的氧气氧化为铁离子，所以实验过程中应通入氮气，排尽装置中的空气，防止制备磁性四氧化三铁纳米粒子时，亚铁离子被氧化； (4)磁性四氧化三铁纳米粒子为磁性材料，所以从反应后的混合液中分离出磁性四氧化三铁纳米粒子最简单的分离方法为磁分离，故选a；用水洗涤四氧化三铁纳米粒子后，用无水乙醇洗涤纳米粒子可以利用乙醇易挥发的性质带走粒子表面的水分便于干燥； (5)①由题意可知，反应生成的碘与滴入的硫代硫酸钠溶液完全反应时，溶液会由蓝色变为无色，则滴定终点的现象为滴入最后一滴标准溶液，锥形瓶中溶液蓝色恰好褪去且30s内保持不变； ②由方程式可得如下关系：2Fe3+～I2～Na2S2O3，滴定消耗20.00mL0.2000mol/L硫代硫酸钠溶液，则铁离子的物质的量为0.004mol，设样品中四氧化三铁、氧化铁的物质的量分别为amol、bmol，由样品的质量可得：232a＋160b＝0.3120， 由铁原子个数守恒可得：3a＋2b＝0.004，解联立方程可得a＝0.001、b＝0.0005，则样品中氧化铁的质量为0.0005mol×160g/mol＝0.0800g；若加入碘化钾溶液的量不足会使消耗硫代硫酸钠溶液的体积偏小，导致a偏小、b偏大，所以测得的氧化铁的质量偏高。 30．(2024届福建省百校联考)硫酸亚铁(FeSO4)是中学化学常用试剂，可用于治疗缺铁性贫血症。 (1)实验室配备FeSO4溶液时为防止硫酸亚铁变质，常采用的措施是__________ (填一种)。 (2)以FeSO4为原料可制备碱式 硫酸铁[Fe4(OH)2(SO4)5]、铁红、 硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2] [俗名摩尔盐]，转化关系 如图1所示。 加适量铁粉 ①制备Fe4(OH)2(SO4)5时，若pH过高会导致碱式硫酸铁的产率偏低，其原因是__________________________________。 ②制备FeCO3时，向FeSO4溶液中加入过量的NH4HCO3溶液，该反应的离子方程式为_____________________________________；铁红的化学式为_______。 ③制备摩尔盐时将反应物混合，经蒸发浓缩、冷却结晶、_______、洗涤、干燥得到产品。 部分铁离子转化成Fe(OH)3 Fe2+＋2HCO3－＝FeCO3↓＋CO2↑＋H2O  Fe2O3  过滤 (3)隔绝空气条件下，FeSO4分解时的物质转化关系如图2。 ①关于M的成分提出三种猜想： 猜想1：M是Fe2O3； 猜想2：M是_______； 猜想3：M是Fe2O3和Fe3O4。 ②已知三种气体的部分性质如表所示： 物质 SO3 SO2 N2 熔点/℃ 16.8 －72.4 －210 沸点/℃ 44.8 －10 －195.8 Fe3O4  利用图3装置探究硫酸亚铁部分分解产物。能否将低温浴槽A的温度控制在－72.4℃＜T≤44.8℃？_______(填“能”或“否”)。C中试剂可能是_______。 否  碱石灰 解析：(1)配备FeSO4溶液时，硫酸亚铁变质的实质是Fe2+被氧化，加适量铁粉可防止Fe2+被氧化；故答案为加适量铁粉； (2)①制备Fe4(OH)2(SO4)5时，若pH过高，部分铁离子转化为Fe(OH)3 ，导致碱式硫酸铁的产率偏低；故答案为部分铁离子转化为Fe(OH)3 ； ②NH4HCO3不稳定，溶液中与亚铁离子反应生成碳酸亚铁和二氧化碳；离子反应为Fe2+＋2HCO3－＝FeCO3↓＋CO2↑＋H2O ；FeCO3在空气中煅烧生成Fe2O3，所以铁红为Fe2O3；故答案为Fe2+＋2HCO3－＝FeCO3↓＋CO2↑＋H2O，Fe2O3； ③制备摩尔盐时将反应物混合，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品；故答案为过滤； (3)①据分析可知，M可能是Fe3O4；故答案为Fe3O4； ②图3装置设置两个低温浴槽的目的是利用物理手段将SO2和SO3分离，不能将低温浴槽A的温度设置在－72.4℃＜T≤44.8℃；C是尾气处理装置，可使用碱石灰吸收SO2和SO3；故答案为否，碱石灰。 同学们，别忘记训练巩固哦! 认 真 备 考 THANK YOU 298 A. 反应为3Fe＋4H2O(g)eq \o(=====,\s\up17(高温))Fe3O4＋4H2 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 解析：A．铁和水蒸气在高温下发生反应生成Fe3O4和H2，该反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)eq \o(=====,\s\up17(高温))Fe3O4＋4H2，A正确； B．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； C．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； D．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； 4. (2024年6月浙江卷)下列离子方程式正确的是 A．用CuSO4溶液除H2S气体：Cu2+＋S2-＝CuS↓ B．H2SO3溶液中滴加Ba(NO3)2溶液：H2SO3＋Ba2+＝BaSO3↓＋2H+ C．NaHCO3溶液中通入少量Cl2：2HCOeq \o\al(－,3)＋Cl2＝2CO2 ＋Cl－＋ClO－＋H2O D．用FeCl3溶液刻蚀覆铜板制作印刷电路板：2Fe3+＋Cu＝2Fe2+＋Cu2+ 解析：A．H2S在离子方程式中应以化学式保留，正确的离子方程式为Cu2++H2S＝CuS↓+2H+，A项错误； B．酸性条件下NOeq \o\al(－,3)会将H2SO3氧化成H2SO4，Ba2+与SOeq \o\al(2-,4)形成BaSO4沉淀，滴加少量Ba(NO3)2时的离子方程式为Ba2++2NOeq \o\al(－,3)+3H2SO3＝BaSO4↓+2NO↑+2SOeq \o\al(2-,4)+4H++H2O，滴加足量Ba(NO3)2时的离子方程式为3Ba2++2NOeq \o\al(－,3)+3H2SO3＝3BaSO4↓+2NO↑+4H++H2O，B项错误； C．电离平衡常数：Ka1(H2CO3)＞Ka(HClO)＞Ka2(H2CO3)，Cl2与水反应生成的HClO与NaHCO3不反应，正确的离子方程式为Cl2+HCOeq \o\al(－,3)＝Cl－+HClO+CO2，C项错误； D．Cu与FeCl3溶液反应生成CuCl2、FeCl2，反应的离子方程式为Cu+2Fe3+＝Cu2++2Fe2+，D项正确； 解析：A．若a在沸水中可生成e，此时a为Mg，e为Mg(OH)2，即f为镁盐，a→f的反应有多种，可能为Mg＋2HCl＝MgCl2＋H2↑，该反应属于置换反应，可能为Mg＋Cl2eq \o(=====,\s\up17(点燃))MgCl2，该反应属于化合反应，综上a→f的反应不一定是化合反应，故A错误； B．e能转化为d，此时e为白色沉淀Fe(OH)2，d为红褐色沉淀Fe(OH)3，说明在g→f→e→d转化过程中，一定存在物质颜色的变化，故B正确； C．由题意得，此时能产生丁达尔效应的红棕色分散系为Fe(OH)3胶体，c应为铁盐，加热铁盐的饱和溶液，也有可能直接得到Fe(OH)3沉淀，故C错误； D．假设b为Al2O3，即d为Al(OH)3，c为铝盐，Al2O3、Al(OH)3与稀盐酸反应均生成铝盐，此时组成a的元素为Al，位于周期表p区；假设b为Fe2O3，即d为Fe(OH)3，c为铁盐，Fe2O3、Fe(OH)3与稀盐酸反应均生成铁盐，此时组成a的元素为Fe，位于周期表d区，故D错误； 实验 操作与现象 ① 在5mL水中滴加2滴FeCl3溶液，呈棕黄色；煮沸，溶液变红褐色。 ② 在5mLFeCl3溶液中滴加2滴Na2SO3溶液，变红褐色； 再滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀。 ③ 在5mL Na2SO3溶液中滴加2滴FeCl3溶液，变红褐色； 将上述混合液分成两份，一份滴加K3[Fe(CN)6]溶液，无蓝色沉淀生； 另一份煮沸，产生红褐色沉淀。 解析：A．淡黄色沉淀是S，在反应过程中硫元素由NaHSO3中的+4价降低到0价，发生还原反应，HSOeq \o\al(－,3)体现氧化性，A项不符合题意； B．酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，与还原性物质反应紫色才会褪去，所以可以证明Fe3O4中有还原性物质，即Fe(Ⅱ)，B项不符合题意； C．在该反应中浓硝酸体现氧化性，N元素化合价降低，生成的产物可能是NO或者NO2，NO暴露于空气中也会迅速产生红棕色气体，无法证明反应产物，C项符合题意； D．先变红说明溶液显碱性，证明NaClO在溶液中发生了水解，NaClO＋H2ONaOH＋HClO，后来褪色，是因为水解产生了漂白性物质HClO，D项不符合题意；故选C。 下列说法错误的是( ) A. 该过程的总反应为：HCOOHeq \o(========,\s\up17(催化剂))CO2↑＋H2↑ B. H+浓度过大或者过小，均导致反应速率降低 C. 该催化循环中Fe元素的化合价发生了变化 D. 该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定 解析：A．由反应机理可知，HCOOH电离出氢离子后，HCOO-与催化剂结合，放出二氧化碳，然后又结合氢离子转化为氢气，所以化学方程式为HCOOHeq \o(========,\s\up17(催化剂))CO2↑+H2↑，故A正确； B．若氢离子浓度过低，则反应Ⅲ→Ⅳ的反应物浓度降低，反应速率减慢，若氢离子浓度过高，则会抑制加酸的电离，使甲酸根浓度降低，反应Ⅰ→Ⅱ速率减慢，所以氢离子浓度过高或过低，均导致反应速率减慢，故B正确； C．由反应机理可知，Fe在反应过程中，化学键数目发生变化，则化合价也发生变化，故C正确； D．由反应进程可知，反应Ⅳ→Ⅰ能垒最大，反应速率最慢，对该过程的总反应起决定作用，故D错误；故选D。 (4)①木耳中铁含量较少，选用微量滴定管使实验微型化，滴定更准确，节约试剂； ②三次平行滴定中，第二组数据偏差较大，应舍去。 ③a．铁元素的含量＝eq \f(铁元素质量,样品质量)×100%，样品未完全干燥，使测定结果偏低，故选a; b．微量滴定管未用标准溶液润洗，标准溶液被稀释，使测定结果偏高，故不选b; c．灰渣中有少量炭黑，对测定结果无影响，故不选c。 答案为：滴定更准确，节约试剂；舍去第二组数据；a。 (4)①反应釜3中，25℃时，Ca2+浓度为5.0mol/L，反应不能使钙离子生成沉淀，防止引入杂质，故此时c(OH－)＝eq \r(\f(Ksp,c(Ca2+)))＝eq \r(\f(5.0×10-6,5.0))＝1.0×10-3mol/L，pOH=3，pH=11，故理论上pH不超过11。 ②高锰酸钾溶液紫红色，故滴定达到终点的现象为：最后半滴标准液加入后，溶液变为红色，且半分钟内不变色； 氯化钙和草酸钠转化为草酸钙沉淀CaC2O4，草酸钙沉淀加入硫酸转化为草酸，草酸和高锰酸钾发生氧化还原反应：2MnOeq \o\al(－,4)＋5H2C2O4＋6H+＝10CO2↑＋2Mn2+＋8H2O，结合质量守恒可知，5CaCl2～5H2C2O4～2MnOeq \o\al(－,4)，则该副产物中CaCl2的质量分数为eq \f(0.1000×24×10-3mol××111g/mol,1.000g) ×100%＝66.6%。 解析：已知黄铁矿高温煅烧生成Fe2O3，反应原理为：4FeS2+11O2eq \o(=====,\s\up17(煅烧))2Fe2O3+8SO2，故产生的红渣主要成分为Fe2O3和SiO2，将红渣粉碎后加入足量的50%的H2SO4溶液加热充酸浸，反应原理为：Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O，过滤出滤渣①，主要成分为SiO2，向滤液中加入黄铁矿进行还原，将Fe3+还原为Fe2+，由(3)小问可知不生成S沉淀，则硫元素被氧化为SO42-，反应原理为：14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+，然后进行工序①为蒸发浓缩、冷却结晶，得到FeSO4晶体和母液主要含有FeSO4溶液和H2SO4，加水溶解FeSO4晶体，向所得溶液中加入(NH4)2SO4、K3[Fe(CN)6]并用H2SO4调节溶液的pH为3，进行沉铁过程，反应原理为：Fe2+＋2NH4+＋[Fe(CN)6]3-＝Fe(NH4)2Fe(CN)6↓，然后过滤出沉淀，洗涤后加入H2SO4和NaClO进行氧化步骤，反应原理为：Fe(NH4)2Fe(CN)6+ClO-+2H+＝Fe(NH4)Fe(CN)6+H2O+Cl-+NH4+，过滤、洗涤干燥即制得Fe(NH4)Fe(CN)6，据此分析解题。 (3)产品纯度测定 铁黄纯度可以通过产品耗酸量确定。 wg铁黄eq \o(————————→,\s\up17(加热溶解),\s\do17(H2SO4标准溶液))溶液beq \o(——————→,\s\up17(Na2C2O4溶液))溶液ceq \o(————————→,\s\up17(酚酞),\s\do17(NaOH标准溶液))滴定 资料：Fe3+＋3C2O42-＝Fe(C2O4)33-，Fe(C2O4) 33-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”)。 解析：根据钛白粉废渣制备铁黄流程 和钛白粉废渣成分：FeSO4·H2O、TiOSO4及其它难溶物,可知：加入蒸馏水、铁粉纯化后，TiOSO4＋2H2OTiO2·H2O↓+H2SO4，TiO2·H2O是沉淀，通过过滤后，得到精制FeSO4溶液，加入氨水和空气后，FeSO4溶液被氧化成三价铁离子，同时调整pH(0.1mol/LFe2+沉淀为Fe(OH)2，起始的pH为6.3，完全沉淀的pH为8.3；0.1mol/LFe3+沉淀为FeOOH，起始的pH：1.5，完全沉淀的pH为2.8)和空气，生成FeOOH，再经过系列提纯，最终制得FeOOH固体。 FeCl3·6H2O＋6SOCl2eq \o(===,\s\up17(△))FeCl3＋12HCl↑＋6SO2↑ (4)I中未反应完的氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。 (5)由2Fe＋3Cl2eq \o(===,\s\up17(△))2FeCl3可知，每2 mol Fe反应生成2 mol FeCl3，则5.60 g(0.1 mol)干燥铁粉理论上可制得0.1 mol FeCl3，理论上制得FeCl3质量为0.1 mol×162.5 g·mol－1＝16.25 g，因此该次实验的产率为eq \f(13.00 g,16.25 g)×100%＝80.00%。 归纳总结：(1)铁与水蒸气反应的产物是Fe3O4和H2，而不是Fe2O3。 (2)铁与冷水、热水不能反应，只能与水蒸气在高温下反应。 (3)铁与水蒸气反应的实质同Na、Mg一样，都是置换出水电离产生的H＋，但不能得到铁的氢氧化物，因为高温下铁的氢氧化物分解为铁的氧化物和水。 解析：由于铁的物质的量为eq \f(22.4 g,56 g·mol－1)＝0.4 mol，所以在反应的过程中它失去的电子物质的量应介于eq \a\vs4\al(0.8 mol)(此时只产生Fe2＋)和1.2 mol(此时只产生Fe3＋)之间，由于产生0.3 mol NO2和0.2 mol NO，即反应过程中硝酸得到的电子物质的量为0.3 mol×(5－4)＋0.2 mol×(5－2)＝0.9 mol，所以对应的产物既有Fe(NO3)3又有Fe(NO3)2，设前者的物质的量为x，后者的物质的量为y，则由铁原子守恒可得x＋y＝0.4，由得失电子守恒得3x＋2y＝0.9 mol，解得x＝eq \a\vs4\al(0.1 mol)，y＝0.3 mol。 7．向含a g HNO3的稀溶液中，加入b g铁粉充分反应后全部溶解。已知有eq \f(a,4) g HNO3被还原，则a∶b不可eq \a\vs4\al(能是)(　　) A．2∶1 B．3∶1 C．4∶1 D．9∶2 解析：满足条件的反应为 Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O① 3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O② 满足方程①的a∶b＝(4×63)∶56＝9∶2， 满足方程②的a∶b＝(8×63)∶(3×56)＝3∶1。 介于方程①②之间即3≤eq \f(a,b)≤4.5的都行。只有A不符合。 【规律小结】 铁与硝酸反应的计算问题 1．硝酸的作用及其量的确定 铁与硝酸的反应中，一是氧化剂作用，二是酸性作用。作为氧化剂的硝酸可以根据氧化还原反应中得失电子守恒的方法确定，作为酸性作用的可以通过金属铁的物质的量确定，即铁的物质的量乘以铁显示的化合价。 2．铁与稀HNO3反应 随着两者量的不同，生成氧化产物亦不同，可用讨论的方法确定。 ①Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O ②Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2 ①×2＋②可得 ③3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O (1)当eq \f(nFe,nHNO3)≤eq \f(1,4)时，硝酸过量，按①式计算。 (2)当eq \f(nFe,nHNO3)≥eq \f(3,8)时，铁过量，按③式计算。 (3)当eq \f(1,4)＜eq \f(nFe,nHNO3)＜eq \f(3,8)时，可依据①②或①③进行计算。 无论二者的量如何变化，铁与稀HNO3反应，被还原的HNO3与参加反应的HNO3的物质的量之比总是1∶4。 3．铁与浓HNO3反应 常温下铁与浓HNO3发生钝化。在加热条件下，二者剧烈反应生成NO2，Fe＋6HNO3(浓)eq \o(=====,\s\up17(△))Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O。但随着反应的进行硝酸变稀，就会有NO生成，解这类题时要注意实际的反应过程。 (2)在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。 ①在试管Ⅰ里加入的试剂是_____________________。 ②在试管Ⅱ里加入的试剂是________________________。 实验室制备氢氧化亚铁的防氧化措施 1．将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶解的氧气。 2．将盛有氢氧化钠溶液的胶头滴管尖端插入试管里的亚铁盐溶液底部，再慢慢挤出NaOH溶液。 3．在亚铁盐溶液上面加保护层，例如苯或植物油等。 4．用铁作阳极，石墨作阴极，电解NaOH溶液或NaCl溶液，利用新产生的Fe2＋与OH－反应制取。 (1)氧化性的应用 ①Fe3＋与S2－、I－、HS－、SOeq \o\al(2－,3)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＋。 (2)水解性的应用 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＋3H2Oeq \o(=====,\s\up15(△),\s\do1(　))Fe(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。 ③Fe3＋与HCOeq \o\al(－,3)、AlOeq \o\al(－,2)、COeq \o\al(2－,3)、ClO－等水解呈碱性的离子不能大量共存。 A．温度为78 ℃时，固体物质M的化学式为FeSO4·4H2O B．取适量380 ℃时所得的样品P，隔绝空气加热至650 ℃，得到一种固体物质Q，同时有两种无色气体生成，Q的化学式为Fe2O3 C．在隔绝空气的条件下，M得到P的化学方程式为FeSO4·4H2Oeq \o(=====,\s\up17(高温))FeSO4＋4H2O D．温度为380 ℃时，固体物质P的化学式为FeSO4·H2O 实验：Fe2＋、Fe3＋的检验方法 1．Fe2＋的检验 (1)eq \x(样品溶液) eq \o(――――――→,\s\up17(滴加KSCN溶液))无现象eq \o(――――→,\s\up17(滴加氯水),\s\do15(或双氧水))溶液变血红色，证明含有Fe2＋。 (2)eq \x(样品溶液) eq \o(――――――――→,\s\up17(加入氢氧化钠溶液))产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2＋。 (3)eq \x(样品溶液) eq \o(――――――――――→,\s\up17(加入K3[Fe(CN)6]溶液))生成蓝色沉淀，证明有Fe2＋。 2．Fe3＋的检验 (1)eq \x(样品溶液) eq \o(――――――――→,\s\up17(滴加KSCN溶液))溶液变血红色，证明含有Fe3＋。 (2)eq \x(样品溶液) eq \o(――――――――→,\s\up17(加入氢氧化钠溶液))产生红褐色沉淀，证明有Fe3＋存在。 3．混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验 (1)Fe3＋的检验 ①eq \x(混合溶液) eq \o(――――――→,\s\up17(滴加KSCN溶液))溶液变血红色，说明含有Fe3＋。 ②eq \x(混合溶液) eq \o(――――――→,\s\up17(淀粉/KI试纸))试纸变蓝色，说明含有Fe3＋。 (2)Fe2＋的检验 ①eq \x(混合溶液) eq \o(――――――→,\s\up17(滴加酸性),\s\do15(KMnO4溶液))酸性KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋。 ②eq \x(混合溶液) eq \o(――――――→,\s\up17(滴加溴水))溴水褪色，说明含有Fe2＋。 ③eq \x(混合溶液) eq \o(――――――――――→,\s\up17(滴加K3[FeCN6]溶液))生成蓝色沉淀，说明含有Fe2＋。 检验Fe2＋时的易错分析 (1)只含Fe2＋的溶液：注意检验Fe2＋时加入试剂的顺序 待测液eq \o(――――――→,\s\up17(KSCN溶液))不变色eq \o(――――――→,\s\up17(氧化剂),\s\do15(如氯水、双氧水))红色(含Fe2＋、不含Fe3＋) ①加KSCN溶液前，要注意不要加入氧化性物质使Fe2＋被氧化，如H2O2、NOeq \o\al(－,3)(H＋)等。 ②氧化剂不能选用酸性KMnO4溶液，因为酸性KMnO4溶液本身显紫红色，对实验现象有干扰，且酸性KMnO4溶液能氧化KSCN，即使溶液含Fe3＋也不变红色，不能证明不含Fe3＋。 (2)同时含有Fe2＋和Fe3＋的溶液：Fe2＋对检验Fe3＋无干扰，可以滴加KSCN溶液检验Fe3＋；Fe3＋对检验Fe2＋有干扰，不能通过先加入KSCN溶液再加氯水检验Fe2＋，通常向溶液中加入适量K3[Fe(CN)6]溶液，若产生蓝色沉淀，说明含有Fe2＋。 2．具体应用 (1)判断离子能否共存 Fe2＋eq \f(不共存,)NOeq \o\al(－,3)(H＋)、ClO－、MnOeq \o\al(－,4)(H＋)。 Fe3＋eq \f(不共存,)S2－、I－、SOeq \o\al(2－,3)。 Fe2＋、Fe3＋eq \f(不共存,)HCOeq \o\al(－,3)、COeq \o\al(2－,3)等水解相互促进的离子。 (2)盐溶液的配制与保存 (3)物质的制备 由OA段氧化还原反应中得失电子守恒可知，n(NOeq \o\al(－,3))＝n(Fe)＝eq \f(11.2 g,56 g·mol－1)＝0.2 mol，C正确； 三个阶段共消耗铁为22.4 g，即eq \f(22.4 g,56 g·mol－1)＝0.4 mol，C点溶质为FeSO4，由溶液中的电荷守恒可知n(SOeq \o\al(2－,4))＝n(Fe2＋)＝0.4 mol，由反应前后SOeq \o\al(2－,4)物质的量不变可知原混合酸中硫酸的物质的量浓度为2 mol·L－1，D正确。 解析：FeCl3溶液中存在水解平衡：FeCl3＋3H2OFe(OH)3＋3HCl，加入Mg与H＋反应，上述平衡右移，使Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，A项正确；加入过量铁粉，FeCl3与Fe反应生成FeCl2而达到除杂的目的，B项正确；先用H2O2将 Fe2＋氧化成Fe3＋，再利用FeCl3的水解，加入的CuO与H＋反应将Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，D项正确；C项中加入NaOH溶液，Cu2＋、Fe3＋均转化成氢氧化物沉淀，不符合除杂要求。 混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的除去方法 1．除去Mg2＋中混有的Fe3＋的方法 向混合溶液中加入Mg、MgO、MgCO3、Mg(OH)2中之一，与Fe3＋水解产生的H＋ 反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化成Fe(OH)3沉淀而除去。 2．除去Cu2＋中混有的Fe3＋的方法 向混合溶液中加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3中之一，与Fe3＋水解 产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去。 3．除去Mg2＋中混有的Fe2＋的方法 先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按1的方法除去 溶液中的Fe3＋。 4．除去Cu2＋中混有的Fe2＋的方法 先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按2的方法除去 溶液中的Fe3＋。 解析：(3)加入盐酸酸化的BaCl2溶液产生白色沉淀，说明③中溶液有SOeq \o\al(2－,4)，亚硫酸钠与氯化铁会发生氧化还原反应，即Fe3＋将SOeq \o\al(2－,3)氧化为SOeq \o\al(2－,4)，甲中SOeq \o\al(2－,4)也可能是SOeq \o\al(2－,3)被空气氧化，所以用铁氰化钾溶液检验溶液中是否生成Fe2＋更合理。 2．K3[Fe(CN)6]和K4[Fe(CN)6] (1)铁氰化钾{K3[Fe(CN)6]}，即六氰合铁(Ⅲ)酸钾，遇Fe2＋生成蓝色沉淀：3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===eq \a\vs4\al(Fe3[FeCN6]2↓)，可用于Fe2＋的检验。 (2)亚铁氰化钾{K4[Fe(CN)6]}，遇Fe3＋生成蓝色沉淀：3K4[Fe(CN)6]＋4FeCl3===Fe4[Fe(CN)6]3↓＋12KCl，可用于Fe3＋的检验。 3．聚合硫酸铁[Fe2(OH)n(SO4) n,2) eq \s\do8(3－) ]m 聚合硫酸铁是一种性能优越的无机高分子絮凝剂，形态性状是淡黄色无定型粉状固体，极易溶于水，10%的水溶液为红棕色透明溶液。聚合硫酸铁广泛应用于饮用水、工业用水的净化以及工业废水、城市污水、污泥的净化处理等领域。 下列叙述错误的是 A．K2FeO4与明矾净水的原理不同 B．反应Ⅰ中尾气可用饱和石灰水吸收，防止污染的同时还可制得漂白粉 C．反应Ⅱ的离子方程式为2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－＝2FeOeq \o\al(2－,4)＋3Cl－＋5H2O D．K2FeO4在强碱性溶液中能稳定存在，且溶解度比Na2FeO4小 解析：A．K2FeO4有强氧化性，因而可以杀菌消毒，当铁的价态降低为＋3价后又可水解生成Fe(OH)3胶体，从而吸附水中的悬浮物。明矾净水是因为水解生成Al(OH)3胶体吸附水中的悬浮物，所以二者净水的原理不同，A项正确； B．反应Ⅰ中尾气为Cl2，因为Ca(OH)2溶解度很小，所以用饱和石灰水吸收Cl2不充分，不能有效防止污染，也不能很好地获得漂白粉，B项错误； C．反应Ⅱ在碱性环境下发生，离子方程式为2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－＝2FeOeq \o\al(2－,4)＋3Cl－＋5H2O，C项正确； D．由制取过程知，K2FeO4在强碱性溶液中稳定，溶解度比Na2FeO4小，D项正确。 例2：实验室用如图所示装置制备KClO溶液，并通过KClO溶液与Fe(NO3)3溶液的反应制备高效水处理剂K2FeO4。 已知K2FeO4具有下列性质：①可溶于水、微溶于浓KOH溶液；②在0～5 ℃、强碱性溶液中比较稳定；③在Fe3＋和Fe(OH)3催化作用下发生分解；④在酸性至弱碱性条件下，能与水反应生成Fe(OH)3和O2。 (1)装置A中KMnO4与盐酸反应生成MnCl2和Cl2，其离子方程式为_________________________________________________，将制备的Cl2通过装置B可除去________(填化学式)。 (2)Cl2与KOH在较高温度下反应生成KClO3。在不改变KOH溶液的浓度和体积的条件下，控制反应在0～5 ℃进行，实验中可采取的措施是______________、______________________。 (3)制备K2FeO4时，KClO饱和溶液与Fe(NO3)3饱和溶液的混合方式为_____________________________________________________________。 2MnOeq \o\al(－,4)＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O　 HCl (1)根据得失电子守恒、电荷守恒、质量守恒配平该离子方程式： 2MnOeq \o\al(－,4)＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O。盐酸易挥发，制备的Cl2中含有HCl、水蒸气，而HCl极易溶于水，通过饱和食盐水可除去HCl。 (2)可以采取的措施有缓慢滴加盐酸控制产生Cl2的速率，装置C用冰水浴控制反应温度。 (3)根据题中K2FeO4的性质②③④知，应在搅拌下将Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中。 例3．(2019年江苏高考)聚合硫酸铁[Fe2(OH)6－2n(SO4)n]m广泛用于水的净化。以FeSO4·7H2O为原料，经溶解、氧化、水解聚合等步骤，可制备聚合硫酸铁。 将一定量的FeSO4·7H2O溶于稀硫酸，在约70 ℃下边搅拌边缓慢加入一定量的H2O2溶液，继续反应一段时间，得到红棕色黏稠液体。H2O2氧化Fe2＋的离子方程式为___________________________________；水解聚合反应会导致溶液的pH_________。 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O　 解析：H2O2氧化Fe2＋生成Fe3＋，自身被还原为H2O，根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒配平离子方程式。Fe3＋发生水解聚合反应使溶液pH减小。 解析：绿矾受热发生分解反应，反应的化学方程式为2FeSO4·7H2Oeq \o(=====,\s\up17(高温))Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O，因此“青矾厂气”应为SO2和SO3的混合气体，“红色固体”是Fe2O3，Fe2O3属于碱性氧化物，A、B、D项正确；“矾油”的主要成分是硫酸(SO3和H2O反应生成)，不能使滴有酚酞的溶液呈红色，C项错误。 7．(2024届吉林辉南六中)铁及其化合物是中学化学中一类重要的物质。下列叙述正确的是 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＋、NHeq \o\al(＋,4)、NOeq \o\al(－,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 解析：A．加热促进Fe3＋的水解，且生成HCl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； B．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； C．pH＝0的溶液显酸性，H＋、NOeq \o\al(－,3)、Fe2＋发生氧化还原反应不能共存，故C错误； D．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。 解析：A．该反应可以看作两步：①Fe＋4H＋＋NOeq \o\al(－,3)＝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； B．溶液中共有3 mol H＋参加反应，消耗0.75 mol铁，B正确； C．P点n(Fe2＋)＝n(Fe3＋)，两者均为0.45 mol，C不正确； D．P点剩余0.45 mol Fe3＋，消耗0.225 mol铜，质量为14.4 g，D正确。 13．(2024届贵州六校联盟联考)下列离子方程式书写正确的是 A．铁与稀盐酸反应：Fe＋6H＋＝Fe3＋＋3H2↑ B．氯气与氯化亚铁溶液反应：Cl2＋Fe2＋＝Fe3＋＋2Cl－ C．氯化铁溶液与铜反应：3Cu＋2Fe3＋＝2Fe＋3Cu2＋ D．氯化铁溶液与氨水反应：Fe3＋＋3NH3·H2O＝Fe(OH)3↓＋3NHeq \o\al(＋,4) 解析：A．铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，离子方程式为Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑，故A错误； B．氯气与氯化亚铁溶液反应生成氯化铁，离子方程式为Cl2＋2Fe2＋＝2Fe3＋＋ 2Cl－，故B错误； C．氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁，离子方程式为Cu＋2Fe3＋＝ 2Fe2＋＋Cu2＋，故C错误。 D．氯化铁溶液与氨水反应：Fe3＋＋3NH3·H2O＝Fe(OH)3↓＋3NHeq \o\al(＋,4)，故D正确。 19．(2024届湖南衡阳第八中学)已知：普通铁＋水蒸气eq \o(―――→,\s\up17(一定条件))铁的氧化物＋氢气，铁的氧化物＋氢气eq \o(―――→,\s\up17(一定条件))“引火铁”＋水蒸气，“引火铁”为颗粒很细、反应活性很高的铁粉。某实验小组使用普通铁粉、20%的盐酸及其他试剂制备“引火铁”，装置(铁架台、铁夹、铁网、陶土网、加热仪器等略去)如图所示。 解析：A．Fe与稀硝酸反应，生成Fe(NO3)3、NO等，离子方程式为Fe+4H++NOeq \o\al(－,3)=Fe3++NO↑+2H2O，A正确； B．硝酸具有强氧化性，与Fe3O4反应，最终生成硝酸铁、一氧化氮等，离子方程式为，3Fe3O4+ 28H+ +NOeq \o\al(－,3)＝9Fe3++NO↑+ 14H2O，B不正确； C．Fe(OH)3与硝酸发生复分解反应，生成硝酸铁和水，离子方程式为Fe(OH)3+3H+＝Fe3++3H2O，C正确； D．Fe(OH)2与硝酸反应，先生成硝酸亚铁和水，硝酸亚铁再被硝酸氧化，生成硝酸铁、一氧化氮等，离子方程式为3Fe(OH)2+10H++NOeq \o\al(－,3)＝3Fe3++NO↑+8H2O，D正确； 0.07 a(或eq \f(112a,1 600)及其化简形式，如eq \f(7a,100)) (5)a g氧化铁中铁元素的质量即为10 片补血剂中铁的质量，所以每片补血剂含铁元素的质量为eq \f(a g×\f(112,160),10)＝0.07a g。 $$