第三章 第一节 铁及其化合物 2026-2027学年高一上学期化学必修一同步讲义（人教版2019）

本讲义聚焦铁及其化合物核心知识点，系统梳理铁的物理化学性质、氧化物与氢氧化物性质，Fe²⁺和Fe³⁺的检验及转化，实验制备（如硫酸亚铁、氢氧化铁/亚铁），相关计算及应用，构建从基础性质到综合应用的学习支架。 该资料以题型为框架，通过表格对比（如铁的氧化物性质表）、实验步骤详解（如氢氧化亚铁制取）、典例与变式题结合，培养科学思维（离子检验的证据推理）和科学探究能力（实验设计）。课中辅助教师系统授课，课后通过考点演练帮助学生查漏补缺，强化化学观念中物质转化与性质应用的联系。

第三章 第一节 铁及其化合物 内 容 导 航 题型1 铁的物理性质 题型2 铁的化学性质 题型3 铁的氧化物的性质 题型4 铁的氢氧化物的性质 题型5 铁离子与亚铁离子的检验 题型6 铁盐和亚铁盐的相互转化 题型7 常见金属的活动性顺序及其应用 题型8 高铁酸盐的性质和作用 题型9 铁及其化合物的相互转化 题型10 硫酸亚铁的制备 题型11 制取氢氧化铁、氢氧化亚铁 题型12 探究铁盐的净水作用 题型13 有关过量问题的计算 题型14 有关混合物反应的计算 题型15 几组未知物的检验 考 点 演 练 题型1 铁的物理性质 解｜题｜知｜识 （1）物理性质：银白色光泽、密度大，熔沸点高，延展性、导电、导热性较好、能被磁铁吸引。 （2）化学性质： ①与非金属的反应； 1.在纯氧中燃烧（生成四氧化三铁）； 2.与氯气反应（生成氯化铁，生成三价铁，氯气的氧化性强）； 3.与硫单质反应（生成硫化亚铁，生成二价亚铁，S的氧化性弱）； 4.与水蒸气反应（反应条件为高温，生成四氧化三铁与氢气）； 5.与酸反应（与非氧化性酸反应发生置换反应；与氧化性酸反应发生氧化还原反应），常温下铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸会发生钝化； 6.与盐反应。 （3）存在形式：既能以游离态，又能以化合态形式存在。 题型2 铁的化学性质 解｜题｜知｜识 一、Fe单质的性质： 内容 铁（Fe） 原子结构 周期表中位置 第4周期第Ⅷ族 小结 过渡金属，表现还原性 物理性质 颜色 银白色有金属光泽 状态 固体 熔沸点 较高 硬度 较硬 密度 较大，是重金属 导电性 较好；铁具有铁磁性 化 学 性 质 与 单 质 价态 +2；+3 O2 3Fe+2O2Fe3O4 小结 ①在潮湿空气中，不纯的铁发生吸氧腐蚀（电化学腐蚀）。 ②铁锈的形成： Fe2++2OH﹣＝Fe（OH）2↓，4Fe（OH）2+2H2O+O2═4Fe（OH）3↓， 红褐色的Fe（OH）3失去部分水便得到铁锈 （Fe2O3•nH2O）。也： 4Fe+3O2+nH2O＝2Fe2O3•nH2O． Cl2 2Fe+3Cl22FeCl3 S、I2 Fe+SFeS Fe+I2FeI2 小结 ①变价金属Cu和Fe与氧化性较弱的S、I2反应只能生成价态较低的金属化合物。 与H2O 3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2↑ 与非氧化性酸 HCl Fe+2H+＝Fe2++H2↑ H2SO4 与 氧 化 性 酸 HNO3 Fe+4HNO3（稀）＝Fe（NO3）3+NO↑+2H2O Fe+6HNO3（浓）═Fe（NO3）3+3NO2↑+3H2O 浓 H2SO4 2Fe+6H2SO4（浓）═Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O 小结 ①浓硫酸或浓硝酸与铁在常温下发生钝化现象； ②铁与氧化性酸反应，主要不产生H2； ③铁和硝酸、浓硫酸反应，当铁过量时生成Fe2+． 与盐溶液 能置换出活动性顺序表排在其后面的金属单质： Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；Fe+2Fe3+＝3Fe2+ 二、铁的氧化物的性质： 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 名称（俗名） 氧化亚铁 三氧化二铁 （氧化铁，铁红） 四氧化三铁 （磁性氧化铁） 色、态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 溶解性 都难溶于水 金属价态 +2 +3 +2；+3 磁性 无 无 有 与HCl反应 FeO+2H+ ＝Fe2++H2O Fe2O3+6H+ ＝2Fe3++3H2O Fe3O4+8H+ ＝Fe2++2Fe3++4H2O 与HNO3反应 3FeO+10H++NO3﹣ ＝3Fe3++NO↑+5H2O Fe2+ 被氧化为Fe3+ 与HI反应 FeO+2H+＝Fe2++H2O Fe2O3+6H++2I﹣ ＝2Fe2++I2+3H2O Fe3+ 被还原为Fe2+ 与 还 原 剂 （高温） H2 H2+FeOFe+H2O 3H2+Fe2O32Fe+3H2O 4H2+Fe3O43Fe+4H2O CO CO+FeOFe+CO2 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 4CO+Fe3O43Fe+4CO2 Al 2Al+3FeO3Fe+Al2O3 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 8Al+3Fe3O49Fe+4Al2O3 稳定性 不稳定，可被氧化，在空气中加热被氧化成Fe3O4 较稳定 用途 颜料 磁性材料 三、铁的氢氧化物的性质： 物质 氢氧化亚铁 氢氧化铁 化学式 Fe（OH）2 Fe（OH）3 物理 性质 色、态 白色絮状固体 红褐色固体 水溶性 都难溶于水 酸碱性 都是弱碱 与酸 反应 盐酸 Fe（OH）2+2H+＝Fe2++2H2O Fe（OH）3+3H+＝Fe3++3H2O 硝酸 3Fe（OH）2+10HNO3＝3Fe（NO3）3+NO↑+8H2O 稳定性 不稳定易被空气中氧气氧化，白色迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 不稳定，受热易分解 4Fe（OH）2+O2+2H2O＝4Fe（OH）3 2Fe（OH）3 Fe2O3+3H2O 实验 室制 取 原理 Fe2++2OH﹣＝Fe（OH）2↓ Fe3++3OH﹣＝Fe（OH）3↓ 注意 如何避免被氧化变质？ ①FeSO4晶体中不能含有 Fe3+； ②配制FeSO4溶液加入少量铁粉； ③配制溶液的蒸馏水及NaOH溶液均须用“煮沸”等方法以除去其中溶解的氧气； ④反应过程避免和空气接触。 如何制备氢氧化铁胶体？ 向沸水中滴加几滴FeCl3溶液而得，FeCl3不宜过多，浓度不宜过大，加热时间不宜过长，否则容易产生沉淀。 四、Fe2+和Fe3+ 离子 Fe2+[FeSO4] Fe3+[Fe2（SO4）3] 溶液中颜色 浅绿色 棕黄色 化 学 性 质 氧 化 剂 HNO3 3Fe2++4H++NO3﹣ ＝3Fe3++2H2O+NO↑ 不反应 O3、H2O2等 将Fe2+氧化成Fe3+ 还 原 剂 Na2S Fe2++S2﹣＝FeS↓ 2Fe3++S2﹣（少）＝2Fe2++S↓ 2Fe3++3S2﹣（过）＝2FeS↓+S↓ H2S 不反应 2Fe3++S2﹣（少。过）＝2Fe2++S↓ 小结 ①FeS能溶于硫酸、盐酸 HI 不反应 2Fe3++2I﹣＝2Fe2++I2 不反应 总结 ①Fe2+具有还原性，易被氧化；加入氧化剂，溶液由浅绿色变为棕黄色 ②Fe3+具有强氧化性，可以氧化还原性较强的物质 NaOH 溶液 反应 Fe2++2OH﹣＝Fe（OH）2↓ 4Fe（OH）2+O2+2H2O＝4Fe（OH）3 Fe3++3OH﹣＝Fe（OH）3↓ 现象 先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 生成红褐色沉淀 水溶 液中 稳定 性 水解 水解；易被氧化变质 水解 Fe2++2H2O═Fe（OH）2+2H+ 如绿矾净水 （再被氧化为Fe（OH）3） Fe3++3H2O═Fe（OH）3+3H+ Fe（OH）3胶体具有吸附性，可用于净化水 讨论 若将它们的水溶液蒸干得到什么物质？灼烧呢？ 双水解 CO32﹣、AlO2﹣、HCO3﹣ 离子共存 ①酸性：MnO4﹣、NO3﹣、ClO﹣等不能共存； ②与 OH﹣、S2﹣等 ①与S2﹣、SO32﹣、I﹣；②与OH﹣； ③与CO32﹣、HCO3﹣、AlO2﹣； ④与 SCN﹣． 保存 ①加入少量铁粉，防止被氧化 ②滴入少量硫酸（对应酸）抑制水解 滴入少量硫酸 （对应酸）抑制水解 离 子 的 检 验 、 鉴别 观察法 溶液呈浅绿色 溶液呈棕黄色 碱液法 （NaOH、氨水等） 先生成白色沉淀，又迅速转变为灰绿色，最后变成红褐色 生成红褐色沉淀 SCN﹣法 无明显现象 溶液呈血红色 H2S法 有浅黄色沉淀析出（或变浑浊） 苯酚法 溶液呈紫色 淀粉﹣KI法 淀粉﹣KI试纸变蓝色 KMnO4溶液 （溴水）法 能使紫色（橙红色）褪去 不褪色 铜片法 无明显现象 溶液逐渐变为蓝绿色、铜片逐渐减小 五、“铁三角”： 六、知识网络 涉及铁及其化合物的几个与量有关的离子方程式 1．铁与稀HNO3反应： （1）Fe+4HNO3＝Fe（NO3）3+NO↑+2H2O﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① （2）3Fe+8HNO3＝3Fe（NO3）2+2NO↑+4H2O﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② （3）2Fe（NO3）3+Fe＝3Fe（NO3）2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③ 【1】当时，按反应①进行； 【2】当时，按反应②进行； 【3】当时，则反应①、②都发生。 上述反应可以认为先发生反应①，若有Fe剩余则发生③，合并①、③即可得到反应②，所以无论是反应①还是反应②，被还原的HNO3都占参与反应HNO3的。 2．Cl2与FeBr2溶液反应： 由于还原性Fe2+＞Br﹣，Cl2应先氧化Fe2+，待Fe2+被氧化完全后再氧化Br﹣。 ①当Cl2少量，只氧化Fe2+时，即n（Cl2）：n （FeBr2）≤1：2时，离子方程式为： Cl2+2Fe2+═2Fe3++2Cl﹣ ②当Cl2过量，Fe2+、Br﹣全被氧化时，即n（Cl2）：n （FeBr2）≥3：2时，离子方程式为： 3Cl2+2Fe2++4Br﹣═2Fe3++6Cl﹣+2Br2 ③当Cl2将Fe2+全部氧化，Br﹣部分氧化时，即1：2＜n（Cl2）：n （FeBr2）＜3：2时，离子方程式写为：2Cl2+2Fe2++2Br﹣═2Fe3++4Cl﹣+Br2等多种，依具体用量而定。 3．Cl2与FeI2溶液反应： 由于还原性I﹣＞Fe2+，Cl2应先氧化I﹣，待I﹣完全被氧化后再氧化Fe2+。 ①当Cl2少量，只氧化I﹣时，即n（Cl2）：n （FeI2）≤1：1时，离子方程式为： Cl2+2I﹣═2Cl﹣+I2 ②当 Cl2过量，I﹣、Fe2+全被氧化时，即n（Cl2）：n （FeI2）≥3：2时，离子方程式为： 3Cl2+2Fe2++4I﹣═2Fe3++6Cl﹣+2I2 ③当Cl2将I﹣全部氧化，Fe2+部分氧化时，即1：1＜n（Cl2）：n （FeI2）＜3：2时，离子方程式可写为：4Cl2+2Fe2++6I﹣═2Fe3++8Cl﹣+3I2等多种，依具体用量而定。 【典例1】某些化学知识用数轴表示更形象直观、简明易记。下列用数轴表示正确的是（　　） A 铁和稀硝酸反应 B 氨水与SO2反应后溶液中的铵盐 C Li与O2加热反应的产物 D 硫化钠和亚硫酸钠混合溶液中滴加稀硫酸 A．A B．B C．C D．D 【变式1】部分含铁元素物质的类别与相应化合价关系如图所示。下列描述不合理的是（　　） A．a与水蒸气在高温下反应可生成d B．一定条件下，f、g、h均可通过化合反应得到 C．h、i具有强氧化性，均可用于自来水的消毒和净水 D．可实现a→g→h→f→d→a的转化 【变式2】常温下，下列物质可用铁质容器盛装的是（　　） A．稀硝酸 B．浓硫酸 C．浓盐酸 D．硫酸铜溶液 【变式3】将1.0g硫粉和2.0g铁粉均匀混合，放在陶土网上堆成条状。用灼热的玻璃棒触及混合粉末的一端引发反应，反应剧烈。实验中可能发生哪些化学反应　 。（用化学方程式表示） 题型3 铁的氧化物的性质 解｜题｜知｜识 铁的氧化物 名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 ﹣ 铁红 磁性氧化铁 颜色状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体（有磁性） 溶解性 均难溶于水，不与水反应 铁的化合价 +2 +3 +2，+3 稳定性 不稳定 稳定 稳定 与酸反应 均能与酸反应 注意：氧化亚铁和氧化铁属于碱性氧化物；四氧化三铁不属于碱性氧化物（Fe3O4与酸反应生成Fe2+、Fe3+盐）。 氧化铁的用途：用作油漆、涂料、冶炼铁等。 【典例1】如图所示装置，可用以制取和观察Fe（OH）2在空气中被氧化时颜色的变化。下列说法错误的是（　　） A．实验前，应事先煮沸溶液除去溶解氧 B．装置Ⅰ可制取FeSO4溶液并排尽装置内空气 C．关闭止水夹可观察到装置Ⅱ中溶液进入装置Ⅰ中 D．取下装置Ⅱ的橡皮塞可观察沉淀颜色变化 【变式1】丹霞地貌在中国广泛分布，其岩层呈红色是因为含有（　　） A．Fe2O3 B．CuO C．Fe3O4 D．Cu（OH）2 【变式2】人类的生产生活离不开材料的应用。下列说法错误的是（　　） A．长征五号系列运载火箭所使用的耐高温陶瓷属于新型无机非金属材料 B．人民币票面文字处采用了含Fe3O4的磁性油墨，Fe3O4常用作红色颜料 C．北斗系列卫星上使用的硅太阳能电池阵，能将太阳能直接转化为电能 D．回收神舟十七号返回舱时使用了势纶降落伞，势纶是有机高分子材料 【变式3】《物理小识》中记载：“青矾（主要成分为FeSO4•7H2O）厂气熏人，衣服当之易烂，栽木不茂。”下列叙述错误的是（　　） A．常温下，FeSO4•7H2O为绿色固体 B．青矾厂气有臭鸡蛋气味 C．青矾厂气中含有硫元素 D．青矾厂气的大量排放会导致形成酸雨 题型4 铁的氢氧化物的性质 解｜题｜知｜识 （1）铁的氢氧化物：氢氧化铁、氢氧化亚铁； （2）铁的氢氧化物的性质 铁的氢氧化物 氢氧化亚铁 氢氧化铁 化学式 Fe（OH）2 Fe（OH）3 颜色、状态 白色絮状固体 红褐色固体 物质类别 碱 碱 水溶性 难溶于水 难溶于水 制备 硫酸亚铁+氢氧化钠 氯化铁+氢氧化钠 能否与盐酸反应 能 能 稳定性 不稳定，易被空气中的氧气氧化成氢氧化铁 加热条件下会分解成氧化铁和水 转化关系 氢氧化亚铁+氧气+水→氢氧化铁 注意：氢氧化亚铁不稳定，易被空气中的氧气氧化成氢氧化铁，在溶液中，先生成白色沉淀，然后沉淀迅速变为灰绿色，最终变成红褐色沉淀（氢氧化铁）。 【典例1】铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝：下列说法中错误的是（　　） A．①②中除加试剂外，还需要进行过滤操作 B．a、b中铝元素的化合价不相同 C．③中需要通入过量的CO2 D．④进行的操作是加热，而且d一定是氧化铝 【变式1】以下物质间的每步转化不能通过一步反应实现的是（　　） A．C→CO→CO2→Na2CO3 B．S→SO3→H2SO4→Na2SO4 C．Fe→FeCl2→FeCl3→Fe（OH）3 D．N2→NO→NO2→HNO3 【变式2】FeCl2溶液中加入NaOH溶液得到Fe（OH）2沉淀，写出产物Fe（OH）2被O2氧化时发生的化学反应方程式 　 　 ，语言叙述其产物在整个过程中颜色的变化过程 　 　 。 题型5 铁离子与亚铁离子的检验 解｜题｜知｜识 铁离子的检验： ①加入硫氰化钾溶液，若溶液变红，则证明含有Fe3+； ②加入氢氧化钠溶液，若产生红褐色沉淀，则证明含有Fe3+； ③加入淀粉碘化钾溶液，若溶液变蓝，则证明含有Fe3+； 亚铁离子的检验： ①先加入硫氰化钾溶液，溶液不变红，再滴加氯水，溶液变红，则证明含有Fe2+； ②加入氢氧化钠溶液，若产生白色沉淀，则证明含有Fe2+； ③加入铁氰化钾溶液，若产生蓝色沉淀，则证明含有Fe2+； ④加入酸性高锰酸钾溶液，若溶液褪色，则证明含有Fe2+。 【典例1】某实验小组采用如下实验探究该依地酸铁钠（强化补铁剂）中铁元素的化合价。（已知：依地酸根是常见的配体，邻二氮菲可与Fe2+形成橙红色配合物）下列说法正确的是（　　） A．从现象②和③推测，依地酸铁钠中不含Fe（Ⅲ） B．从现象②和⑤推测，依地酸铁钠中含Fe（Ⅱ） C．从现象①、②和③推测，SCN﹣与Fe3+形成配合物的稳定性强于依地酸铁钠 D．从现象①、④和⑤推测，Fe2+与邻二氮菲形成配合物的稳定性强于依地酸根 【变式1】证明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法最好是（　　） A．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色 B．先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色 C．滴加NaOH溶液，立即产生红褐色沉淀 D．只需滴加KSCN溶液 【变式2】证明某溶液中只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是（　　） A．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色 B．只需滴加KSCN溶液 C．先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色 D．滴加酸性高锰酸钾溶液后溶液褪色 【变式3】如图所示，向点滴板的1～3号孔穴中滴加稀盐酸，4～6号孔穴中滴加无色酚酞溶液。下列关于现象和结论的描述错误的是（　　） A．孔穴1中溶液变为蓝色 B．孔穴2和孔穴3中发生的反应均属于中和反应 C．孔穴4和孔穴5中无明显现象 D．孔穴6中溶液变红 题型6 铁盐和亚铁盐的相互转化 解｜题｜知｜识 （1）定义 ①铁盐：含有铁离子（Fe3+）的盐； ②亚铁盐：含有铁离子（Fe2+）的盐。 （2）溶液中Fe3+、Fe2+的颜色 ①铁离子：黄色； ②亚铁离子：浅绿色。 （3）铁盐和亚铁盐的相互转化 ①亚铁离子转化为铁离子（Fe2+→Fe3+）：加入氧化剂，如氯水、酸性高锰酸钾溶液、过氧化氢、稀硝酸、氧气等； ②铁离子转化为亚铁离子（Fe3+→Fe2+）：加入还原剂，如Fe粉、KI溶液、维生素C、Cu粉等。 （4）铁离子与亚铁离子的检验 铁离子的检验： ①加入硫氰化钾溶液，若溶液变红，则证明含有Fe3+； ②加入氢氧化钠溶液，若产生红褐色沉淀，则证明含有Fe3+； ③加入淀粉碘化钾溶液，若溶液变蓝，则证明含有Fe3+； 亚铁离子的检验： ①先加入硫氰化钾溶液，溶液不变红，再滴加氯水，溶液变红，则证明含有Fe2+； ②加入氢氧化钠溶液，若产生白色沉淀，则证明含有Fe2+； ③加入铁氰化钾溶液，若产生蓝色沉淀，则证明含有Fe2+； ④加入酸性高锰酸钾溶液，若溶液褪色，则证明含有Fe2+。 【典例1】用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得的溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是（　　） A．若无固体剩余，则溶液中一定有Fe3+ B．如有固体存在，则溶液中一定有Fe2+ C．若溶液中有Cu2+，则一定没有固体析出 D．若溶液中有Fe2+，则一定有Cu析出 【变式1】已知：氧化性：Fe3+＞Cu2+＞Fe2+，用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得的溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是（　　） A．若溶液中有Fe2+，则一定有Cu析出 B．若溶液中有Cu2+，则一定没有固体析出 C．若有固体存在，则溶液中一定有Fe2+ D．若无固体剩余，则溶液中一定有Fe3+ 【变式2】为探究铁及其化合物的氧化性或还原性，某探究小组进行了如下实验。 ①在FeCl2溶液中加入锌片，观察到溶液由浅绿色变为无色 ②在FeCl2溶液中加入氯水，观察到溶液由浅绿色变为棕黄色 ③在FeCl3溶液中加入足量铁粉，发现铁粉逐渐溶解，溶液由棕黄色变为浅绿色 ④在FeCl3溶液中加入铜片，发现铜片逐渐溶解，溶液由棕黄色逐渐变为蓝绿色 根据以上实验现象及金属活动顺序，下列有关说法错误的是（　　） A．实验①②说明，Fe2+既有氧化性又有还原性 B．实验③说明，Fe3+具有氧化性，Fe具有还原性 C．实验④中相关反应的离子方程式为：Fe3++Cu＝Fe2++Cu2+ D．氧化性Fe3+＞Cu2+＞Fe2+ 【变式3】根据下列铁及其化合物性质探究的实验操作和现象，得出的结论正确的是（　　） 选项 实验操作 现象 结论 A 向Fe2（SO4）3溶液中加入铜粉 铜粉的质量减少 Fe2+的还原性强于铜的还原性 B 将氧化亚铁投入硫酸溶液中 固体溶解，溶液呈浅绿色 氧化亚铁与硫酸反应，硫酸被还原 C 向酸化的FeSO4溶液中加入少量5%H2O2溶液 溶液呈棕黄色，有气泡产生 除发生反应外，还有分解反应发生 D 向酸性高锰酸钾溶液中滴入浓的FeCl2溶液 溶液紫色变浅，直至消失 Fe2+被高锰酸钾还原 A．A B．B C．C D．D 题型7 常见金属的活动性顺序及其应用 解｜题｜知｜识 1、常见金属活动性顺序： K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au 2、金属活动性顺序表的意义 （1）金属的位置越靠前，它的活动性越强 （2）位于氢前面的金属能置换出酸中的氢（强氧化酸除外）． （3）位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来（K，Ca，Na除外）． （4）很活泼的金属，如K、Ca、Na与盐溶液反应，先与溶液中的水反应生成碱，碱再与盐溶液反应，没有金属单质生成．如：2Na+CuSO4+2H2O═Cu（OH）2↓+Na2SO4+H2↑ （5）不能用金属活动性顺序去说明非水溶液中的置换反应，如氢气在加热条件下置换氧化铁中的铁： Fe2O3+3H22Fe+3H2O． 3、金属活动性顺序表的应用 （1）判断某些置换反应能否发生 a．判断金属与酸能否反应： 条件： ①金属必须排在氢前面 ②酸一般指盐酸或稀硫酸 b．判断金属与盐溶液能否反应： 条件： ①单质必须排在盐中金属的前面 ②盐必须可溶于水 ③金属不包含K、Ca、Na （2）根据金属与盐溶液的反应判断滤液、滤渣的成分．如向CuSO4，AgNO3混合液中加铁粉，反应后过滤，判断滤液和滤渣成分．铁与CuSO4和AgNO3溶液反应有先后顺序，如果铁足量，先将AgNO3中的Ag完全置换后再置换CuSO4中的Cu，那么溶液中只有FeSO4；如果铁的量不足，应按照“先后原则”分别讨论滤液和滤渣的成分． （3）根据金属活动性顺序表判断金属与酸反应的速率或根据反应速率判断金属的活动性顺序．如镁、锌、铁三种金属与同浓度的稀H2SO4反应产生氢气的速率：Mg＞Zn＞Fe，则可判断金属活动性Mg＞Zn＞Fe， （4）利用金属活动性顺序表研究金属冶炼的历史．金属活动性越弱，从其矿物中还原出金属单质越容易；金属活动性越强，从其矿物中还原出金属单质越难．所以越活泼的金属越不易冶炼，难于冶炼的金属开发利用的时间就越迟． （5）应用举例 a．湿法炼铜我国劳动人民在宋代就掌握了湿法炼铜技术，即将铁放入硫酸铜溶液中置换出铜：Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu． b．从洗相废液中回收银洗相废掖中含有大量的硝酸银，可用铁置换回收：Fe+2AgNO3＝Fe（NO3）2+2Ag． c．处理工业废水中的铜、汞离子工业废水中常含铜、汞等金属离子，这些离子对生物有很大的危害，在排放前必须进行处理，可用铁置换回收：Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu d．实验室选择金属与酸反应制取氢气在金属活动性顺序表中，H之前的金属都能跟稀 H2SO4、稀HCl反应产生氢气，但Zn之前的金属与酸反应太快．不便操作；Zn之后的金属与酸反应太慢，花费时间太长，从经济效益和反应速率多方而考虑，Zn是最合适的金属． 【典例1】关于Al和Fe的还原性比较，下列事实和推论相关联的是（　　） A．Fe在空气中可完全变质，而Al则只有表面一层变质，所以Fe还原性强 B．常温下，Fe和Al均能在浓硫酸中钝化，所以两者还原性相同 C．Al与盐酸反应的产物中Al显+3价，而Fe则显+2价，所以Al还原性更强 D．Al能与FeSO4溶液反应置换出Fe，所以Al还原性更强 【变式1】将足量X、Y、Z、M四种金属分别投入等质量、等质量分数的稀盐酸中（反应关系如图甲），把金属Y、Z分别投入硝酸银溶液中（反应关系如图乙），据此判断X、Y、Z、M的金属活动性顺序是（　　） A．M＞X＞Y＞Z B．M＞X＞Z＞Y C．X＞M＞Z＞Y D．X＞M＞Y＞Z 【变式2】欲探究Mg、Cu、Ag的金属活动性顺序，仅用组内试剂无法实现的是（　　） A．Mg、Cu、稀硫酸、AgNO3溶液 B．Mg、Cu、Ag、稀硫酸 C．Mg、Ag、CuSO4溶液 D．Cu、MgSO4溶液、AgNO3溶液 【变式3】有三种金属元素a、b、c，在相同条件下，b的最高价氧化物的水化物的碱性比a的最高价氧化物的水化物的碱性强；a可以从c的盐溶液中置换出c．则这三种金属元素的金属性由强到弱的顺序是（　　） A．a、b、c B．b、a、c C．b、c、a D．c、b、a 题型8 高铁酸盐的性质和作用 解｜题｜知｜识 （1）定义：高铁酸盐是六价铁的含氧酸盐。 （2）性质：强氧化性。 （3）应用： ①杀菌消毒； ②净水。 题型9 铁及其化合物的相互转化 解｜题｜知｜识 铁及其化合物的相互转化 从Fe、Fe2+和 Fe3+的结构可知：Fe只有还原性，Fe3+通常只有氧化性，Fe2+既具有氧化性又具有还原性。上述微粒通过跟一定的氧化剂或还原剂发生氧化还原反应，才能实现不同价态的铁相互转化。如下图（常称为铁三角）： 1.学习铁及其化合物的性质要注意： （1）抓价态：从铁元素三种价态的相互转化（铁三角关系）去认识铁及其化合物间的氧化还原反应规律； （2）想属类：如铁是﹣种比较活泼的过渡金属，氧化亚铁、氧化铁为碱性氧化物，氢氧化亚铁、氢氧化铁为不溶性弱碱，氯化铁为强酸弱碱盐，由此去分析理解它们各自所具有的性质； 2.铁元素的原子在化学反应中，当遇弱氧化剂时，铁只能失去最外层的两个电子，而生成+2价铁的化合物，当遇到强氧化剂时，铁原子可以再失去次外层上的一个电子而生成+3价铁的化合物。 3.铁离子与亚铁离子的检验 铁离子的检验： ①加入硫氰化钾溶液，若溶液变红，则证明含有Fe3+； ②加入氢氧化钠溶液，若产生红褐色沉淀，则证明含有Fe3+； ③加入淀粉碘化钾溶液，若溶液变蓝，则证明含有Fe3+； 亚铁离子的检验： ①先加入硫氰化钾溶液，溶液不变红，再滴加氯水，溶液变红，则证明含有Fe2+； ②加入氢氧化钠溶液，若产生白色沉淀，则证明含有Fe2+； ③加入铁氰化钾溶液，若产生蓝色沉淀，则证明含有Fe2+； ④加入酸性高锰酸钾溶液，若溶液褪色，则证明含有Fe2+。 4.常利用FeC13溶液来刻蚀铜，制造印刷线路，铜在氯化铁溶液中能作还原剂，而FeC13是氧化剂。 5.在亚铁盐溶液中加入铁粉可防止Fe2+被氧化为Fe3+。 6.Fe2+有还原性，高锰酸钾、重铬酸钾、过氧化氢等氧化剂能把它氧化成Fe3+。 7.在亚铁盐溶液中通入氣气，溶液由浅绿色变为棕黄色。 【典例1】部分含铁物质的类别与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是（　　） A．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系 B．可将e加入浓碱液中制得d的胶体 C．b既可被氧化，也可被还原 D．可由化合反应制得d 【变式1】下列关于铁及其化合物说法不正确的是（　　） A．在钢铁厂的生产中，炽热的铁水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥 B．Fe（OH）3胶体呈红褐色，可以通过向FeCl3溶液加入NaOH溶液制得 C．FeCl2溶液存放时，在溶液中放入少量的铁粉，目的是防止Fe2+被氧化 D．电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀铜箔，制造印刷线路板 【变式2】下列有关铁、铁矿石与铁的氧化物的说法正确的是（　　） A．在铁和铁的氧化物中，只有铁单质具有磁性 B．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，Fe2O3俗称铁红 C．FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3 D．铁的氧化物能与酸反应生成盐和水，因此Fe3O4、Fe2O3、FeO都属于碱性氧化物 【变式3】部分含Fe、Cu物质的价﹣类二维图如图所示，下列说法正确的是（　　） A．若g为氯化物，则g一定可通过a发生化合反应制得 B．若蒸干h溶液并灼烧，一定存在转化关系：h→f→d→a C．若c为黑色粉末，则组成c的金属元素一定位于元素周期表ds区 D．用e检验糖类，若有b生成，则该糖类一定为葡萄糖 题型10 硫酸亚铁的制备 解｜题｜知｜识 一、硫酸亚铁的制备实验 1．硫酸亚铁的制备原理 稀硫酸与铁屑反应，经沉淀结晶，脱水即得到硫酸亚铁，其反应式如下：Fe+H2SO4═FeSO4十H2↑ 2．硫酸亚铁的制备实验步骤 1）将废铁屑放入盛有热烧碱液的烧杯中洗涤2次，用玻璃棒搅拌，滤去碱液，用蒸馏水洗净。 2）在烧杯中加入40mL15%稀硫酸，加足量洗涤后的废铁屑，使稀硫酸 浸没废铁屑 3）将烧杯放在70℃水浴的大烧杯中小心加热，直到只有少量气泡产生。 4）用少量热水预热过滤器，然后将溶液趁热过滤。 5）把滤液放在有纯铁屑的烧杯中用70℃水浴加热，搅拌，至溶液呈浅绿色为止（杯底留有少量铁屑）。 6）趁热过滤。将滤液转入试管中，用橡皮塞塞住试管口，静置、冷却、结晶，观察硫酸亚铁晶体的形成。 7）倒去上层清液，将晶体溶于少量热水中，再冷却、结晶后，取出晶体用少量水洗涤2﹣﹣3次，再用滤纸将晶体吸干。 8）把制得的硫酸亚铁晶体放在广口瓶中，密封保存。 二、硫酸亚铁的性质 1）还原性。硫酸亚铁中铁处于正二价，具有极强的还原性，硫酸亚铁的保存时要防止亚铁离子被空气中的氧气所氧化。故亚铁盐通常的保存方法是加入铁粉。 2）盐类的通性：硫酸亚铁和氢氧化钠反应的实验现象：先生成白色沉淀，沉淀迅速转为灰绿色，最后得到红褐色沉淀。化学反应方程式：FeSO4+2NaOH＝Fe（OH）2+Na2SO4，4Fe（OH）2+O2+2H2O＝4Fe（OH）3。 【典例1】以铜精矿（主要含有Cu、CuO，还有少量Fe、SiO2）为原料制备胆矾（CuSO4•5H2O）的工艺流程如图所示。下列说法错误的（　　） A．通常将铜精矿研磨成粉末，以提高反应速率 B．“氧化浸出”过程会产生污染气体SO2 C．“滤渣”的成分为SiO2 D．“胆矾”为纯净物，属于盐类 【变式1】实验室可利用硫酸厂废渣（主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等）制备聚铁和绿矾（FeSO4•7H2O），聚铁的化学式可表示为Fe2（OH）n（SO4）3﹣0.5n]m，主要工艺流程图：下列说法正确的是（　　） A．炉渣中FeS与稀硫酸和氧气反应的离子方程式为：4FeS+3O2+12H+═4Fe3++4S↓+6H2O B．气体M的成分是SO2，通入H2O2溶液得到硫酸，可循环使用 C．向溶液X中加入过量铁粉，充分反应后过滤得到溶液Y，再经蒸干即得绿矾 D．溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数，若其pH偏小，将导致聚铁中铁的质量分数偏大 题型11 制取氢氧化铁、氢氧化亚铁 解｜题｜知｜识 实验目的： 制取氢氧化铁、氢氧化亚铁 实验原理： 实验室可用可溶的 的盐溶液与强碱反应制取氢氧化铁，实验室也可用可溶的 的盐溶液与强碱反应制取氢氧化亚铁 实验仪器： 试管、胶头滴管 实验药品： 氯化铁溶液、硫酸亚铁溶液、氢氧化钠溶液 实验步骤： 1．在两支试管里分别加入少量氯化铁和硫酸亚铁溶液，然后滴加氢氧化钠溶液． 2．氯化铁溶液：生成红褐色沉淀；硫酸亚铁溶液：先生成白色絮状沉淀，而后迅速变为灰绿色，最后变为红褐色． 实验结论： 1．氯化铁溶液：铁离子与氢氧根离子生成氢氧化铁沉淀． 2．硫酸亚铁溶液：亚铁离子与氢氧根离子生成氢氧化亚铁沉淀，接着被氧气氧化为氢氧化铁． 【典例1】一种制备Fe（OH）2的改进装置如图所示。下列说法正确的是（　　） A．保存FeSO4溶液时加入铁粉是为了防止FeSO4被还原 B．实验时先注入稀硫酸，再注入NaOH溶液和FeSO4溶液 C．装置N的唯一作用是判断装置M中的空气是否排尽 D．用铁粉代替Na2CO3粉末，也能排尽装置内空气 【变式1】一种制备Fe（OH）2的改进装置如图所示，使用的试剂有Fe、稀硫酸和NaOH溶液。下列说法不正确的是（　　） A．实验室保存FeSO4溶液需加入少量铁粉 B．装置d的作用是液封，防止外界空气进入装置c中 C．反应前需对装置进行气密性检查 D．装置a中装有NaOH溶液，装置c中是稀硫酸 【变式2】实验室用FeCl2和烧碱制备Fe（OH）2，为使生成的产物不被氧化，下列说法不正确的是（　　） A．配制FeCl2溶液和烧碱溶液所用的蒸馏水要煮沸 B．产生Fe（OH）2沉淀后，不能振荡试管 C．可在FeCl2溶液的上面加一层植物油，以隔绝空气 D．向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入试管中 【变式3】实验室用如图所示装置制备Fe（OH）2沉淀，使用的试剂有Fe、稀硫酸、NaOH溶液。下列相关说法错误的是（　　） A．装置a中装有稀硫酸，装置c中装有NaOH溶液 B．实验时先关闭K1打开K2、K3，目的是排尽装置中的空气 C．反应一段时间后，关闭K2打开K1，最终可在装置b中得到沉淀 D．装置d的作用是液封，防止外界空气进入装置c中 题型12 探究铁盐的净水作用 解｜题｜知｜识 铁盐净水原理：Fe3+易水解，实验室可将饱和FeCl3溶液滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，胶体粒子的直径一般在1nm～100nm之间，它决定了胶体粒子具有巨大的表面积，吸附力很强，能在水中吸附悬浮固体或色素形成沉淀，从而使水净化。 【典例1】下列说法不正确的是（　　） A．明矾[KAl（SO4）2•12H2O]在水中能形成Al（OH）3胶体，可用作净水剂 B．江河入海口三角洲的形成通常与胶体的性质有关 C．用激光笔检验淀粉溶液的丁达尔效应 D．向煮沸的1 mol•L﹣1 NaOH溶液中滴加FeCl3饱和溶液制备Fe（OH）3胶体 【变式1】下列推断合理的是（　　） A．明矾[KAl（SO4）2•12H2O]在水中能形成Al（OH）3胶体，可用作净水剂 B．金刚石是自然界中硬度最大的物质，不可能与氧气发生反应 C．浓H2SO4有强氧化性，不能与Cu发生剧烈反应 D．将SO2通入品红溶液，溶液褪色后加热恢复原色；将SO2通入溴水，溴水色后加热也能恢复原色 题型13 有关过量问题的计算 解｜题｜知｜识 1、过量计算的主要特征： 1）已知两种或两种以上反应的量；2）已知两种或两种以上混合物的总量． 2、化学计算的常用方法和技巧： （1）守恒法：包括质量守恒、元素守恒、原子守恒、离子守恒、电子守恒、电荷守恒等． 【典例1】今有浓度均为3mol•L﹣1的盐酸和硫酸各100mL，分别加入等质量的Fe粉，反应完毕后生成气体的质量之比为3：4，则加入盐酸中的铁粉的质量为（　　） A．5.6g B．8.4g C．11.2g D．16.8g 【变式1】在给定条件下，下列加点的物质在化学反应中完全消耗的是（　　） A．用50mL 12 mol•L﹣1的氯化氢水溶液与足量二氧化锰共热制取氯气 B．将1g铝片投入20mL 18.4 mol•L﹣1的硫酸中 C．向100mL 3 mol•L﹣1的硝酸中加入5.6g铁 D．常温常压下，0.1mol氯气通入1L水中反应 题型14 有关混合物反应的计算 解｜题｜知｜识 混合物反应的计算是化学计算中的一种最基本的类型．混合物可以是固体、气体或溶液，解题过程中必须仔细审题，理清各物质之间量的关系，必要时可采用图示或简捷的化学用语表示．二元混合物是混合物计算中最重要也是最基本的一种类型．： 【典例1】取mg铜镁合金完全溶于浓硝酸中，反应过程中产生一定量的NO2气体和N2O4气体，将反应产生的气体与2.24L的O2（已折算到标准状况）一起通入水中，恰好完全反应生成硝酸；在合金与硝酸反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为13.8g。则m等于（　　） A．7.0 B．8.4 C．9.8 D．10.2 【变式1】某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解9.6g。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（已知硝酸只被还原为NO气体）。下列分析或结果错误的是（　　） A．原混合酸中的物质的量为0.2mol B．OA段产生的是NO，AB段发生的反应为Fe+2Fe3+═3Fe2+，BC段产生氢气 C．第二份溶液中最终溶质为FeSO4 D．H2SO4浓度为2.0mol/L 【变式2】现有100mL混酸溶液，HNO3和H2SO4的浓度分别为0.2mol/L、0.1mol/L。向该混合溶液中加入0.03mol铜粉，加热使其充分反应（假设溶液体积变化忽略不计），下列说法不正确的是（　　） A．整个反应过程中，共转移了0.06mol电子 B．反应后所得气体产物为NO，标准状况下体积为0.224L C．所得溶液中Cu2+的浓度为0.15mol/L D．充分反应后，铜粉有剩余 【变式3】向铁粉和铜粉组成的混合物中加入某浓度的稀硝酸，充分反应后测得生成NO的体积V（NO）（已换算成标准状况下）、固体剩余质量m随加入稀硝酸的体积的变化如图所示（设硝酸的还原产物只有NO）。下列说法错误的是（　　） A．a点时，发生的离子反应是 B．稀硝酸的浓度为4mol/L C．原固体混合物中含铜9.6g D．b点对应的溶液中含有的金属阳离子为Fe2+和Cu2+ 题型15 几组未知物的检验 解｜题｜知｜识 未知物：四瓶未知溶液（分别是Na2SO4溶液、MgSO4溶液、Al2（SO4）3溶液、FeSO4溶液）。 （1）实验原理：四种溶液阴离子相同，只需要检验出SO42﹣就行；所含阳离子各不相同，用NaOH溶液可检验出溶液中Mg2+、Al3+、Fe2+的三种离子；通过焰色反应可确定Na2SO4溶液。 （2）实验设计：将四种溶液分别编为1，2，3，4号，进行如下实验： 1）用四支试管分别贴上1、2、3、4的标签，并分别取上面对应的溶液各1 mL，进行如下的操作： 2）用步骤1）中没有现象的溶液做焰色反应实验，观察火焰的颜色。由火焰黄色确定含有Na+； 3）另用4支洁净的试管，各取1 mL原溶液。向各试管中滴加适量盐酸，观察现象。再分别向4支试管中滴加适量的BaCl2溶液，观察现象。从产生的白色沉淀，可推知四支试管中均含SO42﹣离子。 【典例1】有a、b、c、d、e五种气体，现进行下列实验： 实验操作 现象 （1）a和c混合 产生白烟 （2）b和d混合 气体变红棕色 （3）a和e分别通入少量溴水中 溴水均变成无色透明的液体 （4）b和e分别通入氢硫酸中 均产生淡黄色浑浊 则a、b、c、d、e依次可能是（　　） A．NH3、NO、HCl、O2、SO2 B．HCl、O2、NH3、NO、SO3 C．HCl、CO2、NH3、H2S、CO2 D．NH3、O2、HCl、NO、SO2 【变式1】有一包白色粉末，可能含有CaCl2、Ba（NO3）2、Na2SO4、Na2CO3四种物质中的几种，做如下实验： ①取少量固体溶于水，振荡，有白色沉淀产生； ②向①中所得浊液中加入过量稀盐酸，白色沉淀完全溶解，有气泡产生； ③取②中所得溶液滴入AgNO3溶液，有白色沉淀产生。 据上述实验现象，下列关于白色粉末组成的分析错误的是（　　） A．可能只含Na2CO3和Ba（NO3）2 B．可能只含Na2CO3和CaCl2 C．可能只含Na2CO3、CaCl2和Ba（NO3）2 D．一定含有Na2CO3和CaCl2，可能含有Ba（NO3）2 【变式2】粉末X可能由Na2CO3、KNO3、MgCl2、CuSO4、FeCl3、FeCl2中的两种或多种组成，为了确定其组成，取一定量的X，分别加入足量下列试剂，实验记录如表： 实验 加入试剂 现象 ⅰ 蒸馏水 澄清透明溶液（将溶液分为a、b、c三等份） ⅱ 向溶液a中先加足量稀盐酸，后加氯化钡溶液 前者：无明显现象，后者：产生白色沉淀 ⅲ 向溶液b中先滴加KSCN溶液，后滴加新制氯水直至足量 前者：无明显现象，后者：溶液先变红色后红色褪去 ⅳ 向溶液c中滴加足量NaOH溶液 有沉淀生成 下列有关说法正确的是（　　） A．X中一定不含有FeCl3、Na2CO3、KNO3 B．X中一定含有CuSO4、FeCl2、MgCl2 C．实验ⅲ中“红色褪去”的原因是溶液中无Fe3+ D．实验ⅳ中一定能观察到“白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色” 【变式3】某白色粉末样品，可能含有NaHCO3、Na2SO4、NaOH和Cu（NO3）2，取少量样品进行如下实验：（已知 ①溶于水，得到无色透明溶液； ②向①的溶液中滴加过量稀盐酸，有气体逸出； ③另取该样品溶于水，向其中滴加BaCl2溶液有沉淀生成。 该样品中一定存在的是（　　） A．NaHCO3 B．NaHCO3、Na2SO4 C．NaHCO3、Cu（NO3）2 D．NaHCO3、NaOH 过 关 验 收 1．化合价和物质类别是整理元素及化合物知识的两个要素，可表示为“价﹣类”二维图。铁元素的“价﹣类”二维图如图所示，下列说法正确的是（　　） A．工业上用CO还原Fe2O3炼铁，该反应为置换反应 B．Fe3O4中铁元素为+4价 C．维生素C能将Fe3+转化为Fe2+，该过程中维生素C作还原剂 D．Fe（OH）2浊液露置于空气中，由白色立即变为红褐色 2．下列物质在一定条件下的转化均能一步实现的是（　　） A．Na→Na2O2→NaOH→Na2CO3 B．Fe3O4FeFeCl3 C．Al→Al2O3→Al（OH）3→Na[Al（OH）4] D．CaCl2溶液CaCO3CO2 3．如图为铁的价类二维图，箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是（　　） A．铁与氧气的燃烧反应可实现上述转化① B．加热Fe（OH）3发生转化③，Fe（OH）3与HI反应发生④ C．可通过Fe（OH）2与稀硝酸反应实现转化⑤，计量数之比为1：2 D．K2FeO4作为新型净水剂可实现转化⑥，既能杀菌消毒又能净水 4．常见金属铜和铁的单质及其化合物在工业和生活中有广泛应用，部分含铜、铁物质的“价﹣类”二维图如图所示，下列叙述错误的是（　　） A．单质a的还原性弱于单质d B．e可用作橡胶的红色颜料 C．c和f均是二元弱碱，均能与盐酸发生复分解反应 D．在高温下，1mol单质d与足量水蒸气反应，转移3mol电子 5．某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的Fe（OH）2，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是（　　） A．蒸馏烧瓶中反应的离子方程式是2Fe+6H+＝3Fe2++3H2↑ B．实验开始时应先关闭止水夹a、打开止水夹b，再向烧瓶中加入稀盐酸 C．反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀 D．反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，则Fe （OH）2可较长时间存在 6．下列各图示中能较长时间看到Fe（OH）2白色沉淀的是（　　） A．①②④ B．①②③ C．①② D．②③④ 7．将等物质的量的Na2O2和Al同时放入足量的水中，充分反应后收集到混合气体4.48L（标准状况下），再向反应后的溶液中缓慢滴入1mol/L盐酸至沉淀恰好溶解。下列说法错误的是（　　） A．标准状况下，混合气体中氢气与氧气的体积比为3：1 B．加入的固体过氧化钠为7.8g C．当滴加200mL盐酸时，沉淀的质量达到最大值 D．最终消耗的盐酸为400mL 8．将mgCu完全溶于0.5L6mol/L的HNO3溶液中，得到标况下4.48LNO2与NO的混合气体，产生的混合气体通入标况下2.24LO2恰好能溶于水，向反应后的溶液中加入VL5mol/L的NaOH溶液恰好使溶液中的Cu2+沉淀，下列说法错误的是（　　） A．m＝12.8 B．V（NO2）：V（NO）＝1：1 C．V＝0.08 D．与铜反应的硝酸的物质的量为0.6mol 9．有一包白色粉末由CuSO4、CaCO3、BaCl2、Na2SO4、NaOH中的两种或两种以上物质混合而成，为探究其组成，进行如下实验： ①加水搅拌溶解，有白色沉淀B生成，过滤得无色溶液C； ②取白色沉淀B于试管中，加入足量的稀盐酸，沉淀全部溶解且有无色气体放出； ③另取无色溶液C，通入定量的CO2，有白色沉淀D生成，过滤得无色滤液E。 下列说法错误的是（　　） A．原白色粉末中一定不含有CuSO4、Na2SO4 B．原白色粉末中一定含有CaCO3、BaCl2、NaOH C．若无色滤液E中只含一种溶质，则无色滤液E中的溶质为Na2SO4 D．白色沉淀D的化学式为BaSO4 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三章 第一节 铁及其化合物 内 容 导 航 题型1 铁的物理性质 题型2 铁的化学性质 题型3 铁的氧化物的性质 题型4 铁的氢氧化物的性质 题型5 铁离子与亚铁离子的检验 题型6 铁盐和亚铁盐的相互转化 题型7 常见金属的活动性顺序及其应用 题型8 高铁酸盐的性质和作用 题型9 铁及其化合物的相互转化 题型10 硫酸亚铁的制备 题型11 制取氢氧化铁、氢氧化亚铁 题型12 探究铁盐的净水作用 题型13 有关过量问题的计算 题型14 有关混合物反应的计算 题型15 几组未知物的检验 考 点 演 练 题型1 铁的物理性质 解｜题｜知｜识 （1）物理性质：银白色光泽、密度大，熔沸点高，延展性、导电、导热性较好、能被磁铁吸引。 （2）化学性质： ①与非金属的反应； 1.在纯氧中燃烧（生成四氧化三铁）； 2.与氯气反应（生成氯化铁，生成三价铁，氯气的氧化性强）； 3.与硫单质反应（生成硫化亚铁，生成二价亚铁，S的氧化性弱）； 4.与水蒸气反应（反应条件为高温，生成四氧化三铁与氢气）； 5.与酸反应（与非氧化性酸反应发生置换反应；与氧化性酸反应发生氧化还原反应），常温下铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸会发生钝化； 6.与盐反应。 （3）存在形式：既能以游离态，又能以化合态形式存在。 题型2 铁的化学性质 解｜题｜知｜识 一、Fe单质的性质： 内容 铁（Fe） 原子结构 周期表中位置 第4周期第Ⅷ族 小结 过渡金属，表现还原性 物理性质 颜色 银白色有金属光泽 状态 固体 熔沸点 较高 硬度 较硬 密度 较大，是重金属 导电性 较好；铁具有铁磁性 化 学 性 质 与 单 质 价态 +2；+3 O2 3Fe+2O2Fe3O4 小结 ①在潮湿空气中，不纯的铁发生吸氧腐蚀（电化学腐蚀）。 ②铁锈的形成： Fe2++2OH﹣＝Fe（OH）2↓，4Fe（OH）2+2H2O+O2═4Fe（OH）3↓， 红褐色的Fe（OH）3失去部分水便得到铁锈 （Fe2O3•nH2O）。也： 4Fe+3O2+nH2O＝2Fe2O3•nH2O． Cl2 2Fe+3Cl22FeCl3 S、I2 Fe+SFeS Fe+I2FeI2 小结 ①变价金属Cu和Fe与氧化性较弱的S、I2反应只能生成价态较低的金属化合物。 与H2O 3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2↑ 与非氧化性酸 HCl Fe+2H+＝Fe2++H2↑ H2SO4 与 氧 化 性 酸 HNO3 Fe+4HNO3（稀）＝Fe（NO3）3+NO↑+2H2O Fe+6HNO3（浓）═Fe（NO3）3+3NO2↑+3H2O 浓 H2SO4 2Fe+6H2SO4（浓）═Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O 小结 ①浓硫酸或浓硝酸与铁在常温下发生钝化现象； ②铁与氧化性酸反应，主要不产生H2； ③铁和硝酸、浓硫酸反应，当铁过量时生成Fe2+． 与盐溶液 能置换出活动性顺序表排在其后面的金属单质： Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；Fe+2Fe3+＝3Fe2+ 二、铁的氧化物的性质： 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 名称（俗名） 氧化亚铁 三氧化二铁 （氧化铁，铁红） 四氧化三铁 （磁性氧化铁） 色、态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 溶解性 都难溶于水 金属价态 +2 +3 +2；+3 磁性 无 无 有 与HCl反应 FeO+2H+ ＝Fe2++H2O Fe2O3+6H+ ＝2Fe3++3H2O Fe3O4+8H+ ＝Fe2++2Fe3++4H2O 与HNO3反应 3FeO+10H++NO3﹣ ＝3Fe3++NO↑+5H2O Fe2+ 被氧化为Fe3+ 与HI反应 FeO+2H+＝Fe2++H2O Fe2O3+6H++2I﹣ ＝2Fe2++I2+3H2O Fe3+ 被还原为Fe2+ 与 还 原 剂 （高温） H2 H2+FeOFe+H2O 3H2+Fe2O32Fe+3H2O 4H2+Fe3O43Fe+4H2O CO CO+FeOFe+CO2 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 4CO+Fe3O43Fe+4CO2 Al 2Al+3FeO3Fe+Al2O3 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 8Al+3Fe3O49Fe+4Al2O3 稳定性 不稳定，可被氧化，在空气中加热被氧化成Fe3O4 较稳定 用途 颜料 磁性材料 三、铁的氢氧化物的性质： 物质 氢氧化亚铁 氢氧化铁 化学式 Fe（OH）2 Fe（OH）3 物理 性质 色、态 白色絮状固体 红褐色固体 水溶性 都难溶于水 酸碱性 都是弱碱 与酸 反应 盐酸 Fe（OH）2+2H+＝Fe2++2H2O Fe（OH）3+3H+＝Fe3++3H2O 硝酸 3Fe（OH）2+10HNO3＝3Fe（NO3）3+NO↑+8H2O 稳定性 不稳定易被空气中氧气氧化，白色迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 不稳定，受热易分解 4Fe（OH）2+O2+2H2O＝4Fe（OH）3 2Fe（OH）3 Fe2O3+3H2O 实验 室制 取 原理 Fe2++2OH﹣＝Fe（OH）2↓ Fe3++3OH﹣＝Fe（OH）3↓ 注意 如何避免被氧化变质？ ①FeSO4晶体中不能含有 Fe3+； ②配制FeSO4溶液加入少量铁粉； ③配制溶液的蒸馏水及NaOH溶液均须用“煮沸”等方法以除去其中溶解的氧气； ④反应过程避免和空气接触。 如何制备氢氧化铁胶体？ 向沸水中滴加几滴FeCl3溶液而得，FeCl3不宜过多，浓度不宜过大，加热时间不宜过长，否则容易产生沉淀。 四、Fe2+和Fe3+ 离子 Fe2+[FeSO4] Fe3+[Fe2（SO4）3] 溶液中颜色 浅绿色 棕黄色 化 学 性 质 氧 化 剂 HNO3 3Fe2++4H++NO3﹣ ＝3Fe3++2H2O+NO↑ 不反应 O3、H2O2等 将Fe2+氧化成Fe3+ 还 原 剂 Na2S Fe2++S2﹣＝FeS↓ 2Fe3++S2﹣（少）＝2Fe2++S↓ 2Fe3++3S2﹣（过）＝2FeS↓+S↓ H2S 不反应 2Fe3++S2﹣（少。过）＝2Fe2++S↓ 小结 ①FeS能溶于硫酸、盐酸 HI 不反应 2Fe3++2I﹣＝2Fe2++I2 不反应 总结 ①Fe2+具有还原性，易被氧化；加入氧化剂，溶液由浅绿色变为棕黄色 ②Fe3+具有强氧化性，可以氧化还原性较强的物质 NaOH 溶液 反应 Fe2++2OH﹣＝Fe（OH）2↓ 4Fe（OH）2+O2+2H2O＝4Fe（OH）3 Fe3++3OH﹣＝Fe（OH）3↓ 现象 先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 生成红褐色沉淀 水溶 液中 稳定 性 水解 水解；易被氧化变质 水解 Fe2++2H2O═Fe（OH）2+2H+ 如绿矾净水 （再被氧化为Fe（OH）3） Fe3++3H2O═Fe（OH）3+3H+ Fe（OH）3胶体具有吸附性，可用于净化水 讨论 若将它们的水溶液蒸干得到什么物质？灼烧呢？ 双水解 CO32﹣、AlO2﹣、HCO3﹣ 离子共存 ①酸性：MnO4﹣、NO3﹣、ClO﹣等不能共存； ②与 OH﹣、S2﹣等 ①与S2﹣、SO32﹣、I﹣；②与OH﹣； ③与CO32﹣、HCO3﹣、AlO2﹣； ④与 SCN﹣． 保存 ①加入少量铁粉，防止被氧化 ②滴入少量硫酸（对应酸）抑制水解 滴入少量硫酸 （对应酸）抑制水解 离 子 的 检 验 、 鉴别 观察法 溶液呈浅绿色 溶液呈棕黄色 碱液法 （NaOH、氨水等） 先生成白色沉淀，又迅速转变为灰绿色，最后变成红褐色 生成红褐色沉淀 SCN﹣法 无明显现象 溶液呈血红色 H2S法 有浅黄色沉淀析出（或变浑浊） 苯酚法 溶液呈紫色 淀粉﹣KI法 淀粉﹣KI试纸变蓝色 KMnO4溶液 （溴水）法 能使紫色（橙红色）褪去 不褪色 铜片法 无明显现象 溶液逐渐变为蓝绿色、铜片逐渐减小 五、“铁三角”： 六、知识网络 涉及铁及其化合物的几个与量有关的离子方程式 1．铁与稀HNO3反应： （1）Fe+4HNO3＝Fe（NO3）3+NO↑+2H2O﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① （2）3Fe+8HNO3＝3Fe（NO3）2+2NO↑+4H2O﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② （3）2Fe（NO3）3+Fe＝3Fe（NO3）2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③ 【1】当时，按反应①进行； 【2】当时，按反应②进行； 【3】当时，则反应①、②都发生。 上述反应可以认为先发生反应①，若有Fe剩余则发生③，合并①、③即可得到反应②，所以无论是反应①还是反应②，被还原的HNO3都占参与反应HNO3的。 2．Cl2与FeBr2溶液反应： 由于还原性Fe2+＞Br﹣，Cl2应先氧化Fe2+，待Fe2+被氧化完全后再氧化Br﹣。 ①当Cl2少量，只氧化Fe2+时，即n（Cl2）：n （FeBr2）≤1：2时，离子方程式为： Cl2+2Fe2+═2Fe3++2Cl﹣ ②当Cl2过量，Fe2+、Br﹣全被氧化时，即n（Cl2）：n （FeBr2）≥3：2时，离子方程式为： 3Cl2+2Fe2++4Br﹣═2Fe3++6Cl﹣+2Br2 ③当Cl2将Fe2+全部氧化，Br﹣部分氧化时，即1：2＜n（Cl2）：n （FeBr2）＜3：2时，离子方程式写为：2Cl2+2Fe2++2Br﹣═2Fe3++4Cl﹣+Br2等多种，依具体用量而定。 3．Cl2与FeI2溶液反应： 由于还原性I﹣＞Fe2+，Cl2应先氧化I﹣，待I﹣完全被氧化后再氧化Fe2+。 ①当Cl2少量，只氧化I﹣时，即n（Cl2）：n （FeI2）≤1：1时，离子方程式为： Cl2+2I﹣═2Cl﹣+I2 ②当 Cl2过量，I﹣、Fe2+全被氧化时，即n（Cl2）：n （FeI2）≥3：2时，离子方程式为： 3Cl2+2Fe2++4I﹣═2Fe3++6Cl﹣+2I2 ③当Cl2将I﹣全部氧化，Fe2+部分氧化时，即1：1＜n（Cl2）：n （FeI2）＜3：2时，离子方程式可写为：4Cl2+2Fe2++6I﹣═2Fe3++8Cl﹣+3I2等多种，依具体用量而定。 【典例1】某些化学知识用数轴表示更形象直观、简明易记。下列用数轴表示正确的是（　　） A 铁和稀硝酸反应 B 氨水与SO2反应后溶液中的铵盐 C Li与O2加热反应的产物 D 硫化钠和亚硫酸钠混合溶液中滴加稀硫酸 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解答】解：A．铁与稀硝酸反应，产物和的关系，铁过量时：3Fe+8HNO3＝3Fe（NO3）2+2NO↑+4H2O，当，只生成Fe2+；硝酸过量时：Fe+4HNO3＝Fe（NO3）3+NO↑+2H2O，当，只生成Fe3+；当，产物为Fe2+和Fe3+的混合物，数轴表示正确，故A正确； B．氨水与SO2反应，产物和的关系：（SO2过量），方程式为：NH3•H2O+SO2＝NH4HSO3，产物为NH4HSO3；（氨水过量），方程式为：2NH3•H2O+SO2＝（NH4）2SO3+H2O，产物为（NH4）2SO3；，产物为两者混合物，数轴中产物位置颠倒，表示错误，故B错误； C．Li是活泼性较弱的碱金属，与O2加热反应只生成Li2O，不会生成Li2O2，所以数轴表示错误，故C错误； D．Na2S和Na2SO3加稀硫酸反应：，产物和的关系：（S2﹣过量），多余S2﹣结合氢离子转化生成H2S，产物为S和H2S；（过量），多余结合氢离子转化生成SO2，产物为S和SO2。数轴中产物位置颠倒，故D错误； 故选：A。 【变式1】部分含铁元素物质的类别与相应化合价关系如图所示。下列描述不合理的是（　　） A．a与水蒸气在高温下反应可生成d B．一定条件下，f、g、h均可通过化合反应得到 C．h、i具有强氧化性，均可用于自来水的消毒和净水 D．可实现a→g→h→f→d→a的转化 【答案】C 【解答】解：A．a是Fe，c是Fe3O4，铁与水蒸气在高温下反应可生成Fe3O4，故A正确； B．Fe（OH）3可通过化合反应4Fe（OH）2+O2+2H2O＝4Fe（OH）3得到，亚铁盐可通过化合反应2FeCl3+Fe＝3FeCl2得到，铁盐可通过化合反应反应得到2Fe+Cl22FeCl3，一定条件下，f、g、h均可通过化合反应得到，故B正确； C．高铁酸盐的强氧化性可用于自来水的消毒，高铁酸盐的还原产物是Fe3+，Fe3+水解生成的Fe（OH）3胶体可用于自来水的净水，但铁盐不具有消毒作用，故C错误； D．FeFe2+Fe3+Fe（OH）3Fe2O3Fe，可实现a→g→h→f→d→a的转化，故D正确； 故选：C。 【变式2】常温下，下列物质可用铁质容器盛装的是（　　） A．稀硝酸 B．浓硫酸 C．浓盐酸 D．硫酸铜溶液 【答案】B 【解答】解：A．稀硝酸与铁反应，稀硝酸能腐蚀铁，不能用铁制品容器盛装，故A错误； B．浓硫酸具有强氧化性，常温下使铁钝化生成致密氧化膜，可阻止反应继续进行，能用铁制容器盛装，故B正确； C．铁和浓盐酸会发生反应生成氯化亚铁，不能用铁制容器盛装，故C错误； D．铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，不能用铁制容器盛装，故D错误； 故选：B。 【变式3】将1.0g硫粉和2.0g铁粉均匀混合，放在陶土网上堆成条状。用灼热的玻璃棒触及混合粉末的一端引发反应，反应剧烈。实验中可能发生哪些化学反应　 。（用化学方程式表示） 【答案】Fe+S FeS、3Fe+2O2Fe3O4、S+O2 SO2。 【解答】解：硫粉和铁粉反应Fe+S FeS，、，铁与硫按物质的量1：1发生化合反应，因此S完全反应后，铁过量，与氧气反应；接触空气的硫单质在高温下也会直接和氧气反应生成二氧化硫，， 故答案为：Fe+S FeS、3Fe+2O2Fe3O4、S+O2 SO2。 题型3 铁的氧化物的性质 解｜题｜知｜识 铁的氧化物 名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 ﹣ 铁红 磁性氧化铁 颜色状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体（有磁性） 溶解性 均难溶于水，不与水反应 铁的化合价 +2 +3 +2，+3 稳定性 不稳定 稳定 稳定 与酸反应 均能与酸反应 注意：氧化亚铁和氧化铁属于碱性氧化物；四氧化三铁不属于碱性氧化物（Fe3O4与酸反应生成Fe2+、Fe3+盐）。 氧化铁的用途：用作油漆、涂料、冶炼铁等。 【典例1】如图所示装置，可用以制取和观察Fe（OH）2在空气中被氧化时颜色的变化。下列说法错误的是（　　） A．实验前，应事先煮沸溶液除去溶解氧 B．装置Ⅰ可制取FeSO4溶液并排尽装置内空气 C．关闭止水夹可观察到装置Ⅱ中溶液进入装置Ⅰ中 D．取下装置Ⅱ的橡皮塞可观察沉淀颜色变化 【答案】C 【解答】解：A．溶液中会溶解少量的氧气，氧气能氧化氢氧化亚铁，所以实验前，应事先煮沸溶液除去溶解氧，故A正确； B．铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，氢气能排尽装置中的空气，所以装置Ⅰ可制取FeSO4溶液并排尽装置内空气，故B正确； C．铁和硫酸反应有氢气生成，关闭止水夹，导致装置I中氢气所产生的压强逐渐增大使FeSO4溶液被压入装置Ⅱ中，故C错误； D．氢氧化亚铁不稳定，容易被空气中的氧气氧化生成红褐色的氢氧化铁，取下装置Ⅱ的橡皮塞空气进入试管，氢氧化亚铁被氧气氧化，可观察沉淀颜色变化，故D正确； 故选：C。 【变式1】丹霞地貌在中国广泛分布，其岩层呈红色是因为含有（　　） A．Fe2O3 B．CuO C．Fe3O4 D．Cu（OH）2 【答案】A 【解答】解：A．Fe2O3为红色固体； B．CuO为黑色固体； C．Fe3O4为黑色固体； D．Cu（OH）2为蓝色固体； 故选：A。 【变式2】人类的生产生活离不开材料的应用。下列说法错误的是（　　） A．长征五号系列运载火箭所使用的耐高温陶瓷属于新型无机非金属材料 B．人民币票面文字处采用了含Fe3O4的磁性油墨，Fe3O4常用作红色颜料 C．北斗系列卫星上使用的硅太阳能电池阵，能将太阳能直接转化为电能 D．回收神舟十七号返回舱时使用了势纶降落伞，势纶是有机高分子材料 【答案】B 【解答】解：A．耐高温陶瓷属于新型无机非金属材料，故A正确； B．常用作红色颜料的是Fe2O3，Fe3O4为黑色固体，故B错误； C．硅太阳能电池将太阳能直接转化为电能，故C正确； D．势纶是一种有机高分子材料，具有高强度和耐热性，常用于制作降落伞等，故D正确； 故选：B。 【变式3】《物理小识》中记载：“青矾（主要成分为FeSO4•7H2O）厂气熏人，衣服当之易烂，栽木不茂。”下列叙述错误的是（　　） A．常温下，FeSO4•7H2O为绿色固体 B．青矾厂气有臭鸡蛋气味 C．青矾厂气中含有硫元素 D．青矾厂气的大量排放会导致形成酸雨 【答案】B 【解答】解：青矾为结晶水合物，加热发生氧化还原反应生成氧化铁，同时生成二氧化硫、三氧化硫和水蒸气； A．FeSO4•7H2O为青矾，说明颜色呈绿色，所以常温下，FeSO4•7H2O为绿色固体，故A正确； B．青矾厂气为SO2、SO3，H2S有臭鸡蛋气味，故B错误； C．青矾厂气中含有SO2、SO3，所以青矾厂气中含有硫元素，故C正确； D．SO2、SO3都是形成酸雨的主要成分，青矾厂气中含有SO2、SO3，所以青矾厂气的大量排放会导致形成酸雨，故D正确； 故选：B。 题型4 铁的氢氧化物的性质 解｜题｜知｜识 （1）铁的氢氧化物：氢氧化铁、氢氧化亚铁； （2）铁的氢氧化物的性质 铁的氢氧化物 氢氧化亚铁 氢氧化铁 化学式 Fe（OH）2 Fe（OH）3 颜色、状态 白色絮状固体 红褐色固体 物质类别 碱 碱 水溶性 难溶于水 难溶于水 制备 硫酸亚铁+氢氧化钠 氯化铁+氢氧化钠 能否与盐酸反应 能 能 稳定性 不稳定，易被空气中的氧气氧化成氢氧化铁 加热条件下会分解成氧化铁和水 转化关系 氢氧化亚铁+氧气+水→氢氧化铁 注意：氢氧化亚铁不稳定，易被空气中的氧气氧化成氢氧化铁，在溶液中，先生成白色沉淀，然后沉淀迅速变为灰绿色，最终变成红褐色沉淀（氢氧化铁）。 【典例1】铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝：下列说法中错误的是（　　） A．①②中除加试剂外，还需要进行过滤操作 B．a、b中铝元素的化合价不相同 C．③中需要通入过量的CO2 D．④进行的操作是加热，而且d一定是氧化铝 【答案】B 【解答】解：铝土矿加盐酸生成Al3+和Fe3+，二氧化硅不溶于盐酸，所以要过滤，分离出二氧化硅；滤液中加过量NaOH，Al3+转化为和Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀，过滤除去Fe（OH）3沉淀，向滤液中通过量的二氧化碳，会生成Al（OH）3沉淀，Al（OH）3分解生成Al2O3，最后电解熔融的Al2O3生成Al； A、由以上分析可知①、②中除加试剂外，还需要进行过滤操作，故A正确； B、a中为Al3+，b中为，a、b中铝元素的化合价均为+3价，故B错误； C、③中需要把转化为Al（OH）3沉淀，要通入过量的二氧化碳，CO2+2H2O═Al（OH）3↓，故C正确； D、根据上面分析可知④是Al（OH）3受热分解生成Al2O3，故D正确。 故选：B。 【变式1】以下物质间的每步转化不能通过一步反应实现的是（　　） A．C→CO→CO2→Na2CO3 B．S→SO3→H2SO4→Na2SO4 C．Fe→FeCl2→FeCl3→Fe（OH）3 D．N2→NO→NO2→HNO3 【答案】B 【解答】解：A、C在氧气不足的条件下反应生成CO，CO和氧气反应生成CO2，CO2和氢氧化钠反应生成Na2CO3，能一步实现，故A不选； B、硫在氧气中燃烧只能生成二氧化硫，不能一步生成SO3，则不能一步实现，故B选； C、铁和盐酸反应生成氯化亚铁，氯化亚铁与氯气反应生成氯化铁，氯化铁和烧碱反应生成氢氧化铁，能一步实现，故C不选； D、氮气和氧气放电反应生成一氧化氮，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮溶于水反应生成硝酸，能一步实现，故D不选； 故选：B。 【变式2】FeCl2溶液中加入NaOH溶液得到Fe（OH）2沉淀，写出产物Fe（OH）2被O2氧化时发生的化学反应方程式 　 　 ，语言叙述其产物在整个过程中颜色的变化过程 　 　 。 【答案】4Fe（OH）2+2H2O+O2＝4Fe（OH）3；白色沉淀迅速变化为灰绿色，最后变化为红褐色。 【解答】解：FeCl2溶液中加入NaOH溶液得到Fe（OH）2沉淀，Fe（OH）2被O2氧化反应生成氢氧化铁，反应的化学方程式为：4Fe（OH）2+2H2O+O2＝4Fe（OH）3，反应过程中的现象为：白色沉淀迅速变化为灰绿色，最后变化为红褐色， 故答案为：4Fe（OH）2+2H2O+O2＝4Fe（OH）3；白色沉淀迅速变化为灰绿色，最后变化为红褐色。 题型5 铁离子与亚铁离子的检验 解｜题｜知｜识 铁离子的检验： ①加入硫氰化钾溶液，若溶液变红，则证明含有Fe3+； ②加入氢氧化钠溶液，若产生红褐色沉淀，则证明含有Fe3+； ③加入淀粉碘化钾溶液，若溶液变蓝，则证明含有Fe3+； 亚铁离子的检验： ①先加入硫氰化钾溶液，溶液不变红，再滴加氯水，溶液变红，则证明含有Fe2+； ②加入氢氧化钠溶液，若产生白色沉淀，则证明含有Fe2+； ③加入铁氰化钾溶液，若产生蓝色沉淀，则证明含有Fe2+； ④加入酸性高锰酸钾溶液，若溶液褪色，则证明含有Fe2+。 【典例1】某实验小组采用如下实验探究该依地酸铁钠（强化补铁剂）中铁元素的化合价。（已知：依地酸根是常见的配体，邻二氮菲可与Fe2+形成橙红色配合物）下列说法正确的是（　　） A．从现象②和③推测，依地酸铁钠中不含Fe（Ⅲ） B．从现象②和⑤推测，依地酸铁钠中含Fe（Ⅱ） C．从现象①、②和③推测，SCN﹣与Fe3+形成配合物的稳定性强于依地酸铁钠 D．从现象①、④和⑤推测，Fe2+与邻二氮菲形成配合物的稳定性强于依地酸根 【答案】D 【解答】解：A．根据现象②、③可知，依地酸铁钠溶液不含Fe2+、Fe3+，说明铁元素形成了非常稳定的络合离子，不能否定依地酸铁钠不含Fe（Ⅱ）或不含Fe（Ⅲ），故A错误； B．依据现象②和⑤推测，不可以推测依地酸铁钠中含Fe（Ⅱ），因为④加入了维生素C，具有还原性，还原后可以得到Fe（Ⅱ），故B错误； C．依据现象①、②和③推测，加入KSCN溶液，无明显变化，说明无硫氰化铁生成，则SCN﹣与Fe3+形成配合物的稳定性弱于依地酸铁钠，故C错误； D．依据现象⑤推测，加入少量维生素C后，溶液中生成了Fe2+，且Fe2+与邻二氮菲结合形成更稳定的配位化合物，而不与依地酸铁钠形成配合物，说明邻二氮菲与Fe2+形成的配合物更稳定，故D正确； 故选：D。 【变式1】证明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法最好是（　　） A．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色 B．先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色 C．滴加NaOH溶液，立即产生红褐色沉淀 D．只需滴加KSCN溶液 【答案】B 【解答】解：A．先加氯水可氧化亚铁离子，溶液中可能Fe3+、Fe2+均存在，故A错误； B．先滴加KSCN溶液，不显红色，原溶液中不含Fe3+，再滴加氯水后显红色，可知Fe2+被氧化为Fe3+，证明溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+，故B正确； C．若含少量Fe3+，加NaOH生成白色沉淀可覆盖氢氧化铁沉淀，不能确定是否含Fe3+，故C错误； D．只滴加KSCN溶液，只能检验是否存在Fe3+，故D错误； 故选：B。 【变式2】证明某溶液中只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是（　　） A．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色 B．只需滴加KSCN溶液 C．先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色 D．滴加酸性高锰酸钾溶液后溶液褪色 【答案】C 【解答】解：A．先滴加氯水，氯气将Fe2+氧化成Fe3+，即使原溶液不含Fe3+，滴加KSCN溶液后也显红色，无法证明原溶液是否含有Fe3+，故A错误； B．只滴加KSCN溶液，根据溶液是否显红色，能检验出溶液中是否含有Fe3+，无法验证Fe2+存在，故B错误； C．KSCN与Fe3+作用使溶液显红色，与Fe2+作用无此现象，先滴加KSCN溶液，不显红色，说明原溶液不含有Fe3+，再滴加氯水后显红色，说明滴加氯水后溶液中有Fe3+，证明原溶液含有Fe2+，故C正确； D．加酸性高锰酸钾后溶液褪色，只能证明溶液中含有Fe2+，无法证明是否含有Fe3+，故D错误； 故选：C。 【变式3】如图所示，向点滴板的1～3号孔穴中滴加稀盐酸，4～6号孔穴中滴加无色酚酞溶液。下列关于现象和结论的描述错误的是（　　） A．孔穴1中溶液变为蓝色 B．孔穴2和孔穴3中发生的反应均属于中和反应 C．孔穴4和孔穴5中无明显现象 D．孔穴6中溶液变红 【答案】AB 【解答】解：A．孔穴1中原有紫色石蕊溶液，滴加稀盐酸，紫色石蕊遇酸变红，溶液应变为红色，而非蓝色，故A错误； B．孔穴2中为Na2CO3溶液与稀盐酸反应：Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑，属于复分解反应；孔穴3中为石灰水与稀盐酸反应：Ca（OH）2+2HCl＝CaCl2+2H2O，属于中和反应，二者并非均为中和反应，故B错误； C．孔穴4中为醋酸溶液，滴加无色酚酞，酚酞在酸性溶液中不变色；孔穴5中为水（中性），滴加无色酚酞，酚酞在中性溶液中不变色，均无明显现象，故C正确； D．孔穴6中为NaOH溶液，滴加无色酚酞，酚酞遇碱变红，故D正确； 故选：AB。 题型6 铁盐和亚铁盐的相互转化 解｜题｜知｜识 （1）定义 ①铁盐：含有铁离子（Fe3+）的盐； ②亚铁盐：含有铁离子（Fe2+）的盐。 （2）溶液中Fe3+、Fe2+的颜色 ①铁离子：黄色； ②亚铁离子：浅绿色。 （3）铁盐和亚铁盐的相互转化 ①亚铁离子转化为铁离子（Fe2+→Fe3+）：加入氧化剂，如氯水、酸性高锰酸钾溶液、过氧化氢、稀硝酸、氧气等； ②铁离子转化为亚铁离子（Fe3+→Fe2+）：加入还原剂，如Fe粉、KI溶液、维生素C、Cu粉等。 （4）铁离子与亚铁离子的检验 铁离子的检验： ①加入硫氰化钾溶液，若溶液变红，则证明含有Fe3+； ②加入氢氧化钠溶液，若产生红褐色沉淀，则证明含有Fe3+； ③加入淀粉碘化钾溶液，若溶液变蓝，则证明含有Fe3+； 亚铁离子的检验： ①先加入硫氰化钾溶液，溶液不变红，再滴加氯水，溶液变红，则证明含有Fe2+； ②加入氢氧化钠溶液，若产生白色沉淀，则证明含有Fe2+； ③加入铁氰化钾溶液，若产生蓝色沉淀，则证明含有Fe2+； ④加入酸性高锰酸钾溶液，若溶液褪色，则证明含有Fe2+。 【典例1】用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得的溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是（　　） A．若无固体剩余，则溶液中一定有Fe3+ B．如有固体存在，则溶液中一定有Fe2+ C．若溶液中有Cu2+，则一定没有固体析出 D．若溶液中有Fe2+，则一定有Cu析出 【答案】B 【解答】解：A．无固体剩余，说明铜全部以铜离子形式存在，但溶液中不一定含有铁离子，故A错误； B．因为Fe和Cu都可以与Fe3+反应，所以若有固体剩余，则溶液中一定没有Fe3+，一定有Fe2+，故B正确； C．若溶液中有Cu2+，说明加入的铁量不足，可能只与Fe3+反应，也可能与Fe3+反应，剩余部分与部分Cu2+反应生成铜，所以可能有固体析出，故C错误； D．若溶液中有Fe2+，可能是加入的Fe只和铁离子反应，则不一定有Cu析出，故D错误； 故选：B。 【变式1】已知：氧化性：Fe3+＞Cu2+＞Fe2+，用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得的溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是（　　） A．若溶液中有Fe2+，则一定有Cu析出 B．若溶液中有Cu2+，则一定没有固体析出 C．若有固体存在，则溶液中一定有Fe2+ D．若无固体剩余，则溶液中一定有Fe3+ 【答案】C 【解答】解：A．铁少量，只与铁离子反应，生成亚铁离子，无铜析出，故A错误； B．铁离子消耗完毕，剩余铁与铜离子反应，铜离子过量，若溶液中有Cu2+，则可以有铜析出，故B错误； C．若有固体存在，铁离子、铜离子与铁一定发生反应，则溶液中一定有Fe2+，故C正确； D．铁恰好与铁离子反应完毕，此时无固体剩余，溶液中不含铁离子，故D错误； 故选：C。 【变式2】为探究铁及其化合物的氧化性或还原性，某探究小组进行了如下实验。 ①在FeCl2溶液中加入锌片，观察到溶液由浅绿色变为无色 ②在FeCl2溶液中加入氯水，观察到溶液由浅绿色变为棕黄色 ③在FeCl3溶液中加入足量铁粉，发现铁粉逐渐溶解，溶液由棕黄色变为浅绿色 ④在FeCl3溶液中加入铜片，发现铜片逐渐溶解，溶液由棕黄色逐渐变为蓝绿色 根据以上实验现象及金属活动顺序，下列有关说法错误的是（　　） A．实验①②说明，Fe2+既有氧化性又有还原性 B．实验③说明，Fe3+具有氧化性，Fe具有还原性 C．实验④中相关反应的离子方程式为：Fe3++Cu＝Fe2++Cu2+ D．氧化性Fe3+＞Cu2+＞Fe2+ 【答案】C 【解答】解：A．实验①中Fe2+被Zn还原，体现氧化性；实验②中Fe2+被Cl2氧化，体现还原性，因此Fe2+既有氧化性又有还原性，故A正确； B．实验③中Fe3+被Fe还原，体现氧化性；Fe被氧化，体现还原性，故B正确； C．实验④中反应的离子方程式应为2Fe3++Cu ＝2Fe2++Cu2+，选项中的方程式未配平，故C错误； D．结合金属活动顺序，说明氧化性Cu2+＞Fe2+，根据实验④，Fe3+能氧化Cu，说明氧化性Fe3+＞Cu2+，因此氧化性顺序为Fe3+＞Cu2+＞Fe2+，故D正确； 故选：C。 【变式3】根据下列铁及其化合物性质探究的实验操作和现象，得出的结论正确的是（　　） 选项 实验操作 现象 结论 A 向Fe2（SO4）3溶液中加入铜粉 铜粉的质量减少 Fe2+的还原性强于铜的还原性 B 将氧化亚铁投入硫酸溶液中 固体溶解，溶液呈浅绿色 氧化亚铁与硫酸反应，硫酸被还原 C 向酸化的FeSO4溶液中加入少量5%H2O2溶液 溶液呈棕黄色，有气泡产生 除发生反应外，还有分解反应发生 D 向酸性高锰酸钾溶液中滴入浓的FeCl2溶液 溶液紫色变浅，直至消失 Fe2+被高锰酸钾还原 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【解答】解：A．实验操作中，Fe3+氧化铜导致铜粉质量减少，实际涉及Fe3+的氧化性，且铜单质的还原性强于Fe2+，故A错误； B．氧化亚铁与硫酸反应生成硫酸亚铁，溶液呈浅绿色，但硫酸未被还原，结论错误，故B错误； C．酸化的FeSO4溶液中H2O2氧化Fe2+为Fe3+使溶液呈棕黄色，同时气泡产生表明H2O2发生分解反应，结论正确描述了反应过程，故C正确； D．酸性高锰酸钾氧化Fe2+导致紫色褪去，Fe2+实际被氧化，且氯离子也可以被酸性高锰酸钾氧化导致褪色，故D错误； 故选：C。 题型7 常见金属的活动性顺序及其应用 解｜题｜知｜识 1、常见金属活动性顺序： K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au 2、金属活动性顺序表的意义 （1）金属的位置越靠前，它的活动性越强 （2）位于氢前面的金属能置换出酸中的氢（强氧化酸除外）． （3）位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来（K，Ca，Na除外）． （4）很活泼的金属，如K、Ca、Na与盐溶液反应，先与溶液中的水反应生成碱，碱再与盐溶液反应，没有金属单质生成．如：2Na+CuSO4+2H2O═Cu（OH）2↓+Na2SO4+H2↑ （5）不能用金属活动性顺序去说明非水溶液中的置换反应，如氢气在加热条件下置换氧化铁中的铁： Fe2O3+3H22Fe+3H2O． 3、金属活动性顺序表的应用 （1）判断某些置换反应能否发生 a．判断金属与酸能否反应： 条件： ①金属必须排在氢前面 ②酸一般指盐酸或稀硫酸 b．判断金属与盐溶液能否反应： 条件： ①单质必须排在盐中金属的前面 ②盐必须可溶于水 ③金属不包含K、Ca、Na （2）根据金属与盐溶液的反应判断滤液、滤渣的成分．如向CuSO4，AgNO3混合液中加铁粉，反应后过滤，判断滤液和滤渣成分．铁与CuSO4和AgNO3溶液反应有先后顺序，如果铁足量，先将AgNO3中的Ag完全置换后再置换CuSO4中的Cu，那么溶液中只有FeSO4；如果铁的量不足，应按照“先后原则”分别讨论滤液和滤渣的成分． （3）根据金属活动性顺序表判断金属与酸反应的速率或根据反应速率判断金属的活动性顺序．如镁、锌、铁三种金属与同浓度的稀H2SO4反应产生氢气的速率：Mg＞Zn＞Fe，则可判断金属活动性Mg＞Zn＞Fe， （4）利用金属活动性顺序表研究金属冶炼的历史．金属活动性越弱，从其矿物中还原出金属单质越容易；金属活动性越强，从其矿物中还原出金属单质越难．所以越活泼的金属越不易冶炼，难于冶炼的金属开发利用的时间就越迟． （5）应用举例 a．湿法炼铜我国劳动人民在宋代就掌握了湿法炼铜技术，即将铁放入硫酸铜溶液中置换出铜：Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu． b．从洗相废液中回收银洗相废掖中含有大量的硝酸银，可用铁置换回收：Fe+2AgNO3＝Fe（NO3）2+2Ag． c．处理工业废水中的铜、汞离子工业废水中常含铜、汞等金属离子，这些离子对生物有很大的危害，在排放前必须进行处理，可用铁置换回收：Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu d．实验室选择金属与酸反应制取氢气在金属活动性顺序表中，H之前的金属都能跟稀 H2SO4、稀HCl反应产生氢气，但Zn之前的金属与酸反应太快．不便操作；Zn之后的金属与酸反应太慢，花费时间太长，从经济效益和反应速率多方而考虑，Zn是最合适的金属． 【典例1】关于Al和Fe的还原性比较，下列事实和推论相关联的是（　　） A．Fe在空气中可完全变质，而Al则只有表面一层变质，所以Fe还原性强 B．常温下，Fe和Al均能在浓硫酸中钝化，所以两者还原性相同 C．Al与盐酸反应的产物中Al显+3价，而Fe则显+2价，所以Al还原性更强 D．Al能与FeSO4溶液反应置换出Fe，所以Al还原性更强 【答案】D 【解答】解：A．Fe在空气中生成的铁锈没有致密的组织，水和氧气会穿透铁锈，使内部的铁继续反应，最终铁在空气中可以完全变质；Al在空气中与氧气反应生成致密的氧化物薄膜，阻止了反应的进行，不能说明Fe的还原性强，故A错误； B．常温下，Fe和Al均能在浓硫酸中钝化，只能说明二者均具有还原性，均被浓硫酸氧化，不能说明二者的还原性相同，故B错误； C．金属的还原性只与失去电子的难易程度有关，与化合价无关，故C错误； D．还原性强的金属能把还原性较弱的金属从其盐溶液中置换出来，铝能与硫酸亚铁溶液反应置换出铁，说明还原性：Al＞Fe，故D正确； 故选：D。 【变式1】将足量X、Y、Z、M四种金属分别投入等质量、等质量分数的稀盐酸中（反应关系如图甲），把金属Y、Z分别投入硝酸银溶液中（反应关系如图乙），据此判断X、Y、Z、M的金属活动性顺序是（　　） A．M＞X＞Y＞Z B．M＞X＞Z＞Y C．X＞M＞Z＞Y D．X＞M＞Y＞Z 【答案】A 【解答】解：M、X能与稀盐酸反应生成氢气，而Y、Z不能与稀盐酸反应，则M、X的活泼性强于Y、Z；在M、X中M反应速率快于X，故活动性M＞X；而由乙图可知，Y与硝酸银反应置换出单质Ag，而Z不能置换出Ag，则活泼性Y＞Z；最终综上所述得到活泼性顺序为：M＞X＞Y＞Z， 故选：A。 【变式2】欲探究Mg、Cu、Ag的金属活动性顺序，仅用组内试剂无法实现的是（　　） A．Mg、Cu、稀硫酸、AgNO3溶液 B．Mg、Cu、Ag、稀硫酸 C．Mg、Ag、CuSO4溶液 D．Cu、MgSO4溶液、AgNO3溶液 【答案】B 【解答】解：A．Mg与稀硫酸反应，Cu不反应，说明Mg＞H＞Cu；Cu与AgNO3溶液反应，说明Cu＞Ag，可确定顺序，故A错误； B．Mg与稀硫酸反应，Cu、Ag不反应，只能得出Mg＞H，但无法比较Cu和Ag的活动性，故B正确； C．Mg置换CuSO4中的Cu，说明Mg＞Cu；Ag不能置换Cu，说明Cu＞Ag，可确定顺序，故C错误； D．Cu不能置换MgSO4中的Mg，说明Mg＞Cu；Cu能置换AgNO3中的Ag，说明Cu＞Ag，可确定顺序，故D错误； 故选：B。 【变式3】有三种金属元素a、b、c，在相同条件下，b的最高价氧化物的水化物的碱性比a的最高价氧化物的水化物的碱性强；a可以从c的盐溶液中置换出c．则这三种金属元素的金属性由强到弱的顺序是（　　） A．a、b、c B．b、a、c C．b、c、a D．c、b、a 【答案】B 【解答】解：元素的金属性越强，则对应的元素的最高价氧化物对应水化物的碱性越强， 在相同条件下，b的最高价氧化物对应水化物的碱性比a的最高价氧化物对应水化物的碱性强，则金属性：b＞a； a可以从c的盐溶液中置换出c，说明金属a比c活泼，金属性a＞c， 这三种金属元素的金属性由强到弱的顺序是b＞a＞c， 故选：B。 题型8 高铁酸盐的性质和作用 解｜题｜知｜识 （1）定义：高铁酸盐是六价铁的含氧酸盐。 （2）性质：强氧化性。 （3）应用： ①杀菌消毒； ②净水。 题型9 铁及其化合物的相互转化 解｜题｜知｜识 铁及其化合物的相互转化 从Fe、Fe2+和 Fe3+的结构可知：Fe只有还原性，Fe3+通常只有氧化性，Fe2+既具有氧化性又具有还原性。上述微粒通过跟一定的氧化剂或还原剂发生氧化还原反应，才能实现不同价态的铁相互转化。如下图（常称为铁三角）： 1.学习铁及其化合物的性质要注意： （1）抓价态：从铁元素三种价态的相互转化（铁三角关系）去认识铁及其化合物间的氧化还原反应规律； （2）想属类：如铁是﹣种比较活泼的过渡金属，氧化亚铁、氧化铁为碱性氧化物，氢氧化亚铁、氢氧化铁为不溶性弱碱，氯化铁为强酸弱碱盐，由此去分析理解它们各自所具有的性质； 2.铁元素的原子在化学反应中，当遇弱氧化剂时，铁只能失去最外层的两个电子，而生成+2价铁的化合物，当遇到强氧化剂时，铁原子可以再失去次外层上的一个电子而生成+3价铁的化合物。 3.铁离子与亚铁离子的检验 铁离子的检验： ①加入硫氰化钾溶液，若溶液变红，则证明含有Fe3+； ②加入氢氧化钠溶液，若产生红褐色沉淀，则证明含有Fe3+； ③加入淀粉碘化钾溶液，若溶液变蓝，则证明含有Fe3+； 亚铁离子的检验： ①先加入硫氰化钾溶液，溶液不变红，再滴加氯水，溶液变红，则证明含有Fe2+； ②加入氢氧化钠溶液，若产生白色沉淀，则证明含有Fe2+； ③加入铁氰化钾溶液，若产生蓝色沉淀，则证明含有Fe2+； ④加入酸性高锰酸钾溶液，若溶液褪色，则证明含有Fe2+。 4.常利用FeC13溶液来刻蚀铜，制造印刷线路，铜在氯化铁溶液中能作还原剂，而FeC13是氧化剂。 5.在亚铁盐溶液中加入铁粉可防止Fe2+被氧化为Fe3+。 6.Fe2+有还原性，高锰酸钾、重铬酸钾、过氧化氢等氧化剂能把它氧化成Fe3+。 7.在亚铁盐溶液中通入氣气，溶液由浅绿色变为棕黄色。 【典例1】部分含铁物质的类别与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是（　　） A．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系 B．可将e加入浓碱液中制得d的胶体 C．b既可被氧化，也可被还原 D．可由化合反应制得d 【答案】B 【解答】解：A．亚铁盐与NaOH反应可生成Fe（OH）2，Fe（OH）2发生氧化反应生成Fe（OH）3，Fe（OH）3与强酸反应生成铁盐，铁盐与Fe等还原剂反应生成亚铁盐，因此存在b→c→d→e→b的循环转化关系，故A正确； B．将铁盐加入浓碱溶液中生成Fe（OH）3沉淀，将饱和FeCl3加入沸水中可制得Fe（OH）3胶体，故B错误； C．亚铁盐为+2价，化合价既可以升高，又可以降低，因此既可以被氧化，也可被还原，故C正确； D．根据4Fe（OH）2+2H2O+O2═4Fe（OH）3可知，Fe（OH）3可由化合反应制得，故D正确； 故选：B。 【变式1】下列关于铁及其化合物说法不正确的是（　　） A．在钢铁厂的生产中，炽热的铁水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥 B．Fe（OH）3胶体呈红褐色，可以通过向FeCl3溶液加入NaOH溶液制得 C．FeCl2溶液存放时，在溶液中放入少量的铁粉，目的是防止Fe2+被氧化 D．电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀铜箔，制造印刷线路板 【答案】B 【解答】解：A．铁与水蒸气在高温条件下反应生成易燃易爆的氢气，故模具必须进行充分的干燥，故A正确； B．氯化铁溶液和氢氧化钠溶液会反应生成氢氧化铁沉淀；制取氢氧化铁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液体变红褐色，故B错误； C．亚铁离子容易被空气中氧气氧化，铁离子和铁单质生成亚铁离子，FeCl2溶液存放时，在溶液中放入少量的铁粉，目的是防止Fe2+被氧化，故C正确； D．FeCl3溶液可用于蚀刻印刷线路板，Fe3+与线路中的Cu发生氧化还原反应生成Fe2+和Cu2+，故D正确； 故选：B。 【变式2】下列有关铁、铁矿石与铁的氧化物的说法正确的是（　　） A．在铁和铁的氧化物中，只有铁单质具有磁性 B．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，Fe2O3俗称铁红 C．FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3 D．铁的氧化物能与酸反应生成盐和水，因此Fe3O4、Fe2O3、FeO都属于碱性氧化物 【答案】B 【解答】解：A．铁单质不具有磁性，四氧化三铁有磁性，故A错误； B．Fe2O3为红棕色，赤铁矿的主要成分是Fe2O3，Fe2O3俗称铁红，故B正确； C．FeO不稳定，在空气中加热被氧化生成四氧化三铁，故C错误； D．Fe2O3、FeO都属于碱性氧化物，Fe3O4不是碱性氧化物，故D错误； 故选：B。 【变式3】部分含Fe、Cu物质的价﹣类二维图如图所示，下列说法正确的是（　　） A．若g为氯化物，则g一定可通过a发生化合反应制得 B．若蒸干h溶液并灼烧，一定存在转化关系：h→f→d→a C．若c为黑色粉末，则组成c的金属元素一定位于元素周期表ds区 D．用e检验糖类，若有b生成，则该糖类一定为葡萄糖 【答案】A 【解答】解：A．g为+2价铁的氯化物，a是Fe单质，Fe与FeCl3发生化合反应可制FeCl2，可通过a发生化合反应制得，故A正确； B．f是+3价铁的碱即Fe（OH）3，Fe（OH）3受热分解生成Fe2O3，Fe2O3需要加还原剂被还原可生成Fe，但不是一定存在h→f→d→a这样的转化，故B错误； C．c为黑色粉末，若c是FeO，Fe位于周期表d区；若c是CuO，Cu位于ds区，所以组成c的金属元素不一定位于ds区，故C错误； D．若e是Cu（OH）2悬浊液，b是Cu2O，用Cu（OH）2悬浊液检验糖类，若生成Cu2O，该糖类为还原性糖，可能是麦芽糖，不一定是葡萄糖，故D错误； 故选：A。 题型10 硫酸亚铁的制备 解｜题｜知｜识 一、硫酸亚铁的制备实验 1．硫酸亚铁的制备原理 稀硫酸与铁屑反应，经沉淀结晶，脱水即得到硫酸亚铁，其反应式如下：Fe+H2SO4═FeSO4十H2↑ 2．硫酸亚铁的制备实验步骤 1）将废铁屑放入盛有热烧碱液的烧杯中洗涤2次，用玻璃棒搅拌，滤去碱液，用蒸馏水洗净。 2）在烧杯中加入40mL15%稀硫酸，加足量洗涤后的废铁屑，使稀硫酸 浸没废铁屑 3）将烧杯放在70℃水浴的大烧杯中小心加热，直到只有少量气泡产生。 4）用少量热水预热过滤器，然后将溶液趁热过滤。 5）把滤液放在有纯铁屑的烧杯中用70℃水浴加热，搅拌，至溶液呈浅绿色为止（杯底留有少量铁屑）。 6）趁热过滤。将滤液转入试管中，用橡皮塞塞住试管口，静置、冷却、结晶，观察硫酸亚铁晶体的形成。 7）倒去上层清液，将晶体溶于少量热水中，再冷却、结晶后，取出晶体用少量水洗涤2﹣﹣3次，再用滤纸将晶体吸干。 8）把制得的硫酸亚铁晶体放在广口瓶中，密封保存。 二、硫酸亚铁的性质 1）还原性。硫酸亚铁中铁处于正二价，具有极强的还原性，硫酸亚铁的保存时要防止亚铁离子被空气中的氧气所氧化。故亚铁盐通常的保存方法是加入铁粉。 2）盐类的通性：硫酸亚铁和氢氧化钠反应的实验现象：先生成白色沉淀，沉淀迅速转为灰绿色，最后得到红褐色沉淀。化学反应方程式：FeSO4+2NaOH＝Fe（OH）2+Na2SO4，4Fe（OH）2+O2+2H2O＝4Fe（OH）3。 【典例1】以铜精矿（主要含有Cu、CuO，还有少量Fe、SiO2）为原料制备胆矾（CuSO4•5H2O）的工艺流程如图所示。下列说法错误的（　　） A．通常将铜精矿研磨成粉末，以提高反应速率 B．“氧化浸出”过程会产生污染气体SO2 C．“滤渣”的成分为SiO2 D．“胆矾”为纯净物，属于盐类 【答案】B 【解答】解：A、将铜精矿研磨成粉末，可增大铜精矿与稀硫酸的接触面积，可提高化学反应速率，故A正确； B、“氧化浸出”过程中通入过量氧气，反应的方程式为2Cu+O2+2H2SO4═2CuSO4+2H2O、4Fe+3O2+6H2SO4═2Fe2（SO4）3+6H2O，不会产生污染气体SO2，故B错误； C、“氧化浸出”过程中，Cu、CuO，还有少量Fe均发生反应进入溶液中，而SiO2不能反应、不溶于水，所以过滤得到滤渣的成分为SiO2，故C正确； D、胆矾”为五水硫酸铜，属于结晶水合物，为纯净物，硫酸铜由铜离子和硫酸根离子构成，所以五水硫酸铜属于盐类，故D正确； 故选：B。 【变式1】实验室可利用硫酸厂废渣（主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等）制备聚铁和绿矾（FeSO4•7H2O），聚铁的化学式可表示为Fe2（OH）n（SO4）3﹣0.5n]m，主要工艺流程图：下列说法正确的是（　　） A．炉渣中FeS与稀硫酸和氧气反应的离子方程式为：4FeS+3O2+12H+═4Fe3++4S↓+6H2O B．气体M的成分是SO2，通入H2O2溶液得到硫酸，可循环使用 C．向溶液X中加入过量铁粉，充分反应后过滤得到溶液Y，再经蒸干即得绿矾 D．溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数，若其pH偏小，将导致聚铁中铁的质量分数偏大 【答案】AB 【解答】解：A．炉渣中FeS与硫酸和氧气反应生成硫单质硫酸铁和水，反应的离子方程式为4FeS+3O2+12H+═4Fe3++4S↓+6H2O，故A正确； B．固体W灼烧得到气体为二氧化硫，SO2和H2O2反应生成硫酸，SO2+H2O2＝H2SO4，硫酸可循环使用，故B正确； C．溶液X中加入过量铁粉，铁和硫酸铁溶液反应生成硫酸亚铁，通过蒸发浓缩、冷却结晶，过滤析出得到绿矾，故C错误； D．若溶液Z的PH偏小，则聚铁中生成的氢氧化铁的含量减少，使铁的含量减少，故D错误； 故选：AB。 题型11 制取氢氧化铁、氢氧化亚铁 解｜题｜知｜识 实验目的： 制取氢氧化铁、氢氧化亚铁 实验原理： 实验室可用可溶的 的盐溶液与强碱反应制取氢氧化铁，实验室也可用可溶的 的盐溶液与强碱反应制取氢氧化亚铁 实验仪器： 试管、胶头滴管 实验药品： 氯化铁溶液、硫酸亚铁溶液、氢氧化钠溶液 实验步骤： 1．在两支试管里分别加入少量氯化铁和硫酸亚铁溶液，然后滴加氢氧化钠溶液． 2．氯化铁溶液：生成红褐色沉淀；硫酸亚铁溶液：先生成白色絮状沉淀，而后迅速变为灰绿色，最后变为红褐色． 实验结论： 1．氯化铁溶液：铁离子与氢氧根离子生成氢氧化铁沉淀． 2．硫酸亚铁溶液：亚铁离子与氢氧根离子生成氢氧化亚铁沉淀，接着被氧气氧化为氢氧化铁． 【典例1】一种制备Fe（OH）2的改进装置如图所示。下列说法正确的是（　　） A．保存FeSO4溶液时加入铁粉是为了防止FeSO4被还原 B．实验时先注入稀硫酸，再注入NaOH溶液和FeSO4溶液 C．装置N的唯一作用是判断装置M中的空气是否排尽 D．用铁粉代替Na2CO3粉末，也能排尽装置内空气 【答案】B 【解答】解：A．FeSO4容易被氧化，加入铁粉是为了防止FeSO4被氧化，保存FeSO4溶液时加入铁粉是为了防止FeSO4被氧化，故A错误； B．实验时先注入稀硫酸，等二氧化碳排出锥形瓶内的空气后再注入NaOH溶液和FeSO4溶液反应生成氢氧化亚铁，故B正确； C．烧杯内紫色石蕊试液变红，说明锥形瓶内空气完全排出，同时装置N可以防止空气进入锥形瓶，起到液封作用，故C错误； D．氢气的密度比空气小，用铁粉代替Na2CO3粉末，不能排尽装置内的空气，故D错误； 故选：B。 【变式1】一种制备Fe（OH）2的改进装置如图所示，使用的试剂有Fe、稀硫酸和NaOH溶液。下列说法不正确的是（　　） A．实验室保存FeSO4溶液需加入少量铁粉 B．装置d的作用是液封，防止外界空气进入装置c中 C．反应前需对装置进行气密性检查 D．装置a中装有NaOH溶液，装置c中是稀硫酸 【答案】D 【解答】解：A．加入少量铁粉防止亚铁离子被氧化，故A正确； B．所以装置d的作用是液封，防止外界空气进入装置c中，氢氧化亚铁易被氧气氧化，故B正确； C．b中产生氢气，故反应前需对装置进行气密性检查，同时防止氧气氧化亚铁离子，故C正确； D．装置c中装有NaOH溶液，装置a中是稀硫酸，故D错误； 故选：D。 【变式2】实验室用FeCl2和烧碱制备Fe（OH）2，为使生成的产物不被氧化，下列说法不正确的是（　　） A．配制FeCl2溶液和烧碱溶液所用的蒸馏水要煮沸 B．产生Fe（OH）2沉淀后，不能振荡试管 C．可在FeCl2溶液的上面加一层植物油，以隔绝空气 D．向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入试管中 【答案】D 【解答】解：A．煮沸蒸馏水可去除其中溶解的氧气，避免氧化Fe2+与生成的Fe（OH）2，故A正确； B．产生Fe（OH）2沉淀后不振荡试管，可减少反应体系与空气的接触，避免产物被氧化，故B正确； C．在FeCl2溶液上方加一层植物油，可隔绝空气，防止氧气溶解进入溶液氧化产物，故C正确； D．向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不伸入试管中，滴加过程中烧碱溶液会与空气接触，带入氧气氧化Fe2+与生成的Fe（OH）2，为避免氧化，尖嘴应伸入液面下滴加，故D错误； 故选：D。 【变式3】实验室用如图所示装置制备Fe（OH）2沉淀，使用的试剂有Fe、稀硫酸、NaOH溶液。下列相关说法错误的是（　　） A．装置a中装有稀硫酸，装置c中装有NaOH溶液 B．实验时先关闭K1打开K2、K3，目的是排尽装置中的空气 C．反应一段时间后，关闭K2打开K1，最终可在装置b中得到沉淀 D．装置d的作用是液封，防止外界空气进入装置c中 【答案】C 【解答】解：A．装置a中盛装稀硫酸，装置c中盛装氢氧化钠溶液，故A正确； B．制备Fe（OH）2时应该先排出装置的空气，则实验时先关闭K1打开K2、K3，目的是排尽装置中的空气，一段时间后再关闭K2打开K1，使生成的硫酸亚铁压入c中，故B正确； C．硫酸亚铁和c中氢氧化钠溶液中反应生成氢氧化亚铁白色沉淀，所以应该在装置c中观察到白色沉淀，故C错误； D．氢氧化亚铁易被氧气氧化，所以装置d的作用是液封，防止外界空气进入装置c中，故D正确； 故选：C。 题型12 探究铁盐的净水作用 解｜题｜知｜识 铁盐净水原理：Fe3+易水解，实验室可将饱和FeCl3溶液滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，胶体粒子的直径一般在1nm～100nm之间，它决定了胶体粒子具有巨大的表面积，吸附力很强，能在水中吸附悬浮固体或色素形成沉淀，从而使水净化。 【典例1】下列说法不正确的是（　　） A．明矾[KAl（SO4）2•12H2O]在水中能形成Al（OH）3胶体，可用作净水剂 B．江河入海口三角洲的形成通常与胶体的性质有关 C．用激光笔检验淀粉溶液的丁达尔效应 D．向煮沸的1 mol•L﹣1 NaOH溶液中滴加FeCl3饱和溶液制备Fe（OH）3胶体 【答案】D 【解答】解：A．明矾[KAl（SO4）2•12H2O]在水中水解形成Al（OH）3胶体，胶体具有吸附性，则可用作净水剂，故A正确； B．江河中的泥沙属于胶体分散系，海水中含有电解质氯化钠，胶体遇电解质发生聚沉，故B正确； C．淀粉溶液是胶体，可用丁达尔效应检验，故C正确； D．NaOH溶液中滴加FeCl3饱和溶液生成的是氢氧化铁的沉淀，氢氧化铁胶体的制备是将饱和的氯化铁溶液滴加到沸水中，故D错误。 故选：D。 【变式1】下列推断合理的是（　　） A．明矾[KAl（SO4）2•12H2O]在水中能形成Al（OH）3胶体，可用作净水剂 B．金刚石是自然界中硬度最大的物质，不可能与氧气发生反应 C．浓H2SO4有强氧化性，不能与Cu发生剧烈反应 D．将SO2通入品红溶液，溶液褪色后加热恢复原色；将SO2通入溴水，溴水色后加热也能恢复原色 【答案】A 【解答】解：A 明矾[KAl（SO4）2•12H2O]在水中水解形成Al（OH）3胶体，胶体具有吸附性，则可用作净水剂，故A正确； B 金刚石可以燃烧生成二氧化碳，故B错误； C 浓H2SO4虽然有强氧化性，在加热条件能与Cu发生反应，常温下不反应，故C错误； D SO2通入溴水后发生氧化还原反应，SO2+Br2+2H2O＝H2SO4+2HBr，则将SO2通入溴水，溴水褪色后加热不能恢复原色，故D错误； 故选：A。 题型13 有关过量问题的计算 解｜题｜知｜识 1、过量计算的主要特征： 1）已知两种或两种以上反应的量；2）已知两种或两种以上混合物的总量． 2、化学计算的常用方法和技巧： （1）守恒法：包括质量守恒、元素守恒、原子守恒、离子守恒、电子守恒、电荷守恒等． 【典例1】今有浓度均为3mol•L﹣1的盐酸和硫酸各100mL，分别加入等质量的Fe粉，反应完毕后生成气体的质量之比为3：4，则加入盐酸中的铁粉的质量为（　　） A．5.6g B．8.4g C．11.2g D．16.8g 【答案】C 【解答】解：由于最后生成的气体质量不等，所以证明盐酸反应不足，而硫酸过量，否则生成气体的质量之比应该是1：2， Fe+2HCl═FeCl2+H2↑① 生成气体的物质的量为0.15mol，氢气的质量为0.15moL×2g/mol＝0.3g， 反应完毕后生成气体的质量之比为3：4，所以由硫酸生成的气体质量为0.4g， 设铁的质量为x，则 Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑② 56 2 x 0.4g ，解得x＝11.2g， 故选：C。 【变式1】在给定条件下，下列加点的物质在化学反应中完全消耗的是（　　） A．用50mL 12 mol•L﹣1的氯化氢水溶液与足量二氧化锰共热制取氯气 B．将1g铝片投入20mL 18.4 mol•L﹣1的硫酸中 C．向100mL 3 mol•L﹣1的硝酸中加入5.6g铁 D．常温常压下，0.1mol氯气通入1L水中反应 【答案】C 【解答】解：A、二氧化锰与浓盐酸反应，随反应进行浓盐酸变成稀盐酸，二氧化锰与稀盐酸不反应，盐酸不能完全反应，故A错误； B、标准状况下，铝片遇浓硫酸发生钝化，阻止反应进行，铝不能完全消耗，故B错误； C、根据反应Fe+4HNO3＝Fe（NO3）3+NO↑+2H2O，0.3mol硝酸氧化0.075mol铁为三价铁离子，剩余0.025mol铁会继续和生成的0.075mol三价铁离子反应，依据反应2Fe3++Fe＝3Fe2+ 可知，剩余0.025mol铁全部溶解需要三价铁离子0.05mol，故C正确； D、氯气与水的反应是可逆反应，反应物不能完全转化，故D错误。 故选：C。 题型14 有关混合物反应的计算 解｜题｜知｜识 混合物反应的计算是化学计算中的一种最基本的类型．混合物可以是固体、气体或溶液，解题过程中必须仔细审题，理清各物质之间量的关系，必要时可采用图示或简捷的化学用语表示．二元混合物是混合物计算中最重要也是最基本的一种类型．： 【典例1】取mg铜镁合金完全溶于浓硝酸中，反应过程中产生一定量的NO2气体和N2O4气体，将反应产生的气体与2.24L的O2（已折算到标准状况）一起通入水中，恰好完全反应生成硝酸；在合金与硝酸反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为13.8g。则m等于（　　） A．7.0 B．8.4 C．9.8 D．10.2 【答案】A 【解答】解：，每个O2反应得4个电子，因此得电子总物质的量为0.1mol×4＝0.4mol，即铜镁共失0.4 mol电子；铜镁离子生成氢氧化物沉淀时，结合的OH﹣物质的量等于金属失电子的总物质的量，因此m（OH﹣）＝0.4mol×17g/mol＝6.8g；沉淀质量＝合金质量+OH﹣质量，因此m＝13.8g﹣6.8g＝7.0g， 故答案为：A。 【变式1】某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解9.6g。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（已知硝酸只被还原为NO气体）。下列分析或结果错误的是（　　） A．原混合酸中的物质的量为0.2mol B．OA段产生的是NO，AB段发生的反应为Fe+2Fe3+═3Fe2+，BC段产生氢气 C．第二份溶液中最终溶质为FeSO4 D．H2SO4浓度为2.0mol/L 【答案】D 【解答】解：A．OA段发生反应为：Fe4H+＝Fe3++NO↑+2H2O，硝酸全部起氧化剂作用，所以原混合酸中n（）＝2n（Fe）2＝0.2mol，故A正确； B．由图像可知，由于铁过量，OA段发生反应为：Fe4H+＝Fe3++NO↑+2H2O，AB段发生反应为：Fe+2Fe3+＝3Fe2+，BC段发生反应为：Fe+2H+＝Fe2++H2↑，故B正确； 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．200mL溶液分为两份，每份100mL，由图像可知：其中一份反应消耗14g铁，也就是0.25mol，所有的铁都在硫酸亚铁中，根据硫酸根离子守恒，所以每份含硫酸0.25mol，所以硫酸的浓度是2.5mol/L，故D错误； 故选：D。 【变式2】现有100mL混酸溶液，HNO3和H2SO4的浓度分别为0.2mol/L、0.1mol/L。向该混合溶液中加入0.03mol铜粉，加热使其充分反应（假设溶液体积变化忽略不计），下列说法不正确的是（　　） A．整个反应过程中，共转移了0.06mol电子 B．反应后所得气体产物为NO，标准状况下体积为0.224L C．所得溶液中Cu2+的浓度为0.15mol/L D．充分反应后，铜粉有剩余 【答案】A 【解答】解：A．参与反应的Cu为，转移电子为0.015mol×2＝0.03mol，故A错误； B．生成NO的物质的量为，标准状况下体积为0.01mol×22.4L/mol＝0.224L，故B正确； C．生成铜离子的物质的量为0.015 mol，溶液体积为0.1 L，浓度为，故C正确； D．初始Cu为0.03 mol，仅反应0.015 mol，铜粉有剩余，故D正确； 故选：A。 【变式3】向铁粉和铜粉组成的混合物中加入某浓度的稀硝酸，充分反应后测得生成NO的体积V（NO）（已换算成标准状况下）、固体剩余质量m随加入稀硝酸的体积的变化如图所示（设硝酸的还原产物只有NO）。下列说法错误的是（　　） A．a点时，发生的离子反应是 B．稀硝酸的浓度为4mol/L C．原固体混合物中含铜9.6g D．b点对应的溶液中含有的金属阳离子为Fe2+和Cu2+ 【答案】C 【解答】解：A．a点时金属有剩余，铁被氧化为亚铁离子，发生的离子反应是，故A正确； B．金属有剩余时硝酸被消耗完，铁被氧化为亚铁离子，根据3A+8HNO3＝3A（NO3）2+2NO↑+4H2O（A代表Fe或Cu）和图像可知100mL硝酸溶液中n（HNO3）＝4n（NO）＝40.4mol，稀硝酸的浓度＝0.4mol÷0.1L＝4mol/L，故B正确； C．a到b点溶解金属质量为12.2g﹣3.2g＝9g，消耗100mL稀硝酸，即0.4mol，溶解的金属总物质的量为0.4mol0.15mol，设该阶段溶解Fe为xmol、Cu为ymol，则x+y＝0.15，56x+64y＝9，解得x＝y＝0.075，根据Fe比Cu活泼和剩余固体曲线可知a点之前溶解的金属为铁，b点之后溶解的金属为铜，则原固体混合物中Cu的质量为0.075mol×64g/mol+3.2g＝8g，故C错误； D．结合图像的可知b点Fe溶解完，金属还有剩余，则Fe对应产物为Fe2+，铜部分溶解，对应产物为铜离子，故b点对应的溶液中含有的金属阳离子为亚铁离子和铜离子，故D正确； 故选：C。 题型15 几组未知物的检验 解｜题｜知｜识 未知物：四瓶未知溶液（分别是Na2SO4溶液、MgSO4溶液、Al2（SO4）3溶液、FeSO4溶液）。 （1）实验原理：四种溶液阴离子相同，只需要检验出SO42﹣就行；所含阳离子各不相同，用NaOH溶液可检验出溶液中Mg2+、Al3+、Fe2+的三种离子；通过焰色反应可确定Na2SO4溶液。 （2）实验设计：将四种溶液分别编为1，2，3，4号，进行如下实验： 1）用四支试管分别贴上1、2、3、4的标签，并分别取上面对应的溶液各1 mL，进行如下的操作： 2）用步骤1）中没有现象的溶液做焰色反应实验，观察火焰的颜色。由火焰黄色确定含有Na+； 3）另用4支洁净的试管，各取1 mL原溶液。向各试管中滴加适量盐酸，观察现象。再分别向4支试管中滴加适量的BaCl2溶液，观察现象。从产生的白色沉淀，可推知四支试管中均含SO42﹣离子。 【典例1】有a、b、c、d、e五种气体，现进行下列实验： 实验操作 现象 （1）a和c混合 产生白烟 （2）b和d混合 气体变红棕色 （3）a和e分别通入少量溴水中 溴水均变成无色透明的液体 （4）b和e分别通入氢硫酸中 均产生淡黄色浑浊 则a、b、c、d、e依次可能是（　　） A．NH3、NO、HCl、O2、SO2 B．HCl、O2、NH3、NO、SO3 C．HCl、CO2、NH3、H2S、CO2 D．NH3、O2、HCl、NO、SO2 【答案】D 【解答】解：由b和d混合，气体变成红棕色，可知b和d为NO与O2的混合气；b和e分别通入氢硫酸中均产生淡黄色浑浊，则b、e均具有氧化性，则d为一氧化氮、b为氧气；a和c混合产生白烟，结合答案选项可知，a、c分别为氨气、氯化氢；a和e分别通入少量溴水中，溴水均变成无色透明的液体，则a、e均和溴水反应，则a为氨气、c为氯化氢、e为二氧化硫，故D正确， 故选：D。 【变式1】有一包白色粉末，可能含有CaCl2、Ba（NO3）2、Na2SO4、Na2CO3四种物质中的几种，做如下实验： ①取少量固体溶于水，振荡，有白色沉淀产生； ②向①中所得浊液中加入过量稀盐酸，白色沉淀完全溶解，有气泡产生； ③取②中所得溶液滴入AgNO3溶液，有白色沉淀产生。 据上述实验现象，下列关于白色粉末组成的分析错误的是（　　） A．可能只含Na2CO3和Ba（NO3）2 B．可能只含Na2CO3和CaCl2 C．可能只含Na2CO3、CaCl2和Ba（NO3）2 D．一定含有Na2CO3和CaCl2，可能含有Ba（NO3）2 【答案】D 【解答】解：A．只含碳酸钠和硝酸钡，溶于水生成碳酸钡沉淀，加盐酸沉淀溶解并有气泡（二氧化碳），加入AgNO3有AgCl沉淀（Cl﹣来自盐酸），现象符合，故A正确； B．如果只含Na2CO3和CaCl2，溶于水生成碳酸钙沉淀，加盐酸沉淀溶解并有气泡（二氧化碳），加入AgNO3有AgCl沉淀（Cl﹣来自盐酸或原粉末），现象符合，故B正确； C．如果含Na2CO3、CaCl2和Ba（NO3）2，溶于水生成BaCO3和CaCO3沉淀，加盐酸沉淀溶解并有气泡（CO2），加入AgNO3有AgCl沉淀（Cl﹣来自盐酸或原粉末），现象符合，故C正确； D．Na2CO3一定含有，但一定含有CaCl2说法错误，因为加入AgNO3产生的AgCl沉淀，其中Cl﹣可能来自盐酸不一定来自CaCl2，故D错误； 故选：D。 【变式2】粉末X可能由Na2CO3、KNO3、MgCl2、CuSO4、FeCl3、FeCl2中的两种或多种组成，为了确定其组成，取一定量的X，分别加入足量下列试剂，实验记录如表： 实验 加入试剂 现象 ⅰ 蒸馏水 澄清透明溶液（将溶液分为a、b、c三等份） ⅱ 向溶液a中先加足量稀盐酸，后加氯化钡溶液 前者：无明显现象，后者：产生白色沉淀 ⅲ 向溶液b中先滴加KSCN溶液，后滴加新制氯水直至足量 前者：无明显现象，后者：溶液先变红色后红色褪去 ⅳ 向溶液c中滴加足量NaOH溶液 有沉淀生成 下列有关说法正确的是（　　） A．X中一定不含有FeCl3、Na2CO3、KNO3 B．X中一定含有CuSO4、FeCl2、MgCl2 C．实验ⅲ中“红色褪去”的原因是溶液中无Fe3+ D．实验ⅳ中一定能观察到“白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色” 【答案】A 【解答】解：A．由上述分析可知，粉末X一定含有CuSO4、FeCl2，可能含有MgCl2，一定不含有Na2CO3、KNO3、FeCl3，故A正确； B．X中一定含有CuSO4、FeCl2，可能含有MgCl2，故B错误； C．氯水具有强氧化性，可氧化SCN﹣，实验ⅲ中“红色褪去”的原因是氯水氧化了SCN﹣，c（SCN﹣）减小，不是溶液中无Fe3+，故C错误； D．实验ⅳ中滴加足量NaOH溶液时，Fe（OH）2氧化为Fe（OH）3过程中，颜色变化可能被Cu（OH）2的蓝色掩盖，不一定观察到“白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色”，故D错误； 故选：A。 【变式3】某白色粉末样品，可能含有NaHCO3、Na2SO4、NaOH和Cu（NO3）2，取少量样品进行如下实验：（已知 ①溶于水，得到无色透明溶液； ②向①的溶液中滴加过量稀盐酸，有气体逸出； ③另取该样品溶于水，向其中滴加BaCl2溶液有沉淀生成。 该样品中一定存在的是（　　） A．NaHCO3 B．NaHCO3、Na2SO4 C．NaHCO3、Cu（NO3）2 D．NaHCO3、NaOH 【答案】A 【解答】解：A．由上述分析可知，样品中一定含有NaHCO3，可能含有Na2SO4、NaOH，一定不含有Cu（NO3）2，故A正确； B．样品中一定含有NaHCO3，可能含有Na2SO4，因为NaHCO3和NaOH反应生成的Na2CO3与BaCl2反应时也会生成白色BaCO3沉淀，故B错误； C．由上述分析可知，样品中一定含有NaHCO3，一定不含有Cu（NO3）2，故C错误； D．由上述分析可知，样品中一定含有NaHCO3，可能含有Na2SO4、NaOH，故D错误； 故选：A。 过 关 验 收 1．化合价和物质类别是整理元素及化合物知识的两个要素，可表示为“价﹣类”二维图。铁元素的“价﹣类”二维图如图所示，下列说法正确的是（　　） A．工业上用CO还原Fe2O3炼铁，该反应为置换反应 B．Fe3O4中铁元素为+4价 C．维生素C能将Fe3+转化为Fe2+，该过程中维生素C作还原剂 D．Fe（OH）2浊液露置于空气中，由白色立即变为红褐色 【答案】C 【解答】解：A．反应物没有单质参加反应，不是置换反应，故A错误； B．Fe3O4中铁的化合价有+2、+3价，由化合物化合价代数和为0可知Fe3O4中铁的化合价两个铁原子显+3价，一个铁原子显+2价，故B错误； C．将Fe3+转化为Fe2+，Fe元素发生还原反应，可知维生素表现还原性作还原剂，故C正确； D．Fe（OH）2浊液露置于空气中，白色迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，故D错误。 故选：C。 2．下列物质在一定条件下的转化均能一步实现的是（　　） A．Na→Na2O2→NaOH→Na2CO3 B．Fe3O4FeFeCl3 C．Al→Al2O3→Al（OH）3→Na[Al（OH）4] D．CaCl2溶液CaCO3CO2 【答案】A 【解答】解：A．NaNa2O2NaOHNa2CO3，物质在一定条件下的转化均能一步实现，故A正确； B．FeFeCl2的转化不能一步实现，故B错误； C．Al2O3→Al（OH）3的转化，不能一步实现，故C错误； D．CaCl2溶液CaCO3的转化不能一步实现，故D错误； 故选：A。 3．如图为铁的价类二维图，箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是（　　） A．铁与氧气的燃烧反应可实现上述转化① B．加热Fe（OH）3发生转化③，Fe（OH）3与HI反应发生④ C．可通过Fe（OH）2与稀硝酸反应实现转化⑤，计量数之比为1：2 D．K2FeO4作为新型净水剂可实现转化⑥，既能杀菌消毒又能净水 【答案】D 【解答】解：A．铁在氧气燃烧生成四氧化三铁，不能生成三氧化二铁，不能实现上述转化①，故A错误； B．氢氧化铁与氢碘酸反应生成碘化亚铁、碘和水，故B错误； C．反应的化学方程式为3Fe（OH）2+10HNO3（稀）＝3Fe（NO3）3+NO↑+5H2O，则氢氧化亚铁与稀硝酸计量数之比为3：10，故C错误； D．高铁酸钾能与水中的细菌发生氧化还原反应生成铁离子，达到杀菌消毒的作用，反应生成的铁离子在溶液中水解生成氢氧化铁胶体，胶体吸附水中悬浮杂质聚沉而达到净水的作用，所以高铁酸钾作为新型净水剂可实现转化⑥，既能杀菌消毒又能净水，故D正确； 故选：D。 4．常见金属铜和铁的单质及其化合物在工业和生活中有广泛应用，部分含铜、铁物质的“价﹣类”二维图如图所示，下列叙述错误的是（　　） A．单质a的还原性弱于单质d B．e可用作橡胶的红色颜料 C．c和f均是二元弱碱，均能与盐酸发生复分解反应 D．在高温下，1mol单质d与足量水蒸气反应，转移3mol电子 【答案】D 【解答】解：A．a为 Cu，d为 Fe，在金属活动性顺序中，Fe的活动性比 Cu强，金属的活动性越强，其单质的还原性越强，所以 Cu的还原性弱于 Fe，故A正确； B．e 为 Fe2O3，Fe2O3是红棕色固体，可以用作橡胶的红色颜料，故B正确； C．c为 Cu（OH）2，f为 Fe（OH）2，它们都是二元弱碱，都能与盐酸反应生成盐和水，属于复分解反应，故C正确； D．Fe与水蒸气反应的化学方程式为 ，3 mol Fe 反应转移 8 mol 电子，则 1 mol Fe反应转移的电子数为mol，故D错误； 故选：D。 5．某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的Fe（OH）2，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是（　　） A．蒸馏烧瓶中反应的离子方程式是2Fe+6H+＝3Fe2++3H2↑ B．实验开始时应先关闭止水夹a、打开止水夹b，再向烧瓶中加入稀盐酸 C．反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀 D．反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，则Fe （OH）2可较长时间存在 【答案】D 【解答】解：A．蒸馏烧瓶中稀盐酸和铁反应生成氯化亚铁和氢气，反应的离子方程式是Fe+2H+＝Fe2++H2↑，故A错误； B．实验开始时应先打开止水夹a、b，利用生成的氢气将装置内的空气排出，然后关闭a，避免空气中氧气氧化氢氧化亚铁，故B错误； C．利用氢气的压强增大，将生成的氯化亚铁溶液压入锥形瓶中，NaOH与氯化亚铁反应生成Fe（OH）2，立即观察到白色沉淀，故C错误； D．反应结束后，若关闭b及分液漏斗活塞，装置内空气及溶液中氧气均已除去，则Fe（OH）2可较长时间存在，故D正确； 故选：D。 6．下列各图示中能较长时间看到Fe（OH）2白色沉淀的是（　　） A．①②④ B．①②③ C．①② D．②③④ 【答案】A 【解答】解：①Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内空气排出，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，故选； ②Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内空气排出，且利用氢气的压力使硫酸亚铁与NaOH接触而反应，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，故选； ③没有隔绝空气，生成的氢氧化亚铁易被氧化，故不选； ④苯隔绝空气，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，故选； 故选：A。 7．将等物质的量的Na2O2和Al同时放入足量的水中，充分反应后收集到混合气体4.48L（标准状况下），再向反应后的溶液中缓慢滴入1mol/L盐酸至沉淀恰好溶解。下列说法错误的是（　　） A．标准状况下，混合气体中氢气与氧气的体积比为3：1 B．加入的固体过氧化钠为7.8g C．当滴加200mL盐酸时，沉淀的质量达到最大值 D．最终消耗的盐酸为400mL 【答案】D 【解答】解：发生反应：2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑、2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑，Na2O2与Al的物质的量相等，结合方程式可知溶液中NaOH有剩余，且溶液中NaOH与NaAlO2的物质的量相等，向反应后的溶液中缓慢滴入1mol/L盐酸至沉淀恰好溶解，首先发生反应：NaOH+HCl═NaCl+H2O，再发生反应：NaAlO2+4HCl═AlCl3+NaCl+2 H2O，最终溶液中溶质为AlCl3、NaCl。 A．假设Na2O2、Al的物质的量均为n mol，则： 2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑ n mol 0.5n mol 2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑ n mol 1.5n mol 故混合气体中氢气与氧气的体积之比为1.5n mol：0.5n mol＝3：1，故A正确； B．生成气体总物质的量为4.48L÷22.4L/mol＝0.2mol，所以0.5 n mol+1.5n mol＝0.2mol，解得n＝0.1，故过氧化钠的质量为0.1mol×78g/mol＝7.8g，故B正确； C．沉淀量最大时，溶液中溶质为NaCl，根据钠离子、氯离子守恒，可知n（HCl）＝n（NaCl）＝2n（Na2O2）＝0.1mol×2＝0.2mol，故消耗HCl盐酸的体积为0.2mol÷1mol/L＝0.2L，即消耗盐酸体积为200mL，故C正确； D．最终溶液中溶质为AlCl3、NaCl，由原子守恒可知n（AlCl3）＝n（Al）＝0.1mol、n（NaCl）＝2n（Na2O2）＝0.2mol，根据氯离子守恒n（HCl）＝3n（AlCl3）+n（NaCl）＝0.1mol×3+0.2mol＝0.5mol，故消耗HCl盐酸的体积为0.5mol÷1mol/L＝0.5L，即消耗盐酸体积为500mL，故D错误， 故选：D。 8．将mgCu完全溶于0.5L6mol/L的HNO3溶液中，得到标况下4.48LNO2与NO的混合气体，产生的混合气体通入标况下2.24LO2恰好能溶于水，向反应后的溶液中加入VL5mol/L的NaOH溶液恰好使溶液中的Cu2+沉淀，下列说法错误的是（　　） A．m＝12.8 B．V（NO2）：V（NO）＝1：1 C．V＝0.08 D．与铜反应的硝酸的物质的量为0.6mol 【答案】C 【解答】解：A．纵观整个过程，根据电子转移守恒可知，mgCu失去电子数等于2.24LO2获得的电子数，则2n（Cu）＝4n（O2）＝4，解得n（Cu）＝0.2mol，所以m（Cu）＝0.2mol×64g/mol＝12.8g，即m＝12.8，故A正确； B．标况下4.48LNO2与NO的混合气体总物质的量为0.2mol，设NO2、NO的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者总体积、电子转移守恒有：，解得x＝y＝0.1，所以V（NO2）：V（NO）＝0.1mol：0.1mol＝1：1，故B正确； C．Cu2+恰好完全沉淀时，溶液中溶质为NaNO3，根据氮原子守恒有n（NaNO3）＝n（HNO3）﹣n（NO）﹣n（NO2）＝0.5L×6mol/L﹣0.2mol＝2.8mol，由钠离子守恒有n（NaOH）＝n（NaNO3）＝0.1mol，所以加入NaOH的体积为0.56L，故C错误； D．与Cu反应的硝酸转化为Cu（NO3）2、NO2、NO，根据N原子守恒可知，与铜反应的硝酸的物质的量为0.2mol×2+0.2mol＝0.6mol，故D正确； 故选：C。 9．有一包白色粉末由CuSO4、CaCO3、BaCl2、Na2SO4、NaOH中的两种或两种以上物质混合而成，为探究其组成，进行如下实验： ①加水搅拌溶解，有白色沉淀B生成，过滤得无色溶液C； ②取白色沉淀B于试管中，加入足量的稀盐酸，沉淀全部溶解且有无色气体放出； ③另取无色溶液C，通入定量的CO2，有白色沉淀D生成，过滤得无色滤液E。 下列说法错误的是（　　） A．原白色粉末中一定不含有CuSO4、Na2SO4 B．原白色粉末中一定含有CaCO3、BaCl2、NaOH C．若无色滤液E中只含一种溶质，则无色滤液E中的溶质为Na2SO4 D．白色沉淀D的化学式为BaSO4 【答案】CD 【解答】解：A．由分析可知，原白色粉末一定含有CaCO3、BaCl2、NaOH，加水后的白色沉淀B全部溶解于盐酸中，且溶液无色，则一定没有CuSO4、Na2SO4，故A正确； B．由分析可知，原白色粉末一定含有CaCO3、BaCl2、NaOH，故B正确； C．若无色滤液E中只含一种溶质，则无色滤液E中的溶质为NaCl，故C错误； D．由分析可知，白色沉淀D是BaCO3，故D错误； 故选：CD。 学科网（北京）股份有限公司 $