3.1铁的氢氧化物、铁盐及相互转化 讲义---2026-2027学年高一上学期化学人教版必修第一册

必修第一册 第三章 铁金属材料 3.1 铁的氢氧化物、铁盐及相互转化 课标要点 1．认识铁的两种氢氧化物（Fe(OH)₂、Fe(OH)₃）的制备方法，能说明二者在颜色、稳定性、与酸反应等方面的差异，会解释 Fe(OH)₂ 在空气中变色的原因； 2．学会用 KSCN 溶液、NaOH 溶液等检验 Fe³⁺，能设计实验方案检验 Fe²⁺，并说明“先加 KSCN、后加氧化剂”这一顺序的依据； 3．能从氧化还原反应的视角理解 Fe、Fe²⁺、Fe³⁺ 之间的相互转化关系，会根据目标价态选择合适的氧化剂或还原剂； 4．能运用“价—类”二维图等模型梳理铁及其化合物的性质与转化，形成认识元素及其化合物的一般思路。 学习重难点 【重点】 ①Fe(OH)₂、Fe(OH)₃ 的性质差异及 Fe(OH)₂ 易被氧化的原因（“白→灰绿→红褐”三步变色）； ②Fe³⁺、Fe²⁺ 的检验方法，以及 Fe²⁺ 检验中“先加 KSCN、后加氧化剂”的顺序逻辑； ③Fe、Fe²⁺、Fe³⁺ 相互转化的“铁三角”关系及氧化剂、还原剂的选择。 【难点】 ①含 Fe²⁺、Fe³⁺ 混合溶液中离子检验方案的设计与干扰排除； ②运用“价—类”二维图与守恒思想解决铁元素的转化判断和定量计算问题。 知识点一　铁的氢氧化物——会“变脸”的白色沉淀 见过会“变脸”的沉淀吗？向新制的 FeSO₄ 溶液中滴入 NaOH 溶液，先出现的是白色絮状沉淀——氢氧化亚铁 Fe(OH)₂。可是它“留不住”这份洁白：眨眼间变成灰绿色，再放置一会儿就彻底变成红褐色。这“三段变色”的背后，其实是一场悄无声息的氧化反应。 1．制备与现象——“一个加碱，两种风景” 铁的两种氢氧化物，都可以由对应可溶性盐与碱溶液反应制得。向 FeCl₃（或 Fe₂(SO₄)₃）溶液中滴加 NaOH 溶液，立即生成红褐色沉淀 Fe(OH)₃；向新制的 FeSO₄ 溶液中滴加 NaOH 溶液，先生成白色絮状沉淀 Fe(OH)₂，随后沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。 Fe³⁺＋3OH⁻＝Fe(OH)₃↓（红褐色沉淀） Fe²⁺＋2OH⁻＝Fe(OH)₂↓（白色絮状沉淀） 图1　Fe(OH)₃ 和 Fe(OH)₂ 的生成 两种氢氧化物都是难溶性碱，不溶于水，却都能与盐酸等酸反应，生成对应的盐和水。将二者的性质放在一起对比，差异一目了然： 比较项 Fe(OH)₂ Fe(OH)₃ 颜色、状态 白色固体（絮状） 红褐色固体 溶解性 难溶于水 难溶于水 稳定性 极不稳定，易被 O₂ 氧化 较稳定，受热易分解 与盐酸反应 Fe(OH)₂＋2H⁺＝Fe²⁺＋2H₂O Fe(OH)₃＋3H⁺＝Fe³⁺＋3H₂O 制备 Fe²⁺＋2OH⁻＝Fe(OH)₂↓ Fe³⁺＋3OH⁻＝Fe(OH)₃↓ 2．“变脸”背后的化学——一场氧化反应 Fe(OH)₂ 之所以守不住白色，是因为溶液中的溶解氧将它氧化了： 4Fe(OH)₂＋O₂＋2H₂O＝4Fe(OH)₃　 “灰绿色”从哪里来？白色 Fe(OH)₂ 被氧化的过程中，表面先生成红褐色的 Fe(OH)₃，白色与红褐色两种沉淀混合在一起，就呈现灰绿色。所以灰绿色不是一种独立的新物质，而是氧化“进行时”的中间状态——因此描述现象要完整：“白色→灰绿色→红褐色”三步，缺一不可。 红褐色的 Fe(OH)₃ 也并非“刀枪不入”，受热时它会失去水、变身为红棕色粉末 Fe₂O₃（铁锈的主要成分之一）： 2Fe(OH)₃Fe₂O₃＋3H₂O 注意：Fe(OH)₂、Fe(OH)₃ 都是难溶性碱，都能与酸发生中和反应，但产物中的铁元素价态不同——+2 价铁对应 Fe²⁺，+3 价铁对应 Fe³⁺，写离子方程式时“价态”是第一个要检查的地方。 3．实验室制备 Fe(OH)₂ 实验室里想看到并保存 Fe(OH)₂ 的白色，本质是一场“防氧化保卫战”。把敌人找准、对策对齐，实验就成功了一半： 敌人 对策 说明 ①溶液中溶解的 O₂ 配制溶液用的蒸馏水、NaOH 溶液先煮沸 加热煮沸可赶走溶解氧 ②液面上方的空气 液面上加苯或植物油液封；或通入 H₂、N₂ 排尽空气 让沉淀“泡”在无氧环境中 ③Fe²⁺ 原料已被氧化（含 Fe³⁺） FeSO₄ 溶液现用现配，并加入少量铁粉 2Fe³⁺＋Fe＝3Fe²⁺，把 Fe³⁺“换回”Fe²⁺ 操作细节还有两条“铁律”： ①胶头滴管末端要伸入试管液面以下再滴加 NaOH 溶液——防止滴入的液滴把空气带进溶液； ②生成沉淀后不要振荡试管——振荡会扩大沉淀与空气的接触面。 记忆口诀：水要煮沸、盐要新配、管要插底、面要油封。 ▶ 重要结论（必背） ①Fe(OH)₂、Fe(OH)₃ 都难溶于水，都由可溶性亚铁盐（铁盐）与碱反应制得； ②Fe(OH)₂ 极不稳定：4Fe(OH)₂＋O₂＋2H₂O＝4Fe(OH)₃，现象“白→灰绿→红褐”三步变化； ③Fe(OH)₃ 受热分解：2Fe(OH)₃　＝　Fe₂O₃＋3H₂O（条件：加热），生成红棕色粉末； ④制备 Fe(OH)₂ 成败的关键＝隔绝空气（防氧化），核心操作“煮沸、新配、插底、油封”。 ▶ 易错易混（高频陷阱） ①“Fe(OH)₂ 是黑色（或灰色）沉淀”——错！新制的 Fe(OH)₂ 是白色絮状沉淀； ②“灰绿色沉淀就是 Fe(OH)₂”——错！灰绿色是 Fe(OH)₂ 与 Fe(OH)₃ 混合的中间状态，不是新物质； ③“Fe(OH)₂ 与盐酸反应：Fe(OH)₂＋2H⁺＝Fe³⁺＋2H₂O”——错！产物应为 Fe²⁺，即 Fe(OH)₂＋2H⁺＝Fe²⁺＋2H₂O； ④“Fe(OH)₃ 受热分解生成 FeO”——错！生成红棕色 Fe₂O₃； ⑤“Fe(OH)₂ 可以长期保存”——错！露置在空气中很快被氧化为 Fe(OH)₃。 随学随练 1．【2024-2025学年高一上·天津市河北区·期末】实验室用 FeSO₄ 溶液与烧碱溶液制备 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 FeSO₄ 溶液和烧碱溶液所用的蒸馏水要煮沸 B．产生沉淀后，不能振荡试管 C．可在 FeSO₄ 溶液的上面加一层植物油，以隔绝空气 D．向 FeSO₄ 溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入试管中 2．【2022-2023高一上·湖南长沙·期末】利用如图装置制取并观察 Fe(OH)₂ 在空气中被氧化时颜色的变化，下列说法不正确的是（　　） A．烧瓶 A 中发生反应的离子方程式为 Fe＋2H⁺＝Fe²⁺＋H₂↑ B．实验结束后集气瓶 C 中收集到的是纯净气体 C．生成 Fe(OH)₂ 的操作：关闭止水夹 E，使烧瓶 A 中 FeSO₄ 溶 液压入装置 B 中进行反应 D．若取下装置 B 的橡皮塞，可观察到沉淀由白色变成灰绿色最后变为红褐色 3．【衡水金卷·先享题2025-2026学年高一同步周测卷】取少量 FeSO₄ 溶液，滴入 NaOH 溶液，发生如下反应：A．FeSO₄＋2NaOH＝Fe(OH)₂↓＋Na₂SO₄； B．4Fe(OH)₂＋2H₂O＋O₂＝4Fe(OH)₃。 其中属于氧化还原反应的是____（填字母）。 知识点二　铁盐和亚铁盐——Fe³⁺ 的“专属变色反应” 化学世界里给 Fe³⁺ 配了一把“专属试纸”——KSCN 溶液：只要滴上一滴，含 Fe³⁺ 的溶液立刻变成血红色；而 Fe²⁺ 在 KSCN 面前却“面不改色”。抓住这一红一白，铁盐、亚铁盐的鉴别就有了“主心骨”。 1．Fe³⁺ 的检验——KSCN 法（最灵敏、最常用） Fe³⁺＋3SCN⁻＝Fe(SCN)₃（溶液变血红色） 应用场景：①检验某溶液中是否含 Fe³⁺；②检验 FeSO₄（绿矾）是否变质——变质即含 Fe³⁺；③判断补铁剂中 Fe²⁺ 是否被氧化。 图2　向 FeCl₃ 溶液中滴入 KSCN 溶液（左）、向 FeCl₂ 溶液中滴入 KSCN 溶液（右） 2．鉴别 Fe²⁺ 与 Fe³⁺——“多方案工具箱” 鉴别就是“找不同”，试剂不同，看现象的角度也不同。把常用方案放进一个工具箱，解题时按需取用： 方案 Fe²⁺ 的现象 Fe³⁺ 的现象 观察颜色（限单一体系） 浅绿色 棕黄色 加 NaOH 溶液 白色沉淀→灰绿色→红褐色 直接生成红褐色沉淀 加 KSCN 溶液 无明显现象 溶液变血红色 加酸性 KMnO₄ 溶液 紫红色褪去 不褪色（注意 Cl⁻ 等干扰） 加 K₃[Fe(CN)₆] 溶液 生成蓝色沉淀（特征检验） 无明显现象 其中 Fe²⁺ 的特征检验为：Fe²⁺＋K⁺＋[Fe(CN)₆]³⁻＝KFe[Fe(CN)₆]↓（蓝色沉淀）。 3．检验 Fe²⁺ 的“顺序陷阱”——先 KSCN，后氧化剂 正确流程：取待测液 → 滴加 KSCN 溶液：不变色 → 再滴加氯水（或 H₂O₂）：变红 ⇒ 原溶液中含有 Fe²⁺。 为什么顺序不能颠倒？①若先加氯水，原溶液中的 Fe³⁺ 与“Fe²⁺ 被氯水氧化生成的 Fe³⁺”都会使 KSCN 变红——变红只能说明“现在有 Fe³⁺”，说不清 Fe³⁺ 是原来就有，还是刚被氧化出来的；②氧化剂不宜用酸性 KMnO₄——KMnO₄ 会氧化 SCN⁻（以及 Cl⁻），造成假象、干扰判断。 4．Fe³⁺ 的氧化性与 Fe²⁺ 的还原性——“价态决定性格” 把铁粉加入黄色的 FeCl₃ 溶液并振荡，溶液逐渐变成浅绿色——Fe³⁺ 被 Fe 还原为 Fe²⁺；往上层清液中滴加 KSCN 不变色；再滴加氯水，溶液又变红——Fe²⁺ 被 Cl₂ 氧化回 Fe³⁺。 2Fe³⁺＋Fe＝3Fe²⁺ 　2Fe²⁺＋Cl₂＝2Fe³⁺＋2Cl⁻ 图3　Fe³⁺ 被还原（左）、Fe²⁺ 被氧化（右） 由此可得氧化性、还原性强弱规律：氧化性 Cl₂＞Fe³⁺＞Fe²⁺；还原性 Fe＞Fe²⁺。 Fe³⁺ 的氧化性还“管”得住铜：2Fe³⁺＋Cu＝2Fe²⁺＋Cu²⁺——电子工业正是利用 FeCl₃ 溶液作“腐蚀液”蚀刻铜箔制作印刷电路板。Fe³⁺ 还能氧化 I⁻、S²⁻ 等还原性离子，如 2Fe³⁺＋2I⁻＝2Fe²⁺＋I₂。 Fe²⁺ 以还原性为主（遇 Cl₂、O₂、H₂O₂、酸性 KMnO₄ 均被氧化），但它处于中间价态，遇强还原剂（如 Zn）也会被还原：Fe²⁺＋Zn＝Fe＋Zn²⁺，此时 Fe²⁺ 显氧化性。 溶液的保存：FeCl₂（FeSO₄）溶液要加少量铁粉，防止 Fe²⁺ 被空气中的 O₂ 氧化；FeCl₃ 溶液加少量盐酸（抑制 Fe³⁺ 水解，水解知识后续课时学习）。 ▶ 重要结论（必背） ①检验 Fe³⁺ 最灵敏的方法：滴加 KSCN 溶液变血红色，Fe³⁺＋3SCN⁻＝Fe(SCN)₃； ②检验 Fe²⁺：先加 KSCN 不变色，再加氯水变红——顺序不可颠倒； ③价态决定性质：Fe³⁺（+3，最高价）只有氧化性；Fe²⁺（+2，中间价）既氧化又还原、以还原性为主；Fe（0，最低价）只有还原性； ④强弱规律：氧化性 Cl₂＞Fe³⁺＞Fe²⁺，还原性 Fe＞Fe²⁺。 ▶ 易错易混（高频陷阱） ①“Fe(SCN)₃ 是红色沉淀”——错！它是可溶性络合物，现象是“溶液变血红色”，没有沉淀； ②“KSCN 溶液能使 Fe²⁺ 变红”——错！Fe²⁺ 遇 KSCN 不变色，必须先用氧化剂氧化； ③“检验 Fe²⁺ 先加氯水再加 KSCN”——错！无法排除原溶液本身就含 Fe³⁺ 的可能； ④“酸性 KMnO₄ 检验 Fe²⁺ 绝对可靠”——错！Cl⁻、SCN⁻ 等还原性离子也能使其褪色，形成干扰； ⑤“Fe²⁺ 只有还原性”——错！Fe²⁺ 处于中间价态，既能被氧化（如被 Cl₂ 氧化），也能被还原（如被 Zn 还原）。 随学随练 1．【2021-2022高一上·湖南邵阳·期末】有 NaCl 溶液、FeCl₂ 溶液、FeCl₃ 溶液、MgCl₂ 溶液四种溶液，用一种试剂就可把它们鉴别出来，这种试剂是（　　） A．盐酸　　B．烧碱溶液　　C．氯水　　D．KSCN 溶液 2．下列关于 Fe²⁺ 和 Fe³⁺ 的叙述中，错误的是（　　） A．Fe²⁺ 的水溶液为浅绿色 B．Fe³⁺ 的水溶液为黄色 C．Fe³⁺ 具有氧化性，Fe²⁺ 具有还原性 D．Fe³⁺ 溶液中滴入含 SCN⁻ 的溶液，立即出现红色沉淀 3．为验证 Fe²⁺ 与 Fe³⁺ 能够相互转化，进行如下实验：下列分析不合理的是（　　） A．解释现象①的反应：2Fe³⁺＋Fe＝3Fe²⁺ B．实验②与③可以调换顺序 C．溶液变红涉及的反应：Cl₂＋2Fe²⁺＝2Cl⁻＋2Fe³⁺ D．比较氧化性：Cl₂＞Fe³⁺＞Fe²⁺ 知识点三　铁及其化合物的相互转化——“铁三角”与价类二维 把 Fe、Fe²⁺、Fe³⁺ 想象成三座“价态站”：0 号站、+2 号站、+3 号站。想从一站“换乘”到另一站，必须选对“工具”——要升价，找氧化剂；要降价，找还原剂。掌握了“铁三角”，铁的转化题目就成了“看图选车”。 1．“铁三角”——三站两两互通 转化方向 所需试剂（示例） 离子方程式（示例） Fe → Fe²⁺ 弱氧化剂：H⁺、Cu²⁺、S、I₂ Fe＋2H⁺＝Fe²⁺＋H₂↑； Fe＋Cu²⁺＝Fe²⁺＋Cu Fe → Fe³⁺ 强氧化剂：Cl₂、稀 HNO₃ 2Fe＋3Cl₂＝2FeCl₃ Fe²⁺ → Fe³⁺ 氧化剂：Cl₂、O₂、H₂O₂、酸性 KMnO₄ 2Fe²⁺＋Cl₂＝2Fe³⁺＋2Cl⁻ Fe³⁺ → Fe²⁺ 还原剂：Fe、Cu、I⁻、S²⁻ 2Fe³⁺＋Fe＝3Fe²⁺； 2Fe³⁺＋Cu＝2Fe²⁺＋Cu²⁺ Fe²⁺ → Fe 强还原剂：Zn 等 Fe²⁺＋Zn＝Fe＋Zn²⁺ 核心记忆一句话：“铁遇弱氧化剂变 Fe²⁺、遇强氧化剂变 Fe³⁺；Fe³⁺ 遇 Fe、Cu 等还原剂变回 Fe²⁺；Fe²⁺ 遇 Cl₂、H₂O₂ 等氧化剂升为 Fe³⁺。” 2．“铁三角”的应用——除杂与保存（“除杂三兄弟”） 待除杂质 操作方法 原理（离子方程式） FeCl₃ 溶液中的 FeCl₂ 通入足量 Cl₂ 2Fe²⁺＋Cl₂＝2Fe³⁺＋2Cl⁻ FeCl₂ 溶液中的 FeCl₃ 加入足量铁粉后过滤 2Fe³⁺＋Fe＝3Fe²⁺ FeSO₄ 溶液中的 CuSO₄ 加入足量铁粉后过滤 Fe＋Cu²⁺＝Fe²⁺＋Cu 保存 FeCl₂、FeSO₄ 溶液时加入少量铁粉，利用的正是“Fe³⁺ 遇铁粉变 Fe²⁺”这一转化，把被氧化产生的 Fe³⁺ 及时“救”回来。 3．“价—类”二维图——把铁的知识挂上“坐标系” 横坐标是物质类别（单质、氧化物、盐、碱），纵坐标是铁元素的化合价（0、+2、+3），每个含铁物质都能在“坐标系”里找到自己的位置。看图有两条主线： ①同价态——用“物质类别通性”思考：碱性氧化物与酸反应（如 Fe₂O₃＋6H⁺＝2Fe³⁺＋3H₂O）；盐与碱反应生成氢氧化物沉淀（如 Fe²⁺＋2OH⁻＝Fe(OH)₂↓）；碱与酸中和。 ②跨价态——用“氧化还原”思考：要升价找氧化剂，要降价找还原剂。 举例预测 Fe₂O₃ 的性质：从物质类别看，它是碱性氧化物，能与盐酸反应；从元素价态看，+3 价是铁元素的高价态，具有氧化性，可被 CO、Al 等还原（工业炼铁原理）。两种视角合起来，就能“预测—验证—应用”一条龙。 4．守恒思想——铁元素计算的“暗线”（素养衔接） 铁及其化合物的计算，最常用的是“原子守恒”：盐酸溶解铁的氧化物时，盐酸中的 H⁺ 与氧化物中的 O²⁻ 结合成 H₂O，故 n(O)＝½n(HCl)；用 CO 充分还原铁的氧化物后，铁的质量＝混合物总质量－氧元素的质量。具体应用见题型三例 3 。 ▶ 重要结论（必背） ①“铁三角”：Fe ⇌ Fe²⁺ ⇌ Fe³⁺ 两两可转化，核心是氧化剂、还原剂的选择； ②Fe 遇弱氧化剂（H⁺、Cu²⁺、S、I₂）→Fe²⁺，遇强氧化剂（Cl₂、稀 HNO₃）→Fe³⁺； ③Fe³⁺ 有较强氧化性，遇 Fe、Cu、I⁻ 等还原剂→Fe²⁺；Fe²⁺ 主要显还原性，遇 Cl₂、H₂O₂ 等→Fe³⁺； ④除杂口诀：“Fe³⁺ 混 Fe²⁺ 通 Cl₂，Fe²⁺ 混 Fe³⁺ 加铁粉”。 ▶ 易错易混（高频陷阱） ①“Fe 与 Cl₂ 反应生成 FeCl₂”——错！Cl₂ 是强氧化剂，无论少量还是过量，产物都是 FeCl₃； ②“Fe 与稀盐酸反应生成 FeCl₃”——错！盐酸氧化性弱，只能生成 FeCl₂； ③“Fe 与 S 反应生成 Fe₂S₃”——错！S 氧化性弱，生成 FeS（+2 价）； ④“Fe³⁺ 只有氧化性、Fe²⁺ 只有还原性”——错！Fe²⁺ 处于中间价态，既能被氧化也能被还原； ⑤“Fe₂O₃ 与水反应生成 Fe(OH)₃”——错！Fe₂O₃ 不溶于水，Fe(OH)₃ 只能由铁盐与碱反应制得。 随学随练 1． 【2023-2024高一上·常德·期末】铁元素的“价—类”二维图如下，下列说法正确的（　　） A．高温条件下 Fe 和水蒸气反应生成 Fe(OH)₂ 和 H₂，该反应为置换反应 B．FeO 在加热的条件下能被氧气氧化成 Fe₃O₄ C．将饱和 FeCl₃ 溶液加热煮沸可制得氢氧化铁胶体 D．Fe(OH)₂ 浊液露置于空气中，由白色立即变为红褐色 2．【2021-2022高一上·湖南·期末】向 Fe₂(SO₄)₃ 和 CuSO₄ 的混合溶液中加入一定量的铁粉，下列说法中错误的是（　　） A．若铁粉有剩余，则不溶物中一定有铜 B．若铁粉有剩余，则溶液中的金属阳离子有 Fe²⁺ 和 Cu²⁺ C．若铁粉无剩余，且溶液中有 Cu²⁺，则溶液中还可能有 Fe³⁺ D．若铁粉无剩余，且溶液中无 Cu²⁺，则溶液中一定有 Fe²⁺，一定无 Fe³⁺ 3．【2021-2022高一上·山东泰安·阶段练习】下列过程最终能生成含 +3 价铁的化合物的是（　　） ①过量 Fe 与氯气反应　②铁丝在硫蒸气中燃烧　③向 FeBr₂ 溶液中通入 Cl₂　④铁与 CuCl₂ 溶液反应　⑤Fe(OH)₂ 露置于空气中 A．①②③　　B．③⑤　　C．③④　　D．①③⑤ 活学活用——判断下列说法是否正确（正确打“√”，错误打“×”） （1）新制的 Fe(OH)₂ 是白色絮状沉淀，在空气中迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。（　　） （2）Fe(OH)₃ 受热分解生成 FeO 和 H₂O。（　　） （3）Fe(OH)₂ 与稀盐酸反应的离子方程式为 Fe(OH)₂＋2H⁺＝Fe²⁺＋2H₂O。（　　） （4）向 FeCl₃ 溶液中滴加 KSCN 溶液，产生红色沉淀。（　　） （5）检验 Fe²⁺ 时，应先滴加 KSCN 溶液无明显现象，再滴加氯水后变红。（　　） （6）检验 Fe²⁺ 可以先用氯水氧化，再加 KSCN 溶液检验。（　　） （7）Fe 与足量稀盐酸反应生成 FeCl₃。（　　） （8）Fe 与 Cl₂ 反应可以生成 FeCl₂。（　　） （9）Fe²⁺ 既具有氧化性又具有还原性。（　　） （10）保存 FeSO₄ 溶液时，可加入少量铁粉防止 Fe²⁺ 被氧化。（　　） （11）FeCl₃ 溶液中混有 FeCl₂，可通入足量 Cl₂ 除去。（　　） （12）含 Fe³⁺ 的溶液遇 KSCN 溶液变红色，说明生成了红色沉淀。（　　） 题型一　铁的氢氧化物的制备与性质 ▌例1　【2025-2026学年高一同步周测卷】某化学兴趣小组在实验室制取 Fe(OH)₂ 和 Fe(OH)₃ 并进行性质实验。 （1）配制 100 mL 0.2 mol·L⁻¹ FeSO₄ 溶液，需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和____；在配好的 FeSO₄ 溶液中加入少量铁粉，其目的是____。 （2）取少量 FeCl₃ 溶液，滴入 NaOH 溶液，观察到的现象是____，发生反应的离子方程式为____。 （3）取少量 FeSO₄ 溶液，滴入 NaOH 溶液：A．FeSO₄＋2NaOH＝Fe(OH)₂↓＋Na₂SO₄；B．4Fe(OH)₂＋2H₂O＋O₂＝4Fe(OH)₃。其中属于氧化还原反应的是____（填字母）。 （4）兴趣小组在 FeSO₄ 溶液上方加一层苯来制取较纯净的 Fe(OH)₂，实验中苯的作用是____。 （5）取一定量的稀盐酸，加入少量上述制得的 Fe(OH)₃，充分反应后，观察到溶液由无色变为____色。 （6）取上述制得的 Fe(OH)₃ 在空气中加热至质量不再发生变化为止，得到的红棕色固体是____。 ▌对点练1-1　【2023-2024高一上·湖南常德·期末·改编】Fe(OH)₂ 浊液露置于空气中，其颜色变化的正确描述是（　　） A．由白色立即变为红褐色　　B．由白色迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 C．白色保持不变　　D．由白色变为黑色 题型二　Fe³⁺、Fe²⁺ 的检验与鉴别 ▌例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 KSCN 溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色 B．只需滴加 KSCN 溶液 C．先滴加氯水，再滴加 KSCN 溶液后显红色 D．滴加酸性高锰酸钾溶液后溶液褪色 ▌对点练2-1　【天津市滨海新区田家炳中学2024-2025学年高一上·12月月考】为了检验某 FeSO₄ 溶液是否变质，可向溶液中加入（　　） A．KSCN 溶液　　B．铁片　　C．NaOH 溶液　　D．石蕊溶液 题型三　铁及其化合物的相互转化与守恒计算 ▌例3　【2021-2022高一上·湖南益阳·期末】现有 51.2 g 由 FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄ 组成的固体混合物，用 400 g 质量分数为 14.6% 的盐酸恰好将之完全溶解。将此固体混合物用 CO 充分还原，则生成的铁的质量为（　　） A．38.4 g　　B．34 g　　C．24.6 g　　D．44.8 g ▌对点练3-1　【2023-2024高一下·湖南株洲·期末】如图是部分含铁物质的价类关系图（a 为 Fe，b 为 FeO，c 为 Fe₂O₃，d 为 Fe(OH)₃，e 为 Fe(OH)₂，f 为 +2 价盐，g 为 +3 价盐，h 为高铁酸盐）。有关推断合理的是（　　） A．Fe 在一定条件下分别与氧气或水蒸气反应均可转化为 Fe₂O₃ B．Fe₂O₃ 溶于氢碘酸的离子方程式为 Fe₂O₃＋6H⁺＝2Fe³⁺＋3H₂O C．Fe(OH)₂ 与 Fe(OH)₃ 均可通过化合反应实现相互转化 D．高铁酸盐是一种绿色净水剂，其杀菌消毒的原理与 84 消毒液相同 一、单选题 1．化学与人类社会生活密不可分，有关下列说法中不正确的是（ ） A．在食品袋中放入生石灰的透气小袋，可防止食物受潮、氧化变质 B．放电影时，放映室射到银幕上的光柱的形成属于丁达尔效应 C．碳酸氢钠俗称小苏打，可用作食品膨松剂和治疗胃酸过多症 D．氧化铁俗称铁红，常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料 2．劳动是幸福的源泉，下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是（ ） 选项 劳动项目 化学知识 A 用作油漆的红色颜料 可与酸反应 B 工人将模具干燥后再注入炽热的铁水 铁与水蒸气在高温下会反应 C 制作豆腐时向豆浆中加入石膏 胶体发生聚沉 D 用漂白粉作游泳池的消毒剂 漂白粉中的具有氧化性 A．A B．B C．C D．D 3．下列关于钠、铁及其化合物的说法错误的是（ ） A．过氧化钠可用作航天或潜水的供氧剂 B．钢铁厂生产中，模具在加入炽热的铁水前必须进行充分的干燥处理 C．可用澄清石灰水区分碳酸钠和碳酸氢钠两种无色溶液 D．俗称铁红，常用作油漆、涂料等的红色颜料 4．化学与生活密切相关，下列说法错误的是（ ） A．水墨画墨汁的主要成分碳，常温不易被氧化 B．金属铝具有还原性，可用于冶炼高熔点的金属 C．竹胎漆画颜料赭石的主要成分氧化铁，耐酸、碱 D．维生素C可作罐头的抗氧化剂是由于其易被氧化 5．元素的“价一类”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，如图为铁元素的“价一类”二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是（ ） A．加热发生转化②，加水溶解可转化为 B．转化④可用于自来水处理，其原理与明矾净水原理相同 C．铁与高温水蒸气的反应可实现上述①转化 D．可通过化合反应实现转化③ 6．下列物质的分类与应用错误的是（ ） A．氧化物，可作潜水艇供氧剂 B．碱性氧化物，可作红色颜料 C．铁粉：金属单质，可作食品抗氧化剂 D．氯化钠：盐，可作食品调味剂 7．下列关于FeO，Fe2O3，说法正确的是（ ） A．和都是黑色固体 B．中和价铁的比例为2:1 C．铁与水蒸气反应生成 D．又称为磁性氧化铁 8．下列转化不能通过一步化学反应实现的是（ ） A．Na2CO3 →NaOH B．FeCl3→Fe(NO3)3 C．MgSO4→MgCl2 D．Fe2O3→Fe(OH)3 9．化学知识在生产、生活中应用广泛。下列有关离子方程式正确的是（ ） A．将稀硫酸滴在铜片上： B．将锌片插入硝酸银溶液中： C．用稀硫酸除去铁锈： D．用溶液鉴别溶液，发生反应： 10．价—类二维图是学习元素及其化合物知识的重要模型和工具。如下图(左)为某常见金属单质及其部分化合物的价—类二维图。下列推断正确的是（ ） A．B在空气中受热可以生成C B．如上图(右)可以较长时间观察到产生的D物质 C．F和G对应的氯化物均可以通过化合反应实现制备 D．H具有净水和消毒双重功能，两者所利用的原理相同 11．从含有、、的某工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体()的流程如下。已知：2FeCl3+Fe=3FeCl2、 2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 ，下列说法正确的是（ ） A． 试剂分别是铁粉、稀硫酸和氯气 B． 加入试剂a析出红色固体时，溶液中已无 C． 操作I、操作II均为过滤，操作III为蒸发结晶 D． 可用酸性溶液检验溶液中是否含有 12．下列物质的转化能实现的是（ ） A． B． C． D． 13．下列实验中的颜色变化，与氧化还原反应无关的是（ ） 选项 实验 现象 A Na在坩埚中加热燃烧 有淡黄色固体生成 B 将NaOH溶液滴入FeCl3溶液中 有红褐色沉淀生成 C 将湿润的红色布条放入盛有Cl2的集气瓶中 红色布条褪色 D 向FeCl3溶液中加入足量铁粉 溶液由棕黄色变为浅绿色 A．A B．B C．C D．D 14．下列实验能够达到相应目的的是（ ） A．制备沉淀 B．比较和热稳定性 C．验证钠与水反应为放热反应 D．制备过氧化钠 A．A B．B C．C D．D 15．下列与铁及其化合物相关的实验装置（部分夹持装置略）能达到相应目的的是（ ） A．制备胶体 B．分离胶体和溶液 C．制备 D．检验溶液中的 A．A B．B C．C D．D 16．下列装置（部分夹持装置略）、试剂或操作正确的是（ ） A．比较和的热稳定性 B．制备 C．制备氯气 D．配制NaOH溶液 A．A B．B C．C D．D 二、解答题 17．的制备实验是实验研究的热点，某化学学习小组设计了下列方法制备氢氧化亚铁。 方法一：用如图所示装置（夹持仪器省略）制备氢氧化亚铁。 实验步骤如下： I．检查装置气密性后，关闭、，打开、、，使装置A中产生的气体进入装置B中，排尽B中空气。 Ⅱ．待B中空气排尽后，关闭，打开，将A中溶液压入B中并观察现象。 Ⅲ．关闭、，打开，使C中气体通入B中并观察现象。 回答下列问题： (1)仪器a的名称是_______________，B中长玻璃管的作用_______________。 (2)步骤Ⅲ装置B中的现象是_____________，其发生反应的化学方程式为_____________。 (3)向盛有溶液的试管中加入几滴酸化的溶液，溶液变成黄色，发生反应的离子方程式为________________________________________________；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是_______________________________________________。 18．的制备实验是实验研究的热点。 Ⅰ．某化学学习小组设计了如图所示装置（夹持仪器省略）。 (1)配制硫酸亚铁溶液时，为除去水中的溶解氧，要进行______________________________________。（填实验操作） (2)下列说法正确的是_______。（填序号） A．胶头滴管要伸入液面以下 B．硫酸亚铁溶液为黄色 C．可用过氧化钠代替氢氧化钠 Ⅱ．另一个小组设计的装置图如图所示。 (3)反应开始前要进行的操作是________。 (4)装稀硫酸的仪器是________。稀硫酸不能加太多，原因是__________________________。 (5)正式反应时，先打开开关b并________（填“打开”或“关闭”）开关a，一段时间后，再________（填“打开”或“关闭”）开关a，观察现象。 (6)若用7.0 g废铁屑（含不参与反应的杂质）进行实验，完全反应后产生标准状况下2.24 L氢气，则废铁屑中铁单质的质量分数为________。 19．铁及其化合物在生产生活中具有重要的应用。铁及其化合物的化合价—物质类别二维图如图所示。 (1)某实验小组欲采用下图装置制备物质B及验证其性质，其实验步骤如下所示。 ①实验前把稀硫酸和氢氧化钠溶液均煮沸处理，目的是__________________。 ②实验开始，打开弹簧夹C、D和E，一段时间后，关闭弹簧夹___________。 ③实验结束未关闭弹簧夹D，会观察到______________________________现象，原因是______________________________(用化学反应方程式表示)。 (2)铁的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下所示： Ⅰ．氯化铁：熔点为306℃，沸点为315℃、易吸收空气中的水分而潮解。工业上采用向500~600℃的铁粉中通入氯气来生产无水氯化铁。 Ⅱ．氯化亚铁：熔点为670℃，易升华。工业上采用向炽热铁粉中通入氯化氢来生产无水氯化亚铁。实验室可用如图所示的装置模拟工业生产无水氯化铁，请回答相关问题： ①装置A用于MnO2与浓盐酸反应制氯气，反应的化学方程式为___________________。 ②装置G的作用是___________________。 ③导管b口应与_____________(从虚线框内选择一个装置，用字母代号填空)连接，这样可避免反应系统与环境间的相互影响。 ④用此装置制得的无水氯化铁含铁量偏高，显然其中含有__________(填化学式)杂质，若要得到较纯净的无水氯化铁，对装置的改进措施是__________________。 20．I、氧化还原反应在生产生活中有广泛的应用。 (1)我国古代四大发明之一的黑火药是由硫黄粉、硝酸钾和木炭按一定比例混合而成的，爆炸时发生的反应为：。该反应中，作为氧化剂的是____________(填化学式)。标准状况下，和的混合气体22.4 L，其质量为36 g，则此混合气体中和的物质的量之比为______________。 II、如下图所示，此装置可用来制取和观察在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑和的硫酸，其他试剂任选。填写下列空白： (2)实验开始时先将止水夹a___________(填“打开”或“关闭”)，其目的是_____________________。 (3)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的固体药品是___________，A中反应的离子方程式是_____________________________。 (4)实验完毕，打开b处止水夹，放入一部分空气，此时B瓶中观察到的现象是_____________________________________________，发生的反应为__________________________(用化学方程式表示)。 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 参考答案（教师用） 【随学随练·知识点一】 1．D（配制 FeSO₄ 溶液和烧碱溶液所用的蒸馏水要煮沸，可除去溶解氧；产生沉淀后不能振荡，以免扩大沉淀与空气的接触面；在液面上加植物油可液封隔绝空气——A、B、C 均正确。胶头滴管尖嘴必须伸入液面以下滴加 NaOH，才能避免滴入的液滴携带空气，故 D 的说法不正确，选 D。） 2．B（烧瓶 A 中铁与稀硫酸反应生成 FeSO₄ 和 H₂；打开止水夹 E，H₂ 排出装置内空气；关闭 E 后产生的 H₂ 将 A 中 FeSO₄ 溶液压入 B 中与 NaOH 反应生成白色 Fe(OH)₂。起初排出的空气也进入集气瓶 C，故 C 中收集的是 H₂ 与空气的混合气体，不是纯净气体，B 不正确。若取下 B 的橡皮塞，Fe(OH)₂ 被空气氧化，可观察到白色→灰绿色→红褐色，D 正确。） 3．B（反应 A 中各元素化合价均不变，是非氧化还原反应；反应 B 中 Fe（+2 价）被氧化为 +3 价、O₂ 中 O（0 价）被还原为 −2 价，属于氧化还原反应。） 【随学随练·知识点二】 1．B（NaOH 溶液分别滴入四种溶液：NaCl 无现象；FeCl₂ 先生成白色沉淀，继而变为灰绿色，最后变为红褐色；FeCl₃ 直接生成红褐色沉淀；MgCl₂ 生成白色沉淀，四种现象互不相同，可鉴别。盐酸与四种溶液均不反应；氯水只能区分 FeCl₂；KSCN 只与 FeCl₃ 反应，故选 B。） 2．D（Fe³⁺ 与 SCN⁻ 反应生成的是可溶性的红色络合物 Fe(SCN)₃，现象为溶液变血红色，并非“红色沉淀”，D 错误。Fe²⁺ 溶液为浅绿色、Fe³⁺ 溶液为黄色；Fe³⁺ 处于高价态具氧化性，Fe²⁺ 处于中间价态具还原性，A、B、C 均正确。） 3．B（先加 KSCN 无现象、再加氯水变红，说明 Fe²⁺ 被 Cl₂ 氧化为 Fe³⁺，此顺序不可颠倒；若先加氯水，原溶液中可能存在的 Fe³⁺ 与“Fe²⁺ 氧化生成的 Fe³⁺”均会使 KSCN 变红，无法判断，故实验②与③不能调换顺序，B 不合理。A、C、D 均正确。） 【随学随练·知识点三】 1．B（高温下 Fe 与水蒸气反应生成 Fe₃O₄ 和 H₂，A 错；饱和 FeCl₃ 溶液应滴入沸水中加热煮沸至红褐色才能制得 Fe(OH)₃ 胶体，直接加热煮沸 FeCl₃ 溶液得不到胶体，C 错；Fe(OH)₂ 露置空气中由白色迅速变为灰绿色、最后变为红褐色，不是“立即变红褐色”，D 错；FeO 在加热条件下能被 O₂ 氧化为 Fe₃O₄，B 正确。） 2．B（铁粉先与 Fe³⁺ 反应：Fe＋2Fe³⁺＝3Fe²⁺，Fe³⁺ 反应完后再与 Cu²⁺ 反应：Fe＋Cu²⁺＝Fe²⁺＋Cu。若铁粉有剩余，则两个反应都进行完全，不溶物中一定有铜，溶液中金属阳离子只有 Fe²⁺、不含 Cu²⁺，故 A 正确、B 错误；若铁粉无剩余且溶液中有 Cu²⁺，说明铁粉不足，Fe³⁺ 可能尚未反应完，溶液中还可能有 Fe³⁺，C 正确；若铁粉无剩余且溶液中无 Cu²⁺，说明 Cu²⁺ 已被完全置换，则 Fe³⁺ 一定已反应完，溶液中一定有 Fe²⁺、一定无 Fe³⁺，D 正确。故选 B。） 3．D（①Fe 与 Cl₂ 反应生成 FeCl₃（+3 价），符合；②Fe 与 S 反应生成 FeS（+2 价），不符合；③Cl₂ 通入 FeBr₂ 溶液，最终将 Fe²⁺ 氧化为 Fe³⁺（2FeBr₂＋3Cl₂＝2FeCl₃＋2Br₂），符合；④Fe 与 CuCl₂ 反应生成 FeCl₂（+2 价），不符合；⑤Fe(OH)₂ 露置空气中被氧化为 Fe(OH)₃（+3 价），符合。故选 D。） 【活学活用】 （1）√　（2）×（Fe(OH)₃ 受热分解生成 Fe₂O₃，不是 FeO）　（3）√　（4）×（溶液变血红色，不是红色沉淀）　（5）√　（6）×（顺序颠倒无法排除原溶液含 Fe³⁺）　（7）×（稀盐酸氧化性弱，生成 FeCl₂）　（8）×（Cl₂ 氧化性强，无论过量与否都生成 FeCl₃）　（9）√　（10）√　（11）√（2FeCl₂＋Cl₂＝2FeCl₃）　（12）×（生成可溶性红色络合物，不是沉淀） 【题型一】 例1：（1）100 mL 容量瓶；防止 Fe²⁺ 被氧化为 Fe³⁺（铁粉还可将已生成的 Fe³⁺ 还原：2Fe³⁺＋Fe＝3Fe²⁺）。（2）生成红褐色沉淀；Fe³⁺＋3OH⁻＝Fe(OH)₃↓。（3）B。（4）隔绝空气（液封），防止 Fe(OH)₂ 被空气中的氧气氧化。（5）黄（FeCl₃ 溶液呈黄色）。（6）Fe₂O₃（Fe(OH)₃ 受热分解：2Fe(OH)₃　＝　Fe₂O₃＋3H₂O）。 对点练1-1：B（Fe(OH)₂ 浊液露置空气中，白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色；“立即变为红褐色”是错误描述。） 【题型二】 例2：A（先加 KSCN 溶液不显红色，说明不含 Fe³⁺；再滴加氯水后显红色，说明 Fe²⁺ 被氧化为 Fe³⁺，从而证明原溶液中只含 Fe²⁺ 而不含 Fe³⁺。B 只能检验 Fe³⁺；C 顺序颠倒，无法排除原溶液含 Fe³⁺；D 酸性 KMnO₄ 褪色只能证明含 Fe²⁺，不能证明不含 Fe³⁺。） 对点练2-1：A（FeSO₄ 变质即 Fe²⁺ 被氧化为 Fe³⁺，KSCN 溶液遇 Fe³⁺ 变血红色，可灵敏检验；铁片、石蕊溶液均不能用于检验，NaOH 溶液虽可生成红褐色沉淀但灵敏度与专一性不如 KSCN，且会受 Mg²⁺ 等干扰。） 【题型三】 例3：A（由原子守恒：盐酸中的 H⁺ 与混合物中的氧结合成 H₂O，n(O)＝½n(HCl)＝½×(400 g×14.6%÷36.5 g·mol⁻¹)＝½×1.6 mol＝0.8 mol，m(O)＝0.8 mol×16 g·mol⁻¹＝12.8 g，m(Fe)＝51.2 g−12.8 g＝38.4 g，故选 A。） 对点练3-1：D（A：铁与水蒸气反应生成 Fe₃O₄，不能得到 Fe₂O₃；B：Fe₂O₃ 与氢碘酸（HI 是还原性酸）发生氧化还原反应，产物不是单纯的 Fe³⁺，离子方程式错误；C：Fe(OH)₃ 不能通过化合反应得到 Fe(OH)₂，转化不可逆；D：高铁酸盐中铁为 +6 价，具有强氧化性，杀菌消毒原理与 84 消毒液相同，正确。） 1．A 【详解】A．生石灰仅能通过吸湿防潮，不能吸收氧气，无法防止氧化变质，A错误； B．放电影时，放映室光柱的形成是由于光线在空气中灰尘微粒散射所致，属于丁达尔效应，B正确； C．碳酸氢钠俗称小苏打，加热分解产生二氧化碳，可用作食品膨松剂；其碱性可中和胃酸，用于治疗胃酸过多症，C正确； D．氧化铁俗称铁红，颜色为红色，常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，D正确； 故选A。 2．A 【详解】A．呈红棕色，用作油漆的红色颜料是利用其颜色，与其能和酸反应无关，所列化学知识不能解释该用途，A符合题意； B．模具中残留的水遇炽热的铁水会变成水蒸气，铁与水蒸气在高温下发生反应：。将模具干燥可避免上述反应，二者有关联，B不符合题意； C．豆浆属于胶体，加入石膏后，石膏溶解产生的离子使胶体发生聚沉，可用于制作豆腐，二者有关联，C不符合题意； D．漂白粉的有效成分是，其具有氧化性，能杀菌消毒，因此漂白粉可用作游泳池的消毒剂，二者有关联，D不符合题意； 故选A。 3．C 【详解】A．过氧化钠中氧为-1价，与水和二氧化碳均能反应产生氧气，常用作供氧剂，A正确； B．铁和水蒸气能发生反应，故模具必须进行充分的干燥处理，B正确； C．碳酸钠和碳酸氢钠均能与澄清石灰水反应产生沉淀，现象相同，无法鉴别，C错误； D．氧化铁为红棕色粉末，俗称铁红，常用作红色颜料，D正确。 故选C。 4．C 【详解】A．墨汁主要成分为碳单质，常温下碳的化学性质稳定，不易被氧化，因此水墨画可长久保存，A正确； B．金属铝具有强还原性，高温下可通过铝热反应置换出铁、铬等活泼性弱于铝的高熔点金属，可用于高熔点金属的冶炼，B正确； C．赭石主要成分为，属于碱性氧化物，可与强酸反应生成铁盐和水，不耐酸，因此“耐酸、碱”的说法错误，C错误； D．维生素C具有还原性，易被氧化，作抗氧化剂时可优先被氧化，从而保护罐头中的食品不被氧化变质，D正确。 5．D 【详解】A．加热分解生成可实现转化②，但难溶于水，不能与水反应生成，A项错误； B．转化④中具有强氧化性，可杀菌消毒，其还原产物水解生成氢氧化铁胶体可吸附杂质；明矾净水原理是铝离子水解生成氢氧化铝胶体吸附悬浮物，无杀菌消毒作用，二者原理不同，B项错误； C．铁与高温水蒸气反应生成，不能实现①中转化为的过程，C项错误； D．转化③可通过反应实现，该反应属于化合反应，D项正确； 答案选D。 6．B 【详解】A．属于氧化物，可与、反应生成，可作潜水艇供氧剂，A正确； B．属于碱性氧化物，但为黑色固体，红色颜料的主要成分为红棕色的，不能用作红色颜料，B错误； C．铁粉是金属单质，具有还原性，可消耗食品包装内的，作食品抗氧化剂，C正确； D．氯化钠属于盐类，是食盐的主要成分，可作食品调味剂，D正确； 故选B。 7．D 【详解】A．是黑色固体，但是红棕色固体，A错误； B．可以写为，价和价铁的比例应该为1:2，B错误； C．铁与水蒸气高温反应为：，产物为，不是，C错误； D．俗称磁性氧化铁，具有磁性，D正确； 故答案选D。 8．D 【详解】A．可与发生复分解反应生成和沉淀，可一步实现，A正确； B．可与发生复分解反应生成和沉淀，可一步实现，B正确； C．可与发生复分解反应生成和沉淀，可一步实现，C正确； D．是难溶于水的碱性氧化物，不能与水直接反应生成，需要先与酸反应生成铁盐，再与碱反应得到，不能一步实现，D错误； 故选D。 9．C 【详解】A．在金属活动性顺序中Cu位于H之后，稀硫酸和铜不发生反应，该离子方程式不符合反应事实，A错误； B．该方程式电荷不守恒，正确的离子方程式应为，B错误； C．铁锈主要成分为，属于碱性氧化物，和稀硫酸反应生成可溶性铁盐和水，该离子方程式符合反应事实、满足守恒规则，C正确； D．溶液中大量存在的是，仅电离出极低浓度的，不足以和生成沉淀，和不发生该反应，无法用该方法鉴别，D错误； 故选C。 10．C 【分析】根据价-类二维图对应物质：该金属为，A为，B为，C为，D为，E为，F为亚铁盐，G为铁盐，H为高铁酸盐，由此解答； 【详解】A．在空气中受热会被氧化为，不能生成，A错误； B．右图装置中，右侧盛放Fe和稀硫酸的具支试管与空气直接相连，产生的氢气无法排出左边装置内的空气，也不能将生成的硫酸亚铁压入左侧与氢氧化钠反应，无法制备沉淀，B错误； C．可通过化合反应制备，可通过化合反应制备，二者对应的氯化物均可通过化合反应得到，C正确； D．高铁酸盐消毒利用其强氧化性，净水是因为其还原产物可以生成胶体吸附杂质，二者原理不同，D错误； 故选C。 11．B 【分析】向含三种氯化物的工业废液中加过量铁粉，将三价铁还原为二价铁、置换出铜，操作I过滤后，滤液X是氯化亚铁溶液，滤渣Y为生成的铜和过量的铁。 向滤渣Y中加稀盐酸溶解多余的铁，操作II过滤分离出金属铜，滤液Z为氯化亚铁溶液。 合并两份氯化亚铁滤液后通入氯气，将二价铁全部氧化为三价铁得到氯化铁溶液，后续通过蒸发浓缩、冷却结晶得到氯化铁晶体。 【详解】A．最终要制备氯化铁晶体，不能引入硫酸根杂质，因此试剂b不能是稀硫酸，应该是稀盐酸；试剂a为铁粉、试剂c为氯气的描述虽部分正确，但b的选择错误，A错误； B．根据题给已知反应，Fe3+的氧化性强于Cu2+，加入铁粉时Fe会优先和Fe3+反应：，只有当被完全消耗后，铁粉才会和发生置换反应析出红色的Cu，所以析出铜时溶液中已无，B正确； C．操作I、II是分离固液的过滤操作，由溶液制备氯化铁溶液，若采用蒸发结晶操作，会导致晶体失去结晶水而得不到氯化铁晶体，应采用蒸发浓缩、冷却结晶，C错误； D．溶液W中含有大量，酸性条件下也能被氧化而使高锰酸钾褪色，会干扰的检验，因此不能用酸性高锰酸钾检验W中的，D错误； 故选B。 12．B 【详解】A．钠在氧气中加热生成过氧化钠，不能按题示条件生成氧化钠，第一步不能实现；过氧化钠与盐酸反应可得氯化钠，氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳可析出碳酸氢钠，碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠。因此，能实现的相应转化为，A错误； B．铁与盐酸反应生成氯化亚铁，氯化亚铁与氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁被氧气氧化为氢氧化铁，氢氧化铁受热分解生成氧化铁。因此，各步均能实现，转化为，B正确； C．铜被氧气氧化生成氧化铜，氧化铜与水、二氧化碳不能生成碱式碳酸铜，碱式碳酸铜与硫酸反应生成硫酸铜。钠加入硫酸铜稀溶液后，先与水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠再与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀，不能得到铜。因此，只能实现的相应转化为、，C错误； D．高锰酸钾可氧化浓盐酸生成氯气，氯气与氢氧化钠反应可生成次氯酸钠，次氯酸钠溶液中通入二氧化碳可生成次氯酸。次氯酸光照分解生成氯化氢和氧气，不能得到氯气。因此，能实现的相应转化为，D错误； 故选B。 13．B 【详解】A．在坩埚中加热燃烧发生反应，反应中、元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，A不符合题意； B．将溶液滴入溶液中发生复分解反应，反应中各元素化合价均无变化，与氧化还原反应无关，B符合题意； C．湿润的红色布条放入盛有的集气瓶中，与水发生反应，元素化合价发生变化，且的强氧化性使布条褪色，与氧化还原反应有关，C不符合题意； D．向溶液中加入足量铁粉发生反应，元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，D不符合题意； 故答案为B。 14．A 【详解】A．图中将氯化铁饱和溶液滴入氢氧化钠溶液，三价铁离子与氢氧根离子反应，生成红褐色氢氧化铁沉淀，反应的离子方程式为，A正确； B．图中碳酸氢钠位于外管直接受热处、碳酸钠位于内管间接受热处。比较热稳定性时，应将热稳定性较强的碳酸钠置于外管直接受热处，将热稳定性较弱的碳酸氢钠置于内管间接受热处；图示位置放反，无法排除受热温度不同的影响，B错误； C．图中钠与水反应会生成氢气，且滴入的水也会占据装置内体积，这两项都会使装置内气压发生变化，U形管液柱移动不能唯一证明反应放热，C错误； D．图中用玻璃表面皿直接加热钠，玻璃表面皿不适合作为直接强热固体的器皿，应使用坩埚，D错误； 故选A。 15．C 【详解】A．溶液与溶液直接反应生成沉淀，无法得到胶体，A错误； B．胶体的胶粒和溶液中离子都能通过滤纸，无法通过过滤实现二者的分离，B错误； C．左侧试管中铁屑和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，打开止水夹时利用生成的氢气排出装置内的空气，防止后续生成的被氧化；关闭止水夹后，左侧试管内压强增大，将硫酸亚铁溶液压入右侧试管，和碳酸氢铵反应生成，植物油可以隔绝空气，避免被氧化，能达到实验目的，C正确； D．溶液的作用是检验，向溶液中滴加溶液无明显现象，无法检验溶液中的，D错误； 故选C。 16．A 【详解】A．碳酸钠的热稳定性强于碳酸氢钠，该实验设计将受热温度更高的外管放置，温度更低的内管放置：最终观察到温度更低的内管连接的澄清石灰水变浑浊，而外管对应的澄清石灰水无明显现象，可清晰对比证明更易受热分解，A正确； B．该装置右侧试管的侧开口会让生成的直接逸散到空气中，无法利用生成的氢气将体系内空气排尽、也无法将生成的溶液压入左侧溶液中，不能隔绝氧气制备，B错误； C．实验室用和浓盐酸加热反应制备氯气，稀盐酸和不发生反应，C错误； D．容量瓶是定容容器，不能用来直接溶解NaOH固体，应该在烧杯中溶解、冷却至室温后再转移到容量瓶中，D错误； 故选A。 17．(1) 恒压滴液漏斗 平衡气压，防止装置内压强过大引发安全隐患；同时可以排出装置B中的空气 (2) 白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 (3) 生成的催化分解生成，释放出气体 【分析】装置A利用和稀硫酸制备和；装置B是利用和制备；装置C是利用和制备； I．检查装置气密性后，关闭、，打开、、，使装置A中产生的气体进入装置B中，排尽B中空气，防止被氧化； II．待B中空气排尽后，关闭，打开，装置A中压强增大，将装置A中的压入装置B中的溶液中生成； III．关闭、，打开，装置C中产生进入装置B中，被氧化为，由此解答； 【详解】（1）根据仪器a的结构可知，其名称为恒压滴液漏斗；B中的长玻璃管的作用是安全管，可以平衡气压，防止装置内压强过大引发安全隐患，同时在步骤I中可以辅助排出装置B内的空气； （2）由分析可知，装置C中产生进入装置B中，被氧化为，因此实验现象为白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色；对应的化学方程式为； （3）酸性条件下，会将氧化为，自身被还原为，因此离子方程式为；反应生成的可以作为分解的催化剂，加速分解生成，因此产生气泡的原因是，生成的催化分解生成，释放出气体。 18．(1)煮沸（或煮沸后冷却） (2)A (3)检查装置气密性 (4) 分液漏斗 消耗更多的NaOH溶液，造成资源浪费 (5) 打开 关闭 (6)80% 【详解】（1）煮沸可以除去水中的溶解氧。 （2）A．为防止氧气进入，胶头滴管要伸入液面以下，A正确。 B．亚铁离子溶液为浅绿色，B错误。 C．过氧化钠具有强氧化性，能氧化氢氧化亚铁，且与水反应生成的氧气也能氧化氢氧化亚铁，C错误。 故答案选A。 （3）涉及气体的反应，开始前都要检查装置气密性。 （4）装稀硫酸的仪器有玻璃活塞，为分液漏斗；过多的硫酸,当将生成的硫酸亚铁溶液压到右侧装置与氢氧化钠混合生成氢氧化亚铁沉淀时，过量的硫酸会消耗氢氧化钠，造成浪费。 （5）先打开开关b并打开开关a，生成的氢气把装置中的空气排尽，一段时间后，再关闭开关a，左侧装置继续生成氢气，压强过大将硫酸亚铁溶液压到右侧装置与氢氧化钠混合生成氢氧化亚铁沉淀。 （6）在标准状况下，的物质的量为，根据，，即参加反应的铁为，质量为5.6 g，所以废铁屑中铁单质的质量分数为 19．(1) 除去溶液中溶解的氧气，防止Fe(OH)2被氧气氧化。 C B 中白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。 (2) 冷凝凝华生成的FeCl3蒸气，收集无水FeCl3固体。 F FeCl2 在 A、B之间加装盛饱和食盐水的洗气瓶除去HCl杂质，再用浓硫酸干燥氯气。 【分析】根据价类二维图可知，A、B、C、D、E、F依次为FeO、Fe(OH)2、二价铁盐、Fe2O3、Fe(OH)3、三价铁盐。 (1)铁先与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，氢气排出装置中的空气，一段时间后再关闭止水夹C，A中硫酸亚铁溶液被压入到B中生成Fe(OH)2白色沉淀。 (2)A制取氯气，经过B(浓硫酸)干燥，与C中铁粉反应得到FeCl3，G中收集无水FeCl3。 【详解】（1）①Fe(OH)2还原性极强，水中溶解O2会快速把它氧化成。所以煮沸稀硫酸、NaOH溶液目的是除去溶液中溶解的氧气，防止Fe(OH)2被氧气氧化； ②打开C、D、E，，氢气排尽装置内空气；一段时间后关闭弹簧夹C。A 中继续产生H2，A中压强增大，把FeSO4溶液压入 B 中与NaOH反应生成Fe(OH)2白色沉淀。 ③未关闭弹簧夹D空气进入装置B，氢氧化亚铁被氧化。所以实验结束未关闭弹簧夹D，会观察到B 中白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。反应的化学方程式为。 （2）①装置A用于MnO2与浓盐酸反应制氯气，反应的化学方程式为。 ②装置G是冰水浴收集装置，冷凝凝华生成的FeCl3蒸气，收集无水FeCl3固体。 ③导管b连接F（碱石灰），碱石灰有两个作用：吸收尾气Cl2，防止污染空气；同时阻挡外界空气中水蒸气进入，避免FeCl3潮解。 ④浓盐酸挥发，Cl2混有HCl， ；FeCl2铁元素质量分数大于FeCl3，样品含铁量偏高。改进措施为在 A、B之间加装盛饱和食盐水的洗气瓶除去HCl杂质，再用浓硫酸干燥氯气。 20．(1) 、S (2) 打开 排出空气，防止氢氧化亚铁被氧化 (3) 铁屑 (4) 白色沉淀先转化为灰绿色最后转化为红褐色 【分析】Ⅱ．制取氢氧化亚铁使用的试剂是硫酸亚铁和氢氧化钠溶液，但是一定要注意隔绝氧气的氧化，A是产生硫酸亚铁的装置，保证其进入B中，要借助氢气产生的压强，根据实验试剂以及原理来回答分析即可。 【详解】（1）该反应中，化合价降低的元素是N和S，故氧化剂是、S；标准状况下，有和混合气体质量为36 g，体积为22.4 L(为1 mol)，设和分别为a mol、b mol，则，，解得、，则和的物质的量之比为。 （2）实验开始时，应先打开止水夹a，使生成的氢气进入整套实验装置中而排出空气，防止氢氧化亚铁被氧化； （3）B中盛一定量的NaOH溶液，则A中必须提供亚铁离子，所以应预先加入的试剂是铁屑，A中反应的离子方程式是； （4）氢氧化亚铁不稳定，易被氧气氧化生成红褐色氢氧化铁沉淀，所以实验完毕，打开b处止水夹，放入一部分空气，出现现象为白色沉淀先转化为灰绿色最后转化为红褐色，反应方程式为：。 $