3.1 铁及其化合物 （10大题型专项训练，天津专用）化学人教版必修第一册

第一节 铁及其化合物 题型01 铁的性质 题型02 铁的氧化物的性质 题型03 铁的氢氧化物的制备 题型04 铁的氢氧化物的性质 题型05 铁盐、亚铁盐的检验 题型06 Fe3+和Fe2+的性质 题型07 Fe、Fe3+和Fe2+的相互转化 题型08 铁及其化合物之间的价类二维图 题型09 工艺流程题中Fe2＋、Fe3＋的去除 题型10 守恒法在有关铁及其化合物计算中的应用 题型01 铁的性质 1．铁元素的存在 铁元素在地壳中的含量仅次于 、 和 ，居第 位，主要以 价和 价化合物形式存在。 2．铁单质的性质 (1)物理性质：银白色金属，导电、导热性好，有延展性，能被磁铁吸引。 (2)化学性质(写出反应的化学方程式) ①与Cl2反应： 。 ②与S反应： 。 ③与稀H2SO4反应： 。 ④与CuSO4溶液反应： 。 结论：Fe在反应中作 剂，遇到较强的 剂(如Cl2等)生成 价铁的化合物，遇到较弱的 剂(如稀硫酸、S等)生成 价铁的化合物。 (3)铁与水蒸气反应的实验探究 铁不能与冷水、热水反应，但红热的铁能与水蒸气发生反应，化学方程式为 。 【典例1】（天津市河东区2024-2025学年高一下学期7月期末化学试题）下列关于铁及其化合物说法不正确的是 A．在钢铁厂的生产中，炽热的铁水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥 B．胶体呈红褐色，可以通过向溶液加入溶液制得 C．溶液存放时，在溶液中放入少量的铁粉，目的是防止被氧化 D．电子工业常用30%的溶液腐蚀铜箔，制造印刷线路板 【变式1-1】（天津市河西区2024-2025学年高一上学期期末化学试题）下列实验中，利用图中装置能达到实验目的的是 A．图甲验证热稳定性： B．图乙制备 C．图丙验证铁粉与水蒸气的反应 D．图丁制备胶体 【变式1-2】（24-25高一上·天津·期末）铁为日常生活中用量最大的金属单质.利用如图装置来探究铁与水蒸气的反应： (1)装置B中发生反应的化学方程式为 。 (2)装置A、B加热的先后顺序是 ；石棉绒的作用是 。 (3)关于该实验，下列说法错误的是 (填字母)。 A．装置C中盛放的固体可能是碱石灰(固体和的混合物)，起干燥作用 B．如果反应后B中残留的固体为黑色纯净物，则该固体可能为，或中的一种 C．装置D采用向下排空气法收集反应产生的气体 题型02 铁的氧化物的性质 铁的氧化物的性质对比 名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 — 铁红 磁性氧化铁 颜色及状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 氧化物类别 碱性氧化物 碱性氧化物 复杂氧化物 与盐酸反应的离子方程式 【典例2】（天津市南开区2024-2025学年高一上学期1月期末考试 化学试题）五千年中华文化不仅彰显民族自信、文化自信，还蕴含着许多化学知识。“司南之杓(勺)，投之于地，其柢(勺柄)指南”，司南的“杓”中主要含有 A． B． C． D． 【变式2-1】（天津市耀华中学2024-2025学年高一上学期1月期末学情调研 化学试题）铁及其化合物在生产生活中应用广泛。下列有关铁的化合物的叙述正确的是 A．氯化铁用于净水的反应原理：Fe3++3H2O=Fe(OH)3↓+3H+ B．将氧化铁加入HI溶液中发生反应：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O C．含有Fe2+的溶液中大量存在H+、Mg2+、Cl-、NO D．向含1molFeBr2的溶液中通入1molCl2充分反应转移2mol电子 【变式2-2】（天津市宝坻区第一中学2024-2025学年高一上学期12月月考化学试题）部分被氧化的 Fe-Cu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.92g， 经如下处理： 下列说法不正确的是 A．滤液A 中的阳离子为 B．样品中含氧元素的物质的量为0.03 mol C．溶解样品的过程中消耗硫酸的总物质的量为0.04 mol D．V=224mL 【变式2-3】（天津市耀华中学滨城学校2024-2025学年高一上学期12月月考 化学试题）某工厂的工业废水中含有大量的 和较多的 。为了减少污染并变废为宝，工厂计划从该废水中回收 和金属铜。请根据以下流程图，回答下列问题： (1)操作I的名称是 ，固体A是 (填化学式)，固体C是 (填化学式)。 (2)为防止 溶液氧化变质，应在溶液中加入少量 ，其原因是 。 (3)把一定量铁粉放入氯化铁溶液中，完全反应后，所得溶液中 和 物质的量浓度恰好相等。则已反应的 和未反应的 的物质的量之比为 。 题型03 铁的氢氧化物的制备 1.铁的氢氧化物的制备 Fe(OH)2 Fe(OH)3 操作 现象 产生白色絮状沉淀，迅速变为 ，最终变为 生成红褐色沉淀 化学方程式 ， 实验 结论 均可由对应的可溶性盐与碱溶液反应制得；在空气中Fe(OH)2极易被氧化为Fe(OH)3，制备Fe(OH)2前尽可能使用不含氧气的溶液 2．Fe(OH)2制备的改进 Fe(OH)2具有强的还原性，极易被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3，因此实验室在制备Fe(OH)2时，要注意隔绝空气。常采取以下方法： 方法一：有机覆盖层法 将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应，如右图所示 方法二：还原性气体保护法 用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀，如右图所示 【典例3】（24-25高一上·天津河北·期末）实验室用和烧碱制备，为使生成的产物不被氧化，下列说法不正确的是 A．配制溶液和烧碱溶液所用的蒸馏水要煮沸 B．产生沉淀后，不能振荡试管 C．可在溶液的上面加一层植物油，以隔绝空气 D．向溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入试管中 【变式3-1】（天津市第四十七中学2024-2025学年高一上学期12月第二次阶段性检测化学试题）一种制备的改进装置如图所示，下列说法错误的是 A．溶液需要现用现配且使用过量的铁 B．实验时先注入稀硫酸，再注入溶液和溶液 C．装置的作用是液封，并判断装置中的空气是否排尽 D．该实验可以用铁粉代替粉末 【变式3-2】（天津市耀华中学滨城学校2024-2025学年高一上学期12月月考 化学试题）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．Fe(OH)2易被氧化，反应方程式为：2Fe(OH)2+O2+H2O=2Fe(OH)3 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 【变式3-3】（天津市静海区第一中学2024-2025学年高一上学期12月月考 化学试题）下列各图示中不能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是 (填序号)。制备氢氧化亚铁的关键操作是 。 题型04 铁的氢氧化物的性质 1．从化合价的角度判断铁的氧化物和氢氧化物的性质 ①+2价铁具有较强的还原性，FeO、Fe(OH)2、Fe3O4都能被强氧化剂氧化。 ②铁的氧化物都能被热还原剂（如CO、H2、Al等）还原。 2．铁的氢氧化物的稳定性 (1)Fe(OH)3受热易分解 (2)在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成 Fe(OH)3。 3．氢氧化铁和氢氧化亚铁的比较 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色、状态 白色固体 红褐色固体 溶解性 不溶于水 不溶于水 与H＋反应的离子方程式 稳定性 不稳定，易被O2氧化成红褐色的Fe(OH)3 不稳定、受热易分解： 【典例4】（天津市宝坻区第一中学2024-2025学年高一上学期12月月考化学试题）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．由图可预测：高铁酸盐具有强还原性 B．Fe与S单质化合可以得到铁盐 C．能一步转化得到 D．FeO、 Fe2O3不能通过化合反应制得 、 【变式4-1】（天津市河东区第一0二中学2024-2025学年高一上学期12月月考化学试题）向300mL0.2mol/L的Fe(NO3)2溶液中加入足量的NaOH溶液，使Fe2+恰好完全沉淀，过滤，小心加热沉淀，直到水分蒸干，再灼烧到质量不在变化，此时固体的质量为 A．5.4g B．4.32g C．4.8g D．6.42g 【变式4-2】（天津市经济技术开发区第一中学2024-2025学年高一上学期第二次月考考试化学试题）下列实验现象，描述正确的是 A．I烧杯中立即产生红褐色沉淀 B．Ⅱ试管中溶液变红 C．Ⅲ试管中生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 D．Ⅳ试管中的白色沉淀逐渐增多 【变式4-3】（天津市河东区第一0二中学2024-2025学年高一上学期12月月考化学试题）已知A为淡黄色固体，C是无色无味的气体，T为生活中使用最广泛的金属单质，D是具有磁性的黑色晶体，M为黄绿色气体，J具有漂白性。各物质间的转化关系如图所示(部分物质已省略)。 请完成下列填空。 (1)向E溶液中滴入氯水也可变为H溶液，写出离子方程式 。 (2)D与盐酸反应的离子方程式为 。 (3)F转化为G的化学方程式为 ；其反应现象为 ； (4)高铁酸钠是一种高效多功能的新型非氯绿色消毒剂，主要用于饮用水的处理，可由J、G和B反应制得。 ①该反应的化学方程式为 。 ②高铁酸钠溶液杀灭病菌后可以得到氢氧化铁胶体，进而起到净水作用。下列关于氢氧化铁胶体的说法正确的是 (填字母)。 A．在饱和溶液中滴加浓的NaOH溶液可制得胶体 B．Fe(OH)₃胶体具有丁达尔效应 C．溶液、胶体都属于混合物 D．完全转化为胶体后，含有的胶体粒子数目为 题型05 铁盐、亚铁盐的检验 1．用KSCN溶液和氯水检验 (1)Fe2＋ 溶液 (2)Fe3＋溶液 2．用NaOH溶液检验 (1)Fe2＋ 色沉淀→ 色→ 色 (2)Fe3＋ 色沉淀 3．含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋的检验 溶液 ，说明含有Fe3＋。 KMnO4溶液 ，说明含有Fe2＋。 4．Fe2＋的特征检验方法 溶液产生 ，说明溶液中含有Fe2＋。 注意： (1)检验Fe2＋时，不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN－)。 (2)Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋(Cl－能还原KMnO4，有干扰)。 (3)检验Fe3＋也可用苯酚(C6H5OH)，检验Fe2＋最好用K3[Fe(CN)6]溶液。 (4)酸性条件下NO会将Fe2＋氧化为Fe3＋，干扰检验。 【典例5】（天津市和平区双菱中学2024-2025学年高一上学期12月月考化学试题）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 ②溶液中滴入溶液，并在空气中放置一段时间 ③溶液中滴入KSCN溶液 ④溶液中滴入铁氰化钾溶液 A．③②①④ B．③④①② C．④②①③ D．③①②④ 【变式5-1】（24-25高一上·天津·期末）下列叙述错误的是 A．元素周期表中每个周期都既有金属元素又有非金属元素 B．某溶液中加入溶液后变为红色，证明溶液中含 C．铁是人体必需的微量元素，人体缺铁时会发生贫血 D．考古时利用可以测定一些文物的年代 【变式5-2】（天津市滨海新区田家炳中学2024-2025学年高一年级上学期12月月考化学试卷）下列有关铁及其化合物的叙述中，不正确的是 A．高温下，铁和水蒸气反应可以生成氢气 B．将饱和氯化铁溶液滴入沸水中，煮沸至红褐色，可以制得氢氧化铁胶体 C．常用作红色油漆和涂料 D．用溶液鉴别溶液和溶液 【变式5-3】（天津市滨海新区田家炳中学2024-2025学年高一年级上学期12月月考化学试卷）为了检验某溶液是否变质，可向溶液中加入 A． B．铁片 C．溶液 D．石蕊溶液 题型06 Fe3+和Fe2+的性质 1．亚铁盐的性质及应用 (1)Fe2＋的氧化性和还原性 含有Fe2＋的溶液呈 色，Fe2＋既有氧化性，又有还原性，其中以 为主，遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表现为 。 Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式： 。 (2) Fe2＋的水解 Fe(OH)2是弱碱，含Fe2＋的盐(如硫酸亚铁)溶液呈 性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量 抑制Fe2＋的水解，加少量 防止Fe2＋被氧化。 2．铁盐的性质及应用 (1)氧化性：含有Fe3＋的溶液呈 色，Fe3＋处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现为 。 ①Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO等具有较强还原性的离子 大量共存。 ②Fe3＋可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式为 。 【典例6】（24-25高一上·天津·期末）“铁肥”(主要含)常用于解决植物叶面变黄问题，通过溶于水配制成溶液喷施在叶面上。下列有关“铁肥”说法错误的是 A．“铁肥”易因保存不当被空气氧化变质为硫酸铁 B．可用溶液检验“铁肥”中的 C．为保证“铁肥”的效果，可向配制后的溶液中加入少量铁粉 D．可用酸性高锰酸钾溶液检验“铁肥”是否失效 【变式6-1】（24-25高一下·天津南开·期中）某工厂的一个生产工艺流程如图所示，下列叙述正确的是 A．该工艺流程是用来制备的 B．气体M是 C．气体M参加的反应是化合反应 D．参加反应时氧化剂和还原剂的物质的盘之比是1：1 【变式6-2】（24-25高一上·天津红桥·期末）从某含有、、的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下。 下列说法正确的是 A．试剂a是铁、试剂b是稀硫酸 B．操作I、操作II、操作III所用仪器相同 C．试剂c是 D．用酸性溶液不能检验溶液W中是否还有 【变式6-3】（天津市河东区第-0一中学2024-2025学年上学期12月月考化学试题）取某含铁元素的固体A进行如下实验： 根据以上转化关系，下列叙述不正确的是 A．试剂1是KSCN溶液 B．试剂2可以是新制氯水 C．溶液B中只有Fe3+无Fe2+ D．溶液C到溶液F红色加深的原因是溶液中的Fe2+被氧化剂氧化成Fe3+，使Fe3+浓度增大 题型07 Fe、Fe3+和Fe2+的相互转化 1．Fe、Fe3+和Fe2+的相互转化：“铁三角” 2．“铁三角”转化关系的应用 (1)含Fe2＋、Fe3＋的分离、除杂方法(括号内为杂质) ①FeCl3溶液(FeCl2)：加足量氯水或通入足量Cl2。 ②FeCl2溶液(FeCl3)：加足量铁粉，充分反应后过滤。 ③FeSO4溶液(CuSO4)：加足量铁粉，充分反应后过滤。 ④除去废水中Fe2＋，先将废水中的Fe2＋氧化为Fe3＋(如通入Cl2或加入H2O2)，再调节溶液的pH，使Fe3＋转化为红褐色的Fe(OH)3沉淀过滤除去。 (2)离子的共存问题 ①Fe3＋与I－、S2－等还原性离子不能大量共存。 ②Fe2＋与MnO(H＋)、NO(H＋)、ClO－等氧化性离子不能大量共存。 【典例7】（24-25高一上·天津河西·期末）X、Y、Z、a为中学化学常见物质，且X、Y、Z含有同种元素，可以发生如下转化关系(水参与的反应未标出，反应条件略去)。下列说法错误的是 A．若a为NaOH溶液，则Z可以是溶液 B．若Y是溶液，则Y→Z反应的离子方程式为 C．若Z为参与植物光合作用的气体，则X可以是甲烷 D．若X、Y、Z的焰色试验呈黄色，a为，则Z的化学式为 【变式7-1】（天津市耀华中学滨城学校2024-2025学年高一上学期12月月考 化学试题）下列选项中的四种物质按照转化关系不能实现的是(反应条件和部分产物略) 选项 甲 乙 丙 丁 转化关系 A Zn FeCl2 Fe Cl2 B NaOH AlCl3 Al(OH)3 盐酸 C H2O(g) Fe Fe3O4 CO D Ca(OH)2 Cl2 Ca(ClO)2 浓盐酸 A．A B．B C．C D．D 【变式7-2】（天津市西青区杨柳青第一中学2024-2025学年高一上学期12月月考 化学试题）已知A、E为金属单质，B是淡黄色粉末且常用于防毒面具中，回答下列问题。 (1)实验室中 A 常常保存在盛有 的广口瓶中。 (2)有0.1mol B转变成C时， 反应转移电子的个数为 。 (3)用化学方程式表示沉淀G颜色发生变化的原因： 。 (4)从A、B、C、D、E、G、H中选出2种试剂制备F，写出相应的离子方程式： 。 (5)写出检验F溶液中的阳离子是否变质的实验操作、现象及结论： 。 【变式7-3】（天津市第二中学2024-2025学年高一上学期第一次月考考试化学试题）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)写出B与盐酸反应的离子方程式 。 (3)检验D中阳离子的方法 。 (4)制取F胶体的化学反应方程式 。 (5)①由E转化为F的现象是 。 ②并写出的化学方程式： 。 题型08 铁及其化合物的价类二维图 1．铁元素的“价—类”二维图 从物质类别和物质所含核心元素的化合价两个角度总结、预测物质的性质是学习化学的重要方法之一。 (1)横向变化体现了同价态不同类别(氧化物、碱、盐)之间的转化； ①碱性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)转化为盐； ②Fe2＋、Fe3＋与碱(OH－)反应生成对应的碱； ③难溶性的碱易分解生成对应的氧化物，但难溶性的碱性氧化物一般不与水反应生成对应的碱。 (2)纵向变化体现不同价态同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。 (3)斜向变化体现不同价态、不同类别之间物质的转化，主要体现物质的氧化性和还原性。 【典例8】（天津市小站第一中学2024-2025学年高一上学期12月月考 化学试题）价类二维图是学习元素化合物的重要模型和工具，某元素在地壳中的含量居第四位，该元素的价类二维图如下所示，下列说法正确的是 A．a在高温下与水蒸气反应可生成c和 B．b、c是碱性氧化物，能与水反应生成e和d C．f、g只能与强碱反应制备e、d D．h既能杀菌消毒，还能净水 【变式8-1】（天津市经济技术开发区第一中学2024-2025学年高一上学期第二次月考考试化学试题）部分含铁物质的分类与相应化合价关系如下图甲所示。下列推断不合理的是 A．X在高温下可与H2O(g)反应生成Z B．N在空气中不稳定，利用图乙装置制取N并可减缓其被氧化 C．可存在P→M→Z→P的循环转化关系 D．若P为盐酸盐，可将其饱和溶液逐滴滴入沸水中制备Fe(OH)3胶体 【变式8-2】（24-25高一上·天津·期末）利用下图可以从不同角度研究含铁物质的性质及其转化关系。回答下列问题： (1)是一种新型饮用水消毒剂，工业上其制备方法为：。 设代表阿伏加德罗常数的值，当反应转移电子的数目是时，所消耗氧化剂的物质的量为 。 (2)打印机使用的墨粉中含有，下列关于的说法正确的是___________(填字母)。 A．有磁性，是与的混合物 B．属于两性氧化物，与酸、碱都能反应 C．在空气里受热能迅速生成 D．与水蒸气在高温下反应能生成 (3)维生素易溶于水，可将转化为被人体吸收。为检验转化产物，设计如下实验：取适量溶液置于试管中，加入过量维生素片振荡溶解后，滴加酸性高锰酸溶液，紫色褪去。该设计能否检验并说明理由： (4)溶液在空气中易变质，利用部分变质的溶液制备。 ①请在括号内填写所需试剂或条件，在方框内填写含铁物质的化学式 。 ②若该溶液最终制得，不考虑过程损失，变质前溶液的浓度为 。 【变式8-3】（24-25高一上·天津南开·期末）含铁元素的部分物质的类别及铁元素价态的关系如图所示。 回答下列问题： (1)Fe可与稀HNO3发生反应，生成Fe(NO3)3、NO气体和水。写出该反应的化学方程式： 。 (2)利用废铁屑(杂质不溶于酸)制备X i．取ag废铁屑溶于过量稀硫酸中，过滤 ii．向滤液中加入足量氯水 iii．再加入过量的氢氧化钠溶液，有沉淀Y生成 iv．过滤，加热沉淀Y至质量不再发生变化，得到bg固体X ①步骤ii中氯水的作用是 。 ②沉淀Y的颜色为 。 ③该废铁屑中铁元素的质量分数为 。 (3)写出图中Z转化为Y的化学方程式： 。 (4)制作广告牌时，用FeCl3溶液刻蚀不锈钢，该反应的离子方程式为 。可与FeCl3溶液发生反应，使溶液变红的试剂是 (填名称)。 (5)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色净水剂，主要用于饮用水处理。工业上制备高铁酸钠的原理为3NaClO+Fe2(SO4)3+10NaOH═2Na2FeO4+3NaCl+3Na2SO4+5H2O。 ①每生成1mol Na2FeO4时转移电子的数目为 。 ②高铁酸钠可用作净水剂的原因是 。 题型09 工艺流程题中Fe2＋、Fe3＋的去除 化工流程题中经常涉及阳离子的分离与除杂，若其他金属阳离子中混有Fe2＋、Fe3＋，一般选择合适氧化剂，将Fe2＋氧化为Fe3＋，然后调节溶液的pH，使Fe3＋转化成Fe(OH)3沉淀而除去。 具体方法如下： (1)除去Zn2＋(或Cu2＋、或Mg2＋)中混有的Fe3＋的方法。 向混合溶液中加入ZnO、ZnCO3、Zn(OH)2[或CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3][或MgO、MgCO3、Mg(OH)2]中的一种，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化成Fe(OH)3沉淀而除杂。 (2)除去Zn2＋(或Cu2＋、Mg2＋)中混有的Fe2＋的方法。 先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3＋。 【典例9】从某含有、、的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下： 则下列说法错误的是 A．试剂a是铁、试剂b是盐酸 B．试剂c是氯气，相应的反应为 C．操作Ⅰ、操作Ⅱ所用仪器相同，均要用到烧杯、分液漏斗、玻璃棒 D．加入过量试剂c之后，溶液W依然能使少量酸性溶液褪色 【变式9-1】（24-25高一上·天津河西·期末）以废铁屑(含少量、FeS等杂质)为原料，制备绿矾晶体()，流程示意图如下。 查阅资料：①晶体溶解度随温度升高增大，受热易分解。 ②是二元弱酸，有毒性。 (1)的结构式 ，处理尾气的试剂为 。 (2)操作X包含：蒸发浓缩、 。 (3)酸浸时，稀溶解废铁屑中的相关物质，发生的离子反应有：、和 。 (4)酸浸时间对所得溶液的成分影响如下表所示。 酸浸时间 1min 30min 120min 用KSCN溶液检验 变红 未变红 变红 ①1min时检验，溶液变红，说明所得溶液中含有 。 ②30min时检验，用离子方程式表示溶液未变红的原因 。 ③120min时检验，溶液又变红色，用离子方程式说明原因 。 (5)测定所得硫酸亚铁晶体的含量，步骤如下： Ⅰ：称取ag硫酸亚铁晶体样品，配制成100mL溶液。 Ⅱ：取出10mL溶液，加入适量稀硫酸，滴入bmol·L-1的溶液，至反应完全共消耗溶液cmL(被还原为)， ①配制100mL溶液需要的玻璃仪器有：烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管、 。 ②硫酸亚铁晶体的质量分数 。(的摩尔质量为278g/mol) (6)为探究存在是否会干扰与反应，设计如下实验，分别向下列各组混合溶液中分别滴加2滴0.1mol/L溶液，并记录现象。 实验组 实验操作 现象 实验① 2mL0.3mol/LNaCl溶液＋0.5mL蒸馏水 紫红色不褪去 实验② 2mL0.3mol/LNaCl溶液＋0.5mL0.1mol/L硫酸 紫红色不褪去 实验③ 2mL___________溶液＋0.5mL6mol/L硫酸 紫红色明显变浅 回答下列问题： ①可能干扰与反应的原因是 。 ②实验③空白处是 ；根据三组实验可得出的结论是 。 【变式9-2】（24-25高一下·天津·月考）含铁元素的部分物质的类别及铁元素价态的关系如下图所示，按要求回答下列问题。 (1)铁和水蒸气反应的化学方程式为 。 (2)写出图中X转化为Y的化学方程式： 。 (3)高铁酸盐(如)被科学家们公认为绿色消毒剂。从元素化合价角度预测它具有的化学性质为(填“氧化性”或“还原性”) 。 (4)为探究某食品包装袋内一小包脱氧剂中的还原铁粉是否变质，分别取少量样品溶于盐酸，再进行下列实验，其中结论正确的是 。 A．滴加KSCN溶液，溶液未变红，说明铁粉一定未变质 B．滴加KSCN溶液，溶液变红，说明铁粉一定变质 C．依次滴加氯水、KSCN溶液，溶液变红，说明铁粉一定全部变质 (5)利用废铁屑制备 ⅰ．取10.0 g废铁屑溶于过量稀硫酸中，过滤 ⅱ．向滤液中加入足量氯水 ⅲ．再加入过量的氨水，有沉淀Y生成 ⅳ．过滤，加热沉淀Y至质量不再发生变化，得到12.0 g红棕色的固体 ①步骤ⅱ中加入氯水发生反应的离子方程式是 。 ②沉淀Y的颜色为 。 ③该废铁屑中铁元素的质量分数为 。 (6)把一定量铁粉放入氯化铁溶液中，完全反应后，所得溶液中和物质的量浓度恰好相等。则已反应的和未反应的的物质的量之比为 。 题型10 守恒法在有关铁及其化合物计算中的应用 第一步：守恒法在铁及其化合物计算中的应用，主要体现在以下几个方面： 1. 元素守恒（质量守恒） 原理：反应前后，元素的质量不变。 应用：适用于涉及铁元素在不同化合物之间转化的计算。 2. 电子守恒 原理：在氧化还原反应中，氧化剂得到的电子总数等于还原剂失去的电子总数。 应用：适用于涉及铁元素价态变化的氧化还原反应计算。 3. 电荷守恒 原理：在电解质溶液中，正电荷总数等于负电荷总数。 应用：适用于涉及铁及其化合物在溶液中反应的计算，特别是当溶液中存在多种离子时。 第二步：提炼守恒法应用的解题步骤 1. 审题：明确反应过程，找出关键反应物和生成物。 2. 确定守恒类型：根据题目特点，判断适用哪种守恒原理（元素守恒、电子守恒或电荷守恒）。 3. 建立守恒关系：根据确定的守恒类型，列出反应前后守恒量的数学表达式。 4. 求解：解方程，得出答案。 第三步：总结守恒法应用的注意事项 元素守恒：注意铁元素在不同化合物中的存在形式，确保不遗漏、不重复。 电子守恒：准确判断铁元素的价态变化，以及氧化剂、还原剂的电子转移情况。 电荷守恒：注意溶液中所有离子的电荷，确保不遗漏任何离子。 通过以上步骤，可以系统地掌握守恒法在铁及其化合物计算中的应用方法。 【典例10】（天津市南开区2024-2025学年高一上学期1月期末考试 化学试题）把1.0mol/LCuCl2溶液和1.0mol/LFeCl3溶液等体积混合(假设混合溶液的体积等合前两种溶液的体积之和)，再向其中加入足量铁粉，经过足够长的时间后Fe2+的物质的量浓度是 A．1.25mol/L B．1.5mol/L C．2.5mol/L D．3mol/L 【变式10-1】某实验小组测定铁的氧化物FexOy的化学式，已知该氧化物中铁元素只有+2和+3两种价态，实验步骤如图，下列说法正确的是 A．步骤①和步骤②都发生了氧化还原反应 B．溶液a中阳离子只有Fe3+和Fe2+ C．浴液b中n(Fe3+)：n(Cl-)=1：3 D．计算可得该氧化物的化学式为：Fe5O7 【变式10-2】（天津市第七中学2024-2025学年高一上学期12月月考 化学试题）有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 mol·L-1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2＋全部转变为Fe3＋，则该样品可能的化学式为 A．Fe6O7 B．Fe5O7 C．Fe4O5 D．Fe3O4 【变式10-3】（天津市经济技术开发区第一中学2024-2025学年高一上学期第二次月考考试化学试题）向30.6 g Fe2O3、FeO和Fe的混合物中加入1 mol·L－1硫酸400 mL时，固体恰好完全溶解，所得溶液中不含Fe3＋。若用足量的CO在高温下还原相同质量的原混合物，得到的固体质量为 A．22.4 g B．21.6 g C．18.6 g D．26.4 g / 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 $ 第一节 铁及其化合物 题型01 铁的性质 题型02 铁的氧化物的性质 题型03 铁的氢氧化物的制备 题型04 铁的氢氧化物的性质 题型05 铁盐、亚铁盐的检验 题型06 Fe3+和Fe2+的性质 题型07 Fe、Fe3+和Fe2+的相互转化 题型08 铁及其化合物之间的价类二维图 题型09 工艺流程题中Fe2＋、Fe3＋的去除 题型10 守恒法在有关铁及其化合物计算中的应用 题型01 铁的性质 1．铁元素的存在 铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位，主要以＋2价和＋3价化合物形式存在。 2．铁单质的性质 (1)物理性质：银白色金属，导电、导热性好，有延展性，能被磁铁吸引。 (2)化学性质(写出反应的化学方程式) ①与Cl2反应：2Fe＋3Cl22FeCl3。 ②与S反应：Fe＋SFeS。 ③与稀H2SO4反应：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑。 ④与CuSO4溶液反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。 结论：Fe在反应中作还原剂，遇到较强的氧化剂(如Cl2等)生成＋3价铁的化合物，遇到较弱的氧化剂(如稀硫酸、S等)生成＋2价铁的化合物。 (3)铁与水蒸气反应的实验探究 铁不能与冷水、热水反应，但红热的铁能与水蒸气发生反应，化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。 【典例1】（天津市河东区2024-2025学年高一下学期7月期末化学试题）下列关于铁及其化合物说法不正确的是 A．在钢铁厂的生产中，炽热的铁水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥 B．胶体呈红褐色，可以通过向溶液加入溶液制得 C．溶液存放时，在溶液中放入少量的铁粉，目的是防止被氧化 D．电子工业常用30%的溶液腐蚀铜箔，制造印刷线路板 【答案】B 【详解】A．铁与水蒸气在高温条件下反应生成易燃易爆的氢气，故模具必须进行充分的干燥，A正确； B．溶液和溶液会反应生成氢氧化铁沉淀；制取红褐色胶体应该向煮沸的蒸馏水中滴加饱和氯化铁溶液至液体变红褐色，B错误； C．亚铁离子容易被空气中氧气氧化，铁离子和铁单质生成亚铁离子，溶液存放时，在溶液中放入少量的铁粉，目的是防止被氧化，C正确；   D．FeCl3溶液可用于蚀刻印刷线路板，Fe3+与线路中的Cu发生氧化还原反应生成Fe2+和Cu2+，D正确；   故选B。 【变式1-1】（天津市河西区2024-2025学年高一上学期期末化学试题）下列实验中，利用图中装置能达到实验目的的是 A．图甲验证热稳定性： B．图乙制备 C．图丙验证铁粉与水蒸气的反应 D．图丁制备胶体 【答案】C 【详解】A．甲装置中NaHCO3处于外管中，受热温度更高，故不能说明碳酸钠比NaHCO3稳定，故A错误； B．乙中铁和稀硫酸生成的氢气会溢出，不能制备，应该将左右两侧的物质互换才能制备，故B错误； C．铁与湿棉花受热产生的水蒸气共热反应生成四氧化三铁和氢气，生成的氢气能使肥皂水产生肥皂泡，可以点燃，则装置丙能探究铁与水蒸气的反应，故C正确； D．氢氧化钠溶液与饱和氯化铁溶液反应生成氢氧化铁沉淀，不能生成氢氧化铁胶体，则装置丁不能用于制备氢氧化铁胶体，故D错误； 故选C。 【变式1-2】（24-25高一上·天津·期末）铁为日常生活中用量最大的金属单质.利用如图装置来探究铁与水蒸气的反应： (1)装置B中发生反应的化学方程式为 。 (2)装置A、B加热的先后顺序是 ；石棉绒的作用是 。 (3)关于该实验，下列说法错误的是 (填字母)。 A．装置C中盛放的固体可能是碱石灰(固体和的混合物)，起干燥作用 B．如果反应后B中残留的固体为黑色纯净物，则该固体可能为，或中的一种 C．装置D采用向下排空气法收集反应产生的气体 【答案】(1) (2) 先加热A后加热B 防止铁粉堵塞硬质玻璃管右端的导管口 (3)B 【详解】（1）装置B中铁与水蒸气在高温条件下反应，发生化学方程式为：。 答案为：。 （2）先点燃B处，铁与氧气发生反应，故先加热A后加热B；石棉绒的作用可以防止铁粉堵塞硬质玻璃管右端的导管口。 答案为：先加热A后加热B；防止铁粉堵塞硬质玻璃管右端的导管口。 （3）A．装置C的作用为出去氢气中的水蒸气，其干燥作用，可以盛放的固体干燥剂，可能是碱石灰或无水氯化钙，故正确； B．如果反应后B中残留的固体为黑色纯净物，则该固体可能为Fe3O4、FeO中的一种， Fe2O3为红棕色固体，不可能含有，故错误； C．氢气的密度小于空气，采用向下排空气法收集，故正确。 答案为：B。 题型02 铁的氧化物的性质 铁的氧化物的性质对比 名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 — 铁红 磁性氧化铁 颜色及状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 氧化物类别 碱性氧化物 碱性氧化物 复杂氧化物 与盐酸反应的离子方程式 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O 【典例2】（天津市南开区2024-2025学年高一上学期1月期末考试 化学试题）五千年中华文化不仅彰显民族自信、文化自信，还蕴含着许多化学知识。“司南之杓(勺)，投之于地，其柢(勺柄)指南”，司南的“杓”中主要含有 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】司南的“杓”具有磁性，所以主要含，故选D。 【变式2-1】（天津市耀华中学2024-2025学年高一上学期1月期末学情调研 化学试题）铁及其化合物在生产生活中应用广泛。下列有关铁的化合物的叙述正确的是 A．氯化铁用于净水的反应原理：Fe3++3H2O=Fe(OH)3↓+3H+ B．将氧化铁加入HI溶液中发生反应：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O C．含有Fe2+的溶液中大量存在H+、Mg2+、Cl-、NO D．向含1molFeBr2的溶液中通入1molCl2充分反应转移2mol电子 【答案】D 【详解】A．氯化铁水解生成氢氧化铁胶体，离子方程式为：Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+，故A错误； B．铁离子能够把碘离子氧化为碘单质，将氧化铁加入HI溶液中发生反应：Fe2O3+6H++2I-=2Fe2++I2+3H2O，故B错误； C．Fe2+与 H+、NO会发生氧化还原反应，不能大量共存，故C错误； D．由于还原性Fe2+＞Br-，1molFeBr2的溶液中，Fe2+为1mol；Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+，Cl2先反应0.5mol，转移电子1mol；Br-为2mol，Cl2+2 Br-=2Cl-+ Br2，Cl2只有0.5mol，转移电子1mol；向含通入1molCl2充分反应转移2mol电子，故D正确； 故选D。 【变式2-2】（天津市宝坻区第一中学2024-2025学年高一上学期12月月考化学试题）部分被氧化的 Fe-Cu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.92g， 经如下处理： 下列说法不正确的是 A．滤液A 中的阳离子为 B．样品中含氧元素的物质的量为0.03 mol C．溶解样品的过程中消耗硫酸的总物质的量为0.04 mol D．V=224mL 【答案】A 【分析】样品加入足量稀硫酸，铜不与稀硫酸反应，则生成的滤渣3.2g为铜，金属铜可以和三价铁反应，滤液中不含有Cu2+，有铜单质剩余，所以滤液A中一定不含有+3价铁离子，且Fe恰好全部转化为FeSO4，最后溶液中溶质为过量H2SO4和FeSO4，加入足量NaOH，生成，过滤，灼烧得到的3.2g固体为三氧化二铁，其物质的量为=0.02mol，据此分析。 【详解】A．根据分析可知，滤液A 中一定不含有 ，A错误； B．最后加热Fe元素的物质的量为：n(Fe)=0.02mol×2=0.04mol，铁元素的质量为：0.04mol×56g/mol=2.24g，则样品中氧元素的质量为：5.92g-2.24g-3.2g=0.48g，氧元素的物质的量为：=0.03mol，B正确； C．根据铁元素的物质的量为0.04mol，铁与过量稀硫酸反应生成硫酸亚铁，则反应消耗硫酸的物质的量为0.04mol，C正确； D．铁元素物质的量为0.04mol，说明参加反应硫酸物质的量为0.04mol，含氢离子0.08mol，而其中部分氢离子生成氢气，另外的H+和合金中的氧结合成水了，根据B选项可知氧元素的物质的量为0.03mol，它结合0.06mol H+，所以硫酸中生成氢气的H+的物质的量为：0.08mol-0.06mol=0.02mol，即生成0.01mol氢气，标况体积为0.01mol氢气的体积为2.24L，即224mL，D正确； 故选A。 【变式2-3】（天津市耀华中学滨城学校2024-2025学年高一上学期12月月考 化学试题）某工厂的工业废水中含有大量的 和较多的 。为了减少污染并变废为宝，工厂计划从该废水中回收 和金属铜。请根据以下流程图，回答下列问题： (1)操作I的名称是 ，固体A是 (填化学式)，固体C是 (填化学式)。 (2)为防止 溶液氧化变质，应在溶液中加入少量 ，其原因是 。 (3)把一定量铁粉放入氯化铁溶液中，完全反应后，所得溶液中 和 物质的量浓度恰好相等。则已反应的 和未反应的 的物质的量之比为 。 【答案】(1) 过滤 Fe、Cu Cu (2) 铁粉 铁离子与铁单质反应生成亚铁离子 (3)2：3 【分析】工业水中加铁粉，铜离子被还原为铜，经过操作I过滤后得到固体A，A的主要成分为Fe、Cu，固体中加足量稀硫酸生成溶液D：FeSO4溶液和固体C：Cu；溶液B中主要成分为FeSO4，经过冷却结晶得到晶体。 【详解】（1）根据分析可知，操作Ⅰ的名称是过滤；固体A的主要成分为Fe、Cu；固体C：Cu； （2）为防止 溶液氧化变质，在溶液中加入少量铁粉，铁与铁离子反应生成亚铁离子，可以防止亚铁离子被氧化； （3）铁粉与氯化铁反应的离子方程式：，设初始，生成的，根据离子方程式可知消耗的，根据题中信息：完全反应后，所得溶液中和物质的量浓度恰好相等，，，消耗的，未反应的，已反应的 和未反应的 的物质的量之比：2：3。 题型03 铁的氢氧化物的制备 1.铁的氢氧化物的制备 Fe(OH)2 Fe(OH)3 操作 现象 产生白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 生成红褐色沉淀 化学方程式 FeSO4＋2NaOH=== Fe(OH)2↓＋Na2SO4，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl 实验 结论 均可由对应的可溶性盐与碱溶液反应制得；在空气中Fe(OH)2极易被氧化为Fe(OH)3，制备Fe(OH)2前尽可能使用不含氧气的溶液 2．Fe(OH)2制备的改进 Fe(OH)2具有强的还原性，极易被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3，因此实验室在制备Fe(OH)2时，要注意隔绝空气。常采取以下方法： 方法一：有机覆盖层法 将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应，如右图所示 方法二：还原性气体保护法 用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀，如右图所示 【典例3】（24-25高一上·天津河北·期末）实验室用和烧碱制备，为使生成的产物不被氧化，下列说法不正确的是 A．配制溶液和烧碱溶液所用的蒸馏水要煮沸 B．产生沉淀后，不能振荡试管 C．可在溶液的上面加一层植物油，以隔绝空气 D．向溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入试管中 【答案】D 【详解】A．蒸馏水煮沸可以去除蒸馏水中溶解的氧气，A项正确； B．不振荡试管可以避免更多的空气进入到反应体系中，B项正确； C．加一层植物油，避免溶液与空气的接触，C项正确； D．胶头滴管的尖嘴不深入试管内，滴入试管中的烧碱溶液会先与空气接触，使氧气进入反应体系，D项错误； 答案选D。 【变式3-1】（天津市第四十七中学2024-2025学年高一上学期12月第二次阶段性检测化学试题）一种制备的改进装置如图所示，下列说法错误的是 A．溶液需要现用现配且使用过量的铁 B．实验时先注入稀硫酸，再注入溶液和溶液 C．装置的作用是液封，并判断装置中的空气是否排尽 D．该实验可以用铁粉代替粉末 【答案】D 【详解】A．易被氧化，需要现用现配且使用过量的铁，A正确； B．实验时先注入稀硫酸，等二氧化碳排出锥形瓶内的空气后再注入溶液和溶液生成氢氧化亚铁，B正确； C．烧杯内紫色石蕊试液变红，说明锥形瓶内空气完全排出，同时装置可以防止空气进入锥形瓶，C正确； D．氢气的密度比空气小，用铁粉代替粉末，不能排尽空气，D错误； 故选D。 【变式3-2】（天津市耀华中学滨城学校2024-2025学年高一上学期12月月考 化学试题）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．Fe(OH)2易被氧化，反应方程式为：2Fe(OH)2+O2+H2O=2Fe(OH)3 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 【分析】实验开始时应先打开止水夹a、b，再向烧瓶中加入稀硫酸，铁和稀硫酸反应生成的氢气排尽锥形瓶内的空气。反应一段时间后，关闭止水夹a，烧瓶内的硫酸亚铁被氢气压入锥形瓶，在锥形瓶内生成白色沉淀氢氧化亚铁。 【详解】A．Fe(OH)2具有还原性，易被氧气氧化为氢氧化铁，反应的方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故A错误； B．为防止Fe(OH)2被氧化，实验开始时应先打开止水夹a、b，再向烧瓶中加入稀硫酸，用铁和稀硫酸反应生成的氢气排出锥形瓶内的空气，故B错误； C．反应一段时间后，关闭止水夹a，烧瓶内的硫酸亚铁被氢气压入锥形瓶，在锥形瓶内生成白色沉淀氢氧化亚铁，故C错误； D．反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，氢氧化亚铁与空气隔绝，则Fe(OH)2可较长时间存在，故D正确； 选D。 【变式3-3】（天津市静海区第一中学2024-2025学年高一上学期12月月考 化学试题）下列各图示中不能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是 (填序号)。制备氢氧化亚铁的关键操作是 。 【答案】 C 隔绝空气，防氧化 【分析】Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的空气或氧气。 【详解】A．A中先用铁与稀硫酸反应产生的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，因此可以长时间看到白色沉淀，故A不符合题意； B．B中氢气将装置中的空气排尽，再利用产生氢气使压强变大，将硫酸亚铁压入氢氧化钠溶液中，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中，因此可以长时间看到白色沉淀，故B不符合题意； C．C中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C符合题意； D．D中液面加苯阻止了空气进入，因此可以长时间看到白色沉淀，故D不符合题意； 故选C； 由分析可知，制备氢氧化亚铁的关键操作是隔绝空气，防氧化。 题型04 铁的氢氧化物的性质 1．从化合价的角度判断铁的氧化物和氢氧化物的性质 ①+2价铁具有较强的还原性，FeO、Fe(OH)2、Fe3O4都能被强氧化剂氧化。 ②铁的氧化物都能被热还原剂（如CO、H2、Al等）还原。 2．铁的氢氧化物的稳定性 (1)Fe(OH)3受热易分解 (2)在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成 Fe(OH)3。 3．氢氧化铁和氢氧化亚铁的比较 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色、状态 白色固体 红褐色固体 溶解性 不溶于水 不溶于水 与H＋反应的离子方程式 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 稳定性 不稳定，易被O2氧化成红褐色的Fe(OH)3 不稳定、受热易分解：2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 【典例4】（天津市宝坻区第一中学2024-2025学年高一上学期12月月考化学试题）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．由图可预测：高铁酸盐具有强还原性 B．Fe与S单质化合可以得到铁盐 C．能一步转化得到 D．FeO、 Fe2O3不能通过化合反应制得 、 【答案】D 【详解】A．由图可预测：高铁酸盐中的Fe元素为+6价，易得到电子，具有强氧化性，A错误； B．Fe与S单质化合可以得到亚铁盐FeS，B错误； C．不能一步转化得到 ，需要先转化为+3价铁再转化为氢氧化物，或先转化成氢氧化物再被氧化，C错误； D．FeO、Fe2O3不溶于水，也不会和水反应，则FeO、 Fe2O3不能通过化合反应制得 Fe(OH)2、Fe(OH)3，D正确； 故选D。 【变式4-1】（天津市河东区第一0二中学2024-2025学年高一上学期12月月考化学试题）向300mL0.2mol/L的Fe(NO3)2溶液中加入足量的NaOH溶液，使Fe2+恰好完全沉淀，过滤，小心加热沉淀，直到水分蒸干，再灼烧到质量不在变化，此时固体的质量为 A．5.4g B．4.32g C．4.8g D．6.42g 【答案】C 【详解】300mL0.2mol/L的Fe(NO3)2溶液中加入足量的NaOH溶液，使Fe2+恰好完全沉淀，则生成氢氧化亚铁的物质的量为300mL×0.2mol/L×10-3=0.06mol，过滤，加热，并灼烧得到氧化铁，根据铁元素守恒分析，氧化铁的物质的量为0.03mol，则质量为0.03mol×160g/mol=4.8g。 故选C。 【变式4-2】（天津市经济技术开发区第一中学2024-2025学年高一上学期第二次月考考试化学试题）下列实验现象，描述正确的是 A．I烧杯中立即产生红褐色沉淀 B．Ⅱ试管中溶液变红 C．Ⅲ试管中生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 D．Ⅳ试管中的白色沉淀逐渐增多 【答案】C 【详解】A．饱和氯化铁溶液滴入沸水加热会发生水解反应，生成Fe(OH)3胶体，I烧杯中溶液颜色变为红褐色，而非产生红褐色沉淀，A项错误； B．氯化铁溶液与硫氰化钾溶液反应，溶液会变红，而非氯化亚铁溶液，B项错误； C．氯化亚铁溶液滴入氢氧化钠溶液，生成的白色絮状氢氧化亚铁沉淀会迅速被氧化成氢氧化铁，变成灰绿色，最后变成红褐色，C项正确； D．氯化铝溶液滴入氢氧化钠溶液，开始生成沉淀，氢氧化钠过量后沉淀逐渐溶解，而不是白色沉淀逐渐增多，D项错误； 答案选C。 【变式4-3】（天津市河东区第一0二中学2024-2025学年高一上学期12月月考化学试题）已知A为淡黄色固体，C是无色无味的气体，T为生活中使用最广泛的金属单质，D是具有磁性的黑色晶体，M为黄绿色气体，J具有漂白性。各物质间的转化关系如图所示(部分物质已省略)。 请完成下列填空。 (1)向E溶液中滴入氯水也可变为H溶液，写出离子方程式 。 (2)D与盐酸反应的离子方程式为 。 (3)F转化为G的化学方程式为 ；其反应现象为 ； (4)高铁酸钠是一种高效多功能的新型非氯绿色消毒剂，主要用于饮用水的处理，可由J、G和B反应制得。 ①该反应的化学方程式为 。 ②高铁酸钠溶液杀灭病菌后可以得到氢氧化铁胶体，进而起到净水作用。下列关于氢氧化铁胶体的说法正确的是 (填字母)。 A．在饱和溶液中滴加浓的NaOH溶液可制得胶体 B．Fe(OH)₃胶体具有丁达尔效应 C．溶液、胶体都属于混合物 D．完全转化为胶体后，含有的胶体粒子数目为 【答案】(1)2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- (2)Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O (3) 4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3 白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 (4) 3NaClO+2Fe(OH)3+4NaOH=2+3NaCl+5H2O BC 【分析】A为淡黄色固体，该固体可以是Na2O2，也可以是S，S不与水反应，过氧化钠能与水反应生成NaOH和氧气，推出A为过氧化钠，C为无色无味的气体，C为氧气，B为NaOH，T为生活中使用最广泛的金属单质，且D为具有磁性的黑色晶体，D为Fe3O4，即T为Fe，M为黄绿色气体，M为Cl2，氯气与NaOH溶液反应生成NaCl和NaClO，具有漂白性的是NaClO，即J为NaClO，四氧化三铁、铁、盐酸反应生成FeCl2，FeCl2与NaOH溶液反应生成F为Fe(OH)2白色沉淀，Fe(OH)2在潮湿环境下易被氧化成Fe(OH)3，G为氢氧化铁，氢氧化铁与盐酸反应生成H，H为FeCl3，据此分析。 【详解】（1）E为FeCl2，向其溶液中通入Cl2会生成FeCl3，离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-； （2）四氧化三铁和盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁和水，反应的离子方程式：Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O； （3）Fe(OH)2在潮湿空气中变成Fe(OH)3的过程中，可能观察到的现象：白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，反应方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3； （4）①NaClO与Fe(OH)3、NaOH反应生成和NaCl和水，反应的化学方程式为3NaClO+2Fe(OH)3+4NaOH=2+3NaCl+5H2O； ②A．在饱和溶液中滴加浓的NaOH溶液生成沉淀，不能得到胶体，故A错误； B．胶体能产生丁达尔效应，Fe(OH)₃胶体具有丁达尔效应，故B正确； C．溶液、胶体都含有多种物质，都属于混合物，故C正确； D．胶体粒子含有多个，故完全转化为胶体后，含有的胶体粒子数目少于，故D错误； 答案为BC。 题型05 铁盐、亚铁盐的检验 1．用KSCN溶液和氯水检验 (1)Fe2＋无明显现象溶液变红色 (2)Fe3＋溶液变红色 2．用NaOH溶液检验 (1)Fe2＋白色沉淀→灰绿色→红褐色 (2)Fe3＋红褐色沉淀 3．含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋的检验 溶液变红色，说明含有Fe3＋。 KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋。 4．Fe2＋的特征检验方法 溶液产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2＋。 注意： (1)检验Fe2＋时，不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN－)。 (2)Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋(Cl－能还原KMnO4，有干扰)。 (3)检验Fe3＋也可用苯酚(C6H5OH)，检验Fe2＋最好用K3[Fe(CN)6]溶液。 (4)酸性条件下NO会将Fe2＋氧化为Fe3＋，干扰检验。 【典例5】（天津市和平区双菱中学2024-2025学年高一上学期12月月考化学试题）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 ②溶液中滴入溶液，并在空气中放置一段时间 ③溶液中滴入KSCN溶液 ④溶液中滴入铁氰化钾溶液 A．③②①④ B．③④①② C．④②①③ D．③①②④ 【答案】A 【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，溶液变为红色； ④溶液中滴入铁氰化钾溶液，生成生成铁氰化亚铁是蓝色沉淀； 红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列的是③②①④； 故选A。 【变式5-1】（24-25高一上·天津·期末）下列叙述错误的是 A．元素周期表中每个周期都既有金属元素又有非金属元素 B．某溶液中加入溶液后变为红色，证明溶液中含 C．铁是人体必需的微量元素，人体缺铁时会发生贫血 D．考古时利用可以测定一些文物的年代 【答案】A 【详解】A．元素周期表中第一周期元素为H和He，无金属元素，A错误； B．KSCN可用于检验Fe3+，当加入KSCN溶液后变为红色，可证明溶液中含Fe3+，B正确； C．铁是人体必需的微量元素之一，人体缺铁时会发生贫血，C正确； D．考古时常利用14C来测定一些文物的年代，D正确； 本题选A。 【变式5-2】（天津市滨海新区田家炳中学2024-2025学年高一年级上学期12月月考化学试卷）下列有关铁及其化合物的叙述中，不正确的是 A．高温下，铁和水蒸气反应可以生成氢气 B．将饱和氯化铁溶液滴入沸水中，煮沸至红褐色，可以制得氢氧化铁胶体 C．常用作红色油漆和涂料 D．用溶液鉴别溶液和溶液 【答案】C 【详解】A．铁与水蒸气在高温下生成四氧化三铁和氢气，故A正确； B．制取红褐色胶体应该向煮沸的蒸馏水中滴加饱和氯化铁溶液至溶液变红褐色，故B正确； C．Fe2O3为红色固体，常用作红色油漆和涂料，而为黑色，故C错误； D．KSCN滴入Fe3＋溶液中显血红色，滴入Fe2＋中不显色，可以鉴别，故D正确； 故选C。 【变式5-3】（天津市滨海新区田家炳中学2024-2025学年高一年级上学期12月月考化学试卷）为了检验某溶液是否变质，可向溶液中加入 A． B．铁片 C．溶液 D．石蕊溶液 【答案】C 【详解】某FeCl2溶液若变质，被空气中氧气氧化生成铁离子，可用KSCN检验Fe3+； 故选C； 题型06 Fe3+和Fe2+的性质 1．亚铁盐的性质及应用 (1)Fe2＋的氧化性和还原性 含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋既有氧化性，又有还原性，其中以还原性为主，遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表现为还原性。 Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。 (2) Fe2＋的水解 Fe(OH)2是弱碱，含Fe2＋的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制Fe2＋的水解，加少量铁屑防止Fe2＋被氧化。 2．铁盐的性质及应用 (1)氧化性：含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现为氧化性。 ①Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO等具有较强还原性的离子不能大量共存。 ②Fe3＋可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋。 【典例6】（24-25高一上·天津·期末）“铁肥”(主要含)常用于解决植物叶面变黄问题，通过溶于水配制成溶液喷施在叶面上。下列有关“铁肥”说法错误的是 A．“铁肥”易因保存不当被空气氧化变质为硫酸铁 B．可用溶液检验“铁肥”中的 C．为保证“铁肥”的效果，可向配制后的溶液中加入少量铁粉 D．可用酸性高锰酸钾溶液检验“铁肥”是否失效 【答案】B 【详解】A．Fe2+易被空气氧化为Fe3+，故“铁肥”易因保存不当被空气中的氧气氧化为硫酸铁，A正确，不符合题意； B．KSCN可用于检验Fe3+，故可用KSCN溶液检验“铁肥”中是否含有Fe3+，B不正确，符合题意； C．，故为保证“铁肥”的效果，可在配制后的溶液中加入少量铁粉，促进Fe3+被还原为Fe2+，C正确，不符合题意； D．酸性高锰酸钾具有强氧化性，能将Fe2+氧化为Fe3+，而自身被还原，故可观察到酸性高锰酸钾的紫红色褪去，故向适量“铁肥”溶液中滴加适量酸性高锰酸钾溶液，若紫红色褪去则说明“铁肥”中还有Fe2+，没失效，若紫红色不变，则说明“铁肥”中没有Fe2+，已失效，D正确，不符合题意； 本题选B。 【变式6-1】（24-25高一下·天津南开·期中）某工厂的一个生产工艺流程如图所示，下列叙述正确的是 A．该工艺流程是用来制备的 B．气体M是 C．气体M参加的反应是化合反应 D．参加反应时氧化剂和还原剂的物质的盘之比是1：1 【答案】D 【分析】由工艺流程的箭头指向可知，该过程中硫酸亚铁、硫酸铁可以循环使用，气体M和SO2为反应物，指向流程之外的箭头只有硫酸（部分硫酸又参与循环），即硫酸铁和二氧化硫反应生成硫酸和硫酸亚铁，气体M和硫酸、硫酸亚铁作用生成硫酸铁，气体M为氧气，所以该工艺流程是用来制备硫酸的，据此分析； 【详解】A．根据流程图可知，最终反应完离开体系的为硫酸，因此该工艺流程的目的是制备硫酸，A错误； B．根据反应关系分析，M是具有氧化性的氧气，B错误； C．根据反应关系分析，气体M、H2SO4和FeSO4反应生成Fe2(SO4)3和水，铁元素的价态发生了变化，M是具有氧化性的氧气，反应的化学方程式为O2+4FeSO4+2H2SO4=2Fe2(SO4)3+2H2O，不是化合反应，C错误； D．二氧化硫参加反应的化学方程式为：SO2+Fe2(SO4)3+2H2O=2FeSO4+2H2SO4，反应中二氧化硫中硫元素的化合价升高，二氧化硫为还原剂，硫酸铁中铁元素的化合价降低，硫酸铁是氧化剂，因此氧化剂和还原剂的物质的量之比是1∶1，D正确； 故选D。 【变式6-2】（24-25高一上·天津红桥·期末）从某含有、、的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下。 下列说法正确的是 A．试剂a是铁、试剂b是稀硫酸 B．操作I、操作II、操作III所用仪器相同 C．试剂c是 D．用酸性溶液不能检验溶液W中是否还有 【答案】D 【分析】向含FeCl2、FeCl3、CuCl2废液中加过量的试剂铁单质，铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，铁和氯化铜反应置换出铜，过滤，滤渣Y含铜和铁，滤液X为氯化亚铁，滤渣Y中加盐酸溶解铁，过滤得金属铜，向氯化亚铁通氯气，得氯化铁溶液。 【详解】A．根据以上分析试剂a为铁，试剂b为稀盐酸，不能用稀硫酸，会引入杂质，故A错误； B．操作I、操作II是过滤，操作III是蒸发浓缩、冷却结晶，所用的仪器不同，故B错误； C．试剂C不能是，否则会带入Mn2+杂质，故C错误； D．W是FeCl2溶液，亚铁离子、氯离子都可以被高锰酸钾溶液氧化，用酸性KMnO4溶液不能检验溶液W中是否还有Fe2+，故D正确； 答案选D。 【变式6-3】（天津市河东区第-0一中学2024-2025学年上学期12月月考化学试题）取某含铁元素的固体A进行如下实验： 根据以上转化关系，下列叙述不正确的是 A．试剂1是KSCN溶液 B．试剂2可以是新制氯水 C．溶液B中只有Fe3+无Fe2+ D．溶液C到溶液F红色加深的原因是溶液中的Fe2+被氧化剂氧化成Fe3+，使Fe3+浓度增大 【答案】C 【分析】从框图可知，A和稀盐酸反应生成棕黄色溶液，加入试剂1变成淡红色溶液C，可以推断溶液B中含有Fe3+，加入KSCN溶液生成Fe(SCN)3，加入试剂2得到深红色溶液F，可知试剂2为氧化剂，溶液B中含有Fe2+，加入试剂2(氧化剂)，Fe2+被氧化为Fe3+，并进一步转化为Fe(SCN)3，所以溶液红色加深，由此作答： 【详解】A．根据分析，试剂1是KSCN溶液，A正确； B．试剂2将Fe2+氧化为Fe3+，可以为新制氯水，B正确； C．根据分析，溶液B中有Fe2+，C错误； D．根据分析，溶液B中含有Fe2+，加入试剂2(氧化剂)，Fe2+被氧化为Fe3+，并进一步转化为Fe(SCN)3，所以溶液红色加深，D正确； 故选C。 题型07 Fe、Fe3+和Fe2+的相互转化 1．Fe、Fe3+和Fe2+的相互转化：“铁三角” 2．“铁三角”转化关系的应用 (1)含Fe2＋、Fe3＋的分离、除杂方法(括号内为杂质) ①FeCl3溶液(FeCl2)：加足量氯水或通入足量Cl2。 ②FeCl2溶液(FeCl3)：加足量铁粉，充分反应后过滤。 ③FeSO4溶液(CuSO4)：加足量铁粉，充分反应后过滤。 ④除去废水中Fe2＋，先将废水中的Fe2＋氧化为Fe3＋(如通入Cl2或加入H2O2)，再调节溶液的pH，使Fe3＋转化为红褐色的Fe(OH)3沉淀过滤除去。 (2)离子的共存问题 ①Fe3＋与I－、S2－等还原性离子不能大量共存。 ②Fe2＋与MnO(H＋)、NO(H＋)、ClO－等氧化性离子不能大量共存。 【典例7】（24-25高一上·天津河西·期末）X、Y、Z、a为中学化学常见物质，且X、Y、Z含有同种元素，可以发生如下转化关系(水参与的反应未标出，反应条件略去)。下列说法错误的是 A．若a为NaOH溶液，则Z可以是溶液 B．若Y是溶液，则Y→Z反应的离子方程式为 C．若Z为参与植物光合作用的气体，则X可以是甲烷 D．若X、Y、Z的焰色试验呈黄色，a为，则Z的化学式为 【答案】D 【详解】A．若a为NaOH溶液，X为氯化铝，先与氢氧化钠反应生成氢氧化铝，氢氧化铝继续与氢氧化钠反应生成，则Z可以是溶液，A正确； B．若Y是溶液，X为氯气，a为铁，氯气和铁化合生成氯化铁，氯化铁溶液和铁反应生成氯化亚铁，则Y→Z反应的离子方程式为，B正确； C．若Z为参与植物光合作用的气体，Z为二氧化碳，若X为甲烷，则a为氧气，甲烷不完全燃烧生成一氧化碳，一氧化碳燃烧生成二氧化碳，故X可以是甲烷，C正确； D．若X、Y、Z的焰色试验呈黄色，a为，与氢氧化钠反应生成碳酸钠，过量可继续与碳酸钠反应生成碳酸氢钠，则Z的化学式为NaHCO3，D错误； 答案选D。 【变式7-1】（天津市耀华中学滨城学校2024-2025学年高一上学期12月月考 化学试题）下列选项中的四种物质按照转化关系不能实现的是(反应条件和部分产物略) 选项 甲 乙 丙 丁 转化关系 A Zn FeCl2 Fe Cl2 B NaOH AlCl3 Al(OH)3 盐酸 C H2O(g) Fe Fe3O4 CO D Ca(OH)2 Cl2 Ca(ClO)2 浓盐酸 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．丙与丁生成乙，Fe与Cl2生成FeCl3，不是，故A错误； B．NaOH与AlCl3生成Al(OH)3，Al(OH)3与盐酸反应生成AlCl3，符合转化图，故B正确； C．H2O(g)和Fe生成Fe3O4，Fe3O4被CO还原生成Fe，符合转化图，故C正确； D．Ca(OH)2与Cl2溶液反应生成Ca(ClO)2，Ca(ClO)2与浓盐酸发生氧化还原反应，生成Cl2，符合上述转化图，故D正确； 故答案为A。 【变式7-2】（天津市西青区杨柳青第一中学2024-2025学年高一上学期12月月考 化学试题）已知A、E为金属单质，B是淡黄色粉末且常用于防毒面具中，回答下列问题。 (1)实验室中 A 常常保存在盛有 的广口瓶中。 (2)有0.1mol B转变成C时， 反应转移电子的个数为 。 (3)用化学方程式表示沉淀G颜色发生变化的原因： 。 (4)从A、B、C、D、E、G、H中选出2种试剂制备F，写出相应的离子方程式： 。 (5)写出检验F溶液中的阳离子是否变质的实验操作、现象及结论： 。 【答案】(1)石蜡油(或煤油) (2)0.1NA或6.02×1022 (3)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 (4) (5)取少量F溶液于试管中，加入硫氰化钾溶液，若变红说明变质，若不变红说明没有变质 【分析】A、E为金属单质，B是淡黄色粉末且常用于防毒面具中，A和氧气反应得到B，则A是Na、B是Na2O2，过氧化钠和二氧化碳反应得到C、过氧化钠和水反应得到D，则C是Na2CO3、D是NaOH；白色沉淀G遇氧气得到红褐色沉淀，则G是Fe(OH)2、红褐色沉淀是Fe(OH)3；金属单质E和盐酸反应得到F，氢氧化钠和F反应得到Fe(OH)2，则E是Fe、F是FeCl2；Fe(OH)3和盐酸反应得到FeCl3，H是FeCl3。 【详解】（1）A 是金属Na，常常保存在盛有石蜡油(或煤油)的广口瓶中； （2）过氧化钠和二氧化碳反应方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，过氧化钠中氧元素化合价由-1升高为0、由-1降低为-2，有0.1mol Na2O2转变成Na2CO3时， 反应转移电子的个数为0.1NA或6.02×1022； （3）沉淀G颜色发生变化的原因是Fe(OH)2被氧气氧化为Fe(OH)3，反应方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3； （4）铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，相应的离子方程式； （5）FeCl2易被氧化为FeCl3，若溶液中含有Fe3+说明FeCl2已变质，检验F溶液中的阳离子是否变质的实验操作、现象及结论为：取少量F溶液于试管中，加入硫氰化钾溶液，若变红说明变质，若不变红说明没有变质。 【变式7-3】（天津市第二中学2024-2025学年高一上学期第一次月考考试化学试题）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)写出B与盐酸反应的离子方程式 。 (3)检验D中阳离子的方法 。 (4)制取F胶体的化学反应方程式 。 (5)①由E转化为F的现象是 。 ②并写出的化学方程式： 。 【答案】(1) (2) (3)取D溶液少许于试管中，加入几滴溶液，溶液变红色，证明含 (4) (5) 白色沉淀迅速变为灰绿，最后变为红褐色 【分析】已知A是一种常见金属，F是一种红褐色沉淀，则F为Fe(OH)3；由转化关系可知金属A应为Fe，Fe与氧气反应生成B，则B为Fe3O4；Fe3O4与盐酸反应得到FeCl2、FeCl3，且Fe与盐酸反应生成C和X，则X为H2，C为FeCl2，D为FeCl3；C与NaOH反应生成E，则E为Fe(OH)2；F一定条件下生成G，且G与氢气反应可生成Fe单质，则G为Fe2O3。 【详解】（1）根据分析，A、C、F、G的化学式分别为、、和。 （2）B为Fe3O4，与盐酸反应生成FeCl2、FeCl3和水，则离子方程式为。 （3）D为FeCl3，其阳离子为，可用溶液检验，因此检验方法为：取D溶液少许于试管中，加入几滴溶液，溶液变红色，证明含。 （4）F为，制取胶体的方法为：向煮沸的蒸馏水中加入几滴饱和FeCl3溶液，加热到溶液变红褐色停止加热，则化学反应方程式为。 （5）①E为Fe(OH)2，易与氧气反应转化为，现象是白色沉淀迅速变为灰绿，最后变为红褐色； ②根据①中分析，的化学方程式为。 题型08 铁及其化合物的价类二维图 1．铁元素的“价—类”二维图 从物质类别和物质所含核心元素的化合价两个角度总结、预测物质的性质是学习化学的重要方法之一。 (1)横向变化体现了同价态不同类别(氧化物、碱、盐)之间的转化； ①碱性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)转化为盐； ②Fe2＋、Fe3＋与碱(OH－)反应生成对应的碱； ③难溶性的碱易分解生成对应的氧化物，但难溶性的碱性氧化物一般不与水反应生成对应的碱。 (2)纵向变化体现不同价态同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。 (3)斜向变化体现不同价态、不同类别之间物质的转化，主要体现物质的氧化性和还原性。 【典例8】（天津市小站第一中学2024-2025学年高一上学期12月月考 化学试题）价类二维图是学习元素化合物的重要模型和工具，某元素在地壳中的含量居第四位，该元素的价类二维图如下所示，下列说法正确的是 A．a在高温下与水蒸气反应可生成c和 B．b、c是碱性氧化物，能与水反应生成e和d C．f、g只能与强碱反应制备e、d D．h既能杀菌消毒，还能净水 【答案】D 【分析】某元素在地壳中的含量居第四位，则该元素是铁元素；由图可知a铁、b为氧化亚铁、c为氧化铁、d为氢氧化铁、e为氢氧化亚铁、f为亚铁盐、g为铁盐、h为高铁酸盐。 【详解】A．铁高温下可与水发生置换反应生成四氧化三铁和氢气，故A错误； B．氧化亚铁和氧化铁都不溶于水，都不能与水反应，故B错误； C．溶液中的亚铁离子和铁离子能与氨水反应制备氢氧化亚铁和氢氧化铁，故C错误； D．高铁酸根离子具有强氧化性，能起到杀菌消毒的作用，反应生成的铁离子能在溶液中水解生成氢氧化铁胶体，胶体能吸附水中悬浮杂质而聚沉，达到净水的作用，所以高铁酸盐既能杀菌消毒，还能净水，故D正确； 故选D。 【变式8-1】（天津市经济技术开发区第一中学2024-2025学年高一上学期第二次月考考试化学试题）部分含铁物质的分类与相应化合价关系如下图甲所示。下列推断不合理的是 A．X在高温下可与H2O(g)反应生成Z B．N在空气中不稳定，利用图乙装置制取N并可减缓其被氧化 C．可存在P→M→Z→P的循环转化关系 D．若P为盐酸盐，可将其饱和溶液逐滴滴入沸水中制备Fe(OH)3胶体 【答案】A 【分析】由题干铁的价类二维图可知，X为Fe、Y为FeO、Z为Fe2O3、M为Fe(OH)3、N为Fe(OH)2，Q为亚铁盐，P为铁盐，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，X为Fe、Z为Fe2O3，Fe在高温下可与H2O(g)反应生成Fe3O4，而不是Fe2O3，A错误； B．由分析可知，N为Fe(OH)2，Fe(OH)2不稳定，图乙装置生成的H2可排出装置中的空气，从而减缓Fe(OH)2被氧化，B正确； C．由分析可知，Z为Fe2O3、M为Fe(OH)3、P为铁盐，根据反应方程式，，可知，可存在P→M→Z→P的循环转化关系，C正确； D．由分析结合若P为盐酸盐可知，P为FeCl3，实验制备Fe(OH)3胶体的方法为：将烧杯中的蒸馏水加热煮沸后，向沸水中滴加5~6滴饱和氯化铁溶液，继续加热至溶液呈红褐色停止加热，即可制备Fe(OH)3胶体，D正确； 故答案为：A。 【变式8-2】（24-25高一上·天津·期末）利用下图可以从不同角度研究含铁物质的性质及其转化关系。回答下列问题： (1)是一种新型饮用水消毒剂，工业上其制备方法为：。 设代表阿伏加德罗常数的值，当反应转移电子的数目是时，所消耗氧化剂的物质的量为 。 (2)打印机使用的墨粉中含有，下列关于的说法正确的是___________(填字母)。 A．有磁性，是与的混合物 B．属于两性氧化物，与酸、碱都能反应 C．在空气里受热能迅速生成 D．与水蒸气在高温下反应能生成 (3)维生素易溶于水，可将转化为被人体吸收。为检验转化产物，设计如下实验：取适量溶液置于试管中，加入过量维生素片振荡溶解后，滴加酸性高锰酸溶液，紫色褪去。该设计能否检验并说明理由： (4)溶液在空气中易变质，利用部分变质的溶液制备。 ①请在括号内填写所需试剂或条件，在方框内填写含铁物质的化学式 。 ②若该溶液最终制得，不考虑过程损失，变质前溶液的浓度为 。 【答案】(1)1.5mol (2)CD (3)不能，过量维生素C会使酸性高锰酸钾溶液褪色，无法说明一定有生成 (4) 【详解】（1）氧化剂为次氯酸钠，氯元素由+1价降低到-1价，3molClO-被完全还原，转移电子6mol，所以当反应转移电子的数目是3NA时，所消耗氧化剂的物质的量为1.5mol； 故答案为：1.5mol； （2）A．四氧化三铁有磁性，四氧化三铁是由与按照一定比例组成的纯净物，故A错误； B．四氧化三铁只与酸反应，不与碱反应，不属于两性氧化物，故B错误； C．FeO中铁元素为+2价，还原性较强，在空气里受热，发生氧化还原反应，能迅速生成Fe3O4，故C正确； D．与水蒸气高温下反应能生成Fe3O4和氢气，故D正确； 故答案为：CD； （3）维生素C具有强的还原性，亚铁离子、过量的维生素C均能被酸性高锰酸钾溶液氧化，导致高锰酸钾溶液褪色，干扰了亚铁离子的检验，此实验方案设计不严密； 故答案为：不能，过量维生素C会使酸性高锰酸钾溶液褪色，无法说明一定有生成； （4）部分变质的氯化亚铁溶液中含有少量的氯化铁，变质后的溶液中加入酸化的双氧水，亚铁离子被氧化为铁离子，然后向溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，生成氢氧化铁红褐色固体，给该固体加热，氢氧化铁分解为氧化铁和水； ①结合以上分析可知，方框内和括号内各物质化学式为：； 故答案为：； ②的物质的量为=0.01mol，铁元素的物质的量n(Fe)=0.02mol；根据铁元素守恒规律，变质前n(FeCl2)= n(Fe)=0.02mol，则100mL该溶液中，c(FeCl2)= =0.2mol/L； 故答案为：0.2mol/L。 【变式8-3】（24-25高一上·天津南开·期末）含铁元素的部分物质的类别及铁元素价态的关系如图所示。 回答下列问题： (1)Fe可与稀HNO3发生反应，生成Fe(NO3)3、NO气体和水。写出该反应的化学方程式： 。 (2)利用废铁屑(杂质不溶于酸)制备X i．取ag废铁屑溶于过量稀硫酸中，过滤 ii．向滤液中加入足量氯水 iii．再加入过量的氢氧化钠溶液，有沉淀Y生成 iv．过滤，加热沉淀Y至质量不再发生变化，得到bg固体X ①步骤ii中氯水的作用是 。 ②沉淀Y的颜色为 。 ③该废铁屑中铁元素的质量分数为 。 (3)写出图中Z转化为Y的化学方程式： 。 (4)制作广告牌时，用FeCl3溶液刻蚀不锈钢，该反应的离子方程式为 。可与FeCl3溶液发生反应，使溶液变红的试剂是 (填名称)。 (5)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色净水剂，主要用于饮用水处理。工业上制备高铁酸钠的原理为3NaClO+Fe2(SO4)3+10NaOH═2Na2FeO4+3NaCl+3Na2SO4+5H2O。 ①每生成1mol Na2FeO4时转移电子的数目为 。 ②高铁酸钠可用作净水剂的原因是 。 【答案】(1)Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O (2) 氧化亚铁离子生成铁离子 红褐色 ×100% (3)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 (4) 2Fe3++Fe=3Fe2+ 硫氰酸钾溶液 (5) 3NA 铁酸钠被还原后的产物Fe3+能发生水解反应生成氢氧化铁胶体，氢氧化铁胶体具有吸附性 【分析】根据铁元素的“价类二维图”，X是Fe2O3、Y是Fe(OH)3、Z是Fe(OH)2。 【详解】（1）Fe可与稀HNO3发生反应，生成Fe(NO3)3、NO气体和水，铁元素化合价由0升高为+3、硝酸中N元素化合价由+5降低为+2，根据得失电子守恒，配平该反应的化学方程式为Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O。 （2）i．取ag废铁屑溶于过量稀硫酸中，过滤得到硫酸亚铁溶液； ii．向滤液中加入足量氯水，氯水把氯化亚铁氧化为氯化铁； iii．再加入过量的氢氧化钠溶液，氯化铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠； iv．过滤，加热氢氧化铁沉淀，氢氧化铁分解为氧化铁和水； ①步骤ii中氯水的作用是氧化亚铁离子生成铁离子。 ②Y是氢氧化铁，颜色为红褐色。 ③得到bg固体X为Fe2O3，根据铁元素守恒，该废铁屑中铁元素的质量分数=×100%。 （3）Z转化为Y是氢氧化亚铁被氧气氧化为氢氧化铁，反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3； （4）用FeCl3溶液刻蚀不锈钢，铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，该反应的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+。KSCN遇Fe3+溶液变红，可与FeCl3溶液发生反应，使溶液变红的试剂是硫氰酸钾溶液。 （5）①铁元素化合价由+3升高为+6，每生成1mol Na2FeO4时转移电子的数目3NA。 ②高铁酸钠可用作净水剂的原因是：铁酸钠被还原后的产物Fe3+能发生水解反应生成氢氧化铁胶体，氢氧化铁胶体具有吸附性，能吸附水中悬浮杂质。 题型09 工艺流程题中Fe2＋、Fe3＋的去除 化工流程题中经常涉及阳离子的分离与除杂，若其他金属阳离子中混有Fe2＋、Fe3＋，一般选择合适氧化剂，将Fe2＋氧化为Fe3＋，然后调节溶液的pH，使Fe3＋转化成Fe(OH)3沉淀而除去。 具体方法如下： (1)除去Zn2＋(或Cu2＋、或Mg2＋)中混有的Fe3＋的方法。 向混合溶液中加入ZnO、ZnCO3、Zn(OH)2[或CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3][或MgO、MgCO3、Mg(OH)2]中的一种，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化成Fe(OH)3沉淀而除杂。 (2)除去Zn2＋(或Cu2＋、Mg2＋)中混有的Fe2＋的方法。 先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3＋。 【典例9】从某含有、、的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下： 则下列说法错误的是 A．试剂a是铁、试剂b是盐酸 B．试剂c是氯气，相应的反应为 C．操作Ⅰ、操作Ⅱ所用仪器相同，均要用到烧杯、分液漏斗、玻璃棒 D．加入过量试剂c之后，溶液W依然能使少量酸性溶液褪色 【答案】C 【分析】工业废液中加入试剂a为过量的铁，操作Ⅰ为过滤，得到滤渣Y为Fe、Cu，滤液X为氯化亚铁溶液；滤渣Y中加入试剂b为盐酸，溶解过量的铁生成氯化亚铁溶液，铜不溶，操作Ⅱ过滤得到铜和滤液Z氯化亚铁溶液，滤液Z和X合并通入氯气，把氯化亚铁氧化为氯化铁溶液，蒸发结晶，过滤洗涤干燥得到氯化铁晶体。 【详解】A．由最终得到FeCl3及其流程图可知，a为过量的铁，b为盐酸，故A正确； B．滤液X，滤液Z中均含有FeCl2，c为氯气，把亚铁离子氧化为铁离子，反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，故B正确； C．上述分析可知，操作Ⅰ、Ⅱ是过滤，均要用到烧杯、漏斗、玻璃棒，故C错误； D．亚铁离子、氯离子都可以被高锰酸钾溶液氧化，使高锰酸钾溶液褪色，加入过量试剂c之后，溶液中含大量的氯离子，依然能使少量酸性溶液褪色，故D正确； 故选C。 【变式9-1】（24-25高一上·天津河西·期末）以废铁屑(含少量、FeS等杂质)为原料，制备绿矾晶体()，流程示意图如下。 查阅资料：①晶体溶解度随温度升高增大，受热易分解。 ②是二元弱酸，有毒性。 (1)的结构式 ，处理尾气的试剂为 。 (2)操作X包含：蒸发浓缩、 。 (3)酸浸时，稀溶解废铁屑中的相关物质，发生的离子反应有：、和 。 (4)酸浸时间对所得溶液的成分影响如下表所示。 酸浸时间 1min 30min 120min 用KSCN溶液检验 变红 未变红 变红 ①1min时检验，溶液变红，说明所得溶液中含有 。 ②30min时检验，用离子方程式表示溶液未变红的原因 。 ③120min时检验，溶液又变红色，用离子方程式说明原因 。 (5)测定所得硫酸亚铁晶体的含量，步骤如下： Ⅰ：称取ag硫酸亚铁晶体样品，配制成100mL溶液。 Ⅱ：取出10mL溶液，加入适量稀硫酸，滴入bmol·L-1的溶液，至反应完全共消耗溶液cmL(被还原为)， ①配制100mL溶液需要的玻璃仪器有：烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管、 。 ②硫酸亚铁晶体的质量分数 。(的摩尔质量为278g/mol) (6)为探究存在是否会干扰与反应，设计如下实验，分别向下列各组混合溶液中分别滴加2滴0.1mol/L溶液，并记录现象。 实验组 实验操作 现象 实验① 2mL0.3mol/LNaCl溶液＋0.5mL蒸馏水 紫红色不褪去 实验② 2mL0.3mol/LNaCl溶液＋0.5mL0.1mol/L硫酸 紫红色不褪去 实验③ 2mL___________溶液＋0.5mL6mol/L硫酸 紫红色明显变浅 回答下列问题： ①可能干扰与反应的原因是 。 ②实验③空白处是 ；根据三组实验可得出的结论是 。 【答案】(1) NaOH溶液 (2)冷却结晶(降温结晶) (3) (4) (5) 100mL容量瓶 (6) 氯的化合价为-1价，有还原性 0.3mol/LNaCl溶液 随着增加，还原性增强，也能与反应，会对反应产生干扰 【分析】废铁屑(含少量、FeS等杂质)，加硫酸酸浸取时，Fe、、FeS均溶于硫酸，反应得到硫酸亚铁，氢气、硫化氢气体，硫化氢有毒需用NaOH溶液吸收处理；硫酸亚铁溶液经蒸发浓缩、冷却结晶得到，据此分析解答。 【详解】（1）的结构式为；为酸性有毒气体，处理应用NaOH溶液； （2）操作X目的是从硫酸亚铁溶液中获得，应采用蒸发浓缩、冷却结晶、然后过滤得到； （3）废铁屑中溶于硫酸生成硫酸铁和水，反应离子方程式为：； （4）①1min时用KSCN溶液检验，溶液变红，说明所得溶液中含有； ②30min时用KSCN溶液检验，溶液未变红，说明溶液中不含Fe3+，其原因为Fe3+被Fe还原为Fe2+，其反应为2 Fe3++Fe=3Fe2+； ③120min时检验，溶液复又变红，说明在酸性条件下，Fe2+被氧气氧化为Fe3+，离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O； （5）①配制100mL溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和100mL容量瓶； ②与Fe2+发生反应：；10mL溶液，消耗 bmol·L-1的溶液cmL，则n(Fe2+)=5n()=5×bmol·L-1×c×10-3L=5bc×10-3mol，则原样品中n(Fe2+)=5bc×10-3mol×=5bc×10-2mol，硫酸亚铁晶体的质量分数。 （6）①中氯的化合价为-1价，有还原性，也能被高锰酸钾溶液氧化； ②根据控制变量思想，应保持三组溶液中氯化钠浓度体积相等， 只改变硫酸的浓度，因此空白处应为0.3mol/LNaCl溶液；结合现象可知随着增加，还原性增强，也能与反应，会对反应产生干扰。 【变式9-2】（24-25高一下·天津·月考）含铁元素的部分物质的类别及铁元素价态的关系如下图所示，按要求回答下列问题。 (1)铁和水蒸气反应的化学方程式为 。 (2)写出图中X转化为Y的化学方程式： 。 (3)高铁酸盐(如)被科学家们公认为绿色消毒剂。从元素化合价角度预测它具有的化学性质为(填“氧化性”或“还原性”) 。 (4)为探究某食品包装袋内一小包脱氧剂中的还原铁粉是否变质，分别取少量样品溶于盐酸，再进行下列实验，其中结论正确的是 。 A．滴加KSCN溶液，溶液未变红，说明铁粉一定未变质 B．滴加KSCN溶液，溶液变红，说明铁粉一定变质 C．依次滴加氯水、KSCN溶液，溶液变红，说明铁粉一定全部变质 (5)利用废铁屑制备 ⅰ．取10.0 g废铁屑溶于过量稀硫酸中，过滤 ⅱ．向滤液中加入足量氯水 ⅲ．再加入过量的氨水，有沉淀Y生成 ⅳ．过滤，加热沉淀Y至质量不再发生变化，得到12.0 g红棕色的固体 ①步骤ⅱ中加入氯水发生反应的离子方程式是 。 ②沉淀Y的颜色为 。 ③该废铁屑中铁元素的质量分数为 。 (6)把一定量铁粉放入氯化铁溶液中，完全反应后，所得溶液中和物质的量浓度恰好相等。则已反应的和未反应的的物质的量之比为 。 【答案】(1) (2) (3)氧化性 (4)B (5) 红褐色 84% (6) 【详解】（1）铁与水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式为:。 （2）由图可知，X是+2价铁的碱，即，Y是+3价铁的碱，即，在空气中被氧化为的化学方程式为:。 （3）中，铁元素的化合价为+6价，处于铁元素的最高价态，容易得到电子，因此具有氧化性。 （4）利用与结合生成血红色的络合物，可以检验的存在，由此分析： A．滴加KSCN溶液，溶液未变红，只能说明溶液中没有，但可能铁粉部分变质生成，然后与铁粉反应，转化为Fe2+，因为与KSCN溶液不反应，所以不能说明铁粉一定未变质，A错误； B．滴加KSCN溶液，溶液变红，说明溶液中含有，则铁粉一定发生了变质，B正确； C．依次滴加氯水、KSCN溶液，溶液变红，氯水具有氧化性，可将氧化为，所以溶液变红只能说明原样品中含有或，不能说明铁粉一定全部变质，C错误； 故选B。 （5）废铁屑溶于过量稀硫酸，铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，过滤后滤液中含有，向滤液中加入足量氯水，氯水中的具有氧化性，能将氧化为，根据得失电子守恒和电荷守恒，反应的离子方程式为:；加入过量氨水后，与氨水反应生成红褐色的氢氧化铁沉淀；加热沉淀Y，即至质量不再发生变化，得到红棕色固体，根据铁元素守恒，中铁的质量等于废铁屑中铁的质量，,,则废铁屑中铁的质量分数为。 （6）铁粉与氯化铁溶液反应的离子方程式为:，设已反应的的物质的量为2x，根据化学方程式，每消耗2 mol会生成3 mol，因此生成的的物质的量为3x，设未反应的的物质的量为y,由于反应后溶液体积相同，和的物质的量浓度相等，即它们的物质的量相等，可得: 3x=y, 已反应的的物质的量为2x，未反应的的物质的量为y=3x，因此已反应的和未反应的的物质的量之比为。 题型10 守恒法在有关铁及其化合物计算中的应用 第一步：守恒法在铁及其化合物计算中的应用，主要体现在以下几个方面： 1. 元素守恒（质量守恒） 原理：反应前后，元素的质量不变。 应用：适用于涉及铁元素在不同化合物之间转化的计算。 2. 电子守恒 原理：在氧化还原反应中，氧化剂得到的电子总数等于还原剂失去的电子总数。 应用：适用于涉及铁元素价态变化的氧化还原反应计算。 3. 电荷守恒 原理：在电解质溶液中，正电荷总数等于负电荷总数。 应用：适用于涉及铁及其化合物在溶液中反应的计算，特别是当溶液中存在多种离子时。 第二步：提炼守恒法应用的解题步骤 1. 审题：明确反应过程，找出关键反应物和生成物。 2. 确定守恒类型：根据题目特点，判断适用哪种守恒原理（元素守恒、电子守恒或电荷守恒）。 3. 建立守恒关系：根据确定的守恒类型，列出反应前后守恒量的数学表达式。 4. 求解：解方程，得出答案。 第三步：总结守恒法应用的注意事项 元素守恒：注意铁元素在不同化合物中的存在形式，确保不遗漏、不重复。 电子守恒：准确判断铁元素的价态变化，以及氧化剂、还原剂的电子转移情况。 电荷守恒：注意溶液中所有离子的电荷，确保不遗漏任何离子。 通过以上步骤，可以系统地掌握守恒法在铁及其化合物计算中的应用方法。 【典例10】（天津市南开区2024-2025学年高一上学期1月期末考试 化学试题）把1.0mol/LCuCl2溶液和1.0mol/LFeCl3溶液等体积混合(假设混合溶液的体积等合前两种溶液的体积之和)，再向其中加入足量铁粉，经过足够长的时间后Fe2+的物质的量浓度是 A．1.25mol/L B．1.5mol/L C．2.5mol/L D．3mol/L 【答案】A 【详解】向该混合溶液中加入足量铁粉，反应后最终生成FeCl2溶液和Cu，根据Cl元素守恒，两溶液等体积混合后Cl-的浓度为：，Fe2+的浓度为Cl-浓度的一半，故浓度为1.25mol/L，选A。 【变式10-1】某实验小组测定铁的氧化物FexOy的化学式，已知该氧化物中铁元素只有+2和+3两种价态，实验步骤如图，下列说法正确的是 A．步骤①和步骤②都发生了氧化还原反应 B．溶液a中阳离子只有Fe3+和Fe2+ C．浴液b中n(Fe3+)：n(Cl-)=1：3 D．计算可得该氧化物的化学式为：Fe5O7 【答案】D 【分析】通入氯气发生2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，Cl2为0.05mol，则Fe2+为0.1mol，设39.2gFexOy中含有amol O，bmol+3价铁，则根据电荷守恒有0.1×2+3b=2a，0.1×56+56b+16a=39.2，解得a=0.7，b=0.4； 【详解】A．步骤①中铁的氧化物和盐酸反应生成Fe2+和Fe3+，无化合价变化，没有发生了氧化还原反应，A错误； B．由于盐酸是过量的，则溶液a中阳离子有Fe3+和Fe2+、H+，B错误； C．由分析可知溶液b中n(Fe3+)=0.1+0.4=0.5mol，由于步骤①中盐酸是过量的，则n(Cl-)未知，C错误； D．由分析可知，n(Fe3+)=0.4mol，n(Fe2+)=0.1mol，n(O)= 0.7mol，则氧化物FexOy中n(Fe)：n(O)= 0.5：0.7=5:7，化学式为：Fe5O7，D正确； 故选：D。 【变式10-2】（天津市第七中学2024-2025学年高一上学期12月月考 化学试题）有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 mol·L-1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2＋全部转变为Fe3＋，则该样品可能的化学式为 A．Fe6O7 B．Fe5O7 C．Fe4O5 D．Fe3O4 【答案】B 【详解】由反应2FeCl2+Cl2=2FeCl3可知，吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2＋全部转变为Fe3＋，则FeCl2的物质的量为0.05mol；依据题意，140 mL 5.0 mol·L-1盐酸恰好将之完全溶解，则生成FeCl3的物质的量为=0.2mol，所以原混合物中FeO、Fe2O3的物质的量之比为0.05mol:0.1mol=1:2，从而得出该样品可能的化学式为FeO∙(Fe2O3)2，即为Fe5O7，故选B。 【变式10-3】（天津市经济技术开发区第一中学2024-2025学年高一上学期第二次月考考试化学试题）向30.6 g Fe2O3、FeO和Fe的混合物中加入1 mol·L－1硫酸400 mL时，固体恰好完全溶解，所得溶液中不含Fe3＋。若用足量的CO在高温下还原相同质量的原混合物，得到的固体质量为 A．22.4 g B．21.6 g C．18.6 g D．26.4 g 【答案】A 【详解】向30.6 g Fe2O3、FeO和Fe的混合物中加入1 mol·L－1硫酸400 mL时，固体恰好完全溶解，所得溶液中不含Fe3＋，即溶液中的溶质为FeSO4。根据硫酸根守恒，n(FeSO4)=n(H2SO4)=1 mol·L－1×0.4L=0.4mol。若用足量的CO在高温下还原相同质量的原混合物，Fe2O3、FeO被还原，得到的固体为铁。根据铁守恒，铁元素的物质的量为0.4mol，所以最后得到的铁即为0.4mol，质量为0.4mol×56g/mol=22.4g。 故选A。 / 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 $