专题06 铁的多样性（考题猜想）（10大题型）-2024-2025学年高一化学上学期期末考点大串讲（鲁科版2019必修第一册）

专题06 铁的多样性 题型1 铁单质的性质 题型2 铁离子和亚铁离子的性质和检验 题型3 离子方程式和离子共存 题型4 铁的氧化物的性质与用途 题型5 铁的氢氧化物 题型6 氢氧化亚铁的制备 题型7 铁及其化合物的转化 题型8 铁和铁的氧化物的与酸的反应 题型9 与铁及其化合物的工艺流程 题型10 铁及其化合物综合应用 ▉题型1 铁单质的性质 【例1】下列有关铁及其化合物的说法中，正确的是 A．生铁与钢的区别在于生铁中含碳量低 B．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 C．工业上可用铁制容器储存浓硝酸和浓硫酸，原因是铁在常温下与两种酸不反应 D．工业上可用CO在高温条件下还原含的铁矿石炼铁 【变式1-1】《天工开物》记载了“烧铁器淬于胆矾水中，即成铜色也”。“胆矾水”为硫酸铜溶液，下列说法错误的是 A．金属活动性：铁>铜 B．铁和铜均不能与氢氧化钠溶液反应 C．硫酸铜溶液能导电，则其为电解质 D．铁与硫酸铜反应的反应类型为置换反应 【变式1-2】下列物质间转化均能实现的是 A． B． C． D． 【变式1-3】类比是研究物质性质的常用方法之一，可预测许多物质的性质。下列类比推测的说法中正确的是 A．已知与能直接化合生成，推测与可直接化合生成 B．已知与反应生成和，而与反应生成和 C．已知能与溶液反应，推测与溶液也能反应 D．已知在常温下能与反应，推测在常温下也能与反应 ▉题型2 铁离子和亚铁离子的性质及检验 【例2】下列离子的检验方法合理的是 A．向某溶液中滴入硫氰化钾溶液呈红色，说明不含Fe2+ B．向某溶液中通入氯气，然后再加入硫氰化钾溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2+ C．向某溶液中加入氢氧化钠溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3+ D．向某溶液中加入氢氧化钠溶液得白色沉淀，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+ 【变式2-1】某学生为检验新鲜菠菜中的铁元素，采用如图所示步骤进行实验： 下列说法不正确的是 A．步骤①中剪碎是为了增大接触面积加快化学反应速率 B．步骤②中研磨的仪器名称为研钵与研杵 C．步骤④属于固液分离，取其滤液作为步骤⑤的原料 D．步骤⑤无明显现象，步骤⑥出现血红色，说明菠菜中铁元素的化合价为价 【变式2-2】苹果汁是人们喜爱的饮料。由于饮料中含离子，现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色，使转变为离子。若榨苹果汁时加入维生素C，可有效防止这种现象的发生。下列说法不正确的是 A．维生素C起到了抗氧化作用，作还原剂 B．具有还原性能被空气中氧气氧化 C．在维生素C还原的过程中是氧化产物 D．具有氧化性能将维生素C氧化 【变式2-3】经过以下四步检验茶叶中的铁元素：灼烧灰化→6m的溶液溶解→过滤→检测滤液中的。下列说法正确的是 A．“灼烧灰化”选用的玻璃仪器有①②③ B．④用于配制6的溶液时必须洗净并烘干 C．“过滤”时需沿②向⑤中转移液体并小心搅拌 D．检测铁离子时，⑥悬垂于⑦的上方滴加溶液(可检验) ▉题型3 离子方程式和离子共存 【例3】下列离子方程式错误的是 A．溶于稀盐酸： B．用溶液蚀刻覆铜板： C．向碳酸钠溶液中通入： D．将钠投入溶液中 【变式3-1】下列离子方程式中，不正确的是 A．氯化铁溶液与氨水反应：Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓ B．铁与稀盐酸反应：Fe+2H+=Fe2++H2↑ C．FeCl2溶液与氯水反应：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- D．Fe(OH)3与盐酸反应：Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O 【变式3-2】下列反应方程式书写错误的是 A．硫酸亚铁溶液与过氧过氢溶液反应：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O B．向FeI2溶液中通入少量氯气：2Fe2＋＋Cl2=2Cl-＋2Fe3＋ C．硫氰化钾检验溶液中是否存在Fe3＋：Fe3＋＋3SCN-=Fe(SCN)3 D．制备氢氧化亚铁时，白色沉淀会快速变为灰绿色最后变为红褐色的原因：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3 【变式3-3】常温下，的酸性溶液中能大量共存的是 A．、、、 B．、、、 C．、、、 D．、、、 ▉题型4 铁的氧化物的性质与用途 【例4】古代中国四大发明之一的司南是由天然的磁石制成的，其主要成分是 A． B． C．FeO D．Fe 【变式4-1】下列关于铁及其化合物的叙述正确的是 A．氢氧化铁受热分解可制得 B．、都有磁性 C．不稳定，在空气里受热，能迅速氧化成 D．高温下，铁能与水蒸气反应生成 【变式4-2】22023年7月国内海拔最高、区域最广的丹霞地貌景区配套设施—四川省甘孜州新龙红山景区正式开园，丹霞地貌的岩层呈红色是因为含 A．Fe(OH)3 B．Fe(OH)2 C．FeO D．Fe2O3 【变式4-3】下列关于铁及其化合物的叙述正确的是 A．氢氧化铁受热分解可制得 B．、都有磁性 C．不稳定，在空气里受热，能迅速被氧化 D．高温下，铁能与水蒸气反应生成 ▉题型5 铁的氢氧化物 【例5】铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量溶液，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是 A． B． C． D． 【变式5-1】在稀硫酸溶液中加入适量铁粉，反应完全后再加入适量氢氧化钠溶液，放置片刻，从反应体系中观察到颜色的变化是 A．无色→灰绿色→红褐色 B．灰绿色→红褐色→蓝灰色→红棕色 C．无色→浅绿色→白色→灰绿色→红褐色 D．无色→白色→浅绿色→灰绿色→红褐色 【变式5-2】有关铁的氢氧化物的说法中，错误的是 A．Fe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色固体 B．Fe(OH)2具有还原性，在空气中易被氧化为Fe(OH)3 C．Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热能分解 D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能产生丁达尔现象 【变式5-3】关于氢氧化铁和氢氧化亚铁的下列叙述中错误的是 （     ） A．都是不溶于水的固体 B．都能与酸反应生成盐和水 C．不稳定，受热都能分解 D．在空气中都容易被氧化 ▉题型6 氢氧化亚铁的制备 【例6】在实验室里用以下方法制备并较长时间保存Fe(OH)2，能成功的是 A． B． C． D． 【变式6-1】已知密度(苯)，下列实验操作能够制取并能较长时间观察到白色沉淀的是 A． B． C． D． 【变式6-2】下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的 A．①②③ B．①②④ C．①②③④ D．②③④ 【变式6-3】某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的Fe(OH)2，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是 A．Fe(OH)2易被氧化，反应方程式为：2Fe(OH)2+O2+H2O=2Fe(OH)3 B．实验开始时应先关闭止水夹a、打开b，再向烧瓶中加入X C．反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀 D．反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，则Fe(OH)2可较长时间存在 ▉题型7 铁及其化合物的转化 【例7】高铁酸钾(Fe为价)可用作净水剂。碱性条件下可用KClO制备，在水中不稳定，会生成胶体。下列有关铁及其化合物的相关转化，在指定条件下能实现的是 A． B． C． D． 【变式7-1】物质的类别和元素的价态是学习元素及其化合物的重要视角。铁元素的价类二维图如下图，其中箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法错误的是 A．可由、水蒸气高温反应制得 B．为防止转化为，需隔绝空气 C．氧化亚铁在空气里受热，能迅速变红 D．、、均可与盐酸反应，生成盐和水 【变式7-2】元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图象。铁元素的价类二维图如图，其中的箭头表示部分物质的转化关系，下列说法正确的是 A．铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化① B．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化②生成红棕色粉末 C．加热Fe(OH)3可转化为Fe2O3，加水溶解可实现转化④ D．由图可预测：高铁酸盐(FeO)具有强氧化性，可用于消毒。FeO与水反应最终可生成Fe(OH)3胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可用作净水剂 【变式7-3】部分铁及其化合物的“价-类”关系如图所示。下列叙述正确的是 A．a在氧气中燃烧生成c B．b可以与水反应生成d C．d在潮湿空气中可以转化为e D．f具有强还原性 ▉题型8 铁和铁的氧化物的与酸的反应 【例8】有铁的氧化物样品，用300mL 5mol·L-1的盐酸恰好使其完全溶解，所得溶液还能吸收标准状况下氯气3.36L，使其中的Fe2+全部转化为Fe3+，该样品可能的化学式是 A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．Fe5O7 D．Fe4O5 【变式8-1】向200mL0.1mo/L的FeCl2溶液中加入适量的NaOH溶液，使Fe2+恰好完全沉淀，过滤，小心加热沉淀，直到水分蒸干，再充分灼烧后得到固体的质量为（ ） A．1.44g B．1.6g C．1.8g D．2.14g 【变式8-2】将铁粉加入的氯化铁溶液中，充分反应后的结果与下列叙述不相符的是 A．铁粉完全溶解，溶液中浓度基本不变 B．往溶液中滴入溶液，溶液不显红色 C．和的物质的量之比为 D．反应后，铁粉没有剩余 【变式8-3】将溶液与溶液混合(忽略混合后溶液体积变化)，向其中加入一定质量的Fe粉，充分反应后，固体质量不变，则反应后溶液中的物质的量浓度为 A． B． C． D． ▉题型9 与铁及其化合物的工艺流程 【例9】以硫铁矿(主要成分是，含少量、和)为原料制备绿矾的流程如图所示： 已知：“焙烧”时中的铁元素被氧化为；“还原”时，能将中的硫元素氧化为＋6价。 下列叙述错误的是 A．“焙烧”时参与的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 B．“还原”过程中，不宜过量太多，否则会产生大量有害气体 C．“操作Ⅰ”的目的是除去 D．“重结晶”能提高绿矾的纯度 【变式9-1】工业上利用废锰渣(主要成分为MnO2、KOH、MgO)制备MnSO4的流程如下图所示： 已知反应Ⅰ中生成Fe2+、Mn2+、 S等。下列说法不正确的是 A．酸浸时适当升高温度或加速搅拌都可加快酸浸反应速率 B．反应Ⅰ中每消耗30 gFeS2，转移的电子数为0.5 mol C．滤液中主要存在的阳离子有：Mg2+、K+、Mn2+、H+ D．反应Ⅱ的离子方程式为MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O 【变式9-2】高铁酸钠)是一种新型绿色消毒剂。利用废金属屑(含有及少量)制备流程如下。下列说法不正确的是 A．滤液I主要成分为 B．步骤②中，试剂为适当过量的稀 C．系列操作Ⅲ包含蒸发结晶 D．步骤④可能涉及的反应： 【变式9-3】利用绿矾制备还原铁粉的工业流程如下，下列说法正确的是 A．“转化”步骤中理论上消耗的NH4HCO3与FeSO4·7H2O的物质的量之比为1：1 B．干燥过程若在空气中进行，会有少量FeCO3被氧化为FeOOH，发生反应的化学方程式为2FeCO3+O2+H2O=2FeOOH+2CO2 C．“焙烧”操作应在蒸发皿中进行 D．“焙烧”中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：2 ▉题型10 铁及其化合物综合应用 【例10】用废铁屑[主要成分为Fe和铁锈，还含有C等难溶于酸的杂质]为原料制备的一种实验流程如下： 下列与流程相关的装置或操作正确且能达到实验目的的是 A．可在装置甲中进行“酸浸”操作 B．按图乙所示操作配制“酸浸”所需的溶液 C．用装置丙过滤“酸浸”后所得悬浊液 D．用装置丁灼烧固体制 【变式10-1】验证FeSO4的性质，进行如下实验。 实验序号 验证性质 实验装置 试剂X 实验现象 ① 能与某些盐反应 BaCl2溶液 产生白色沉淀 ② 能与碱反应 NaOH溶液 产生白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，一段时间后变成红褐色 ③ 具有氧化性 锌粒 锌粒表面变黑，溶液浅绿色褪去 ④ 具有还原性 KSCN溶液氯水 滴加KSCN溶液，无明显现象，再滴加氯水，溶液变为红色 下列关于该实验的说法不正确的是 A．①中产生白色沉淀的原因： B．②中沉淀变成红褐色的原因： C．③中用镁条（已打磨）替换锌粒，也可以证明FeSO4具有氧化性 D．④中调换试剂的加入顺序，也可以证明FeSO4具有还原性 【变式10-2】常温下，某含的溶液中可能含有、、、、、中的某几种离子，现取100mL该溶液进行如图所示实验： 已知氧化性。根据实验结果，判断下列说法正确的是 A．一定不存在，可能存在和 B．一定存在、、 C．与至少存在一种 D．该溶液中 【变式10-3】为防治含硫煤燃烧产生的大气污染，某工厂设计了新的治污方法，工艺流程如图所示。下列叙述错误的是 A．该流程可以除去煤燃烧时产生的SO2，变废为宝 B．流程中每吸收11.2 L SO2同时产生1 mol Fe2＋ C．该流程中可以循环利用的物质有Fe2(SO4)3和H2SO4 D．流程中涉及的Fe2＋被氧化的反应的离子方程式为4Fe2+＋O2＋4H+= 4Fe3+＋2H2O 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！19 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题06 铁的多样性 题型1 铁单质的性质 题型2 铁离子和亚铁离子的性质和检验 题型3 离子方程式和离子共存 题型4 铁的氧化物的性质与用途 题型5 铁的氢氧化物 题型6 氢氧化亚铁的制备 题型7 铁及其化合物的转化 题型8 铁和铁的氧化物的与酸的反应 题型9 与铁及其化合物的工艺流程 题型10 铁及其化合物综合应用 ▉题型1 铁单质的性质 【例1】下列有关铁及其化合物的说法中，正确的是 A．生铁与钢的区别在于生铁中含碳量低 B．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 C．工业上可用铁制容器储存浓硝酸和浓硫酸，原因是铁在常温下与两种酸不反应 D．工业上可用CO在高温条件下还原含的铁矿石炼铁 【答案】D 【解析】A．生铁的含碳量为2%~4.3%；钢的含碳量为0.03%~2%，A错误； B．铁在氯气中燃烧生成FeCl3，铁的化合价为+3价；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，B错误； C．铁在常温下遇浓硫酸或浓硝酸钝化，形成了致密的氧化膜隔绝铁与酸的接触，即钝化现象，钝化现象不是不反应，C错误； D．金属活动顺序表中铁是较活泼金属，可用还原法冶炼，工业上在高温下用CO还原含Fe2O3的铁矿石炼铁，D正确； 故选D。 【变式1-1】《天工开物》记载了“烧铁器淬于胆矾水中，即成铜色也”。“胆矾水”为硫酸铜溶液，下列说法错误的是 A．金属活动性：铁>铜 B．铁和铜均不能与氢氧化钠溶液反应 C．硫酸铜溶液能导电，则其为电解质 D．铁与硫酸铜反应的反应类型为置换反应 【答案】C 【解析】A．“烧铁器淬于胆矾水中，即成铜色也”发生：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，Fe置换了Cu，铁的活动性比铜强，A正确； B．铁和铜是典型的金属，能与酸溶液反应，不能与氢氧化钠溶液反应，B正确； C．电解质为化合物，硫酸铜溶液属于混合物，C错误； D．铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，是一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应，D正确；故选C。 【变式1-2】下列物质间转化均能实现的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A．碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，二氧化碳和氯化钠溶液不反应，A不符合题意； B．铁和稀硫酸生成硫酸亚铁不是硫酸铁，B不符合题意； C．铁和氧气点燃生成四氧化三铁，不是氧化铁，C不符合题意； D．氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和碳酸钠生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，D符合题意； 故选D。 【变式1-3】类比是研究物质性质的常用方法之一，可预测许多物质的性质。下列类比推测的说法中正确的是 A．已知与能直接化合生成，推测与可直接化合生成 B．已知与反应生成和，而与反应生成和 C．已知能与溶液反应，推测与溶液也能反应 D．已知在常温下能与反应，推测在常温下也能与反应 【答案】C 【解析】A．Fe与在点燃的条件下反应生成，铜最高价为+2价，与反应生成，故A错误； B．Fe与水蒸气反应不能生成铁的氢氧化物，而是生成和，故B错误； C．金属活动性顺序表中，排在前面的金属能把排在其后的金属从其盐溶液中置换出来，Fe能与溶液发生置换反应，Fe与溶液也能发生置换反应，故C正确； D．在常温下能与反应，但是Fe与水在常温下不反应，故D错误；故选C。 ▉题型2 铁离子和亚铁离子的性质及检验 【例2】下列离子的检验方法合理的是 A．向某溶液中滴入硫氰化钾溶液呈红色，说明不含Fe2+ B．向某溶液中通入氯气，然后再加入硫氰化钾溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2+ C．向某溶液中加入氢氧化钠溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3+ D．向某溶液中加入氢氧化钠溶液得白色沉淀，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+ 【答案】C 【解析】A．滴入硫氰化钾溶液呈红色，说明含Fe3+，但无法证明Fe2+是否存在，A错误； B．该操作无法证明通Cl2之前是否存在Fe2+；应该先向溶液中加入硫氰化钾溶液，若不变红，再通入Cl2，溶液变红，即可证明原溶液中存在Fe2+，B错误； C．向某溶液中加入氢氧化钠溶液，得红褐色沉淀即Fe(OH)3，说明溶液中含有Fe3+，C正确； D．白色沉淀逐渐变为红褐色，即Fe(OH)2转变为Fe(OH)3，该操作可以证明Fe2+的存在，无法排除Mg2+的存在，D错误。 因此，本题选C。 【变式2-1】某学生为检验新鲜菠菜中的铁元素，采用如图所示步骤进行实验： 下列说法不正确的是 A．步骤①中剪碎是为了增大接触面积加快化学反应速率 B．步骤②中研磨的仪器名称为研钵与研杵 C．步骤④属于固液分离，取其滤液作为步骤⑤的原料 D．步骤⑤无明显现象，步骤⑥出现血红色，说明菠菜中铁元素的化合价为价 【答案】A 【分析】菠菜剪碎后研磨，然后进行酸浸，过滤后的滤液中先加入KSCN溶液、再滴加H2O2溶液进行铁元素的检验。 【解析】A．将菠菜剪碎，有助于步骤②的研磨，A项错误； B．步骤②研磨时使用的仪器为研钵和研杵，B项正确； C．研磨后的菠菜酸浸得到固液混合物，步骤④采用过滤的方法分离，酸浸时Fe元素以离子形式进入滤液，故步骤⑤取滤液进行实验，C项正确； D．步骤⑤中加入KSCN溶液、无明显现象，说明滤液中不含Fe3+，步骤⑥滴加H2O2溶液、出现血红色，说明滴加H2O2后的溶液中含Fe3+，H2O2将Fe2+氧化成了Fe3+，说明菠菜中铁元素的化合价为+2价，D项正确； 答案选A。 【变式2-2】苹果汁是人们喜爱的饮料。由于饮料中含离子，现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色，使转变为离子。若榨苹果汁时加入维生素C，可有效防止这种现象的发生。下列说法不正确的是 A．维生素C起到了抗氧化作用，作还原剂 B．具有还原性能被空气中氧气氧化 C．在维生素C还原的过程中是氧化产物 D．具有氧化性能将维生素C氧化 【答案】C 【分析】该反应中Fe元素化合价由+2价变为+3价，Fe2+失电子作还原剂，在反应中被氧化；若在榨汁的时候加入适量的维生素C，可有效防止这种现象的发生，说明维生素C能防止亚铁离子被氧化，则维生素C和亚铁离子的性质相同，都具有还原性。 【解析】A． 维生素C能防止亚铁离子被氧化，起到了抗氧化作用，作还原剂，故A正确； B． 由于饮料中含离子，现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色，说明具有还原性能被空气中氧气氧化，故B正确； C． 在维生素C还原的过程中是还原产物，故C错误； D． 具有氧化性，作氧化剂，维生素C具有还原性，能将维生素C氧化，故D正确； 故选C。 【变式2-3】经过以下四步检验茶叶中的铁元素：灼烧灰化→6m的溶液溶解→过滤→检测滤液中的。下列说法正确的是 A．“灼烧灰化”选用的玻璃仪器有①②③ B．④用于配制6的溶液时必须洗净并烘干 C．“过滤”时需沿②向⑤中转移液体并小心搅拌 D．检测铁离子时，⑥悬垂于⑦的上方滴加溶液(可检验) 【答案】D 【解析】A．将茶叶灼烧灰化，应在坩埚中进行，不能在①(烧杯)中进行灼烧，用到的仪器有②和③，缺少必要的坩埚，A错误； B．④(容量瓶)在配制溶液时，洗干净即可，不要求烘干，B错误； C．“过滤”时需沿②(玻璃棒)向⑤(漏斗)中转移液体，待液体自然流下进行过滤，不能进行搅拌，以防戳破滤纸导致过滤失败，C错误； D．经过硝酸溶解后，滤液中的铁元素主要以形式存在，检验滤液中的，可用胶头滴管取少量滤液于小试管中，滴加溶液检验，使用胶头滴管时，需垂直悬在仪器⑦上方进行滴加，D正确； 故选D。 ▉题型3 离子方程式和离子共存 【例3】下列离子方程式错误的是 A．溶于稀盐酸： B．用溶液蚀刻覆铜板： C．向碳酸钠溶液中通入： D．将钠投入溶液中 【答案】D 【解析】A．溶于稀盐酸得到氯化铁、氯化亚铁和水：，A正确； B．用溶液蚀刻覆铜板得到氯化铜、氯化亚铁：，B正确； C．向碳酸钠溶液中通入得到碳酸氢钠：，C正确； D．Na与CuSO4溶液反应生成硫酸钠、氢气和氢氧化铜，不会置换出Cu：，D错误； 答案选D。 【变式3-1】下列离子方程式中，不正确的是 A．氯化铁溶液与氨水反应：Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓ B．铁与稀盐酸反应：Fe+2H+=Fe2++H2↑ C．FeCl2溶液与氯水反应：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- D．Fe(OH)3与盐酸反应：Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O 【答案】A 【解析】A．氯化铁与氨水中的一水合氨反应生成氢氧化铁和氯化铵，一水合氨是弱碱，应保留化学式，反应的离子方程式为3NH3·H2O+Fe3+=Fe(OH)3↓+3，A错误； B．铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑，B正确； C．FeCl2溶液与氯水中的氯气反应生成氯化铁，反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，C正确； D．Fe(OH)3与盐酸反应生成氯化铁和水，反应的离子方程式为Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O，D正确； 答案选A。 【变式3-2】下列反应方程式书写错误的是 A．硫酸亚铁溶液与过氧过氢溶液反应：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O B．向FeI2溶液中通入少量氯气：2Fe2＋＋Cl2=2Cl-＋2Fe3＋ C．硫氰化钾检验溶液中是否存在Fe3＋：Fe3＋＋3SCN-=Fe(SCN)3 D．制备氢氧化亚铁时，白色沉淀会快速变为灰绿色最后变为红褐色的原因：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3 【答案】B 【解析】A．Fe2＋具有较强的还原性，容易被氧化，H2O2具有氧化性，两者发生反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O，A正确； B．Fe2＋和I-都能与Cl2反应，但I-的还原性比Fe2＋强，所以I-先与Cl2反应，向FeI2溶液中通入少量Cl2发生反应的离子方程式为2I-＋Cl2=2Cl-＋I2，B错误； C．用硫氰化钾检验Fe3＋时，生成的红色Fe(SCN)3属于可溶但难电离的物质，其反应的离子方程式为Fe3＋＋3SCN-=Fe(SCN)3，C正确； D．Fe2＋具有较强还原性，容易被氧化，制备氢氧化亚铁时，Fe(OH)2被O2氧化，白色沉淀迅速变为灰绿色最后变为红褐色，反应的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，D正确； 本题选B。 【变式3-3】常温下，的酸性溶液中能大量共存的是 A．、、、 B．、、、 C．、、、 D．、、、 【答案】A 【解析】A．的酸性溶液中：、、、之间不互相反应，可以大量共存，A正确； B．的酸性溶液中：与氢离子反应产生气体，不能大量共存，B错误； C．与反应产生沉淀，不能大量共存，C错误； D．的酸性溶液中，与发生氧化还原反应，不能大量共存，D错误；故选A。 ▉题型4 铁的氧化物的性质与用途 【例4】古代中国四大发明之一的司南是由天然的磁石制成的，其主要成分是 A． B． C．FeO D．Fe 【答案】A 【解析】中国四大发明之一的指南针由天然磁石制成的，其主要成分是四氧化三铁，故选A。 【变式4-1】下列关于铁及其化合物的叙述正确的是 A．氢氧化铁受热分解可制得 B．、都有磁性 C．不稳定，在空气里受热，能迅速氧化成 D．高温下，铁能与水蒸气反应生成 【答案】C 【解析】A．氢氧化铁受热分解生成Fe2O3和水，即，可制得Fe2O3，A错误； B．Fe2O3无磁性，具有磁性，B错误； C． FeO不稳定，在空气里受热发生反应：，能迅速被氧化为，C正确； D．高温下，铁能与水蒸气反应：，即反应生成，D错误； 故选C。 【变式4-2】22023年7月国内海拔最高、区域最广的丹霞地貌景区配套设施—四川省甘孜州新龙红山景区正式开园，丹霞地貌的岩层呈红色是因为含 A．Fe(OH)3 B．Fe(OH)2 C．FeO D．Fe2O3 【答案】D 【解析】Fe(OH)3为红褐色固体，Fe(OH)2为白色固体，FeO为黑色固体，Fe2O3为红棕色固体，俗称铁红，丹霞地貌的岩层呈红色，主要原因是因为含有Fe2O3，故选D。 【变式4-3】下列关于铁及其化合物的叙述正确的是 A．氢氧化铁受热分解可制得 B．、都有磁性 C．不稳定，在空气里受热，能迅速被氧化 D．高温下，铁能与水蒸气反应生成 【答案】C 【解析】A．氢氧化铁受热分解可制得，A错误； B．Fe3O4具有磁性，Fe2O3无磁性，B错误； C．不稳定，在空气里受热，能迅速被氧化为，C正确； D．高温下，铁能与水蒸气反应生成和氢气，D错误； 故选C。 ▉题型5 铁的氢氧化物 【例5】铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量溶液，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，向该溶液中加入溶液时生成氢氧化亚铁；氢氧化亚铁易被空气中的氧气氧化产生氢氧化铁，氢氧化铁加热时发生分解反应产生红棕色氧化铁，故白色沉淀是氢氧化亚铁，加热得到最后的残渣是氧化铁，故合理选项是B。 【变式5-1】在稀硫酸溶液中加入适量铁粉，反应完全后再加入适量氢氧化钠溶液，放置片刻，从反应体系中观察到颜色的变化是 A．无色→灰绿色→红褐色 B．灰绿色→红褐色→蓝灰色→红棕色 C．无色→浅绿色→白色→灰绿色→红褐色 D．无色→白色→浅绿色→灰绿色→红褐色 【答案】C 【解析】稀硫酸溶液为无色，加入铁粉后反应生成硫酸亚铁溶液，为浅绿色；继续滴加适量的氢氧化钠溶液，生成白色的氢氧化亚铁沉淀，氢氧化亚铁溶液被氧气氧化，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色的氢氧化铁沉淀，故选C。 【变式5-2】有关铁的氢氧化物的说法中，错误的是 A．Fe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色固体 B．Fe(OH)2具有还原性，在空气中易被氧化为Fe(OH)3 C．Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热能分解 D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能产生丁达尔现象 【答案】A 【解析】A．Fe(OH)2是一种白色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色固体Fe(OH)3：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故A错误； B．Fe(OH)2具有还原性，在空气中易被氧化为Fe(OH)3，故B正确； C．Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热能分解为相应的氧化物和水，故C正确； D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能产生丁达尔现象，故D正确； 故选A。 【变式5-3】关于氢氧化铁和氢氧化亚铁的下列叙述中错误的是 （     ） A．都是不溶于水的固体 B．都能与酸反应生成盐和水 C．不稳定，受热都能分解 D．在空气中都容易被氧化 【答案】D 【分析】从氢氧化铁和氢氧化亚铁的性质入手分析； 【解析】A、氢氧化铁、氢氧化亚铁都是不溶于水的固体，故A说法正确； B、氢氧化铁、氢氧化亚铁属于碱，与酸发生中和反应，生成盐和水，故B说法正确； C、氢氧化铁受热分解成Fe2O3和H2O，氢氧化亚铁隔绝空气受热分解为FeO和H2O，故C说法正确； D、氢氧化铁中Fe元素显＋3价，处于最高价，只具有氧化性，在空气中不易被氧化；而Fe(OH)2中铁元素化合价为＋2价，处于中间价态，以还原性为主，在空气中容易被氧化成Fe(OH)3，故D说法错误； 答案为D。 ▉题型6 氢氧化亚铁的制备 【例6】在实验室里用以下方法制备并较长时间保存Fe(OH)2，能成功的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A．NaOH溶液加入时会带入氧气，会氧化氢氧化亚铁变为氢氧化铁，不能成功得到氢氧化亚铁，故A不符合题意； B．氯化铁和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀，不能得到氢氧化亚铁沉淀，故B不符合题意； C．装置是利用铁和稀硫酸现制FeSO4，并用产生的H2赶走试管和溶液中的氧气，故C符合题意； D．氯化亚铁和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化亚铁沉淀，胶头滴管伸入到液面以下，暂时隔绝氧气，但是不能较长时间保存Fe(OH)2，故D不符合题意。 综上所述，答案为C。 【变式6-1】已知密度(苯)，下列实验操作能够制取并能较长时间观察到白色沉淀的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】四个选项试剂都可制备氢氧化亚铁，根据ρ(CCl4)>ρ(H2O)>ρ(苯)可知，苯在硫酸亚铁溶液的上层，可以隔绝空气；四氯化碳在氯化亚铁溶液的下层，不能隔绝空气，则加有苯的试管能够制取Fe(OH)2并能较长时间观察到白色沉淀；故选B。 【变式6-2】下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的 A．①②③ B．①②④ C．①②③④ D．②③④ 【答案】B 【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，即发生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。①、②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；④中液面加苯阻止了空气进入；③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。故选B。 【变式6-3】某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的Fe(OH)2，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是 A．Fe(OH)2易被氧化，反应方程式为：2Fe(OH)2+O2+H2O=2Fe(OH)3 B．实验开始时应先关闭止水夹a、打开b，再向烧瓶中加入X C．反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀 D．反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，则Fe(OH)2可较长时间存在 【答案】D 【分析】实验开始时应先打开止水夹a、b，再向烧瓶中加入稀硫酸，铁和稀硫酸反应生成的氢气排尽锥形瓶内的空气。反应一段时间后，关闭止水夹a，烧瓶内的硫酸亚铁被氢气压入锥形瓶，在锥形瓶内生成白色沉淀氢氧化亚铁。 【解析】A．Fe(OH)2具有还原性，易被氧气氧化为氢氧化铁，反应的方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故A错误； B．为防止Fe(OH)2被氧化，实验开始时应先打开止水夹a、b，再向烧瓶中加入稀硫酸，用铁和稀硫酸反应生成的氢气排出锥形瓶内的空气，故B错误； C．反应一段时间后，关闭止水夹a，烧瓶内的硫酸亚铁被氢气压入锥形瓶，在锥形瓶内生成白色沉淀氢氧化亚铁，故C错误； D．反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，氢氧化亚铁与空气隔绝，则Fe(OH)2可较长时间存在，故D正确； 选D。 ▉题型7 铁及其化合物的转化 【例7】高铁酸钾(Fe为价)可用作净水剂。碱性条件下可用KClO制备，在水中不稳定，会生成胶体。下列有关铁及其化合物的相关转化，在指定条件下能实现的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A．铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气不能生成三氧化二铁，A不能实现； B．铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气不能生成氯化铁， B不能实现； C．氢氧化亚铁在空气中加热生成三氧化二铁不能生成氧化亚铁，C不能实现； D．碱性条件下可用KClO氧化制备，在水中不稳定，会生成胶体，铁元素化合价降低只有氧元素化合价能升高生成氧气，D能实现；故选D。 【变式7-1】物质的类别和元素的价态是学习元素及其化合物的重要视角。铁元素的价类二维图如下图，其中箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法错误的是 A．可由、水蒸气高温反应制得 B．为防止转化为，需隔绝空气 C．氧化亚铁在空气里受热，能迅速变红 D．、、均可与盐酸反应，生成盐和水 【答案】C 【解析】A．可由、水蒸气高温反应制得，化学方程式为：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，A正确； B．易被空气中的氧气氧化为，为防止转化为，需隔绝空气，B正确； C．氧化亚铁在空气里受热会发生反应生成四氧化三铁，四氧化三铁是黑色的，C错误； D．与盐酸反应生成FeCl2和H2O，与盐酸反应生成FeCl3和H2O，中的铁元素呈+2和+3价，与盐酸反应生成FeCl3、FeCl2和H2O，三者均可与盐酸反应，生成盐和水，D正确；故选C。 【变式7-2】元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图象。铁元素的价类二维图如图，其中的箭头表示部分物质的转化关系，下列说法正确的是 A．铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化① B．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化②生成红棕色粉末 C．加热Fe(OH)3可转化为Fe2O3，加水溶解可实现转化④ D．由图可预测：高铁酸盐(FeO)具有强氧化性，可用于消毒。FeO与水反应最终可生成Fe(OH)3胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可用作净水剂 【答案】D 【解析】A．铁与高温水蒸气反应生成四氧化三铁，A错误； B．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速反应生成黑色晶体四氧化三铁，B错误； C．氢氧化铁受热分解生成氧化铁，但氢氧化铁不溶于水，加水不能转化为铁离子，C错误； D．高铁酸盐中铁元素化合价为+6价，具有强氧化性，能用于消毒，FeO与水反应最终可生成Fe(OH)3胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可用作净水剂，D正确； 答案选D。 【变式7-3】部分铁及其化合物的“价-类”关系如图所示。下列叙述正确的是 A．a在氧气中燃烧生成c B．b可以与水反应生成d C．d在潮湿空气中可以转化为e D．f具有强还原性 【答案】C 【分析】图中各物质如下： 代号 a b c d e f 化学式 Fe 【解析】A．Fe在氧气中燃烧生成，A项错误； B．和不反应，B项错误； C．在空气中与、反应生成，C项正确； D．中铁为价，具有强氧化性，D项错误； 答案选C。 ▉题型8 铁和铁的氧化物的与酸的反应 【例8】有铁的氧化物样品，用300mL 5mol·L-1的盐酸恰好使其完全溶解，所得溶液还能吸收标准状况下氯气3.36L，使其中的Fe2+全部转化为Fe3+，该样品可能的化学式是 A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．Fe5O7 D．Fe4O5 【答案】D 【解析】300mL 5mol·L-1的盐酸物质的量为n(HCl)=0.3L×5mol/L=1.5mol，标准状况下氯气3.36L物质的量为n(Cl2)=，反应中HCl的H元素与铁的氧化物中O元素全部结合生成H2O，则氧化物中n(O)=×n(HCl)=0.75mol，反应后溶液成分为FeCl3，n(Cl-)=1.5mol+0.15mol×2=1.8mol，则n(Fe)=1.8mol×=0.6mol，所以：n(Fe)：n(O)=0.6mol：0.75mol=4：5，该氧化物的化学式为Fe4O5，故选D。 【变式8-1】向200mL0.1mo/L的FeCl2溶液中加入适量的NaOH溶液，使Fe2+恰好完全沉淀，过滤，小心加热沉淀，直到水分蒸干，再充分灼烧后得到固体的质量为（ ） A．1.44g B．1.6g C．1.8g D．2.14g 【答案】B 【解析】FeCl2溶液中加入适量的NaOH溶液，使Fe2+完全沉淀，得到氯化钠与氢氧化亚铁，过滤，小心加热沉淀，再灼烧至质量不再变化，由于氢氧化亚铁易被氧化，最终所得固体为Fe2O3，由Fe原子守恒可知：2n(FeCl2)= n（Fe2O3），200mL 0.1mol/L的FeCl2溶液中n(FeCl2)=0.2L×0.1mol/L=0.02mol，所以n（Fe2O3）= =0.01mol，其质量为0.01mol×160g/mol=1.6g；故选B。 【变式8-2】将铁粉加入的氯化铁溶液中，充分反应后的结果与下列叙述不相符的是 A．铁粉完全溶解，溶液中浓度基本不变 B．往溶液中滴入溶液，溶液不显红色 C．和的物质的量之比为 D．反应后，铁粉没有剩余 【答案】B 【分析】铁粉的物质的量，，发生反应：，铁粉完全溶解，生成，溶液中剩余，以此解答。 【解析】A．由分析可知，铁无剩余，由可知，C1-未参与反应，浓度基本不变，A正确； B．由分析可知，溶液中剩余有Fe3+，往溶液中滴入溶液，溶液显红色，B错误； C．由分析可知，反应解释的物质的量为0.06mol，的物质的量为0.01mol，和的物质的量之比为，C正确； D．由分析可知，反应后，铁粉没有剩余，D正确；故选B。 【变式8-3】将溶液与溶液混合(忽略混合后溶液体积变化)，向其中加入一定质量的Fe粉，充分反应后，固体质量不变，则反应后溶液中的物质的量浓度为 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】先发生反应：，再发生反应：，充分反应后，固体质量不变，说明参加反应Fe的质量等于析出Cu的质量，，溶液中完全反应消耗Fe为，生成为，设析出的Cu为xmol，则析出xmolCu消耗Fe为xmol，则有：，解得x=0.7，则反应后溶液中，故， 答案选C。 ▉题型9 与铁及其化合物的工艺流程 【例9】以硫铁矿(主要成分是，含少量、和)为原料制备绿矾的流程如图所示： 已知：“焙烧”时中的铁元素被氧化为；“还原”时，能将中的硫元素氧化为＋6价。 下列叙述错误的是 A．“焙烧”时参与的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 B．“还原”过程中，不宜过量太多，否则会产生大量有害气体 C．“操作Ⅰ”的目的是除去 D．“重结晶”能提高绿矾的纯度 【答案】A 【分析】由题给流程可知，硫铁矿焙烧后，向硫铁矿烧渣中加入稀硫酸酸浸时，金属氧化物溶于稀硫酸转化为可溶性硫酸盐，二氧化硅与稀硫酸不反应，向反应后的容器中加入过量的二硫化铁，将溶液中的铁离子还原为亚铁离子，过滤得到含有二氧化硅、二硫化亚铁的滤渣和含有硫酸亚铁、硫酸铝的滤液；滤液经结晶、过滤得到含有硫酸铝的滤液1和绿矾； 【解析】A．由分析可知，“焙烧”硫铁矿的主要反应为二硫化亚铁与空气中氧气高温条件下反应生成氧化铁和二氧化硫，反应的化学方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2，反应中铁元素、硫元素的化合价升高被氧化，二硫化亚铁是反应的还原剂，氧元素的化合价降低被还原，氧气是反应的氧化剂，则还原剂与氧化剂的物质的量之比为11∶4，故A错误； B．“还原”过程中，过量会生成硫化氢，污染环境，故B正确； C．由分析可知，“操作Ⅰ”后可以得到含有硫酸铝的滤液1，故C正确； D．“重结晶”可以除去其中的杂质离子，从而提高绿矾的纯度，故D正确； 故选A。 【变式9-1】工业上利用废锰渣(主要成分为MnO2、KOH、MgO)制备MnSO4的流程如下图所示： 已知反应Ⅰ中生成Fe2+、Mn2+、 S等。下列说法不正确的是 A．酸浸时适当升高温度或加速搅拌都可加快酸浸反应速率 B．反应Ⅰ中每消耗30 gFeS2，转移的电子数为0.5 mol C．滤液中主要存在的阳离子有：Mg2+、K+、Mn2+、H+ D．反应Ⅱ的离子方程式为MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O 【答案】C 【分析】由工艺流程图可知，酸浸过程中杂质KOH、MgO等溶于硫酸进入溶液，MnO2与硫酸不反应，过滤，得到二氧化锰，反应Ⅰ中加入硫酸和FeS2将MnO2还原为Mn2+，过滤除去不溶物，反应Ⅱ中加入二氧化锰将溶液中存在的亚铁离子转化为Fe3+，加入碳酸钙调pH，将Fe3+转化为氢氧化铁沉淀除去，经过滤得较纯净的硫酸锰溶液。最终得到硫酸锰晶体，据此作答。 【解析】A．升高温度，加速搅拌可以使得固体与硫酸充分反应，可加快酸浸反应速率，故A正确； B．反应Ⅰ中加入硫酸和FeS2将MnO2还原为Mn2+，FeS2中S为-1价，被氧化为S单质，30 gFeS2，物质的量为0.25mol，所以每消耗30 gFeS2，转移的电子数为0.5 mol，故B正确； C．MnO2与硫酸不反应，所以滤液中不含Mn2+，故C错误； D．反应Ⅱ中加入二氧化锰将溶液中存在的亚铁离子转化为Fe3+，Fe从+2价转化为+3价，Mn从+4价转化为+2价，根据得失电子守恒有：MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O，故D正确；故选C。 【变式9-2】高铁酸钠)是一种新型绿色消毒剂。利用废金属屑(含有及少量)制备流程如下。下列说法不正确的是 A．滤液I主要成分为 B．步骤②中，试剂为适当过量的稀 C．系列操作Ⅲ包含蒸发结晶 D．步骤④可能涉及的反应： 【答案】D 【分析】废金属屑(含有Fe、Cu及少量Fe2O3)中加入少量试剂a为稀硫酸，稀硫酸与氧化铁反应生成硫酸铁，生成的硫酸铁又与铁反应生成FeSO4，铜不与稀硫酸反应，过滤后，滤液Ⅰ为FeSO4溶液，滤渣Ⅰ为Fe、Cu；滤渣Ⅰ中加入足量稀硫酸，铁与稀硫酸反应生成FeSO4，过滤得到滤渣Ⅱ为固体铜，滤液Ⅱ主要成分为FeSO4，合并滤液Ⅰ和Ⅱ，经蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥得到FeSO4固体，固体中加入过氧化钠700℃条件下可制得Na2FeO4固体。 【解析】A．根据分析，滤液Ⅰ主要成分为FeSO4，A正确； B．步骤②中，加入适当过量的稀H2SO4，将Fe全部转化为FeSO4，B正确； C．合并滤液Ⅰ和Ⅱ得到FeSO4溶液，经蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥得到FeSO4固体，即系列操作Ⅲ包含蒸发结晶，C正确； D．步骤④中，制备高铁酸钠发生反应，D错误； 答案选D。 【变式9-3】利用绿矾制备还原铁粉的工业流程如下，下列说法正确的是 A．“转化”步骤中理论上消耗的NH4HCO3与FeSO4·7H2O的物质的量之比为1：1 B．干燥过程若在空气中进行，会有少量FeCO3被氧化为FeOOH，发生反应的化学方程式为2FeCO3+O2+H2O=2FeOOH+2CO2 C．“焙烧”操作应在蒸发皿中进行 D．“焙烧”中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：2 【答案】D 【分析】转化中发生Fe2++2=FeCO3↓+H2O+CO2↑，过滤分离出硫酸铵，然后将FeCO3洗涤，干燥过程主要目的是脱去游离水，过程中会有少量FeCO3在空气中被氧化为FeOOH，该反应的化学方程式为4FeCO3+O2+2H2O=4FeOOH+4CO2，FeCO3与碳混合后焙烧，最终得到还原铁粉。 【解析】A．根据分析可知，过滤出(NH4)2SO4，理论上消耗的NH4HCO3与FeSO4·7H2O的物质的量之比为2：1，A错误； B．FeCO3被氧化为FeOOH，发生反应的化学方程式为：4FeCO3+O2+2H2O=4FeOOH+4CO2，B错误； C．“焙烧”操作应在坩埚中进行，C错误； D．“焙烧”发生反应的化学方程式为FeCO3+2CFe+3CO↑，氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：2，D正确；故选D。 ▉题型10 铁及其化合物综合应用 【例10】用废铁屑[主要成分为Fe和铁锈，还含有C等难溶于酸的杂质]为原料制备的一种实验流程如下： 下列与流程相关的装置或操作正确且能达到实验目的的是 A．可在装置甲中进行“酸浸”操作 B．按图乙所示操作配制“酸浸”所需的溶液 C．用装置丙过滤“酸浸”后所得悬浊液 D．用装置丁灼烧固体制 【答案】A 【分析】由题给流程可知，向废铁屑中加入稀硫酸酸浸、过滤得到含有Fe2+、Fe3+的滤液和含有碳的滤渣；向滤液中加入氢氧化钠溶液，在空气中静置、过滤得到氢氧化铁；灼烧氢氧化铁得到氧化铁。 【解析】A．由图可知，甲装置为固液不加热装置，可进行“酸浸”操作，故A正确； B．配制“酸浸”所需的稀硫酸溶液时，胶头滴管应在容量瓶的正上方，不能插入容量瓶中， 故B错误； C．过滤时，应用玻璃棒引流，防止溶液溅出，故C错误； D．灼烧氢氧化铁固体时，应在坩埚中进行，不能在烧杯中直接灼烧固体，故D错误； 故选A。 【变式10-1】验证FeSO4的性质，进行如下实验。 实验序号 验证性质 实验装置 试剂X 实验现象 ① 能与某些盐反应 BaCl2溶液 产生白色沉淀 ② 能与碱反应 NaOH溶液 产生白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，一段时间后变成红褐色 ③ 具有氧化性 锌粒 锌粒表面变黑，溶液浅绿色褪去 ④ 具有还原性 KSCN溶液氯水 滴加KSCN溶液，无明显现象，再滴加氯水，溶液变为红色 下列关于该实验的说法不正确的是 A．①中产生白色沉淀的原因： B．②中沉淀变成红褐色的原因： C．③中用镁条（已打磨）替换锌粒，也可以证明FeSO4具有氧化性 D．④中调换试剂的加入顺序，也可以证明FeSO4具有还原性 【答案】D 【解析】A．①中产生白色沉淀为硫酸钡，离子方程式为：，A正确； B．氢氧化亚铁可以被氧气氧化为氢氧化铁，故②中沉淀变成红褐色的原因：，B正确； C．Mg、Zn金属性均大于Fe，③中用镁条（已打磨）替换锌粒，也可以证明FeSO4具有氧化性，C正确； D．氯气可以氧化亚铁离子为铁离子，④中调换试剂的加入顺序，不能确定溶液中是否只含有亚铁离子，不能证明FeSO4具有还原性，D错误；故选D。 【变式10-2】常温下，某含的溶液中可能含有、、、、、中的某几种离子，现取100mL该溶液进行如图所示实验： 已知氧化性。根据实验结果，判断下列说法正确的是 A．一定不存在，可能存在和 B．一定存在、、 C．与至少存在一种 D．该溶液中 【答案】B 【分析】氢离子浓度为0.1mol/L的溶液中碳酸根离子与氢离子反应，则溶液中一定不含有碳酸根离子；向溶液中通入氯气后，加入四氯化碳萃取、分液得到紫色溶液说明原溶液中含有碘离子，溶液中铁离子能够氧化碘离子，则溶液中一定不含有铁离子；水层中加入足量氢氧化钠溶液，过量得到沉淀和溶液，则溶液中一定含有亚铁离子；沉淀洗涤、灼烧得到氧化铁；由有机层分离得到2.54g紫黑色固体可知，溶液中碘离子的物质的量为×2=0.02mol，由沉淀洗涤、灼烧得到1.60g氧化铁可知，溶液中亚铁离子的物质的量为×2=0.02mol，由电荷守恒可知，溶液中一定含有氯离子，不能确定是否含有钠离子，则溶液中的氯离子的物质的量不小于0.02mol×2—0.02mol—0.1mol/L ×0.1L=0.01mol。 【解析】A．由分析可知，溶液中一定含有氯离子，一定不含有碳酸根离子，可能含有钠离子，故A错误； B．由分析可知，溶液中一定含有亚铁离子、碘离子、氯离子，故B正确； C．由分析可知，溶液中一定不含有铁离子，故C错误； D．由分析可知，溶液中的氯离子的物质的量不小于0.01mol，则氯离子的浓度最小为=0.1mol/L，故D错误；故选B。 【变式10-3】为防治含硫煤燃烧产生的大气污染，某工厂设计了新的治污方法，工艺流程如图所示。下列叙述错误的是 A．该流程可以除去煤燃烧时产生的SO2，变废为宝 B．流程中每吸收11.2 L SO2同时产生1 mol Fe2＋ C．该流程中可以循环利用的物质有Fe2(SO4)3和H2SO4 D．流程中涉及的Fe2＋被氧化的反应的离子方程式为4Fe2+＋O2＋4H+= 4Fe3+＋2H2O 【答案】B 【解析】A．由工艺流程图可知，该流程SO2、氧气和水反应生成硫酸，可以除去煤燃烧时产生的SO2，变废为宝，故A正确； B．该流程中，硫元素化合价由+4升高为+6、铁元素化合价由+3降低为+2，每吸收0.5molSO2同时产生1molFe2+，SO2气体存在条件未知，无法计算物质的量，故B错误； C．由工艺流程图可知，该流程中H2SO4和Fe2(SO4)3可以循环利用，故C正确； D．该流程为酸性环境，流程中涉及的Fe2+被氧化生成Fe3+，反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，故D正确；故选B。 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