第05讲 铁及其化合物（专项训练）（上海专用）2027年高考化学一轮复习讲练测

**基本信息** 以铁及其化合物性质为核心，通过基础-重难-真题三级演练，构建从性质应用到实验探究的递进式训练体系，强化化学观念与科学探究能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |考向01-05|约22题|选择/填空/实验设计|从铁及其化合物基础性质（考向01）→ 特定物质制备（考向02）→ 离子检验（考向03）→ 核心转化关系（铁三角，考向04）→ 综合实验探究（考向05），形成“性质-制备-检验-转化-探究”的逻辑链条| |重难·创新演练|10题|工业流程/晶胞计算|结合真实情境考查Fe³⁺水解、晶胞结构等重难知识，培养科学思维与证据推理能力| |真题·实战演练|10题|高考真题|覆盖北京/广东等多地高考题，聚焦氧化还原反应、离子共存等高频考点，强化应试能力|

第05讲 铁及其化合物（专项训练） 目 录 模拟·基础演练 考向01 铁及其化合物的性质与应用 考向02 氢氧化亚铁的制备 考向03 Fe2＋、Fe3＋的性质及其检验 考向04 铁三角的转化及应用 考向05 实验探究铁及其重要化合物的转化关系 重难·创新演练 真题·实战演练 模拟·基础演练 考向01 铁及其化合物的性质与应用 1．【铁元素与人体的结合】（25-26高三上·上海·阶段检测）铁元素是人体重要的微量元素，参与人体血红蛋白的形成，易被人体吸收，下列有关铁及其化合物的说法中正确的是 A．缺铁性贫血症可以服用维生素将难吸收的氧化为，促进铁元素的吸收 B．高温下红热的铁与水蒸气反应，可得到红色的氧化铁 C．将过氧化钠投入氯化亚铁溶液中，最终生成白色沉淀 D．不稳定，在空气中容易被氧化 2．（25-26高三上·上海·阶段检测）下列有关铁的性质和用途正确的是 A．利用铁的导热性，可作炊具 B．利用铁的导电性，可作氯碱工业中电解槽的阳极 C．利用铁的“钝化”，可用铁槽车运输浓硫酸 D．利用铁的还原性，可作铝热剂冶炼单质铝 3．（25-26高三上·上海·阶段检测）用铁泥(主要成分为、和)制备纳米(平均直径)的流程示意图如图： 下列叙述错误的是 A．俗称铁红，可用于生产油漆、油墨、建筑物着色剂 B．步骤②中，发生反应的离子方程式只有 C．步骤④中使用过量的有利于提高纳米产率 D．为验证纳米态的，可将其形成分散系，做丁达尔效应实验 4.（25-26高三上·上海青浦·阶段检测）铁及其化合物在生产生活中有着广泛的应用。 (1)关于铁元素的认识，正确的是______。(不定项) A．能存在于人体的血红蛋白中 B．是地壳中含量最多的金属元素 C．单质是人类最早使用的金属 D．生铁和钢都属于铁合金 (2)Fe在元素周期表中位置________________________。基态Fe原子与基态离子未成对电子数之比为________。 5．（上海南汇中学2025学年度第一学期高三化学期中考试试卷）铁及其化合物广泛应用于建筑材料、机械制造、电子工业等领域，为人类社会发展提供了重要支撑。 (1)在我国古代，赭红是一种重要的红色颜料，其主要成分为铁的化合物。该化合物可能是___________。 A． B． C．FeS D． (2)饱和溶液溶液___________。 A．显中性 B．遇铁粉变为红棕色 C．遇沸水会形成胶体 D．遇氨水能生成白色沉淀 (3)溶液中滴加少量KSCN溶液，会生成血红色配合物，该配合物的内界是___________，配体的种类有___________种。 (4)实验室可利用反应：，用含的溶液洗涤银镜反应后的试管。现用的溶液和 溶液溶解银镜，试回答哪种溶液除银效果更好，从化学平衡的角度说明理由___________。 (5)水解会生成胶体。胶体可用于净水，其原因是：___________，已知电泳时，带电胶体粒子向阴极移动，该胶体粒子的化学式可能是___________。 A．    B． C．     D． (6)某种铁氮化合物的晶胞结构如图所示(图中仅示出Fe的位置)，立方体晶胞的边长为。该铁氮化合物的密度为。该晶胞中铁、氮的微粒个数之比为___________，晶胞中N所处的合理位置：___________。 考向02 氢氧化亚铁的制备 6．下图是制取和观察在空气中被氧化时的颜色变化的实验装置，请回答： (1)制取前先向试管中滴入稀硫酸，会产生气泡，这步操作的目的是___________。 (2)制取时，用长滴管滴入氢氧化钠，离子方程式是___________。 (3)制取后，将盛有水的烧杯移开，使试管内外空气流通，一段时间后，试管内制得的氢氧化亚铁沉淀会___________(现象)，发生反应的化学方程式是___________。 7.（2025·上海松江·二模）酵母菌法制备Fe(OH)2 实验装置(夹持仪器省略)如图所示： 已知酵母菌在常温下可以进行有氧呼吸或无氧呼吸，反应如下： 有氧呼吸   C6H12O6 + 6H2O + 6O2 → 6CO2 + 12H2O 无氧呼吸   C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2↑ (1)使用绿矾配制FeSO4溶液时，下列做法错误的是___________。 A．配制时使用新煮沸冷却的蒸馏水 B．可在容量瓶中溶解晶体 C．配制时加入适量的稀硫酸 D．在溶液中加入适量的铁粉 (2)下列___________试剂可以检验FeSO4溶液中是否含有Fe3+。 A．酸性高锰酸钾溶液 B．苯酚 C．硫氰化钾溶液 D．过氧化氢溶液 (3)向橡胶塞中扎入注射器，若观察到___________，即可判断装置内氧气已经被耗尽。再用注射器向内管中分别加入NaOH和FeSO4溶液。 (4)实验后依然发现有少量的灰绿色沉淀出现，可能的原因为___________。 A．滴加了过量的氢氧化钠 B．滴加的氢氧化钠没有煮沸且密封保存 C．酵母菌无氧呼吸产生的酒精会和氢氧化亚铁反应 D．氧气含量低于一定浓度时，酵母菌就开始进行无氧呼吸 为进一步探究灰绿色沉淀的组成，查阅文献得知：为层状结构(如下图所示)。当部分被氧化为时，层状结构不会被破坏，生成灰绿色沉淀——绿锈。夹层内填充有等负离子，化学式可表示为。   取一定质量的绿锈样品，通过以下步骤确定其化学式： ①将样品完全溶于过量稀硫酸，配制成250 mL溶液； ②取25.00 mL上述溶液，用0.0100 mol·L﹣1的酸性KMnO4标准溶液滴定，达到滴定终点时，消耗KMnO4溶液20.00 mL，发生反应的离子方程式为：5Fe2+ + MnO+ 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O； ③另取25.00 mL溶液，依次加入足量的H2O2溶液和NaOH溶液，使其充分反应，将产生的沉淀过滤、洗涤，在空气中充分灼烧至恒重，得到0.24 g固体。 (5)该绿锈样品中Fe2+为___________mol。 (6)已知该绿锈样品中为0.01 mol，则绿锈的化学式为___________。 8．（23-24高三上·上海浦东新·阶段检测）Ⅷ族元素铁及其化合物性质多样，大多发生氧化还原反应。 (1)高铁酸钠(Na2FeO4)是水处理过程中使用的一种新型净水剂，它的氧化性比高锰酸钾强，其本身在反应中被还原为 Fe3+。请配平如下制取高铁酸钠的化学方程式，并标明电子转移方向和数目：____，____Fe(NO3)3 +_____NaOH +____Cl2 →____Na2FeO4+____NaNO3+____NaCl +_____H2O (2)在如图所示的装置中，用 NaOH 溶液、铁粉、稀 H2SO4等试剂制备氢氧化亚铁。 ①仪器 a 的名称是___________。 ②关闭K3，打开 K1和K2，向仪器 c 中加入适量稀硫酸，关闭 K2， 写出装置c 中发生反应的离子方程式___________。同时c 中有气体产生，该气体的作用是___________。当仪器b 中产生均匀气泡后的操作是___________。写出仪器c、d 中可能出现的实验现象___________。 (3)已知SO2+2Fe3++2H2O=4H+++2Fe2+。向2支试管中各加入5 mL1.0mol⋅L−1 FeCl3溶液，若直接通入 SO2至饱和，1 小时后，溶液逐渐变为浅绿色；若先滴加 2 滴浓盐酸，再通入 SO2至饱和，几分钟后，溶液由黄色变为浅绿色。由此可知：促使该氧化还原反应快速发生，可采取的措施是___________。 (4)过量铁粉与硝酸银溶液反应,。向pH=4 的 0.1mol/L 的AgNO3溶液中加入过量铁粉，搅拌后静置，在不同时间取上层清液，滴加KSCN 溶液，溶液颜色、沉淀量与取样时间有关，对比实验记录如下： 序号 取样时间/min 实验现象 ⅰ 3 产生大量白色沉淀；溶液呈红色 ⅱ 30 产生白色沉淀，较 3min 时量少；溶液红色较 3min 时加深 ⅲ 120 产生白色沉淀，较 30min 时量少；溶液红色较 30min 时变浅 ①用离子方程式解释实验中ⅰ出现红色原因：Fe + 2Ag+= Fe2+ + 2Ag，___________， Fe3+ + 3SCN－ = Fe(SCN)3。 ②白色沉淀为少量银和硫氰化银；ⅲ中溶液红色较 30min 时变浅的原因是__________。 9．（24-25高三上·山东济宁·阶段检测）氢氧化亚铁可以用来制颜料、药物、催化剂、吸收剂和砷解毒剂等。设计以下实验探究氢氧化亚铁的制备。 Ⅰ．用溶液与不含的蒸馏水配制的溶液反应制备。 (1)除去蒸馏水中溶解的常采用____________的方法。 (2)生成 白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含的溶液，插入溶液液面下，再挤出溶液，这样操作的目的是________________________________；还可以在溶液上面加苯等保护层。如不采取上述措施，会看到白色沉淀______________________________________(答现象)，反应的化学方程式为____________________________________________。 Ⅱ．选用稀硫酸、铁粉、溶液进行实验，装置如图。 (3)实验时，先________(填“打开”或“关闭”，下同)止水夹K，然后打开分液漏斗的玻璃塞和活塞，使稀硫酸与铁粉反应，一段时间后，________止水夹K，利用氢气造成试管内的压强增大，将溶液压至溶液中反应制得白色沉淀，且沉淀能持续一段时间不变色。 考向03 Fe2＋、Fe3＋的性质及其检验 10．（24-25高三上·上海·期中）合理应用和处理氮的化合物，在生产生活中有重要意义。 (1)会污染环境，可用溶液吸收放出，反应产物还有另外两种盐。写出上述化学方程式是___________。 (2)与二者等物质的量反应后的溶液中，大量存在的负离子只有两种且都含硫元素，其中一种遇到显血红色，该离子是___________(写出化学符号，下同)，另一种离子是___________。 11．（24-25高三上·上海·阶段检测）资料1：铁肥有利于叶绿素的合成，能使作物更好的进行光合作用，当作物缺铁后，叶片中叶绿素会减少，从而导致叶片失绿黄化。虽然铁在土壤中的丰度很高，但大多以生物有效性低的氧化态形式存在，特别是在石灰性土壤上，高和高重碳酸盐含量严重降低了土壤中铁的有效性。 资料2：部分植物吸收铁元素的系统主要通过3个蛋白酶系统进行：①蛋白酶系统通过分泌大量的氢离子而使土壤酸化，使难溶性的溶解释放。②由螯合还原酶(FRO)和NADPH脱氢酶组成还原系统，释放的与植物体内的螯合剂形成螯合物后自由进出细胞质体，由还原系统将螯合物转换释放成螯合物。③转运蛋白(IRT)系统能将螯合物跨膜运输到根部，再由其他转运蛋白输送到各个细胞供机体利用。 (1)由信息可知，植物生长过程中直接吸收利用下列铁肥，效果最好的是_______。 A． B． C． D． (2)酸性条件下，下列试剂可将转化为的试剂是_______。 A． B． C．S D． (3)某实验小组在欲检测土壤中铁元素的价态，请给出合理的实验方法，土壤中是否存在：_______。 12.（23-24高三上·上海虹口·期中）铁是人体中一种重要的金属元素，在血红蛋白中存在着的铁能结合氧分子进行输氧。铁及其化合物在人类的生产生活中扮演着重要的角色。 (1)血红蛋白中铁存在的价态为________。 A．0 B．+2 C．+3 D．+6 (2)铁和水不能反应，但可以与高温水蒸气作用。写出该反应的化学方程式，用单线桥法标出电子转移的方向和数目：___________。 (3)把铁丝投入氯化铁溶液中充分反应，溶液的颜色从________变为________，写出该反应的化学方程式___________。检验氯化铁溶液是否反应完全的操作是________。 13．（23-24高三上·上海崇明·期末）海水资源可以有效利用，有时也会给生产、生活带来困扰，阅读下图，回答问题： (1)氯碱工业能耗大，通过如图I改进的设计，可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是_______。 A．电极A接电源正极，发生氧化反应 B．电极B的电极反应式为：= C．应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH溶液 D．改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗 (2)图Ⅱ中铁棒浸入一段时间之后发现，越靠近烧杯底部发生电化学腐蚀就越轻微，则发生该腐蚀时，正极的电极反应式为：_______。 (3)图Ⅲ所示的方案可以降低铁闸门的腐蚀速率。下列判断正确的是_______。 A．若X为导线，Y可以是锌 B．若X为导线，铁闸门上的电极反应式为 C．若X为直流电源，铁闸门做负极 D．若X为直流电源，Y极上发生还原反应 (4)土壤中的铁循环可用于水体脱氮(脱氮是指将氮元素从水体中除去)，酸性环境中脱除水体中硝态氮的反应如下，配平该反应方程式：_______。 __________________________________________H2O 当有2mol电子转移时，可产生_______L标况下的气体。 (5)可以验证反应后的溶液中是否含有Fe2+的一种试剂是_______。 A．稀硫酸 B．铁 C．硫氰化钾 D．酸性高锰酸钾溶液 考向04 铁三角的转化及应用 14．（2026·河南南阳·三模）四瓶无色溶液的溶质分别为、、、，它们之间的反应关系如图所示(部分产物已省略)。其中，甲、乙、丙、丁为四种溶液，戊、庚为无色气体，己为白色沉淀。下列有关反应的离子方程式或化学方程式书写错误的是 A．甲与乙的反应： B．少量乙与丙的反应： C．丙与丁的反应： D．戊通入丁中的反应： 15．（2025·陕西安康·模拟预测）常见的金属单质C的相关转化如图所示，其中气体a为黄绿色，单质D为淡黄色固体。下列说法错误的是 A．单质D与氢气反应也可生成气体F B．将废铁屑加入A溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2 C．滴加酸性KMnO4溶液可检验反应①中化合物A是否完全转化 D．化合物E可用于除去工业废水中的Cu2+、Pb2+等重金属离子 16．（24-25高三上·上海·期中）H2S的处理：Fe2O3可用作脱除H2S气体的脱硫剂。Fe2O3脱硫和Fe2O3再生的可能反应机理如图所示。 再生时需控制通入O2的浓度和温度。400℃条件下，氧气浓度较大时，会出现脱硫剂再生时质量增大，且所得再生脱硫剂脱硫效果差，原因是_______。 17．（25-26高三上·云南曲靖·阶段检测）工业上以黄铜矿(主要成分为，含少量杂质等)为原料，进行生物炼铜，同时得到副产品绿矾()。其主要工艺流程如图所示： 已知：部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如下表所示。 沉淀物 开始沉淀pH 4.7 2.7 7.6 完全沉淀pH 6.7 3.7 9.6 请回答下列问题： (1)反应Ⅰ中得到的产物均为高价态，请写出其化学方程式：_______。 (2)滤渣1的主要成分是_______。 (3)试剂a是_______，反应Ⅱ中调节pH的范围为_______。 (4)反应Ⅲ的离子方程式为_______、_______。反应Ⅴ中试剂b的作用是_______。 (5)“操作X”的具体操作是_______、过滤、洗涤、干燥。 考向05 实验探究铁及其重要化合物的转化关系 18．【氯化铁的实验室制备方法】（24-25高三上·湖北省直辖县级单位·阶段检测）氯化铁是重要的化工原料。针对氯化铁的实验室制备方法，回答下列问题： Ⅰ．FeCl3·6H2O的制备，制备流程图如下： (1)将废铁屑分批加入稀盐酸中，至盐酸反应完全。含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快，原因为________________________________________________。 (2)操作①所必需的玻璃仪器中，除烧杯外还有_____________________________。 (3)检验FeCl3溶液中是否残留Fe2+的特征试剂是_________________________。 (4)为增大FeCl3溶液的浓度，向稀FeCl3溶液中加入纯Fe粉后通入Cl2.此过程中发生的两个主要反应的离子方程式有___________________________，_______________________ (5)操作②为_______________________，冷却结晶，过滤、洗涤得到晶体。 Ⅱ．由FeCl3·6H2O制备无水FeCl3 将FeCl3·6H2O与液体SOCl2混合并加热，制得无水FeCl3.已知SOCl2沸点为77℃，反应方程式为：，装置如图所示(夹持和加热装置略)。 (6)仪器A的名称为________________，干燥管中无水CaCl2不能换成碱石灰，原因是_____________________________。 (7)制备无水FeCl3的体系中可能产生少量亚铁盐，结合题意分析产生的还原剂可能是_____，常温下产生亚铁盐可能的离子方程式为_________________________________。 19．（24-25高三上·上海·期中）中国传统的农具、兵器曾大量使用铁，铁器的修复是文物保护的重要课题。已知：与铁氰化钾)溶液生成蓝色沉淀。铁器表面氧化层的成分有多种，性质如下： 成分 FeOCl 性质 致密 疏松 疏松 现通过以下实验检验铁器表面氧化层中铁元素的价态： (1)步骤②的操作是_______，步骤④的试剂是_______溶液(填化学式)； (2)易被氧化成，从原子结构角度解释其原因是_______。 (3)铁器的锈蚀经过了一系列复杂的化学变化，在有氧条件下，在含溶液中会转化为FeOCl，将相关反应的离子方程式补充完整：_______。 ______________。 化学修复可以使FeOCl最终转化为致密保护层：用和NaOH混合溶液浸泡锈蚀的铁器，一段时间后取出，再用NaOH溶液反复洗涤至无。 (4)FeOCl在NaOH的作用下转变为，推测溶解度FeOCl_______(填“>”或“<”)。的作用是_______。 20．（24-25高三上·上海·阶段检测）为研究溶液中的稳定性，进行如下实验，观察，记录结果。 实验I 物质 0min 1min 1h 5h 淡黄色 桔红色 红色 深红色 几乎无色 淡黄色 黄色 桔红色 (1)溶液的稳定性：_______(填“>”或“<”)。 (2)甲同学提出实验I中两溶液的稳定性差异可能是溶液中的保护了，因为具有还原性。进行实验II，否定了该观点，补全该实验。 操作：取_______，加_______，观察。 现象：与实验I中溶液现象相同。 (3)乙同学提出实验I中两溶液的稳定性差异是溶液酸性不同导致，进行实验III。分别配制为1、2、3、4的溶液，观察，发现的溶液长时间无明显变化，越大，溶液变黄的时间越短。资料显示：亚铁盐溶液中存在反应。由实验III，乙同学可得出的结论是_______，原因是_______。 21．（25-26高三上·广东广州·阶段检测）化学小组探究Cu与溶液的反应，实验如下： 序号 实验方案 实验现象 实验ⅰ 振荡试管，观察到溶液变为蓝色，待反应充分后，试管底部有固体剩余。 实验ⅱ 取实验ⅰ中的上层清液，向其中滴加溶液 溶液局部变红，同时产生白色沉淀，振荡试管，红色消失。 已知：经检验白色沉淀为CuSCN (1)实验ⅰ中发生反应的离子方程式为___________。 (2)实验ⅱ中检测到，依据的实验现象是___________。 对实验ⅱ中存在的原因作如下假设： 假设1：Cu与的反应是一个可逆反应 假设2：溶液中的被空气中的氧气氧化 假设3：在滴加KSCN溶液的条件下，被氧化 (3)设计实验验证假设。 序号 实验方案 实验现象 实验ⅲ 闭合开关K，___________ 实验ⅳ 放置较长时间，溶液颜色不变红 ①实验ⅲ依据实验装置中电流计的实验现象证实了假设1不成立。溶液a是___________，请补充完整上面表格中的实验现象___________。 ②实验ⅳ的结论是___________。 ③实验ⅴ证实了假设3成立。请补充完整下面表格中的实验方案和实验现象，并写出实验v总反应的离子方程式___________。 序号 实验方案 实验现象 实验ⅴ 实验装置同实验ⅲ，在闭合开关K后，向___________滴加溶液 现象a：___________； 现象b：___________； 现象c；取出左侧溶液，滴加，溶液变红。 22．（25-26高三上·广东深圳·阶段检测）铁是人体必需的微量元素之一，菠菜、黑木耳等食品中富含铁元素，其中菠菜中的铁元素主要以草酸亚铁(FeC2O4)的形式存在，草酸亚铁粉末难溶于水。某小组设计实验检验和测定菠菜中的铁元素。 (1)草酸亚铁中碳的化合价___________价。在隔绝空气的条件下受热分解，产生两种体积相等的气体和一种黑色固体的化学方程式是___________。 (2)上述预处理流程中需要配制100 mL待测液，涉及到的仪器有烧杯、玻璃棒和___________(从下图中ABCD中选择，填选项)。 A． B． C． D． (3)检验待测液中是否含有、 检验试剂 现象 结论 ①___________ 溶液变为红色 待测液中含有 溶液 ②___________ 待测液中含有 (4)利用KMnO4标准溶液测定菠菜中铁元素的含量 步骤Ⅰ：取10.00 mL待测液于锥形瓶中，滴加KMnO4溶液至溶液显紫色。 步骤Ⅱ：向步骤Ⅰ得到的混合液中加入过量锌粉至反应完全后，过滤、洗涤，将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。 步骤Ⅲ：向步骤Ⅱ所得的滤渣中加入过量稀H2SO4，用的KMnO4标准溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液V mL。 ①步骤Ⅰ滴加KMnO4溶液的目的是___________。 ②步骤Ⅲ滴加KMnO4溶液时发生反应的离子方程式为___________。 ③假设实验操作中铁没有损失，则100克鲜菠菜中Fe元素质量___________g。 重难·创新演练 1.（25-26高三上·上海嘉定·阶段检测）关于金属元素铁和钠，回答下面相关问题。 （1）碳酸钠应用广泛，下列说法不正确的是__________。 A．碳酸钠受热易分解 B．碳酸钠属于强电解质 C．碳酸钠溶液呈碱性 D．Na元素位于周期表s区 （2）某些金属化合物会呈现特殊的物理或化学性质。张掖七彩丹霞景区为国家5A级旅游景区，丹霞地貌的岩层因含有某种物质而呈红色。这种呈红色的物质__________。 A． B． C． D．FeO （3）在制备溶液时，需向溶液中加入少量________（试剂），其目的是________。 （4）溶液常被用作蚀刻剂腐蚀印刷电路板。在过量溶液腐蚀印刷电路板后的溶液中，加入过量铁粉，若最后溶液中有固体剩余，则溶液中不可能含有的离子是__________。 （5）KSCN是检验的常用指示剂，下列说法正确的是__________。（不定项） A．K元素位于周期表s区 B．KSCN溶液呈血红色 C．是强电解质 D．KSCN属于盐类 （6）合成氨工业生产中所用的催化剂主要成分是、，当催化剂中与的物质的量之比为时，其催化活性最高，以为原料制备上述催化剂，可向其中加入适量炭粉，发生反应：，为制得这种活性最高的催化剂，应向粉末中加入________g炭粉。 2．（2025·上海静安·一模）（可视作FeO·Fe2O3）俗称磁性氧化铁，可用于制造磁记录材料、电极材料。 (1)的上述应用，与其性质相关的是______。 A．磁性 B．高熔点 C．特殊的导电性 D．较高的密度 (2)在元素周期表中，Fe元素处于______区。 A．s B．p C．d D．f (3)核外有______种不同运动状态的电子。 A．14 B．23 C．24 D．26 已知FeO的晶胞类型与NaCl相似，其晶胞如下图所示。 (4)1 mol晶胞中含有的数目为______。 (5)与距离最近且相等的构成的空间结构是______。 A．平面四边形 B．正四面体 C．立方体 D．正八面体 纳米具有较高的理论比容量、高电导率等优点，可作为锂离子电池负极材料，具有广泛应用前景。 (6)关于纳米分散在水中构成的分散系，下列说法正确的是（多选）______。 A．属于溶液 B．纳米能透过半透膜 C．纳米颗粒具有吸附性 D．具有丁达尔现象 以纳米复合材料为负极的某锂离子电池工作示意图如下： 工作原理简写为： 电池工作时，Li+在两极间通过嵌入与脱嵌，实现能量的储存与释放，隔膜只允许Li+通过。 (7)充电时，阴极电极反应式为______。 (8)放电时，若外电路通过0.8 mol e-，正极质量________（填“增大”或“减小”）______g。 3.（25-26高三上·上海青浦·阶段检测）铁及其化合物在生产生活中有着广泛的应用。 （1）关于铁元素的认识，正确的是______。(不定项) A．能存在于人体的血红蛋白中 B．是地壳中含量最多的金属元素 C．单质是人类最早使用的金属 D．生铁和钢都属于铁合金 （2）Fe在元素周期表中位置________________________。基态Fe原子与基态离子未成对电子数之比为________。 （3）尿素分子()与形成配离子的硝酸盐俗称尿素铁，既可作铁肥，又可作缓释氮肥。 ①元素C、N、O中，第一电离能最大的是________，电负性最大的是________。 ②1 mol尿素分子中，含有______个键。 ③的空间结构是________________________。 (4)八面体配离子中的配位数为6，碳氮键的键长均相等，则与配位的原子是______。 A．氮原子    B．氧原子    C．碳原子    D．氢原子 4.（25-26高三上·上海·期中）我国是世界上最大的稀土生产、出口和应用国。稀土元素中丰度最高的是铈，在电子材料、催化剂等方面应用广泛。工业上以氟碳铈矿(，含、、等杂质)为原料制备二氧化铈、硫酸铝铵和氯化亚铁，工艺流程如下图所示： 已知：①在空气中易被氧化为，具有强氧化性； ②“沉铈”时发生反应得到复盐：。 向“含滤液”先后加入物质X、Y可以得到两种副产品，工艺流程如下图所示： 溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示： 金属离子 开始沉淀pH 1.9 7.5 3.0 完全沉淀pH 3.2 9.0 4.7 （1）物质X是___________，后加入的物质Y需要控制pH范围在___________。 A．1.9～3.2        B．3.2～7.5        C．4.7～7.5        D．1.9～7.5 （2）副产物氯化亚铁易被氧化，如何检验其是否已被氧化___________。 （3）“酸浸”中，铈浸出率与温度的关系如图1所示，铈浸出率与硫酸浓度的关系如图2所示。工业生产应选择的适宜条件是___________。 （4）若“酸浸”步骤的稀硫酸改用稀盐酸，可能造成的影响是___________。 （5）取所得的8.0g含的产品，用30mL高氯酸和20mL磷酸混合液加热溶解，冷却至室温后，配成250mL溶液。取25.00mL溶液用硫酸亚铁铵溶液滴定，已知滴定时发生的反应为，达到滴定终点时消耗硫酸亚铁铵溶液20.00mL，假定杂质不参与反应，则该产品的纯度为___________。 5．（25-26高三上·上海杨浦·期中）铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)是第四周期第Ⅷ族的元素，称为铁系元素，相关化合物在科研及生产生活中应用广泛。 Ⅰ．与邻二氮菲(phen)生成稳定的橙红色邻二氮菲亚铁离子，可用于的测定，邻二氮菲的结构简式如图所示。 (1)中，存在的化学键有___________。(不定项) A．配位键 B．离子键 C．π键 D．氢键 (2)用邻二氮菲测定浓度时应控制pH为2-9的适宜范围，请解释原因：___________。 (3)补铁剂中易变质，请从结构角度解释其原因___________。 (4)的结构如图所示，键角1、2、3由大到小的顺序为___________； A．            B．            C．            D． 加热时更易失去的水分子是___________(填“①”或“②”)。 Ⅱ．能与水杨醛缩对氯苯胺形成具有发光性的配合物，水杨醛缩对氯苯胺制备反应方程式如图： (5)Co元素在周期表中属于___________区。 A．s B．p C．d D．ds (6)水杨醛缩对氯苯胺中C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为___________。 (7)水杨醛()的沸点为197℃，它的同分异构体对羟基苯甲醛()的沸点为246.6℃请从结构角度解释二者沸点差异的原因___________。 (8)钴硫化物可用于锂离子电池的电极材料，结构1是钴硫化物晶胞；晶胞2是充电后的晶胞结构；所有晶胞均为立方晶胞。下列说法正确的是___________。(不定项) A．结构1钴硫化物的化学式为 B．晶胞2中S与S的最短距离为 C．晶胞3中距Li最近的S有6个 D．晶胞2和晶胞3表示同一晶体 Ⅲ．金属镍及其化合物在合成材料以及催化剂等方面应用广泛。某含Ni、Mg和C三种元素的晶体具有超导性，该晶体的晶胞结构如图所示： (9)C原子填充在由___________个Ni原子构成的___________空隙中。 (10)该晶胞的边长为a nm(1 nm cm)，阿伏加德罗常数为，则该晶体的密度为___________g·cm-3。 6．（25-26高三上·上海·阶段检测）铁黄是一种重要的化工产品。由生产钛白粉废渣制备铁黄的过程如下： 已知： ①钛白粉废渣成分：主要为，含少量和不溶物。 ②。 ③ 生成，开始沉淀时pH=6.3，完全沉淀时pH=8.3，0.1 生成FeOOH，开始沉淀时pH=1.5，完全沉淀时pH=2.8。 (1)铁及其化合物与生产生活密切相关。下列说法错误的是___________。 A．可用铁制槽车装运浓 B．不锈钢就是铁磁合金 C．可以用作净水剂 D．铁可用于制作磁性材料 (2)对溶液进行下列操作，观察到的现象与水解有关的是___________。 A．滴加NaOH溶液有沉淀产生 B．加热蒸干灼烧得到红棕色固体 C．通入气体有沉淀产生 D．滴加KSCN试液溶液变红 (3)检验溶液中是否含有钛元素，可采用的仪器分析方法为___________。 A．原子发射光谱 B．红外光谱 C．质谱 D．晶体X射线衍射 (4)根据③中数据分析，在制备铁黄晶种的过程中，采用___________测定pH。 (5)纯化步骤中加入过量铁粉的目的是___________。 (6)纯化步骤充分反应后，分离混合物的操作为___________。 制备晶种：为制备高品质铁黄产品，需先制备少量铁黄晶种。过程及现象是：向一定浓度FeSO₄溶液中加入氨水，产生白色沉淀，并很快变成灰绿色，滴加氨水至pH为6.0时开始通空气并记录pH变化(如图)： (7)产生白色沉淀后的pH低于资料③中的6.3，原因是：沉淀生成后___________。 A．>        B．<        C．= (8)时段，pH迅速下降，该过程的离子反应方程式为：___________。 制得的氧化铁黄中含有少量氧化铁红()，可用的分光光度法测定氧化铁黄的含量。已知的吸光度A(对特定波长光的吸收程度)与标准溶液浓度的关系如图所示。 (9)称取3.47 g氧化铁黄，用稀硫酸溶解并定容至1 L，准确移取该溶液10.00 mL，加入足量KSCN溶液，再用蒸馏水定容至100 mL。测得溶液吸光度A=0.8，则氧化铁黄的质量分数为___________。(保留2位有效数字，，) (10)若吸光度A减小，则氧化铁黄的含量将___________。 A．增大        B．减小 7．（25-26高三上·上海·阶段检测）磷酸铁常用作电极材料、陶瓷等。以硫铁矿烧渣（主要成分）、，少量的、、）为原料制备磷酸铁的流程如下： 已知：I．，，。 Ⅱ．浸渣的主要成分为。 (1)铁元素在周期表中的位置是_____。 (2)检验“还原”之后的溶液中是否含的操作是______。 (3)经测定“除钙镁”后的溶液中，则溶液中_____。 (4)纯净磷酸铁呈白色，而实际制备的磷酸铁产品略带棕黄色，可能是产品中混有_____（填化学式）杂质。 (5)写出“氧化沉铁”时反应的离子方程式：_______。 (6)实验制得的与在高温下与煅烧可得，其常用作锂离子电池电极材料，某磷酸亚铁锂电池总反应为：，电池中的固体电解质可传导。充电时，该电池的负极接电源的_____； A．正极    B．负极 充电时，移向_____； A．阳极    B．阴极 放电时，正极的电极反应为_____。 8．六水合硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2 ·6H2O，俗称莫尔盐，易溶于水，难溶于乙醇。其晶体的部分结构如图所示。 (1)和Fe2+价电子排布相同的是___________。 A．Co3+ B．Mn2+ C．Cr3+ D．Cu2+ (2)下列说法正确的是___________。 A．第一电离能：O>N>S B．铵根和硫酸根微粒的空间结构不同 C．晶体中Fe2+的配位数为6 D．晶体中微粒间的相互作用只有离子键、共价键和配位键 (3)制备莫尔盐时，从溶液中结晶析出晶体，过滤，洗涤，干燥。通常用乙醇洗涤除去莫尔盐晶体表面杂质。说明使用乙醇洗涤的其他目的：_________。 (4)写出检验晶体中Fe2+离子的实验方案：_________。 (5)现在可以利用铁氧化物循环裂解水制备氢气，其过程如下图所示： 写出反应Ⅲ的平衡常数表达式_______。写出铁氧化物循环裂解水制氢的总反应的化学方程式：_______。 (6)现需除去Cu2+溶液中的Fe3+。甲同学想通过调整溶液至pH=4达到除去Fe3+而不损失Cu2+的目的，乙同学认为可以通过计算确定，他们查阅有关资料得到如下数据，常温下Fe(OH)3的溶度积Ksp=1.0×10−38， Cu(OH)2的溶度积Ksp=3.0×10−20(通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1.0×10−5mol/L时就认为沉淀完全)。常温下，若溶液中CuSO4的浓度为3.0 mol/L，则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH为______，Fe3+恰好完全沉淀(即c(Fe3+)≤ 1.0×10−5)时溶液的pH为______。 (7)FeBr3水解会生成Fe(OH)3胶体。Fe(OH)3胶体可用于净水，其原因是_______，已知电泳时，带电Fe(OH)3胶体粒子向阴极移动，该胶体粒子的化学式可能是_______。 A．      B． C．         D． (8)某种铁氮化合物的晶胞结构如图所示(图中仅示出的位置)。立方体晶胞的边长为380.4pm(1pm=10-10cm)。该铁氮化合物的密度为7.18 g· cm-3。该晶胞中铁、氮的微粒个数之比为___________；晶胞中N所处的合理位置：___________。 9．（2025·上海嘉定·一模）聚合氯化铁(PFC)是近年发展的一种无机高分子絮凝剂，属无毒净水剂。 I.PFC通过FeCl3部分水解得到，PFC通式为[Fe2(OH)nCl6-n ]m (n＜6)。 (1)铁原子的核外价层电子轨道表示式_______，铁原子核外原子轨道共有_______个空间伸展方向。 (2)实验室用FeCl3溶液制Fe(OH)3胶体，关于Fe(OH)3胶体说法错误的是_______。 A．可以通过是否产生丁达尔现象判断胶体是否生成 B．向Fe(OH)3胶体中逐滴加稀硫酸至过量，最终无红褐色沉淀 C．电泳实验中Fe(OH)3胶体粒子向阴极移动 D．Fe(OH)3胶体带电荷与胶体粒子的比表面积大有关 (3)工业盐酸呈黄色，一般认为是Fe3+导致，通过合适的试剂，证实工业盐酸中不存在Fe3+，以下试剂选择不合理的是_______。 A．苯酚溶液 B．KSCN溶液 C．NaOH溶液 D．铁粉 (4)研究证实工业盐酸呈现黄色是配离子[FeCl4]⁻的颜色。关于[FeCl4]⁻的说法正确的是_______。 A．中心离子Fe3+提供孤电子对 B．Cl⁻提供空轨道 C．配位体为Cl⁻ D．配离子[FeCl4]⁻在溶液中能完全电离出Cl⁻ II.FeCl3溶液中的[Fe(H2O)n]3+呈淡紫色，FeCl3溶液呈棕黄色是Fe3+部分水解生成的离子[Fe(OH)(H2O)5]2+导致。小嘉向3支均装有5 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液的试管中，分别滴加等体积的HCl溶液、水和NaCl溶液。实验结果如下： 实验现象：A试管黄色明显加深，B、C试管中黄色稍变浅。 提示：配离子[FeCl4]⁻显黄色。 (5)对以上实验现象解释正确的是_______。 A．A试管中c(H+)增大，促进[Fe(OH)(H2O)5]2+的生成 B．A试管中存在[Fe(H2O)n]3+ + 4Cl⁻⇌[FeCl4]⁻ + nH2O的平衡正向移动 C．B、C试管中颜色变浅的原因可能是[Fe(OH)(H2O)5]2+物质的量减小 D．由实验推测[Fe(OH)(H2O)5]2+能直接转化为[FeCl4]⁻ III.工业上利用强酸使钢铁表面性质得到改善后，排出酸洗废液。酸洗废液用于制备聚合氯化铁，过程如下： 利用氯酸钠的氧化性 6FeCl2   + NaClO3 + 6HCl = _______+ 3H2O+ _______ ① 氧化后的Fe3+能够自发水解 2FeCl3 + nH2O⇌Fe2(OH)nCl6-n   + nHCl ② 聚合生成PFC m Fe2(OH)nCl6-n = [Fe2(OH)nCl6-n]m   ③ (6)完成反应①化学方程式的配平_______。 6FeCl2 + NaClO3 + 6HCl = _______+ 3H2O+ _______ (7)取100 mL酸洗废液于250 mL烧杯中，将烧杯放置于磁力加热搅拌器上，分别加入不同体积的浓盐酸，再加入4.3 g的NaClO3，反应时间40 min，测定产物PFC的产率，结果如下： 分析以上盐酸的量对PFC产率产生影响的原因_______。 IV.实验小组对酸洗废液中游离酸含量进行测定，方法如下： 准确量取10 mL的废液于500 mL容量瓶中定容，取20.00 mL待测液分别加入足量KF溶液10 mL，加入指示剂试液，用浓度为0.1000 mol·L-1 NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液体积为10.00 mL。 已知：氟离子能与一些金属离子形成稳定的无色配合物。 (8)以上指示剂选择正确的是_______。 A．酚酞试液2~3滴 B．酚酞试液2~3 mL C．甲基橙试液2~3滴 D．甲基橙试液2~3 mL (9)KF溶液的作用是_______。 (10)用一个事实说明F和O的电负性大小_______。 (11)计算酸洗废液中游离酸含量_______(即H+的物质的量浓度)。(写出计算过程，结果保留两位小数。) 10．（24-25高三上·上海嘉定·阶段检测）氯化铁是重要的化工原料。实验室制备FeCl3晶体(带一定数目结晶水)过程如下。 第一步：用足量稀盐酸溶解废铁屑(表面已锈蚀)，得到浅绿色溶液Ⅰ。 第二步：向溶液Ⅰ中通入(或加入)X，充分反应得到黄色溶液Ⅱ。 第三步：黄色溶液Ⅱ经一系列操作，得到 FeCl3 晶体。 (1)第一步中发生的主要反应有：Fe+2H+=Fe2++H2↑、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、_______(用离子方程式表示)。 (2)第二步中通入(或加入)X可以是_______。 A．KMnO4 B．Cl2 C．HNO3 D．H2O2 (3)第三步中一系列操作依次是_______、_______、过滤、洗涤、干燥。 (4)在整个实验过程中，盐酸必须保持过量，主要原因是____。FeCl3晶体(化学式记为FeCl3·nH2O)中结晶水数目n可用如下方法测定：称取5.338gFeCl3 晶体样品，溶于浓盐酸，配制成100mL溶液；取出10.00mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入几滴指示剂，并用 0.100 mol·L-1 标准Na2S2O3溶液滴定至终点，平行测定三次(已知：)。配制FeCl3溶液所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外，还需____。 (5)关于本实验操作说法正确的是_______。 A．润洗滴定管时，应从滴定管上口加满所需溶液，使滴定管内壁充分润洗 B．滴定前应用待测液润洗锥形瓶，以减少滴定误差 C．滴定时左手不允许离开活塞，不允许放任溶液自己流下 D．滴定时两眼应注视滴定管中液面下降情况 (6)滴定时指示剂应选择_______(填名称)；判断达到滴定终点的现象是_______。 (7)某次滴定前后滴定管中液面示数如图所示，本次滴定消耗标准Na2S2O3溶液_______mL。 (8)若三次实验平均消耗标准Na2S2O3溶液20.00mL，列式计算FeCl3 晶体中结晶水的数目n为____(精确至0.1，已知)。 真题·实战演练 1．（2026·北京·高考真题）用下图装置进行的相关实验。 装置 实验 试剂 现象 ① 紫色石蕊溶液 溶液先变红色，一段时间后，溶液的红色褪去 ② 溶液(含数滴溶液) 已知：石蕊溶液中存在(红色)(蓝色)平衡。 下列说法不正确的是 A．①中溶液变红，说明平衡逆向移动 B．取①中褪色后的溶液滴入溶液，溶液不再出现紫色 C．②中溶液变红，说明氧化性： D．取②中褪色后的溶液滴入溶液，溶液不再出现红色 2．（2026·广东·高考真题）用如图装置进行实验，反应一段时间，关闭活塞和止水夹，熄灭酒精灯，冷却后提起铁丝，注入稀硫酸。下列说法错误的是 A．溶液变棕黄色，体现的还原性 B．浓硫酸的作用是吸收水分，干燥 C．U形管中溶液遇KSCN溶液变红，说明有存在 D．烧杯溶液中最终存在： 3．（2026·江西·高考真题）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： 4．（2026·重庆·高考真题）下列实验相关项目的叙述正确的是 选项 项目 叙述 A 试剂存放 用正丙醇保存金属Na B 物质鉴别 用NaOH溶液可鉴别和 C 试剂除杂 用粉可除去溶液中的 D 酸碱滴定 用残留有蒸馏水的锥形瓶会影响滴定结果 A．A B．B C．C D．D 5．（2026·湖南·高考真题）常温下，铜铁混合物(粉末状)能发生如图所示的转化关系。下列说法错误的是 A．溶液h可能是盐酸 B．向溶液b中通入过量气体e，空气中久置后可得沉淀g C．固体残渣中有铜，可能有铁 D．溶液f中含有 6．（2026·河南·高考真题）某同学设计以下实验，探究铁的化合物的性质(忽略②〜⑤试管中溶液体积变化)。 已知：在水溶液中由于水解与配位而显黄色；呈绿色。下列说法错误的是 A．②到③说明加入稀硫酸能抑制的水解 B．④与⑤中：④>⑤ C．④与⑥中呈现红色均是由于与结合所致 D．若向③中依次加入适量维生素C、溶液，会出现蓝色沉淀 7．（2026·云南·高考真题）某兴趣小组将1.0 g铁粉和足量硫粉在氩气中加热得黑色固体，设计如下实验探究其成分。已知：步骤Ⅰ、步骤Ⅱ均在氩气氛围中进行：PbS是一种黑色固体。 下列说法错误的是 A．a中黑色固体成分有 B．与在空气中燃烧的产物可能有 C．步骤Ⅰ使用煮沸后的稀硫酸，目的是加快反应速率 D．b中使用溶液替代溶液，则无需使用醋酸铅试纸检验 8．（2026·湖北·高考真题）赤铁矿主要成分为（含少量、、等元素的氧化物），结构致密，在酸液中溶解缓慢。某研究小组以赤铁矿为原料制备电池级磷酸铁（）的低碳新工艺流程如下： 已知：时，的电离常数；。 回答下列问题： (1)基态铁原子的价层电子排布式为________。 (2)预处理将赤铁矿中部分转化为，导致晶格畸变，使矿石产生微裂纹，加快“酸浸”速率，其原因是________。 (3)“酸浸”条件：为的混合酸，。混合酸中盐酸的作用是________（答两条即可）。 (4)酸浸液中加入，被氧化成的离子方程式为________。 (5)“沉淀”步骤中，用氨水调节至2.00生成沉淀，无沉淀。基于，该溶液中浓度不大于________，此时滤液中的主要成分为________（填化学式）。 (6)沉淀煅烧得到，质量符合锂电池材料的工业规格。时，得到的沉淀中含、等少量杂质，煅烧沉淀得到的目标产物中与原子个数比为。此时，产物中杂质是________（填化学式）。 9.（2026·上海·高考真题）黄铜矿的湿法冶金技术，主要包括直接酸浸、氧化焙烧、硫酸化焙烧。下列是利用酸浸出黄铜矿(主要成分，含有少量杂质)回收其中铜和铁的工艺流程如图： (4)写出黄铜矿焙烧的主要反应方程式：___________ _____________ (5)用硫酸浸出黄铜矿时，生成、、。为了将目标铜元素分离提纯，需向反应液中多添加___________(选填“氧化剂”或“还原剂”)。 10．(2025·上海卷T5)铁红是颜料，什么什么自古以来使用很多的……(题干缺失)。 (1)赭红的主要成分是_______。 A．Fe2S3 B．Fe3O4 C．FeS D．Fe2O3 (2)饱和氯化铁溶液说法正确的是_______。 A．常温显中性 B．加铁粉变红褐色 C．遇沸水后得到胶体 D．加氨水有白色沉淀 (3)有关铁原子说法正确的是_______。(不定项) A．有4个不同能级的电子 B．有5个未成对电子 C．占据15个原子轨道 D．有26种能量不同的电子 (4)加热试管中固体至红热，则_______。(不定项) A．移开酒精灯后固体保持红热 B．S只做还原剂 C．主要产生的气体附产物为SO3 D．最终得到黑色的Fe2S3 (5) [Fe(SCN)(H2O)5]Cl2内界为 ，配体有 种 (6)，加水稀释至体积为原来的2倍，则 。 A．增大 B．不变 C．减小 并用浓度商Q与平衡常数K的大小关系解释原因 。 (7)已知，求FeCl3的分布系数 。 x 1 2 3 4 K 30.2 134.9 97.72 1.02 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第05讲 铁及其化合物（专项训练） 参考答案 模拟·基础演练 考向01 铁及其化合物的性质与应用 1.D 2.AC 3.BC 4.【答案】(1)AD (2) 第四周期第VIII族 4:5 5.【答案】(1)A (2)C (3) 2 (4)溶液效果更好。理由：能与生成AgCl沉淀，降低浓度，使平衡正向移动，促进银溶解 (5) 胶体具有较大表面积，能吸附水中悬浮的杂质颗粒，聚集成沉淀，使水澄清 A (6) 4∶1 体心或12条棱中4条相互平行的棱的棱心 考向02 氢氧化亚铁的制备 6. 【答案】(1)排出试管中的空气 (2) (3) 白色变灰绿色变红褐色 7.【答案】(1)B (2)BC (3)活塞不再下降后，缓慢向上移动 (4)BD (5)0.01 (6)Fe3(OH)6SO4或Fe(Ⅱ)Fe(Ⅲ)2(OH)6SO4 8.【答案】(1)   (2) 分液漏斗 利用反应中生成的氢气赶走空气 关闭K1，打开K3 c中固体溶液、生成气体、溶液无色变为浅绿色、关闭K1打开K3后c中液体进入d中，d中生成白色沉淀 (3)增大溶液的酸性 (4) Fe2++ Ag+= Fe3+ + Ag 铁粉过量，铁能将铁离子还原为亚铁离子：Fe+ 2Fe3+= 3Fe2+，使得铁离子浓度减小，溶液颜色变浅 9.【答案】(1)煮沸 (2) 避免生成的沉淀接触而被氧化 迅速变为灰绿色，最后变成红褐色 (3) 打开 关闭 考向03 Fe2＋、Fe3＋的性质及其检验 10.【答案】(1) (2) 11.【答案】(1)A (2)BD (3)取土壤加入稀硫酸溶解，过滤，向滤液中加入KSCN溶液，若变红，则含Fe3+ 12.【答案】(1)B (2) (3) 黄色 浅绿色 取反应后的上清液，加入少量硫氰化钾溶液，溶液变红，则氯化铁没有反应完全，溶液不变红，则反应完全。 13.【答案】(1)B (2)O2 +4e- +2H2O=4OH- (3)A (4) 10Fe2+ + 2NO+ 12H+=10Fe3++1N2↑+6H2O 4.48L (5)D 考向04 铁三角的转化及应用 14.C 15.C 16.【答案】FeS氧化生成FeSO4[或Fe2(SO4)3]，失去了脱硫作用 17.【答案】(1) (2) (3) CuO[或、、等] (4) 将还原为 (5)蒸发浓缩、冷却结晶 考向05 实验探究铁及其重要化合物的转化关系 18.【答案】(1)、与稀盐酸形成原电池，加快了反应速率 (2)漏斗、玻璃棒 (3)溶液 (4) (5)在 气流中蒸发浓缩 (6) 球形冷凝管 碱石灰与SO2、HCl反应，失去干燥作用 (7) 19.【答案】(1) 过滤 KSCN溶液 (2)Fe3+的3d轨道为半填充较为稳定状态，故易被氧化成 (3) (4) > 作还原剂，将FeOCl或FeO(OH)还原为 20.【答案】(1)< (2) 取2 mL pH=4.0的0.80 molL-1 FeSO4溶液 加2滴0.01 molL-1KSCN溶液 (3) pH越小Fe2+越稳定 溶液中存在的化学平衡4Fe2++O2+10H2O⇌4Fe(OH)3+8H+，pH越小，c(H+)越大对平衡正向进行的抑制作用越大，Fe2+越稳定 21.【答案】(1) (2)溶液局部变红 (3) 溶液 电流计指针不偏转 假设2不成立，即该实验条件下上层清液中的不会被空气中的氧气氧化为 右侧烧杯 电流计指针偏转 右侧溶液产生白色沉淀 22.【答案】(1) +3 (2)AB (3) KSCN溶液 生成蓝色沉淀 (4) 将氧化为并除去草酸（或草酸根离子） 重难·创新演练 1.【答案】 （1） A （2）B （3） 铁粉（或） 防止被氧化 （4）、 （5）AD （6）6 2.【答案】(1)AC (2)C (3)C (4) (5)D (6)CD (7) (8) 增大 5.6 3.【答案】(1)AD (2) 第四周期第VIII族 4:5 (3) N O （或） 平面三角形 B 4.【答案】 （1） 铁粉 C （2）取少量样品溶于水，滴加KSCN溶液，若溶液变为血红色，则说明已被氧化；若不变色，则未被氧化 （3）85℃，3.0mol/L （4）Ce4+具有强氧化性，会氧化Cl-生成Cl2，导致铈元素损失，同时产生有毒气体污染环境 （5）86% 5.【答案】(1)AC (2)当H+浓度高时，邻二氮菲中N优先与H+形成配位键，导致与Fe2+配位能力减弱；H+浓度低时，Fe2+与OH-形成Fe(OH)2沉淀，干扰测定 (3)Fe2+的价电子排布为3d6，失去1个电子形成3d5半充满的稳定结构，故易被氧化 (4) C ② (5)C (6)N＞O＞C (7)对羟基苯甲醛分子间形成氢键，而水杨醛形成的是分子内氢键 (8)AD (9) 6 正八面体 (10) 6.【答案】(1)B (2)AB (3)A (4)pH计 (5)与硫酸反应，使得水解平衡正向移动，有利于生成沉淀；防止被氧化 (6)过滤 (7)A (8) (9)97% (10)B 7.【答案】(1)第四周期Ⅷ族 (2)取样，滴加溶液，若无明显现象，则无，若溶液呈血红色，则有 (3)5:2 (4)Fe(OH)3 (5) (6) B（负极） B（阴极） 8.【答案】(1)A (2)C (3)莫尔盐难溶于乙醇，减少莫尔盐溶解损失；乙醇易挥发，便于更快干燥 (4)取样溶于水，滴入几滴KSCN溶液，无明显变化；再滴入少量氯水(或过氧化氢酸性溶液)，溶液变为血红色，则含Fe2+ (5) K= C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) (6) 4 3 (7) Fe(OH)3胶体具有吸附性，能吸附水中的悬浮物而使其沉降 A (8) 4∶1 体心或12条棱中4条相互平行的棱的棱心 9.【答案】(1) 9 (2)D (3)CD (4)C (5)B (6)6FeCl2 + NaClO3 + 6HCl =6FeCl3+ 3H2O+ NaCl (7)当盐酸加入量小于8mL之前，H+浓度增加，NaClO3氧化性增强，反应①速率增大，PFC的产率提高。当盐酸加入量大于8mL之后，H+浓度过高，抑制了Fe3+的水解和聚合，使得PFC产率降低 (8)A (9)与溶液中金属离子如Fe3+、Fe2+结合成更稳定的氟化物，防止对NaOH溶液的消耗造成影响 (10)HF稳定性强于H2O 或者 2F2+2H2O=4HF+O2 或者 H2与F2黑暗中发生爆炸反应，H2与O2反应需要点燃 (11)2.50 mol·L-1 10.【答案】(1)2Fe3++Fe=3Fe2+ (2)BD (3) 蒸发浓缩 冷却结晶 (4) 抑制FeCl3水解 100mL容量瓶、胶头滴管 (5)C (6) 淀粉溶液 当滴入最后半滴标准Na2S2O3溶液时，溶液由蓝色变为无色，且在半分钟内不变色 (7)19.40 (8)5.8 真题·实战演练 1 2 3 4 5 6 7 D D C B C B C 8.【答案】(1) (2)矿石产生微裂纹，增大固液接触面积，便于酸液渗透，加快浸出反应速率 (3)提供大量H+，增强体系酸性，促进氧化铁矿物溶解、提供，与形成稳定配离子，促进铁元素浸出、同时不引入杂质，不干扰后续FePO4沉淀生成（任选两条） (4) (5) NH4Cl (6) 9.【答案】 (4) (5)还原剂 10.【答案】(1)D (2)C (3)C (4)A (5) [Fe(SCN)(H2O)5]2+ 2 (6) A 所有离子浓度变为原来，，平衡逆移 (7)0.805 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第05讲 铁及其化合物（专项训练） 目 录 模拟·基础演练 考向01 铁及其化合物的性质与应用 考向02 氢氧化亚铁的制备 考向03 Fe2＋、Fe3＋的性质及其检验 考向04 铁三角的转化及应用 考向05 实验探究铁及其重要化合物的转化关系 重难·创新演练 真题·实战演练 模拟·基础演练 考向01 铁及其化合物的性质与应用 1．【铁元素与人体的结合】（25-26高三上·上海·阶段检测）铁元素是人体重要的微量元素，参与人体血红蛋白的形成，易被人体吸收，下列有关铁及其化合物的说法中正确的是 A．缺铁性贫血症可以服用维生素将难吸收的氧化为，促进铁元素的吸收 B．高温下红热的铁与水蒸气反应，可得到红色的氧化铁 C．将过氧化钠投入氯化亚铁溶液中，最终生成白色沉淀 D．不稳定，在空气中容易被氧化 【答案】D 【详解】A．维生素C的作用是还原Fe3+为Fe2+，而非氧化，A错误； B．铁与水蒸气高温反应生成黑色Fe3O4，而非红色Fe2O3，B错误； C．过氧化钠的强氧化性会将Fe2+氧化为Fe3+，最终生成红褐色Fe(OH)3沉淀，C错误； D．FeO中铁为+2价，在空气中易被氧化为更高价态（如Fe3O4），D正确； 故选D。 2．（25-26高三上·上海·阶段检测）下列有关铁的性质和用途正确的是 A．利用铁的导热性，可作炊具 B．利用铁的导电性，可作氯碱工业中电解槽的阳极 C．利用铁的“钝化”，可用铁槽车运输浓硫酸 D．利用铁的还原性，可作铝热剂冶炼单质铝 【答案】AC 【详解】A．铁具有良好的导热性，能将热量均匀传递，所以可作炊具，A正确； B．氯碱工业中电解槽的阳极如果用铁，铁会失去电子被氧化，不能用铁作阳极，B错误； C．铁在冷的浓硫酸中会发生 “钝化”，表面形成一层致密的氧化膜，阻止内部的铁继续与浓硫酸反应，所以可用铁槽车运输浓硫酸，C正确； D．铝热剂是铝和金属氧化物的混合物，利用铝的还原性冶炼比铝不活泼的金属，而不是用铁来冶炼铝，D错误； 故选AC。 3．（25-26高三上·上海·阶段检测）用铁泥(主要成分为、和)制备纳米(平均直径)的流程示意图如图： 下列叙述错误的是 A．俗称铁红，可用于生产油漆、油墨、建筑物着色剂 B．步骤②中，发生反应的离子方程式只有 C．步骤④中使用过量的有利于提高纳米产率 D．为验证纳米态的，可将其形成分散系，做丁达尔效应实验 【答案】BC 【分析】铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和Fe)与稀盐酸反应得到的滤液A的溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的盐酸，加入铁粉还原铁离子：2Fe3++Fe=3Fe2+，过滤，分离出过量的铁，滤液B的溶质为氯化亚铁，加入氢氧化钠溶液，生成Fe(OH)2浊液，向浊液中加入双氧水氧化生成Fe(OH)3，再与氯化亚铁加热搅拌发生反应生成Fe3O4，过滤、洗涤、干燥得产品Fe3O4，据此分析解答。 【详解】A．铁红的主要成分是氧化铁，为红棕色，可用于油漆、油墨、建筑物的着色剂，A正确； B．滤液A中溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的稀盐酸，加入铁粉还原铁离子和除去过量的盐酸：2Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑，B错误； C．步骤④中，过量的H2O2在步骤⑤中会继续氧化+2价的铁，因此步骤④中H2O2不能过量，C错误； D．纳米态的Fe3O4平均直径25nm，形成的分散系属于胶体，可以通过做丁达尔效应实验验证，D正确； 故答案为BC。 4.（25-26高三上·上海青浦·阶段检测）铁及其化合物在生产生活中有着广泛的应用。 (1)关于铁元素的认识，正确的是______。(不定项) A．能存在于人体的血红蛋白中 B．是地壳中含量最多的金属元素 C．单质是人类最早使用的金属 D．生铁和钢都属于铁合金 (2)Fe在元素周期表中位置________________________。基态Fe原子与基态离子未成对电子数之比为________。 【答案】(1)AD (2) 第四周期第VIII族 4:5 【详解】(1)A．人体血红蛋白中含有亚铁离子，铁元素是血红蛋白的核心组成元素，A正确； B．地壳中含量最多的金属元素是铝，B错误； C．人类最早使用的金属是铜，C错误； D．生铁是含碳量2%~4.3%的铁合金，钢是含碳量0.03%~2%的铁合金，二者都属于铁合金，D正确； 故选AD。 (2)的原子序数为26，基态原子的电子排布式为，位于元素周期表第四周期第VIII族； 基态原子的价层电子排布为，轨道有4个未成对电子；基态离子的价层电子排布为，轨道有5个未成对电子，因此未成对电子数之比为4:5。 5．（上海南汇中学2025学年度第一学期高三化学期中考试试卷）铁及其化合物广泛应用于建筑材料、机械制造、电子工业等领域，为人类社会发展提供了重要支撑。 (1)在我国古代，赭红是一种重要的红色颜料，其主要成分为铁的化合物。该化合物可能是___________。 A． B． C．FeS D． (2)饱和溶液溶液___________。 A．显中性 B．遇铁粉变为红棕色 C．遇沸水会形成胶体 D．遇氨水能生成白色沉淀 (3)溶液中滴加少量KSCN溶液，会生成血红色配合物，该配合物的内界是___________，配体的种类有___________种。 (4)实验室可利用反应：，用含的溶液洗涤银镜反应后的试管。现用的溶液和 溶液溶解银镜，试回答哪种溶液除银效果更好，从化学平衡的角度说明理由___________。 (5)水解会生成胶体。胶体可用于净水，其原因是：___________，已知电泳时，带电胶体粒子向阴极移动，该胶体粒子的化学式可能是___________。 A．    B． C．     D． (6)某种铁氮化合物的晶胞结构如图所示(图中仅示出Fe的位置)，立方体晶胞的边长为。该铁氮化合物的密度为。该晶胞中铁、氮的微粒个数之比为___________，晶胞中N所处的合理位置：___________。 【答案】(1)A (2)C (3) 2 (4)溶液效果更好。理由：能与生成AgCl沉淀，降低浓度，使平衡正向移动，促进银溶解 (5) 胶体具有较大表面积，能吸附水中悬浮的杂质颗粒，聚集成沉淀，使水澄清 A (6) 4∶1 体心或12条棱中4条相互平行的棱的棱心 【详解】（1）赭红是一种天然矿物颜料，其主要成分为氧化铁（），俗称铁红，呈红色。选项B（）为黑色，C（FeS）为黑色，D（）为黄色，均不符合红色颜料的特征，故选A； （2）A．是强酸弱碱盐，水解显酸性，不显中性，故A不选； B．遇铁粉发生反应 ，溶液由黄色变为浅绿色，无红棕色现象，故B不选； C．遇沸水水解生成胶体，这是实验室制备氢氧化铁胶体的常用方法，故C选； D．遇氨水生成红褐色沉淀，而非白色沉淀，故D不选； 故选C； （3）配合物为，其中为外界，内界为。中心离子为，配体包括（硫氰酸根）和（水分子），共两种配体； （4）和溶液中浓度均为0.1 mol/L，反应的平衡受浓度影响。中的能与形成难溶的AgCl，显著降低浓度，推动平衡正向移动。而中的与形成微溶的，降低浓度的效果较弱；故答案为：溶液效果更好。理由：能与生成AgCl沉淀，降低浓度，使平衡正向移动，促进银溶解。 （5）净水原因：胶体具有较大表面积，能吸附水中悬浮的杂质颗粒，聚集成沉淀，使水澄清； 胶粒化学式：电泳时胶粒向阴极移动，说明胶粒带正电荷。水解形成的胶核吸附而带正电，反离子为。选项A的结构符合带正电特征；选项B吸附阴离子（)和阳离子（)；但带正电，正电荷数目应是，选项B不合理；选项C带负电，不符合题意；选项D无电荷，不符合题意，故本题选A； （6）晶胞边长 ，体积 ；密度 ，设该铁氮化合物的化学式为FeNx，摩尔质量为(56+14x)g/mol，晶胞中Fe的个数为，则，解得x=0.25，则该晶胞中铁、氮的微粒个数之比为4∶1；氮原子的合理位置应该为：体心或12条棱中4条相互平行的棱的棱心。 考向02 氢氧化亚铁的制备 6．下图是制取和观察在空气中被氧化时的颜色变化的实验装置，请回答： (1)制取前先向试管中滴入稀硫酸，会产生气泡，这步操作的目的是___________。 (2)制取时，用长滴管滴入氢氧化钠，离子方程式是___________。 (3)制取后，将盛有水的烧杯移开，使试管内外空气流通，一段时间后，试管内制得的氢氧化亚铁沉淀会___________(现象)，发生反应的化学方程式是___________。 【答案】(1)排出试管中的空气 (2) (3) 白色变灰绿色变红褐色 【详解】（1）制取前先向试管中滴入稀硫酸，会产生气泡，氢气会将试管中空气排出去，防止生成的被氧化，故答案为：排出试管中的空气； （2）制取时，长导管伸入硫酸亚铁中，滴入氢氧化钠制取，离子方程式为：，故答案为：； （3）制取后，将盛有水的烧杯移开，使试管内外空气流通，一段时间后，白色的为空气氧化现象为白色变成灰绿色在变成红褐色，发生的化学方程式为：，故答案为：白色变灰绿色变红褐色； 7.（2025·上海松江·二模）酵母菌法制备Fe(OH)2 实验装置(夹持仪器省略)如图所示： 已知酵母菌在常温下可以进行有氧呼吸或无氧呼吸，反应如下： 有氧呼吸   C6H12O6 + 6H2O + 6O2 → 6CO2 + 12H2O 无氧呼吸   C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2↑ (1)使用绿矾配制FeSO4溶液时，下列做法错误的是___________。 A．配制时使用新煮沸冷却的蒸馏水 B．可在容量瓶中溶解晶体 C．配制时加入适量的稀硫酸 D．在溶液中加入适量的铁粉 (2)下列___________试剂可以检验FeSO4溶液中是否含有Fe3+。 A．酸性高锰酸钾溶液 B．苯酚 C．硫氰化钾溶液 D．过氧化氢溶液 (3)向橡胶塞中扎入注射器，若观察到___________，即可判断装置内氧气已经被耗尽。再用注射器向内管中分别加入NaOH和FeSO4溶液。 (4)实验后依然发现有少量的灰绿色沉淀出现，可能的原因为___________。 A．滴加了过量的氢氧化钠 B．滴加的氢氧化钠没有煮沸且密封保存 C．酵母菌无氧呼吸产生的酒精会和氢氧化亚铁反应 D．氧气含量低于一定浓度时，酵母菌就开始进行无氧呼吸 为进一步探究灰绿色沉淀的组成，查阅文献得知：为层状结构(如下图所示)。当部分被氧化为时，层状结构不会被破坏，生成灰绿色沉淀——绿锈。夹层内填充有等负离子，化学式可表示为。   取一定质量的绿锈样品，通过以下步骤确定其化学式： ①将样品完全溶于过量稀硫酸，配制成250 mL溶液； ②取25.00 mL上述溶液，用0.0100 mol·L﹣1的酸性KMnO4标准溶液滴定，达到滴定终点时，消耗KMnO4溶液20.00 mL，发生反应的离子方程式为：5Fe2+ + MnO+ 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O； ③另取25.00 mL溶液，依次加入足量的H2O2溶液和NaOH溶液，使其充分反应，将产生的沉淀过滤、洗涤，在空气中充分灼烧至恒重，得到0.24 g固体。 (5)该绿锈样品中Fe2+为___________mol。 (6)已知该绿锈样品中为0.01 mol，则绿锈的化学式为___________。 【答案】(1)B (2)BC (3)活塞不再下降后，缓慢向上移动 (4)BD (5)0.01 (6)Fe3(OH)6SO4或Fe(Ⅱ)Fe(Ⅲ)2(OH)6SO4 【分析】酵母菌法制备Fe(OH)2利用酵母菌在常温下有氧呼吸或无氧呼吸，把密封的锥形瓶中的氧气除去，再用注射器向锥形瓶内的内管中加入NaOH和FeSO4溶液，得到Fe(OH)2沉淀，NaOH溶液和FeSO4溶液的配制需要用加热沸腾过的蒸馏水，同时配制硫酸亚铁溶液时还要加入稀硫酸和铁粉，抑制水解、防止氧化。 【详解】(1)用绿矾配制硫酸亚铁溶液要抑制其水解，防止被氧化，需要用新煮沸冷却的蒸馏水，同时加入适量的硫酸和铁粉，不能在容量瓶中溶解晶体，B错误； (2)溶液中的Fe3+用苯酚检验，溶液显示紫色，也可以用KSCN溶液检验，溶液显红色，答案选BC； (3)有氧呼吸时装置中O2被消耗、生成CO2，无氧呼吸时生成CO2，故当观察到活塞不再下降后，缓慢向上移动，说明氧气被耗尽； (4)实验后依然发现有少量的灰绿色沉淀出现，说明有Fe(OH)2被氧化； A．滴加了过量的氢氧化钠不会使Fe(OH)2被氧化，A不符合； B．滴加的氢氧化钠没有煮沸且密封保存，可能造成空气中的氧气溶解于溶液，会把Fe(OH)2氧化，B符合； C．酒精不会氧化氢氧化亚铁，C不符合； D．氧气含量低于一定浓度时，酵母菌就开始进行无氧呼吸，说明容器中存在少量的氧气，D符合； 答案选BD； (5)根据方程式：5Fe2+ + + 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O可知，n(Fe2+)=5n()=5×0.0100mol/L×20.00×10-3L×=0.01mol，样品中Fe2+的物质的量为0.01mol； (6)0.24 g固体为Fe2O3，样品中含Fe的物质的量为，含有Fe3+的物质的量为0.03mol-0.01mol=0.02mol，由于样品中含有0.01mol的离子，根据电荷守恒，含有OH-的物质的量为(0.01×2+0.02×3)mol-0.01×2mol=0.06mol，则n(Fe2+)：n(Fe3+)：n(OH-)：n()=0.01：0.02：0.06：:0.01=1:2:6:1，绿锈的化学式为Fe3(OH)6SO4或Fe(Ⅱ)Fe(Ⅲ)2(OH)6SO4。 8．（23-24高三上·上海浦东新·阶段检测）Ⅷ族元素铁及其化合物性质多样，大多发生氧化还原反应。 (1)高铁酸钠(Na2FeO4)是水处理过程中使用的一种新型净水剂，它的氧化性比高锰酸钾强，其本身在反应中被还原为 Fe3+。请配平如下制取高铁酸钠的化学方程式，并标明电子转移方向和数目：____，____Fe(NO3)3 +_____NaOH +____Cl2 →____Na2FeO4+____NaNO3+____NaCl +_____H2O (2)在如图所示的装置中，用 NaOH 溶液、铁粉、稀 H2SO4等试剂制备氢氧化亚铁。 ①仪器 a 的名称是___________。 ②关闭K3，打开 K1和K2，向仪器 c 中加入适量稀硫酸，关闭 K2， 写出装置c 中发生反应的离子方程式___________。同时c 中有气体产生，该气体的作用是___________。当仪器b 中产生均匀气泡后的操作是___________。写出仪器c、d 中可能出现的实验现象___________。 (3)已知SO2+2Fe3++2H2O=4H+++2Fe2+。向2支试管中各加入5 mL1.0mol⋅L−1 FeCl3溶液，若直接通入 SO2至饱和，1 小时后，溶液逐渐变为浅绿色；若先滴加 2 滴浓盐酸，再通入 SO2至饱和，几分钟后，溶液由黄色变为浅绿色。由此可知：促使该氧化还原反应快速发生，可采取的措施是___________。 (4)过量铁粉与硝酸银溶液反应,。向pH=4 的 0.1mol/L 的AgNO3溶液中加入过量铁粉，搅拌后静置，在不同时间取上层清液，滴加KSCN 溶液，溶液颜色、沉淀量与取样时间有关，对比实验记录如下： 序号 取样时间/min 实验现象 ⅰ 3 产生大量白色沉淀；溶液呈红色 ⅱ 30 产生白色沉淀，较 3min 时量少；溶液红色较 3min 时加深 ⅲ 120 产生白色沉淀，较 30min 时量少；溶液红色较 30min 时变浅 ①用离子方程式解释实验中ⅰ出现红色原因：Fe + 2Ag+= Fe2+ + 2Ag，___________， Fe3+ + 3SCN－ = Fe(SCN)3。 ②白色沉淀为少量银和硫氰化银；ⅲ中溶液红色较 30min 时变浅的原因是__________。 【答案】(1)   (2) 分液漏斗 利用反应中生成的氢气赶走空气 关闭K1，打开K3 c中固体溶液、生成气体、溶液无色变为浅绿色、关闭K1打开K3后c中液体进入d中，d中生成白色沉淀 (3)增大溶液的酸性 (4) Fe2++ Ag+= Fe3+ + Ag 铁粉过量，铁能将铁离子还原为亚铁离子：Fe+ 2Fe3+= 3Fe2+，使得铁离子浓度减小，溶液颜色变浅 【分析】氢氧化亚铁具有还原性，很容易被空气中氧气氧化为氢氧化铁，为了制得Fe(OH)2沉淀，在制取过程中要避免和空气接触，该实验中：在仪器c中实施铁和硫酸反应，利用反应中生成的氢气赶走空气，在还原性氛围中，将c中生成的硫酸亚铁溶液排入d中，和氢氧化钠溶液反应制备白色的Fe(OH)2沉淀。 【详解】（1）反应中，Fe(NO3)3是还原剂，铁元素化合价从+3升高到+6，升3，Cl2是氧化剂，氯元素化合价从0降低到-1，降低了1，按得失电子数守恒、元素质量守恒得配平的化学方程式为：，单线桥表示了电子转移方向和数目，表示为  ； （2）①仪器 a 的名称是分液漏斗；②关闭K3，打开 K1和K2，向仪器 c 中加入适量稀硫酸，关闭 K2，出装置c 中发生反应为铁和稀硫酸生成硫酸亚铁和氢气，离子方程式。同时c 中有气体产生，该气体的作用是排净装置中空气，防止空气中氧气干扰实验。当仪器b 中产生均匀气泡后的操作是：关闭K1，打开K3，使得c中生成的硫酸亚铁被压入装置d中，硫酸亚铁和氢氧化钠生成氢氧化亚铁沉淀，c、d 中可能出现的实验现象分别为：c中固体溶液、生成气体、溶液无色变为浅绿色、关闭K1打开K3后c中液体进入d中，d中生成白色沉淀且能较长时间稳定存在； （3）由实验可知，其余条件均相同时，溶液中氢离子浓度大，酸性强则反应速率快，由此可知：促使该氧化还原反应快速发生，可采取的措施是增大溶液的酸性； （4）①Fe + 2Ag+= Fe2+ + 2Ag，溶液呈红色说明生成了铁离子，且银离子具有一定氧化性、亚铁离子具有一定还原性，则产生铁离子原因为银离子和亚铁离子发生氧化还原反应生成铁离子和银：Fe2++ Ag+= Fe3+ + Ag，再发生反应Fe3+ + 3SCN－ = Fe(SCN)3使得溶液变为红色； ②铁粉过量，铁能将铁离子还原为亚铁离子：Fe+ 2Fe3+= 3Fe2+，使得铁离子浓度减小，溶液颜色变浅。 9．（24-25高三上·山东济宁·阶段检测）氢氧化亚铁可以用来制颜料、药物、催化剂、吸收剂和砷解毒剂等。设计以下实验探究氢氧化亚铁的制备。 Ⅰ．用溶液与不含的蒸馏水配制的溶液反应制备。 (1)除去蒸馏水中溶解的常采用____________的方法。 (2)生成 白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含的溶液，插入溶液液面下，再挤出溶液，这样操作的目的是________________________________；还可以在溶液上面加苯等保护层。如不采取上述措施，会看到白色沉淀______________________________________(答现象)，反应的化学方程式为____________________________________________。 Ⅱ．选用稀硫酸、铁粉、溶液进行实验，装置如图。 (3)实验时，先________(填“打开”或“关闭”，下同)止水夹K，然后打开分液漏斗的玻璃塞和活塞，使稀硫酸与铁粉反应，一段时间后，________止水夹K，利用氢气造成试管内的压强增大，将溶液压至溶液中反应制得白色沉淀，且沉淀能持续一段时间不变色。 【答案】(1)煮沸 (2) 避免生成的沉淀接触而被氧化 迅速变为灰绿色，最后变成红褐色 (3) 打开 关闭 【详解】（1）气体在水中的溶解度随温度升高而减小，将蒸馏水煮沸可除去其中溶解的，冷却后用于配制溶液，可减少后续制备过程中对的氧化，故常采用煮沸的方法； （2）图Ⅰ中将长滴管插入溶液液面下再挤出不含的溶液，生成的白色沉淀不易直接接触空气中的，目的就是避免生成的沉淀接触而被氧化。若不隔绝氧气，白色会被氧化为红褐色，现象为白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色；反应的化学方程式配平后为； （3）图Ⅱ中稀硫酸与铁粉反应生成。实验开始时先打开止水夹，使生成的氢气排出装置内空气，减少氧气对和的氧化；一段时间后关闭止水夹，继续生成的氢气使试管内压强增大，将生成的溶液压入右侧溶液中，从而生成白色沉淀并能较长时间不变色。两空顺序为：打开；关闭。 考向03 Fe2＋、Fe3＋的性质及其检验 10．（24-25高三上·上海·期中）合理应用和处理氮的化合物，在生产生活中有重要意义。 (1)会污染环境，可用溶液吸收放出，反应产物还有另外两种盐。写出上述化学方程式是___________。 (2)与二者等物质的量反应后的溶液中，大量存在的负离子只有两种且都含硫元素，其中一种遇到显血红色，该离子是___________(写出化学符号，下同)，另一种离子是___________。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）用Na2CO3溶液吸收NO2，放出CO2，反应产物还有NaNO2、NaNO3，化学方程式：2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2。 （2）NaCN与Na2S2O3二者等物质的量反应后的溶液中，大量存在的阴离子只有两种且都含硫元素，其中一种遇到Fe3+显血红色，则该离子是SCN-，依据元素守恒、原子个数守恒、电荷守恒，另一种离子是。 11．（24-25高三上·上海·阶段检测）资料1：铁肥有利于叶绿素的合成，能使作物更好的进行光合作用，当作物缺铁后，叶片中叶绿素会减少，从而导致叶片失绿黄化。虽然铁在土壤中的丰度很高，但大多以生物有效性低的氧化态形式存在，特别是在石灰性土壤上，高和高重碳酸盐含量严重降低了土壤中铁的有效性。 资料2：部分植物吸收铁元素的系统主要通过3个蛋白酶系统进行：①蛋白酶系统通过分泌大量的氢离子而使土壤酸化，使难溶性的溶解释放。②由螯合还原酶(FRO)和NADPH脱氢酶组成还原系统，释放的与植物体内的螯合剂形成螯合物后自由进出细胞质体，由还原系统将螯合物转换释放成螯合物。③转运蛋白(IRT)系统能将螯合物跨膜运输到根部，再由其他转运蛋白输送到各个细胞供机体利用。 (1)由信息可知，植物生长过程中直接吸收利用下列铁肥，效果最好的是_______。 A． B． C． D． (2)酸性条件下，下列试剂可将转化为的试剂是_______。 A． B． C．S D． (3)某实验小组在欲检测土壤中铁元素的价态，请给出合理的实验方法，土壤中是否存在：_______。 【答案】(1)A (2)BD (3)取土壤加入稀硫酸溶解，过滤，向滤液中加入KSCN溶液，若变红，则含Fe3+ 【详解】（1）由题意可知，植物可直接利用Fe2+，而Fe3+需要转化为Fe2+才能被利用，选项A中铁元素为+2价，而选项BCD中的铁元素为+3价，故答案为：A； （2）Fe3+转化为Fe2+的需要加入还原剂， A．H2O2具有强氧化性，故A不选； B．KI的I-具有还原性，可以将Fe3+转化为Fe2+，故B选； C．硫单质还原性较弱，不能还原Fe3+，故C不选； D．H2S具有还原性，可以将Fe3+转化为Fe2+，故D选； 故答案为：BD； （3）检验Fe3+可用KSCN溶液，实验方法为：取土壤加入稀硫酸溶解，过滤，向滤液中加入KSCN溶液，若变红，则含Fe3+。 12.（23-24高三上·上海虹口·期中）铁是人体中一种重要的金属元素，在血红蛋白中存在着的铁能结合氧分子进行输氧。铁及其化合物在人类的生产生活中扮演着重要的角色。 (1)血红蛋白中铁存在的价态为________。 A．0 B．+2 C．+3 D．+6 (2)铁和水不能反应，但可以与高温水蒸气作用。写出该反应的化学方程式，用单线桥法标出电子转移的方向和数目：___________。 (3)把铁丝投入氯化铁溶液中充分反应，溶液的颜色从________变为________，写出该反应的化学方程式___________。检验氯化铁溶液是否反应完全的操作是________。 【答案】(1)B (2) (3) 黄色 浅绿色 取反应后的上清液，加入少量硫氰化钾溶液，溶液变红，则氯化铁没有反应完全，溶液不变红，则反应完全。 【解析】(1)血红蛋白中铁存在的价态为+2，答案选B； (2)铁和水不能反应，但可以与高温水蒸气作用。高温条件下，Fe和水蒸气发生氧化还原反应生成四氧化三铁和氢气，该反应中Fe元素化合价由0价变为+2价、+3价，H元素化合价由+1价变为0价，转移电子数为8， ； 3铁丝投入氯化铁溶液中充分反应，溶液的颜色从黄色变为浅绿色，三价铁离子变为亚铁离子，该反应的化学方程式。检验氯化铁溶液是否反应完全的操作是取反应后的上清液，加入少量硫氰化钾溶液，溶液变红，则氯化铁没有反应完全，溶液不变红，则反应完全。 13．（23-24高三上·上海崇明·期末）海水资源可以有效利用，有时也会给生产、生活带来困扰，阅读下图，回答问题： (1)氯碱工业能耗大，通过如图I改进的设计，可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是_______。 A．电极A接电源正极，发生氧化反应 B．电极B的电极反应式为：= C．应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH溶液 D．改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗 (2)图Ⅱ中铁棒浸入一段时间之后发现，越靠近烧杯底部发生电化学腐蚀就越轻微，则发生该腐蚀时，正极的电极反应式为：_______。 (3)图Ⅲ所示的方案可以降低铁闸门的腐蚀速率。下列判断正确的是_______。 A．若X为导线，Y可以是锌 B．若X为导线，铁闸门上的电极反应式为 C．若X为直流电源，铁闸门做负极 D．若X为直流电源，Y极上发生还原反应 (4)土壤中的铁循环可用于水体脱氮(脱氮是指将氮元素从水体中除去)，酸性环境中脱除水体中硝态氮的反应如下，配平该反应方程式：_______。 __________________________________________H2O 当有2mol电子转移时，可产生_______L标况下的气体。 (5)可以验证反应后的溶液中是否含有Fe2+的一种试剂是_______。 A．稀硫酸 B．铁 C．硫氰化钾 D．酸性高锰酸钾溶液 【答案】(1)B (2)O2 +4e- +2H2O=4OH- (3)A (4) 10Fe2+ + 2NO+ 12H+=10Fe3++1N2↑+6H2O 4.48L (5)D 【详解】（1）A．电极A为转化为，失电子，发生氧化反应，为阳极，故电极A接电源正极，A正确； B．电极B为阴极，通入氧气，氧气得到电子，其电极反应式为：，B错误； C．右室生成氢氧根，应选用阳离子交换膜，左边的钠离子进入到右边，在右室获得浓度较高的NaOH溶液，C正确； D．改进设计中增大了氧气的量，提高了电极B处的氧化性，通过提高反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗，D正确； 故选B； （2）为吸氧腐蚀，正极的电极反应式为； （3）A．X为导线，装置为原电池，降低铁闸门的腐蚀速率，Fe应做正极，故Y活动性应强于Fe，故可以是锌，A正确； B．X为导线，装置为原电池，降低铁闸门的腐蚀速率，Fe应做正极，电极反应式为：，B错误； C．若X为直流电源，装置为电解池，降低铁闸门的腐蚀速率，Fe应做阴极，C错误； D．若X为直流电源，装置为电解池，降低铁闸门的腐蚀速率，Y极作阳极，发生氧化反应，D错误； 故选A。 （4）根据氧化还原反应得失电子守恒配平为10Fe2+ + 2NO+ 12H+=10Fe3++1N2↑+6H2O，在该反应中生成1mol，转移10mol电子，故转移2mol电子时可生成0.2mol氮气，标准状况下体积为4.48L； （5）验证反应后的溶液中是否含有Fe2+，可利用Fe2+的还原性，可使酸性高锰酸钾溶液褪色，故选D。 考向04 铁三角的转化及应用 14．（2026·河南南阳·三模）四瓶无色溶液的溶质分别为、、、，它们之间的反应关系如图所示(部分产物已省略)。其中，甲、乙、丙、丁为四种溶液，戊、庚为无色气体，己为白色沉淀。下列有关反应的离子方程式或化学方程式书写错误的是 A．甲与乙的反应： B．少量乙与丙的反应： C．丙与丁的反应： D．戊通入丁中的反应： 【答案】C 【分析】甲和乙加热反应生成无色气体戊，四种物质中仅与反应生成，故戊为，甲、乙分别为、中的一种。丙与丁反应同时生成白色沉淀己和无色气体庚，四种物质中与发生双水解反应生成沉淀和气体，故己为，庚为，丙、丁分别为、中的一种。乙可与丙反应生成白色沉淀，故乙为，甲为，丙为，丁为。 【详解】A．甲为，乙为，二者反应的化学方程式为，A正确； B．少量与反应生成沉淀，化学方程式为，B正确； C．与发生双水解反应，正确离子方程式为，选项中离子方程式未配平，电荷不守恒，C错误； D．通入溶液中，反应的离子方程式为，D正确； 故选 C。 15．（2025·陕西安康·模拟预测）常见的金属单质C的相关转化如图所示，其中气体a为黄绿色，单质D为淡黄色固体。下列说法错误的是 A．单质D与氢气反应也可生成气体F B．将废铁屑加入A溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2 C．滴加酸性KMnO4溶液可检验反应①中化合物A是否完全转化 D．化合物E可用于除去工业废水中的Cu2+、Pb2+等重金属离子 【答案】C 【分析】气体a为黄绿色，a为；单质D为淡黄色固体，D为；金属C为，根据转化图推导得：A为，B为，E为，F为。 【详解】A．，单质D（）与氢气反应也可生成气体F（），A正确； B．，可以除去工业废气中的，将废铁屑加入A溶液中，发生反应，又再次生成，用于除去工业废气中的，B正确； C．反应①是转化为，检验是否完全转化，即检验体系有无； 若体系中存在，也能还原酸性使其褪色，干扰检验，不能用酸性高锰酸钾判断A是否完全转化，C错误； D．E（）可使工业废水中的、等重金属离子生成、等沉淀，从而除去这些重金属离子，D正确； 故选C。 16．（24-25高三上·上海·期中）H2S的处理：Fe2O3可用作脱除H2S气体的脱硫剂。Fe2O3脱硫和Fe2O3再生的可能反应机理如图所示。 再生时需控制通入O2的浓度和温度。400℃条件下，氧气浓度较大时，会出现脱硫剂再生时质量增大，且所得再生脱硫剂脱硫效果差，原因是_______。 【答案】FeS氧化生成FeSO4[或Fe2(SO4)3]，失去了脱硫作用 【详解】由于FeS氧化生成FeSO4[或Fe2(SO4)3]，失去了脱硫作用，所以会导致400℃条件下，氧气浓度较大时，会出现脱硫剂再生时质量增大，且所得再生脱硫剂脱硫效果差的情况。 17．（25-26高三上·云南曲靖·阶段检测）工业上以黄铜矿(主要成分为，含少量杂质等)为原料，进行生物炼铜，同时得到副产品绿矾()。其主要工艺流程如图所示： 已知：部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如下表所示。 沉淀物 开始沉淀pH 4.7 2.7 7.6 完全沉淀pH 6.7 3.7 9.6 请回答下列问题： (1)反应Ⅰ中得到的产物均为高价态，请写出其化学方程式：_______。 (2)滤渣1的主要成分是_______。 (3)试剂a是_______，反应Ⅱ中调节pH的范围为_______。 (4)反应Ⅲ的离子方程式为_______、_______。反应Ⅴ中试剂b的作用是_______。 (5)“操作X”的具体操作是_______、过滤、洗涤、干燥。 【答案】(1) (2) (3) CuO[或、、等] (4) 将还原为 (5)蒸发浓缩、冷却结晶 【分析】此工艺流程的目的主要是以黄铜矿为原料制备绿矾；黄铜矿在“反应I”工序中经细菌、过量稀硫酸和氧气的共同作用下，SiO2不参与反应，铜元素和铁元素分别转化为Cu2+和Fe3+进入溶液中，经过滤后SiO2为滤渣，Cu2+和Fe3+和过量的稀硫酸一起进入“反应II”工序中；之后经试剂a调节pH，Fe3+以滤渣1形式与Cu2+分离开，Cu2+进入“反应III”工序后由过量的试剂b置换出铜单质，试剂b和铜单质经试剂c浸取后，铜单质被过滤出来，试剂b以离子形式进入滤液中，后又经操作X得到绿矾；滤渣1进入“反应V”中又和稀硫酸、试剂b反应得到含的溶液，后进入滤液中也经“操作X”得到绿矾； 【详解】（1）产物均为高价态，经细菌作用下与过量稀硫酸和氧气反应后，Cu元素在产物中为+2价，Fe元素在产物中为+3价，结合硫酸环境，对应的产物为CuSO4和；经配平得到方程式； （2）“反应II”工序中调pH后Fe3+以形式沉淀出来，则滤渣成分为； （3）调pH的目的是消耗环境中H+，使得Fe3+以形式沉淀出来，而溶液中的Cu2+不能形成Cu(OH)2沉淀，结合表格中数据可知“反应II”工序后，，结合除杂不引杂的思想调pH试剂可选择CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等，选择其中一个物质即可； （4）添加试剂b的目的是置换出Cu单质，不引入新杂质的思想下选择金属Fe，方程式为；此外“反应II”工序后溶液中仍有较多H+，则同时发生反应；“反应V”中与稀硫酸反应后得到Fe3+，试剂b的作用应为将Fe3+还原为，之后进入滤液中经“操作X”得到绿矾； （5）滤液溶质为FeSO4，绿矾晶体含有结晶水，则由溶液获得绿矾的“操作X”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。 考向05 实验探究铁及其重要化合物的转化关系 18．【氯化铁的实验室制备方法】（24-25高三上·湖北省直辖县级单位·阶段检测）氯化铁是重要的化工原料。针对氯化铁的实验室制备方法，回答下列问题： Ⅰ．FeCl3·6H2O的制备，制备流程图如下： (1)将废铁屑分批加入稀盐酸中，至盐酸反应完全。含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快，原因为________________________________________________。 (2)操作①所必需的玻璃仪器中，除烧杯外还有_____________________________。 (3)检验FeCl3溶液中是否残留Fe2+的特征试剂是_________________________。 (4)为增大FeCl3溶液的浓度，向稀FeCl3溶液中加入纯Fe粉后通入Cl2.此过程中发生的两个主要反应的离子方程式有___________________________，_______________________ (5)操作②为_______________________，冷却结晶，过滤、洗涤得到晶体。 Ⅱ．由FeCl3·6H2O制备无水FeCl3 将FeCl3·6H2O与液体SOCl2混合并加热，制得无水FeCl3.已知SOCl2沸点为77℃，反应方程式为：，装置如图所示(夹持和加热装置略)。 (6)仪器A的名称为________________，干燥管中无水CaCl2不能换成碱石灰，原因是_____________________________。 (7)制备无水FeCl3的体系中可能产生少量亚铁盐，结合题意分析产生的还原剂可能是_____，常温下产生亚铁盐可能的离子方程式为_________________________________。 【答案】(1)、与稀盐酸形成原电池，加快了反应速率 (2)漏斗、玻璃棒 (3)溶液 (4) (5)在 气流中蒸发浓缩 (6) 球形冷凝管 碱石灰与SO2、HCl反应，失去干燥作用 (7) 【分析】用稀盐酸溶解废铁屑，得到氯化亚铁溶液，过滤，向滤液中通入氯气反应生成氯化铁，向氯化铁溶液中加入铁粉，再通入氯气得到浓氯化铁溶液，再在氯化氢气流中经过一系列过程得到FeCl3∙6H2O。 【详解】（1）Fe、Cu在稀盐酸中形成原电池，加快反应速率，所以含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快。 （2）操作①为过滤，装置图为，所必需的玻璃仪器中，除烧杯外还有漏斗、玻璃棒。 （3）Fe2+和溶液反应生成蓝色沉淀，因此检验FeCl3溶液中是否残留Fe2+的试剂是溶液； （4）为增大FeCl3溶液的浓度，向稀FeCl3溶液中加入纯Fe粉后通入氯气，先是铁和三价铁离子反应生成亚铁离子，再是亚铁离子被氯气氧化为三价铁离子，此过程中发生的主要反应的离子方程式为、； （5）操作②是氯化铁溶液到晶体，由于铁离子加热时要发生水解生成氢氧化铁，因此在整个过程中要通入HCl气体防止铁离子水解，其操作过程为：在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥得到FeCl3·6H2O晶体。 （6）根据装置图，仪器A的名称为球形冷凝管；碱石灰会与反应生成的 和气体反应，导致碱石灰失去干燥作用，所以干燥管中无水氯化钙不能换成碱石灰。 （7）SO2具有还原性，制备无水FeCl3的过程中铁离子可以被SO2还原为亚铁离子，SO2被氧化为硫酸根离子，所以产生少量亚铁盐；常温下产生亚铁盐可能的离子方程式为。 19．（24-25高三上·上海·期中）中国传统的农具、兵器曾大量使用铁，铁器的修复是文物保护的重要课题。已知：与铁氰化钾)溶液生成蓝色沉淀。铁器表面氧化层的成分有多种，性质如下： 成分 FeOCl 性质 致密 疏松 疏松 现通过以下实验检验铁器表面氧化层中铁元素的价态： (1)步骤②的操作是_______，步骤④的试剂是_______溶液(填化学式)； (2)易被氧化成，从原子结构角度解释其原因是_______。 (3)铁器的锈蚀经过了一系列复杂的化学变化，在有氧条件下，在含溶液中会转化为FeOCl，将相关反应的离子方程式补充完整：_______。 ______________。 化学修复可以使FeOCl最终转化为致密保护层：用和NaOH混合溶液浸泡锈蚀的铁器，一段时间后取出，再用NaOH溶液反复洗涤至无。 (4)FeOCl在NaOH的作用下转变为，推测溶解度FeOCl_______(填“>”或“<”)。的作用是_______。 【答案】(1) 过滤 KSCN溶液 (2)Fe3+的3d轨道为半填充较为稳定状态，故易被氧化成 (3) (4) > 作还原剂，将FeOCl或FeO(OH)还原为 【分析】由流程可知，铁器表面氧化层加入稀硫酸酸浸得到滤液A，加入K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀，说明含有亚铁离子，加入KSCN溶液，溶液变红色，说明含有铁离子； 【详解】（1）步骤②为分离固液的操作，为过滤；由分析，步骤④的试剂是KSCN溶液； （2）Fe2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，Fe3+的3d轨道为半填充较为稳定状态，故易被氧化成； （3）在有氧条件下，可以写成， 在含溶液中会转化为FeOCl，则中铁化合价由+2变为+3、氧气中氧化合价由0变为-2，结合电子守恒、质量守恒，反应为：； （4）FeOCl在NaOH的作用下转变为FeO(OH)，该离子反应向溶液中离子浓度减小趋势的方向发生，可以判断FeOCl的溶解度大于FeO(OH)的溶解度；在FeOCl最终转化为过程中，Na2SO3作还原剂，将FeOCl或FeO(OH)还原为。 20．（24-25高三上·上海·阶段检测）为研究溶液中的稳定性，进行如下实验，观察，记录结果。 实验I 物质 0min 1min 1h 5h 淡黄色 桔红色 红色 深红色 几乎无色 淡黄色 黄色 桔红色 (1)溶液的稳定性：_______(填“>”或“<”)。 (2)甲同学提出实验I中两溶液的稳定性差异可能是溶液中的保护了，因为具有还原性。进行实验II，否定了该观点，补全该实验。 操作：取_______，加_______，观察。 现象：与实验I中溶液现象相同。 (3)乙同学提出实验I中两溶液的稳定性差异是溶液酸性不同导致，进行实验III。分别配制为1、2、3、4的溶液，观察，发现的溶液长时间无明显变化，越大，溶液变黄的时间越短。资料显示：亚铁盐溶液中存在反应。由实验III，乙同学可得出的结论是_______，原因是_______。 【答案】(1)< (2) 取2 mL pH=4.0的0.80 molL-1 FeSO4溶液 加2滴0.01 molL-1KSCN溶液 (3) pH越小Fe2+越稳定 溶液中存在的化学平衡4Fe2++O2+10H2O⇌4Fe(OH)3+8H+，pH越小，c(H+)越大对平衡正向进行的抑制作用越大，Fe2+越稳定 【分析】探究Fe2+稳定性影响因素，关键是采用变量控制法，每次改变一个变量。设计了铵根离子和不同pH对其稳定性的影响。 【详解】（1）根据表中可以看出FeSO4变色更快，故FeSO4稳定性差。 （2）推测实验I中两溶液的稳定性差异可能是(NH4)2Fe(SO4)2溶液中的保护了Fe2+，因为具有还原性。设计实验可以除去的影响因素，其他条件不变，取2 mL pH=4.0的0.80 molL-1 FeSO4溶液，加2滴0.01 molL-1KSCN溶液，与实验I中(NH4)2Fe(SO4)2溶液现象相同； （3）由实验III可知，溶液pH越小溶液的酸性越强，则FeSO4越稳定，根据亚铁盐溶液中存在的化学平衡4Fe2++O2+10H2O⇌4Fe(OH)3+8H+可知：pH越小，c(H+)越大对平衡正向进行的抑制作用越大，Fe2+越稳定； 21．（25-26高三上·广东广州·阶段检测）化学小组探究Cu与溶液的反应，实验如下： 序号 实验方案 实验现象 实验ⅰ 振荡试管，观察到溶液变为蓝色，待反应充分后，试管底部有固体剩余。 实验ⅱ 取实验ⅰ中的上层清液，向其中滴加溶液 溶液局部变红，同时产生白色沉淀，振荡试管，红色消失。 已知：经检验白色沉淀为CuSCN (1)实验ⅰ中发生反应的离子方程式为___________。 (2)实验ⅱ中检测到，依据的实验现象是___________。 对实验ⅱ中存在的原因作如下假设： 假设1：Cu与的反应是一个可逆反应 假设2：溶液中的被空气中的氧气氧化 假设3：在滴加KSCN溶液的条件下，被氧化 (3)设计实验验证假设。 序号 实验方案 实验现象 实验ⅲ 闭合开关K，___________ 实验ⅳ 放置较长时间，溶液颜色不变红 ①实验ⅲ依据实验装置中电流计的实验现象证实了假设1不成立。溶液a是___________，请补充完整上面表格中的实验现象___________。 ②实验ⅳ的结论是___________。 ③实验ⅴ证实了假设3成立。请补充完整下面表格中的实验方案和实验现象，并写出实验v总反应的离子方程式___________。 序号 实验方案 实验现象 实验ⅴ 实验装置同实验ⅲ，在闭合开关K后，向___________滴加溶液 现象a：___________； 现象b：___________； 现象c；取出左侧溶液，滴加，溶液变红。 【答案】(1) (2)溶液局部变红 (3) 溶液 电流计指针不偏转 假设2不成立，即该实验条件下上层清液中的不会被空气中的氧气氧化为 右侧烧杯 电流计指针偏转 右侧溶液产生白色沉淀 【分析】实验探究与溶液的反应，实验ⅰ向溶液中加入过量铜粉，溶液变蓝，证明生成；实验ⅱ取上层清液滴加，局部变红且生成白色沉淀，证明体系仍存在；针对残留提出三种假设，实验ⅲ搭建原电池验证假设1（可逆反应），实验iv排除被空气氧化的假设2，实验ⅴ验证假设3：存在时氧化。 【详解】（1）实验ⅰ中和发生氧化还原反应，被还原为，被氧化为，离子方程式：； （2）与结合生成血红色配合物，实验ⅱ检测出的依据是溶液局部变红； （3）①假设1认为是可逆反应，若可逆，则正、逆反应均可自发进行；实验ⅲ原电池右侧为溶液（含），左侧溶液应为溶液（含）；若可逆反应成立，可氧化，会产生电流；实验证实假设1不成立，说明闭合开关后电流计指针不偏转； ②实验ⅳ取实验ⅰ上层清液，加入溶液，长时间放置溶液不变红，证明溶液中的不会被空气中氧气氧化，假设2不成立； ③实验Ⅴ验证假设3：在存在条件下氧化；装置和实验ⅲ相同，闭合开关后，向右侧烧杯（溶液一侧）滴加溶液；现象a：电流计指针发生偏转；现象b：右侧烧杯中生成白色沉淀；取出左侧溶液加变红，证明生成；总离子方程式：。 22．（25-26高三上·广东深圳·阶段检测）铁是人体必需的微量元素之一，菠菜、黑木耳等食品中富含铁元素，其中菠菜中的铁元素主要以草酸亚铁(FeC2O4)的形式存在，草酸亚铁粉末难溶于水。某小组设计实验检验和测定菠菜中的铁元素。 (1)草酸亚铁中碳的化合价___________价。在隔绝空气的条件下受热分解，产生两种体积相等的气体和一种黑色固体的化学方程式是___________。 (2)上述预处理流程中需要配制100 mL待测液，涉及到的仪器有烧杯、玻璃棒和___________(从下图中ABCD中选择，填选项)。 A． B． C． D． (3)检验待测液中是否含有、 检验试剂 现象 结论 ①___________ 溶液变为红色 待测液中含有 溶液 ②___________ 待测液中含有 (4)利用KMnO4标准溶液测定菠菜中铁元素的含量 步骤Ⅰ：取10.00 mL待测液于锥形瓶中，滴加KMnO4溶液至溶液显紫色。 步骤Ⅱ：向步骤Ⅰ得到的混合液中加入过量锌粉至反应完全后，过滤、洗涤，将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。 步骤Ⅲ：向步骤Ⅱ所得的滤渣中加入过量稀H2SO4，用的KMnO4标准溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液V mL。 ①步骤Ⅰ滴加KMnO4溶液的目的是___________。 ②步骤Ⅲ滴加KMnO4溶液时发生反应的离子方程式为___________。 ③假设实验操作中铁没有损失，则100克鲜菠菜中Fe元素质量___________g。 【答案】(1) +3 (2)AB (3) KSCN溶液 生成蓝色沉淀 (4) 将氧化为并除去草酸（或草酸根离子） 【详解】（1）在草酸亚铁（）中，元素的化合价为+2价，元素为-2价，设元素的化合价为，根据化合物中正负化合价代数和为0，可得，解得。 草酸亚铁在隔绝空气条件下受热分解，产生两种体积相等的气体（即物质的量之比为1:1，分别为和）和一种黑色固体（），根据原子守恒，该反应的化学方程式为； （2）配制100 mL待测液，需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、100 mL容量瓶和胶头滴管。观察图中给出的仪器，A为100 mL容量瓶，B为胶头滴管，C为酸式滴定管，D为分液漏斗，因此应选择A和B； （3）检验常用的试剂是KSCN（硫氰化钾）溶液，其现象是溶液变为红色，故①处填KSCN溶液； 检验常用的试剂是（铁氰化钾）溶液，其现象是生成具有特征性的蓝色沉淀，故②处填生成蓝色沉淀； （4）①待测液中同时含有草酸和，两者均具有还原性，都能被氧化。为了准确测定铁元素的含量，步骤Ⅰ滴加溶液至显紫色的目的是将全部氧化为，同时将草酸氧化除去，排除草酸对后续滴定测定铁元素的干扰； ②步骤Ⅲ中，用标准溶液滴定步骤Ⅱ中锌粉还原得到的，在酸性条件下，被还原为，被氧化为，反应的离子方程式为； ③根据滴定反应的离子方程式可知存在定量关系：。滴定终点时消耗的物质的量为，则10.00 mL待测液中含有的物质的量为。由于配制的待测液总体积为100 mL，故100克鲜菠菜中铁元素的总物质的量为。因此，100克鲜菠菜中Fe元素的质量为。 重难·创新演练 1.（25-26高三上·上海嘉定·阶段检测）关于金属元素铁和钠，回答下面相关问题。 （1）碳酸钠应用广泛，下列说法不正确的是__________。 A．碳酸钠受热易分解 B．碳酸钠属于强电解质 C．碳酸钠溶液呈碱性 D．Na元素位于周期表s区 （2）某些金属化合物会呈现特殊的物理或化学性质。张掖七彩丹霞景区为国家5A级旅游景区，丹霞地貌的岩层因含有某种物质而呈红色。这种呈红色的物质__________。 A． B． C． D．FeO （3）在制备溶液时，需向溶液中加入少量________（试剂），其目的是________。 （4）溶液常被用作蚀刻剂腐蚀印刷电路板。在过量溶液腐蚀印刷电路板后的溶液中，加入过量铁粉，若最后溶液中有固体剩余，则溶液中不可能含有的离子是__________。 （5）KSCN是检验的常用指示剂，下列说法正确的是__________。（不定项） A．K元素位于周期表s区 B．KSCN溶液呈血红色 C．是强电解质 D．KSCN属于盐类 （6）合成氨工业生产中所用的催化剂主要成分是、，当催化剂中与的物质的量之比为时，其催化活性最高，以为原料制备上述催化剂，可向其中加入适量炭粉，发生反应：，为制得这种活性最高的催化剂，应向粉末中加入________g炭粉。 【答案】（1）A （2）B （3） 铁粉（或） 防止被氧化 （4）、 （5）AD （6）6 【分析】原电池中，负极发生失电子的氧化反应，电子由负极流向正极，电流由正极流向负极，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 【详解】（1）A．碳酸钠（）热稳定性强，受热不易分解，而碳酸氢钠（）受热易分解，A错误； B．碳酸钠在水溶液中完全电离，属于强电解质，B正确； C．碳酸钠是强碱弱酸盐，水解使溶液呈碱性，C正确； D．的价电子排布为，最后填入的电子在轨道，位于周期表s区，D正确; 故答案选A。 （2）丹霞地貌的红色岩层主要是因为含有氧化铁（），常温下为红棕色固体，常作红色颜料；为红褐色沉淀，为白色沉淀，为黑色固体；故答案选B。 （3）具有较强的还原性，在空气中极易被氧气氧化为。在配制和保存溶液时，通常加入少量铁粉，发生反应 ，以防止被氧化。（注：加入少量盐酸防止水解亦为正确操作，但通常首要强调加铁粉防氧化）。 （4）腐蚀印刷电路板后的溶液中含有过量的以及生成的和。加入过量铁粉后，发生反应 和 。由于铁粉过量，溶液中的和被完全还原，最后溶液中有固体（剩余的和生成的），因此溶液中不可能含有的离子是和。 （5）A．的价电子排布为，位于周期表s区，A正确； B．溶液本身是无色的，与反应生成的溶液呈血红色，B错误； C．属于配合物，在水溶液中微弱电离，属于弱电解质，C错误； D．由钾离子（）和硫氰酸根离子（）构成，属于盐类，D正确； 故答案选AD。 （6） 的物质的量为 ，共含有 原子。要使催化剂中 ，则需要 和 。即需要将 还原为 ，保留 不变。根据反应方程式 ，生成 需要 ，则生成 需要 。所需炭粉的质量为 。 2．（2025·上海静安·一模）（可视作FeO·Fe2O3）俗称磁性氧化铁，可用于制造磁记录材料、电极材料。 (1)的上述应用，与其性质相关的是______。 A．磁性 B．高熔点 C．特殊的导电性 D．较高的密度 (2)在元素周期表中，Fe元素处于______区。 A．s B．p C．d D．f (3)核外有______种不同运动状态的电子。 A．14 B．23 C．24 D．26 已知FeO的晶胞类型与NaCl相似，其晶胞如下图所示。 (4)1 mol晶胞中含有的数目为______。 (5)与距离最近且相等的构成的空间结构是______。 A．平面四边形 B．正四面体 C．立方体 D．正八面体 纳米具有较高的理论比容量、高电导率等优点，可作为锂离子电池负极材料，具有广泛应用前景。 (6)关于纳米分散在水中构成的分散系，下列说法正确的是（多选）______。 A．属于溶液 B．纳米能透过半透膜 C．纳米颗粒具有吸附性 D．具有丁达尔现象 以纳米复合材料为负极的某锂离子电池工作示意图如下： 工作原理简写为： 电池工作时，Li+在两极间通过嵌入与脱嵌，实现能量的储存与释放，隔膜只允许Li+通过。 (7)充电时，阴极电极反应式为______。 (8)放电时，若外电路通过0.8 mol e-，正极质量________（填“增大”或“减小”）______g。 【答案】(1)AC (2)C (3)C (4) (5)D (6)CD (7) (8) 增大 5.6 【详解】（1）利用的磁性和特殊的导电性，可用于制造磁记录、电极材料，故答案选AC； （2）在元素周期表中，Fe元素处于d区，故答案选C； （3）Fe元素的原子序数为26，核外电子数为26，每个电子的运动状态都不同，铁原子失去两个电子生成，故核外有24种不同运动状态的电子，答案选C； （4）由晶胞图可知，有12个位于晶胞的棱心，1个位于体心，故1个晶胞中含有的数目为，1 mol晶胞中含有的数目为； （5）以晶胞体心的为例，与之距离最近且相等的分别位于晶胞的6个面心，这6个构成的空间结构是正八面体，故答案选D； （6）A．溶液中分散质粒子直径小于1 nm，纳米分散在水中形成的分散系中粒子直径处于1-100 nm，属于胶体，不属于溶液，A错误； B．半透膜允许小分子、离子通过，胶体粒子不能透过半透膜，纳米形成的分散系为胶体，其粒子不能透过半透膜，B错误； C．纳米颗粒在分散系中作为胶体分散质，具有吸附性，C正确； D．丁达尔现象是胶体的特征性质，该分散系为胶体，具有丁达尔现象，D正确； 故答案选CD。 （7）由电极总反应式可知，充电时，阴极为得电子，发生还原反应生成Fe，通过隔膜从阳极向阴极移动，阴极电极反应式为：； （8）放电时，正极电极反应式为：，若外电路通过0.8 mol e-，正极质量增大。 3.（25-26高三上·上海青浦·阶段检测）铁及其化合物在生产生活中有着广泛的应用。 （1）关于铁元素的认识，正确的是______。(不定项) A．能存在于人体的血红蛋白中 B．是地壳中含量最多的金属元素 C．单质是人类最早使用的金属 D．生铁和钢都属于铁合金 （2）Fe在元素周期表中位置________________________。基态Fe原子与基态离子未成对电子数之比为________。 （3）尿素分子()与形成配离子的硝酸盐俗称尿素铁，既可作铁肥，又可作缓释氮肥。 ①元素C、N、O中，第一电离能最大的是________，电负性最大的是________。 ②1 mol尿素分子中，含有______个键。 ③的空间结构是________________________。 (4)八面体配离子中的配位数为6，碳氮键的键长均相等，则与配位的原子是______。 A．氮原子    B．氧原子    C．碳原子    D．氢原子 【答案】(1)AD (2) 第四周期第VIII族 4:5 (3) N O （或） 平面三角形 B 【详解】（1）A．人体血红蛋白中含有亚铁离子，铁元素是血红蛋白的核心组成元素，A正确； B．地壳中含量最多的金属元素是铝，B错误； C．人类最早使用的金属是铜，C错误； D．生铁是含碳量2%~4.3%的铁合金，钢是含碳量0.03%~2%的铁合金，二者都属于铁合金，D正确； 故选AD。 （2）的原子序数为26，基态原子的电子排布式为，位于元素周期表第四周期第VIII族； 基态原子的价层电子排布为，轨道有4个未成对电子；基态离子的价层电子排布为，轨道有5个未成对电子，因此未成对电子数之比为4:5。 （3）①同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，但原子的轨道处于半充满稳定状态，第一电离能大于相邻元素，故第一电离能最大的是； 同周期元素从左到右电负性逐渐增大，故电负性最大的是； ②尿素分子中含有1个双键，双键中含有1个键和1个键，故尿素分子中含有键，即（或）个； ③中中心原子的价层电子对数为，无孤电子对，故其空间结构为平面三角形； ④尿素分子中碳氮键的键长均相等，说明原子的孤电子对与键相互作用，原子不再提供孤电子对与配位，原子仍然能提供孤电子对，提供孤电子对的配位原子是原子；故选B。 4.（25-26高三上·上海·期中）我国是世界上最大的稀土生产、出口和应用国。稀土元素中丰度最高的是铈，在电子材料、催化剂等方面应用广泛。工业上以氟碳铈矿(，含、、等杂质)为原料制备二氧化铈、硫酸铝铵和氯化亚铁，工艺流程如下图所示： 已知：①在空气中易被氧化为，具有强氧化性； ②“沉铈”时发生反应得到复盐：。 向“含滤液”先后加入物质X、Y可以得到两种副产品，工艺流程如下图所示： 溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示： 金属离子 开始沉淀pH 1.9 7.5 3.0 完全沉淀pH 3.2 9.0 4.7 （1）物质X是___________，后加入的物质Y需要控制pH范围在___________。 A．1.9～3.2        B．3.2～7.5        C．4.7～7.5        D．1.9～7.5 （2）副产物氯化亚铁易被氧化，如何检验其是否已被氧化___________。 （3）“酸浸”中，铈浸出率与温度的关系如图1所示，铈浸出率与硫酸浓度的关系如图2所示。工业生产应选择的适宜条件是___________。 （4）若“酸浸”步骤的稀硫酸改用稀盐酸，可能造成的影响是___________。 （5）取所得的8.0g含的产品，用30mL高氯酸和20mL磷酸混合液加热溶解，冷却至室温后，配成250mL溶液。取25.00mL溶液用硫酸亚铁铵溶液滴定，已知滴定时发生的反应为，达到滴定终点时消耗硫酸亚铁铵溶液20.00mL，假定杂质不参与反应，则该产品的纯度为___________。 【答案】 （1） 铁粉 C （2）取少量样品溶于水，滴加KSCN溶液，若溶液变为血红色，则说明已被氧化；若不变色，则未被氧化 （3）85℃，3.0mol/L （4）Ce4+具有强氧化性，会氧化Cl-生成Cl2，导致铈元素损失，同时产生有毒气体污染环境 （5）86% 【分析】“焙烧”时，CeCO3F转化为CeF4、CeO2得到、、、CeF4、CeO2，“酸浸”时，、、CeF4、CeO2分别转化为硫酸铁、硫酸铝、，SiO2不与硫酸反应，滤渣A为SiO2；“沉铈”时，中的Ce发生“已知”反应转化为沉淀，过滤得到滤渣B为Ce2(SO4)3⋅Na2SO4⋅6H2O，含F-滤液含F-、Al3+、Fe3+等；“溶解”后Ce元素转化为Ce3+进入溶液，而后加碳酸氢铵得到碳酸铈，在空气中灼烧碳酸铈得到CeO2。 【详解】（1）“含F-滤液”除F-外还含Fe3+、Al3+，故X为铁粉，目的是将三价铁还原为二价铁，pH控制理由：需先使FAl3+完全沉淀(pH≥4.7)，再避免Fe2+沉淀(pH＜7.5)，故选择4.7～7.5；故答案为：铁粉；C。 （2）Fe2+被氧化生成Fe3+，Fe3+与KSCN 反应生成血红色络合物，现象明显，因此检验氯化亚铁是否被氧化时：取少量样品溶于水，滴加KSCN溶液，若溶液变为血红色，则说明已被氧化；若不变色，则未被氧化；故答案为：取少量样品溶于水，滴加KSCN溶液，若溶液变为血红色，则说明已被氧化；若不变色，则未被氧化。 （3）由图1可知，85℃时铈浸出率达到较高水平，继续升温浸出率提升不明显；图2中3.0mol/L硫酸时浸出率最高，浓度过高或过低均会降低浸出率，即选择温度控制在85℃左右，硫酸浓度控制在3.0mol/L左右；故答案为：85℃，3.0mol/L。 （4）Ce4+具有强氧化性，“酸浸”时若将稀硫酸改为稀盐酸，Ce4+会氧化Cl-生成Cl2，2Ce4++2Cl-=2Ce3++Cl2↑，既消耗Ce4+，又产生污染性气体，故答案为：Ce4+具有强氧化性，会氧化Cl-生成Cl2，导致铈元素损失，同时产生有毒气体污染环境。 （5）根据滴定时发生的反应可知，25.00mL溶液中n(Ce4+)=n{[(NH4)2Fe(SO4)2]}=0.2000mol/L×0.02L=0.004mol，则样品中n(Ce4+)=0.004mol×=0.04mol，样品中n(CeO2)=n(Ce4+)=0.04mol，所以样品的纯度为100%=86%。 5．（25-26高三上·上海杨浦·期中）铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)是第四周期第Ⅷ族的元素，称为铁系元素，相关化合物在科研及生产生活中应用广泛。 Ⅰ．与邻二氮菲(phen)生成稳定的橙红色邻二氮菲亚铁离子，可用于的测定，邻二氮菲的结构简式如图所示。 (1)中，存在的化学键有___________。(不定项) A．配位键 B．离子键 C．π键 D．氢键 (2)用邻二氮菲测定浓度时应控制pH为2-9的适宜范围，请解释原因：___________。 (3)补铁剂中易变质，请从结构角度解释其原因___________。 (4)的结构如图所示，键角1、2、3由大到小的顺序为___________； A．            B．            C．            D． 加热时更易失去的水分子是___________(填“①”或“②”)。 Ⅱ．能与水杨醛缩对氯苯胺形成具有发光性的配合物，水杨醛缩对氯苯胺制备反应方程式如图： (5)Co元素在周期表中属于___________区。 A．s B．p C．d D．ds (6)水杨醛缩对氯苯胺中C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为___________。 (7)水杨醛()的沸点为197℃，它的同分异构体对羟基苯甲醛()的沸点为246.6℃请从结构角度解释二者沸点差异的原因___________。 (8)钴硫化物可用于锂离子电池的电极材料，结构1是钴硫化物晶胞；晶胞2是充电后的晶胞结构；所有晶胞均为立方晶胞。下列说法正确的是___________。(不定项) A．结构1钴硫化物的化学式为 B．晶胞2中S与S的最短距离为 C．晶胞3中距Li最近的S有6个 D．晶胞2和晶胞3表示同一晶体 Ⅲ．金属镍及其化合物在合成材料以及催化剂等方面应用广泛。某含Ni、Mg和C三种元素的晶体具有超导性，该晶体的晶胞结构如图所示： (9)C原子填充在由___________个Ni原子构成的___________空隙中。 (10)该晶胞的边长为a nm(1 nm cm)，阿伏加德罗常数为，则该晶体的密度为___________g·cm-3。 【答案】(1)AC (2)当H+浓度高时，邻二氮菲中N优先与H+形成配位键，导致与Fe2+配位能力减弱；H+浓度低时，Fe2+与OH-形成Fe(OH)2沉淀，干扰测定 (3)Fe2+的价电子排布为3d6，失去1个电子形成3d5半充满的稳定结构，故易被氧化 (4) C ② (5)C (6)N＞O＞C (7)对羟基苯甲醛分子间形成氢键，而水杨醛形成的是分子内氢键 (8)AD (9) 6 正八面体 (10) 【详解】（1）是络离子，在其中含有配位键、π键，故合理选项是AC； （2）用邻二氨菲测定Fe2+浓度时应控制pH为2~9的适宜范围，若溶液pH太小，溶液中c(H+)较高，此时邻二氮菲中N优先与H+形成配位键，导致与Fe2+配位能力减弱；H+浓度低时，Fe2+与OH-形成Fe(OH)2沉淀，干扰测定； （3）Fe2+的价电子排布式为3d6，Fe3+的价电子排布式为3d5，则Fe2+易被氧化为Fe3+的原因：Fe2+的价电子排布为3d6，失去1个电子形成3d5半充满的稳定结构，故易被氧化； （4）由图干图示信息可知，1为形成配位键的H2O，价层电子对数为4，有1对孤电子对，2为没有形成配位键的H2O，价层电子对数为4，有2对孤电子对，3为硫酸根离子，价层电子对数为4，没有孤电子对，由于孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对对成键电子对的排斥力，即价层电子对数相同时，孤电子对数越多键角越小，故该结构中键角1、2、3由大到小的顺序是3＞1＞2，故答案为：C；水分子②仅通过氢键与配合物结合，水分子①与亚铁离子形成配位键（化学键，作用力更强）。因此，加热时更易失去的水分子是②； （5）基态钴原子的价电子排布为3d74s2，Co在元素周期表中属于d区,故选C； （6）同周期从左到右第一电离能增大趋势，第ⅡA、VA族的元素第一电离能比同周期相邻元素大；N原子2p轨道为半满状态，所含C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序是：N＞O＞C； （7）对羟基苯甲醛分子间形成氢键，能提高物质的沸点，而水杨醛形成的是分子内氢键，降低物质的沸点，则对羟基苯甲醛的沸点比水杨醛的沸点高，故答案为：对羟基苯甲醛分子间形成氢键，而水杨醛形成的是分子内氢键； （8）A．由均摊法得，结构1中含有Co的数目为4+4×=4.5，含有S的数目为1+12×=4，Co与S的原子个数比为9∶8，因此结构1的化学式为Co9S8，A正确； B．由图可知，晶胞2中S与S的最短距离为面对角线的，晶胞边长为a，即S与S的最短距离为，B错误； C．晶胞3中距Li最近的S有4个，故C错误； D．当2个晶胞2放在一起时，截取第1个晶胞的右一半和第2个晶胞的左一半合并后就是晶胞3。根据晶胞2的结构可知，S的个数为1+12×=4，Li的个数为8，则晶胞2表示的化学式为Li2S，在晶胞3中，S的个数为8×+6×=4，Li的个数为8，则晶胞3表示的化学式为Li2S，晶胞2和晶胞3表示同一晶体。故D正确； 故选AD。 （9）观察晶胞结构，C 原子周围的Ni原子呈正八面体排布（正八面体由6个顶点原子构成），因此C原子填充在由6个Ni原子构成的正八面体空隙中； （10）Mg原子位于顶点，个数为8×=1，Ni原子位于面心，个数为6×=3，1个C原子位于体内，晶胞质量为,晶胞体积为(a×10-7)3cm3，晶胞密度ρ=。 6．（25-26高三上·上海·阶段检测）铁黄是一种重要的化工产品。由生产钛白粉废渣制备铁黄的过程如下： 已知： ①钛白粉废渣成分：主要为，含少量和不溶物。 ②。 ③ 生成，开始沉淀时pH=6.3，完全沉淀时pH=8.3，0.1 生成FeOOH，开始沉淀时pH=1.5，完全沉淀时pH=2.8。 (1)铁及其化合物与生产生活密切相关。下列说法错误的是___________。 A．可用铁制槽车装运浓 B．不锈钢就是铁磁合金 C．可以用作净水剂 D．铁可用于制作磁性材料 (2)对溶液进行下列操作，观察到的现象与水解有关的是___________。 A．滴加NaOH溶液有沉淀产生 B．加热蒸干灼烧得到红棕色固体 C．通入气体有沉淀产生 D．滴加KSCN试液溶液变红 (3)检验溶液中是否含有钛元素，可采用的仪器分析方法为___________。 A．原子发射光谱 B．红外光谱 C．质谱 D．晶体X射线衍射 (4)根据③中数据分析，在制备铁黄晶种的过程中，采用___________测定pH。 (5)纯化步骤中加入过量铁粉的目的是___________。 (6)纯化步骤充分反应后，分离混合物的操作为___________。 制备晶种：为制备高品质铁黄产品，需先制备少量铁黄晶种。过程及现象是：向一定浓度FeSO₄溶液中加入氨水，产生白色沉淀，并很快变成灰绿色，滴加氨水至pH为6.0时开始通空气并记录pH变化(如图)： (7)产生白色沉淀后的pH低于资料③中的6.3，原因是：沉淀生成后___________。 A．>        B．<        C．= (8)时段，pH迅速下降，该过程的离子反应方程式为：___________。 制得的氧化铁黄中含有少量氧化铁红()，可用的分光光度法测定氧化铁黄的含量。已知的吸光度A(对特定波长光的吸收程度)与标准溶液浓度的关系如图所示。 (9)称取3.47 g氧化铁黄，用稀硫酸溶解并定容至1 L，准确移取该溶液10.00 mL，加入足量KSCN溶液，再用蒸馏水定容至100 mL。测得溶液吸光度A=0.8，则氧化铁黄的质量分数为___________。(保留2位有效数字，，) (10)若吸光度A减小，则氧化铁黄的含量将___________。 A．增大        B．减小 【答案】(1)B (2)AB (3)A (4)pH计 (5)与硫酸反应，使得水解平衡正向移动，有利于生成沉淀；防止被氧化 (6)过滤 (7)A (8) (9)97% (10)B 【分析】由题给流程可知，向钛白粉废渣中加入蒸馏水溶解，在溶液中发生水解反应生成和硫酸，再加入过量铁粉与水解生成的硫酸溶液反应，使平衡向正反应方向移动直至趋于完全生成沉淀，同时防止亚铁离子被氧化，过滤得到精制的硫酸亚铁溶液；向硫酸亚铁溶液中加入氨水，在空气中将溶液中的亚铁离子转化为铁黄晶体，铁黄晶体经系列操作得到铁黄产品。 【详解】（1）A．常温下，铁与浓硫酸发生钝化反应，故可用铁制槽车装运浓，A正确；     B．不锈钢是铁、铬、镍单质形成的合金，铁磁合金是磁性元素铁、钴、镍加入铝、铜、钛等，不锈钢不是铁磁合金，B错误； C．水解后能形成氢氧化铁胶体，可利用其吸附性用作净水剂，C正确； D．铁在空气中燃烧生成四氧化三铁，故可用于制作磁性材料，D正确； 故选B。 （2）A. 水解：，滴加NaOH溶液消耗氢离子使水解平衡正移，有沉淀产生与水解有关，A符合题意； B. 加热促进水解，使得到的物质是氢氧化铁，再蒸干灼烧得到红棕色固体，故与水解有关，B符合题意； C. 通入气体会与发生氧化还原反应，产生S沉淀，与水解无关，C不符合题意； D. 溶液中含有，滴加KSCN试液溶液变红，与水解无关，D不符合题意； 故选AB。 （3）A.原子发射光谱是利用处于激发态的待测元素原子回到基态时，发射出特征光谱线，对元素进行定性和定量分析的方法，A选； B.红外光谱常用来测定有机物中的化学键或官能团，B不选； C.质谱仪根据分子离子和碎片离子的质荷比大小进行分离并记录其信息的分析方法，C不选； D.晶体X射线衍射是利用X射线与晶体中的原子相互作用，可以产生特定的衍射花样，根据衍射花样与晶体结构的关系，从而确定晶体结构，D不选； 故选A。 （4）③中pH数据均保留小数点后1位，故应用pH计。 （5）由分析可知，加入过量铁粉的目的是与水解生成的硫酸溶液反应，使平衡向正反应方向移动直至趋于完全生成沉淀，同时铁粉具有还原性，可以防止亚铁离子被氧化。 （6）由分析可知，充分反应后，分离混合物的方法是过滤得到精制的硫酸亚铁溶液和沉淀，故用过滤分离。 （7）由题意可知，氢氧化亚铁的溶度积，产生白色沉淀后的pH低于资料③中的6.3，说明氢氧根离子的浓度小于10－7.7mol/L，则溶液中亚铁离子浓度。答案选A。 （8）滴加氨水至pH为6.0时开始通空气并记录pH变化，时段，pH迅速下降，该过程的离子反应方程式为。 （9）根据测得溶液吸光度A=0.8，可知，， 氧化铁黄的质量分数=。 （10）根据(9)分析若吸光度A减小，则浓度偏低，氧化铁黄的含量将减小，故选B。 7．（25-26高三上·上海·阶段检测）磷酸铁常用作电极材料、陶瓷等。以硫铁矿烧渣（主要成分）、，少量的、、）为原料制备磷酸铁的流程如下： 已知：I．，，。 Ⅱ．浸渣的主要成分为。 (1)铁元素在周期表中的位置是_____。 (2)检验“还原”之后的溶液中是否含的操作是______。 (3)经测定“除钙镁”后的溶液中，则溶液中_____。 (4)纯净磷酸铁呈白色，而实际制备的磷酸铁产品略带棕黄色，可能是产品中混有_____（填化学式）杂质。 (5)写出“氧化沉铁”时反应的离子方程式：_______。 (6)实验制得的与在高温下与煅烧可得，其常用作锂离子电池电极材料，某磷酸亚铁锂电池总反应为：，电池中的固体电解质可传导。充电时，该电池的负极接电源的_____； A．正极    B．负极 充电时，移向_____； A．阳极    B．阴极 放电时，正极的电极反应为_____。 【答案】(1)第四周期Ⅷ族 (2)取样，滴加溶液，若无明显现象，则无，若溶液呈血红色，则有 (3)5:2 (4)Fe(OH)3 (5) (6) B（负极） B（阴极） 【分析】硫铁矿烧渣加入盐酸酸浸，二氧化硅不反应成为滤渣，滤液加入铁粉还原铁离子为亚铁离子，加入氟化钠使得钙离子、镁离子成为沉淀，过滤滤液加入氧气氧化亚铁离子，加入磷酸二氢铵、氨水沉淀铁离子得到磷酸铁，过滤、洗涤、烘干得到产品磷酸铁。 【详解】（1）铁为26号元素，铁元素在周期表中的位置是第四周期Ⅷ族； （2）铁离子和KSCN反应溶液变红色，故检验是否含的操作是：取样，滴加溶液，若无明显现象，则无，若溶液呈血红色，则有； （3）溶液中，则溶液中==5:2； （4）铁离子在碱性条件下生成红褐色氢氧化铁沉淀，使得实际制备的磷酸铁产品略带棕黄色，故可能是产品中混有Fe(OH)3； （5）“氧化沉铁”过程中氧气氧化二价铁离子为铁离子，铁离子在氨水存在的碱性条件下和磷酸二氢根离子转化为磷酸铁沉淀，结合质量守恒，还生成铵根离子，反应的离子方程式：； （6）由总反应可知，放电时，发生还原反应为正极，则为负极；充电时，该电池装置为电解池装置，其负极接外接电源的负极，故选B；充电时，阳离子移向阴极，故选B；放电时，正极的电极反应为得到电子被还原为：。 8．六水合硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2 ·6H2O，俗称莫尔盐，易溶于水，难溶于乙醇。其晶体的部分结构如图所示。 (1)和Fe2+价电子排布相同的是___________。 A．Co3+ B．Mn2+ C．Cr3+ D．Cu2+ (2)下列说法正确的是___________。 A．第一电离能：O>N>S B．铵根和硫酸根微粒的空间结构不同 C．晶体中Fe2+的配位数为6 D．晶体中微粒间的相互作用只有离子键、共价键和配位键 (3)制备莫尔盐时，从溶液中结晶析出晶体，过滤，洗涤，干燥。通常用乙醇洗涤除去莫尔盐晶体表面杂质。说明使用乙醇洗涤的其他目的：_________。 (4)写出检验晶体中Fe2+离子的实验方案：_________。 (5)现在可以利用铁氧化物循环裂解水制备氢气，其过程如下图所示： 写出反应Ⅲ的平衡常数表达式_______。写出铁氧化物循环裂解水制氢的总反应的化学方程式：_______。 (6)现需除去Cu2+溶液中的Fe3+。甲同学想通过调整溶液至pH=4达到除去Fe3+而不损失Cu2+的目的，乙同学认为可以通过计算确定，他们查阅有关资料得到如下数据，常温下Fe(OH)3的溶度积Ksp=1.0×10−38， Cu(OH)2的溶度积Ksp=3.0×10−20(通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1.0×10−5mol/L时就认为沉淀完全)。常温下，若溶液中CuSO4的浓度为3.0 mol/L，则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH为______，Fe3+恰好完全沉淀(即c(Fe3+)≤ 1.0×10−5)时溶液的pH为______。 (7)FeBr3水解会生成Fe(OH)3胶体。Fe(OH)3胶体可用于净水，其原因是_______，已知电泳时，带电Fe(OH)3胶体粒子向阴极移动，该胶体粒子的化学式可能是_______。 A．      B． C．         D． (8)某种铁氮化合物的晶胞结构如图所示(图中仅示出的位置)。立方体晶胞的边长为380.4pm(1pm=10-10cm)。该铁氮化合物的密度为7.18 g· cm-3。该晶胞中铁、氮的微粒个数之比为___________；晶胞中N所处的合理位置：___________。 【答案】(1)A (2)C (3)莫尔盐难溶于乙醇，减少莫尔盐溶解损失；乙醇易挥发，便于更快干燥 (4)取样溶于水，滴入几滴KSCN溶液，无明显变化；再滴入少量氯水(或过氧化氢酸性溶液)，溶液变为血红色，则含Fe2+ (5) K= C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) (6) 4 3 (7) Fe(OH)3胶体具有吸附性，能吸附水中的悬浮物而使其沉降 A (8) 4∶1 体心或12条棱中4条相互平行的棱的棱心 【详解】（1）Fe2+价电子排布为3d6，Co3+的价电子排布为3d6，Mn2+的价电子排布为3d5，Cr3+的价电子排布为3d3，Cu2+的价电子排布为3d9，选A； （2）A.同一周期元素的第一电离能，从左到右增大，N处于半充满的稳定状态，其第一电离能大于O，同族元素第一电离能从上到下减小，故第一电离能：N>O>S，故A错误； B．铵根的价层电子对数，空间结构为正四面体，硫酸根微粒的价层电子对数，空间结构为正四面体，二者的空间结构相同，故B错误； C．由图可知，晶体中Fe2+与6个水分子形成配位键，配位数为6，故C正确； D．晶体中微粒间的相互作用只有离子键、共价键和配位键，还有分子间作用力、氢键，故D错误； 选C； （3）因莫尔盐难溶于乙醇，使用乙醇洗涤的其他目的：莫尔盐难溶于乙醇，减少莫尔盐溶解损失；乙醇易挥发，便于更快干燥； （4）Fe2+遇KSCN溶液不变红，Fe2+易被氧化为Fe3+，Fe2+遇KSCN溶液变红，取样溶于水，滴入几滴KSCN溶液，无明显变化；再滴入少量氯水(或过氧化氢酸性溶液)，亚铁离子被氧化成铁离子，溶液变为血红色，则含Fe2+。 （5）由图可知反应Ⅲ的化学方程式为：C(s)+CO2(g)2CO(g)，其平衡常数表达式K=；由图可知，C和H2O是反应物，H2、CO是生成物，Fe3O4参与反应Ⅰ，Fe3O4是催化剂，总反应为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)； （6）Cu(OH)2的溶度积Ksp=3.0×10−20，溶液中CuSO4的浓度为3.0mol⋅L−1，c(Cu2+)=3.0mol⋅L−1；依据溶度积常数c(Cu2+)×c2(OH−)=3.0×10−20；c2(OH−)==10−20；得到c(OH−)=10−10mol/L，依据水溶液中的离子积c(H+)×c(OH−)=10−14；求的c(H+)=10−4mol/L，溶液pH=4，则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH=4；残留在溶液中的离子浓度小于1×10−5 mol⋅L−1时就认为沉淀完全，Fe(OH)3的溶度积Ksp=1.0×10−38，c(Fe3+)×c3(OH−)=1.0×10−38；c3(OH−)==1.0×10−33；求得c(OH−)=1×10−11mol/L；水溶液中的离子积c(H+)×c(OH−)=10−14；c(H+)=1×10−3mol/L，则Fe3+恰好完全沉淀时的pH=3， （7）Fe(OH)3胶体具有吸附性，能吸附水中的悬浮物而使其沉降，所以能用于净水；用上述制得的胶体做电泳实验时，有某种胶体粒子向阴极移动，说明该离子带正电荷，Fe(OH)3整体呈电中性，铁离子带3个单位的正电荷、氢氧根离子带1个单位的负电荷，根据离子所带电荷排除C、D，B中所带电荷为+(3x-n)，A中粒子所带电荷为+3n+(3n-x)×(-1)=+x，故选A。 （8）已知立方体晶胞的边长为380.4pm(1pm=10-10cm)，该铁氮化合物的密度为7.18g· cm-3，设该铁氮化合物的化学式为FeNx，摩尔质量为(56+14x)g/mol，晶胞中Fe的个数为，则，解得x=0.25，则该晶胞中铁、氮的微粒个数之比为4∶1；氮原子的合理位置应该为：体心或12条棱中4条相互平行的棱的棱心。 9．（2025·上海嘉定·一模）聚合氯化铁(PFC)是近年发展的一种无机高分子絮凝剂，属无毒净水剂。 I.PFC通过FeCl3部分水解得到，PFC通式为[Fe2(OH)nCl6-n ]m (n＜6)。 (1)铁原子的核外价层电子轨道表示式_______，铁原子核外原子轨道共有_______个空间伸展方向。 (2)实验室用FeCl3溶液制Fe(OH)3胶体，关于Fe(OH)3胶体说法错误的是_______。 A．可以通过是否产生丁达尔现象判断胶体是否生成 B．向Fe(OH)3胶体中逐滴加稀硫酸至过量，最终无红褐色沉淀 C．电泳实验中Fe(OH)3胶体粒子向阴极移动 D．Fe(OH)3胶体带电荷与胶体粒子的比表面积大有关 (3)工业盐酸呈黄色，一般认为是Fe3+导致，通过合适的试剂，证实工业盐酸中不存在Fe3+，以下试剂选择不合理的是_______。 A．苯酚溶液 B．KSCN溶液 C．NaOH溶液 D．铁粉 (4)研究证实工业盐酸呈现黄色是配离子[FeCl4]⁻的颜色。关于[FeCl4]⁻的说法正确的是_______。 A．中心离子Fe3+提供孤电子对 B．Cl⁻提供空轨道 C．配位体为Cl⁻ D．配离子[FeCl4]⁻在溶液中能完全电离出Cl⁻ II.FeCl3溶液中的[Fe(H2O)n]3+呈淡紫色，FeCl3溶液呈棕黄色是Fe3+部分水解生成的离子[Fe(OH)(H2O)5]2+导致。小嘉向3支均装有5 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液的试管中，分别滴加等体积的HCl溶液、水和NaCl溶液。实验结果如下： 实验现象：A试管黄色明显加深，B、C试管中黄色稍变浅。 提示：配离子[FeCl4]⁻显黄色。 (5)对以上实验现象解释正确的是_______。 A．A试管中c(H+)增大，促进[Fe(OH)(H2O)5]2+的生成 B．A试管中存在[Fe(H2O)n]3+ + 4Cl⁻⇌[FeCl4]⁻ + nH2O的平衡正向移动 C．B、C试管中颜色变浅的原因可能是[Fe(OH)(H2O)5]2+物质的量减小 D．由实验推测[Fe(OH)(H2O)5]2+能直接转化为[FeCl4]⁻ III.工业上利用强酸使钢铁表面性质得到改善后，排出酸洗废液。酸洗废液用于制备聚合氯化铁，过程如下： 利用氯酸钠的氧化性 6FeCl2   + NaClO3 + 6HCl = _______+ 3H2O+ _______ ① 氧化后的Fe3+能够自发水解 2FeCl3 + nH2O⇌Fe2(OH)nCl6-n   + nHCl ② 聚合生成PFC m Fe2(OH)nCl6-n = [Fe2(OH)nCl6-n]m   ③ (6)完成反应①化学方程式的配平_______。 6FeCl2 + NaClO3 + 6HCl = _______+ 3H2O+ _______ (7)取100 mL酸洗废液于250 mL烧杯中，将烧杯放置于磁力加热搅拌器上，分别加入不同体积的浓盐酸，再加入4.3 g的NaClO3，反应时间40 min，测定产物PFC的产率，结果如下： 分析以上盐酸的量对PFC产率产生影响的原因_______。 IV.实验小组对酸洗废液中游离酸含量进行测定，方法如下： 准确量取10 mL的废液于500 mL容量瓶中定容，取20.00 mL待测液分别加入足量KF溶液10 mL，加入指示剂试液，用浓度为0.1000 mol·L-1 NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液体积为10.00 mL。 已知：氟离子能与一些金属离子形成稳定的无色配合物。 (8)以上指示剂选择正确的是_______。 A．酚酞试液2~3滴 B．酚酞试液2~3 mL C．甲基橙试液2~3滴 D．甲基橙试液2~3 mL (9)KF溶液的作用是_______。 (10)用一个事实说明F和O的电负性大小_______。 (11)计算酸洗废液中游离酸含量_______(即H+的物质的量浓度)。(写出计算过程，结果保留两位小数。) 【答案】(1) 9 (2)D (3)CD (4)C (5)B (6)6FeCl2 + NaClO3 + 6HCl =6FeCl3+ 3H2O+ NaCl (7)当盐酸加入量小于8mL之前，H+浓度增加，NaClO3氧化性增强，反应①速率增大，PFC的产率提高。当盐酸加入量大于8mL之后，H+浓度过高，抑制了Fe3+的水解和聚合，使得PFC产率降低 (8)A (9)与溶液中金属离子如Fe3+、Fe2+结合成更稳定的氟化物，防止对NaOH溶液的消耗造成影响 (10)HF稳定性强于H2O 或者 2F2+2H2O=4HF+O2 或者 H2与F2黑暗中发生爆炸反应，H2与O2反应需要点燃 (11)2.50 mol·L-1 【分析】II中FeCl3溶液的三支试管，A中加入HCl，增大H+浓度，抑制Fe3+水解，同时增大Cl-浓度，使[Fe(H2O)n]3+ + 4Cl⁻⇌[FeCl4]⁻ + nH2O正向进行，黄色加深，B加水促进水解，但粒子的浓度减小，黄色变浅，C加入NaCl溶液，黄色也变浅，说明[Fe(OH)(H2O)5]2+不能直接转化为[FeCl4]⁻。 【详解】（1） 铁原子的核外价层电子轨道表示式：； S轨道有一个伸展方向，p轨道有3个伸展方向，d轨道有5个伸展方向，铁原子核外原子轨道空间伸展方向共有：1+3+5=9； （2）A. 胶体具有丁达尔现象，可以通过是否产生丁达尔现象判断胶体是否生成，A正确； B. Fe(OH)3与硫酸反应最终得到硫酸铁溶液，向Fe(OH)3胶体中逐滴加稀硫酸至过量，最终无红褐色沉淀，B正确； C. Fe(OH)3胶体粒子带正电荷，电泳实验中Fe(OH)3胶体粒子向阴极移动，C正确； D. Fe(OH)3胶体不带电荷，胶体粒子带电荷，D错误； 答案选D； （3）A．Fe3+遇苯酚显紫色，可以用苯酚溶液检验Fe3+的存在，A合理； B．Fe3+遇KSCN溶液变红色，可以用KSCN溶液检验Fe3+的存在，B合理； C．盐酸中少量的Fe3+，用NaOH溶液不能检验，NaOH先与盐酸发生酸碱中和，C不合理； D．铁粉与盐酸和FeCl3都反应，不能用Fe来检验Fe3+，D不合理； 答案选CD； （4）对于配离子[FeCl4]⁻的判断： A．中心离子Fe3+提供空轨道，Cl-提供孤电子对，A错误； B．中心离子Fe3+提供空轨道，Cl-提供孤电子对，B错误； C．中心离子为Fe3+，Cl⁻为配位体，C正确； D．配离子[FeCl4]⁻是内界，在溶液中不能电离出Cl⁻，D错误； 答案选C。 （5）A．A试管中c(H+)增大，抑制Fe3+水解生成[Fe(OH)(H2O)5]2+，A错误； B．A试管中加入盐酸，黄色加深，存在[Fe(H2O)n]3+ + 4Cl⁻⇌[FeCl4]⁻ + nH2O的平衡正向移动，B正确； C．B、C试管中颜色变浅的原因可能是[Fe(OH)(H2O)5]2+物质的量浓度减小，物质的量是增加，C错误； D．根据试管C中现象黄色变浅可知，[Fe(OH)(H2O)5]2+不能直接转化为[FeCl4]⁻，D错误； 答案选B； （6）FeCl2与NaClO3发生氧化还原反应，物质的量之比为6：1，FeCl2被氧化为FeCl3，化合价升高1，则NaClO3被还原为NaCl,化合价降低6，配平后的方程式为：6FeCl2 + NaClO3 + 6HCl =6FeCl3+ 3H2O+ NaCl； （7）由图可知，当盐酸加入量小于8mL之前，H+浓度增加，NaClO3氧化性增强，反应①速率增大，PFC的产率提高。当盐酸加入量大于8mL之后，H+浓度过高，抑制了Fe3+的水解和聚合，使得PFC产率降低； （8）酸洗废液中存在Fe2+、Fe3+和H+等，加入足量的KF，使Fe2+、Fe3+形成稳定的无色配合物，防止与NaOH反应影响测定结果； 指示剂不能用甲基橙，甲基橙的变色范围在酸性范围内，且变色为黄色，而Fe3+也是黄色的，会造成干扰，指示剂应该选用酚酞，加入试剂2-3滴即可，答案选A； （9）KF溶液的作用是：与溶液中金属离子如Fe3+、Fe2+结合成更稳定的氟化物，防止对NaOH溶液的消耗造成影响； （10）非金属性越强，电负性越大， HF稳定性强于H2O 或者 2F2+2H2O=4HF+O2 或者 H2与F2黑暗中发生爆炸反应，H2与O2反应需要点燃，都能说明非金属性F大于O，电负性F大于O； （11）根据H++OH-=H2O，n(H+)=n(OH-)=0.1000mol/L×10.00×10-3L×=0.025mol，c(H+)==2.50mol/L。 10．（24-25高三上·上海嘉定·阶段检测）氯化铁是重要的化工原料。实验室制备FeCl3晶体(带一定数目结晶水)过程如下。 第一步：用足量稀盐酸溶解废铁屑(表面已锈蚀)，得到浅绿色溶液Ⅰ。 第二步：向溶液Ⅰ中通入(或加入)X，充分反应得到黄色溶液Ⅱ。 第三步：黄色溶液Ⅱ经一系列操作，得到 FeCl3 晶体。 (1)第一步中发生的主要反应有：Fe+2H+=Fe2++H2↑、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、_______(用离子方程式表示)。 (2)第二步中通入(或加入)X可以是_______。 A．KMnO4 B．Cl2 C．HNO3 D．H2O2 (3)第三步中一系列操作依次是_______、_______、过滤、洗涤、干燥。 (4)在整个实验过程中，盐酸必须保持过量，主要原因是____。FeCl3晶体(化学式记为FeCl3·nH2O)中结晶水数目n可用如下方法测定：称取5.338gFeCl3 晶体样品，溶于浓盐酸，配制成100mL溶液；取出10.00mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入几滴指示剂，并用 0.100 mol·L-1 标准Na2S2O3溶液滴定至终点，平行测定三次(已知：)。配制FeCl3溶液所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外，还需____。 (5)关于本实验操作说法正确的是_______。 A．润洗滴定管时，应从滴定管上口加满所需溶液，使滴定管内壁充分润洗 B．滴定前应用待测液润洗锥形瓶，以减少滴定误差 C．滴定时左手不允许离开活塞，不允许放任溶液自己流下 D．滴定时两眼应注视滴定管中液面下降情况 (6)滴定时指示剂应选择_______(填名称)；判断达到滴定终点的现象是_______。 (7)某次滴定前后滴定管中液面示数如图所示，本次滴定消耗标准Na2S2O3溶液_______mL。 (8)若三次实验平均消耗标准Na2S2O3溶液20.00mL，列式计算FeCl3 晶体中结晶水的数目n为____(精确至0.1，已知)。 【答案】(1)2Fe3++Fe=3Fe2+ (2)BD (3) 蒸发浓缩 冷却结晶 (4) 抑制FeCl3水解 100mL容量瓶、胶头滴管 (5)C (6) 淀粉溶液 当滴入最后半滴标准Na2S2O3溶液时，溶液由蓝色变为无色，且在半分钟内不变色 (7)19.40 (8)5.8 【分析】实验室制备FeCl3晶体时，分三步进行。第一步：用足量稀盐酸溶解废铁屑(表面已锈蚀)，此时Fe2O3与HCl发生反应生成FeCl3等，生成的FeCl3与Fe反应生成FeCl2等，过量的HCl再与Fe反应生成FeCl2等，从而得到浅绿色溶液Ⅰ。第二步：向溶液Ⅰ中通入(或加入)强氧化剂，为保证所得溶液的纯净，此氧化剂应为Cl2或H2O2，将Fe2+氧化为Fe3+，充分反应得到黄色溶液Ⅱ。第三步：黄色溶液Ⅱ经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作，得到 FeCl3 晶体。 【详解】（1）第一步中，用足量稀盐酸溶解废铁屑(表面已锈蚀)，得到浅绿色溶液，则除发生Fe、Fe2O3与H+反应外，还发生Fe与Fe3+的反应，发生的主要反应有：Fe+2H+=Fe2++H2↑、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、2Fe3++Fe=3Fe2+。 （2）第二步中，向溶液Ⅰ中通入(或加入)X，充分反应得到黄色溶液，则表明Fe2+被X氧化为Fe3+。 A．KMnO4不仅能将Fe2+氧化为Fe3+，还能将Cl-氧化为Cl2，且引入杂质离子Mn2+、K+，不能得到纯净的FeCl3溶液，A不符合题意； B．通入Cl2，能将FeCl2氧化为FeCl3，且不引入杂质离子，B符合题意； C．加入HNO3，能将FeCl2氧化为FeCl3，但溶液中同时混入Fe(NO3)3，且生成NO污染空气，C不符合题意； D．加入H2O2，发生反应2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，能将FeCl2氧化为FeCl3，且不引入杂质离子，D符合题意； 故选BD。 （3）第三步中，黄色溶液Ⅱ经一系列操作，得到 FeCl3 晶体。此步是将溶液中的溶质结晶析出，则一系列操作依次是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。 （4）FeCl3是强酸弱碱盐，易发生水解，则在整个实验过程中，盐酸必须保持过量，主要原因是：抑制FeCl3水解。 配制100mLFeCl3溶液，应在100mL容量瓶中配制，则所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外，还需100mL容量瓶、胶头滴管。 （5）A. 润洗滴定管时，应从滴定管上口加入少量待盛装的溶液，使滴定管内壁充分润洗，并不需要加满，A不正确； B. 滴定前，不需要用待测液润洗锥形瓶，否则会使测定结果偏高，B不正确； C. 滴定时左手轻轻地向内扣住活塞，不允许离开活塞，手心空握以免碰到活塞使其松动漏出溶液，不允许放任溶液自己流下，C正确； D. 滴定时两眼应注视锥形瓶内液体颜色变化，不能注视滴定管中液面下降情况，D不正确； 故选C。 （6）指示I2的存在情况，通常使用淀粉溶液，则滴定时指示剂应选择淀粉溶液；滴定前，溶液呈蓝色，滴定达终点时，溶液呈无色，则判断达到滴定终点的现象是：当滴入最后半滴标准Na2S2O3溶液时，溶液由蓝色变为无色，且在半分钟内不变色。 （7）某次滴定前后滴定管中液面示数如图所示，滴定前读数为1.15mL，滴定后读数为20.55mL，则本次滴定消耗标准Na2S2O3溶液体积为20.55mL-1.15mL=19.40mL。 （8）由反应可建立关系式：2Fe3+——I2——2Na2S2O3，n(Na2S2O3)= 0.100 mol·L-1×0.02000L=2.000×10-3mol，则原样品中，n(FeCl3·nH2O)= 2.000×10-3mol×=2.000×10-2mol，(162.5+18n)g/mol==266.9，n=5.8。 真题·实战演练 1．（2026·北京·高考真题）用下图装置进行的相关实验。 装置 实验 试剂 现象 ① 紫色石蕊溶液 溶液先变红色，一段时间后，溶液的红色褪去 ② 溶液(含数滴溶液) 已知：石蕊溶液中存在(红色)(蓝色)平衡。 下列说法不正确的是 A．①中溶液变红，说明平衡逆向移动 B．取①中褪色后的溶液滴入溶液，溶液不再出现紫色 C．②中溶液变红，说明氧化性： D．取②中褪色后的溶液滴入溶液，溶液不再出现红色 【答案】D 【解析】A．与水反应生成，溶液中增大，使平衡逆向移动，浓度增大溶液变红，A正确； B．①中溶液褪色是因为具有强氧化性，将有色色素永久性漂白，滴入溶液也无法恢复颜色，溶液不再出现紫色，B正确； C．②中溶液变红是因为将氧化为，与结合显红色，氧化剂氧化性大于氧化产物，故氧化性，C正确； D．②中溶液褪色是因为过量将溶液中的氧化，但仍存在于溶液中，滴入新的溶液，会与结合使溶液再次出现红色，D错误； 故选D。 2．（2026·广东·高考真题）用如图装置进行实验，反应一段时间，关闭活塞和止水夹，熄灭酒精灯，冷却后提起铁丝，注入稀硫酸。下列说法错误的是 A．溶液变棕黄色，体现的还原性 B．浓硫酸的作用是吸收水分，干燥 C．U形管中溶液遇KSCN溶液变红，说明有存在 D．烧杯溶液中最终存在： 【答案】D 【分析】Y形管中和盐酸反应生成氯气，与发生反应，生成使溶液变棕黄，饱和食盐水洗气瓶的作用是除去氯气中混有的氯化氢 ， 长颈漏斗在这里起到了平衡气压的作用，防止装置堵塞导致压强过大，浓硫酸洗气瓶作用是干燥氯气，除去水蒸气。U型管中铁丝在氯气中剧烈燃烧，产生棕褐色的烟（ ）。 溶液用于吸收未反应完的有毒氯气，防止污染空气。 【解析】A．生成的与发生反应，生成使溶液变棕黄，化合价升高，作还原剂，体现还原性，A正确； B．制得的中混有和水蒸气，饱和食盐水除去，浓硫酸吸收水分，干燥，防止后续加热时水蒸气影响反应，B正确； C．加热条件下与反应生成，注入稀硫酸溶解后，溶液中含，遇溶液变红，可说明存在，C正确； D．烧杯中为吸收后的溶液，根据电荷守恒，溶液中阴离子还有，正确的关系式为：，D错误； 故选D。 3．（2026·江西·高考真题）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； 【解析】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。 4．（2026·重庆·高考真题）下列实验相关项目的叙述正确的是 选项 项目 叙述 A 试剂存放 用正丙醇保存金属Na B 物质鉴别 用NaOH溶液可鉴别和 C 试剂除杂 用粉可除去溶液中的 D 酸碱滴定 用残留有蒸馏水的锥形瓶会影响滴定结果 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【解析】A．正丙醇含有羟基，可与金属Na发生反应生成丙醇钠和氢气，不能用于保存Na，通常Na保存在煤油或石蜡油中，A错误； B．向溶液中加入NaOH溶液，仅生成白色沉淀且沉淀不溶于过量NaOH；向溶液中加入NaOH溶液，先生成白色沉淀，NaOH过量后沉淀溶解生成可溶性的，二者现象不同可鉴别，B正确； C．Cu粉会与发生反应，消耗的同时引入等新杂质，无法达到除杂目的，C错误； D．酸碱滴定中，锥形瓶残留的蒸馏水不会改变待测液中溶质的总物质的量，因此不会影响滴定结果，D错误； 故选B。 5．（2026·湖南·高考真题）常温下，铜铁混合物(粉末状)能发生如图所示的转化关系。下列说法错误的是 A．溶液h可能是盐酸 B．向溶液b中通入过量气体e，空气中久置后可得沉淀g C．固体残渣中有铜，可能有铁 D．溶液f中含有 【答案】C 【分析】黄绿色气体c为Cl2，红褐色沉淀g为Fe(OH)3，进而推出溶液d为FeCl3溶液，溶液b为FeCl2溶液，Fe(OH)3与过量溶液h（酸）反应生成溶液a，则溶液a中含有金属阳离子Fe3+，Fe3+与铜、铁混合物反应生成Fe2+、Cu2+，最终得到深蓝色溶液f，说明生成铜氨络离子，因此气体e为，f中含有。 【解析】A．若h为盐酸，盐酸与Fe(OH)3反应生成含的盐酸体系，只要不足，仅部分铜溶解，仍可满足流程，存在这种可能性，A正确； B．溶液b中含有，通入过量生成，在空气中久置会被氧气氧化为红褐色的，即沉淀g，B正确； C．流程最终得到含铜氨络离子的溶液，说明溶液b中一定含有；铁的还原性比铜强，铜铁混合物中铁先发生反应，铁完全反应后铜才反应，若固体残渣中有铜，则一定无铁，C错误； D．与过量反应生成深蓝色络离子，因此f中含有该离子，D正确； 故选C。 6．（2026·河南·高考真题）某同学设计以下实验，探究铁的化合物的性质(忽略②〜⑤试管中溶液体积变化)。 已知：在水溶液中由于水解与配位而显黄色；呈绿色。下列说法错误的是 A．②到③说明加入稀硫酸能抑制的水解 B．④与⑤中：④>⑤ C．④与⑥中呈现红色均是由于与结合所致 D．若向③中依次加入适量维生素C、溶液，会出现蓝色沉淀 【答案】B 【分析】 黄色的水合硫酸铁溶于水形成黄色溶液②。根据题中信息，黄色是由于水解产生的。向②中加入稀硫酸，溶液变为浅黄色③，这是因为加入的 抑制了的水解（ ），使平衡向左移动，水解产物减少，颜色变浅。向浅黄色溶液③中加入KSCN溶液，溶液变为红色④。这是与反应生成血红色络合物。向红色溶液④中加入草酸钾固体，溶液变为绿色⑤。这是因为与的配位能力比更强，生成了更稳定的绿色络合物。向绿色溶液⑤中加入稀硫酸，溶液又变回红色⑥。这是因为加入的与 结合生成弱酸草酸，降低了的浓度，导致绿色络合物 分解，释放出 。这些再与溶液中的反应，重新生成红色的络合物，以此解答。 【解析】A．水解使溶液显黄色，加入稀硫酸后增大，水解平衡逆向移动，抑制水解，溶液黄色变浅，A正确； B．④中与结合生成红色配合物，游离浓度低；⑤中与结合生成更稳定的，释放出，故：⑤>④，B错误； C．④中直接是与结合显红色；⑥中加入稀硫酸后，与结合，解离出，再与结合显红色，C正确； D．维生素C具有还原性，可将③中的还原为，与反应生成蓝色沉淀，D正确； 故选B。 7．（2026·云南·高考真题）某兴趣小组将1.0 g铁粉和足量硫粉在氩气中加热得黑色固体，设计如下实验探究其成分。已知：步骤Ⅰ、步骤Ⅱ均在氩气氛围中进行：PbS是一种黑色固体。 下列说法错误的是 A．a中黑色固体成分有 B．与在空气中燃烧的产物可能有 C．步骤Ⅰ使用煮沸后的稀硫酸，目的是加快反应速率 D．b中使用溶液替代溶液，则无需使用醋酸铅试纸检验 【答案】C 【分析】Fe与足量S加热反应生成FeS黑色固体，FeS与稀硫酸反应生成FeSO4、H2S，H2S与醋酸铅反应生成黑色固体PbS，③实验过程中上层清液与KSCN溶液混合开始无明显现象，说明①中反应无Fe3+生成，5min后出现浅红色，说明Fe2+被氧化，④实验过程中上层清液与K3[Fe(CN)6]溶液混合产生蓝色沉淀，说明①中反应有Fe2+生成。 【解析】A．由上述分析可知，a中黑色固体成分有，A项正确； B．与在空气中燃烧，二者均被氧气氧化，可能生成，B项正确； C．步骤Ⅰ、步骤Ⅱ均在氩气氛围中进行，其目的是防止FeSO4、H2S被氧化，步骤Ⅰ使用煮沸后的稀硫酸，其目的是除去溶解氧，C项错误； D．醋酸铅试纸用于检验生成的H2S气体，b中使用溶液替代溶液，H2S与发生反应：，CuS为黑色固体，难溶于稀硫酸，可达到检验H2S的目的，D项正确； 故答案为C。 8．（2026·湖北·高考真题）赤铁矿主要成分为（含少量、、等元素的氧化物），结构致密，在酸液中溶解缓慢。某研究小组以赤铁矿为原料制备电池级磷酸铁（）的低碳新工艺流程如下： 已知：时，的电离常数；。 回答下列问题： (1)基态铁原子的价层电子排布式为________。 (2)预处理将赤铁矿中部分转化为，导致晶格畸变，使矿石产生微裂纹，加快“酸浸”速率，其原因是________。 (3)“酸浸”条件：为的混合酸，。混合酸中盐酸的作用是________（答两条即可）。 (4)酸浸液中加入，被氧化成的离子方程式为________。 (5)“沉淀”步骤中，用氨水调节至2.00生成沉淀，无沉淀。基于，该溶液中浓度不大于________，此时滤液中的主要成分为________（填化学式）。 (6)沉淀煅烧得到，质量符合锂电池材料的工业规格。时，得到的沉淀中含、等少量杂质，煅烧沉淀得到的目标产物中与原子个数比为。此时，产物中杂质是________（填化学式）。 【答案】(1) (2)矿石产生微裂纹，增大固液接触面积，便于酸液渗透，加快浸出反应速率 (3)提供大量H+，增强体系酸性，促进氧化铁矿物溶解、提供，与形成稳定配离子，促进铁元素浸出、同时不引入杂质，不干扰后续FePO4沉淀生成（任选两条） (4) (5) NH4Cl (6) 【分析】赤铁矿主要成分为（含少量、、等元素的氧化物），先掺入 0.8% 碳在650℃高温活化预处理，破坏矿石致密结构，提升后续酸浸效率；再用HCl-H3PO4混合酸加热酸浸，铁元素溶出，硅类杂质形成滤渣分离；浸出液加H2O2氧化，将低价铁全部转化为Fe3+，随后滴加氨水调节pH，沉淀析出，滤液含铝、镁杂质除去。结晶产物经650℃煅烧脱去结晶水，最终得到无水磷酸铁，据此回答。 【解析】（1）Fe为26号元素，电子排布，价层电子排布式为：； （2）矿石晶格畸变产生微裂纹，增大矿石与酸液的接触面积，同时内部孔隙增多，酸液更容易渗入矿石内部，有效提升浸出反应速率； （3）“酸浸”加入盐酸，提供大量H+，增强体系酸性，促进氧化铁矿物溶解；提供，与形成稳定配离子，促进铁元素浸出；同时不引入杂质，不干扰后续沉淀生成（任选两条）； （4）酸浸液中加入，被氧化为，与形成配合物，离子方程式为：； （5），，，，；加，故阳离子主要为：，阴离子主要为：，此时滤液中的主要成分为NH4Cl； （6）中与原子个数比为，煅烧沉淀得到的目标产物中与原子个数比为，Fe比例偏高，说明杂质不含P、只含铁，原料杂质、煅烧脱水生成，故产物中杂质是。 9.（2026·上海·高考真题）黄铜矿的湿法冶金技术，主要包括直接酸浸、氧化焙烧、硫酸化焙烧。下列是利用酸浸出黄铜矿(主要成分，含有少量杂质)回收其中铜和铁的工艺流程如图： (4)写出黄铜矿焙烧的主要反应方程式：___________ _____________ (5)用硫酸浸出黄铜矿时，生成、、。为了将目标铜元素分离提纯，需向反应液中多添加___________(选填“氧化剂”或“还原剂”)。 【答案】 (4) (5)还原剂 【解析】 （4）依据电子守恒，中从+2价升高到+3价，每个失1e⁻，从-2价升高到+6价，每个失8e⁻，4mol 共失电子，中从0价降低到-2价，1mol 得4e⁻，故的系数为。再依据原子守恒与电荷守恒，反应物缺项为，的系数为16，配平后总反应为。 （5）反应液中含、、、，后续需要得到绿矾，需添加还原剂将还原为。 10．(2025·上海卷T5)铁红是颜料，什么什么自古以来使用很多的……(题干缺失)。 (1)赭红的主要成分是_______。 A．Fe2S3 B．Fe3O4 C．FeS D．Fe2O3 (2)饱和氯化铁溶液说法正确的是_______。 A．常温显中性 B．加铁粉变红褐色 C．遇沸水后得到胶体 D．加氨水有白色沉淀 (3)有关铁原子说法正确的是_______。(不定项) A．有4个不同能级的电子 B．有5个未成对电子 C．占据15个原子轨道 D．有26种能量不同的电子 (4)加热试管中固体至红热，则_______。(不定项) A．移开酒精灯后固体保持红热 B．S只做还原剂 C．主要产生的气体附产物为SO3 D．最终得到黑色的Fe2S3 (5) [Fe(SCN)(H2O)5]Cl2内界为 ，配体有 种 (6)，加水稀释至体积为原来的2倍，则 。 A．增大 B．不变 C．减小 并用浓度商Q与平衡常数K的大小关系解释原因 。 (7)已知，求FeCl3的分布系数 。 x 1 2 3 4 K 30.2 134.9 97.72 1.02 【答案】(1)D (2)C (3)C (4)A (5) [Fe(SCN)(H2O)5]2+ 2 (6) A 所有离子浓度变为原来，，平衡逆移 (7)0.805 【解析】(1)Fe2S3、Fe3O4、FeS均为黑色，赭红的主要成分是Fe2O3，故选D； (2)A项，饱和氯化铁溶液中铁离子水解使得溶液显酸性，A错误；B项，铁和铁离子生成亚铁离子，溶液变为浅绿色，B错误；C项，制取Fe(OH)3红褐色胶体应该向煮沸的蒸馏水中滴加饱和氯化铁溶液至溶液变红褐色，C正确；D项，加氨水生成红褐色氢氧化铁沉淀，D错误；故选C。 (3)铁为26号元素原子，基态Fe原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2；A项，有7个不同能级的电子，错误；B项，有4个未成对电子，错误；C项，占据15个原子轨道，正确；D项，同一能级能量相同，有7种能量不同的电子，错误；故选C； (4)A项，铁和硫反应为放热反应，移开酒精灯后固体保持红热，正确；B项，反应生成FeS，S化合价降低，做氧化剂，错误；C项，主要产生的气体附产物为二氧化硫，而非SO3，错误；D项，最终得到黑色的FeS，错误；故选A； (5)[Fe(SCN)(H2O)5]Cl2内界为[Fe(SCN)(H2O)5]2+，配体有SCN2-、H2O两种； (6)所有离子浓度变为原来，，平衡逆移，使得溶液中铁离子的物质的量增大，故选A； (7)、、、，=。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $