第15讲 铁的氢氧化物和铁盐、亚铁盐-2026年新高一化学精讲精练（人教版2019必修一）

本高中化学讲义聚焦铁的氢氧化物制备与性质、Fe²⁺/Fe³⁺检验及转化、“铁三角”关系等核心知识点，从实验制备切入，通过性质对比、氧化还原原理分析，构建完整知识脉络，为学生提供递进式学习支架。 资料以Fe(OH)₂制备改进实验（如有机溶剂覆盖法）突出科学探究与实践，通过“铁三角”模型建构培养科学思维，结合净水、腐蚀覆铜板等应用体现化学观念。课中辅助实验教学，课后练习题助力学生巩固，有效查漏补缺。

第15讲 铁的氢氧化物和铁盐、亚铁盐 学习目标 重难点 1．掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质。 2．掌握Fe2＋、Fe3＋间的相互转化以及Fe3＋、Fe2＋的检验方法。 3．依据氧化还原反应原理理解Fe、Fe2＋、Fe3＋的转化关系及应用。 重点：1．铁的氢氧化物制备 2．铁盐与亚铁盐的转化、Fe3+ 的检验。 难点：1．制备氢氧化亚铁的实验设计。 2．Fe、Fe2+、 Fe3+ 转化关系模型的建构。 一、铁的氢氧化物 铁有两种氢氧化物，它们可以分别由相对应的可溶性盐与碱溶液反应制得。 （1）铁的氢氧化物的制备 Fe(OH)3 Fe(OH)2 实验操作 实验现象 首先生成白色絮状沉淀，然后沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 化学方程式 FeCl3+3NaOH===Fe(OH)3↓+3NaCl FeSO4+2NaOH===Fe(OH)2↓+Na2SO4 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 实验结论 Fe(OH)3与Fe(OH)2分别可用相对应的可溶性盐与碱溶液反应制得，且Fe(OH)2容易被氧化成Fe(OH)3 Fe(OH)2的制备实验的改进方案 1.制备原理：用亚铁盐溶液与强碱溶液反应：Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓。 2.注意事项：Fe(OH)2极易被空气中的氧气氧化，制备前应尽可能地使所用溶液中不含氧气，制备过程中应尽可能地避免引入氧气或使生成Fe(OH)2的环境与空气隔绝。 3.操作要点 （1）两种溶液均要现配现用，且所用蒸馏水应先煮沸，以排出溶解在水中的氧气。 （2）利用油膜将水溶液与空气隔离开，或利用还原性气体将水溶液与空气隔开。 （3）利用长胶头滴管将碱溶液直接送入盐溶液中（不是从容器口上方滴下）。 4.两种经典的制备装置 （1）有机溶剂覆盖法：利用油膜将水溶液与空气隔离开，以如图所示装置为例，实验中将吸有NaOH溶液的长胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层密度小于水且不溶于水的液体，如植物油或煤油(不能用密度大于水的CCl4),以防止空气中的氧气与Fe(OH)2接触。 （2）还原性气体保护法 利用还原性气体将水溶液与空气隔离开，以表中所示的两种装置为例： 实验装置 操作步骤 先滴加稀硫酸，待烧杯中产生均匀气泡，一段时间后，再滴加NaOH溶液 先打开止水夹a,在试管B的右侧导管处收集氢气并验纯；当氢气纯净后，关闭止水夹a,产生的氢气使具支试管A中压强增大，将生成的硫酸亚铁溶液从长导管压入试管B中 ①使用胶头滴管时应在试管口垂直悬滴，让液体直接滴入试管，注意不能插入试管内。但是制备Fe(OH)2时为防止其被氧化，需要把长胶头滴管插入到FeSO4溶液中再挤压胶头使NaOH溶液滴入FeSO4溶液中，这是胶头滴管使用的特例。 ②白色絮状沉淀变成灰绿色的过程很快，大概只有几秒，但由灰绿色变成红褐色的过程较慢，有时甚至需要一天的时间。 ③因为Fe(OH)2很容易被空气中的氧气氧化，在制备Fe(OH)2时，应注意来取适当的措施止其接触氧气。如FeSO4溶液要现用现配，且配制 FeSO4溶液的蒸馏水要煮沸除氧气。为了防止 NaOH溶液加入时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长滴管插入FeSO4溶液的液面下，再挤出 NaOH溶液;还可以在FeSO4液表面加一层植物油等液封或向亚铁盐溶液充入保护气（如H2）等。 （2）铁的氢氧化物的性质比较 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 稳定性 不稳定，在空气中易被氧化为Fe(OH)3 不稳定，受热易分解 Fe(OH)3Fe2O3 +3H2O 与盐酸反应 Fe(OH)2+2H+===Fe2++H2O Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O 制备原理 Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓ Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓ 转化 反应 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 现象 白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 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。 ③Fe(OH)2与氧化性酸混合后发生两种反应：中和反应、氧化还原反应（Fe2+转化为Fe3+）。 ④Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的过程中，物质颜色会发生一系列的变化，其中“灰绿色”是典型的中间颜色（回答相关现象时，此颜色必须答出来）。 FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红色 FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，再滴加氯水，溶液变红色 二、Fe2＋、Fe3＋的检验 1．观察法：溶液呈棕黄色Fe3＋；溶液呈浅绿色Fe2＋。 2．化学法 （1）Fe2＋检验 （2）Fe3＋检验 ①在检验时Fe2＋，KSCN溶液和氯水的加入顺序不能颠倒！ ②检验混合Fe2＋和Fe3＋混合溶液中Fe2＋时，通过滴加酸性酸性高锰酸钾溶液，根据紫红色是否褪去，判断混合溶液中是否含有Fe2＋。 ③只有Fe3＋能与SCN－结合形成血红色物质(是溶液而不是沉淀)，Fe2＋遇到SCN－不会产生血红色物质。 Fe3＋、Fe2＋的相互转化 实验操作 实验现象 加少量铁粉振荡后，溶液变成浅绿色，再加KSCN溶液，溶液颜色无变化 向上层清液中滴加新制氯水，溶液变成红色 离子方程式 2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋ 2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－ Fe3＋＋3SCN－＝Fe(SCN)3 实验结论 Fe3＋遇到较强的还原剂时，会被还原成Fe2＋ Fe2＋在较强氧化剂的作用下会被氧化成Fe3＋ 铁盐的用途 （1）净水作用 向混有少量泥沙的浑浊水中加入少量Fe2(SO4)3，Fe3+会与水反应生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有吸附性，可以吸附水中的不溶性杂质并沉降，从而起到净水作用。 （2）腐蚀覆铜板 工业中常用FeCl3溶液作为“腐蚀液”,将覆铜板上不需要的铜腐蚀，即把预先设计好的电路在覆铜板上用蜡或不透水的物料覆盖，以保护不被腐蚀；然后把覆铜板放到FeCl3溶液中。 ①原理：2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2(或2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+)。 ②实验操作：取一小块覆铜板，用油性笔在覆铜板上画上设计好的图案，然后浸入盛有FeCl3溶液的小烧杯中。一段时间后，取出覆铜板并用水清洗干净。 ③实验现象：油性笔覆盖的部分不被腐蚀，洗净后板上留下设计的图案。 三、Fe2＋、Fe3＋的性质 Fe3＋的氧化性 Fe2＋的还原性 ①Fe3＋具有较强的氧化性，有时也表现还原性，如。 ②Fe2＋既有氧化性，又有还原性，但以还原性为主。 ③反应2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋应用于刻蚀铜电路板。 ④反应2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O常用于将溶液中的Fe2＋转化为Fe3＋。 ⑤反应5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋＝5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O常用于检验Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋。 三、Fe、Fe2＋、Fe3＋的转化（铁三角） 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”。 Fe只有还原性，可以被氧化成＋2价或＋3价铁 ①Fe能被Fe3＋、Cu2＋、H＋、S等较弱氧化剂氧化为Fe2＋ ②Fe能被Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4等强氧化剂氧化为Fe3＋ Fe2＋既有氧化性又有还原性，主要表现还原性 ①还原性：Fe2＋能被Cl2、O2、HNO3、H2O2、KMnO4(H＋)等氧化为Fe3＋ ②氧化性：Fe2＋能被Zn、Al、CO、H2等还原为Fe，如：Fe2＋＋Zn＝Fe＋Zn2＋ Fe3＋具有较强的氧化性 ①能被Fe、Cu、S2－(H2S)、I－(HI)、SO2还原成Fe2＋ ②能被C、CO、H2、Zn等还原成Fe，如：2Fe3＋＋3Zn＝2Fe＋3Zn2＋ （1）Fe与稀HNO3：Fe少量，Fe＋4HNO3(稀)＝Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O；如Fe过量，则生成Fe(NO3)2。 （2）“铁三角”转化关系的两个应用 判断离子共存 Fe2＋NO(H＋)、ClO－(次氯酸根)、MnO(H＋) Fe3＋S2－、I－、SO 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 1.下列关于Fe(OH)2的叙述正确的是（ ） A．常温下为灰绿色固体 B．不可以与NaOH溶液反应 C．不可以与稀盐酸反应 D．能在空气中稳定存在 2.铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，白色沉淀迅速变为灰绿色，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是（ ） A．Fe(OH)3　Fe2O3 B．Fe(OH)2　Fe2O3 C．Fe(OH)2　Fe(OH)3 D．Fe(OH)2　Fe3O4 3.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 4.下列除杂的操作不正确的是（ ） A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量镁充分反应后过滤 B．FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤 C．CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤 D．CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反应后过滤 5.铁元素存在多种价态，按化合价上升有：Fe→Fe2＋→Fe3＋→，下列说法正确的是（ ） A．Fe2＋和Fe3＋在水溶液中不能同时大量共存 B．实验室用Fe与稀盐酸反应制取H2的同时生成了FeCl3 C．在水溶液中，Fe与FeCl3反应生成FeCl2属于化合反应 D．在一定条件下能被氧化为Fe3＋ 6.从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的流程如图。下列说法正确的是（ ） A．试剂a是铁粉，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可以是氯气，相应反应的离子方程式为 D．用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否含有Fe2+ 7.（多选）下列关于和的叙述不正确的是（ ） A．可用KSCN溶液检验是否变质 B．酸性溶液可作为鉴别和溶液的试剂 C．将铜粉分别加入和的溶液中均可发生反应 D．向两支盛有NaOH溶液的试管中分别加入和溶液，久置均可获得 8.铁及其化合物在生产生活中有着重要的用途。下列反应的离子方程式书写正确的是（ ） A．氧化铁与盐酸反应： B．溶液与反应： C．铁与稀盐酸反应： D．氯化铁溶液与氨水反应： 9.1.4g铁全部溶于盐酸中，加入足量NaOH溶液，得红褐色沉淀，过滤后给红褐色沉淀加热(在空气中)，最后得到红色物质的质量是（ ） A．2g B．1.6g C．1g D．1.8g 10.下列有关Fe3+、Fe2+的性质及应用的说法正确的是（ ） ①易溶于水，所以可用作净水剂 ②向溶液中加入过量铁粉，可制得溶液 ③室温下，向溶液中滴加少量溶液，再滴加几滴淀粉溶液，溶液变蓝色，则说明Fe3+的氧化性比I2的强 ④Fe2+与H2O2在酸性溶液中的反应： ⑤片和维生素C同时服用，能增强治疗缺铁性贫血的效果 A．②③ B．②③④⑤ C．①③④ D．①②③④⑤ 11.铁及其化合物的“价—类”二维图如下。 回答下列问题： (1)预测既有氧化性又有还原性，其依据是 。 (2)检验溶液中的Fe3+，常用的试剂是 。 (3)氧化铁和铝粉可用于野外焊接钢轨，发生置换反应，用化学方程式表示反应原理 。 (4)白色的在空气中极不稳定，最终变为红褐色物质，请解释其原因(用化学方程式回答) 。 (5)向溶液中滴加氯水，反应的离子方程式是 。 12.某小组同学为了获取在制备Fe(OH)2的过程中，沉淀颜色的改变与氧气有关的实验证据，用图1所示装置进行了如下实验(夹持装置已略去，气密性已检验)。 【进行实验】实验步骤： I．向三颈瓶中加入饱和FeSO4溶液，按图1所示连接装置； II．打开磁力搅拌器，立即加入10%NaOH溶液； III．采集三颈瓶内空气中O2含量和溶液中O2含量(DO)的数据。 实验现象：生成白色絮状沉淀，白色沉淀迅速变为灰绿色，一段时间后部分变为红褐色。 实验数据： 【解释与结论】 ①搅拌的目的是 。 ②白色沉淀变为红褐色沉淀的化学方程式为 。 ③通过上述实验，可得到“在制备Fe(OH)2过程中，沉淀颜色改变与氧气有关”的结论，其实验证据是 。 13.请完成下列问题。 (1)下列物质所含铁元素既有氧化性又有还原性的物质是 (填字母)。 A．Fe B．FeSO4 C．FeCl3 D．Fe2O3 (2)工业盐的主要成分是NaNO2，曾多次发生过因误食NaNO2而中毒的事件，其原因是NaNO2把人体内的Fe2+转化为Fe3+而失去与O2结合的能力，这说明NaNO2具有 性。下列不能实现上述转化的物质是 (填字母)。 A．Cl2 B．O2 C．FeCl3 D．KMnO4(H+) (3)工业盐中毒后，可服用维生素C来缓解中毒状况，这说明维生素C具有 性。 (4)配平离子方程式： Fe2++ MnO4-+H+=Fe3++Mn2++H2O， 。 14.某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。 请回答： (1) 仪器1的名称 。装置5的作用 。 (2) 实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进，使溶液能进入4中 。 (3) 装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因 。 15.某学习小组为认识铁及其化合物的性质、分散系的性质做了如下一组综合实验，根据实验流程回答相关问题： (1)请写出Fe2O3与①反应的离子方程式： 。 (2)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液最终生成Fe(OH)3浊液，该过程的现象为 ，此过程中发生的氧化还原反应为(用化学方程式表式) 。 (3)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，并继续煮沸至红褐色，制得的分散系③为 ，把它与FeCl3溶液、Fe(OH)3浊液的区别开来的实验方法是 。 1.下列离子的检验方法合理的是(　　) A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明原溶液中不含Fe2＋ B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋ C．向某溶液中加入KSCN溶液呈红色，说明原溶液中含有Fe3＋ D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到沉淀颜色逐渐变为红褐色，说明原溶液中含有Fe2＋，不含有Mg2＋ 2.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加入浓碱液中制得d的胶体 D．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系 3.某学习小组通过化学实验的方法检验黑木耳中的铁元素，部分实验流程如下（灼烧能将铁元素转化为铁的氧化物）： 下列说法错误的是（ ） A．灼烧时使用的实验装置为上图 B．酸浸时可用硫酸 C．酸浸的目的是将黑木耳灰中的铁元素转化为可溶性铁盐 D．取少量滤液于试管中，再滴加几滴KSCN溶液，若显红色，说明黑木耳中含有 4.某酸性废水中可能含有、、、、、、、、中的若干种。取废水样品分别进行如图所示①～④四个实验。下列说法正确的是（ ） A．废水中可能含有、、 B．废水中一定含有、、 C．废水中含有、，不含、 D．废水中不含、，可能含有、 5.根据含铁物质的转化关系图，判断下列说法正确的是（ ） A．在上述标号的反应中有3个非氧化还原反应 B．反应①可表示铁与水蒸气在高温下的反应 C．、在空气中灼烧至恒重，其产物分别是和FeO D．高铁酸钾作为水处理剂的原理为：(胶体) 6.高铁酸钾作净水剂，既能杀菌消毒，也能吸附水中的悬浮物。制备原理为 ，下列说法错误的是（ ） A．是氧化剂，是氧化产物 B．能杀菌消毒是由于具有强氧化性 C．氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:3 D．当3 mol 被氧化时，转移的电子数为6 mol 7.向和的混合溶液中逐渐加入铁粉，充分反应后溶液中固体剩余物的质量与加入铁粉的质量关系如图所示。忽略溶液体积的变化，下列说法错误的是（ ） A．若a点时溶液中、浓度相等，则a点加入铁的质量为0.28g B．b点时溶液中发生的反应为，且由图得知氧化性： C．c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浓度之比为 8.实验室用如图装置来制取，关于该实验的说法中正确的是（ ） A．组装好仪器后，实验操作的第一步是向装置中加入对应的试剂 B．引发B中产生的操作是关闭K，继续滴加稀硫酸 C．从反应开始至关闭K时，C中集气瓶收集到的气体是纯净的氢气 D．打开B中瓶塞，可看到B中白色沉淀迅速变为红褐色沉淀 9.常温下，向H2O2溶液中滴加少量Fe2(SO4)3溶液，反应原理如下所示。关于该反应过程的说法正确的是( ) Ⅰ：M′+H2O2→O2+H++M Ⅱ：M+H++H2O2→H2O+M(以上两个反应均未配平) A．在该反应过程中，M是Fe3+，M′是Fe2+ B．当反应Ⅰ有1molO2生成时，转移2mol电子 C．在H2O2分解过程中，Fe3+是催化剂，且反应后溶液的pH降低 D．H2O2的氧化性比Fe3+强，还原性比Fe2+弱 10.下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是(　　) 选项 操作和现象 结论或目的 A 向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液2～3滴，溶液呈红色 红砖中含有氧化铁 B CO还原Fe2O3得到的黑色固体加入盐酸溶解后再加入KSCN溶液，溶液不显红色 黑色固体中没有Fe3O4 C 取少量Fe(NO3)2试样加水溶解，加稀H2SO4酸化，滴加KSCN溶液，溶液变为红色 该Fe(NO3)2试样已经变质 D 向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色 原溶液中含有Fe2＋ 11.电路板广泛用于计算机、手机等电子产品中。某兴趣小组拟制作带有“化学”标志的电路板并对废液进行回收利用。 Ⅰ、制作电路板 小组同学取一小块覆铜板，用油性笔在铜板上写出“化学”标志，然后浸入溶液中，一段时间后，取出覆铜板并用水洗净，获得带有图案的印刷电路板和废液(如下图所示)。 (1)在覆铜板上制作出“化学”图案过程中发生反应的离子方程式为 。 (2)取少量废液于试管中， (填操作和现象)，则废液中含有。 Ⅱ、回收废液 (3)一种从腐蚀废液回收金属铜并获得氯化铁晶体的工艺流程如下。请根据流程，回答下列问题。(提示：为充分除去杂质，所加试剂均为过量) ⅰ、腐蚀废液中加入药品①后，发生反应的离子方程式为 。 ⅱ、④所代表的物质是 (用化学式表示)。 ⅲ、操作方法a、b、c中是过滤的是 (填序号)。 ⅳ、若取溶液⑤加入试管中，然后滴加氢氧化钠溶液，产生白色沉淀， (补全实验现象)，此过程涉及氧化还原反应的化学方程 式是 。 ⅴ、试剂⑥是时，发生反应的化学方程式是 。 12.黑木耳是常见食品，可以补充人体所必需的微量元素铁。某兴趣小组设计实验，检验黑木耳中的铁元素，实验流程如图： (1)灼烧黑木耳必须用到下列仪器中的 (填字母)。 A． B． C． D． (2)灰烬中含有铁的氧化物以及钾、钙、硅等元素的化合物，酸浸的目的是 。 (3)取少许滤液于试管中，滴入几滴KSCN溶液，显红色，说明滤液中含有 ；另取滤液检验，滤液能使KMnO4溶液紫色褪去，说明滤液中存在具有 (填“氧化性”或“还原性”)的粒子。 (4)为进一步探究Fe3+和Fe2+的氧化性和还原性，该兴趣小组设计并进行如下实验，记录现象，完成实验报告。 实验操作 实验现象 离子方程式 实验结论 向FeCl2溶液中添加新制氯水 溶液由浅绿色变为棕黄色 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl－ 1 向FeCl3溶液加入足量的铁粉 铁粉逐渐溶解，溶液由棕黄色变为浅绿色 ② Fe3+具有氧化性 (5)实验结束，离开实验室之前，下列做法正确的是_________(填字母)。 A．废弃药品直接倒入水池冲走 B．药品仪器归放 C．清洁实验仪器，打扫实验室卫生 D．关闭水电、门窗 13.长期放置的溶液易被氧化而变质，某兴趣小组进行了如下实验： (1)设计实验检验溶液的变质程度。 实验方案 步骤1 步骤2 取待检测液于试管中，向其中滴加溶液 取待检测液于试管中，向其中滴加少量酸性高锰酸钾溶液 实验现象 实验结论 溶液部分变质 ①上述方案补充完整 、 。 ②若要使部分变质的复原，方法是 (用离子方程式表示)。 (2)部分变质的溶液经过一系类反应制得，则变质前溶液的浓度为 。 (3)可用作补铁剂，使用时建议与维生素C同服，同学甲猜测维生素C可将转化为，以利于人体吸收。为了验证这一猜想，设计了如下实验： 实验方案 实验现象 取适量溶液于试管中，加入维生素C片，振荡溶解后，滴加酸性高锰酸钾溶液 紫色褪去 由上述实验能否得出“维生素C可将转化为”的结论？请说明理由： 。 14.某工厂的工业废水中含有较大量的硫酸铁、硫酸亚铁和硫酸铜，在排放前进行废水处理可以获得颜料——铁红和单质铜。其提取的流程如图所示。 请回答下列问题： （1）写出铁红的化学式： 。 （2）加入试剂①时，写出发生反应的化学方程式： 、 。 （3）操作1的名称是 ；操作2所用玻璃仪器有 。 （4）在③和④合并后的溶液中加入稀硫酸和过氧化氢，发生反应的离子方程式为 。 （5）检验⑤中金属阳离子的试剂是 ，观察到的现象是 。 15.硫酸铁铵[aFe2(SO4)3·b(NH4)SO4·cH2O]是一种重要的铁盐。为充分利用资源，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下： 回答下列问题： （1）步骤①的操作是加入10%Na2CO3溶液，小火加热10 min，目的是除表面油污，这是利用了碳酸钠溶液具有 性 （2）步骤②加热的温度保持80～95℃，采用的合适加热方式是 。 （3）步骤③中选用H2O2而不选用氯水的目的是 。 （4）实际生产中硫酸过量以控制滤液显酸性，写出步骤③的离子反应方程式： 。 （5）简述检验硫酸铁铵中是否有亚铁盐的操作、现象及结论： 。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 第15讲 铁的氢氧化物和铁盐、亚铁盐 学习目标 重难点 1．掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质。 2．掌握Fe2＋、Fe3＋间的相互转化以及Fe3＋、Fe2＋的检验方法。 3．依据氧化还原反应原理理解Fe、Fe2＋、Fe3＋的转化关系及应用。 重点：1．铁的氢氧化物制备 2．铁盐与亚铁盐的转化、Fe3+ 的检验。 难点：1．制备氢氧化亚铁的实验设计。 2．Fe、Fe2+、 Fe3+ 转化关系模型的建构。 一、铁的氢氧化物 铁有两种氢氧化物，它们可以分别由相对应的可溶性盐与碱溶液反应制得。 （1）铁的氢氧化物的制备 Fe(OH)3 Fe(OH)2 实验操作 实验现象 首先生成白色絮状沉淀，然后沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 化学方程式 FeCl3+3NaOH===Fe(OH)3↓+3NaCl FeSO4+2NaOH===Fe(OH)2↓+Na2SO4 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 实验结论 Fe(OH)3与Fe(OH)2分别可用相对应的可溶性盐与碱溶液反应制得，且Fe(OH)2容易被氧化成Fe(OH)3 Fe(OH)2的制备实验的改进方案 1.制备原理：用亚铁盐溶液与强碱溶液反应：Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓。 2.注意事项：Fe(OH)2极易被空气中的氧气氧化，制备前应尽可能地使所用溶液中不含氧气，制备过程中应尽可能地避免引入氧气或使生成Fe(OH)2的环境与空气隔绝。 3.操作要点 （1）两种溶液均要现配现用，且所用蒸馏水应先煮沸，以排出溶解在水中的氧气。 （2）利用油膜将水溶液与空气隔离开，或利用还原性气体将水溶液与空气隔开。 （3）利用长胶头滴管将碱溶液直接送入盐溶液中（不是从容器口上方滴下）。 4.两种经典的制备装置 （1）有机溶剂覆盖法：利用油膜将水溶液与空气隔离开，以如图所示装置为例，实验中将吸有NaOH溶液的长胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层密度小于水且不溶于水的液体，如植物油或煤油(不能用密度大于水的CCl4),以防止空气中的氧气与Fe(OH)2接触。 （2）还原性气体保护法 利用还原性气体将水溶液与空气隔离开，以表中所示的两种装置为例： 实验装置 操作步骤 先滴加稀硫酸，待烧杯中产生均匀气泡，一段时间后，再滴加NaOH溶液 先打开止水夹a,在试管B的右侧导管处收集氢气并验纯；当氢气纯净后，关闭止水夹a,产生的氢气使具支试管A中压强增大，将生成的硫酸亚铁溶液从长导管压入试管B中 ①使用胶头滴管时应在试管口垂直悬滴，让液体直接滴入试管，注意不能插入试管内。但是制备Fe(OH)2时为防止其被氧化，需要把长胶头滴管插入到FeSO4溶液中再挤压胶头使NaOH溶液滴入FeSO4溶液中，这是胶头滴管使用的特例。 ②白色絮状沉淀变成灰绿色的过程很快，大概只有几秒，但由灰绿色变成红褐色的过程较慢，有时甚至需要一天的时间。 ③因为Fe(OH)2很容易被空气中的氧气氧化，在制备Fe(OH)2时，应注意来取适当的措施止其接触氧气。如FeSO4溶液要现用现配，且配制 FeSO4溶液的蒸馏水要煮沸除氧气。为了防止 NaOH溶液加入时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长滴管插入FeSO4溶液的液面下，再挤出 NaOH溶液;还可以在FeSO4液表面加一层植物油等液封或向亚铁盐溶液充入保护气（如H2）等。 （2）铁的氢氧化物的性质比较 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 稳定性 不稳定，在空气中易被氧化为Fe(OH)3 不稳定，受热易分解 Fe(OH)3Fe2O3 +3H2O 与盐酸反应 Fe(OH)2+2H+===Fe2++H2O Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O 制备原理 Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓ Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓ 转化 反应 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 现象 白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 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。 ③Fe(OH)2与氧化性酸混合后发生两种反应：中和反应、氧化还原反应（Fe2+转化为Fe3+）。 ④Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的过程中，物质颜色会发生一系列的变化，其中“灰绿色”是典型的中间颜色（回答相关现象时，此颜色必须答出来）。 FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红色 FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，再滴加氯水，溶液变红色 二、Fe2＋、Fe3＋的检验 1．观察法：溶液呈棕黄色Fe3＋；溶液呈浅绿色Fe2＋。 2．化学法 （1）Fe2＋检验 （2）Fe3＋检验 ①在检验时Fe2＋，KSCN溶液和氯水的加入顺序不能颠倒！ ②检验混合Fe2＋和Fe3＋混合溶液中Fe2＋时，通过滴加酸性酸性高锰酸钾溶液，根据紫红色是否褪去，判断混合溶液中是否含有Fe2＋。 ③只有Fe3＋能与SCN－结合形成血红色物质(是溶液而不是沉淀)，Fe2＋遇到SCN－不会产生血红色物质。 Fe3＋、Fe2＋的相互转化 实验操作 实验现象 加少量铁粉振荡后，溶液变成浅绿色，再加KSCN溶液，溶液颜色无变化 向上层清液中滴加新制氯水，溶液变成红色 离子方程式 2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋ 2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－ Fe3＋＋3SCN－＝Fe(SCN)3 实验结论 Fe3＋遇到较强的还原剂时，会被还原成Fe2＋ Fe2＋在较强氧化剂的作用下会被氧化成Fe3＋ 铁盐的用途 （1）净水作用 向混有少量泥沙的浑浊水中加入少量Fe2(SO4)3，Fe3+会与水反应生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有吸附性，可以吸附水中的不溶性杂质并沉降，从而起到净水作用。 （2）腐蚀覆铜板 工业中常用FeCl3溶液作为“腐蚀液”,将覆铜板上不需要的铜腐蚀，即把预先设计好的电路在覆铜板上用蜡或不透水的物料覆盖，以保护不被腐蚀；然后把覆铜板放到FeCl3溶液中。 ①原理：2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2(或2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+)。 ②实验操作：取一小块覆铜板，用油性笔在覆铜板上画上设计好的图案，然后浸入盛有FeCl3溶液的小烧杯中。一段时间后，取出覆铜板并用水清洗干净。 ③实验现象：油性笔覆盖的部分不被腐蚀，洗净后板上留下设计的图案。 三、Fe2＋、Fe3＋的性质 Fe3＋的氧化性 Fe2＋的还原性 ①Fe3＋具有较强的氧化性，有时也表现还原性，如。 ②Fe2＋既有氧化性，又有还原性，但以还原性为主。 ③反应2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋应用于刻蚀铜电路板。 ④反应2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O常用于将溶液中的Fe2＋转化为Fe3＋。 ⑤反应5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋＝5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O常用于检验Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋。 三、Fe、Fe2＋、Fe3＋的转化（铁三角） 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”。 Fe只有还原性，可以被氧化成＋2价或＋3价铁 ①Fe能被Fe3＋、Cu2＋、H＋、S等较弱氧化剂氧化为Fe2＋ ②Fe能被Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4等强氧化剂氧化为Fe3＋ Fe2＋既有氧化性又有还原性，主要表现还原性 ①还原性：Fe2＋能被Cl2、O2、HNO3、H2O2、KMnO4(H＋)等氧化为Fe3＋ ②氧化性：Fe2＋能被Zn、Al、CO、H2等还原为Fe，如：Fe2＋＋Zn＝Fe＋Zn2＋ Fe3＋具有较强的氧化性 ①能被Fe、Cu、S2－(H2S)、I－(HI)、SO2还原成Fe2＋ ②能被C、CO、H2、Zn等还原成Fe，如：2Fe3＋＋3Zn＝2Fe＋3Zn2＋ （1）Fe与稀HNO3：Fe少量，Fe＋4HNO3(稀)＝Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O；如Fe过量，则生成Fe(NO3)2。 （2）“铁三角”转化关系的两个应用 判断离子共存 Fe2＋NO(H＋)、ClO－(次氯酸根)、MnO(H＋) Fe3＋S2－、I－、SO 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 1.下列关于Fe(OH)2的叙述正确的是（ ） A．常温下为灰绿色固体 B．不可以与NaOH溶液反应 C．不可以与稀盐酸反应 D．能在空气中稳定存在 【答案】B 【解析】A．常温下氢氧化亚铁为白色固体，A错误； B．氢氧化亚铁与NaOH溶液不反应，B正确； C．氢氧化亚铁是碱，可以与稀盐酸反应，C错误； D．氢氧化亚铁易被氧化，不能在空气中稳定存在，D错误；答案选B。 2.铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，白色沉淀迅速变为灰绿色，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是（ ） A．Fe(OH)3　Fe2O3 B．Fe(OH)2　Fe2O3 C．Fe(OH)2　Fe(OH)3 D．Fe(OH)2　Fe3O4 【答案】B 【解析】铁屑溶于过量的稀硫酸，反应生成硫酸亚铁，硫酸亚铁与足量氨水反应生成氢氧化亚铁白色沉淀，在空气中氢氧化亚铁容易被空气中的氧气氧化成氢氧化铁，氢氧化铁为红褐色沉淀，受热分解生成红棕色三氧化二铁，故选B。 3.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 【解析】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。 4.下列除杂的操作不正确的是（ ） A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量镁充分反应后过滤 B．FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤 C．CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤 D．CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反应后过滤 【答案】C 【解析】A.镁与FeCl3反应生成FeCl2，过量镁可与氯化亚铁发生置换反应置换出Fe，可除去杂质，所以A选项是正确的； B.铁与FeCl3反应生成FeCl2，可除去杂质，所以B选项是正确的； C.加入NaOH溶液，Cu2＋、Fe3＋均转化成氢氧化物沉淀，不符合除杂要求，故C错误； D. 先用H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再利用FeCl3的水解，加入的CuO与H＋反应将Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，所以D选项是正确的。故答案选C。 5.铁元素存在多种价态，按化合价上升有：Fe→Fe2＋→Fe3＋→，下列说法正确的是（ ） A．Fe2＋和Fe3＋在水溶液中不能同时大量共存 B．实验室用Fe与稀盐酸反应制取H2的同时生成了FeCl3 C．在水溶液中，Fe与FeCl3反应生成FeCl2属于化合反应 D．在一定条件下能被氧化为Fe3＋ 【答案】C 【解析】A．Fe2＋和Fe3＋在水溶液中因没有中间价态不能发生反应，所以可同时大量共存，故A错误； B．实验室用Fe与稀盐酸反应制取H2的同时生成了FeCl2，而不是生成FeCl3，故B错误； C．在水溶液中，Fe＋2FeCl3＝3FeCl2属于化合反应，故C正确； D．在一定条件下能被还原为Fe3＋，故D错误；故选C。 6.从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的流程如图。下列说法正确的是（ ） A．试剂a是铁粉，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可以是氯气，相应反应的离子方程式为 D．用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否含有Fe2+ 【答案】C 【分析】试剂a是铁，加入过量的铁，可把铜全部置换出来，并把FeCl3还原为FeCl2，则通过过滤得到的滤液X为FeCl2溶液，滤渣Y为铜和过量的铁的混合物；由于最终得到的产品是FeCl3，故试剂b是稀盐酸，铜不与盐酸反应，铁与盐酸反应生成FeCl2，故通过过滤可得到铜单质，滤液Z为FeCl2溶液和过量的盐酸，在两次过滤得到的FeCl2溶液中通入氯气，发生反应，把FeCl2转化为FeCl3，然后通过蒸发结晶便可得到氯化铁晶体。 【解析】A．根据上述分析，试剂a是铁粉，试剂b是稀盐酸，A错误； B．根据上述分析，操作、是过滤，操作是蒸发结晶，所用仪器不同，B错误； C．在两次过滤得到的 溶液中通入氯气，发生反应，把FeCl2转化为FeCl3，C正确； D．亚铁离子、氯离子都可以被高锰酸钾溶液氧化，用酸性溶液不能检验溶液中是否还有，D错误；故选C。 7.（多选）下列关于和的叙述不正确的是（ ） A．可用KSCN溶液检验是否变质 B．酸性溶液可作为鉴别和溶液的试剂 C．将铜粉分别加入和的溶液中均可发生反应 D．向两支盛有NaOH溶液的试管中分别加入和溶液，久置均可获得 【答案】BC 【解析】A．亚铁离子被氧化为铁离子而变质，铁离子和KSCN溶液变红色，故A正确； B．酸性高锰酸钾具有强氧化性，能将亚铁离子氧化成铁离子，使溶液褪色，Cl-也能与高锰酸钾反应使得溶液褪色，所以不能鉴别，故B错误； C．铜和氯化亚铁不反应，和氯化铁生成氯化铜和氯化亚铁，故C错误； D．二价铁不稳定，可被氧化为三价铁，氢氧化亚铁在空气中被氧化为氢氧化铁，则盛有NaOH溶液的试管中分别加入和溶液，久置均可获得，故D正确；故选BC。 8.铁及其化合物在生产生活中有着重要的用途。下列反应的离子方程式书写正确的是（ ） A．氧化铁与盐酸反应： B．溶液与反应： C．铁与稀盐酸反应： D．氯化铁溶液与氨水反应： 【答案】A 【解析】A．氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水，A正确； B．溶液与反应生成铜离子和亚铁离子：，B错误；   C．铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，，C错误； D．一水合氨为弱碱，不能拆，，D错误；故选A。 9.1.4g铁全部溶于盐酸中，加入足量NaOH溶液，得红褐色沉淀，过滤后给红褐色沉淀加热(在空气中)，最后得到红色物质的质量是（ ） A．2g B．1.6g C．1g D．1.8g 【答案】A 【解析】1.4g铁，全部溶于盐酸中，Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，加入足量NaOH溶液，FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl，氢氧化亚铁在空气中易被氧化为氢氧化铁；4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，，最后得到红色物质是Fe2O3，根据铁元素守恒m(Fe2O3)=0.025mol××160g/mol=2g；故选A。 10.下列有关Fe3+、Fe2+的性质及应用的说法正确的是（ ） ①易溶于水，所以可用作净水剂 ②向溶液中加入过量铁粉，可制得溶液 ③室温下，向溶液中滴加少量溶液，再滴加几滴淀粉溶液，溶液变蓝色，则说明Fe3+的氧化性比I2的强 ④Fe2+与H2O2在酸性溶液中的反应： ⑤片和维生素C同时服用，能增强治疗缺铁性贫血的效果 A．②③ B．②③④⑤ C．①③④ D．①②③④⑤ 【答案】B 【解析】Fe3+水解生成胶体，可用于净水，与易溶于水无对应关系，①错误；发生反应：，②正确；Fe3+将I-氧化成I2，依据同一反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，可知Fe3+的氧化性强于I2，③正确；H2O2具有强氧化性，能将Fe2+氧化为Fe3+，④正确；维生素C具有还原性，能防止片中的Fe2+被氧化，⑤正确。故选B。 11.铁及其化合物的“价—类”二维图如下。 回答下列问题： (1)预测既有氧化性又有还原性，其依据是 。 (2)检验溶液中的Fe3+，常用的试剂是 。 (3)氧化铁和铝粉可用于野外焊接钢轨，发生置换反应，用化学方程式表示反应原理 。 (4)白色的在空气中极不稳定，最终变为红褐色物质，请解释其原因(用化学方程式回答) 。 (5)向溶液中滴加氯水，反应的离子方程式是 。 【答案】(1)铁元素为+2价，处于中间价态(2)KSCN溶液 (3)(4) (5) 【解析】（1）Fe2+中Fe元素显+2价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性。 （2）Fe3+与KSCN溶液相遇显血红色，所以检验溶液中的Fe3+，常用的试剂是KSCN溶液； （3）氧化铁和铝粉在高温下反应生成铁和氧化铝，反应的化学方程式为； （4）具有较强还原性，易被空气中的氧化，最终生成红褐色的，化学方程式为。 （5）氯气与FeCl2反应生成氯化铁，反应的离子方程式为。 12.某小组同学为了获取在制备Fe(OH)2的过程中，沉淀颜色的改变与氧气有关的实验证据，用图1所示装置进行了如下实验(夹持装置已略去，气密性已检验)。 【进行实验】实验步骤： I．向三颈瓶中加入饱和FeSO4溶液，按图1所示连接装置； II．打开磁力搅拌器，立即加入10%NaOH溶液； III．采集三颈瓶内空气中O2含量和溶液中O2含量(DO)的数据。 实验现象：生成白色絮状沉淀，白色沉淀迅速变为灰绿色，一段时间后部分变为红褐色。 实验数据： 【解释与结论】 ①搅拌的目的是 。 ②白色沉淀变为红褐色沉淀的化学方程式为 。 ③通过上述实验，可得到“在制备Fe(OH)2过程中，沉淀颜色改变与氧气有关”的结论，其实验证据是 。 【答案】①使沉淀与氧气充分接触 ②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3 ③根据图2和图3可以知道，瓶内空气中、溶液中O2含量均降低，沉淀颜色发生改变，说明O2参与反应 【解析】①搅拌的目的是使混合物充分混合，使沉淀与氧气充分接触；②Fe(OH)2，放置一段时间后被氧化转化为红褐色的Fe(OH)3，方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3；③根据题图2和题图3可以知道，瓶内空气中、溶液中O2含量均降低，沉淀颜色发生改变，说明O2参与反应。 13.请完成下列问题。 (1)下列物质所含铁元素既有氧化性又有还原性的物质是 (填字母)。 A．Fe B．FeSO4 C．FeCl3 D．Fe2O3 (2)工业盐的主要成分是NaNO2，曾多次发生过因误食NaNO2而中毒的事件，其原因是NaNO2把人体内的Fe2+转化为Fe3+而失去与O2结合的能力，这说明NaNO2具有 性。下列不能实现上述转化的物质是 (填字母)。 A．Cl2 B．O2 C．FeCl3 D．KMnO4(H+) (3)工业盐中毒后，可服用维生素C来缓解中毒状况，这说明维生素C具有 性。 (4)配平离子方程式： Fe2++ MnO4-+H+=Fe3++Mn2++H2O， 。 【答案】(1)B (2)氧化性 C (3)还原性(4)5Fe2++ MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O 【解析】(1)A项，Fe元素为0价，为最低价，只有还原性，故A不符合题意；B项，FeSO4中Fe元素的化合价为+2，属于中间价态，所以既有氧化性又有还原性，故B符合题意；C项，FeCl3中Fe元素的化合价为+3，属于最高价态，所以只有氧化性，故C不符合题意； D项，Fe2O3中Fe元素的化合价为+3，属于最高价态，所以只有氧化性，故D不符合题意；故选B(2)NaNO2把人体内的Fe2+氧化为Fe3+，说明NaNO2具有较强氧化性，根据Cl2和水反应生成次氯酸，次氯酸分解放出氧气，说明氧化性：Cl2>HClO> O2；又因为KMnO4(H+)能和浓盐酸反应放出氯气，说明氧化性KMnO4(H+)> Cl2，所以不能实现上述反应的物质为FeCl3，故C符合题意；(3)工业盐的主要成分是NaNO2，曾多次发生过因误食NaNO2而中毒的事件，其原因是NaNO2把人体内的Fe2+转化为Fe3+而失去与O2结合的能力，体现了Fe2+的还原性，工业盐中毒后，可服用维生素C来缓解中毒状况，这说明维生素C具有还原性(4)还原剂：Fe2+ -Fe3+-e-，氧化剂：MnO4-- Mn2+-5e-，根据得失电子守恒，该反应的离子方程式为：5Fe2++ MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O。 14.某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。 请回答： (1) 仪器1的名称 。装置5的作用 。 (2) 实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进，使溶液能进入4中 。 (3) 装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因 。 【答案】(1)分液漏斗 液封，防止空气进入装置4 (2)在装置2、3之间添加控制开关 (3)装置4内的空气没有排尽 【解析】该装置制备Fe(OH)2白色沉淀的思路是在排尽空气的气氛中，先将铁屑和稀硫酸反应得到FeSO4，再利用气体产生的气压把FeSO4溶液压至装置4中与NaOH反应，得到Fe(OH)2，注意所需试剂也需要加热除掉溶解氧(1)观察仪器1特征可知是分液漏斗或者滴液漏斗，该反应需要置于无氧环境，注意这里跟防倒吸无关，可知装置5的作用是液封，防止空气进入装置4(2)实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。如此操作，不行的原因在于仪器1产生的H2从左侧导管溢出，那么没有足够的压强不能将FeSO4溶液挤出，因而在装置2、3之间添加控制开关即可(3)灰绿色沉淀产生的原因是Fe(OH)2被空气氧化，因为装置4中空气没有完全排尽。 15.某学习小组为认识铁及其化合物的性质、分散系的性质做了如下一组综合实验，根据实验流程回答相关问题： (1)请写出Fe2O3与①反应的离子方程式： 。 (2)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液最终生成Fe(OH)3浊液，该过程的现象为 ，此过程中发生的氧化还原反应为(用化学方程式表式) 。 (3)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，并继续煮沸至红褐色，制得的分散系③为 ，把它与FeCl3溶液、Fe(OH)3浊液的区别开来的实验方法是 。 【答案】(1)Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O(2)生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 (3)胶体 Fe(OH)3浊液可通过直接观察可以区别出来，而胶体与FeCl3溶液两种分散系，其中胶体有丁达尔效应，FeCl3溶液没有丁达尔效应 【解析】Fe2O3发生反应后变为FeCl3可知是Fe2O3与盐酸反应可知①是盐酸，三氯化铁有氧化性可以和铁单质反应生成氯化亚铁；另外把三氯化铁滴入沸水中可以制得氢氧化铁胶体(1)Fe2O3发生反应后变为FeCl3可知是Fe2O3与盐酸反应，离子方程式为：Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O；(2)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液先生成Fe(OH)2，Fe(OH)2是白色沉淀，容易被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，这个过程的现象为：生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，发生氧化还原反应的反应是Fe(OH)2被氧化的反应，化学方程式是：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；(3)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中并继续煮沸至红褐色，制得Fe(OH)3胶体；胶体与FeCl3溶液、Fe(OH)3浊液这三种分散系，其中Fe(OH)3浊液可通过直接观察可以区别出来，而胶体与FeCl3溶液两种分散系，其中胶体有丁达尔效应。 1.下列离子的检验方法合理的是(　　) A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明原溶液中不含Fe2＋ B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋ C．向某溶液中加入KSCN溶液呈红色，说明原溶液中含有Fe3＋ D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到沉淀颜色逐渐变为红褐色，说明原溶液中含有Fe2＋，不含有Mg2＋ 【答案】C 【解析】 A项中现象可以证明存在Fe3＋，但无法确定Fe2＋是否存在，错误；B项中现象可以证明通入Cl2后存在Fe3＋，但原溶液是只存在Fe2＋，还是只存在Fe3＋或Fe2＋、Fe3＋均含有，不能确定，错误；D项中Fe(OH)2转化为红褐色的Fe(OH)3时会干扰其他白色沉淀的观察，所以当含Fe2＋的溶液中含有其他能与碱生成白色沉淀的离子时，也出现同样的现象，错误。 2.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加入浓碱液中制得d的胶体 D．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系 【答案】C 【解析】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，故不选A；Fe(Ⅱ)为铁元素的中间价态，既有还原性也有氧化性，故不选B；Fe(Ⅲ)的盐类物质与浓碱液反应生成Fe(OH)3沉淀，制备Fe(OH)3胶体的操作为向沸水中逐滴加入饱和FeCl3溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热，故选C；b→c→d→e→b的转化如FeCl2Fe(OH)2Fe(OH)3FeCl3FeCl2，故不选D。 3.某学习小组通过化学实验的方法检验黑木耳中的铁元素，部分实验流程如下（灼烧能将铁元素转化为铁的氧化物）： 下列说法错误的是（ ） A．灼烧时使用的实验装置为上图 B．酸浸时可用硫酸 C．酸浸的目的是将黑木耳灰中的铁元素转化为可溶性铁盐 D．取少量滤液于试管中，再滴加几滴KSCN溶液，若显红色，说明黑木耳中含有 【答案】D 【解析】灼烧实验酒精灯、泥三角、坩埚、三脚架，A正确；铁的氧化物会和稀硫酸反应，故酸浸时可用硫酸，B正确；将灼烧后的黑木耳灰转移到烧杯中，加入一定量的稀硫酸充分溶解的目的是将黑木耳灰中的铁元素转化为可溶性铁盐，C正确；滤液中的铁离子能与硫氰酸根离子反应生成红色的硫氰化铁，所以观察到试管中的滤液变红，说明滤液中含有铁离子，但不能说明黑木耳中含有铁离子，因为灼烧时会将亚铁离子转化为铁离子，D错误；故选D。 4.某酸性废水中可能含有、、、、、、、、中的若干种。取废水样品分别进行如图所示①～④四个实验。下列说法正确的是（ ） A．废水中可能含有、、 B．废水中一定含有、、 C．废水中含有、，不含、 D．废水中不含、，可能含有、 【答案】B 【分析】已知废水为酸性，所以可以和H+反应的离子不能大量存在，即不能大量共存；由实验①焰色试验的火焰颜色为黄色可知，废水中一定含有Na+，可能含有K+；实验②中先加足量盐酸，再滴加加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明含有；实验③中滴加KSCN溶液无明显现象，说明不含Fe3+；实验④中滴加NaOH溶液至过量，刚开始无现象，后有白色沉淀产生，最后沉淀消失，说明含有Al3+，不含有Fe3+、Fe2+和Mg2+。所以废水中肯定含有Na+、和Al3+，肯定不含、Fe2+、Fe3+、Mg2+，可能含有K+、。 【解析】根据分析，废水中不可能含有Mg2+，A错误；根据分析，废水中一定含有、、，B正确；根据分析，废水中可能含有K+，C错误；根据分析，废水中不可能含有，D错误；故选B。 5.根据含铁物质的转化关系图，判断下列说法正确的是（ ） A．在上述标号的反应中有3个非氧化还原反应 B．反应①可表示铁与水蒸气在高温下的反应 C．、在空气中灼烧至恒重，其产物分别是和FeO D．高铁酸钾作为水处理剂的原理为：(胶体) 【答案】D 【解析】氧化还原反应中元素的化合价会发生变化，非氧化还原反应中元素的化合价不发生变化；图中反应④、⑥、⑦、⑩中Fe的化合价均不发生变化，故有4个非氧化还原反应，A错误；铁在高温下与水蒸气反应生成Fe3O4，而非Fe2O3，B错误；空气中的氧气具有氧化性，Fe(OH)2会被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3，灼烧Fe(OH)2后得到的也是Fe2O3，C错误；高铁酸钾中Fe显+6价，具有强氧化性，Fe由+6价被还原为+3价，同时O由-2价升高到0价，生成Fe(OH)3胶体粒子带电，可吸附水中的杂质后沉降，可用作水处理剂，D正确；故选D。 6.高铁酸钾作净水剂，既能杀菌消毒，也能吸附水中的悬浮物。制备原理为 ，下列说法错误的是（ ） A．是氧化剂，是氧化产物 B．能杀菌消毒是由于具有强氧化性 C．氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:3 D．当3 mol 被氧化时，转移的电子数为6 mol 【答案】D 【解析】Cl2中氯元素化合价降低，得到电子被还原，是氧化剂；氢氧化铁中铁元素化合价升高，失去电子被氧化，K2FeO4是氧化产物，A正确；K2FeO4中铁为+6价，具有强氧化性，能杀菌消毒，B正确；氧化产物K2FeO4为2 mol，还原产物KCl为6 mol，物质的量之比为2:6=1:3，C正确；氯元素化合价降低，得到电子，Cl2在反应中被还原，不是被氧化；当3 mol Cl2被还原时，转移电子的物质的量为6 mol，D错误；故选D。 7.向和的混合溶液中逐渐加入铁粉，充分反应后溶液中固体剩余物的质量与加入铁粉的质量关系如图所示。忽略溶液体积的变化，下列说法错误的是（ ） A．若a点时溶液中、浓度相等，则a点加入铁的质量为0.28g B．b点时溶液中发生的反应为，且由图得知氧化性： C．c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浓度之比为 【答案】A 【分析】向和的混合溶液中逐渐加入铁粉，铁先和硫酸铁反应生成硫酸亚铁，再和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，依次发生反应的离子方程式为、；由图知，加入0.56gFe时，恰好还原溶液中的，故由知，原溶液中 ；加入0.56g~1.68g铁粉时发生反应，该反应消耗0.02mol铁，可知溶液中含有0.02molCu2+。 【解析】a点时溶液中发生反应：，设反应的铁为，则，，，故A错误；b点时发生反应：，氧化性：，故B正确；c点溶液中的溶质为， ，溶液中的物质的量浓度为，故C正确；，，原溶液中和的物质的量浓度之比为1：2，故D正确；故选A。 8.实验室用如图装置来制取，关于该实验的说法中正确的是（ ） A．组装好仪器后，实验操作的第一步是向装置中加入对应的试剂 B．引发B中产生的操作是关闭K，继续滴加稀硫酸 C．从反应开始至关闭K时，C中集气瓶收集到的气体是纯净的氢气 D．打开B中瓶塞，可看到B中白色沉淀迅速变为红褐色沉淀 【答案】B 【解析】组装好仪器后，实验操作的第一步是检查装置气密性，A错误；实验开始时打开K，Fe和稀硫酸反应生成的氢气可以排尽整个装置内的空气，之后关闭K、继续滴加稀硫酸，A中不断生成氢气，压强增大，会把A中生成的FeSO4压入B中，和NaOH反应生成Fe(OH)2，B正确；反应开始后，装置内原有的空气会被氢气排入C中，因此C收集的气体是氢气和空气的混合物，C错误；打开B中瓶塞，氢氧化亚铁接触到空气中的氧气，白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色沉淀，D错误；故选B。 9.常温下，向H2O2溶液中滴加少量Fe2(SO4)3溶液，反应原理如下所示。关于该反应过程的说法正确的是( ) Ⅰ：M′+H2O2→O2+H++M Ⅱ：M+H++H2O2→H2O+M(以上两个反应均未配平) A．在该反应过程中，M是Fe3+，M′是Fe2+ B．当反应Ⅰ有1molO2生成时，转移2mol电子 C．在H2O2分解过程中，Fe3+是催化剂，且反应后溶液的pH降低 D．H2O2的氧化性比Fe3+强，还原性比Fe2+弱 【答案】B 【解析】反应Ⅰ：M′+H2O2→O2+H++M(未配平)中，氧元素从-1价升高到0价、则M′中元素化合价降低；反应Ⅱ：M+H++H2O2→H2O+M′(未配平)中，氧元素从-1价降低到-2价、M中元素化合价升高，则M′是Fe3+，M是Fe2+。A项，据分析，在该反应过程中，M′是Fe3+，M是Fe2+，A错误；B项，反应Ⅰ为4 Fe3++2H2O2=4Fe2++2O2↑+4H+，氧元素从-1价升高到0价，每生成2molO2转移4mol电子，则当有1molO2生成时，转移2mol电子，B正确；C项，合并反应ⅠⅡ，即得到2H2O2=2H2O+O2↑，则在H2O2分解过程中，Fe3+是催化剂，随着双氧水消耗、水不断增加，溶液酸性下降、反应后溶液的pH增大，C错误；D项，还原剂的还原性大于还原产物，4Fe3++2H2O2=4Fe2++2O2↑+4H+中H2O2还原性比Fe2+强；氧化剂的氧化性大于氧化产物，反应2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O中H2O2的氧化性比Fe3+强，D错误；故选B。 10.下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是(　　) 选项 操作和现象 结论或目的 A 向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液2～3滴，溶液呈红色 红砖中含有氧化铁 B CO还原Fe2O3得到的黑色固体加入盐酸溶解后再加入KSCN溶液，溶液不显红色 黑色固体中没有Fe3O4 C 取少量Fe(NO3)2试样加水溶解，加稀H2SO4酸化，滴加KSCN溶液，溶液变为红色 该Fe(NO3)2试样已经变质 D 向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色 原溶液中含有Fe2＋ 【答案】A 【解析】CO还原Fe2O3得到单质Fe，即使有Fe3O4，其溶于盐酸后产生的Fe3＋与Fe发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，加入KSCN溶液也不显红色，B项错误；NO＋H＋具有强氧化性，而Fe2＋具有还原性，两者发生氧化还原反应，有Fe3＋生成，遇KSCN溶液呈红色，不能证明样品是否变质，C项错误；若原溶液中不存在Fe2＋，存在Fe3＋，也有此现象，D项错误。 11.电路板广泛用于计算机、手机等电子产品中。某兴趣小组拟制作带有“化学”标志的电路板并对废液进行回收利用。 Ⅰ、制作电路板 小组同学取一小块覆铜板，用油性笔在铜板上写出“化学”标志，然后浸入溶液中，一段时间后，取出覆铜板并用水洗净，获得带有图案的印刷电路板和废液(如下图所示)。 (1)在覆铜板上制作出“化学”图案过程中发生反应的离子方程式为 。 (2)取少量废液于试管中， (填操作和现象)，则废液中含有。 Ⅱ、回收废液 (3)一种从腐蚀废液回收金属铜并获得氯化铁晶体的工艺流程如下。请根据流程，回答下列问题。(提示：为充分除去杂质，所加试剂均为过量) ⅰ、腐蚀废液中加入药品①后，发生反应的离子方程式为 。 ⅱ、④所代表的物质是 (用化学式表示)。 ⅲ、操作方法a、b、c中是过滤的是 (填序号)。 ⅳ、若取溶液⑤加入试管中，然后滴加氢氧化钠溶液，产生白色沉淀， (补全实验现象)，此过程涉及氧化还原反应的化学方程 式是 。 ⅴ、试剂⑥是时，发生反应的化学方程式是 。 【答案】(1)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+(2)滴加几滴KSCN溶液，溶液出现红色 (3)2Fe3＋+Fe=3Fe2＋、Fe+Cu2＋=Cu+Fe2＋ Cu ab 迅速变为灰绿色，一段时间后变为红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2FeCl2+Cl2=2FeCl3 【分析】腐蚀废液加入过量铁粉，经过反应①和操作a过滤分离，得到溶液③为含亚铁离子的溶液；同时生成的Cu和过量的Fe为滤渣，滤渣中加入稀盐酸经过反应②和操作b分离出Cu，生成的氯化亚铁溶液⑤，与溶液③合并，通入氯气经过反应⑦，亚铁离子被氯气氧化生成氯化铁溶液，进一步得到氯化铁晶体，据此分析解答。 【解析】（1）覆铜板上制作出“化学”图案过程中是因为铁离子氧化金属铜，则发生反应的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+。 （2）检验铁离子一般用KSCN溶液，则取少量废液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液变为红色，则废液中含有。 （3）ⅰ、腐蚀废液中加入药品铁后，铁离子、铜离子被还原，发生反应的离子方程式为2Fe3＋+Fe=3Fe2＋、Fe+Cu2＋=Cu+Fe2＋。 ⅱ、根据以上分析可知④所代表的物质是铜，化学式为Cu。 ⅲ、根据以上分析可知操作方法a、b、c中是过滤的是ab。 ⅳ、若取氯化亚铁溶液加入试管中，然后滴加氢氧化钠溶液，产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，此过程涉及氧化还原反应的化学方程式是4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。 ⅴ、试剂⑥是Cl2时，亚铁离子被氧化，发生反应的化学方程式是2FeCl2+Cl2=2FeCl3。 12.黑木耳是常见食品，可以补充人体所必需的微量元素铁。某兴趣小组设计实验，检验黑木耳中的铁元素，实验流程如图： (1)灼烧黑木耳必须用到下列仪器中的 (填字母)。 A． B． C． D． (2)灰烬中含有铁的氧化物以及钾、钙、硅等元素的化合物，酸浸的目的是 。 (3)取少许滤液于试管中，滴入几滴KSCN溶液，显红色，说明滤液中含有 ；另取滤液检验，滤液能使KMnO4溶液紫色褪去，说明滤液中存在具有 (填“氧化性”或“还原性”)的粒子。 (4)为进一步探究Fe3+和Fe2+的氧化性和还原性，该兴趣小组设计并进行如下实验，记录现象，完成实验报告。 实验操作 实验现象 离子方程式 实验结论 向FeCl2溶液中添加新制氯水 溶液由浅绿色变为棕黄色 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl－ 1 向FeCl3溶液加入足量的铁粉 铁粉逐渐溶解，溶液由棕黄色变为浅绿色 ② Fe3+具有氧化性 (5)实验结束，离开实验室之前，下列做法正确的是_________(填字母)。 A．废弃药品直接倒入水池冲走 B．药品仪器归放 C．清洁实验仪器，打扫实验室卫生 D．关闭水电、门窗 【答案】(1)A (2)将铁的氧化物溶解 (3)Fe3+ 还原性 (4)Fe2+具有还原性 2Fe3++Fe=3Fe2+ (5)BCD 【解析】(1)灼烧黑木耳必须用到酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚、坩埚钳、玻璃棒；故选A(2)灰烬中含有铁的氧化物以及钾、钙、硅等元素的化合物，酸浸的目的是将铁的氧化物溶解； (3)取少许滤液于试管中，滴入几滴KSCN溶液，显红色，说明滤液中含有Fe3+；另取滤液检验，滤液能使KMnO4溶液紫色褪去，高锰酸根具有强氧化性，说明滤液中存在具有还原性的粒子；(4)①向FeCl2溶液中添加新制氯水，氯水具有强氧化性，说明Fe2+具有还原性；②向FeCl3溶液加入足量的铁粉，两者反应，其离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+； (5)实验结束，离开实验室之前，废弃药品不能直接倒入水池冲走，要进行无污染化处理； 将用后的药品仪器及时归放到原位置；清洁实验仪器，整理桌面，打扫实验室卫生；最后及时关闭水电、门窗；故选BCD。 13.长期放置的溶液易被氧化而变质，某兴趣小组进行了如下实验： (1)设计实验检验溶液的变质程度。 实验方案 步骤1 步骤2 取待检测液于试管中，向其中滴加溶液 取待检测液于试管中，向其中滴加少量酸性高锰酸钾溶液 实验现象 实验结论 溶液部分变质 ①上述方案补充完整 、 。 ②若要使部分变质的复原，方法是 (用离子方程式表示)。 (2)部分变质的溶液经过一系类反应制得，则变质前溶液的浓度为 。 (3)可用作补铁剂，使用时建议与维生素C同服，同学甲猜测维生素C可将转化为，以利于人体吸收。为了验证这一猜想，设计了如下实验： 实验方案 实验现象 取适量溶液于试管中，加入维生素C片，振荡溶解后，滴加酸性高锰酸钾溶液 紫色褪去 由上述实验能否得出“维生素C可将转化为”的结论？请说明理由： 。 【答案】(1)溶液变红 紫色褪去 (2)0.2mol/L (3)不能，维生素C也具有还原性，若其过量，也可使酸性高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有生成 【解析】（1）①根据实验结论，溶液部分变质，说明溶液中同时含和；步骤1向待检测液中加入溶液，溶液变红；具有还原性，步骤2向待检测液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，紫色褪去。 ②要使变质的溶液复原，可向溶液中加入过量粉，铁把还原为，再经过滤除去剩余粉即可，反应的离子方程式为； （2），根据铁元素守恒，则变质前溶液中含，故； （3）维生素C具有还原性，若维生素C过量，也可使酸性高锰酸钾溶液褪色，则无法说明维生素C一定将转化为。 14.某工厂的工业废水中含有较大量的硫酸铁、硫酸亚铁和硫酸铜，在排放前进行废水处理可以获得颜料——铁红和单质铜。其提取的流程如图所示。 请回答下列问题： （1）写出铁红的化学式： 。 （2）加入试剂①时，写出发生反应的化学方程式： 、 。 （3）操作1的名称是 ；操作2所用玻璃仪器有 。 （4）在③和④合并后的溶液中加入稀硫酸和过氧化氢，发生反应的离子方程式为 。 （5）检验⑤中金属阳离子的试剂是 ，观察到的现象是 。 【答案】（1）Fe2O3 （2）①Fe2(SO4)3＋Fe＝3FeSO4 ②Fe＋CuSO4＝Cu＋FeSO4 （3）① 过滤 ②烧杯、玻璃棒、漏斗 （4）2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O （5）①KSCN溶液 ②溶液变红 【解析】含Fe2(SO4)3、FeSO4、CuSO4的废水加过量的Fe发生反应Fe2(SO4)3＋Fe＝3FeSO4、Fe＋CuSO4＝Cu＋FeSO4，①为过量的Fe，操作1为过滤，②为Cu和Fe，③为FeSO4；②为Cu和Fe，Cu和Fe加硫酸，a为硫酸，发生Fe＋H2SO4＝H2↑＋FeSO4，操作2为过滤得到Cu和④，④为FeSO4；③④为FeSO4，加稀硫酸、H2O2氧化得到Fe2(SO4)3，⑤为Fe2(SO4)3，加NaOH反应得到Fe(OH)3和Na2SO4，操作③为过滤，⑥为Fe(OH)3，Fe(OH)3受热分解得铁红Fe2O3。 （1）铁红即Fe2O3；（2）试剂①为过量的Fe，加入试剂①时，发生反应的化学方程式为Fe2(SO4)3＋Fe＝3FeSO4、Fe＋CuSO4＝Cu＋FeSO4；（3）由分析可知操作1的名称是过滤；操作2也是过滤，所用玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗；（4）③和④均为FeSO4，合并后的溶液中加入稀硫酸和过氧化氢，硫酸亚铁被氧化为硫酸铁，发生反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O；（5）⑤为Fe2(SO4)3，阳离子为Fe3＋，检验Fe3＋用KSCN溶液；现象是溶液变红。 15.硫酸铁铵[aFe2(SO4)3·b(NH4)SO4·cH2O]是一种重要的铁盐。为充分利用资源，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下： 回答下列问题： （1）步骤①的操作是加入10%Na2CO3溶液，小火加热10 min，目的是除表面油污，这是利用了碳酸钠溶液具有 性 （2）步骤②加热的温度保持80～95℃，采用的合适加热方式是 。 （3）步骤③中选用H2O2而不选用氯水的目的是 。 （4）实际生产中硫酸过量以控制滤液显酸性，写出步骤③的离子反应方程式： 。 （5）简述检验硫酸铁铵中是否有亚铁盐的操作、现象及结论： 。 【答案】（1）碱(或碱性较强) （2）水浴加热 （3）防止引入杂质Cl－离子而导致产品不纯 （4）2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O （5）取硫酸铁铵样品少量于试管中，加入适量水使之溶解；然后滴加少量酸性高锰酸钾溶液；振荡；如果紫红色褪去，说明存在亚铁盐，反之则不含亚铁盐 【解析】由流程可知，步骤①用热的Na2CO3溶液去除废铁屑表面的油污，油污在碱性条件下水解，且碱和Fe不反应，②中干净的铁屑进入稀硫酸中并加热，稀硫酸和Fe发生置换反应生成硫酸亚铁和氢气，过滤除去滤渣得到滤液，滤液中含有未反应的稀硫酸和生成的FeSO4，③中为滤液中加入H2O2，Fe2＋被氧化生成Fe3＋，而得到Fe2(SO4)3溶液，④为Fe2(SO4)3溶液中加入(NH4)2SO4固体，⑤为加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸铁铵固体，据此分析解答。 （1）Na2CO3溶液显碱性，升高温度，碳酸钠水解程度增大，碱性增强，促进了油脂的水解，使油污水解生成易溶于水的物质；所以步骤①中加入10%Na2CO3溶液，小火加热10 min，目的是除去废铁屑表面上的油污，利用了碳酸钠溶液具有碱性，故答案为：碱(或碱性较强)；（2）步骤②加热的目的是加快反应速率，温度保持80～95℃，采用的合适加热方式是热水浴，便于控制温度，故答案为：水浴加热；（3）H2O2具有强氧化性，能够氧化Fe2＋生成Fe3＋，自身被还原为水，不引入杂质，若用氯水代替H2O2，则会引入杂质Cl－，故答案为：防止引入杂质Cl－离子而导致产品不纯；（4）由于Fe3＋水解导致溶液呈酸性，氢离子能够抑制Fe3＋的水解，为防止Fe3＋水解，实际生产中硫酸过量以控制滤液显酸性；步骤③中H2O2将Fe2＋氧化生成Fe3＋，自身被还原为水，离子反应方程式为：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O，故答案为：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O；（4）检验亚铁离子可用酸性高锰酸钾溶液，观察是否褪色，故答案为：取硫酸铁铵样品少量于试管中，加入适量水使之溶解；然后滴加少量酸性高锰酸钾溶液；振荡；如果紫红色褪去，说明存在亚铁盐，反之则不含亚铁盐。 1 学科网（北京）股份有限公司 $