专题03 铁及其化合物（寒假复习讲义）高一化学人教版

专题03 铁及其化合物　 内容导航 考点聚焦：紧扣考试命题常考点，有的放矢 重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 复习提升：基础巩固+提升专练，全面突破 知识点1：铁的存在和冶炼 1.自然界中铁的存在 铁在自然界中可以像陨铁中的铁那样以 形态存在，但主要是以 价和 价化合物的形态存在于矿石中。铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第 位。 2．铁的冶炼（高炉炼铁） 炼铁原理 在高温下，利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从氧化铁里还原出来 原料 赤铁矿石、焦炭、石灰石、空气 主要设备 高炉 设备图 高炉内发生的有关化学反应 （1）主要反应为： 。 （2）焦炭的作用：①提供热量， （指炉内环境为高温）； ②提供还原剂, 。 （3）炼铁过程中石灰石的主要作用是 . 产品 生铁(含碳量2%~4.3%的铁合金，不是纯铁) ①炼铁的主要原料是赤铁矿石，主要产品是生铁。炼钢的主要原料是 ，主要产品是 。将生铁炼成钢主要是将过量的碳转化为气体除去，“百炼成钢”涉及化学变化，主要反应是 。 知识点2：铁的性质 1.物理性质 物理性质 ①铁的熔点为1535℃，沸点为2750℃，密度为7.86g·cm3。 ②具有延展性、 性和 性，但其导电性不如铜和铝。 ③铁能被 吸引。 2.化学性质 ①铁与弱氧化剂 与酸：Fe+2H+=== ，与硫反应： 与CuSO4溶液：Fe+Cu2+=== ，与FeCl3溶液： ②铁与强氧化剂 与氯气： 与稀硝酸：铁不足：Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O、 铁过量：3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O 与浓硝酸、浓硫酸：常温下钝化 ③与水蒸气 3.铁与水蒸气的实验探究 实验装置 操作及现象 ①先点燃 的酒精灯，再点燃 的酒精灯； ②用燃着的火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证明生成了 (肥皂泡起收集氢气的作用) 实验结论 在高温下，铁能与水蒸气反应生成H2，化学方程式为 。 启示 在钢铁的生产中，为防止铁与水发生反应，炽热的铁水或钢水注入模具之前，模具必须进行充分的 处理。 ①铁只能与 在高温下反应，产物是 和H2，而不是 。 ②铁与水反应的实质同 Na、Mg一样，都是置换出水电离产生的H+，但不能得到铁的氢氧化物，因为高温下铁的氢氧化物分解为铁的 和水。 知识点3：铁的氧化物 1.铁的三种氧化物的性质比较 物质 氧化亚铁（FeO） 氧化铁（Fe2O3） 四氧化三铁（Fe3O4） 俗称 —— 颜色、状态 色粉末 色粉末 晶体（有磁性） 溶解性 不溶于水 与H+反应的离子方程式 与CO、C、H2反应 生成单质铁及CO2或H2O 用途 可在化妆品、刺青墨水中用作 ；用于瓷器制作 Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的 颜料，赤铁矿（主要成分是Fe2O3）是炼铁的原料 用作磁性材料、颜料、磨料等；磁铁矿(主要成分是Fe3O4)也是炼铁的原料 ①铁锈的主要成分是 ，而不是 。 ②FeO、Fe3O4遇非氧化性酸（如HCl）时发生非氧化还原反应，但遇氧化性酸（如HNO3）时发生氧化还原反应，+2价的铁均被氧化成 价。 ③Fe3O4中铁元素的化合价可看作既有+2价，又有+3价，且显+2价与+3价的铁的物质的量之比为 。因此 Fe3O4与盐酸、稀硫酸反应时，生成的Fe2+、Fe3+的物质的量之比为 。 ④Fe3O4的组成可用 FeO·Fe2O3表示，但不代表Fe3O4是由FeO和Fe2O3组成的混合物，Fe3O4有固定的组成，是一种 物。 ⑤由于Fe3O4与非氧化性酸反应生成铁盐和亚铁盐，故Fe3O4 碱性氧化物，而 FeO、Fe2O3属于 氧化物。 2.铁的氧化物与HNO3、HI的反应 FeO溶于足量稀HNO3中： ； Fe2O3溶于足量HI溶液中： 。 知识点4：铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色态 固体 固体 溶解性 溶于水 溶于水 与盐酸反应 受热分解 — 制法 可溶性亚铁盐与碱反应： Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱反应： Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 二者的关系 空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为 ①注意Fe2O3与Fe(OH)3颜色的微小差异：前者是 色，后者是 色。 ②弱碱受热均不稳定，易分解生成 与 。 ③FeO、Fe3O4、Fe(OH)2与HNO3反应时，除考虑与H＋的反应外，还考虑Fe2＋被HNO3氧化成Fe3＋。 ④Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3与HI反应时，除考虑与H＋的反应外，还考虑Fe3＋被I－还原为Fe2＋。 知识点5：亚铁离子、铁离子的性质 1.Fe2＋的性质 含有Fe2＋的溶液呈 色，既有氧化性又有还原性。 （1）Fe2＋的还原性 Fe2＋Fe3＋ 与Cl2的反应： 与H2O2反应的离子方程式： 。 （2）Fe2＋的弱氧化性 Fe2＋与Zn反应的离子方程式为 。 （3）K3[Fe(CN)6]溶液 产生 2.Fe3＋的性质 含Fe3＋的溶液呈 色，Fe3＋具有较强的氧化性。 （1）Fe3＋较强的氧化性 Fe3＋Fe2＋ ①与铁粉的反应： ； ②与SO32-的反应： ； ③与I-的反应： 。 （2）与KSCN溶液的反应 （溶液 ） 知识点5：铁及其化合物的转化 1.铁及其化合物二维图 （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。 2．用离子方程式实现Fe3＋与Fe2＋的相互转化 Fe2＋Fe3＋ ① ； ②3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋2H2O＋NO↑； ③ ； ④ ； ⑤ ； ⑥ ； ⑦2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。 ①Fe3＋处于铁元素的高价态，因而铁盐遇到Fe、Cu、HI、H2S、H2SO3等具有较强还原性的物质时，能被还原为亚铁盐。 ②Fe2＋处于铁的中间价态，但常表现为还原性，当亚铁盐遇到强氧化剂，如Cl2、Br2、HNO3、MnO(H＋)、H2O2等均能被氧化为铁盐。 重难点1：氢氧化亚铁的制备原理和方法 1.制备原理 （1）制备原理： 。 （2）成功制备Fe(OH)2的关键 Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为Fe(OH)3。在实验室中制备Fe(OH)2，并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态，成功的关键有以下两点： ①溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质；将配制溶液的蒸馏水煮沸，目的是： 。将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入试管内的亚铁盐溶液底部，并慢慢挤出NaOH溶液。 ②制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。在亚铁盐溶液上面充入 ，如H2、N2、稀有气体等。在亚铁盐溶液上面加保护层，如 、 等。 2.常用方法 （1）有机层隔离法 ①反应在试管底部进行(这是唯一一种把胶头滴管插入反应溶液的实验)。 ②加隔氧剂，如加入汽油、苯等比水轻的有机溶剂[如图，由于苯的液封作用，可防止生成的Fe(OH)2被氧化，因而可较长时间观察到白色的Fe(OH)2沉淀]。 （2）还原性气体保护法 该方法是先在装置Ⅰ中产生FeSO4溶液，并利用产生的 排尽整个装置中的 ，待检验H2的纯度后，再关闭止水夹K，利用产生的H2把FeSO4溶液压入装置Ⅱ中与NaOH溶液进行反应。 重难点2：Fe2+、Fe3+的常见检验方法 铁离子（Fe3+） 亚铁离子（Fe2+） 观察法 水溶液呈棕黄色 水溶液呈浅绿色 显色法 加入KSCN溶液后变红色 加KSCN溶液无变化，再加新制氯水变红色 加碱法 加碱液后得到红褐色沉淀 加碱液后，生成的 氧化还原反应法 滴加淀粉-KI溶液，溶液变 滴入酸性KMnO4溶液或溴水，溶液颜色变 或 加K3[Fe(CN)6]溶液 无明显现象 产生 ，有关反应离子方程式为： K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－===KFe[Fe(CN)6]↓。 ①若溶液中含有Cl-、Br-、I-等还原性离子，则 根据KMnO4溶液褪色确定有Fe2+。 ②只含Fe2+的检验：注意检验Fe2+时加入试剂的顺序，氯水可换为 溶液等。氧化剂不能选用酸性KMnO4溶液，因为酸性KMnO4溶液本身显 ，对实验现象有干扰，且酸性KMnO4溶液能 ，即使溶液含Fe3+也不变红色，不能证明不含Fe3+。 ③同时含有Fe2+和 Fe3+的溶液：Fe2+对检验 Fe3+ 干扰，可以直接滴加KSCN溶液检验 Fe3+；Fe3+对检验Fe2+ 干扰，不能通过先加入KSCN溶液再加氯水检验 Fe2+，通常向溶液中加入 ，溶液 （或向溶液中加入适量K3[Fe(CN)6]溶液，若产生 ），说明含有Fe2+。 重难点3：Fe、Fe2+ 、Fe3+的相互转化及应用 1.“铁三角”—— Fe、Fe2+、Fe3+的相互转化 ①Fe2+→Fe：由于单质Fe的还原性较强，要使Fe2+转化为Fe，则需要强还原剂，如 、 、CO等。 Zn+Fe2+=== H2+FeO ②Fe→Fe2+：Fe2+具有还原性，因此要将 Fe 氧化成Fe2+，不能使用强氧化剂，否则生成的Fe2+会进一步被氧化为Fe3+，能将Fe氧化成Fe2+的弱氧化剂有盐酸（或稀硫酸）等非氧化性酸、Cu2+、 、 等。 Fe+2H+=== Fe＋Cu2+=== Fe+S ③Fe→Fe3+：要使Fe氧化为Fe3+，需要使用强氧化剂。能将Fe氧化成Fe3+的强氧化剂有Cl2、 、 溶液、氧化性酸等。 2Fe＋3Cl2=== 2Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O ④Fe3+→Fe：Fe的还原性较强，要使Fe3+还原为Fe，需使用还原性强于Fe的还原剂。能将Fe3+还原成Fe的强还原剂有 、 、 、CO等。 3Zn+2Fe3+=== 2Al+Fe2O3 3CO+Fe2O3 ⑤Fe2+→Fe3+：Fe2+具有一定的氧化性，要使Fe2+转化为Fe3+，需要氧化性较强的氧化剂。能将Fe2+氧化为Fe3+的氧化剂有Cl2、 、 、 溶液、氧化性酸等。 2Fe2++Cl2=== 2Fe2++H2O2+2H+=== 5Fe2++MnO4-+8H+=== ⑥Fe3+→Fe2+：Fe2+具有一定的氧化性，不能使用还原性很强的还原剂进行还原。能将 Fe3+还原为Fe2+的还原剂有Fe、 、 、 、 等。 Fe+2Fe3+=== Cu+2Fe3+=== SO2+2H2O+2Fe3+=== 重难点4：铁和铁的氧化物的混合物与酸(H+)反应的计算 1.终态法 固体和盐酸（硫酸）恰好完全反应，溶液中没有Fe3+，即多个反应后的“终态”是溶质只有FeCl2(FeSO4)的溶液，因此有n(Fe2＋):n(Cl－)= [n(Fe2＋):n(SO)= ]，混合物中n(Fe)与盐酸（硫酸）中n(H+)之比为 等结论。 2.关系式法 由 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，Fe＋Fe2O3＋6H＋===3Fe2＋＋3H2O可知，若没有Fe3＋生成，则反应的Fe（不产生H2）与Fe2O3的关系是Fe~ Fe2O3；若有H2产生，则有n(Fe)= 等关系。 3.守恒法 主要有Fe原子守恒、Cl－(SO)守恒、溶液中电荷守恒、Fe失去的电子与H+和Fe3+得到的电子守恒。 基础巩固 1．（25-26高一上·甘肃兰州·期末）下列有关铁及其化合物的说法错误的是 A．常用作红色颜料 B．在空气中易被氧化成 C．的氧化性强于 D．铁在氯气中燃烧生成 2．（25-26高一上·吉林·期末）下列有关铁及铁合金的说法错误的是 A．铁在自然界中以单质或化合物的形态存在 B．钢是用量最大、用途最广的合金 C．生铁硬度大、抗压，含碳量为 D．铁的氧化物都不溶于水，也不与水反应 3．（25-26高一上·黑龙江哈尔滨·期末）下列各组中的离子，能在溶液中大量共存的是 A． B． C． D． 4．（25-26高一上·吉林·期末）下列物质在一定条件下能与单质铁反应，且产物中铁元素化合价全部变为+3价的是 A．溶液 B． C． D．溶液 5．（25-26高一上·天津·月考）还原铁粉与水蒸气的反应装置如图所示。取少量反应后的固体加入稀硫酸使其完全溶解得溶液a，下列说法错误的是 A．应先将导管插入肥皂液中，再从左到右依次点燃酒精灯 B．肥皂液中产生气泡，点燃后会有轻微的爆鸣声 C．若向溶液a中滴加KSCN溶液，液体变红，说明固体中含有三价铁 D．Fe与水蒸气反应的化学方程式为 6．（25-26高一上·甘肃酒泉·期末）某工厂的工业废水中含有大量的 和较多的 为了减少污染并促进废物利用，工厂计划从该废水中回收 和金属铜。根据以下流程图判断，下列说法正确的是 A．在工业废水中加入铁发生反应的离子方程式为 B．过滤操作中所用的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒 C．溶液在空气中冷却结晶得到 D．中国旅游标志铜奔马的成分为纯铜 7．（25-26高一上·甘肃天水·期末）部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是 A．a在高温条件下可与水蒸气反应 B．存在可用化合反应实现 C．向e的溶液中直接加入溶液可制得胶体 D．物质e中铁元素价态可以用KSCN溶液来判定 8．（25-26高一上·黑龙江哈尔滨·期末）将和的混合气体通入的混合溶液，转化关系如图所示。下列描述错误的是 A．在图示转化关系中化合价不变的元素有氢、氯、铜 B．过程Ⅱ反应的离子方程式为 C．氧化性由强到弱的顺序为 D．转化过程中参加循环反应的离子只有 9．（25-26高一上·甘肃白银·期末）铁是用量最大、用途最广的金属，如图是铁的“价-类”二维图。下列说法正确的是 A．a在氧气中燃烧，生成黑色固体c B．e在空气中灼烧得到c C．除去f水溶液中混有的g，可选用 D．将f溶于水就可制取胶体 10．（25-26高一上·甘肃庆阳·期末）铁元素的“价-类”二维图如图，其中M、N、P、Q为四种含铁化合物。下列说法正确的是 A． B．Fe在足量中充分燃烧，生成P C．由反应①可知，的氧化性弱于 D．在空气中对Q充分加热，可得到M 11．（25-26高一上·甘肃庆阳·期末）同学们用如图所示的实验装置(夹持装置省略)制备：先关闭K3，打开K1和K2，将装置N中的稀硫酸注入装置M中；一段时间后，调节K1、K2、K3的开关状态，将装置M中生成的溶液注入装置Q中。下列说法错误的是 A．将稀硫酸煮沸后冷却的目的是除去溶液中溶解的 B．“调节K1、K2、K3的开关状态”的操作为打开K1和K3，关闭K2 C．将装置M中生成的溶液注入装置Q中时，可观察到有白色絮状沉淀产生 D．实验结束后将装置Q中注射器的拉杆取下，可观察到白色絮状沉淀直接变为红褐色 12．（25-26高一上·辽宁营口·月考）实验室用如图所示装置制备沉淀，使用的试剂有Fe、稀硫酸、NaOH溶液。下列相关说法错误的是 A．装置a中装有稀硫酸，装置c中装有NaOH溶液 B．实验时先关闭打开、，目的是排尽装置中的空气 C．反应一段时间后，关闭打开，最终可在装置b中得到沉淀 D．装置d的作用是液封，防止外界空气进入装置c中 13．（25-26高一上·黑龙江鸡西·期末）下列离子方程式书写正确的是 A．向溶液中通入过量 B．溶液与过量澄清石灰水反应 C．向胆矾溶液中加入绿豆大小的钠： D．与足量的溶液反应： 14．（25-26高一上·宁夏吴忠·月考）铁及其重要化合物的“价类二维图”如下图所示。 （1）该“价类二维图”中缺失的类别A应为 。 （2）与水蒸气反应制得的化学方程式为 。 （3），转化为的化学方程式为 。 （4）要实现转化为，可选用足量的 (填序号)，检验可选用 (填序号) A．稀盐酸    B．氯水    C．氢氧化钠溶液    D．溶液    E．KSCN溶液 （5）实验室模拟用溶液腐蚀铜板并从废液中回收和溶液流程如下图所示： ①溶液与铜的反应的离子方程式 。 ②加入过量试剂Y发生的化学方程式为 。 ③下列试剂中，Z可选用的是 (填序号)。 A．锌    B．氯气    C．酸性高锰酸钾溶液 15．（25-26高一上·甘肃武威·期末）现有、、稀盐酸和稀硫酸，利用上述物质制取溶液和溶液并进行实验。回答下列问题： （1）探究的氧化性。取适量溶液于试管中，滴加几滴淀粉-KI溶液，反应现象为 。 （2）为了验证的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的实验，其中实验设计不合理或预测实验现象错误的是 (填序号)。 （3）利用溶液制备胶体。通过 (方法)可以证明所得溶液属于胶体。 （4）将适量铁粉放入氯化铁溶液中，完全反应后，溶液中的和浓度相等，则已反应的与未反应的的物质的量之比是 。 （5）探究的还原性：取适量溶液于试管中，滴加几滴酸性溶液，反应现象为 ，反应的离子方程式为 。 （6）为了更清楚地观察生成的现象，将溶液与溶液混合的正确操作是 (填选项字母)。 16．（25-26高一上·甘肃白银·期末）铁及其化合物在生产、生活中应用广泛。回答下列问题： （1）在空气中变质发生反应的化学方程式为 。 （2）电子工业用溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜制造印刷电路板，写出溶液与铜反应的离子方程式： 。 （3）某小组欲从制造印刷电路板的废水(含、、)中回收铜，并获得溶液，设计如下方案： ①滤渣C为 (填化学式，下同)；滤液B中溶质主要为 。 ②通入的目的是 ，发生反应的离子方程式为 。 （4）某同学为测定腐蚀铜后所得溶液的组成，进行了如下实验：取少量待测溶液，滴入溶液呈红色，则待测液中含有的金属阳离子是 (填离子符号)。 提升专练 1．（25-26高一上·吉林·期末）向和的混合溶液中逐渐加入铁粉，充分反应后溶液中剩余固体的质量与加入铁粉的质量如图所示(忽略溶液体积的变化)。下列有关分析正确的是 A．由图像可知，的氧化性弱于 B．加入少量铁粉时，发生的离子反应为 C．a点时溶液中溶质的物质的量浓度为 D．原溶液中和的物质的量之比为1：2 2．（25-26高一上·江苏泰州·月考）某新型纳米材料氧缺位铁酸盐，能在常温下将工业废气中的等转化为单质而除去，由锌灰（含ZnO和少量等）为主要原料制备氧缺位铁酸盐及其转化废气的流程如图所示，下列说法不正确的是 A．浸取时为了提高酸浸效率，可以充分搅拌或适当升温 B．“除杂”过程中需要加入足量锌粉等操作，与锌粉反应的金属离子有 C．除去时，在反应中表现出氧化性 D．与反应制得时，转移的电子物质的量为 3．（25-26高一上·黑龙江鸡西·期末）某实验小组测定铁的氧化物，的化学式，已知该氧化物中铁元素只有和两种价态，实验步骤如图，下列说法正确的是 溶液a溶液b A．步骤①和步骤②都发生了氧化还原反应 B．溶液a中阳离子只有和 C．溶液a中 D．计算可得该氧化物的化学式为： 4．（25-26高一上·四川成都·月考）量取 的 H2SO4溶液，加蒸馏水稀释至100mL，取两份稀释后的 H2SO4溶液各25mL，分别加入等质量的 Zn和Fe，相同条件下充分反应，产生氢气的体积随时间变化的曲线如图所示(氢气体积已折算成标准状况下的体积)。下列说法正确的是 A．稀释后H2SO4溶液的物质的量浓度为 B．加入 Fe的质量至少有0.56g C．反应后铁粉一定过量，锌粉可能过量 D．金属 Zn与硫酸反应，转移电子数为0.01NA 5．（25-26高一上·重庆·月考）已知：氧化性，向含有、、的溶液中通入适量氯气，溶液中各种离子的物质的量变化如下图所示。有关说法不正确的是 A．还原性： B．原混合溶液中 C．当通入Cl2 2 mol时，溶液中发生的离子反应可表示为： D．原溶液中 6．（25-26高一上·西藏林芝·期末）高铁酸钾是一种新型水处理剂，使用说明书如下。 高铁酸钾使用说明书 【化学式】K2FeO4 【性状】暗紫色具有金属光泽的粉末，无臭无味 【产品特点】干燥品在室温下稳定，在强碱溶液中稳定，随着溶液酸性增强，稳定性下降。K2FeO4能与水反应放出氧气并通过强烈的氧化作用可迅速杀灭细菌，有消毒作用，同时不会产生有害物质。K2FeO4与水反应还能产生具有强吸附性的Fe(OH)3胶体，可除去水中细微的悬浮物，有净水作用。 【用途】主要用于饮用水消毒净化、城市生活污水和工业污水处理 【用量】消毒净化1L水投放9.9mg K2FeO4即可达到卫生标准 回答下列问题： （1）K2FeO4中铁元素的化合价为 。 （2）制备K2FeO4需要在 (填“酸性”“碱性”或“中性”)环境中进行。 （3）下列关于K2FeO4的说法中，错误的是___________(填字母)。 A．是具有强氧化性的盐 B．固体保存需要防潮 C．其消毒和净化水的原理相同 D．其净水优点有：作用快、安全性好、无异味 （4）K2FeO4与水反应生成Fe(OH)3胶体、O2和KOH，反应的化学方程式为 ；该反应消耗1mol FeO转移的电子数为 NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)。 （5）消毒净化1000L水，至少需要K2FeO4的物质的量为 mol。 （6）产生Fe(OH)3胶体时，该分散系区别于其他分散系的本质特征是 。 7．（25-26高一上·黑龙江齐齐哈尔·期末）高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效的自来水消毒剂。工业上利用废铁屑(主要成分为铁和铁的氧化物，其他杂质不参与反应)为原料制备高铁酸钾的流程如图所示。 已知：Ⅰ．K2FeO4可溶于水，微溶于KOH溶液，难溶于乙醇；KOH易溶于乙醇。 Ⅱ．K2FeO4在碱性溶液中稳定，在中性和酸性溶液中不稳定。 Ⅲ．“氧化”过程中发生反应：。 回答下列问题： （1）铁的氧化物有多种，其中能用作红色颜料的是 (填化学式)。在钢铁厂生产中，将炽热的铁水注入模具前，模具必须进行干燥处理，原因是 (用化学方程式表示)。 （2）“酸浸”后，用KSCN溶液检验溶液中是否有Fe3+，若仍有Fe3+，滴加KSCN溶液后出现的现象为 。 （3）“调pH”可得到三价铁的氢氧化物沉淀，先要加入一定量的双氧水，目的是 (用离子方程式表示)。加入NaOH溶液过量的目的是 (写一点即可)。 （4）“氧化”时，被氧化的元素是 ，参加反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。 （5）对比K2FeO4、KMnO4、FeCl3三种物质对废水中有机污染物去除效果如下图所示(三种试剂的初始浓度均为2.0×10-4 mol·L-1，COD值越高，表示水中有机污染物越多)。 已知：K2FeO4在水中会发生反应：(胶体)。结合上图分析，与KMnO4和FeCl3相比，K2FeO4作为净水剂的优点是 。 8．（25-26高一上·吉林·期末）A、B、C为中学常见单质。常温下，A为固体，B为黄绿色气体，C为无色气体。D、E、F、G、H、X均为化合物，其中X的水溶液是一种强酸，F为强碱且灼烧时火焰为黄色，H在常温下为液体。它们之间的转化关系如图所示(其中某些反应条件和部分生成物已略去)。回答下列问题： （1）D的化学式为 。 （2）写出反应③的化学方程式： 。 （3）反应⑦的化学方程式为 。 （4）的转化还可以通过加入盐酸和双氧水来实现，反应的离子方程式为 ，理论上每消耗6.8 g氧化剂，转移电子的物质的量为 mol。 （5）有如图的4个装置，其中能较长时间看到沉淀的有 (填序号)。 （6）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中加入氯水后的现象是 。 ②的用途有 (写1条即可)。 ③该废铁屑中铁元素的质量分数为 。 9．（25-26高一上·四川遂宁·期末）铁有两种氯化物，都是重要的化工试剂。查阅有关资料如下： 氯化铁：熔点为306℃，沸点为315℃；易吸收空气中的水分而潮解。工业上采用向500～600℃的铁粉中通入氯气来生产无水氯化铁。 氯化亚铁：熔点为670℃，可升华。工业上采用向炽热铁粉中通入氯化氢来生产无水氯化亚铁。 某化学活动小组用如图所示的装置(夹持装置略去)模拟工业生产制备无水氯化铁。 请回答下列问题： （1）在装置A中，用KClO3与浓盐酸反应制取氯气，写出反应的化学方程式并用双线桥法来表示出电子转移的方向和数目 ，当生成35.5g氯气，做还原剂的HCl的物质的量为 mol。 （2）C放置在盛冷水的水槽中，水浴的作用是 。 （3）仪器D的名称是 ，D中装的药品可以是 (填序号)。 A．P2O5        B．碱石灰        C．CaCl2        D．NaOH （4）定量分析。取装置C中的产物，按以下步骤进行测定：①称取4.60 g产品溶于过量的稀盐酸中；②加入足量H2O2溶液；③再加入足量NaOH溶液；④过滤、洗涤后灼烧沉淀；⑤称量所得红棕色固体为2.40 g。写出加入足量H2O2溶液中发生反应的离子方程式 ，计算该样品中铁元素的质量分数为36.52%。 （5）由（4）定量分析数据： ①对比氯化铁中铁元素的质量分数为34.46%，说明含有FeCl2杂质。 ②若要得到较纯净的无水氯化铁，实验装置可进行的改进措施是 。 10．（25-26高一上·上海·月考）四氧化三铁()俗称磁性氧化铁，在工业上应用广泛，可作催化剂、磁记录材料等。 Ⅰ.共沉淀法是目前制备的重要方法，其流程如下图： （1）该制备方法的反应类型 氧化还原反应。 A．涉及            B．不涉及 该方法中和的物质的量之比最好应为_______。 （2） A． B． C． D． （3）而实际操作过程中两者的物质的量之比略大于该数值，其原因是： 。 （4）沉淀时，发生反应的离子方程式为 。 （5）若实验室无，可用硫酸铁溶液和铁粉制备，发生反应的离子方程式为 。 （6）若加入和的物质的量分别、，在上述条件下最终获得的四氧化三铁质量为，则产率为 。(已知产率的计算公式为：产率，计算结果保留1位小数) Ⅱ.的另一种制备方法如下： （7）步骤2发生反应的化学方程式为 。 （8）步骤3在不同时刻得到的粒径大小如下图所示。 实验过程中，不易形成沉淀，结合上图分析原因 。 (9)有多种方法可使较快形成沉淀，如加入可溶性电解质、剧烈搅拌或 。(写出一种方法即可) 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 铁 铁及其化合物　 内容导航 考点聚焦：紧扣考试命题常考点，有的放矢 重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 复习提升：基础巩固+提升专练，全面突破 知识点1：铁的存在和冶炼 1.自然界中铁的存在 铁在自然界中可以像陨铁中的铁那样以单质形态存在，但主要是以+2价和+3价化合物的形态存在于矿石中。铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位。 2．铁的冶炼（高炉炼铁） 炼铁原理 在高温下，利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从氧化铁里还原出来 原料 赤铁矿石、焦炭、石灰石、空气 主要设备 高炉 设备图 高炉内发生的有关化学反应 （1）主要反应为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2。 （2）焦炭的作用：①提供热量，C+O2CO2（指炉内环境为高温）； ②提供还原剂,C+CO22CO。 （3）炼铁过程中石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣. 产品 生铁(含碳量2%~4.3%的铁合金，不是纯铁) ①炼铁的主要原料是赤铁矿石，主要产品是生铁。炼钢的主要原料是生铁，主要产品是钢。将生铁炼成钢主要是将过量的碳转化为气体除去，“百炼成钢”涉及化学变化，主要反应是C+O2CO2。 知识点2：铁的性质 1.铁的物理性质 物理性质 ①铁的熔点为1535℃，沸点为2750℃，密度为7.86g·cm3。 ②具有延展性、导热性和导电性，但其导电性不如铜和铝。 ③铁能被磁体吸引。 2.化学性质 ①铁与弱氧化剂 与酸：Fe+2H+===Fe2++H2↑，与硫反应：Fe＋SFeS 与CuSO4溶液：Fe+Cu2+===Cu+Fe2+，与FeCl3溶液：：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ ②铁与强氧化剂 与氯气：2Fe＋3Cl22FeCl3 与稀硝酸：铁不足：Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O、 铁过量：3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O 与浓硝酸、浓硫酸：常温下钝化 ③与水蒸气 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 3.铁与水蒸气的实验探究 实验装置 操作及现象 ①先点燃湿棉花处的酒精灯，再点燃还原铁粉处的酒精灯； ②用燃着的火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证明生成了氢气(肥皂泡起收集氢气的作用) 实验结论 在高温下，铁能与水蒸气反应生成H2，化学方程式为 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 启示 在钢铁的生产中，为防止铁与水发生反应，炽热的铁水或钢水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥处理。 ①铁只能与水蒸气在高温下反应，产物是Fe3O4和H2，而不是Fe2O3。 ②铁与水反应的实质同 Na、Mg一样，都是置换出水电离产生的H+，但不能得到铁的氢氧化物，因为高温下铁的氢氧化物分解为铁的氧化物和水。 知识点3：铁的氧化物 1.性质比较 物质 氧化亚铁（FeO） 氧化铁（Fe2O3） 四氧化三铁（Fe3O4） 俗称 —— 铁红 磁性氧化铁 颜色、状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体（有磁性） 溶解性 不溶于水 与H+反应的离子方程式 FeO+2H+===Fe2++H2O Fe2O3+2H+===2Fe3++3H2O Fe3O4+8H+ ===Fe2++2Fe3++3H2O 与CO、C、H2反应 生成单质铁及CO2或H2O 用途 可在化妆品、刺青墨水中用作色素；用于瓷器制作 Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，赤铁矿（主要成分是Fe2O3）是炼铁的原料 用作磁性材料、颜料、磨料等；磁铁矿(主要成分是Fe3O4)也是炼铁的原料 ①铁锈的主要成分是氧化铁，而不是四氧化三铁。 ②FeO、Fe3O4遇非氧化性酸（如HCl）时发生非氧化还原反应，但遇氧化性酸（如HNO3）时发生氧化还原反应，+2价的铁均被氧化成+3价。 ③Fe3O4中铁元素的化合价可看作既有+2价，又有+3价，且显+2价与+3价的铁的物质的量之比为1∶2。因此 Fe3O4与盐酸、稀硫酸反应时，生成的Fe2+、Fe3+的物质的量之比为1∶2。 ④Fe3O4的组成可用 FeO·Fe2O3表示，但不代表Fe3O4是由FeO和Fe2O3组成的混合物，Fe3O4有固定的组成，是一种纯净物。 ⑤由于Fe3O4与非氧化性酸反应生成铁盐和亚铁盐，故Fe3O4不属于碱性氧化物，而 FeO、Fe2O3属于碱性氧化物。 2.铁的氧化物与HNO3、HI的反应 FeO溶于足量稀HNO3中：3FeO＋NO＋10H＋===3Fe3＋＋NO↑＋5H2O； Fe2O3溶于足量HI溶液中：Fe2O3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋3H2O。 知识点4：铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色态 白色固体 红褐色固体 溶解性 难溶于水 难溶于水 与盐酸反应 Fe(OH)2＋2H＋=== Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋=== Fe3＋＋3H2O 受热分解 — 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 制法 可溶性亚铁盐与碱反应： Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱反应： Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 二者的关系 空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 ①注意Fe2O3与Fe(OH)3颜色的微小差异：前者是红棕色，后者是红褐色。 ②弱碱受热均不稳定，易分解生成金属氧化物与水。 ③FeO、Fe3O4、Fe(OH)2与HNO3反应时，除考虑与H＋的反应外，还考虑Fe2＋被HNO3氧化成Fe3＋。 ④Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3与HI反应时，除考虑与H＋的反应外，还考虑Fe3＋被I－还原为Fe2＋。 知识点5：亚铁离子、铁离子的性质 1.Fe2＋的性质 含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，既有氧化性又有还原性。 （1）Fe2＋的还原性 Fe2＋Fe3＋ 与Cl2的反应：2Fe2++Cl₂===2Fe3++2C1- 与H2O2反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。 （2）Fe2＋的弱氧化性 Fe2＋与Zn反应的离子方程式为Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋。 （3）K3[Fe(CN)6]溶液 产生蓝色沉淀 2.Fe3＋的性质 含Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋具有较强的氧化性。 （1）Fe3＋较强的氧化性 Fe3＋Fe2＋ ①与铁粉的反应：2Fe3++Fe===3Fe2+； ②与SO32-的反应：2Fe3＋＋SO＋H2O===2Fe2＋＋SO＋2H＋； ③与I-的反应：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。 （2）与KSCN溶液的反应 Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3（溶液变红色） 知识点5：铁及其化合物的转化 1.铁及其化合物二维图 （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。 2．用离子方程式实现Fe3＋与Fe2＋的相互转化 Fe2＋Fe3＋ ①2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－； ②3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋2H2O＋NO↑； ③2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O； ④5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O； ⑤2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋； ⑥Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋； ⑦2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。 ①Fe3＋处于铁元素的高价态，因而铁盐遇到Fe、Cu、HI、H2S、H2SO3等具有较强还原性的物质时，能被还原为亚铁盐。 ②Fe2＋处于铁的中间价态，但常表现为还原性，当亚铁盐遇到强氧化剂，如Cl2、Br2、HNO3、MnO(H＋)、H2O2等均能被氧化为铁盐。 重难点1：氢氧化亚铁的制备原理和方法 1.制备原理 （1）制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。 （2）成功制备Fe(OH)2的关键 Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为Fe(OH)3。在实验室中制备Fe(OH)2，并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态，成功的关键有以下两点： ①溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质；将配制溶液的蒸馏水煮沸，目的是：除去其中的氧气。将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入试管内的亚铁盐溶液底部，并慢慢挤出NaOH溶液。 ②制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。 2.常用方法 （1）有机层隔离法 ①反应在试管底部进行(这是唯一一种把胶头滴管插入反应溶液的实验)。 ②加隔氧剂，如加入汽油、苯等比水轻的有机溶剂[如图，由于苯的液封作用，可防止生成的Fe(OH)2被氧化，因而可较长时间观察到白色的Fe(OH)2沉淀]。 （2）还原性气体保护法 该方法是先在装置Ⅰ中产生FeSO4溶液，并利用产生的H2排尽整个装置中的空气，待检验H2的纯度后，再关闭止水夹K，利用产生的H2把FeSO4溶液压入装置Ⅱ中与NaOH溶液进行反应。 重难点2：Fe2+、Fe3+的常见检验方法 铁离子（Fe3+） 亚铁离子（Fe2+） 观察法 水溶液呈棕黄色 水溶液呈浅绿色 显色法 加入KSCN溶液后变红色 加KSCN溶液无变化，再加新制氯水变红色 加碱法 加碱液后得到红褐色沉淀 加碱液后，生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 氧化还原反应法 滴加淀粉-KI溶液，溶液变蓝色 滴入酸性KMnO4溶液或溴水，溶液颜色变浅或褪去 加K3[Fe(CN)6]溶液 无明显现象 产生蓝色沉淀，有关反应离子方程式为： K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－===KFe[Fe(CN)6]↓。 ①若溶液中含有Cl-、Br-、I-等还原性离子，则不能根据KMnO4溶液褪色确定有Fe2+。 ②只含Fe2+的检验：注意检验Fe2+时加入试剂的顺序，氯水可换为H2O2溶液等。氧化剂不能选用酸性KMnO4溶液，因为酸性KMnO4溶液本身显紫红色，对实验现象有干扰，且酸性KMnO4溶液能氧化KSCN，即使溶液含Fe3+也不变红色，不能证明不含Fe3+。 ③同时含有Fe2+和 Fe3+的溶液：Fe2+对检验 Fe3+无干扰，可以直接滴加KSCN溶液检验 Fe3+；Fe3+对检验Fe2+有干扰，不能通过先加入KSCN溶液再加氯水检验 Fe2+，通常向溶液中加入酸性高锰酸钾溶液，溶液紫红色褪去（或向溶液中加入适量K3[Fe(CN)6]溶液，若产生蓝色沉淀，），说明含有Fe2+。 重难点3：Fe、Fe2+ 、Fe3+的相互转化及应用 1.“铁三角”—— Fe、Fe2+、Fe3+的相互转化 ①Fe2+→Fe：由于单质Fe的还原性较强，要使Fe2+转化为Fe，则需要强还原剂，如Zn、H2、CO等。 Zn+Fe2+===Zn2++Fe H2+FeOFe+H2O ②Fe→Fe2+：Fe2+具有还原性，因此要将 Fe 氧化成Fe2+，不能使用强氧化剂，否则生成的Fe2+会进一步被氧化为Fe3+，能将Fe氧化成Fe2+的弱氧化剂有盐酸（或稀硫酸）等非氧化性酸、Cu2+、Fe3+、S等。 Fe+2H+===Fe2++H2↑ Fe＋Cu2+===Fe2++Cu Fe+SFeS ③Fe→Fe3+：要使Fe氧化为Fe3+，需要使用强氧化剂。能将Fe氧化成Fe3+的强氧化剂有Cl2、Br2、KMnO4（H+）溶液、氧化性酸等。 2Fe＋3Cl2===2FeCl3 2Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O ④Fe3+→Fe：Fe的还原性较强，要使Fe3+还原为Fe，需使用还原性强于Fe的还原剂。能将Fe3+还原成Fe的强还原剂有Zn、Al、H2、CO等。 3Zn+2Fe3+===3Zn2++2Fe 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 ⑤Fe2+→Fe3+：Fe2+具有一定的氧化性，要使Fe2+转化为Fe3+，需要氧化性较强的氧化剂。能将Fe2+氧化为Fe3+的氧化剂有Cl2、Br2、H2O2、KMnO4（H+）溶液、氧化性酸等。 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- 2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O 5Fe2++MnO4-+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O ⑥Fe3+→Fe2+：Fe2+具有一定的氧化性，不能使用还原性很强的还原剂进行还原。能将 Fe3+还原为Fe2+的还原剂有Fe、Cu、SO2、S2-、I-等。 Fe+2Fe3+===3Fe2+ Cu+2Fe3+===2Fe2++Cu2+ SO2+2H2O+2Fe3+===2Fe2++SO42-+4H+ 重难点4：铁和铁的氧化物的混合物与酸(H+)反应的计算 1.终态法 固体和盐酸（硫酸）恰好完全反应，溶液中没有Fe3+，即多个反应后的“终态”是溶质只有FeCl2(FeSO4)的溶液，因此有n(Fe2＋):n(Cl－)=1:2[n(Fe2＋):n(SO)=1:1]，混合物中n(Fe)与盐酸（硫酸）中n(H+)之比为1:2等结论。 2.关系式法 由 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，Fe＋Fe2O3＋6H＋===3Fe2＋＋3H2O可知，若没有Fe3＋生成，则反应的Fe（不产生H2）与Fe2O3的关系是Fe~ Fe2O3；若有H2产生，则有n(Fe)=n(Fe2O3)+n(H2)等关系。 3.守恒法 主要有Fe原子守恒、Cl－(SO)守恒、溶液中电荷守恒、Fe失去的电子与H+和Fe3+得到的电子守恒。 基础巩固 1．（25-26高一上·甘肃兰州·期末）下列有关铁及其化合物的说法错误的是 A．常用作红色颜料 B．在空气中易被氧化成 C．的氧化性强于 D．铁在氯气中燃烧生成 【答案】D 【解析】A．Fe2O3是氧化铁，俗称铁红，常用作红色颜料，如油漆、涂料等，A正确； B．Fe(OH)2在空气中不稳定，易被氧气氧化为Fe(OH)3，现象为白色沉淀变灰绿再变红褐，B正确； C．Fe3+具有较强氧化性，能氧化I-等还原剂，而Fe2+易被氧化为Fe3+，故Fe3+氧化性强于Fe2+，C正确； D．铁在氯气中燃烧时，氯气是强氧化剂，将铁氧化至+3价，生成FeCl3，而非FeCl2，D错误； 故选D。 2．（25-26高一上·吉林·期末）下列有关铁及铁合金的说法错误的是 A．铁在自然界中以单质或化合物的形态存在 B．钢是用量最大、用途最广的合金 C．生铁硬度大、抗压，含碳量为 D．铁的氧化物都不溶于水，也不与水反应 【答案】C 【解析】A．因铁在自然界中虽以化合物为主，但单质形态（如陨铁）存在，故A正确； B．钢作为铁碳合金，在工业中用量和用途均居首位，是用量最大、用途最广的合金，故B正确； C．生铁含碳量为2%～4.5%左右，硬而脆，（高于钢的含碳量0.03%～2%），选项混淆了生铁与钢的含碳量，故C错误； D．铁的氧化物均为不溶性且不与水反应的稳定化合物，故D正确； 故答案为C。 3．（25-26高一上·黑龙江哈尔滨·期末）下列各组中的离子，能在溶液中大量共存的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A．H+与反应生成CO2气体和H2O，不能大量共存，A错误； B．之间不生成沉淀、气体或弱电解质，可以大量共存，B正确； C．Ba2+与会生成BaCO3沉淀，不能大量共存，C错误； D．Fe3+与I-发生氧化还原反应生成Fe2+和I2，不能大量共存，D错误； 故选B。 4．（25-26高一上·吉林·期末）下列物质在一定条件下能与单质铁反应，且产物中铁元素化合价全部变为+3价的是 A．溶液 B． C． D．溶液 【答案】C 【解析】A．铁与发生反应：，产物中铁元素为+2价，故A不符合题意； B．高温下铁与水蒸气反应：，中铁元素化合价为+2和+3价，并非全部+3价，故B不符合题意； C．氯气为强氧化剂，与铁反应：，产物中铁元素为+3价，故C符合题意； D．铁与硫酸铜发生置换反应：，产物中铁元素为+2价，故D不符合题意； 故答案选C。 5．（25-26高一上·天津·月考）还原铁粉与水蒸气的反应装置如图所示。取少量反应后的固体加入稀硫酸使其完全溶解得溶液a，下列说法错误的是 A．应先将导管插入肥皂液中，再从左到右依次点燃酒精灯 B．肥皂液中产生气泡，点燃后会有轻微的爆鸣声 C．若向溶液a中滴加KSCN溶液，液体变红，说明固体中含有三价铁 D．Fe与水蒸气反应的化学方程式为 【答案】D 【分析】还原铁粉与水蒸气的反应：，据此分析； 【解析】A．若先从左到右依次点燃酒精灯，再将导管插入肥皂液中，可能会造成一部分氢气释放到空气中，所以应先将导管插入肥皂液中，构建一个封闭体系，左边酒精灯加热湿棉花提供水蒸气，水蒸气既可做反应物，同时又可将装置的空气排尽，避免氢气和空气在加热条件下发生爆炸，待装置内空气被排尽后，再点燃右边的酒精灯，即先将导管插入肥皂液中，再从左到右依次点燃酒精灯，A正确； B．由于反应产生H2，肥皂液中产生的气泡点燃后会有轻微的爆鸣声，B正确； C．取少量反应后的固体加入稀硫酸使其完全溶解得溶液a，若向溶液a中滴加KSCN溶液，液体变红，说明反应后的固体与稀硫酸的生成物中有铁离子，铁离子来自反应后的固体，则固体中含有三价铁，C正确； D．Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式为，D错误； 故选D。 6．（25-26高一上·甘肃酒泉·期末）某工厂的工业废水中含有大量的 和较多的 为了减少污染并促进废物利用，工厂计划从该废水中回收 和金属铜。根据以下流程图判断，下列说法正确的是 A．在工业废水中加入铁发生反应的离子方程式为 B．过滤操作中所用的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒 C．溶液在空气中冷却结晶得到 D．中国旅游标志铜奔马的成分为纯铜 【答案】B 【分析】由题给流程可知，向工业废水中加入过量的铁，将溶液中的铜离子转化为铜，过滤得到含有铁、铜的固体和硫酸亚铁溶液；向固体中加入适量硫酸溶液，将铁转化为硫酸亚铁，过滤得到铜和硫酸亚铁溶液；硫酸亚铁溶液经冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到七水硫酸亚铁晶体。 【解析】A．由分析可知，向工业废水中加入过量的铁的目的是将溶液中的铜离子转化为铜，反应的离子方程式为： ，A错误； B．固液分离的过滤操作需要用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒，B正确； C．亚铁离子具有还原性，易被空气中的氧气氧化为铁离子，所以硫酸亚铁溶液在空气中冷却结晶会引入杂质，无法得到纯净的七水硫酸亚铁晶体，C错误； D．铜奔马的主要成分为铜合金，不是纯铜，D错误； 故选B。 7．（25-26高一上·甘肃天水·期末）部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是 A．a在高温条件下可与水蒸气反应 B．存在可用化合反应实现 C．向e的溶液中直接加入溶液可制得胶体 D．物质e中铁元素价态可以用KSCN溶液来判定 【答案】C 【分析】结合价-类图，a是0价的铁单质，b是+2价铁的盐，c是+2价铁的碱，d是+3价铁的碱，e是+3价铁的盐。 【解析】A．a为铁单质，在高温条件下可与水蒸气反应生成和氢气，A不符合题意； B．c→d可以通过化合反应实现，例如，B不符合题意； C．向e的溶液中直接加入溶液，会生成沉淀，无法制得胶体；制备胶体需要向沸水中滴加饱和溶液，C符合题意； D．e为+3价铁盐，KSCN溶液遇会变红，若加入KSCN溶液变红，可证明e中铁元素为+3价，D不符合题意； 故答案选C。 8．（25-26高一上·黑龙江哈尔滨·期末）将和的混合气体通入的混合溶液，转化关系如图所示。下列描述错误的是 A．在图示转化关系中化合价不变的元素有氢、氯、铜 B．过程Ⅱ反应的离子方程式为 C．氧化性由强到弱的顺序为 D．转化过程中参加循环反应的离子只有 【答案】D 【解析】A．在转化过程中，H元素始终为+1价，Cl元素始终为-1价，Cu元素在、中均为+2价，化合价均未发生变化，A正确； B．观察图可知，过程Ⅱ反应，参加反应的是铜离子和硫化氢，生成物为硫化铜和氢离子，其离子方程式为：，B正确； C．由图可知：发生的反应有Ⅰ：、Ⅱ：、Ⅲ：。反应Ⅰ中氧化剂为，氧化产物为，则氧化性；反应Ⅲ中氧化剂为，氧化产物为S，则氧化性，故氧化性由强到弱的顺序为，C正确； D．由反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可知，、、、在反应中均有消耗和生成，是参加循环反应的离子，D错误； 故选D。 9．（25-26高一上·甘肃白银·期末）铁是用量最大、用途最广的金属，如图是铁的“价-类”二维图。下列说法正确的是 A．a在氧气中燃烧，生成黑色固体c B．e在空气中灼烧得到c C．除去f水溶液中混有的g，可选用 D．将f溶于水就可制取胶体 【答案】C 【分析】结合物质类别和价态变化，根据铁的价类二维图可知，a为Fe，b为Fe2O3，c为FeO，d为Fe(OH)3，e为Fe(OH)2，f为FeCl3，g为FeCl2，据此分析解答。 【解析】A．铁单质在氧气中燃烧生成，不是c（FeO），A项错误； B．在空气中灼烧会被氧化生成Fe(OH)3，最终分解得到b()，不是c（FeO），B项错误； C．具有氧化性，为环保氧化剂，过氧化氢可氧化生成，所以可选用过氧化氢除去中的，C项正确； D．将饱和溶液滴入沸水中加热，才可制备胶体，D项错误； 答案选C。 10．（25-26高一上·甘肃庆阳·期末）铁元素的“价-类”二维图如图，其中M、N、P、Q为四种含铁化合物。下列说法正确的是 A． B．Fe在足量中充分燃烧，生成P C．由反应①可知，的氧化性弱于 D．在空气中对Q充分加热，可得到M 【答案】D 【分析】根据价类二维图，M为Fe2O3，N为Fe(OH)3，P为FeO，Q为Fe(OH)2。 【解析】A．Na2FeO4中铁元素化合价为+x，，解得x=+6，A错误； B．Fe在足量O2中充分燃烧，生成Fe3O4，B错误； C．反应①中FeSO4和O2反应，铁元素化合价从+2→+3，化合价升高被氧化，O2是氧化剂，Fe3+是氧化产物，氧化剂氧化性大于氧化产物，C错误； D．Fe(OH)2易被氧化为氢氧化铁，氢氧化铁在加热下会分解为Fe2O3，D正确； 故选D。 11．（25-26高一上·甘肃庆阳·期末）同学们用如图所示的实验装置(夹持装置省略)制备：先关闭K3，打开K1和K2，将装置N中的稀硫酸注入装置M中；一段时间后，调节K1、K2、K3的开关状态，将装置M中生成的溶液注入装置Q中。下列说法错误的是 A．将稀硫酸煮沸后冷却的目的是除去溶液中溶解的 B．“调节K1、K2、K3的开关状态”的操作为打开K1和K3，关闭K2 C．将装置M中生成的溶液注入装置Q中时，可观察到有白色絮状沉淀产生 D．实验结束后将装置Q中注射器的拉杆取下，可观察到白色絮状沉淀直接变为红褐色 【答案】D 【分析】关闭K3，打开K1、K2，将装置N中煮沸除氧后的稀硫酸注入装置M，与M中的铁片反应，铁片与稀硫酸反应：，同时生成的会排出装置内的空气，避免后续生成的被氧化；调节开关：打开K1、K3，关闭K2，装置M内的持续产生，使内部压强增大，将生成的溶液压入装置Q，与其中的NaOH溶液发生反应：，此时装置内无氧气，可观察到白色的絮状沉淀，据此分析： 【解析】A．煮沸稀硫酸可除去溶液中溶解的氧气，防止生成的被氧化，A说法正确； B．打开K1和K3、关闭K2时，装置M中生成的会使内部压强增大，从而将溶液压入装置Q，该操作合理，B说法正确； C．溶液与NaOH溶液反应生成，其为白色絮状沉淀，C说法正确； D．实验结束后取下装置Q注射器的拉杆，空气进入装置，但变为红褐色是逐渐氧化的过程，并非直接变为，D说法错误； 故答案选D。 12．（25-26高一上·辽宁营口·月考）实验室用如图所示装置制备沉淀，使用的试剂有Fe、稀硫酸、NaOH溶液。下列相关说法错误的是 A．装置a中装有稀硫酸，装置c中装有NaOH溶液 B．实验时先关闭打开、，目的是排尽装置中的空气 C．反应一段时间后，关闭打开，最终可在装置b中得到沉淀 D．装置d的作用是液封，防止外界空气进入装置c中 【答案】C 【分析】氢氧化亚铁易被氧气氧化，应先排出装置中的空气，所以装置d的作用是液封，防止外界空气进入装置c中，实验过程为：打开分液漏斗a的活塞加入稀硫酸，三颈烧瓶b中的Fe和加入的稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，先关闭K1打开K2、K3，氢气排出三颈烧瓶c中的空气，一段时间后再关闭K2打开K1，将反应生成的硫酸亚铁压入装置c中与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化亚铁沉淀，据此分析。 【解析】A．根据分析，a中装有稀硫酸，c中装有NaOH溶液，A正确； B．氢氧化亚铁易被氧气氧化，应先排出装置中的空气，应关闭K1打开K2、K3，B正确； C．一段时间后再关闭K2打开K1，将反应生成的硫酸亚铁压入装置c中与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化亚铁沉淀，C错误； D．根据分析，装置d的作用是液封，防止外界空气进入装置c中，D正确； 故选C。 13．（25-26高一上·黑龙江鸡西·期末）下列离子方程式书写正确的是 A．向溶液中通入过量 B．溶液与过量澄清石灰水反应 C．向胆矾溶液中加入绿豆大小的钠： D．与足量的溶液反应： 【答案】B 【解析】A．向FeI2溶液中通入过量Cl2时，Cl2将I-和Fe2+都氧化，正确的离子方程式为，A错误； B．NaHCO3溶液与过量澄清石灰水反应生成CaCO3沉淀、NaOH和H2O，离子方程式为，B正确； C．向胆矾溶液中加入钠时，钠先与水反应生成NaOH和H2，氢氧化钠再与铜离子反应生成氢氧化铜沉淀，正确的离子方程式为；C错误； D．Fe(OH)3与足量HI溶液反应时，除中和反应外，Fe3+还与I-发生氧化还原反应，正确的离子方程式为；D错误； 故答案选B。 14．（25-26高一上·宁夏吴忠·月考）铁及其重要化合物的“价类二维图”如下图所示。 （1）该“价类二维图”中缺失的类别A应为 。 （2）与水蒸气反应制得的化学方程式为 。 （3），转化为的化学方程式为 。 （4）要实现转化为，可选用足量的 (填序号)，检验可选用 (填序号) A．稀盐酸    B．氯水    C．氢氧化钠溶液    D．溶液    E．KSCN溶液 （5）实验室模拟用溶液腐蚀铜板并从废液中回收和溶液流程如下图所示： ①溶液与铜的反应的离子方程式 。 ②加入过量试剂Y发生的化学方程式为 。 ③下列试剂中，Z可选用的是 (填序号)。 A．锌    B．氯气    C．酸性高锰酸钾溶液 【答案】（1）碱 （2） （3） （4）A E （5） B 【解析】（1）二维图缺失的类别A为碱； （2）高温下与水蒸气反应制得的化学方程式为； （3）与氧气和水反应生成，化学方程式： （4）实现转化为，可选非氧化性酸，且溶液引入铁离子杂质，铁与氯水反应生成氯化铁，与氢氧化钠不反应，只有盐酸符合；检验可选用 KSCN溶液； （5）①溶液与铜反应的离子方程式为；②由上述分析可知，过量试剂Y为盐酸，经过滤分离出Cu，滤液含氯化亚铁，发生的离子方程式为；③Z可选用的试剂有过氧化氢、氯气，可氧化亚铁离子，且不引入新杂质，而高锰酸钾易引入新杂质，锌不具有氧化性。 15．（25-26高一上·甘肃武威·期末）现有、、稀盐酸和稀硫酸，利用上述物质制取溶液和溶液并进行实验。回答下列问题： （1）探究的氧化性。取适量溶液于试管中，滴加几滴淀粉-KI溶液，反应现象为 。 （2）为了验证的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的实验，其中实验设计不合理或预测实验现象错误的是 (填序号)。 （3）利用溶液制备胶体。通过 (方法)可以证明所得溶液属于胶体。 （4）将适量铁粉放入氯化铁溶液中，完全反应后，溶液中的和浓度相等，则已反应的与未反应的的物质的量之比是 。 （5）探究的还原性：取适量溶液于试管中，滴加几滴酸性溶液，反应现象为 ，反应的离子方程式为 。 （6）为了更清楚地观察生成的现象，将溶液与溶液混合的正确操作是 (填选项字母)。 【答案】（1）溶液变成蓝色 （2）③④ （3）丁达尔效应 （4）2:3 （5）滴加的酸性高锰酸钾溶液紫色褪去 （6）B 【分析】铁离子处于高价态，具有氧化性；亚铁离子处于中间价态，具有还原性和氧化性； 【解析】（1）可以把氧化成，淀粉溶液遇变蓝； （2）①与反应生成氯化亚铁，溶液变成浅绿色，①正确； ②与形成红色络合物，②正确； ③不反应，其溶液也不是无色，③错误； ④反应生成AgCl白色沉淀，与性质无关，实验设计不合理，④错误； ⑤生成红褐色的沉淀，⑤正确； 故答案选③④； （3）可以利用丁达尔效应区别溶液和胶体； （4）适量铁粉放入氯化铁溶液中发生反应，设起始物质的量浓度为c0，的浓度变化量为，则有： 完全反应后溶液中的和浓度相等，即，求得；则同一个溶液，V相同，物质的量之比等于其浓度之比，已反应的与未反应的的物质的量之比为； （5）向溶液中滴加几滴酸性溶液，反应的离子方程式为，反应现象为酸性高锰酸钾溶液紫色褪去； （6）若要观察生成的现象，要确保不被空气中氧气氧化，溶液表面需覆盖一层煤油，以隔绝空气，且吸有NaOH的胶体滴管伸到液面以下，进一步减少与空气接触，故答案选B。 16．（25-26高一上·甘肃白银·期末）铁及其化合物在生产、生活中应用广泛。回答下列问题： （1）在空气中变质发生反应的化学方程式为 。 （2）电子工业用溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜制造印刷电路板，写出溶液与铜反应的离子方程式： 。 （3）某小组欲从制造印刷电路板的废水(含、、)中回收铜，并获得溶液，设计如下方案： ①滤渣C为 (填化学式，下同)；滤液B中溶质主要为 。 ②通入的目的是 ，发生反应的离子方程式为 。 （4）某同学为测定腐蚀铜后所得溶液的组成，进行了如下实验：取少量待测溶液，滴入溶液呈红色，则待测液中含有的金属阳离子是 (填离子符号)。 【答案】（1） （2） （3）、 将溶液中的转化为(写成、也可) （4）、、 【分析】向废液中加入过量的铁粉，得到氯化亚铁、铁和铜的混合物，然后过滤得到滤液B中含有FeCl2；滤渣C中含有Fe、Cu；向滤渣中加入过量的盐酸，发生反应：Fe+2HCl= FeCl2+ H2↑；滤液E中含有FeCl2，将其与滤液B混合，然后向该溶液中通入氯气，发生反应2FeCl2+Cl2=2FeCl3，最后得到FeCl3溶液。 【解析】（1）Fe(OH)2在空气中容易被氧气氧化为Fe(OH)3。反应方程式为：。 （2）FeCl3溶液具有氧化性，可以将Cu氧化为Cu2+，自身被还原为Fe2+。反应的离子方程式为。 （3）①由分析可知，滤渣C中物质的化学式为Fe、Cu；滤液B中溶质主要为FeCl2。 ②通入Cl2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，以便最终获得FeCl3溶液。反应的离子方程式为。 （4）取少量待测溶液，滴入KSCN溶液呈红色，说明溶液中存在Fe3+。根据反应：。且Fe3+有剩余，则Fe2+和Cu2+必然存在。因此，溶液中含有的金属阳离子是Fe3+、Fe2+和Cu2+。 提升专练 1．（25-26高一上·吉林·期末）向和的混合溶液中逐渐加入铁粉，充分反应后溶液中剩余固体的质量与加入铁粉的质量如图所示(忽略溶液体积的变化)。下列有关分析正确的是 A．由图像可知，的氧化性弱于 B．加入少量铁粉时，发生的离子反应为 C．a点时溶液中溶质的物质的量浓度为 D．原溶液中和的物质的量之比为1：2 【答案】D 【分析】由氧化性：Fe3+＞Cu2+，加入0～0.56 gFe发生反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+；加入铁粉从0.56 g～1.68 g Fe时，即加入1.12 g Fe，剩余物为1.28 g，此时发生：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+；加入铁粉为从1.68 g～2.24 g时，即加入0.56 g Fe，固体增加1.84 g-1.28 g=0.56 g，Fe没有参与反应，可知加入1.68 g Fe时，溶液中Cu2+、Fe3+完全反应，此时溶液中溶质为FeSO4，结合反应方程式进行计算。 【解析】A．混合溶液中加入铁粉先发生反应，后发生反应，所以的氧化性强于，A错误； B．加入少量铁粉时，发生的离子反应为，B错误； C．由分析可知，加入1.68 g Fe时，溶液中Cu2+、Fe3+完全反应，此时溶液中溶质为FeSO4，加入0～0.56 g Fe发生的反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，则n(Fe3+)=2×=0.02 mol，所以完全反应时溶液中n(FeSO4)等于原溶液中的物质的量与已反应的铁粉的物质的量之和，即n(FeSO4)=n(Fe3+)初始+n(Fe)已反应=0.02 mol+=0.05 mol，a点FeSO4的物质的量浓度为=0.5 mol/L，C错误； D．由Fe+2Fe3+=3Fe2+可知，n(Fe3+)=2×=0.02 mol，则Fe2(SO4)3为0.01 mol，由Fe+Cu2+=Cu+Fe2+可知，n(Cu2+)==0.02 mol，则CuSO4为0.02 mol，原混合溶液中Fe2(SO4)3和CuSO4的物质的量之比为0.01 mol：0.02 mol=1：2，D正确； 故选D。 2．（25-26高一上·江苏泰州·月考）某新型纳米材料氧缺位铁酸盐，能在常温下将工业废气中的等转化为单质而除去，由锌灰（含ZnO和少量等）为主要原料制备氧缺位铁酸盐及其转化废气的流程如图所示，下列说法不正确的是 A．浸取时为了提高酸浸效率，可以充分搅拌或适当升温 B．“除杂”过程中需要加入足量锌粉等操作，与锌粉反应的金属离子有 C．除去时，在反应中表现出氧化性 D．与反应制得时，转移的电子物质的量为 【答案】C 【分析】锌灰经过稀硫酸浸取处理后转化成可溶的金属离子（和）和难溶的，然后除杂去除，经过一系列反应生成，与在300-500℃条件下发生氧化还原反应，生成，在常温下将工业废气中的转化为单质除去，自身被氧化为，如此循环； 【解析】A．浸取时可以采用充分搅拌或适当升温的方式，提高酸浸效率，A项正确； B．稀硫酸浸取后，因与硫酸反应生成难溶的，故溶液中的金属离子主要有和，根据金属活动性顺序可知锌粉能与发生置换反应，具有强氧化性，可与锌粉反应生成，故能与锌粉反应的金属离子有，B项正确； C．处理，转化为单质S，硫元素化合价由+4价变为0价，在氧化还原反应中，作氧化剂，作还原剂，C项错误； D．与反应制得时，铁元素价态由+3价降低为平均价态(x-1)价，则转移的电子物质的量为，D项正确； 故答案选C。 3．（25-26高一上·黑龙江鸡西·期末）某实验小组测定铁的氧化物，的化学式，已知该氧化物中铁元素只有和两种价态，实验步骤如图，下列说法正确的是 溶液a溶液b A．步骤①和步骤②都发生了氧化还原反应 B．溶液a中阳离子只有和 C．溶液a中 D．计算可得该氧化物的化学式为： 【答案】D 【分析】由题给流程可知，向铁的氧化物中加入过量盐酸，将铁的氧化物溶解得到含有盐酸、氯化铁和氯化亚铁的混合溶液a；向溶液a中通入氯气，将溶液中的氯化亚铁完全氧化得到氯化铁溶液b，反应的化学方程式为：2FeCl2+Cl2=2FeCl3；反应消耗0.05 mol氯气，则铁的氧化物中亚铁离子的物质的量为：0.05 mol×2=0.1 mol；设氧化物中铁离子的物质的量为b mol、氧离子的物质的量为x mol，由氧化物的质量可得：56×(0.1+ b)+16x = 39.2，由电荷守恒可得：2×0.1 + 3b = 2x，解联立方程可得：b = 0.4、x = 0.7，则氧化物中铁元素与氧元素的物质的量比为：0.5 mol：0.7 mol = 5：7，氧化物的化学式为Fe5O7。 【解析】A．由分析可知，向铁的氧化物中加入过量盐酸的目的是将铁的氧化物溶解得到含有氯化铁和氯化亚铁的混合溶液，反应中没有元素发生化合价变化，该反应为非氧化还原反应，A错误； B．由分析可知，溶液a为盐酸、氯化铁、氯化亚铁的混合溶液，溶液中含有的阳离子为氢离子、铁离子和亚铁离子，B错误； C．由分析可知，铁的氧化物中铁离子、亚铁离子的物质的量分别为0.4 mol、0.1 mol，则铁离子和亚铁离子的物质的量比为4：1，C错误； D．由分析可知，铁的氧化物的化学式为Fe5O7，D正确； 故选D。 4．（25-26高一上·四川成都·月考）量取 的 H2SO4溶液，加蒸馏水稀释至100mL，取两份稀释后的 H2SO4溶液各25mL，分别加入等质量的 Zn和Fe，相同条件下充分反应，产生氢气的体积随时间变化的曲线如图所示(氢气体积已折算成标准状况下的体积)。下列说法正确的是 A．稀释后H2SO4溶液的物质的量浓度为 B．加入 Fe的质量至少有0.56g C．反应后铁粉一定过量，锌粉可能过量 D．金属 Zn与硫酸反应，转移电子数为0.01NA 【答案】C 【解析】A．稀释前后硫酸的物质的量不变，根据稀释公式，，A错误； B．由离子方程式可知，生成()需至少，由离子方程式可知，生成需至少，由于Zn和Fe的质量相等，则加入 Fe的质量至少有0.65g，B错误； C．由离子方程式可知，生成()需至少，由离子方程式可知，生成需至少，由于Zn和Fe的质量相等，则加入 Fe和Zn的质量至少有0.65g，反应后铁粉一定过量，锌粉可能过量，C正确； D．由离子方程式可知，生成转移电子，即，D错误； 故答案选C。 5．（25-26高一上·重庆·月考）已知：氧化性，向含有、、的溶液中通入适量氯气，溶液中各种离子的物质的量变化如下图所示。有关说法不正确的是 A．还原性： B．原混合溶液中 C．当通入Cl2 2 mol时，溶液中发生的离子反应可表示为： D．原溶液中 【答案】B 【解析】A．反应中，还原剂的还原性强于还原产物，所以还原性：，反应中，还原剂的还原性强于还原产物，所以还原性：，因此还原性：，故A正确； B．通入氯气后，先被氧化，其次是，最后是，在通入氯气的量为0～1 mol的过程中，碘离子从最大量降到0，即得到碘离子的物质的量为2 mol，通入氯气的量为1～3 mol的过程中，亚铁离子从4 mol降到0，三价铁的量逐渐增大，所以含有亚铁离子共4 mol，在通入氯气的量为3～6 mol的过程中溴离子从6 mol降到0，所以溴离子的物质的量是6 mol，即FeBr2的物质的量为3 mol，故B错误； C．当通入2 mol Cl2时，2 mol的消耗氯气1 mol，余下的1 mol氯气再与2 mol 反应，即溶液中发生的离子反应可表示为，故C正确； D．由图可知，碘离子的物质的量为2 mol，亚铁离子的物质的量是4 mol，溴离子的物质的量是6 mol，，故D正确； 故答案选B。 6．（25-26高一上·西藏林芝·期末）高铁酸钾是一种新型水处理剂，使用说明书如下。 高铁酸钾使用说明书 【化学式】K2FeO4 【性状】暗紫色具有金属光泽的粉末，无臭无味 【产品特点】干燥品在室温下稳定，在强碱溶液中稳定，随着溶液酸性增强，稳定性下降。K2FeO4能与水反应放出氧气并通过强烈的氧化作用可迅速杀灭细菌，有消毒作用，同时不会产生有害物质。K2FeO4与水反应还能产生具有强吸附性的Fe(OH)3胶体，可除去水中细微的悬浮物，有净水作用。 【用途】主要用于饮用水消毒净化、城市生活污水和工业污水处理 【用量】消毒净化1L水投放9.9mg K2FeO4即可达到卫生标准 回答下列问题： （1）K2FeO4中铁元素的化合价为 。 （2）制备K2FeO4需要在 (填“酸性”“碱性”或“中性”)环境中进行。 （3）下列关于K2FeO4的说法中，错误的是___________(填字母)。 A．是具有强氧化性的盐 B．固体保存需要防潮 C．其消毒和净化水的原理相同 D．其净水优点有：作用快、安全性好、无异味 （4）K2FeO4与水反应生成Fe(OH)3胶体、O2和KOH，反应的化学方程式为 ；该反应消耗1mol FeO转移的电子数为 NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)。 （5）消毒净化1000L水，至少需要K2FeO4的物质的量为 mol。 （6）产生Fe(OH)3胶体时，该分散系区别于其他分散系的本质特征是 。 【答案】（1）+6 （2）碱性 （3）C （4） 3 （5）0.05 （6）分散质粒子直径在1~100nm之间 【解析】（1）K2FeO4中钾元素化合价为+1价，氧元素化合价为-2价，根据正负化合价代数和为0可知，铁元素的化合价为+6； （2）根据K2FeO4“干燥品在室温下稳定，在强碱溶液中稳定，随着pH减小，稳定性下降”的性质可知，制备K2FeO4需要在碱性环境中进行； （3）A．由说明书可知，K2FeO4具有强氧化性，属于盐类，A正确； B．K2FeO4能与水反应，则固体保存需要防潮，B正确； C．K2FeO4的消毒作用是利用其强氧化性，净化水的原理是利用其生成的Fe(OH)3胶体具有聚沉作用，则消毒和净化水的原理不相同，C错误； D．由“K2FeO4可迅速杀灭细菌、同时不会产生有害物质”可知，其净水优点有： 作用快、安全性好、无异味，D正确； 故选C。 （4）K2FeO4与水反应生成Fe(OH)3胶体、O2和KOH，铁元素化合价由+6降至+3，得到3e-，氧元素化合价由-2价升至0价，失去2×2e-，根据得失电子守恒和质量守恒定律可知，反应的化学方程式为：4K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8KOH；由反应可知，消耗4 mol K2FeO4，转移12 mol电子，则消耗1 mol转移的电子数为3NA； （5）消毒净化1L水投放9.9 mg K2FeO4即可达到卫生标准，则消毒净化1000L水，至少需要K2FeO4的质量为：，其物质的量为：； （6）产生的Fe(OH)3胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质粒子直径在1~100nm之间。 7．（25-26高一上·黑龙江齐齐哈尔·期末）高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效的自来水消毒剂。工业上利用废铁屑(主要成分为铁和铁的氧化物，其他杂质不参与反应)为原料制备高铁酸钾的流程如图所示。 已知：Ⅰ．K2FeO4可溶于水，微溶于KOH溶液，难溶于乙醇；KOH易溶于乙醇。 Ⅱ．K2FeO4在碱性溶液中稳定，在中性和酸性溶液中不稳定。 Ⅲ．“氧化”过程中发生反应：。 回答下列问题： （1）铁的氧化物有多种，其中能用作红色颜料的是 (填化学式)。在钢铁厂生产中，将炽热的铁水注入模具前，模具必须进行干燥处理，原因是 (用化学方程式表示)。 （2）“酸浸”后，用KSCN溶液检验溶液中是否有Fe3+，若仍有Fe3+，滴加KSCN溶液后出现的现象为 。 （3）“调pH”可得到三价铁的氢氧化物沉淀，先要加入一定量的双氧水，目的是 (用离子方程式表示)。加入NaOH溶液过量的目的是 (写一点即可)。 （4）“氧化”时，被氧化的元素是 ，参加反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。 （5）对比K2FeO4、KMnO4、FeCl3三种物质对废水中有机污染物去除效果如下图所示(三种试剂的初始浓度均为2.0×10-4 mol·L-1，COD值越高，表示水中有机污染物越多)。 已知：K2FeO4在水中会发生反应：(胶体)。结合上图分析，与KMnO4和FeCl3相比，K2FeO4作为净水剂的优点是 。 【答案】（1）Fe2O3 （2）溶液变红色 （3） “氧化”过程需要消耗，为“氧化”过程提供反应物 (或K2FeO4在碱性溶液中稳定) （4）Fe(铁) 3:2 （5）与FeCl3相比，K2FeO4中铁为+6价，具有强氧化性，与KMnO4相比，K2FeO4生成的Fe(OH)3(胶体)具有吸附性，能吸附水中的悬浮颗粒，综合分析，K2FeO4对废水中有机污染物的去除效果最好(合理即可) 【分析】废铁屑主要含铁和铁的氧化物，用过量盐酸溶解废铁屑，过滤，滤液中加双氧水把Fe2+氧化为Fe3+，加过量氢氧化钠生成Fe(OH)3沉淀，碱性条件下用次氯酸钠把Fe(OH)3氧化为Na2FeO4，加KCl把Na2FeO4转化为溶解度较小的K2FeO4。 【解析】（1）铁的氧化物中Fe2O3是红色粉末，其中能用作红色颜料的是Fe2O3。铁和水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气，所以将炽热的铁水注入模具前，模具必须进行干燥处理，反应方程式为。 （2）Fe3+遇KSCN溶液变红，若仍有Fe3+，滴加KSCN溶液后出现的现象为溶液变红色。 （3）“调pH”可得到三价铁的氢氧化物沉淀，先要加入一定量的双氧水，目的是把Fe2+氧化为Fe3+，反应的离子方程式为。加入NaOH溶液过量的目的是“氧化”过程需要消耗，为“氧化”过程提供反应物(或K2FeO4在碱性溶液中稳定)。 （4）“氧化”时，铁元素化合价由+3升高为+6，氯元素化合价由+1降低为-1，被氧化的元素是Fe；根据得失电子守恒，参加反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比是3:2。 （5）结合上图分析，与FeCl3相比，K2FeO4中铁为+6价，具有强氧化性，与KMnO4相比，K2FeO4生成的Fe(OH)3(胶体)具有吸附性，能吸附水中的悬浮颗粒，综合分析，K2FeO4对废水中有机污染物的去除效果最好。 8．（25-26高一上·吉林·期末）A、B、C为中学常见单质。常温下，A为固体，B为黄绿色气体，C为无色气体。D、E、F、G、H、X均为化合物，其中X的水溶液是一种强酸，F为强碱且灼烧时火焰为黄色，H在常温下为液体。它们之间的转化关系如图所示(其中某些反应条件和部分生成物已略去)。回答下列问题： （1）D的化学式为 。 （2）写出反应③的化学方程式： 。 （3）反应⑦的化学方程式为 。 （4）的转化还可以通过加入盐酸和双氧水来实现，反应的离子方程式为 ，理论上每消耗6.8 g氧化剂，转移电子的物质的量为 mol。 （5）有如图的4个装置，其中能较长时间看到沉淀的有 (填序号)。 （6）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中加入氯水后的现象是 。 ②的用途有 (写1条即可)。 ③该废铁屑中铁元素的质量分数为 。 【答案】（1） （2） （3） （4） 0.4 （5）③④ （6）①浅绿色溶液变黄 用作红色颜料 84% 【分析】A、B、C为中学常见单质。常温下，A为固体，B为黄绿色气体，B是Cl2，C为无色气体。F为强碱且灼烧时火焰为黄色，F是NaOH；A和氯气反应生成D，D与氢氧化钠反应生成红褐色沉淀，红褐色沉淀为Fe(OH)3，则A是Fe、D是FeCl3；FeCl3和Fe反应生成G，G是FeCl2；X的水溶液是一种强酸，H在常温下为液体，H是水。Fe和C反应生成E，E和X反应生成Fe(OH)3、Fe(OH)2、H2O，则X是HCl、E是Fe3O4、C是O2。 【解析】（1）根据以上分析，D的化学式为； （2）反应③是Fe3O4和盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁、水，反应的化学方程式为； （3）反应⑦是铁和水蒸气在高温条件下生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为； （4）FeCl2在酸性条件下被双氧水氧化为FeCl3，反应的离子方程式为，双氧水中氧元素化合价由-1降低为-2，双氧水是氧化剂，理论上每消耗6.8 g双氧水，转移电子的物质的量为mol。 （5）溶液与NaOH溶液反应可以生成白色沉淀，但生成的易被氧化为红褐色，若要较长时间看到白色絮状沉淀需隔绝空气或排出装置中的空气。 ①铁与稀盐酸反应生成的氢气能排出右侧试管中的空气，且无法通过关闭止水夹将氢氧化钠溶液压入右侧试管，也无法将氯化亚铁溶液压入左侧试管，无法得到，故不选①； ②没有隔离空气，故反应生成的会被氧化，故不选②； ③植物油隔离空气，反应生成的不被氧化，故选③； ④铁与硫酸反应生成的氢气排净了空气，再将NaOH溶液加入试管中反应，生成的不被氧化，故选④； 选③④； （6）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，能将氧化为；加入过量氨水后，与氨水反应生成红褐色的氢氧化铁沉淀；加热沉淀至质量不再发生变化，得到红棕色固体； ①亚铁离子被氧化为铁离子，因此现象为浅绿色溶液变黄； ②可用作红色颜料； ③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。 9．（25-26高一上·四川遂宁·期末）铁有两种氯化物，都是重要的化工试剂。查阅有关资料如下： 氯化铁：熔点为306℃，沸点为315℃；易吸收空气中的水分而潮解。工业上采用向500～600℃的铁粉中通入氯气来生产无水氯化铁。 氯化亚铁：熔点为670℃，可升华。工业上采用向炽热铁粉中通入氯化氢来生产无水氯化亚铁。 某化学活动小组用如图所示的装置(夹持装置略去)模拟工业生产制备无水氯化铁。 请回答下列问题： （1）在装置A中，用KClO3与浓盐酸反应制取氯气，写出反应的化学方程式并用双线桥法来表示出电子转移的方向和数目 ，当生成35.5g氯气，做还原剂的HCl的物质的量为 mol。 （2）C放置在盛冷水的水槽中，水浴的作用是 。 （3）仪器D的名称是 ，D中装的药品可以是 (填序号)。 A．P2O5        B．碱石灰        C．CaCl2        D．NaOH （4）定量分析。取装置C中的产物，按以下步骤进行测定：①称取4.60 g产品溶于过量的稀盐酸中；②加入足量H2O2溶液；③再加入足量NaOH溶液；④过滤、洗涤后灼烧沉淀；⑤称量所得红棕色固体为2.40 g。写出加入足量H2O2溶液中发生反应的离子方程式 ，计算该样品中铁元素的质量分数为36.52%。 （5）由（4）定量分析数据： ①对比氯化铁中铁元素的质量分数为34.46%，说明含有FeCl2杂质。 ②若要得到较纯净的无水氯化铁，实验装置可进行的改进措施是 。 【答案】（1）    （2）将蒸气冷却凝华为固体收集 （3）球形干燥管 BD （4） （5）在装置间增加一个装有饱和食盐水的洗气装置，除去中混有的 【分析】在装置A中，用KClO3与浓盐酸反应制取氯气，生成的氯气中混有水和氯化氢气体，通过装置B干燥氯气，氯气和铁在加热条件下发生反应生成氯化铁，通过装置C收集氯化铁，D是尾气处理装置，以此解答。 【解析】（1） 在装置A中，用KClO3与浓盐酸反应制取氯气，KClO3中Cl元素由+5价下降到0价，得到5e-，HCl中Cl由-1价上升到0价，失去5×e-，反应的化学方程式为：，用双线桥法来表示出电子转移的方向和数目为： ；由方程式可知，若6molHCl参与反应，5molHCl作为还原剂，生成3mol氯气，当生成35.5g氯气，物质的量为，做还原剂的HCl的物质的量为； （2）氯化铁的熔点为306℃，沸点为315℃，C放置在盛冷水的水槽中，冷水浴的作用是将FeCl3蒸气冷却凝华为固体收集； （3）由仪器D的结构可知名称是球形干燥管；氯气有毒需要尾气处理，又因为氯化铁易吸收空气中的水分而潮解，所以D中装的药品是碱石灰或固体NaOH，P2O5和CaCl2可以吸水，但是不能吸收氯气，故选BD； （4）加入足量H2O2将亚铁离子氧化为铁离子，离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O； （5）由于生成的氯气中含有氯化氢，氯化氢能与铁反应生成氯化亚铁，则若要得到较纯净的无水氯化铁，可采取的“装置”改进措施是在AB装置间增加一个装有饱和食盐水的洗气装置，除去Cl2中混有的HCl。 10．（25-26高一上·上海·月考）四氧化三铁()俗称磁性氧化铁，在工业上应用广泛，可作催化剂、磁记录材料等。 Ⅰ.共沉淀法是目前制备的重要方法，其流程如下图： （1）该制备方法的反应类型 氧化还原反应。 A．涉及            B．不涉及 该方法中和的物质的量之比最好应为_______。 （2） A． B． C． D． （3）而实际操作过程中两者的物质的量之比略大于该数值，其原因是： 。 （4）沉淀时，发生反应的离子方程式为 。 （5）若实验室无，可用硫酸铁溶液和铁粉制备，发生反应的离子方程式为 。 （6）若加入和的物质的量分别、，在上述条件下最终获得的四氧化三铁质量为，则产率为 。(已知产率的计算公式为：产率，计算结果保留1位小数) Ⅱ.的另一种制备方法如下： （7）步骤2发生反应的化学方程式为 。 （8）步骤3在不同时刻得到的粒径大小如下图所示。 实验过程中，不易形成沉淀，结合上图分析原因 。 (9)有多种方法可使较快形成沉淀，如加入可溶性电解质、剧烈搅拌或 。(写出一种方法即可) 【答案】（1）B （2）A （3）Fe2+容易被空气中的O2氧化为Fe3+，导致Fe2+不足 （4） （5） （6） （7） （8）Fe3O4的粒径在1～100nm之间，Fe3O4分散在溶液中属于胶体，胶体具有介稳性，不易聚沉形成沉淀 (9)加热 【分析】FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O分别溶解后，加入NaOH溶液，在70～90℃下反应生成Fe3O4。Fe3O4中Fe2+和Fe3+的比例为1:2，FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O的物质的量之比应为1:2，发生反应的离子方程式为：，以此解答。 【解析】（1）根据题目给出的流程，FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O分别溶解后，加入NaOH溶液，在70～90℃下反应生成Fe3O4。Fe3O4中Fe2+和Fe3+的比例为1:2，与原料中的Fe2+和Fe3+比例一致， 因此，该反应类型不涉及氧化还原反应，选择B。 （2）Fe3O4中Fe2+和Fe3+的比例为1:2，设FeSO4·7H2O的物质的量为x mol，FeCl3·6H2O的物质的量为y mol。根据Fe2+和Fe3+的比例：，所以，FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O的物质的量之比应为1:2，选择A。 （3）根据上述分析，FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O的物质的量之比为1:2即可，但在实际操作中，Fe2+容易被空气中的O2氧化为Fe3+，导致Fe2+不足，为了保证Fe2+和Fe3+的比例符合1:2，需要适当增加FeSO4·7H2O的用量，实际操作过程中两者的物质的量之比略大于该数值。 （4）Fe2+和Fe3+的比例1:2，结合OH-生成Fe3O4，根据电荷守恒和原子守恒配平反应的离子方程式为：。 （5）若实验室无，可用硫酸铁溶液和铁粉制备，Fe3+与Fe反应生成Fe2+，离子方程式为：； （6）反应中Fe2+和Fe3+的比例符合1:2，若加入和的物质的量分别、，显然Fe3+不足，理论上生成Fe3O4的物质的量为：，理论产量为：，实际产量为33.7 g，产率为：。 （7）步骤2是将Fe(OH)2和H2O2反应生成FeO(OH)的过程，Fe从+2价升至+3价，O从-1价降至-2价，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：。 （8）根据题目给出的图像，Fe3O4的粒径在1～100nm之间。根据胶体的定义，分散质粒子直径在1～100nm之间的分散系属于胶体，Fe3O4分散在溶液中属于胶体，胶体具有介稳性，不易聚沉形成沉淀。 （9）生成的 粒子粒径在1-100 nm范围内，属于胶体分散体系，不容易聚集成大颗粒而沉降，为使较快形成沉淀（聚沉），可以加入可溶性电解质、剧烈搅拌、加热等。 2 / 14 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 $