专题05 铁元素及其化合物-【好题汇编】备战2024-2025学年高一化学下学期期末真题分类汇编（上海专用）

专题05 铁元素及其化合物 内容概览 考向1 铁及其化合物(1) 考向2 铁及其化合物(2) 考向3 铁及其化合物(3) 考向4 铁及其化合物(4) 考向5 铁及其化合物(5) 考向6 铁及其化合物(6) 考向7 菠菜与铁 考向8 乳酸亚铁 考向9 草酸亚铁晶体的性质探究 考向1 铁及其化合物(1) (上海市上海师范大学附属中学闵行分校2023-2024学年高一下学期期末)铁是自然界储量比较丰富的元素，是人类冶炼和使用最多的金属。四氧化三铁磁性材料颗粒稳定、容易生产且用途广泛，是临床诊断、生物技术和环境化学领域多种潜在应用的有力工具。 1．下列金属的冶炼原理错误的是___________。 A．2Al2O34Al +3O2 ↑ B．2Na+CuSO4=Cu+Na2SO4 C．Fe2O3 +3CO2Fe +3CO2 D．2HgO2Hg +O2↑ 【答案】B 【解析】金属的冶炼一般是依据金属的活泼性选择相应的方法，活泼金属利用电解法，较活泼金属采用还原法，不活泼的金属采用热分解法。A项，铝是活泼的金属，工业上用电解法得到铝，电解熔融氧化铝可以得到铝和氧气，加入冰晶石可以降低氧化铝的熔点，化学反应为：2Al2O34Al +3O2 ↑，故A不符合题意；B项，钠投入硫酸铜溶液中，钠先与水反应，生成的氢氧化钠再与硫酸铜发生反应生成氢氧化铜和硫酸钠，不能得到铜，发生的化学反应为：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，2NaOH+CuSO4=Cu(OH)↓+Na2SO4，故B符合题意；C项，工业上利用热还原法得到铁，利用高温下一氧化碳还原三氧化二铁，化学方程式为：Fe2O3 +3CO2Fe +3CO2，故C不符合题意；D项，工业上采用热分解法得到汞，化学方程式为：2HgO2Hg +O2↑，故D不符合题意；故选B。 2．铁粉在氧气中燃烧是制取Fe3O4最为快捷的方法，Fe3O4能和稀硫酸反应： (1)生成的盐有 。 (2)能检验上面反应后的溶液中是否含有Fe2+的试剂是___________。 A．H2SO4溶液 B．NaOH溶液 C．酸性KMnO4溶液 D．KSCN溶液 【答案】(1)FeSO4和Fe2(SO4)3 (2)C 【解析】(1)Fe3O4可以写成FeO·Fe2O3，有二价铁离子和三价铁离子，Fe3O4与硫酸反应生成FeSO4和Fe2(SO4)3两种盐； (2)A项，H2SO4不与Fe2+反应，没有现象，A错误；B项，Fe3+和Fe2+都与NaOH反应，Fe3+与NaOH反应生成红褐色的Fe(OH)3沉淀，干扰了Fe2+的检验，B错误；C项，酸性KMnO4能与Fe2+反应，酸性KMnO4溶液褪色，酸性KMnO4溶液可以检验Fe2+离子，C正确；D项，KSCN溶液与Fe2+无现象，KSCN与Fe3+显示红色，D错误；故选C。 3．某同学欲在实验室中完成 与水蒸气反应的实验，装置如图甲、乙所示 已知B中放入的是铁粉与石棉绒的混合物。C中放的是干燥剂，为酒精喷灯，为带有铁丝网罩的酒精灯。对比两装置，回答下列问题： (1)乙装置中湿沙子的作用是 。 (2)B处发生反应的化学方程式为 。 (3)该同学认为欲在乙装置的尖嘴导管处点燃反应产生的气体，装置必不可少，中的水最好换成 。 【答案】(1)提供水蒸气 (2)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 (3)浓硫酸 【解析】甲：A中水加热生成水蒸气，生成的水蒸气高温下与Fe反应，C中干燥剂对生成的气体进行干燥，D收集生成的气体。乙：试管中湿沙子加热产生水蒸气，水蒸气高温下与Fe反应，生成的气体通入水中。 (1)乙装置中湿沙子加热生成水蒸气，故湿沙子的作用为提供水蒸气。 (2)B处Fe与水蒸气高温下反应生成Fe3O4和氢气，化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。 (3)不纯的氢气点燃会发生爆炸，因此H的作用为干燥氢气，H中的水最好换成浓硫酸。 4．氧化沉淀法是制取Fe3O4的一种常见方法，其制取流程如图所示： (1)副产品是 (填写化学式)，由溶液获得该副产品的操作是：加热浓缩→ →过滤洗涤→晶体加热至完全失去结晶水。 (2)已知FeSO4可以和NaOH反应，有Fe(OH)2沉淀的生成，A同学利用下列各图方案制备能较长时间看到白色沉淀的是___________。 A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④ (3)查阅资料可知月球土壤中富含铁元素，主要以铁单质和亚铁离子的形式存在，但嫦娥五号取回的微陨石撞击处的月壤样品中存在大量的，有可能是以下哪个原因造成的___________。 A．Fe3O4=Fe2O3+FeO B．4FeO=Fe+Fe3O4 C．4FeO+O2=2Fe2O3 D．FeO+Fe2O3=Fe3O4 【答案】(1)Na2SO4 冷却结晶 (2)D (3)B 【解析】工业绿矾用热水溶解，过滤除去不溶性物质，加入适量氢氧化钠溶液，生成氢氧化亚铁沉淀和Na2SO4溶液，通入一定量空气，氢氧化亚铁转化为氢氧化铁，经过一系列操作得到四氧化三铁，溶液N经过加热浓缩→冷却结晶→过滤洗涤→晶体加热至完全失去结晶水得到Na2SO4。 (1)由图知，滤液中还含有钠离子和硫酸根，故副产品P是Na2SO4，由溶液N获得该副产品的操作是：加热浓缩→冷却结晶→过滤洗涤→晶体加热至完全失去结晶水； (2)已知FeSO4可以和NaOH反应，有Fe(OH)2沉淀的生成，能较长时间看到白色沉淀①②④，因为③接触空气，白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变成红褐色，故选D； (3)A项，Fe3O4分解生成Fe2O3和FeO，虽然Fe2O3中含有三价铁，但是四氧化三铁中含有较多三价铁，无法体现月球表面的铁元素主要以铁单质和亚铁离子的形式存在，故A错误；B项，月球表面的铁元素以铁单质和亚铁离子形式存在，FeO中Fe为+2价，FeO可能反应生成Fe和Fe3O4，Fe3O4中含有三价铁，故B正确；C项，月球表面没有氧气，FeO无法被氧化生成Fe2O3，故C错误；D项，月球表面铁元素主要以铁单质和亚铁离子的形式存在，Fe2O3中Fe为+3价，故D错误；故选B。 5．纳米铁粉可用于处理含氧酸性废水中的NO3-，反应原理如图所示： 该过程中体现了纳米铁粉的 性(填“氧化”或“还原”)；在铁粉总量一定的条件下，废水中的溶解氧过多不利于NO3-的去除，原因是 。 【答案】还原 Fe2+会被O2氧化为Fe3+，导致Fe2+含量减少，不利于还原NO3- 【解析】纳米铁粉与O2反应生成Fe2+，Fe失电子转化为Fe2+体现还原性。铁粉总量一定条件下，若废水中溶解氧过多，Fe2+会被O2氧化为Fe3+，导致Fe2+含量减少，不利于还原NO3-。 考向2 铁及其化合物(2) (上海市市西中学2023-2024学年高一下学期期末)钢铁是应用广泛的合金材料之一。 1．下列有关铁元素及其化合物的描述中错误的是___________。 A．许多磁性材料上都涂有黑色的四氧化三铁薄膜 B．氧化亚铁与三氧化二铁都属于碱性氧化物 C．硫酸亚铁溶液中通常加入少量铁粉以防止Fe2+被氧化 D．铁与氯气或过量盐酸反应都可生成FeCl3 【答案】D 【解析】A项，四氧化三铁为黑色不溶于水的晶体，具有磁性，所以许多磁性材料上都涂有黑色的四氧化三铁薄膜，故A正确；B项，三氧化二铁和氧化亚铁都是碱性氧化物，因为都能与非氧化性酸反应生成不变价的盐和水，故B正确；C项，Fe2+易被空气中的氧气氧化为Fe3+，加入铁粉可以发生反应2Fe3++ Fe= 3Fe2+，故硫酸亚铁溶液中通常加入少量铁粉以防止Fe2+被氧化，故C正确；D项，氯气过量或者不过量都生成三氯化铁，铁与足量盐酸反应生成氯化亚铁，故D错误；故选D。 2．欲除去铁粉中混有的铝粉，可以选用的试剂为___________。 A．稀盐酸 B．氢氧化钠溶液 C．浓硫酸 D．FeCl3溶液 【答案】B 【解析】A项，铁粉和铝粉都能和稀盐酸，A不选；B项，铝粉能和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠溶液和氢气，而铁粉和强碱不反应， B选；C项，铁粉和铝粉在冷的浓硫酸中均钝化，C不选；D项，铁粉和铝粉均能和FeCl3溶液反应，D不选；故选B。 3．工业上常用赤铁矿(主要成分Fe2O3)冶炼，这种方法属于___________。 A．电解法 B．还原法 C．热分解法 D．物理方法 【答案】B 【解析】铁的冶炼方法为还原法，故选B。 4．利用如图制备氢氧化亚铁固体，配制溶液所用蒸馏水需煮沸过才能使用，滴管伸到液面下，向硫酸亚铁溶液中加植物油，这些操作是为了防止 。 【答案】氧气进入 【解析】FeSO4易被空气中的氧气氧化，所以制备氢氧化亚铁固体，配制溶液所用蒸馏水需煮沸过才能使用，滴管伸到液面下，向硫酸亚铁溶液中加植物油，这些操作是为了防止氧气进入。 5．电子工业常用的FeCl3溶液腐蚀覆在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。 (1) FeCl3溶解的化学方程式为2FeCl3+Cu=CuCl2+FeCl2，其中Cu表现为 。 A．氧化性 B．还原性 (2)一般废液成分为FeCl3、FeCl2和CuCl2的混合物，想检验该废液中是否含有Fe3+，可以取少量废液于试管中，加入 (试剂)出现 (现象)，确定废液中含有Fe3+。 从废液中回收铜，并重新获得FeCl3溶液，流程图如下： (3)若①为过量的铁粉，则滤渣③中含有的物质有 ；滤液②中加入氢氧化钠溶液后的现象有 。 【答案】(1)B (2) KSCN 血红色 (3)铁、铜 白色沉淀变为灰绿色最后红褐色 【解析】腐蚀废液中含有氯化铜、氯化亚铁以及氯化铁，铁可以置换金属铜，可以和三价铁反应，所以滤渣③为铁和铜，铜不能与盐酸反应，而金属铁可以，所以滤液⑤为氯化亚铁和盐酸混合物，氯气具有氧化性，能将亚铁离子氧化为三价铁。 (1)FeCl3溶解Cu的反应中，Cu的化合价升高，作为还原剂，体现还原性； (2)检验该废液中是否含有Fe3+用KSCN，方法为：可以取少量废液于试管中，加入KSCN溶液，溶液变为血红色，则含有铁离子； (3)若①为过量的铁粉，则滤渣③中含有的物质有Cu和Fe；滤液②中加入氢氧化钠溶液后生成氢氧化亚铁沉淀，后又转化为氢氧化铁沉淀，现象有：白色沉淀变为灰绿色最后红褐色。 6．有硫酸、硫酸亚铁、硫酸铁的混合溶液，已知溶液中各正离子的物质的量浓度相等，SO42-的物质的量浓度为。请计算：理论上此溶液最多可溶解铁粉的质量为 g？(写出计算过程) 【答案】设n(H+)=n(Fe3+)=n(Fe2+)=xmol，由电荷守恒可知 x+2x+3x=0.32，解得x=0.1。Fe+2H+=Fe2++H2↑，Fe+2Fe3+=3Fe2+，由上述分析可知n(H+)=n(Fe3+)=0.1mol，所以最多溶解铁的物质的量为n(Fe)=0.05mol+0.05mol=0.1mol，其质量为0.1mol56g/mol=5.6g。 【解析】溶液中各阳离子的物质的量浓度相等， 设均为xmol，由电荷守恒计算出x ，能溶解Fe的物质为硫酸和硫酸铁。溶液中硫酸根的物质的量n=cV=3mol/L0.1L=0.3mol。由于溶液中各阳离子的量浓度相等，则物质的量也相同，设阳离子(氢离子、亚铁离子、三价铁离子)均为xmol，由电荷守恒可知 x+2x+3x=0.32，解得x=0.1即n(H+)=n(Fe3+)=n(Fe2+)=0.1mol。因为Fe+2H+=Fe2++H2↑，Fe+2Fe3+=3Fe2+，由上述分析可知n(H+)=n(Fe3+)=0.1mol，所以最多溶解铁的物质的量为n(Fe)=0.05mol+0.05mol=0.1mol，其质量为0.1mol56g/mol=5.6g。 考向3 铁及其化合物(3) (上海市吴淞中学2023-2024学年高一下学期期末)铁及其化合物在生产生活中有广泛的应用。 1．Fe3O4能和稀硫酸反应，生成的两种盐是 。(写化学式)验证反应后溶液中含有的最恰当的试剂是 。 A．氯水 B．酸性高锰酸钾溶液 C． 硫氰化钾溶液  D．NaOH溶液 【答案】FeSO4、Fe2(SO4)3 B 【解析】Fe3O4中含有二价铁和三价铁，Fe3O4能和稀硫酸反应，生成的两种盐是FeSO4、Fe2(SO4)3。Fe2+具有还原性，可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，由于一定有Fe3+，则无论溶液中是否有Fe2+，加入KSCN溶液都会变为血红色，加入NaOH溶液立即产生红褐色的Fe(OH)3，故不能用NaOH溶液检验是否有Fe2+，验证反应后溶液中含有Fe2+，的最恰当的试剂是酸性高锰酸钾溶液，故选B。 2．铁粉在氧气中燃烧是制取Fe3O4最为快捷的方法。A～D是制取四氧化三的系列装置，A装置用于制取二氧化碳气体，并要求气流稳定，流速可控。 (1)根据题目要求，A装置最好选 。(从上图①、②、③中选择) A．① B．② C．③ (2)B中发生反应的化学方程式为 ___________。 【答案】(1)C (2) 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ 【解析】(1)A装置用于制取CO2，常用碳酸钙和盐酸，要求气流稳定，流速可控，则选择可以随制随停的装置，因此最好选择装置③； (2)A装置中生成的二氧化碳中含有水蒸气，则与B中的过氧化钠反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑。 3．氧化沉淀法是制取Fe3O4的一种常见方法，其制取流程如下图所示： (1)写出“②通入一定量空气”时发生反应的化学方程式 。 (2)副产品P是 (填写化学式)，由溶液N获得该副产品的操作是：加热浓缩→ →过滤洗涤→晶体加热至完全失去结晶水。 【答案】(1) 4Fe(OH)2+2H2O+O2＝4Fe(OH)3 (2) Na2SO4 冷却结晶 【解析】工业绿矾用热水溶解，过滤除去不溶性物质，加入适量氢氧化钠溶液，生成氢氧化亚铁沉淀和Na2SO4溶液，通入一定量空气，氢氧化亚铁转化为氢氧化铁，经过一系列操作得到Fe3O4，溶液N经过加热浓缩→冷却结晶→过滤洗涤→晶体加热至完全失去结晶水得到Na2SO4。 (1)硫酸亚铁与氢氧化钠溶液生成氢氧化亚铁沉淀，通入空气发生：4Fe(OH)2+2H2O+O2＝4Fe(OH)3； (2)由图知，滤液中还含有钠离子和硫酸根，故副产品P是Na2SO4；由溶液N获得该副产品的操作是：加热浓缩→冷却结晶→过滤洗涤→晶体加热至完全失去结晶水。 考向4 铁及其化合物(4) (上海市青浦一中2023-2024学年高一下学期期末学业质量调研)铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛．研究铁及其化合物的应用意义重大。 1．要实现Fe转化为Fe2+，可选用足量的___________。 A．浓硫酸 B．氯气 C．稀硝酸 D．稀硫酸 【答案】D 【解析】A项，常温下Fe遇浓硫酸发生钝化，加热条件下反应生成硫酸铁，故A错误；B项，氯气氧化性较强，与Fe反应生成氯化铁，故B错误；C项，硝酸氧化性较强，与铁反应生成硝酸铁，故C错误；D项，Fe与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，故D正确；故选：D。 2．“价类”二维图体现了元素的分类观、转化观，下图是元素及其化合物的“价类”二维图。下列说法正确的是___________。 A．a到b可以一步实现 B．实验室保存d的溶液可以加入少量铜粉 C．b为红褐色固体 D．d转化为c需要加入还原剂 【答案】C 【解析】由“价类”二维图可知，a为Fe2O3、b为Fe(OH)3、c为Fe3+、d为Fe2+。A项，Fe2O3不能一步转化为Fe(OH)3，A错误；B项，实验室保存d的溶液可以加入少量铁粉，防止Fe2+被氧化，B错误；C项，Fe(OH)3为红褐色固体，C正确；D项，Fe2+转化为Fe3+过程中，Fe元素化合价上升，需要加入氧化剂，D错误；故选C。 3．向100 mL FeCl3和CuCl2的混合溶液中逐渐加入铁粉，充分反应后溶液中剩余固体的质量与加入铁粉的质量关系如图所示。下列说法正确的是___________。 A．c点时溶液中的离子反应是：Fe+ Cu2+= Cu+Fe2+ B．a点时溶液中金属阳离子只有Cu2+和Fe2+ C．原溶液中CuCl2物质的量浓度为0.4mol/L D．原溶液中FeCl3的物质的量为0.06mol 【答案】C 【解析】100 mL FeCl3和CuCl2的混合溶液中逐渐加入铁粉，铁首先和FeCl3反应生成氯化亚铁、再和CuCl2反应生成铜和氯化亚铁，加入铁粉的质量为1.12g时开始有剩余固体，则此时开始发生铁和CuCl2的反应，加入3.36g铁粉时出现拐点，此时铁和硫酸铜反应完全，之后反应停止。A项，根据分析，c点时铁离子和铜离子反应完全，反应停止，A错误；B项，a点时发生的反应为：Fe+2Fe3+=3Fe2+，此时Fe3+没有反应完，Cu2+没有反应，所以溶液中金属阳离子有Fe3+、Cu2+和Fe2+，B错误；C项，根据不同阶段消耗铁粉的量可知原溶液中n(Fe3+)=2 n(Fe)=2×=0.04mol，n(Cu2+)==0.04mol，原溶液中CuCl2物质的量浓度为=0.4mol/L，C正确；D项，结合C，原溶液中FeCl3的物质的量为0.04mol，D错误；故选C。 4．一种利用磁铁矿(Fe3O4)制备铁红的流程如下： 下列说法正确的是___________。 A．往滤液A中滴加少量酸性KMnO4溶液，可观察到紫红色褪去 B．可以用KSCN溶液和氯水检验滤液A中是否有Fe2+ C．FeCO3在空气中煅烧的反应方程式为 D．最终得到铁红中的Fe元素的质量小于原磁铁矿中的Fe元素的质量 【答案】A 【解析】由题给流程可知，向磁铁矿中加入稀硫酸，将四氧化三铁转化为硫酸铁和硫酸亚铁，过滤得到含有硫酸铁、硫酸亚铁的滤液；向滤液中加入过量的铁，将溶液中的硫酸铁转化为硫酸亚铁，过滤得到硫酸亚铁溶液；向硫酸亚铁溶液中加入碳酸氢铵溶液，将溶液中的亚铁离子转化为碳酸亚铁沉淀，过滤得到碳酸亚铁；碳酸亚铁在空气中煅烧生成氧化铁。A项，滤液A为硫酸铁、硫酸亚铁的混合溶液，向溶液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，硫酸亚铁溶液能与酸性高锰酸钾溶液反应使溶液褪色，故A正确；B项，滤液A为硫酸铁、硫酸亚铁的混合溶液，所以用硫氰化钾溶液和氯水无法检验溶液中的亚铁离子，故B错误；C项，碳酸亚铁在空气中煅烧生成氧化铁，反应的化学方程式为，故C错误；D项，在实验过程中加入了铁，将溶液中的硫酸铁转化为硫酸亚铁，由铁原子个数守恒可知，最终得到氧化铁中的铁元素的质量大于原磁铁矿中的铁元素的质量，故D错误；故选A。 5．铁及其化合物在日常生产生活中有着广泛应用。 Ⅰ．制备FeCl3晶体(实验装置如图所示) 已知：FeCl3晶体易升华，且能吸收空气里的水分而潮解 (1)硬质玻璃管直接接入收集器而不用导气管连接的原因是 。 (2)F中所加碱石灰的作用是 、 。 Ⅱ．制备白色Fe(OH)2固体(实验装置如图所示) (3)开始实验时，止水夹处于 (填“打开或关闭”)状态； (4)在整个制备过程中铁粉与稀硫酸制备H2的作用有 。 a．驱赶装置内的空气 b．把物质B压入Ⅱ中 c．保护白色Fe(OH)2不被空气氧化 (5)若未排净装置中的空气，则Ⅱ中出现的现象是 ，出现该现象的原因是 (用化学方程式说明)。 【答案】(1)防止FeCl3在导气管中凝华成固体堵塞装置 (2) 吸收过量的Cl2尾气，防止污染空气 防止空气中的水蒸气进入收集器导致FeCl3遇水潮解 (3)打开 (4)abc (5) 先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 4Fe(OH)2+2H2O+O2＝4Fe(OH)3 【解析】Ⅰ．A制备氯气，B除氯气中的氯化氢，C干燥氯气，D中铁和氯气反应生成氯化铁，E收集氯化铁，F吸收过量的尾气，防止污染空气，防止空气中的水蒸气进入收集器导致FeCl3遇水潮解； Ⅱ．A是稀硫酸、B是铁粉、C是氢氧化钠，实验开始时，打开止水夹，用氢气驱赶装置内的空气，使Ⅱ内处于无氧环境，防止白色Fe(OH)2不被空气氧化，然后关闭止水夹，用Ⅰ内生成的氢气把硫酸亚铁溶液压入Ⅱ中和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁。 (1)FeCl3晶体易升华，为防止FeCl3在导气管中凝华成固体堵塞装置，所以硬质玻璃管直接接入收集器而不用导气管连接； (2)氯气能与碱反应，FeCl3能吸收空气里的水分而潮解，F中所加碱石灰的作用是吸收过量的Cl2尾气，防止污染空气；防止空气中的水蒸气进入收集器导致FeCl3遇水潮解； (3)开始实验时，用锥形瓶Ⅰ内生成的氢气排出Ⅱ内的空气，防止氢氧化亚铁被氧化，所以止水夹处于打开状态； (4)在整个制备过程中铁粉与稀硫酸制备H2，实验开始时，打开止水夹，用氢气驱赶装置内的空气，使Ⅱ内处于无氧环境，防止白色Fe(OH)2不被空气氧化，然后关闭止水夹，用Ⅰ内生成的氢气把硫酸亚铁溶液压入Ⅱ中和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁，故选abc。 (5)若未排净装置中的空气，反应生成的Fe(OH)2会被氧化为Fe(OH)3，则Ⅱ中出现的现象是先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，发生反应的方程式为4Fe(OH)2+2H2O+O2＝4Fe(OH)3。 考向5 铁及其化合物(5) (上海市华东师范大学附属周浦中学2023-2024学年高一下学期期末)从化合价和物质类别两个视角认识元素及其化合物性质是重要的化学学习方式。图1是Fe及其化合物的化合价—物质类别二维图。回答下列问题： 1．工业上冶炼Fe常用的方法是 。 A．电解法 B．还原法 C．热分解法 D．物理方法 2．若图1中的F为硫酸盐，请写出由物质D转化为物质F的离子方程式： 。 3．图1中的B在潮湿的空气中很容易发生化合反应变成E，该反应的化学方程式为 。 4．图1中的F与C在水溶液中转化的离子反应有：2Fe3++2I-2Fe2++I2，为了探究该反应存在一定的限度，某化学兴趣小组取的KI溶液于试管中，再加入的FeCl3溶液，振荡，使试管中的物质充分反应一段时间。为了达到实验目的，则还需要再向试管中加入的下列试剂为 。 A．淀粉溶液 B．溶液 C．CCl4 D．酸性高锰酸钾溶液 【答案】1．B 2．Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O 3．4Fe(OH)2+2H2O+O2＝4Fe(OH)3 4．B 【解析】由图示化合价可知，A是FeO，D是Fe2O3，B是Fe(OH)2，E是Fe(OH)3，C是+2价铁盐，F是+3价铁盐。 1．工业上常用碳生成一氧化碳来还原铁矿石冶炼Fe，为还原法，故选B； 2．根据图1，D到F过程中铁的化合价未变，F为硫酸盐，则D为氧化铁，氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水，离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O； 3．B为+2价的碱，为氢氧化亚铁，可与氧气、水反应生成氢氧化铁，化学方程式为4Fe(OH)2+2H2O+O2＝4Fe(OH)3； 4．根据题干条件，取10mL 0.5mol/L的KI溶液于试管中，再加入10mL 0.2mol/L的FeCl3溶液，可知KI过量，若反应为可逆反应，则溶液中存在Fe3+，可用KSCN溶液检验，故选B。 5．将铝与氧化铁混合制备单质铁的反应称为铝热反应，反应装置如图所示： (1)空白处还需加入的试剂为 ___________。 (2)写出该反应的化学方程式 ______________________。 (3)写出一种铝热反应的实际应用 _____________________。 【答案】(1)KClO3 (2)Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 (3)用于焊接铁轨、定向爆破、冶炼难熔金属等 【解析】(1)铝热反应需要较高温度引发，因此实验中，用镁条燃烧释放热量来引发实验，为了使热量更集中，会在铝热剂表面铺一层KClO3，通过分解产生O2加速燃烧，产生更高温度； (2)铝热反应的化学方程式为Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3； (3)铝热反应放出大量热，可以使金属熔化，因此可以用于焊接铁轨、定向爆破、冶炼难熔金属等。 6．四氧化三铁(Fe3O4)俗称磁性氧化铁，在工业上应用广泛，可作催化剂、磁记录材料等。Fe3O4的一种制备方法如下： (1)步骤1得到的FeSO4溶液中可能存在Fe3+，写出除去的离子方程式 。 (2)步骤2用下图所示装置制备Fe(OH)2。制备时先打开止水夹通入N2一段时间；再关闭止水夹，继续通入N2一段时间。 止水夹关闭前后，通入N2的作用分别为 、 。 (3)步骤3的反应原理为：2Fe(OH)2+H2O2=2 FeO(OH)+2H2O。若反应中每消耗34g H2O2，转移的电子数为 。 【答案】(1)Fe+2Fe3+=3Fe2+ (2)排尽装置中空气，避免Fe(OH)2被氧化 将FeSO4溶液挤压入NaOH溶液中反应生成Fe(OH)2沉淀 (3)2NA 【解析】铁和硫酸反应生成硫酸亚铁，加入氢氧化钠和二价铁生成氢氧化亚铁，再用过氧化氢将其氧化为FeO(OH)，再和硫酸亚铁反应生成四氧化三铁。 (1)除去FeSO4溶液中存在的Fe3+的离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+； (2)制备时先打开止水夹通入N2一段时间，是为了排尽装置中空气，避免Fe(OH)2被氧化；关闭止水夹后，继续通入N2一段时间是为了将FeSO4溶液挤压入NaOH溶液中反应生成Fe(OH)2沉淀； (3)根据反应的化学方程式，Fe元素化合价由+2变为+3，H2O2中O的化合价由-1变为-2，反应中每消耗34g H2O2，转移的电子数为2NA。 考向6 铁及其化合物(6) 铁及其化合物在生活中有着广泛应用。 1．下列说法正确的是___________。 A．红热的铁与水蒸气发生反应生成氧化铁和氢气 B．铝表面有致密的氧化膜、能很好地保护铝不受酸碱腐蚀 C．硫的化学性质比较活泼，能与铜反应生成黑色的硫化铜 D．雷雨天，空气中的氮气和氧气可反应生成一氧化氮 【答案】D 【解析】A项，红热的铁与水蒸气发生反应生成四氧化三铁和氢气，A错误；B项，铝在空气中与氧气反应，表面生成一层致密的氧化铝薄膜，酸性和碱性物质会破坏铝的氧化膜，不能保护铝不受酸碱腐蚀，B错误；C项，铜与硫在加热时反应生成黑色的Cu2S，C错误；D项，在放电条件下，氮气跟氧气能直接化合生成无色的一氧化氮气体，D正确；故选D。 2．下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是___________。 A．Fe(SCN)3溶液中加入少量固体KSCN后颜色变深 B．工业上生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高SO2的利用率 C．实验室中常用排饱和食盐水的方法收集Cl2 D．合成氨反应，使用铁触媒作催化剂提高生产效率 【答案】D 【解析】A项，Fe(SCN)3溶液中存在平衡：Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，加入少量固体KSCN后，c(SCN―)增大，平衡正向移动导致颜色变深，涉及平衡移动，能用勒夏特列原理解释，A不符合题意；B项，SO2与O2反应的化学方程式为：，则工业生产硫酸的过程中使用过量的O2，可使其平衡正向移动提高SO2的利用率，可用勒夏特列原理解释，B不符合题意；C项，氯气与水的反应是可逆反应(Cl2+H2OHCl+ HClO)，饱和食盐水中存在大量氯离子，可使其平衡逆向移动，导致Cl2难溶于饱和食盐水，可用排饱和食盐水的方法收集Cl2，涉及平衡移动，能用勒夏特列原理解释，C不符合题意；D项，合成氨反应，使用铁触媒作催化剂是为了加快化学反应速率，但平衡不移动，则不能用勒夏特列原理解释，D符合题意；故选D。 3．向氯化铁溶液中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后烧杯底部不可能出现的是___________。 A．有铁无铜 B．有铜无铁 C．有铁有铜 D．无铁无铜 【答案】A 【解析】铁和铜同时加进去，铁先和三价铁反应，如果铁离子还有多的，再和铜反应。A项，铁先和三价铁反应，如果铁离子还有多的，再和铜反应，A错误；B项，铁离子的量较大，能和铁反应完毕，剩余部分三价铁和部分铜反应，或者是铁和三价铁恰好反应，B正确；C项，铁离子量不足，只能和部分铁反应，C正确；D项，铁离子量特别大，足够溶解所有铁和铜，D正确；故选A。 4．写出Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的化学方程式 。 【答案】4Fe(OH)2+2H2O+O2＝4Fe(OH)3 【解析】Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的化学方程式：4Fe(OH)2+2H2O+O2＝4Fe(OH)3。 5．利用绿矾制备还原铁粉的工业流程如下： (1)干燥过程主要是为了脱去游离水和结晶水，过程中会有少量FeCO3在空气中被氧化为氧化铁，检验干燥后的FeCO3样品中是否含有杂质氧化铁的方法是： ___________。 (2)以羰基化合物为载体运用化学平衡移动原理分离、提纯某纳米级活性铁粉(含有一些不反应的杂质)：Fe(s)＋5CO(g)Fe(CO)(g) ΔH＜0，反应装置如下图。 T1 T2(填“>”、“<”或“=”)。 【答案】(1)取适量固体加稀盐酸溶解，向溶液中滴入几滴KSCN溶液，若变红，则含氧化铁，若不变红，则不含氧化铁 (2)< 【解析】绿矾和碳酸氢铵转化后得到FeCO3和硫酸铵，过滤，洗涤，干燥，碳作还原剂焙烧后得到还原铁粉。 (1)干燥后的FeCO3样品中若含氧化铁，加盐酸溶解后溶液中有铁离子，可用KSCN溶液检验，故方法是：取适量固体加稀盐酸溶解，向溶液中滴入几滴KSCN溶液，若变红，则含氧化铁，若不变红，则不含氧化铁； (2)铁粉和一氧化碳化合成羰基合铁时放出热量，低温有利于合成羰基合铁，羰基合铁易挥发，杂质残留在玻璃管左端；当羰基合铁挥发到较高温度区域T2时，羰基合铁分解，纯铁粉残留在右端，一氧化碳循环利用，故T1<T2。 考向7 菠菜与铁 (上海市闵行中学2023-2024学年高一下学期期末)某班化学兴趣小组的同学拟通过实验来探究菠菜中的营养成分。 已知信息： ①菠菜中含有草酸，草酸具有还原性。 ②菠菜中含有丰富的铁元素，主要以难溶的FeC2O4形式存在，其中铁元素为+2价。 ③赤血盐K3[ Fe(CN)6]用于检验Fe2+，产生特征蓝色沉淀。 I．水煮检验法： 1．操作i中起分离作用的仪器名称为 。 2．溶液A中未能检测出Fe2+的可能原因是 。 Ⅱ．灼烧检验法： 3．操作③加入活性炭的作用是 。 4．甲同学取少量溶液B，滴加酸性KMnO4溶液，振荡后，溶液紫色消失，因此得出结论：溶液B含有。乙同学认为甲同学的实验方法不严谨，理由是： 。 Ⅲ．分光光度法 5．该小组同学利用分光光度法来进行定量测定。已知溶液的吸光度A与溶液中关系如下图。 该小组通过处理上述40mL溶液使其中的铁元素全部转化为Fe3+，从中取出10mL待测液，测得待测液吸光度位于图中X点，试计算菠菜中所含铁元素的含量 mg/100g。(结果保留三位小数) 【答案】1．分液漏斗 2．菠菜中铁主要以FeC2O4形式存在，但FeC2O4在水中溶解度小，加热水煮过程中二价铁被氧化为三价铁 3．吸附溶液中的有色物质，避免影响离子检验 4．溶液中加入的Cl−在酸性条件下被高锰酸钾氧化，使高锰酸钾溶液褪色 5．1.008 【解析】由实验可知，I中加四氯化碳萃取后，操作i为分液，上层溶液与K3[Fe(CN)6]混合未见明显变化，则A中含铁离子，下层溶液含菠菜中有机色素；Ⅱ中加盐酸酸浸后，过滤分离出无色溶液B含铁离子、亚铁离子，因铁离子与KSCN溶液结合时溶液为血红色，亚铁离子与K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀，Ⅲ．根据吸光度曲线图可进行计算出木耳中Fe2+的含量。 1．由分析可知，I中操作i为分液，故起分离作用的仪器名称为分液漏斗； 2．由题干信息可知，菠菜中铁主要以FeC2O4形式存在，但FeC2O4在水中溶解度小，Fe2+易被O2氧化为Fe3+，加热水煮过程中二价铁被氧化为三价铁，导致溶液A中未能检测出Fe2+； 3．菠菜灼烧浸取后溶液可能有颜色，则操作③加入活性炭的作用是吸附溶液中的有色物质，避免影响离子检验； 4．灼烧后用盐酸浸取，溶液中氯离子会与高锰酸钾反应，因此乙同学认为甲同学的实验方法不严谨，理由是：溶液中加入的Cl−在酸性条件下被高锰酸钾氧化，使高锰酸钾溶液褪色； 5．由图中数据可知Fe3+的浓度为4.50×10-5mol/L，菠菜中所含铁元素的含量=4.50×10−5mol/L×0.040L×56g/mol×1000×10=1.008 mg/100 g。 6．某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题： (1)甲组同学通过研究对FeSO4稳定性的影响，得到如图所示结果，增强Fe2+稳定性的措施为 。 乙组同学为探究Fe2(SO4)3与的反应，进行如图所示实验： (2) Fe3+与反应的离子方程式为 。 为了探究白色沉淀产生的原因，同学们查阅资料得知： i．CuSCN是难溶于水的白色固体； ii．的化学性质与相似； iii．2Cu2++4I-=2CuI↓+I2 实验方案如下： 实验方案 实验现象 步骤1：取FeSO4溶液，向其中滴加3滴溶液 无明显现象 步骤2：取CuSO4溶液，向其中滴加3滴溶液 产生白色沉淀 (3)与SCN-反应的离子方程式为 。 (4) FeSO4可用作补铁剂，使用时建议与维生素C同服。同学甲猜测维生素C可将Fe3+转化为Fe2+，以利于人体吸收。为了验证这一猜想，设计了如下实验： 实验方案 实验现象 取适量Fe2(SO4)3溶液于试管中，加入维生素C片，振荡溶解后，滴加酸性高锰酸钾溶液。 紫色褪去 由上述实验能否得出“维生素C可将Fe3+转化为Fe2+”的结论？ (填“能”或“否”)请说明理由 。 【答案】(1)增强溶液的酸性 (2)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ (3)2Cu2++4SCN-=2CuSCN↓+(SCN)2 (4)否 因为维生素C也具有还原性，若维生素C过量，也可使酸性高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有Fe2+生成 【解析】(1)根据题图1可知，pH越小，亚铁离子越不容易被氧化，所以增强Fe2+稳定性的措施为增强溶液的酸性； (2)硫酸铁与Cu粉反应生成硫酸亚铁和硫酸铜，其离子方程式为：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+； (3)结合信息可知，CuSO4与KSCN发生氧化还原反应的离子方程式为2Cu2++4SCN-=2CuSCN↓+(SCN)2； (4)由上述实验不能得出“维生素C可将Fe3+转化为Fe2+”的结论，因为维生素C也具有还原性，若维生素C过量，也可使酸性高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有Fe2+生成。 考向8 乳酸亚铁 (上海市七宝中学2023-2024学年高一下学期期末)18．乳酸亚铁晶体{[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O} (相对分子质量：288)，是一种很好的食品铁强化剂，吸收效果比无机铁好，易溶于水，几乎不溶于乙醇，但其水溶液易被氧化，可由乳酸与FeCO3反应制得。 I．制备FeCO3 (1)仪器C的名称为 。反应开始时，先打开活塞K3关闭K2，打开K1加入适量稀硫酸反应一段时间，目的是 。 (2)一段时间后，关闭K3打开K2，使B中溶液流入装置C中，C中产生气体和白色沉淀，过滤洗涤得到FeCO3固体。判断SO42-是否洗净的方法是 。 II．制备乳酸亚铁晶体 向制得的FeCO3固体中加入稍过量的乳酸溶液，在一定条件下搅拌使之充分反应，并测得反应溶液的、温度对乳酸亚铁产率的影响如图所示。充分反应后，经一系列操作，得到乳酸亚铁晶体。 (3)反应时最适宜温度和约为 ，加热方式可采用 ；为防止乳酸亚铁变质，还应在上述体系中加入适量 。 (4)初步判断乳酸亚铁亚铁溶液是否发生变质，所需试剂为___________。 A．溶液 B．溶液 C．溶液 D．KMnO4溶液 (5)欲获得尽可能纯净的产品，“一系列操作”是指 。 A．高温蒸发至大量晶体析出、趁热过滤、洗涤、干燥 B．蒸发浓缩至表面形成晶膜、降温结晶、过滤、洗涤、干燥 C．将反应后混合物于密闭容器中冷却、加入大量乙醇、过滤、洗涤、干燥 III．探究乳酸亚铁晶体中铁元素含量 (6)甲同学采用KMnO4溶液作氧化剂测定乳酸亚铁晶体中Fe2+含量，发现测得的乳酸亚铁晶体的质量分数总是大于100%，其原因可能是 (不考虑操作不当引起的误差)。 (7)乙同学查阅文献后，用(NH4)4Ce(SO4)4测定样品中Fe2+的含量并计算样品纯度，已知反应中Ce4+还原为Ce3+。他称取6.00g样品，配制成250.00mL溶液，取出25.00mL，向其中加入浓度为0.100mol·L-1的(NH4)4Ce(SO4)420.00 mL恰好反应。则产品中乳酸亚铁晶体的纯度为 (保留三位有效数字)。 【答案】(1)三颈烧瓶 排尽装置内的空气，防止Fe2+被氧化 (2)取最后一次洗涤液，加入稀盐酸，若出现无明显现象，然后再加入氯化钡溶液，如果出现白色沉淀，则证明洗涤液含有SO42-，说明SO42-未洗净，若没有出现白色沉淀，说明SO42-洗净 (3)70℃、pH=5 70℃ 水浴加热 铁粉 (4)B (5)C (6) CH3CH(OH)COO-也能被KMnO4溶液氧化，消耗KMnO4溶液的体积偏大 (7)96.0% 【解析】将生铁加到三颈烧瓶中，反应开始时，先打开活塞K3关闭K2，打开K1加入适量稀硫酸反应生成氢气，生成的氢气排除装置内的空气，避免生成的亚铁离子被氧化，排除装置内空气后，一段时间后，关闭K3打开K1，利用产生的气体将硫酸亚铁压入到C中，反应生成碳酸亚铁和二氧化碳，向纯净的FeCO3固体加入足量乳酸溶液，水浴加热，将所得溶液隔绝空气低温浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得乳酸亚铁晶体。 (1)仪器C的名称是三颈烧瓶，由分析可知，反应开始时，先打开活塞K3关闭K2，打开K1加入适量稀硫酸反应一段时间，目的是排尽装置内的空气，防止Fe2+被氧化。 (2)判断SO42-是否洗净的方法是：取最后一次洗涤液，加入稀盐酸，若出现无明显现象，然后再加入氯化钡溶液，如果出现白色沉淀，则证明洗涤液含有SO42-，说明SO42-未洗净，若没有出现白色沉淀，说明SO42-洗净。 (3)由图知温度为70℃、pH=5时乳酸亚铁产率最大，为适宜的反应条件；为了受热均匀，加热方式可采用70℃ 水浴加热；Fe可以将Fe3+还原为Fe2+，为防止乳酸亚铁变质，还应在上述体系中加入适量铁粉。 (4)乳酸亚铁亚铁溶液氧化变质会产生Fe3+，可以使用KSCN溶液检验，故选B。 (5)乳酸亚铁晶体受热易分解变质，易溶于水，几乎不溶于乙醇，由乳酸亚铁溶液制备乳酸亚铁晶体，一系列操作为：将反应后混合物于密闭容器中冷却、加入大量乙醇、过滤、洗涤、干燥，故选C。 (6)乳酸亚铁晶体中除了Fe2+可以被KMnO4溶液氧化外，CH3CH(OH)COO-也能被KMnO4溶液氧化，消耗KMnO4溶液的体积偏大，测得的乳酸亚铁晶体的质量分数总是大于100%。 (7)根据关系式Ce4+~Fe2+，n(乳酸亚铁晶体)=n(Fe2+)=0.100mol·L−1×20.00×10−3L×10 = 0.0200mol，则产品中乳酸亚铁晶体的纯度为。 考向9 草酸亚铁晶体的性质探究 (上海外国语大学附属外国语学校松江云间中学2023-2024学年高一下学期期末)草酸亚铁晶体(Fe2C2O4·2H2O，相对分子质量为180)呈淡黄色，可用作照相显影剂。某实验小组采用如下实验装置(可重复进用)对其热分解产物进行探究。 1．装置D的名称为 。按照气流从左到右的方向，上述装置的连接顺序为A→ →E→尾气处理装置(填装置字母编号)。 2．实验证明气体产物中含有，依据的实验现象为 。 3．充分反应后，A处硬质玻璃管中残留黑色固体。查阅资料知，黑色固体可能为或。小组成员设计实验证明了其中只含有，他们的实验操作及现象为 。 4．已知草酸根离子具有还原性，可被酸性高锰酸钾氧化，请配平反应的离子方程式： 。 工业制得的草酸亚铁晶体中常含有FeSO4杂质，测定其纯度的步骤如下： ①称取草酸亚铁晶体样品并溶于稀硫酸中，配成溶液； ②取上述溶液25.00mL，用cmol·L-1KMnO4标准液滴定至终点，消耗标准液V1mL； ③向反应后的溶液中加入适量锌粉，充分反应后，加入适量稀硫酸，再用cmol·L-1KMnO4标准溶液清定至终点，消耗标准液V2mL。 5．步骤③中加入锌粉的目的是 。 6．草酸亚铁晶体样品的纯度为 (用含c、m、V1、V2的代数式表示)。若步骤①配制溶液时部分被氧化，测定结果将 (填“偏高”、“偏低”或“不变”)。实验室中通常加入 (填化学式)以防止亚铁盐溶液被氧化。 【答案】1．球形干燥管 D→B→E→C→B 2．C中黑色固体变红，C后B中溶液变浑浊 3．取固体少许溶于稀硫酸，无气体生成说明无铁存在，只有氧化亚铁 4．5C2O42-+2MnO4-+2H2O=10CO32-+2Mn2++4H+ 5．将Fe3+还原为Fe2+ 6． 偏低 铁粉 【解析】草酸亚铁晶体在装置A中加热分解，生成的气体通过装置D中无水硫酸铜可以检验水蒸气的存在，通过装置B中澄清石灰水可以检验二氧化碳的生成，经碱石灰干燥、除杂后气体通入装置C中玻璃管和氧化铜反应，再通过B装置检验生成的一氧化碳气体，最后尾气处理。 1．D指向的为球形干燥管；根据分析可知，装置的连接顺序为A→D→B→E→C→B→E→尾气处理装置； 2．按照1中的连接顺序，当C装置中黑色固体变红(氧化铜被还原)、C后B中澄清石灰水变浑浊则说明产物中含有CO； 3．Fe和稀硫酸反应有气体放出，而FeO与稀硫酸反应无气体放出，故实验操作及现象为：取固体少许溶于稀硫酸，无气体生成说明无铁存在，只有氧化亚铁； 4．草酸根离子中的C为+3价被氧化为+4价，Mn从+7价还原为+2价，根据得失电子守恒配平方程式为5C2O42-+2MnO4-+2H2O=10CO32-+2Mn2++4H+； 5．向反应后的溶液中加入适量锌粉，锌将Fe3+还原为Fe2+； 6．取上述溶液25.00mL，用cmol•L﹣1KMnO4标准液滴定至终点，消耗标准液V1mL，此过程中亚铁离子和草酸根离子都被氧化；向反应后的溶液中加入适量锌粉，锌将Fe3+还原为Fe2+；充分反应后，加入适量稀H2SO4，再用cmol•L﹣1KMnO4标准溶液滴定至终点，消耗标准液V2mL，此时滴定的是溶液中的亚铁离子。第一次消耗的高锰酸钾减去第二次消耗的高锰酸钾为滴定草酸根离子的量，反应的离子方程式：；草酸亚铁晶体样品的纯度；若步骤1配制溶液时部分Fe2+被氧化，会导致第一步滴定中消耗的高锰酸钾的量减少，即V1偏小，则计算得到的亚铁离子物质的量减小，测定结果偏低。亚铁盐容易被空气中氧气氧化，因此通常加入铁粉防止其别氧化。 23 / 23 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题05 铁元素及其化合物 内容概览 考向1 铁及其化合物(1) 考向2 铁及其化合物(2) 考向3 铁及其化合物(3) 考向4 铁及其化合物(4) 考向5 铁及其化合物(5) 考向6 铁及其化合物(6) 考向7 菠菜与铁 考向8 乳酸亚铁 考向9 草酸亚铁晶体的性质探究 考向1 铁及其化合物(1) (上海市上海师范大学附属中学闵行分校2023-2024学年高一下学期期末)铁是自然界储量比较丰富的元素，是人类冶炼和使用最多的金属。四氧化三铁磁性材料颗粒稳定、容易生产且用途广泛，是临床诊断、生物技术和环境化学领域多种潜在应用的有力工具。 1．下列金属的冶炼原理错误的是___________。 A．2Al2O34Al +3O2 ↑ B．2Na+CuSO4=Cu+Na2SO4 C．Fe2O3 +3CO2Fe +3CO2 D．2HgO2Hg +O2↑ 2．铁粉在氧气中燃烧是制取Fe3O4最为快捷的方法，Fe3O4能和稀硫酸反应： (1)生成的盐有 。 (2)能检验上面反应后的溶液中是否含有Fe2+的试剂是___________。 A．H2SO4溶液 B．NaOH溶液 C．酸性KMnO4溶液 D．KSCN溶液 3．某同学欲在实验室中完成 与水蒸气反应的实验，装置如图甲、乙所示 已知B中放入的是铁粉与石棉绒的混合物。C中放的是干燥剂，为酒精喷灯，为带有铁丝网罩的酒精灯。对比两装置，回答下列问题： (1)乙装置中湿沙子的作用是 。 (2)B处发生反应的化学方程式为 。 (3)该同学认为欲在乙装置的尖嘴导管处点燃反应产生的气体，装置必不可少，中的水最好换成 。 4．氧化沉淀法是制取Fe3O4的一种常见方法，其制取流程如图所示： (1)副产品是 (填写化学式)，由溶液获得该副产品的操作是：加热浓缩→ →过滤洗涤→晶体加热至完全失去结晶水。 (2)已知FeSO4可以和NaOH反应，有Fe(OH)2沉淀的生成，A同学利用下列各图方案制备能较长时间看到白色沉淀的是___________。 A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④ (3)查阅资料可知月球土壤中富含铁元素，主要以铁单质和亚铁离子的形式存在，但嫦娥五号取回的微陨石撞击处的月壤样品中存在大量的，有可能是以下哪个原因造成的___________。 A．Fe3O4=Fe2O3+FeO B．4FeO=Fe+Fe3O4 C．4FeO+O2=2Fe2O3 D．FeO+Fe2O3=Fe3O4 5．纳米铁粉可用于处理含氧酸性废水中的NO3-，反应原理如图所示： 该过程中体现了纳米铁粉的 性(填“氧化”或“还原”)；在铁粉总量一定的条件下，废水中的溶解氧过多不利于NO3-的去除，原因是 。 考向2 铁及其化合物(2) (上海市市西中学2023-2024学年高一下学期期末)钢铁是应用广泛的合金材料之一。 1．下列有关铁元素及其化合物的描述中错误的是___________。 A．许多磁性材料上都涂有黑色的四氧化三铁薄膜 B．氧化亚铁与三氧化二铁都属于碱性氧化物 C．硫酸亚铁溶液中通常加入少量铁粉以防止Fe2+被氧化 D．铁与氯气或过量盐酸反应都可生成FeCl3 2．欲除去铁粉中混有的铝粉，可以选用的试剂为___________。 A．稀盐酸 B．氢氧化钠溶液 C．浓硫酸 D．FeCl3溶液 3．工业上常用赤铁矿(主要成分Fe2O3)冶炼，这种方法属于___________。 A．电解法 B．还原法 C．热分解法 D．物理方法 4．利用如图制备氢氧化亚铁固体，配制溶液所用蒸馏水需煮沸过才能使用，滴管伸到液面下，向硫酸亚铁溶液中加植物油，这些操作是为了防止 。 5．电子工业常用的FeCl3溶液腐蚀覆在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。 (1) FeCl3溶解的化学方程式为2FeCl3+Cu=CuCl2+FeCl2，其中Cu表现为 。 A．氧化性 B．还原性 (2)一般废液成分为FeCl3、FeCl2和CuCl2的混合物，想检验该废液中是否含有Fe3+，可以取少量废液于试管中，加入 (试剂)出现 (现象)，确定废液中含有Fe3+。 从废液中回收铜，并重新获得FeCl3溶液，流程图如下： (3)若①为过量的铁粉，则滤渣③中含有的物质有 ；滤液②中加入氢氧化钠溶液后的现象有 。 6．有硫酸、硫酸亚铁、硫酸铁的混合溶液，已知溶液中各正离子的物质的量浓度相等，SO42-的物质的量浓度为。请计算：理论上此溶液最多可溶解铁粉的质量为 g？(写出计算过程) 考向3 铁及其化合物(3) (上海市吴淞中学2023-2024学年高一下学期期末)铁及其化合物在生产生活中有广泛的应用。 1．Fe3O4能和稀硫酸反应，生成的两种盐是 。(写化学式)验证反应后溶液中含有的最恰当的试剂是 。 A．氯水 B．酸性高锰酸钾溶液 C． 硫氰化钾溶液  D．NaOH溶液 2．铁粉在氧气中燃烧是制取Fe3O4最为快捷的方法。A～D是制取四氧化三的系列装置，A装置用于制取二氧化碳气体，并要求气流稳定，流速可控。 (1)根据题目要求，A装置最好选 。(从上图①、②、③中选择) A．① B．② C．③ (2)B中发生反应的化学方程式为 ___________。 3．氧化沉淀法是制取Fe3O4的一种常见方法，其制取流程如下图所示： (1)写出“②通入一定量空气”时发生反应的化学方程式 。 (2)副产品P是 (填写化学式)，由溶液N获得该副产品的操作是：加热浓缩→ →过滤洗涤→晶体加热至完全失去结晶水。 考向4 铁及其化合物(4) (上海市青浦一中2023-2024学年高一下学期期末学业质量调研)铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛。研究铁及其化合物的应用意义重大。 1．要实现Fe转化为Fe2+，可选用足量的___________。 A．浓硫酸 B．氯气 C．稀硝酸 D．稀硫酸 2．“价类”二维图体现了元素的分类观、转化观，下图是元素及其化合物的“价类”二维图。下列说法正确的是___________。 A．a到b可以一步实现 B．实验室保存d的溶液可以加入少量铜粉 C．b为红褐色固体 D．d转化为c需要加入还原剂 3．向100 mL FeCl3和CuCl2的混合溶液中逐渐加入铁粉，充分反应后溶液中剩余固体的质量与加入铁粉的质量关系如图所示。下列说法正确的是___________。 A．c点时溶液中的离子反应是：Fe+ Cu2+= Cu+Fe2+ B．a点时溶液中金属阳离子只有Cu2+和Fe2+ C．原溶液中CuCl2物质的量浓度为0.4mol/L D．原溶液中FeCl3的物质的量为0.06mol 4．一种利用磁铁矿(Fe3O4)制备铁红的流程如下： 下列说法正确的是___________。 A．往滤液A中滴加少量酸性KMnO4溶液，可观察到紫红色褪去 B．可以用KSCN溶液和氯水检验滤液A中是否有Fe2+ C．FeCO3在空气中煅烧的反应方程式为 D．最终得到铁红中的Fe元素的质量小于原磁铁矿中的Fe元素的质量 5．铁及其化合物在日常生产生活中有着广泛应用。 Ⅰ．制备FeCl3晶体(实验装置如图所示) 已知：FeCl3晶体易升华，且能吸收空气里的水分而潮解 (1)硬质玻璃管直接接入收集器而不用导气管连接的原因是 。 (2)F中所加碱石灰的作用是 、 。 Ⅱ．制备白色Fe(OH)2固体(实验装置如图所示) (3)开始实验时，止水夹处于 (填“打开或关闭”)状态； (4)在整个制备过程中铁粉与稀硫酸制备H2的作用有 。 a．驱赶装置内的空气 b．把物质B压入Ⅱ中 c．保护白色Fe(OH)2不被空气氧化 (5)若未排净装置中的空气，则Ⅱ中出现的现象是 ，出现该现象的原因是 (用化学方程式说明)。 考向5 铁及其化合物(5) (上海市华东师范大学附属周浦中学2023-2024学年高一下学期期末)从化合价和物质类别两个视角认识元素及其化合物性质是重要的化学学习方式。图1是Fe及其化合物的化合价—物质类别二维图。回答下列问题： 1．工业上冶炼Fe常用的方法是 。 A．电解法 B．还原法 C．热分解法 D．物理方法 2．若图1中的F为硫酸盐，请写出由物质D转化为物质F的离子方程式： 。 3．图1中的B在潮湿的空气中很容易发生化合反应变成E，该反应的化学方程式为 。 4．图1中的F与C在水溶液中转化的离子反应有：2Fe3++2I-2Fe2++I2，为了探究该反应存在一定的限度，某化学兴趣小组取的KI溶液于试管中，再加入的FeCl3溶液，振荡，使试管中的物质充分反应一段时间。为了达到实验目的，则还需要再向试管中加入的下列试剂为 。 A．淀粉溶液 B．溶液 C．CCl4 D．酸性高锰酸钾溶液 5．将铝与氧化铁混合制备单质铁的反应称为铝热反应，反应装置如图所示： (1)空白处还需加入的试剂为 ___________。 (2)写出该反应的化学方程式 ______________________。 (3)写出一种铝热反应的实际应用 _____________________。 6．四氧化三铁(Fe3O4)俗称磁性氧化铁，在工业上应用广泛，可作催化剂、磁记录材料等。Fe3O4的一种制备方法如下： (1)步骤1得到的FeSO4溶液中可能存在Fe3+，写出除去的离子方程式 。 (2)步骤2用下图所示装置制备Fe(OH)2。制备时先打开止水夹通入N2一段时间；再关闭止水夹，继续通入N2一段时间。 止水夹关闭前后，通入N2的作用分别为 、 。 (3)步骤3的反应原理为：2Fe(OH)2+H2O2=2 FeO(OH)+2H2O。若反应中每消耗34g H2O2，转移的电子数为 。 考向6 铁及其化合物(6) 铁及其化合物在生活中有着广泛应用。 1．下列说法正确的是___________。 A．红热的铁与水蒸气发生反应生成氧化铁和氢气 B．铝表面有致密的氧化膜、能很好地保护铝不受酸碱腐蚀 C．硫的化学性质比较活泼，能与铜反应生成黑色的硫化铜 D．雷雨天，空气中的氮气和氧气可反应生成一氧化氮 2．下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是___________。 A．Fe(SCN)3溶液中加入少量固体KSCN后颜色变深 B．工业上生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高SO2的利用率 C．实验室中常用排饱和食盐水的方法收集Cl2 D．合成氨反应，使用铁触媒作催化剂提高生产效率 3．向氯化铁溶液中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后烧杯底部不可能出现的是___________。 A．有铁无铜 B．有铜无铁 C．有铁有铜 D．无铁无铜 4．写出Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的化学方程式 。 5．利用绿矾制备还原铁粉的工业流程如下： (1)干燥过程主要是为了脱去游离水和结晶水，过程中会有少量FeCO3在空气中被氧化为氧化铁，检验干燥后的FeCO3样品中是否含有杂质氧化铁的方法是： ___________。 (2)以羰基化合物为载体运用化学平衡移动原理分离、提纯某纳米级活性铁粉(含有一些不反应的杂质)：Fe(s)＋5CO(g)Fe(CO)(g) ΔH＜0，反应装置如下图。 T1 T2(填“>”、“<”或“=”)。 考向7 菠菜与铁 (上海市闵行中学2023-2024学年高一下学期期末)某班化学兴趣小组的同学拟通过实验来探究菠菜中的营养成分。 已知信息： ①菠菜中含有草酸，草酸具有还原性。 ②菠菜中含有丰富的铁元素，主要以难溶的FeC2O4形式存在，其中铁元素为+2价。 ③赤血盐K3[ Fe(CN)6]用于检验Fe2+，产生特征蓝色沉淀。 I．水煮检验法： 1．操作i中起分离作用的仪器名称为 。 2．溶液A中未能检测出Fe2+的可能原因是 。 Ⅱ．灼烧检验法： 3．操作③加入活性炭的作用是 。 4．甲同学取少量溶液B，滴加酸性KMnO4溶液，振荡后，溶液紫色消失，因此得出结论：溶液B含有。乙同学认为甲同学的实验方法不严谨，理由是： 。 Ⅲ．分光光度法 5．该小组同学利用分光光度法来进行定量测定。已知溶液的吸光度A与溶液中关系如下图。 该小组通过处理上述40mL溶液使其中的铁元素全部转化为Fe3+，从中取出10mL待测液，测得待测液吸光度位于图中X点，试计算菠菜中所含铁元素的含量 mg/100g。(结果保留三位小数) 6．某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题： (1)甲组同学通过研究对FeSO4稳定性的影响，得到如图所示结果，增强Fe2+稳定性的措施为 。 乙组同学为探究Fe2(SO4)3与的反应，进行如图所示实验： (2) Fe3+与反应的离子方程式为 。 为了探究白色沉淀产生的原因，同学们查阅资料得知： i．CuSCN是难溶于水的白色固体； ii．的化学性质与相似； iii．2Cu2++4I-=2CuI↓+I2 实验方案如下： 实验方案 实验现象 步骤1：取FeSO4溶液，向其中滴加3滴溶液 无明显现象 步骤2：取CuSO4溶液，向其中滴加3滴溶液 产生白色沉淀 (3)与SCN-反应的离子方程式为 。 (4) FeSO4可用作补铁剂，使用时建议与维生素C同服。同学甲猜测维生素C可将Fe3+转化为Fe2+，以利于人体吸收。为了验证这一猜想，设计了如下实验： 实验方案 实验现象 取适量Fe2(SO4)3溶液于试管中，加入维生素C片，振荡溶解后，滴加酸性高锰酸钾溶液。 紫色褪去 由上述实验能否得出“维生素C可将Fe3+转化为Fe2+”的结论？ (填“能”或“否”)请说明理由 。 考向8 乳酸亚铁 (上海市七宝中学2023-2024学年高一下学期期末)18．乳酸亚铁晶体{[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O} (相对分子质量：288)，是一种很好的食品铁强化剂，吸收效果比无机铁好，易溶于水，几乎不溶于乙醇，但其水溶液易被氧化，可由乳酸与FeCO3反应制得。 I．制备FeCO3 (1)仪器C的名称为 。反应开始时，先打开活塞K3关闭K2，打开K1加入适量稀硫酸反应一段时间，目的是 。 (2)一段时间后，关闭K3打开K2，使B中溶液流入装置C中，C中产生气体和白色沉淀，过滤洗涤得到FeCO3固体。判断SO42-是否洗净的方法是 。 II．制备乳酸亚铁晶体 向制得的FeCO3固体中加入稍过量的乳酸溶液，在一定条件下搅拌使之充分反应，并测得反应溶液的、温度对乳酸亚铁产率的影响如图所示。充分反应后，经一系列操作，得到乳酸亚铁晶体。 (3)反应时最适宜温度和约为 ，加热方式可采用 ；为防止乳酸亚铁变质，还应在上述体系中加入适量 。 (4)初步判断乳酸亚铁亚铁溶液是否发生变质，所需试剂为___________。 A．溶液 B．溶液 C．溶液 D．KMnO4溶液 (5)欲获得尽可能纯净的产品，“一系列操作”是指 。 A．高温蒸发至大量晶体析出、趁热过滤、洗涤、干燥 B．蒸发浓缩至表面形成晶膜、降温结晶、过滤、洗涤、干燥 C．将反应后混合物于密闭容器中冷却、加入大量乙醇、过滤、洗涤、干燥 III．探究乳酸亚铁晶体中铁元素含量 (6)甲同学采用KMnO4溶液作氧化剂测定乳酸亚铁晶体中Fe2+含量，发现测得的乳酸亚铁晶体的质量分数总是大于100%，其原因可能是 (不考虑操作不当引起的误差)。 (7)乙同学查阅文献后，用(NH4)4Ce(SO4)4测定样品中Fe2+的含量并计算样品纯度，已知反应中Ce4+还原为Ce3+。他称取6.00g样品，配制成250.00mL溶液，取出25.00mL，向其中加入浓度为0.100mol·L-1的(NH4)4Ce(SO4)420.00 mL恰好反应。则产品中乳酸亚铁晶体的纯度为 (保留三位有效数字)。 考向9 草酸亚铁晶体的性质探究 (上海外国语大学附属外国语学校松江云间中学2023-2024学年高一下学期期末)草酸亚铁晶体(Fe2C2O4·2H2O，相对分子质量为180)呈淡黄色，可用作照相显影剂。某实验小组采用如下实验装置(可重复进用)对其热分解产物进行探究。 1．装置D的名称为 。按照气流从左到右的方向，上述装置的连接顺序为A→ →E→尾气处理装置(填装置字母编号)。 2．实验证明气体产物中含有，依据的实验现象为 。 3．充分反应后，A处硬质玻璃管中残留黑色固体。查阅资料知，黑色固体可能为或。小组成员设计实验证明了其中只含有，他们的实验操作及现象为 。 4．已知草酸根离子具有还原性，可被酸性高锰酸钾氧化，请配平反应的离子方程式： 。 工业制得的草酸亚铁晶体中常含有FeSO4杂质，测定其纯度的步骤如下： ①称取草酸亚铁晶体样品并溶于稀硫酸中，配成溶液； ②取上述溶液25.00mL，用cmol·L-1KMnO4标准液滴定至终点，消耗标准液V1mL； ③向反应后的溶液中加入适量锌粉，充分反应后，加入适量稀硫酸，再用cmol·L-1KMnO4标准溶液清定至终点，消耗标准液V2mL。 5．步骤③中加入锌粉的目的是 。 6．草酸亚铁晶体样品的纯度为 (用含c、m、V1、V2的代数式表示)。若步骤①配制溶液时部分被氧化，测定结果将 (填“偏高”、“偏低”或“不变”)。实验室中通常加入 (填化学式)以防止亚铁盐溶液被氧化。 13 / 13 学科网（北京）股份有限公司 $$