第1节 铁的多样性 第2课时（同步讲义） 化学鲁科版2019必修第一册

第3章　物质的性质与转化 第1节 铁的多样性 第2课时 铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物 教学目标 1．从物质类别、元素价态的角度，依据复分解反应规律和氧化还原反应原理，预测含有铁元素的物质的性质及物质之间的转化，设计实验进行初步验证，并能分析解释有关实验现象，培养科学探究与创新意识的化学核心素养。 2．利用含有铁元素的物质的性质和转化关系，设计制备、分离、检验等简单任务的方案；能从物质类别和元素价态变化的角度说明物质的转化路径，培养证据推理与模型认知的意识。 3．分别根据含有铁元素的物质的性质，分析生产、生活中的实际问题，如补铁剂中铁元素价态的检验、线路板废液的回收利用等，培养科学态度与社会责任的化学核心素养。 重点和难点 重点：铁、铁的氧化物、铁的氢氧化物的性质及不同价态间的转化 难点：铁的化合物的相互转化及在生活生产中的应用。 ◆知识点一 铁单质 1. 铁的物理性质 色、态 密度 熔点 抗腐蚀性 导热性、 延展性 导电性 特性 银白色固体 7.86 g·cm－3 1 538 ℃ 较差 良好 比铜、铝差 能被磁铁吸引 2.铁的化学性质 (1)与酸反应生成氢气： 与盐酸、硫酸反应的离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。 (2)与某些盐溶液发生置换反应： 与硫酸铜溶液反应的离子方程式为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。 (3)与非金属反应 a．与氧气反应：3Fe＋2O2Fe3O4。 b．与氯气反应：2Fe＋3Cl22FeCl3。 (4)铁与水的反应： ①铁与冷水或热水不反应。 ②铁与水蒸气的反应。 实验装置 实验现象 试管内得到黑色固体；用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声 实验结论 铁与水蒸气在高温条件下发生反应生成Fe3O4和H2，化学方程式为 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 注意事项 湿棉花的作用：提供水蒸气；肥皂液的作用：收集氢气 特别提醒 如何检验铁和水蒸气反应的固态产物中铁元素的价态？ 提示：取少量固体于试管中，加入稀硫酸（不能用盐酸）溶解，将溶液分成两份，一份加入酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色，说明溶液中含有Fe2＋；另一份加入KSCN溶液，溶液显红色，说明溶液中含有Fe3＋。 即学即练 1. 铁在自然界中分布广泛，但由于不易冶炼，因而人类对铁的利用是比较晚的，据考证，我国在公元前700年左右才知冶铁。铁在一定条件下，跟下列有关物质的反应，所得产物错误的是(　　) A．Fe FeCl3　　　　 B．Fe FeS C．Fe Fe(OH)3 D．Fe Fe3O4 【答案】C 【解析】Cl2是强氧化剂，可将Fe氧化成FeCl3，故A正确；S是弱氧化剂，可将Fe氧化成FeS，故B正确；Fe与H2O(g)反应生成Fe3O4，而不是Fe(OH)3，故C错误；Fe在O2中燃烧生成Fe3O4，故D正确。 2．还原铁粉与水蒸气反应的装置如下图所示，下列有关该实验的说法正确的是（　　） A．反应生成Fe2O3 B．肥皂液的主要作用是检验生成的H2 C．湿棉花的主要作用是冷却试管，防止炸裂 D．铁粉与水蒸气反应后，可立即用磁铁将剩余铁粉分离出来 【答案】B 【解析】Fe在高温条件下可与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，A错误；肥皂液用于检验生成的氢气，方法为用点燃的火柴靠近吹起的肥皂泡，若有爆鸣声，则说明生成了H2，B正确；湿棉花的主要作用是提供水蒸气，C错误；产物Fe3O4具有磁性，也可以被磁铁吸引，因此不能用磁铁分离，D错误。 ◆知识点二 铁的氧化物 1.铁的氧化物的物理性质及用途 名称 氧化亚铁 三氧化二铁 四氧化三铁 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 — 铁红 磁性氧化铁 铁元素的化合价 +2 +3 +2、+3 颜色、状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色固体 (具有磁性) 溶解性 都不溶于水 用途 用作色素 用作油漆、涂料、油墨的红色颜料 磁性材料 2.铁的氧化物的化学性质： （1）从物质类别角度，铁的氧化物都能和酸反应生成相应的盐和水。写出下列氧化物和稀盐酸反应的离子方程式： ①FeO：FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O； ②Fe2O3：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O　； ③Fe3O4：Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O　。 （2）从化合价角度，铁的氧化物都具有氧化性，其中FeO中Fe元素的化合价为＋2价，化合价还可以升高，具有还原性。 ①FeO不稳定，在空气中受热被氧化生成Fe3O4，FeO在反应中表现还原性。 ②铝热反应 实验装置 实验现象 a.镁条剧烈燃烧，并发出耀眼白光。 b．三氧化二铁与铝粉剧烈反应，放出大量的热，火星四射。 c．纸漏斗下面被烧穿，有红热熔融物落入蒸发皿中。 d．熔融物冷却后变黑，能被磁铁吸引 实验结论 铁的氧化物与铝粉在高温下可发生反应，置换出铁。反应的化学方程式为2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，Fe2O3在反应中表现氧化性 即学即练特别提醒 （1）铝热剂：铝粉与难熔金属氧化物的混合物。 （2）铝热反应：铝与某些难熔金属氧化物在高温条件下发生的置换反应。 （3）铝热反应的原理：利用金属铝的强还原性，铝单质与其他金属氧化物之间发生置换反应，产生大量的热。 （4）铝热反应的应用：铝与三氧化二铁反应放出大量的热，该反应常用于焊接钢轨、制备金属纳米复合材料等。 1．铁有多种氧化物，下列关于铁的氧化物说法正确的是(　　) A．“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，可能是来自氧化亚铁 B．Fe2O3是红棕色粉末，俗称磁性氧化铁，常用作红色油漆和涂料 C．Fe3O4中Fe元素的化合价有＋2价和＋3价，因而Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物 D．铁的氧化物都是碱性氧化物 【答案】A 【解析】青色在光谱中是介于绿色和蓝色之间的颜色，研究认为“青色”的产生与瓷釉内的FeO的存在有关，A正确；Fe2O3是红棕色粉末，常用作红色油漆和涂料，俗称磁性氧化铁的是Fe3O4，但Fe3O4不是FeO与Fe2O3的混合物，故B、C错误；铁的氧化物中FeO、Fe2O3属碱性氧化物，Fe3O4不是碱性氧化物，D错。 2．四氧化三铁（Fe3O4）的组成可表示为FeO·Fe2O3，下列关于Fe3O4的说法不正确的是（　　） A.Fe3O4是一种混合物 B．FeO在空气中受热能迅速被氧化为Fe3O4 C．Fe3O4与盐酸反应的产物中铁的价态有两种 D．Fe3O4俗称磁性氧化铁，常用作磁性材料 【答案】A 【解析】Fe3O4是一种铁的氧化物，属于纯净物，A错误；＋2价铁具有较强还原性、容易被氧化，FeO在空气中受热能迅速被氧化为Fe3O4，B正确；Fe3O4中铁元素呈＋2、＋3价，与盐酸反应得到氯化亚铁、氯化铁，故产物中铁的价态有两种，C正确；Fe3O4具有磁性，俗称磁性氧化铁，常用作磁性材料，D正确。 ◆知识点三 铁的氢氧化物 1.铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色和溶解性 白色固体,不溶于水 红褐色固体,不溶于水 稳定性 在空气中易转化为 Fe(OH)3　 受热易分解:2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 与盐酸反应(离子方程式) Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2O Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O 制备 Fe2++2OH-Fe(OH)2↓ Fe3++3OH-Fe(OH)3↓ 转化 化学方程式 4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3 现象 白色絮状沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色  2.铁的氢氧化物的制备 在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液，然后各滴入NaOH溶液。 FeCl3溶液 FeSO4溶液 加入NaOH溶液后的现象 产生红褐色沉淀 生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色 离子方程式 Fe3++3OH-Fe(OH)3↓ Fe2++2OH-Fe(OH)2↓(白色) 4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3 特别提醒 防止Fe(OH)2被氧化的方法 (1)将配制溶液的蒸馏水煮沸,除去溶液中的氧气。 (2)将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入盛有亚铁盐溶液的试管底部,并慢慢挤出NaOH溶液。 (3)在亚铁盐溶液上面充入保护气,如H2、N2、稀有气体等。 (4)在亚铁盐溶液上面加保护层,如苯、植物油等。 即学即练 1．实验室用FeCl2和烧碱制备Fe（OH）2，为了使产物不容易被氧化，下列说法不正确的是（　　） A．配制FeCl2和烧碱溶液所用的蒸馏水通常要煮沸 B．可在FeCl2溶液的上面加一层煤油，以隔绝空气 C．向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入溶液中 D．产生Fe（OH）2沉淀后，不能振荡试管 【答案】C 【解析】向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，要将胶头滴管的尖嘴伸入FeCl2溶液液面以下，防止氢氧化钠溶液在滴入时接触空气溶有氧气，C错误。 2.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6 mol·L－1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中应预先加入的试剂是________，A中反应的离子方程式是________________________________________。 (2)实验开始时先将止水夹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】(1)铁屑　Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑　(2)打开　H2　(3)关闭止水夹E，A中压强增大，把FeSO4溶液压入B瓶中进行反应　(4)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 【解析】实验开始时先打开止水夹E，让生成的H2把A、B装置中的空气排出，让Fe(OH)2在H2气氛中生成，以便较长时间观察Fe(OH)2的颜色。H2充满B后关闭止水夹E，A中的FeSO4溶液沿竖直长导管进入B瓶，与NaOH反应。 一、铁单质 1．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 1 538 ℃ 良好 比铜、铝差 2.化学性质 (1)与酸反应生成氢气： 与盐酸、硫酸反应的离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。 (2)与某些盐溶液发生置换反应： 与硫酸铜溶液反应的离子方程式为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。 (3)与非金属反应 a．与氧气反应：3Fe＋2O2Fe3O4。 b．与氯气反应：2Fe＋3Cl22FeCl3。 (4)铁与水的反应： 铁与水蒸气反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 二、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)FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O (2)铝热反应化学方程式为2Al＋ Fe2O32Fe＋Al2O3。 三、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(写化学方程式) Fe(OH)2＋2HCl===FeCl2＋2H2O Fe(OH)3＋3HCl===FeCl3＋3H2O 受热分解(写化学方程式) \ 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 实验室制备Fe(OH)2装置的改进 改进后装置①的优点: 将配制溶液的蒸馏水煮沸,除去溶解的氧气,然后用苯液封,防止空气溶解,装有NaOH溶液的滴管插入液面下慢慢挤出溶液,这些操作均能防止Fe(OH)2与氧气接触,避免其被氧化,因此能较长时间观察到白色沉淀。 装置②③的优点: 铁粉与稀硫酸反应生成的氢气排尽了装置内的空气,同时试管内剩余的氢气起到保护气的作用,防止了Fe(OH)2与氧气接触,避免其被氧化,因此能较长时间观察到白色沉淀。 特别提醒 制备Fe（OH）2的四个关键点 （1）Fe2＋极易被氧化，所以FeSO4溶液要现用现配。 （2）为了防止Fe2＋被氧化，配制FeSO4溶液的蒸馏水和NaOH溶液要煮沸，尽可能除去O2。 （3）为了防止滴加NaOH溶液时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液的液面下，再挤出NaOH溶液。 （4）为防止Fe2＋被氧化，还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有机物，以隔绝空气。　 实践应用 1．下列说法正确的是（　　） A．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热生成红棕色粉末 B.赤铁矿主要成分是Fe2O3，Fe2O3俗称铁红，常用于制作红色油漆和涂料 C．向热的氢氧化钠溶液中滴加饱和FeCl3溶液，制备Fe（OH）3胶体 D．工业上曾经通过反应：3Fe＋4NaOHFe3O4＋2H2↑＋4Na↑生产金属钠，该反应利用的原理是铁的还原性比钠的强 【答案】B 【解析】FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热被氧化生成黑色粉末四氧化三铁，故A错误；赤铁矿主要成分是Fe2O3，Fe2O3俗称铁红，常用于制作红色油漆和涂料，故B正确；向热的氢氧化钠溶液中滴加饱和FeCl3溶液，得到Fe（OH）3沉淀，得不到胶体，故C错误；工业上曾经通过反应：3Fe＋4NaOHFe3O4＋2H2↑＋4Na↑生产金属钠，该反应利用的原理是铁的沸点比钠的高，故D错误。　 2．下列有关铁元素的代表物的描述错误的是（　　） 选项 代表物 物质类别 铁元素价态 部分性质描述 A Fe 单质 0价 在氯气中燃烧生成FeCl2 B Fe（OH）2 碱 ＋2价 不稳定，易被氧化 C Fe2O3 碱性氧化物 ＋3价 红棕色粉末 D FeCl2 盐 ＋2价 水溶液能和氯气反应 【答案】A 【解析】Fe为单质，元素化合价为0价，在氯气中燃烧生成FeCl3，A错误；Fe（OH）2属于碱，Fe元素化合价为＋2价，性质不稳定，易被氧化，B正确；Fe2O3为红棕色粉末，可与酸反应生成盐和水，属于碱性氧化物，Fe元素化合价为＋3价，C正确；FeCl2属于盐，Fe元素化合价为＋2价，具有还原性，其水溶液可与氯气发生氧化还原反应，D正确。 考点一 铁单质 【例1】3将一枚洁净的铁钉浸入稀硫酸中,下列叙述正确的是(　　)。 ①铁钉表面产生气泡　②溶液由无色逐渐变为浅绿色 ③铁钉的质量减小　④溶液的质量减小 A.②③ B.①②④ C.①②③ D.①②③④ 【答案】C 【解析】根据反应Fe+H2SO4FeSO4+H2↑可知,反应过程中铁钉逐渐溶解,铁钉表面产生气泡,溶液变为浅绿色。 解题要点 将一枚洁净的铁钉浸入稀硫酸，反应过程中铁钉逐渐溶解,铁钉表面产生气泡,溶液变为浅绿色。 【变式1-1】下列关于铁的叙述错误的是（　　） A．纯净的铁是光亮的银白色金属 B．铁能被磁铁吸引 C．铁是导电性最强的金属 D．铁具有延展性和导热性，可以制作炊具 【答案】C 【解析】铁的导电性比铜、铝的差，C错误。 【变式1-2】某同学欲在实验室中完成铁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,E为酒精喷灯,G为带有铁丝网罩的酒精灯。 对比两装置,回答下列问题: (1)如何检查乙装置的气密性? 　 。  (2)乙装置中湿沙子的作用是　 。  (3)B处发生反应的化学方程式为　 。  (4)该同学认为在乙装置的导管口处点燃反应产生的气体,装置H必不可少,H的作用是 　 。  (5)对比甲、乙两装置的B和K,B的优点是 　 。  【答案】(1)向H中加入水没过导管口,连接好装置,微热K,若H中导管口出现气泡,停止加热后导管中出现水柱,证明气密性良好(其他合理答案也可)　(2)提供水蒸气　(3)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2　(4)干燥氢气,降低氢气中水蒸气的含量　(5)使用石棉绒,增大了水蒸气与铁粉的接触面积,使反应充分进行 考点二 铁的氧化物 【例2】铁有多种氧化物，下列关于铁的氧化物说法正确的是(　　) A．“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，可能是来自氧化亚铁 B．Fe2O3是红棕色粉末，俗称磁性氧化铁，常用作红色油漆和涂料 C．Fe3O4中Fe元素的化合价有＋2价和＋3价，因而Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物 D．铁的氧化物都是碱性氧化物 【答案】A 【解析】青色在光谱中是介于绿色和蓝色之间的颜色，研究认为“青色”的产生与瓷釉内的FeO的存在有关，A正确；Fe2O3是红棕色粉末，常用作红色油漆和涂料，俗称磁性氧化铁的是Fe3O4，但Fe3O4不是FeO与Fe2O3的混合物，故B、C错误；铁的氧化物中FeO、Fe2O3属碱性氧化物，Fe3O4不是碱性氧化物，D错。 解题要点 Fe2O3是红棕色粉末，常用作红色油漆和涂料，俗称磁性氧化铁的是Fe3O FeO、Fe2O3属碱性氧化物，Fe3O4不是碱性氧化物 【变式2-1】下列关于氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁的说法不正确的是（　　） A．铁元素的化合价不完全相同 B．氧元素的化合价完全相同 C．氧化亚铁俗称铁红，为红棕色粉末 D．铁在氧气中燃烧的产物为黑色固体 【答案】C 【解析】铁的三种氧化物中，氧元素的化合价完全相同，都为－2价，铁元素的化合价不完全相同，氧化铁中铁元素为＋3价，氧化亚铁中铁元素为＋2价，四氧化三铁中铁元素为＋2价和＋3价，A、B正确；氧化铁俗称铁红，是红棕色粉末，C错误；铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，是一种黑色固体，D正确。 【变式2-2】下列有关铁、铁矿石与铁的氧化物的说法正确的是（　　） A．在自然界中，不可能有游离态的铁存在 B．磁铁矿的主要成分是Fe3O4，Fe2O3俗称铁红 C．向某溶液中先通入Cl2，再加入KSCN溶液，溶液变为红色，说明原溶液中一定含有Fe2＋ D．铁的氧化物能与酸反应生成盐和水，因此Fe3O4、Fe2O3、FeO都是碱性氧化物 【答案】B 【解析】陨铁中存在游离态的铁，A错误；磁铁矿的主要成分是磁性氧化铁，化学式为Fe3O4，赤铁矿俗称铁红，其主要成分是Fe2O3，可用于生产红色颜料和红色油漆，B正确；若原溶液中存在Fe3＋，通入Cl2后加入KSCN溶液，溶液也为红色，C错误；Fe2O3、FeO与酸反应都生成盐和水，二者都是碱性氧化物，但Fe3O4与酸反应生成两种盐，不属于碱性氧化物，D错误。 考点三 铁的氢氧化物 【例3】某同学欲利用如下图所示装置制取能较长时间存在的Fe（OH）2，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是（　　） A．X可以是稀硫酸或NaOH溶液 B．实验开始时应先关闭止水夹a、打开b，再向烧瓶中加入X C．反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀 D．反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，则Fe（OH）2可较长时间存在 【答案】D 【解析】乙装置中盛有NaOH溶液，甲装置内反应生成FeSO4后，利用产生的气体压入乙装置内生成Fe（OH）2。甲装置内制取FeSO4溶液，分液漏斗中盛放的X是稀硫酸，A不正确；制取Fe（OH）2，需先排尽装置内的空气，应先打开止水夹a、b，让分液漏斗中液体流下，使生成的H2将两装置内的空气排出，一段时间后关闭止水夹a，利用产生的H2将甲装置中液体沿导管压入乙装置中，反应一段时间后，可在锥形瓶内观察到白色沉淀，B、C不正确。 解题要点 制取Fe（OH）2，实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸，需先排尽装置内的空气 【变式3-1】氢氧化亚铁的制造通常是向亚铁盐溶液中添加碱金属氢氧化物，由于容易被氧化，所以反应必须在较稳定的气体(例如氮气、氩气)中进行。在如图所示装置中，用不含O2的NaOH溶液、铁屑和稀硫酸制备。 (1)在试管Ⅰ中加入的试剂是_____________________________________。 (2)在试管Ⅱ中加入的试剂是______________________________________。 (3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和试管Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是__________________________________。 (4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是________________ ____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 【答案】(1)稀硫酸、铁屑　(2)不含O2的NaOH溶液　(3)检验试管Ⅱ出口处排出的H2纯度，当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹　(4)试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入装置 【解析】试管Ⅱ是开口式的，无法利用产生的气体将溶液压入试管Ⅰ中，所以制取FeSO4应在试管Ⅰ中进行，而在试管Ⅱ中应加入不含O2的NaOH溶液。当把Fe与稀硫酸放入试管Ⅰ后，产生的H2可通过试管Ⅰ内的短导管排出试管Ⅰ内的空气，然后进入试管Ⅱ中，再排尽试管Ⅱ内的空气。最后关闭止水夹，试管Ⅰ内产生的H2无法逸出，H2产生的压强将试管Ⅰ内生成的FeSO4溶液通过长导管压入试管Ⅱ内，在此过程中，液体都处于H2氛围中，从而避免了溶解在溶液中的O2将反应生成的Fe(OH)2氧化成Fe(OH)3。 【变式3-2】已知A是一种常见金属，F是一种红褐色沉淀。试根据图中转化关系，回答下列问题。 (1)写出A、C、F、G的化学式 A．________　C．________　F．________　G．________。 (2)检验D中阳离子的方法为_____________________________________。 (3)写出下列转化的离子方程式或化学方程式。 ①E→F：__________________________________________________。 ②C→D：___________________________________________________。 【答案】(1)Fe　FeCl2　Fe(OH)3　Fe2O3 (2)取D溶液少许于洁净试管中，加入几滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含Fe3＋(合理即可) (3)①4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 ②2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ 【解析】　根据F是红褐色沉淀知F是Fe(OH)3，从而推知A为Fe，B为Fe3O4，C为FeCl2，D为FeCl3，E为Fe(OH)2，F为Fe(OH)3，G为Fe2O3，X为H2。 基础达标 1．实验室可用图装置制备。下列说法不正确的是 A．配制NaOH溶液和溶液的蒸馏水要提前煮沸 B．实验前可在溶液上面加一层煤油 C．得到的为红褐色固体 D．实验结束后的胶头滴管，要先用盐酸浸泡，再用水洗 【答案】C 【分析】如图，利用NaOH溶液与FeSO4溶液反应得到Fe(OH)2和Na2SO4，Fe(OH)2易被空气氧化。 【详解】A．和Fe(OH)2中铁元素呈+2，易被氧化，故配制NaOH溶液和溶液的蒸馏水要提前煮沸，除去水中溶解的氧气，A项正确； B．实验前可在溶液上面加一层煤油，浮在水面上，可隔绝空气，B项正确； C．得到的为白色固体，C项错误； D．实验结束后的胶头滴管含碱性溶液，要先用盐酸浸泡，再用水洗，D项正确。 故答案选C。 2．已知密度(苯)，下列实验操作能够制取并能较长时间观察到白色沉淀的是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】四个选项试剂都可制备氢氧化亚铁，根据ρ(CCl4)>ρ(H2O)>ρ(苯)可知，苯在硫酸亚铁溶液的上层，可以隔绝空气；四氯化碳在氯化亚铁溶液的下层，不能隔绝空气，则加有苯的试管能够制取Fe(OH)2并能较长时间观察到白色沉淀； 故选B。 3．下列关于铁及其化合物的叙述正确的是 A．氢氧化铁受热分解可制得 B．、都有磁性 C．不稳定，在空气里受热，能迅速被氧化 D．高温下，铁能与水蒸气反应生成 【答案】C 【详解】A．氢氧化铁受热分解可制得，A错误； B．Fe3O4具有磁性，Fe2O3无磁性，B错误； C．不稳定，在空气里受热，能迅速被氧化为，C正确； D．高温下，铁能与水蒸气反应生成和氢气，D错误； 故选C。 4．物质的类别和元素的价态是学习元素及其化合物的重要视角。铁元素的价类二维图如下图，其中箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法错误的是 A．可由、水蒸气高温反应制得 B．为防止转化为，需隔绝空气 C．氧化亚铁在空气里受热，能迅速变红 D．、、均可与盐酸反应，生成盐和水 【答案】C 【详解】A．可由、水蒸气高温反应制得，化学方程式为：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，A正确； B．易被空气中的氧气氧化为，为防止转化为，需隔绝空气，B正确； C．氧化亚铁在空气里受热会发生反应生成四氧化三铁，四氧化三铁是黑色的，C错误； D．与盐酸反应生成FeCl2和H2O，与盐酸反应生成FeCl3和H2O，中的铁元素呈+2和+3价，与盐酸反应生成FeCl3、FeCl2和H2O，三者均可与盐酸反应，生成盐和水，D正确； 故选C。 5．下列关于铁及其化合物的叙述正确的是 A．氢氧化铁受热分解可制得 B．、都有磁性 C．不稳定，在空气里受热，能迅速氧化成 D．高温下，铁能与水蒸气反应生成 【答案】C 【详解】A．氢氧化铁受热分解生成Fe2O3和水，即，可制得Fe2O3，A错误； B．Fe2O3无磁性，具有磁性，B错误； C． FeO不稳定，在空气里受热发生反应：，能迅速被氧化为，C正确； D．高温下，铁能与水蒸气反应：，即反应生成，D错误； 故选C。 6．铁粉和氧化铁粉末的混合物共13.6 g，加到足量的稀硫酸中，固体完全溶解，得到标准状况下1.12 L 氢气。经测定反应后的溶液中无Fe3+，则原混合物中铁和氧化铁的物质的量之比为 A．2︰1 B．3︰2 C．1︰3 D．1︰2 【答案】A 【详解】铁粉和氧化铁粉末加到稀硫酸中，反应后的溶液中无Fe3+，在此过程中发生的化学反应为：、、。反应后得到标准状况下1.12 L氢气的物质的量为0.05 mol，通过离子方程式计算出，在这一过程中消耗的铁粉的物质的量为0.05 mol，质量为，所以剩余的铁粉和氧化铁的质量为13.6g-2.8g=10.8 g。反应后，固体完全溶解且溶液中无Fe3+，表明和酸反应剩余的铁粉和Fe3+恰好完全反应，所以剩余的Fe和Fe3+的物质的量之比为1:2，Fe3+全部来自氧化铁，所以剩余的铁粉和氧化铁的物质的量之比为1∶1，设铁的物质的量为x mol，则，解得，所以氧化铁的物质的量为0.05 mol，铁粉的总物质的量为0.05+0.05=0.1 mol，原混合物中铁和氧化铁的物质的量之比为0.1∶0.05=2∶1，答案选A。 7．某小组利用如图装置较长时间观察到了白色Fe(OH)2沉淀。下列说法不正确的是 A．连接好装置后，需检查装置的气密性 B．小烧杯中水的作用是液封，防止空气进入试管 C．铁粉的主要作用是将可能生成的Fe3＋还原为Fe2＋ D．实现较长时间观察到白色Fe(OH)2沉淀要做到排除O2干扰 【答案】C 【分析】根据装置图可知：连接好装置后，先检查装置的气密性。左侧试管内利用铁与稀硫酸反应生成氢气，用氢气作保护气，反应一段时间后检验导管口排出气体的纯度，氢气纯时，说明空气排尽，导管口用水液封，再滴加氢氧化钠溶液与生成的硫酸亚铁溶液反应，在氢气作保护气的条件下保证了新制的氢氧化亚铁不被氧化，据此答题。 【详解】A．有气体生成的实验，连接好装置后，首先要检查装置的气密性，A正确； B．反应一段时间后检验导管口排出氢气为纯净时，说明空气排尽，导管口用水液封，防止空气进入试管，B正确； C．铁粉的主要作用是与稀H2SO4反应生成硫酸亚铁溶液，C错误； D．Fe(OH)2遇到氧气会被氧气氧化成Fe(OH)3，所以在制取氢氧化亚铁时，要做到排除O2干扰，D正确； 故答案选：C。 8．下列有关铁及其化合物的说法中正确的是 A．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2 B．FeSO4溶液加入NaOH溶液可产生白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 C．铁溶于盐酸可得到FeCl3溶液和H2 D．除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入Cu粉，然后过滤 【答案】B 【详解】A．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2，A 错误； B．FeSO4溶液加入NaOH溶液可发生复分解反应产生Fe(OH)2白色沉淀，该物质不稳定，会被溶解在溶液中的O2氧化为红褐色Fe(OH)3，因此又会看到白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，B正确； C．铁溶于盐酸可得到FeCl2溶液和H2，C错误； D．向混合物中加入Cu粉，FeCl3与Cu反应产生FeCl2、CuCl2，又引入新的杂质，应该加入足量Fe粉，反应只生成FeCl2，然后过滤，就得到纯净FeCl2溶液，D错误； 故合理选项是B。 综合应用 9．某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的Fe(OH)2，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是 A．蒸馏烧瓶中反应的离子方程式是2Fe＋6H＋=2Fe3＋＋3H2↑ B．实验开始时应先关闭止水夹a、打开止水夹b，再向烧瓶中加入稀盐酸 C．反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀 D．反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，则Fe (OH)2可较长时间存在 【答案】D 【详解】A．蒸馏烧瓶中反应的离子方程式是Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，A错误； B．实验开始时应先打开止水夹a、b，利用生成的氢气将装置内的空气排出，然后关闭a，B错误； C．利用氢气的压强将氯化亚铁压入锥形瓶中，NaOH与氯化亚铁反应生成Fe(OH)2，立即观察到白色沉淀， C错误； D．反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，装置内空气及溶液中氧气均已除去，则Fe(OH)2可较长时间存在， D正确； 答案选D。 10．下列反应，其产物的颜色按红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列的是 ①金属钠在纯氧中燃烧 ②FeSO4溶液中滴入NaOH溶液，并在空气中放置一段时间 ③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液 ④无水硫酸铜放入医用酒精中 A．③②④① B．③②①④ C．③①②④ D．②③①④ 【答案】B 【详解】①金属钠在纯氧中燃烧生成淡黄色Na2O2； ②FeSO4溶液中滴入NaOH溶液，并在空气中放置一段时间，最终生成红褐色Fe(OH)3沉淀； ③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液，溶液变为血红色； ④无水硫酸铜放入医用酒精中，无水硫酸铜结合水生成蓝色； 红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列的是③②①④，选B。 11．下图所示实验方案无法达到预期实验目的的是 A．用甲制备少量Fe(OH)2 B．用乙制备少量Cl2 C．用丙鉴别纯碱与小苏打 D．用丁证明Na2O2与水反应放热 【答案】C 【详解】A．亚铁离子易被氧化，苯可隔绝空气，硫酸亚铁与NaOH溶液反应可制备氢氧化亚铁，故A正确； B．加热时浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气，图中固液加热装置可制备氯气，故B正确； C．加热时小苏打分解生成水，为防止生成的水倒流，试管口应略向下倾斜，故C错误； D．过氧化钠与水反应生成氧气且放热，脱脂棉燃烧可证明，故D正确； 故选：C。 12．下图为铁元素的“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．铁与水蒸气在高温条件下反应可实现上述转化① B．是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热生成红棕色粉末 C．由图可预测：高铁酸盐(含)具有强氧化性，可用于消毒。被还原为，最终可生成胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可用作净水剂 D．加热发生转化⑥，加水溶解可实现转化③ 【答案】C 【详解】A．铁与水蒸气在高温下反应生成，而不是，故A错误； B．是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速反应生成黑色晶体，故B错误； C．中的元素为价，易得到电子，具有强氧化性，可用于消毒，由题图可知可被还原为，最终可生成胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可用作净水剂，故C正确； D．受热分解生成，而不溶于水，加水不能转化为，故D错误； 故答案为：C。 13．“价类二维图”是学习元素化合物知识的高效模型。下图为铁元素的“价类二维图”，图中字母代表含铁元素的物质。下列判断正确的是 A．Y是一种红棕色粉末，常用作红色油漆和涂料 B．常温下，N在潮湿的空气中能稳定存在 C．酸性环境下，过氧化氢溶液可使Q转变为P D．Q可以是一种新型净水剂碱式硫酸铁 【答案】C 【详解】A．Y是是氧化亚铁，是黑色粉末，Z为氧化铁，是一种红棕色粉末，常用作红色油漆和涂料，故A错误； B．N是氢氧化亚铁，在常温下氢氧化亚铁能与氧气、水发生化合反应生成氢氧化铁，故B错误； C．Q是+2价的盐，P为+3价盐，过氧化氢具有氧化性，可将+2价的盐氧化为+3价盐，故C正确； D．Q是+2价的盐，P为+3价盐，P可以是一种新型净水剂碱式硫酸铁，故D错误； 故选C。 14．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。 【详解】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。 15．下列关于铁及其化合物，说法不正确的是 A．FeO不稳定，在空气中受热，能被迅速氧化成Fe2O3 B．某些食品(如麦片)中添加微量铁粉，可对人体起到补铁的作用 C．Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料 D．将几滴FeCl3饱和溶液滴入沸水中可得到Fe(OH)3胶体，能吸附水体中的悬浮物 【答案】A 【详解】A．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A项错误； B．麦片中添加少量细碎铁粉，铁会与胃酸反应生成易被人体吸收的氯化亚铁，可以给人体补铁，故B项正确； C．氧化铁是红棕色固体，常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，故C项正确； D．将几滴FeCl3饱和溶液滴入沸水中可得到Fe(OH)3胶体，胶体能吸附水体中的悬浮物，故D项正确； 故本题选A。 16．下图是某小组探究铁的氧化物成分的实验装置图(部分夹持仪器已省略)，取m g固体利用该装置测定固体的成分。当装置a中m g固体完全反应后，测得装置b的质量净增加n g，下列判断错误的是 A．当时，固体成分的化学式为 B．当时，取少量原固体溶于稀盐酸，发生的离子方程式为 C．若无装置c，会导致测定的固体氧化物中氧元素含量偏低 D．该装置的不足之处是没有CO的尾气处理装置 【答案】C 【分析】利用一氧化碳将铁的氧化物还原为单质铁，同时生成二氧化碳，在装置b中吸收二氧化碳，通过其增重来确定铁的氧化物中氧的量，以此解题。 【详解】A．当m:n= 40 : 33时，yCO+ FexOyxFe + yCO2，计算得到x:y=2:3，固体成分的化学式为Fe2O3，故A正确； B．当m:n= 29: 22时，结合反应化学方程式的定量关系，yCO+ FexOyxFe + yCO2，计算得到x:y=3:4，固体成分的化学式为Fe3O4，发生的离子方程式为Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O，故B正确； C．装置c的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳气体进入装置b中，若无装置c，会导致测定的固体氧化物中氧元素含量偏高，故C错误； D．CO有毒，不能直接排放，需要尾气处理，该装置的不足之处是没有CO的尾气处理装置，故D正确； 故选C。 17．赤铁矿和磁铁矿的主要成分分别是和。下列说法不正确的是 A．中铁元素的化合价为+3 B．和都属于氧化物 C．和CO的反应属于置换反应 D．中铁元素的质量分数比的高 【答案】C 【详解】A．根据化合物中各元素化合价代数和为0，中铁元素的化合价为+3，A正确； B．和均由两种元素组成，且其中一种元素为氧元素，均为氧化物，B正确； C．和CO反应生成二氧化碳和铁单质，属于氧化还原反应，无单质参加反应，不属于置换反应，C错误； D．根据计算可知，中铁元素的质量分数：，中铁元素的质量分数：，D正确； 答案选C。 拓展培优 18．向盛有一定量氧化铁的烧杯中不断滴入稀硫酸(如图所示)，下列说法正确的是 A．氧化铁的化学式为FeO B．铁在纯氧中燃烧可得到FeO C．完全反应后，所得液体属于混合物 D．稀硫酸中所含的微粒仅为和 【答案】C 【详解】A．氧化铁的化学式为，A错误； B．铁在纯氧中燃烧可得到，B错误； C．氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水，完全反应后所得液体为硫酸铁溶液，即为混合物‌，C正确； D．稀硫酸中所含的微粒为、、及，D错误； 故选C。 19．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象。下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．铁与高温水蒸气的反应可实现上述①转化 B．加热Fe(OH)3发生转化⑥，Fe2O3加水溶解可转化为Fe(OH)3 C．维生素C能将Fe3+转化为Fe2+，该过程中维生素C作氧化剂 D．中的铁为+6价，具有较强的氧化性，可以作为消毒剂使用 【答案】D 【详解】A．高温下铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，不能实现上述①转化，A错误； B．加热Fe(OH)3发生转化⑥分解生成氧化铁，氧化铁不能溶于水，Fe2O3加水溶解不能转化为Fe(OH)3，B错误； C．维生素C具有还原性，可将Fe3+转化为Fe2+，该过程中维生素C作还原剂，C错误； D．中铁元素的化合价为+6价，处于较高价态，因此具有强氧化性，具有杀菌消毒作用，可以作为消毒剂使用，D正确； 故选D。 20．铁及其重要化合物之间的部分转化关系如图所示。 (1)下列金属矿物中用于冶炼金属铁的是 (填序号)； a．金红石(TiO2) b．赤铁矿(Fe2O3) c．辉铜矿(Cu2S) (2)实现Fe转化为Fe2+可选用足量的 (填序号)； a．稀盐酸             b．氢氧化钠溶液         c．稀硝酸 (3)在点燃的条件下，Fe与足量Cl2剧烈反应后，将产物溶于水，再滴加KSCN溶液，则溶液变为 色，证明产物为FeCl3，写出氯气和铁反应的化学方程式为 ； (4)某同学将FeSO4溶液与NaOH溶液混合，未观察到白色沉淀，分析原因是生成的Fe(OH)2易被空气中的O2氧化，请你设计一个防止Fe(OH)2被O2氧化的实验方案 【答案】 b a 血红色 2Fe+3Cl22FeCl3 先向硫酸亚铁溶液上覆盖一层煤油，再将吸有氢氧化钠溶液的胶头滴管插入硫酸亚铁溶液中，轻轻挤入，让两者在液面下反应即可得氢氧化亚铁 【详解】、 (1) 用于冶炼金属铁，可知化合物含Fe元素，只有赤铁矿符合，故答案为：b； (2) Fe转化为Fe2+，Fe与弱氧化剂反应，只有稀盐酸符合，与NaOH不反应，硝酸具有强氧化性，故答案为： a； (3) 氯气具有强氧化性，与Fe反应生成氯化铁，铁离子遇KSCN溶液为血红色，则点燃的条件下，Fe与足量Cl2剧烈反应后，将产物溶于水，再滴加KSCN溶液溶液变为血红色，证明产物为FeCl3，该反应的化学方程式2Fe+3Cl22FeCl3，故答案为：血红色，2Fe+3Cl22FeCl3； (4) 防止Fe(OH)2被O2氧化的实验方案为在FeSO4溶液表面加入适量的煤油，隔绝空气，在硫酸亚铁溶液的液面下挤出胶头滴管中的NaOH，故答案为： 先向硫酸亚铁溶液上覆盖一层煤油，再将吸有氢氧化钠溶液的胶头滴管插入硫酸亚铁溶液中，轻轻挤入，让两者在液面下反应即可得氢氧化亚铁。 21．利用“价一类”二维图研究物质的性质是一种有效的学习方法。铁及其部分化合物的“价一类”二维图如图所示。 (1)X、Y的化学式分别为 、 。 (2)图中只具有还原性的物质是 (填化学式)。 (3)要证明FeCl2有氧化性，还原性的试剂分别为 、 。 (4)某实验小组设计如下实验探究亚铁盐的性质。 实验 操作 现象 Ⅰ 1.0mL 0.1mol/L溶液中滴入1.0mL 0.5mol/L NaOH溶液 生成白色沉淀，3min后沉淀基本变为红褐色 Ⅱ 1.0mL 0.1mol/L溶液中滴入1.0mL 0.5mol/L溶液 生成白色沉淀，3min后沉淀颜色几乎不变 ①对实验Ⅱ所得白色沉淀展开研究(已知在水中不能大量存在)： i．取Ⅱ中少量白色沉淀，充分洗涤，向其中加入稀硫酸，沉淀完全溶解，产生无色气泡； ⅱ．向i所得溶液中滴入KSCN试剂，溶液几乎不变红； ⅲ．向ⅱ所得溶液中再滴入少量溶液，溶液立即变为红色。 根据以上现象，实验Ⅱ中生成的白色沉淀的化学式为 。 ②研究过程中发现实验Ⅱ中白色沉淀在空气中久置最终也变为红褐色。则该沉淀的还原性比实验Ⅰ中所得的Fe(OH)2的还原性 (填“强”或“弱”)。 【答案】 Fe2O3 Fe(OH)2 Fe 锌(或铝等) 新制氯水(或酸性KMnO4溶液等氧化性较强的物质) FeCO3 弱 【详解】(1)由图可知，X是Fe元素化合价为＋3的氧化物，则X是Fe2O3； Y是Fe元素化合价为＋2的碱，则Y是Fe(OH)2； (2)单质Fe为铁元素的最低价态，化合价只能升高，只有还原性； (3)要证明FeCl2具有氧化性，则需使用还原剂，如锌，铝等还原性较强的金属； 要证明FeCl2具有还原性，则需使用氧化剂，如新制氯水、酸性KMnO4溶液等氧化性较强的物质； (4)①由ⅱ、ⅲ的现象可知该白色沉淀中含+2价铁，结合已知条件Fe(HCO3)2在水中不能大量存在，可推知该白色沉淀是FeCO3； ②FeCO3在空气中久置变为红褐色，证明FeCO3中的Fe从+2价被氧化到＋3价，但被氧化所需时间比Fe(OH)2被氧化所需时间长，即FeCO3比Fe(OH)2难被氧化，所以FeCO3的还原性比Fe(OH)2的还原性弱。 22．某“铁基脱氧剂”的主要成分是还原粉，使用一段时间后部分粉会变质为。将一包使用过一段时间后的脱氧剂用稀盐酸浸泡，浸泡过程中粉末表面有大量细小无色气泡产生。 (1)溶液中的反应有：、、 。 (2)甲同学用如下方法验证了溶液中的存在：取少量上层清液，加入某试剂X，出现白色沉淀，并很快变为灰绿色，将沉淀倾倒在滤纸上，沉淀逐渐变为红褐色。试剂X为 。滤纸上沉淀变化反应的化学方程式为 。 (3)乙同学另取少量上层溶液，滴加氯水后溶液呈棕黄色，再滴加溶液，溶液变红。滴加氯水后溶液变棕黄的离子方程式为 。丙同学认为不一定是由氯水反应得到的，理由是 ，改进方案是 。 【答案】 溶液(或氨水等) 原上层溶液中可能含有 先滴加溶液无明显现象，后滴加氯水，溶液变红 【分析】根据Fe2+、Fe3+的相互转化反应，及其检验方法分析解答。 【详解】(1)使用过一段时间的脱氧剂含和，用稀盐酸浸泡发生的反应有、、； (2)白色沉淀很快变为灰绿色，逐渐变为红褐色，是白色的被氧化成红褐色的的过程，则试剂X为溶液或氨水等。滤纸上沉淀变化的反应方程式为； (3)据(1)中反应可知，上层溶液中有、可能有，滴加氯水后溶液呈棕黄色的离子方程式为，再滴加溶液变红，可能是原溶液中的，也可能是由氯水和反应生成的。若先滴加溶液无明显现象，后滴加氯水溶液变红，则可证明是氯水氧化生成的。 23．易被空气中的氧气氧化，故制备时主要是避免氧气的介入。某学生利用稀硫酸A、铁粉B和某碱溶液C在实验室设计了如图装置制备白色固体。 (1)写出易被空气中的氧气氧化的方程式 。 (2)装置II盛放的溶液C是 (a.NaOH       b.)；配置该溶液时，为除去蒸馏水中溶解的常采用的方法是 。 (3)铁粉与稀硫酸制备的离子方程式为 ，的作用有 (填编号)。 a.驱赶装置内的空气 b.把物质B压入II中 c.保护白色不被空气氧化 (4)白色沉淀在 (填“锥形瓶I”或“锥形瓶II”)内生成，经在无氧环境中干燥处理，得到的白色粉末是很好的化工 (填“除酸剂”或“除氧剂”)。 【答案】(1) (2) a 煮沸 (3) abc (4) 锥形瓶II 除氧剂 【详解】（1）很容易被氧气氧化，先变成灰绿色，最后变成红褐色。发生反应：。 （2）要制得纯净的白色的，必须防止与氧气接触，根据题意，用铁粉和稀硫酸在装置I中反应产生和，可以排除装置内的空气，同时压强增大，将溶液压入锥形瓶II中，与溶液反应，生成，所以装置II盛放的溶液为：a.NaOH；气体在溶液的溶解度随着温度的升高而降低，所以可以通过煮沸的方法，除去蒸馏水中溶解的。 （3）在装置I中铁粉和稀硫酸反应产生和，可以排除装置内的空气，同时压强增大，将溶液压入锥形瓶II中，与溶液反应，生成，故离子方程式为：，氢气的作用选：abc。 （4）在装置I中铁粉和稀硫酸反应产生和，可以排除装置内的空气，同时压强增大，将溶液压入锥形瓶II中，与溶液反应，生成，在锥形瓶II生成；具有强还原，可以用作化工生产中的除氧剂。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3章　物质的性质与转化 第1节 铁的多样性 第2课时 铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物 教学目标 1．从物质类别、元素价态的角度，依据复分解反应规律和氧化还原反应原理，预测含有铁元素的物质的性质及物质之间的转化，设计实验进行初步验证，并能分析解释有关实验现象，培养科学探究与创新意识的化学核心素养。 2．利用含有铁元素的物质的性质和转化关系，设计制备、分离、检验等简单任务的方案；能从物质类别和元素价态变化的角度说明物质的转化路径，培养证据推理与模型认知的意识。 3．分别根据含有铁元素的物质的性质，分析生产、生活中的实际问题，如补铁剂中铁元素价态的检验、线路板废液的回收利用等，培养科学态度与社会责任的化学核心素养。 重点和难点 重点：铁、铁的氧化物、铁的氢氧化物的性质及不同价态间的转化 难点：铁的化合物的相互转化及在生活生产中的应用。 ◆知识点一 铁单质 1. 铁的物理性质 色、态 密度 熔点 抗腐蚀性 导热性、 延展性 导电性 特性 7.86 g·cm－3 1 538 ℃ 比铜、铝　　　　 能被　　　　吸引 2.铁的化学性质 (1)与酸反应生成氢气： 与盐酸、硫酸反应的离子方程式为　 ;  (2)与某些盐溶液发生置换反应： 与硫酸铜溶液反应的离子方程式为　 ;  (3)与非金属反应 a．与氧气反应：　 ;  b．与氯气反应：　 ;  (4)铁与水的反应： ①铁与冷水或热水不反应。 ②铁与水蒸气的反应。 实验装置 实验现象 实验结论 注意事项 特别提醒 如何检验铁和水蒸气反应的固态产物中铁元素的价态？ 提示：取少量固体于试管中，加入稀硫酸（不能用盐酸）溶解，将溶液分成两份，一份加入酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色，说明溶液中含有Fe2＋；另一份加入KSCN溶液，溶液显红色，说明溶液中含有Fe3＋。 即学即练 1. 铁在自然界中分布广泛，但由于不易冶炼，因而人类对铁的利用是比较晚的，据考证，我国在公元前700年左右才知冶铁。铁在一定条件下，跟下列有关物质的反应，所得产物错误的是(　　) A．Fe FeCl3　　　　 B．Fe FeS C．Fe Fe(OH)3 D．Fe Fe3O4 2．还原铁粉与水蒸气反应的装置如下图所示，下列有关该实验的说法正确的是（　　） A．反应生成Fe2O3 B．肥皂液的主要作用是检验生成的H2 C．湿棉花的主要作用是冷却试管，防止炸裂 D．铁粉与水蒸气反应后，可立即用磁铁将剩余铁粉分离出来 ◆知识点二 铁的氧化物 1.铁的氧化物的物理性质及用途 名称 氧化亚铁 三氧化二铁 四氧化三铁 化学式 俗名 铁元素的化合价 颜色、状态 溶解性 用途 2.铁的氧化物的化学性质： （1）从物质类别角度，铁的氧化物都能和酸反应生成相应的盐和水。写出下列氧化物和稀盐酸反应的离子方程式： ①FeO：　 ;  ②Fe2O3：　 ;  ③Fe3O4：　 ;  （2）从化合价角度，铁的氧化物都具有　 ，其中FeO中Fe元素的化合价为　 价，化合价还可以升高，具有　 。 ①FeO不稳定，在空气中受热被氧化生成　 ，FeO在反应中表现　 。 ②铝热反应 实验装置 实验现象 实验结论 铁的氧化物与铝粉在高温下可发生反应，置换出铁。反应的化学方程式为　 　 ，Fe2O3在反应中表现　 即学即练特别提醒 （1）铝热剂：铝粉与难熔金属氧化物的混合物。 （2）铝热反应：铝与某些难熔金属氧化物在高温条件下发生的置换反应。 （3）铝热反应的原理：利用金属铝的强还原性，铝单质与其他金属氧化物之间发生置换反应，产生大量的热。 （4）铝热反应的应用：铝与三氧化二铁反应放出大量的热，该反应常用于焊接钢轨、制备金属纳米复合材料等。 1．铁有多种氧化物，下列关于铁的氧化物说法正确的是(　　) A．“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，可能是来自氧化亚铁 B．Fe2O3是红棕色粉末，俗称磁性氧化铁，常用作红色油漆和涂料 C．Fe3O4中Fe元素的化合价有＋2价和＋3价，因而Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物 D．铁的氧化物都是碱性氧化物 2．四氧化三铁（Fe3O4）的组成可表示为FeO·Fe2O3，下列关于Fe3O4的说法不正确的是（　　） A.Fe3O4是一种混合物 B．FeO在空气中受热能迅速被氧化为Fe3O4 C．Fe3O4与盐酸反应的产物中铁的价态有两种 D．Fe3O4俗称磁性氧化铁，常用作磁性材料 ◆知识点三 铁的氢氧化物 1.铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色和溶解性 稳定性 与盐酸反应(离子方程式) 制备 转化 化学方程式 现象 2.铁的氢氧化物的制备 在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液，然后各滴入NaOH溶液。 FeCl3溶液 FeSO4溶液 加入NaOH溶液后的现象 离子方程式 特别提醒 防止Fe(OH)2被氧化的方法 (1)将配制溶液的蒸馏水煮沸,除去溶液中的氧气。 (2)将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入盛有亚铁盐溶液的试管底部,并慢慢挤出NaOH溶液。 (3)在亚铁盐溶液上面充入保护气,如H2、N2、稀有气体等。 (4)在亚铁盐溶液上面加保护层,如苯、植物油等。 即学即练 1．实验室用FeCl2和烧碱制备Fe（OH）2，为了使产物不容易被氧化，下列说法不正确的是（　　） A．配制FeCl2和烧碱溶液所用的蒸馏水通常要煮沸 B．可在FeCl2溶液的上面加一层煤油，以隔绝空气 C．向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入溶液中 D．产生Fe（OH）2沉淀后，不能振荡试管 2.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6 mol·L－1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中应预先加入的试剂是________，A中反应的离子方程式是________________________________________。 (2)实验开始时先将止水夹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： ___________________________________________________________________。 一、铁单质 1．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 1 538 ℃ 良好 比铜、铝差 2.化学性质 (1)与酸反应生成氢气： 与盐酸、硫酸反应的离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。 (2)与某些盐溶液发生置换反应： 与硫酸铜溶液反应的离子方程式为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。 (3)与非金属反应 a．与氧气反应：3Fe＋2O2Fe3O4。 b．与氯气反应：2Fe＋3Cl22FeCl3。 (4)铁与水的反应： 铁与水蒸气反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 二、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)FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O (2)铝热反应化学方程式为2Al＋ Fe2O32Fe＋Al2O3。 三、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(写化学方程式) Fe(OH)2＋2HCl===FeCl2＋2H2O Fe(OH)3＋3HCl===FeCl3＋3H2O 受热分解(写化学方程式) \ 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 实验室制备Fe(OH)2装置的改进 改进后装置①的优点: 将配制溶液的蒸馏水煮沸,除去溶解的氧气,然后用苯液封,防止空气溶解,装有NaOH溶液的滴管插入液面下慢慢挤出溶液,这些操作均能防止Fe(OH)2与氧气接触,避免其被氧化,因此能较长时间观察到白色沉淀。 装置②③的优点: 铁粉与稀硫酸反应生成的氢气排尽了装置内的空气,同时试管内剩余的氢气起到保护气的作用,防止了Fe(OH)2与氧气接触,避免其被氧化,因此能较长时间观察到白色沉淀。 特别提醒 制备Fe（OH）2的四个关键点 （1）Fe2＋极易被氧化，所以FeSO4溶液要现用现配。 （2）为了防止Fe2＋被氧化，配制FeSO4溶液的蒸馏水和NaOH溶液要煮沸，尽可能除去O2。 （3）为了防止滴加NaOH溶液时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液的液面下，再挤出NaOH溶液。 （4）为防止Fe2＋被氧化，还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有机物，以隔绝空气。　 实践应用 1．下列说法正确的是（　　） A．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热生成红棕色粉末 B.赤铁矿主要成分是Fe2O3，Fe2O3俗称铁红，常用于制作红色油漆和涂料 C．向热的氢氧化钠溶液中滴加饱和FeCl3溶液，制备Fe（OH）3胶体 D．工业上曾经通过反应：3Fe＋4NaOHFe3O4＋2H2↑＋4Na↑生产金属钠，该反应利用的原理是铁的还原性比钠的强 2．下列有关铁元素的代表物的描述错误的是（　　） 选项 代表物 物质类别 铁元素价态 部分性质描述 A Fe 单质 0价 在氯气中燃烧生成FeCl2 B Fe（OH）2 碱 ＋2价 不稳定，易被氧化 C Fe2O3 碱性氧化物 ＋3价 红棕色粉末 D FeCl2 盐 ＋2价 水溶液能和氯气反应 考点一 铁单质 【例1】3将一枚洁净的铁钉浸入稀硫酸中,下列叙述正确的是(　　)。 ①铁钉表面产生气泡　②溶液由无色逐渐变为浅绿色 ③铁钉的质量减小　④溶液的质量减小 A.②③ B.①②④ C.①②③ D.①②③④ 解题要点 将一枚洁净的铁钉浸入稀硫酸，反应过程中铁钉逐渐溶解,铁钉表面产生气泡,溶液变为浅绿色。 【变式1-1】下列关于铁的叙述错误的是（　　） A．纯净的铁是光亮的银白色金属 B．铁能被磁铁吸引 C．铁是导电性最强的金属 D．铁具有延展性和导热性，可以制作炊具 【变式1-2】某同学欲在实验室中完成铁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,E为酒精喷灯,G为带有铁丝网罩的酒精灯。 对比两装置,回答下列问题: (1)如何检查乙装置的气密性? 　 。  (2)乙装置中湿沙子的作用是　 。  (3)B处发生反应的化学方程式为　 。  (4)该同学认为在乙装置的导管口处点燃反应产生的气体,装置H必不可少,H的作用是 　 。  (5)对比甲、乙两装置的B和K,B的优点是 　 。  考点二 铁的氧化物 【例2】铁有多种氧化物，下列关于铁的氧化物说法正确的是(　　) A．“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，可能是来自氧化亚铁 B．Fe2O3是红棕色粉末，俗称磁性氧化铁，常用作红色油漆和涂料 C．Fe3O4中Fe元素的化合价有＋2价和＋3价，因而Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物 D．铁的氧化物都是碱性氧化物 解题要点 Fe2O3是红棕色粉末，常用作红色油漆和涂料，俗称磁性氧化铁的是Fe3O FeO、Fe2O3属碱性氧化物，Fe3O4不是碱性氧化物 【变式2-1】下列关于氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁的说法不正确的是（　　） A．铁元素的化合价不完全相同 B．氧元素的化合价完全相同 C．氧化亚铁俗称铁红，为红棕色粉末 D．铁在氧气中燃烧的产物为黑色固体 【变式2-2】下列有关铁、铁矿石与铁的氧化物的说法正确的是（　　） A．在自然界中，不可能有游离态的铁存在 B．磁铁矿的主要成分是Fe3O4，Fe2O3俗称铁红 C．向某溶液中先通入Cl2，再加入KSCN溶液，溶液变为红色，说明原溶液中一定含有Fe2＋ D．铁的氧化物能与酸反应生成盐和水，因此Fe3O4、Fe2O3、FeO都是碱性氧化物 考点三 铁的氢氧化物 【例3】某同学欲利用如下图所示装置制取能较长时间存在的Fe（OH）2，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是（　　） A．X可以是稀硫酸或NaOH溶液 B．实验开始时应先关闭止水夹a、打开b，再向烧瓶中加入X C．反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀 D．反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，则Fe（OH）2可较长时间存在 解题要点 制取Fe（OH）2，实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸，需先排尽装置内的空气 【变式3-1】氢氧化亚铁的制造通常是向亚铁盐溶液中添加碱金属氢氧化物，由于容易被氧化，所以反应必须在较稳定的气体(例如氮气、氩气)中进行。在如图所示装置中，用不含O2的NaOH溶液、铁屑和稀硫酸制备。 (1)在试管Ⅰ中加入的试剂是_____________________________________。 (2)在试管Ⅱ中加入的试剂是______________________________________。 (3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和试管Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是__________________________________。 (4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是________________ ____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 【变式3-2】已知A是一种常见金属，F是一种红褐色沉淀。试根据图中转化关系，回答下列问题。 (1)写出A、C、F、G的化学式 A．________　C．________　F．________　G．________。 (2)检验D中阳离子的方法为_____________________________________。 (3)写出下列转化的离子方程式或化学方程式。 ①E→F：__________________________________________________。 ②C→D：___________________________________________________。 基础达标 1．实验室可用图装置制备。下列说法不正确的是 A．配制NaOH溶液和溶液的蒸馏水要提前煮沸 B．实验前可在溶液上面加一层煤油 C．得到的为红褐色固体 D．实验结束后的胶头滴管，要先用盐酸浸泡，再用水洗 2．已知密度(苯)，下列实验操作能够制取并能较长时间观察到白色沉淀的是 A． B． C． D． 3．下列关于铁及其化合物的叙述正确的是 A．氢氧化铁受热分解可制得 B．、都有磁性 C．不稳定，在空气里受热，能迅速被氧化 D．高温下，铁能与水蒸气反应生成 4．物质的类别和元素的价态是学习元素及其化合物的重要视角。铁元素的价类二维图如下图，其中箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法错误的是 A．可由、水蒸气高温反应制得 B．为防止转化为，需隔绝空气 C．氧化亚铁在空气里受热，能迅速变红 D．、、均可与盐酸反应，生成盐和水 5．下列关于铁及其化合物的叙述正确的是 A．氢氧化铁受热分解可制得 B．、都有磁性 C．不稳定，在空气里受热，能迅速氧化成 D．高温下，铁能与水蒸气反应生成 6．铁粉和氧化铁粉末的混合物共13.6 g，加到足量的稀硫酸中，固体完全溶解，得到标准状况下1.12 L 氢气。经测定反应后的溶液中无Fe3+，则原混合物中铁和氧化铁的物质的量之比为 A．2︰1 B．3︰2 C．1︰3 D．1︰2 7．某小组利用如图装置较长时间观察到了白色Fe(OH)2沉淀。下列说法不正确的是 A．连接好装置后，需检查装置的气密性 B．小烧杯中水的作用是液封，防止空气进入试管 C．铁粉的主要作用是将可能生成的Fe3＋还原为Fe2＋ D．实现较长时间观察到白色Fe(OH)2沉淀要做到排除O2干扰 8．下列有关铁及其化合物的说法中正确的是 A．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2 B．FeSO4溶液加入NaOH溶液可产生白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 C．铁溶于盐酸可得到FeCl3溶液和H2 D．除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入Cu粉，然后过滤 综合应用 9．某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的Fe(OH)2，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是 A．蒸馏烧瓶中反应的离子方程式是2Fe＋6H＋=2Fe3＋＋3H2↑ B．实验开始时应先关闭止水夹a、打开止水夹b，再向烧瓶中加入稀盐酸 C．反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀 D．反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，则Fe (OH)2可较长时间存在 10．下列反应，其产物的颜色按红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列的是 ①金属钠在纯氧中燃烧 ②FeSO4溶液中滴入NaOH溶液，并在空气中放置一段时间 ③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液 ④无水硫酸铜放入医用酒精中 A．③②④① B．③②①④ C．③①②④ D．②③①④ 11．下图所示实验方案无法达到预期实验目的的是 A．用甲制备少量Fe(OH)2 B．用乙制备少量Cl2 C．用丙鉴别纯碱与小苏打 D．用丁证明Na2O2与水反应放热 12．下图为铁元素的“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．铁与水蒸气在高温条件下反应可实现上述转化① B．是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热生成红棕色粉末 C．由图可预测：高铁酸盐(含)具有强氧化性，可用于消毒。被还原为，最终可生成胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可用作净水剂 D．加热发生转化⑥，加水溶解可实现转化③ 13．“价类二维图”是学习元素化合物知识的高效模型。下图为铁元素的“价类二维图”，图中字母代表含铁元素的物质。下列判断正确的是 A．Y是一种红棕色粉末，常用作红色油漆和涂料 B．常温下，N在潮湿的空气中能稳定存在 C．酸性环境下，过氧化氢溶液可使Q转变为P D．Q可以是一种新型净水剂碱式硫酸铁 14．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 15．下列关于铁及其化合物，说法不正确的是 A．FeO不稳定，在空气中受热，能被迅速氧化成Fe2O3 B．某些食品(如麦片)中添加微量铁粉，可对人体起到补铁的作用 C．Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料 D．将几滴FeCl3饱和溶液滴入沸水中可得到Fe(OH)3胶体，能吸附水体中的悬浮物 16．下图是某小组探究铁的氧化物成分的实验装置图(部分夹持仪器已省略)，取m g固体利用该装置测定固体的成分。当装置a中m g固体完全反应后，测得装置b的质量净增加n g，下列判断错误的是 A．当时，固体成分的化学式为 B．当时，取少量原固体溶于稀盐酸，发生的离子方程式为 C．若无装置c，会导致测定的固体氧化物中氧元素含量偏低 D．该装置的不足之处是没有CO的尾气处理装置 17．赤铁矿和磁铁矿的主要成分分别是和。下列说法不正确的是 A．中铁元素的化合价为+3 B．和都属于氧化物 C．和CO的反应属于置换反应 D．中铁元素的质量分数比的高 拓展培优 18．向盛有一定量氧化铁的烧杯中不断滴入稀硫酸(如图所示)，下列说法正确的是 A．氧化铁的化学式为FeO B．铁在纯氧中燃烧可得到FeO C．完全反应后，所得液体属于混合物 D．稀硫酸中所含的微粒仅为和 19．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象。下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．铁与高温水蒸气的反应可实现上述①转化 B．加热Fe(OH)3发生转化⑥，Fe2O3加水溶解可转化为Fe(OH)3 C．维生素C能将Fe3+转化为Fe2+，该过程中维生素C作氧化剂 D．中的铁为+6价，具有较强的氧化性，可以作为消毒剂使用 20．铁及其重要化合物之间的部分转化关系如图所示。 (1)下列金属矿物中用于冶炼金属铁的是 (填序号)； a．金红石(TiO2) b．赤铁矿(Fe2O3) c．辉铜矿(Cu2S) (2)实现Fe转化为Fe2+可选用足量的 (填序号)； a．稀盐酸             b．氢氧化钠溶液         c．稀硝酸 (3)在点燃的条件下，Fe与足量Cl2剧烈反应后，将产物溶于水，再滴加KSCN溶液，则溶液变为 色，证明产物为FeCl3，写出氯气和铁反应的化学方程式为 ； (4)某同学将FeSO4溶液与NaOH溶液混合，未观察到白色沉淀，分析原因是生成的Fe(OH)2易被空气中的O2氧化，请你设计一个防止Fe(OH)2被O2氧化的实验方案 21．利用“价一类”二维图研究物质的性质是一种有效的学习方法。铁及其部分化合物的“价一类”二维图如图所示。 (1)X、Y的化学式分别为 、 。 (2)图中只具有还原性的物质是 (填化学式)。 (3)要证明FeCl2有氧化性，还原性的试剂分别为 、 。 (4)某实验小组设计如下实验探究亚铁盐的性质。 实验 操作 现象 Ⅰ 1.0mL 0.1mol/L溶液中滴入1.0mL 0.5mol/L NaOH溶液 生成白色沉淀，3min后沉淀基本变为红褐色 Ⅱ 1.0mL 0.1mol/L溶液中滴入1.0mL 0.5mol/L溶液 生成白色沉淀，3min后沉淀颜色几乎不变 ①对实验Ⅱ所得白色沉淀展开研究(已知在水中不能大量存在)： i．取Ⅱ中少量白色沉淀，充分洗涤，向其中加入稀硫酸，沉淀完全溶解，产生无色气泡； ⅱ．向i所得溶液中滴入KSCN试剂，溶液几乎不变红； ⅲ．向ⅱ所得溶液中再滴入少量溶液，溶液立即变为红色。 根据以上现象，实验Ⅱ中生成的白色沉淀的化学式为 。 ②研究过程中发现实验Ⅱ中白色沉淀在空气中久置最终也变为红褐色。则该沉淀的还原性比实验Ⅰ中所得的Fe(OH)2的还原性 (填“强”或“弱”)。 22．某“铁基脱氧剂”的主要成分是还原粉，使用一段时间后部分粉会变质为。将一包使用过一段时间后的脱氧剂用稀盐酸浸泡，浸泡过程中粉末表面有大量细小无色气泡产生。 (1)溶液中的反应有：、、 。 (2)甲同学用如下方法验证了溶液中的存在：取少量上层清液，加入某试剂X，出现白色沉淀，并很快变为灰绿色，将沉淀倾倒在滤纸上，沉淀逐渐变为红褐色。试剂X为 。滤纸上沉淀变化反应的化学方程式为 。 (3)乙同学另取少量上层溶液，滴加氯水后溶液呈棕黄色，再滴加溶液，溶液变红。滴加氯水后溶液变棕黄的离子方程式为 。丙同学认为不一定是由氯水反应得到的，理由是 ，改进方案是 。 23．易被空气中的氧气氧化，故制备时主要是避免氧气的介入。某学生利用稀硫酸A、铁粉B和某碱溶液C在实验室设计了如图装置制备白色固体。 (1)写出易被空气中的氧气氧化的方程式 。 (2)装置II盛放的溶液C是 (a.NaOH       b.)；配置该溶液时，为除去蒸馏水中溶解的常采用的方法是 。 (3)铁粉与稀硫酸制备的离子方程式为 ，的作用有 (填编号)。 a.驱赶装置内的空气 b.把物质B压入II中 c.保护白色不被空气氧化 (4)白色沉淀在 (填“锥形瓶I”或“锥形瓶II”)内生成，经在无氧环境中干燥处理，得到的白色粉末是很好的化工 (填“除酸剂”或“除氧剂”)。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $