3.1.2 铁的重要化合物 讲义-2026-2027学年高一上学期化学人教版必修第一册

本高中化学讲义聚焦铁的重要化合物核心知识点，系统梳理铁的氧化物（FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄）、氢氧化物（Fe(OH)₂、Fe(OH)₃）、铁盐与亚铁盐的性质，构建“铁三角”（Fe、Fe²⁺、Fe³⁺）转化关系，形成从物质类别、性质到制备检验的完整学习支架。 该资料通过表格对比氧化物、氢氧化物性质助力科学思维培养，设计Fe(OH)₂制备改进实验强化科学探究与实践能力。课中辅助教师系统授课，课后通过对点练习和作业帮助学生查漏补缺，巩固知识体系。

课时3.1.2 铁的重要化合物 一、铁的氧化物性质比较 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 类别 碱性 氧化物 碱性 氧化物 不是碱性氧化物 铁的价态 +2 +3 +2、+3 与H+反应的离子 方程式 FeO+2H+===Fe2++H2O 6H++Fe2O3===2Fe3++3H2O Fe3O4+8H+===2Fe3++Fe2++4H2O 稳定性 稳定 稳定 与CO、C、H2反应 生成铁的单质及CO2或水 用途 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 二、铁的氧化物的重要化学性质 (1)稳定性 ①FeO不稳定，在空气中受热易被氧化为Fe3O4：6FeO＋O22Fe3O4 ②Fe2O3和四氧化三铁很稳定 (2)与非氧化性酸(如：稀盐酸、稀硫酸)的反应 氧化亚铁和氧化铁属于碱性氧化物，与非强氧化性酸反应生成Fe2＋和Fe3＋ ①FeO与盐酸反应：FeO＋2HCl===FeCl2＋H2O FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O ②Fe2O3与盐酸反应：Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O ③Fe3O4与盐酸反应：Fe3O4＋8HCl===FeCl2＋2FeCl3＋4H2O Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O (3)与氧化性酸(如：硝酸、浓硫酸)的反应 ①FeO与稀硝酸反应：3FeO＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O 3FeO＋10H＋＋NO3－===3Fe3＋＋NO↑＋5H2O ②Fe2O3与稀硝酸反应：Fe2O3＋6HNO3===2Fe(NO3)3＋3H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O ③Fe3O4与稀硝酸反应：3Fe3O4＋28HNO3===9Fe(NO3)3＋NO↑＋14H2O 3Fe3O4＋28H＋＋NO3－===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O (4)与还原性酸(如：HI)的反应 ①FeO与HI反应：FeO＋2HI===FeI2＋H2O FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O ②Fe2O3与HI反应：Fe2O3＋6HI===2FeI2＋I2＋3H2O Fe2O3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋3H2O ③Fe3O4与HI反应：Fe3O4＋8HI===3FeI2＋I2＋4H2O Fe3O4＋8H＋＋2I－===3FeI2＋I2＋4H2O 4、用途：氧化铁俗称铁红，常用作红色油漆和涂料，赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁原料 【对点练习】 1.铁红(Fe2O3)是一种常见颜料，用废铁屑(主要含铁，还含有少量Fe2O3)制取铁红的工艺如下： (1)写出废铁屑中的Fe2O3和稀硫酸反应的离子方程式：___________。 (2)“酸溶”一段时间后，溶液中检测不到Fe3+的原因是___________。 (3)“沉淀”所得固体为FeCO3，检验FeCO3“洗涤”是否完全的方法是___________。 (4)“煅烧”时FeCO3与O2反应的物质的量之比为___________。 【答案】Fe2O3＋6H＋＝3H2O＋2Fe3＋ 废铁屑中的Fe将溶液中的Fe3＋还原为Fe2＋ 取最后一次的洗涤滤液于试管中，向其中加入足量盐酸，再加入BaCl2溶液，若无沉淀生成，则沉淀已洗涤完全 4∶1 【解析】废铁屑中的Fe、Fe2O3与硫酸反应，得到硫酸铁、硫酸亚铁溶液，多余铁与硫酸铁溶液反应生成硫酸亚铁溶液，再加入碳酸钠产生FeCO3沉淀，过滤出沉淀、水洗后，在空气中煅烧得到氧化铁。 (1)废铁屑中的Fe2O3和稀硫酸反应生成硫酸铁和水，离子方程式：Fe2O3＋6H＋＝3H2O＋2Fe3＋。 (2)铁和硫酸铁反应得到硫酸亚铁，故“酸溶”一段时间后，溶液中检测不到Fe3+，则答案为：废铁屑中的Fe将溶液中的Fe3＋还原为Fe2＋。 (3)硫酸亚铁溶液中加碳酸钠产生FeCO3 “沉淀”，检验FeCO3“洗涤”是否完全，只要检验洗涤液中是否含有硫酸根离子即可，方法是：取最后一次的洗涤滤液于试管中，向其中加入足量盐酸，再加入BaCl2溶液，若无沉淀生成，则沉淀已洗涤完全。 (4)空气中“煅烧”时，FeCO3与O2反应生成氧化铁和二氧化碳，化学方程式为，故FeCO3与O2物质的量之比为4:1。 三、铁的氢氧化物 1、物理性质 氢氧化物 性质比较 Fe(OH)2 Fe(OH)3 物质类别 二元弱碱 三元弱碱 颜色状态 白色固体 红褐色固体 铁的价态 ＋2 ＋3 溶解性 难溶于水 2、化学性质 (1)与非氧化性酸的反应 ①Fe(OH)2与硫酸反应：Fe(OH)2＋H2SO4===FeSO4＋2H2O Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O ②Fe(OH)3与硫酸反应：2Fe(OH)3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋6H2O 2Fe(OH)3＋6H＋===2Fe3＋＋6H2O (2)与氧化性酸(如：硝酸、浓硫酸)的反应 ①Fe(OH)2与稀硝酸反应：3Fe(OH)2＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋NO↑＋8H2O 3Fe(OH)2＋10H＋＋NO3－===3Fe3＋＋NO↑＋8H2O ②Fe(OH)3与稀硝酸反应：Fe(OH)3＋3HNO3===Fe(NO3)3＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O (3)与还原性酸(如：HI)的反应 ①Fe(OH)2与HI反应：Fe(OH)2＋2HI===FeI2＋H2O FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O ②Fe(OH)3与HI反应：2Fe(OH)3＋6HI===2FeI2＋I2＋6H2O 2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋6H2O (Fe3＋具有强氧化性) (4)热稳定性：Fe(OH)2、Fe(OH)3受热均分解生成同价态的氧化物 ①Fe(OH)2：Fe(OH)2FeO＋H2O (隔绝空气加热生成FeO，在空气加热被氧化为Fe2O3) ②Fe(OH)3：2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O (5)Fe(OH)2的还原性：Fe(OH)2具有强还原性，易被空气中的O2氧化生成Fe(OH)3 ①现象：白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 ②方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 3、氢氧化铁的制备 实验原理 可溶性铁盐[FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3]与碱(强碱或弱碱)反应 实验装置 实验操作 ①将NaOH溶液滴入FeCl3溶液中：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ ②将氨水滴入Fe2(SO4)3溶液中：Fe3+＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH4+ 实验现象 有红褐色沉淀生成 4、氢氧化亚铁的制备 实验原理 可溶性铁盐[FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2]与碱(强碱或弱碱)反应 Fe2+＋2OH－===Fe(OH)2↓ Fe2+＋2NH3·H2O===Fe(OH)2↓＋2NH4+ 实验装置 实验操作 将吸有NaOH溶液的胶头滴管插入新制备的亚铁盐溶液的液面以下，缓缓挤出NaOH溶液 实验现象 白色沉淀生成，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 化学方程式 ①Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色)； ②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 【微点拨】 ①Fe2＋极易被氧化，所以FeSO4溶液要现用现配，并放入少量的铁粉以防止Fe2+被氧化成Fe3+ 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，这样做的目的是防止生成的Fe(OH)2与空气中的氧气接触而被氧化 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、苯或其他密度小于水而不溶于水的有机物，以隔绝空气 【拓展】Fe(OH)2的制备的改进方法：为了防止Fe(OH)2被O2氧化，在制备Fe(OH)2时，一般从两个角度考虑，一是反应试剂，二是反应环境。取用最新配制的FeSO4溶液；NaOH溶液加热煮沸并冷却后使用，以驱除溶液中溶解的O2。 方法1 方法2 在试管中加入适量的5% FeSO4溶液，并覆盖一层苯，再用长滴管注入不含O2的1 mol·L－1NaOH溶液。由于苯的液封作用，防止了生成的Fe(OH)2被氧化，因而可较长时间观察到白色的Fe(OH)2沉淀 实验时，先打开弹簧夹K，再将分液漏斗的旋塞打开，使稀硫酸与铁粉作用，用产生的H2排出装置中的空气；然后关闭K，使生成的H2将试管中的FeSO4溶液压入NaOH溶液中，则可较长时间观察到生成的白色Fe(OH)2沉淀。若拔去广口瓶上的橡皮塞，则白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 【对点练习】 1．下列物质的颜色和性质或用途对应正确的是(　　) A．①④⑤ B．②③ C．①②③④⑤ D．①③ 【答案】D 【解析】Fe(OH)2为白色；Fe2＋为浅绿色，具有较强的还原性，Fe3＋为黄色，具有较强的氧化性。 2．下列实验方案可以得到白色纯净的 Fe(OH)2 的是 A．在 FeCl2 溶液上加一层苯，然后将滴管插入到 FeCl2 溶液液面以下，慢慢滴加 NaOH溶液(溶液中不能有气泡，配制 FeCl2 溶液和 NaOH 溶液的蒸馏水必须加热煮沸) B．将铁粉与稀硫酸充分反应，然后再加入过量的氨水 C．在 Fe2(SO4)3 溶料中加入过量的铁粉，过滤，在滤液中加入过量的 NaOH 溶液 D．在生成 Fe(OH)3 的悬浊液中加过量的铁粉 【答案】A 【解析】A．溶液配制的蒸馏水要煮沸，排除溶解氧，加一层苯隔绝空气，可以得到白色纯净的 Fe(OH)2，故A正确； B．将铁粉与稀硫酸充分反应，然后再加入过量的氨水，溶液配制蒸馏水要煮沸，排除溶解氧，故B错误； C．没有排除溶液中的溶解氧，也没有防止Fe(OH)2被氧化的保护措施，故C错误； D．氢氧化铁固体不与铁粉反应,则该方法无法获得纯净的氢氧化亚铁，故D错误； 故答案为A。 三、铁盐(Fe3＋)和亚铁盐(Fe2＋) 1. 亚铁盐和铁盐性质总结 （1）亚铁盐的性质 ①亚铁盐与单质的反应（金属活动性比Fe强的金属反应，除去Na、K、Ba、Ca） 亚铁盐与Zn单质反应： Fe2++Zn====Zn2++Fe ②亚铁盐与强氧化性物质反应（如Cl2、酸性高锰酸钾溶液） 亚铁盐中通入氯气： 2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl- 亚铁盐与酸性高锰酸钾溶液反应： 5Fe2++MnO4-+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O （2）铁盐的性质 ①Fe3+与金属单质的反应（金属活动性比Fe强的金属反应，除去Na、K、Ba、Ca，金属量多则将Fe3+生成Fe单质；量少生成Fe2+） Fe3+与Fe单质发生反应： 2Fe3++Fe===3Fe2+ Fe3+与Cu单质反应： 2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+ (该反应用于刻蚀电路板，且无论Cu的多少都应该生成Fe2+) ②Fe3+具有氧化性，可以与某些还原性物质发生反应。 Fe3+与I-发生反应，制备I2： 2Fe3++2I-====2Fe2++I2 Fe3+特性——检验Fe3＋：含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色，Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3 (血红色溶液) Fe3+易水解：将FeCl3饱和溶液滴入沸水中制备Fe(OH)3胶体：FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl 2、检验Fe2＋、Fe3＋的常用方法 (1)观察颜色：溶液呈浅绿色，含Fe2＋；溶液呈棕黄色，含Fe3＋。 (2)SCN－法：取少量待检液于试管中，向其中滴加KSCN溶液，变红的是含Fe3＋的溶液，不变红的是含Fe2+的溶液。 (3)碱液法：取少量待检液于试管中，向其中滴加NaOH溶液(或氨水)，生成红褐色沉淀的是含Fe3＋的溶液，先生成白色絮状沉淀，后又迅速变为灰绿色，最后变为红褐色的是含Fe2＋的溶液。 2.混合液中离子检验 (1)Fe2＋和Fe3＋的混合溶液中检验Fe2＋的方法 ①通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去说明含有Fe2＋(注意：Cl－等还原性的离子对Fe2+的检验有干扰)。值得注意的是该种方法检验，溶液中不能有其他还原性离子，如Cl-。 ②待测溶液 K3[Fe(CN)6] 溶液 产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2＋。 (2)Fe2＋和Fe3＋的混合液中检验Fe3＋，可用KSCN试剂，现象为溶液变红。 答题模板：将混合溶液分成两份分别于两支试管中，向其中一支试管中加入酸性高锰酸钾溶液，若酸性高锰酸钾紫红色褪去，则说明含有Fe2＋；向另一支试管中加入KSCN溶液，若溶液变红，则说明含有Fe3＋ 【对点练习】 1.向某晶体的水溶液中加入含的溶液后，无明显变化，当滴加几滴氯水后，混合液出现红色，那么由此得出的下列结论中，错误的是 A．该晶体中一定含有 B．的氧化性比的氧化性强 C．被氧化为 D．与不能形成红色的化合物 【答案】B 【解析】A．混合物中出现红色，说明Fe3+与SCN-发生了反应，则该晶体中一定含有SCN-，A正确； B．加入Fe2+无明显变化，加入氯水后出现红色，说明Cl2能将Fe2+氧化成Fe3+，即Cl2是氧化剂，Fe3+是氧化产物，则氧化性：Fe3+<Cl2，B错误； C．加入Fe2+无明显变化，加入氯水后出现红色，说明Fe2+被Cl2氧化为Fe3+，C正确； D．原晶体中含有SCN-，开始加入Fe2+时，溶液颜色无明显变化，说明Fe2+与SCN-不能形成红色的化合物，D正确； 故选B。 2.某研究性学习小组欲分析某矿石的主要成分，粉碎后将其溶于过量稀盐酸中充分反应，过滤后用所得滤液进行如下实验，下列说法正确的是 A．取少量滤液，向其中滴加过量BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明矿石中含有 B．取少量滤液，向其中滴加少量Na2CO3溶液，无白色沉淀，说明矿石中一定不含Ba2+ C．取少量滤液，向其中加入硝酸酸化的硝酸银溶液，产生白色沉淀，说明矿石中一定含有Cl- D．取少量滤液，向其中依次滴加少量氯水和KSCN溶液，溶液变红，说明原溶液一定有Fe2+ 【答案】A 【解析】A．之前已经加入过量的盐酸，再加入过量BaCl2溶液能产生白色沉淀，不溶于盐酸，白色沉淀为硫酸钡，说明含有，故A正确； B．盐酸过量，加入少量碳酸钠溶液，先与过量的盐酸反应，不会生成白色沉淀，无法检验是否有Ba2+，故B错误； C．粉碎后将其溶于过量稀盐酸中充分反应，引入了Cl-，不能说明矿石中一定含有Cl-，故C错误； D．检验Fe2+时，应该先加入KSCN溶液，无现象，再通入少量Cl2，该检验操作错误，则不能确定矿石中是否含有Fe2+，故D错误； 答案选A。 四、“铁三角”的转化 铁元素有三种价态：0价、＋2价和＋3价，这三种价态的铁在一定条件下可相互转化，我们称之为“铁三角”。 “铁三角”是指Fe、Fe2+()、Fe3+()之间的转化关系，如图所示： 1、Fe只有还原性，可以被氧化成＋2价或＋3价的铁 (1)Fe能被Fe3+、Cu2+、S、I2、H+等较弱氧化剂氧化为Fe2+ 如：Fe＋2Fe3+===3Fe2+ Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu Fe＋SFeS Fe＋I2===FeI2 (碘水生烟) Fe＋2H+===Fe2+＋H2↑ (2)Fe能被Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4等强氧化剂氧化为Fe3+ 如：2Fe＋3Cl22FeCl3 2Fe＋3Br22FeBr3 Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O 2、Fe2+()既有氧化性又有还原性，主要表现还原性 (1)Fe(Ⅱ)→Fe(Ⅲ)需加入氧化剂，如：Cl2、Br2、O2、HNO3、浓H2SO4、O2、H2O2、KMnO4/H+等 ①2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ (在亚铁盐溶液中通入氯气，溶液由浅绿色变为棕黄色) ②4Fe2+＋O2＋4H＋===4Fe3+＋2H2O (亚铁盐溶液在空气中容易变质) ③3Fe2+＋NO3－＋4H＋===3Fe3+＋NO↑＋2H2O ④5Fe2+＋MnO4－＋8H+===5Fe3+＋Mn2+＋4H2O ⑤2Fe2+＋H2O2＋2H+===2Fe3+＋2H2O (2)Fe(Ⅱ)→Fe需加入还原剂，如：C、CO、H2、Zn等 Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋ 3、Fe3+()具有较强的氧化性 (1)Fe(Ⅲ)→Fe(Ⅱ)需加入还原剂，如：I－(HI)、S2－(H2S)、SO2、Fe、Cu等 ①2Fe3+＋2I－===2Fe2+＋I2 ②2Fe3+＋S2－===2Fe2+＋S↓ 2Fe3+＋H2S===2Fe2+＋2H+＋S↓ ③2Fe3+＋SO2＋2H2O===2Fe2+＋SO42－＋4H+ 2Fe3+＋SO32－＋H2O===2Fe2+＋SO42－＋2H+ ④2Fe3+＋Fe===3Fe2+，在FeSO4溶液中往往要加铁的原因是可以防止Fe2+被氧化为Fe3+ ⑤2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+，电路板的制作是利用FeCl3溶液与裸露的铜反应 (2)Fe(Ⅲ)→Fe需加入还原剂，如：C、CO、H2、Zn等 2Fe3＋＋3Zn===2Fe＋3Zn2＋ 4、“铁三角”的重要应用 (1)Fe3＋、Fe2＋的离子共存问题 ①Fe2＋与NO(H＋)、ClO－、MnO、H2O2、Cl2、Br2、Cr2O在溶液中均因发生氧化还原反应不能大量共存 ②Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO、HSO、H2SO3、H2S在溶液中因发生氧化还原反应不能大量共存 ③Fe3＋与SCN－发生络合反应不能大量共存 (2)除杂 溶液 杂质 除杂方法 FeCl2 FeCl3 加过量铁粉后过滤 FeCl3 FeCl2 通Cl2或加氯水或加H2O2 FeCl2 CuCl2 加过量铁粉后过滤 【对点练习】 1.部分含铁物质的类别与相应化合价关系如右图所示。下列推断不合理的是 A．a可与e反应生成b B．b既可被氧化，也可被还原 C．可将e加入稀氨水中制得d的胶体 D．a在氯气中燃烧，产物只有1种 【答案】C 【分析】图中所示铁元素不同化合价的物质：a为Fe，b为FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等Fe(Ⅱ)的盐类物质，c为Fe(OH)2，e为FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等Fe(Ⅲ)的盐类物质，d为Fe(OH)3。 【解析】A．Fe与Fe(Ⅲ)的盐类物质可发生反应生成Fe(Ⅱ)的盐类物质，如Fe+2FeCl3=3FeCl2，A合理； B．Fe(Ⅱ)为铁元素的中间价态，既有还原性也有氧化性，因此既可被氧化，也可被还原，B合理； C．Fe(Ⅲ)的盐类物质与稀氨水反应生成Fe(OH)3沉淀，制备Fe(OH)3胶体操作为：向沸水中滴加饱和FeCl3溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热，C不合理； D．铁在氯气中燃烧，只能生成氯化铁，D合理； 答案选C。 2.甲~己六种含铁物质的种类与相应化合价关系如图所示。回答下列问题： （1）已知甲与稀硝酸反应的化学方程式为甲己(方程式未配平)。在该反应中每有甲参加反应，被还原的为 。 （2）戊与烧碱溶液反应生成丙，放置一段时间后丙转化为丁，丙转化为丁的化学方程式为 ，现象为 。 （3）中的化合价为 。已知在强碱溶液中稳定存在，越小稳定性越差；则制备时需要在 (填“酸性”“碱性”或“中性”)环境中进行；具有强氧化性能消毒杀菌，可作为高效净水剂，其能与水反应生成具有吸附性的胶体，写出发生反应的离子方程式并用单线桥标出电子转移的方向和数目： 。 【答案】（1）1 （2） 白色絮状沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色 （3）+6 碱性 【分析】根据铁的价类二维图可知甲为Fe，乙为FeO，丙为Fe(OH)2，丁为Fe(OH)3，戊为亚铁盐，己为铁盐。 【解析】（1）甲为Fe，己为铁盐，根据甲己可知Fe与稀硝酸反应方程式为，该反应中HNO3中N元素化合价降低，得电子为氧化剂，Fe元素化合价升高，Fe失电子为还原剂，生成Fe(NO3)3为氧化产物，每有1molFe参与反应，被还原的HNO3有1mol，故答案为：1； （2）丙为Fe(OH)2，丁为Fe(OH)3，亚铁盐与氢氧化钠反应生成白色的氢氧化亚铁，氢氧化亚铁被氧气氧化成红褐色的氢氧化铁，化学方程式为；现象为白色絮状沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，故答案为：；白色絮状沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色； （3） 中的化合价为+6价；高铁酸钾在强碱性溶液中稳定存在，pH越小稳定性越差，制备高铁酸钾要在碱性环境中进行；高铁酸钾与水反应生成氢氧化铁胶体，氧气和氢氧根离子，离子方程式和电子转移情况为，故答案为：+6；碱性；。 3.铁是人类较早使用的金属之一，运用铁及其化合物的知识，完成下列问题。 （1）下列物质所含铁元素既有氧化性又有还原性的是___________(填字母)。 A． B． C． D． （2）向沸水中逐滴滴加溶液，至液体呈透明的红褐色，该分散系中粒子直径的范围是 。 （3）某学习小组为测定溶液腐蚀铜后所得溶液的组成，进行了如下实验： ①取少量待测溶液，滴入溶液呈红色，则该待测液中含有的金属阳离子有 (填离子符号)。在此基础上，又进行了定量组成的测定：取待测溶液，向其中加入足量的溶液，得白色沉淀， (填实验操作，下同)、 、干燥，称量沉淀的质量为。 ②若要验证该溶液中含有，正确的实验方法是 (填字母)。 A．向试管中加入适量试液，滴入溶液，若显红色，证明含有 B．向试管中加入适量试液，滴入酸性溶液，若褪色，证明含有 C．向试管中加入适量试液，先滴入溶液，若溶液不变色，再滴入双氧水，若溶液显红色，证明原溶液中含有 （4）工程师欲从制造印刷电路板的废液中回收铜，并获得溶液，设计如下方案： ①滤渣C中物质(主要成分)的化学式为 。 ②向滤液B和滤液E中通入F的目的是 ，该反应的离子方程式为 。 【答案】（1）C （2）1-100 （3）Fe3+、Fe2+、Cu2+ 过滤 洗涤 C （4）Cu、Fe 将FeCl2氧化为FeCl3 【分析】由工艺流程可知，废液应该与过量的Fe反应，故A为Fe；滤液B中含有FeCl2，通入F氯气可以得到氯化铁；滤渣C中含有金属Cu、未反应的Fe，加入D盐酸，过滤，回收铜，滤液E中含有FeCl2，与滤液B合并，制备氯化铁，由上述分析可知：A为Fe 、B为FeCl2、残渣C为Fe和Cu、 D为HCl 、E为FeCl2、F为Cl2。 【解析】（1）因元素的化合价处于中间价态时，既能升高，又能降低，既有氧化性又有还原性，FeSO4中Fe元素处于中间价态，既有氧化性又有还原性，Fe具有还原性，FeCl3、Fe2O3具有氧化性；答案选C； （2）向沸水中逐滴滴加溶液，至液体呈透明的红褐色，因透明的红褐色是胶体，该分散系中粒子直径的范围是1-100nm； （3）①FeCl3溶液与铜反应的离子方程式是：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，由于滴入KSCN溶液呈红色，证明溶液中Fe3+有剩余，则该待测液中含有的金属阳离子有Fe3+、Fe2+、Cu2+，取50.0mL待测溶液，向其中加入足量的AgNO3溶液，得白色沉淀AgCl，经过滤、洗涤、干燥得到AgCl沉淀； ②A．向试管中加入试液，滴入KSCN溶液，若显血红色，证明含有Fe3+，故A错误； B．向试管中加入试液，滴入酸性高锰酸钾溶液，若褪色，因为溶液中的Cl-也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，不能证明含有Fe2+，故B错误； C．向试管中加入适量试液，先滴入KSCN溶液，若溶液不变色，说明不含Fe3+，再滴入双氧水，若溶液显红色，证明原溶液中含有Fe2+，故C正确； 故答案为：C； （4）①根据分析可知，滤渣C中物质(主要成分)的化学式为Cu、Fe； ②向滤液B和滤液E中通入Cl2的目的是将FeCl2氧化为FeCl3，该反应的离子方程式为：。 【课后作业】 1.下列化合物中，含铁量最高的是 A． B． C．FeO D．FeS 【答案】　C 【解析】　将上述化合物FeO、和变成含一个Fe原子的形式，则分别为：FeO、、；硫的相对原子质量为32，氧的相对原子质量为16，则可以将FeS看作；与Fe原子结合的O原子个数越少，Fe的质量分数越大，由此可得：FeO中Fe原子结合的O原子个数最少，因此Fe元素的质量分数最大，故选：C。 2.下列说法正确的是 A．赤铁矿的主要成分是B．为碱性氧化物，可与水反应生成 C．铁与水蒸气在高温下反应生成和 D．是混合物 【答案】C 【解析】A．赤铁矿的主要成分是，故A错误； B．为碱性氧化物，但它不与水反应，故B错误； C．铁与水蒸气在高温下反应生成和，故C正确； D．有固定的组成，是纯净物，故D错误。 综上所述，答案为C。 3.下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　　) A．①② B．①③ C．②③ D．①②③ 【答案】　B 【解析】　因为Fe(OH)2在空气中易被氧化成Fe(OH)3，故要长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的空气或氧气。装置①是先用H2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，③中液面上加苯阻止了空气进入；②由于能接触到空气中的O2，故不能较长时间观察到白色沉淀。 4.铁及其化合物应用广泛，下列关于铁单质及铁的化合物的说法错误的是 A．自然界中的铁单质主要来自陨石 B．氧化亚铁(FeO)在空气中加热容易被氧气氧化为氧化铁(Fe2O3) C．氢氧化亚铁是一种还原性很强的白色难溶物质 D．配制硫酸亚铁溶液时常加入少量的铁粉以防止亚铁离子被氧化变质 【答案】　B 【解析】　A．自然界中的铁单质主要来自陨石中的陨铁，A正确； B．氧化亚铁(FeO)在空气中加热容易被氧气氧化为四氧化三铁，化学式为Fe3O4，B错误； C．氢氧化亚铁是一种白色难溶物质，Fe元素化合价为+2价，具有强的还原性，很容易被空气中的氧气氧化产生红褐色的Fe(OH)3，C正确； D．由于溶液中含有的Fe2+具有强的还原性，容易被溶解在溶液的氧气氧化产生Fe3+，加入Fe粉能够使Fe3+变为Fe2+，故配制硫酸亚铁溶液时常加入少量的铁粉，D正确； 故合理选项是B。 5.铁片放入下列某溶液中，铁片溶解而且溶液质量增加，也无气体产生，此溶液是 A．稀H2SO4 B．AgNO3 C．Fe2(SO4)3 D．CuSO4 【答案】　C 【解析】　A．铁片放入稀H2SO4，铁片溶解，溶液质量增加，放出氢气，故A不符合题意； B．铁片放入AgNO3，铁片溶解，生成银单质，根据溶解56g铁生成216g银可以推断，溶液质量减小，故B不符合题意； C．铁片放入Fe2(SO4)3，铁片溶解，反应生成硫酸亚铁，溶液质量增加，且无气体生成，故C符合题意； D．铁片放入CuSO4，铁片溶解，生成铜单质，根据溶解56g铁生成64g铜可以推断，溶液质量减小，故D不符合题意。 综上所述，答案为C。 6.下表是有关反应的离子方程式及对离子方程式的评价，其中评价正确的是 选项 离子方程式 评价 A 将铁粉加入CuSO4溶液中：Fe+Cu2+=Fe2++Cu 正确 B 将氧化铁加入稀盐酸中：Fe2O3+6H++2Cl-=2Fe2++Cl2↑+3H2O 正确 C 铁粉与稀硫酸反应：2Fe+6H+=2Fe2++3H2↑ 正确 D 向氢氧化铁中加入足量稀盐酸：H++OH-=H2O 正确 【答案】　A 【解析】A．铁粉与硫酸铜发生置换反应生成硫酸亚铁和铜，离子方程式为Fe+Cu2+=Fe2++Cu，A正确； B．氧化铁与稀盐酸反应的离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，所给方程式不符合客观事实，该评价不合理，B错误； C．铁粉与稀硫酸反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑，评价不合理，C错误； D．向氢氧化铁中加入足量稀盐酸，氢氧化铁难溶于水应写化学式，反应的离子方程式为Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O，评价不合理，D错误； 答案为A。 7.如图所示装置，可用以制取和观察在空气中被氧化时颜色的变化。下列说法错误的是 A．实验前，应事先煮沸溶液除去溶解氧 B．装置Ⅰ可制取溶液并排尽装置内空气 C．关闭止水夹可观察到装置Ⅱ中溶液进入装置Ⅰ中 D．取下装置Ⅱ的橡皮塞可观察沉淀颜色变化 【答案】　C 【解析】　氢氧化钠溶液中有少量氧气，需要加热煮沸除去氧气；打开止水夹，铁屑和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，利用反应产生的氢气排装置内的空气，然后关闭止水夹，试管Ⅰ形成密闭体系，利用反应产生的氢气的压强作用，把硫酸亚铁溶液压入到装置Ⅱ中，产生氢氧化亚铁白色沉淀，氢氧化亚铁遇到空气后，变为灰绿色，最后变为红褐色。 A．氢氧化钠溶液中有少量氧气，氢氧化亚铁易被氧气氧化，所以实验前，应事先煮沸溶液除去溶解氧，故A正确； B．结合以上分析可知，装置Ⅰ可制取溶液并排尽装置内空气，故B正确； C．结合以上分析可知，关闭止水夹可观察到装置Ⅰ中溶液进入装置Ⅱ中，故C错误； D．结合以上分析可知，氢氧化亚铁具有强还原性，能够被氧气氧化，颜色发生变化，所以取下装置Ⅱ的橡皮塞可观察沉淀颜色变化，故D正确； 故选C。 8.氢能被誉为“21世纪终极能源”，也是在“碳达峰”“碳中和”的大背景下，加速开发利用的一种清洁能源。利用铁及其氧化物循环制氢原理如图所示。下列有关说法正确的是 A．唐三彩陶器的黄、褐色主要是因为添加了着色剂 B．反应器Ⅱ中氧化产物与还原产物的物质的量之比为 C．反应器Ⅲ中生成时，转移电子 D．含和各的混合气体通过该方法制氢，理论上可获得 【答案】D 【解析】A．唐三彩的着色剂主要有氧化铁，故A错误； B．反应器Ⅱ中发生的反应 ，氧化产物为Fe3O4、还原产物为H2，物质的量之比为1∶4，故B错误； C．反应器Ⅲ中发生的反应力，生成时，转移电子数，故C错误； D．、，和各1 mol参与反应可生成Fe共，反应器Ⅱ中发生反应，Fe参与反应理论上可获得H2，故D正确； 故选D。 9.如图所示装置可用来制取Fe(OH)2和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化。实验药品：铁屑、稀H2SO4溶液和NaOH溶液。 填写下列空白： (1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是_______。 (2)实验开始时应先将弹簧夹E_______(填打开"或“关闭")，其目的是_______。 (3)反应结束后拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，可观察到的现象为_______，写出有关反应的化学方程式：_______。 【答案】　（1）铁屑 （2） 打开 让生成的氢气排走装置和溶液中的空气 白 （3）色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 【解析】　(1)制取Fe(OH)2和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化，需先制取氢氧化亚铁，需用Fe和稀H2SO4反应制H2，关闭活塞E，导致A装置中压强增大使FeSO4溶液被压入B瓶中进行反应生成Fe(OH)2，所以A中应预先加入的试剂是Fe，稀硫酸通过分液漏斗加入，铁和稀硫酸反应的化学方程式为：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑。B中盛有一定量的NaOH溶液； (2)Fe(OH)2具有强的还原性，很容易被空气中的氧气氧化，实验开始时应先将活塞E打开，让生成的H2排走装置和溶液中的空气，并且通过出气口排出，使Fe(OH)2不能与氧气充分接触，从而达到防止被氧化的目的； (3)实验结束后，拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，Fe(OH)2不稳定，容易被空气中的氧气氧化生成红褐色的Fe(OH)3，因此看到的现象是：白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，反应的化学方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。 10.某化学学习小组设计了下列方法探究氢氧化亚铁的制备等相关问题。 (1)用NaOH溶液和FeSO4溶液直接反应，方法如图。该方法能观察到白色的Fe(OH)2沉淀，但沉淀颜色快速发生变化。请分析沉淀颜色变化的原因：___(用化学方程式表示)。 (2)该小组为探究反应物浓度对Fe(OH)2制备效果的影响，以Fe(OH)2沉淀白色持续时间(t)为指标，t越大，实验效果越好。部分实验数据如表(w代表质量分数)： 实验 序号 w(FeSO4)/% w(NaOH)/% t/s i 2.5 15 149 ii 5 15 138 iii 10 15 93 iv 5 25 142 v 5 35 180 ①实验i、ii、iii的目的是___。 ②该小组同学通过实验推断：其他条件不变时，所用NaOH溶液的浓度越大，实验效果越好。推断的证据是___。 ③由绿矾晶体(FeSO4•7H2O)固体配制250mL0.10mol•L-1FeSO4溶液，需要用到的仪器有药匙、玻璃棒、烧杯、托盘天平、250mL容量瓶、___。以下操作会导致所配溶液浓度偏低的是___。 A．容量瓶中原有少量蒸馏水 B．洗涤烧杯和玻璃棒的溶液未转入容量瓶中 C．定容时俯视刻度线 D．定容摇匀后发现溶液体积低于刻度线，再补加少量蒸馏水至刻度线 (3)若向FeSO4溶液中加入足量Na2O2，观察到的现象是___。 【答案】　（1）4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 （2）①探究其他条件相同时，FeSO4溶液浓度对Fe(OH)2制备效果的影响 ②沉淀持续时间t：v>iv>ii ③ 胶头滴管 BD （3）有红褐色沉淀生成，有气体放出 【解析】　(1)FeSO4和NaOH发生复分解反应生成Fe(OH)2，Fe(OH)2被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3； (2) ①实验i、ii、iii的变量是FeSO4溶液浓度，目的是：探究其他条件相同时，FeSO4溶液浓度对Fe(OH)2制备效果的影响； ②实验v、iv、ii的变量是NaOH溶液浓度，其他条件不变时，所用NaOH溶液的浓度越大，沉淀持续时间越长，实验效果越好，则证据是：沉淀持续时间t：v>iv>ii； ③配制一定物质的量浓度溶液配制的步骤：计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容等，用到的仪器：药匙、玻璃棒、烧杯、托盘天平、250mL容量瓶、胶头滴管； A．定容时还需要加入蒸馏水，则容量瓶中原有少量蒸馏水对所配溶液浓度无影响，A不选； B．洗涤烧杯和玻璃棒的溶液未转入容量瓶中，则残留在杯壁上的溶质没有完全转移到容量瓶，导致所配溶液浓度偏低，B选； C．定容时俯视刻度线导致溶液体积偏小，依据可知溶液浓度偏高，C不选； D．定容摇匀后发现溶液体积低于刻度线，再补加少量蒸馏水至刻度线，导致加入水的体积增大，溶液浓度偏低，D选； 故选：BD； (3) Na2O2和水反应生成NaOH和O2，NaOH再和FeSO4溶液反应生成Fe(OH)2中，由于Na2O2过量，则Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3，观察到的现象是有红褐色沉淀生成，有气体放出。 11.高铁酸钾()为新型净水剂，可溶于水。工业上制备的常用方法之一是次氯酸盐氧化法，制备流程如图所示： 已知：反应②为： （1）反应②中能析出高铁酸钾晶体的原因为： 。 （2）反应①的产物为和，请写出该反应的离子方程式 。 （3）质量分数为，密度为溶液的物质的量浓度为 。 （4）操作Ⅰ的分离方法为 。 （5）得到的晶体需洗涤，设计实验证明最后一次洗涤液中已无： 。 【答案】（1）高铁酸钠电离提供高铁酸根离子、氢氧化钾电离提供钾离子，高铁酸钠的溶解度大于高铁酸钾的溶解度，故能从溶液中析出高铁酸钾晶体 （2） （3） （4）过滤 （5）取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加硝酸和硝酸银，若不生成白色沉淀，说明K2FeO4晶体已经洗涤干净 【分析】结合流程图和已知条件可知碱性条件下，FeCl3与次氯酸钠溶液反应生成Na2FeO4，Na2FeO4溶液中加入饱和KOH溶液发生复分解反应生成K2FeO4沉淀，过滤、洗涤、干燥得产品K2FeO4晶体，据此回答。 【解析】（1）高铁酸钠电离提供高铁酸根离子、氢氧化钾电离提供钾离子，高铁酸钠的溶解度大于高铁酸钾的溶解度，故能从溶液中析出高铁酸钾晶体； （2）由信息知铁元素化合价由+3价升高到+6价、失电子化合价升高；氯元素化合价由+1价降低到-1价，得电子化合价降低，得失电子守恒和质量守恒可得化学方程式2FeCl3+3NaClO+10NaOH=2Na2FeO4+9NaCl+5H2O，则离子方程式为； （3）质量分数为14.9%，密度为1.25g/cm3NaClO溶液的物质的量浓度c=； （4）操作Ⅰ实现固液分离，分离方法为过滤； （5）K2FeO4晶体中可能含有杂质氯化钠，若最后一次洗涤液中不含氯离子，说明晶体已经洗涤干净，即实验步骤为将得到的K2FeO4晶体洗涤2~3次，取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加硝酸和硝酸银，若不生成白色沉淀，说明K2FeO4晶体已经洗涤干净。 12某同学为探究浅黄色液体X(仅含三种常见元素)的组成和性质，设计并完成如下实验： 请回答如下问题： （1）红色固体A的化学式 ；X的摩尔质量 g/mol。 （2）X在过量氧气中燃烧的化学方程式是 。 （3）黄色溶液C滴在淀粉—KI试纸上，试纸显蓝色，写出该变化中发生的离子方程式 。 （4）用H2还原红色固体A，反应完全后生成黑色粉末(纯净物)，黑色粉末的成分可能是 (写出所有可能)。 【答案】（1）Fe2O3 196 （2）4Fe(CO)5+13O22Fe2O3+20CO2 （3）2Fe3++2I-＝2Fe2++I2 （4）铁粉，氧化亚铁，四氧化三铁 【分析】7.84 g的浅黄色液体X(仅含三种常见元素)加热得到X气体，由X气体体积相当于标准状况下0.896 L，由此可计算出物质的量n(X)。X在过量氧气中燃烧得到混合气体A和红色固体A，红色固体A的质量为3.20 g，混合气体A通入足量澄清石灰水得到20.0 g白色沉淀B，白色沉淀B为二氧化碳和氢氧化钙生成的碳酸钙沉淀，说明X中含有碳元素，根据碳酸钙的质量可求出n(CaCO3)，从而推出碳元素物质的量，红色固体A和足量盐酸反应得到黄色溶液，加入KSCN溶液得到血红色溶液，可知C为氯化铁溶液，说明X中含铁元素，判断另一种元素为氧元素，红色固体A为氧化铁；所以X气体在过量的氧气中燃烧生成混合气体A和红色固体A，气体B则为过量的氧气，根据元素守恒，计算氧元素物质的量，从而得出X中n( Fe):n(C):n(O)，得出X的化学式，据此回答问题。 【解析】（1）由分析可知，红色固体A为Fe2O3。由题给信息可知，X的物质的量=，根据M==。答案为：Fe2O3；196； （2）由分析可知，X中含有Fe、C、O三种元素。白色沉淀为CaCO3，根据CaCO3的质量计算n(C)=；根据Fe2O3的质量可计算出n(Fe)= ，其中n(O)= ，则X中n( Fe):n(C):n(O)=0.04:0.2:0.2=1:5:5，X的化学式为Fe(CO)5。根据题给信息，可知，X在氧气中燃烧，生成CO2和Fe2O3，1个Fe(CO)5参加反应化合价升高3+2×5=13，1个O2参加反应化合价降低4，根据化合价升降守恒及原子守恒可知反应方程式为：4Fe(CO)5+13O22Fe2O3+20CO2；答案为：4Fe(CO)5+13O22Fe2O3+20CO2； （3）由分析可知，黄色溶液为FeCl3溶液，将其滴在淀粉-KI试纸上，试纸显蓝色，说明Fe3+将I-氧化为I2，离子反应方程式为：2Fe3++2I-＝2Fe2++I2；答案为：2Fe3++2I-＝2Fe2++I2； （4）红色固体A是氧化铁，还原红色固体A，反应完全后生成黑色粉末(纯净物)，含铁元素的黑色粉末可能为铁粉，氧化亚铁，四氧化三铁；故答案为：铁粉，氧化亚铁，四氧化三铁。 13高铁酸钾()是一种新型净水剂，制备流程如下： 资料：I．可溶于水，微溶于浓溶液，难溶于乙醇，易溶于乙醇。 II．在碱性溶液中稳定，中性和酸性溶液中不稳定。 （1）具有强氧化性，其中铁元素的化合价为 价。 （2）与溶液反应生成的离子方程式是 。 （3）补全“氧化”中反应的离子方程式，需配平(请在答题卡上写完整的方程式) 。 ______________＋_______ （4）下列说法正确的是 。 a．“氧化”中溶液过量的目的是使稳定存在 b．“转化”中生成固体 c．设计物质循环的目的是提高原料的利用率 d．溶解步骤的作用是加快溶解 （5）粗转化为纯的操作包含洗涤，目的是去除固体表面的，并防止分解，可以用 洗涤。 （6）已知：与稀硫酸反应生成和。 ①与稀硫酸反应的离子方程式是 。 ②实验室可以通过测定生成的体积，可计算的纯度。若将稀硫酸换成稀盐酸，生成的气体中含有，将导致的纯度的计算值偏 。 【答案】（1）＋6 （2） （3） （4）)abc （5）乙醇 （6） 大 【分析】由题给流程可知，硝酸铁固体在过量氢氧化钠溶液中与氯气反应生成高铁酸钠，过滤得到高铁酸钠和滤液1；高铁酸钠溶于稀氢氧化钾溶液得到含有氢氧化钾的高铁酸钠溶液，向溶液中加入过量氢氧化钾固体，将高铁酸钠转化为高铁酸钾，过滤得到粗高铁酸钾，粗高铁酸钾经过处理得到纯高铁酸钾固体。 【解析】（1）高铁酸钾中钾元素的化合价为+1价、氧元素的化合价为—2价，由化合价代数和为0可知，铁元素的化合价为+6价，故答案为：+6； （2）氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应中氯元素的化合价即升高被氧化又降低被还原，氯气即是氧化剂又是还原剂，反应的离子方程式为，故答案为：； （3）由题意可知，生成高铁酸钠的反应为碱性条件下溶液中的铁离子与次氯酸根离子反应生成高铁酸根离子、氯离子和水，反应中氯元素的化合价由+1降低至-1被还原，化合价降低2，铁元素的化合价由+3升高至+6被氧化，化合价升高3，结合化合价升降守恒以及原子守恒可知反应的离子方程式为，故答案为：； （4）a．由题给信息可知，高铁酸根离子在碱性溶液中稳定，中性和酸性溶液中不稳定，所以“氧化”中氢氧化钠溶液过量的目的是使高铁酸根离子稳定存在，故正确； b．由分析可知，“转化”中加入过量氢氧化钾固体的目的是将高铁酸钠转化为高铁酸钾，故正确； c．由分析可知，“转化”中加入过量氢氧化钾固体、过滤得到的滤液2中含有氢氧化钠，氢氧化钠溶液的循环利用可以提高原料的利用率，故正确； d．由题给信息可知，高铁酸根离子在碱性溶液中稳定，中性和酸性溶液中不稳定，所以溶解步骤氢氧化钾的作用是使高铁酸根离子稳定存在，故错误； 故选abc； （5）由题给信息可知，高铁酸钾可溶于水，难溶于乙醇，氢氧化钾易溶于乙醇，所以洗涤除去高铁酸钾表面的氢氧化钾时，应选用乙醇洗涤，故答案为：乙醇； （6）①由题意可知，高铁酸钾与稀硫酸的反应为高铁酸钾与稀硫酸反应生成硫酸钾、硫酸铁、氧气和水，反应中铁元素的化合价由+6降低至+3被还原，化合价降低3，氧元素的化合价由-2升高至0被氧化，结合化合价升降守恒以及原子守恒可知反应的离子方程式为，故答案为：； ②若将稀硫酸换成稀盐酸，盐酸中的氯离子能与高铁酸根离子反应生成氯气，由得失电子数目守恒可知，、，消耗等物质的量的高铁酸钾时，反应生成氯气的物质的量大于氧气，所以会导致高铁酸钾的纯度的计算值偏大，故答案为：偏大。 14.实验室利用和亚硫酰氯()制备无水的装置如图所示(加热及夹持装置略)。已知沸点为76℃，遇水极易反应生成两种酸性气体。回答下列问题： （1）装置a、d内的试剂是 ，装置d的作用是 。 （2）一段时间后，先加热装置 (填“b”或“c”)。装置c内发生反应的化学方程式为 。 （3）现有含少量杂质的，为测定n值进行如下实验： 实验I：称取样品，用足量稀硫酸溶解后，完全反应时消耗VmL、溶液(反应过程中转化为，不反应)。 实验Ⅱ：另取样品，利用上述装置与足量反应后，固体质量为。则n= ；下列情况会导致n测量值偏小的是 (填标号)。 A．样品中含少量FeO杂质 B．样品与反应时失水不充分 C．实验I中，称重后样品发生了潮解 （4）用上述装置、根据反应制备。已知与互溶，二者熔沸点相差较大，且极易与水反应。选择合适仪器并组装蒸馏装置对、混合物进行蒸馏提纯(加热及夹持装置略)，安装顺序为①⑨⑧ (填序号)。 【答案】（1）浓硫酸 防止烧杯的水进入C中 （2）b （3） AB （4）⑥⑩③⑤ 【分析】由题意图可知，实验开始时先将氮气通过盛有的浓硫酸通入装置中排尽装置中的空气，一段时间后，先加热装置b产生SOCl2气体充满c装置后，再加热c装置使四水氯化亚铁与SOCl2气体反应生成氯化亚铁、二氧化硫和氯化氢，装置d用来吸收烧杯中进来的水蒸气，防止SOCl2水解，冷凝管和长导管的共同作用是冷凝回流SOCl2，使反应物为充分反应。 【解析】（1）装置a、d内的试剂是浓硫酸，用来吸收水蒸气，防止SOCl2水解；装置d的作用是防止烧杯的水进入C中； （2）由分析可知，实验开始时先通氮气排尽装置中的空气，防止氯化亚铁被空气中的氧气氧化；待空气排尽后，先加热装置b产生SOCl2气体充满c装置后，再加热c装置使四水氯化亚铁与SOCl2气体反应生成氯化亚铁、二氧化硫和氯化氢，反应的化学方程式为； （3）由得失电子数目守恒可得如下关系式：6FeCl2—K2Cr2O7，滴定消耗VmLcmol/L重铬酸钾溶液，则m1g样品中n(FeCl2)=6n(Cr2O)=0.006cVmol；由实验Ⅱ可知，m1g样品中结晶水的物质的量为，由化学式可得：n(FeCl2)：n(H2O)=1：n=0.006cVmol：，解得n=； A．样品中含少量氧化亚铁杂质会使滴定消耗的重铬酸钾溶液的体积偏大，导致n的测量值偏小，故符合题意； B．样品与SOCl2反应时失水不充分会使m2偏大，导致n的测量值偏小，故符合题意； C．实验I称重后，样品发生了潮解，样品中氯化亚铁的物质的量不变，消耗重铬酸钾溶液的体积不变，实验测得n的测量值不变，故不符合题意； 答案选AB； （4） 组装蒸馏装置对TiCl4、CCl4混合物进行蒸馏提纯，按由下而上、从左到右的顺序组装，安装顺序为①⑨⑧，然后连接冷凝管，蒸馏装置中应选择直形冷凝管⑥、不选用球形冷凝管⑦，接着连接尾接管⑩，TiCl4极易水解，为防止外界水蒸气进入，最后连接③⑤，安装顺序为①⑨⑧⑥⑩③⑤。 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 课时3.1.2 铁的重要化合物 一、铁的氧化物性质比较 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 类别 碱性 氧化物 碱性 氧化物 不是碱性氧化物 铁的价态 +2 +3 +2、+3 与H+反应的离子 方程式 FeO+2H+===Fe2++H2O 6H++Fe2O3===2Fe3++3H2O Fe3O4+8H+===2Fe3++Fe2++4H2O 稳定性 稳定 稳定 与CO、C、H2反应 生成铁的单质及CO2或水 用途 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 二、铁的氧化物的重要化学性质 (1)稳定性 ①FeO不稳定，在空气中受热易被氧化为Fe3O4：6FeO＋O22Fe3O4 ②Fe2O3和四氧化三铁很稳定 (2)与非氧化性酸(如：稀盐酸、稀硫酸)的反应 氧化亚铁和氧化铁属于碱性氧化物，与非强氧化性酸反应生成Fe2＋和Fe3＋ ①FeO与盐酸反应：FeO＋2HCl===FeCl2＋H2O FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O ②Fe2O3与盐酸反应：Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O ③Fe3O4与盐酸反应：Fe3O4＋8HCl===FeCl2＋2FeCl3＋4H2O Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O (3)与氧化性酸(如：硝酸、浓硫酸)的反应 ①FeO与稀硝酸反应：3FeO＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O 3FeO＋10H＋＋NO3－===3Fe3＋＋NO↑＋5H2O ②Fe2O3与稀硝酸反应：Fe2O3＋6HNO3===2Fe(NO3)3＋3H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O ③Fe3O4与稀硝酸反应：3Fe3O4＋28HNO3===9Fe(NO3)3＋NO↑＋14H2O 3Fe3O4＋28H＋＋NO3－===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O (4)与还原性酸(如：HI)的反应 ①FeO与HI反应：FeO＋2HI===FeI2＋H2O FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O ②Fe2O3与HI反应：Fe2O3＋6HI===2FeI2＋I2＋3H2O Fe2O3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋3H2O ③Fe3O4与HI反应：Fe3O4＋8HI===3FeI2＋I2＋4H2O Fe3O4＋8H＋＋2I－===3FeI2＋I2＋4H2O 4、用途：氧化铁俗称铁红，常用作红色油漆和涂料，赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁原料 【对点练习】 1.铁红(Fe2O3)是一种常见颜料，用废铁屑(主要含铁，还含有少量Fe2O3)制取铁红的工艺如下： (1)写出废铁屑中的Fe2O3和稀硫酸反应的离子方程式：___________。 (2)“酸溶”一段时间后，溶液中检测不到Fe3+的原因是___________。 (3)“沉淀”所得固体为FeCO3，检验FeCO3“洗涤”是否完全的方法是___________。 (4)“煅烧”时FeCO3与O2反应的物质的量之比为___________。 三、铁的氢氧化物 1、物理性质 氢氧化物 性质比较 Fe(OH)2 Fe(OH)3 物质类别 二元弱碱 三元弱碱 颜色状态 白色固体 红褐色固体 铁的价态 ＋2 ＋3 溶解性 难溶于水 2、化学性质 (1)与非氧化性酸的反应 ①Fe(OH)2与硫酸反应：Fe(OH)2＋H2SO4===FeSO4＋2H2O Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O ②Fe(OH)3与硫酸反应：2Fe(OH)3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋6H2O 2Fe(OH)3＋6H＋===2Fe3＋＋6H2O (2)与氧化性酸(如：硝酸、浓硫酸)的反应 ①Fe(OH)2与稀硝酸反应：3Fe(OH)2＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋NO↑＋8H2O 3Fe(OH)2＋10H＋＋NO3－===3Fe3＋＋NO↑＋8H2O ②Fe(OH)3与稀硝酸反应：Fe(OH)3＋3HNO3===Fe(NO3)3＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O (3)与还原性酸(如：HI)的反应 ①Fe(OH)2与HI反应：Fe(OH)2＋2HI===FeI2＋H2O FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O ②Fe(OH)3与HI反应：2Fe(OH)3＋6HI===2FeI2＋I2＋6H2O 2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋6H2O (Fe3＋具有强氧化性) (4)热稳定性：Fe(OH)2、Fe(OH)3受热均分解生成同价态的氧化物 ①Fe(OH)2：Fe(OH)2FeO＋H2O (隔绝空气加热生成FeO，在空气加热被氧化为Fe2O3) ②Fe(OH)3：2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O (5)Fe(OH)2的还原性：Fe(OH)2具有强还原性，易被空气中的O2氧化生成Fe(OH)3 ①现象：白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 ②方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 3、氢氧化铁的制备 实验原理 可溶性铁盐[FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3]与碱(强碱或弱碱)反应 实验装置 实验操作 ①将NaOH溶液滴入FeCl3溶液中：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ ②将氨水滴入Fe2(SO4)3溶液中：Fe3+＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH4+ 实验现象 有红褐色沉淀生成 4、氢氧化亚铁的制备 实验原理 可溶性铁盐[FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2]与碱(强碱或弱碱)反应 Fe2+＋2OH－===Fe(OH)2↓ Fe2+＋2NH3·H2O===Fe(OH)2↓＋2NH4+ 实验装置 实验操作 将吸有NaOH溶液的胶头滴管插入新制备的亚铁盐溶液的液面以下，缓缓挤出NaOH溶液 实验现象 白色沉淀生成，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 化学方程式 ①Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色)； ②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 【微点拨】 ①Fe2＋极易被氧化，所以FeSO4溶液要现用现配，并放入少量的铁粉以防止Fe2+被氧化成Fe3+ 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，这样做的目的是防止生成的Fe(OH)2与空气中的氧气接触而被氧化 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、苯或其他密度小于水而不溶于水的有机物，以隔绝空气 【拓展】Fe(OH)2的制备的改进方法：为了防止Fe(OH)2被O2氧化，在制备Fe(OH)2时，一般从两个角度考虑，一是反应试剂，二是反应环境。取用最新配制的FeSO4溶液；NaOH溶液加热煮沸并冷却后使用，以驱除溶液中溶解的O2。 方法1 方法2 在试管中加入适量的5% FeSO4溶液，并覆盖一层苯，再用长滴管注入不含O2的1 mol·L－1NaOH溶液。由于苯的液封作用，防止了生成的Fe(OH)2被氧化，因而可较长时间观察到白色的Fe(OH)2沉淀 实验时，先打开弹簧夹K，再将分液漏斗的旋塞打开，使稀硫酸与铁粉作用，用产生的H2排出装置中的空气；然后关闭K，使生成的H2将试管中的FeSO4溶液压入NaOH溶液中，则可较长时间观察到生成的白色Fe(OH)2沉淀。若拔去广口瓶上的橡皮塞，则白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 【对点练习】 1．下列物质的颜色和性质或用途对应正确的是(　　) A．①④⑤ B．②③ C．①②③④⑤ D．①③ 2．下列实验方案可以得到白色纯净的 Fe(OH)2 的是 A．在 FeCl2 溶液上加一层苯，然后将滴管插入到 FeCl2 溶液液面以下，慢慢滴加 NaOH溶液(溶液中不能有气泡，配制 FeCl2 溶液和 NaOH 溶液的蒸馏水必须加热煮沸) B．将铁粉与稀硫酸充分反应，然后再加入过量的氨水 C．在 Fe2(SO4)3 溶料中加入过量的铁粉，过滤，在滤液中加入过量的 NaOH 溶液 D．在生成 Fe(OH)3 的悬浊液中加过量的铁粉 三、铁盐(Fe3＋)和亚铁盐(Fe2＋) 1. 亚铁盐和铁盐性质总结 （1）亚铁盐的性质 ①亚铁盐与单质的反应（金属活动性比Fe强的金属反应，除去Na、K、Ba、Ca） 亚铁盐与Zn单质反应： Fe2++Zn====Zn2++Fe ②亚铁盐与强氧化性物质反应（如Cl2、酸性高锰酸钾溶液） 亚铁盐中通入氯气： 2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl- 亚铁盐与酸性高锰酸钾溶液反应： 5Fe2++MnO4-+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O （2）铁盐的性质 ①Fe3+与金属单质的反应（金属活动性比Fe强的金属反应，除去Na、K、Ba、Ca，金属量多则将Fe3+生成Fe单质；量少生成Fe2+） Fe3+与Fe单质发生反应： 2Fe3++Fe===3Fe2+ Fe3+与Cu单质反应： 2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+ (该反应用于刻蚀电路板，且无论Cu的多少都应该生成Fe2+) ②Fe3+具有氧化性，可以与某些还原性物质发生反应。 Fe3+与I-发生反应，制备I2： 2Fe3++2I-====2Fe2++I2 Fe3+特性——检验Fe3＋：含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色，Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3 (血红色溶液) Fe3+易水解：将FeCl3饱和溶液滴入沸水中制备Fe(OH)3胶体：FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl 2、检验Fe2＋、Fe3＋的常用方法 (1)观察颜色：溶液呈浅绿色，含Fe2＋；溶液呈棕黄色，含Fe3＋。 (2)SCN－法：取少量待检液于试管中，向其中滴加KSCN溶液，变红的是含Fe3＋的溶液，不变红的是含Fe2+的溶液。 (3)碱液法：取少量待检液于试管中，向其中滴加NaOH溶液(或氨水)，生成红褐色沉淀的是含Fe3＋的溶液，先生成白色絮状沉淀，后又迅速变为灰绿色，最后变为红褐色的是含Fe2＋的溶液。 2.混合液中离子检验 (1)Fe2＋和Fe3＋的混合溶液中检验Fe2＋的方法 ①通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去说明含有Fe2＋(注意：Cl－等还原性的离子对Fe2+的检验有干扰)。值得注意的是该种方法检验，溶液中不能有其他还原性离子，如Cl-。 ②待测溶液 K3[Fe(CN)6] 溶液 产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2＋。 (2)Fe2＋和Fe3＋的混合液中检验Fe3＋，可用KSCN试剂，现象为溶液变红。 答题模板：将混合溶液分成两份分别于两支试管中，向其中一支试管中加入酸性高锰酸钾溶液，若酸性高锰酸钾紫红色褪去，则说明含有Fe2＋；向另一支试管中加入KSCN溶液，若溶液变红，则说明含有Fe3＋ 【对点练习】 1.向某晶体的水溶液中加入含的溶液后，无明显变化，当滴加几滴氯水后，混合液出现红色，那么由此得出的下列结论中，错误的是 A．该晶体中一定含有 B．的氧化性比的氧化性强 C．被氧化为 D．与不能形成红色的化合物 2.某研究性学习小组欲分析某矿石的主要成分，粉碎后将其溶于过量稀盐酸中充分反应，过滤后用所得滤液进行如下实验，下列说法正确的是 A．取少量滤液，向其中滴加过量BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明矿石中含有 B．取少量滤液，向其中滴加少量Na2CO3溶液，无白色沉淀，说明矿石中一定不含Ba2+ C．取少量滤液，向其中加入硝酸酸化的硝酸银溶液，产生白色沉淀，说明矿石中一定含有Cl- D．取少量滤液，向其中依次滴加少量氯水和KSCN溶液，溶液变红，说明原溶液一定有Fe2+ 四、“铁三角”的转化 铁元素有三种价态：0价、＋2价和＋3价，这三种价态的铁在一定条件下可相互转化，我们称之为“铁三角”。 “铁三角”是指Fe、Fe2+()、Fe3+()之间的转化关系，如图所示： 1、Fe只有还原性，可以被氧化成＋2价或＋3价的铁 (1)Fe能被Fe3+、Cu2+、S、I2、H+等较弱氧化剂氧化为Fe2+ 如：Fe＋2Fe3+===3Fe2+ Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu Fe＋SFeS Fe＋I2===FeI2 (碘水生烟) Fe＋2H+===Fe2+＋H2↑ (2)Fe能被Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4等强氧化剂氧化为Fe3+ 如：2Fe＋3Cl22FeCl3 2Fe＋3Br22FeBr3 Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O 2、Fe2+()既有氧化性又有还原性，主要表现还原性 (1)Fe(Ⅱ)→Fe(Ⅲ)需加入氧化剂，如：Cl2、Br2、O2、HNO3、浓H2SO4、O2、H2O2、KMnO4/H+等 ①2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ (在亚铁盐溶液中通入氯气，溶液由浅绿色变为棕黄色) ②4Fe2+＋O2＋4H＋===4Fe3+＋2H2O (亚铁盐溶液在空气中容易变质) ③3Fe2+＋NO3－＋4H＋===3Fe3+＋NO↑＋2H2O ④5Fe2+＋MnO4－＋8H+===5Fe3+＋Mn2+＋4H2O ⑤2Fe2+＋H2O2＋2H+===2Fe3+＋2H2O (2)Fe(Ⅱ)→Fe需加入还原剂，如：C、CO、H2、Zn等 Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋ 3、Fe3+()具有较强的氧化性 (1)Fe(Ⅲ)→Fe(Ⅱ)需加入还原剂，如：I－(HI)、S2－(H2S)、SO2、Fe、Cu等 ①2Fe3+＋2I－===2Fe2+＋I2 ②2Fe3+＋S2－===2Fe2+＋S↓ 2Fe3+＋H2S===2Fe2+＋2H+＋S↓ ③2Fe3+＋SO2＋2H2O===2Fe2+＋SO42－＋4H+ 2Fe3+＋SO32－＋H2O===2Fe2+＋SO42－＋2H+ ④2Fe3+＋Fe===3Fe2+，在FeSO4溶液中往往要加铁的原因是可以防止Fe2+被氧化为Fe3+ ⑤2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+，电路板的制作是利用FeCl3溶液与裸露的铜反应 (2)Fe(Ⅲ)→Fe需加入还原剂，如：C、CO、H2、Zn等 2Fe3＋＋3Zn===2Fe＋3Zn2＋ 4、“铁三角”的重要应用 (1)Fe3＋、Fe2＋的离子共存问题 ①Fe2＋与NO(H＋)、ClO－、MnO、H2O2、Cl2、Br2、Cr2O在溶液中均因发生氧化还原反应不能大量共存 ②Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO、HSO、H2SO3、H2S在溶液中因发生氧化还原反应不能大量共存 ③Fe3＋与SCN－发生络合反应不能大量共存 (2)除杂 溶液 杂质 除杂方法 FeCl2 FeCl3 加过量铁粉后过滤 FeCl3 FeCl2 通Cl2或加氯水或加H2O2 FeCl2 CuCl2 加过量铁粉后过滤 【对点练习】 1.部分含铁物质的类别与相应化合价关系如右图所示。下列推断不合理的是 A．a可与e反应生成b B．b既可被氧化，也可被还原 C．可将e加入稀氨水中制得d的胶体 D．a在氯气中燃烧，产物只有1种 2.甲~己六种含铁物质的种类与相应化合价关系如图所示。回答下列问题： （1）已知甲与稀硝酸反应的化学方程式为甲己(方程式未配平)。在该反应中每有甲参加反应，被还原的为 。 （2）戊与烧碱溶液反应生成丙，放置一段时间后丙转化为丁，丙转化为丁的化学方程式为 ，现象为 。 （3）中的化合价为 。已知在强碱溶液中稳定存在，越小稳定性越差；则制备时需要在 (填“酸性”“碱性”或“中性”)环境中进行；具有强氧化性能消毒杀菌，可作为高效净水剂，其能与水反应生成具有吸附性的胶体，写出发生反应的离子方程式并用单线桥标出电子转移的方向和数目： 。 3.铁是人类较早使用的金属之一，运用铁及其化合物的知识，完成下列问题。 （1）下列物质所含铁元素既有氧化性又有还原性的是___________(填字母)。 A． B． C． D． （2）向沸水中逐滴滴加溶液，至液体呈透明的红褐色，该分散系中粒子直径的范围是 。 （3）某学习小组为测定溶液腐蚀铜后所得溶液的组成，进行了如下实验： ①取少量待测溶液，滴入溶液呈红色，则该待测液中含有的金属阳离子有 (填离子符号)。在此基础上，又进行了定量组成的测定：取待测溶液，向其中加入足量的溶液，得白色沉淀， (填实验操作，下同)、 、干燥，称量沉淀的质量为。 ②若要验证该溶液中含有，正确的实验方法是 (填字母)。 A．向试管中加入适量试液，滴入溶液，若显红色，证明含有 B．向试管中加入适量试液，滴入酸性溶液，若褪色，证明含有 C．向试管中加入适量试液，先滴入溶液，若溶液不变色，再滴入双氧水，若溶液显红色，证明原溶液中含有 （4）工程师欲从制造印刷电路板的废液中回收铜，并获得溶液，设计如下方案： ①滤渣C中物质(主要成分)的化学式为 。 ②向滤液B和滤液E中通入F的目的是 ，该反应的离子方程式为 。 【课后作业】 1.下列化合物中，含铁量最高的是 A． B． C．FeO D．FeS 2.下列说法正确的是 A．赤铁矿的主要成分是B．为碱性氧化物，可与水反应生成 C．铁与水蒸气在高温下反应生成和 D．是混合物 3.下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　　) A．①② B．①③ C．②③ D．①②③ 4.铁及其化合物应用广泛，下列关于铁单质及铁的化合物的说法错误的是 A．自然界中的铁单质主要来自陨石 B．氧化亚铁(FeO)在空气中加热容易被氧气氧化为氧化铁(Fe2O3) C．氢氧化亚铁是一种还原性很强的白色难溶物质 D．配制硫酸亚铁溶液时常加入少量的铁粉以防止亚铁离子被氧化变质 5.铁片放入下列某溶液中，铁片溶解而且溶液质量增加，也无气体产生，此溶液是 A．稀H2SO4 B．AgNO3 C．Fe2(SO4)3 D．CuSO4 6.下表是有关反应的离子方程式及对离子方程式的评价，其中评价正确的是 选项 离子方程式 评价 A 将铁粉加入CuSO4溶液中：Fe+Cu2+=Fe2++Cu 正确 B 将氧化铁加入稀盐酸中：Fe2O3+6H++2Cl-=2Fe2++Cl2↑+3H2O 正确 C 铁粉与稀硫酸反应：2Fe+6H+=2Fe2++3H2↑ 正确 D 向氢氧化铁中加入足量稀盐酸：H++OH-=H2O 正确 7.如图所示装置，可用以制取和观察在空气中被氧化时颜色的变化。下列说法错误的是 A．实验前，应事先煮沸溶液除去溶解氧 B．装置Ⅰ可制取溶液并排尽装置内空气 C．关闭止水夹可观察到装置Ⅱ中溶液进入装置Ⅰ中 D．取下装置Ⅱ的橡皮塞可观察沉淀颜色变化 8.氢能被誉为“21世纪终极能源”，也是在“碳达峰”“碳中和”的大背景下，加速开发利用的一种清洁能源。利用铁及其氧化物循环制氢原理如图所示。下列有关说法正确的是 A．唐三彩陶器的黄、褐色主要是因为添加了着色剂 B．反应器Ⅱ中氧化产物与还原产物的物质的量之比为 C．反应器Ⅲ中生成时，转移电子 D．含和各的混合气体通过该方法制氢，理论上可获得 9.如图所示装置可用来制取Fe(OH)2和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化。实验药品：铁屑、稀H2SO4溶液和NaOH溶液。 填写下列空白： (1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是_______。 (2)实验开始时应先将弹簧夹E_______(填打开"或“关闭")，其目的是_______。 (3)反应结束后拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，可观察到的现象为_______，写出有关反应的化学方程式：_______。 10.某化学学习小组设计了下列方法探究氢氧化亚铁的制备等相关问题。 (1)用NaOH溶液和FeSO4溶液直接反应，方法如图。该方法能观察到白色的Fe(OH)2沉淀，但沉淀颜色快速发生变化。请分析沉淀颜色变化的原因：___(用化学方程式表示)。 (2)该小组为探究反应物浓度对Fe(OH)2制备效果的影响，以Fe(OH)2沉淀白色持续时间(t)为指标，t越大，实验效果越好。部分实验数据如表(w代表质量分数)： 实验 序号 w(FeSO4)/% w(NaOH)/% t/s i 2.5 15 149 ii 5 15 138 iii 10 15 93 iv 5 25 142 v 5 35 180 ①实验i、ii、iii的目的是___。 ②该小组同学通过实验推断：其他条件不变时，所用NaOH溶液的浓度越大，实验效果越好。推断的证据是___。 ③由绿矾晶体(FeSO4•7H2O)固体配制250mL0.10mol•L-1FeSO4溶液，需要用到的仪器有药匙、玻璃棒、烧杯、托盘天平、250mL容量瓶、___。以下操作会导致所配溶液浓度偏低的是___。 A．容量瓶中原有少量蒸馏水 B．洗涤烧杯和玻璃棒的溶液未转入容量瓶中 C．定容时俯视刻度线 D．定容摇匀后发现溶液体积低于刻度线，再补加少量蒸馏水至刻度线 (3)若向FeSO4溶液中加入足量Na2O2，观察到的现象是___。 11.高铁酸钾()为新型净水剂，可溶于水。工业上制备的常用方法之一是次氯酸盐氧化法，制备流程如图所示： 已知：反应②为： （1）反应②中能析出高铁酸钾晶体的原因为： 。 （2）反应①的产物为和，请写出该反应的离子方程式 。 （3）质量分数为，密度为溶液的物质的量浓度为 。 （4）操作Ⅰ的分离方法为 。 （5）得到的晶体需洗涤，设计实验证明最后一次洗涤液中已无： 。 12某同学为探究浅黄色液体X(仅含三种常见元素)的组成和性质，设计并完成如下实验： 请回答如下问题： （1）红色固体A的化学式 ；X的摩尔质量 g/mol。 （2）X在过量氧气中燃烧的化学方程式是 。 （3）黄色溶液C滴在淀粉—KI试纸上，试纸显蓝色，写出该变化中发生的离子方程式 。 （4）用H2还原红色固体A，反应完全后生成黑色粉末(纯净物)，黑色粉末的成分可能是 (写出所有可能)。 13高铁酸钾()是一种新型净水剂，制备流程如下： 资料：I．可溶于水，微溶于浓溶液，难溶于乙醇，易溶于乙醇。 II．在碱性溶液中稳定，中性和酸性溶液中不稳定。 （1）具有强氧化性，其中铁元素的化合价为 价。 （2）与溶液反应生成的离子方程式是 。 （3）补全“氧化”中反应的离子方程式，需配平(请在答题卡上写完整的方程式) 。 ______________＋_______ （4）下列说法正确的是 。 a．“氧化”中溶液过量的目的是使稳定存在 b．“转化”中生成固体 c．设计物质循环的目的是提高原料的利用率 d．溶解步骤的作用是加快溶解 （5）粗转化为纯的操作包含洗涤，目的是去除固体表面的，并防止分解，可以用 洗涤。 （6）已知：与稀硫酸反应生成和。 ①与稀硫酸反应的离子方程式是 。 ②实验室可以通过测定生成的体积，可计算的纯度。若将稀硫酸换成稀盐酸，生成的气体中含有，将导致的纯度的计算值偏 。 14.实验室利用和亚硫酰氯()制备无水的装置如图所示(加热及夹持装置略)。已知沸点为76℃，遇水极易反应生成两种酸性气体。回答下列问题： （1）装置a、d内的试剂是 ，装置d的作用是 。 （2）一段时间后，先加热装置 (填“b”或“c”)。装置c内发生反应的化学方程式为 。 （3）现有含少量杂质的，为测定n值进行如下实验： 实验I：称取样品，用足量稀硫酸溶解后，完全反应时消耗VmL、溶液(反应过程中转化为，不反应)。 实验Ⅱ：另取样品，利用上述装置与足量反应后，固体质量为。则n= ；下列情况会导致n测量值偏小的是 (填标号)。 A．样品中含少量FeO杂质 B．样品与反应时失水不充分 C．实验I中，称重后样品发生了潮解 （4）用上述装置、根据反应制备。已知与互溶，二者熔沸点相差较大，且极易与水反应。选择合适仪器并组装蒸馏装置对、混合物进行蒸馏提纯(加热及夹持装置略)，安装顺序为①⑨⑧ (填序号)。 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