第12讲 铁的多样性-【暑假自学课】2025年新高一化学暑假提升精品讲义（鲁科版2019）

第12讲 铁的多样性 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 铁单质 1．铁元素的存在 （1）铁元素在地壳中的含量仅次于 和 ，居第 位，主要是以 价和 价化合物的形态存在于矿石中。 2．物理性质 色、态 密度 熔点 导热性、延展性 导电性 固体 7.86g·cm－3 1538℃ 良好 比铜、 3．化学性质 （1）与酸反应生成氢气（以稀盐酸为例） ①化学方程式： ②离子方程式： （2）与某些盐溶液发生置换反应（以硫酸铜为例） ①化学方程式： ②离子方程式： （3）与非金属反应 ①与氧气反应： ②与氯气反应： （4）铁与水的反应 ①常温：不反应 ②高温： （5）铁的冶炼 ①铁是目前产量最大，使用最广泛的金属。春秋初年，我国已掌握冶铁技术。 ②工业炼铁的原理是用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来。高炉炼铁是用CO还原铁矿石(如Fe2O3)，化学方程式为 。 4．人体中的铁元素 人体内的含铁化合物主要分为两类，即 和 。人体缺铁，就会发生 。我国已实施在某些酱油中加入 的措施。 知识点2 亚铁盐和铁盐 1．预测与假设 2．实验方案 （1）证明 只有氧化性，需加入 ，如铁、铜、锌等。 （2）证明 有还原性，需加入 ，如稀硫酸、硫酸铜溶液等。 （3）证明 有氧化性，需加入 ，如Zn；证明其有还原性，需加入 ，如氯水、稀硝酸等。 3．实验探究 （1）探究Fe3+的性质 2 实验现象：溶液由棕黄色变成浅绿色 ②实验结论：Fe3+具有 性 ③离子方程式： （2）探究Fe2+的性质 2 实验现象：溶液变成红色 ②实验结论：Fe2+具有 性 ③离子方程式： 知识点3 Fe3+和Fe2+的检验 1．Fe3+的检验 2．Fe2+的检验 （1）KSCN溶液-氯水法 （2）酸性高锰酸钾溶液法 知识点4 铁的氧化物和氢氧化物 一、铁的氧化物 1．物理性质 化学名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 铁元素化合价 +2 +3 +2、+3 俗称 \ 色、态 黑色粉末 色粉末 黑色晶体 2．化学性质 （1）与盐酸反应（用离子方程式表示） ①FeO+2H+Fe2++H2O ②Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O ③Fe3O4+8H+2Fe3++Fe2++4H2O （2）铝热反应：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 二、铁的氢氧化物 Fe（OH）2 Fe（OH）3 颜色状态 色固体 固体 与盐酸反应 受热分解 \ 教材习题01（P90） 0. 下列说法中，不正确的是（ ）。 A. FeCl₂溶液和 FeCl₃溶液都是黄色的 B. Fe (OH)₂是白色的，Fe (OH)₃是红褐色的 C. FeO、Fe₂O₃都能与盐酸反应 D. FeCl₃溶液、FeCl₂溶液都能与 NaOH 溶液反应 解题方法 解析：FeCl₂溶液浅绿色，FeCl₃溶液黄色，A 错误；Fe (OH)₂白色、Fe (OH)₃红褐色，FeO、Fe₂O₃能与盐酸反应，FeCl₃、FeCl₂溶液能与 NaOH 溶液反应。 【答案】 教材习题04（P90） 4. 下列反应中，Fe³⁺表现出氧化性的是（ ）。 A. FeCl₃溶液使淀粉碘化钾试纸变蓝 B. 向FeCl₃溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀 C. 向FeCl₃溶液中加入AgNO₃溶液产生白色沉淀 D. 向FeCl₃溶液中加入少量铁粉，铁粉消失 解题方法 解析： A：反应2Fe³⁺ + 2I⁻ = 2Fe²⁺ + I₂，Fe³⁺得电子、化合价降，体现氧化性。 B：反应FeCl₃ + 3NaOH = Fe(OH)₃↓ + 3NaCl，是复分解反应，无化合价变化，Fe³⁺不体现氧化性。 C：反应FeCl₃ + 3AgNO₃ = 3AgCl↓ + Fe(NO₃)₃，是复分解反应，无化合价变化，Fe³⁺不体现氧化性。 D：反应2Fe³⁺ + Fe = 3Fe²⁺，Fe³⁺得电子、化合价降，体现氧化性。 【答案】 考点一 铁的性质及应用 1.铁与水蒸气反应的实验装置如图所示 请思考探究下列问题： （1）实验时，是先加热湿棉花还是先加热还原铁粉？ （2）点燃肥皂液时有什么现象？ （3）该实验中湿棉花的作用是什么？ （4）为了加速反应，往往把还原铁粉分散于石棉绒上，其原因是什么？ （5）写出该反应的化学方程式，并用双线桥表示出电子转移的情况。 【思维拓展】单质铁的性质 1．铁的主要性质： 2．铁和水蒸气反应实验 （1）实验装置图 （2）注意事项 ①铁不能与冷水、热水反应，但高温下能与水蒸气反应。 ②加热仪器不能用酒精灯，而应用酒精喷灯 ③该实验中，圆底烧瓶中水的作用是提供反应需要的水蒸气。 ④圆底烧瓶中要加入少量沸石或碎瓷片，以防止水剧烈沸腾 ⑤实验结束时，先熄灭酒精喷灯，再熄灭酒精灯，以防止空气倒吸 ⑥干燥管中盛有碱石灰或无水氯化钙，吸收氢气中的水蒸气 考点二：亚铁、铁盐的性质 2．某溶液中加KSCN溶液，颜色无变化，再加氯水溶液变红，说明什么？发生的反应是什么？ 3．某溶液中加KSCN溶液，溶液变红，然后加足量Fe粉，红色又褪去，说明什么？写出反应的离子方程式。 4．如何通过实验证明Fe3O4中含有＋2价铁？ 5．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，然后加入KSCN溶液，溶液变为红色，说明原溶液中含有Fe2＋ C．向某溶液中加入NaOH溶液，生成红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋ D．向某溶液中加入NaOH溶液生成白色沉淀，又观察到沉淀颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe3＋，不含有Mg2＋ 6．用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是( ) A．若无固体剩余，则溶液中一定有Fe3＋ B．若有固体存在，则溶液中一定有Fe2＋ C．若溶液中有Cu2＋，则一定没有固体析出 D．若溶液中有Fe2＋，则一定有Cu析出 7．某化学小组为验证Fe3＋与Fe2＋能够相互转化，进行如下实验。 实验操作 对应现象 ①向FeCl3溶液中加入过量铁粉 ②滴加KSCN溶液 ③再滴加几滴氯水 ⅰ.溶液由棕黄色变为浅绿色 ⅱ.溶液无明显变化 ⅲ.溶液变红 下列分析不合理的是( ) A．解释现象ⅰ的反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ B．实验②与③可以调换顺序 C．溶液变红涉及反应：Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋ D．氧化性：Cl2＞Fe3＋＞Fe2＋ 【思维拓展】亚铁盐的强还原性 1．转化关系 2．强还原性及其应用 （1）能够被Cl2、Br2氧化 ①除FeCl3溶液中的FeCl2溶液：2Fe2++Cl22Fe3++2Cl－ ②Br2：2Fe2++Br22Fe3++2Br－ （2）能够被O2氧化 ①反应：12Fe2++O2+6H2O8Fe3++4Fe（OH）3↓ ②保存：密封保存，防止O2将Fe2+氧化；加少量铁将Fe3+还原成Fe2+ （3）能够被酸性的H2O2氧化 ①反应：2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O ②应用：除去Fe3+中Fe2+的最佳方法 （4）与酸性条件下的MnO4－、NO3－、ClO－等离子不能大量共存 ①酸性MnO4－：5Fe2++MnO4－+8H+5Fe3++Mn2++4H2O ②酸性NO3－：3Fe2++NO3－+4H+3Fe3++NO↑+2H2O ③酸性ClO－：2Fe2++2H++ClO－2Fe3++H2O+Cl－ （5）还原性：I－＞Fe2+＞Br－ ①向FeBr2溶液通入Cl2，先氧化Fe2+，后氧化Br－ ②向FeI2溶液通入Cl2，先氧化I－，后氧化Fe2+ 【思维拓展】铁盐的强氧化性 1．转化关系 2．强氧化性及其应用 （1）与Fe反应 ①反应：2Fe3++Fe3Fe2+ ②应用：除去Fe2+中的Fe3+ （2）与Cu反应 ①反应：2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+ ②应用：电子工业上腐蚀铜印刷电路板 （3）Mg、Al、Zn等活泼金属 ①少量锌：2Fe3++Zn2Fe2++Zn2+ ②过量锌：2Fe3++3Zn2Fe+3Zn2+ （4）与KI溶液反应 ①反应：2Fe3++2I－2Fe2++I2（FeI3不存在的原因） ②应用：溶液颜色变化不明显，产生紫黑色沉淀 （5）与H2S反应 ①反应：2Fe3++H2S2Fe2++S↓+2H+ ②应用：溶液由棕黄色变成浅绿色，产生黄色沉淀 （6）与SO2反应 ①反应：2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++SO42－+4H+ ②应用：溶液由棕黄色变成浅绿色 3．含Fe2+、Fe3+的除杂问题： 主要成分 杂质 除杂方法 FeCl3（aq） FeCl2（aq） 加入氯水或H2O2 FeCl2（aq） FeCl3（aq） 加过量铁粉后过滤 FeCl2（aq） CuCl2（aq） 加过量铁粉后过滤 【思维拓展】Fe2＋、Fe3＋的检验 （1）直接观察颜色 （2）利用氢氧化物沉淀的颜色 （3）利用显色反应 （4）利用Fe2＋的还原性 注意：（1）同时含有Fe2＋和Fe3＋的溶液 Fe2＋对检验Fe3＋无干扰，可以滴加KSCN溶液检验Fe3＋；Fe3＋对检验Fe2＋有干扰，不能采用加KSCN溶液检验Fe2＋，通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去说明含有Fe2＋。 （2）检验铁的氧化物中是否有＋2价铁时，正确的思路为少量固体溶液紫红色褪去。 ①步骤a中不能选用盐酸，原因是酸性KMnO4溶液可以氧化盐酸。 ②步骤a中不能选用稀硝酸，原因是稀硝酸可以将Fe2＋氧化为Fe3＋。 考点三：铁的氧化物的性质及应用 8.铁的氧化物很多，在中学化学中经常提到FeO、Fe2O3和Fe3O4，而且在一定条件下它们之间是可以相互转化的。例如：在1400℃以上的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4。下列有关说法正确的是（ ）。 A．FeO、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体 B．Fe3O4常写成FeO·Fe2O3，其中既有+2价的Fe，又有+3价的Fe，所以Fe3O4是一种混合物 C．热稳定性：Fe2O3＞Fe3O4 D．FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应，而且反应类型均为复分解反应 【思维拓展】铁的氧化物的性质 1．Fe3O4的结构和性质 （1）结构：Fe3O4中有2个铁显+3价，1个铁显+2价，相当于由FeO和Fe2O3按照物质的量比1∶1组成的混合型氧化物，可以写成的FeO·Fe2O3形式。 （2）性质：具有FeO和Fe2O3的双重性质 ①与强氧化剂反应：FeO被氧化成Fe3+ ②与强还原剂反应：Fe2O3被还原成Fe2+ 2．化学性质 （1）与非氧化性酸（如稀盐酸）发生复分解反应 ①FeO：FeO+2H+Fe2++H2O ②Fe3O4：Fe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2O ③Fe2O3：Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O （2）与氧化性酸（如稀硝酸）发生复分解反应或氧化还原反应 ①FeO：3FeO+10H++NO3－3Fe3++NO↑+5H2O ②Fe3O4：3Fe3O4+28H++NO3－9Fe3++NO↑+14H2O ③Fe2O3：Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O （3）与还原性酸（如氢碘酸）发生复分解反应或氧化还原反应 ①FeO：FeO+2H+Fe2++H2O ②Fe3O4：Fe3O4+8H++2I－3Fe2++I2+4H2O ③Fe2O3：Fe2O3+6H++2I－2Fe2++I2+3H2O （4）能够被某些还原剂还原 ①H2：FeO+H2Fe+H2O ②CO：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2（高炉炼铁的主反应） ③C：Fe3O4+2C3Fe+2CO2↑ ④Al：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3（铝热反应） 考点三：制备纯净的氢氧化亚铁沉淀 【思维拓展】铁的氢氧化物的性质及制备 1．铁的氢氧化物的化学性质 （1）热不稳定性 ①Fe（OH）3：2Fe（OH）3Fe2O3+3H2O ②Fe(OH)2：Fe（OH）2FeO+H2O（隔绝空气） （2）与稀盐酸反应 ①Fe（OH）3：Fe（OH）3+3H+Fe3++3H2O ②Fe(OH)2：Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2O （3）与稀硝酸反应 ①Fe（OH）3：Fe（OH）3+3H+Fe3++3H2O ②Fe(OH)2：3Fe（OH）2+10H++NO3－3Fe3++NO↑+8H2O （4）与氢碘酸反应 ①Fe（OH）3：2Fe（OH）3+6H++2I－2Fe2++I2↓+6H2O ②Fe(OH)2：Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2O 2．铁的氢氧化物的制备 （1）方法：可溶性盐和可溶性碱反应 ①烧碱：Fe2++2OH－Fe（OH）2↓、Fe3++3OH－Fe（OH）3↓ ②氨水：Fe2++2NH3·H2OFe(OH)2↓+2NH4+、Fe3++3NH3·H2OFe(OH)2↓+3NH4+ （2）制备纯净的Fe(OH)2沉淀 ①水煮沸：除去水中溶解的氧气 ②管入水：胶头滴管插入液面以下，防止滴加过程中带入氧气 ③加油膜：液面上滴加几滴植物油、苯、汽油等，以隔绝空气 ④利用产生的氢气排空气：先打开止水夹，使产生的氢气排除装置内的空气同时在B试管上部产生类似油膜的“氢气层”，反应一段时间后关闭止水夹，使氢气压将硫酸亚铁溶液压入NaOH溶液中反应生成Fe(OH)2沉淀。 知识导图记忆 知识目标复核 1. 了解铁元素存在形式、物理性质及化学性质与应用。 2. 掌握亚铁盐和铁盐的性质、相互转化及实验探究方法。 3. 学会Fe³⁺和Fe²⁺的多种检验方法及注意事项。 4. 知晓铁的氧化物的物理性质、化学性质及相关反应。 5. 明确铁的氢氧化物的性质、制备方法及实验要点。 6. 掌握铁及其化合物“价－类”二维图的转化规律。 7. 学会运用实验检验补铁剂中铁元素的价态。 一、单选题 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。由此判断铁华粉是指（      ） A．铁粉 B．醋酸亚铁 C．食盐 D．氢氧化铁 2．铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，白色沉淀迅速变为灰绿色，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是 A．Fe(OH)3　Fe2O3 B．Fe(OH)2　Fe2O3 C．Fe(OH)2　Fe(OH)3 D．Fe(OH)2　Fe3O4 3．用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验（部分夹持装置已略去），下列有关说法不正确的是（    ） A．装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气 B．装置B中发生反应的化学方程式是 C．装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰 D．点燃装置D处的气体前必须检验气体的纯度 4．下列反应的化学方程式不正确的是 A．常温时钠与纯氧反应： B．在空气中加热： C．在硫酸反应： D．铁粉与反应： 5．高铁酸钾(K2FeO4)是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂，在水处理过程中，高铁酸钾转化为Fe(OH)3胶体，制备高铁酸钾的流程如图所示。下列叙述不正确的是    A．反应I的化学方程式是2Fe+3Cl22FeCl3 B．反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3 C．污水处理过程中产生的Fe(OH)3胶体使悬浮物聚沉，利用了胶体具有较强吸附能力的特点 D．K2FeO4可以把废水中的CN-转化为两种无毒气体，反应中CN-是还原剂 6．红热的铁与水蒸气反应及其部分产物的验证实验装置如图所示，夹持装置已略去，下列有关该实验的说法错误的是 A．浓硫酸的作用是干燥生成的气体 B．实验过程中，可观察到盛有氧化铜的硬质玻璃管中固体颜色由红色变为黑色 C．实验过程中，干燥管中无水硫酸铜由白色变为蓝色，是由于氢气与氧化铜反应生成的水使其变蓝 D．该实验中涉及的反应不一定均为氧化还原反应 7．下列关于金属铁及其化合物的说法不正确的是 A．能与反应生成，故钢瓶不能用于保存液氯 B．氯化铁溶液可腐蚀覆铜板，可用于印刷电路板 C．在碱性环境易被氧化，在空气中较难保存 D．不稳定，在空气中受热迅速转化为 8．把一定量铁粉放入氯化铁溶液中，完全反应后，所得溶液中Fe2+和Fe3+的浓度恰好相等．则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比为 A．1:4 B．3：2 C．1：2 D．2：3 9．下列实验操作和现象、结论或目的有错误的是 选项 操作和现象 结论或目的 A 向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加溶液滴，溶液呈红色 红砖中含有氧化铁 B 还原得到的黑色固体加入盐酸溶解后再加入溶液，溶液不显红色 黑色固体中没有 C 取少量试样溶解，滴加溶液，溶液变为红色 该试样已变质 D 向某溶液中通入，然后再加入溶液，变红色 原溶液中可能含有 10．如图为铁元素的价类二维图，“”表示物质间的转化关系。下列说法正确的是 A．铁与水蒸气在高温条件下反应可实现转化① B．FeO在空气中受热可实现转化② C．溶解于足量稀硝酸可实现转化④ D．高铁酸盐(FeO)具有强氧化性，可用于杀灭水中细菌 11．下列关于铁元素的化合物描述错误的项目数是 代表物 类别 铁元素价态 部分性质描述 氧化物 价 具有磁性的黑色晶体 碱 价 白色，在空气中迅速变成灰绿色最终变成红褐色 碱 价 红褐色，对热很稳定 盐 价 溶液中的能被Mg还原成 A．1项 B．2项 C．3项 D．4项 12．下列反应的离子方程式书写正确的是 A．铁与盐酸反应：2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑ B．氯化亚铁溶液与氯水反应：Fe2++Cl2 = Fe3++2Cl- C．氯化铁溶液与金属铜反应：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ D．氧化铁与盐酸反应： 2Fe3++3O2-+6H+=2Fe3++3H2O 13．维生素C又称“抗坏血酸”，能帮助人体将食物中摄取的、不易吸收的Fe3+转化为易吸收的Fe2+，下列有关分析错误的是 A．维生素C具有还原性 B．Fe3+转化为Fe2+发生了氧化反应 C．维生素C药片应隔绝空气保存 D．向Fe3+的溶液中加入Cu，也能将Fe3+转化为Fe2+ 14．下列试剂不能使转化为的是 ①新制氯水②溶液③酸性溶液④溶液⑤盐酸⑥溶液 A．①②③ B．①③④ C．②④⑤ D．②⑤⑥ 15．下列除杂方案错误的是 选项 被提纯的物质 杂质 除杂试剂 A 溶液 B 溶液 Fe粉 C 溶液 气体 D 溶液 KOH 加入溶液 16．元素的“价---类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。如图为铁元素的“价---类”二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是 A．铁与水蒸气在高温下的反应可实现上述转化① B．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化②生成红棕色粉末 C．由图可预测：高铁酸盐()具有强氧化性，可用于消毒。与水反应最终可生成Fe (OH)3胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可用作净水剂 D．加热Fe(OH) 3发生转化⑥，加水溶解可实现转化③ 二、多选题 17．纳米级四氧化三铁是应用最为广泛的软磁性材料之一。共沉淀法是目前制备纳米四氧化三铁的重要方法，其流程如图所示：    下列说法错误的是 A．该制备反应属于氧化还原反应 B．共沉淀法中FeSO4•7H2O和FeCl3•6H2O的物质的量之比最好为1∶2 C．通过检验滤液中是否存在Na+可以判断氢氧化钠是否过量 D．另一种水热法制备Fe3O4纳米颗粒的总反应为3Fe2++2S2O+O2+xOH-Fe3O4↓+S4O+2H2O，则每消耗3molOH-，有1.5molFe2+被氧化 三、填空题 18．铁及其化合物的“价—类”二维图如下。 回答下列问题： （1）预测既有氧化性又有还原性，其依据是 。 （2）检验溶液中的，常用的试剂是 。 （3）氧化铁和铝粉可用于野外焊接钢轨，发生置换反应，用化学方程式表示反应原理 。 （4）白色的在空气中极不稳定，最终变为红褐色物质，请解释其原因(用化学方程式回答) 。 （5）向溶液中滴加氯水，反应的离子方程式是 。 四、解答题 19．如图所示装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时颜色的变化。实验时必须使用铁屑和6mol/L的硫酸，其他试剂任选。填写下列空白。 （1）B中盛一定量的NaOH溶液，A中预先加入的试剂是 ，A中反应的离子方程式是： 。 （2）实验开始时就先将活塞E (填“打开”或“关闭”)，C中收集到气体的主要成分是 。 （3）简述生成Fe(OH)2的操作过程 。 （4）拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，写出有关反应的化学方程式： 。 20．某同学利用如图所示实验装置进行铁与水蒸气反应的实验，并对反应后硬质试管中固体物质的组成进行了探究。 请回答下列问题： （1）该反应的化学方程式是 ，硬质试管中湿棉花的作用是 。 （2）该同学对反应后硬质试管中固体物质的组成提出了如下假设。 假设1：只有。 假设2：只有 。(填化学式) 假设3：既有也有。 （3）为了验证反应后硬质试管中固体物质的组成，该同学进行了定量研究：称量反应前固体物质的质量为，反应后固体物质的质量为。从数据分析，反应后硬质试管中固体物质的组成成分为 。 21．某班同学用如下实验探究、的性质。回答下列问题： （1）分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成的溶液。在溶液中需加入少量铁屑，其目的是 。 （2）甲组同学取溶液，加入几滴氯水，再加入1滴溶液，溶液变红，说明可将氧化。溶液与氯水反应的离子方程式为 。 （3）乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在溶液中先加入煤油，再于液面下先后加入几滴氯水和1滴溶液，溶液变红，煤油的作用是 。 （4）丙组同学取溶液，加入溶液混合。分别取此溶液于3支试管中进行如下实验： ①第一支试管中加入充分振荡、静置，层显紫色； ②第二支试管中加入1滴溶液，生成蓝色沉淀； ③第三支试管中加入1滴溶液，溶液变红。 实验②检验的离子是 (填离子符号)；实验①和③说明：在过量的情况下，溶液中仍含有 (填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应 (填“能”或“不能”)进行完全。 （5）丁组同学向盛有溶液的试管中加入几滴酸化的溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为 。 22．某学习小组为认识铁及其化合物的性质、分散系的性质做了如下一组综合实验，根据实验流程回答相关问题： （1）请写出Fe2O3与①反应的离子方程式： 。 （2）向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液最终生成Fe(OH)3浊液，该过程的现象为 ，此过程中发生的氧化还原反应为(用化学方程式表式) 。 （3）将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，并继续煮沸至红褐色，制得的分散系③为 ，把它与FeCl3溶液、Fe(OH)3浊液的区别开来的实验方法是 。 23．某化学兴趣小组拟用如下图装置(2个三颈烧瓶及其他仪器)制备氢氧化亚铁并观察其颜色。提供化学药品：铁屑、稀硫酸、氢氧化钠溶液。 （1）稀硫酸应放在 中(填写仪器名称)。 （2）本实验通过控制A、B、C三个开关，可将仪器中的空气排尽，具体操作为：关闭开关 ，打开开关 ，打开分液漏斗活塞；待反应一段时间排尽空气后，再关闭开关 ，打开开关 ，就可观察到氢氧化亚铁的颜色。试分析实验开始时需排尽装置中空气的理由 （用化学反应方程式作答）。 探究思考  ： 反应后将装置B中固体过滤时白色沉淀会逐渐转变为灰绿色。在查阅不同资料后，有同学认为灰绿色物质是Fe(OH)2被空气中的氧气氧化后生成的Fe3(OH)8。 （3）Fe3(OH)8中n(Fe2+):n(Fe3+) = ，用氧化物的形式表示可写成 。 24．在常温下，与水并不起反应，但在高温下，与水蒸气可发生反应。应用下列装置，在硬质玻璃管中放入还原性铁粉和棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“与水蒸气的反应实验”。请回答下列问题： （1）仪器A的作用是 。 （2）硬质玻璃管B中发生反应的化学方程式为 。 （3）实验中先点燃酒精灯a再点燃酒精喷灯，可能的原因是 。 （4）无水硫酸铜粉末变蓝色，黑色氧化铜变红说明铁跟水蒸气反应生成的气体为 (填化学式)。 （5）某同学利用反应后的固体物质进行如下实验： ①某同学发现实验中加入过量新制氯水，放置一段时间后，深红色会逐渐褪去，褪色后的溶液中继续滴加溶液，又出现红色，则褪色的原因可能是 。 ②该同学想用高锰酸钾酸性溶液检验淡黄色溶液中是否含有离子，写出检验反应的离子方程式 。 ③该同学想用淡黄色溶液制溶液，可加入过量的 ，写出该反应离子反应方程式 。 （6）以物质的类别为横坐标，化合价为纵坐标绘制的图象叫价类图。如下图是铁的价类图，Y物质为 ，写出Y在潮湿的空气中转化为图中同类别物质的化学方程式 。 25．某兴趣小组利用下列试剂：铁粉、锌粉、0.1mol/LFeCl2溶液、KSCN溶液、双氧水，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）用所给试剂写出体现Fe2+具有还原性的反应的离子反应方程式： 。 （2）设计实验方案，完成下列表格。 探究内容 实验方案 实验现象 探究Fe3+的化学性质 取少量0.1mol/LFeCl3溶液，往溶液中加入足量铁粉，再加入少量KSCN溶液 加入铁粉后，溶液变成 ；加入KSCN溶液后，溶液变成 。 结论：Fe3+具有 性 （3）该兴趣小组未说明“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 。 （4）电子工业中用过量的FeCl3溶液溶解电路板，产生的废液中含FeCl3、CuCl2和FeCl2.由该废液回收铜并得到净水剂(FeCl3·6H2O)的步骤如下： Ⅰ． 废液中加入过量铁粉，过滤； Ⅱ． 向Ⅰ的滤渣中加入过量试剂A，充分反应后，过滤，得到铜； Ⅲ． 合并Ⅰ和Ⅱ中的滤液，通入足量氯气； Ⅳ ……，得到FeCl3·6H2O晶体。 ①试剂A是 ； ②取少量步骤Ⅲ所得的溶液于试管中，能够证明通入氯气足量的是 ； a．检验Cl2的存在         b．检验Fe3+的存在          c．检验Fe2+的不存在 学科网（北京）股份有限公司2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第12讲 铁的多样性 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 铁单质 1．铁元素的存在 （1）铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位，主要是以＋2价和＋3价化合物的形态存在于矿石中。 2．物理性质 色、态 密度 熔点 导热性、延展性 导电性 银白色固体 7.86g·cm－3 1538℃ 良好 比铜、铝差 3．化学性质 （1）与酸反应生成氢气（以稀盐酸为例） ①化学方程式：Fe+2HClFeCl2+H2↑ ②离子方程式：Fe+2H+＝Fe2++H2↑ （2）与某些盐溶液发生置换反应（以硫酸铜为例） ①化学方程式：CuSO4+FeFeSO4+Cu ②离子方程式：Fe+Cu2+＝Fe2++Cu （3）与非金属反应 ①与氧气反应：3Fe+2O2Fe3O4 ②与氯气反应：2Fe+3Cl22FeCl3 （4）铁与水的反应 ①常温：不反应 ②高温：3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2 （5）铁的冶炼 ①铁是目前产量最大，使用最广泛的金属。春秋初年，我国已掌握冶铁技术。 ②工业炼铁的原理是用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来。高炉炼铁是用CO还原铁矿石(如Fe2O3)，化学方程式为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。 4．人体中的铁元素 人体内的含铁化合物主要分为两类，即功能性铁和储存铁。人体缺铁，就会发生贫血。我国已实施在某些酱油中加入铁强化剂的措施。 知识点2 亚铁盐和铁盐 1．预测与假设 2．实验方案 （1）证明Fe3+只有氧化性，需加入还原剂，如铁、铜、锌等。 （2）证明Fe有还原性，需加入氧化剂，如稀硫酸、硫酸铜溶液等。 （3）证明Fe2+有氧化性，需加入还原剂，如Zn；证明其有还原性，需加入氧化剂，如氯水、稀硝酸等。 3．实验探究 （1）探究Fe3+的性质 ①实验现象：溶液由棕黄色变成浅绿色 ②实验结论：Fe3+具有氧化性 ③离子方程式：2Fe3++Fe3Fe2+ （2）探究Fe2+的性质 ①实验现象：溶液变成红色 ②实验结论：Fe2+具有还原性 ③离子方程式：2Fe2++Cl22Fe3++2Cl－ 知识点3 Fe3+和Fe2+的检验 1．Fe3+的检验 2．Fe2+的检验 （1）KSCN溶液-氯水法 （2）酸性高锰酸钾溶液法 知识点4 铁的氧化物和氢氧化物 一、铁的氧化物 1．物理性质 化学名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 铁元素化合价 +2 +3 +2、+3 俗称 \ 铁红 磁性氧化铁 色、态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 2．化学性质 （1）与盐酸反应（用离子方程式表示） ①FeO+2H+Fe2++H2O ②Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O ③Fe3O4+8H+2Fe3++Fe2++4H2O （2）铝热反应：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 二、铁的氢氧化物 Fe（OH）2 Fe（OH）3 颜色状态 白色固体 红褐色固体 与盐酸反应 Fe（OH）2+2HClFeCl2+2H2O Fe（OH）3+3HClFeCl3+3H2O 受热分解 \ 2Fe（OH）3Fe2O3+3H2O 教材习题01（P90） 0. 下列说法中，不正确的是（ ）。 A. FeCl₂溶液和 FeCl₃溶液都是黄色的 B. Fe (OH)₂是白色的，Fe (OH)₃是红褐色的 C. FeO、Fe₂O₃都能与盐酸反应 D. FeCl₃溶液、FeCl₂溶液都能与 NaOH 溶液反应 解题方法 解析：FeCl₂溶液浅绿色，FeCl₃溶液黄色，A 错误；Fe (OH)₂白色、Fe (OH)₃红褐色，FeO、Fe₂O₃能与盐酸反应，FeCl₃、FeCl₂溶液能与 NaOH 溶液反应。 【答案】A 教材习题04（P90） 4. 下列反应中，Fe³⁺表现出氧化性的是（ ）。 A. FeCl₃溶液使淀粉碘化钾试纸变蓝 B. 向FeCl₃溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀 C. 向FeCl₃溶液中加入AgNO₃溶液产生白色沉淀 D. 向FeCl₃溶液中加入少量铁粉，铁粉消失 解题方法 解析： A：反应2Fe³⁺ + 2I⁻ = 2Fe²⁺ + I₂，Fe³⁺得电子、化合价降，体现氧化性。 B：反应FeCl₃ + 3NaOH = Fe(OH)₃↓ + 3NaCl，是复分解反应，无化合价变化，Fe³⁺不体现氧化性。 C：反应FeCl₃ + 3AgNO₃ = 3AgCl↓ + Fe(NO₃)₃，是复分解反应，无化合价变化，Fe³⁺不体现氧化性。 D：反应2Fe³⁺ + Fe = 3Fe²⁺，Fe³⁺得电子、化合价降，体现氧化性。 【答案】AD。 考点一 铁的性质及应用 1.铁与水蒸气反应的实验装置如图所示 请思考探究下列问题 （1）实验时，是先加热湿棉花还是先加热还原铁粉？ （2）点燃肥皂液时有什么现象？ （3）该实验中湿棉花的作用是什么？ （4）为了加速反应，往往把还原铁粉分散于石棉绒上，其原因是什么？ （5）写出该反应的化学方程式，并用双线桥表示出电子转移的情况。 [解析]1.先加热湿棉花，产生水蒸气排尽装置内空气后，再加热还原铁粉，防止铁粉被空气氧化。 2.点燃肥皂液时，会听到爆鸣声（若收集的氢气较纯则是轻微 “噗” 声 ），因为反应生成氢气，氢气可燃。 3.湿棉花的作用是提供反应所需的水蒸气。 4.把还原铁粉分散于石棉绒上，是为了增大铁粉与水蒸气的接触面积，从而加快反应速率 。 [答案] （1）先加热湿棉花，让水蒸气充满装置。 （2）有爆鸣声，也可能燃烧。 （3）提供水蒸气。 （4）增大了水蒸气与铁粉的接触面积。 【思维拓展】单质铁的性质 1．铁的主要性质： 2．铁和水蒸气反应实验 （1）实验装置图 （2）注意事项 ①铁不能与冷水、热水反应，但高温下能与水蒸气反应。 ②加热仪器不能用酒精灯，而应用酒精喷灯 ③该实验中，圆底烧瓶中水的作用是提供反应需要的水蒸气。 ④圆底烧瓶中要加入少量沸石或碎瓷片，以防止水剧烈沸腾 ⑤实验结束时，先熄灭酒精喷灯，再熄灭酒精灯，以防止空气倒吸 ⑥干燥管中盛有碱石灰或无水氯化钙，吸收氢气中的水蒸气 考点二：亚铁、铁盐的性质 2．某溶液中加KSCN溶液，颜色无变化，再加氯水溶液变红，说明什么？发生的反应是什么？ [答案] 说明原溶液中无Fe3＋，有Fe2＋，2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。 3．某溶液中加KSCN溶液，溶液变红，然后加足量Fe粉，红色又褪去，说明什么？写出反应的离子方程式。 [答案] 原溶液中有Fe3＋，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。 4．如何通过实验证明Fe3O4中含有＋2价铁？ [答案] 取Fe3O4少许于试管中，加入稀H2SO4溶解，再向其中加入几滴酸性KMnO4溶液，若紫色褪去，证明Fe3O4中含Fe2＋。 5．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，然后加入KSCN溶液，溶液变为红色，说明原溶液中含有Fe2＋ C．向某溶液中加入NaOH溶液，生成红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋ D．向某溶液中加入NaOH溶液生成白色沉淀，又观察到沉淀颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe3＋，不含有Mg2＋ C [向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液呈红色，证明存在Fe3＋，不能证明没有Fe2＋，故A项错误；若原溶液中不含Fe2＋，含有Fe3＋，通入Cl2，加入KSCN溶液，溶液也变为红色，故B项错误；加入NaOH溶液，生成红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋，故C项正确；若存在Mg2＋，生成的氢氧化镁为白色沉淀，氢氧化铁沉淀的红褐色可掩盖氢氧化镁沉淀的白色，故D项错误。] 6．用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是( ) A．若无固体剩余，则溶液中一定有Fe3＋ B．若有固体存在，则溶液中一定有Fe2＋ C．若溶液中有Cu2＋，则一定没有固体析出 D．若溶液中有Fe2＋，则一定有Cu析出 B [FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上铜的反应为2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，所得的溶液中存在FeCl2和CuCl2，还可能有过量的FeCl3溶液，加入铁粉充分反应后，A项中若无固体剩余，说明原溶液中含有Fe3＋，反应后不一定还含有Fe3＋；B项中不管固体是铁粉还是铜粉，溶液中一定含有Fe2＋；C项中若溶液中有Cu2＋，可以有部分铜固体析出；D项中若溶液中有Fe2＋，不一定有Cu析出。] 7．某化学小组为验证Fe3＋与Fe2＋能够相互转化，进行如下实验。 实验操作 对应现象 ①向FeCl3溶液中加入过量铁粉 ②滴加KSCN溶液 ③再滴加几滴氯水 ⅰ.溶液由棕黄色变为浅绿色 ⅱ.溶液无明显变化 ⅲ.溶液变红 下列分析不合理的是( ) A．解释现象ⅰ的反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ B．实验②与③可以调换顺序 C．溶液变红涉及反应：Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋ D．氧化性：Cl2＞Fe3＋＞Fe2＋ B [向FeCl3溶液中加入过量铁粉，铁与Fe3＋反应生成Fe2＋，溶液由棕黄色变为浅绿色，A正确；先加氯水，再加KSCN溶液，溶液变红，不能排除Fe3＋的影响，故无法检验Fe2＋，B错误；滴入氯水后，Fe2＋被氧化为Fe3＋，C正确；由反应方程式可知，氧化性：Cl2＞Fe3＋＞Fe2＋，D正确。] 【思维拓展】亚铁盐的强还原性 1．转化关系 2．强还原性及其应用 （1）能够被Cl2、Br2氧化 ①除FeCl3溶液中的FeCl2溶液：2Fe2++Cl22Fe3++2Cl－ ②Br2：2Fe2++Br22Fe3++2Br－ （2）能够被O2氧化 ①反应：12Fe2++O2+6H2O8Fe3++4Fe（OH）3↓ ②保存：密封保存，防止O2将Fe2+氧化；加少量铁将Fe3+还原成Fe2+ （3）能够被酸性的H2O2氧化 ①反应：2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O ②应用：除去Fe3+中Fe2+的最佳方法 （4）与酸性条件下的MnO4－、NO3－、ClO－等离子不能大量共存 ①酸性MnO4－：5Fe2++MnO4－+8H+5Fe3++Mn2++4H2O ②酸性NO3－：3Fe2++NO3－+4H+3Fe3++NO↑+2H2O ③酸性ClO－：2Fe2++2H++ClO－2Fe3++H2O+Cl－ （5）还原性：I－＞Fe2+＞Br－ ①向FeBr2溶液通入Cl2，先氧化Fe2+，后氧化Br－ ②向FeI2溶液通入Cl2，先氧化I－，后氧化Fe2+ 【思维拓展】铁盐的强氧化性 1．转化关系 2．强氧化性及其应用 （1）与Fe反应 ①反应：2Fe3++Fe3Fe2+ ②应用：除去Fe2+中的Fe3+ （2）与Cu反应 ①反应：2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+ ②应用：电子工业上腐蚀铜印刷电路板 （3）Mg、Al、Zn等活泼金属 ①少量锌：2Fe3++Zn2Fe2++Zn2+ ②过量锌：2Fe3++3Zn2Fe+3Zn2+ （4）与KI溶液反应 ①反应：2Fe3++2I－2Fe2++I2（FeI3不存在的原因） ②应用：溶液颜色变化不明显，产生紫黑色沉淀 （5）与H2S反应 ①反应：2Fe3++H2S2Fe2++S↓+2H+ ②应用：溶液由棕黄色变成浅绿色，产生黄色沉淀 （6）与SO2反应 ①反应：2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++SO42－+4H+ ②应用：溶液由棕黄色变成浅绿色 3．含Fe2+、Fe3+的除杂问题： 主要成分 杂质 除杂方法 FeCl3（aq） FeCl2（aq） 加入氯水或H2O2 FeCl2（aq） FeCl3（aq） 加过量铁粉后过滤 FeCl2（aq） CuCl2（aq） 加过量铁粉后过滤 【思维拓展】Fe2＋、Fe3＋的检验 （1）直接观察颜色 （2）利用氢氧化物沉淀的颜色 （3）利用显色反应 （4）利用Fe2＋的还原性 注意：（1）同时含有Fe2＋和Fe3＋的溶液 Fe2＋对检验Fe3＋无干扰，可以滴加KSCN溶液检验Fe3＋；Fe3＋对检验Fe2＋有干扰，不能采用加KSCN溶液检验Fe2＋，通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去说明含有Fe2＋。 （2）检验铁的氧化物中是否有＋2价铁时，正确的思路为少量固体溶液紫红色褪去。 ①步骤a中不能选用盐酸，原因是酸性KMnO4溶液可以氧化盐酸。 ②步骤a中不能选用稀硝酸，原因是稀硝酸可以将Fe2＋氧化为Fe3＋。 考点三：铁的氧化物的性质及应用 8.铁的氧化物很多，在中学化学中经常提到FeO、Fe2O3和Fe3O4，而且在一定条件下它们之间是可以相互转化的。例如：在1400℃以上的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4。下列有关说法正确的是（ ）。 A．FeO、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体 B．Fe3O4常写成FeO·Fe2O3，其中既有+2价的Fe，又有+3价的Fe，所以Fe3O4是一种混合物 C．热稳定性：Fe2O3＞Fe3O4 D．FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应，而且反应类型均为复分解反应 【解析】选D。Fe2O3为红棕色粉末，A选项错误；Fe3O4是一种混合型的化合物，不是混合物，B选项错误；在1400℃以下热稳定性：Fe2O3＞Fe3O4，在1400℃以上热稳定性：Fe3O4＞Fe2O3，C选项错误；FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸发生复分解反应，生成相应价态的金属氯化物和水，D选项正确。 【思维拓展】铁的氧化物的性质 1．Fe3O4的结构和性质 （1）结构：Fe3O4中有2个铁显+3价，1个铁显+2价，相当于由FeO和Fe2O3按照物质的量比1∶1组成的混合型氧化物，可以写成的FeO·Fe2O3形式。 （2）性质：具有FeO和Fe2O3的双重性质 ①与强氧化剂反应：FeO被氧化成Fe3+ ②与强还原剂反应：Fe2O3被还原成Fe2+ 2．化学性质 （1）与非氧化性酸（如稀盐酸）发生复分解反应 ①FeO：FeO+2H+Fe2++H2O ②Fe3O4：Fe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2O ③Fe2O3：Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O （2）与氧化性酸（如稀硝酸）发生复分解反应或氧化还原反应 ①FeO：3FeO+10H++NO3－3Fe3++NO↑+5H2O ②Fe3O4：3Fe3O4+28H++NO3－9Fe3++NO↑+14H2O ③Fe2O3：Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O （3）与还原性酸（如氢碘酸）发生复分解反应或氧化还原反应 ①FeO：FeO+2H+Fe2++H2O ②Fe3O4：Fe3O4+8H++2I－3Fe2++I2+4H2O ③Fe2O3：Fe2O3+6H++2I－2Fe2++I2+3H2O （4）能够被某些还原剂还原 ①H2：FeO+H2Fe+H2O ②CO：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2（高炉炼铁的主反应） ③C：Fe3O4+2C3Fe+2CO2↑ ④Al：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3（铝热反应） 考点三：制备纯净的氢氧化亚铁沉淀 【思维拓展】铁的氢氧化物的性质及制备 1．铁的氢氧化物的化学性质 （1）热不稳定性 ①Fe（OH）3：2Fe（OH）3Fe2O3+3H2O ②Fe(OH)2：Fe（OH）2FeO+H2O（隔绝空气） （2）与稀盐酸反应 ①Fe（OH）3：Fe（OH）3+3H+Fe3++3H2O ②Fe(OH)2：Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2O （3）与稀硝酸反应 ①Fe（OH）3：Fe（OH）3+3H+Fe3++3H2O ②Fe(OH)2：3Fe（OH）2+10H++NO3－3Fe3++NO↑+8H2O （4）与氢碘酸反应 ①Fe（OH）3：2Fe（OH）3+6H++2I－2Fe2++I2↓+6H2O ②Fe(OH)2：Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2O 2．铁的氢氧化物的制备 （1）方法：可溶性盐和可溶性碱反应 ①烧碱：Fe2++2OH－Fe（OH）2↓、Fe3++3OH－Fe（OH）3↓ ②氨水：Fe2++2NH3·H2OFe(OH)2↓+2NH4+、Fe3++3NH3·H2OFe(OH)2↓+3NH4+ （2）制备纯净的Fe(OH)2沉淀 ①水煮沸：除去水中溶解的氧气 ②管入水：胶头滴管插入液面以下，防止滴加过程中带入氧气 ③加油膜：液面上滴加几滴植物油、苯、汽油等，以隔绝空气 ④利用产生的氢气排空气：先打开止水夹，使产生的氢气排除装置内的空气同时在B试管上部产生类似油膜的“氢气层”，反应一段时间后关闭止水夹，使氢气压将硫酸亚铁溶液压入NaOH溶液中反应生成Fe(OH)2沉淀。 知识导图记忆 知识目标复核 1. 了解铁元素存在形式、物理性质及化学性质与应用。 2. 掌握亚铁盐和铁盐的性质、相互转化及实验探究方法。 3. 学会Fe³⁺和Fe²⁺的多种检验方法及注意事项。 4. 知晓铁的氧化物的物理性质、化学性质及相关反应。 5. 明确铁的氢氧化物的性质、制备方法及实验要点。 6. 掌握铁及其化合物“价－类”二维图的转化规律。 7. 学会运用实验检验补铁剂中铁元素的价态。 一、单选题 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。由此判断铁华粉是指（      ） A．铁粉 B．醋酸亚铁 C．食盐 D．氢氧化铁 【答案】B 【解析】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，由信息可知，Fe与醋酸反应生成铁华粉，即中药材铁华粉是指醋酸亚铁，答案选B。 【点睛】利用元素守恒，判断产物比较方便。 2．铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，白色沉淀迅速变为灰绿色，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是 A．Fe(OH)3　Fe2O3 B．Fe(OH)2　Fe2O3 C．Fe(OH)2　Fe(OH)3 D．Fe(OH)2　Fe3O4 【答案】B 【解析】铁屑溶于过量的稀硫酸，反应生成硫酸亚铁，硫酸亚铁与足量氨水反应生成氢氧化亚铁白色沉淀，在空气中氢氧化亚铁容易被空气中的氧气氧化成氢氧化铁，氢氧化铁为红褐色沉淀，受热分解生成红棕色三氧化二铁，故选B。 3．用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验（部分夹持装置已略去），下列有关说法不正确的是（    ） A．装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气 B．装置B中发生反应的化学方程式是 C．装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰 D．点燃装置D处的气体前必须检验气体的纯度 【答案】B 【解析】A．装置A中液态水在加热的条件下产生水蒸气，故其作用是为实验提供持续不断的水蒸气，选项A正确； B。Fe与水蒸气在高温下发生反应生成和，反应的化学方程式是 ，选项B错误； C．氢气属于中性气体，可以用碱石灰干燥，选项C正确； D．氢气在点燃之前应该先检验其纯度，防止发生爆炸，选项D正确。 答案选B。 4．下列反应的化学方程式不正确的是 A．常温时钠与纯氧反应： B．在空气中加热： C．在硫酸反应： D．铁粉与反应： 【答案】A 【解析】A．常温时，金属钠与氧气反应只生成氧化钠；加热或点燃时，钠与氧气反应生成过氧化钠，A错误； B．在空气中加热会被氧化为，方程式为：，B正确； C．与硫酸反应时，发生非氧化还原反应，生成相应化合价的硫酸盐，方程式为：，C正确； D．铁粉与反应时，氯气能将Fe氧化为+3价，方程式为：，D正确； 故答案为：A。 5．高铁酸钾(K2FeO4)是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂，在水处理过程中，高铁酸钾转化为Fe(OH)3胶体，制备高铁酸钾的流程如图所示。下列叙述不正确的是    A．反应I的化学方程式是2Fe+3Cl22FeCl3 B．反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3 C．污水处理过程中产生的Fe(OH)3胶体使悬浮物聚沉，利用了胶体具有较强吸附能力的特点 D．K2FeO4可以把废水中的CN-转化为两种无毒气体，反应中CN-是还原剂 【答案】B 【解析】A．铁与氯气反应生成氯化铁，化学方程式是2Fe+3Cl22FeCl3，A正确； B．反应Ⅱ中Cl元素化合价由+1价降低为-1价，Fe元素化合价由+3价升高到+6价，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2，B错误； C．胶体具有吸附性，可以吸附悬浮于水中的固体小颗粒而使其发生聚沉，C正确； D．K2FeO4处理废水中的CN-时生成两种无毒气体，根据原子守恒，两种无毒气体应该是N2和CO2，N元素和C元素的化合价均升高，故CN-是还原剂，D正确； 故选B。 6．红热的铁与水蒸气反应及其部分产物的验证实验装置如图所示，夹持装置已略去，下列有关该实验的说法错误的是 A．浓硫酸的作用是干燥生成的气体 B．实验过程中，可观察到盛有氧化铜的硬质玻璃管中固体颜色由红色变为黑色 C．实验过程中，干燥管中无水硫酸铜由白色变为蓝色，是由于氢气与氧化铜反应生成的水使其变蓝 D．该实验中涉及的反应不一定均为氧化还原反应 【答案】B 【解析】A．浓硫酸的作用为吸收氢气中混有的水蒸气，防止对后续实验造成干扰，A正确； B．盛有氧化铜的硬质玻璃管中发生反应，黑色的氧化铜被氢气还原为红色的铜，B错误； C．干燥管中无水硫酸铜由白色变为蓝色，是由于氢气与氧化铜反应生成的水使其变蓝，发生反应,C正确； D．为非氧化还原反应，D正确； 故选B。 7．下列关于金属铁及其化合物的说法不正确的是 A．能与反应生成，故钢瓶不能用于保存液氯 B．氯化铁溶液可腐蚀覆铜板，可用于印刷电路板 C．在碱性环境易被氧化，在空气中较难保存 D．不稳定，在空气中受热迅速转化为 【答案】A 【解析】A．常温下Fe与干燥氯气不反应，则可用钢瓶储运液氯，故A错误； B．三价铁离子能够氧化铜生成铜离子和二价铁离子，所以可以用于印刷电路板的制作，故B正确； C．具有还原性，在空气中能被氧气氧化为Fe(OH)3，不易保存，故C正确； D．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，部分被氧化，氧化生成Fe3O4，故D正确； 故选A。 8．把一定量铁粉放入氯化铁溶液中，完全反应后，所得溶液中Fe2+和Fe3+的浓度恰好相等．则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比为 A．1:4 B．3：2 C．1：2 D．2：3 【答案】D 【分析】根据铁粉与氯化铁溶液的反应，进行简单计算解答。 【解析】设已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量分别为x、y。据Fe+2Fe3+=3Fe2+，生成Fe2+的物质的量为1.5x，据题意有1.5x＝y，解得x:y＝2:3。 本题选D。 9．下列实验操作和现象、结论或目的有错误的是 选项 操作和现象 结论或目的 A 向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加溶液滴，溶液呈红色 红砖中含有氧化铁 B 还原得到的黑色固体加入盐酸溶解后再加入溶液，溶液不显红色 黑色固体中没有 C 取少量试样溶解，滴加溶液，溶液变为红色 该试样已变质 D 向某溶液中通入，然后再加入溶液，变红色 原溶液中可能含有 【答案】B 【解析】A．向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加硫氰化钾溶液滴，溶液呈红色说明红砖中含有氧化铁，故A正确； B．若黑色固体中有四氧化三铁，四氧化三铁溶于盐酸生成的铁离子能与铁反应生成亚铁离子：，向反应后的溶液中加入硫氰化钾溶液，溶液也不显红色，则一氧化碳还原氧化铁得到的黑色固体加入盐酸溶解后再加入硫氰化钾溶液，溶液不显红色不能说明黑色固体中没有四氧化三铁，故B错误； C．溶液中铁离子能与SCN-反应生成红色的硫氰化铁，亚铁离子不能与SCN-反应，所以取少量硫酸亚铁试样溶解，滴加硫氰化钾溶液，溶液变为红色，说明硫酸亚铁已经变质，故C正确； D．假设原溶液中存在亚铁离子，向溶液中通入氯气，氯气可以将Fe2+氧化为Fe3+，然后再加入硫氰化钾溶液，溶液会变红色，假设原溶液中不存在亚铁离子而存在铁离子，向溶液中通入氯气后再加入硫氰化钾溶液，溶液也会变红色，所以原溶液中可能含有亚铁离子，故D正确； 故选B。 10．如图为铁元素的价类二维图，“”表示物质间的转化关系。下列说法正确的是 A．铁与水蒸气在高温条件下反应可实现转化① B．FeO在空气中受热可实现转化② C．溶解于足量稀硝酸可实现转化④ D．高铁酸盐(FeO)具有强氧化性，可用于杀灭水中细菌 【答案】D 【解析】A．铁与高温水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，不能实现转化①，故A错误； B．FeO在空气中受热，迅速被氧化为四氧化三铁，故B错误； C．稀硝酸具有氧化性，溶解于足量稀硝酸反应生成Fe3+，故C错误； D．高铁酸根离子中铁元素的化合价为最高价+6价，所以高铁酸盐具有强氧化性，可用于杀菌消毒，故D正确； 故选D。 11．下列关于铁元素的化合物描述错误的项目数是 代表物 类别 铁元素价态 部分性质描述 氧化物 价 具有磁性的黑色晶体 碱 价 白色，在空气中迅速变成灰绿色最终变成红褐色 碱 价 红褐色，对热很稳定 盐 价 溶液中的能被Mg还原成 A．1项 B．2项 C．3项 D．4项 【答案】B 【解析】四氧化三铁中铁元素化合价既有+2价又有+3价，四氧化三铁铁元素化合价描述错误；氢氧化铁受热易分解生成氧化铁和水，氢氧化铁的部分性质描述错误；共有2项错误，答案选B。 12．下列反应的离子方程式书写正确的是 A．铁与盐酸反应：2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑ B．氯化亚铁溶液与氯水反应：Fe2++Cl2 = Fe3++2Cl- C．氯化铁溶液与金属铜反应：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ D．氧化铁与盐酸反应： 2Fe3++3O2-+6H+=2Fe3++3H2O 【答案】C 【解析】A．铁与盐酸反应生成二价铁，正确的离子反应为：Fe+2H+=Fe2++H2↑，故A错误； B．电荷不守恒，正确的反应为：2Fe2++Cl2 = 2Fe3++2Cl-，故B错误； C．氯化铁溶液与金属铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，离子反应为：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，故C正确； D．氧化物应写化学式，离子反应为：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，故D错误； 故选：C。 13．维生素C又称“抗坏血酸”，能帮助人体将食物中摄取的、不易吸收的Fe3+转化为易吸收的Fe2+，下列有关分析错误的是 A．维生素C具有还原性 B．Fe3+转化为Fe2+发生了氧化反应 C．维生素C药片应隔绝空气保存 D．向Fe3+的溶液中加入Cu，也能将Fe3+转化为Fe2+ 【答案】B 【解析】A．维生素C能够将Fe3+转化为易吸收的Fe2+，Fe元素化合价降低，得到电子被还原，说明维生素C具有还原性，A正确； B．Fe3+转化为Fe2+时，Fe元素化合价降低，得到电子被还原，发生了还原反应，B错误； C．维生素C药片具有强的还原性，容易被空气中的氧气氧化，因此应隔绝空气保存，C正确； D．向Fe3+的溶液中加入Cu，会发生反应：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，因此Cu单质也能将Fe3+转化为Fe2+，D正确； 故合理选项是B。 14．下列试剂不能使转化为的是 ①新制氯水②溶液③酸性溶液④溶液⑤盐酸⑥溶液 A．①②③ B．①③④ C．②④⑤ D．②⑤⑥ 【答案】D 【解析】要使转化为，需加入强氧化性物质，②溶液、⑤盐酸、⑥溶液均没有强氧化性。故选：D。 15．下列除杂方案错误的是 选项 被提纯的物质 杂质 除杂试剂 A 溶液 B 溶液 Fe粉 C 溶液 气体 D 溶液 KOH 加入溶液 【答案】D 【解析】A．Fe2+具有还原性，加入H2O2，可以将Fe2+氧化为Fe3+，而且H2O2的还原产物为水，不会引入新杂质，故A正确； B．铁的还原性大于铜，混合液中加入足量的铁粉，反应生成铜和硫酸亚铁，过滤后得到铜和铁粉的混合物，滤液为纯净的硫酸亚铁溶液，故B正确； C．碳酸钠溶液与足量的二氧化碳反应生成碳酸氢钠，能够除去杂质且不引入新杂质，故C正确； D．除去KNO3溶液中的KOH，加入FeCl3溶液，虽然能生成Fe(OH)3沉淀，但引入了新杂质Cl-，故D错误； 故选D。 16．元素的“价---类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。如图为铁元素的“价---类”二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是 A．铁与水蒸气在高温下的反应可实现上述转化① B．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化②生成红棕色粉末 C．由图可预测：高铁酸盐()具有强氧化性，可用于消毒。与水反应最终可生成Fe (OH)3胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可用作净水剂 D．加热Fe(OH) 3发生转化⑥，加水溶解可实现转化③ 【答案】C 【分析】根据铁元素不同的价态，不同的存在形式，具有不同的性质，综合分析。 【解析】A．铁与高温水蒸气反应时生成Fe3O4，A错误； B．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速反应生成Fe3O4，B错误； C．由图可预测：高铁酸盐()中的铁元素处于最高价态，容易得到电子，具有强氧化性，可用于消毒，发生还原反应后最终可生成Fe(OH)3胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可用作净水剂，C正确； D．加热Fe(OH) 3分解生成Fe2O3和水，而Fe(OH)3不溶于水，D错误； 故本题选C。 二、多选题 17．纳米级四氧化三铁是应用最为广泛的软磁性材料之一。共沉淀法是目前制备纳米四氧化三铁的重要方法，其流程如图所示：    下列说法错误的是 A．该制备反应属于氧化还原反应 B．共沉淀法中FeSO4•7H2O和FeCl3•6H2O的物质的量之比最好为1∶2 C．通过检验滤液中是否存在Na+可以判断氢氧化钠是否过量 D．另一种水热法制备Fe3O4纳米颗粒的总反应为3Fe2++2S2O+O2+xOH-Fe3O4↓+S4O+2H2O，则每消耗3molOH-，有1.5molFe2+被氧化 【答案】AC 【解析】A．分析题图信息可知，溶液A和溶液B混合后加入NaOH溶液生成Fe3O4：Fe2++2Fe3++8OH-Fe3O4↓+4H2O，没有元素化合价变化，因此该制备反应不属于氧化还原反应，A错误； B．Fe3O4，可以写成FeO•Fe2O3，N(Fe2+)∶N(Fe3+)=1∶2，则共沉淀法中FeSO4•7H2O和FeCl2•6H2O的物质的量之比最好为1∶2，B正确； C．Na+不参与制备反应，过滤后Na+留在滤液中，无论NaOH溶液过量还是少量，滤液中都存在Na+　，C错误； D．根据电荷守恒可得，另一种水热法制备Fe3O4纳米颗粒的总反应为3Fe2++2S2O+O2+4OH-Fe3O4↓+S4O+2H2O，每消耗4molOH-，有2molFe2+被氧化，则每消耗3molOH-，有1.5molFe2+被氧化，D正确； 故选AC。 三、填空题 18．铁及其化合物的“价—类”二维图如下。 回答下列问题： （1）预测既有氧化性又有还原性，其依据是 。 （2）检验溶液中的，常用的试剂是 。 （3）氧化铁和铝粉可用于野外焊接钢轨，发生置换反应，用化学方程式表示反应原理 。 （4）白色的在空气中极不稳定，最终变为红褐色物质，请解释其原因(用化学方程式回答) 。 （5）向溶液中滴加氯水，反应的离子方程式是 。 【答案】（1）铁元素为+2价，处于中间价态 （2）KSCN溶液 （3） （4） （5） 【分析】根据铁盐和亚铁盐的性质和检验方法分析解答 【解析】（1）中元素显价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性。 （2）Fe3+与KSCN溶液相遇显血红色，所以检验溶液中的Fe3+，常用的试剂是KSCN溶液； （3）氧化铁和铝粉在高温下反应生成铁和氧化铝，反应的化学方程式为； （4）具有较强还原性，易被空气中的氧化，最终生成红褐色的，化学方程式为。 （5）氯气与FeCl2反应生成氯化铁，反应的离子方程式为。 四、解答题 19．如图所示装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时颜色的变化。实验时必须使用铁屑和6mol/L的硫酸，其他试剂任选。填写下列空白。 （1）B中盛一定量的NaOH溶液，A中预先加入的试剂是 ，A中反应的离子方程式是： 。 （2）实验开始时就先将活塞E (填“打开”或“关闭”)，C中收集到气体的主要成分是 。 （3）简述生成Fe(OH)2的操作过程 。 （4）拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，写出有关反应的化学方程式： 。 【答案】 铁屑 Fe+2H+=Fe2++H2↑ 打开 H2 关闭活塞E，使FeSO4溶液压入B瓶中进行反应 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 【分析】制取氢氧化亚铁使用的试剂是硫酸亚铁和氢氧化钠溶液，但是一定要注意隔绝空气，防止氧气将生成的氢氧化亚铁氧化，所以B装置中是氢氧化钠，A是产生硫酸亚铁的装置，为保证其进入B中，要借助氢气产生的压强，根据实验试剂以及原理分析解答。 【解析】（1）B中盛一定量的NaOH溶液，A是产生硫酸亚铁的装置，A中必须提供亚铁离子，所以应预先加入铁粉，在分液漏斗中加入稀硫酸，A中反应的离子方程式是Fe+2H+=Fe2++H2↑，故答案为：铁屑；Fe+2H+=Fe2++H2↑； （2）为防止生成的氢氧化亚铁被氧化，需利用稀硫酸和铁反应产生的氢气排尽装置中的空气，所以实验开始时要打开活塞E，使生成的气体进入装置B和C，一方面能除去A和B装置中的空气，另一方面能防止安全事故的发生，C装置中收集的气体主要是氢气，故答案为：打开；H2； （3）铁和硫酸反应有氢气生成，关闭活塞E，导致A装置中氢气增多，气体的压强增大，使FeSO4溶液被压入B瓶中反应生成氢氧化亚铁，故答案为：关闭活塞E，使FeSO4溶液压入B瓶中进行反应； （4）氢氧化亚铁不稳定，容易被空气中的氧气氧化生成红褐色的氢氧化铁，反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故答案为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。 20．某同学利用如图所示实验装置进行铁与水蒸气反应的实验，并对反应后硬质试管中固体物质的组成进行了探究。 请回答下列问题： （1）该反应的化学方程式是 ，硬质试管中湿棉花的作用是 。 （2）该同学对反应后硬质试管中固体物质的组成提出了如下假设。 假设1：只有。 假设2：只有 。(填化学式) 假设3：既有也有。 （3）为了验证反应后硬质试管中固体物质的组成，该同学进行了定量研究：称量反应前固体物质的质量为，反应后固体物质的质量为。从数据分析，反应后硬质试管中固体物质的组成成分为 。 【答案】（1） 提供反应需要的水蒸气 （2）Fe3O4 （3）Fe和Fe3O4 【分析】试管中进行铁粉和水蒸气的反应，反应生成的氢气用肥皂泡收集，以此解题。 【解析】（1）高温条件下水蒸气与还原铁粉反应可以生成四氧化三铁和氢气，化学方程式为；湿棉花是用来提供反应需要的水蒸气； （2）若铁粉完全反应，则反应后的固体只有，若部分反应则为和，若没有发生反应则只有，所以假设2为只有； （3）反应前的固体为铁粉，铁粉的物质的量为，完全反应可知生成的质量为，而大于、小于，说明铁粉未完全反应，固体为和。 21．某班同学用如下实验探究、的性质。回答下列问题： （1）分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成的溶液。在溶液中需加入少量铁屑，其目的是 。 （2）甲组同学取溶液，加入几滴氯水，再加入1滴溶液，溶液变红，说明可将氧化。溶液与氯水反应的离子方程式为 。 （3）乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在溶液中先加入煤油，再于液面下先后加入几滴氯水和1滴溶液，溶液变红，煤油的作用是 。 （4）丙组同学取溶液，加入溶液混合。分别取此溶液于3支试管中进行如下实验： ①第一支试管中加入充分振荡、静置，层显紫色； ②第二支试管中加入1滴溶液，生成蓝色沉淀； ③第三支试管中加入1滴溶液，溶液变红。 实验②检验的离子是 (填离子符号)；实验①和③说明：在过量的情况下，溶液中仍含有 (填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应 (填“能”或“不能”)进行完全。 （5）丁组同学向盛有溶液的试管中加入几滴酸化的溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为 。 【答案】（1）防止Fe2+被氧化 （2） （3）隔绝空气(排除氧气对实验的影响) （4）Fe2+ Fe3+ 不能 （5） 【解析】（1）容易被空气中的氧化为，由可知，配制亚铁盐溶液时加入少量铁屑能防止被氧化； （2）氯气有强氧化性，能将氧化为，离子方程式为； （3）煤油不溶于水且密度比水小，浮在溶液上面，能隔绝空气，排除氧气对实验的影响； （4）与铁氰化钾溶液反应生成蓝色的铁氰化亚铁沉淀，离子方程式为，则实验②检验的离子是；由实验①推断，与溶液发生氧化还原反应，生成物中含有，实验③说明过量的情况下，溶液中仍含有；由上述现象推断，没有完全被还原为，即与溶液发生的氧化还原反应不能进行完全； （5）是强氧化剂，能将氧化成，则有； 22．某学习小组为认识铁及其化合物的性质、分散系的性质做了如下一组综合实验，根据实验流程回答相关问题： （1）请写出Fe2O3与①反应的离子方程式： 。 （2）向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液最终生成Fe(OH)3浊液，该过程的现象为 ，此过程中发生的氧化还原反应为(用化学方程式表式) 。 （3）将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，并继续煮沸至红褐色，制得的分散系③为 ，把它与FeCl3溶液、Fe(OH)3浊液的区别开来的实验方法是 。 【答案】（1）Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O （2）生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 （3）胶体 Fe(OH)3浊液可通过直接观察可以区别出来，而胶体与FeCl3溶液两种分散系，其中胶体有丁达尔效应，FeCl3溶液没有丁达尔效应 【分析】Fe2O3发生反应后变为FeCl3可知是Fe2O3与盐酸反应可知①是盐酸，三氯化铁有氧化性可以和铁单质反应生成氯化亚铁；另外把三氯化铁滴入沸水中可以制得氢氧化铁胶体，据此解题； 【解析】（1）Fe2O3发生反应后变为FeCl3可知是Fe2O3与盐酸反应，离子方程式为：Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O ；故答案为：Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O； （2）向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液先生成Fe(OH)2，Fe(OH)2是白色沉淀，容易被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，这个过程的现象为：生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，发生氧化还原反应的反应是Fe(OH)2被氧化的反应，化学方程式是：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；故答案为：生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色； 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3； （3）将FeCl3饱和溶液滴入沸水中并继续煮沸至红褐色，制得Fe(OH)3胶体；胶体与FeCl3溶液、Fe(OH)3浊液这三种分散系，其中Fe(OH)3浊液可通过直接观察可以区别出来，而胶体与FeCl3溶液两种分散系，其中胶体有丁达尔效应，FeCl3溶液没有丁达尔效应。 23．某化学兴趣小组拟用如下图装置(2个三颈烧瓶及其他仪器)制备氢氧化亚铁并观察其颜色。提供化学药品：铁屑、稀硫酸、氢氧化钠溶液。 （1）稀硫酸应放在 中(填写仪器名称)。 （2）本实验通过控制A、B、C三个开关，可将仪器中的空气排尽，具体操作为：关闭开关 ，打开开关 ，打开分液漏斗活塞；待反应一段时间排尽空气后，再关闭开关 ，打开开关 ，就可观察到氢氧化亚铁的颜色。试分析实验开始时需排尽装置中空气的理由 （用化学反应方程式作答）。 探究思考  ： 反应后将装置B中固体过滤时白色沉淀会逐渐转变为灰绿色。在查阅不同资料后，有同学认为灰绿色物质是Fe(OH)2被空气中的氧气氧化后生成的Fe3(OH)8。 （3）Fe3(OH)8中n(Fe2+):n(Fe3+) = ，用氧化物的形式表示可写成 。 【答案】 分液漏斗 A BC B A 4Fe(OH)2+O2+2H2O= 4Fe(OH)3 1:2 FeO ·Fe2O3 ·4H2O 【分析】用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，结合装置分析可知，开启BC，关闭A，需要在三颈瓶2中加入铁单质，分液漏斗中是稀硫酸，利用反应生成氢气排净装置中的空气，可以收集C处的气体检验是否是纯净的氢气，将仪器中的空气排尽后，然后关闭B，开启AC，利用生成的氢气在装置2中压强增大，把硫酸亚铁溶液压入装置3的氢氧化钠溶液中，反应生成白色氢氧化亚铁白色沉淀，可观察到氢氧化亚铁的颜色为白色沉淀。 （1）分液漏斗中为稀硫酸，和装置2中的铁反应生成硫酸亚铁和氢气； （2）利用反应生成氢气排净装置中的空气，可以收集C处的气体检验是否是纯净的氢气，将仪器中的空气排尽后，然后关闭B，开启AC，利用生成的氢气在装置2中压强增大，把硫酸亚铁溶液压入装置3的氢氧化钠溶液中，反应生成白色氢氧化亚铁白色沉淀； （3）Fe3(OH)8中三个Fe总化合价为+8价，则有两个+3的Fe一个+2价Fe，据此写出其氧化物形式。 【解析】（1）此实验目的是制备氢氧化亚铁，先用铁和稀硫酸反应制备硫酸亚铁，此反应在装置2中进行，稀硫酸是溶液，应盛放在分液漏斗中，即应盛放在1处D的分液漏斗中， 故答案为：分液漏斗； （2）实验时，可关闭开关A，打开开关 BC，打开分液漏斗活塞；待反应一段时间排尽空气后，再关闭开关B，打开开关A，可将生成的硫酸亚铁溶液排到右侧装置中生成氢氧化亚铁，防止发生， 故答案为：A；BC；B；A；； （3）Fe3(OH)8中三个Fe总化合价为+8价，则有两个+3的Fe一个+2价Fe则n(Fe2+):n(Fe3+) =1:2，用氧化物的形式表示可写成FeO ·Fe2O3 ·4H2O， 故答案为：1:2；FeO ·Fe2O3 ·4H2O。 【点睛】用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，结合装置分析可知，开启BC，关闭A，需要在三颈瓶2中加入铁单质，分液漏斗中是稀硫酸，利用反应生成氢气排净装置中的空气，可以收集C处的气体检验是否是纯净的氢气，将仪器中的空气排尽后，然后关闭B，开启AC，利用生成的氢气在装置2中压强增大，把硫酸亚铁溶液压入装置3的氢氧化钠溶液中，反应生成白色氢氧化亚铁白色沉淀，可观察到氢氧化亚铁的颜色为白色沉淀。 24．在常温下，与水并不起反应，但在高温下，与水蒸气可发生反应。应用下列装置，在硬质玻璃管中放入还原性铁粉和棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“与水蒸气的反应实验”。请回答下列问题： （1）仪器A的作用是 。 （2）硬质玻璃管B中发生反应的化学方程式为 。 （3）实验中先点燃酒精灯a再点燃酒精喷灯，可能的原因是 。 （4）无水硫酸铜粉末变蓝色，黑色氧化铜变红说明铁跟水蒸气反应生成的气体为 (填化学式)。 （5）某同学利用反应后的固体物质进行如下实验： ①某同学发现实验中加入过量新制氯水，放置一段时间后，深红色会逐渐褪去，褪色后的溶液中继续滴加溶液，又出现红色，则褪色的原因可能是 。 ②该同学想用高锰酸钾酸性溶液检验淡黄色溶液中是否含有离子，写出检验反应的离子方程式 。 ③该同学想用淡黄色溶液制溶液，可加入过量的 ，写出该反应离子反应方程式 。 （6）以物质的类别为横坐标，化合价为纵坐标绘制的图象叫价类图。如下图是铁的价类图，Y物质为 ，写出Y在潮湿的空气中转化为图中同类别物质的化学方程式 。 【答案】（1）为B中的反应提供水蒸气 （2） （3）防止铁粉被装置中的空气(或氧气)氧化 （4） （5）被过量的氯水氧化 铁粉 （6） 【分析】根据实验铁粉与水蒸气在高温下反应生成Fe3O4和H2，A装置水蒸气的产生装置，B为铁粉与水蒸气反应的装置，C安全瓶，D为氢气的干燥装置，E和无水硫酸铜，为氢气的检验装置，以此来解析； 【解析】（1）仪器A的名称为圆底烧瓶； （2）硬质玻璃管B中发生的反应为铁与水蒸气的反应生成Fe3O4和H2，反应方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2(g)； （3）加热时铁能够与氧气反应，反应前应该先将装置内的空气排尽； （4）无水硫酸铜粉末变蓝色，说明反应产生了水，黑色氧化铜变红，说明有还原性性气体参与反应，根据元素守恒可知铁跟水蒸气反应生成的气体为H2； （5）①褪色后的溶液中继续滴加KSCN溶液，又出现红色，说明三价铁离子仍然存在，褪色的原因是硫氰化钾具有还原性，能够被氯气氧化； ②酸性高锰酸钾与亚铁离子发生氧化还原反应生成铁离子和锰离子，根据锰的化合价由+7价降低为+2价，铁的化合价由+2价升高为+3价，根据化合价升降守恒和原子守恒和电荷守恒配平的离子方程式为：5Fe2++MnO+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O； ③淡黄色溶液为铁离子，铁离子的化合价为+3价，变为二价铁，化合价降低，需要加还原价，加入铁，反应的离子方程式为：2Fe3++Fe=3Fe2+； （6）根据铁的价类图，Y物质为碱且为+2价，且为铁，所以为Fe(OH)2；Fe(OH)2在潮湿的空气中转化为同类别的物质只能为Fe(OH)3，铁的化合价由+2价变为+3价，化合价升高，需要氧化剂，潮湿的空气中有氧气氧化，反应的化学方程式：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3； 25．某兴趣小组利用下列试剂：铁粉、锌粉、0.1mol/LFeCl2溶液、KSCN溶液、双氧水，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）用所给试剂写出体现Fe2+具有还原性的反应的离子反应方程式： 。 （2）设计实验方案，完成下列表格。 探究内容 实验方案 实验现象 探究Fe3+的化学性质 取少量0.1mol/LFeCl3溶液，往溶液中加入足量铁粉，再加入少量KSCN溶液 加入铁粉后，溶液变成 ；加入KSCN溶液后，溶液变成 。 结论：Fe3+具有 性 （3）该兴趣小组未说明“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 。 （4）电子工业中用过量的FeCl3溶液溶解电路板，产生的废液中含FeCl3、CuCl2和FeCl2.由该废液回收铜并得到净水剂(FeCl3·6H2O)的步骤如下： Ⅰ． 废液中加入过量铁粉，过滤； Ⅱ． 向Ⅰ的滤渣中加入过量试剂A，充分反应后，过滤，得到铜； Ⅲ． 合并Ⅰ和Ⅱ中的滤液，通入足量氯气； Ⅳ ……，得到FeCl3·6H2O晶体。 ①试剂A是 ； ②取少量步骤Ⅲ所得的溶液于试管中，能够证明通入氯气足量的是 ； a．检验Cl2的存在         b．检验Fe3+的存在          c．检验Fe2+的不存在 【答案】（1）2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O （2）浅绿色 无明显变化 氧化 （3）Zn+Fe2+=Fe+Zn2+ （4）盐酸 ac 【解析】（1）Fe2+具有还原性，可以被双氧水氧化，反应的离子反应方程式为2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O； （2）取少量0.1mol/LFeCl3溶液，往溶液中加入足量铁粉，Fe与Fe3+反应生成Fe2+，溶液由黄色变成浅绿色；溶液中没有Fe3+，加入KSCN溶液后，溶液无明显变化； （3）FeCl2溶液与锌粉反应生成氯化锌和铁，反应的离子方程式为Zn+Fe2+=Fe+Zn2+； （4）①因第1步所加入的铁粉是过量的，故需要加入盐酸除去过量的铁粉； ②如果氯气过量，则溶液中有氯气存在；如果氯气不过量，溶液中也有Fe3+的存在；氯气与Fe2+反应生成Fe3+，故没有Fe2+说明氯气过量； 故选ac。 学科网（北京）股份有限公司2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 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