第3章 第12讲 铁及其氧化物和氢氧化物（课件PPT）-【步步高】2024年高考化学大一轮复习讲义（鲁科版 闽粤皖京豫）

第12讲　 铁及其氧化物和氢氧化物 1.掌握铁的主要性质及应用。 2.知道不同价态的铁的氧化物的主要性质和用途。 3.掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的性质及Fe(OH)2的制备方法。 复习目标 内容索引 考点一　　铁及其氧化物 考点二　　铁的氢氧化物 课时精练 真题演练 明确考向 铁及其氧化物 > < 1.铁单质 (1)铁的物理性质 色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被 吸引。 (2)铁的原子结构 Fe的价电子排布式为_______，铁位于元素周期表的第 周期第 族，是应用最广 泛的过渡金属元素，其原子结构示意图：__________。 磁体 3d64s2 必备知识 归纳整合 银白 4 Ⅷ (3)铁的化学性质 铁比较活泼，还原性较强，失去电子后生成 价或 价的铁。重要的化学反应为 ＋2 ＋3 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 钝化 ＋3 Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名   铁红 磁性氧化铁 颜色状态 ______粉末 ________粉末 ______晶体(有磁性) 水溶性  _________  _________  _________ 铁的化合价  ____  ____  _________ 2.铁的氧化物 (1)物理性质 黑色 红棕色 黑色 不溶于水 不溶于水 不溶于水 ＋2 ＋3 ＋2、＋3 (2)化学性质 ①FeO、Fe2O3都属于碱性氧化物，能溶于强酸，分别写出它们溶于盐酸的离子方程式：_______________________，___________________________。 ②铁的氧化物还能被CO、Al还原，以氧化铁为例写出化学方程式：_______________ _________________,___________________________。 ③分别写出Fe3O4溶于足量稀硝酸、氢碘酸(HI)的离子方程式：____________________ _________________________、___________________________________。 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋＋2I－===3Fe2＋＋I2＋4H2O Fe2O3＋3CO ===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O 1.铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态形式存在(　　) 2.Fe分别与Cl2和盐酸反应所得氯化物相同(　　) 3.常温下可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸(　　) 4.铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4(　　) × √ × √ 易错辨析 1.下列叙述正确的是 A.Fe与I2反应生成FeI3 B.硫酸铜溶液中加入少量铁粉反应的离子方程式：3Cu2＋＋2Fe===2Fe3＋＋3Cu C.5.6 g Fe与足量的S反应转移的电子数为0.3NA D.高温下水蒸气与Fe反应，固体的质量增加 一、铁及其氧化物的性质与应用 关键能力 专项突破 √ Fe与I2反应生成FeI2，A错误； 正确的离子方程式：Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu，B错误； 5.6 g Fe的物质的量为 ＝0.1 mol，与足量的S反应生成FeS，转移电子数为0.2NA，C错误； Fe变为Fe3O4，固体质量增加，D正确。 2.化学让生活更美好。下列说法不正确的是 A.钢铁使用要尽可能减少钢铁的氧化损耗，Fe2O3是一种碱性氧化物 B.常温下，铁的氧化物都不溶于水，也不与水反应 C.故宫是中国最大的古代文化艺术博物馆，氧化铁可作故宫红色外墙的涂料 D.氧化亚铁在空气中加热会被迅速氧化成三氧化二铁 √ 氧化亚铁在空气中加热会被迅速氧化成四氧化三铁，故D错误。 3.铁与水蒸气反应实验改进前后的装置如图所示： 下列说法错误的是 A.将湿棉花改为浸水的尿不湿，酒精灯由单头改为双头，可提供足量的水蒸气 B.用具支试管可将试管口附近冷凝的水 导出，避免冷凝水与灼热铁粉接触 C.肥皂液改为吹泡泡水，收集H2效果更 好，点燃效果更明显 D.悬挂的磁铁仅能吸引铁粉，不能吸引 反应产物 √ 铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，铁、四氧化三铁均可被磁铁吸引，故D错误。 4.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 √ 二、铁与酸反应的定量分析 该反应可以看做两步：① 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； 溶液中共有3 mol H＋参加反应，消耗0.75 mol铁，B正确； P点n(Fe2＋)＝n(Fe3＋)，两者均为0.45 mol，C不正确；P点剩余0.45 mol Fe3＋，消耗0.225 mol铜，质量为14.4 g，D正确。 5.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，计算该氧化物的化学式：_______。 三、铁的氧化物组成分析 FeO 4.00 g CaCO3沉淀的物质的量为0.04 mol，则CO、CO2的物质的量均为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，铁元素的质量为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 ∶0.04 mol＝1∶1，则这种铁的氧化物的化学式为FeO。 6.(2022·丽江质检)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＋，则该样品的化学式可能为_________。 Fe5O7 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－)＝0.14 L×5 mol·L－1＝0.7 mol，则n(Fe3＋)＝0.2 mol，故n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝0.05 mol∶0.2 mol＝1∶4，故该氧化物可表示为FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。 归纳总结 设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为m∶n，则氧化物中n(Fe)∶n(O)＝ 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组成的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3的物质的量之比为1∶1，Fe3O4的物质的量为任意值)。 返回 确定铁的氧化物组成的基本方法 铁的氢氧化物 > < 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色、态 ____色固体 ______色固体 与盐酸反应  ____________________________ ____________________________  受热分解   __________________________   制法 可溶性亚铁盐与碱溶液反应： _________________________ 可溶性铁盐与碱溶液反应： _________________________ 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___________________________，最后变成________，化学方程式为_______________________________ 1.氢氧化铁和氢氧化亚铁的比较 必备知识 归纳整合 白 红褐 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 白色絮状沉淀迅速变成灰绿色 红褐色 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 2.Fe(OH)2的制备 (1)制备原理 ①制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。 ②成功关键：溶液中不含O2等氧化性物质；制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭、隔绝空气的体系中。   有机覆盖层法 将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到FeSO4溶液液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止 发生反应 (2)常用方法 空气与Fe(OH)2接触   还原性气体保护法 先在装置Ⅰ中生成FeSO4溶液，并利用生成的H2将装置内的 排尽后，再把______溶液压入装置Ⅱ中与__________混合，这样可长时间观察到白色沉淀   电解法 用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯(或煤油) 空气 FeSO4 NaOH溶液 1.在空气中，白色的Fe(OH)2迅速转变成灰绿色，最终变成红褐色(　　) 2.FeCl3溶液滴入热的浓NaOH溶液中可得到Fe(OH)3胶体(　　) 3.Fe(OH)2与HNO3发生反应的离子方程式为Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O(　　) 4.Fe(OH)3与氢碘酸反应生成FeI3(　　) 5.Fe(OH)3呈红褐色、透明，能产生丁达尔效应(　　) 6.Fe(OH)3在空气中加热分解生成Fe2O3，则Fe(OH)2在空气中加热分解生成FeO (　　) 7.制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁(　　) √ × × × × × × 易错辨析 1.用FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备Fe(OH)2。 (1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入_______________。 氢氧化亚铁制备实验探究 关键能力 专项突破 稀H2SO4、铁屑 Fe2＋易水解，要加入稀H2SO4防止其水解；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＋。 (2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用______的方法。 煮沸 气体的溶解度是随温度升高而降低的，所以煮沸后的蒸馏水中溶解的O2变少。 (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______________________________ ________。 避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而 被氧化 2.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)。 ①②④ 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； ④中液面加苯阻止了空气进入； ③由于带入空气中的氧气，能迅速将 Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。 3.用如图所示装置(夹持仪器省略)制备氢氧化亚铁。 实验步骤如下： Ⅰ.检查装置气密性后，关闭K2、K5、K6， 打开K1、K3、K4，使装置A中产生的气体 进入装置B中，排尽装置B中空气。 Ⅱ.待装置B中空气排尽后，关闭K3，打开 K2，将装置A中溶液压入装置B中并观察现象。 Ⅲ.关闭K1、K2，打开K5、K6，使装置C中气体通入装置B中并观察现象。 回答下列问题： (1)仪器a的名称是_____________，B中长玻璃管的作用是________________________ ___________。 恒压滴液漏斗 B中的空气 平衡气压，辅助排出装置 (2)装置A中金属离子的检验方法是___________________________________________ _____________________________________________________________________。 (3)步骤Ⅲ装置B中的现象是_______________________________________，其发生反应的化学方程式为________________________________。 取少量装置A烧瓶中的液体于洁净试管中，滴加 几滴KSCN溶液，无红色出现，再滴加H2O2，溶液变为红色，则证明存在Fe2＋ 白色沉淀逐渐变为灰绿色，最后变为红褐色 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 氢氧化亚铁容易被氧气氧化，因此打开K1、K3、K4，关闭K2、K5、K6，装置A中产生H2，排出装置B中的空气，因此长导管作用之一是辅助排出装置B中的空气，作用之二是平衡压强，防止装置中压强过大，发生危险。 4.利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，如图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁。 (1)a电极的材料应为____，电极反应式为________________。 Fe Fe－2e－===Fe2＋ (2)电解液c可以是________(填字母)。 A.纯水 B.NaCl溶液 C.NaOH溶液 D.CuCl2溶液 (3)d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)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_______________________________________。 BC 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 白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色 返回 真题演练 明确考向 1.下列叙述不正确的是 A.浓硝酸与铁在常温下不反应，所以可用铁质容器贮运浓硝酸(2022·浙江6月选考，9C) B.工人将模具干燥后再注入熔融钢水，是因为铁与H2O高温下会反应(2022·广东，6C) C.将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2(2019·天津，3A) D.铁锈的主要成分可表示为Fe2O3·nH2O(2020·浙江1月选考，9B) 1 2 3 √ 真题演练 2.下列关于铁及其化合物的说法正确的是 A.FeS2在沸腾炉中与O2反应主要生成SO3(2020·浙江7月选考，12C) B.Mg加入到过量FeCl3溶液中可得Fe(2020·浙江7月选考，12B) C.钢铁在潮湿空气中生锈主要是发生了电化学腐蚀(2020·浙江7月选考，8D) D.室温下，Fe与浓H2SO4反应生成FeSO4(2020·江苏，6D) 1 2 3 √ 真题演练 FeS2在沸腾炉中与O2发生的反应为4FeS2＋11O2 2Fe2O3＋8SO2，产物主要是SO2，故A错误； Mg加入到FeCl3溶液中，Mg具有较强的还原性，先与Fe3＋反应，生成Mg2＋和Fe2＋，若Mg过量，Mg与Fe2＋继续反应生成Mg2＋和Fe，但由于反应中FeCl3过量，所以不会生成Fe，故B错误； 钢铁在潮湿的空气中，铁和碳、水膜形成原电池，发生电化学腐蚀，腐蚀速率更快，故C正确； 室温下，铁在浓硫酸中发生钝化，故D错误。 1 2 3 真题演练 3.下列观点的叙述正确的是 A.Fe在稀硝酸中发生钝化(2019·江苏，6A) D.向2 mL 0.1 mol·L－1的FeCl3溶液中加足量铁粉，振荡，加1滴KSCN溶液，黄色逐 渐消失，加KSCN溶液颜色不变，说明还原性：Fe>Fe2＋(2017·全国卷Ⅱ，13A) 1 2 3 √ 真题演练 常温下，Fe遇浓硝酸发生钝化，A错误； 铁与氯气反应只能生成氯化铁，B错误； Al与Fe2O3高温发生铝热反应生成Al2O3和Fe，Fe与HCl(aq)反应生成FeCl2和H2，C错误； 加入足量的铁粉，黄色消失，加入KSCN溶液，溶液不变色，说明Fe3＋完全被消耗，即Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，根据氧化还原反应规律，还原剂的还原性大于还原产物的还原性，Fe元素化合价升高，Fe为还原剂，Fe2＋既是还原产物又是氧化产物，因此还原性：Fe>Fe2＋，D正确。 1 2 3 返回 真题演练 课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1.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 √ 10 11 12 13 14 15 课时精练 2.用铁制备较纯净的氧化铁，下列实验方案最好的是 A.使铁在潮湿的空气中缓慢氧化 B.铁在氯气中燃烧，加水溶解，加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤，然后充分加热 分解 C.使铁溶解于稀硫酸，然后加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤，然后充分加热分解 D.使铁与足量稀硝酸反应，然后加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤，然后充分加热 分解 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 13 14 15 课时精练 铁在潮湿的空气中缓慢氧化最终生成铁锈，铁锈的主要成分为氧化铁水合物，A错误； 铁在氯气中燃烧生成氯化铁，加水溶解，加入足量NaOH溶液，反应生成氢氧化铁沉淀，过滤、洗涤，然后充分加热，氢氧化铁分解生成氧化铁，B正确； 铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁，硫酸亚铁和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁在空气中加热部分被氧化生成氢氧化铁，所以分解产物可能为氧化铁和氧化亚铁的混合物，C错误； 铁和硝酸反应生成有害气体，污染环境，不属于最佳方案，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时精练 3.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 √ 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时精练 4.在100 mL 1.00 mol·L－1 H2SO4溶液中加入足量铁屑，生成的气体在标准状况下的体积为 A.11.2 L B.6.72 L C.4.48 L D.2.24 L √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 在100 mL 1.00 mol·L－1 H2SO4溶液中加入足量铁屑，反应中H2SO4完全反应，则生成的H2完全来自于H2SO4,100 mL 1.00 mol·L－1 H2SO4溶液中n(H2SO4)＝n(H2)＝0.1 L×1.00 mol·L－1＝0.1 mol，则生成的气体在标准状况下的体积为0.1 mol×22.4 L· mol－1＝2.24 L，D项正确。 课时精练 5.某同学设计的制备氯化铁溶液的方案中，分别采用下列物品，其中能实现的是 A.氢氧化铁和硫酸 B.铁和盐酸 C.氧化亚铁和盐酸 D.氧化铁和盐酸 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 氢氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水，A项错误； 铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，B项错误； 氧化亚铁和盐酸反应生成氯化亚铁和水，C项错误； 氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水，可以制备氯化铁溶液，D项正确。 课时精练 6.实验过程中不可能产生 Fe(OH)3 的是 A.蒸发 FeCl3 溶液 B.FeCl3 溶液中滴入氨水 C.将水蒸气通过灼热的铁 D.FeCl2 溶液中滴入 NaOH 溶液 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 13 14 15 蒸发 FeCl3 溶液，铁离子水解生成氢氧化铁，故A不符合题意； FeCl3 溶液中滴入氨水生成氢氧化铁和氯化铵，故B不符合题意； 将水蒸气通过灼热的铁生成四氧化三铁和氢气，故C符合题意； FeCl2 溶液中滴入 NaOH 溶液生成氢氧化亚铁和氯化钠，氢氧化亚铁遇到氧气被氧化成氢氧化铁，故D不符合题意。 课时精练 7.用饱和氯化铁溶液制取氢氧化铁胶体，正确的操作是 A.将饱和氯化铁溶液滴入蒸馏水中即可 B.将饱和氯化铁溶液滴入热水中，至溶液呈深黄色 C.将饱和氯化铁溶液滴入沸水中，继续煮沸至溶液呈红褐色 D.将饱和氯化铁溶液滴入沸水中，并继续加热煮沸至生成红褐色沉淀 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 13 14 15 氯化铁在溶液中水解生成氢氧化铁，加热促进水解，生成氢氧化铁胶体，则实验室制备氢氧化铁胶体的操作为把饱和氯化铁溶液滴入沸水中，继续煮沸至溶液呈红褐色。 课时精练 8.混合下列各组物质使之充分反应，加热蒸干产物并在300 ℃下灼烧至质量不变，最终残留固体不是纯净物的是 A.向红褐色的Fe(OH)3固体中加入过量盐酸 B.等物质的量浓度、等体积的(NH4)2SO4与BaCl2溶液 C.等物质的量的NaHCO3与Na2O2固体溶于水 D.向NaBr溶液中通入过量氯气 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 反应得到的溶液中含有FeCl3和HCl，加热，FeCl3水解得到Fe(OH)3和HCl，HCl易挥发，Fe(OH)3受热分解最终得到的固体是Fe2O3，故A不选； 反应生成NH4Cl和BaSO4，NH4Cl受热分解，最终得到BaSO4，故B不选； Na2O2与水反应生成NaOH，NaOH物质的量是Na2O2的2倍，等物质的量的NaHCO3与Na2O2反应最终得到Na2CO3和NaOH的混合物，故C选； 向NaBr溶液中通入过量氯气，生成Br2和NaCl，Br2易挥发，最终得到NaCl，故D不选。 课时精练 9.太阳能是理想的能源，通过Fe3O4和FeO的热化学循环可以利用太阳能，其转化关系如图所示。下列说法错误的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 B.过程Ⅱ中每生成23.2 g Fe3O4转移0.3 mol电子 C.利用该过程可以降低环境中CO2的含量 6FeO＋O2↑ √ 课时精练 过程Ⅰ为在太阳能、>2 300 K条件下，Fe3O4分解为O2和FeO，化学方程式为2Fe3O4 6FeO＋O2↑，A正确； 过程Ⅱ为6FeO＋CO2 2Fe3O4＋C， 每生成23.2 g(即0.1 mol)Fe3O4，转移 0.2 mol电子，B错误； 由图知，该过程中Fe3O4和FeO相互转化， 而二氧化碳被消耗，生成了碳和氧气，故利用该过程可以降低环境中CO2的含量，C正确； 由过程Ⅰ、过程Ⅱ的反应知，该过程的总反应为CO2 C＋O2，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时精练 10.已知：普通铁＋水蒸气 铁的氧化物＋氢气，铁的氧化物＋氢气 “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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时精练 关于题述装置和实验，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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时精练 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时精练 11.K2FeO4是一种高效多功能的饮用水处理剂。已知：①一种干法制备K2FeO4的反应为2FeSO4＋6K2O2 2K2FeO4＋2K2O＋2K2SO4＋O2↑，②K2FeO4处理水时发生反应： 下列说法错误的是 A.干法制备K2FeO4的反应中，还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶3 B.干法制备K2FeO4的反应中，每生成1 mol K2FeO4，有5 mol e－转移 C.K2FeO4在强碱性溶液中能稳定存在 D.K2FeO4处理水时，既能杀菌消毒，又能起絮凝作用除去水中悬浮杂质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 13 14 15 课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 干法制备K2FeO4的反应中，FeSO4中Fe元素化合价升高，FeSO4作还原剂，K2O2中O元素化合价既升高又降低，每6 mol K2O2参加反应，由原子守恒知，有 1 mol K2O2作还原剂，有5 mol K2O2作氧化剂，所以还原剂与氧化剂的物质的量之比为(2＋1) mol∶5 mol＝3∶5，A错误； 由上述分析知，每5 mol K2O2作氧化剂，转移10 mol e－，生成2 mol K2FeO4，所以每生成1 mol K2FeO4，有5 mol e－转移，B正确； 12 13 14 15 课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 由K2FeO4处理水时发生可逆反应，结合平衡移动原理知K2FeO4在强碱性溶液中能稳定存在，C正确； K2FeO4具有强氧化性，能使细菌、病毒蛋白质变性，具有杀菌消毒作用，K2FeO4与水反应可产生Fe(OH)3胶体，能起絮凝作用除去水中悬浮杂质，D正确。 12 13 14 15 课时精练 12.黄铁矿(主要成分为FeS2)是工业制取硫酸的重要原料，矿区中的黄铁矿暴露在空气中会被缓慢氧化，氧化过程如图所示。下列说法正确的是 A.d步生成的Fe(OH)3可作净水剂、消毒剂 B.a步发生反应的离子方程式为 C.空气中O2约占五分之一，0.1 mol FeS2完全被氧化时消耗标准状况下空气的体积约 为8.4 L D.缓慢氧化过程中对矿区的生态环境没有影响 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 13 14 15 课时精练 Fe(OH)3具有吸附性，可作净水剂，但不能作消毒剂，故A错误； 根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，a步发生反应的离子方程式为2FeS2＋7O2＋2H2O===2Fe2＋＋ ＋4H＋，故B正确； 0.1 mol FeS2完全被氧化时，S失去1.4 mol电子变为硫酸，铁由＋2价被氧化为＋3价，失去0.1 mol电子，失去电子总物质的量为1.5 mol，根据得失电子守恒，消耗氧气的物质的量为 ＝0.375 mol，相当于消耗空气0.375 mol×5×22.4 L· mol－1＝42 L，故C错误； 由反应可知，缓慢氧化过 程中产生大量酸，会破坏 矿区的生态环境，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时精练 H2O中氢元素化合价由＋1降低为0，氧化剂是H2O。 13.为探究铁及其化合物的一些化学性质，某实验小组学生设计了以下实验。 (1)高温下，让铁粉与水蒸气反应，如图所示。试管中发生反应的化学方程式是 ____________________________，该反应中氧化剂是______。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 H2O 课时精练 氧化铁和盐酸反应生成氯化铁，A溶液中含有Fe3＋，滴入几滴KSCN溶液，溶液的颜色变为红色。 (2)如图： ①往A溶液中滴入几滴KSCN溶液，溶液的颜色__________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 变为红色 课时精练 ②写出上述A→B过程中的化学方程式：_____________________。 ③描述将C放置于空气中的现象：___________________________________________，写出该反应的化学方程式： ________________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2FeCl3＋Fe===3FeCl2 白色絮状沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 课时精练 B为氯化亚铁溶液，加入氯水生成氯化铁溶液，离子方程式为2Fe2＋＋Cl2=== 2Fe3＋＋2Cl－。 ④写出向B中加入氯水发生反应的离子方程式：__________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ 课时精练 ⑤将A的饱和溶液滴入沸水中并加热，可制得________胶体；当光束通过该胶体时，可看到一条光亮的“通路”，这种现象称为____________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Fe(OH)3 丁达尔效应 课时精练 14.铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛，请根据下列实验回答问题。 (1)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C)。X在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，将Y溶于过量盐酸，所得溶液中大量存在的阳离子是_________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Fe2＋、Fe3＋、H＋ 有磁性的固体Y是四氧化三铁，所以Y与过量盐酸反应后，溶液中大量存在的阳离子是Fe2＋、Fe3＋、H＋。 课时精练 (2)某溶液中有Mg2＋、Fe2＋、Al3＋、Cu2＋四种离子，向其中加入过量的NaOH溶液后，过滤，将滤渣高温灼烧并将灼烧后的固体投入到过量的稀盐酸中，所得溶液与原溶液相比，溶液中大量减少的阳离子是________(填字母)。 A.Mg2＋ B.Fe2＋ C.Al3＋ D.Cu2＋ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 BC 氢氧化钠过量，因此得不到氢氧化铝沉淀。又因为氢氧化亚铁极易被氧化生成氢氧化铁，所以滤渣的成分为氢氧化铁、氢氧化镁和氢氧化铜，灼烧后生成氧化铁、氧化镁和氧化铜，与过量盐酸反应生成氯化铁、氯化镁和氯化铜，因此所得溶液与原溶液相比，溶液中大量减少的阳离子是Fe2＋、Al3＋。 课时精练 (3)氧化铁是重要的工业颜料，用废铁屑制备氧化铁的流程如图： 操作Ⅰ的名称是______，操作Ⅱ的名称是_______。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 过滤 洗涤 课时精练 (4)有些同学认为用酸性KMnO4溶液滴定也能进行铁元素含量的测定，其反应如下： a.称取2.85 g绿矾(FeSO4·7H2O)产品，溶解，配制成250 mL一定物质的量浓度的溶液； b.量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中； c.用硫酸酸化的0.010 00 mol·L－1 KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00 mL。 ①实验前，首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250 mL，配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外，还需______________。 250 mL容量瓶 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时精练 ②上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为_______(保留3位有效数字)。 97.5% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 根据5Fe2＋＋ ＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O可知，25.00 mL待测溶液中含有的亚铁离子的物质的量是0.010 00 mol·L－1×0.02 L×5＝0.001 mol，则FeSO4·7H2O的质量为0.001 mol×278 g·mol－1×10＝2.78 g，所以样品中FeSO4·7H2O 课时精练 15.某化学兴趣小组拟用如图装置制备氢氧化亚铁并观 察其颜色。提供化学药品：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠 溶液。 (1)稀硫酸应放在_____(填写仪器编号)中。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 由于三颈烧瓶是反应装置，故必须用分液漏斗来控制稀硫酸的用量，故稀硫酸盛装在1中。 课时精练 (2)本实验通过控制A、B、C三个开关，将仪器中的空气排尽后，再关闭开关______、打开开关______，就可观察到氢氧化亚铁的颜色。试分析实验开始时排尽装置中空气的理由：____________________________。 (3)实验时为防止仪器2中铁粉通过导管进入仪器3中，可采取的措施是____________ _______________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 B A 防止生成的氢氧化亚铁被氧化 放上一块吸铁石 在仪器2底部 课时精练 (4)在FeSO4溶液中加入(NH4)2SO4固体可制备硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O] (式量为392)，该晶体比一般亚铁盐稳定，不易被氧化，易溶于水，不溶于乙醇。 ①为洗涤(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O粗产品，下列方法中最合适的是______(填字母)。 A.用冷水洗 B.先用冷水洗，后用无水乙醇洗 C.用30%的乙醇溶液洗 D.用90%的乙醇溶液洗 D 硫酸亚铁铵易溶于水，不溶于乙醇，故可以用浓度较高的乙醇洗涤。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时精练 ②为了测定产品的纯度，称取a g产品溶于水，配制成500 mL溶液，用浓度为c mol·L－1的酸性KMnO4溶液滴定。每次所取待测液体积均为25.00 mL，实验结果记录如下： 则该产品纯度为______________。上表中第一次实验中记录数据明显大于后两次，其原因可能是________(填字母)。 A.实验结束时俯视刻度线读取滴定终点时酸性高锰酸钾溶液的体积 B.滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定结束无气泡 C.第一次滴定用的锥形瓶用待装液润洗过，后两次未润洗 D.该酸性高锰酸钾标准液保存时间过长，有部分变质，浓度降低 BC 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 实验次数 第一次 第二次 第三次 消耗高锰酸钾溶液体积/mL 25.52 25.02 24.98 课时精练 滴定前有气泡，滴定结束时无气泡消耗标准液的体积比实际消耗的体积大，故数据偏大，B正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时精练 锥形瓶用待装液润洗过后，药品残留在瓶壁上，故消耗标准液偏多，体积偏大，C正确； 三次使用的高锰酸钾都相同，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 返回 12 13 14 15 课时精练 Fe＋I2FeI2 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 3Fe＋2O2Fe3O4 2Fe＋3Cl22FeCl3 Fe＋SFeS 2Fe＋3CO2 Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 3Fe3O4＋28H＋＋NO Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O， ∶＝a∶b， 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O B.FeFeCl2Fe(OH)2(2017·江苏，7A) C.Fe2O3(s)Fe(s)FeCl3(aq)(2018·江苏，9D) A.过程Ⅰ的化学方程式为2Fe3O4 D.该过程的总反应为CO2C＋O2 4FeO＋10H2O4Fe(OH)3＋8OH－＋3O2。 2FeS2＋7O2＋2H2O===2Fe2＋＋4SO＋4H＋ 4SO mol 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。 MnO 的质量分数为×100%≈97.5%。 ×100% 根据离子方程式：MnO＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O，可知25.00 mL待 测液中，n(Fe2＋)＝5n(KMnO4)＝5×c mol·L－1×25×10－3 L＝0.125c mol，即 (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的物质的量为0.125c mol，m[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]＝0.125c mol ×392 g·mol－1＝49c g，故产品的纯度为×100%＝×100%；俯视读数时液体体积偏小，A错误； $$