3.1 铁及其化合物（8大题型，举一反三题型专练，江苏专用）化学人教版必修第一册

第一节 铁及其化合物（题型突破·举一反三） 题型01 铁的原子结构及其性质 题型02 铁的氧化物的性质 题型03 铁的氢氧化物的性质及其制备 题型04 铁盐、亚铁盐的性质 题型05 Fe3+和Fe2+的检验 题型06 铁及其化合物之间的价类二维图及其应用 题型07 工艺流程题中铁及其化合物 题型08 守恒法在有关铁及其化合物计算中的应用 ▌题型01 铁的原子结构及其性质 1.铁原子的结构示意图 2.铁元素的存在 铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位，主要以＋2价和＋3价化合物形式存在。 3.铁单质的性质 (1)物理性质：银白色金属，导电、导热性好，有延展性，能被磁铁吸引。 (2)化学性质(写出反应的化学方程式) ①与Cl2反应：2Fe＋3Cl22FeCl3。 ②与S反应：Fe＋SFeS。 ③与稀H2SO4反应：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑。 ④与CuSO4溶液反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。 ⑤铁与水蒸气反应的实验探究 铁不能与冷水、热水反应，但红热的铁能与水蒸气发生反应，化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。 结论：Fe在反应中作还原剂，遇到较强的氧化剂(如Cl2等)生成＋3价铁的化合物，遇到较弱的氧化剂(如稀硫酸、S等)生成＋2价铁的化合物。 【典例1】（25-26高一下·江苏常州·期中）在冶金行业中通常把铁称为“黑色金属”。下列说法正确的是 A．纯铁块呈黑色 B．铁用作避雷针是利用了铁的导热性 C．铁制容器能贮存浓硝酸 D．生铁是铁矿石经热分解法冶炼而得的 【变式1-1】（24-25高一上·江苏常州·期中）纳米铁粉(粒子直径为几十纳米的铁粉)对电磁波有特殊的吸收作用，可作为使用高性能毫米波的隐形材料，下列说法错误的是 A．纳米铁粉与少量的氯气反应生成FeCl2 B．纳米铁粉具有较强的吸氧能力，可用作食品抗氧化剂 C．纳米铁粉分散在空气中形成的分散系能产生丁达尔效应 D．纳米铁粉能被磁铁吸引 【变式1-2】（24-25高一下·江苏扬州·期中）下列说法不正确的是 A．铝热反应可冶炼钒、铬等熔点高的金属 B．生铁的熔点比纯铁的熔点低 C．实验室保存硫酸亚铁溶液时需加少量铁粉 D．常温下铁罐用来盛放浓硝酸，说明Fe与冷的浓硝酸不反应 【变式1-3】（25-26高一下·江苏常州·阶段检测）某学生以铁丝和Cl2为原料进行下列三个实验。从反应条件的控制分析，下列说法不正确的是 A．实验①中不管Cl2是否足量，产物均为FeCl3 B．实验②中，搅拌可加速FeCl3的溶解 C．实验③中，必须严格控制好反应条件，才能制得Fe(OH)3胶体 D．加入Cu粉可除去FeCl2溶液中的FeCl3 ▌题型02 铁的氧化物的性质 铁的氧化物的性质对比 名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 — 铁红 磁性氧化铁 颜色及状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 氧化物类别 碱性氧化物 碱性氧化物 复杂氧化物 与盐酸反应的离子方程式 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O 【典例2】（25-26高一上·江苏·期末）关于铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的下列叙述正确的是 A．铁的三种氧化物中铁元素的化合价完全相同 B．都是碱性氧化物，都能与盐酸反应生成氯化铁和水 C．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，常用作红色颜料 D．四氧化三铁中铁元素有+2价和+3价，它是一种混合物 【变式2-1】（25-26高一上·江苏苏州·阶段检测）氢能是理想清洁能源，可利用铁及其氧化物循环制氢，其原理如图所示。下列有关说法正确的是 A．反应器Ⅰ中发生的反应均为置换反应 B．反应器Ⅱ中氧化剂与还原剂物质的量之比为 C．反应器Ⅲ中生成1 mol 时，转移1 mol电子 D．含CO和各1 mol的混合气体与初始量足量的在反应器中完全反应，理论上反应器Ⅱ能获得 【变式2-2】（25-26高一上·江苏扬州·期末）氢能是清洁能源，利用太阳能热化学循环分解水制氢原理如图所示，过程Ⅰ需高温条件，过程Ⅱ需加热条件。下列说法不正确的是 A．过程Ⅰ中化合价发生变化的元素是Fe、O B．过程Ⅱ的化学方程式为 C．该原理主要利用太阳能为能源，最终实现了水的分解 D．该循环中，铁的氧化物起到传递铁原子的作用 【变式2-3】（25-26高一上·江苏·阶段检测）纳米Fe3O4(粒子直径介于1~100nm)在生物、医学等方面有广泛用途，将其分散在液态载液中可得到纳米Fe3O4磁流体。下列有关说法正确的是 A．纳米Fe3O4的摩尔质量为232g B．纳米Fe3O4为黑色粉末，具有磁性 C．纳米Fe3O4磁流体是混合物，属于溶液 D．当光束通过纳米Fe3O4固体时会出现丁达尔效应 ▌题型03 铁的氢氧化物的性质及其制备 1.铁的氢氧化物的化学性质 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色、状态 白色固体 红褐色固体 溶解性 不溶于水 不溶于水 与H＋反应的离子方程式 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 稳定性 不稳定，易被O2氧化成红褐色的Fe(OH)3 不稳定、受热易分解：2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 2.铁的氢氧化物的制备 Fe(OH)2 Fe(OH)3 操作 现象 产生白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 生成红褐色沉淀 化学方程式 FeSO4＋2NaOH=== Fe(OH)2↓＋Na2SO4，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl 实验 结论 均可由对应的可溶性盐与碱溶液反应制得；在空气中Fe(OH)2极易被氧化为Fe(OH)3，制备Fe(OH)2前尽可能使用不含氧气的溶液 3．Fe(OH)2制备的改进 Fe(OH)2具有强的还原性，极易被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3，因此实验室在制备Fe(OH)2时，要注意隔绝空气。常采取以下方法： 方法一：有机覆盖层法 将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应，如右图所示 方法二：还原性气体保护法 用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀，如右图所示 【典例3】（25-26高一上·江苏南京·阶段检测）探究性学习小组利用如图所示方案制备Fe(OH)2沉淀。下列说法不正确的是 A．①装置中可能发生反应：4Fe2++8OH-+2H2O+O2=4Fe(OH)3 B．②装置中苯的作用是隔绝空气中的氧气 C．③装置中长滴管的作用是防止滴入NaOH溶液时将空气中氧气带入FeSO4溶液 D．④装置开始反应时应关闭止水夹a，一段时间后再打开止水夹a 【变式3-1】（25-26高一上·江苏启东·阶段检测）为了长时间观察到白色固体，设计下列4个实验，下列有关说法正确的是 A．实验A：关闭之前的操作是：在锥形瓶的小导气管出口点燃氢气，检验氢气的纯度 B．实验B：铁粉与滴入的稀硫酸反应产生的氢气可以排尽装置内的空气，再挤压长胶头滴管 C．实验C：由绿矾()配制硫酸亚铁溶液时，应将绿矾溶解在沸水中，但不能搅拌 D．实验D：溶液上方的苯层用于隔绝空气，也可以把苯换成四氯化碳 【变式3-2】（25-26高一上·江苏·期中）把少量废铁屑溶于过量稀硫酸中，过滤、除去杂质，在滤液中加入适量硝酸，再加入适量的氨水，有红褐色沉淀生成。过滤，加热沉淀物至质量不再发生变化，得到红褐色的残渣。上述沉淀和残渣分别为（   ） A．Fe(OH)3、Fe2O3 B．Fe(OH)2、FeO C．Fe(OH)2、Fe(OH)3；Fe3O4 D．Fe2O3、Fe(OH)3 【变式3-3】（24-25高一下·江苏苏州·期中）某化学实验小组拟用铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液和如图所示的装置来制备氢氧化亚铁，下列说法不正确的是 A．装置甲中放入铁粉、稀硫酸，装置乙中盛放氢氧化钠溶液 B．装置甲中铁粉应稍过量，以防止被氧化 C．实验开始阶段，应把弹簧夹和都打开 D．一段时间后，关闭弹簧夹和，在乙中生成大量白色絮状沉淀 ▌题型04 铁盐、亚铁盐的性质 1．常见的铁盐有Fe2(SO4)3、FeCl3等，在溶液中为黄色，由Fe3＋的化合价可知铁盐具有氧化性。 2．常见的亚铁盐有FeSO4、FeCl2等，在溶液中为浅绿色，由Fe2＋的化合价可知亚铁盐既有氧化性，又有还原性。 【典例4】（25-26高一上·江苏南京·期末）从某含有、、的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下，则下列说法正确的是 A．试剂a是铁、试剂b是稀硫酸 B．操作、操作、操作所用仪器相同 C．用酸性溶液可检验溶液W中是否还有 D．试剂c是氯气，相应的反应为 【变式4-1】（25-26高一下·江苏宿迁·期中）次氯酸钠与铁铵矾反应用于制备高铁酸盐。下列反应的离子方程式正确的是 A．向铁铵矾溶液中滴入少量氨水： B．向铁铵矾溶液中通入气体： C．强碱性条件下，制备： D．向铁铵矾溶液中加入过量溶液： 【变式4-2】（25-26高一下·江苏盐城·期末）下列实验能达到目的的是 选项 实验目的 实验操作及现象 A 验证氧化性： 向溶液中滴加硫酸酸化的溶液，溶液变黄 B 能否催化分解 向溶液中滴加溶液，有气泡产生 C 和KI的反应为可逆反应 向溶液中滴加KI溶液，再滴加几滴KSCN溶液，溶液变为红色 D 具有还原性 向盛有溶液的试管中加入过量铁粉，充分反应后静置，滴加KSCN溶液无明显变化；静置，取上层清液滴加几滴氯水，溶液变红 A．A B．B C．C D．D 【变式4-3】（25-26高一下·江苏苏州·阶段检测）常温下，在溶液中滴加少量稀盐酸，溶液变为浅黄色。下列有关推断错误的是 A．、、、不能大量共存 B．在上述浅黄色溶液中滴加少量溶液，紫色褪去，证明有剩余 C．在上述浅黄色溶液中滴加少量KSCN溶液，溶液呈红色 D．溶液与稀盐酸反应的离子方程式： ▌题型05 Fe3+和Fe2+的检验 1．只含Fe2＋或Fe3＋的溶液的检验 (1)直接观察法 (2)加NaOH溶液沉淀法 (3)加KSCN溶液显色法 [注意]　Fe3＋与SCN－作用后的“溶液”显红色，并不是生成沉淀。 (4)强氧化剂法 [注意]　(1)加KSCN溶液前，不能加氧化性试剂，防止Fe2＋被氧化，如H2O2、NO(H＋)等。 (2)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Fe(SCN)3的红色有干扰。 (3)用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋时，注意阴离子Cl－的干扰。 2．同时含有Fe2＋和Fe3＋的溶液的检验 Fe2＋对检验Fe3＋无干扰，可以滴加KSCN溶液检验Fe3＋；Fe3＋对检验Fe2＋有干扰，不能先氧化再加KSCN溶液检验Fe2＋，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]　Fe2＋与K3[Fe(CN)6]溶液反应产生蓝色沉淀，所以可以用K3[Fe(CN)6]溶液检验Fe2＋的存在(尤其是Fe3＋溶液中是否含Fe2＋)。 【典例5】（2026高一下·江苏·学业考试）证明某溶液中只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是 ①先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色 ②先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色 ③滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后变灰绿，最后呈红褐色 ④只需滴加KSCN溶液 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 【变式5-1】（25-26高一下·江苏常州·阶段检测）下列中学常见实验的现象或表述正确的是 A．过量的铁投入到一定量的稀硝酸中，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液，溶液显血红色 B．制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁 C．检验红砖中的氧化铁成分，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滴即可 D．向FeCl2和FeCl3混合溶液中加入酸性高锰酸钾溶液可鉴别Fe2+ 【变式5-2】（25-26高一下·江苏无锡·期末）探究含铁化合物性质的实验如下： 步骤Ⅰ：取一定量溶液分为两等份，向一份中滴加3滴溶液和2滴淀粉溶液后变蓝；向另一份中滴加溶液后变血红色。 步骤Ⅱ：向血红色溶液中加入固体，振荡，红色褪去变为无色（生成了）。 步骤Ⅲ：向步骤Ⅱ所得无色溶液中滴加3滴溶液和2滴淀粉溶液，未变蓝。 下列说法不正确的是 A．步骤Ⅰ中溶液变蓝发生的反应为 B．中和原子上均有孤电子对 C．对比步骤Ⅰ、Ⅱ，说明与的配位能力： D．步骤Ⅲ中未变蓝可能是的氧化性比的氧化性弱 【变式5-3】（24-25高一下·江苏苏州·期中）为探究某食品包装袋内一小包脱氧剂中的还原铁粉是否变质，取少量样品溶于盐酸，再进行下列实验，下列结论正确的是 A．若滴加KSCN溶液，溶液未变红，说明铁粉没有变质 B．若加入铜粉，充分反应后溶液变为蓝色，说明铁粉已经变质 C．若依次滴加氯水、KSCN溶液，溶液变红，说明铁粉部分变质 D．若滴加KSCN溶液，溶液未变红，再滴加氯水，溶液变红，说明铁粉全部变质 ▌题型06 铁及其化合物之间的价类二维图及其应用 1．铁元素的“价—类”二维图 2．从物质分类的角度理解铁及其化合物的性质 (1)FeO、Fe2O3是金属氧化物，分别溶于稀硫酸反应的离子方程式：FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O、Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。 (2)Fe(OH)2和Fe(OH)3属于碱，分别溶于稀盐酸反应的离子方程式：Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O、Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O。 (3)FeCl2、Fe2(SO4)3都属于盐，能和碱发生反应生成氢氧化物沉淀。如：FeCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl；Fe2(SO4)3＋6NaOH===2Fe(OH)3↓＋3Na2SO4。 3．从化合价的角度理解铁及其化合物的性质 (1)Fe2O3具有氧化性。 如3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2。 (2) 如：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－； 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O； ＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。 (3) 如：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋； 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。 4．Fe、Fe3+和Fe2+的相互转化：“铁三角” 5．“铁三角”转化关系的应用 (1)含Fe2＋、Fe3＋的分离、除杂方法(括号内为杂质) ①FeCl3溶液(FeCl2)：加足量氯水或通入足量Cl2。 ②FeCl2溶液(FeCl3)：加足量铁粉，充分反应后过滤。 ③FeSO4溶液(CuSO4)：加足量铁粉，充分反应后过滤。 ④除去废水中Fe2＋，先将废水中的Fe2＋氧化为Fe3＋(如通入Cl2或加入H2O2)，再调节溶液的pH，使Fe3＋转化为红褐色的Fe(OH)3沉淀过滤除去。 (2)离子的共存问题 ①Fe3＋与I－、S2－等还原性离子不能大量共存。 ②Fe2＋与MnO(H＋)、NO(H＋)、ClO－等氧化性离子不能大量共存。 【典例6】（25-26高一下·江苏常州·阶段检测）“价类二维图”是学习元素及其化合物的重要模型和工具。如图为铁元素的“价类二维图”，其中箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法正确的是 A．铁粉与水蒸气在高温条件反应可以实现转化① B．Fe2O3在水中溶解可实现转化⑥ C．Fe与少量氯气反应可实现转化⑦ D．由转化⑤可预测高铁酸盐是一种高效优良的净水剂 【变式6-1】（25-26高一下·江苏常州·期中）明代《徐光启手迹》中记载了硝酸的制备方法，即将原料隔绝空气煅烧后，进一步转化，可得硝酸。其主要物质转化流程如下： 下列有关说法不正确的是 A．煅烧时得到的气体X可能为 B．煅烧生成的可用作红色的油漆和涂料 C．由蒸馏过程发生的反应可推测的酸性比的强 D．上述转化流程中依次发生分解反应、化合反应和复分解反应 【变式6-2】（24-25高一上·江苏南京·阶段检测）“价类二维图”是从元素化合价和物质所属类别两个维度认识元素及其化合物性质的坐标图.下图是铁元素的“价类二维图”，下列说法不正确的是 A．b点所示物质在一定条件下可以转化为a点所示物质 B．a点所示物质与硝酸银溶液反应可生成d点所示物质 C．c点所示物质的化学式为Fe(OH)3 D．f点所示物质有多种，如FeSO4、FeCl2等 【变式6-3】（25-26高一上·江苏无锡·期末）向1 L 2.0 mol/L FeSO4溶液中同时通入O2和SO2，反应如图所示。下列叙述正确的是 A．该体系最多吸收1 mol O2和4 mol SO2 B．铁元素在反应Ⅰ中被还原，在反应Ⅱ中被氧化 C．随着反应的进行，溶液的pH不断减小 D．每吸收22.4 L SO2，同时产生个 ▌题型07 工艺流程题中铁及其化合物 化工流程题中经常涉及阳离子的分离与除杂，若其他金属阳离子中混有Fe2＋、Fe3＋，一般选择合适氧化剂，将Fe2＋氧化为Fe3＋，然后调节溶液的pH，使Fe3＋转化成Fe(OH)3沉淀而除去。 具体方法如下： (1)除去Zn2＋(或Cu2＋、或Mg2＋)中混有的Fe3＋的方法。 向混合溶液中加入ZnO、ZnCO3、Zn(OH)2[或CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3][或MgO、MgCO3、Mg(OH)2]中的一种，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化成Fe(OH)3沉淀而除杂。 (2)除去Zn2＋(或Cu2＋、Mg2＋)中混有的Fe2＋的方法。 先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3＋。 【典例7】（25-26高一下·江苏扬州·期末）一种利用废旧镀锌铁皮制备磁性纳米粒子的工艺流程如图所示。已知。下列有关说法正确的是 A．纳米属于胶体 B．“碱洗”主要目的是去除废旧镀锌铁皮表面的油污 C．“氧化”时发生反应的离子方程式为 D．“氧化”后的溶液中金属阳离子主要有、 【变式7-1】（25-26高一上·江苏南通·期中）工业上以铬铁矿渣(主要成分为，含有少量杂质)为原料制的工艺流程如图所示。 已知：中铁元素为+2价，煅烧后生成和 下列说法正确的是 A．“煅烧”时每消耗，则需消耗 B．“水浸”后分离出和MgO的实验操作须用到玻璃棒、容量瓶、烧杯 C．“酸化”时，发生的反应为氧化还原反应 D．“还原”时发生的反应为 【变式7-2】（25-26高一下·江苏镇江·期中）从炼钢粉尘(主要含，，)中提取铝、铜并制备绿矾()的流程如图。 下列说法正确的是 A．滤渣Ⅰ的主要成分为和 B．酸浸Ⅱ中加入稀硫酸的目的是除去滤渣Ⅱ中Fe，得到Cu C．滤液Ⅰ通入过量的离子方程式： D．滤液Ⅱ通过蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、灼烧可得到产品 【变式7-3】（25-26高一下·江苏南京·期中）一种黄铜矿(主要成分为，还含有)的处理工艺流程如下： 已知“焙烧”后所得固体为、、、，所得混合气中含，不含含硫气体。 下列说法正确的是 A．“焙烧”后所得、、的物质的量均相等 B．为防止混合气直接排放到空气中污染环境，可以用碱石灰吸收混合气 C．溶液Y中所含溶质为 D．将固体X用足量稀硝酸浸泡后，过滤可以得到单质铜 ▌题型08 守恒法在有关铁及其化合物计算中的应用 第一步：守恒法在铁及其化合物计算中的应用，主要体现在以下几个方面： 1. 元素守恒（质量守恒） 原理：反应前后，元素的质量不变。 应用：适用于涉及铁元素在不同化合物之间转化的计算。 2. 电子守恒 原理：在氧化还原反应中，氧化剂得到的电子总数等于还原剂失去的电子总数。 应用：适用于涉及铁元素价态变化的氧化还原反应计算。 3. 电荷守恒 原理：在电解质溶液中，正电荷总数等于负电荷总数。 应用：适用于涉及铁及其化合物在溶液中反应的计算，特别是当溶液中存在多种离子时。 第二步：提炼守恒法应用的解题步骤 1. 审题：明确反应过程，找出关键反应物和生成物。 2. 确定守恒类型：根据题目特点，判断适用哪种守恒原理（元素守恒、电子守恒或电荷守恒）。 3. 建立守恒关系：根据确定的守恒类型，列出反应前后守恒量的数学表达式。 4. 求解：解方程，得出答案。 第三步：总结守恒法应用的注意事项 元素守恒：注意铁元素在不同化合物中的存在形式，确保不遗漏、不重复。 电子守恒：准确判断铁元素的价态变化，以及氧化剂、还原剂的电子转移情况。 电荷守恒：注意溶液中所有离子的电荷，确保不遗漏任何离子。 通过以上步骤，可以系统地掌握守恒法在铁及其化合物计算中的应用方法。 【典例8】（25-26高一上·江苏·阶段检测）向含有溶液中逐渐加入铁粉至过量；溶液中金属阳离子a、b的物质的量与所加铁粉的物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)，下列有关判断正确的是 A．a表示的关系曲线 B．P点时， C． D．向P点溶液中加入铜粉，最多可溶解6.4 g 【变式8-1】（25-26高一上·江苏·期末）向一定物质的量浓度的稀硝酸中逐渐加入铁粉，溶液中和加入之间的关系图正确的是 A．B．C．D． 【变式8-2】（24-25高一上·江苏南京·期中）向100 mL Fe2(SO4)3和CuSO4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如图所示。忽略溶液体积的变化，下列说法正确的是 A．a点时溶液中阳离子仅为Cu2+和Fe2+ B．b点时溶液中发生的反应为Fe+Cu2+=Cu+Fe2+ C．c点时溶液中溶质的物质的量浓度为0.1 mol·L-1 D．原溶液中Fe2(SO4)3和CuSO4的物质的量浓度之比为1∶1 【变式8-3】（24-25高一上·江苏泰州·月考）向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入100mL1mol/L的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出224mL(标准状况下)的气体。所得溶液中加入KSCN溶液无红色出现，混合物中铁元素的质量分数为 A．81.4% B．77.8% C．68.6% D．无法计算 / 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 $函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 第一节 铁及其化合物（题型突破·举一反三） 题型01铁的原子结构及其性质 典例精析 【典例1】C 举一反三 【变式11】A 【变式12】D 【变式1-3】D 题型02铁的氧化物的性质 典例精析 【典例2】C 举一反三 【变式2-1)D 【变式2-2】D 【变式23】B 题型03铁的氢氧化物的性质及其制备 典例精析 【典例3】D 举一反三 【变式3-1】B 1/3 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 【变式3-2】A 【变式3-3】D 题型04铁盐、亚铁盐的性质 三典例精析 【典例4】D 举一反三 【变式41】B 【变式42】D 【变式4-3】B 题型05Fe3和Fe2+的检验 典例精析 【典例5】B 举一反王 【变式51)c 【变式52】C 【变式53】B 题型06铁及其化合物之间的价类二维图及其应用 典例精析 【典例6】D 举一反三 【变式61】C 【变式6-2】B 2/3 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 【变式6-3】C 题型07工艺流程题中铁及其化合物 典例精析 【典例7】C 举一反三 【变式7-1】A 【变式72】B 【变式7-3】C 题型08守恒法在有关铁及其化合物计算中的应用 典例精析 【典例8】B 举一反三 【变式8-1】A 【变式8-2】B 【变式8-3】A 3/3 第一节 铁及其化合物（题型突破·举一反三） 题型01 铁的原子结构及其性质 题型02 铁的氧化物的性质 题型03 铁的氢氧化物的性质及其制备 题型04 铁盐、亚铁盐的性质 题型05 Fe3+和Fe2+的检验 题型06 铁及其化合物之间的价类二维图及其应用 题型07 工艺流程题中铁及其化合物 题型08 守恒法在有关铁及其化合物计算中的应用 ▌题型01 铁的原子结构及其性质 1.铁原子的结构示意图 2.铁元素的存在 铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位，主要以＋2价和＋3价化合物形式存在。 3.铁单质的性质 (1)物理性质：银白色金属，导电、导热性好，有延展性，能被磁铁吸引。 (2)化学性质(写出反应的化学方程式) ①与Cl2反应：2Fe＋3Cl22FeCl3。 ②与S反应：Fe＋SFeS。 ③与稀H2SO4反应：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑。 ④与CuSO4溶液反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。 ⑤铁与水蒸气反应的实验探究 铁不能与冷水、热水反应，但红热的铁能与水蒸气发生反应，化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。 结论：Fe在反应中作还原剂，遇到较强的氧化剂(如Cl2等)生成＋3价铁的化合物，遇到较弱的氧化剂(如稀硫酸、S等)生成＋2价铁的化合物。 【典例1】（25-26高一下·江苏常州·期中）在冶金行业中通常把铁称为“黑色金属”。下列说法正确的是 A．纯铁块呈黑色 B．铁用作避雷针是利用了铁的导热性 C．铁制容器能贮存浓硝酸 D．生铁是铁矿石经热分解法冶炼而得的 【答案】C 【解析】A．纯铁为银白色金属，我们常说的 “黑色金属” 并非因为其本身颜色，而是因为其表面易形成黑色的氧化物，和单质本身颜色无关，A错误；B．铁用作避雷针是利用了铁的导电性，并非导热性，B错误；C．常温下铁遇浓硝酸会发生钝化，表面生成致密氧化膜阻止内部铁继续与浓硝酸反应，因此铁制容器能贮存浓硝酸，C正确；D．铁属于中等活泼金属，生铁由铁矿石经热还原法(高炉炼铁，用 CO 还原)冶炼得到，热分解法仅适用于冶炼银等不活泼金属，D错误；故选C。 【变式1-1】（24-25高一上·江苏常州·期中）纳米铁粉(粒子直径为几十纳米的铁粉)对电磁波有特殊的吸收作用，可作为使用高性能毫米波的隐形材料，下列说法错误的是 A．纳米铁粉与少量的氯气反应生成FeCl2 B．纳米铁粉具有较强的吸氧能力，可用作食品抗氧化剂 C．纳米铁粉分散在空气中形成的分散系能产生丁达尔效应 D．纳米铁粉能被磁铁吸引 【答案】A 【解析】A．纳米铁粉与少量的氯气反应生成FeCl3，故A项错误；B．纳米铁粉具有较强的还原性，能被氧化，可用作抗氧化剂，故B项正确；C．纳米铁粉分散在空气中形成的分散系符合胶体特征，能产生丁达尔效应，故C项正确；D．磁铁能吸引铁粉，则纳米铁粉也能被磁铁吸引，故D项正确；答案选A。 【变式1-2】（24-25高一下·江苏扬州·期中）下列说法不正确的是 A．铝热反应可冶炼钒、铬等熔点高的金属 B．生铁的熔点比纯铁的熔点低 C．实验室保存硫酸亚铁溶液时需加少量铁粉 D．常温下铁罐用来盛放浓硝酸，说明Fe与冷的浓硝酸不反应 【答案】D 【解析】A．铝热反应利用铝的强还原性，在高温下还原金属氧化物，释放大量热量使金属熔化，适合冶炼高熔点金属如钒、铬，A正确；B．生铁是铁碳合金，合金的熔点通常低于纯金属，因此生铁熔点比纯铁低，B正确；C．硫酸亚铁溶液中Fe2+易被氧化，加入铁粉可通过反应Fe + 2Fe3+ =3Fe2+防止氧化，C正确；D．铁在常温下遇浓硝酸会发生钝化（表面生成致密氧化膜）为化学变化，并非“不反应”，D错误；故答案选D。 【变式1-3】（25-26高一下·江苏常州·阶段检测）某学生以铁丝和Cl2为原料进行下列三个实验。从反应条件的控制分析，下列说法不正确的是 A．实验①中不管Cl2是否足量，产物均为FeCl3 B．实验②中，搅拌可加速FeCl3的溶解 C．实验③中，必须严格控制好反应条件，才能制得Fe(OH)3胶体 D．加入Cu粉可除去FeCl2溶液中的FeCl3 【答案】D 【解析】A．铁丝在氯气中燃烧时，无论氯气是否足量，点燃条件下产物均为，不会生成，A正确；B．溶解过程中搅拌可以加快溶质扩散，能加速溶解，B正确；C．制备胶体时，若反应条件不当（如过度加热），会生成沉淀而非胶体，因此必须严格控制反应条件，C正确；D．加入Cu粉后与发生的反应为，引入新杂质，应该加入过量铁粉后过滤，D错误；故答案选D。 ▌题型02 铁的氧化物的性质 铁的氧化物的性质对比 名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 — 铁红 磁性氧化铁 颜色及状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 氧化物类别 碱性氧化物 碱性氧化物 复杂氧化物 与盐酸反应的离子方程式 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O 【典例2】（25-26高一上·江苏·期末）关于铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的下列叙述正确的是 A．铁的三种氧化物中铁元素的化合价完全相同 B．都是碱性氧化物，都能与盐酸反应生成氯化铁和水 C．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，常用作红色颜料 D．四氧化三铁中铁元素有+2价和+3价，它是一种混合物 【答案】C 【解析】A．FeO中铁的化合价为+2价，Fe2O3中铁元素的化合价为+3价，Fe3O4为复杂的氧化物，其中铁的化合价可以看作是由+2、+3价组成，A项错误；B．FeO、Fe2O3为碱性氧化物，FeO与盐酸反应FeO+2HCl=FeCl2+H2O，Fe2O3与盐酸反应：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，Fe3O4不属于碱性氧化物，与盐酸反应Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O，B项错误；C．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，常用作红色颜料，C项正确；D．四氧化三铁是复杂的化合物，属于纯净物，D项错误。故选C。 【变式2-1】（25-26高一上·江苏苏州·阶段检测）氢能是理想清洁能源，可利用铁及其氧化物循环制氢，其原理如图所示。下列有关说法正确的是 A．反应器Ⅰ中发生的反应均为置换反应 B．反应器Ⅱ中氧化剂与还原剂物质的量之比为 C．反应器Ⅲ中生成1 mol 时，转移1 mol电子 D．含CO和各1 mol的混合气体与初始量足量的在反应器中完全反应，理论上反应器Ⅱ能获得 【答案】D 【分析】反应器Ⅰ中发生的反应为和；反应器Ⅱ中发生的反应为；反应器Ⅲ中发生的反应为。据此分析。 【解析】A．置换反应是单质与化合物反应生成新单质和新化合物反应，反应器Ⅰ中发生的反应不是置换反应，反应是置换反应，不都是置换反应，A错误；B．反应器Ⅱ中发生的反应为，氧化剂为，还原剂为Fe，氧化剂与还原剂物质的量之比为，B错误；C．反应器Ⅲ中发生的反应为，生成1 mol 时，转移电子，C错误；D．反应器Ⅰ中发生的反应为和，含CO和各1 mol的混合气体参与反应可生成 Fe，反应器Ⅱ中发生的反应为， Fe参与反应理论上可获得，D正确；故答案选D。 【变式2-2】（25-26高一上·江苏扬州·期末）氢能是清洁能源，利用太阳能热化学循环分解水制氢原理如图所示，过程Ⅰ需高温条件，过程Ⅱ需加热条件。下列说法不正确的是 A．过程Ⅰ中化合价发生变化的元素是Fe、O B．过程Ⅱ的化学方程式为 C．该原理主要利用太阳能为能源，最终实现了水的分解 D．该循环中，铁的氧化物起到传递铁原子的作用 【答案】D 【解析】A．过程Ⅰ中Fe3O4转化为FeO和O2，Fe的化合价降低，O的化合价升高，过程Ⅰ中Fe和O化合价发生变化，A正确；B．根据图示可知：过程Ⅱ的反应为FeO、H2O反应产生Fe3O4、H2，该反应的化学方程式为，B正确；C．过程Ⅰ的反应为，由过程Ⅰ方程式与过程Ⅱ方程式乘2相加可得总反应为，主要利用太阳能为能源，最终实现了水的分解，C正确；D．该循环中，铁的氧化物实际上是作为“氧载体”传递氧原子，D错误；故答案选D。 【变式2-3】（25-26高一上·江苏·阶段检测）纳米Fe3O4(粒子直径介于1~100nm)在生物、医学等方面有广泛用途，将其分散在液态载液中可得到纳米Fe3O4磁流体。下列有关说法正确的是 A．纳米Fe3O4的摩尔质量为232g B．纳米Fe3O4为黑色粉末，具有磁性 C．纳米Fe3O4磁流体是混合物，属于溶液 D．当光束通过纳米Fe3O4固体时会出现丁达尔效应 【答案】B 【解析】A．摩尔质量的单位是g/mol，A错误；B．纳米Fe3O4为黑色粉末，具有磁性，B正确；C．纳米Fe3O4磁流体是混合物，属于胶体，C错误；D．丁达尔效应是胶体的性质，当光束通过纳米Fe3O4固体时不会出现，D错误；故选B。 ▌题型03 铁的氢氧化物的性质及其制备 1.铁的氢氧化物的化学性质 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色、状态 白色固体 红褐色固体 溶解性 不溶于水 不溶于水 与H＋反应的离子方程式 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 稳定性 不稳定，易被O2氧化成红褐色的Fe(OH)3 不稳定、受热易分解：2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 2.铁的氢氧化物的制备 Fe(OH)2 Fe(OH)3 操作 现象 产生白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 生成红褐色沉淀 化学方程式 FeSO4＋2NaOH=== Fe(OH)2↓＋Na2SO4，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl 实验 结论 均可由对应的可溶性盐与碱溶液反应制得；在空气中Fe(OH)2极易被氧化为Fe(OH)3，制备Fe(OH)2前尽可能使用不含氧气的溶液 3．Fe(OH)2制备的改进 Fe(OH)2具有强的还原性，极易被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3，因此实验室在制备Fe(OH)2时，要注意隔绝空气。常采取以下方法： 方法一：有机覆盖层法 将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应，如右图所示 方法二：还原性气体保护法 用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀，如右图所示 【典例3】（25-26高一上·江苏南京·阶段检测）探究性学习小组利用如图所示方案制备Fe(OH)2沉淀。下列说法不正确的是 A．①装置中可能发生反应：4Fe2++8OH-+2H2O+O2=4Fe(OH)3 B．②装置中苯的作用是隔绝空气中的氧气 C．③装置中长滴管的作用是防止滴入NaOH溶液时将空气中氧气带入FeSO4溶液 D．④装置开始反应时应关闭止水夹a，一段时间后再打开止水夹a 【答案】D 【解析】A．装置①中NaOH与FeSO4发生复分解反应，生成Fe(OH)2和Na2SO4，而Fe(OH)2很快又被氧气氧化生成Fe(OH)3，反应的离子方程式为4Fe2++8OH-+2H2O+O2=4Fe(OH)3，A正确；B．装置②中，在FeSO4溶液中滴加苯，苯的密度小于水，浮在溶液上层，可起到隔绝空气中的氧气的作用，B正确；C．装置③中，铁粉可防止Fe2+被氧化为Fe3+，长滴管插入液面下，可防止NaOH在滴落时将空气中的氧气带入FeSO4溶液中，C正确；D．装置④中，反应开始时先打开止水夹a，当Fe粉与稀硫酸反应一段时间生成较多H2，将体系中的空气排尽，一段时间后再关闭止水夹a，试管A中压强增大，将试管A中的FeSO4溶液压入试管B中，与NaOH溶液反应生成氢氧化亚铁沉淀，D错误；故选D。 【变式3-1】（25-26高一上·江苏启东·阶段检测）为了长时间观察到白色固体，设计下列4个实验，下列有关说法正确的是 A．实验A：关闭之前的操作是：在锥形瓶的小导气管出口点燃氢气，检验氢气的纯度 B．实验B：铁粉与滴入的稀硫酸反应产生的氢气可以排尽装置内的空气，再挤压长胶头滴管 C．实验C：由绿矾()配制硫酸亚铁溶液时，应将绿矾溶解在沸水中，但不能搅拌 D．实验D：溶液上方的苯层用于隔绝空气，也可以把苯换成四氯化碳 【答案】B 【分析】要较长时间观察到白色氢氧化亚铁沉淀，需要把装置内的空气或溶液中的溶解氧排尽。 【解析】A．检验氢气的纯度应该在出口处收集一试管氢气，再将试管口靠近酒精灯点燃，A错误；B．铁与稀硫酸生成氢气，首先利用氢气将体系内的空气排尽，再挤压长胶头滴管，可以在较长时间内观察到白色氢氧化亚铁沉淀，B正确；C．由绿矾配制硫酸亚铁溶液时，应将绿矾溶解在硫酸中，防止亚铁离子水解，同时要加入少量铁粉，防止亚铁离子被氧化；绿矾溶解在沸水中，容易导致其被迅速氧化，C错误；D．四氯化碳的密度比水大，会处于溶液下方，不能隔绝空气，因此不能把苯换成四氯化碳，D错误；故选B。 【变式3-2】（25-26高一上·江苏·期中）把少量废铁屑溶于过量稀硫酸中，过滤、除去杂质，在滤液中加入适量硝酸，再加入适量的氨水，有红褐色沉淀生成。过滤，加热沉淀物至质量不再发生变化，得到红褐色的残渣。上述沉淀和残渣分别为（   ） A．Fe(OH)3、Fe2O3 B．Fe(OH)2、FeO C．Fe(OH)2、Fe(OH)3；Fe3O4 D．Fe2O3、Fe(OH)3 【答案】A 【解析】Fe和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，除去杂质，滤液中的亚铁离子被硝酸氧化成Fe3+，加入氨水生成红褐色的Fe(OH)3沉淀，Fe(OH)3受热分解成红褐色的Fe2O3和水，故沉淀是Fe(OH)3，红褐色残渣是Fe2O3。答案选A。 【变式3-3】（24-25高一下·江苏苏州·期中）某化学实验小组拟用铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液和如图所示的装置来制备氢氧化亚铁，下列说法不正确的是 A．装置甲中放入铁粉、稀硫酸，装置乙中盛放氢氧化钠溶液 B．装置甲中铁粉应稍过量，以防止被氧化 C．实验开始阶段，应把弹簧夹和都打开 D．一段时间后，关闭弹簧夹和，在乙中生成大量白色絮状沉淀 【答案】D 【分析】根据题干信息，利用左图制备硫酸亚铁，用右图装置制备氢氧化亚铁，则甲中药品为：铁粉和稀硫酸，B中为氢氧化钠溶液，结合装置分析可知，实验开始阶段，应把弹簧夹K1和K2都打开，利用反应生成氢气排净装置中的空气，可以收集K2处的气体检验是否是纯净的氢气，将仪器中的空气排尽后，然后关闭K1，利用生成的氢气在装置甲中压强增大，把硫酸亚铁溶液压入装置乙的氢氧化钠溶液中，反应生成白色氢氧化亚铁白色沉淀，可观察到氢氧化亚铁的颜色为白色沉淀，据此分析解答。 【解析】A．结合装置分析可知，甲中药品为：铁粉和稀硫酸，乙中为氢氧化钠溶液，A正确；B．根据性质：，则在装置甲中铁粉稍过量时，可以有效防止被氧化，B正确；C．由于和都易被空气氧化，所以实验开始阶段，应把弹簧夹和都打开，利用反应生成氢气排净装置中的空气，C正确；D．要生成时，需要关闭弹簧夹K1，一段时间后生成的氢气使甲中压强增大，把硫酸亚铁溶液压入乙中，反应生成白色沉淀，但不能同时关闭弹簧夹K2，防止装置内压强过大发生爆炸产生危险，D错误；故答案为：D。 ▌题型04 铁盐、亚铁盐的性质 1．常见的铁盐有Fe2(SO4)3、FeCl3等，在溶液中为黄色，由Fe3＋的化合价可知铁盐具有氧化性。 2．常见的亚铁盐有FeSO4、FeCl2等，在溶液中为浅绿色，由Fe2＋的化合价可知亚铁盐既有氧化性，又有还原性。 【典例4】（25-26高一上·江苏南京·期末）从某含有、、的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下，则下列说法正确的是 A．试剂a是铁、试剂b是稀硫酸 B．操作、操作、操作所用仪器相同 C．用酸性溶液可检验溶液W中是否还有 D．试剂c是氯气，相应的反应为 【答案】D 【分析】向含有、、的工业废液中加入试剂a的作用是将Cu2+还原为Cu，同时将Fe3+还原为Fe2+，加入过量的Fe粉可以实现，过滤后得到的滤液X为FeCl2溶液，滤渣Y为Fe和Cu的混合物，为分离Fe和Cu，且最终要制备FeCl3，试剂b应为盐酸，过滤后可得纯Cu，滤液Z仍为FeCl2溶液，试剂c的作用是将Fe2+氧化为Fe3+，同时不引入新杂质，Cl2是最合适的氧化剂，操作Ⅲ中将FeCl3溶液蒸发浓缩、冷却结晶可以得到氯化铁晶体。 【解析】A．根据上述分析，试剂a是铁粉，但试剂b应为盐酸而非稀硫酸，A错误；B．根据上述分析，操作Ⅰ和操作Ⅱ均为过滤，需要漏斗、烧杯、玻璃棒；操作Ⅲ是蒸发浓缩、冷却结晶，需要蒸发皿、酒精灯、玻璃棒；操作Ⅲ与操作Ⅰ和操作Ⅱ所用仪器不同，B错误；C．溶液W中含有Cl-，而酸性KMnO4溶液不仅能氧化Fe2+，还能氧化Cl-，因此，即使溶液中无Fe2+，KMnO4溶液也可能因氧化Cl-而褪色，无法准确判断Fe2+是否存在，C错误；D．根据上述分析，滤液X和滤液Z均为FeCl2溶液，合并后需将Fe2+氧化为Fe3+，Cl2是最佳选择，反应方程式为：，该反应符合要求，且不引入新杂质，D正确；故选D。 【变式4-1】（25-26高一下·江苏宿迁·期中）次氯酸钠与铁铵矾反应用于制备高铁酸盐。下列反应的离子方程式正确的是 A．向铁铵矾溶液中滴入少量氨水： B．向铁铵矾溶液中通入气体： C．强碱性条件下，制备： D．向铁铵矾溶液中加入过量溶液： 【答案】B 【解析】A．氨水为弱电解质，在写离子方程式的时候，不能被拆分为和，正确离子方程式为，A错误；B． 具有氧化性，具有还原性，二者发生氧化还原反应生成、单质和，该离子方程式正确，B正确；C．强碱性条件下不会大量存在，且铁铵矾中的会与反应，正确的离子方程式为，C错误；D． 过量时，会与反应生成，正确的离子方程式为，D错误；故答案选B。 【变式4-2】（25-26高一下·江苏盐城·期末）下列实验能达到目的的是 选项 实验目的 实验操作及现象 A 验证氧化性： 向溶液中滴加硫酸酸化的溶液，溶液变黄 B 能否催化分解 向溶液中滴加溶液，有气泡产生 C 和KI的反应为可逆反应 向溶液中滴加KI溶液，再滴加几滴KSCN溶液，溶液变为红色 D 具有还原性 向盛有溶液的试管中加入过量铁粉，充分反应后静置，滴加KSCN溶液无明显变化；静置，取上层清液滴加几滴氯水，溶液变红 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【解析】A．酸性条件下也具有强氧化性，可将氧化为使溶液变黄，无法证明氧化性，A错误；B．可将氧化为，也可催化分解产生气泡，无法证明是起催化作用，B错误；C．实验中过量，反应后仍有剩余的，遇变红，无法证明反应为可逆反应，C错误；D．过量铁粉将完全还原为，加无现象，滴加氯水后被氯水氧化为使溶液变红，证明具有还原性，D正确；故选D。 【变式4-3】（25-26高一下·江苏苏州·阶段检测）常温下，在溶液中滴加少量稀盐酸，溶液变为浅黄色。下列有关推断错误的是 A．、、、不能大量共存 B．在上述浅黄色溶液中滴加少量溶液，紫色褪去，证明有剩余 C．在上述浅黄色溶液中滴加少量KSCN溶液，溶液呈红色 D．溶液与稀盐酸反应的离子方程式： 【答案】B 【解析】A．酸性条件下具有强氧化性，可将氧化为，不能大量共存，A正确；B．溶液中含有，酸性条件下也可与发生反应使紫色褪去，无法证明有剩余，B错误；C．溶液呈浅黄色说明反应生成了，与结合使溶液呈红色，C正确；D．在酸性条件下被氧化的离子方程式符合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，D正确；故选B。 ▌题型05 Fe3+和Fe2+的检验 1．只含Fe2＋或Fe3＋的溶液的检验 (1)直接观察法 (2)加NaOH溶液沉淀法 (3)加KSCN溶液显色法 [注意]　Fe3＋与SCN－作用后的“溶液”显红色，并不是生成沉淀。 (4)强氧化剂法 [注意]　(1)加KSCN溶液前，不能加氧化性试剂，防止Fe2＋被氧化，如H2O2、NO(H＋)等。 (2)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Fe(SCN)3的红色有干扰。 (3)用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋时，注意阴离子Cl－的干扰。 2．同时含有Fe2＋和Fe3＋的溶液的检验 Fe2＋对检验Fe3＋无干扰，可以滴加KSCN溶液检验Fe3＋；Fe3＋对检验Fe2＋有干扰，不能先氧化再加KSCN溶液检验Fe2＋，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]　Fe2＋与K3[Fe(CN)6]溶液反应产生蓝色沉淀，所以可以用K3[Fe(CN)6]溶液检验Fe2＋的存在(尤其是Fe3＋溶液中是否含Fe2＋)。 【典例5】（2026高一下·江苏·学业考试）证明某溶液中只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是 ①先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色 ②先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色 ③滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后变灰绿，最后呈红褐色 ④只需滴加KSCN溶液 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 【答案】B 【解析】方法①先滴加氯水会氧化Fe2＋为Fe3＋，再滴加KSCN显红色无法区分原溶液是否含Fe3＋，错误；方法②先滴加KSCN不显红色证明无Fe3＋，再滴加氯水显红色证明有Fe2＋被氧化，正确；方法③滴加NaOH产生白色沉淀变灰绿最后红褐色，表明有Fe2＋且无Fe3＋；正确；方法④只滴加KSCN仅能检测Fe3＋，无法验证Fe2＋存在错误；故选B。 【变式5-1】（25-26高一下·江苏常州·阶段检测）下列中学常见实验的现象或表述正确的是 A．过量的铁投入到一定量的稀硝酸中，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液，溶液显血红色 B．制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁 C．检验红砖中的氧化铁成分，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滴即可 D．向FeCl2和FeCl3混合溶液中加入酸性高锰酸钾溶液可鉴别Fe2+ 【答案】C 【解析】A．过量Fe与稀硝酸反应时，生成的会被过量的Fe还原为，滴加KSCN溶液无明显现象，A错误；B．制备氢氧化亚铁时搅拌会带入空气，将氧化为，无法得到白色的氢氧化亚铁，B错误；C．红砖中的氧化铁与盐酸反应生成，遇KSCN溶液显红色，可检验氧化铁成分，C正确；D．混合溶液中的也具有还原性，会与酸性条件下的反应使其褪色，无法鉴别，D错误；故答案选C。 【变式5-2】（25-26高一下·江苏无锡·期末）探究含铁化合物性质的实验如下： 步骤Ⅰ：取一定量溶液分为两等份，向一份中滴加3滴溶液和2滴淀粉溶液后变蓝；向另一份中滴加溶液后变血红色。 步骤Ⅱ：向血红色溶液中加入固体，振荡，红色褪去变为无色（生成了）。 步骤Ⅲ：向步骤Ⅱ所得无色溶液中滴加3滴溶液和2滴淀粉溶液，未变蓝。 下列说法不正确的是 A．步骤Ⅰ中溶液变蓝发生的反应为 B．中和原子上均有孤电子对 C．对比步骤Ⅰ、Ⅱ，说明与的配位能力： D．步骤Ⅲ中未变蓝可能是的氧化性比的氧化性弱 【答案】C 【分析】本实验分三步探究的氧化性质与配位作用，步骤Ⅰ将溶液均分，一份加、淀粉变蓝，证明可氧化生成；另一份加显血红色，说明能与形成红色配离子；步骤Ⅱ向红色溶液加入，红色褪去生成稳定无色配离子，说明可取代配离子中的；步骤Ⅲ向含的无色溶液加、淀粉不变蓝，说明难以氧化，氧化性弱于游离。. 【解析】A．步骤Ⅰ淀粉变蓝说明生成，氧化，离子方程式，A正确；B．的结构中S原子和N原子最外层均存在未参与成键的孤电子对，均可作为配位原子，B正确；C．步骤Ⅱ向与形成的红色配离子中加入，夺走生成更稳定的，红色消失，说明与的配位结合能力强于，即配位能力，C错误；D．步骤Ⅰ游离能氧化使淀粉变蓝，步骤Ⅲ中被络合为后无法氧化，证明氧化性弱于，D正确；故选C。 【变式5-3】（24-25高一下·江苏苏州·期中）为探究某食品包装袋内一小包脱氧剂中的还原铁粉是否变质，取少量样品溶于盐酸，再进行下列实验，下列结论正确的是 A．若滴加KSCN溶液，溶液未变红，说明铁粉没有变质 B．若加入铜粉，充分反应后溶液变为蓝色，说明铁粉已经变质 C．若依次滴加氯水、KSCN溶液，溶液变红，说明铁粉部分变质 D．若滴加KSCN溶液，溶液未变红，再滴加氯水，溶液变红，说明铁粉全部变质 【答案】B 【分析】粉变质生成，盐酸与单质铁反应，反应生成氢气和亚铁离子，还原铁粉溶于稀盐酸时，溶液中含有或二者都有，用溶液检验，具有还原性，能被强氧化剂氧化，实验室采用酸性高锰酸钾溶液或者氯水等氧化，据此分析解答。 【解析】A．若滴加溶液，溶液未变红，说明溶液中无，但是铁粉有可能被已经变质生成，A错误；B．加入铜粉，充分反应后溶液变为蓝色，说明发生了反应：，由于盐酸与铁反应只能生成亚铁，说明铁粉已经变质成了，B正确；C．氯水具有强氧化性，可以把亚铁离子氧化为铁离子，亚铁离子来源可能是铁与盐酸反应，故不能确定是部分氧化还是全部氧化还是没有被氧化，C错误；D．若滴加溶液，溶液未变红，再滴加氯水，溶液变红，说明溶液中不含铁离子，含有亚铁离子，亚铁离子来源可能是铁与盐酸反应，D错误；故选B。 ▌题型06 铁及其化合物之间的价类二维图及其应用 1．铁元素的“价—类”二维图 2．从物质分类的角度理解铁及其化合物的性质 (1)FeO、Fe2O3是金属氧化物，分别溶于稀硫酸反应的离子方程式：FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O、Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。 (2)Fe(OH)2和Fe(OH)3属于碱，分别溶于稀盐酸反应的离子方程式：Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O、Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O。 (3)FeCl2、Fe2(SO4)3都属于盐，能和碱发生反应生成氢氧化物沉淀。如：FeCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl；Fe2(SO4)3＋6NaOH===2Fe(OH)3↓＋3Na2SO4。 3．从化合价的角度理解铁及其化合物的性质 (1)Fe2O3具有氧化性。 如3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2。 (2) 如：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－； 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O； ＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。 (3) 如：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋； 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。 4．Fe、Fe3+和Fe2+的相互转化：“铁三角” 5．“铁三角”转化关系的应用 (1)含Fe2＋、Fe3＋的分离、除杂方法(括号内为杂质) ①FeCl3溶液(FeCl2)：加足量氯水或通入足量Cl2。 ②FeCl2溶液(FeCl3)：加足量铁粉，充分反应后过滤。 ③FeSO4溶液(CuSO4)：加足量铁粉，充分反应后过滤。 ④除去废水中Fe2＋，先将废水中的Fe2＋氧化为Fe3＋(如通入Cl2或加入H2O2)，再调节溶液的pH，使Fe3＋转化为红褐色的Fe(OH)3沉淀过滤除去。 (2)离子的共存问题 ①Fe3＋与I－、S2－等还原性离子不能大量共存。 ②Fe2＋与MnO(H＋)、NO(H＋)、ClO－等氧化性离子不能大量共存。 【典例6】（25-26高一下·江苏常州·阶段检测）“价类二维图”是学习元素及其化合物的重要模型和工具。如图为铁元素的“价类二维图”，其中箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法正确的是 A．铁粉与水蒸气在高温条件反应可以实现转化① B．Fe2O3在水中溶解可实现转化⑥ C．Fe与少量氯气反应可实现转化⑦ D．由转化⑤可预测高铁酸盐是一种高效优良的净水剂 【答案】D 【解析】A．铁与水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气，A错误；B．氧化铁不溶于水，不能与水反应生成氢氧化铁，B错误；C．氯气氧化性较强，点燃条件下氯气和Fe反应生成氯化铁，C错误；D．由图可知，高铁酸盐中铁的价态为+6价，具有强氧化性，可以起到杀菌消毒的作用，其还原产物铁离子能水解产生氢氧化铁胶体、具有很强的吸附性能，吸附水中的固体悬浮物并使之沉降从而达到净水的目的，是一种高效优良的净水剂，D正确； 故选D。 【变式6-1】（25-26高一下·江苏常州·期中）明代《徐光启手迹》中记载了硝酸的制备方法，即将原料隔绝空气煅烧后，进一步转化，可得硝酸。其主要物质转化流程如下： 下列有关说法不正确的是 A．煅烧时得到的气体X可能为 B．煅烧生成的可用作红色的油漆和涂料 C．由蒸馏过程发生的反应可推测的酸性比的强 D．上述转化流程中依次发生分解反应、化合反应和复分解反应 【答案】C 【解析】A．隔绝空气煅烧时，Fe元素化合价从+2升高到+3，根据氧化还原反应化合价有升必有降的规律，S元素化合价需降低，可从+6价降为+4价得到，A正确；B．为红棕色固体，俗称铁红，可用作红色油漆和涂料，B正确；C．蒸馏过程利用的是高沸点酸制备低沸点酸的原理，只能说明沸点高于，无法比较二者酸性强弱，C错误；D．煅烧生成、和气体的反应为分解反应，与反应生成为化合反应，浓与蒸馏制的反应为复分解反应，反应类型依次对应，D正确；故答案选C。 【变式6-2】（24-25高一上·江苏南京·阶段检测）“价类二维图”是从元素化合价和物质所属类别两个维度认识元素及其化合物性质的坐标图.下图是铁元素的“价类二维图”，下列说法不正确的是 A．b点所示物质在一定条件下可以转化为a点所示物质 B．a点所示物质与硝酸银溶液反应可生成d点所示物质 C．c点所示物质的化学式为Fe(OH)3 D．f点所示物质有多种，如FeSO4、FeCl2等 【答案】B 【分析】根据价类二维图的横纵坐标含义（纵坐标为铁元素化合价，横坐标为物质类别），推导各点物质：a点：铁化合价为0，物质类别为单质，因此a是单质；b点：铁化合价为+3，物质类别为氧化物，因此b是+3价铁的氧化物；e：同氧化物类别的e点，铁为+2价，对应；c点：铁化合价为+3，物质类别为碱，因此c是+3价铁的碱；d点：铁化合价为+3，物质类别为盐，因此d是+3价铁盐；f点：铁化合价为+2，物质类别为盐，因此f是+2价亚铁盐。 【解析】A．b是，可以通过高温还原反应（如）得到单质铁（a点物质），转化可以实现，A正确；B．a是单质铁，铁和硝酸银溶液发生置换反应时，铁只能被氧化为+2价亚铁，生成+2价的硝酸亚铁（属于f点类别的物质，不是d点+3价铁盐），反应为：，无法直接得到d点物质，B错误；C．c是+3价铁对应的碱，铁为+3价，氢氧根为-1价，化学式符合推导，C正确；D．f是+2价亚铁对应的盐，酸根阴离子可以不同，、中铁均为+2价，都属于亚铁盐，符合f点的定义，D正确；故选B。 【变式6-3】（25-26高一上·江苏无锡·期末）向1 L 2.0 mol/L FeSO4溶液中同时通入O2和SO2，反应如图所示。下列叙述正确的是 A．该体系最多吸收1 mol O2和4 mol SO2 B．铁元素在反应Ⅰ中被还原，在反应Ⅱ中被氧化 C．随着反应的进行，溶液的pH不断减小 D．每吸收22.4 L SO2，同时产生个 【答案】C 【分析】由图可知，反应Ⅰ为：4FeSO4+ O2+2H2SO4=2 Fe2(SO4)3+2H2O，反应Ⅱ为Fe2(SO4)3+ SO2+2H2O=2 FeSO4+2H2SO4，总反应为：2SO2+ O2+2H2O =2H2SO4。 【解析】A．由总反应方程式可知，体系吸收1 mol氧气时，最多吸收2 mol二氧化硫，A错误；B．由方程式可知，反应Ⅰ中铁元素的化合价升高被氧化，反应Ⅱ中铁元素的化合价降低被还原，B错误；C．由总反应方程式可知，随着反应的进行，溶液中氢离子的浓度不断增大，溶液的pH不断减小，C正确；D．缺标准状况，无法利用22.4 L/mol计算22.4L二氧化硫的物质的量和反应生成亚铁离子的数目，D错误；故选C。 ▌题型07 工艺流程题中铁及其化合物 化工流程题中经常涉及阳离子的分离与除杂，若其他金属阳离子中混有Fe2＋、Fe3＋，一般选择合适氧化剂，将Fe2＋氧化为Fe3＋，然后调节溶液的pH，使Fe3＋转化成Fe(OH)3沉淀而除去。 具体方法如下： (1)除去Zn2＋(或Cu2＋、或Mg2＋)中混有的Fe3＋的方法。 向混合溶液中加入ZnO、ZnCO3、Zn(OH)2[或CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3][或MgO、MgCO3、Mg(OH)2]中的一种，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化成Fe(OH)3沉淀而除杂。 (2)除去Zn2＋(或Cu2＋、Mg2＋)中混有的Fe2＋的方法。 先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3＋。 【典例7】（25-26高一下·江苏扬州·期末）一种利用废旧镀锌铁皮制备磁性纳米粒子的工艺流程如图所示。已知。下列有关说法正确的是 A．纳米属于胶体 B．“碱洗”主要目的是去除废旧镀锌铁皮表面的油污 C．“氧化”时发生反应的离子方程式为 D．“氧化”后的溶液中金属阳离子主要有、 【答案】C 【解析】A．胶体是分散质粒子直径为1~100nm的分散系，属于混合物，纳米是纯净物，不属于胶体，A错误；B．结合题干给出的与的反应可知，碱洗的主要目的是溶解镀锌层去除，而非仅去除油污，B错误；C．酸溶后溶液为酸性环境，被氧化为，被还原为，该离子方程式满足得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，C正确；D．中含有+2价，因此氧化时仅将部分氧化为，氧化后溶液中还存在大量，D错误；故答案选C。 【变式7-1】（25-26高一上·江苏南通·期中）工业上以铬铁矿渣(主要成分为，含有少量杂质)为原料制的工艺流程如图所示。 已知：中铁元素为+2价，煅烧后生成和 下列说法正确的是 A．“煅烧”时每消耗，则需消耗 B．“水浸”后分离出和MgO的实验操作须用到玻璃棒、容量瓶、烧杯 C．“酸化”时，发生的反应为氧化还原反应 D．“还原”时发生的反应为 【答案】A 【分析】铬铁矿渣(主要成分为，含有少量杂质)加入碳酸钠和氧气煅烧后生成二氧化碳、MgO、和，加水除去不溶于水的MgO和，加入稀硫酸将转化为，加入过氧化氢后，+6价Cr被还原为+3价，即得到。 【解析】A．中铁元素为+2价、Cr为+3价，反应中Fe和Cr化合价均升高，因此“煅烧”中氧气为氧化剂，失去1+2×3=7mol电子，则氧气共得到7mol电子，每个氧原子得2个电子，则消耗氧气的物质的量为1.75mol，A正确；B．“水浸”过程为过滤操作，需使用玻璃棒、漏斗、烧杯，无需使用容量瓶，B错误；C．“酸化”为转化为，化合价均不变，非氧化还原反应，C错误；D．“还原”时，+6价Cr被还原为+3价，过氧化氢被氧化为氧气，离子方程式为，D错误；故答案为A。 【变式7-2】（25-26高一下·江苏镇江·期中）从炼钢粉尘(主要含，，)中提取铝、铜并制备绿矾()的流程如图。 下列说法正确的是 A．滤渣Ⅰ的主要成分为和 B．酸浸Ⅱ中加入稀硫酸的目的是除去滤渣Ⅱ中Fe，得到Cu C．滤液Ⅰ通入过量的离子方程式： D．滤液Ⅱ通过蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、灼烧可得到产品 【答案】B 【分析】碱浸时，与反应生成可溶性，、不反应，形成滤渣Ⅰ；滤液Ⅰ通入过量，转化为滤渣Ⅲ，滤渣Ⅲ为沉淀，经处理得到Al；向滤渣Ⅰ加稀硫酸酸浸，金属氧化物转化为硫酸盐，溶液含、、,加入，将还原为，置换为，与反应生成；过滤得滤渣Ⅱ和滤液Ⅱ，向滤渣Ⅱ加稀硫酸酸浸，Fe溶解为，不溶，滤液为溶液，可与滤液Ⅱ合并用于制备绿矾，滤液Ⅱ经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到，据此分析。 【解析】A．碱浸时、不与反应，滤渣Ⅰ的主要成分为和，不是氢氧化物，A错误；B．滤渣Ⅰ酸浸后得到、溶液，加入过量还原、置换出，因此滤渣Ⅱ为和过量；加入稀硫酸，与稀硫酸反应溶解，不反应，过滤即可得到，B正确；C．滤液Ⅰ含四羟基合铝酸钠，通入过量时，产物应为，不是，正确离子方程式为：，C错误；D．绿矾带结晶水，灼烧会使结晶水失去，且易被氧化，不能灼烧，操作应为蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥，不需要灼烧，D错误；故答案选B。 【变式7-3】（25-26高一下·江苏南京·期中）一种黄铜矿(主要成分为，还含有)的处理工艺流程如下： 已知“焙烧”后所得固体为、、、，所得混合气中含，不含含硫气体。 下列说法正确的是 A．“焙烧”后所得、、的物质的量均相等 B．为防止混合气直接排放到空气中污染环境，可以用碱石灰吸收混合气 C．溶液Y中所含溶质为 D．将固体X用足量稀硝酸浸泡后，过滤可以得到单质铜 【答案】C 【分析】起始原料为黄铜矿和硫酸铵，通入空气焙烧，硫元素全部转化为硫酸盐，焙烧后固体为硫酸铜、氧化铜、硫酸铁、二氧化硅；水浸后，可溶性的硫酸铜、硫酸铁进入滤液，不溶性的氧化铜、二氧化硅为滤渣；向滤液中加入过量铁粉，铁先与铁离子反应生成亚铁离子，再与铜离子反应生成铜单质和亚铁离子，固体X为过量铁和生成的铜，溶液Y溶质为硫酸亚铁。 【解析】A．黄铜矿中铜元素与铁元素物质的量之比为1:1，焙烧后铜元素分布于硫酸铜、氧化铜中，铁元素全部存在于硫酸铁中，1mol铁对应0.5mol硫酸铁，三种物质物质的量不可能相等，A错误；B．混合气体中含氨气，碱石灰为碱性干燥剂，无法吸收氨气，不能处理该污染性气体，B错误；C．滤液中铜离子、铁离子与过量铁粉反应，全部转化为亚铁离子，溶液中溶质仅为硫酸亚铁，C正确；D．稀硝酸具有强氧化性，可与铁、铜单质反应生成可溶性硝酸盐，无法得到单质铜，D错误；故选C。 ▌题型08 守恒法在有关铁及其化合物计算中的应用 第一步：守恒法在铁及其化合物计算中的应用，主要体现在以下几个方面： 1. 元素守恒（质量守恒） 原理：反应前后，元素的质量不变。 应用：适用于涉及铁元素在不同化合物之间转化的计算。 2. 电子守恒 原理：在氧化还原反应中，氧化剂得到的电子总数等于还原剂失去的电子总数。 应用：适用于涉及铁元素价态变化的氧化还原反应计算。 3. 电荷守恒 原理：在电解质溶液中，正电荷总数等于负电荷总数。 应用：适用于涉及铁及其化合物在溶液中反应的计算，特别是当溶液中存在多种离子时。 第二步：提炼守恒法应用的解题步骤 1. 审题：明确反应过程，找出关键反应物和生成物。 2. 确定守恒类型：根据题目特点，判断适用哪种守恒原理（元素守恒、电子守恒或电荷守恒）。 3. 建立守恒关系：根据确定的守恒类型，列出反应前后守恒量的数学表达式。 4. 求解：解方程，得出答案。 第三步：总结守恒法应用的注意事项 元素守恒：注意铁元素在不同化合物中的存在形式，确保不遗漏、不重复。 电子守恒：准确判断铁元素的价态变化，以及氧化剂、还原剂的电子转移情况。 电荷守恒：注意溶液中所有离子的电荷，确保不遗漏任何离子。 通过以上步骤，可以系统地掌握守恒法在铁及其化合物计算中的应用方法。 【典例8】（25-26高一上·江苏·阶段检测）向含有溶液中逐渐加入铁粉至过量；溶液中金属阳离子a、b的物质的量与所加铁粉的物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)，下列有关判断正确的是 A．a表示的关系曲线 B．P点时， C． D．向P点溶液中加入铜粉，最多可溶解6.4 g 【答案】B 【分析】在含有的溶液中，能被氧化，，此时Fe元素只能以形式存在；当溶液中的完全反应后，过量的Fe继续与反应生成，，则a表示的关系曲线，b表示的关系曲线。 【解析】A．根据分析可知，a表示的关系曲线，A错误；B．根据反应，完全反应生成，此时消耗0.25 mol铁，即。P点时的物质的量相等，设从这一阶段消耗铁的物质的量为。 反应中，消耗的，生成，则有，解得。 所以P点时，B正确；C．当溶液中完全转化为时，该点为。根据反应，将点生成的完全转化需要消耗Fe的物质的量为。因此，点消耗Fe的总物质的量为，C错误；D．P点时，向P点溶液中加入铜粉，发生反应，根据化学计量关系可知，最多可溶解铜的物质的量为，其质量为，D错误；故选B。 【变式8-1】（25-26高一上·江苏·期末）向一定物质的量浓度的稀硝酸中逐渐加入铁粉，溶液中和加入之间的关系图正确的是 A．B．C．D． 【答案】A 【解析】在稀硝酸中逐渐加入铁粉，硝酸过量，第一步产生的是：，第二步是与反应：2Fe3++Fe=3Fe2+，根据反应方程式可知，溶液中和加入之间的关系图为A，故答案为A。 【变式8-2】（24-25高一上·江苏南京·期中）向100 mL Fe2(SO4)3和CuSO4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如图所示。忽略溶液体积的变化，下列说法正确的是 A．a点时溶液中阳离子仅为Cu2+和Fe2+ B．b点时溶液中发生的反应为Fe+Cu2+=Cu+Fe2+ C．c点时溶液中溶质的物质的量浓度为0.1 mol·L-1 D．原溶液中Fe2(SO4)3和CuSO4的物质的量浓度之比为1∶1 【答案】B 【分析】溶液中、的氧化性，因此加入铁粉时，先发生反应①，该过程无固体剩余，完全反应后，再发生反应②，该过程生成固体铜，完全反应后，再加入铁粉不再反应，固体剩余物质量增加量等于加入铁粉的质量，结合图像计算，即发生反应①，可得，即，：加入的物质的量为，发生反应②，恰好完全反应时生成，生成铜的质量为，因此得到铜的物质的量为，即，加入铁粉质量大于后，、均完全反应，不再发生反应，据此分析： 【解析】A．点在区间，未完全反应，溶液中阳离子为、、，A错误；B．点在区间，发生反应，B正确；C．点溶质为，总，溶液体积为，，C错误；D．同体积溶液，浓度之比等于物质的量之比，，D错误；答案选B。 【变式8-3】（24-25高一上·江苏泰州·月考）向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入100mL1mol/L的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出224mL(标准状况下)的气体。所得溶液中加入KSCN溶液无红色出现，混合物中铁元素的质量分数为 A．81.4% B．77.8% C．68.6% D．无法计算 【答案】A 【解析】向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入100mL1mol/L的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出224mL(标准状况下)的气体，最终生成FeCl2、H2O、H2。n(H2)==0.01mol，n(FeCl2)==0.05mol，依据氢元素守恒，生成H2O的物质的量为-0.01mol=0.04mol，混合物中所含氧元素的质量为0.04mol×16g/mol=0.64g，含Fe元素的质量为0.05mol×56g/mol=2.8g，则混合物中铁元素的质量分数为≈81.4%，故选A。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $