第三章 第2讲 铁及其重要化合物（讲义及作业）2027届高三化学·大一轮复习

该高中化学高考复习讲义围绕铁及其重要化合物，覆盖铁的性质、氧化物、氢氧化物、盐的性质与检验及转化应用等核心考点，按“性质-类别-转化”逻辑架构，通过考点梳理、方法指导、真题训练，帮助学生突破难点，体现复习系统性和针对性。 讲义融合化学观念与科学思维，以价类二维图构建转化关系，设计Fe(OH)₂制备防氧化等探究实验，设置分层练习，培养学生探究能力与解题技巧，为教师把控复习节奏提供支撑，有效提升学生应考能力。

大一轮·化学 第2讲 铁及其重要化合物 考点一 铁的主要性质及应用 1．铁元素的存在、使用及物理性质 存在 铁在自然界中既可以以单质的形态(陨铁)存在，也可以以化合物的形态存在，其主要化合价有＋2价和＋3价，地壳中铁元素的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位 使用历史 人类最早使用的铁是陨铁，我国在春秋初年掌握了冶铁技术，在战国中期铁制工具得到了广泛使用 工业炼铁的原理 用还原剂把铁矿石中的铁提炼出来，如用CO还原Fe2O3 原子结构 铁位于元素周期表第四周期第Ⅷ族，原子结构示意图为，在化学反应中易失去2个或3个电子而表现为＋2价或＋3价。 物理性质 纯铁具有银白色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，其导电性比铜、铝差，具有能被磁铁吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力 2．铁的化学性质 铁是较活泼的金属，发生化学反应时可生成＋2、＋3两种价态的化合物，且Fe3+比Fe2+稳定。在一定条件下，铁作为还原剂能与某些非金属单质、酸和盐溶液反应 ①铁与氧化性较弱的氧化剂(如：盐酸、硫酸铜溶液等)反应，铁原子失去2个电子生成＋2价铁的化合物 ②铁与氧化性较强的氧化剂(如：氯气、硝酸等)反应，铁原子则失去3个电子生成＋3价铁的化合物 (1)Fe与非金属反应 ①Fe与O2的反应：3Fe＋2O2Fe3O4 (火星四射、剧烈燃烧、放出大量的热、生成黑色的固体) ②Fe在氯气中燃烧：2Fe＋3Cl22FeCl3 (产生棕黄色的烟) ③Fe与硫的反应：Fe＋SFeS (2)Fe与水蒸气的反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 注意 ①铁与水蒸气反应，日常生活中能用铁壶烧水是因为铁只能在高温下与水蒸气反应，与冷水、热水都不能反应 ②常温下，铁与水不起反应，但在水和空气里的O2等共同作用下，铁易被腐蚀 (3)Fe与酸的反应 ①与非氧化性酸(如：稀盐酸、稀硫酸)的反应：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ Fe＋2H+===Fe2+＋H2↑ ②与氧化性酸(如：硝酸、浓硫酸)的反应：常温下，铁遇冷的浓硝酸、浓硫酸时，表面会生成一层致密的氧化膜，阻止了内层铁的继续反应，化学上称之为钝化，属于化学变化；但在加热的条件下铁可以和浓硫酸、浓硝酸反应，如：少量的铁与浓硝酸共热 Fe＋6HNO3(浓)Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O a．少量的铁与稀硝酸反应：Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O 生成的Fe(NO3)3可以和铁继续反应：Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2 b．过量的铁与稀硝酸反应：3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O (4)与盐溶液反应 ①与硫酸铜溶液的反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu ②与FeCl3溶液的反应：Fe＋2FeCl3===3FeCl2 Fe＋2Fe3+===3Fe2+ 注意 ①铁分别与氯气和盐酸反应所得的产物中铁元素的价态不同，Fe与Cl2反应无论用量多少都生成FeCl3，而Fe与盐酸反应生成FeCl2 ②铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4 3．铁的冶炼：工业炼铁的原理是用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来 设备 炼铁高炉 原料 铁矿石、焦炭、空气、石灰石等 主要反应 ①还原剂的生成 a．生成CO2：C＋O2CO2 b．生成CO：CO2＋C2CO ②铁的生成：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 ③炉渣的形成：CaCO3CaO＋CO2↑ CaO＋SiO2CaSiO3 【逐点训练1】 1．汉·陈琳《武军赋》：“铠则东胡阙巩，百炼精刚”。下列说法正确的是 A．钢是合金，合金是指含有两种或两种以上金属的混合物 B．百炼成钢的过程就是改变生铁中碳含量的过程 C．铁比铜活泼，铁的发现、大量冶炼和使用均早于铜 D．铁是比较活泼的金属，自然界中不存在游离态的铁 【答案】B 【详解】A．钢是铁和碳的合金，合金是两种或两种以上金属、或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的物质，A错误； B．百炼成钢的过程就是使生铁中碳含量降低的过程，B正确； C．铁比铜活泼，铜的冶炼、使用均早于铁，C错误； D．铁是比较活泼的金属，容易与氧气等发生反应，陨铁中存在游离态的铁，D错误； 故选B。 2．下列物质在生活中应用解释不正确的是 选项 生活中的应用 作用 A 饼干包装盒内放有小袋铁粉 铁粉具有脱氧和保持干燥作用 B 烘焙饼干时向面粉中加入 可用于食品防腐 C 明矾常用作净水剂 明矾水解得到胶体，吸附不溶性杂质 D 白炽灯中充入氮气和氩气的混合气体 氮气和氩气化学性质稳定，防止灯丝氧化 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．铁粉具有还原性，可吸收包装盒内的氧气和水分，起到脱氧、防止食品受潮的作用，A正确； B．烘焙饼干时加入，是因为受热分解产生，使饼干疏松多孔，作用是作膨松剂，并非用于食品防腐，B错误； C．明矾溶于水后，水解生成氢氧化铝胶体，胶体具有吸附性，可吸附水中的不溶性杂质，因此可作净水剂，C正确； D．氮气和氩气化学性质稳定、不活泼，可作保护气，防止高温下灯丝被氧化，D正确； 故选B。 3．下列实验操作符合规范的是 A．收集气体 B．制备胶体 C．配制NaOH溶液 D．铁丝在中燃烧实验 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．CO2密度大于空气，需用向上排空气法收集，该装置为密闭体系，只有进气导管，没有出气导管，无法排出瓶内空气，不能收集气体，A错误； B．将饱和氯化铁溶液滴入NaOH溶液中会直接生成Fe(OH)3沉淀，应将饱和氯化铁溶液滴入沸水中，B错误； C．溶解固体应在烧杯中进行，C错误； D．将引燃后的铁丝伸入盛有氯气的集气瓶中，图示操作符合实验规范，D正确； 故选D。 4．下列化学方程式书写正确的是 A．实验室制备二氧化碳： B．铁丝在氯气中点燃： C．氯气与水反应的离子方程式： D．铁与硫粉混合后加热： 【答案】D 【详解】A．实验室制备二氧化碳通常用碳酸钙与稀盐酸反应，高温煅烧碳酸钙生成氧化钙和二氧化碳是工业方法，实验室通常用石灰石和稀盐酸制备二氧化碳，化学方程式为，A错误； B．铁丝在氯气中燃烧生成FeCl3而非FeCl2，正确的方程式为，B错误； C．Cl2与H2O反应生成的HClO是弱酸，不能拆为ClO-，正确离子方程式应为，C错误； D．铁与硫在加热条件下生成FeS，硫的氧化性较弱，铁被氧化为+2价，D正确； 故答案为：D。 5．设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．常温下，18gH2O中含有的原子数为3NA B．标况下，11.2LCH4和44.8LCl2在光照下充分反应后的分子总数为2.5NA C．常温下，16.8g铁粉与足量浓硝酸反应转移电子数为0.9NA D．1L0.1mol/LNa2CO3溶液中H2CO3、、的粒子总数为0.1NA 【答案】C 【详解】A．常温下，18gH2O中，即1mol水中含有的原子数为3NA，A正确； B．标况下，11.2LCH4和44.8LCl2的物质的量分别为0.5mol、2mol，光照下发生取代反应，反应前后气体分子数不变，因此反应后分子的总物质的量为2.5NA，B正确； C．常温下，铁与浓硝酸发生钝化，无法计算转移电子数目，C错误； D．根据物料守恒可知，1L0.1mol/LNa2CO3溶液中H2CO3、、的粒子总数为0.1NA，D正确； 故选C。 6．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的饱和溶液加入沸水中，可以制得d的胶体 D．a与稀硫酸反应可以得到e 【答案】D 【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。 【详解】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，故A不选； 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，故B不选； C．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，故C不选； D．Fe与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，不能得到Fe(III)的盐，故D选； 综上所述，答案为D。 7．下列实验的相应操作中，不正确的是 A．强酸与强碱的中和滴定：边滴边摇动锥形瓶，观察锥形瓶中颜色变化 B．验证易溶于水且溶液呈碱性：打开止水夹，挤压胶头滴管，让少量水进入烧瓶 C．验证铁与水蒸气的反应：加热，一段时间后用火柴点燃肥皂泡 D．配制一定物质的量浓度NaOH溶液：称取NaOH固体，放入容量瓶中，再加入水至刻度线 【答案】D 【详解】A．中和滴定时，需要边滴加边摇动锥形瓶，通过观察锥形瓶内溶液颜色变化确定滴定终点，A正确； B．该装置为喷泉实验，打开止水夹挤压胶头滴管后，少量水进入烧瓶，极易溶于水使烧瓶内压强急剧减小，外界大气压将烧杯中含酚酞的水压入烧瓶，溶液变红，既验证易溶于水，也验证其溶液呈碱性，B正确； C．铁与水蒸气反应，湿棉花加热可提供水蒸气，反应生成的氢气进入肥皂液产生氢气泡，点燃肥皂泡可验证氢气生成，证明反应发生，C正确； D．容量瓶只能用来配制溶液，不能用于溶解固体。固体溶解放热，会影响容量瓶精度，应该先在烧杯中溶解固体，冷却后转移到容量瓶中，再定容，D错误； 故选D。 8．某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解19.2 g(已知硝酸只被还原为NO气体)。向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示。下列分析或结果错误的是 A．原混合酸中NO3－物质的量为0.4 mol B．原混合酸中H2SO4浓度为2.0 mol·L－1 C．第二份溶液中最终溶质为FeSO4 D．OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，BC段产生氢气 【答案】B 【分析】由图象可知，由于铁粉逐渐加入，物质的量逐渐增多，OA段发生反应为：，AB段发生反应为：Fe+2Fe3+=3Fe2+，没有气体生成，BC段发生反应为：Fe+2H+=Fe2++H2↑，有气体生成，溶液中溶质最终为硫酸亚铁。 【详解】A．OA段发生反应为：，硝酸全部起氧化剂作用，所以原混合酸中NO3－物质的量为，故A正确； B．反应消耗22.4g铁，也就是，所有的铁都在硫酸亚铁中，根据硫酸根守恒，所以每份含硫酸0.4mol，所以硫酸的浓度是 ，故B错误； C．硝酸全部被还原，没有显酸性的硝酸，因为溶液中有硫酸根，并且铁单质全部转化为亚铁离子，所以溶液中最终溶质为FeSO4，故C正确； D．由图象可知，由于铁粉逐渐加入，物质的量逐渐增多，OA段发生反应为：，AB段发生反应为：Fe+2Fe3+=3Fe2+，没有气体生成，BC段发生反应为：Fe+2H+=Fe2++H2↑，有气体生成，故D正确； 故选B。 考点二 铁的氧化物和氢氧化物 1．铁的氧化物 (1)物理性质比较 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 物质类别 碱性氧化物 碱性氧化物 复杂氧化物 颜色状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体(有磁性) 化合价 ＋2 ＋3 ＋2、＋3 溶解性 都不溶于水，但都能溶于酸溶液 (2)化学性质 ①稳定性 a．FeO不稳定，在空气中受热易被氧化为Fe3O4：6FeO＋O22Fe3O4 b．Fe2O3和Fe3O4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＋ a．FeO与盐酸反应：FeO＋2HCl===FeCl2＋H2O b．Fe2O3与盐酸反应：Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O c．Fe3O4与盐酸反应：Fe3O4＋8HCl===FeCl2＋2FeCl3＋4H2O ③与氧化性酸(如：硝酸、浓硫酸)的反应 a．FeO与稀硝酸反应：3FeO＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O b．Fe2O3与稀硝酸反应：Fe2O3＋6HNO3===2Fe(NO3)3＋3H2O c．Fe3O4与稀硝酸反应：3Fe3O4＋28HNO3===9Fe(NO3)3＋NO↑＋14H2O ④与还原性酸(如：HI)的反应 a．FeO与HI反应：FeO＋2HI===FeI2＋H2O b．Fe2O3与HI反应：Fe2O3＋6HI===2FeI2＋I2＋3H2O c．Fe3O4与HI反应：Fe3O4＋8HI===3FeI2＋I2＋4H2O 2．铁的氢氧化物 (1)物理性质比较 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(如：稀盐酸、稀硫酸)的反应 a．Fe(OH)2与盐酸反应：Fe(OH)2＋2HCl===FeCl2＋H2O Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋H2O b．Fe(OH)3与盐酸反应：Fe(OH)3＋3HCl===FeCl3＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O ②与氧化性酸(如：硝酸、浓硫酸)的反应 a．Fe(OH)2与稀硝酸反应：3Fe(OH)2＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋NO↑＋8H2O 3FeO＋10H＋＋NO3－===3Fe3＋＋NO↑＋8H2O b．Fe(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 a．Fe(OH)2与HI反应：Fe(OH)2＋2HI===FeI2＋H2O FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O b．Fe(OH)3与HI反应：2Fe(OH)3＋6HI===2FeI2＋I2＋6H2O 2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋6H2O 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 a．Fe(OH)2：Fe(OH)2FeO＋H2O (隔绝空气生成FeO，在空气中最终转化为Fe2O3) b．Fe(OH)3：2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O ⑤Fe(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 a．转化过程中的特殊现象是：白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 b．转化的方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 c．反应类型：化合反应、氧化还原反应 注意 ①Fe(OH)2在空气中加热，在分解同时被O2氧化，化学方程式为：4Fe(OH)2＋O22Fe2O3＋4H2O，所以在空气中加热Fe(OH)2得不到FeO ②FeO、Fe(OH)2中的Fe为+2价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性，但以还原性为主，与HNO3、浓硫酸等强氧化性酸发生的氧化还原反应而不是复分解反应，但与HI反应时发生的是复分解反应 ③Fe2O3、Fe(OH)3中的铁为+3价，处于最高价态，只有氧化性，与HNO3、浓硫酸等强氧化性酸时发生的是复分解反应而不能发生氧化还原反应，但与HI反应时则发生氧化还原反应 ④Fe3O4既有+2价又有+3价，与HNO3、浓硫酸、HI反应时发生的是氧化还原反应 3．氢氧化铁和氢氧化亚铁制备 (1)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 (2)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(这是唯一一种把胶头滴管插入反应溶液的实验) 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 注意 ①成功关键：溶液中不含O2等氧化性物质；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 ②Fe2＋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+ ③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 ④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 ⑤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 (3)制备Fe(OH)2时防氧化措施常用的三种方法 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 实验操作 实验装置图 方法1：有机覆盖层法 在试管中加入适量的5% FeSO4溶液，并覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，再用长滴管注入不含O2的1 mol·L－1NaOH溶液。由于苯或煤油的液封作用，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 方法2：还原性气体保护法 实验时，先打开弹簧夹a，试管I中稀硫酸与铁粉反应产生H2，一段时间后在试管II的出口B处检验H2的纯度，当H2纯净后，说明H2将装置内的空气已排尽；然后关闭a，使生成的H2将试管I中的FeSO4溶液压入NaOH溶液中，这样可长时间观察到白色沉淀 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 方法3：电解法 用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯(或煤油)。 阳极反应为Fe－2e－===Fe2＋，阴极反应为2H＋＋2e－===H2↑，生成的氢气可以赶走溶液中的氧气，溶液中c(OH－)增大，与Fe2＋结合生成Fe(OH)2沉淀，苯(或煤油)起液封作用 【逐点训练2】 1．下列有关铁及其化合物的性质与用途不具有对应关系的是 A．铁粉能与氧气反应，可用作食品保存的脱氧剂 B．四氧化三铁具有磁性，可作为3D打印的磁性材料 C．氯化铁具有氧化性，可用于腐蚀印刷电路板上的铜 D．聚合硫酸铁能水解并形成胶体，可用于杀菌消毒 【答案】D 【详解】A．铁粉与氧气反应消耗氧气，故可用作脱氧剂，A正确； B．四氧化三铁因磁性被用作磁性材料，B正确； C．氯化铁因Fe3+的氧化性可腐蚀铜，C正确； D．聚合硫酸铁水解形成胶体用于吸附杂质，但杀菌消毒需强氧化性，二者无对应关系，D错误； 故答案选D。 2．商周时期以黄铜矿为原料冶炼铜的原理为：。设为阿伏伽德罗常数的值，下列说法错误的是 A．在空气中加热可转化成磁性氧化铁 B．还原产物为、、和 C．冶炼过程中需要在富氧条件下煅烧黄铜矿 D．参与反应时，转移的电子总数为 【答案】C 【详解】A．FeO不稳定，在空气中加热可被氧气氧化为磁性氧化铁，故A正确； B．还原产物是元素化合价降低得到的产物，反应中元素化合价从+2价降至0价、元素化合价从0价降至-2价，所以还原产物为和、、，故B正确； C．Cu、FeO在高温条件下都能被氧气氧化，因此冶炼过程中氧气不能过量，故C错误； D．8mol 参与反应时，S元素失电子共，部分Fe元素失电子共，所以总转移电子100mol，故1mol 参与反应转移电子，即，故D正确； 选C。 3．下列方程式与所给事实不相符的是 A．Fe2O3溶于HI溶液中：Fe2O3 + 6H+ + 2I-= 2Fe2+ + I2 + 3H2O B．向H218O中投入Na2O2固体：2H218O + 2Na2O2 = 4Na+ + 4OH- + 18O2↑ C．将NO2通入水中制备硝酸：3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO D．NaHCO3溶液中通入少量Cl2：Cl2 += Cl- + HClO + CO2 【答案】B 【详解】A．溶于溶液，氧化生成和，离子方程式，A不符合题意； B．向中投入，发生歧化反应，进入，反应为，B符合题意； C．通入水中制备硝酸，反应为，C不符合题意； D．Cl2与水反应生成HCl和HClO，酸性顺序为HCl＞H2CO3＞HClO，因此HCl与反应放出CO2，HClO不与反应，离子方程式，D不符合题意； 故选B。 4．高纯碳酸钙在电子工业领域有广泛应用。使用优质大理石（含有少量和杂质）制备高纯碳酸钙的工艺流程如图。体系中有关离子反应方程式书写错误的是 A．浸出过程： B．浸出过程： C．净化过程： D．碳化过程： 【答案】C 【分析】优质大理石原料（主要成分为，含少量、杂质）先经煅烧，碳酸盐受热分解得到金属氧化物、、；煅烧产物加盐酸浸出，金属氧化物与盐酸反应转化为可溶性金属阳离子、、、，得到含多种金属离子的酸性溶液；浸出液加入石灰浆（悬浊液）进行净化，调节pH使铁、镁杂质转化为氢氧化物滤渣除去；净化后溶液通入、碳化，转化为碳酸钙沉淀，最后经过滤、干燥得到高纯； 【详解】A．煅烧时，浸出时和盐酸反应，是金属氧化物不能拆，离子方程式为，A正确； B．可等价表示为，与盐酸发生复分解反应，生成、和水，反应无化合价变化，离子方程式为，B正确； C．净化过程加入的是石灰浆，为悬浊液，在书写离子方程式时不能拆分为和，须保留化学式，正确离子方程式应为，C错误； D．碳化时溶液中含，通入创造碱性环境，再通入生成，与结合析出沉淀，离子方程式为，D正确； 故选C。 5．在一定量铁的氧化物（铁只有、价）中，加入硫酸溶液，恰好使固体完全溶解，所得溶液中恰好被标准状况下氯气氧化，则该固体中x和y的个数之比为 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】加入硫酸（含有0.045L×4mol/L×2=0.36mol氢离子）溶液，恰好使固体完全溶解，所得溶液中恰好被标准状况下氯气（为0.03mol）氧化，由反应可知，加入稀硫酸反应后溶液中n(Fe2+)=0.06 mol， 与硫酸反应离子方程式写成，将物质的量作系数得，由电荷守恒可知Fe3+系数为0.08，由H守恒可知H2O系数为0.18，由Fe、O守恒可得x : y=0.14∶0.18=7∶9； 故选B。 6．现有Fe、、混合物共0.1 mol，加盐酸后固体全部溶解，共收集到0.01 mol ，且向反应后的溶液中加入KSCN溶液不显红色，则原混合物中铁的物质的量为 A．0.05 mol B．0.06 mol C．0.07 mol D．0.08 mol 【答案】B 【分析】加盐酸后固体全部溶解，共收集到0.01molH2，得到与盐酸反应生成氢气的铁单质的物质的量为0.01mol；反应后的溶液中加入 KSCN 溶液不显红色说明不含铁离子，溶液中全部为亚铁离子，依据极值法计算判断。 【详解】铁和盐酸反应 Fe +2HCl=FeCl2+H2，生成0.01mol氢气消耗铁物质的量为0.01mol；反应后的溶液中加入 KSCN 溶液不显红色说明不含铁离子，溶液中全部为亚铁离子，铁和三价铁离子全部反应生成亚铁离子，假设混合物0.1mol为 Fe 、的混合物；设原混合物铁物质的量为x，则的物质的量为（0.1-x） mol ， Fe 3+物质的量2(0.1-x) mol ； 计算得到=0.055mol； 假设混合物0.1mol为 Fe 、混合物，设原混合物中铁物质的量为 ymol ，则 物质的量为（0.1-y) mol ，可以看作Fe2O3和Fe3O4的混合物，Fe3O4的可以看作Fe2O3和 FeO 组成，则Fe2O3的物质的量为2(0.1-y) mol ，Fe 3+物质的量4(0.1-y) mol ； 计算得到y=0.07mol；所以Fe、、 混合物共0.1mol反应含有铁的物质的量为 0.055mol< n ( Fe )<0.07mol，在此范围的铁的物质的量符合；故本题选 B 。 7．下列实验装置能达到实验目的的是 A．配制0.10mol/L的食盐水 B．制备少量Fe(OH)2 C．证明氧化性Cl2>Br2>I2 D．验证NaHCO3和Na2CO3的热稳定性 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．可用容量瓶配制一定物质的量浓度的溶液，题图操作为将溶液转移到容量瓶中，符合要求，能达到实验目的，A正确； B．先打开止水夹a，发生反应，用产生的排尽装置中的空气；但无法将A试管中的溶液压入B试管中，无法制备少量，B错误； C．可氧化、，但图中实验不能保证是氧化，无法证明氧化性，C错误； D．外管的温度高，内管的温度低于外管的，无法验证和的热稳定性，D错误； 答案选A。 8．下列实验装置或操作正确的是 A．用于蒸干溶液获得CuSO4·5H2O B．收集Cl2并验满 C．制备较纯净的Fe(OH)2 D．实验室制1-丁烯并检验产物 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．是结晶水合物，直接蒸干硫酸铜溶液会使结晶水合物失去结晶水，最终得到无水硫酸铜，无法得到目标产物。制备结晶水合物应采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法，不能直接蒸干，A错误； B．密度大于空气，向上排空气法收集氯气时，进气导管需要伸入集气瓶底部才能排尽空气，图中进气导管过短，收集方法错误，B错误； C．制备的关键是隔绝空气防止其被氧化，该装置中苯覆盖在液面上方，隔绝了空气；连接电源正极作阳极，发生反应，阴极水放电，生成和，与结合得到，可以制得较纯净的产物，C正确； D．1-溴丁烷制取1-丁烯，需要在氢氧化钠醇溶液加热条件下发生消去反应，该装置中反应药品错误，D错误； 故选C。 9．下列过程对应的离子方程式错误的是 A．侯氏制碱工业沉淀池中的反应： B．向氢氧化铜沉淀中滴入氨水： C．向饱和碳酸钠溶液中通入二氧化碳气体： D．将氢氧化铁固体加入氢碘酸中： 【答案】D 【详解】A．侯氏制碱工业的沉淀池中将、CO2依次通入饱和食盐水中，发生的反应的离子方程式为，A项正确； B．向氢氧化铜沉淀中滴入氨水生成，离子方程式为，B项正确； C．向饱和碳酸钠溶液中通入二氧化碳气体生成，溶解度小于碳酸钠，有NaHCO3析出，离子方程式为，C项正确； D．将氢氧化铁固体加入氢碘酸中，铁离子会把碘离子氧化成碘单质，离子方程式为，D项错误； 故答案选D。 10．部分含Fe或Cu元素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和足量S混合加热，可能生成f或g，不可能生成e B．往f中加入浓NaOH溶液，则最终会生成i C．新制的i和葡萄糖混合溶液加热，可能得到d D．d和j溶于稀，如果有f生成，则有a生成 【答案】B 【分析】若是含Fe元素物质的分类，铁元素常见的是0、+2、+3价，根据价类二维关系，a、b、c、e、f、h、i分别为Fe、Fe2O3、FeO、Fe3+、Fe2+、Fe(OH)3、Fe(OH)2；若是含Cu元素物质的分类，铜元素常见的是0、+1、+2价，根据价类二维关系，a、c、d、f、g、i分别为Cu、CuO、Cu2O、Cu2+、Cu+、Cu(OH)2，据此作答。 【详解】A．a可能为Fe或Cu，与S单质混合加热，由于S单质的氧化性较弱，与Fe反应产生FeS，与Cu反应产生Cu2S，但不可能生成+3价的铁盐，故A正确； B．f可能为Fe2+或Cu2+，加入浓NaOH溶液后分别产生Fe(OH)2、Cu(OH)2，由于空气中含有O2，因此，最终生成的是h，故B错误； C．根据分析可知，当新制的i是Cu(OH)2，葡萄糖中含有-CHO，发生反应后产生Cu2O，故C正确； D．d和j分别为Cu2O、CuOH溶于稀，如果有Cu2+生成，说明发生歧化反应，由此可知，则有Cu生成，故D正确； 故答案选B。 考点三 亚铁盐(Fe2＋)和铁盐(Fe3＋)的性质及检验 1．Fe2＋的氧化性和还原性：含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，但以还原性为主，如遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表现为还原性 (1)氧化性 ①Fe2＋与Zn反应的离子方程式：Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋ ②Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O (2)还原性：Fe2＋遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表现还原性 ①Fe2＋与Cl2反应的离子方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ ②FeCl2溶液与HNO3溶液反应的离子方程式：3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O (3)Fe2＋可发生水解反应 Fe(OH)2是弱碱，含Fe2＋的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制Fe2＋的水解，加少量铁屑防止Fe2＋被氧化 2．铁盐 (1)氧化性：含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现为氧化性。 ①Fe3＋可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ ②FeCl3溶液滴入淀粉－KI溶液，溶液变蓝，离子方程式：2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2 (2)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) (3)易水解：Fe(OH)3是很弱的碱，且溶度积很小，因而Fe3＋极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。 ①利用Fe3＋易水解的性质，实验室可将饱和FeCl3溶液滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式为 FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl ②利用Fe3＋易水解的性质，工业上常用调节pH的方法除去溶液中的铁离子 ③利用Fe3＋易水解的性质，实验室配制氯化铁溶液，通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，然后再稀释至所需浓度 ④Fe3＋与HCO、AlO、CO等水解呈碱性的离子不能大量共存 3．其他重要的铁盐及应用 绿矾(FeSO4·7H2O) 用作补血剂及植物补铁剂 高铁酸钾(K2FeO4) 用作水处理剂或制作高能电池 莫尔盐(或摩尔盐)[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O] 用于冶金、电镀及织物媒染剂 赤血盐K3[Fe(CN)6] 用于检验Fe2＋ 4．检验Fe2＋、Fe3＋的常用方法 (1)Fe2＋、Fe3＋的检验 Fe3＋ 观察法 溶液呈棕黄色，证明含有Fe3＋ KSCN法 加入KSCN或其它可溶性硫氰化物溶液，溶液呈血红色，证明含有Fe3＋ 离子方程式：Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3 碱液法 加入氨水或NaOH溶液，有红褐色沉淀生成，证明含有Fe3＋ 离子方程式：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色沉淀) 淀粉KI试纸法 能使淀粉KI试纸变蓝，证明含有Fe3＋ 离子方程式：2Fe3+＋2I－2Fe2+＋I2 铜片法 加入铜片，铜片溶解且溶液变为蓝色，证明含有Fe3＋ 离子方程式：2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+ 苯酚法 加入苯酚溶液，溶液呈紫色，证明含有Fe3＋ 离子方程式：Fe3+＋6C6H5OH[Fe(C6H5O)6]3－(紫色溶液)＋6H+ H2S法 通入H2S气体或加入氢硫酸，有浅黄色沉淀析生成，证明含有Fe3＋ 离子方程式：2Fe3+＋H2S===2Fe2+＋2H+＋S↓ Fe2+ 观察法： 溶液呈浅绿色，证明含有Fe2＋ 铁氰化钾[K3Fe(CN)6]法 加入铁氰化钾溶液，有蓝色沉淀生成，证明含有Fe2＋ 离子方程式：3Fe2+＋2FeCN)63—===Fe3[FeCN)6]2↓(蓝色沉淀) 碱液法 加入氨水或NaOH溶液，产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2＋ 离子方程式：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀) 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(红褐色沉淀) KMnO4法 加入少量酸性KMnO4溶液，能使KMnO4溶液的紫红色变浅，证明有Fe2＋ 离子方程式：5Fe2+＋MnO4－＋8H+===5Fe3+＋Mn2+＋4H2O KSCN法 先加入KSCN，溶液不变红，再加新制氯水溶液变红色的为Fe2＋ 离子方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3 (2)含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验：检验Fe2＋和Fe3＋混合溶液时，要分两次分别检验Fe2＋和Fe3＋，检验Fe2＋时可选择铁氰化钾溶液或酸性高锰酸钾溶液，检验Fe3＋时最好选择KSCN溶液 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＋ 注意 ①检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN－) ②当溶液浓度较稀时，用观察法或加NaOH溶液的方法都不宜检验Fe2＋和Fe3＋的存在 ③Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋ (Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰) 【逐点训练3】 1．下列有关物质用途的说法错误的是 A．液氨可用作制冷剂 B．硫酸亚铁可用作自来水的杀菌消毒剂 C．硅胶可用作食品干燥剂和催化剂载体 D．聚乳酸可用于制作可降解手术缝合线 【答案】B 【详解】A．液氨汽化时会吸收大量的热，能使周围环境温度降低，因此可用作制冷剂，A正确； B．杀菌消毒剂需要具备强氧化性，硫酸亚铁中的以还原性为主，没有强氧化性，无法起到杀菌消毒的作用，不能用作自来水的杀菌消毒剂，B错误； C．硅胶具有疏松多孔的结构，吸附性强，且无毒、化学性质稳定，可用作食品干燥剂和催化剂载体，C正确； D．聚乳酸是生物相容性好的可降解高分子材料，最终可被人体代谢吸收，因此可用于制作可降解手术缝合线，D正确； 故选B。 2．下列方程式与所给事实不相符的是 A．钠在空气中变暗： B．用除去溶液中的： C．铜溶于浓硝酸： D．钢铁在中性环境中发生吸氧腐蚀，正极反应： 【答案】A 【详解】A．钠在常温下空气中缓慢氧化生成氧化钠，而非过氧化钠，，A错误； B．具有氧化性，可将亚铁离子氧化为铁离子且不引入新杂质，离子方程式书写正确，与事实相符，B正确； C．铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，化学方程式配平正确，与事实相符，C正确； D．钢铁在中性环境中发生吸氧腐蚀，正极氧气得电子结合水生成氢氧根离子，电极反应式书写正确，与事实相符，D正确； 故选A。 3．常温下，下列各组离子在澄清、透明的酸性溶液中能大量共存的是 A．、、、 B．、、、 C．、、、 D．、、、 【答案】C 【详解】A．Fe2+和在酸性溶液中发生氧化还原反应（Fe2+被氧化为Fe3+，被还原为NO），不能大量共存，A错误； B．OH-在酸性溶液中与H+反应生成水，不能大量共存，B错误； C．、、、在酸性溶液中不发生反应，能大量共存（Cu2+的蓝色不影响澄清透明条件），C正确； D．CH3COO-在酸性溶液中与H+反应生成CH3COOH弱酸，不能大量共存，D错误； 故答案选C。 4．下列关于和的说法正确的是 A．和均可以通过化合反应制得 B．和溶液的保存均需加入少量铁粉和盐酸防止变质 C．可以通过能否使酸性溶液褪色来鉴别两物质的溶液 D．向溶液加入溶液，久置后沉淀仍保持白色 【答案】A 【详解】A．Fe与氯化铁反应生成氯化亚铁，方程式：，Fe与氯气反应生成氯化铁，方程式：，都可以通过化合反应生成，A正确； B．保存：亚铁离子易被氧化为铁离子，加铁粉，铁离子能与铁反应生成亚铁离子，可以防止氧化变质；保存：Fe3+会发生水解：Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，加入少量盐酸，增大溶液中的c(H+)，可抑制Fe3+的水解，B错误； C．由于氯离子也能被酸性高锰酸钾溶液氧化，所以不能用酸性KMnO4溶液区分FeCl2和FeCl3溶液，C错误； D．向溶液加入溶液，产生白色沉淀，迅速变为灰绿，最终变为红褐色沉淀，D错误； 故选A。 5．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 将新制的沉淀分装在两支试管中，向一支试管中滴加2mol/L盐酸，另一支试管中滴加2mol/L氨水，沉淀均溶解 是两性氢氧化物 B 将镁条点燃后迅速伸入充满的集气瓶，瓶中产生浓烟并有黑色颗粒生成 能支持镁条燃烧 C 取溶液置于试管中，加入几滴酸性高锰酸钾溶液，酸性高锰酸钾溶液的紫色褪去 具有还原性 D 各取溶液与溶液少许于试管中，加入澄清石灰水，仅溶液中出现白色沉淀 鉴别溶液与溶液 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．氢氧化铝沉淀不溶于氨水，A错误； B．将镁条点燃后迅速伸入充满的集气瓶，瓶中产生浓烟并有黑色颗粒生成，黑色颗粒物为C，说明能支持镁条燃烧，B正确； C．氯离子也可以被酸性高锰酸钾溶液氧化，导致酸性高锰酸钾溶液的紫色褪去，无法证明的还原性，C错误； D．溶液中加入澄清石灰水也会产生白色沉淀，无法鉴别，D错误； 故选B。 6．某小组同学检验补铁剂中铁元素的价态，实验过程如图所示： 已知：邻二氮菲的结构简式为，邻二氮菲可以和生成橙红色邻二氮菲亚铁离子，可用于的检测。 下列说法错误的是 A．③中“红色加深”“褪色”现象说明双氧水具有氧化性 B．④中出现蓝色浑浊是由于 C．实验中不可用酸性溶液代替溶液检测 D．用邻二氮菲检测时，pH过大或过小不会影响测定 【答案】D 【分析】由图可知，向研磨后的补铁剂药片中加入稀盐酸浸泡、过滤得到滤液；向滤液中滴加硫氰化钾溶液，溶液微微变红，向反应后的溶液中滴加双氧水溶液至过量，溶液先变红色后褪色，说明滤液中含有亚铁离子和少量的铁离子，溶液红色褪去是因为双氧水溶液具有氧化性，将溶液中的SCN-氧化，使得硫氰化铁浓度减小所致；向滤液中滴加铁氰化钾溶液生成蓝色沉淀、滴加邻二氮菲溶液使溶液变为橙红色，均说明滤液中含有亚铁离子； 【详解】A．由分析可知，③中溶液褪色是因为双氧水溶液具有氧化性，将溶液中的SCN-氧化，使得硫氰化铁浓度减小所致，A正确； B．由分析可知，④中出现蓝色沉淀是因为溶液中的亚铁离子与铁氰化钾溶液反应生成KFe[Fe(CN)6]蓝色沉淀所致，反应的离子方程式为，B正确； C．因之前加入盐酸，其中氯离子具有还原性，也可能使褪色，因此不可用酸性溶液代替溶液检测，C正确； D．用邻二氮菲检测时，需先调节滤液pH，pH过大会形成氢氧化亚铁沉淀，pH过小邻二氮菲中的N优先与形成配位键，均会影响测定，D错误； 故选D。 7．下列实验操作、现象、结论均正确的是 选项 实验操作 实验现象 解释或结论 A 向溶液中滴入硫酸酸化的溶液 溶液变为黄色 氧化性： B 向溶液中滴加5滴溶液，然后再滴加足量的溶液 先产生白色沉淀，然后产生蓝色沉淀      C 将Zn与Fe用导线相连，插入稀硫酸酸化的溶液，一段时间后，从Fe电极区取出少量溶液，滴入2滴溶液 无明显现象 Zn可以保护Fe不被腐蚀 D 将少量丙烯醛滴入新制氢氧化铜浊液中，加热充分反应，然后滴加溴水 溴水褪色 丙烯醛中含有碳碳双键 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．溶液中滴入硫酸，由于硝酸根离子在酸性条件下将亚铁离子氧化为铁离子，故无法判断在该反应中，双氧水是否参加了反应，故不能据此实验判断和的氧化性的相对强弱的关系，A错误； B．向溶液中滴加5滴溶液，两者反应生成白色的氢氧化镁沉淀，且NaOH溶液有大量剩余，然后再滴加足量的溶液，则可生成蓝色的氢氧化铜沉淀，不能证明氢氧化铜是由氢氧化镁转化生成的，不能证明，B错误； C．将Zn与Fe用导线相连，插入稀硫酸酸化的溶液，一段时间后，从Fe电极区取出少量溶液，滴入2滴溶液，无明显现象，即Fe没有失去电子，生成，故Zn可以保护Fe不被腐蚀，C正确； D．丙烯醛()与新制共热时，醛基被氧化为，然而反应后体系仍为强碱性，加入溴水褪色可能是溴在碱性条件下的歧化反应生成和，而非双键加成，D错误； 故选C。 8．某学习小组为探究与溶液的反应机理，设计如下实验并记录现象： ①向溶液()中加入足量铜粉，立即有气泡产生，溶液逐渐由黄色变为蓝绿色； ②向溶液中逐滴加入溶液调至5，再加入足量铜粉，溶液由黄色变为蓝绿色，无气泡产生； ③取实验①反应后的溶液，加入KSCN溶液，无明显现象；再加酸性溶液，紫色褪去。已知性质与相似。 下列说法错误的是 A．实验①中产生的气泡主要成分为，而非 B．结合实验②可知实验①中既与反应，也与、共同反应 C．实验③中酸性溶液褪色可证明溶液中存在 D．综合实验可知：强酸性条件下，的氧化性强于 【答案】C 【分析】实验①为强酸性环境，溶液中存在、、，加入Cu后有气泡、溶液变为蓝绿色，说明生成和气体；实验②pH为5，酸性较弱，加入Cu后无气泡，仅溶液变色，说明此时仅氧化Cu，未参与反应；实验③反应后溶液含，具有还原性，可与酸性反应，因此紫色褪色无法确定是否存在；强酸性下优先与Cu反应生成NO，说明强酸性条件下氧化性强于。 【详解】A．实验①为强酸性环境，在酸性条件下具有强氧化性，与Cu反应生成NO，Cu与不发生置换反应，气泡不是，A正确； B．实验②pH为5时无气泡，说明仅氧化Cu，实验①有气泡，说明强酸性下、也与Cu反应，因此实验①中Cu既与反应，也与、共同反应，B正确； C．实验③的溶液中含有，性质与相似，说明具有还原性，可与酸性反应使紫色褪去，因此无法证明溶液中存在，C错误； D．强酸性条件下优先与Cu反应产生NO，说明的氧化性强于，D正确； 故选C。 考点四 铁的转化及应用 1．“铁三角”——Fe、Fe2＋、Fe3＋的相互转化：“铁三角”是指Fe、Fe2+()、Fe3+()之间的转化关系 (1)Fe只有还原性，可以被氧化成＋2价或＋3价的铁 ①Fe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↑ ②Fe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 ①Fe(Ⅱ)→Fe(Ⅲ)需加入氧化剂，如：Cl2、Br2、O2、HNO3、浓H2SO4、O2、H2O2、KMnO4/H+等 2Fe2＋＋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) 4Fe2+＋O2＋4H＋===4Fe3+＋2H2O (亚铁盐溶液在空气中容易变质) 3Fe2+＋NO3－＋4H＋===3Fe3+＋NO↑＋2H2O 5Fe2+＋MnO4－＋8H+===5Fe3+＋Mn2+＋4H2O 2Fe2+＋H2O2＋2H+===2Fe3+＋2H2O ②Fe(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 ①Fe(Ⅲ)→Fe(Ⅱ)需加入还原剂，如：I－(HI)、S2－(H2S)、SO2、Fe、Cu等 2Fe3+＋2I－2Fe2+＋I2 2Fe3+＋S2－===2Fe2+＋S↓ 2Fe3+＋H2S===2Fe2+＋2H+＋S↓ 2Fe3+＋SO2＋2H2O===2Fe2+＋SO42－＋4H+ 2Fe3+＋SO32－＋H2O===2Fe2+＋SO42－＋2H+ 2Fe3+＋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+ 2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+，电路板的制作是利用FeCl3溶液与裸露的铜反应 ②Fe(Ⅲ)→Fe需加入还原剂(如：C、CO、H2、Zn等)：2Fe3＋＋3Zn===2Fe＋3Zn2＋ 2．基于价类二维图理解铁及其化合物的转化关系 (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物和还原性 3．应用 (1)含Fe2＋、Fe3＋的除杂问题 溶液 杂质 除杂方法 FeCl2 FeCl3 加过量铁粉后过滤 FeCl3 FeCl2 加氯水或H2O2 FeCl2 CuCl2 加过量铁粉后过滤 Fe Al 加过量强碱溶液，过滤 Fe2O3 Al2O3、SiO2 加过量强碱溶液，过滤 CuCl2 FeCl3 加过量CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3后过滤 CaCl2 FeCl3 加过量CaCO3后过滤 MgCl2 FeCl3 加过量MgO或Mg(OH)2或MgCO3后过滤 (2)工业生产中溶液中Fe3＋、Fe2＋除去方法 ①原理：Fe3＋、Fe2＋完全生成氢氧化物沉淀时，溶液的pH分别为pH≥3.7、pH≥9.6 ②步骤： a．除去溶液中的Fe3＋时，一般是加入能与酸反应的物质(但不能引入新的杂质)，使溶液的pH至3～4，使Fe3＋水解生成Fe(OH)3而除去 b．除去溶液中的Fe2＋时，先加入H2O2(或其他氧化剂，但不引入新杂质)，然后调节溶液的pH至3～4，使Fe2＋转化为Fe3＋水解生成Fe(OH)3而除去 ③示例： a．除去MgCl2溶液中的Fe3＋可在加热搅拌条件下，加入足量MgO或MgCO3或Mg(OH)2，搅拌充分反应后过滤除去 b．除去CuCl2溶液中的Fe2＋，先加入H2O2(或Cl2)，然后在加热搅拌条件下，加入足量CuO或CuCO3或Cu(OH)2，搅拌充分反应后过滤除去 (3)判断离子能否共存 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 ④Fe2＋、Fe3＋均易水解，与HCO、AlO、CO等因双水解相互促进，在溶液中均不能大量共存 (4)盐溶液的配制与保存 ①亚铁盐溶液：加入少量铁屑以防止Fe2+被氧化，滴入少量相应的酸溶液，以防止Fe2+水解 ②铁盐溶液：加入少量相应的酸溶液，以防止Fe3+水解 (5)物质制备 ①制备无水FeCl3：在HCl气氛中加热蒸干FeCl3溶液 ②制备Fe(OH)3胶体：向沸水中滴入几滴饱和FeCl3溶液并煮沸至溶液呈红褐色 【逐点训练4】 1．下列说法错误的是 A．具有强氧化性，可用作消毒剂 B．铁粉具有还原性，可作食品包装盒中的除氧剂 C．HgS极难溶，可用除去废水中的 D．具有氧化性，氧化制备 【答案】D 【详解】A．高铁酸钠中铁元素为+6价，具有强氧化性，能起到杀菌消毒的作用，常用作消毒剂，A正确； B．铁粉具有还原性，易与空气中的氧气反应而起到防止食品氧化变质的作用，常用作食品包装盒中的除氧剂，B正确； C．溶液中汞离子能与硫离子反应生成硫化汞沉淀，所以常用硫化钠去除废水中的汞离子，C正确； D．二氧化锰是过氧化氢溶液分解生成氧气和水的催化剂，不是反应的氧化剂， D错误； 故选D。 2．部分含Fe或S物质的“价—类”二维图如图所示。下列推断不合理的是 A．化合物f、g、h、n均可能含铁、硫两种元素 B．化合物g、h在一定条件下可能会相互转化 C．化合物b、d、e、m均能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．化合物d含有的元素均位于元素周期表p区 【答案】C 【分析】从“价—类”二维图中可知，a为或单质，b为，c为，d为，e为，f为对应的盐，g为对应的盐，h为对应的盐，m为亚硫酸盐，n为硫酸盐。 【详解】A．若f、g、h、n均含铁、硫两种元素，则f可为，g可为、或，h可为，n可为或，故A正确； B．化合物g为亚铁盐、h为铁盐，亚铁盐和氯气等氧化剂反应可转化为铁盐，铁盐和铁单质等还原剂反应可转化为亚铁盐，故B正确； C．b、d、m中含二价铁或正四价硫，化合价易升高，均有还原性，能使酸性高锰酸钾褪色，但e为，化合价一般不升高，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故C错误； D．化合物d为，S和O元素的价层电子排布均为，都属于p区元素，D正确； 答案选C。 3．以下几组物质，不能按照图示关系进行转化的是 选项 X Y Z W A Al Al2O3 Al(OH)3 AlCl3 B Cl2 Ca(ClO)2 HClO HCl C FeCl3 FeCl2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 D S FeS H2S SO2 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．Al(X)与氧气反应可一步生成，但不与水反应，无法一步转化为；同时是共价化合物，熔融不导电，无法通过一步反应得到Al(X)，因此不能完成图示转化，A符合题意； B． 与石灰乳反应一步得，与、水反应一步得，光照分解一步得HCl(W)，浓HCl(W)与加热一步得，可以完成转化，B不符合题意； C． 与Fe反应一步得，与碱反应一步得，与氧气、水反应一步得，与盐酸反应一步得，可以完成转化，C不符合题意； D． S(X)与Fe加热一步得FeS(Y)，FeS(Y)与非氧化性酸（如盐酸）反应一步得，与氧气点燃一步得，与反应一步得S(X)，可以完成转化，D不符合题意； 故选A。 4．能满足下列物质间直接转化关系的物质有多种，其中推理不成立的是 A．X为，为，为 B．为，为，加入足量可实现反应③ C．为，为，③为消去反应 D．为，为，为 【答案】B 【详解】A．X为，Y为，Z为，①与反应生成，②与反应生成和NO，③稀与反应生成，④浓与反应生成，所有转化均能一步实现，A正确； B．X为，Z为，加入足量时，与反应生成和，无法一步得到，反应③不能实现，B错误； C．X为，Y为，①与反应生成，②水解生成，③发生消去反应生成，反应③为消去反应，④与反应生成，所有转化均能一步实现，C正确； D．X为，Y为，Z为，①与反应生成，②与反应生成，③电解熔融生成，④电解溶液生成，所有转化均能一步实现，D正确； 故选 B。 5．物质X、Y、Z、W、甲、乙、丙、丁之间的转化关系如图所示（略去部分生成物和反应条件），其中X、Y、Z、W为常见单质，Z为黄绿色气体，W为黄色晶体。下列说法正确的是 A．反应①的另一种生成物为 B．工业常将Y、Z混合光照制备甲 C．反应②发生，需向丙中加入还原剂 D．丁可用于除去工业废水中的、等重金属离子 【答案】D 【分析】Z为黄绿色气体单质，推测其为氯气，W为黄色晶体单质，则推测其为硫，X到Y的反应需要高温和水做反应物，则推测为反应，则X为Fe，Y为氢气，甲为HCl，乙为，丙为，丁为FeS。据此分析做题； 【详解】A．由分析，反应①的另一种产物为，A错误； B．Y（氢气），Z（氯气）混合光照易爆炸，故不能用来制备甲（HCl），B错误； C．转化成，需要向丙中加入氧化剂，而不是还原剂，C错误； D．丁（FeS）可用于除去工业废水中的、等重金属离子，因为其可以与重金属离子产生沉淀，D正确； 故答案选D。 6．元素及其化合物在日常生活中应用广泛，如图为、、N及其化合物的部分“价—类”二维图，下列相关说法错误的是 A．若a常温下为黑色固体，则a与反应的产物随浓度变化而变化 B．若b可以氧化乙醇，则b溶于盐酸(过量)后，溶液呈绿色 C．若c为白色，则c与浓硝酸反应可得到f D．若e为棕黄色溶液，则e可用于胶体制备 【答案】A 【详解】A．若a常温下为黑色固体，则a为，与反应的产物为，不随浓度变化而变化，A错误； B．若b可以氧化乙醇，则b为，b溶于盐酸(过量)后，由于其过高，溶液中存在较多，故溶液呈绿色，B正确； C．若c为白色，则c为，与浓硝酸加热反应可得到，C正确； D．若e为棕黄色溶液，则e为，可用于胶体制备，D正确； 故答案选A。 7．从某含有、、的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下： 则下列说法错误的是 A．试剂a是铁、试剂b是盐酸 B．试剂c是氯气，相应的反应为 C．操作Ⅰ、操作Ⅱ所用仪器相同，均要用到烧杯、分液漏斗、玻璃棒 D．加入过量试剂c之后，溶液W依然能使少量酸性溶液褪色 【答案】C 【分析】工业废液中加入试剂a为过量的铁，操作Ⅰ为过滤，得到滤渣Y为Fe、Cu，滤液X为氯化亚铁溶液；滤渣Y中加入试剂b为盐酸，溶解过量的铁生成氯化亚铁溶液，铜不溶，操作Ⅱ过滤得到铜和滤液Z氯化亚铁溶液，滤液Z和X合并通入氯气，把氯化亚铁氧化为氯化铁溶液，蒸发结晶，过滤洗涤干燥得到氯化铁晶体。 【详解】A．由最终得到FeCl3及其流程图可知，a为过量的铁，b为盐酸，故A正确； B．滤液X，滤液Z中均含有FeCl2，c为氯气，把亚铁离子氧化为铁离子，反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，故B正确； C．上述分析可知，操作Ⅰ、Ⅱ是过滤，均要用到烧杯、漏斗、玻璃棒，故C错误； D．亚铁离子、氯离子都可以被高锰酸钾溶液氧化，使高锰酸钾溶液褪色，加入过量试剂c之后，溶液中含大量的氯离子，依然能使少量酸性溶液褪色，故D正确； 故选C。 8．下列各组物质的除杂方法中(括号内为杂质)，不可行的是 A．CO2(SO2)：依次通入足量KMnO4溶液、浓硫酸洗气 B．FeCl2溶液(FeCl3)：向样品中加入足量Cu粉，充分反应后过滤 C．C2H2(H2S、PH3)：依次通入足量CuSO4溶液洗气、碱石灰干燥 D．Fe粉(Al)：向样品中加入足量NaOH溶液，充分反应后过滤、洗涤、干燥 【答案】B 【详解】A．具有还原性，可被酸性溶液吸收，不与反应，浓硫酸可干燥，除杂方法可行，A不符合题意； B．加入粉会发生反应：，除去的同时引入了新杂质；正确操作应加入足量铁粉还原，因此该方法不可行，B符合题意； C．制乙炔时混有的、均可与溶液反应被吸收，碱石灰可干燥乙炔，除杂方法可行，C不符合题意； D．可与溶液反应溶解，不与溶液反应，充分反应后过滤、洗涤、干燥即可得到纯净铁粉，除杂方法可行，D不符合题意； 故选B。 1．化学和生活、科技、社会发展息息相关，下列说法正确的是 A．华为新上市的mate手机引发关注，其 CPU基础材料是 SiO2 B．“C919”飞机机身使用的材料碳纤维属于新型无机非金属材料 C．火星全球影像彩图显示了火星表土颜色，表土中赤铁矿主要成分为 FeO D．医用外科口罩使用的材料聚丙烯，能使酸性高锰酸钾溶液褪色 【答案】B 【详解】A．CPU基础材料是晶体Si，而不是，A错误； B．碳纤维是含碳量在90%以上的高强度高模量纤维，碳纤维属于新型无机非金属材料，B正确； C．表土中赤铁矿主要成分为，C错误； D．聚丙烯分子中无不饱和的碳碳双键，不能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使其褪色，D错误； 故选B。 2．下列说法正确的是 A．MgO属于两性氧化物 B．中的铁元素呈现两种价态 C．CO2和SiO2二者物理性质相似 D．用FeCl3溶液和NaOH溶液制备Fe(OH)3胶体 【答案】B 【详解】A．MgO是碱性氧化物，只能与酸反应生成盐和水，不能与强碱反应，不属于两性氧化物，A错误； B．Fe3O4可看作FeO·Fe2O3，其中铁元素呈现+2和+3两种价态，B正确； C．CO2是分子晶体（常温为气体），SiO2是原子晶体（高熔点固体），物理性质差异显著，C错误； D．FeCl3溶液与NaOH溶液直接反应生成Fe(OH)3沉淀，而非胶体，制备胶体需将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，D错误； 故答案为B。 3．检验下列物质所选用的试剂正确的是 选项 待检验物质 所用试剂 A 海水中的碘元素 淀粉溶液 B 溶液中的 溶液 C 溶液中的 溶液 D 溶液中的 溶液，湿润的蓝色石蕊试纸 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．淀粉溶液仅能检验碘单质，海水中的碘元素以化合态形式存在，无法使淀粉变色，A错误； B．只用溶液检验无法排除、等离子的干扰，应先加稀盐酸酸化无明显现象，再加溶液，B错误； C．与反应生成红色络合物，可使用KSCN溶液检验溶液中的，C正确； D．与NaOH溶液共热生成碱性气体氨气，应使用湿润的红色石蕊试纸检验，蓝色石蕊试纸用于检验酸性气体，D错误； 故选C。 4．科学家设计了一种“分子剪刀”，该“剪刀”的中心通过Fe2+与芳香环形成的配位键连接并固定，偶氮基(-N=N-)在不同波长光的作用下可变换不同的结构，如下图所示。 下列说法错误的是 A．该剪刀能够切断某些化学键体现了共价键的方向性 B．在空气氛围中使用该“剪刀”效果可能会大大降低 C．推测该剪刀顺式偶氮结构的能量高于反式偶氮结构 D．对剪刀进行修饰可使其特定识别某些化合物或结构 【答案】C 【详解】A．共价键的方向性是指形成共价键时，原子轨道需要沿特定方向重叠才能形成稳定共价键，分子剪刀能够选择性切断某些化学键，体现了分子剪刀对共价键的方向性识别，体现了共价键的方向性，A正确； B．“分子剪刀”中心的具有还原性，空气氛围中易被氧化，破坏原有配位结构，使用效果会大大降低，B正确； C．波长越短光子能量越高，反式偶氮结构（右图）至少需要吸收400 nm的高能量光才能转化为顺式结构（左图），说明顺式偶氮结构的能量低，故剪刀顺式偶氮结构的能量低于反式偶氮结构，C错误； D．对剪刀进行基团修饰，引入特异性识别基团，可使其特定识别目标化合物或结构，D正确； 故选C。 5．下列离子方程式书写正确的是 A．向溶液中通入过量： B．向明矾溶液中加入至恰好完全沉淀： C．向溶液中通入足量： D．与反应： 【答案】B 【详解】A．向溶液中通入过量时，产物应为而非，正确离子方程式为，A错误； B．明矾为，恰好完全沉淀时，，对应离子方程式符合反应配比和产物，B正确； C．向溶液中通入足量时，和均被氧化，选项中仅写出被氧化，正确离子方程式为，C错误； D．与反应时，生成的中的氧全部来自，进入中，不会生成，正确的离子方程式为2Na2O2+2H218O=4Na++2OH-+218OH-+O2↑，D错误； 6．下列实验现象的描述错误的是 A．将SO2通入品红溶液中，溶液褪色，加热后又恢复红色 B．将浓硝酸滴入鸡蛋清溶液中，会有白色沉淀产生，加热后沉淀变黄色 C．将NaOH溶液滴入FeSO4溶液中，生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，一段时间后有红褐色物质生成 D．将氨水滴入CuSO4溶液中，会有蓝色沉淀生成，继续滴加氨水可以得到无色透明溶液 【答案】D 【详解】A．与品红结合生成不稳定的无色物质，加热后该物质分解，溶液恢复红色，描述正确，A正确； B．浓硝酸会使鸡蛋清中的蛋白质发生变性析出白色沉淀，含苯环的蛋白质遇浓硝酸加热发生显色反应，沉淀变为黄色，描述正确，B正确； C．与反应生成白色絮状沉淀，被氧化，先变为灰绿色，最终转化为红褐色，描述正确，C正确； D．氨水滴入溶液中先生成蓝色沉淀，继续滴加氨水，沉淀溶解生成深蓝色的四氨合铜溶液，不是无色透明溶液，描述错误，D错误； 故选 D。 7．下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是 A．无色透明溶液中： B．含有的溶液中： C．室温下，中性溶液中： D．使甲基橙变红的溶液中： 【答案】D 【详解】A．在溶液中呈橙色，不能存在于无色透明溶液中，A错误； B．与会结合生成络合物，不能大量共存，B错误； C．在pH约为3时就会完全水解生成沉淀，中性溶液中不能大量存在，C错误； D．使甲基橙变红的溶液呈酸性，酸性条件下、、、之间不发生反应，可大量共存，D正确； 故此题选D。 8．（2024·福建·一模）下列有关铁及其化合物参与反应的化学方程式书写错误的是(　　) A．与高温水蒸气反应： B．胶体制备： C．的检验： D．催化甲苯的溴化反应： 【答案】A 【解析】A．高温下Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，故A错误；B．饱和氯化铁溶液滴入沸水中制Fe(OH)3胶体，反应的化学方程式为，故B正确；C．用K3[Fe(CN)6]检验Fe2+反应生成KFe[Fe(CN)6]，反应的化学方程式：，故C正确；D．甲苯和液溴在铁作催化剂的条件下生成对溴甲苯，，故D正确；故答案选A。 9．用辉铋矿(主要成分是，含Si、Fe、Pb、Al等元素)生产海绵铋的一种工艺流程如图。下列说法错误的是 A．“酸浸”时Fe、Al元素进入浸液中 B．“氧化浸出”得到浸渣的成分为和 C．“置换”时发生反应 D．向“置换”所得滤液中通入，所得溶液可循环利用 【答案】B 【分析】辉铋矿（主要成分为，含 Si、Fe、Pb、Al 等元素）用硫酸酸浸后，部分杂质进入浸液；后续加入和盐酸进行氧化浸出，三价铁将中的-2 价 S 氧化，自身被还原为二价铁，与过量形成稳定的配离子进入溶液，难溶物（如未反应的硫化物、等）进入浸渣；向含的溶液中加入铁粉，发生置换反应，铁粉将中的还原为 Bi 单质，得到海绵铋，自身被氧化为二价铁进入滤液，以此解答。 【详解】A．酸浸时加入硫酸，Fe、Al的化合物与硫酸反应生成可溶性硫酸盐，进入浸液中，A正确； B．氧化浸出时，会将中的氧化为S单质，浸渣除和外还含有S，B错误； C．该反应中Bi从+3价降为0价，Fe从0价升为+2价，电子守恒、电荷守恒、原子守恒，反应式书写正确，C正确； D．置换滤液中主要含，通入后被氧化为，所得含的溶液可返回氧化浸出步骤循环利用，D正确； 故选B。 10．实验室从电路板刻蚀的废液中(主要含有、、、)获得固体，下列相关实验原理、装置及操作不正确的是 A．除去Cu2+ B．获得FeCl2溶液 C．制备FeCl3溶液 D．获得FeCl3固体 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．加入过量Fe可还原和，A正确； B．进行A中操作后得到溶液和Cu、Fe固体，可通过过滤得到溶液，B正确； C．向溶液中通入，可得到溶液，C正确； D．从溶液中获得固体不可直接蒸干溶液，需在HCl保护下进行以抑制水解，D错误； 故答案为：D。 11．X是一种由3种前四周期元素组成的易溶于水的化合物，将溶质为X的水溶液与一定量的稀硝酸在试管中混合后，试管口有红棕色气体产生，得到溶液Y，取2支试管分别装入少量溶液Y进行实验，记录为： 序号 加入试剂 现象 1 足量盐酸+少量溶液 产生气泡、产生白色沉淀 2 KSCN溶液 溶液变红 下列关于溶液Y的说法正确的是 A．一定含有 B．不含有 C．不含有 D．可能含有 【答案】D 【分析】由三种前四周期元素组成的易溶化合物X配成水溶液，与稀硝酸混合后试管口出现红棕色气体，得到反应后溶液Y；取两份Y分别检验，第一支试管加足量盐酸与少量氯化钡，同时出现气泡与白色沉淀，第二支试管滴加KSCN溶液，溶液变红，结合硝酸的强氧化性、被还原为再遇空气生成、遇酸放且部分被硝酸氧化为、可被硝酸氧化为使KSCN显色的性质，逐一判断溶液Y中离子存在可能性； 【详解】A．若X中还原性物质过量，可将加入的稀硝酸中的完全还原，溶液Y中可能不含，A错误； B．若过量、稀硝酸完全反应，溶液Y中可含有剩余的，KSCN溶液只能检验，无法证明无，B错误； C．向溶液Y中加入溶液后变红，说明溶液Y中一定含有，C错误； D．若X中含有过量的，部分被稀硝酸氧化为，剩余的存在于溶液Y中，加盐酸时产生气泡，同时与生成白色沉淀，符合实验现象，故溶液Y可能含有，D正确； 故选D。 12．一种用铝土矿(主要成分为、、、)生产Al和的工艺流程如图所示。下列说法错误的是 已知：在时转化为沉淀，在时转化为沉淀。 A．“焙烧Ⅰ”过程中加入少量CaO可以减少污染 B．“焙烧Ⅱ”中与反应生成1 mol 时，理论上反应转移5 mol电子 C．流程中X、Y可选择HCl、过量 D．流程中共有三步发生了氧化还原反应 【答案】C 【分析】铝土矿粉主要含、、、，通入空气进行焙烧Ⅰ，被氧化释放，固体产物为、、；向焙烧后固体加强碱X溶液浸取，、分别转化为、进入滤液，不溶成为滤渣；滤渣送入焙烧Ⅱ与反应生成，分离后得到；滤液中加入调节试剂Y，控制pH仅析出沉淀，沉淀经焙烧Ⅲ得到，最后电解熔融获得金属Al。 【详解】A．焙烧Ⅰ产生有毒酸性气体，是碱性氧化物，可与反应生成亚硫酸钙，吸收尾气减少二氧化硫污染，A正确； B．焙烧Ⅱ中里S为-1价，生成时S升至+4价，单个S原子失去5个电子，生成1 mol 对应1 mol S原子发生化合价升高，理论转移5 mol电子，B正确； C．X需要溶解、，必须选用强碱，不能用；滤液含与，若通入过量，会同步转化为沉淀，无法分离除去硅元素，只能用适量酸控制pH仅沉淀，因此X、Y不能选、过量，C错误； D．流程中焙烧Ⅰ（被氧化）、焙烧Ⅱ（与氧化还原）、电解（分解生成Al与）三步存在化合价变化，属于氧化还原反应，D正确； 故选C。 13．铁及其化合物的部分转化关系如图所示。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．反应①中每消耗84 g铁生成44.8 L氢气 B．反应②所得溶液中是否含，可用酸性溶液检验 C．反应③得到的沉淀在空气中会发生反应： D．溶液与足量热水反应制得的氢氧化铁胶体粒子数为 【答案】C 【分析】该转化关系展示了铁及其化合物的一系列反应：①在高温下与水蒸气反应生成和；②与盐酸反应生成和；③与碱溶液反应生成白色沉淀；④在空气中被氧气氧化为红褐色沉淀；⑤与盐酸反应生成。整个流程体现了铁从0价到+2、+3价的氧化还原转化，以及氢氧化物的生成与氧化过程。 【详解】A．反应①的化学方程式为，84 g Fe的物质的量为，根据方程式，1.5 mol Fe完全反应生成2 mol ，但未指明条件，无法确定氢气体积，A错误； B．反应②所得溶液中的溶质主要是，同时可能有过量的。酸性溶液具有强氧化性，不仅能氧化，也能氧化，导致溶液褪色，无法确定是否为所致，因此不能用酸性溶液检验，B错误； C．具有强还原性，在空气中易被氧气氧化，反应的化学方程式为：，现象为白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，C正确； D．氢氧化铁胶体粒子是多个的聚集体，因此1 mL 0.1 mol/L 溶液与足量热水反应制得的氢氧化铁胶体粒子数远小于，D错误； 故答案选C。 14．某固体混合物X可能含有和中的几种。为确定其组成，某同学进行了如下实验： 已知：向溶液B中滴加KSCN溶液，未出现红色。下列推断正确的是 A．固体混合物X中一定含和 B．溶液B中一定含2种金属阳离子 C．生成气体B的反应可能是： D．固体混合物X中若含Cu，则一定还含 【答案】D 【分析】混合物X加足量水溶解得到滤渣A和滤液A，能溶于水的物质只有和，且如果二者都有会生成碳酸钙沉淀；滤液A中通入少量二氧化碳得到悬浊液，说明滤液A中有，但由于可能过量，所以无法确定是否含有；滤渣A中加足量稀盐酸生成气体B和溶液B，气体B可能是盐酸和碳酸钙反应生成的，也可能是铁与盐酸反应生成的，也可能是二者都有；向溶液B中滴加KSCN溶液，未出现血红色，说明溶液B中不含，有两种可能：一是原固体中不含，则由于加盐酸没有固体剩余，也一定不含Cu；二是原固体中含，加盐酸溶解后生成，Fe3+与可能存在的Fe或Cu反应而被还原为；再结合选项分析作答。 【详解】A．结合分析可知，原固体中一定含，但由于无法确定气体B的成分，所以无法确定是否含，A错误； B．结合分析，当固体中有和时，溶液B中的金属阳离子有；当固体中只有和时，溶液B中的金属阳离子只有；当固体中有和时，溶液B中的金属阳离子有；当固体中有时，溶液B中的金属阳离子有，B错误； C．根据分析可知，气体B可能有氢气，但铁与盐酸反应得到的是，C错误； D．根据分析可知，若X中有Cu，由于加盐酸没有固体剩余，则一定有产生，和Cu反应使其溶解，D正确； 答案为D。 15．实验室在500 ℃时隔绝空气加热硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]至分解完全并确定分解产物成分的装置如图所示(已知分解的固体产物可能有FeO、Fe2O3 和Fe3O4，气体产物可能有NH3、N2、H2O、SO3 和SO2)。下列说法正确的是(　　) A．装置②用于检验分解产物中是否有水蒸气生成，试剂X最好选用碱石灰 B．装置③用于检验分解产物中是否有SO3气体生成并除去SO3和NH3 C．取①中固体残留物与稀硫酸反应并滴加KSCN，溶液变红，则残留物一定为Fe2O3 D．装置④用于检验分解产物中是否有SO2气体生成，装置⑤用于收集生成的NH3和N2 【答案】B。解析：装置②的作用是检验分解产物中是否有水蒸气生成，故试剂X应选用无水硫酸铜，A错误；装置③用于检验分解产物中是否有SO3气体生成，若有SO3气体生成则装置③中酸性条件下产生白色沉淀硫酸钡，并用氯化钡和盐酸除去SO3和NH3，B正确；①中固体残留物中也可能还含有FeO，也可能不含有Fe2O3而含有Fe3O4，而不一定只有Fe2O3，C错误；NH3极易溶于水，若分解产物中有NH3，则NH3被装置③中的溶液所吸收了，装置⑤中不可能收集到NH3的，D错误。 16．碳酸亚铁晶体为白色固体，不溶于水，干燥品在空气中稳定，湿品在空气中缓慢氧化为呈茶色，可用作阻燃剂、动物饲料铁添加剂、补血剂等。回答下列问题： (1)实验室利用溶液和溶液制备，实验装置(夹持仪器已省略)如图所示： ①方框内为制取的装置，下列装置和药品较为适宜的是___________(填字母)。 ②装置D中仪器a的名称是___________。 ③根据①的选择，装置甲中试剂a的名称是___________，其作用为___________。 ④开始先通入一段时间的作用是___________。 (2)的制备，步骤如下： 通入一段时间后，向溶液中加入过量溶液，搅拌，反应后过滤，将沉淀洗涤、干燥，得到。 ①生成的化学方程式为___________。 ②装置丙的作用是___________。 (3)将溶液换成溶液能提高产品纯度，原因是碱性较强，易产生副产物，该副产物的化学式可能为___________。 【答案】(1) C 长颈漏斗 饱和碳酸氢钠溶液 除去中的HCl杂质 排净装置中空气，防止被氧化(合理即可) (2) 液封，防止(或空气)进入装置乙中 (3) 【分析】本题为制备类的实验题，由装置甲左侧的装置制备二氧化碳，通过装置甲除去二氧化碳中的氯化氢后，在装置乙中参与反应制备产物，由于二价铁具有还原性，容易被空气中氧气氧化，从而分析装置丙的作用，以此解题。 【详解】（1）①应该采用盐酸和碳酸钙、不加热制备二氧化碳，故排除A，D中碳酸钠粉末不能放在有孔塑料板上，也排除D，同时选项E中使用的碳酸氢铵受热分解还会生成氨气，不能用该装置制备二氧化碳，在选项B、C中，其中B中排出气体的导管在液面下方，故排除B，故答案为：C； ②由图可知，装置D中仪器a的名称是长颈漏斗； ③利用盐酸和碳酸钙制备的二氧化碳中容易混入氯化氢气体，可以通过饱和碳酸氢钠来除去其中的氯化氢，故装置甲中试剂a的名称是饱和碳酸氢钠溶液； ④由于装置中含有空气，因此先通入一段时间是为了排净装置中空气，防止被氧化。 （2）①根据题意硫酸亚铁和碳酸钠反应生成产物，化学方程式为：； ②由于二价铁具有还原性，要防止空气中氧气氧化二价铁，故装置丙的作用是：液封，防止(或空气)进入装置乙中。 （3）将溶液换成溶液能提高产品纯度，原因是溶液碱性弱，能减少副产物的生成。 17．在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水，再用副产品溶液吸收有毒的气体。经查阅资料得知，无水在空气中易潮解，加热易升华，氢硫酸为弱酸。他们设计了制备无水的实验方案，装置示意图（加热及夹持装置略去）及操作步骤如下： ①检查装置的气密性； ②通入干燥的，赶尽装置中的空气； ③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成； ④…… ⑤体系冷却后，停止通入，并用干燥的赶尽，将收集器密封。 (1)装置A中发生反应的化学方程式为___________。 (2)第③步加热后，生成的烟状大部分进入收集器，少量沉积在反应管A右端，要使沉积的进入收集器，第④步操作应该是___________。 (3)操作步骤中，为防止潮解所采取的措施有___________（填步骤序号）。 (4)装置B中冷水浴的作用为___________；装置D中全部反应后，因失去吸收的作用而失效，检验此时溶液中存在的金属阳离子，写出离子方程式：___________。 (5)在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂___________。 【答案】(1) (2)在沉积的固体下方加热 (3)②⑤ (4) 冷凝，收集氯化铁 (5) 【分析】本实验旨在模拟工业流程制备无水。实验开始前检查装置气密性，防止气体泄漏影响实验；通入干燥赶走空气，避免与空气中的氧气、水反应干扰实验；加热使和铁屑反应生成，由于无水易升华，在B处冷凝收集；C中无水CaCl2可防止水蒸气进入B使潮解；D中溶液可与反应生成；E为尾气吸收装置，盛放溶液便于吸收多余的，最后用干燥赶尽，防止污染且便于密封收集产物。 【详解】（1）铁与氯气在加热的条件下发生反应生成氯化铁，其化学方程式为：； （2）从题干信息“易升华”来看，在沉积的固体下方加热可将其转化为气态，在气流作用下，进入B中使其凝华； （3）步骤②通入干燥的，赶走装置中的空气，防止装置内空气中的水蒸气接触使其潮解；步骤⑤体系冷却后，用干燥的赶尽并密封收集器，防止外界空气（含水蒸气）进入使潮解 ；而步骤③加热是反应条件，与防止潮解无关，步骤④主要是处理沉积的FeCl3，和防止潮解没有直接联系；故步骤中②⑤合题意； （4）冷水浴作用是使进入B中凝华，即：冷却，使沉积，便于收集产品；装置D中全部反应后，溶液中存在的金属阳离子主要是，检验常用溶液，若溶液变为血红色，证明有，离子方程式为； （5） 氯气为酸性气体，所以过量用溶液吸收，吸收尾气的装置为。 18．氢氧化亚铁为白色固体，难溶于水，在空气中极易被氧化为氢氧化铁。回答下列问题； （一）实验室制备氢氧化亚铁 (1)装置A中盛装生石灰的仪器的名称是_______________。选择上图中的装置制备氢氧化亚铁，连接顺序为__________（按气流方向从左到右，填写装置标号）。装置C的作用是_______________________。 (2)装置B中发生反应的离子方程式为___________________________。反应结束后，继续通一段时间的，目的是______________。 （二）探究灰绿色沉淀的成因 反应后将装置B中的固体过滤时，白色沉淀会逐渐转变为灰绿色，实验小组为探究灰绿色沉淀的成因，查阅到以下资料； ①沉淀具有较强的吸附性； ②若存在固体杂质，会导致沉淀不够紧密，沉淀与溶液的接触面积会更大。 甲同学猜测灰绿色可能是吸附引起的，设计并完成了实验1～实验3。 实验 操作 试剂（均为0.1） 实验现象 1 向两片玻璃片中心分别滴加试剂，面对面快速夹紧 ⅰ.1滴溶液 ⅱ.4滴NaOH溶液 玻璃片夹缝中有白色浑浊 2 ⅰ.4滴溶液 ⅱ.1滴NaOH溶液 玻璃片夹缝中有白色浑浊，一段时间后变为灰绿色 3 ⅰ.2滴溶液，1滴溶液 ⅱ.2滴NaOH溶液 玻璃片夹缝中立即有灰绿色浑浊 (3)依据甲同学的猜测，实验1中沉淀无灰绿色的原因是____________________。 (4)实验3中立即出现灰绿色浑浊的原因是_______________。 (5)根据以上实验探究，若尽可能制得白色沉淀，需要控制的实验条件除了隔绝氧气外，还有________________。 【答案】(1) 三颈烧瓶 ACBD 做安全瓶，防倒吸 (2) 防止拆除装置时残留的氨气逸出，污染空气 (3)NaOH溶液过量，反应后溶液中浓度很小，不易被吸附在表面 (4)沉淀中混有，导致沉淀不够紧密，与溶液的接触面积增大，更容易吸附 (5)保证NaOH溶液过量（或保证溶液不足） 【分析】装置A为氨气的发生装置，B为制备氢氧化亚铁的装置，C为防倒吸装置，连在AC之间，D为NH3的尾气处理装置，据此回答。 【详解】（1）装置A中盛装生石灰的仪器的名称是三颈烧瓶，制备氢氧化亚铁，根据分析可知，装置的连接顺序为ACBD，装置C的作用是做安全瓶，防倒吸； （2）装置B中发生反应的离子方程式为，反应结束后，继续通一段时间的，目的是防止拆除装置时残留的氨气逸出，污染空气； （3）实验1中沉淀无灰绿色的原因是NaOH溶液过量，反应后溶液中浓度很小，不易被吸附在表面； （4）实验3中立即出现灰绿色浑浊的原因是沉淀中混有，导致沉淀不够紧密，与溶液的接触面积增大，更容易吸附； （5）若尽可能制得白色沉淀，需要控制的实验条件除了隔绝氧气外，还有保证NaOH溶液过量（或保证溶液不足）。 19．工业上用FeCl3溶液作印刷电路铜板的腐蚀液。实验室采用不同方法对腐蚀废液(阳离子主要有Fe2+、Cu2+、Fe3+和H+)进行处理。回答下列问题： 方法一：将H2O2溶液加入废液并调节溶液pH，处理流程如下： 已知：部分金属离子沉淀的pH如下表所示(金属离子起始浓度为0.1 mol·L-1)。 金属离子 Cu2+ Fe3+ Fe2+ 开始沉淀pH 4.7 2.7 7.6 完全沉淀pH 6.7 3.7 9.6 (1)步骤Ⅰ中加入H2O2溶液的目的是___________。 (2)步骤Ⅱ中需要调节溶液的pH范围是___________。 (3)溶液C中含有大量Fe2+。取少量溶液C于试管中，滴加NaOH溶液，观察到的现象是___________。该过程中发生氧化还原反应的化学方程式为___________。 (4)①溶液A、溶液B和固体C中都含有___________(填“Fe”或“Cu”)元素。 ②将溶液C和溶液D回收后，通入Cl2可以再转化为FeCl3腐蚀液，反应的离子方程式为___________。 方法二：将H2S和空气的混合气体通入腐蚀废液，其转化如图所示(CuS不溶于水)。 (5)下列关于该转化过程的说法正确的是___________(填标号)。 a．过程ⅱ中的氧化剂是Fe3+ b．过程ⅲ发生的反应为 c．利用该转化可以回收S d．整个转化过程中起催化剂作用的有Fe3+和Fe2+ 【答案】(1)将Fe2+氧化为Fe3+ (2)3.7≤pH＜4.7(或3.7~4.7) (3) 产生白色沉淀，沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 (4) Cu (5)abc 【分析】废液中阳离子主要有Fe2+、Cu2+、Fe3+和H+，加入过氧化氢后，Fe2+被氧化为Fe3+，调节pH，将Fe3+转化为氢氧化铁沉淀，此时溶液B中含有Cu2+和H+，加入过量铁粉后，Fe与Cu2+反应生成Cu和Fe2+，与H+反应生成Fe2+，此时溶液C中为Fe2+，固体C为Cu和剩余的Fe，加入稀盐酸后，Fe与HCl反应生成FeCl2（溶液D）。 【详解】（1）加入H2O2溶液的目的是利用其氧化性将Fe2+氧化为Fe3+； （2）步骤Ⅱ调节溶液的pH是为了将Fe3+转化为氢氧化铁沉淀，同时Cu2+不沉淀，根据题表所示，需要调节溶液的pH范围为3.7~4.7； （3）Fe2+与NaOH溶液反应生成氢氧化亚铁，其在空气中迅速被氧化为氢氧化铁，因此观察到的现象是产生白色沉淀，沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，该过程中发生氧化还原反应的化学方程式为； （4）①溶液A有Cu2+和Fe3+，溶液B有Cu2+，固体C有Fe和Cu，因此都含有Cu元素； ②溶液C和溶液D均为FeCl2溶液，通入Cl2转化为FeCl3的离子方程式为； （5）过程i将H2S和空气的混合气体通入腐蚀废液生成CuS, 过程ⅱ中CuS与Fe3+反应生成Fe2+、Cu2+和S，过程ⅲ中Fe2+被氧气氧化生成Fe3+； a．过程ⅱ反应离子方程式为，氧化剂是Fe3+，a正确； b．过程ⅲ发生的反应为，b正确； c．过程ⅱ中反应生成S，利用该转化可以回收S，c正确； d．整个转化过程中，Fe3+先消耗、后生成，起催化剂作用的是Fe3+，而Fe2+先生成，后消耗，为中间产物，d错误； 故答案选abc。 2 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 大一轮·化学 第2讲 铁及其重要化合物 考点一 铁的主要性质及应用 1．铁元素的存在、使用及物理性质 存在 铁在自然界中既可以以单质的形态(陨铁)存在，也可以以化合物的形态存在，其主要化合价有＋2价和＋3价，地壳中铁元素的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位 使用历史 人类最早使用的铁是陨铁，我国在春秋初年掌握了冶铁技术，在战国中期铁制工具得到了广泛使用 工业炼铁的原理 用还原剂把铁矿石中的铁提炼出来，如用CO还原Fe2O3 原子结构 铁位于元素周期表第四周期第Ⅷ族，原子结构示意图为，在化学反应中易失去2个或3个电子而表现为＋2价或＋3价。 物理性质 纯铁具有银白色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，其导电性比铜、铝差，具有能被磁铁吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力 2．铁的化学性质 铁是较活泼的金属，发生化学反应时可生成＋2、＋3两种价态的化合物，且Fe3+比Fe2+稳定。在一定条件下，铁作为还原剂能与某些非金属单质、酸和盐溶液反应 ①铁与氧化性较弱的氧化剂(如：盐酸、硫酸铜溶液等)反应，铁原子失去2个电子生成＋2价铁的化合物 ②铁与氧化性较强的氧化剂(如：氯气、硝酸等)反应，铁原子则失去3个电子生成＋3价铁的化合物 (1)Fe与非金属反应 ①Fe与O2的反应：3Fe＋2O2Fe3O4 (火星四射、剧烈燃烧、放出大量的热、生成黑色的固体) ②Fe在氯气中燃烧：2Fe＋3Cl22FeCl3 (产生棕黄色的烟) ③Fe与硫的反应：Fe＋SFeS (2)Fe与水蒸气的反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 注意 ①铁与水蒸气反应，日常生活中能用铁壶烧水是因为铁只能在高温下与水蒸气反应，与冷水、热水都不能反应 ②常温下，铁与水不起反应，但在水和空气里的O2等共同作用下，铁易被腐蚀 (3)Fe与酸的反应 ①与非氧化性酸(如：稀盐酸、稀硫酸)的反应：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ Fe＋2H+===Fe2+＋H2↑ ②与氧化性酸(如：硝酸、浓硫酸)的反应：常温下，铁遇冷的浓硝酸、浓硫酸时，表面会生成一层致密的氧化膜，阻止了内层铁的继续反应，化学上称之为钝化，属于化学变化；但在加热的条件下铁可以和浓硫酸、浓硝酸反应，如：少量的铁与浓硝酸共热 Fe＋6HNO3(浓)Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O a．少量的铁与稀硝酸反应：Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O 生成的Fe(NO3)3可以和铁继续反应：Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2 b．过量的铁与稀硝酸反应：3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O (4)与盐溶液反应 ①与硫酸铜溶液的反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu ②与FeCl3溶液的反应：Fe＋2FeCl3===3FeCl2 Fe＋2Fe3+===3Fe2+ 注意 ①铁分别与氯气和盐酸反应所得的产物中铁元素的价态不同，Fe与Cl2反应无论用量多少都生成FeCl3，而Fe与盐酸反应生成FeCl2 ②铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4 3．铁的冶炼：工业炼铁的原理是用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来 设备 炼铁高炉 原料 铁矿石、焦炭、空气、石灰石等 主要反应 ①还原剂的生成 a．生成CO2：C＋O2CO2 b．生成CO：CO2＋C2CO ②铁的生成：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 ③炉渣的形成：CaCO3CaO＋CO2↑ CaO＋SiO2CaSiO3 【逐点训练1】 1．汉·陈琳《武军赋》：“铠则东胡阙巩，百炼精刚”。下列说法正确的是 A．钢是合金，合金是指含有两种或两种以上金属的混合物 B．百炼成钢的过程就是改变生铁中碳含量的过程 C．铁比铜活泼，铁的发现、大量冶炼和使用均早于铜 D．铁是比较活泼的金属，自然界中不存在游离态的铁 2．下列物质在生活中应用解释不正确的是 选项 生活中的应用 作用 A 饼干包装盒内放有小袋铁粉 铁粉具有脱氧和保持干燥作用 B 烘焙饼干时向面粉中加入 可用于食品防腐 C 明矾常用作净水剂 明矾水解得到胶体，吸附不溶性杂质 D 白炽灯中充入氮气和氩气的混合气体 氮气和氩气化学性质稳定，防止灯丝氧化 A．A B．B C．C D．D 3．下列实验操作符合规范的是 A．收集气体 B．制备胶体 C．配制NaOH溶液 D．铁丝在中燃烧实验 A．A B．B C．C D．D 4．下列化学方程式书写正确的是 A．实验室制备二氧化碳： B．铁丝在氯气中点燃： C．氯气与水反应的离子方程式： D．铁与硫粉混合后加热： 5．设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．常温下，18gH2O中含有的原子数为3NA B．标况下，11.2LCH4和44.8LCl2在光照下充分反应后的分子总数为2.5NA C．常温下，16.8g铁粉与足量浓硝酸反应转移电子数为0.9NA D．1L0.1mol/LNa2CO3溶液中H2CO3、、的粒子总数为0.1NA 6．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的饱和溶液加入沸水中，可以制得d的胶体 D．a与稀硫酸反应可以得到e 7．下列实验的相应操作中，不正确的是 A．强酸与强碱的中和滴定：边滴边摇动锥形瓶，观察锥形瓶中颜色变化 B．验证易溶于水且溶液呈碱性：打开止水夹，挤压胶头滴管，让少量水进入烧瓶 C．验证铁与水蒸气的反应：加热，一段时间后用火柴点燃肥皂泡 D．配制一定物质的量浓度NaOH溶液：称取NaOH固体，放入容量瓶中，再加入水至刻度线 8．某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解19.2 g(已知硝酸只被还原为NO气体)。向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示。下列分析或结果错误的是 A．原混合酸中NO3－物质的量为0.4 mol B．原混合酸中H2SO4浓度为2.0 mol·L－1 C．第二份溶液中最终溶质为FeSO4 D．OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，BC段产生氢气 考点二 铁的氧化物和氢氧化物 1．铁的氧化物 (1)物理性质比较 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 物质类别 碱性氧化物 碱性氧化物 复杂氧化物 颜色状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体(有磁性) 化合价 ＋2 ＋3 ＋2、＋3 溶解性 都不溶于水，但都能溶于酸溶液 (2)化学性质 ①稳定性 a．FeO不稳定，在空气中受热易被氧化为Fe3O4：6FeO＋O22Fe3O4 b．Fe2O3和Fe3O4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＋ a．FeO与盐酸反应：FeO＋2HCl===FeCl2＋H2O b．Fe2O3与盐酸反应：Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O c．Fe3O4与盐酸反应：Fe3O4＋8HCl===FeCl2＋2FeCl3＋4H2O ③与氧化性酸(如：硝酸、浓硫酸)的反应 a．FeO与稀硝酸反应：3FeO＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O b．Fe2O3与稀硝酸反应：Fe2O3＋6HNO3===2Fe(NO3)3＋3H2O c．Fe3O4与稀硝酸反应：3Fe3O4＋28HNO3===9Fe(NO3)3＋NO↑＋14H2O ④与还原性酸(如：HI)的反应 a．FeO与HI反应：FeO＋2HI===FeI2＋H2O b．Fe2O3与HI反应：Fe2O3＋6HI===2FeI2＋I2＋3H2O c．Fe3O4与HI反应：Fe3O4＋8HI===3FeI2＋I2＋4H2O 2．铁的氢氧化物 (1)物理性质比较 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(如：稀盐酸、稀硫酸)的反应 a．Fe(OH)2与盐酸反应：Fe(OH)2＋2HCl===FeCl2＋H2O Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋H2O b．Fe(OH)3与盐酸反应：Fe(OH)3＋3HCl===FeCl3＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O ②与氧化性酸(如：硝酸、浓硫酸)的反应 a．Fe(OH)2与稀硝酸反应：3Fe(OH)2＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋NO↑＋8H2O 3FeO＋10H＋＋NO3－===3Fe3＋＋NO↑＋8H2O b．Fe(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 a．Fe(OH)2与HI反应：Fe(OH)2＋2HI===FeI2＋H2O FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O b．Fe(OH)3与HI反应：2Fe(OH)3＋6HI===2FeI2＋I2＋6H2O 2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋6H2O 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 a．Fe(OH)2：Fe(OH)2FeO＋H2O (隔绝空气生成FeO，在空气中最终转化为Fe2O3) b．Fe(OH)3：2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O ⑤Fe(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 a．转化过程中的特殊现象是：白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 b．转化的方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 c．反应类型：化合反应、氧化还原反应 注意 ①Fe(OH)2在空气中加热，在分解同时被O2氧化，化学方程式为：4Fe(OH)2＋O22Fe2O3＋4H2O，所以在空气中加热Fe(OH)2得不到FeO ②FeO、Fe(OH)2中的Fe为+2价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性，但以还原性为主，与HNO3、浓硫酸等强氧化性酸发生的氧化还原反应而不是复分解反应，但与HI反应时发生的是复分解反应 ③Fe2O3、Fe(OH)3中的铁为+3价，处于最高价态，只有氧化性，与HNO3、浓硫酸等强氧化性酸时发生的是复分解反应而不能发生氧化还原反应，但与HI反应时则发生氧化还原反应 ④Fe3O4既有+2价又有+3价，与HNO3、浓硫酸、HI反应时发生的是氧化还原反应 3．氢氧化铁和氢氧化亚铁制备 (1)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 (2)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(这是唯一一种把胶头滴管插入反应溶液的实验) 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 注意 ①成功关键：溶液中不含O2等氧化性物质；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 ②Fe2＋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+ ③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 ④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 ⑤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 (3)制备Fe(OH)2时防氧化措施常用的三种方法 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 实验操作 实验装置图 方法1：有机覆盖层法 在试管中加入适量的5% FeSO4溶液，并覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，再用长滴管注入不含O2的1 mol·L－1NaOH溶液。由于苯或煤油的液封作用，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 方法2：还原性气体保护法 实验时，先打开弹簧夹a，试管I中稀硫酸与铁粉反应产生H2，一段时间后在试管II的出口B处检验H2的纯度，当H2纯净后，说明H2将装置内的空气已排尽；然后关闭a，使生成的H2将试管I中的FeSO4溶液压入NaOH溶液中，这样可长时间观察到白色沉淀 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 方法3：电解法 用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯(或煤油)。 阳极反应为Fe－2e－===Fe2＋，阴极反应为2H＋＋2e－===H2↑，生成的氢气可以赶走溶液中的氧气，溶液中c(OH－)增大，与Fe2＋结合生成Fe(OH)2沉淀，苯(或煤油)起液封作用 【逐点训练2】 1．下列有关铁及其化合物的性质与用途不具有对应关系的是 A．铁粉能与氧气反应，可用作食品保存的脱氧剂 B．四氧化三铁具有磁性，可作为3D打印的磁性材料 C．氯化铁具有氧化性，可用于腐蚀印刷电路板上的铜 D．聚合硫酸铁能水解并形成胶体，可用于杀菌消毒 2．商周时期以黄铜矿为原料冶炼铜的原理为：。设为阿伏伽德罗常数的值，下列说法错误的是 A．在空气中加热可转化成磁性氧化铁 B．还原产物为、、和 C．冶炼过程中需要在富氧条件下煅烧黄铜矿 D．参与反应时，转移的电子总数为 3．下列方程式与所给事实不相符的是 A．Fe2O3溶于HI溶液中：Fe2O3 + 6H+ + 2I-= 2Fe2+ + I2 + 3H2O B．向H218O中投入Na2O2固体：2H218O + 2Na2O2 = 4Na+ + 4OH- + 18O2↑ C．将NO2通入水中制备硝酸：3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO D．NaHCO3溶液中通入少量Cl2：Cl2 += Cl- + HClO + CO2 4．高纯碳酸钙在电子工业领域有广泛应用。使用优质大理石（含有少量和杂质）制备高纯碳酸钙的工艺流程如图。体系中有关离子反应方程式书写错误的是 A．浸出过程： B．浸出过程： C．净化过程： D．碳化过程： 5．在一定量铁的氧化物（铁只有、价）中，加入硫酸溶液，恰好使固体完全溶解，所得溶液中恰好被标准状况下氯气氧化，则该固体中x和y的个数之比为 A． B． C． D． 6．现有Fe、、混合物共0.1 mol，加盐酸后固体全部溶解，共收集到0.01 mol ，且向反应后的溶液中加入KSCN溶液不显红色，则原混合物中铁的物质的量为 A．0.05 mol B．0.06 mol C．0.07 mol D．0.08 mol 7．下列实验装置能达到实验目的的是 A．配制0.10mol/L的食盐水 B．制备少量Fe(OH)2 C．证明氧化性Cl2>Br2>I2 D．验证NaHCO3和Na2CO3的热稳定性 A．A B．B C．C D．D 8．下列实验装置或操作正确的是 A．用于蒸干溶液获得CuSO4·5H2O B．收集Cl2并验满 C．制备较纯净的Fe(OH)2 D．实验室制1-丁烯并检验产物 A．A B．B C．C D．D 9．下列过程对应的离子方程式错误的是 A．侯氏制碱工业沉淀池中的反应： B．向氢氧化铜沉淀中滴入氨水： C．向饱和碳酸钠溶液中通入二氧化碳气体： D．将氢氧化铁固体加入氢碘酸中： 10．部分含Fe或Cu元素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和足量S混合加热，可能生成f或g，不可能生成e B．往f中加入浓NaOH溶液，则最终会生成i C．新制的i和葡萄糖混合溶液加热，可能得到d D．d和j溶于稀，如果有f生成，则有a生成 考点三 亚铁盐(Fe2＋)和铁盐(Fe3＋)的性质及检验 1．Fe2＋的氧化性和还原性：含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，但以还原性为主，如遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表现为还原性 (1)氧化性 ①Fe2＋与Zn反应的离子方程式：Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋ ②Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O (2)还原性：Fe2＋遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表现还原性 ①Fe2＋与Cl2反应的离子方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ ②FeCl2溶液与HNO3溶液反应的离子方程式：3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O (3)Fe2＋可发生水解反应 Fe(OH)2是弱碱，含Fe2＋的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制Fe2＋的水解，加少量铁屑防止Fe2＋被氧化 2．铁盐 (1)氧化性：含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现为氧化性。 ①Fe3＋可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ ②FeCl3溶液滴入淀粉－KI溶液，溶液变蓝，离子方程式：2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2 (2)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) (3)易水解：Fe(OH)3是很弱的碱，且溶度积很小，因而Fe3＋极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。 ①利用Fe3＋易水解的性质，实验室可将饱和FeCl3溶液滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式为 FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl ②利用Fe3＋易水解的性质，工业上常用调节pH的方法除去溶液中的铁离子 ③利用Fe3＋易水解的性质，实验室配制氯化铁溶液，通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，然后再稀释至所需浓度 ④Fe3＋与HCO、AlO、CO等水解呈碱性的离子不能大量共存 3．其他重要的铁盐及应用 绿矾(FeSO4·7H2O) 用作补血剂及植物补铁剂 高铁酸钾(K2FeO4) 用作水处理剂或制作高能电池 莫尔盐(或摩尔盐)[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O] 用于冶金、电镀及织物媒染剂 赤血盐K3[Fe(CN)6] 用于检验Fe2＋ 4．检验Fe2＋、Fe3＋的常用方法 (1)Fe2＋、Fe3＋的检验 Fe3＋ 观察法 溶液呈棕黄色，证明含有Fe3＋ KSCN法 加入KSCN或其它可溶性硫氰化物溶液，溶液呈血红色，证明含有Fe3＋ 离子方程式：Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3 碱液法 加入氨水或NaOH溶液，有红褐色沉淀生成，证明含有Fe3＋ 离子方程式：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色沉淀) 淀粉KI试纸法 能使淀粉KI试纸变蓝，证明含有Fe3＋ 离子方程式：2Fe3+＋2I－2Fe2+＋I2 铜片法 加入铜片，铜片溶解且溶液变为蓝色，证明含有Fe3＋ 离子方程式：2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+ 苯酚法 加入苯酚溶液，溶液呈紫色，证明含有Fe3＋ 离子方程式：Fe3+＋6C6H5OH[Fe(C6H5O)6]3－(紫色溶液)＋6H+ H2S法 通入H2S气体或加入氢硫酸，有浅黄色沉淀析生成，证明含有Fe3＋ 离子方程式：2Fe3+＋H2S===2Fe2+＋2H+＋S↓ Fe2+ 观察法： 溶液呈浅绿色，证明含有Fe2＋ 铁氰化钾[K3Fe(CN)6]法 加入铁氰化钾溶液，有蓝色沉淀生成，证明含有Fe2＋ 离子方程式：3Fe2+＋2FeCN)63—===Fe3[FeCN)6]2↓(蓝色沉淀) 碱液法 加入氨水或NaOH溶液，产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2＋ 离子方程式：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀) 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(红褐色沉淀) KMnO4法 加入少量酸性KMnO4溶液，能使KMnO4溶液的紫红色变浅，证明有Fe2＋ 离子方程式：5Fe2+＋MnO4－＋8H+===5Fe3+＋Mn2+＋4H2O KSCN法 先加入KSCN，溶液不变红，再加新制氯水溶液变红色的为Fe2＋ 离子方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3 (2)含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验：检验Fe2＋和Fe3＋混合溶液时，要分两次分别检验Fe2＋和Fe3＋，检验Fe2＋时可选择铁氰化钾溶液或酸性高锰酸钾溶液，检验Fe3＋时最好选择KSCN溶液 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＋ 注意 ①检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN－) ②当溶液浓度较稀时，用观察法或加NaOH溶液的方法都不宜检验Fe2＋和Fe3＋的存在 ③Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋ (Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰) 【逐点训练3】 1．下列有关物质用途的说法错误的是 A．液氨可用作制冷剂 B．硫酸亚铁可用作自来水的杀菌消毒剂 C．硅胶可用作食品干燥剂和催化剂载体 D．聚乳酸可用于制作可降解手术缝合线 2．下列方程式与所给事实不相符的是 A．钠在空气中变暗： B．用除去溶液中的： C．铜溶于浓硝酸： D．钢铁在中性环境中发生吸氧腐蚀，正极反应： 3．常温下，下列各组离子在澄清、透明的酸性溶液中能大量共存的是 A．、、、 B．、、、 C．、、、 D．、、、 4．下列关于和的说法正确的是 A．和均可以通过化合反应制得 B．和溶液的保存均需加入少量铁粉和盐酸防止变质 C．可以通过能否使酸性溶液褪色来鉴别两物质的溶液 D．向溶液加入溶液，久置后沉淀仍保持白色 5．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 将新制的沉淀分装在两支试管中，向一支试管中滴加2mol/L盐酸，另一支试管中滴加2mol/L氨水，沉淀均溶解 是两性氢氧化物 B 将镁条点燃后迅速伸入充满的集气瓶，瓶中产生浓烟并有黑色颗粒生成 能支持镁条燃烧 C 取溶液置于试管中，加入几滴酸性高锰酸钾溶液，酸性高锰酸钾溶液的紫色褪去 具有还原性 D 各取溶液与溶液少许于试管中，加入澄清石灰水，仅溶液中出现白色沉淀 鉴别溶液与溶液 A．A B．B C．C D．D 6．某小组同学检验补铁剂中铁元素的价态，实验过程如图所示： 已知：邻二氮菲的结构简式为，邻二氮菲可以和生成橙红色邻二氮菲亚铁离子，可用于的检测。 下列说法错误的是 A．③中“红色加深”“褪色”现象说明双氧水具有氧化性 B．④中出现蓝色浑浊是由于 C．实验中不可用酸性溶液代替溶液检测 D．用邻二氮菲检测时，pH过大或过小不会影响测定 7．下列实验操作、现象、结论均正确的是 选项 实验操作 实验现象 解释或结论 A 向溶液中滴入硫酸酸化的溶液 溶液变为黄色 氧化性： B 向溶液中滴加5滴溶液，然后再滴加足量的溶液 先产生白色沉淀，然后产生蓝色沉淀      C 将Zn与Fe用导线相连，插入稀硫酸酸化的溶液，一段时间后，从Fe电极区取出少量溶液，滴入2滴溶液 无明显现象 Zn可以保护Fe不被腐蚀 D 将少量丙烯醛滴入新制氢氧化铜浊液中，加热充分反应，然后滴加溴水 溴水褪色 丙烯醛中含有碳碳双键 A．A B．B C．C D．D 8．某学习小组为探究与溶液的反应机理，设计如下实验并记录现象： ①向溶液()中加入足量铜粉，立即有气泡产生，溶液逐渐由黄色变为蓝绿色； ②向溶液中逐滴加入溶液调至5，再加入足量铜粉，溶液由黄色变为蓝绿色，无气泡产生； ③取实验①反应后的溶液，加入KSCN溶液，无明显现象；再加酸性溶液，紫色褪去。已知性质与相似。 下列说法错误的是 A．实验①中产生的气泡主要成分为，而非 B．结合实验②可知实验①中既与反应，也与、共同反应 C．实验③中酸性溶液褪色可证明溶液中存在 D．综合实验可知：强酸性条件下，的氧化性强于 考点四 铁的转化及应用 1．“铁三角”——Fe、Fe2＋、Fe3＋的相互转化：“铁三角”是指Fe、Fe2+()、Fe3+()之间的转化关系 (1)Fe只有还原性，可以被氧化成＋2价或＋3价的铁 ①Fe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↑ ②Fe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 ①Fe(Ⅱ)→Fe(Ⅲ)需加入氧化剂，如：Cl2、Br2、O2、HNO3、浓H2SO4、O2、H2O2、KMnO4/H+等 2Fe2＋＋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) 4Fe2+＋O2＋4H＋===4Fe3+＋2H2O (亚铁盐溶液在空气中容易变质) 3Fe2+＋NO3－＋4H＋===3Fe3+＋NO↑＋2H2O 5Fe2+＋MnO4－＋8H+===5Fe3+＋Mn2+＋4H2O 2Fe2+＋H2O2＋2H+===2Fe3+＋2H2O ②Fe(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 ①Fe(Ⅲ)→Fe(Ⅱ)需加入还原剂，如：I－(HI)、S2－(H2S)、SO2、Fe、Cu等 2Fe3+＋2I－2Fe2+＋I2 2Fe3+＋S2－===2Fe2+＋S↓ 2Fe3+＋H2S===2Fe2+＋2H+＋S↓ 2Fe3+＋SO2＋2H2O===2Fe2+＋SO42－＋4H+ 2Fe3+＋SO32－＋H2O===2Fe2+＋SO42－＋2H+ 2Fe3+＋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+ 2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+，电路板的制作是利用FeCl3溶液与裸露的铜反应 ②Fe(Ⅲ)→Fe需加入还原剂(如：C、CO、H2、Zn等)：2Fe3＋＋3Zn===2Fe＋3Zn2＋ 2．基于价类二维图理解铁及其化合物的转化关系 (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物和还原性 3．应用 (1)含Fe2＋、Fe3＋的除杂问题 溶液 杂质 除杂方法 FeCl2 FeCl3 加过量铁粉后过滤 FeCl3 FeCl2 加氯水或H2O2 FeCl2 CuCl2 加过量铁粉后过滤 Fe Al 加过量强碱溶液，过滤 Fe2O3 Al2O3、SiO2 加过量强碱溶液，过滤 CuCl2 FeCl3 加过量CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3后过滤 CaCl2 FeCl3 加过量CaCO3后过滤 MgCl2 FeCl3 加过量MgO或Mg(OH)2或MgCO3后过滤 (2)工业生产中溶液中Fe3＋、Fe2＋除去方法 ①原理：Fe3＋、Fe2＋完全生成氢氧化物沉淀时，溶液的pH分别为pH≥3.7、pH≥9.6 ②步骤： a．除去溶液中的Fe3＋时，一般是加入能与酸反应的物质(但不能引入新的杂质)，使溶液的pH至3～4，使Fe3＋水解生成Fe(OH)3而除去 b．除去溶液中的Fe2＋时，先加入H2O2(或其他氧化剂，但不引入新杂质)，然后调节溶液的pH至3～4，使Fe2＋转化为Fe3＋水解生成Fe(OH)3而除去 ③示例： a．除去MgCl2溶液中的Fe3＋可在加热搅拌条件下，加入足量MgO或MgCO3或Mg(OH)2，搅拌充分反应后过滤除去 b．除去CuCl2溶液中的Fe2＋，先加入H2O2(或Cl2)，然后在加热搅拌条件下，加入足量CuO或CuCO3或Cu(OH)2，搅拌充分反应后过滤除去 (3)判断离子能否共存 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 ④Fe2＋、Fe3＋均易水解，与HCO、AlO、CO等因双水解相互促进，在溶液中均不能大量共存 (4)盐溶液的配制与保存 ①亚铁盐溶液：加入少量铁屑以防止Fe2+被氧化，滴入少量相应的酸溶液，以防止Fe2+水解 ②铁盐溶液：加入少量相应的酸溶液，以防止Fe3+水解 (5)物质制备 ①制备无水FeCl3：在HCl气氛中加热蒸干FeCl3溶液 ②制备Fe(OH)3胶体：向沸水中滴入几滴饱和FeCl3溶液并煮沸至溶液呈红褐色 【逐点训练4】 1．下列说法错误的是 A．具有强氧化性，可用作消毒剂 B．铁粉具有还原性，可作食品包装盒中的除氧剂 C．HgS极难溶，可用除去废水中的 D．具有氧化性，氧化制备 2．部分含Fe或S物质的“价—类”二维图如图所示。下列推断不合理的是 A．化合物f、g、h、n均可能含铁、硫两种元素 B．化合物g、h在一定条件下可能会相互转化 C．化合物b、d、e、m均能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．化合物d含有的元素均位于元素周期表p区 3．以下几组物质，不能按照图示关系进行转化的是 选项 X Y Z W A Al Al2O3 Al(OH)3 AlCl3 B Cl2 Ca(ClO)2 HClO HCl C FeCl3 FeCl2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 D S FeS H2S SO2 A．A B．B C．C D．D 4．能满足下列物质间直接转化关系的物质有多种，其中推理不成立的是 A．X为，为，为 B．为，为，加入足量可实现反应③ C．为，为，③为消去反应 D．为，为，为 5．物质X、Y、Z、W、甲、乙、丙、丁之间的转化关系如图所示（略去部分生成物和反应条件），其中X、Y、Z、W为常见单质，Z为黄绿色气体，W为黄色晶体。下列说法正确的是 A．反应①的另一种生成物为 B．工业常将Y、Z混合光照制备甲 C．反应②发生，需向丙中加入还原剂 D．丁可用于除去工业废水中的、等重金属离子 6．元素及其化合物在日常生活中应用广泛，如图为、、N及其化合物的部分“价—类”二维图，下列相关说法错误的是 A．若a常温下为黑色固体，则a与反应的产物随浓度变化而变化 B．若b可以氧化乙醇，则b溶于盐酸(过量)后，溶液呈绿色 C．若c为白色，则c与浓硝酸反应可得到f D．若e为棕黄色溶液，则e可用于胶体制备 7．从某含有、、的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下： 则下列说法错误的是 A．试剂a是铁、试剂b是盐酸 B．试剂c是氯气，相应的反应为 C．操作Ⅰ、操作Ⅱ所用仪器相同，均要用到烧杯、分液漏斗、玻璃棒 D．加入过量试剂c之后，溶液W依然能使少量酸性溶液褪色 8．下列各组物质的除杂方法中(括号内为杂质)，不可行的是 A．CO2(SO2)：依次通入足量KMnO4溶液、浓硫酸洗气 B．FeCl2溶液(FeCl3)：向样品中加入足量Cu粉，充分反应后过滤 C．C2H2(H2S、PH3)：依次通入足量CuSO4溶液洗气、碱石灰干燥 D．Fe粉(Al)：向样品中加入足量NaOH溶液，充分反应后过滤、洗涤、干燥 1．化学和生活、科技、社会发展息息相关，下列说法正确的是 A．华为新上市的mate手机引发关注，其 CPU基础材料是 SiO2 B．“C919”飞机机身使用的材料碳纤维属于新型无机非金属材料 C．火星全球影像彩图显示了火星表土颜色，表土中赤铁矿主要成分为 FeO D．医用外科口罩使用的材料聚丙烯，能使酸性高锰酸钾溶液褪色 2．下列说法正确的是 A．MgO属于两性氧化物 B．中的铁元素呈现两种价态 C．CO2和SiO2二者物理性质相似 D．用FeCl3溶液和NaOH溶液制备Fe(OH)3胶体 3．检验下列物质所选用的试剂正确的是 选项 待检验物质 所用试剂 A 海水中的碘元素 淀粉溶液 B 溶液中的 溶液 C 溶液中的 溶液 D 溶液中的 溶液，湿润的蓝色石蕊试纸 A．A B．B C．C D．D 4．科学家设计了一种“分子剪刀”，该“剪刀”的中心通过Fe2+与芳香环形成的配位键连接并固定，偶氮基(-N=N-)在不同波长光的作用下可变换不同的结构，如下图所示。 下列说法错误的是 A．该剪刀能够切断某些化学键体现了共价键的方向性 B．在空气氛围中使用该“剪刀”效果可能会大大降低 C．推测该剪刀顺式偶氮结构的能量高于反式偶氮结构 D．对剪刀进行修饰可使其特定识别某些化合物或结构 5．下列离子方程式书写正确的是 A．向溶液中通入过量： B．向明矾溶液中加入至恰好完全沉淀： C．向溶液中通入足量： D．与反应： 6．下列实验现象的描述错误的是 A．将SO2通入品红溶液中，溶液褪色，加热后又恢复红色 B．将浓硝酸滴入鸡蛋清溶液中，会有白色沉淀产生，加热后沉淀变黄色 C．将NaOH溶液滴入FeSO4溶液中，生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，一段时间后有红褐色物质生成 D．将氨水滴入CuSO4溶液中，会有蓝色沉淀生成，继续滴加氨水可以得到无色透明溶液 7．下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是 A．无色透明溶液中： B．含有的溶液中： C．室温下，中性溶液中： D．使甲基橙变红的溶液中： 8．（2024·福建·一模）下列有关铁及其化合物参与反应的化学方程式书写错误的是(　　) A．与高温水蒸气反应： B．胶体制备： C．的检验： D．催化甲苯的溴化反应： 9．用辉铋矿(主要成分是，含Si、Fe、Pb、Al等元素)生产海绵铋的一种工艺流程如图。下列说法错误的是 A．“酸浸”时Fe、Al元素进入浸液中 B．“氧化浸出”得到浸渣的成分为和 C．“置换”时发生反应 D．向“置换”所得滤液中通入，所得溶液可循环利用 10．实验室从电路板刻蚀的废液中(主要含有、、、)获得固体，下列相关实验原理、装置及操作不正确的是 A．除去Cu2+ B．获得FeCl2溶液 C．制备FeCl3溶液 D．获得FeCl3固体 A．A B．B C．C D．D 11．X是一种由3种前四周期元素组成的易溶于水的化合物，将溶质为X的水溶液与一定量的稀硝酸在试管中混合后，试管口有红棕色气体产生，得到溶液Y，取2支试管分别装入少量溶液Y进行实验，记录为： 序号 加入试剂 现象 1 足量盐酸+少量溶液 产生气泡、产生白色沉淀 2 KSCN溶液 溶液变红 下列关于溶液Y的说法正确的是 A．一定含有 B．不含有 C．不含有 D．可能含有 12．一种用铝土矿(主要成分为、、、)生产Al和的工艺流程如图所示。下列说法错误的是 已知：在时转化为沉淀，在时转化为沉淀。 A．“焙烧Ⅰ”过程中加入少量CaO可以减少污染 B．“焙烧Ⅱ”中与反应生成1 mol 时，理论上反应转移5 mol电子 C．流程中X、Y可选择HCl、过量 D．流程中共有三步发生了氧化还原反应 13．铁及其化合物的部分转化关系如图所示。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．反应①中每消耗84 g铁生成44.8 L氢气 B．反应②所得溶液中是否含，可用酸性溶液检验 C．反应③得到的沉淀在空气中会发生反应： D．溶液与足量热水反应制得的氢氧化铁胶体粒子数为 14．某固体混合物X可能含有和中的几种。为确定其组成，某同学进行了如下实验： 已知：向溶液B中滴加KSCN溶液，未出现红色。下列推断正确的是 A．固体混合物X中一定含和 B．溶液B中一定含2种金属阳离子 C．生成气体B的反应可能是： D．固体混合物X中若含Cu，则一定还含 15．实验室在500 ℃时隔绝空气加热硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]至分解完全并确定分解产物成分的装置如图所示(已知分解的固体产物可能有FeO、Fe2O3 和Fe3O4，气体产物可能有NH3、N2、H2O、SO3 和SO2)。下列说法正确的是(　　) A．装置②用于检验分解产物中是否有水蒸气生成，试剂X最好选用碱石灰 B．装置③用于检验分解产物中是否有SO3气体生成并除去SO3和NH3 C．取①中固体残留物与稀硫酸反应并滴加KSCN，溶液变红，则残留物一定为Fe2O3 D．装置④用于检验分解产物中是否有SO2气体生成，装置⑤用于收集生成的NH3和N2 16．碳酸亚铁晶体为白色固体，不溶于水，干燥品在空气中稳定，湿品在空气中缓慢氧化为呈茶色，可用作阻燃剂、动物饲料铁添加剂、补血剂等。回答下列问题： (1)实验室利用溶液和溶液制备，实验装置(夹持仪器已省略)如图所示： ①方框内为制取的装置，下列装置和药品较为适宜的是___________(填字母)。 ②装置D中仪器a的名称是___________。 ③根据①的选择，装置甲中试剂a的名称是___________，其作用为___________。 ④开始先通入一段时间的作用是___________。 (2)的制备，步骤如下： 通入一段时间后，向溶液中加入过量溶液，搅拌，反应后过滤，将沉淀洗涤、干燥，得到。 ①生成的化学方程式为___________。 ②装置丙的作用是___________。 (3)将溶液换成溶液能提高产品纯度，原因是碱性较强，易产生副产物，该副产物的化学式可能为___________。 17．在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水，再用副产品溶液吸收有毒的气体。经查阅资料得知，无水在空气中易潮解，加热易升华，氢硫酸为弱酸。他们设计了制备无水的实验方案，装置示意图（加热及夹持装置略去）及操作步骤如下： ①检查装置的气密性； ②通入干燥的，赶尽装置中的空气； ③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成； ④…… ⑤体系冷却后，停止通入，并用干燥的赶尽，将收集器密封。 (1)装置A中发生反应的化学方程式为___________。 (2)第③步加热后，生成的烟状大部分进入收集器，少量沉积在反应管A右端，要使沉积的进入收集器，第④步操作应该是___________。 (3)操作步骤中，为防止潮解所采取的措施有___________（填步骤序号）。 (4)装置B中冷水浴的作用为___________；装置D中全部反应后，因失去吸收的作用而失效，检验此时溶液中存在的金属阳离子，写出离子方程式：___________。 (5)在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂___________。 18．氢氧化亚铁为白色固体，难溶于水，在空气中极易被氧化为氢氧化铁。回答下列问题； （一）实验室制备氢氧化亚铁 (1)装置A中盛装生石灰的仪器的名称是_______________。选择上图中的装置制备氢氧化亚铁，连接顺序为__________（按气流方向从左到右，填写装置标号）。装置C的作用是_______________________。 (2)装置B中发生反应的离子方程式为___________________________。反应结束后，继续通一段时间的，目的是______________。 （二）探究灰绿色沉淀的成因 反应后将装置B中的固体过滤时，白色沉淀会逐渐转变为灰绿色，实验小组为探究灰绿色沉淀的成因，查阅到以下资料； ①沉淀具有较强的吸附性； ②若存在固体杂质，会导致沉淀不够紧密，沉淀与溶液的接触面积会更大。 甲同学猜测灰绿色可能是吸附引起的，设计并完成了实验1～实验3。 实验 操作 试剂（均为0.1） 实验现象 1 向两片玻璃片中心分别滴加试剂，面对面快速夹紧 ⅰ.1滴溶液 ⅱ.4滴NaOH溶液 玻璃片夹缝中有白色浑浊 2 ⅰ.4滴溶液 ⅱ.1滴NaOH溶液 玻璃片夹缝中有白色浑浊，一段时间后变为灰绿色 3 ⅰ.2滴溶液，1滴溶液 ⅱ.2滴NaOH溶液 玻璃片夹缝中立即有灰绿色浑浊 (3)依据甲同学的猜测，实验1中沉淀无灰绿色的原因是____________________。 (4)实验3中立即出现灰绿色浑浊的原因是_______________。 (5)根据以上实验探究，若尽可能制得白色沉淀，需要控制的实验条件除了隔绝氧气外，还有________________。 19．工业上用FeCl3溶液作印刷电路铜板的腐蚀液。实验室采用不同方法对腐蚀废液(阳离子主要有Fe2+、Cu2+、Fe3+和H+)进行处理。回答下列问题： 方法一：将H2O2溶液加入废液并调节溶液pH，处理流程如下： 已知：部分金属离子沉淀的pH如下表所示(金属离子起始浓度为0.1 mol·L-1)。 金属离子 Cu2+ Fe3+ Fe2+ 开始沉淀pH 4.7 2.7 7.6 完全沉淀pH 6.7 3.7 9.6 (1)步骤Ⅰ中加入H2O2溶液的目的是___________。 (2)步骤Ⅱ中需要调节溶液的pH范围是___________。 (3)溶液C中含有大量Fe2+。取少量溶液C于试管中，滴加NaOH溶液，观察到的现象是___________。该过程中发生氧化还原反应的化学方程式为___________。 (4)①溶液A、溶液B和固体C中都含有___________(填“Fe”或“Cu”)元素。 ②将溶液C和溶液D回收后，通入Cl2可以再转化为FeCl3腐蚀液，反应的离子方程式为___________。 方法二：将H2S和空气的混合气体通入腐蚀废液，其转化如图所示(CuS不溶于水)。 (5)下列关于该转化过程的说法正确的是___________(填标号)。 a．过程ⅱ中的氧化剂是Fe3+ b．过程ⅲ发生的反应为 c．利用该转化可以回收S d．整个转化过程中起催化剂作用的有Fe3+和Fe2+ 2 1 学科网（北京）股份有限公司 $