内容正文:
专题06 铁的多样性
考点01 铁元素的存在
考点02 铁的性质
考点03 亚铁盐和铁盐
考点04 亚铁离子和铁离子的检验
考点05 铁的氧化物
考点06 铁的氢氧化物
考点07 铁及其化合物之间的转化关系
考点08 铁和铁的氧化物与酸反应的计算
▉考点01 铁元素的存在
1.铁的含量
铁元素在地壳中的含量仅次于 、 和 。
2.存在形态
(1)游离态:存在于 中。
(2)化合态:主要以 价和 价的化合物存在。如黄铁矿(主要成分是 )、赤铁矿(主要成分是 )、磁铁矿(主要成分是 )等。
(3)日常生活用品中也有许多含有铁元素的物质,例如补铁的保健品中含有 ,红色涂料中含有 ,激光打印机的墨粉中含有 。
3.铁的应用
钢铁是人类生活和生产中非常重要的材料,广泛应用用于生活用具、生产工具、建筑、机械、电力、桥梁、国防等领域。
▉考点02 铁的性质
1.铁的物理性质
纯铁具有银白色金属光泽,质软,有良好的延展性,密度是7.86g.cm-3,熔点为1535℃,沸点为2750℃,铁是电和热的良导体,铁可以被 吸引。
2.铁与非金属单质反应
(1)铁与氧气反应: 。
现象:剧烈燃烧,放出大量热,火星四射,产生黑色固体。
(2)铁与氯气反应: 。
现象:剧烈燃烧,放出大量热,产生棕黄色烟。
【特别提醒】Fe与Cl2反应不论用量多少都生成FeCl3,而Fe与盐酸反应生成FeCl2。
(3)铁与硫反应: 。
【特别提醒】Fe与硫反应不论用量多少都生成FeS。
3.铁与酸反应
(1)铁与酸(非氧化性酸)反应: 。
(2)铁与稀硝酸反应:
Fe少量, 。如Fe过量,则生成 。
(3)铁与浓硝酸、浓硫酸发生钝化
①铁的钝化是化学变化,而非物理变化。钝化条件——室温,如加热铁是可以反应的。
②Fe常温下遇浓硫酸、浓硝酸表面生成致密氧化膜而钝化;加热时反应生成物与Fe用量多少有关。
4.铁与盐溶液反应
(1)与铜盐: 。
(2)与铁盐: 。
5.铁与水反应
实验装置
操作及现象
用火柴点燃肥皂泡,听到爆鸣声,反应后试管内固体仍为黑色
实验结论
红热的铁能与水蒸气反应:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
【特别提醒】Fe与H2O的反应:Fe不与冷水、热水反应,在常温下Fe暴露在空气中产生铁锈(Fe2O3·xH2O);Fe与水蒸气在高温时反应生成的是Fe3O4而不是Fe2O3。
▉考点03 亚铁盐和铁盐
1.Fe3+、Fe2+的相互转化
实验操作
实验现象
加少量铁粉振荡后,溶液变成浅绿色,
再加KSCN溶液,溶液颜色无变化
向上层清液中滴加新制氯水,
溶液变成红色
离子方程式
2Fe3++Fe=3Fe2+
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
实验结论
Fe3+遇到较强的还原剂时,会被还原成Fe2+
Fe2+在较强氧化剂的作用下会被氧化成Fe3+
2.Fe2+既具有氧化性又具有还原性
①Fe2+→Fe3+(与强氧化剂反应:如O2、Cl2、Br2、H2O2、HNO3、KMnO4(H+)、浓H2SO4、等)
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,
2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O,
5Fe2++MnO+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O
3Fe2++4H++NO===3Fe3++NO↑+2H2O
②Fe2+→Fe(与还原剂反应:如C、CO、Al、Zn等)
Zn+Fe2+===Zn2++Fe FeO+COFe+CO2。
3.Fe3+具有较强氧化性,可被还原为Fe2+或Fe
①Fe3+→Fe2+(与还原剂反应:如Fe、Cu、I-、S2-等)
2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,
2Fe3++H2S===2Fe2++S↓+2H+。
2Fe3++2I-===I2+2Fe2+
②Fe3+→Fe(与还原剂反应:如C、CO、Al等)
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3。
【特别提醒】
1. 金属阳离子被还原不一定得到金属单质。如:Fe3+→Fe2+。
2. 离子共存问题:
①Fe3+与I-、S2-、HS-、SO、HSO等因发生氧化还原反应而不能大量共存。
②Fe2+与MnO(H+)、NO(H+)、ClO-等因发生氧化还原反应而不能大量共存。
3. 除杂问题(括号内为杂质):
①FeCl3溶液(FeCl2):加足量氯水或H2O2或通入足量Cl2。
②FeCl2溶液(FeCl3):加足量铁粉,充分反应后过滤。
③FeSO4溶液(CuSO4):加足量铁粉,充分反应后过滤。
④Fe粉(铝)、Fe2O3(Al2O3):加足量NaOH溶液,充分反应后过滤。
4. Fe2+盐溶液的配制与保存:加铁粉,防止Fe2+被氧化。
▉考点04 亚铁离子和铁离子的检验
1.Fe2+的检验
方法1
观察法:浅绿色
方法2
无现象溶液变红色,证明含有Fe2+
方法3
产生白色絮状沉淀,迅速变成灰绿色,最终变为红褐色,证明含有Fe2+
方法4
生成蓝色沉淀,证明含有Fe2+
2.Fe3+的检验
方法1
观察法:棕黄色
方法2
溶液变红色,证明含有Fe3+
方法3
产生红褐色沉淀,证明含有Fe3+
【特别提醒】
1.检验Fe2+的注意事项
(1)只含Fe2+的溶液:检验Fe2+加入试剂的顺序
待测液不变色红色(含Fe2+、不含Fe3+)。
①加KSCN溶液前,防止加氧化性物质,使Fe2+被氧化。如H2O2、NO(H+)等。
②氧化剂不能选用酸性KMnO4溶液,原因:酸性KMnO4 溶液本身显紫红色,对Fe(SCN)3红色有干扰;酸性KMnO4溶液能氧化KSCN,溶液不变红色,不能证明不含Fe2+。
(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,不能采用加KSCN溶液检验Fe2+,通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液,溶液紫红色褪色说明含有Fe2+。
(3)检验铁的氧化物中是否有+2价铁时,正确的思路为
少量固体溶液紫色褪去。
①步骤a中不能选用盐酸,原因是酸性KMnO4溶液可以氧化盐酸。
②步骤a中,不能选用稀HNO3,原因是稀HNO3可以将Fe2+氧化为Fe3+。
▉考点05 铁的氧化物
一、铁的氧化物
化学式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
名称(俗称)
物质类别
色态
溶解性
铁的价态
与H+反应的离子方程式
共性
高温时,都能被C、CO、H2、Al等还原剂还原,生成单质铁
与CO化碳反应:FexOy+y COx Fe+y CO2
【特别提醒】
(1)稳定性:FeO不稳定,Fe2O3和Fe3O4很稳定。
(2)FeO、Fe2O3属于碱性氧化物,Fe3O4不属于碱性氧化物。
▉考点06 铁的氢氧化物
1.氢氧化铁和氢氧化亚铁性质对比
化学式
Fe(OH)2
Fe(OH)3
色态
溶解性
与盐酸反应
受热分解
—
制法
二者的关系
空气中,Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3,现象是白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,化学方程式为
【特别提醒】
①FeO、Fe3O4、Fe(OH)2与HNO3反应时,除考虑与H+的反应外,还考虑Fe2+被HNO3氧化成Fe3+。
②Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3与HI反应时,除考虑与H+的反应外,还考虑Fe3+被I-还原为Fe2+。
2.氢氧化亚铁的制备
(1)制备原理:Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓。
【特别提醒】制备Fe(OH)2的注意事项
(1)Fe2+极易被氧化,所以FeSO4溶液要现用现配。
(2)为了防止Fe2+被氧化,配制FeSO4溶液和NaOH溶液的蒸馏水要煮沸、冷却,尽可能除去O2。
(3)为防止Fe2+被氧化,FeSO4溶液中要加少量铁粉,还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有机物,以隔绝空气。
(4)为了防止滴加NaOH溶液时带入空气,可将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液的液面下,再挤出NaOH溶液。
(2)常用方法
方法一:有机层隔离法
①反应在试管底部进行(这是唯一一种把胶头滴管插入反应溶液的实验)。
②加隔氧剂,如加入汽油、苯等比水轻的有机溶剂[如图,由于苯的液封作用,可防止生成的Fe(OH)2被氧化,因而可较长时间观察到白色的Fe(OH)2沉淀]。
方法二:还原性气体保护法
该方法是先在装置Ⅰ中产生FeSO4溶液,并利用产生的H2排尽整个装置中的空气,待检验H2的纯度后,再关闭止水夹K,利用产生的H2把FeSO4溶液压入装置Ⅱ中与NaOH溶液进行反应。
▉考点07 铁及其化合物之间的转化关系
1.含有相同价态铁元素的物质之间的转化,可借助 反应实现;
2.含有不同价态铁元素的物质之间的转化,可借助 反应实现。
3.铁、亚铁离子和铁离子的转化
4.转化关系的化学方程式或离子方程式
①Fe+2H+===Fe2++H2↑
②3Fe+2O2Fe3O4
③Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
④FeO+2H+===Fe2++H2O
⑤Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O
⑥Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓
⑦4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
⑧Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
⑨2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
⑩2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
⑪Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
⑫Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O
▉考点08 铁和铁的氧化物与酸反应的计算
用终态法、关系式法、守恒法等方法巧解这类计算问题
1.终态法:固体和盐酸(硫酸)恰好完全反应,溶液中没有Fe3+,即多个反应后的“终态”是溶质只有FeCl2(FeSO4)的溶液,因此有n(Fe2+):n(Cl-)=1:2[n(Fe2+):n(SO)=1:1],混合物中n(Fe)与盐酸(硫酸)中n(H+)之比为1:2等结论。
2.关系式法:由 Fe+2H+===Fe2++H2↑,Fe+Fe2O3+6H+===3Fe2++3H2O可知,若没有Fe3+生成,则反应的Fe(不产生H2)与Fe2O3的关系是Fe- Fe2O3,则有n(Fe)=n(Fe2O3)+n(H2)等关系。
3.守恒法:主要有Fe原子守恒、Cl-(SO)守恒、溶液中电荷守恒、Fe失去的电子与H+和Fe3+得到的电子守恒。
1.下列说法正确的是
A.铁在氯气中燃烧的产物与氯气的量有关 B.钠与氧气的反应,条件不同产物不同
C.将钠投入硫酸铜稀溶液中有红色固体析出 D.焰色试验是化学变化
2.下列说法中,不正确的是( )
A.FeCl3溶液和FeCl2溶液都是黄色的
B.Fe(OH)2是白色的,Fe(OH)3是红褐色的
C.FeO、 Fe2O3都能与盐酸反应
D.FeCl3溶液、FeCl2溶液都能与NaOH溶液反应
3.下列离子能大量共存的是
A.使无色酚酞试液呈红色的溶液中:Na+、K+、CO、SO
B.无色透明的溶液中:Cu2+、K+、NO、SO
C.含有大量Ba(NO3)2的溶液中:Fe2+、NO、SO、Cl-
D.酸性高锰酸钾溶液中:Na+、Fe2+、Cl-、NO
4.下列离子方程式能准确解释相应事实的是
A.钠溶于水中;2Na+2H2O=2Na++2OH−+H2↑
B.将稀硫酸滴在铜片上:Cu+2H+=Cu2++ H2↑
C.用CH3COOH溶解CaCO3:CaCO3+2H+=Ca2++ H2O+CO2↑
D.FeCl3溶液与Fe反应:Fe3++Fe=2Fe2+
5.下列有关铁及其化合物的叙述中,不正确的是
A.高温下,铁和水蒸气反应可以生成氢气
B.是具有磁性的黑色晶体,俗称磁性氧化铁
C.用溶液可以鉴别溶液和溶液
D.将饱和氯化铁溶液滴入沸水中,煮沸至红褐色,可以制得氢氧化铁胶体
6.某同学向一新制的溶液中逐滴滴加溶液直至过量,生成的白色沉淀迅速变成灰绿色,一段时间后,有红褐色物质生成。下列说法正确的是
A.灰绿色沉淀为
B.红褐色物质灼烧后可得到铁单质
C.在隔绝空气的条件下进行上述实验,可长时间观察沉淀的颜色
D.沉淀颜色变化的过程中未发生氧化还原反应
7.黄铁矿(主要成分为FeS2)因其呈浅黄铜色,且具有明亮的金属光泽,常被误认为是黄金,故又称为“愚人金”。在酸性条件和催化剂的作用下FeS2可发生如图所示的转化。下列分析正确的是
A.反应I的离子方程式:4Fe(NO)2++O2+2H2O=4Fe3++4NO+4OH﹣
B.反应II中,每消耗1molFeS2,转移电子的物质的量为14mol
C.反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为氧化还原反应
D.在酸性条件下,黄铁矿催化氧化中只有Fe3+作催化剂
8.根据下列实验操作及现象得到结论正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
用洁净的铁丝蘸取某溶液灼烧,火焰呈黄色
该溶液中不可能含
B
向某溶液中加入适量氯水,再加几滴溶液,溶液变红色
原溶液中含有
C
将水蒸气通入到灼热的铁粉,将产生的气体通入肥皂液中,点燃肥皂泡,产生爆鸣声
表现氧化性
D
把红热的铁丝伸进装满氯气的集气瓶中,反应剧烈,产生红棕色的烟
燃烧不一定需要氧气
9.将过量Na2O2投入FeCl2溶液中,可观察到的现象是:
A.有白色沉淀生成 B.溶液由浅绿色变为黄色
C.有红褐色沉淀生成 D.不可能有无色气体产生
10.某实验小组用如图所示装置制备。下列说法正确的是
A.分液漏斗在使用前需检查是否漏液
B.试剂X可选用其主要作用是隔绝空气
C.将、、按顺序打开后即可看到沉淀
D.在锥形瓶中生成
11.向某晶体的水溶液中加入含的溶液后,无明显变化,当滴加几滴氯水后,混合液出现红色,那么由此得出的下列结论中,错误的是
A.该晶体中一定含有 B.的氧化性比的氧化性强
C.被氧化为 D.与不能形成红色的化合物
12.下列实验操作和现象、结论或目的有错误的是
选项
操作和现象
结论或目的
A
向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液于试管中,滴加溶液滴,溶液呈红色
红砖中含有氧化铁
B
还原得到的黑色固体加入盐酸溶解后再加入溶液,溶液不显红色
黑色固体中没有
C
取少量试样溶解,滴加溶液,溶液变为红色
该试样已变质
D
向某溶液中通入,然后再加入溶液,变红色
原溶液中可能含有
13.从某含有、、的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如图。下列说法错误的是
A.试剂a是铁、试剂b是稀盐酸
B.试剂c是氯气,在该流程中作氧化剂
C.操作Ⅰ、操作Ⅱ均需用到漏斗,操作Ⅲ需用到蒸发皿
D.用酸性溶液可检验溶液中是否含有
14.含铁物质的“价-类”二维图如图。下列叙述错误的是
A.c在湿空气中能转化为d B.a和e的溶液能发生化合反应
C.b在空气中加热会生成黑色固体 D.分别在稀硫酸中加入a、b、c都会生成e
15.铁黄是一种优质颜料。制备铁黄晶种时,向精制溶液中滴加氨水(弱碱),先出现白色沉淀,后变为灰绿色。加氨水至时,开始通入空气,溶液随时间的变化曲线如图。下列分析不正确的是
A.产生白色沉淀的离子方程式为
B.发生的主要反应为
C.发生的主要反应为
D.后仅发生反应4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
16.如图所示装置,可用于制取和观察在空气中被氧化时颜色的变化。实验提供的试剂:铁屑、稀硫酸、NaOH溶液等,下列说法不正确的是
A.烧瓶A中发生反应的离子方程式为
B.实验开始前先打开止水夹E,其目的是利用产生的H2将装置中的空气排尽
C.生成的操作:关闭止水E,使烧瓶A中溶液压入装置B中进行反应
D.若取下装置B的橡皮塞,可观察沉淀由白色直接变为红褐色
17.化合价和物质类别是整理元素及化合物知识的两个要素,可表示为“价-类”二维图。铁元素的“价一类”二维图如图所示,下列说法正确的是
A.工业上用CO还原Fe2O3炼铁,该反应为置换反应
B.Fe3O4中铁的化合价显+2价,显+3价
C.维生素C能将Fe3+转化为Fe2+,过程中维生素C作还原剂
D.Fe(OH)2浊液露置于空气中,由白色迅速变为棕黄色
18.某溶液可能含有Fe3+、Fe2+、、Clˉ、、和Na+。某同学为了确认其成分,取部分试液,设计并完成了如下实验:
不考虑水的电离,下列有关该溶液说法不正确的是
A.原溶液中一定不存在
B.溶液中至少有4种离子存在
C.Clˉ一定存在,且c(Clˉ)≥0.2mol·L-1
D.要确定原溶液中是否含有Fe2+,其操作为:取少量原溶液于试管中,先加入适量氯水,再加KSCN溶液,若溶液呈血红色,则含有Fe2+
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专题06 铁的多样性
考点01 铁元素的存在
考点02 铁的性质
考点03 亚铁盐和铁盐
考点04 亚铁离子和铁离子的检验
考点05 铁的氧化物
考点06 铁的氢氧化物
考点07 铁及其化合物之间的转化关系
考点08 铁和铁的氧化物与酸反应的计算
▉考点01 铁元素的存在
1.铁的含量
铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝。
2.存在形态
(1)游离态:存在于陨铁中。
(2)化合态:主要以+2价和+3价的化合物存在。如黄铁矿(主要成分是FeS2)、赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、磁铁矿(主要成分是Fe3O4)等。
(3)日常生活用品中也有许多含有铁元素的物质,例如补铁的保健品中含有亚铁盐,红色涂料中含有三氧化二铁,激光打印机的墨粉中含有四氧化三铁。
3.铁的应用
钢铁是人类生活和生产中非常重要的材料,广泛应用用于生活用具、生产工具、建筑、机械、电力、桥梁、国防等领域。
▉考点02 铁的性质
1.铁的物理性质
纯铁具有银白色金属光泽,质软,有良好的延展性,密度是7.86g.cm-3,熔点为1535℃,沸点为2750℃,铁是电和热的良导体,铁可以被磁铁吸引。
2.铁与非金属单质反应
(1)铁与氧气反应:3Fe+2O2(纯) Fe3O4
现象:剧烈燃烧,放出大量热,火星四射,产生黑色固体。
(2)铁与氯气反应: 2Fe+3Cl22FeCl3
现象:剧烈燃烧,放出大量热,产生棕黄色烟。
【特别提醒】Fe与Cl2反应不论用量多少都生成FeCl3,而Fe与盐酸反应生成FeCl2。
(3)铁与硫反应:Fe+SFeS
【特别提醒】Fe与硫反应不论用量多少都生成FeS。
3.铁与酸反应
(1)铁与酸(非氧化性酸)反应:Fe+2H+===Fe2++H2↑
(2)铁与稀硝酸反应:
Fe少量,Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O;如Fe过量,则生成Fe(NO3)2。
(3)铁与浓硝酸、浓硫酸发生钝化
①铁的钝化是化学变化,而非物理变化。钝化条件——室温,如加热铁是可以反应的。
②Fe常温下遇浓硫酸、浓硝酸表面生成致密氧化膜而钝化;加热时反应生成物与Fe用量多少有关。
4.铁与盐溶液反应
(1)与铜盐:Fe+Cu2+= Fe2++Cu
(2)与铁盐:Fe+ 2Fe3+=3Fe2+
5.铁与水反应
实验装置
操作及现象
用火柴点燃肥皂泡,听到爆鸣声,反应后试管内固体仍为黑色
实验结论
红热的铁能与水蒸气反应:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
【特别提醒】Fe与H2O的反应:Fe不与冷水、热水反应,在常温下Fe暴露在空气中产生铁锈(Fe2O3·xH2O);Fe与水蒸气在高温时反应生成的是Fe3O4而不是Fe2O3。
▉考点03 亚铁盐和铁盐
1.Fe3+、Fe2+的相互转化
实验操作
实验现象
加少量铁粉振荡后,溶液变成浅绿色,
再加KSCN溶液,溶液颜色无变化
向上层清液中滴加新制氯水,
溶液变成红色
离子方程式
2Fe3++Fe=3Fe2+
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
实验结论
Fe3+遇到较强的还原剂时,会被还原成Fe2+
Fe2+在较强氧化剂的作用下会被氧化成Fe3+
2.Fe2+既具有氧化性又具有还原性
①Fe2+→Fe3+(与强氧化剂反应:如O2、Cl2、Br2、H2O2、HNO3、KMnO4(H+)、浓H2SO4、等)
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,
2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O,
5Fe2++MnO+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O
3Fe2++4H++NO===3Fe3++NO↑+2H2O
②Fe2+→Fe(与还原剂反应:如C、CO、Al、Zn等)
Zn+Fe2+===Zn2++Fe FeO+COFe+CO2。
3.Fe3+具有较强氧化性,可被还原为Fe2+或Fe
①Fe3+→Fe2+(与还原剂反应:如Fe、Cu、I-、S2-等)
2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,
2Fe3++H2S===2Fe2++S↓+2H+。
2Fe3++2I-===I2+2Fe2+
②Fe3+→Fe(与还原剂反应:如C、CO、Al等)
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3。
【特别提醒】
1. 金属阳离子被还原不一定得到金属单质。如:Fe3+→Fe2+。
2. 离子共存问题:
①Fe3+与I-、S2-、HS-、SO、HSO等因发生氧化还原反应而不能大量共存。
②Fe2+与MnO(H+)、NO(H+)、ClO-等因发生氧化还原反应而不能大量共存。
3. 除杂问题(括号内为杂质):
①FeCl3溶液(FeCl2):加足量氯水或H2O2或通入足量Cl2。
②FeCl2溶液(FeCl3):加足量铁粉,充分反应后过滤。
③FeSO4溶液(CuSO4):加足量铁粉,充分反应后过滤。
④Fe粉(铝)、Fe2O3(Al2O3):加足量NaOH溶液,充分反应后过滤。
4. Fe2+盐溶液的配制与保存:加铁粉,防止Fe2+被氧化。
▉考点04 亚铁离子和铁离子的检验
1.Fe2+的检验
方法1
观察法:浅绿色
方法2
无现象溶液变红色,证明含有Fe2+
方法3
产生白色絮状沉淀,迅速变成灰绿色,最终变为红褐色,证明含有Fe2+
方法4
生成蓝色沉淀,证明含有Fe2+
2.Fe3+的检验
方法1
观察法:棕黄色
方法2
溶液变红色,证明含有Fe3+
方法3
产生红褐色沉淀,证明含有Fe3+
【特别提醒】
1.检验Fe2+的注意事项
(1)只含Fe2+的溶液:检验Fe2+加入试剂的顺序
待测液不变色红色(含Fe2+、不含Fe3+)。
①加KSCN溶液前,防止加氧化性物质,使Fe2+被氧化。如H2O2、NO(H+)等。
②氧化剂不能选用酸性KMnO4溶液,原因:酸性KMnO4 溶液本身显紫红色,对Fe(SCN)3红色有干扰;酸性KMnO4溶液能氧化KSCN,溶液不变红色,不能证明不含Fe2+。
(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,不能采用加KSCN溶液检验Fe2+,通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液,溶液紫红色褪色说明含有Fe2+。
(3)检验铁的氧化物中是否有+2价铁时,正确的思路为
少量固体溶液紫色褪去。
①步骤a中不能选用盐酸,原因是酸性KMnO4溶液可以氧化盐酸。
②步骤a中,不能选用稀HNO3,原因是稀HNO3可以将Fe2+氧化为Fe3+。
▉考点05 铁的氧化物
一、铁的氧化物
化学式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
名称(俗称)
氧化亚铁
氧化铁(铁红)
四氧化三铁(磁性氧化铁)
物质类别
碱性氧化物
碱性氧化物
——
色态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体
溶解性
难溶于水
难溶于水
难溶于水
铁的价态
+2价
+3价
+2价,+3价
与H+反应的离子方程式
FeO+2H+===Fe2++H2O
Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O
共性
高温时,都能被C、CO、H2、Al等还原剂还原,生成单质铁
与CO化碳反应:FexOy+y COx Fe+y CO2
【特别提醒】
(1)稳定性:FeO不稳定,Fe2O3和Fe3O4很稳定。
(2)FeO、Fe2O3属于碱性氧化物,Fe3O4不属于碱性氧化物。
▉考点06 铁的氢氧化物
1.氢氧化铁和氢氧化亚铁性质对比
化学式
Fe(OH)2
Fe(OH)3
色态
白色固体
红褐色固体
溶解性
难溶于水
难溶于水
与盐酸反应
Fe(OH)2+2H+=== Fe2++2H2O
Fe(OH)3+3H+=== Fe3++3H2O
受热分解
—
2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O
制法
可溶性亚铁盐与碱反应:Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓
可溶性铁盐与碱反应:Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
二者的关系
空气中,Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3,现象是白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
【特别提醒】
①FeO、Fe3O4、Fe(OH)2与HNO3反应时,除考虑与H+的反应外,还考虑Fe2+被HNO3氧化成Fe3+。
②Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3与HI反应时,除考虑与H+的反应外,还考虑Fe3+被I-还原为Fe2+。
2.氢氧化亚铁的制备
(1)制备原理:Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓。
【特别提醒】制备Fe(OH)2的注意事项
(1)Fe2+极易被氧化,所以FeSO4溶液要现用现配。
(2)为了防止Fe2+被氧化,配制FeSO4溶液和NaOH溶液的蒸馏水要煮沸、冷却,尽可能除去O2。
(3)为防止Fe2+被氧化,FeSO4溶液中要加少量铁粉,还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有机物,以隔绝空气。
(4)为了防止滴加NaOH溶液时带入空气,可将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液的液面下,再挤出NaOH溶液。
(2)常用方法
方法一:有机层隔离法
①反应在试管底部进行(这是唯一一种把胶头滴管插入反应溶液的实验)。
②加隔氧剂,如加入汽油、苯等比水轻的有机溶剂[如图,由于苯的液封作用,可防止生成的Fe(OH)2被氧化,因而可较长时间观察到白色的Fe(OH)2沉淀]。
方法二:还原性气体保护法
该方法是先在装置Ⅰ中产生FeSO4溶液,并利用产生的H2排尽整个装置中的空气,待检验H2的纯度后,再关闭止水夹K,利用产生的H2把FeSO4溶液压入装置Ⅱ中与NaOH溶液进行反应。
▉考点07 铁及其化合物之间的转化关系
1.含有相同价态铁元素的物质之间的转化,可借助复分解反应实现;
2.含有不同价态铁元素的物质之间的转化,可借助氧化还原反应实现。
3.铁、亚铁离子和铁离子的转化
4.转化关系的化学方程式或离子方程式
①Fe+2H+===Fe2++H2↑
②3Fe+2O2Fe3O4
③Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
④FeO+2H+===Fe2++H2O
⑤Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O
⑥Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓
⑦4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
⑧Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
⑨2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
⑩2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
⑪Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
⑫Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O
▉考点08 铁和铁的氧化物与酸反应的计算
用终态法、关系式法、守恒法等方法巧解这类计算问题
1.终态法:固体和盐酸(硫酸)恰好完全反应,溶液中没有Fe3+,即多个反应后的“终态”是溶质只有FeCl2(FeSO4)的溶液,因此有n(Fe2+):n(Cl-)=1:2[n(Fe2+):n(SO)=1:1],混合物中n(Fe)与盐酸(硫酸)中n(H+)之比为1:2等结论。
2.关系式法:由 Fe+2H+===Fe2++H2↑,Fe+Fe2O3+6H+===3Fe2++3H2O可知,若没有Fe3+生成,则反应的Fe(不产生H2)与Fe2O3的关系是Fe- Fe2O3,则有n(Fe)=n(Fe2O3)+n(H2)等关系。
3.守恒法:主要有Fe原子守恒、Cl-(SO)守恒、溶液中电荷守恒、Fe失去的电子与H+和Fe3+得到的电子守恒。
1.下列说法正确的是
A.铁在氯气中燃烧的产物与氯气的量有关 B.钠与氧气的反应,条件不同产物不同
C.将钠投入硫酸铜稀溶液中有红色固体析出 D.焰色试验是化学变化
【答案】B
【解析】A.铁在氯气中燃烧的产物为氯化铁,与氯气的量无关,故A错误;
B.金属钠与氧气反应在室温时反应得到氧化钠,在点燃时反应得到过氧化钠,故B正确;
C.钠先与硫酸铜稀溶液中水反应生成NaOH和氢气,NaOH和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀,不会置换出铜单质,因此没有红色固体析出,故C错误;
D.焰色试验是原子中电子的跃迁引起的,没有新物质生成,是物理变化,故D错误;
故选B。
2.下列说法中,不正确的是( )
A.FeCl3溶液和FeCl2溶液都是黄色的
B.Fe(OH)2是白色的,Fe(OH)3是红褐色的
C.FeO、 Fe2O3都能与盐酸反应
D.FeCl3溶液、FeCl2溶液都能与NaOH溶液反应
【答案】A
【解析】A.FeCl3溶液是黄色的,FeCl2溶液是浅绿色的,A项错误;
B.Fe(OH)2是白色的,Fe(OH)3是红褐色的,B项正确;
C.FeO、 Fe2O3都是金属氧化物,金属氧化物一般都能与盐酸反应,C项正确;
D.FeCl3溶液、FeCl2溶液与NaOH溶液反应分别生成氢氧化铁沉淀和氢氧化亚铁沉淀,故FeCl3溶液、FeCl2溶液都能与NaOH溶液反应,D项正确;
答案选A。
3.下列离子能大量共存的是
A.使无色酚酞试液呈红色的溶液中:Na+、K+、CO、SO
B.无色透明的溶液中:Cu2+、K+、NO、SO
C.含有大量Ba(NO3)2的溶液中:Fe2+、NO、SO、Cl-
D.酸性高锰酸钾溶液中:Na+、Fe2+、Cl-、NO
【答案】A
【解析】A.使无色酚酞试液呈红色的溶液显碱性,水溶液中含有大量的OH-;离子间不能结合生成沉淀或气体或水,能大量共存,故A正确;
B.Cu2+的水溶液显蓝色,无色透明的溶液中不能大量含有Cu2+,故B错误;
C.Ba(NO3)2的溶液中含有钡离子和硝酸根离子,Ba2+、两种离子能结合生成硫酸钡沉淀,不能大量共存,故C错误;
D.酸性高锰酸钾溶液与Fe2+发生氧化还原反应生成Fe3+,不能大量共存,故D错误;
故选A。
4.下列离子方程式能准确解释相应事实的是
A.钠溶于水中;2Na+2H2O=2Na++2OH−+H2↑
B.将稀硫酸滴在铜片上:Cu+2H+=Cu2++ H2↑
C.用CH3COOH溶解CaCO3:CaCO3+2H+=Ca2++ H2O+CO2↑
D.FeCl3溶液与Fe反应:Fe3++Fe=2Fe2+
【答案】A
【解析】A.钠溶于水中离子方程式2Na+2H2O=2Na++2OH−+H2↑,A正确;
B.稀硫酸和铜片不反应,B错误;
C.用CH3COOH溶解CaCO3:CaCO3+2CH3COOH=Ca2++2CH3COO-+ H2O+CO2↑,C错误;
D.FeCl3溶液与Fe反应离子方程式:2Fe3++Fe=3Fe2+,D错误;
故选A。
5.下列有关铁及其化合物的叙述中,不正确的是
A.高温下,铁和水蒸气反应可以生成氢气
B.是具有磁性的黑色晶体,俗称磁性氧化铁
C.用溶液可以鉴别溶液和溶液
D.将饱和氯化铁溶液滴入沸水中,煮沸至红褐色,可以制得氢氧化铁胶体
【答案】B
【解析】A.铁与水蒸气在高温下发生3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2,A正确;
B.四氧化三铁是具有磁性的黑色晶体,俗称磁性氧化铁,B错误;
C.三价铁离子遇到KSCN溶液会生成血红色溶,故可用溶液可以鉴别溶液和溶液,C正确;
D.将饱和氯化铁溶液滴入沸水中,煮沸至红褐色,可以制得氢氧化铁胶体,D正确;
答案选B。
6.某同学向一新制的溶液中逐滴滴加溶液直至过量,生成的白色沉淀迅速变成灰绿色,一段时间后,有红褐色物质生成。下列说法正确的是
A.灰绿色沉淀为
B.红褐色物质灼烧后可得到铁单质
C.在隔绝空气的条件下进行上述实验,可长时间观察沉淀的颜色
D.沉淀颜色变化的过程中未发生氧化还原反应
【答案】C
【解析】A.为白色沉淀,故A错误;
B.红褐色物质是,灼烧后可得到,故B错误;
C.易被空气中的氧气氧化,在隔绝空气的条件下进行上述实验,可长时间观察沉淀的颜色,故C正确;
D.沉淀颜色变化的过程中发生反应,铁元素、氧元素化合价有变化,发生氧化还原反应,故D错误;故选C。
7.黄铁矿(主要成分为FeS2)因其呈浅黄铜色,且具有明亮的金属光泽,常被误认为是黄金,故又称为“愚人金”。在酸性条件和催化剂的作用下FeS2可发生如图所示的转化。下列分析正确的是
A.反应I的离子方程式:4Fe(NO)2++O2+2H2O=4Fe3++4NO+4OH﹣
B.反应II中,每消耗1molFeS2,转移电子的物质的量为14mol
C.反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为氧化还原反应
D.在酸性条件下,黄铁矿催化氧化中只有Fe3+作催化剂
【答案】B
【解析】A.反应Ⅰ中,Fe(NO)2+与O2反应生成Fe3+和NO,酸性条件下,反应Ⅰ的离子方程式为:4Fe(NO)2++O2+4H+=4Fe3++4NO+2H2O ,A错误;
B.反应Ⅱ中,FeS2中S元素的化合价由-1价升高为+6价,则每消耗1mol FeS2,转移电子物质的量为14mol, B正确;
C.反应Ⅲ中,Fe2+与NO结合生成Fe(NO)2+,没有元素化合价的变化,不是氧化还原反应,C错误;
D. 由图可知,NO参与了反应又重新生成、也是该反应的催化剂,所以在酸性条件下,黄铁矿催化氧化中NO和Fe3+均是催化剂, D错误;故选B。
8.根据下列实验操作及现象得到结论正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
用洁净的铁丝蘸取某溶液灼烧,火焰呈黄色
该溶液中不可能含
B
向某溶液中加入适量氯水,再加几滴溶液,溶液变红色
原溶液中含有
C
将水蒸气通入到灼热的铁粉,将产生的气体通入肥皂液中,点燃肥皂泡,产生爆鸣声
表现氧化性
D
把红热的铁丝伸进装满氯气的集气瓶中,反应剧烈,产生红棕色的烟
燃烧不一定需要氧气
【答案】D
【解析】A.观察K+的焰色反应需要隔蓝色钴玻璃,操作中未隔蓝色钴玻璃观察,无法说明溶液不含K+,A错误;
B.检验溶液中的Fe2+,应是先加几滴KSCN溶液,溶液不变色,再加入适量氯水,若溶液变红色,则说明原溶液中含有Fe2+,否则无法排除原溶液有Fe3+的可能,B错误;
C.Fe是金属单质,易失电子,有还原性,C错误;
D.把红热的铁丝伸进装满氯气的集气瓶中,反应剧烈,产生红棕色的烟,是铁在氯气中燃烧生成氯化铁,说明燃烧不一定需要氧气,D正确;
本题选D。
9.将过量Na2O2投入FeCl2溶液中,可观察到的现象是:
A.有白色沉淀生成 B.溶液由浅绿色变为黄色
C.有红褐色沉淀生成 D.不可能有无色气体产生
【答案】C
【解析】首先发生反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,由于Na2O2过量,Na2O2具有强氧化性,可将亚铁离子氧化成铁离子,铁离子与氢氧根离子反应生成氢氧化铁红褐色沉淀,由此分析。
A.由于Na2O2过量,Na2O2具有强氧化性,可将亚铁离子氧化成铁离子,铁离子与氢氧根离子反应生成氢氧化铁红褐色沉淀,没有白色沉淀生成,故A不符合题意;
B.铁离子与氢氧根离子反应生成氢氧化铁红褐色沉淀,由于铁离子被消耗,溶液呈无色,故B不符合题意;
C.由于Na2O2过量,Na2O2具有强氧化性,可将亚铁离子氧化成铁离子,铁离子与氢氧根离子反应生成氢氧化铁红褐色沉淀,故C符合题意;
D.首先发生反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,氧气为无色气体,有无色气体生成,故D不符合题意;
答案C。
10.某实验小组用如图所示装置制备。下列说法正确的是
A.分液漏斗在使用前需检查是否漏液
B.试剂X可选用其主要作用是隔绝空气
C.将、、按顺序打开后即可看到沉淀
D.在锥形瓶中生成
【答案】A
【分析】氢氧化亚铁易被空气中氧气氧化,故排净空气后再生成氢氧化亚铁。
【解析】A.分液漏斗在使用前需检查是否漏液,A正确;
B. 试剂X的密度小于水,不能选用,B错误;
C.实验时先打开K2、K3,用铁粉与稀H2SO4反应生成的氢气排尽锥形瓶中空气,然后关闭K1,打开K3即可看到沉淀,C错误;
D.应该在盛有氢氧化钠溶液的试剂瓶中生成,D错误;故选A。
11.向某晶体的水溶液中加入含的溶液后,无明显变化,当滴加几滴氯水后,混合液出现红色,那么由此得出的下列结论中,错误的是
A.该晶体中一定含有 B.的氧化性比的氧化性强
C.被氧化为 D.与不能形成红色的化合物
【答案】B
【解析】A.混合物中出现红色,说明Fe3+与SCN-发生了反应,则该晶体中一定含有SCN-,A正确;
B.加入Fe2+无明显变化,加入氯水后出现红色,说明Cl2能将Fe2+氧化成Fe3+,即Cl2是氧化剂,Fe3+是氧化产物,则氧化性:Fe3+<Cl2,B错误;
C.加入Fe2+无明显变化,加入氯水后出现红色,说明Fe2+被Cl2氧化为Fe3+,C正确;
D.原晶体中含有SCN-,开始加入Fe2+时,溶液颜色无明显变化,说明Fe2+与SCN-不能形成红色的化合物,D正确;故选B。
12.下列实验操作和现象、结论或目的有错误的是
选项
操作和现象
结论或目的
A
向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液于试管中,滴加溶液滴,溶液呈红色
红砖中含有氧化铁
B
还原得到的黑色固体加入盐酸溶解后再加入溶液,溶液不显红色
黑色固体中没有
C
取少量试样溶解,滴加溶液,溶液变为红色
该试样已变质
D
向某溶液中通入,然后再加入溶液,变红色
原溶液中可能含有
【答案】B
【解析】A.向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液于试管中,滴加硫氰化钾溶液滴,溶液呈红色说明红砖中含有氧化铁,故A正确;
B.若黑色固体中有四氧化三铁,四氧化三铁溶于盐酸生成的铁离子能与铁反应生成亚铁离子:,向反应后的溶液中加入硫氰化钾溶液,溶液也不显红色,则一氧化碳还原氧化铁得到的黑色固体加入盐酸溶解后再加入硫氰化钾溶液,溶液不显红色不能说明黑色固体中没有四氧化三铁,故B错误;
C.溶液中铁离子能与SCN-反应生成红色的硫氰化铁,亚铁离子不能与SCN-反应,所以取少量硫酸亚铁试样溶解,滴加硫氰化钾溶液,溶液变为红色,说明硫酸亚铁已经变质,故C正确;
D.假设原溶液中存在亚铁离子,向溶液中通入氯气,氯气可以将Fe2+氧化为Fe3+,然后再加入硫氰化钾溶液,溶液会变红色,假设原溶液中不存在亚铁离子而存在铁离子,向溶液中通入氯气后再加入硫氰化钾溶液,溶液也会变红色,所以原溶液中可能含有亚铁离子,故D正确;
故选B。
13.从某含有、、的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如图。下列说法错误的是
A.试剂a是铁、试剂b是稀盐酸
B.试剂c是氯气,在该流程中作氧化剂
C.操作Ⅰ、操作Ⅱ均需用到漏斗,操作Ⅲ需用到蒸发皿
D.用酸性溶液可检验溶液中是否含有
【答案】D
【分析】从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜,工业废水中加入试剂a为过量的铁粉,操作Ⅰ为过滤,得到滤渣Y为Fe、Cu,滤液X为氯化亚铁溶液。滤渣Y中加入试剂b为盐酸,溶解过量的铁生成氯化亚铁溶液,铜不溶,操作Ⅱ过滤得到铜和滤液Z为氯化亚铁溶液,滤液Z和X合并加入氧化剂试剂c为氯气,氧化Fe2+为Fe3+,蒸发结晶,过滤、洗涤、干燥得到氯化铁晶体。
【解析】A.由分析可知试剂a是铁、试剂b是稀盐酸,A正确;
B.滤液Z为氯化亚铁溶液,滤液Z和X合并加入氧化剂试剂c为氯气,氧化Fe2+为Fe3+,得到氯化铁溶液,试剂c是氯气,在该流程中作氧化剂,B正确;
C.由上述分析可知,操作Ⅰ、Ⅱ是过滤,均需用到漏斗,操作Ⅲ是蒸发结晶,需用到蒸发皿,C正确;
D.亚铁离子、氯离子都可以被高锰酸钾溶液氧化,用酸性KMnO4溶液不能检验溶液W中是否还有Fe2+,D错误;故选D。
14.含铁物质的“价-类”二维图如图。下列叙述错误的是
A.c在湿空气中能转化为d B.a和e的溶液能发生化合反应
C.b在空气中加热会生成黑色固体 D.分别在稀硫酸中加入a、b、c都会生成e
【答案】D
【分析】a是Fe单质,b是 FeO,c是Fe(OH)2,d是Fe(OH)3,e是Fe2(SO4)3;
【解析】A.Fe(OH)2在湿空气中被氧化Fe(OH)3,方程式为:4 Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3,A正确;
B.Fe与Fe2(SO4)3可以发生化合反应生成FeSO4,方程式为:Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4,B正确;
C.FeO不稳定,在空气中加热会生成黑色固体Fe3O4,C正确;
D.Fe、FeO、Fe(OH)2与稀硫酸反应都生成FeSO4,D错误;
答案选D。
15.铁黄是一种优质颜料。制备铁黄晶种时,向精制溶液中滴加氨水(弱碱),先出现白色沉淀,后变为灰绿色。加氨水至时,开始通入空气,溶液随时间的变化曲线如图。下列分析不正确的是
A.产生白色沉淀的离子方程式为
B.发生的主要反应为
C.发生的主要反应为
D.后仅发生反应4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
【答案】D
【解析】A.亚铁离子和碱反应生成氢氧化亚铁,产生白色沉淀的离子方程式为,A正确;
B.段,溶液pH随氧气通入基本保持不变,则发生Fe(OH)2的氧化反应,反应为,B正确;
C.段,溶液pH随氧气通入明显变小,则发生Fe2+的氧化反应,发生的反应为,C正确;
D.后溶液中pH较小,同时存在两个氧化反应4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O和,D错误;
故选D。
16.如图所示装置,可用于制取和观察在空气中被氧化时颜色的变化。实验提供的试剂:铁屑、稀硫酸、NaOH溶液等,下列说法不正确的是
A.烧瓶A中发生反应的离子方程式为
B.实验开始前先打开止水夹E,其目的是利用产生的H2将装置中的空气排尽
C.生成的操作:关闭止水E,使烧瓶A中溶液压入装置B中进行反应
D.若取下装置B的橡皮塞,可观察沉淀由白色直接变为红褐色
【答案】D
【分析】制取Fe(OH)2使用的试剂是FeSO4和NaOH溶液,但是一定要注意隔绝空气,防止氧气将生成的Fe(OH)2氧化,所以B装置中是NaOH,A是产生FeSO4的装置,发生反应Fe+2H+=Fe2++H2↑,先打开止水夹E,让H2进入后续装置,将空气排出,再关闭E,A中的压强增大,FeSO4溶液在压强的作用下进入B中,与NaOH反应生成Fe(OH)2。
【解析】A.根据分析,A中发生反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑,故A正确;
B.根据分析,打开止水夹E,可以利用产生的H2将装置中的空气排尽,故B正确;
C.根据分析,关闭止水E,使烧瓶A中FeSO4溶液压入装置B中形成Fe(OH)2,故C正确;
D.取下装置B的橡皮塞,Fe(OH)2被氧化,现象为白色固体迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,故D错误;
故答案选D。
17.化合价和物质类别是整理元素及化合物知识的两个要素,可表示为“价-类”二维图。铁元素的“价一类”二维图如图所示,下列说法正确的是
A.工业上用CO还原Fe2O3炼铁,该反应为置换反应
B.Fe3O4中铁的化合价显+2价,显+3价
C.维生素C能将Fe3+转化为Fe2+,过程中维生素C作还原剂
D.Fe(OH)2浊液露置于空气中,由白色迅速变为棕黄色
【答案】C
【解析】A.一氧化碳还原氧化铁时,反应物中没有单质参加反应,不属于置换反应,故A错误;
B.四氧化三铁中铁的化合价有+2、+3价,由化合物化合价代数和为0可知,四氧化三铁中铁元素的化合价显+3价,显+2价,故B错误;
C.维生素C将铁离子转化为亚铁离子时,铁元素的化合价降低被还原,维生素为反应的还原剂,表现还原性,故C正确;
D.氢氧化亚铁浊液露置于空气中,白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色,故D错误;
故选C。
18.某溶液可能含有Fe3+、Fe2+、、Clˉ、、和Na+。某同学为了确认其成分,取部分试液,设计并完成了如下实验:
不考虑水的电离,下列有关该溶液说法不正确的是
A.原溶液中一定不存在
B.溶液中至少有4种离子存在
C.Clˉ一定存在,且c(Clˉ)≥0.2mol·L-1
D.要确定原溶液中是否含有Fe2+,其操作为:取少量原溶液于试管中,先加入适量氯水,再加KSCN溶液,若溶液呈血红色,则含有Fe2+
【答案】D
【分析】该溶液中加入过量NaOH溶液,并加热,有0.02mol气体生成,说明含有0.02mol,红褐色沉淀加热后得到1.6g固体为Fe2O3,其物质的量为0.01mol,说明原溶液中n(Fe2+)+n(Fe3+)=0.02mol,滤液与足量BaCl2溶液反应得到4.66g沉淀,说明含有0.02nol,因含有Fe2+或Fe3+,则溶液中不含,根据电荷守恒,溶液中含有Clˉ、、,Fe3+与Fe2+中至少有一种,且n(Cl-)≥0.02mol,由于原溶液中Fe3+与Fe2+中至少有一种,取少量原溶液于试管中,先加入适量氯水,再加KSCN溶液,若溶液呈血红色,则溶液中可能有Fe2+,也可能有Fe3+,据此回答。
【解析】A.根据分析可知,原溶液中一定不含碳酸根离子,A正确;
B.根据电荷守恒,溶液中含有Clˉ、、,Fe3+与Fe2+中至少有一种,B正确;
C.根据分析可知,Clˉ一定存在,且c(Clˉ)≥0.2mol·L-1,C正确;
D.取少量原溶液于试管中,先加入适量氯水,再加KSCN溶液,若溶液呈血红色,则溶液中可能有Fe2+,也可能有Fe3+,D错误;故选D。
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