专题九第二单元 探究铁及其化合物的转化(七大题型）-2024-2025学年高一化学同步举一反三系列（苏教版2019必修2）

专题九第二单元 探究铁及其化合物的转化 【题型1 铁及其化合物】 【题型2 Fe3+的检验】 【题型3 Fe2+ 、Fe3+的性质与转化】 【题型4 Fe（OH）2的制备】 【题型5 铁元素与人体健康】 【题型6 铁的其它常见化合物】 【题型7 工艺流程中的铁及其化合物】 【题型1 铁及其化合物】 【例1】下列铁及其化合物的性质与用途有对应关系的是 A．Fe2O3能与酸反应，可用于制作红色涂料 B．FeCl3溶液显酸性，可用于印刷电路板 C．K2FeO4为紫黑色固体，可用于杀菌消毒。 D．Fe常温下与浓硝酸发生钝化作用，可用铁制容器盛放浓硝酸 【答案】D 【详解】A．Fe2O3是红棕色的，可用于制作红色涂料，与Fe2O3能与酸反应无关，故A不选； B．FeCl3具有强氧化性，能与Cu反应生成可溶性的CuCl2，与FeCl3溶液显酸性无关，故B不选； C．K2FeO4溶液具有强氧化性，可用于杀菌消毒，与其颜色无关，故C不选； D．Fe在常温下遇浓硫酸发生钝化，阻止了反应的继续进行，故可用铁制槽罐车运输浓硫酸，故D选； 答案选D。 【变式1-1】我国宋代的药物著作《开宝本草》中记载了有关中药材——铁华粉的制法为：取钢煅作叶，令表光净、以盐水洒之并置于浓醋瓮中，阴处埋之百日，则铁上生衣，铁华成矣。由此判断铁华粉所属类别为 A．金属单质 B．亚铁盐 C．铁盐 D．碱 【答案】B 【详解】根据题干描述，铁华粉的制法涉及钢片与盐水（含Cl⁻）和浓醋（含CH3COOH）在密闭环境中长期反应。此过程本质是铁的腐蚀反应，醋酸提供酸性环境，与铁发生反应，生成，化学方程式：，最终产物以亚铁盐（如醋酸亚铁）为主； 故选B。 【变式1-2】实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气的反应。 下列说法不正确的是 A．反应为 B．使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉 C．用火柴点燃肥皂泡检验生成的氢气 D．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好 【答案】D 【详解】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，A正确； B．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，B正确； 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．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，D错误； 本题选D。 【变式1-3】Fe3O4是一种非常重要的磁性材料，同时也可用作催化剂载体和微波吸收材料。Fe3O4有下列两种制法，请回答问题。 I．方法一：甲同学查阅资料发现，温度高于570 ℃时铁与水蒸气反应氧化产物只有Fe3O4；该同学利用如图装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物。 （1）仪器D的名称是 ，装置E的作用是 ，其中的现象为 。 （2）B中反应的化学方程式为 。 II．方法二：乙同学查阅资料发现FeOOH可以在碱性溶液中和FeCl2溶液共沉淀最终得到纳米Fe3O4；该同学利用如下实验流程制备纳米Fe3O4。 FeCl3·6H2OFeOOHFe3O4悬浊液Fe3O4 （3）写出第②步反应的离子方程式： 。 （4）第③步中洗涤Fe3O4固体，检验固体已洗净的具体操作是 。 【答案】 （1） 球形干燥管 检验生成的氢气 黑色固体变红 （2）3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2 （3）2FeOOH+Fe2++2OH-=Fe3O4+2H2O （4）在试管中去最后一次洗涤液，滴加硝酸酸化的硝酸银，若无白色沉淀，则说明固体已洗净 【分析】Ⅰ．方法一：用A装置产生水蒸气，通入装有还原铁粉的B中，发生反应生成Fe3O4和氢气，氢气经碱石灰干燥后通入装有氧化铜的E中，将黑色的氧化铜还原为红色的铜； Ⅱ．方法二：FeCl3•6H2O和环丙胺反应生成的FeOOH，在碱性溶液中和FeCl2溶液共沉淀得到Fe3O4悬浊液，过滤、洗涤、干燥，最终得到纳米Fe3O4。 【详解】 （1）根据仪器构造可知，仪器D的名称是球形干燥管，E装置中的氧化铜可以和氢气反应生成铜，固体颜色由黑变红，可以检验生成的氢气； （2）装置B中水蒸气和铁反应生成Fe3O4和氢气，反应的化学方程式为：3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2； （3）第②步是FeOOH在碱性溶液中和FeCl2溶液反应生成Fe3O4，离子方程式为：2FeOOH+Fe2++2OH-=Fe3O4+2H2O； （4）洗涤Fe3O4的目的是将其表面的可溶性Na+、Cl-等洗掉，检验固体已洗净的具体操作是在试管中去最后一次洗涤液，滴加硝酸酸化的硝酸银，若无白色沉淀，则说明固体已洗净。 【题型2 Fe3+的检验】 【例2】证明某溶液含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是 A．只需滴加KSCN溶液 B．先滴加 KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色 C．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色 D．滴加氢氧化钠溶液产生红褐色沉淀 【答案】B 【详解】A．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+，无法验证Fe2+存在，A错误； B．KSCN与Fe3+作用使溶液显红色，与Fe2+作用无此现象，先滴加KSCN溶液，不显红色，说明原溶液不含有Fe3+，再滴加氯水后显红色，说明滴加氯水后溶液中有Fe3+，证明原溶液含有Fe2+，B正确； C．先滴加氯水，氯气将Fe2+氧化成Fe3+，即使原溶液不含Fe3+，滴加KSCN溶液后也显红色，无法证明原溶液是否含有Fe3+，C错误； D．滴加氢氧化钠溶液产生Fe（OH）3红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3+，不能说明溶液中是否含有Fe2＋，D错误； 故选B。 【变式2-1】某口服补铁剂的主要成分为FeSO4。检验FeSO4是否变质可用的试剂是 A．H2SO4溶液 B．NaCl溶液 C．KSCN溶液 D．AgNO3溶液 【答案】C 【详解】若FeSO4变质，其被氧化为Fe3+，可用KSCN溶液检验，现象是溶液变红，故选C。 【变式2-2】FeCl3溶液做蚀刻液可腐蚀铜箔电路板上不需要的铜。从蚀刻后的废液中回收金属铜并实现FeCl3循环使用的流程如下。 请回答下列问题： （1）检验“过滤”后的滤液中是否含有Fe3+的实验操作为 。 （2）“分离”时使用的试剂X是 （填名称）。 （3）“再生”时发生的反应为 （用化学方程式表示）。 （4）“再生”后的蚀刻液中是否含有Fe2+不能用酸性KMnO4溶液检验，原因是 （用离子方程式表示）。 （5）为准确测量再生液中Fe3+浓度，取20.00mL再生液，滴加NaOH溶液至Fe3+沉淀完全，将沉淀过滤、洗涤，加热至恒重，得到红棕色固体2.400g，则再生液中Fe3+浓度为 。（写出计算过程） 【答案】 （1）取少量滤液于试管中，滴加几滴溶液，若溶液变成红色，则滤液中含有 （2）稀盐酸 （3） （4） （5）, 【分析】FeCl3溶液与铜箔电路板发生反应：Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+，得到的废液中含有FeCl3、FeCl2、CuCl2，向其中加入过量铁粉，发生反应：2FeCl3+Fe=3FeCl2、CuCl2+Fe=FeCl2+Cu，然后过滤，向滤渣中加入稀HCl，发生反应：2HCl+Fe=FeCl2+H2↑，过滤，分离得到Cu单质，将两次滤液合并，向滤液中通入Cl2，发生反应：2FeCl2+Cl2=2FeCl3，使FeCl3溶液得到“再生”；据此分析解答。 【详解】 （1）检验滤液中是否含有Fe3+，取少量滤液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液变成红色，则滤液中含有Fe3+；故答案为：取少量滤液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液变成红色，则滤液中含有Fe3+；      （2）由分析可知，“分离”时使用的试剂X是稀盐酸；故答案为：稀盐酸；     （3）由分析可知，“再生”时发生的反应为：2FeCl2+Cl2=2FeCl3；故答案为：2FeCl2+Cl2=2FeCl3； （4）“再生”后的蚀刻液中含有Cl-，Cl-可与高锰酸钾发生反应：2+10Cl−+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O，故答案为：2+10Cl−+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O； （5）根据元素守恒Fe3+最终全部转化为Fe2O3，n（Fe3+）=2n（Fe2O3）==0.030mol,c（Fe3+）==1.500mol/L，故答案为：n（Fe3+）=2n（Fe2O3）=2×=0.030mol，c（Fe3+）==1.500mol/L。 【变式2-3】“速力菲”（主要成分：琥珀酸亚铁，呈暗黄色）是市场上一种常见的补铁药物。该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸。某同学为了检测“速力菲”药片中Fe2+的存在，设计并进行了如图实验： （1）试剂1的名称是 ；试剂2的化学式为 。 （2）加入新制氯水，溶液中发生反应的离子方程式是 。 （3）加入试剂2时溶液为淡红色说明“速力菲”中的Fe2+已部分氧化，一般在服用“速力菲”时，同时服用维生素C，说明维生素C具有 性。 （4）不仅溶液中Fe2+易被氧化成Fe3+，溶液中白色沉淀Fe（OH）2更易被O2氧化，请写出反应的化学方程式 。 【答案】 （1）盐酸 KSCN （2）2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl- （3）还原 （4）4Fe（OH）2+O2+2H2O═4Fe（OH）3 【分析】药片碾碎后加入试剂1用于溶解亚铁盐，可以选用盐酸溶解，静置过滤得到淡黄色溶液，加入试剂2，溶液变为淡红色溶液，试剂2为KSCN溶液，说明亚铁离子部分被氧化为铁离子，加入氯水溶液变为血红色，亚铁离子转化成了铁离子，据此分析解答。 【详解】 （1）试剂1用于溶解亚铁盐，一般可用盐酸，检验亚铁离子，可以先加入KSCN，再加入氯水，则试剂2为KSCN，故答案为：盐酸；KSCN； （2）加入新制氯水，亚铁离子转化成了铁离子，反应的离子方程式是2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl-，故答案为：2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl-； （3）加入试剂2 时溶液为淡红色说明“速力菲”中的 Fe2+已部分氧化，一般在服用“速力菲”时，同时服用维生素C，说明维生素C具有还原性，能还原铁离子为亚铁离子，故答案为：还原； （4）Fe（OH）2易被O2氧化为氢氧化铁，反应的化学方程式为4Fe（OH）2+O2+2H2O═4 Fe（OH）3，故答案为：4Fe（OH）2+O2+2H2O═4Fe（OH）3 。 【题型3 Fe2+ 、Fe3+的性质与转化】 【例3】FeSO4溶液催化脱除烟气中SO2的反应原理如图所示。下列说法正确的是 A．“反应Ⅰ”中氧化剂和还原剂的物质的量之比为4:1 B．“反应Ⅱ”的离子方程式为 C．反应一段时间后，溶液中c(H2SO4)保持不变 D．反应每脱除11.2L SO2转移电子的物质的量为2mol 【答案】B 【详解】A．由图可知，反应I的方程式为，该反应中氧气中氧元素化合价降低，氧化剂是氧气，铁元素化合价升高，还原剂是硫酸亚铁，氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶4，A错误； B．反应Ⅱ是铁离子和二氧化硫发生氧化还原反应生成二价铁离子和硫酸的过程，反应的离子方程式为，B正确； C．由图示可知，总反应为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4，硫酸的浓度会增大，C错误； D．没有标况，不能计算二氧化硫的物质的量，不确定转移电子的量，D错误； 故选B。 【变式3-1】下列关于FeCl2和FeCl3的叙述中，不正确的是 A．二者溶液的相互转化均可通过化合反应实现 B．将足量铁粉加入氯水中，最终只能得到FeCl2溶液 C．酸性高锰酸钾溶液可作为鉴别二者溶液的试剂 D．分别向盛有FeCl2溶液和FeCl3溶液的试管中加入NaOH溶液，最终可得相同物质 【答案】C 【详解】A．向FeCl2溶液中通入氯气，生成FeCl3；向FeCl3溶液中加入铁生成FeCl2，都属于化合反应，故A正确； B．将铁粉加入氯水中，当铁粉过量时，最终得到FeCl2溶液，故B正确； C．Fe2+和Cl-均具有还原性，酸性高锰酸钾具有强氧化性，能将亚铁离子和Cl-氧化，使溶液褪色，则不能利用酸性高锰酸钾溶液鉴别FeCl2和FeCl3，故C错误； D．二价铁不稳定，可被氧化为三价铁；分别向盛有FeCl2溶液和FeCl3溶液的试管中加入NaOH溶液，均可能得到氢氧化铁，故D正确； 答案选C。 【变式3-2】室温下，探究0.1mol L-1 FeSO4溶液的性质，下列实验方案能达到实验目的的是 选项 实验目的 实验方案 A 探究Fe2+是否有氧化性 向2mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色变化 B 检验溶液中是否含有Fe3+ 向2mL FeSO4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 C 除去久置溶液中的Fe3+ 向2mL FeSO4溶液中加入过量Fe，充分振荡并过滤 D 验证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 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．向2mL溶液中滴加几滴酸性溶液，观察溶液颜色变化，探究是否有还原性，故A错误； B．检验溶液中是否含有应直接向待测液中滴加KSCN溶液，向待测液中滴加氯水会将氧化为干扰实验，故B错误； C．向2mL溶液中加入过量Fe，充分振荡并过滤，铁将还原为，故C正确； D．向2mL5%溶液中滴加几滴溶液，若产生气泡有可能是的催化作用，故D错误； 故选C。 【变式3-3】在200mL浓度均为1mol L-1的FeCl3、CuCl2和HCl的混合溶液中加入Fe粉，下列说法中不正确的是 A．当加入Fe粉的质量m（Fe）≥5.6g时，溶液中加入KSCN溶液不变红色 B．当Fe粉的物质的量n（Fe）>0.3mol时，得到的固体为混合物 C．当溶液中的金属离子为和时，加入Fe粉的物质的量为0.1mol＜n（Fe）＜0.3mol D．溶液中最多同时存在4种阳离子 【答案】B 【分析】Fe3+、Cu2+、H+的物质的量均为0.2mol，根据氧化性强弱，加入Fe反应的先后顺序为：Fe3+、Cu2+、H+。 【详解】A. 当加入Fe粉的质量m（Fe）≥5.6g时，Fe3+完全反应转化为Fe2+，加入KSCN溶液不变红色，A正确； B. 当Fe粉的物质的量n（Fe）>0.3mol时，Fe3+、Cu2+完全反应，H+可能反应，得到的固体为Cu或Fe和Cu的混合物，B错误； C. 当溶液中的金属离子为和时，Fe3+完全反应消耗0.1molFe，Cu2+部分反应，故加入Fe粉的物质的量为0.1mol＜n（Fe）<0.3mol，C正确； D. 溶液中最多同时存在Fe3+、Fe2+、Cu2+、H+4种阳离子，D正确； 答案选B。 【题型4 Fe（OH）2的制备】 【例4】下列关于物质的说法错误的是 ①    ②    ③ A．铁粉与氧化铝发生的铝热反应可用于焊接铁轨 B．液氨气化吸热，可作为制冷剂 C．光导纤维的成分是，可以用来制造通讯光缆 D．图中能较长时间看到白色沉淀的为①③ 【答案】A 【详解】A．氧化铁与铝粉发生的铝热反应可用于焊接铁轨，A错误； B．氨气分子间存在氢键，使得氨气容易液化，液氨转化成气体时从外界吸收能量，因此液氨常用作制冷剂，B正确； C．二氧化硅制造光纤，利用二氧化硅可以发生完全折射，C正确； D．①③可较好的防止氧气氧化，相关方程式：，D正确； 故选A。 【变式4-1】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 【详解】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。故本题选B。 【变式4-2】价类二维图是学习元素及其化合物知识的重要模型和工具。图1为某常见金属单质及其部分化合物的价类二维图。下列推断合理的是 A．f，d均可通过化合反应制备 B．可通过图2灼烧d得到c C．可通过图3装置制备物质e，且较长时间不易被氧化 D．a→f→g→e的每步转化均可一步实现 【答案】A 【分析】图1为铁元素的价类二维图，根据铁元素的化合价和物质类别，可以得知a为Fe；b为FeO，c为Fe2O3，d为Fe（OH）3，e为Fe（OH）2，f为亚铁盐，g为铁盐。 【详解】A．f为亚铁盐，可通过反应Fe+2Fe3+=3Fe2+得到，d为Fe（OH）3，可通过反应4Fe（OH）2+O2+2H2O=Fe（OH）3反应得到，均为化合反应，A正确； B．d为Fe（OH）3，c为Fe2O3，Fe（OH）3受热分解得到Fe2O3，灼烧应在坩埚中进行，B错误； C．图3中装置A中的导管没有插入到液面以下，生成的硫酸亚铁无法压入到B管中，无法制备氢氧化亚铁，C错误； D．a为Fe，f为亚铁盐，g为铁盐，e为Fe（OH）2，Fe与稀盐酸或稀硫酸反应得到亚铁盐，亚铁盐与氯气反应得到铁盐，铁盐不能一步得到Fe（OH）2，D错误； 故选A。 【变式4-3】某化学兴趣小组在实验室制取和并进行性质实验。 【配制溶液】 （1）①配制溶液，需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和 。 ②在配制好的溶液中，需要加入少量铁粉，其目的是 。 【物质制取】 （2）制取氢氧化铁与氢氧化亚铁： ①取少量溶液，滴入NaOH溶液，观察到的现象： ，发生反应的离子方程式为 。 ②取少量溶液，滴入NaOH溶液，发生如下反应： A． B． 其中属于氧化还原反应的是 （填标号）。 （3）由于容易被空气中的氧气氧化。兴趣小组利用下图所示进行实验，能制取较纯净，实验中苯的作用是 。 【性质实验】 （4）取一定量的稀盐酸，加入少量上述制得的，充分反应后，观察到溶液由无色变为 色。 （5）取上述制得的在空气中加热至质量不再发生变化为止，得到红棕色固体，该红棕色固体是 。 【答案】 （1） 100mL容量瓶 防止亚铁离子被氧化 （2） 生成红褐色沉淀 B （3）隔绝空气中氧气 （4）黄 （5）氧化铁 【分析】配制一定物质的量浓度的溶液，所需的步骤有计算、称量、溶解（冷却）、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶贴签； 【详解】 （1）①配制溶液，需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和100mL容量瓶。 ②亚铁离子容易被空气中氧气氧化为铁离子，铁离子能被铁单质还原为亚铁离子，故在配制好的溶液中，需要加入少量铁粉，其目的是防止亚铁离子被氧化； （2）①取少量溶液，滴入NaOH溶液，反应生成红褐色氢氧化铁沉淀：； ②A.中无元素化合价改变，不是氧化还原反应；B.中存在铁、氧元素化合价改变，为氧化还原反应；故选B； （3）容易被空气中的氧气氧化，其中苯的作用为隔绝空气中氧气； （4）氢氧化铁和盐酸反应生成氯化铁，故得到溶液为黄色； （5）受热分解为氧化铁和水，则红棕色物质为氧化铁。 【题型5 铁元素与人体健康】 【例5】铁是人体必需的微量元素，缺少铁元素会引起贫血。预防贫血，需平时经常食用含铁食物。黑木耳中含有丰富的铁元素，某研究小组测定黑木耳中铁元素含量，实验方案如下。 已知：紫色的溶液在酸性条件下具有强氧化性，其还原产物是无色的。 回答下列问题： 【定性检验】 （1）取200.0g黑木耳，经粉碎、灼烧，用硫酸溶解后配制成100mL待测液。取3滴待测液滴在点滴板上，加几滴 （填化学式）溶液，若待测液变红，则溶液中存在。 【溶液配制】 （2）配制80mL溶液。 ①选择仪器：需要的仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、 （从下图中选择，写出名称）等。 ②计算，称量：需用托盘天平称量 g固体。 ③溶解，恢复到室温，转移、洗涤、振荡、定容、摇匀后待用。 若定容时俯视刻度线，则所配溶液浓度 （填“偏高”或“偏低”）。 【定量测定】 （3）测定黑木耳中铁元素含量（已知黑木耳待测液中铁元素以的形式存在） 步骤I 取50.00mL黑木耳待测液，加入过量的铜粉 步骤II 过滤，向滤液中加入酸性溶液至恰好完全反应 ①“步骤I”中加入过量铜粉的目的是 。（用离子方程式表示） ②“步骤II”中发生反应的离子方程式为：_______________=_______________。 【答案】 （1）KSCN （2） 胶头滴管、100mL容量瓶 1.6 偏高 （3） 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 【分析】已知黑木耳提取液中铁元素以Fe2+和Fe3+的形式存在，“步骤一”酸浸后含有铁离子，加入过量铜粉的目的是将铁离子还原为亚铁离子，过滤，用0.1000mol/L酸性KMnO4溶液滴定，根据消耗的KMnO4溶液的体积，计算Fe2+的物质的量，进而计算出铁元素的质量。 【详解】 （1）检验Fe3+可用KSCN溶液，若KSCN溶液变血红色，则证明含有Fe3+。 （2）①配制80mL溶液需要用到的仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管、100mL容量瓶；②配制80mL溶液需要100mL容量瓶，需用托盘天平称量固体的质量为：100×10-3L×0.1000mol/L×158g/mol≈1.6g； ③若定容时俯视刻度线，溶液体积偏小，则所配溶液浓度偏高。 （3）“步骤I”中加入过量铜粉目的是将溶液中的Fe3+转化为Fe2+，离子方程式为：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+。 【变式5-1】铁是人体必需的微量元素，严重缺铁时需要服用补铁剂。实验小组为研究某补铁剂中铁元素的价态，设计并进行了如下实验： 【查阅资料】中的硫元素为-2价。 实验I.检验该补铁剂中铁元素的价态。 （1）将补铁剂碾碎的目的是 。 （2）根据以上实验现象，溶液A中铁元素的存在形式为 （填微粒符号）。 （3）探究“红色褪去”的原因，进行实验II：将褪色后的溶液分三份分别进行实验。 实验II得出的结论是：红色褪去的原因是 。 （4）为进一步探究“红色褪去”的原因，进行了实验III。 实验III 现象 溶液变红，一段时间后不褪色 取上述反应后的溶液，滴加盐酸和溶液 无白色沉淀产生 设置实验III的目的是 。 （5）分析上述三个实验，下列叙述不正确的是 （填字母）。 A．通过实验I无法确定补铁剂中铁元素的价态 B．实验I溶液中产生，说明被氧化 C．实验I中溶液中反应的离子方程式为： D．实验III中反应的离子方程式： E.对比实验I和实验III，现象说明在实验条件下有漂白性，无漂白性 【答案】 （1）增大接触面积，使其充分溶解 （2）、 （3）[或]被氧化为 （4）对照试验，验证氧化[或]的为，而非 （5）BCE 【分析】实验I：补铁剂碾碎后加入足量稀盐酸溶液溶解并过滤，饿到接近无色的溶解A，A中加入KSCN溶液后变为浅红色，说明含Fe3+，浅红色溶液B中加入H2O2溶液后，变为深红色溶液，说明存在Fe2+，深红色溶液后变为无色溶液D，后续实验探究D褪色的原因。 实验II：探究D褪色原因：①滴加FeCl3溶液后无明显现象，②滴加KSCN后溶液变红，说明D中不存在[或]，③滴加盐酸和氯化钡溶液后，产生白色沉淀，说明含硫酸根，综上：红色褪去的原因是：[或]被氧化为。 【详解】 （1）将补铁剂碾碎的目的是：增大接触面积，使其充分溶解； （2）根据分析，溶液A中铁元素的存在形式为：、； （3）实验II得出的结论是：红色褪去的原因是：[或]被氧化为； （4）实验III中将氧化剂换为了O2，并没有褪色，该实验目的是：对照试验，验证氧化[或]的为，而非； （5）A．根据分析，实验I只能说明溶液A中铁元素的存在形式为、，由补铁剂转化为溶液A的过程中Fe2+可能被氧化为Fe3+，不能说明补铁剂中铁元素的价态，A正确；B．实验I溶液中产生，可能是在催化作用下分解产生氧气，不能说明被氧化，B错误；C．实验I中溶液中反应在酸性环境中进行，离子方程式为：，C错误；D．实验III中氧气将Fe2+氧化为Fe3+，反应的离子方程式：，D正确；E．对比实验I和实验III，现象说明在实验条件下能氧化[或]，不能氧化[或]，E错误；故选BCE。 【变式5-2】铁是人体必需的微量元素。人体血液中如果缺乏亚铁离子，就会造成缺铁性贫血。硫酸亚铁在医药上可作补血剂。食用富含铁元素的食品，可以补充人体所需的铁元素。查阅资料可知菠菜、芹菜、黑木耳、蛋黄和动物内脏等食品中富含铁元素。某小组设计如下实验检验黑木耳中的铁元素并测定其含量。请回答下列问题。 已知： ⅰ．黑木耳富含蛋白质、糖类、卵磷脂、铁元素。每100g黑木耳含铁量高达98mg。 ⅱ．与溶液反应生成沉淀（带有特征蓝色）。 ⅲ．邻菲啰啉分光光度法是一种快速、简单、灵敏度高的测量铁含量的方法。在酸性环境中，亚铁离子与邻菲啰啉发生特定反应，生成稳定的橙红色络合物，具有强烈的吸光性，通过分光光度计测定该配合物的吸光度，可以计算出亚铁离子的浓度。 ⅳ．盐酸羟胺具有还原性。 （1）某品牌补血剂用硫酸亚铁制成药片时，外表包有一层特殊的糖衣，推测该糖衣的作用是 。 （一）黑木耳中铁元素的检验 （2）黑木耳灼烧灰化时，不需要用到下列仪器中的 （填字母）。 A． B．  C．  D． E．  F． （3）步骤⑦中溶液变红发生反应的离子方程式为 。 （4）由上述实验可得出的实验结论是 （填字母） a．黑木耳中一定含有，一定不含    b．黑木耳灰经盐酸浸泡后得到滤液B的操作是蒸发 c．滤液B中一定含有和            d．黑木耳灰中的含铁物质难以用蒸馏水直接浸出 （二）黑木耳中铁元素含量的测定。实验步骤如下： Ⅰ．取5.000g黑木耳，充分灼烧灰化。向灰分中加入盐酸，微热10min，过滤，并用少量盐酸洗涤烧杯和沉淀，滤液和洗涤液合并，加入过量盐酸羟胺； Ⅱ．取50mL容量瓶，将上述溶液全部注入其中，加蒸馏水定容； Ⅲ．利用分光光度法测得亚铁离子的浓度为 （5）步骤Ⅰ加入盐酸羟胺的目的是为了 。 （6）步骤Ⅱ中定容时若加水超过刻度线，立即用胶头滴管吸出多余液体，会造成测定结果 。（填“偏高”“偏低”“不受影响”） （7）根据实验数据计算黑木耳中铁元素的含量为 mg/100g。 【答案】 （1）防止硫酸亚铁被空气中的氧气氧化 （2）ADF （3）或 （4）cd （5）将还原为 （6）偏低 （7）56 【分析】黑木耳隔绝空气灼烧后生成的的黑木耳灰用蒸馏水浸泡用于检测试剂C、加适量H2O2均无明显现象，说明铁元素未溶解；用盐酸浸泡后得到滤液B，加入K3[Fe（CN）6]有蓝色沉淀生成，说明有亚铁离子，加入试剂C，溶液变红，说明有铁离子，试剂C为KSCN。 【详解】 （1）补铁剂外面的糖衣是为了防止亚铁离子被空气中的氧气氧化，故答案为：防止硫酸亚铁被空气中的氧气氧化； （2）黑木耳在灼烧时，需要用到的实验仪器有酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚、不需要使用蒸发皿、漏斗、容量瓶，故ADF符合题意。 （3）一般用硫氰化钾溶液检验铁离子，实验现象是溶液变红，发生反应的离子方程式为或，故答案为：或； （4）由实验现象发现黑木耳灰经蒸馏水浸泡后，经步骤④⑤均无明显现象，对比经步骤⑥⑦均有明显现象可推知黑木耳灰中的含铁物质难以用蒸馏水直接浸出。黑木耳灰经盐酸浸泡后得到滤液B的操作是过滤，根据步骤⑥中产生蓝色沉淀可知滤液B中含有亚铁离子，根据步骤⑦中溶液变红色可知滤液B中含有铁离子，由于在灼烧过程中亚铁离子可能被氧化为铁离子，所以黑木耳中不一定含有铁离子，故ab错误，cd正确，故选cd； （5）由提给信息盐酸羟胺具有还原性可知步骤Ⅰ加入盐酸羟胺的目的是为了将还原为，故答案为：将还原为； （6）步骤Ⅱ中定容时若加水超过刻度线，立即用胶头滴管吸出多余液体，会造成铁元素损失，从而使测定结果偏低，故答案为为：偏低； （7）由实验数据可知5.000g黑木耳经处理得到的50mL溶液中含有，故100g黑木耳中含铁元素的质量为，即黑木耳中铁元素的含量为56mg/100g，故答案为：56。 【变式5-3】生活处处离不开化学。阅读材料，完成各题： 材料一：人体胃液中含有胃酸（的盐酸），起杀菌、帮助消化等作用。当胃酸过多时，医生通常用“胃舒平”或“小苏打片”给病人治疗。 （1）写出用“胃舒平”中氢氧化铝治疗胃酸过多的离子方程式 。 （2）用小苏打片治疗胃酸过多，发生反应的离子方程式为 。 材料二：维生素C又称“抗坏血酸”，因为它能够保护身体免于氧化剂的威胁。维生素C同时也是一种辅酶，能增强人体对疾病的抵抗能力。 （3）将维生素C溶于水后向溶液中滴加几滴紫色石蕊试液，试液变红，说明维生素C的水溶液呈______性。 A．酸性 B．碱性 C．氧化性 D．还原性 （4）亚铁离子易被吸收，给贫血者补充铁时，应给予含亚铁离子的亚铁盐，如硫酸亚铁。服用维生素C，可使食物中的铁离子转化成亚铁离子，有利于铁的吸收。上述反应中维生素C是 剂。 【答案】 （1） （2） （3）A （4）还原 【详解】 （1）属于两性氢氧化物，在治疗胃酸的反应中作为弱碱参加反应，离子方程式：； （2）小苏打片治疗胃酸过多，碳酸氢钠电离出的碳酸氢根离子与胃酸反应，离子方程式为：； （3）将维生素C溶于水后向溶液中滴加几滴紫色石蕊试液，试液变红，说明溶液显酸性，答案为A； （4）服用维生素C，可使食物中的铁离子转化成亚铁离子，维生素C表现还原性，做还原剂。 【题型6 铁的其它常见化合物】 【例6】FeCO3与砂糖混合使用可以作补血剂，实验室里制备FeCO3的流程如图所示，下列说法不正确的是 A．可以使用稀盐酸和氯化钡检验FeCO3沉淀是否洗涤干净 B．已知沉淀过程中有CO2气体放出，则生成沉淀的离子方程式为 C．可利用硫氰化钾溶液检验FeSO4溶液是否变质 D．产品 FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的FeO 【答案】D 【分析】向FeSO4溶液中加入NH4HCO3，反应产生（NH4）2SO4、FeCO3、CO2、H2O，该反应的离子方程式为，将FeCO3沉淀过滤、洗涤、干燥，就得到纯净FeCO3沉淀。 【详解】A．FeCO3沉淀是从含有（NH4）2SO4的溶液中过滤分离得到，其表面吸附，可以将最后一次洗涤液用稀盐酸酸化，再加入BaCl2溶液，若产生白色沉淀，说明含有，FeCO3沉淀未洗涤干净，否则沉淀洗涤干净，A正确； B．在产生沉淀过程中有CO2气体放出，说明Fe2+与反应产生FeCO3，同时反应产生H2O、CO2，该反应的离子方程式为：，B正确； C．FeSO4溶液若Fe2+被氧化产生Fe3+，向该溶液中滴入KSCN溶液，Fe3+与SCN-反应产生Fe（SCN）3，使溶液变为血红色，故可以利用硫氰化钾溶液检验FeSO4溶液是否变质，C正确； D．FeCO3中+2价铁在空气中加热易被O2氧化为+3价铁，所以FeCO3在空气中高温分解不能得到纯净的FeO，D错误；故合理选项是D。 【变式6-1】铁粉活化用于污水处理。活化方法如下：向一定量表面被部分氧化的铁粉中加入少量稀盐酸和过氧化氢（少量过氧化氢有利于铁粉活化），搅拌。一段时间后，铁粉吸附形成胶体。活化过程中，溶液中、随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 A．0∼2.5 min，增大的主要原因是 B．0~2.5 min，溶液的pH不断减小 C．反应至5 min时，已有部分被铁粉吸附 D．5 min后，减小，可能是将还原为Fe 【答案】C 【详解】A．由图可知，0∼2.5 min，和同时产生，主要来源于被氧化的铁粉即Fe2O3和稀盐酸反应得到的，A错误； B．由图可知，0∼2.5 min，和不断产生，是由于Fe2O3和Fe都与稀盐酸反应，盐酸不断被消耗，酸性减弱，pH值不断升高，B错误； C．题干给的条件是一段时间后，铁粉吸附形成胶体，5min之前未反应完的铁粉吸附部分Fe2+形成胶体，C正确； D．5 min后，减小是因为铁粉吸附Fe2+形成胶体，D错误； 故选C。 【变式6-2】颗粒大小达到纳米级的单质铁俗称“纳米铁”，可用于处理废水中的硝态氮。以铁屑（含少量杂质）为原料制备纳米铁粉流程如下： （1）写出“酸溶”时发生的氧化还原反应的离子方程式： 、。 （2）固体经灼烧后得到红棕色固体和混合气体，若，则“灼烧”过程中发生反应的化学方程式为 。 （3）“还原”中使用的还原剂为，在“还原”前要对装置进行充分干燥处理，不得留有水，其原因是 （用化学方程式表示）。 （4）纳米铁粉因其高比表面积、优异的吸附性、较强的还原性和反应活性等优点被广泛应用于污染物的去除。催化剂协同纳米铁粉能将水体中的硝酸盐转化为，其催化还原反应的过程如图1所示。 ①从电子转移的角度，硝酸盐（）转化为的过程可以描述为 。 ②为有效降低水体中氮元素的含量，宜调整水体为4.2，当时，随减小，生成率逐渐降低，结合图1和图2分析原因： 。 【答案】 （1） （2） （3） （4） 纳米零价铁在催化剂表面失去电子变为亚铁离子，在催化剂层中氢离子得电子变为氢原子，在酸性条件下氢原子还原硝酸根离子变为NH，NH失去氢原子后，两个氮原子生成氮气 减小，H+离子浓度增大，会生成更多的H，使硝酸根被还原的中间产物NH更多地与H反应生成，减少了氮气的生成 【分析】铁屑（含少量杂质）酸溶后得硫酸亚铁溶液，加入草酸后得草酸亚铁固体，通入氧气灼烧得氧化铁固体，还原后得纳米铁粉。 【详解】 （1）铁屑中含少量杂质，加硫酸后生成硫酸铁，铁离子具有氧化性，“酸溶”时发生两个氧化还原反应，离子方程式为：、； （2）固体经灼烧后得到红棕色固体和混合气体，若，根据得失电子守恒和原子守恒配平，“灼烧”过程中发生反应的化学方程式为：； （3）“还原”中使用的还原剂为，在“还原”前要对装置进行充分干燥处理，不得留有水，是因为高温条件下铁与水蒸气反应，获得的铁粉中混有杂质，方程式为：； （4）①根据图1所示，纳米零价铁在催化剂表面失去电子变为亚铁离子，在催化剂层中氢离子得电子变为氢原子，在酸性条件下氢原子还原硝酸根离子变为NH，NH失去氢原子后，两个氮原子生成氮气； ②当时，随减小，生成率逐渐降低，结合图1和图2可以看出，减小，H+浓度增大，会生成更多的H，使硝酸根被还原的中间产物NH更多地与H反应生成，减少了氮气的生成。 【变式6-3】小组同学用FeSO4·7H2O晶体和蒸馏水配制100mL0.5mol·L-1FeSO4溶液（pH为3.3），再进行性质探究实验。 I．性质探究， 立即取出一定量配制好的溶液放入2个试管中，分别进行如下实验： 实验i：滴加氢氧化钠溶液，观察到产生白色沉淀，最后变为红褐色。 实验ⅱ：滴加高锰酸钾溶液，溶液褪色 （1）实验i中生成红褐色沉淀的化学方程式是 。 （2）实验ⅱ中MnO 转化为Mn2+，发生的离子反应方程式是 。 Ⅱ．对异常现象的探究。 配制好的溶液放置1h后，溶液变黄。24h后，产生黄褐色沉淀，测得上层清液pH为1.4。 （3）取少量黄色溶液， （填操作和现象），证明黄色溶液中含有Fe3+。 （4）通过下列实验证实，黄褐色沉淀中含有。 ①洗涤黄褐色沉淀的目的是 。 ②证实黄褐色沉淀中含有的证据是 。 （5）查阅资料：不同pH下Fe2+的氧化率随时间变化的关系如下图。为避免Fe2+被氧化，配制FeSO4溶液时，需要添加 。 Ⅲ．高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型、高效、多功能水处理剂，与水反应可生成透明的红褐色胶体。 （6）上述反应的离子方程式如下，请将方程式补写完整 。 _______+_______H2O=_______（胶体）+_______O2↑+_______OH-。 【答案】 （1）4Fe（OH）2 +2H2O + O2 =4Fe（OH）3 （2） （3）滴加少量KSCN溶液，溶液立即变为血红色 （4） 除去黄褐色沉淀表面粘有的，以免影响后续实验 向沉淀溶解后的溶液中滴加BaCl2溶液出现白色沉淀，说明原溶液中含有 （5）适量的稀硫酸和铁粉 （6） 【分析】FeSO4具有还原性，易被氧气、高锰酸钾等氧化剂氧化；氢氧化亚铁被氧气氧化为红褐色氢氧化铁；为防止Fe2+被氧化，配制FeSO4溶液时，添加适量的稀硫酸和铁粉。 【详解】 （1）实验i中氢氧化亚铁被氧气氧化为红褐色氢氧化铁，生成红褐色氢氧化铁沉淀的化学方程式是4Fe（OH）2 +2H2O + O2 =4Fe（OH）3； （2）实验ⅱ中MnO被Fe2+还原为Mn2+，发生的离子反应方程式是 （3）Fe3+遇KSCN溶液变红，取少量黄色溶液，滴加少量KSCN溶液，溶液立即变为血红色，证明黄色溶液中含有Fe3+。 （4）①洗涤黄褐色沉淀的目的是除去黄褐色沉淀表面粘有的，以免影响后续实验； ②黄褐色沉淀向沉淀溶解后的溶液中滴加BaCl2溶液出现白色沉淀，沉淀为硫酸钡，说明原溶液中含有。 （5）Fe3+能被铁粉还原为Fe2+，pH越小氧化速率越慢，为避免Fe2+被氧化，配制FeSO4溶液时，需要添加适量的稀硫酸和铁粉。 （6）中Fe元素化合价由+6降低为+3，O元素化合价由-2升高为0，根据得失电子守恒、电荷守恒，配平离子方程式为4+10H2O=4（胶体）+3O2↑+8OH-。 【题型7 工艺流程中的铁及其化合物】 【例7】久置的硫酸亚铁溶液中会产生沉淀物，沉淀物中含难溶的碱式硫酸铁和析出的硫酸亚铁晶体。以该沉淀物制取硫酸亚铁晶体（的流程如下： （1）某同学用密度为、质量分数为98%的浓硫酸配制的稀硫酸。需98%的浓硫酸的体积为 。 （2）写出“酸溶”时反应的离子方程式： 。 （3）选用最合适的金属X，写出“还原”反应的离子方程式： 。 （4）检验“还原”反应后，溶液中是否存在的试剂是 。 （5）为验证碱式硫酸铁中含有，可进行如下实验，补充完整实验方案：取少量含难溶碱式硫酸铁和硫酸亚铁晶体的沉淀物， ，则含有。 【答案】 （1）25.0mL （2） （3） （4）KSCN溶液 （5）加入足量水充分溶解，过滤，直至最后一次洗涤液中用BaCl2溶液检验不再产生白色沉淀，向滤渣中加入过量稀盐酸溶解，再加入BaCl2溶液，若产生白色沉淀 【分析】沉淀物经过酸溶后得到硫酸铁、硫酸亚铁混合液，加过量金属铁还原得到硫酸亚铁，过滤后滤渣中含过量铁，硫酸亚铁溶液经过结晶得到硫酸亚铁晶体。 【详解】 （1）稀释前后溶质的物质的量不变，故需98%的浓硫酸的体积为：； （2）“酸溶”时反应的离子方程式：； （3）根据分析，最合适的金属X为Fe，还原时的离子方程式为：； （4）遇KSCN溶液出现血红色，故检验“还原”反应后，溶液中是否存在的试剂是：KSCN溶液； （5）由于硫酸亚铁晶体中含有硫酸根离子，对检验碱式硫酸铁中含有硫酸根离子形成干扰，故先排除硫酸亚铁晶体的干扰，然后检验碱式硫酸铁中含有硫酸根离子，利用碱式硫酸铁难溶、硫酸亚铁晶体溶于水排除干扰，利用与盐酸反应：，再加入BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，则含硫酸根，具体操作为：取少量含难溶碱式硫酸铁和硫酸亚铁晶体的沉淀物，加入足量水充分溶解，过滤，直至最后一次洗涤液中用BaCl2溶液检验不再产生白色沉淀，向滤渣中加入过量稀盐酸溶解，再加入BaCl2溶液，若产生白色沉淀，则碱式硫酸铁中含有。 【变式7-1】以废铁屑（主要成分为Fe，还有少量Fe2O3、C和SiO2）制取无水FeCl3的流程如下图所示。下列说法正确的是 已知：SOCl2易与水反应生成一种强酸和一种酸性氧化物。 A．“过滤”所得滤液中一定存在的离子有：Fe2+、H+、Cl- B．“氧化”时加入H2O2可发生反应：2Fe2++H2O2=2Fe3++2OH- C．可以用KSCN溶液检验“氧化”反应是否完全 D．SOCl2与水反应生成HCl与SO3 【答案】A 【分析】向废铁屑中加入盐酸酸溶，碳、二氧化硅不反应，充分酸溶、过滤得到主要含有FeCl2、HCl的滤液，再向滤液中加入新制氯水将Fe2+氧化为Fe3+，一定条件下蒸发结晶得到FeCl3·6H2O，加入SOCl2脱水得到FeCl3。 【详解】A．铁屑中主要成分Fe，铁和Fe3+生成Fe2+，Fe与盐酸反应也生成FeCl2，故“过滤”所得滤液中一定存在的离子有：Fe2+、H+、Cl-，A正确； B．“氧化”时加入H2O2作氧化剂，但由于溶液显酸性，会发生反应：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，且在酸性溶液中不能大量存在OH-，故选项离子方程式不符合反应事实，B错误； C．Fe3+与KSCN会发生反应使溶液显红色，能检验Fe3+，但不能检验Fe2+，则不能检验“氧化”反应是否完全，C错误； D．SOCl2易与水反应生成一种强酸和一种酸性氧化物，则SOCl2与水反应生成HCl与SO2，而不是SO3，D错误； 故选A。 【变式7-2】以硫酸工业生产后的硫铁矿烧渣（主要成分为、，还含有少量FeO、制备铁红颜料（）的生产流程如下： 回答下列问题： （1）要提高酸浸的效率，可采取的措施为 （任写一种）。 （2）“酸浸”过程中与稀硫酸反应，该反应的化学方程式为 。 （3）“步骤1”的操作名称为 ，“滤渣1”的主要成份为 。 （4）加入过量铁粉的目的有以下两点： ①除去过量的硫酸 ② 检验“滤液X”金属阳离子是否完全转化适宜的试剂为 （化学式）。 （5）“滤液Y”反应生成的同时产生无色无味且能使澄清石灰水变浑浊的气体。该反应的离子方程式为 ，“滤液Z”中主要成份的用途为 （任写一种）。 （6）样品（杂质中不含其他含的化合物）含量的测定。称取样品，配制成溶液，用硫酸酸化的溶液反应，消耗溶液的体积为15.00mL，上述样品中的质量分数为多少 。（保留两位有效数字，写出计算过程） 【答案】 （1）升高温度、搅拌、粉碎烧渣、适当增大硫酸的浓度 （2） （3） 过滤 二氧化硅（） （4） 将铁离子还原成亚铁离子 KSCN （5） 制作氮肥或化工原料 （6） 【分析】硫铁矿烧渣加入硫酸后生成硫酸亚铁、硫酸铁，过滤后得到的滤渣为二氧化硅，滤液中加入过量铁粉，生成硫酸亚铁溶液，调节pH后加入碳酸氢铵溶液，可生成碳酸亚铁固体，经洗涤、干燥，在空气中灼烧时发生分解，且与空气中的氧气发生氧化还原反应，可生成氧化铁。 【详解】 （1）为提高酸浸的效率，可采取的措施有升高温度、搅拌、粉碎烧渣、适当增大硫酸的浓度； （2）“酸浸”过程中与稀硫酸反应，生成硫酸铁和水，反应方程式：； （3）经过“步骤1”得滤液和滤渣，说明为过滤操作；根据分析可知，“滤渣1”的主要成份为二氧化硅； （4）加入过量的铁单质，既可以除去过量的硫酸，也可以将铁离子还原成亚铁离子，检验铁离子，可以用KSCN溶液，溶液变红，说明含有铁离子； （5）含亚铁离子得滤液Y中加入碳酸氢铵后生成碳酸亚铁和二氧化碳，离子方程式：；滤液Z含氮元素，则制作氮肥或化工原料； （6）根据发生离子反应：，样品中含亚铁离子：，质量分数：。 【变式7-3】以废锌铁合金（含、及少量、、、和油污）为原料制备的流程如下： （1）“酸溶”所得滤液中不含，证明滤液中不含的实验操作为 。 （2）“氧化”过程控制体系温度为的方法是 。“氧化”后的溶液中，阳离子有 。 （3）三价铁在不同温度和下沉淀的形式如下左图所示，图中阴影部分是黄铁矾钠[]稳定存在的区域；硫酸锌溶解度曲线如下右图所示。已知：。 以“氧化”后所得溶液制备的方案如下：在下，用计测定“氧化”后所得溶液的为，滴加 调节溶液至；边搅拌边向溶液中滴加溶液同时用溶液控制溶液保持在左右，产生大量沉淀； ，停止滴加溶液；趁热过滤；将滤液在下蒸发浓缩至有晶膜出现，降温至，蒸发溶剂，冷却至室温，过滤，冷水洗涤， 得产品。实验中可选用的试剂：溶液、溶液、溶液、溶液。 【答案】 （1）取少量溶液于试管内，滴加KSCN溶液，溶液不变红，说明不含Fe3+ （2）水浴加热 Zn2+、Fe3+、H+ （3） 1.0mol/L Na2SO4溶液 至沉淀量不再增加 低温干燥 【分析】废锌铁合金含Zn、ZnO及少量Fe、Fe2O3、Cu、CuO和油污，用热纯碱洗涤除去油污，加稀硫酸溶解，铜和稀硫酸不反应，过滤出铜，滤液中含有硫酸锌、硫酸亚铁，用NaClO3把硫酸亚铁氧化为硫酸铁，Na2SO4溶液生成NaFe3（SO4）2（OH）6沉淀，过滤，蒸发浓缩，冷却结晶得。 【详解】 （1）Fe3+遇KSCN溶液变红，证明滤液中不含Fe3+的实验操作为：取少量溶液于试管内，滴加KSCN溶液，溶液不变红，说明不含Fe3+； （2）“氧化”过程控制体系温度为80℃的方法是：水浴加热；“酸溶”后的溶液中含有硫酸锌、硫酸亚铁、硫酸，用NaClO3把硫酸亚铁氧化为硫酸铁，“氧化”后的溶液中，阳离子有Zn2+、Fe3+、H+； （3）在下，用计测定“氧化”后所得溶液的为，滴加1.0mol/L H2SO4调节溶液至；边搅拌边向溶液中滴加溶液同时用溶液控制溶液保持在左右，产生大量沉淀；至沉淀量不再增加，停止滴加溶液；趁热过滤；将滤液在下蒸发浓缩至有晶膜出现，降温至，蒸发溶剂，冷却至室温，过滤，冷水洗涤，低温干燥得产品。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 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 $$ 专题九第二单元 探究铁及其化合物的转化 【题型1 铁及其化合物】 【题型2 Fe3+的检验】 【题型3 Fe2+ 、Fe3+的性质与转化】 【题型4 Fe（OH）2的制备】 【题型5 铁元素与人体健康】 【题型6 铁的其它常见化合物】 【题型7 工艺流程中的铁及其化合物】 【题型1 铁及其化合物】 【例1】下列铁及其化合物的性质与用途有对应关系的是 A．Fe2O3能与酸反应，可用于制作红色涂料 B．FeCl3溶液显酸性，可用于印刷电路板 C．K2FeO4为紫黑色固体，可用于杀菌消毒。 D．Fe常温下与浓硝酸发生钝化作用，可用铁制容器盛放浓硝酸 【变式1-1】我国宋代的药物著作《开宝本草》中记载了有关中药材——铁华粉的制法为：取钢煅作叶，令表光净、以盐水洒之并置于浓醋瓮中，阴处埋之百日，则铁上生衣，铁华成矣。由此判断铁华粉所属类别为 A．金属单质 B．亚铁盐 C．铁盐 D．碱 【变式1-2】实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气的反应。 下列说法不正确的是 A．反应为 B．使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉 C．用火柴点燃肥皂泡检验生成的氢气 D．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好 【变式1-3】Fe3O4是一种非常重要的磁性材料，同时也可用作催化剂载体和微波吸收材料。Fe3O4有下列两种制法，请回答问题。 I．方法一：甲同学查阅资料发现，温度高于570 ℃时铁与水蒸气反应氧化产物只有Fe3O4；该同学利用如图装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物。 （1）仪器D的名称是 ，装置E的作用是 ，其中的现象为 。 （2）B中反应的化学方程式为 。 II．方法二：乙同学查阅资料发现FeOOH可以在碱性溶液中和FeCl2溶液共沉淀最终得到纳米Fe3O4；该同学利用如下实验流程制备纳米Fe3O4。 FeCl3·6H2OFeOOHFe3O4悬浊液Fe3O4 （3）写出第②步反应的离子方程式： 。 （4）第③步中洗涤Fe3O4固体，检验固体已洗净的具体操作是 。 【题型2 Fe3+的检验】 【例2】证明某溶液含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是 A．只需滴加KSCN溶液 B．先滴加 KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色 C．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色 D．滴加氢氧化钠溶液产生红褐色沉淀 【变式2-1】某口服补铁剂的主要成分为FeSO4。检验FeSO4是否变质可用的试剂是 A．H2SO4溶液 B．NaCl溶液 C．KSCN溶液 D．AgNO3溶液 【变式2-2】FeCl3溶液做蚀刻液可腐蚀铜箔电路板上不需要的铜。从蚀刻后的废液中回收金属铜并实现FeCl3循环使用的流程如下。 请回答下列问题： （1）检验“过滤”后的滤液中是否含有Fe3+的实验操作为 。 （2）“分离”时使用的试剂X是 （填名称）。 （3）“再生”时发生的反应为 （用化学方程式表示）。 （4）“再生”后的蚀刻液中是否含有Fe2+不能用酸性KMnO4溶液检验，原因是 （用离子方程式表示）。 （5）为准确测量再生液中Fe3+浓度，取20.00mL再生液，滴加NaOH溶液至Fe3+沉淀完全，将沉淀过滤、洗涤，加热至恒重，得到红棕色固体2.400g，则再生液中Fe3+浓度为 。（写出计算过程） 【变式2-3】“速力菲”（主要成分：琥珀酸亚铁，呈暗黄色）是市场上一种常见的补铁药物。该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸。某同学为了检测“速力菲”药片中Fe2+的存在，设计并进行了如图实验： （1）试剂1的名称是 ；试剂2的化学式为 。 （2）加入新制氯水，溶液中发生反应的离子方程式是 。 （3）加入试剂2时溶液为淡红色说明“速力菲”中的Fe2+已部分氧化，一般在服用“速力菲”时，同时服用维生素C，说明维生素C具有 性。 （4）不仅溶液中Fe2+易被氧化成Fe3+，溶液中白色沉淀Fe（OH）2更易被O2氧化，请写出反应的化学方程式 。 【题型3 Fe2+ 、Fe3+的性质与转化】 【例3】FeSO4溶液催化脱除烟气中SO2的反应原理如图所示。下列说法正确的是 A．“反应Ⅰ”中氧化剂和还原剂的物质的量之比为4:1 B．“反应Ⅱ”的离子方程式为 C．反应一段时间后，溶液中c(H2SO4)保持不变 D．反应每脱除11.2L SO2转移电子的物质的量为2mol 【变式3-1】下列关于FeCl2和FeCl3的叙述中，不正确的是 A．二者溶液的相互转化均可通过化合反应实现 B．将足量铁粉加入氯水中，最终只能得到FeCl2溶液 C．酸性高锰酸钾溶液可作为鉴别二者溶液的试剂 D．分别向盛有FeCl2溶液和FeCl3溶液的试管中加入NaOH溶液，最终可得相同物质 【变式3-2】室温下，探究0.1mol L-1 FeSO4溶液的性质，下列实验方案能达到实验目的的是 选项 实验目的 实验方案 A 探究Fe2+是否有氧化性 向2mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色变化 B 检验溶液中是否含有Fe3+ 向2mL FeSO4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 C 除去久置溶液中的Fe3+ 向2mL FeSO4溶液中加入过量Fe，充分振荡并过滤 D 验证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 A．A B．B C．C D．D 【变式3-3】在200mL浓度均为1mol L-1的FeCl3、CuCl2和HCl的混合溶液中加入Fe粉，下列说法中不正确的是 A．当加入Fe粉的质量m（Fe）≥5.6g时，溶液中加入KSCN溶液不变红色 B．当Fe粉的物质的量n（Fe）>0.3mol时，得到的固体为混合物 C．当溶液中的金属离子为和时，加入Fe粉的物质的量为0.1mol＜n（Fe）＜0.3mol D．溶液中最多同时存在4种阳离子 【题型4 Fe（OH）2的制备】 【例4】下列关于物质的说法错误的是 ①    ②    ③ A．铁粉与氧化铝发生的铝热反应可用于焊接铁轨 B．液氨气化吸热，可作为制冷剂 C．光导纤维的成分是，可以用来制造通讯光缆 D．图中能较长时间看到白色沉淀的为①③ 【变式4-1】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4-2】价类二维图是学习元素及其化合物知识的重要模型和工具。图1为某常见金属单质及其部分化合物的价类二维图。下列推断合理的是 A．f，d均可通过化合反应制备 B．可通过图2灼烧d得到c C．可通过图3装置制备物质e，且较长时间不易被氧化 D．a→f→g→e的每步转化均可一步实现 【变式4-3】某化学兴趣小组在实验室制取和并进行性质实验。 【配制溶液】 （1）①配制溶液，需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和 。 ②在配制好的溶液中，需要加入少量铁粉，其目的是 。 【物质制取】 （2）制取氢氧化铁与氢氧化亚铁： ①取少量溶液，滴入NaOH溶液，观察到的现象： ，发生反应的离子方程式为 。 ②取少量溶液，滴入NaOH溶液，发生如下反应： A． B． 其中属于氧化还原反应的是 （填标号）。 （3）由于容易被空气中的氧气氧化。兴趣小组利用下图所示进行实验，能制取较纯净，实验中苯的作用是 。 【性质实验】 （4）取一定量的稀盐酸，加入少量上述制得的，充分反应后，观察到溶液由无色变为 色。 （5）取上述制得的在空气中加热至质量不再发生变化为止，得到红棕色固体，该红棕色固体是 。 【题型5 铁元素与人体健康】 【例5】铁是人体必需的微量元素，缺少铁元素会引起贫血。预防贫血，需平时经常食用含铁食物。黑木耳中含有丰富的铁元素，某研究小组测定黑木耳中铁元素含量，实验方案如下。 已知：紫色的溶液在酸性条件下具有强氧化性，其还原产物是无色的。 回答下列问题： 【定性检验】 （1）取200.0g黑木耳，经粉碎、灼烧，用硫酸溶解后配制成100mL待测液。取3滴待测液滴在点滴板上，加几滴 （填化学式）溶液，若待测液变红，则溶液中存在。 【溶液配制】 （2）配制80mL溶液。 ①选择仪器：需要的仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、 （从下图中选择，写出名称）等。 ②计算，称量：需用托盘天平称量 g固体。 ③溶解，恢复到室温，转移、洗涤、振荡、定容、摇匀后待用。 若定容时俯视刻度线，则所配溶液浓度 （填“偏高”或“偏低”）。 【定量测定】 （3）测定黑木耳中铁元素含量（已知黑木耳待测液中铁元素以的形式存在） 步骤I 取50.00mL黑木耳待测液，加入过量的铜粉 步骤II 过滤，向滤液中加入酸性溶液至恰好完全反应 ①“步骤I”中加入过量铜粉的目的是 。（用离子方程式表示） ②“步骤II”中发生反应的离子方程式为：_______________=_______________。 【变式5-1】铁是人体必需的微量元素，严重缺铁时需要服用补铁剂。实验小组为研究某补铁剂中铁元素的价态，设计并进行了如下实验： 【查阅资料】中的硫元素为-2价。 实验I.检验该补铁剂中铁元素的价态。 （1）将补铁剂碾碎的目的是 。 （2）根据以上实验现象，溶液A中铁元素的存在形式为 （填微粒符号）。 （3）探究“红色褪去”的原因，进行实验II：将褪色后的溶液分三份分别进行实验。 实验II得出的结论是：红色褪去的原因是 。 （4）为进一步探究“红色褪去”的原因，进行了实验III。 实验III 现象 溶液变红，一段时间后不褪色 取上述反应后的溶液，滴加盐酸和溶液 无白色沉淀产生 设置实验III的目的是 。 （5）分析上述三个实验，下列叙述不正确的是 （填字母）。 A．通过实验I无法确定补铁剂中铁元素的价态 B．实验I溶液中产生，说明被氧化 C．实验I中溶液中反应的离子方程式为： D．实验III中反应的离子方程式： E.对比实验I和实验III，现象说明在实验条件下有漂白性，无漂白性 【变式5-2】铁是人体必需的微量元素。人体血液中如果缺乏亚铁离子，就会造成缺铁性贫血。硫酸亚铁在医药上可作补血剂。食用富含铁元素的食品，可以补充人体所需的铁元素。查阅资料可知菠菜、芹菜、黑木耳、蛋黄和动物内脏等食品中富含铁元素。某小组设计如下实验检验黑木耳中的铁元素并测定其含量。请回答下列问题。 已知： ⅰ．黑木耳富含蛋白质、糖类、卵磷脂、铁元素。每100g黑木耳含铁量高达98mg。 ⅱ．与溶液反应生成沉淀（带有特征蓝色）。 ⅲ．邻菲啰啉分光光度法是一种快速、简单、灵敏度高的测量铁含量的方法。在酸性环境中，亚铁离子与邻菲啰啉发生特定反应，生成稳定的橙红色络合物，具有强烈的吸光性，通过分光光度计测定该配合物的吸光度，可以计算出亚铁离子的浓度。 ⅳ．盐酸羟胺具有还原性。 （1）某品牌补血剂用硫酸亚铁制成药片时，外表包有一层特殊的糖衣，推测该糖衣的作用是 。 （一）黑木耳中铁元素的检验 （2）黑木耳灼烧灰化时，不需要用到下列仪器中的 （填字母）。 A． B．  C．  D． E．  F． （3）步骤⑦中溶液变红发生反应的离子方程式为 。 （4）由上述实验可得出的实验结论是 （填字母） a．黑木耳中一定含有，一定不含    b．黑木耳灰经盐酸浸泡后得到滤液B的操作是蒸发 c．滤液B中一定含有和            d．黑木耳灰中的含铁物质难以用蒸馏水直接浸出 （二）黑木耳中铁元素含量的测定。实验步骤如下： Ⅰ．取5.000g黑木耳，充分灼烧灰化。向灰分中加入盐酸，微热10min，过滤，并用少量盐酸洗涤烧杯和沉淀，滤液和洗涤液合并，加入过量盐酸羟胺； Ⅱ．取50mL容量瓶，将上述溶液全部注入其中，加蒸馏水定容； Ⅲ．利用分光光度法测得亚铁离子的浓度为 （5）步骤Ⅰ加入盐酸羟胺的目的是为了 。 （6）步骤Ⅱ中定容时若加水超过刻度线，立即用胶头滴管吸出多余液体，会造成测定结果 。（填“偏高”“偏低”“不受影响”） （7）根据实验数据计算黑木耳中铁元素的含量为 mg/100g。 【变式5-3】生活处处离不开化学。阅读材料，完成各题： 材料一：人体胃液中含有胃酸（的盐酸），起杀菌、帮助消化等作用。当胃酸过多时，医生通常用“胃舒平”或“小苏打片”给病人治疗。 （1）写出用“胃舒平”中氢氧化铝治疗胃酸过多的离子方程式 。 （2）用小苏打片治疗胃酸过多，发生反应的离子方程式为 。 材料二：维生素C又称“抗坏血酸”，因为它能够保护身体免于氧化剂的威胁。维生素C同时也是一种辅酶，能增强人体对疾病的抵抗能力。 （3）将维生素C溶于水后向溶液中滴加几滴紫色石蕊试液，试液变红，说明维生素C的水溶液呈___性。 A．酸性 B．碱性 C．氧化性 D．还原性 （4）亚铁离子易被吸收，给贫血者补充铁时，应给予含亚铁离子的亚铁盐，如硫酸亚铁。服用维生素C，可使食物中的铁离子转化成亚铁离子，有利于铁的吸收。上述反应中维生素C是 剂。 【题型6 铁的其它常见化合物】 【例6】FeCO3与砂糖混合使用可以作补血剂，实验室里制备FeCO3的流程如图所示，下列说法不正确的是 A．可以使用稀盐酸和氯化钡检验FeCO3沉淀是否洗涤干净 B．已知沉淀过程中有CO2气体放出，则生成沉淀的离子方程式为 C．可利用硫氰化钾溶液检验FeSO4溶液是否变质 D．产品 FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的FeO 【变式6-1】铁粉活化用于污水处理。活化方法如下：向一定量表面被部分氧化的铁粉中加入少量稀盐酸和过氧化氢（少量过氧化氢有利于铁粉活化），搅拌。一段时间后，铁粉吸附形成胶体。活化过程中，溶液中、随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 A．0∼2.5 min，增大的主要原因是 B．0~2.5 min，溶液的pH不断减小 C．反应至5 min时，已有部分被铁粉吸附 D．5 min后，减小，可能是将还原为Fe 【变式6-2】颗粒大小达到纳米级的单质铁俗称“纳米铁”，可用于处理废水中的硝态氮。以铁屑（含少量杂质）为原料制备纳米铁粉流程如下： （1）写出“酸溶”时发生的氧化还原反应的离子方程式： 、。 （2）固体经灼烧后得到红棕色固体和混合气体，若，则“灼烧”过程中发生反应的化学方程式为 。 （3）“还原”中使用的还原剂为，在“还原”前要对装置进行充分干燥处理，不得留有水，其原因是 （用化学方程式表示）。 （4）纳米铁粉因其高比表面积、优异的吸附性、较强的还原性和反应活性等优点被广泛应用于污染物的去除。催化剂协同纳米铁粉能将水体中的硝酸盐转化为，其催化还原反应的过程如图1所示。 ①从电子转移的角度，硝酸盐（）转化为的过程可以描述为 。 ②为有效降低水体中氮元素的含量，宜调整水体为4.2，当时，随减小，生成率逐渐降低，结合图1和图2分析原因： 。 【变式6-3】小组同学用FeSO4·7H2O晶体和蒸馏水配制100mL0.5mol·L-1FeSO4溶液（pH为3.3），再进行性质探究实验。 I．性质探究， 立即取出一定量配制好的溶液放入2个试管中，分别进行如下实验： 实验i：滴加氢氧化钠溶液，观察到产生白色沉淀，最后变为红褐色。 实验ⅱ：滴加高锰酸钾溶液，溶液褪色 （1）实验i中生成红褐色沉淀的化学方程式是 。 （2）实验ⅱ中MnO 转化为Mn2+，发生的离子反应方程式是 。 Ⅱ．对异常现象的探究。 配制好的溶液放置1h后，溶液变黄。24h后，产生黄褐色沉淀，测得上层清液pH为1.4。 （3）取少量黄色溶液， （填操作和现象），证明黄色溶液中含有Fe3+。 （4）通过下列实验证实，黄褐色沉淀中含有。 ①洗涤黄褐色沉淀的目的是 。 ②证实黄褐色沉淀中含有的证据是 。 （5）查阅资料：不同pH下Fe2+的氧化率随时间变化的关系如下图。为避免Fe2+被氧化，配制FeSO4溶液时，需要添加 。 Ⅲ．高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型、高效、多功能水处理剂，与水反应可生成透明的红褐色胶体。 （6）上述反应的离子方程式如下，请将方程式补写完整 。 _______+_______H2O=_______（胶体）+_______O2↑+_______OH-。 【题型7 工艺流程中的铁及其化合物】 【例7】久置的硫酸亚铁溶液中会产生沉淀物，沉淀物中含难溶的碱式硫酸铁和析出的硫酸亚铁晶体。以该沉淀物制取硫酸亚铁晶体（的流程如下： （1）某同学用密度为、质量分数为98%的浓硫酸配制的稀硫酸。需98%的浓硫酸的体积为 。 （2）写出“酸溶”时反应的离子方程式： 。 （3）选用最合适的金属X，写出“还原”反应的离子方程式： 。 （4）检验“还原”反应后，溶液中是否存在的试剂是 。 （5）为验证碱式硫酸铁中含有，可进行如下实验，补充完整实验方案：取少量含难溶碱式硫酸铁和硫酸亚铁晶体的沉淀物， ，则含有。 【变式7-1】以废铁屑（主要成分为Fe，还有少量Fe2O3、C和SiO2）制取无水FeCl3的流程如下图所示。下列说法正确的是 已知：SOCl2易与水反应生成一种强酸和一种酸性氧化物。 A．“过滤”所得滤液中一定存在的离子有：Fe2+、H+、Cl- B．“氧化”时加入H2O2可发生反应：2Fe2++H2O2=2Fe3++2OH- C．可以用KSCN溶液检验“氧化”反应是否完全 D．SOCl2与水反应生成HCl与SO3 【变式7-2】以硫酸工业生产后的硫铁矿烧渣（主要成分为、，还含有少量FeO、制备铁红颜料（）的生产流程如下： 回答下列问题： （1）要提高酸浸的效率，可采取的措施为 （任写一种）。 （2）“酸浸”过程中与稀硫酸反应，该反应的化学方程式为 。 （3）“步骤1”的操作名称为 ，“滤渣1”的主要成份为 。 （4）加入过量铁粉的目的有以下两点： ①除去过量的硫酸 ② 检验“滤液X”金属阳离子是否完全转化适宜的试剂为 （化学式）。 （5）“滤液Y”反应生成的同时产生无色无味且能使澄清石灰水变浑浊的气体。该反应的离子方程式为 ，“滤液Z”中主要成份的用途为 （任写一种）。 （6）样品（杂质中不含其他含的化合物）含量的测定。称取样品，配制成溶液，用硫酸酸化的溶液反应，消耗溶液的体积为15.00mL，上述样品中的质量分数为多少 。（保留两位有效数字，写出计算过程） 【变式7-3】以废锌铁合金（含、及少量、、、和油污）为原料制备的流程如下： （1）“酸溶”所得滤液中不含，证明滤液中不含的实验操作为 。 （2）“氧化”过程控制体系温度为的方法是 。“氧化”后的溶液中，阳离子有 。 （3）三价铁在不同温度和下沉淀的形式如下左图所示，图中阴影部分是黄铁矾钠[]稳定存在的区域；硫酸锌溶解度曲线如下右图所示。已知：。 以“氧化”后所得溶液制备的方案如下：在下，用计测定“氧化”后所得溶液的为，滴加 调节溶液至；边搅拌边向溶液中滴加溶液同时用溶液控制溶液保持在左右，产生大量沉淀； ，停止滴加溶液；趁热过滤；将滤液在下蒸发浓缩至有晶膜出现，降温至，蒸发溶剂，冷却至室温，过滤，冷水洗涤， 得产品。实验中可选用的试剂：溶液、溶液、溶液、溶液。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 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 $$