3.1 铁及其化合物 第3课时(培优讲义)化学人教版必修第一册
2026-08-11
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版必修 第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第一节 铁及其化合物 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 亚铁盐,铁盐 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.38 MB |
| 发布时间 | 2026-08-11 |
| 更新时间 | 2026-08-11 |
| 作者 | Ping |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2026-08-11 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59168009.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本讲义聚焦铁盐和亚铁盐的性质、Fe³⁺与Fe²⁺的检验及铁三角转化核心知识点,系统梳理铁盐(氧化性)与亚铁盐(氧化还原性)的颜色、溶解性、化学性质(与碱反应、氧化还原反应等),通过实验探究建立检验方法(如NaOH、KSCN试剂),结合“价-类”二维图构建Fe、Fe²⁺、Fe³⁺转化关系,形成从性质到应用的完整学习支架。
该资料以化学观念为统领,通过对比表格、“价-类”二维图等可视化工具帮助学生建立物质结构决定性质的认知,进阶与拔高典例(如亚硝酸盐中毒、电路板刻蚀)培养科学思维中的证据推理与模型建构能力。实验探究(如Fe(OH)₂氧化变色)和生活应用实例(补铁剂、废水处理)强化科学探究与实践,课中辅助教师突破重难点,课后通过对点练习与综合题帮助学生查漏补缺,提升解决实际问题的能力。
内容正文:
第三章
铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
第3课时 铁盐和亚铁盐
考点 1 铁盐和亚铁盐的性质
1.铁盐和亚铁盐的主要性质
铁盐具有(氧化性)
亚铁盐具有(氧化还原性)
颜色
溶液为______色
溶液为______色
溶解性
多数可溶
多数可溶
化
学
性
质
与碱反应
Fe3+ + 3OHˉ == Fe(OH)3↓(______色)
2Fe(OH)3Fe2O3(红色)+3H2O
Fe2+ + 2OHˉ == Fe(OH)2↓
(_____色)
与氧化剂
一般氧化剂不反应
2Fe2+ + Cl2 == 2Fe3+ + 2Clˉ
与还原剂
2Fe3+ + Fe == 3Fe2+(棕黄色溶液变为______色)
2Fe3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+
Fe2+ + Zn == Fe + Zn2+
特性
Fe3++3SCN- ===Fe(SCN)3(______色)
与KSCN溶液不反应
2.FeCl3和FeCl2的制备
(1)FeCl3的制备方法
制备方法
化学方程式
干态法
①利用铁粉与氯气反应制备FeCl3
____________________________________
②利用FeCl3·6H2O在HCl氛围下脱水
____________________________________
湿态法
利用FeCl2溶液与Cl2反应制备FeCl3,
____________________________________
(2)FeCl2的制备方法
制备方法
化学方程式
方法1
利用铁粉与稀盐酸反应制备FeCl2
________________________________
方法2
利用FeCl3溶液与铁粉反应制备FeCl2
________________________________
3.常见亚铁盐、铁盐、高铁酸盐
亚铁盐
①Fe2+既有氧化性,又有还原性,以______性为主,能被Cl2、Br2、O2、H2O2、ClO-、NO(H+)、MnO(H+)、Cr2O(H+)等氧化;
②FeSO4·7H2O俗称“______”,医用或植物补铁剂(不能直接食用)、杀虫剂、工业水处理剂原理等。
铁盐
①Fe3+主要表现______性,能被Fe、Cu、I-、H2S 、S2-(HS-)、SO、SO2等还原;
②实验室制胶体:FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl;工业上常用___________方法除去溶液中的Fe3+等。
高铁酸钾
①K2FeO4中的Fe呈+6价,K2FeO4具有_________性;
②可用于水体的杀菌、消毒;K2FeO4与水生成Fe(OH)3胶体,吸附水体中的悬浮物,起到净水的作用。
【进阶典例】人体血红蛋白中含有Fe2+,如果误食亚硝酸盐会使人中毒,因为亚硝酸盐会使Fe2+变Fe3+,生成高铁血红蛋白而丧失与O2结合的能力。服用维生素C可缓解亚硝酸盐中毒。说明维生素C具有
A.氧化性 B.还原性 C.酸性 D.碱性
解题点睛
①亚铁盐及溶液呈浅绿色,铁盐及溶液呈棕黄色。
②不同的铁盐和亚铁盐及其溶液颜色深浅不同,是由于浓度(或含水量)不同,一般浓度越大,颜色越深。
【拔高典例】为了探究铁及其化合物的氧化性或还原性,某同学设计如下实验操作,对应的实验现象、实验结论及离子方程式均正确的是
选项
实验操作
实验现象
实验结论
离子方程式
A
向溶液中加入片
浅绿色溶液变为无色,有黑色固体生成
具有还原性
B
向溶液中滴加新制氯水
浅绿色溶液变为棕黄色
具有还原性
C
向溶液中加入铁粉
棕黄色溶液变为浅绿色
具有还原性
D
向溶液中加入铜粉
蓝色溶液变为棕黄色
具有还原性
A.A B.B C.C D.D
【对点练1】(25-26高一上·广东东莞·期中)化学在生产和日常生活中有着重要的应用,下表中用途与其性质或原理对应关系错误的是
选项
用途
性质或原理
A
高压钠灯发出透雾性强的黄光
钠元素的焰色试验是黄色
B
食品包装袋中放入含有铁粉的透气小袋,可防止食物氧化变质
铁粉具有氧化性
C
工业上常用绿矾(FeSO4·7H2O)处理废水中含有的高锰酸根离子()
Fe2+具有还原性
D
用小苏打治疗胃酸过多
NaHCO3可中和胃酸
A.A B.B C.C D.D
【对点练2】(25-26高一上·浙江宁波·期中)在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中,Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量浓度之比为4:2:1,现加入适量的铁粉,使溶液中的三种离子的物质的量浓度之比为1:3:9,则投入的铁粉与原溶液中Cu2+的物质的量之比为
A.5∶4 B.4∶5 C.3∶5 D.5∶6
考点 2 Fe3+、Fe2+的检验
1.实验探究
盐溶液
添加试剂
Fe3+
Fe2+
NaOH
产生_________沉淀
产生_________沉淀,且沉淀迅速转变为______色,最终变为______色
KSCN
Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3 溶液变________色
无明显现象,再加_______________溶液变血红色
KMnO4(H+)
无明显现象
_________
淀粉- KI
2Fe3++2I-===2Fe2++I2 溶液变____
_________
Cu
2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+ 铜片_________且溶液变为______色
无明显现象
2.常用方法
Fe3+
Fe2+
颜色法
溶液呈_______色
溶液呈_______色
加碱法
________色沉淀:
Fe3++ 3OHˉ = Fe(OH)3↓
产生白色沉淀迅速变为_______色最后变成红褐色:
Fe2++2OHˉ==Fe(OH)2↓
4Fe(OH) 2+O2+2H2O=4Fe(OH) 3
显色法
待检液滴加NaOH溶液,出现_______色沉淀
待测液中滴加KSCN溶液,_________,再滴加__________,溶液立即变红色
3.注意问题
(1)在检验时Fe2+,KSCN溶液和氯水的加入顺序不能颠倒;
(2)检验混合Fe2+和Fe3+混合溶液中Fe2+时,通过滴加酸性酸性高锰酸钾溶液,根据紫红色是否褪去,判断混合溶液中是否含有Fe2+;
(3)只有Fe3+能与SCN-结合形成血红色物质(是溶液而不是沉淀),Fe2+遇到SCN-不会产生血红色物质。
(4)含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe3+、Fe2+的检验:检验Fe2+和Fe3+混合溶液时,要分两次分别检验Fe2+和Fe3+,检验Fe2+时要选择酸性高锰酸钾溶液,检验Fe3+时最好选择KSCN溶液。
【进阶典例】对于溶液中某些离子的检验及结论正确的是
A.滴加稀盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的无色气体,一定有
B.先滴加新制氯水,再滴加KSCN溶液,溶液变红色,一定有
C.滴加溶液有白色沉淀产生,再加盐酸,沉淀不消失,一定有
D.滴加NaOH溶液并加热,产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,一定有
解题点睛
检验混合溶液中同时含有Fe2+和Fe3+方法:
①分别取少量溶液于两支洁净的试管中,向其中一支试管中加入酸性高锰酸钾溶液,若酸性高锰酸钾紫红色褪去,则说明含有Fe2+:5Fe2++MnO4-+8H+= 5Fe3+ +Mn2++4H2O,如果无明显变化,则溶液中不含Fe2+;
②向另一支试管中加入KSCN溶液,若溶液变红,则说明含有Fe3+:Fe3+ + 3SCN- = Fe(SCN)3 (红色液体)。
③Fe2+对检验Fe3+无干扰,可以滴加KSCN溶液检验Fe3+;Fe3+对检验Fe2+有干扰,不能采用加KSCN溶液检验Fe2+,通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液,溶液紫红色褪去说明含有Fe2+。
【拔高典例】向CuO和铁粉的混合物中,加入一定量的稀硫酸,并微热,当反应停止后,滤出不溶物,并向滤液中插入一枚铁钉,发现铁钉并无任何变化。根据上述现象,确定下面结论正确的是
A.不溶物一定是Cu
B.不溶物一定含铜,但不一定含铁
C.不溶物一定是Fe
D.溶液中一定含有Fe2+,但不一定含有Cu2+
【对点练1】(25-26高一上·重庆·期中)下列实验操作及现象与结论均正确的是
选项
实验操作及现象
实验结论
A
向某溶液中滴加硝酸钡溶液,出现白色沉淀
溶液中一定含
B
向某溶液中加入适量氯水,再滴入几滴KSCN溶液,溶液变红
原溶液中一定含有
C
在空气中点燃,把通的导管伸入盛有的集气瓶,集气瓶瓶口出现白烟
和反应生成HCl
D
向淀粉溶液中通入氯气,溶液变蓝
氧化性:
A.A B.B C.C D.D
【对点练2】探究某补铁口服液中铁元素价态的实验如图所示。下列说法错误的是
已知:该补铁口服液中还含有维生素C(具有还原性)等物质。
A.步骤1可知此补铁口服液中不含 B.步骤2滴加氯水可将还原为
C.步骤2可知的氧化性强于 D.维生素C有利于人体对铁元素的吸收
考点 3 Fe、Fe2+、Fe3+的转化(铁三角)
1.三角转化关系及“价——类”二维图
2.转化条件及原理分析
转化关系
加入试剂
反应原理
原因分析
①Fe2+→Fe
Zn、H2、CO等
Zn+Fe2+==Zn2++Fe
H2+FeOFe+H2O
单质Fe的还原性较强,则需要强还原剂,
②Fe→Fe2+
盐酸(稀硫酸)、Cu2+、Fe3+、S等
Fe+2H+==Fe2++H2↑、Fe+Cu2+==Fe2++Cu、Fe+SFeS
Fe2+具有还原性,要将 Fe 氧化成Fe2+,不能使用强氧化剂,只能使用弱氧化剂
③Fe→Fe3+
Cl2、Br2、KMnO4(H+)溶液、氧化性酸等
2Fe+3Cl2==2FeCl3
2Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O
要使Fe氧化为Fe3+,需要使用强氧化剂
④Fe3+→Fe
Zn、Al、H2、CO等
3Zn+2Fe3+==3Zn2++2Fe
2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
3CO+Fe2O32Fe+3CO2
Fe的还原性较强,要使Fe3+还原为Fe,需使用还原性强于Fe的还原剂
⑤Fe2+→Fe3+
Cl2、Br2、H2O2、KMnO4(H+)溶液、氧化性酸等
2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl-
2Fe2++H2O2+2H+==2Fe3++2H2O
5Fe2++MnO4-+8H+==5Fe3++Mn2++4H2O
Fe2+具有一定的氧化性,要使Fe2+转化为Fe3+,需要氧化性较强的氧化剂
⑥Fe3+→Fe2+
Fe、Cu、SO2、S2-、I-等
Fe+2Fe3+==3Fe2+
Cu+2Fe3+==2Fe2++Cu2+
SO2+2H2O+2Fe3+==2Fe2++SO42-+4H+
Fe2+具有一定的氧化性,不能使用还原性很强的还原剂进行还原。
特别提醒
金属阳离子被还原不一定得到金属单质,如Fe3+被还原时可能得到的是Fe2+;Fe3+具有较强的氧化性,有时也表现还原性,如Fe3+→FeO42-;Fe2+既有氧化性,又有还原性,但以还原性为主。
3.转化关系的应用
(1)电子工业:铜与氯化铁溶液反应,将Fe3+还原为Fe2+:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+应用于刻蚀铜电路板;
(2)离子转化:反应2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O常用于将溶液中的Fe2+转化为Fe3+;
(3)离子检验:反应5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O常用于检验Fe3+的溶液中是否含有Fe2+。
(4)判断离子共存:Fe2+ 与 NO(H+)、ClO-(次氯酸根)不能共存、MnO(H+);Fe3+与S2-、I-、SO等不能共存。
(5)除杂:
溶液
杂质
除杂方法
原理分析
FeCl2
FeCl3
加过量_______后过滤
Fe与Fe2+不反应:______________________
FeCl3
FeCl2
通Cl2或加氯水或加_______
Fe2+被氧化成Fe3+,且不引入新杂质:____________________________________
FeCl2
CuCl2
加过量_______后过滤
Fe可将Cu2+还原成Cu:___________________
MgCl2(或CuCl2)
FeCl3
加氧化物(MgO或CuO)、氢氧化物[Mg(OH)2或Cu(OH)2]或碳酸盐(MgCO3或CuCO3)中的一种
除杂剂与Fe3+水解产生的H+反应,促进Fe3+的水解,将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去
MgCl2(或CuCl2)
FeCl2
先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+,再按上面方法除去溶液中的Fe3+
Fe(OH)3的溶解度远小于Fe(OH)2的溶解度,将Fe2+转化成Fe3+更溶液除去
【进阶典例】铁元素的“价态-类别”二维图如图所示,其中箭头表示部分物质间的转化关系,下列说法正确的是
A.FeO、Fe2O3、Fe3O4均可与酸反应,只生成一种盐和水
B.Fe和水蒸气在高温下反应制得Fe2O3
C.为实现Fe2+向Fe3+的转化,可向含Fe2+的溶液中通入Cl2或者滴加酸性H2O2溶液
D.向含有Fe3+的溶液中加入硫氰化钾溶液,生成红色沉淀
解题点睛
分析铁及其化合物的“价态-类别”二维图的3个维度:
①横向转化:体现了铁元素同种价态不同类别物质(氧化物、碱、盐)之间的转化。
碱性氧化物(FeO、Fe2O3)都能与酸(H+)反应转化为盐(亚铁盐、铁盐);盐(Fe2+、Fe3+)与碱(OH-)反应生成相应的碱[Fe(OH)2、Fe(OH)3];难溶性碱受热易分解生成对应的氧化物,如Fe(OH)3受热分解生成Fe2O3。
②纵向转化:体现铁元素不同价态同种类别物质之间的转化,主要体现物质的氧化性或还原性。
③斜向转化:体现铁元素不同价态、不同类别物质之间的转化,主要体现物质的氧化性和还原性。
【拔高典例】(2026·青海海东高一期末)下列物质在一定条件下的转化关系如图所示(部分反应物和生成物未列出)。E、G、Q、R、T均为固体,其中T 为红褐色固体。下列说法正确的是
A.E能导电,所以E是电解质
B.G、Q、R中所含的同种元素的化合价依次降低
C.可用酸性高锰酸钾溶液鉴别G、Q
D.G的水溶液可与铜反应生成Q
【对点练1】(25-26高一上·广东东莞·期中)下列物质转化关系都能通过一步反应完成的是
A. B.Na→NaOH→Na2CO3→NaCl
C.Fe→FeCl2→Fe2O3→Fe(OH)3 D.Ca(ClO)2(aq)HClO(aq)Cl2
【对点练2】(25-26高一上·云南楚雄·期中)从制造印刷电路板的腐蚀废液(主要含、、)中回收铜,并重新获得溶液,处理流程如下:
下列说法正确的是
A.步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都是过滤
B.试剂②为稀盐酸,试剂③在反应中是还原剂
C.滤液A中仅含有、
D.滤渣B中仅含有Fe
1.(25-26高一上·山西大同·期中)下列物质的性质与用途均正确且具有因果关系的是
A.Na2O2为淡黄色固体,可在空间站用作供氧剂
B.FeCl3具有氧化性,可用于刻蚀覆铜电路板
C.金属钠熔点低,可用于还原TiCl4制取金属Ti
D.Al的化学性质活泼,可用于制造铝合金门窗
2.(25-26高一上·浙江杭州·期中)下列说法不正确的是
A.铁强化酱油可以减少缺铁性贫血问题的发生
B.工业制备盐酸,通常将氯气和氢气充分混合后光照
C.混合使用“84”消毒液与含盐酸的洁厕灵可能发生氯气中毒
D.水质检验员需对天然水、工业用水、生活用水等的物理、化学及生物性质进行检验和评定
3.(25-26高一上·浙江杭州·期中)下列转化中,一定需要加入氧化剂才能实现的是
A. B. C. D.
4.(25-26高一上·广东·期中)化学与生活、社会发展息息相关,下列说法错误的是
A.《荷塘月色》中所描绘的月光穿过薄雾形成缕缕光束的美景与胶体性质有关
B.“铁质菜刀生锈”与氧化还原反应有关
C.喝补铁剂时,加服维生素C效果更好,原因是维生素C具有还原性
D.制作玻璃用的二氧化硅,因不能溶于水形成酸,故不是酸性氧化物
5.(25-26高一上·广东江门·期中)下列除杂质的操作中正确的是
A.FeCl2溶液中混有少量FeCl3:加入过量Fe粉,过滤
B.CO2中混有HCl:将其通入饱和碳酸钠溶液中
C.Na2CO3溶液中混有少量NaHCO3:往该溶液中通入过量CO2气体
D.FeCl2溶液中含有FeCl3:滴加足量KSCN溶液充分反应后,过滤
6.(25-26高一上·山西大同·期中)下列实验装置正确且可以达到实验目的的是
A.制备Fe(OH)3胶体
B.比较NaHCO3和Na2CO3的热稳定性
C.制备Fe(OH)2沉淀
D.蒸发结晶制取NaCl晶体
A.A B.B C.C D.D
7.(25-26高一上·广东江门·期中)下列实验操作,现象及结论均正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
用FeCl3溶液作为“腐蚀液”,将覆铜板上不需要的铜腐蚀掉,来制作需要的图案
还原性:Fe>Cu
B
向40 mL沸水中滴加5-6滴FeCl3饱和溶液,继续煮沸至液体呈红褐色,停止加热
可制得Fe(OH)3胶体
C
将一小块金属钠加入CuSO4溶液中溶液蓝色褪去,有红色固体出现
钠的还原性比较强,可以置换出铜单质
D
向待测溶液中滴加氯水,再滴加KSCN溶液,溶液变红
该待测溶液中一定含有
A.A B.B C.C D.D
8.(25-26高一下·贵州毕节·期末)高铁酸钠()是一种新型的绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。其中一种制备原理为:。下列说法错误的是
A.在反应中得到电子,被还原 B.是还原剂,是还原产物
C.该反应中氧化性: D.转移电子时,生成
9.(25-26高一上·广东·期中)某工业废液中主要含有、、、,实验室从废液中回收某些物质的流程如下:(已知氧化性:),下列说法正确的是
A.“还原”过程中,溶液中可能存在的金属阳离子只有、
B.“溶解”过程中反应的离子方程式:
C.滤液1、滤液2合并后通入过量的,重新获得溶液
D.滤渣的成分为和
10.(25-26高一上·河北保定·期中)电子工业中常用FeCl3溶液刻蚀覆铜板制作印刷电路板,产生的废液X可循环使用,实验室模拟该流程如图所示。下列说法错误的是
A.FeCl3溶液刻蚀Cu制作电路板,主要发生的反应为
B.向废液X中加入过量铁粉的目的是将过量还原为
C.向溶液A、溶液B的混合液中通入主要发生的反应为
D.固体混合物为Fe、Cu
11.(25-26高一上·广东东莞·期中)某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4和较多的Cu2+,为了减少污染并变废为宝,工厂计划从该废水中回收FeSO4和金属铜。请根据以下流程图回答问题。
(1)若在实验室进行操作①,所用到的玻璃棒的作用是__________________,试剂①是______。
(2)若取2mL FeSO4溶液加入试管中,滴加氢氧化钠溶液,产生的现象是__________________,此过程中涉及的氧化还原反应的化学方程式是__________________。
(3)已知Fe2+露置在空气中很容易被氧化为Fe3+,为检验B、C混合所得溶液中是否混有Fe3+,应取样,并加入__________________,若__________________,则说明该溶液已被氧化。
(4)实验室中为防止FeSO4溶液被氧化,可往其中加入铁粉,发生反应的离子方程式是__________________。
12.(25-26高一上·湖北十堰·期中)铁在人体中以和的形式存在。易被吸收,给贫血者补充铁时,应给予亚铁盐,如FeSO4.某小组同学用晶体和蒸馏水配制100 mL 溶液(pH为3.3),再进行性质探究实验。
Ⅰ.配制溶液
(1)实验用到的玻璃仪器有:量筒、烧杯、玻璃棒、______、______。
(2)计算需要晶体的质量是______g。
(3)下列情况中,会使所配溶液浓度偏高的是______(填字母)。
a.所称量的晶体部分脱水
b.转移时,未洗涤烧杯和玻璃棒
c.定容时,眼睛俯视刻度线
d.定容时,发现液面高于刻度线,将多余溶液吸出
Ⅱ.性质探究
立即取出一定量配制好的溶液放入2个试管中,分别进行如下实验:
实验ⅰ
实验ⅱ
(4)写出实验ⅰ中白色沉淀转化为红褐色沉淀的化学方程式__________________________。
(5)实验ⅱ中酸性KMnO4溶液褪色,说明FeSO4溶液具有______(填“氧化”或“还原”)性。
Ⅲ.异常探究
配制好的溶液放置1 h后溶液变黄。24 h后产生黄褐色沉淀,测得上层清液pH为1.4。
(6)取少量黄色溶液,__________________(填操作和现象),证明黄色溶液中含有。
(7)其他实验证实黄褐色沉淀为Fe(OH)SO4。
①甲同学为验证黄褐色沉淀中的,设计了以下实验方案:取过滤后的沉淀少许于试管中,加入稍过量的稀盐酸将其溶解,再加入BaCl2溶液,观察是否有白色沉淀生成。而乙同学在看到该方案后,认为有不合理的地方,化学老师也赞成乙同学的判断。若你就是这位化学老师,请你指出甲同学的方案中不合理的地方:________________________________。
②写出转化为Fe(OH)SO4沉淀的离子方程式__________________________。
1.(25-26高一上·浙江杭州·期中)下列除杂方法不正确的是(括号内为杂质)
A.:通入氧气加热 B.溶液:通入二氧化碳
C.:饱和NaCl溶液 D.溶液:铜单质
2.(25-26高一上·浙江绍兴·期中)下列各组离子能在酸性澄清透明溶液中大量共存的是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
3.(25-26高一上·重庆·期中)单质及其化合物之间存在转化关系。表中所列物质不能按如图(“→”表示一步完成)关系相互转化的是
选项
a
b
c
A
Na
NaOH
NaCl
B
Fe
FeCl3
Fe(OH)3
C
Cl2
HCl
NaCl
D
NaOH
Na2CO3
NaHCO3
A.A B.B C.C D.D
4.(25-26高一上·山东青岛·期中)探究与溶液在隔绝空气条件下反应。向大试管中先加煤油和金属钠后塞上橡胶塞,再通过长颈漏斗加入溶液使煤油的液面至橡皮塞,并夹紧弹簧夹(如下图)。下列叙述错误的是
A.溶液中有气泡生成,下层溶液出现白色絮状沉淀
B.用过氧化钠代替钠也可以观察到相同现象
C.长颈漏斗中的液面会上升且钠在分界处上下浮动
D.钠与硫酸亚铁溶液反应的化学方程式为:
5.(25-26高一上·北京·期中)下列实验结论与实验操作及现象相符的一组是
选项
实验操作及现象
实验结论
A
某溶液中加入盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体
溶液中一定含有
B
向某溶液中滴加溶液,再滴加足量稀,产生白色沉淀
原溶液中一定含有
C
向某溶液中加入盐酸酸化的溶液,产生白色沉淀
原溶液中一定有
D
向某溶液中滴加酸性溶液,紫色褪去
原溶液中一定含
A.A B.B C.C D.D
6.某同学为探究溶液的性质进行如下实验,操作如图所示。查阅资料可知:①可将氧化为淡黄色S沉淀。②FeS为不溶于水的黑色沉淀,能溶于盐酸。③电解质可使胶体发生聚沉。根据实验现象,下列分析正确的是
A.向②后试管加入足量稀盐酸,沉淀全部溶解
B.根据反应现象分析,①~④的变化中,有2处涉及氧化还原反应
C.若改变相互滴加顺序,将溶液滴加到溶液中,产生的现象与图中①、②相同
D.过程④为胶体聚沉,产生该现象是因为属于电解质
7.(25-26高一上·河北邢台·期中)元素的“价-类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具。铁元素的“价-类”二维图如图,其中的箭头表示部分物质间的转化关系,下列说法错误的是
A.该图中缺失的类别M应为盐
B.反应①③⑤⑥均需加入氧化剂才能实现
C.在溶液中加入溶液时,可连续发生反应④和③
D.、均是碱性氧化物,均可与酸反应生成盐和水
8.(25-26高一上·山东青岛·期中)铁元素是人体中含量最高的生命必需微量元素,血红蛋白分子中含有的使其具有载氧功能,能将肺部吸入的氧气输送到全身各组织,供细胞使用。误食会使血红蛋白失去载氧能力(过程中氮元素变为),服用维生素C可解毒,该过程原理如图。下列说法正确的是
A.该过程中体现催化剂的性质 B.氧化性:
C.“中毒”过程氧化剂与还原剂物质的量相等 D.“解毒”过程维生素C得电子,表现氧化性
9.(25-26高一上·山东青岛·期中)铁有两种氯化物,都是重要的化工试剂。它们的一些性质及制备方法如表:
物质
性质
工业制备方法
FeCl3
易升华,易潮解
向500~600℃的铁粉中通入氯气
FeCl2
易升华
向炽热铁粉中通入氯化氢
实验室可用如图所示的装置模拟工业生产无水氯化铁。下列说法正确的是
A.装置A中药品为浓盐酸和 B.把a管换成细导管,实验更安全
C.装置C中的产品不可能有 D.b管接E装置的效果优于接装置D
10.(25-26高一上·江苏扬州·期中)高铁酸钾()是一种高效水处理剂,可溶于水,在强碱性溶液中比较稳定,在弱碱性、中性或酸性条件下,能与水反应生成。实验室可用下图装置(夹持装置略)制备高铁酸钾并探究其性质。
(1)装置A用于生成。该装置发生的化学反应方程式为___________;玻璃管的作用是___________。
(2)装置B的作用是___________。
(3)装置C中盛装 和过量KOH溶液的仪器名称是___________,发生反应的化学方程式为___________。
(4)装置C中所用KOH须过量的原因是___________。
(5)写出在硫酸溶液中产生的化学方程式为___________。
(6)为测定所制的纯度,进行如下实验:准确称取0.1000g 于锥形瓶中,加入足量KI溶液后用硫酸调节溶液的,充分反应,生成的与20mL 溶液恰好完全反应。已知杂质不参与反应,实验过程中所发生的反应为:
计算所制的纯度,并写出计算过程___________。
(7)为了验证酸性条件下氧化性 ,可设计实验方案为:取少量固体于试管中,___________。(必须使用的试剂和用品有:浓盐酸、淀粉KI试纸)
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第三章
铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
第3课时 铁盐和亚铁盐
考点 1 铁盐和亚铁盐的性质
1.铁盐和亚铁盐的主要性质
铁盐具有(氧化性)
亚铁盐具有(氧化还原性)
颜色
溶液为棕黄色
溶液为浅绿色
溶解性
多数可溶
多数可溶
化
学
性
质
与碱反应
Fe3+ + 3OHˉ == Fe(OH)3↓(红褐色)
2Fe(OH)3Fe2O3(红色)+3H2O
Fe2+ + 2OHˉ == Fe(OH)2↓
(白色)
与氧化剂
一般氧化剂不反应
2Fe2+ + Cl2 == 2Fe3+ + 2Clˉ
与还原剂
2Fe3+ + Fe == 3Fe2+(棕黄色溶液变为浅绿色)
2Fe3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+
Fe2+ + Zn == Fe + Zn2+
特性
Fe3++3SCN- ===Fe(SCN)3(血红色)
与KSCN溶液不反应
2.FeCl3和FeCl2的制备
(1)FeCl3的制备方法
制备方法
化学方程式
干态法
①利用铁粉与氯气反应制备FeCl3
2Fe+3Cl22FeCl3
②利用FeCl3·6H2O在HCl氛围下脱水
FeCl3·6H2OFeCl3+6H2O
湿态法
利用FeCl2溶液与Cl2反应制备FeCl3,
2FeCl2+Cl2==2FeCl3
(2)FeCl2的制备方法
制备方法
化学方程式
方法1
利用铁粉与稀盐酸反应制备FeCl2
Fe+2HCl==FeCl2+H2↑
方法2
利用FeCl3溶液与铁粉反应制备FeCl2
2FeCl3+Fe==3FeCl2
3.常见亚铁盐、铁盐、高铁酸盐
亚铁盐
①Fe2+既有氧化性,又有还原性,以还原性为主,能被Cl2、Br2、O2、H2O2、ClO-、NO(H+)、MnO(H+)、Cr2O(H+)等氧化;
②FeSO4·7H2O俗称“绿矾”,医用或植物补铁剂(不能直接食用)、杀虫剂、工业水处理剂原理等。
铁盐
①Fe3+主要表现氧化性,能被Fe、Cu、I-、H2S 、S2-(HS-)、SO、SO2等还原;
②实验室制胶体:FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl;工业上常用调节pH方法除去溶液中的Fe3+等。
高铁酸钾
①K2FeO4中的Fe呈+6价,K2FeO4具有强氧化性;
②可用于水体的杀菌、消毒;K2FeO4与水生成Fe(OH)3胶体,吸附水体中的悬浮物,起到净水的作用。
【进阶典例】人体血红蛋白中含有Fe2+,如果误食亚硝酸盐会使人中毒,因为亚硝酸盐会使Fe2+变Fe3+,生成高铁血红蛋白而丧失与O2结合的能力。服用维生素C可缓解亚硝酸盐中毒。说明维生素C具有
A.氧化性 B.还原性 C.酸性 D.碱性
【答案】B
【解析】亚硝酸盐会使Fe2+变Fe3+,生成高铁血红蛋白而丧失与O2结合的能力。服用维生素C可缓解亚硝酸盐中毒,说明铁离子和维生素C反应生成亚铁离子,铁离子化合价降低,作氧化剂,具有氧化性,则维生素C化合价升高,作还原剂,具有还原性,故B项符合题意。
解题点睛
①亚铁盐及溶液呈浅绿色,铁盐及溶液呈棕黄色。
②不同的铁盐和亚铁盐及其溶液颜色深浅不同,是由于浓度(或含水量)不同,一般浓度越大,颜色越深。
【拔高典例】为了探究铁及其化合物的氧化性或还原性,某同学设计如下实验操作,对应的实验现象、实验结论及离子方程式均正确的是
选项
实验操作
实验现象
实验结论
离子方程式
A
向溶液中加入片
浅绿色溶液变为无色,有黑色固体生成
具有还原性
B
向溶液中滴加新制氯水
浅绿色溶液变为棕黄色
具有还原性
C
向溶液中加入铁粉
棕黄色溶液变为浅绿色
具有还原性
D
向溶液中加入铜粉
蓝色溶液变为棕黄色
具有还原性
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【解析】A.锌具有还原性,氯化亚铁溶液中+2价的铁具有氧化性,能氧化锌,A错误; B.氯化亚铁溶液为浅绿色,向氯化亚铁溶液中滴加新制氯水,+2价的铁被氯水氧化生成+3价的铁,溶液由浅绿色变为棕黄色,离子方程式正确,B正确;C.向FeCl3溶液中加入铁粉,发生反应生成氯化亚铁,棕黄色溶液变为浅绿色,离子方程式为,C错误;D.反应前氯化铁溶液为棕黄色,Fe3+具有氧化性,与铜发生反应生成氯化亚铁和氯化铜蓝色溶液,离子方程式为,D错误;故选B。
【对点练1】(25-26高一上·广东东莞·期中)化学在生产和日常生活中有着重要的应用,下表中用途与其性质或原理对应关系错误的是
选项
用途
性质或原理
A
高压钠灯发出透雾性强的黄光
钠元素的焰色试验是黄色
B
食品包装袋中放入含有铁粉的透气小袋,可防止食物氧化变质
铁粉具有氧化性
C
工业上常用绿矾(FeSO4·7H2O)处理废水中含有的高锰酸根离子()
Fe2+具有还原性
D
用小苏打治疗胃酸过多
NaHCO3可中和胃酸
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【解析】A.高压钠灯发出的黄光源于钠元素的焰色试验为黄色,用途与性质对应关系正确,A正确;B.铁粉可防止食物氧化变质,是因为铁粉具有还原性,能消耗食品袋内的氧气,而非具有氧化性,对应关系错误,B错误;C.具有强氧化性,可将其还原,体现还原性,用途与性质对应关系正确,C正确;D.胃酸的主要成分为,可与反应中和胃酸,因此可用小苏打治疗胃酸过多,对应关系正确,D正确;故选B。
【对点练2】(25-26高一上·浙江宁波·期中)在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中,Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量浓度之比为4:2:1,现加入适量的铁粉,使溶液中的三种离子的物质的量浓度之比为1:3:9,则投入的铁粉与原溶液中Cu2+的物质的量之比为
A.5∶4 B.4∶5 C.3∶5 D.5∶6
【答案】D
【解析】氧化性顺序为,加入铁粉后优先与反应,反应后仍有剩余,说明未参与反应,物质的量不变。设原、、物质的量分别为、、,反应后仍为,对应反应后浓度比的3份,因此反应后物质的量为,消耗的物质的量为。根据反应,消耗的物质的量为,则投入铁粉与原物质的量之比为。故选D。
考点 2 Fe3+、Fe2+的检验
1.实验探究
盐溶液
添加试剂
Fe3+
Fe2+
NaOH
产生红褐色沉淀
产生白色絮状沉淀,且沉淀迅速转变为灰绿色,最终变为红褐色
KSCN
Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3 溶液变血红色
无明显现象,再加氯水或双氧水溶液变血红色
KMnO4(H+)
无明显现象
紫色褪去
淀粉- KI
2Fe3++2I-===2Fe2++I2 溶液变蓝
无明显现象
Cu
2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+ 铜片溶解且溶液变为蓝色
无明显现象
2.常用方法
Fe3+
Fe2+
颜色法
溶液呈棕黄色
溶液呈浅绿色
加碱法
红褐色沉淀:
Fe3++ 3OHˉ = Fe(OH)3↓
产生白色沉淀迅速变为灰绿色最后变成红褐色:
Fe2++2OHˉ==Fe(OH)2↓
4Fe(OH) 2+O2+2H2O=4Fe(OH) 3
显色法
待检液滴加NaOH溶液,出现红褐色沉淀
待测液中滴加KSCN溶液,无现象,再滴加新制氯水,溶液立即变红色
3.注意问题
(1)在检验时Fe2+,KSCN溶液和氯水的加入顺序不能颠倒;
(2)检验混合Fe2+和Fe3+混合溶液中Fe2+时,通过滴加酸性酸性高锰酸钾溶液,根据紫红色是否褪去,判断混合溶液中是否含有Fe2+;
(3)只有Fe3+能与SCN-结合形成血红色物质(是溶液而不是沉淀),Fe2+遇到SCN-不会产生血红色物质。
(4)含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe3+、Fe2+的检验:检验Fe2+和Fe3+混合溶液时,要分两次分别检验Fe2+和Fe3+,检验Fe2+时要选择酸性高锰酸钾溶液,检验Fe3+时最好选择KSCN溶液。
【进阶典例】对于溶液中某些离子的检验及结论正确的是
A.滴加稀盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的无色气体,一定有
B.先滴加新制氯水,再滴加KSCN溶液,溶液变红色,一定有
C.滴加溶液有白色沉淀产生,再加盐酸,沉淀不消失,一定有
D.滴加NaOH溶液并加热,产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,一定有
【答案】D
【解析】A.滴加稀盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的无色气体,可能有CO、HCO、SO或HSO等,不一定是CO,A 错误;B.先滴加新制氯水再滴加KSCN溶液变红色,原因可能是原溶液中存在Fe3+(直接与SCN- 反应显红色),也可能是溶液中的Fe2+被氧化成Fe3+后与SCN-反应显红色,因此溶液中不一定有Fe2+,B 错误;C.滴加BaCl2溶液有白色沉淀产生,再加盐酸沉淀不消失,原因可能是SO与Ba2+反应生成BaSO4沉淀,但也可能是Ag+与Cl-反应生成AgCl沉淀,两种沉淀均不溶于盐酸,所以溶液中不一定有SO,C 错误;D.滴加NaOH溶液并加热,产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体NH3,是NH的特征反应,无其他常见离子干扰,D 正确;故答案选D。
解题点睛
检验混合溶液中同时含有Fe2+和Fe3+方法:
①分别取少量溶液于两支洁净的试管中,向其中一支试管中加入酸性高锰酸钾溶液,若酸性高锰酸钾紫红色褪去,则说明含有Fe2+:5Fe2++MnO4-+8H+= 5Fe3+ +Mn2++4H2O,如果无明显变化,则溶液中不含Fe2+;
②向另一支试管中加入KSCN溶液,若溶液变红,则说明含有Fe3+:Fe3+ + 3SCN- = Fe(SCN)3 (红色液体)。
③Fe2+对检验Fe3+无干扰,可以滴加KSCN溶液检验Fe3+;Fe3+对检验Fe2+有干扰,不能采用加KSCN溶液检验Fe2+,通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液,溶液紫红色褪去说明含有Fe2+。
【拔高典例】向CuO和铁粉的混合物中,加入一定量的稀硫酸,并微热,当反应停止后,滤出不溶物,并向滤液中插入一枚铁钉,发现铁钉并无任何变化。根据上述现象,确定下面结论正确的是
A.不溶物一定是Cu
B.不溶物一定含铜,但不一定含铁
C.不溶物一定是Fe
D.溶液中一定含有Fe2+,但不一定含有Cu2+
【答案】B
【解析】向CuO和铁粉的混合物中加入一定量的稀硫酸,可能发生的反应有CuO+H2SO4==CuSO4+H2O、Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑、Fe+CuSO4==FeSO4+Cu。当反应停止后,滤出不溶物,并向滤液中插入一枚铁钉,发现铁钉无任何变化,说明滤液中不含H2SO4和CuSO4,滤液是FeSO4溶液,不溶物一定含有铜,可能含有铁。
【对点练1】(25-26高一上·重庆·期中)下列实验操作及现象与结论均正确的是
选项
实验操作及现象
实验结论
A
向某溶液中滴加硝酸钡溶液,出现白色沉淀
溶液中一定含
B
向某溶液中加入适量氯水,再滴入几滴KSCN溶液,溶液变红
原溶液中一定含有
C
在空气中点燃,把通的导管伸入盛有的集气瓶,集气瓶瓶口出现白烟
和反应生成HCl
D
向淀粉溶液中通入氯气,溶液变蓝
氧化性:
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A.滴加硝酸钡产生白色沉淀,沉淀可能为、等,且若溶液中含,酸性条件下可将其氧化为也会生成沉淀,无法证明溶液一定含,A错误;B.加入氯水后再加溶液变红,若原溶液仅含,氯水可将氧化为也会出现相同现象,无法证明原溶液一定含,B错误;C.与反应生成的遇空气中水蒸气形成盐酸小液滴,瓶口应出现白雾而非白烟,实验现象描述错误,C错误;D.溶液变蓝说明将氧化为,根据氧化还原反应中氧化剂氧化性大于氧化产物,可得氧化性,D正确;故答案选D。
【对点练2】探究某补铁口服液中铁元素价态的实验如图所示。下列说法错误的是
已知:该补铁口服液中还含有维生素C(具有还原性)等物质。
A.步骤1可知此补铁口服液中不含 B.步骤2滴加氯水可将还原为
C.步骤2可知的氧化性强于 D.维生素C有利于人体对铁元素的吸收
【答案】B
【解析】补铁口服液中含Fe2+,同时含还原性的维生素C,步骤1中滴加KSCN溶液不变色,因此可说明口服液中不含Fe3+,步骤2滴加氯水可将Fe2+氧化为Fe3+,发生反应:,而KSCN溶液遇Fe3+会变红,据此分析。A.步骤1中滴加KSCN溶液不变色,而KSCN溶液遇Fe3+会变红,因此可说明口服液中不含Fe3+,A不符合题意;B.氯水具有强氧化性,滴加氯水是将Fe2+氧化为Fe3+,而非还原,B符合题意;C.步骤 2 中Cl2能将Fe2+氧化为Fe3+,根据 “氧化剂的氧化性强于氧化产物”,可知Cl2的氧化性强于Fe3+,C不符合题意;D.维生素 C 具有还原性,可防止Fe2+被氧化为Fe3+,有利于人体对Fe2+(易被吸收的铁形态)的吸收,D不符合题意;故选B。
考点 3 Fe、Fe2+、Fe3+的转化(铁三角)
1.三角转化关系及“价——类”二维图
2.转化条件及原理分析
转化关系
加入试剂
反应原理
原因分析
①Fe2+→Fe
Zn、H2、CO等
Zn+Fe2+==Zn2++Fe
H2+FeOFe+H2O
单质Fe的还原性较强,则需要强还原剂,
②Fe→Fe2+
盐酸(稀硫酸)、Cu2+、Fe3+、S等
Fe+2H+==Fe2++H2↑、Fe+Cu2+==Fe2++Cu、Fe+SFeS
Fe2+具有还原性,要将 Fe 氧化成Fe2+,不能使用强氧化剂,只能使用弱氧化剂
③Fe→Fe3+
Cl2、Br2、KMnO4(H+)溶液、氧化性酸等
2Fe+3Cl2==2FeCl3
2Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O
要使Fe氧化为Fe3+,需要使用强氧化剂
④Fe3+→Fe
Zn、Al、H2、CO等
3Zn+2Fe3+==3Zn2++2Fe
2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
3CO+Fe2O32Fe+3CO2
Fe的还原性较强,要使Fe3+还原为Fe,需使用还原性强于Fe的还原剂
⑤Fe2+→Fe3+
Cl2、Br2、H2O2、KMnO4(H+)溶液、氧化性酸等
2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl-
2Fe2++H2O2+2H+==2Fe3++2H2O
5Fe2++MnO4-+8H+==5Fe3++Mn2++4H2O
Fe2+具有一定的氧化性,要使Fe2+转化为Fe3+,需要氧化性较强的氧化剂
⑥Fe3+→Fe2+
Fe、Cu、SO2、S2-、I-等
Fe+2Fe3+==3Fe2+
Cu+2Fe3+==2Fe2++Cu2+
SO2+2H2O+2Fe3+==2Fe2++SO42-+4H+
Fe2+具有一定的氧化性,不能使用还原性很强的还原剂进行还原。
特别提醒
金属阳离子被还原不一定得到金属单质,如Fe3+被还原时可能得到的是Fe2+;Fe3+具有较强的氧化性,有时也表现还原性,如Fe3+→FeO42-;Fe2+既有氧化性,又有还原性,但以还原性为主。
3.转化关系的应用
(1)电子工业:铜与氯化铁溶液反应,将Fe3+还原为Fe2+:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+应用于刻蚀铜电路板;
(2)离子转化:反应2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O常用于将溶液中的Fe2+转化为Fe3+;
(3)离子检验:反应5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O常用于检验Fe3+的溶液中是否含有Fe2+。
(4)判断离子共存:Fe2+ 与 NO(H+)、ClO-(次氯酸根)不能共存、MnO(H+);Fe3+与S2-、I-、SO等不能共存。
(5)除杂:
溶液
杂质
除杂方法
原理分析
FeCl2
FeCl3
加过量铁粉后过滤
Fe与Fe2+不反应:Fe+2Fe3+==3Fe2+
FeCl3
FeCl2
通Cl2或加氯水或加H2O2
Fe2+被氧化成Fe3+,且不引入新杂质:2Fe2++H2O2+2H+==2Fe3++2H2O
FeCl2
CuCl2
加过量铁粉后过滤
Fe可将Cu2+还原成Cu:Cu+2Fe3+==2Fe2++Cu2+
MgCl2(或CuCl2)
FeCl3
加氧化物(MgO或CuO)、氢氧化物[Mg(OH)2或Cu(OH)2]或碳酸盐(MgCO3或CuCO3)中的一种
除杂剂与Fe3+水解产生的H+反应,促进Fe3+的水解,将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去
MgCl2(或CuCl2)
FeCl2
先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+,再按上面方法除去溶液中的Fe3+
Fe(OH)3的溶解度远小于Fe(OH)2的溶解度,将Fe2+转化成Fe3+更溶液除去
【进阶典例】铁元素的“价态-类别”二维图如图所示,其中箭头表示部分物质间的转化关系,下列说法正确的是
A.FeO、Fe2O3、Fe3O4均可与酸反应,只生成一种盐和水
B.Fe和水蒸气在高温下反应制得Fe2O3
C.为实现Fe2+向Fe3+的转化,可向含Fe2+的溶液中通入Cl2或者滴加酸性H2O2溶液
D.向含有Fe3+的溶液中加入硫氰化钾溶液,生成红色沉淀
【答案】C
【解析】Fe3O4与盐酸反应生成氯化铁和氯化亚铁两种盐,A错误;铁单质与水蒸气在高温下反应生成Fe3O4:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,B错误;Fe2+转化成Fe3+,铁元素的化合价升高,需要加入氧化剂才能实现转化,如Cl2、H2O2等,C正确;向含有Fe3+的溶液中加入KSCN溶液,溶液变成红色,不生成红色沉淀,D错误。
解题点睛
分析铁及其化合物的“价态-类别”二维图的3个维度:
①横向转化:体现了铁元素同种价态不同类别物质(氧化物、碱、盐)之间的转化。
碱性氧化物(FeO、Fe2O3)都能与酸(H+)反应转化为盐(亚铁盐、铁盐);盐(Fe2+、Fe3+)与碱(OH-)反应生成相应的碱[Fe(OH)2、Fe(OH)3];难溶性碱受热易分解生成对应的氧化物,如Fe(OH)3受热分解生成Fe2O3。
②纵向转化:体现铁元素不同价态同种类别物质之间的转化,主要体现物质的氧化性或还原性。
③斜向转化:体现铁元素不同价态、不同类别物质之间的转化,主要体现物质的氧化性和还原性。
【拔高典例】(2026·青海海东高一期末)下列物质在一定条件下的转化关系如图所示(部分反应物和生成物未列出)。E、G、Q、R、T均为固体,其中T 为红褐色固体。下列说法正确的是
A.E能导电,所以E是电解质
B.G、Q、R中所含的同种元素的化合价依次降低
C.可用酸性高锰酸钾溶液鉴别G、Q
D.G的水溶液可与铜反应生成Q
【答案】D
【解析】E、G、Q、R、T均为固体,其中T 为红褐色固体,故T是Fe(OH)3;R被O2氧化为T,故R是Fe(OH)2;Q与NaOH反应生成R,且Q可被Cl2氧化为G,G与E反应生成Q,E与Cl2反应生成G,故E为Fe,G为FeCl3,Q为FeCl2。A项,E是Fe单质,电解质必须为化合物,单质既不是电解质也不是非电解质,A错误;B项,FeCl3中Fe为+3价,FeCl2和Fe(OH)2中Fe均为+2价,Fe化合价不是依次降低,B错误;C项,G、Q溶液中均含Cl-,酸性条件下Cl-可被高锰酸钾氧化,二者均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,无法鉴别,C错误;D项,FeCl3溶液中Fe3+有氧化性,可与Cu反应:2Fe3++Cu==Cu2++2Fe2+,生成FeCl2即Q,D正确;故选D。
【对点练1】(25-26高一上·广东东莞·期中)下列物质转化关系都能通过一步反应完成的是
A. B.Na→NaOH→Na2CO3→NaCl
C.Fe→FeCl2→Fe2O3→Fe(OH)3 D.Ca(ClO)2(aq)HClO(aq)Cl2
【答案】B
【解析】A.氢氧化亚铁在空气中加热生成三氧化二铁不能生成氧化亚铁,A不符合题意;B.与水反应可一步生成;与适量反应可一步生成;与盐酸或等反应可一步生成,B符合题意;C.无法一步转化为,且不溶于水,不能一步反应生成,C不符合题意;D.在光照条件下分解生成和,无法得到,D不符合题意;故选B。
【对点练2】(25-26高一上·云南楚雄·期中)从制造印刷电路板的腐蚀废液(主要含、、)中回收铜,并重新获得溶液,处理流程如下:
下列说法正确的是
A.步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都是过滤
B.试剂②为稀盐酸,试剂③在反应中是还原剂
C.滤液A中仅含有、
D.滤渣B中仅含有Fe
【答案】C
【解析】向蚀刻废液中加入试剂①:过量铁粉,将三价铁还原为亚铁离子、铜离子置换为单质铜,过滤得到氯化亚铁滤液与铜、过量铁粉的混合滤渣(滤渣B);混合滤渣加入试剂②稀盐酸溶解其中的铁单质,再次过滤分离出固体铜完成铜的回收,同时又得到氯化亚铁滤液(滤液C);两份氯化亚铁溶液合并后通入足量试剂③氯气,把亚铁离子氧化为三价铁离子,重新制备出氯化铁溶液,整套流程既完成铜的资源化回收,又实现腐蚀液原料的循环再生。A.由分析可知,试剂①为过量Fe,试剂②为过量稀盐酸,试剂③可为或氯水。步骤Ⅰ、Ⅱ为过滤,A错误;B.由分析可知,试剂③为氯气,试剂③在反应中是氧化剂,B错误;C.由分析可知,滤液中仅含、,C正确;D.由分析可知,滤渣B中含有Fe、Cu,D错误;故选C。
1.(25-26高一上·山西大同·期中)下列物质的性质与用途均正确且具有因果关系的是
A.Na2O2为淡黄色固体,可在空间站用作供氧剂
B.FeCl3具有氧化性,可用于刻蚀覆铜电路板
C.金属钠熔点低,可用于还原TiCl4制取金属Ti
D.Al的化学性质活泼,可用于制造铝合金门窗
【答案】B
【解析】A.作空间站供氧剂的原理是它能与和反应产生,可以用作供氧剂,和其淡黄色的物理性质无因果关系,A错误;B.中的体现氧化性,可将氧化溶解,可用于刻蚀覆铜电路板,性质和用途对应且存在直接因果关系,B正确;C.金属钠还原制取,利用的是钠的强还原性,和钠熔点低的性质无因果关系,C错误;D.用于制造铝合金门窗,是因为铝合金硬度大、耐腐蚀、密度小,和化学性质活泼无因果关系,D错误;故选B。
2.(25-26高一上·浙江杭州·期中)下列说法不正确的是
A.铁强化酱油可以减少缺铁性贫血问题的发生
B.工业制备盐酸,通常将氯气和氢气充分混合后光照
C.混合使用“84”消毒液与含盐酸的洁厕灵可能发生氯气中毒
D.水质检验员需对天然水、工业用水、生活用水等的物理、化学及生物性质进行检验和评定
【答案】B
【解析】A.铁强化酱油中添加了可被人体吸收的铁元素,能补充人体所需铁,减少缺铁性贫血问题的发生,A正确;B.氯气和氢气充分混合后光照会发生剧烈爆炸,工业制备盐酸的正确操作是将氢气在氯气中点燃,生成氯化氢后溶于水得到盐酸,B错误;C.“84”消毒液有效成分为,与含盐酸的洁厕灵混合时,会发生归中反应,生成有毒氯气,可能引发中毒,C正确;D.水质检验员的职责就是对天然水、工业用水、生活用水等各类水体的物理、化学及生物性质进行检验和评定,D正确;故选B。
3.(25-26高一上·浙江杭州·期中)下列转化中,一定需要加入氧化剂才能实现的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】A.过氧化钠可与二氧化碳发生反应:,该反应中二氧化碳所含元素的化合价均未改变,过氧化物中氧元素的化合价一部分降低到-2价、另一部分升高到0价,不需要外加氧化剂,A错误;B.氯元素的化合价由0价降低到-1价,氯气被还原,实现该转化需要加入还原剂而不是氧化剂,B错误;C.铁元素的化合价由+2价升高到+3价,失去电子被氧化,必须加入能够得到电子的氧化剂才能实现,C正确;D.转化前后碳元素的化合价均为+4价,加酸即可发生反应:,不需要加入氧化剂,D错误;故选C。
4.(25-26高一上·广东·期中)化学与生活、社会发展息息相关,下列说法错误的是
A.《荷塘月色》中所描绘的月光穿过薄雾形成缕缕光束的美景与胶体性质有关
B.“铁质菜刀生锈”与氧化还原反应有关
C.喝补铁剂时,加服维生素C效果更好,原因是维生素C具有还原性
D.制作玻璃用的二氧化硅,因不能溶于水形成酸,故不是酸性氧化物
【答案】D
【解析】A.薄雾属于气溶胶,月光穿过薄雾形成缕缕光束是胶体的丁达尔效应,与胶体性质有关,说法正确,A不符合题意;B.铁质菜刀生锈是铁单质被氧化为铁的氧化物的过程,存在元素化合价变化,与氧化还原反应有关,说法正确,B不符合题意;C.补铁剂中有效成分多为亚铁盐,易被氧化为人体不易吸收的三价铁盐,维生素C具有还原性,可防止亚铁离子被氧化,因此加服维生素C效果更好,说法正确,C不符合题意;D.酸性氧化物的定义为能与碱反应、只生成盐和水的氧化物,二氧化硅可与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水,属于酸性氧化物,能否溶于水形成酸不是判断酸性氧化物的依据,说法错误,D符合题意;答案选D。
5.(25-26高一上·广东江门·期中)下列除杂质的操作中正确的是
A.FeCl2溶液中混有少量FeCl3:加入过量Fe粉,过滤
B.CO2中混有HCl:将其通入饱和碳酸钠溶液中
C.Na2CO3溶液中混有少量NaHCO3:往该溶液中通入过量CO2气体
D.FeCl2溶液中含有FeCl3:滴加足量KSCN溶液充分反应后,过滤
【答案】A
【解析】A.粉可与杂质反应生成,反应为,过量的粉可通过过滤除去,未引入新杂质,A正确;B.饱和溶液不仅会吸收,还可与目标气体反应生成,消耗目标产物,应选用饱和溶液,B错误;C.通入过量会将溶质转化为杂质,不符合除杂要求,应加入适量溶液,C错误;D.与反应生成可溶性络合物,无法通过过滤分离,应加入过量粉后过滤,D错误;故答案选A。
6.(25-26高一上·山西大同·期中)下列实验装置正确且可以达到实验目的的是
A.制备Fe(OH)3胶体
B.比较NaHCO3和Na2CO3的热稳定性
C.制备Fe(OH)2沉淀
D.蒸发结晶制取NaCl晶体
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解析】A.向沸水中滴加饱和溶液可以制取胶体,A项正确;B.应放到小试管中,B项错误;C.两个试管中的药品互换,才能制备沉淀,C项错误;D.蒸发结晶应该在蒸发皿中进行,D项错误;故选A。
7.(25-26高一上·广东江门·期中)下列实验操作,现象及结论均正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
用FeCl3溶液作为“腐蚀液”,将覆铜板上不需要的铜腐蚀掉,来制作需要的图案
还原性:Fe>Cu
B
向40 mL沸水中滴加5-6滴FeCl3饱和溶液,继续煮沸至液体呈红褐色,停止加热
可制得Fe(OH)3胶体
C
将一小块金属钠加入CuSO4溶液中溶液蓝色褪去,有红色固体出现
钠的还原性比较强,可以置换出铜单质
D
向待测溶液中滴加氯水,再滴加KSCN溶液,溶液变红
该待测溶液中一定含有
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【解析】A.该实验发生反应,只能证明还原性,无法通过该实验得出还原性的结论,A错误;B.向沸水中滴加饱和溶液,继续煮沸至液体呈红褐色停止加热,是胶体的标准制备方法,可制得胶体,B正确;C.钠加入溶液时,先与水反应生成和,再与反应生成蓝色沉淀,不会出现红色固体,无法置换出铜单质,C错误;D.氯水具有氧化性,可将氧化为,因此滴加溶液变红无法证明原溶液一定含有,D错误;故答案选B。
8.(25-26高一下·贵州毕节·期末)高铁酸钠()是一种新型的绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。其中一种制备原理为:。下列说法错误的是
A.在反应中得到电子,被还原 B.是还原剂,是还原产物
C.该反应中氧化性: D.转移电子时,生成
【答案】A
【解析】A.中Fe元素化合价从+3价升高到中的+6价,失去电子,被氧化,A错误;B.化合价升高失电子,是还原剂;中Cl元素化合价从+1价降低到中的-1价,得电子被还原,是还原产物,B正确;C.氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物,该反应中氧化剂为,氧化产物为,故氧化性:,C正确;D.每生成2 mol ,转移电子的物质的量为,故转移0.6 mol电子时,生成的物质的量为0.2 mol,D正确;故答案选A。
9.(25-26高一上·广东·期中)某工业废液中主要含有、、、,实验室从废液中回收某些物质的流程如下:(已知氧化性:),下列说法正确的是
A.“还原”过程中,溶液中可能存在的金属阳离子只有、
B.“溶解”过程中反应的离子方程式:
C.滤液1、滤液2合并后通入过量的,重新获得溶液
D.滤渣的成分为和
【答案】C
【解析】由流程可知,废液中主要含有Cu2+、Fe2+、Fe3+、Cl-,加入过量Fe发生2Fe3++Fe=3Fe2+、Cu2++Fe=Fe2++Cu,过滤I分离出滤渣为Cu、Fe,滤液1含FeCl2溶液,滤渣中加盐酸时与Fe发生Fe+2H+=Fe2++H2↑,过滤Ⅱ分离出滤渣为Cu,滤液2含FeCl2溶液,滤液1、滤液2合并后通入过量的Cl2发生2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,重新获得FeCl3溶液;A.还原过程加入过量粉,、均被完全还原,溶液中金属阳离子只有,不存在,A错误;B.溶解过程为和盐酸反应,生成和,离子方程式为,B错误;C.滤液1、滤液2的溶质均以为主,通入过量时发生反应,可重新获得溶液,C正确;D.溶解过程加入过量盐酸,滤渣中过量的完全反应,最终滤渣只有,D错误;故选C。
10.(25-26高一上·河北保定·期中)电子工业中常用FeCl3溶液刻蚀覆铜板制作印刷电路板,产生的废液X可循环使用,实验室模拟该流程如图所示。下列说法错误的是
A.FeCl3溶液刻蚀Cu制作电路板,主要发生的反应为
B.向废液X中加入过量铁粉的目的是将过量还原为
C.向溶液A、溶液B的混合液中通入主要发生的反应为
D.固体混合物为Fe、Cu
【答案】B
【解析】由2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2可知,废液X含、Fe2+、Cu2+,加过量铁粉可置换出Cu且可以将铁离子还原为亚铁离子,操作①为过滤,溶液A含FeCl2,分离出固体混合物含Fe、Cu,加盐酸溶解Fe,操作②为过滤,分离出Cu和溶液B,溶液B含HCl、FeCl2,氯化亚铁溶液中通入过量氯气发生2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;A.具有氧化性,可将Cu氧化为,自身被还原为,对应反应方程式书写正确,A正确;B.废液X中含有、、,加入过量铁粉除了将还原为,还需要将还原为Cu以回收铜,选项描述不完整,B错误; C.溶液A、B的溶质均主要为,通入将氧化为,离子方程式书写正确,C正确;D.加入的铁粉过量,且铁粉置换出Cu,因此固体混合物为Fe、Cu,D正确;故选B。
11.(25-26高一上·广东东莞·期中)某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4和较多的Cu2+,为了减少污染并变废为宝,工厂计划从该废水中回收FeSO4和金属铜。请根据以下流程图回答问题。
(1)若在实验室进行操作①,所用到的玻璃棒的作用是__________________,试剂①是______。
(2)若取2mL FeSO4溶液加入试管中,滴加氢氧化钠溶液,产生的现象是__________________,此过程中涉及的氧化还原反应的化学方程式是__________________。
(3)已知Fe2+露置在空气中很容易被氧化为Fe3+,为检验B、C混合所得溶液中是否混有Fe3+,应取样,并加入__________________,若__________________,则说明该溶液已被氧化。
(4)实验室中为防止FeSO4溶液被氧化,可往其中加入铁粉,发生反应的离子方程式是__________________。
【答案】(1)引流(或防止液体外溅)
(2)生成白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色
(3)KSCN溶液 溶液变为血红色
(4)
【解析】工厂废水中含有大量的硫酸亚铁和较多的,向工业废水中加入过量铁粉,发生反应,然后过滤,滤渣A中含有生成的铜和过量的铁粉,向滤渣中加入足量稀硫酸,发生反应,然后过滤得到铜和含硫酸亚铁和硫酸的滤液C。经过操作①得到的滤液B中含硫酸亚铁,B和C合并后经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸亚铁晶体。
(1)根据上述分析,操作①用于分离固体和液体,则操作1是过滤,所用到的玻璃棒的作用是引流(或防止液体外溅)。根据上述分析,A中含有生成的铜和过量的铁粉,加入试剂①的目的是将两者分开,同时不引入新的杂质,所以试剂1为稀硫酸;
(2)根据上述分析,B中含有硫酸亚铁,向其中滴加氢氧化钠溶液,则首先生成氢氧化亚铁白色沉淀,后氢氧化亚铁被空气中的氧气迅速氧化变成灰绿色,最后变成红褐色氢氧化铁沉淀,涉及到的氧化还原反应的化学方程式为;
(3)检验要用硫氰化钾溶液,若溶液变为血红色,则说明该溶液已经被氧化;
(4)为了防止硫酸亚铁被氧化,可往其中加入铁粉,发生的反应为。
12.(25-26高一上·湖北十堰·期中)铁在人体中以和的形式存在。易被吸收,给贫血者补充铁时,应给予亚铁盐,如FeSO4.某小组同学用晶体和蒸馏水配制100 mL 溶液(pH为3.3),再进行性质探究实验。
Ⅰ.配制溶液
(1)实验用到的玻璃仪器有:量筒、烧杯、玻璃棒、______、______。
(2)计算需要晶体的质量是______g。
(3)下列情况中,会使所配溶液浓度偏高的是______(填字母)。
a.所称量的晶体部分脱水
b.转移时,未洗涤烧杯和玻璃棒
c.定容时,眼睛俯视刻度线
d.定容时,发现液面高于刻度线,将多余溶液吸出
Ⅱ.性质探究
立即取出一定量配制好的溶液放入2个试管中,分别进行如下实验:
实验ⅰ
实验ⅱ
(4)写出实验ⅰ中白色沉淀转化为红褐色沉淀的化学方程式__________________________。
(5)实验ⅱ中酸性KMnO4溶液褪色,说明FeSO4溶液具有______(填“氧化”或“还原”)性。
Ⅲ.异常探究
配制好的溶液放置1 h后溶液变黄。24 h后产生黄褐色沉淀,测得上层清液pH为1.4。
(6)取少量黄色溶液,__________________(填操作和现象),证明黄色溶液中含有。
(7)其他实验证实黄褐色沉淀为Fe(OH)SO4。
①甲同学为验证黄褐色沉淀中的,设计了以下实验方案:取过滤后的沉淀少许于试管中,加入稍过量的稀盐酸将其溶解,再加入BaCl2溶液,观察是否有白色沉淀生成。而乙同学在看到该方案后,认为有不合理的地方,化学老师也赞成乙同学的判断。若你就是这位化学老师,请你指出甲同学的方案中不合理的地方:________________________________。
②写出转化为Fe(OH)SO4沉淀的离子方程式__________________________。
【答案】(1)100mL容量瓶 胶头滴管 (2)13.9
(3)ac (4)
(5)还原 (6)滴加几滴KSCN溶液,若溶液立即变为红色
(7)沉淀未经洗涤,表面会吸附溶液中的
【解析】本题综合考查了一定物质的量浓度溶液的配制及误差分析、亚铁离子与铁离子的性质及检验、离子方程式的书写等。配制溶液时需根据实验步骤选择合适的仪器,并利用进行误差分析;具有还原性,易被氧化剂氧化,其对应的沉淀极易被空气中的氧气氧化为;常用溶液进行特征检验;在进行沉淀成分的离子检验时,必须先洗涤沉淀以排除表面吸附离子的干扰。
(1)配制溶液,溶解和转移需要烧杯和玻璃棒,量取水需要量筒,定容时必须使用容量瓶和胶头滴管,故缺少的玻璃仪器为容量瓶和胶头滴管;
(2)配制的溶液,需要的质量为。
(3)a.所称量的晶体部分脱水,导致实际称取的质量偏大,溶质的物质的量偏大,最终浓度偏高,符合题意;b.转移时未洗涤烧杯和玻璃棒,导致部分溶质损失,溶质的物质的量偏小,最终浓度偏低,不符合题意;c.定容时眼睛俯视刻度线,导致加入的蒸馏水偏少,溶液体积偏小,最终浓度偏高,符合题意;d.定容时吸出多余溶液,导致部分溶质被吸出损失,最终浓度偏低,不符合题意;故选ac;
(4)实验i中生成的白色沉淀不稳定,极易被空气中的氧气氧化为红褐色沉淀,反应的化学方程式为;
(5)酸性溶液具有强氧化性,实验ii中其紫色褪去,说明被还原,从而证明溶液具有还原性;
(6)检验最常用的试剂是溶液,具体操作和现象为:取少量黄色溶液,滴加几滴溶液,若溶液变为血红色,则证明含有;
(7)①过滤得到的沉淀表面会附着原溶液中的可溶性离子(如),若不经过洗涤直接加酸溶解并检验,无法确定检测到的是来源于沉淀本身还是表面附着的溶液。因此不合理的地方是:沉淀未洗涤,表面可能附着有原溶液中的,干扰检验;
②根据题意,转化为沉淀,同时测得上层清液为1.4,说明反应生成了。结合质量守恒和电荷守恒,该反应的离子方程式为。
1.(25-26高一上·浙江杭州·期中)下列除杂方法不正确的是(括号内为杂质)
A.:通入氧气加热 B.溶液:通入二氧化碳
C.:饱和NaCl溶液 D.溶液:铜单质
【答案】D
【解析】A.金属钠在氧气中加热可转化为过氧化钠,反应为,杂质转化为目标物,没有引入新杂质,A正确;B.向含少量碳酸钠的碳酸氢钠溶液中通入二氧化碳,发生反应,可将杂质转化为目标物,B正确;C.氯化氢极易溶于水,而氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度较小,用饱和氯化钠溶液洗气可除去氯化氢并减少氯气损失,C正确;D.铜能与三价铁离子反应,离子方程式为;虽然除去了,但生成的仍留在溶液中,形成新的杂质,D错误;故选D。
2.(25-26高一上·浙江绍兴·期中)下列各组离子能在酸性澄清透明溶液中大量共存的是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
【答案】A
【解析】A.、、、在酸性溶液中互相不发生反应,也不与反应,能大量共存,A正确;B.酸性溶液中存在大量,会与反应生成和,同时会与反应、与也可发生反应,不能大量共存,B错误;C.酸性溶液中存在大量,与反应生成,与反应生成弱电解质,不能大量共存,C错误;D.酸性条件下具有强氧化性,会和具有还原性的发生氧化还原反应,不能大量共存,D错误;故选A。
3.(25-26高一上·重庆·期中)单质及其化合物之间存在转化关系。表中所列物质不能按如图(“→”表示一步完成)关系相互转化的是
选项
a
b
c
A
Na
NaOH
NaCl
B
Fe
FeCl3
Fe(OH)3
C
Cl2
HCl
NaCl
D
NaOH
Na2CO3
NaHCO3
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【解析】A.与水反应一步生成,与盐酸反应一步生成,电解熔融一步得到,所有转化均能一步完成,A正确;B.在中燃烧一步生成,与溶液反应一步生成,但无法一步反应得到,需要先受热分解为,再用还原剂还原得到,至少两步反应,不能实现循环转化,B错误;C.与点燃反应一步生成,与中和反应一步生成,电解饱和溶液一步得到,所有转化均能一步完成,C正确;D.与少量反应一步生成,与过量和反应一步生成,与足量反应一步得到,所有转化均能一步完成,D正确;故选B。
4.(25-26高一上·山东青岛·期中)探究与溶液在隔绝空气条件下反应。向大试管中先加煤油和金属钠后塞上橡胶塞,再通过长颈漏斗加入溶液使煤油的液面至橡皮塞,并夹紧弹簧夹(如下图)。下列叙述错误的是
A.溶液中有气泡生成,下层溶液出现白色絮状沉淀
B.用过氧化钠代替钠也可以观察到相同现象
C.长颈漏斗中的液面会上升且钠在分界处上下浮动
D.钠与硫酸亚铁溶液反应的化学方程式为:
【答案】B
【解析】A.钠先与水反应生成氢气和氢氧化钠,氢氧化钠与硫酸亚铁在隔绝空气条件下反应生成白色的氢氧化亚铁絮状沉淀,因此溶液有气泡且下层出现白色絮状沉淀,A正确;B.过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,且过氧化钠具有强氧化性,可将氧化为,最终得到红褐色氢氧化铁沉淀,现象不同,B错误;C.钠的密度介于煤油和水溶液之间,反应生成的氢气会带动钠上浮,气泡脱离后钠又下落,因此在分界处上下浮动;反应生成氢气使试管内压强增大,将溶液压入长颈漏斗,因此长颈漏斗液面上升,C正确;D.钠先与水反应,生成的氢氧化钠再与硫酸亚铁发生复分解反应,总反应方程式为,D正确;故选B。
5.(25-26高一上·北京·期中)下列实验结论与实验操作及现象相符的一组是
选项
实验操作及现象
实验结论
A
某溶液中加入盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体
溶液中一定含有
B
向某溶液中滴加溶液,再滴加足量稀,产生白色沉淀
原溶液中一定含有
C
向某溶液中加入盐酸酸化的溶液,产生白色沉淀
原溶液中一定有
D
向某溶液中滴加酸性溶液,紫色褪去
原溶液中一定含
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【解析】A.加入盐酸产生的无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体是,溶液中可能含有或,不一定含有,A错误;B.滴加溶液产生白色沉淀,再加足量稀,排除了等杂质离子的干扰,该沉淀为,说明原溶液一定含有,B正确;C.加入盐酸酸化的溶液,产生的白色沉淀可能是,若原溶液含也会出现该现象,不能说明一定含,C错误;D.滴加酸性溶液紫色褪去,仅能说明原溶液中含有还原性物质,可能为、等,不一定含,D错误;故答案选B。
6.某同学为探究溶液的性质进行如下实验,操作如图所示。查阅资料可知:①可将氧化为淡黄色S沉淀。②FeS为不溶于水的黑色沉淀,能溶于盐酸。③电解质可使胶体发生聚沉。根据实验现象,下列分析正确的是
A.向②后试管加入足量稀盐酸,沉淀全部溶解
B.根据反应现象分析,①~④的变化中,有2处涉及氧化还原反应
C.若改变相互滴加顺序,将溶液滴加到溶液中,产生的现象与图中①、②相同
D.过程④为胶体聚沉,产生该现象是因为属于电解质
【答案】D
【解析】①中发生反应:2Fe3++S2-=2Fe2++S↓,②中发生反应Fe2++S2-=FeS↓,③中发生反应为胶体,④中加入电解质Na2CO3溶液,使③中生成的Fe(OH)3胶体发生聚沉,生成Fe(OH)3沉淀,据此作答。A.向②后试管加入足量稀盐酸,FeS溶解,而S不溶解,故沉淀部分溶解,故A错误;B.由分析可知,①~④的变化中,①中产生淡黄色的沉淀S,溶液变为淡绿色,说明有亚铁离子生成,属于氧化还原反应,②中是Fe2++S2-=FeS,不是氧化还原反应,③中铁离子与碳酸根离子发生了双水解反应生成氢氧化铁胶体和二氧化碳,是非氧化还原反应,④是氢氧化铁胶体在盐的作用下发生聚沉,是非氧化还原反应,故只有1处涉及氧化还原反应,故B错误;C.若将FeCl3溶液滴加到Na2S溶液中,则直接发生反应2Fe3++3S2-=2FeS↓+S↓,溶液不会变成淡绿色,产生的现象与图中①、②现象不同,故C错误;D.④中是向胶体中加入盐溶液,故氢氧化铁胶体发生聚沉,生成大量的红褐色沉淀,因此碳酸钠为电解质,故D正确;故答案选D。
7.(25-26高一上·河北邢台·期中)元素的“价-类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具。铁元素的“价-类”二维图如图,其中的箭头表示部分物质间的转化关系,下列说法错误的是
A.该图中缺失的类别M应为盐
B.反应①③⑤⑥均需加入氧化剂才能实现
C.在溶液中加入溶液时,可连续发生反应④和③
D.、均是碱性氧化物,均可与酸反应生成盐和水
【答案】B
【解析】A.铁的化合物包含单质、氧化物、氢氧化物和盐,、对应物质类别为盐,故M应为盐,A正确;B.反应⑥为转化为,化合价从+6降低到+3,需要加入还原剂实现,并非均需加入氧化剂,B错误;C.溶液中加入,首先生成,易被氧化为,可连续发生反应④和③,C正确;D.、均属于碱性氧化物,均可与酸反应生成对应的盐和水,D正确;故选B。
8.(25-26高一上·山东青岛·期中)铁元素是人体中含量最高的生命必需微量元素,血红蛋白分子中含有的使其具有载氧功能,能将肺部吸入的氧气输送到全身各组织,供细胞使用。误食会使血红蛋白失去载氧能力(过程中氮元素变为),服用维生素C可解毒,该过程原理如图。下列说法正确的是
A.该过程中体现催化剂的性质 B.氧化性:
C.“中毒”过程氧化剂与还原剂物质的量相等 D.“解毒”过程维生素C得电子,表现氧化性
【答案】C
【解析】A.中毒过程生成,解毒过程消耗,是反应中间产物,不符合催化剂反应前后质量和化学性质不变的特征,A错误;B.中毒反应中是氧化剂,是氧化产物,氧化剂氧化性强于氧化产物,故氧化性,B错误;C.中毒过程中,每个中元素从+3价变为+2价得,每个从+2价变为+3价失,根据得失电子守恒,氧化剂与还原剂物质的量相等,C正确;D.解毒过程中转化为得电子,维生素C失电子,表现还原性,D错误;故选C。
9.(25-26高一上·山东青岛·期中)铁有两种氯化物,都是重要的化工试剂。它们的一些性质及制备方法如表:
物质
性质
工业制备方法
FeCl3
易升华,易潮解
向500~600℃的铁粉中通入氯气
FeCl2
易升华
向炽热铁粉中通入氯化氢
实验室可用如图所示的装置模拟工业生产无水氯化铁。下列说法正确的是
A.装置A中药品为浓盐酸和 B.把a管换成细导管,实验更安全
C.装置C中的产品不可能有 D.b管接E装置的效果优于接装置D
【答案】D
【解析】A为氯气发生装置,后续连接B中浓硫酸干燥氯气,干燥后的氯气进入装有铁粉的加热硬质玻璃管,在500~600℃下和铁粉反应生成;生成的蒸气进入置于冷水浴的C装置中冷凝收集,C的a管是蒸气导入管、b管为尾气排出管;右侧D是NaOH溶液吸收尾气的装置、E是装有碱石灰的干燥管,碱石灰既可以吸收未反应的氯气防污染,还能隔绝空气中的水蒸气避免易潮解的变质。A.与浓盐酸反应制取需要加热,装置A无加热装置,无法使用该组合制备氯气,A错误;B.易升华,若将a管换成细导管,降温凝华为固体易堵塞导管,存在安全隐患,B错误;C.浓盐酸易挥发,制得的中混有杂质,与炽热铁粉反应可生成,因此装置C中产品可能混有,C错误;D.装置E中碱石灰既可吸收尾气,又可防止空气中的水蒸气进入C中使潮解;若接装置D,溶液中的水蒸气会进入C导致潮解,因此b管接E装置效果优于接D,D正确;故答案选CD。
10.(25-26高一上·江苏扬州·期中)高铁酸钾()是一种高效水处理剂,可溶于水,在强碱性溶液中比较稳定,在弱碱性、中性或酸性条件下,能与水反应生成。实验室可用下图装置(夹持装置略)制备高铁酸钾并探究其性质。
(1)装置A用于生成。该装置发生的化学反应方程式为___________;玻璃管的作用是___________。
(2)装置B的作用是___________。
(3)装置C中盛装 和过量KOH溶液的仪器名称是___________,发生反应的化学方程式为___________。
(4)装置C中所用KOH须过量的原因是___________。
(5)写出在硫酸溶液中产生的化学方程式为___________。
(6)为测定所制的纯度,进行如下实验:准确称取0.1000g 于锥形瓶中,加入足量KI溶液后用硫酸调节溶液的,充分反应,生成的与20mL 溶液恰好完全反应。已知杂质不参与反应,实验过程中所发生的反应为:
计算所制的纯度,并写出计算过程___________。
(7)为了验证酸性条件下氧化性 ,可设计实验方案为:取少量固体于试管中,___________。(必须使用的试剂和用品有:浓盐酸、淀粉KI试纸)
【答案】(1) 平衡压强,使液体顺利流下
(2)除去HCl
(3)三颈烧瓶
(4)提供碱性环境,使产物稳定存在。
(5)
(6),,则,纯度=
(7)向其中滴加少量浓盐酸,将湿润的淀粉KI试纸靠近试管口,若试纸变蓝,则说明有生成,则证明氧化性
【解析】A装置中,高锰酸钾与浓盐酸反应制取氯气;B装置用于除去氯气中混有的氯化氢气体;C装置中,氢氧化铁在碱性条件下被氯气氧化为;D装置用于除去氯气尾气,防止污染环境。
(1)装置A是常温下高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气,二者反应生成氯化钾、氯化锰、氯气和水,对应的化学方程式为:;
玻璃管连通了分液漏斗和圆底烧瓶的内部空间,作用是平衡气压,使浓盐酸能够顺利滴下,避免烧瓶内压强过大阻碍液体滴落。
(2)装置A生成的氯气中混有挥发出来的HCl杂质,同时后续装置C需要强碱性环境,HCl会消耗C中的KOH,因此装置B中通常盛装饱和食盐水,作用是除去Cl2中混有的HCl杂质,同时减少Cl2在水中的溶解损耗。
(3)装置C中盛装试剂的带三个瓶口的反应容器名称是三颈烧瓶;
在过量KOH的强碱性环境中,Cl2作为氧化剂将氢氧化铁氧化为高铁酸钾,自身被还原为Cl-,配平后的化学方程式为:。
(4)结合题干信息,高铁酸钾在强碱性溶液中比较稳定,在弱碱性、中性或酸性条件下易与水反应生成氧气发生分解;同时过量的KOH可以为反应提供足够的碱性环境,保证Cl2能够充分参与反应,因此KOH须过量的原因是提供碱性环境,使产物稳定存在。
(5)在硫酸提供的酸性环境中,中的+6价Fe被还原为Fe3+,-2价的O被氧化为O2,结合氧化还原反应配平规则,得到化学方程式:。
(6)首先根据给出的两个反应推导物质的量的关系:由反应和反应,可得计量关系:,计算参与,反应的,则,纯度=。
(7)要验证酸性条件下氧化性,利用题目限定的试剂:浓盐酸、淀粉KI试纸,实验方案为:向其中滴加少量浓盐酸,将湿润的淀粉KI试纸靠近试管口,若试纸变蓝,则说明有生成,则证明氧化性。
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