第四章 第13讲 铁及其重要化合物（课件PPT）-【步步高】2024年高考化学大一轮复习讲义（人教版 浙江专用第二版）

第13讲 铁及其重要化合物 1.掌握铁及其重要化合物的主要性质及应用。 2.了解铁及其重要化合物的制备方法。 3.能通过实验探究掌握Fe2＋与Fe3＋的相互转化。 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 考点三　 铁盐、亚铁盐的性质与检验 真题演练 明确考向 课时精练 考点四　 Fe2＋、Fe3＋的相互转化 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的价层电子排布式为_______，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：____________。 必备知识 归纳整合 银白 磁体 3d64s2 四 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＋ 2.铁的氧化物 (1)物理性质 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 _____ _____ __________ 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 Fe2O3＋3CO ===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O Fe3O4＋8H＋＋2I－===3Fe2＋＋I2＋4H2O 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 一、铁及其氧化物的性质与应用 关键能力 专项突破 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 √ 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：①Fe＋4H＋＋ ===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； 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。 确定铁的氧化物组成的基本方法 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 铁的氢氧化物 > < 1.氢氧化铁和氢氧化亚铁的比较 必备知识 归纳整合 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   ___________________________ 白 红褐 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 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_______________________________ 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。 (2)常用方法   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 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 氢氧化亚铁制备实验探究 关键能力 专项突破 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_______________。 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＋。 稀H2SO4、铁屑 (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______________________________ _________。 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。 煮沸 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______________________ _____________。 (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________________________________。 恒压滴液漏斗 平衡气压，辅助排出装 置B中的空气 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________________。 (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_______________________________________。 Fe Fe－2e－===Fe2＋ 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 铁盐、亚铁盐的性质与检验 > < 1.铁盐与亚铁盐 必备知识 归纳整合   亚铁盐(Fe2＋) 铁盐(Fe3＋) 颜色 浅绿色(溶液) 黄色(溶液) 氧化性与还原性 既有氧化性，又有还原性，以还原性为主，如在酸性条件下能被H2O2、 氧化，反应的离子方程式分别为_________________ _________________、__________________ _______________________ 一般表现为____性，如能溶解铜，反应的离子方程式为________________________ 水解性 水解呈酸性 极易水解，只存在于酸性较强的溶液中 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋ ===2Fe3＋＋2H2O ===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O 氧化 2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋ 2.其他常见铁盐 (1)绿矾(FeSO4·7H2O)：一种重要的还原剂，可用作补血剂及植物的补铁剂。 (2)铁铵矾[NH4Fe(SO4)2·12H2O]：无色晶体，易溶于水，常用作化学分析试剂、药物和织物媒染剂。 (3)赤血盐{K3[Fe(CN)6]}：红色晶体，能溶于水，常用于检验Fe2＋，生成蓝色沉淀。 (4)高铁酸钾(K2FeO4)：暗紫色晶体，具有强氧化性，可用作水体的杀菌、消毒剂或高容量电池材料。 3.Fe2＋和Fe3＋的检验 溶液变红 灰绿色 红褐色 K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－===KFe[Fe(CN)6]↓ 溶液变红 红褐色沉淀 显紫色 (3)含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋的检验 Fe3＋ Fe2＋ 1.氢氧化铁与HI溶液仅能发生中和反应(　　) 2.中性溶液中可能大量存在Fe3＋、Cl－、K＋、 (　　) 3.酸性条件下H2O2氧化Fe2＋的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O (　　) 4.将Fe(NO3)2样品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液，溶液变红，则Fe(NO3)2晶体已氧化变质(　　) 5.用酸性高锰酸钾溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2(　　) × × √ × × 易错辨析 1.铁及其化合物是中学化学中一类重要的物质。下列关于铁元素的叙述正确的是 A.采用将FeCl3溶液直接蒸干的方法制备FeCl3固体 B.保存FeCl2溶液常常加一些铁粉，其目的是抑制Fe2＋水解 一、铁盐、亚铁盐的性质 关键能力 专项突破 D.FeSO4溶液中加入H2O2溶液时，Fe2＋表现还原性 √ 加热促进Fe3＋的水解，且生成盐酸易挥发，采用将FeCl3溶液直接蒸干的方法不能制备FeCl3固体，故A错误； 亚铁离子易被氧化为铁离子，保存FeCl2溶液常常加一些铁粉，其目的是防止Fe2＋被氧化，故B错误； pH＝0的溶液显酸性，H＋、 、Fe2＋发生氧化还原反应不能共存，故C错误； 亚铁离子可被过氧化氢氧化，发生反应：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，Fe2＋表现还原性，故D正确。 2.在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入铁粉与铜粉的混合物。 (1)若金属无剩余，则溶液中一定存在的金属阳离子有____________，可能存在的有______。 (2)若剩余固体中有铁和铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有______，一定不存在____________。 (3)若剩余固体中只有铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有______，可能存在的有______，一定不存在______。 Fe2＋、Cu2＋ Fe3＋ Fe2＋ Cu2＋、Fe3＋ Fe2＋ Cu2＋ Fe3＋ 3.下列离子的检验方法合理的是 A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2＋ B.向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋ C.向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋ D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶 液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋ 二、Fe2＋和Fe3＋的检验 √ A项中只能说明含有Fe3＋，不能说明不含Fe2＋； B项原溶液中也可能只有Fe3＋而没有Fe2＋； D项中氧化后生成的红褐色沉淀Fe(OH)3也可能掩盖了生成的白色沉淀Mg(OH)2。 4.以下实验能证明某溶液中不含Fe3＋而含有Fe2＋的是 A.滴入KSCN溶液，不显红色 B.滴加足量氯水，再加KSCN溶液，显红色 C.滴入KSCN溶液，不显红色，再加氯水，溶液变红 D.滴入KSCN溶液，不显红色，再加足量高锰酸钾溶液，溶液变红 √ A项，只滴加KSCN溶液，根据溶液是否显红色，能检验出溶液中是否含有 Fe3＋，无法证明Fe2＋是否存在，错误； B项，若原溶液中含Fe3＋，滴加足量氯水后再滴加KSCN溶液后也显红色，无法证明原溶液中含有的是Fe3＋还是Fe2＋，错误； C项，先滴加KSCN溶液，不显红色，说明原溶液中不含Fe3＋，再滴加氯水后显红色，说明滴加氯水后溶液中有Fe3＋，证明原溶液中含有Fe2＋，正确； D项，滴入KSCN溶液，不显红色，证明不含Fe3＋，再加足量高锰酸钾溶液(高锰酸钾溶液是紫红色)，溶液变红无法证明原溶液中含有Fe2＋，错误。 检验Fe2＋和Fe3＋时的注意事项 易错易混 (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)。 返回 Fe2＋、Fe3＋的相互转化 > < Fe2＋与Fe3＋的相互转化 用离子方程式实现下列转化： 必备知识 归纳整合 ①_________________________； ②______________________________________； ③_________________________________； ④_________________________________________； ⑤___________________； ⑥__________________________； ⑦_______________________________。 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋ 2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋ 某班同学用如下实验探究Fe2＋与Fe3＋的转化，回答下列问题： (1)实验Ⅰ：Fe3＋转化为Fe2＋ 实验步骤及现象：甲组同学将少量铜粉加入1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液中，观察到铜粉消失，溶液黄色变浅，加入蒸馏水后无明显现象；乙组同学将过量铜粉加入 1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液中，观察到铜粉有剩余，溶液黄色褪去，加入蒸馏水后出现白色沉淀；丙组同学将过量铜粉加入1 mL 0.05 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液中，观察到铜粉有剩余，溶液黄色褪去，变成蓝色，加入蒸馏水后无白色沉淀。 ①分别取三组实验反应后的溶液于三支试管中，_______________________________ ___________(填操作步骤及现象)，证明生成了Fe2＋；分析三组实验结果，实验中均发生的反应的离子方程式为__________________________。 关键能力 专项突破 加入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，均出 现蓝色沉淀 2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋ 检验Fe2＋的方法为取少量反应后的溶液于试管中，加入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，若出现蓝色沉淀，则证明存在Fe2＋；三组实验中铜粉均溶解，溶液黄色变浅或褪去，均发生反应：2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋。 ②对比三组实验，说明加入蒸馏水后沉淀的产生与_______________________有关。 铜粉的量、阴离子的种类 对比三组实验发现乙组相比甲组铜粉过量，乙组相比丙组阴离子不同，乙组加入蒸馏水后出现白色沉淀，说明加入蒸馏水后沉淀的产生与铜粉的量和阴离子的种类有关。 ③向丙组实验后的溶液中加入饱和NaCl溶液可能出现的现象为_______________。 有白色沉淀生成 加入饱和NaCl溶液引入Cl－，产生与乙组相同的阴离子，可能出现白色沉淀。 ④丙组在检验反应后的溶液中是否存在Fe3＋时，取反应后的上层清液于试管中，滴加3滴KSCN溶液，结果出现白色沉淀，查阅资料：ⅰ.SCN－的化学性质与I－相似，CuSCN为白色固体；ⅱ.2Cu2＋＋4I－===2CuI(白色)↓＋I2，写出该实验中出现白色沉淀的离子方程式：_________________________________________。 2Cu2＋＋4SCN－===2CuSCN(白色)↓＋(SCN)2 由已知信息，SCN－与Cu2＋的反应类比I－与Cu2＋的反应，可得离子方程式为2Cu2＋＋4SCN－===2CuSCN(白色)↓＋(SCN)2。 (2)实验Ⅱ：Fe2＋转化为Fe3＋ 实验步骤及现象：向3 mL 0.1 mol·L－1 FeSO4溶液中加入稍过量稀硝酸，溶液变为棕色，放置一段时间后，棕色消失，溶液变为黄色，已知Fe2＋＋NO―→Fe(NO)2＋(棕色)。 ①使用的FeSO4溶液中存在少量铁屑，其目的是________________。 ②实验中产生NO的原因为________________________________________(用离子方程式表示)。 防止Fe2＋被氧化 Fe2＋被加入的稀硝酸氧化为Fe3＋，稀硝酸被还原为NO，反应的离子方程式为3Fe2＋＋ ＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 (3)实验Ⅲ：Fe2＋与Fe3＋相互转化 实验步骤及现象：将SO2通入足量Fe(NO3)3溶液中，溶液由棕黄色变为浅绿色，但立即又变为棕黄色，此时若滴入BaCl2溶液，则会产生白色沉淀。将产生的白色沉淀经过滤、洗涤、干燥后称量其质量为6.99 g，则整个实验中产生的气体(假设只生成一种气体，该气体遇空气变为红棕色)在标准状况下的体积为________。 0.448 L 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 4 5 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 4 5 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 4 5 真题演练 3.(2022·湖南，13)为探究FeCl3的性质，进行了如下实验(FeCl3和Na2SO3溶液浓度均为0.1 mol·L－1)。 1 2 3 4 5 实验 操作与现象 ① 在5 mL水中滴加2滴FeCl3溶液，呈棕黄色；煮沸，溶液变红褐色 ② 在5 mL FeCl3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5 mL 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，无蓝色沉淀生成；另一份煮沸，产生红褐色沉淀 真题演练 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 对Fe3＋的水解反应无影响，但对还原反应有影响 √ 1 2 3 4 5 真题演练 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； 在5 mL FeCl3溶液中滴加2滴同浓度的Na2SO3溶液，根据现象分析可知，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，生成亚铁离子，加入铁氰化钾溶液后，生成蓝色沉淀，故B正确； 实验③中在5 mL Na2SO3溶液中滴加2滴同浓度的FeCl3溶液，根据溶液变红褐色，说明Fe3＋发生水解反应，滴加K3[Fe(CN)6]无蓝色沉淀产生，说明没有发生还原反应，故C正确； 结合实验①、③可知， 对Fe3＋的水解反应有影响，故D错误。 1 2 3 4 5 真题演练 4.(2019·浙江4月选考，24)聚合硫酸铁[Fe(OH)SO4]n能用作净水剂(絮凝剂)，可由绿矾(FeSO4·7H2O)和KClO3在水溶液中反应得到。下列说法不正确的是 A.KClO3作氧化剂，每生成1 mol [Fe(OH)SO4]n消耗 mol KClO3 B.生成聚合硫酸铁后，水溶液的pH增大 C.聚合硫酸铁可在水中形成氢氧化铁胶体而净水 D.在相同条件下，Fe3＋比[Fe(OH)]2＋的水解能力更强 √ 1 2 3 4 5 真题演练 根据题干信息，可利用氧化还原配平法写出化学方程式：6nFeSO4＋nKClO3＋3nH2O ===6[Fe(OH)SO4]n＋nKCl，可知KClO3作氧化剂，同时根据计量数关系可知每生成1 mol [Fe(OH)SO4]n消耗 mol KClO3，A项错误； 绿矾溶于水后，亚铁离子水解使溶液呈酸性，当其转化为聚合硫酸铁后，亚铁离子的浓度减小，因而水溶液的pH增大，B项正确； 聚合硫酸铁可在水中形成氢氧化铁胶体，胶体粒子吸附杂质微粒引起聚沉，因而能净水，C项正确； 多元弱碱的阳离子的水解是分步进行的，[Fe(OH)]2＋的水解相当于Fe3＋的第二步水解，由于其所带的正电荷比Fe3＋少，因而在相同条件下，其结合水电离产生的OH－的能力较弱，故其水解能力不如Fe3＋，D项正确。 1 2 3 4 5 真题演练 5.(2022·河北，15)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 2 3 4 5 回答下列问题： (1)红渣的主要成分为____________(填化学式，下同)，滤渣①的主要成分为______。 Fe2O3和SiO2 SiO2 真题演练 (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。 1 2 3 4 5 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 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤 真题演练 (5)沉铁工序产生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(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)。 1 2 3 4 5 ＋2 H2O2 NH3·H2O 真题演练 已知黄铁矿高温煅烧生成Fe2O3， 反应为4FeS2＋11O2 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， 反应为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单质，则硫元素被氧化为 ，反应为 1 2 3 4 5 真题演练 然后进行工序①为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，得到FeSO4晶体和母液，母液中主要含有FeSO4溶液和H2SO4，加水溶解FeSO4晶体，向所得溶液中加入(NH4)2SO4、K4[Fe(CN)6]并用H2SO4调节溶液的pH为3，进行沉铁， 1 2 3 4 5 返回 真题演练 课时精练 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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时精练 2.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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时精练 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； 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； Fe2O3呈红棕色，可用于制作红色颜料，故选C； 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时精练 3.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 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 课时精练 4.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。 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 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 课时精练 5.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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 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2FeS2＋7O2＋2H2O===2Fe2＋＋ ＋4H＋ 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 √ 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； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时精练 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 mol＝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 课时精练 6.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 课时精练 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时精练 7.工业废水中含有的重铬酸根离子( )有毒，必须处理达标后才能排放。工业上常用绿矾(FeSO4·7H2O)作处理剂，反应的离子方程式为6Fe2＋＋ ＋14H＋=== 6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O，下列说法正确的是 A.氧化剂与还原剂的物质的量之比为6∶1 B.用绿矾作处理剂，不仅可去除毒性，还可净水 C.酸化试剂可以用盐酸或硫酸 D.不能用草酸溶液代替绿矾作处理剂 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时精练 反应中Fe元素由＋2价升高到＋3价，失去电子，Fe2＋是还原剂，Cr元素由＋6价降低到＋3价，得到电子， 是氧化剂，所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶6，A项不符合题意； 绿矾与重铬酸根离子反应，可以去除毒性，生成的Fe3＋可以形成氢氧化铁胶体，具有净水的作用，B项符合题意； 盐酸中的Cl－具有还原性，可以与具有氧化性的 发生氧化还原反应生成具有毒性的Cl2，C项不符合题意； 草酸中的C是＋3价，可以作还原剂，同时生成二氧化碳气体，没有毒性，可以用草酸溶液代替绿矾作处理剂，D项不符合题意。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时精练 8.(2022·江苏常州高三期末)铁元素的常见价态有＋2、＋3价，实验室可用赤血盐{K3[Fe(CN)6]}溶液检验Fe2＋，黄血盐{K4[Fe(CN)6]}溶液检验Fe3＋。Fe2O3是重要的化工原料，Au/Fe2O3可用作反应CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)的催化剂。硫铁矿烧渣中含有大量Fe2O3，工业上常用于制取绿矾(FeSO4·7H2O)。由硫铁矿烧渣(主要含Fe2O3、Al2O3、SiO2)制取绿矾的流程如下： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时精练 下列有关说法不正确的是 A.“酸溶”时先将烧渣粉碎并不断搅拌，可提高铁元素的浸出率 B.“反应”时发生的主要反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ C.“检验”时可用K4[Fe(CN)6]溶液检验上一步“反应”是否进行完全 D.将第二次“过滤”所得滤液加热，经蒸发结晶可以制得绿矾 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时精练 “酸溶”时先将烧渣粉碎并不断搅拌，可增大反应物的接触面积，能使反应物充分反应，从而提高铁元素的浸出率，故A正确； “反应”时发生的反应为溶液中铁离子与铁反应生成亚铁离子，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，故B正确； 检验“反应”步骤是否完全反应，可以加入K4[Fe(CN)6]溶液检验是否存在铁离子，故C正确； 将第二次“过滤”所得滤液硫 酸亚铁溶液经蒸发浓缩、冷却 结晶等步骤制得绿矾，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时精练 9.(2022·温州模拟)资料显示： (亮黄色)只有在Cl－浓度较大的溶液中才能稳定存在，为了验证该事实，某实验小组取三份2 mL黄色的工业盐酸分别做了一系列实验，记录如下： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 操作 现象 实验Ⅰ：直接滴加2滴KSCN溶液 无明显变化 实验Ⅱ：加10 mL蒸馏水稀释，后滴入2滴浓KSCN溶液 稀释后溶液几乎变为无色，加KSCN溶液显红色 实验Ⅲ：滴加2滴AgNO3饱和溶液 产生白色沉淀，溶液亮黄色消失 课时精练 下列说法不正确的是 A.工业盐酸显黄色是因为其中混有 B.实验Ⅰ中，未检测到Fe3＋ C.实验Ⅲ中，AgNO3溶液稀释了样品是溶液亮黄色消失的主要原因 D.通过上述实验，可以证明 只有在Cl－浓度较大的溶液中才能稳定存在 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时精练 10.为探究SO2与Fe3＋是否发生氧化还原反应，按如图所示装置进行实验(夹持、加热仪器略)，下列说法正确的是 A.A中的反应仅体现了浓硫酸 的氧化性 B.试剂a为饱和NaHCO3溶液 C.C中溶液pH降低，证明Fe3＋ 氧化了SO2 D.检验C中的溶液含有Fe2＋，证明Fe3＋氧化了SO2 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时精练 铜和浓硫酸共热反应生成硫酸铜、 二氧化硫和水，反应中浓硫酸表 现酸性和强氧化性，故A错误； 试剂a为饱和亚硫酸氢钠溶液，作 用是除去二氧化硫中的酸性杂质，防止干扰实验，故B错误； 二氧化硫溶于水生成亚硫酸，会使溶液中氢离子浓度增大，溶液pH降低，则溶液pH降低不能证明铁离子氧化了二氧化硫，故C错误； 若溶液中含有亚铁离子，说明铁元素化合价降低被还原，铁离子作氧化剂，将二氧化硫氧化，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时精练 11.(2023·嘉兴模拟)中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁，检测的流程如图。下列说法错误的是 A.气体X中含有醋酸蒸气 B.该铁华粉中可能含有铁单质 C.向滤液中滴入酸性KMnO4溶 液，可用于证明Fe2＋具有还原性 D.产生蓝色沉淀的反应为K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－===KFe[Fe(CN)6]↓ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时精练 加热时醋酸亚铁与稀硫酸反 应生成硫酸亚铁和醋酸蒸气， 则气体X中含有醋酸蒸气， 故A正确； 铁华粉中加入稀盐酸反应生成氢气，说明铁华粉中可能含有铁单质，故B正确； 滤液中含有氯离子，酸性条件下氯离子也能与高锰酸钾溶液反应，使溶液褪色，则溶液褪色不能证明亚铁离子具有还原性，故C错误； 向滤液中加入铁氰化钾溶液，滤液中的亚铁离子与铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时精练 12.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 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。 1 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 B A 防止生成的氢氧化亚铁被氧化 在仪器2底部放上一块吸铁石 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 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。 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： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 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 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 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； 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 12 13 14 课时精练 13.某化学兴趣小组利用下列试剂：铁粉、锌粉、0.1 mol·L－1 FeCl3溶液，0.1 mol·L－1 FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水、5%H2O2溶液，探究Fe2＋、Fe3＋的氧化性、还原性，并利用实验结论解决一些问题。 (1)设计实验方案，完成下列表格。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 探究内容 实验方案 实验现象 解释 Fe3＋具有氧化性 取少量0.1 mol·L－1 FeCl3溶液，往溶液中加入足量铁粉，再加入少量KSCN溶液 ①加入铁粉后，溶液______ _______________； ②加入KSCN溶液后，溶液______________________ ③体现Fe3＋具有氧化性的离子方程式：_________________ (由黄 色)变为浅绿色 不变红色(或无明显现象) 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ①向FeCl3溶液中加入Fe粉后，会发生反应：2FeCl3＋Fe===3FeCl2，溶液由黄色变为浅绿色， ②由于溶液中不含Fe3＋，因此加入KSCN溶液后，溶液不会变为红色或无明显现象， ③则上述证明Fe3＋具有氧化性的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋； 课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Fe2＋具有还原性 ④取少量0.1 mol·L－1 FeCl2溶液，往溶液中加入少量KSCN溶液，再加入____________ ________________ ⑤加入KSCN溶液后，溶液______________________；⑥加入你选的试剂后，溶液_______ ⑦体现Fe2＋具有还原性的离子方程式：____________________________________________________________________ 新制氯水 (或5%H2O2溶液) 不变红色(或无明显现象) 变红色 2Fe2＋＋Cl2=== 2Fe3＋＋2Cl－(或 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O) 课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ④取少量0.1 mol·L－1 FeCl2溶液，往溶液中加入少量KSCN溶液，再加少量新制氯水(或5%H2O2溶液)，氯水(或5%H2O2溶液)将Fe2＋氧化为Fe3＋，Fe3＋与SCN－结合产生Fe(SCN)3，使溶液变为红色，故⑤加入KSCN溶液后，溶液不变红色或无明显现象； ⑥加入你选的试剂后，溶液变红色，则⑦体现Fe2＋具有还原性的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－(或2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O)。 课时精练 (2)该兴趣小组为说明“Fe2＋具有氧化性”，提出了向FeCl2溶液中加入锌粉，观察实验现象的方案，该反应的离子方程式为______________________。 由于金属活动性：Zn＞Fe，二者发生置换反应，溶液由浅绿色变为无色，该反应的离子方程式为Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe 课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Fe2＋ 课时精练 14.(2022·河南信阳模拟)硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]是分析化学中的重要试剂，是一种复盐，一般亚铁盐在空气中易被氧化，形成复盐后就比较稳定。与其他复盐一样，硫酸亚铁铵在水中的溶解度比组成它的每一种盐的溶解度都小，利用这一性质可以用等物质的量的(NH4)2SO4和FeSO4混合制备。请回答下列问题： Ⅰ.硫酸亚铁铵晶体的制备 步骤一：称取3.0 g铁屑，加入15 mL 10%Na2CO3溶液，小火加热30分钟，过滤、洗涤、干燥、称量得固体m1 g。 步骤二：将步骤一中的m1 g固体转移至锥形瓶，加入15 mL 3 mol·L－1H2SO4，加热至不再有气体生成，趁热过滤，洗涤固体，将滤液和洗涤液合并后转移至蒸发皿中备用，准确称量剩余固体质量得m2 g。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时精练 步骤三：计算所得FeSO4的物质的量，计算等物质的量的(NH4)2SO4固体的质量，准确称取(NH4)2SO4。 步骤四：将(NH4)2SO4固体加入蒸发皿中，缓慢加热浓缩至表面出现结晶薄膜为止，放置冷却。 步骤五：经过一系列操作，最终得到较纯净的(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O。 (1)碱煮30分钟的目的是____________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 除去铁屑表面的油污 碳酸钠是强碱弱酸盐，碳酸根离子在溶液中水解使溶液呈碱性，水解反应为吸热反应，加热时，水解平衡向正反应方向移动，溶液中氢氧根离子浓度增大，除去铁屑表面油污的能力增强。 课时精练 (2)步骤二中的加热，最佳加热方式为__________，理由是______________________ _______________。 步骤二发生的反应为铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，若用明火直接加热，反应生成的氢气与空气中的氧气遇明火可能发生爆炸，应选用水浴加热。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 水浴加热 反应有氢气生成，不能 用明火直接加热 课时精练 (3)关于步骤五中的一系列操作的相关表述，错误的是______(填字母)。 A.过滤时可使用玻璃棒搅拌的方式来缩短时间 B.过滤和洗涤的速度都要尽可能的快，可以减少产品的氧化 C.洗涤时使用无水乙醇既可以洗去晶体表面的杂质离子，又可以起到干燥的作用 D.所得的产品可以采取电热炉烘干的方式彻底干燥 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 AD 课时精练 过滤时不能使用玻璃棒搅拌，否则玻璃棒将滤纸损坏会影响过滤效果，故A错误； 亚铁离子具有还原性，易被空气中的氧气氧化，所以过滤和洗涤的速度都要尽可能的快，减少产品的氧化，故B正确； 洗涤时使用无水乙醇既可以洗去晶体表面的杂质离子，又可以在其挥发时带走晶体表面的水，起到干燥的作用，故C正确； 若所得的产品采取电热炉烘干的方式彻底干燥会使晶体脱去结晶水，也会使晶体发生分解导致产品变质，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时精练 Ⅱ.硫酸亚铁铵的分解 已知硫酸亚铁铵在不同温度下加热分解的产物不同。设计如图实验装置(夹持装置略去)，在500 ℃时隔绝空气加热A中的硫酸亚铁铵至分解完全，确定分解产物的成分。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (4)B装置的作用是________________________。 检验产物中是否有水生成 课时精练 (5)实验中，观察到C中无明显现象，D中有白色沉淀生成，可确定分解产物中的某种气体，写出D中发生反应的离子方程式：__________________________________。若去掉C，是否能得出同样结论，并解释其原因：_____________________________ _________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 SO2＋H2O2＋Ba2＋===BaSO4↓＋2H＋ 否，若产物中有SO3，也有白色 沉淀生成 课时精练 实验中，观察到C中无明显现象， D中有白色沉淀生成，说明硫酸 亚铁铵受热分解生成二氧化硫， 没有生成三氧化硫，D中生成白 色沉淀的反应为二氧化硫与过氧 化氢和氯化钡混合溶液反应生成硫酸钡沉淀和盐酸，反应的离子方程式为SO2＋H2O2＋Ba2＋===BaSO4↓＋2H＋；若去掉C，不能确定生成的气体中存在二氧化硫，因为三氧化硫与混合溶液中的氯化钡反应也能生成硫酸钡白色沉淀。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时精练 (6)A中固体完全分解后变为红棕色粉末，某同学设计实验验证固体残留物仅为Fe2O3而不含FeO。请填写表中的实验现象。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 实验步骤 实验现象 结论 ①取少量A中残留物于试管中，加入适量稀硫酸，充分振荡使其完全溶解；②将溶液分成两份，分别滴加高锰酸钾溶液、KSCN溶液   固体残留物仅为Fe2O3 加入高锰酸钾溶液的一份中，溶液不褪色；加入KSCN溶液的一份中，溶液变红色 课时精练 若固体残留物中只有氧化铁，氧化铁溶于稀硫酸生成硫酸铁，分别滴加高锰酸钾溶液、硫氰化钾溶液可观察到的实验现象为加入高锰酸钾溶液的一份中，溶液不褪色，加入硫氰化钾溶液的一份中，溶液变红色。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 返回 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 NO ＝∶＝a∶b， 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O NO 3Fe2＋＋4H＋＋NO 溶液变红色，说明含有_____。 酸性KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有_____。 SO C.25 ℃时，pH＝0的溶液中，Al3＋、NH、NO、Fe2＋可以大量共存 NO Fe2＋Fe3＋ 3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋2H2O＋NO↑ 5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O 3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O NO 由滴入BaCl2溶液，会产生白色沉淀，可知具有还原性的SO2通入Fe(NO3)3溶液中发生的氧化反应为SO2→SO，白色沉淀为BaSO4，溶液由棕黄色变为浅绿色，说明Fe3＋被还原为Fe2＋，但立即又变棕黄色，说明生成的Fe2＋又被氧化为Fe3＋，整个过程相当于NO发生还原反应：NO→NO，根据得失电子守恒，SO2失去电子数等于NO得到电子数，SO2～BaSO4～2e－，NO～NO～3e－，n(BaSO4)＝0.03 mol，n(e－)＝0.06 mol，n(NO)＝0.02 mol，则标准状况下V(NO)＝0.448 L。 SO SO ＋8H2O15FeSO4＋8H2SO4 ＋3H2O＋6NH 6Fe(NH4)2Fe(CN)6＋ClO＋6H＋6Fe(NH4)Fe(CN)6＋Cl－ SO 14Fe3＋＋FeS2＋8H2O15Fe2＋＋2SO＋16H＋， 反应原理为Fe2＋＋2NH＋[Fe(CN)6]4－===Fe(NH4)2Fe(CN)6↓，然后过滤出沉淀，洗涤后加入H2SO4和NaClO3进行氧化，反应为6Fe(NH4)2Fe(CN)6＋ClO＋6H＋6Fe(NH4)Fe(CN)6＋Cl－＋3H2O＋6NH，过滤、洗涤、干燥即制得Fe(NH4)Fe(CN)6，据此分析解题。 4SO 4SO Cr2O Cr2O Cr2O Cr2O FeCl FeCl FeCl FeCl(亮黄色)只有在Cl－浓度较大的溶液中才能稳定存在，则工业盐酸显黄色是因为其中混有FeCl，故A正确； KSCN溶液为检验铁离子的特征试剂，由操作和现象可知，实验Ⅰ中，未检测到Fe3＋，故B正确； AgNO3溶液与氯离子反应，使FeCl转化为铁离子，稀释不是主要原因，故C错误； 稀释或滴AgNO3饱和溶液均使Cl－浓度降低，可证明FeCl只有在Cl－浓度较大的溶液中才能稳定存在，故D正确。 ×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； (3)某反应中反应物与生成物有Fe3＋、Mn2＋、H＋、MnO、H2O和一种未知离子X，已知MnO在反应中得到电子，则X是________。 已知MnO在反应中得到电子，则MnO是氧化剂，是反应物，Mn2＋是还原产物，是生成物，缺项微粒表现还原性，作还原剂，其被氧化为Fe3＋，则X是Fe2＋。 $$