3.1铁及其化合物 同步讲义-2026-2027学年高一上学期化学人教版必修第一册

人教版高中化学必修第一册 第三章 铁 金属材料 3.1铁及其氧化物 01 学习目标 1、认识铁的单质与氧化物：通过观察与实验，了解铁在自然界中的存在形态及与人体健康的关系；掌握铁与氧气、氯气、水蒸气、酸、盐溶液的反应，能书写典型化学方程式；了解FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄的颜色、状态和俗名，知道它们都不溶于水，能与酸反应，能根据铁元素的价态判断产物，初步学会从物质类别和元素价态两个视角认识变价元素的化合物。 2、掌握铁的氢氧化物的制备与性质：了解Fe(OH)₂为白色沉淀、Fe(OH)₃为红褐色沉淀，知道二者都难溶于水，能与酸反应；重点理解Fe(OH)₂在空气中易被氧气氧化为Fe(OH)₃，能分析制备Fe(OH)₂时需隔绝空气的原因，了解实验改进的基本思路，能书写相应的化学方程式和离子方程式。 3、理解“铁三角”转化与离子检验：理解Fe、Fe²⁺、Fe³⁺之间的相互转化关系，能运用氧化还原反应原理分析转化条件，能写出主要转化的离子方程式；掌握Fe³⁺的检验方法（KSCN溶液变红）和Fe²⁺的检验方法（加碱法、K₃[Fe(CN)₆]法或先氧化后检验），能设计简单实验区分Fe²⁺和Fe³⁺。 4、培养探究能力与科学态度：通过铁与水蒸气反应、Fe(OH)₂的制备与氧化、Fe²⁺与Fe³⁺的检验等实验，学会观察现象、基于证据推理，能运用“价—类”二维图整理铁及其化合物的性质与转化；能结合铁的应用实例（如丹霞地貌呈色、铁盐净水、补铁剂等）体会化学与生活生产的联系，养成严谨求实、合作交流的科学态度。 02 思维导图 03 基础知识 ☀知识点一 铁的单质 1.铁的存在 铁在自然界中可以像陨铁中的铁那样以 形态存在，但主要是以 价和 价化合物的形态存在于矿石中。铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第 位。 地球上的绝大多数金属元素以 的形式存在于自然界中，只有极少数的金属元素在自然界中以 的形式存在，如铂、金等极不活泼的金属。这是因为多数金属的化学性质比较 ，易与其他物质发生化学反应。 2.铁的使用历史 人类最早使用的铁是来自太空的 。我国目前发现最早的人工冶炼铁制品是甘肃灵台出土的春秋初年秦国的铜柄铁剑，这说明春秋初年我国已掌握了冶铁技术。战国中期以后，铁制工具在社会生产中发挥了巨大的作用。 3.铁单质的物理性质 ①纯净的铁是光亮的 ，有金属光泽的固体，熔沸点 （熔点1535℃，沸点2750℃），密度7.86 g‧cm-3。 ②具有延展性、 性和 性，但其导电性不如铜和铝。 ③铁能被 吸引。 块状纯铁是银白色，而铁粉却是黑色的原因 块状纯铁是银白色金属，表面平整，光线照射后镜面反射，能完整反射银白色光； 铁粉颗粒极其细小，表面凹凸、颗粒间隙多，光线照上去会发生大量漫反射、多次散射，光线在颗粒缝隙间反复折射、吸收。绝大部分可见光被吸收，反射到人眼的光极少，肉眼看起来就是黑色。 4.铁单质的化学性质 铁的化学性质比较活泼，铁在化学反应中作为还原剂，因为铁元素有+2价和+3价，所以铁与强氧化剂和弱氧化剂反应的产物有区别。 ①铁与弱氧化剂反应 铁与氧化性较弱的氧化剂反应，铁原子失去2个电子生成 价铁的化合物，如 铁与酸反应（如盐酸、稀硫酸） Fe+2H+=== 铁与盐反应 Fe+Cu2+=== 、Fe＋2Fe3＋=== 。 铁与氧气 常温下，铁与氧气、水反应生成铁锈（成分为Fe2O3·xH2O） 与S、I2反应 Fe＋S 、Fe＋I2 ②铁与强氧化剂反应 铁与氧化性较强的氧化剂反应，铁原子失去3个电子生成 价铁的化合物，如 铁与氯气 2Fe+3Cl2 铁与Br2 2Fe＋3Br2=== 铁与稀硝酸 过量 Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O 少量 3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O ③铁与水蒸气的反应 实验装置 操作及现象 ①先点燃 的酒精灯，再点燃 的酒精灯； ②用燃着的火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证明生成了 (肥皂泡起收集氢气的作用) 实验结论 在高温下，铁能与水蒸气反应生成H2，化学方程式为 。 启示 在钢铁的生产中，为防止铁与水发生反应，炽热的铁水或钢水注入模具之前，模具必须进行充分的 处理。 ①铁只能与 在高温下反应，产物是 和H2，而不是 。 ②铁与水反应的实质同 Na、Mg一样，都是置换出水电离产生的H+，但不能得到铁的氢氧化物，因为高温下铁的氢氧化物分解为铁的 和水。 ☀知识点二 铁的氧化物 常见的铁的氧化物有三种：氧化亚铁、氧化铁和四氧化三铁。性质比较如下表： 物质 氧化亚铁（FeO） 氧化铁（Fe2O3） 四氧化三铁（Fe3O4） 俗称 —— 颜色、状态 色粉末 色粉末 晶体（有磁性） 溶解性 不溶于水 与H+反应的离子方程式 与CO、C、H2反应 生成单质铁及CO2或H2O 用途 可在化妆品、刺青墨水中用作 ；用于瓷器制作 Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的 颜料，赤铁矿（主要成分是Fe2O3）是炼铁的原料 用作磁性材料、颜料、磨料等；磁铁矿(主要成分是Fe3O4)也是炼铁的原料 ①铁锈的主要成分是 ，而不是 。 ②FeO、Fe3O4遇非氧化性酸（如HCl）时发生非氧化还原反应，但遇氧化性酸（如HNO3）时发生氧化还原反应，+2价的铁均被氧化成 价。 ③Fe3O4中铁元素的化合价可看作既有+2价，又有+3价，且显+2价与+3价的铁的物质的量之比为 。因此 Fe3O4与盐酸、稀硫酸反应时，生成的Fe2+、Fe3+的物质的量之比为 。 ④Fe3O4的组成可用 FeO·Fe2O3表示，但不代表Fe3O4是由FeO和Fe2O3组成的混合物，Fe3O4有固定的组成，是一种 物。 ⑤由于Fe3O4与非氧化性酸反应生成铁盐和亚铁盐，故Fe3O4 碱性氧化物，而 FeO、Fe2O3属于 氧化物。 ☀知识点三 铁的氢氧化物 1.铁的氢氧化物的制备 铁有两种氢氧化物，它们可以分别由相对应的可溶性盐与碱溶液反应制得。 Fe(OH)3 Fe(OH)2 实验操作 实验现象 化学方程式 FeCl3+3NaOH===Fe(OH)3↓+3NaCl FeSO4+2NaOH===Fe(OH)2↓+Na2SO4 实验结论 Fe(OH)3与Fe(OH)2分别可用相对应的可溶性盐与碱溶液反应制得，且Fe(OH)2容易被氧化成Fe(OH)3 ①使用胶头滴管时应在试管口垂直悬滴，让液体直接滴入试管，注意不能插入试管内。但是制备Fe(OH)2时为防止其被 ，需要把长胶头滴管插入到 中再挤压胶头使NaOH溶液滴入FeSO4溶液中，这是胶头滴管使用的特例。 ②白色絮状沉淀变成灰绿色的过程很快，大概只有几秒，但由灰绿色变成红褐色的过程较慢，有时甚至需要一天的时间。 ③因为Fe(OH)2很容易被空气中的氧气氧化，在制备Fe(OH)2时，应注意来取适当的措施止其接触氧气。如FeSO4溶液要现用现配，且配制 FeSO4溶液的蒸馏水要煮沸除 。为了防止 NaOH溶液加入时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长滴管插入FeSO4溶液的液面下，再挤出 NaOH溶液;还可以在FeSO4液表面加一层植物油等 或向亚铁盐溶液充入 （如H2）等。 2.铁的氢氧化物的性质比较 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色、状态 固体 固体 溶解性 不溶于水 稳定性 不稳定，在空气中易被氧化为Fe(OH)3 不稳定，受热易 与盐酸反应 Fe(OH)2+2H+===Fe2++H2O Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O 制备原理 Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓ Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓ 转化 反应 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 现象 白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 ①注意Fe2O3与Fe(OH)3颜色的微小差异：前者是 色，后者是 色。 ②弱碱受热均不稳定，易分解生成 与 。 ③Fe(OH)2与氧化性酸混合后发生两种反应：中和反应、氧化还原反应（Fe2+转化为Fe3+）。 ④Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的过程中，物质颜色会发生一系列的变化，其中“灰绿色”是典型的中间颜色（回答相关现象时，此颜色必须答出来）。 重难点1：Fe(OH)2的制备实验的改进方案 1.有机溶剂覆盖法 利用油膜将水溶液与空气隔离开，以如图所示装置为例，实验中将吸有NaOH溶液的长胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层密度小于水且不溶于水的液体，如植物油或煤油(不能用密度大于水的CCl4),以防止空气中的氧气与Fe(OH)2接触。 2.还原性气体保护法 利用还原性气体将水溶液与空气隔离开，以表中所示的两种装置为例： 实验装置 操作步骤 先滴加 ，待烧杯中产生均匀气泡，一段时间后，再滴加 先打开止水夹 ,在试管B的右侧导管处收集氢气并 ；当氢气纯净后， 止水夹a,产生的氢气使具支试管A中压强 ，将生成的硫酸亚铁溶液从长导管压入试管B中 ☀知识点四 铁盐和亚铁盐的性质及用途 常见的铁盐有FeCl3、Fe2(SO4)3等，常见的亚铁盐有FeCl2、FeSO4等。 1.Fe3+与KSCN溶液的反应 Fe3+ Fe2+ 实验操作 在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeCl2溶液，各滴入几滴KSCN溶液 实验现象 溶液 无明显现象 离子方程式 Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3 —— 结论 Fe3+与SCN-生成红色配合物，Fe2+和SCN-不反应，可利用此现象检验Fe3+的存在 向含有 Fe3+的盐溶液中滴加KSCN 溶液，溶液迅速变为红色，但不是产生 ，仍是 。溶液呈红色是因为Fe3+和SCN- 形成一系列配离子，形成的络合物通常写作Fe(SCN)3。 2.探究Fe2+、Fe3+的性质及转化 (1)预测性质 ①Fe3+—高价态，能降低到+2价或0价，具有氧化性。 ②Fe2+—中间价态，能降低到0价，具有氧化性；又能升高到+3价，具有还原性。 (2)实验探究 实验操作 实验现象及分析 棕黄色溶液变为 色，说明Fe3+具有 ，Fe3+将铁粉氧化为Fe2+,反应为 加入KSCN溶液无明显变化，说明溶液中不存在 ，Fe3+已全部被还原为Fe2+ 加入少量新制氯水，溶液变红，说明Fe2+具有还原性，氯水将Fe2+氧化为Fe3+,反应为 实验结论 ①亚铁盐溶液在存放过程中易被空气中的 氧化而变质（部分 Fe2+转化为Fe3+），因此保存过程中一要注意密封，二可在溶液中放置一个无锈铁钉（Fe+2Fe3+===3Fe2+），防止其 。 ②除杂问题（括号内物质为杂质） FeCl3溶液(FeCl2) 加足量 或 或通入足量 FeCl2溶液（FeCl3） 加足量 ，充分反应后过滤 FeSO4溶液（CuSO4） 加足量 ，充分反应后过滤 3.铁盐和亚铁盐的化学性质 铁盐（Fe3+） 具有氧化性 与铁反应： 与铜反应： 与KI反应： 与强碱反应 特征反应 亚铁盐（Fe2+） 具有氧化性（与锌反应）： 具有还原性（与氯水反应）： 与强碱反应： 与Fe2+、Fe3+有关的离子共存问题 ①Fe3+不共存I-、S2-、SO32-。 ②Fe2+不共存NO3-(H+)、ClO-、MnO4-(H+) ③注意无色溶液中不可能大量存在Fe2+和Fe3+，Fe2+溶液呈浅绿色，Fe3+溶液呈棕黄色。 4.铁盐的用途 （1）净水作用 向混有少量泥沙的浑浊水中加入少量Fe2(SO4)3，Fe3+会与水反应生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有 性，可以吸附水中的不溶性杂质并沉降，从而起到净水作用。 (2)腐蚀覆铜板 工业中常用FeCl3溶液作为“腐蚀液”,将覆铜板上不需要的铜腐蚀，即把预先设计好的电路在覆铜板上用蜡或不透水的物料覆盖，以保护不被腐蚀；然后把覆铜板放到FeCl3溶液中。 ①原理 (或2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+)。 ②实验操作 取一小块覆铜板，用油性笔在覆铜板上画上设计好的图案，然后浸入盛有FeCl3溶液的小烧杯中。一段时间后，取出覆铜板并用水清洗干净。 ③实验现象 油性笔覆盖的部分不被腐蚀，洗净后板上留下设计的图案。 ☀知识点五 Fe2+、Fe3+的检验 1.Fe2+、Fe3+的常见检验方法 铁离子（Fe3+） 亚铁离子（Fe2+） 观察法 水溶液呈棕黄色 水溶液呈浅绿色 显色法 加入KSCN溶液后变红色 加KSCN溶液无变化，再加新制氯水变红色 加碱法 加碱液后得到红褐色沉淀 加碱液后，生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 氧化还原反应法 滴加淀粉-KI溶液，溶液变蓝色 滴入酸性KMnO4溶液或溴水，溶液颜色变浅或褪去 加K3[Fe(CN)6]溶液 无明显现象 产生 若溶液中含有Cl-、Br-、I-等还原性离子，则 根据KMnO4溶液褪色确定有Fe2+。 2.只含Fe2+的检验 检验Fe2+时加入试剂的顺序，氯水可换为 溶液等，新制氯水不能过量，因氧化性Cl2>(SCN)2>Fe3+，若氯水过量，Cl2先氧化Fe2＋，再氧化SCN－生成(SCN)2。 氧化剂不能选用酸性KMnO4溶液，因为酸性KMnO4溶液本身显 ，对实验现象有干扰，且酸性KMnO4溶液能 ，即使溶液含Fe3+也不变红色，不能证明不含Fe3+。 3.同时含有Fe2＋、Fe3＋混合溶液的检验方法 Fe2+对检验 Fe3+ 干扰，Fe3+对检验Fe2+ 干扰。 Fe3＋ 的检验 向混合溶液中滴加 ，溶液变红，说明含有Fe3＋。 用玻璃棒蘸取混合溶液，滴到 上，试纸变蓝，说明含有Fe3＋。 (溶液不含其他氧化性离子) Fe2＋ 的检验 向混合溶液中滴加 ，溶液紫色褪去，说明含有Fe2＋。 (溶液不含其他还原性离子) 向混合溶液中滴加 ，生成蓝色沉淀，说明含有Fe2＋。 4.铁及其化合物“价-类”二维图 写出图中序号所示反应的离子方程式(其他合理答案均可)： ① ； ② ； ③ ； ④ ； ⑤ ； ⑥ 。 铁及其化合物的种类比较多，相应的性质也比较多，如可将铁及其化合物的化学性质用下列网络关系图表示，形成知识网络图，进行有序记忆： 重难点1：“铁三角”—— Fe、Fe2+、Fe3+的相互转化 ①Fe2+→Fe：由于单质Fe的还原性较强，要使Fe2+转化为Fe，则需要强还原剂，如 、 、CO等。 Zn+Fe2+===Zn2++Fe H2+FeOFe+H2O ②Fe→Fe2+：Fe2+具有还原性，因此要将 Fe 氧化成Fe2+，不能使用强氧化剂，否则生成的Fe2+会进一步被氧化为Fe3+，能将Fe氧化成Fe2+的弱氧化剂有盐酸（或稀硫酸）等非氧化性酸、Cu2+、 、 等。 Fe+2H+===Fe2++H2↑ Fe＋Cu2+===Fe2++Cu Fe+SFeS ③Fe→Fe3+：要使Fe氧化为Fe3+，需要使用强氧化剂。能将Fe氧化成Fe3+的强氧化剂有Cl2、 、 溶液、氧化性酸等。 2Fe＋3Cl2===2FeCl3 2Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O ④Fe3+→Fe：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。能将Fe3+还原成Fe的强还原剂有 、 、 、CO等。 3Zn+2Fe3+===3Zn2++2Fe 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 ⑤Fe2+→Fe3+：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。能将Fe2+氧化为Fe3+的氧化剂有Cl2、 、 、 溶液、氧化性酸等。 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- 2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O 5Fe2++MnO4-+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O ⑥Fe3+→Fe2+：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。能将 Fe3+还原为Fe2+的还原剂有Fe、 、 、 、 等。 Fe+2Fe3+===3Fe2+ Cu+2Fe3+===2Fe2++Cu2+ SO2+2H2O+2Fe3+===2Fe2++SO42-+4H+ 04 经典例题 ღ题型一 铁单质和铁的氧化物 【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 【例2】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 【例3】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 【例4】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 【例5】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 【例6】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 【例7】《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 ღ题型二 铁的氢氧化物 【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 【例2】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 【例3】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 　 　 。 ღ题型三 铁盐亚铁盐 【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 【例2】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 【例3】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 【例4】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 ღ题型四 Fe2+、Fe3+的检验 【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 【例2】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+ 【例3】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+ 【例4】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 ღ题型五 铁及其化合物的相互转化 【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 【例2】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 【例3】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 【例4】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 05 课堂巩固 1．下列各组中的离子，能在溶液中大量共存的是 A．、、、 B．、、、 C．、、、 D．、、、 2．Fe2＋、Fe3＋、Zn2＋较完全地形成氢氧化物沉淀的pH分别为6.7、3.7、4.6。某硫酸锌酸性溶液中含少量Fe2＋、Fe3＋杂质离子，为除去这些离子制得纯净的ZnSO4，应加入的试剂是(　　) A．NaOH溶液 B．氨水 C．KMnO4、ZnCO3 D．H2O2、ZnO 3．下列除杂的操作不正确的是(　　) A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量镁充分反应后过滤 B．FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤 C．CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤 D．CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反应后过滤 4．中学化学中几种常见物质的转化关系如图所示(F为红褐色沉淀)，下列说法错误的是(　　) A．H2O2分子的结构式为H－O－O－H B．A、B、H的化学式分别为Fe、FeS、H2SO4 C．鉴定E中阳离子所用试剂为NaOH溶液、湿润的蓝色石蕊试纸 D．C的酸性溶液与双氧水反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O 5．部分含铁物质的分类与相应化合价的关系如图所示。下列推断合理的是(　　) A．a可与少量Cl2反应生成f B．可用K3[Fe(CN)6]溶液检验c溶液中含有的f C．在高温条件下，a与水蒸气反应可实现ab的转化 D．c在溶液中可以和大量共存 6．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，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图。如图为铁元素的“价－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．铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化① B．加热Fe(OH)3发生转化⑥，Fe2O3加水溶解可转化为Fe(OH)3 C．由图可预测：高铁酸盐()具有强氧化性，可用于饮用水的消毒 D．FeO是一种黑色粉末，只能用作还原剂 7．下列离子的检验方法合理的是(　　) A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2+ B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2+ C．向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3+ D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2+，不含有Mg2+ 8．用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和Fe)制备纳米Fe3O4(平均直径为25 nm)的流程示意图如图，下列叙述错误的是(　　) A．铁红可用于油漆、油墨、建筑物着色剂 B．步骤②中，发生反应的离子方程式是2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋、Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑ C．步骤④中使用过量的H2O2溶液有利于提高纳米Fe3O4产率 D．为验证纳米态的Fe3O4，可将其形成分散系，做丁达尔效应实验 9．下列各组离子一定能大量共存的是 A．在强碱溶液中： B．在含大量的溶液中： C．在的溶液中： D．在无色溶液中： 10．根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是 选项 实验操作和现象 结论 A 钠投入水中会熔成光亮的小球 钠与水反应放热且钠的熔点低 B 检验纯碱溶液中是否存在 向待测液中加入溶液，观察现象 C 用玻璃棒蘸取NaClO溶液点在pH试纸上，试纸变白 NaClO溶液呈中性 D 取某固体试样溶于盐酸，滴加KSCN溶液不变红 原固体中一定不存在 A．A B．B C．C D．D 11．新型印刷电路板制造工艺中改用酸性CuCl2溶液作刻蚀液。从刻蚀废液(主要含Cu2+、H+和Cl-等)中回收Cu，同时制备净水剂(聚合氯化铁)的主要流程如下(已知：聚合氯化铁中铁元素的化合价为+3价)。 下列说法不正确的是 A．将溶液Z和溶液Y混合用于制备聚合氯化铁，实现了铁元素的充分利用 B．步骤Ⅰ中加入氧化铁，可防止步骤Ⅱ中产生大量的氢气，消除安全隐患 C．步骤Ⅱ中铁粉需加过量 D．步骤Ⅲ中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为2：3 12．用下图装置验证铁与水蒸气的反应。下列说法错误的是 A．化学反应 B．用坩埚钳夹住燃着的火柴点燃肥皂泡 C．从酒精灯的作用分析，加热湿棉花的温度比加热铁粉的温度低 D．炽热的铁水注入模具之前，模具必须做充分的干燥处理 06 强化提升 13．下列离子方程式书写不正确的是 A．氯气与水反应： B．IBr跟NaOH溶液反应的离子方程式为： C．酸性氯化亚铁溶液中加入双氧水： D．向澄清石灰水中滴加少量NaHCO3溶液： 14．为了探究铁、铜及其化合物的性质，某同学设计并进行了下列实验。下列说法正确的是 A．加热顺序最好是先②后① B．装置②中发生的主要反应是： C．为了检验气体产物的还原性，虚线框内应选择装置乙，将灼烧后的铜丝趁热伸入其中 D．反应结束后，取适量硬质玻璃管中的固体，适量稀盐酸溶解，滴加溶液，没有出现血红色，说明该固体中没有价的铁 15．下列关于铁及其化合物的叙述正确的是 A．属于碱性氧化物 B．铁丝在氯气中燃烧生成 C．用铁粉可除去溶液中的 D．常温下，铁片遇稀硝酸发生钝化 16．下列反应的离子方程式正确的是： A．溶液中通入少量氯气： B．铜和稀硝酸反应： C．向硫酸氢铵溶液中滴入少量溶液： D．向血红色溶液中加入过量铁粉： 17．某与的混合物中铁元素的质量分数可按如下方案测定，下列说法正确的是 A．从实验的精度考虑，样品ag可用托盘天平称取 B．加入的过量盐酸的作用仅是抑制的水解 C．加过量氨水时发生的离子反应为 D．铁元素的质量分数为 18．某实验小组按照“研磨→灰化→溶解→过滤→检验”的步骤检验菠菜中铁元素(主要以难溶的存在)，下列说法不正确的是 A．向研磨后的菠菜汁中加入和溶液未观察到溶液变红，说明菠菜不含铁元素 B．灰化步骤能除去有机质且将铁元素转化为铁的氧化物，有利于后续检验 C．溶解步骤，可选用稀硝酸 D．检验步骤，加入溶液后有蓝色沉淀生成说明菠菜中含有铁元素 19．下列实验操作或装置正确的是 A．图甲可用于实验室制备 B．图乙装置可用于完成过滤操作 C．图丙可用于验证铁与水蒸气反应能生成 D．图丁表示为配制一定物质的量浓度NaOH溶液时称量溶质的操作 20．下列有关铁及其化合物的性质与用途不具有对应关系的是 A．铁粉能与氧气反应，可用作食品保存的脱氧剂 B．四氧化三铁具有磁性，可作为3D打印的磁性材料 C．氯化铁具有氧化性，可用于腐蚀印刷电路板上的铜 D．聚合硫酸铁能水解并形成胶体，可用于杀菌消毒 21．武夷山大红袍素有茶中之王的美誉。检验茶叶中是否含铁元素的操作方案如图所示，下列说法不正确的是 A．“操作①”应在烧杯中灼烧 B．“操作②”用热水或搅拌均可加速溶解 C．“操作③”用到的玻璃棒作用是引流 D．“操作④”若检验过程中加KSCN没有出现血红色溶液，则滤液中不含 22．下列离子的检验方法合理的是 A．向某溶液中加入氯化钡溶液有白色沉淀产生，再加入盐酸沉淀不消失，则该溶液中一定有SO42- B．向某溶液中滴加氯水，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋ C．向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋ D．向某溶液中加入稀盐酸产生无色无味气体，将气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，则原溶液中一定有CO32- 23．下列化学反应与方程式相符的是 A．通入水中制氯水： B．向氯化钙溶液中通入： C．向碳酸氢钠溶液中加入少量澄清石灰水： D．向含0.02mol溶液中通入0.02mo： 24．根据下列实验方案和现象，得出的结论正确的是 选项 实验方案 现象 结论 A 向盛有Na2O2的试管中加水，把带火星的木条伸入试管中 木条复燃 Na2O2未变质 B 将新鲜菠菜剪碎、研磨、加水浸泡、过滤，向滤液中滴加KSCN溶液 无明显现象 菠菜中不含铁元素 C 用洁净的铂丝蘸取某溶液进行焰色试验 火焰呈黄色 溶液中一定含钠盐，可能含钾盐 D 取少量溶液，先滴加稀盐酸，再滴加BaCl2溶液 加稀盐酸无明显现象，加BaCl2溶液产生白色沉淀 原溶液中存在 A．A B．B C．C D．D 25．用如图所示装置研究铁粉与水蒸气的反应。下列说法不正确的是 A．湿棉花的作用是提供水蒸气 B．为检验生成的气体，可以用火柴点燃肥皂泡 C．用稀硫酸溶解反应后试管中的固体，加入几滴KSCN溶液，溶液不变红，说明生成的固体产物是 D．实验结束时，先把导管移出肥皂液，再停止加热，以防倒吸 二、非选择题 26．某化学课外小组的同学为了探究卤素单质及化合物的性质，设计了如下实验，装置如下： 请回答： （1）装置A中化学方程式为：　 　。 （2）下列试剂最有可能替代E中溶液是_____。 A．浓 B．饱和食盐水 C．石灰乳.. D．水 （3）当装置D中通入由A处产生的气体少量时可能出现的现象是：　 　； （4）可充分参与各反应。当装置B中　 　(填入实验现象，下同)，装置C　 　，取少量B中的溶液滴入盛有-淀粉溶液的试管中，通过观察现象，可证明氧化性强于(忽略溶解)。 27．碳酸亚铁晶体为白色固体，不溶于水，干燥品在空气中稳定，湿品在空气中缓慢氧化为呈茶色，可用作阻燃剂、动物饲料铁添加剂、补血剂等。回答下列问题： （1）实验室利用溶液和溶液制备，实验装置(夹持仪器已省略)如图所示： ①方框内为制取的装置，下列装置和药品较为适宜的是　 　(填字母)。 ②装置D中仪器a的名称是　 　。 ③根据①的选择，装置甲中试剂a的名称是　 　，其作用为　 　。 ④开始先通入一段时间的作用是　 　。 （2）的制备，步骤如下： 通入一段时间后，向溶液中加入过量溶液，搅拌，反应后过滤，将沉淀洗涤、干燥，得到。 ①生成的化学方程式为　 　。 ②装置丙的作用是　 　。 （3）将溶液换成溶液能提高产品纯度，原因是碱性较强，易产生副产物，该副产物的化学式可能为　 　。 （4）某同学查阅资料得知，煅烧的产物中含有价铁元素，于是他设计了由制备的方案。先向中依次加入试剂：稀硫酸、　 　和　 　；然后再　 　(填操作)灼烧，即可得到。 28．有关物质的转化关系如下图所示（部分物质和条件已略去）。A、C、E、G是中学化学中的常见单质，A是黑色粉末，G是黄绿色气体，E在G中燃烧时发出苍白色火焰。B是常见的无色液体，D是黑色磁性固体，F的焰色反应显黄色，K为红褐色沉淀。 请回答下列问题： （1）H的化学式为　 　，D的化学式为　 　。 （2）检验I中金属阳离子的实验操作为　 　。 （3）B和C反应的离子方程式为　 　。 （4）下列物质中能与I溶液发生氧化还原反应的是__________。 A．NaOH B． C．Cu D．KSCN 29．某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水反应”的实验，并检验产物，回答下列问题： （1）仪器a名称为　 　；试剂X为　 　。 （2）A、B、E三个装置中应先点燃　 　处的酒精(喷)灯，反应结束时，应先熄灭　 　处的酒精(喷)灯。 （3）B装置中发生的反应方程式　 　。 （4）装置C的作用是　 　。 30．天然矿石X由三种元素组成，兴趣小组为探究其组成和性质，设计完成如下实验： 已知：a．固体B是难溶性酸(白色胶状沉淀)，溶液E可用作黏合剂和防火剂 b．所有试剂均过量 请回答下列问题： （1）红棕色固体G的化学式为　 　。 （2）X的化学式为　 　。 （3）写出反应①的化学方程式　 　。 （4）写出D转变成F的化学方程式　 　。 （5）请设计实验，检验溶液A中所含的金属阳离子　 　。 学科网（北京）股份有限公司 $ 人教版高中化学必修第一册 第三章 铁 金属材料 3.1铁及其氧化物 01 学习目标 1、认识铁的单质与氧化物：通过观察与实验，了解铁在自然界中的存在形态及与人体健康的关系；掌握铁与氧气、氯气、水蒸气、酸、盐溶液的反应，能书写典型化学方程式；了解FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄的颜色、状态和俗名，知道它们都不溶于水，能与酸反应，能根据铁元素的价态判断产物，初步学会从物质类别和元素价态两个视角认识变价元素的化合物。 2、掌握铁的氢氧化物的制备与性质：了解Fe(OH)₂为白色沉淀、Fe(OH)₃为红褐色沉淀，知道二者都难溶于水，能与酸反应；重点理解Fe(OH)₂在空气中易被氧气氧化为Fe(OH)₃，能分析制备Fe(OH)₂时需隔绝空气的原因，了解实验改进的基本思路，能书写相应的化学方程式和离子方程式。 3、理解“铁三角”转化与离子检验：理解Fe、Fe²⁺、Fe³⁺之间的相互转化关系，能运用氧化还原反应原理分析转化条件，能写出主要转化的离子方程式；掌握Fe³⁺的检验方法（KSCN溶液变红）和Fe²⁺的检验方法（加碱法、K₃[Fe(CN)₆]法或先氧化后检验），能设计简单实验区分Fe²⁺和Fe³⁺。 4、培养探究能力与科学态度：通过铁与水蒸气反应、Fe(OH)₂的制备与氧化、Fe²⁺与Fe³⁺的检验等实验，学会观察现象、基于证据推理，能运用“价—类”二维图整理铁及其化合物的性质与转化；能结合铁的应用实例（如丹霞地貌呈色、铁盐净水、补铁剂等）体会化学与生活生产的联系，养成严谨求实、合作交流的科学态度。 02 思维导图 03 基础知识 ☀知识点一 铁的单质 1.铁的存在 铁在自然界中可以像陨铁中的铁那样以单质形态存在，但主要是以+2价和+3价化合物的形态存在于矿石中。铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位。 地球上的绝大多数金属元素以化合物的形式存在于自然界中，只有极少数的金属元素在自然界中以单质的形式存在，如铂、金等极不活泼的金属。这是因为多数金属的化学性质比较活泼，易与其他物质发生化学反应。 2.铁的使用历史 人类最早使用的铁是来自太空的陨铁。我国目前发现最早的人工冶炼铁制品是甘肃灵台出土的春秋初年秦国的铜柄铁剑，这说明春秋初年我国已掌握了冶铁技术。战国中期以后，铁制工具在社会生产中发挥了巨大的作用。 3.铁单质的物理性质 ①纯净的铁是光亮的银白色，有金属光泽的固体，熔沸点高（熔点1535℃，沸点2750℃），密度7.86 g‧cm-3。 ②具有延展性、导热性和导电性，但其导电性不如铜和铝。 ③铁能被磁体吸引。 块状纯铁是银白色，而铁粉却是黑色的原因 块状纯铁是银白色金属，表面平整，光线照射后镜面反射，能完整反射银白色光； 铁粉颗粒极其细小，表面凹凸、颗粒间隙多，光线照上去会发生大量漫反射、多次散射，光线在颗粒缝隙间反复折射、吸收。绝大部分可见光被吸收，反射到人眼的光极少，肉眼看起来就是黑色。 4.铁单质的化学性质 铁的化学性质比较活泼，铁在化学反应中作为还原剂，因为铁元素有+2价和+3价，所以铁与强氧化剂和弱氧化剂反应的产物有区别。 ①铁与弱氧化剂反应 铁与氧化性较弱的氧化剂反应，铁原子失去2个电子生成+2价铁的化合物，如 铁与酸反应（如盐酸、稀硫酸） Fe+2H+===Fe2++H2↑ 铁与盐反应 Fe+Cu2+===Cu+Fe2+、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。 铁与氧气 常温下，铁与氧气、水反应生成铁锈（成分为Fe2O3·xH2O） 与S、I2反应 Fe＋SFeS、Fe＋I2FeI2 ②铁与强氧化剂反应 铁与氧化性较强的氧化剂反应，铁原子失去3个电子生成+3价铁的化合物，如 铁与氯气 2Fe+3Cl22FeCl3 铁与Br2 2Fe＋3Br2===2FeBr3 铁与稀硝酸 过量 Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O 少量 3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O ③铁与水蒸气的反应 实验装置 操作及现象 ①先点燃湿棉花处的酒精灯，再点燃还原铁粉处的酒精灯； ②用燃着的火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证明生成了氢气(肥皂泡起收集氢气的作用) 实验结论 在高温下，铁能与水蒸气反应生成H2，化学方程式为 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 启示 在钢铁的生产中，为防止铁与水发生反应，炽热的铁水或钢水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥处理。 ①铁只能与水蒸气在高温下反应，产物是Fe3O4和H2，而不是Fe2O3。 ②铁与水反应的实质同 Na、Mg一样，都是置换出水电离产生的H+，但不能得到铁的氢氧化物，因为高温下铁的氢氧化物分解为铁的氧化物和水。 ☀知识点二 铁的氧化物 常见的铁的氧化物有三种：氧化亚铁、氧化铁和四氧化三铁。性质比较如下表： 物质 氧化亚铁（FeO） 氧化铁（Fe2O3） 四氧化三铁（Fe3O4） 俗称 —— 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 不溶于水 与H+反应的离子方程式 FeO+2H+===Fe2++H2O Fe2O3+2H+===2Fe3++3H2O Fe3O4+8H+ ===Fe2++2Fe3++4H2O 与CO、C、H2反应 生成单质铁及CO2或H2O 用途 可在化妆品、刺青墨水中用作色素；用于瓷器制作 Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，赤铁矿（主要成分是Fe2O3）是炼铁的原料 用作磁性材料、颜料、磨料等；磁铁矿(主要成分是Fe3O4)也是炼铁的原料 ①铁锈的主要成分是氧化铁，而不是四氧化三铁。 ②FeO、Fe3O4遇非氧化性酸（如HCl）时发生非氧化还原反应，但遇氧化性酸（如HNO3）时发生氧化还原反应，+2价的铁均被氧化成+3价。 ③Fe3O4中铁元素的化合价可看作既有+2价，又有+3价，且显+2价与+3价的铁的物质的量之比为1∶2。因此 Fe3O4与盐酸、稀硫酸反应时，生成的Fe2+、Fe3+的物质的量之比为1∶2。 ④Fe3O4的组成可用 FeO·Fe2O3表示，但不代表Fe3O4是由FeO和Fe2O3组成的混合物，Fe3O4有固定的组成，是一种纯净物。 ⑤由于Fe3O4与非氧化性酸反应生成铁盐和亚铁盐，故Fe3O4不属于碱性氧化物，而 FeO、Fe2O3属于碱性氧化物。 ☀知识点三 铁的氢氧化物 1.铁的氢氧化物的制备 铁有两种氢氧化物，它们可以分别由相对应的可溶性盐与碱溶液反应制得。 Fe(OH)3 Fe(OH)2 实验操作 实验现象 首先生成白色絮状沉淀，然后沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 化学方程式 FeCl3+3NaOH===Fe(OH)3↓+3NaCl FeSO4+2NaOH===Fe(OH)2↓+Na2SO4 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 实验结论 Fe(OH)3与Fe(OH)2分别可用相对应的可溶性盐与碱溶液反应制得，且Fe(OH)2容易被氧化成Fe(OH)3 ①使用胶头滴管时应在试管口垂直悬滴，让液体直接滴入试管，注意不能插入试管内。但是制备Fe(OH)2时为防止其被氧化，需要把长胶头滴管插入到FeSO4溶液中再挤压胶头使NaOH溶液滴入FeSO4溶液中，这是胶头滴管使用的特例。 ②白色絮状沉淀变成灰绿色的过程很快，大概只有几秒，但由灰绿色变成红褐色的过程较慢，有时甚至需要一天的时间。 ③因为Fe(OH)2很容易被空气中的氧气氧化，在制备Fe(OH)2时，应注意来取适当的措施止其接触氧气。如FeSO4溶液要现用现配，且配制 FeSO4溶液的蒸馏水要煮沸除氧气。为了防止 NaOH溶液加入时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长滴管插入FeSO4溶液的液面下，再挤出 NaOH溶液;还可以在FeSO4液表面加一层植物油等液封或向亚铁盐溶液充入保护气（如H2）等。 2.铁的氢氧化物的性质比较 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色、状态 白色固体 红褐色固体 溶解性 不溶于水 稳定性 不稳定，在空气中易被氧化为Fe(OH)3 不稳定，受热易分解 Fe(OH)3Fe2O3 +3H2O 与盐酸反应 Fe(OH)2+2H+===Fe2++H2O Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O 制备原理 Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓ Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓ 转化 反应 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 现象 白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 ①注意Fe2O3与Fe(OH)3颜色的微小差异：前者是红棕色，后者是红褐色。 ②弱碱受热均不稳定，易分解生成金属氧化物与水。 ③Fe(OH)2与氧化性酸混合后发生两种反应：中和反应、氧化还原反应（Fe2+转化为Fe3+）。 ④Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的过程中，物质颜色会发生一系列的变化，其中“灰绿色”是典型的中间颜色（回答相关现象时，此颜色必须答出来）。 重难点1：Fe(OH)2的制备实验的改进方案 1.有机溶剂覆盖法 利用油膜将水溶液与空气隔离开，以如图所示装置为例，实验中将吸有NaOH溶液的长胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层密度小于水且不溶于水的液体，如植物油或煤油(不能用密度大于水的CCl4),以防止空气中的氧气与Fe(OH)2接触。 2.还原性气体保护法 利用还原性气体将水溶液与空气隔离开，以表中所示的两种装置为例： 实验装置 操作步骤 先滴加稀硫酸，待烧杯中产生均匀气泡，一段时间后，再滴加NaOH溶液 先打开止水夹a,在试管B的右侧导管处收集氢气并验纯；当氢气纯净后，关闭止水夹a,产生的氢气使具支试管A中压强增大，将生成的硫酸亚铁溶液从长导管压入试管B中 ☀知识点四 铁盐和亚铁盐的性质及用途 常见的铁盐有FeCl3、Fe2(SO4)3等，常见的亚铁盐有FeCl2、FeSO4等。 1.Fe3+与KSCN溶液的反应 Fe3+ Fe2+ 实验操作 在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeCl2溶液，各滴入几滴KSCN溶液 实验现象 溶液变红色 无明显现象 离子方程式 Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3 —— 结论 Fe3+与SCN-生成红色配合物，Fe2+和SCN-不反应，可利用此现象检验Fe3+的存在 向含有 Fe3+的盐溶液中滴加KSCN 溶液，溶液迅速变为红色，但不是产生红色沉淀，仍是透明溶液。溶液呈红色是因为Fe3+和SCN- 形成一系列配离子，形成的络合物通常写作Fe(SCN)3。 2.探究Fe2+、Fe3+的性质及转化 (1)预测性质 ①Fe3+—高价态，能降低到+2价或0价，具有氧化性。 ②Fe2+—中间价态，能降低到0价，具有氧化性；又能升高到+3价，具有还原性。 (2)实验探究 实验操作 实验现象及分析 棕黄色溶液变为浅绿色，说明Fe3+具有氧化性，Fe3+将铁粉氧化为Fe2+,反应为 2Fe3++Fe===3Fe2+ 加入KSCN溶液无明显变化，说明溶液中不存在Fe3+，Fe3+已全部被还原为Fe2+ 加入少量新制氯水，溶液变红，说明Fe2+具有还原性，氯水将Fe2+氧化为Fe3+,反应为 2Fe2++Cl₂===2Fe3++2C1- 实验结论 ①亚铁盐溶液在存放过程中易被空气中的氧气氧化而变质（部分 Fe2+转化为Fe3+），因此保存过程中一要注意密封，二可在溶液中放置一个无锈铁钉（Fe+2Fe3+===3Fe2+），防止其变质。 ②除杂问题（括号内物质为杂质） FeCl3溶液(FeCl2) 加足量氯水或双氧水或通入足量Cl2 FeCl2溶液（FeCl3） 加足量铁粉，充分反应后过滤 FeSO4溶液（CuSO4） 加足量铁粉，充分反应后过滤 3.铁盐和亚铁盐的化学性质 铁盐（Fe3+） 具有氧化性 与铁反应：2Fe3++Fe===3Fe2+ 与铜反应：2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+ 与KI反应：2Fe3++2I-===2Fe2++I2 与强碱反应 Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓ 特征反应 Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3 亚铁盐（Fe2+） 具有氧化性（与锌反应）：Zn+Fe2+===Zn2++Fe 具有还原性（与氯水反应）：2Fe2++Cl₂===2Fe3++2C1- 与强碱反应：Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓ 与Fe2+、Fe3+有关的离子共存问题 ①Fe3+不共存I-、S2-、SO32-。 ②Fe2+不共存NO3-(H+)、ClO-、MnO4-(H+) ③注意无色溶液中不可能大量存在Fe2+和Fe3+，Fe2+溶液呈浅绿色，Fe3+溶液呈棕黄色。 4.铁盐的用途 （1）净水作用 向混有少量泥沙的浑浊水中加入少量Fe2(SO4)3，Fe3+会与水反应生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有吸附性，可以吸附水中的不溶性杂质并沉降，从而起到净水作用。 (2)腐蚀覆铜板 工业中常用FeCl3溶液作为“腐蚀液”,将覆铜板上不需要的铜腐蚀，即把预先设计好的电路在覆铜板上用蜡或不透水的物料覆盖，以保护不被腐蚀；然后把覆铜板放到FeCl3溶液中。 ①原理 2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2(或2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+)。 ②实验操作 取一小块覆铜板，用油性笔在覆铜板上画上设计好的图案，然后浸入盛有FeCl3溶液的小烧杯中。一段时间后，取出覆铜板并用水清洗干净。 ③实验现象 油性笔覆盖的部分不被腐蚀，洗净后板上留下设计的图案。 ☀知识点五 Fe2+、Fe3+的检验 1.Fe2+、Fe3+的常见检验方法 铁离子（Fe3+） 亚铁离子（Fe2+） 观察法 水溶液呈棕黄色 水溶液呈浅绿色 显色法 加入KSCN溶液后变红色 加KSCN溶液无变化，再加新制氯水变红色 加碱法 加碱液后得到红褐色沉淀 加碱液后，生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 氧化还原反应法 滴加淀粉-KI溶液，溶液变蓝色 滴入酸性KMnO4溶液或溴水，溶液颜色变浅或褪去 加K3[Fe(CN)6]溶液 无明显现象 产生蓝色沉淀 若溶液中含有Cl-、Br-、I-等还原性离子，则不能根据KMnO4溶液褪色确定有Fe2+。 2.只含Fe2+的检验 检验Fe2+时加入试剂的顺序，氯水可换为H2O2溶液等，新制氯水不能过量，因氧化性Cl2>(SCN)2>Fe3+，若氯水过量，Cl2先氧化Fe2＋，再氧化SCN－生成(SCN)2。 氧化剂不能选用酸性KMnO4溶液，因为酸性KMnO4溶液本身显紫红色，对实验现象有干扰，且酸性KMnO4溶液能氧化KSCN，即使溶液含Fe3+也不变红色，不能证明不含Fe3+。 3.同时含有Fe2＋、Fe3＋混合溶液的检验方法 Fe2+对检验 Fe3+无干扰，Fe3+对检验Fe2+有干扰。 Fe3＋ 的检验 向混合溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红，说明含有Fe3＋。 用玻璃棒蘸取混合溶液，滴到淀粉-KI试纸上，试纸变蓝，说明含有Fe3＋。 (溶液不含其他氧化性离子) Fe2＋ 的检验 向混合溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液紫色褪去，说明含有Fe2＋。 (溶液不含其他还原性离子) 向混合溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀，说明含有Fe2＋。 4.铁及其化合物“价-类”二维图 写出图中序号所示反应的离子方程式(其他合理答案均可)： ①Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O； ②Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓； ③Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O； ④Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑； ⑤2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－； ⑥2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。 铁及其化合物的种类比较多，相应的性质也比较多，如可将铁及其化合物的化学性质用下列网络关系图表示，形成知识网络图，进行有序记忆： 重难点1：“铁三角”—— Fe、Fe2+、Fe3+的相互转化 ①Fe2+→Fe：由于单质Fe的还原性较强，要使Fe2+转化为Fe，则需要强还原剂，如Zn、H2、CO等。 Zn+Fe2+===Zn2++Fe H2+FeOFe+H2O ②Fe→Fe2+：Fe2+具有还原性，因此要将 Fe 氧化成Fe2+，不能使用强氧化剂，否则生成的Fe2+会进一步被氧化为Fe3+，能将Fe氧化成Fe2+的弱氧化剂有盐酸（或稀硫酸）等非氧化性酸、Cu2+、Fe3+、S等。 Fe+2H+===Fe2++H2↑ Fe＋Cu2+===Fe2++Cu Fe+SFeS ③Fe→Fe3+：要使Fe氧化为Fe3+，需要使用强氧化剂。能将Fe氧化成Fe3+的强氧化剂有Cl2、Br2、KMnO4（H+）溶液、氧化性酸等。 2Fe＋3Cl2===2FeCl3 2Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O ④Fe3+→Fe：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。能将Fe3+还原成Fe的强还原剂有Zn、Al、H2、CO等。 3Zn+2Fe3+===3Zn2++2Fe 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 ⑤Fe2+→Fe3+：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。能将Fe2+氧化为Fe3+的氧化剂有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 ⑥Fe3+→Fe2+：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。能将 Fe3+还原为Fe2+的还原剂有Fe、Cu、SO2、S2-、I-等。 Fe+2Fe3+===3Fe2+ Cu+2Fe3+===2Fe2++Cu2+ SO2+2H2O+2Fe3+===2Fe2++SO42-+4H+ 04 经典例题 ღ题型一 铁单质和铁的氧化物 【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。 【例2】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。 【例3】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。 【例4】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。 【例5】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。 【例6】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。 【例7】《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。 ღ题型二 铁的氢氧化物 【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。 【例2】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。 【例3】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。 ღ题型三 铁盐亚铁盐 【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。 【例2】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。 【例3】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。 【例4】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。 ღ题型四 Fe2+、Fe3+的检验 【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。 【例2】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。 【例3】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。 【例4】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。 ღ题型五 铁及其化合物的相互转化 【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。 【例2】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。 【例3】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。 【例4】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。 05 课堂巩固 1．下列各组中的离子，能在溶液中大量共存的是 A．、、、 B．、、、 C．、、、 D．、、、 【答案】B 【解析】【解答】A、与组合具备强氧化性，会将氧化为，离子不能大量共存，A 错误； B、、、、之间不会发生反应，离子可以大量共存，B 正确； C、和会发生络合反应，形成有色络合物，离子不能大量共存，C 错误； D、可以与结合生成氢氧化铜蓝色沉淀，离子不能大量共存，D 错误； 故答案为：B。 【分析】本题解题要点： 离子共存判断原则：离子之间若发生复分解、氧化还原、络合反应则不能共存。 酸性条件下硝酸根有强氧化性，能够氧化亚铁离子。 三价铁离子与硫氰根离子发生络合反应，该反应常用于检验。 铜离子和氢氧根离子生成难溶氢氧化物沉淀。 2．Fe2＋、Fe3＋、Zn2＋较完全地形成氢氧化物沉淀的pH分别为6.7、3.7、4.6。某硫酸锌酸性溶液中含少量Fe2＋、Fe3＋杂质离子，为除去这些离子制得纯净的ZnSO4，应加入的试剂是(　　) A．NaOH溶液 B．氨水 C．KMnO4、ZnCO3 D．H2O2、ZnO 【答案】D 【解析】【解答】 由题意，除去 Fe2＋、Fe3＋ 时对应pH值为 6.7、3.7 ，调节到6.7时，锌离子也会转化为沉淀，调节为3.7时，不会干扰锌离子，因此可以用氧化剂把二价铁离子转化为三价铁离子除去，不影响锌离子，为了不引入新杂质，选择氧化剂过氧化氢。 答案为D。 【分析】 除去杂质必须严格契合“不新增额外杂质成分、不损耗需要保留的目标产物、后续杂质与目标物方便彻底分离”的核心准则。这道题的核心处理思路是先把二价铁离子转化为三价铁离子，之后借助不同金属离子水解沉淀所需的pH差值，调整体系的酸碱度让三价铁离子完全形成沉淀脱离体系，同时保证锌离子不会随之析出，整个过程里选用的氧化剂和用来调节pH的试剂，都不能带入难以除去的新杂质。 3．下列除杂的操作不正确的是(　　) A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量镁充分反应后过滤 B．FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤 C．CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤 D．CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反应后过滤 【答案】C 【解析】【解答】A. Mg的金属活动性比Fe更强，可与FeCl3发生置换反应，反应方程式为。当加入足量镁时，FeCl3会被完全反应转化为Fe单质沉淀，后续通过过滤操作可以将生成的Fe以及未反应完的过量Mg分离出去，最终就能得到纯净的MgCl2溶液，该除杂操作是正确的； B. Fe的还原性强于Fe2+，Fe能与FeCl3发生归中反应： 2FeCl3 + Fe = 3 FeCl2 。加入过量铁粉后，FeCl3完全转化为FeCl2，过滤可除去过量的Fe，得到纯净的FeCl2溶液，该操作正确； C. FeCl3与NaOH反应： FeCl3 + 3 NaOH = Fe(OH)3 ↓ + 3NaCl ；CuCl2与NaOH反应： CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2 ↓ + 2NaCl 。加入NaOH溶液后，Fe3+和Cu2+均转化为沉淀，不仅未除去FeCl3，还引入了新杂质NaCl，该操作不正确； D. 过氧化氢自身具备氧化性，能够把亚铁离子氧化为铁离子，对应的反应方程式为；铁离子会发生水解反应让溶液呈现酸性，水解方程式为，往体系中加入CuO可以消耗溶液里的氢离子，推动铁离子的水解反应正向进行，最终生成氢氧化铁沉淀，而且CuO在反应过程中不会带入新的杂质，完成过滤操作后就能得到纯净的氯化铜溶液，该除杂操作是正确的。 答案为C。 【分析】 物质除杂需要严格符合“不额外引入新杂质、不消耗目标提纯物、杂质易于从体系中分离”的核心原则，分析过程要结合不同物质的特性，比如金属活动性强弱、氧化还原属性、盐类水解规律等，逐一判断反应的实际产物是否符合要求，防止出现引入新杂质、消耗原本需要保留的目标物质这类问题。 4．中学化学中几种常见物质的转化关系如图所示(F为红褐色沉淀)，下列说法错误的是(　　) A．H2O2分子的结构式为H－O－O－H B．A、B、H的化学式分别为Fe、FeS、H2SO4 C．鉴定E中阳离子所用试剂为NaOH溶液、湿润的蓝色石蕊试纸 D．C的酸性溶液与双氧水反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O 【答案】C 【解析】【解答】A. 在H2O2的分子结构里，同时存在O-O原子间形成的非极性共价键，以及O-H原子间形成的极性共价键，它的结构式为H-O-O-H，该选项的描述是正确的； B. 根据对应转化关系的推导结果可以得知，物质A是Fe，可与稀硫酸发生反应生成FeSO4；物质B是FeS，由Fe和S在加热条件下化合得到；物质H是H2SO4，在整个体系中起到提供酸性环境的作用，该选项的描述是正确的； C. E是Fe(OH)3，它对应的核心阳离子是Fe3+。想要检验Fe3+的存在，通常可以选用KSCN溶液，遇到Fe3+后溶液会变为血红色，也可以用NaOH溶液，加入后会生成特征的红褐色絮状沉淀；而题目里提到的“湿润的蓝色石蕊试纸”是用来检验NH4+的检验产物NH3的，NH3会让湿润蓝色石蕊试纸变蓝，和Fe3+的检验完全没有关联，所以这个选项的描述是错误的； D. C物质为FeSO4，在酸性环境下Fe2+会和H2O2发生氧化还原反应，对应的离子反应方程式可以表示为，该选项的表述完全符合反应事实，是正确的。 答案为C。 【分析】解答本题的核心切入点是F为红褐色沉淀，也就是Fe(OH)3，我们可以以此为突破口，结合图中给出的物质转化逻辑推导出所有涉及的物质，之后再结合各类物质的特性对各个选项展开分析。这里需要特别留意不同离子检验的专属特性，比如检验Fe3+和检验NH4+所选用的试剂是存在明显区别的，要注意区分避免混淆。 5．部分含铁物质的分类与相应化合价的关系如图所示。下列推断合理的是(　　) A．a可与少量Cl2反应生成f B．可用K3[Fe(CN)6]溶液检验c溶液中含有的f C．在高温条件下，a与水蒸气反应可实现ab的转化 D．c在溶液中可以和大量共存 【答案】B 【解析】【解答】 A. 由图可知，a为Fe，f为Fe3+ 。Fe与Cl2反应，无论Cl2少量还是过量，都生成FeCl3，不能生成FeCl2，所以a不能与少量Cl2反应生成f，A错误； B. K3[Fe(CN)6]溶液是用来检验Fe2+ 的。c溶液中含有的是Fe3+ ，应该用KSCN溶液检验Fe3+，B错误； C. 在高温条件下，Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，Fe3O4中既有+2价的Fe，又有+3价的Fe，可实现\a到b的转化，C正确； D. c为Fe3+，Fe3+与HCO3-会发生双水解反应。 反应方程式为Fe3+ +3HCO3-=Fe(OH)3+3CO2，所以不能大量共存，D错误。 答案为B。 【分析】 本题主要考查铁及其化合物的性质，关键在于准确判断各物质的类别和化合价，以及掌握相关的化学反应和离子检验方法。 6．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，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图。如图为铁元素的“价－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．铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化① B．加热Fe(OH)3发生转化⑥，Fe2O3加水溶解可转化为Fe(OH)3 C．由图可预测：高铁酸盐()具有强氧化性，可用于饮用水的消毒 D．FeO是一种黑色粉末，只能用作还原剂 【答案】C 【解析】【解答】 A. 铁与高温水蒸气反应生成的是 Fe3O4，并非转化①对应的 Fe2O3 ，所以该反应不能实现转化①，A项错误； B. 加热Fe(OH)3 时，发生分解反应 2 Fe(OH)3=Fe2O3 + 3H2O ，可实现转化⑥；但Fe2O3是难溶于水的金属氧化物，加水无法溶解转化为Fe(OH)3 ，B项错误； C. 高铁酸盐 FeO42−中Fe元素化合价为+6价，处于较高价态，具有强氧化性；强氧化性物质能使蛋白质变性，可用于饮用水的消毒，C项正确； D. FeO中Fe元素为 +2 价，处于中间价态，既可以被氧化（作还原剂），也可以被还原（作氧化剂），并非只能用作还原剂，D项错误。 答案为C。 【分析】 解答本题的关键是掌握铁及其化合物的价态变化、物质类别对应的反应规律，以及特殊物质（如 Fe2O3 的水溶性、FeO的价态特性等）的性质，结合“价 - 类”二维图中转化关系逐一分析选项。 7．下列离子的检验方法合理的是(　　) A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2+ B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2+ C．向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3+ D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2+，不含有Mg2+ 【答案】C 【解析】【解答】A. Fe3+和KSCN溶液发生反应后会让溶液显现红色，可Fe2+具备被氧化为Fe3+的可能性，比如体系内存在氧化剂的情况下就会发生该转化，所以仅通过滴入KSCN溶液后溶液变红的现象，仅能证实溶液中存在Fe3+，没办法确认溶液里不存在Fe2+，因此该检验方案不够严谨合理； B. 先向待测溶液中通入Cl2，要是原本的溶液里含有Fe2+，Cl2会将Fe2+氧化转化为Fe3+，之后再加入KSCN溶液就会出现变红的现象；但如果原溶液本身就自带Fe3+，即便不通入Cl2，后续加入KSCN溶液也会变红，根本没办法判定原溶液当中究竟有没有Fe2+，所以该检验方案同样不具备合理性； C. Fe3+和NaOH溶液发生反应会生成红棕色的Fe(OH)3沉淀，往待测溶液中加入NaOH溶液后观察到红棕色沉淀生成，据此可以证明该溶液里存在Fe3+，因此C的推论是成立的； D. 向待测溶液中加入NaOH溶液后先得到白色沉淀，该白色沉淀有可能是Fe(OH)2，也有可能是Mg(OH)2；后续沉淀的颜色逐步转变为红棕色，这是Fe(OH)2被氧化生成Fe(OH)3的特征现象，该过程仅能证明溶液中存在Fe2+，但没法排除溶液里Mg2+的存在——因为Mg(OH)2同样是白色沉淀，且不会干扰Fe(OH)2被氧化过程中观察到的颜色变化现象，因此D的推论不成立。 答案为C。 【分析】离子检验工作需要严格恪守“匹配专属特征现象、全程排查潜在干扰”的核心准则，以Fe2+的检验操作为例：必须先提前清除溶液中Fe3+带来的检验干扰，规范操作逻辑为首先滴加KSCN试剂，此时溶液无明显显色变化，后续再加入合适的氧化剂将待检的Fe2+氧化，以此完成精准判定；而Fe3+的检验逻辑则是依托它与碱液反应生成红褐色沉淀的专属特征完成判定，操作全程还要留意溶液中其他共存离子（比如Mg2+等）可能对最终观测到的现象造成的干扰影响。 8．用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和Fe)制备纳米Fe3O4(平均直径为25 nm)的流程示意图如图，下列叙述错误的是(　　) A．铁红可用于油漆、油墨、建筑物着色剂 B．步骤②中，发生反应的离子方程式是2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋、Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑ C．步骤④中使用过量的H2O2溶液有利于提高纳米Fe3O4产率 D．为验证纳米态的Fe3O4，可将其形成分散系，做丁达尔效应实验 【答案】C 【解析】【解答】A. 铁红是三氧化二铁（ Fe2O3 ）的俗名，它本身是红棕色的固态物质，工业领域常将其用作油漆、油墨以及建筑物的着色原料，所以A选项的描述是正确的； B. 步骤①中，铁泥（含 Fe2O3 、 FeO 、Fe）与稀盐酸反应，生成\FeCl3、FeCl2，滤液A中含Fe3+、Fe2+及过量H+。步骤②加入Fe粉，Fe与Fe3+发生归中反应2Fe3++ Fe = 3Fe2+，同时Fe与过量H+反应Fe + 2H+ = Fe2++H2↑，因此选项B正确； C. 步骤④中H2O2 的作用是将Fe2+氧化为Fe3+。若H2O2过量，会将Fe2+完全氧化为Fe3+，导致Fe3O4中Fe2+不足，反而降低Fe3O4产率，因此选项C错误； D. 纳米级四氧化三铁（Fe3O4）的平均粒径为25纳米，处于这个粒径区间的颗粒分散在分散剂中形成的分散系属于胶体范畴，而胶体的典型特性之一就是能产生丁达尔效应，因此可以借助丁达尔效应实验来验证该分散系属于胶体，D选项描述正确。 答案为C。 【分析】 解答本题的核心是理清该流程各环节涉及的反应机制，比如单质Fe和Fe3+、H+的反应规律，H2O2具备的氧化特性，还有胶体的相关特性（如丁达尔效应）。解题过程中还要特别留意H2O2添加过量时，会对最终产物的成分造成干扰，防止因氧化程度过强，使得我们要制备的目标产物收率出现降低。 9．下列各组离子一定能大量共存的是 A．在强碱溶液中： B．在含大量的溶液中： C．在的溶液中： D．在无色溶液中： 【答案】A 【解析】【解答】A．该反应体系为强碱性，溶液中存在大量OH-，这几种离子之间不发生反应，同时也不会和OH-反应，因此可以在该溶液中大量共存，A符合要求； B．会和结合生成稳定的可溶性络合物，使溶液变为血红色，二者不能大量共存，B不符合要求； C．pH=1的溶液为酸性溶液，溶液中含有大量，酸性条件下具有强氧化性，能够将氧化为，发生氧化还原反应，不能大量共存，C不符合要求； D．题干要求溶液为无色透明，而在水溶液中呈蓝色，不满足无色的条件；同时还能和反应生成CuS沉淀，二者也不能大量共存，D不符合要求； 故答案为：A 【分析】A、强碱溶液中含有大量的OH－，溶液各离子相互间不反应，可大量共存。 B、Fe3＋能与SCN－反应生成Fe(SCN)3。 C、pH=1的溶液显酸性，NO3－酸性条件下具有氧化性，能与Fe2＋反应。 D、含有Cu2＋的溶液显蓝色。 10．根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是 选项 实验操作和现象 结论 A 钠投入水中会熔成光亮的小球 钠与水反应放热且钠的熔点低 B 检验纯碱溶液中是否存在 向待测液中加入溶液，观察现象 C 用玻璃棒蘸取NaClO溶液点在pH试纸上，试纸变白 NaClO溶液呈中性 D 取某固体试样溶于盐酸，滴加KSCN溶液不变红 原固体中一定不存在 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】【解答】A、钠投入水中熔成光亮小球，说明反应释放热量，温度达到钠的熔点，证明钠与水反应放热且钠熔点较低，操作、现象与结论匹配正确，A正确； B、纯碱溶液中含有，能与生成白色沉淀，干扰检验，检验需要先加入稀硝酸除去碳酸根，再滴加硝酸银，B错误； C、溶液具有强氧化性，会漂白pH试纸，试纸变白，无法读取pH；且发生水解使溶液显碱性，并非中性，C错误； D、若固体同时含有和，固体溶于盐酸时会将还原为，滴加KSCN不变红，不能证明原固体不含，D错误； 故答案为：A。 【分析】本题解题要点： 钠与水反应现象分析：熔化成小球两个条件——反应放热、金属熔点低； 氯离子检验干扰消除：碳酸根、氢氧根均能与银离子生成沉淀，必须预先加稀硝酸酸化； 次氯酸盐pH测定要点：水解显碱性且具有漂白性，不能使用pH试纸，应选用pH计； 铁离子检验隐藏陷阱：体系中存在还原性铁粉时，可将三价铁还原为二价铁，造成检验假象。 11．新型印刷电路板制造工艺中改用酸性CuCl2溶液作刻蚀液。从刻蚀废液(主要含Cu2+、H+和Cl-等)中回收Cu，同时制备净水剂(聚合氯化铁)的主要流程如下(已知：聚合氯化铁中铁元素的化合价为+3价)。 下列说法不正确的是 A．将溶液Z和溶液Y混合用于制备聚合氯化铁，实现了铁元素的充分利用 B．步骤Ⅰ中加入氧化铁，可防止步骤Ⅱ中产生大量的氢气，消除安全隐患 C．步骤Ⅱ中铁粉需加过量 D．步骤Ⅲ中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为2：3 【答案】D 【解析】【解答】A、溶液 Z、溶液 Y 中均含有铁元素，二者混合制备聚合氯化铁，铁元素得到充分回收利用，A 正确； B、刻蚀废液含有大量，加入氧化铁可以消耗，步骤 Ⅱ 加铁粉时，减少与反应生成氢气，规避爆炸安全隐患，B 正确； C、步骤 Ⅱ 加入过量铁粉，可将完全还原为 Cu 单质，保证铜充分回收，C 正确； D、步骤 Ⅲ 中作为氧化剂把氧化为，得 6e-，失 1e-，由电子守恒，氧化剂与还原剂物质的量之比为，D 错误； 故答案为：D。 【分析】本题解题要点： 向刻蚀废液中加入氧化铁，氧化铁会与废液里的氢离子反应，生成铁离子。接着向体系中加入过量铁粉，铁离子和铁单质发生反应转化为亚铁离子，铜离子与铁发生置换反应，生成亚铁离子与铜单质。过滤后得到的固体 Y 包含生成的 Cu 以及未反应完的 Fe，滤液 Y 为氯化亚铁溶液。往固体 Y 中添加稀盐酸，铜单质不和稀盐酸反应，剩余的铁单质与盐酸反应，得到溶液 Z，溶质同样为氯化亚铁。将溶液 Z 并入溶液 Y，加入氯酸钠进行氧化，再调节体系 pH，反应生成聚合氯化铁，最后经干燥处理，得到聚合氯化铁固体。 12．用下图装置验证铁与水蒸气的反应。下列说法错误的是 A．化学反应 B．用坩埚钳夹住燃着的火柴点燃肥皂泡 C．从酒精灯的作用分析，加热湿棉花的温度比加热铁粉的温度低 D．炽热的铁水注入模具之前，模具必须做充分的干燥处理 【答案】A 【解析】【解答】A、铁与水蒸气高温反应生成和，正确方程式： ，不是，A 错误； B、氢气密度小，肥皂泡内为氢气，可用坩埚钳夹住燃着的火柴点燃肥皂泡检验氢气，B 正确； C、湿棉花加热目的是产生水蒸气，温度不用很高；铁粉需要高温才能和水蒸气反应，故加热湿棉花的温度更低，C 正确； D、炽热铁水遇水会发生反应生成氢气，易发生爆炸，模具必须充分干燥，D 正确； 故答案为：A。 【分析】本题解题要点： 铁和水蒸气高温反应产物是四氧化三铁，不是氧化铁，这是高频易错方程式。 实验装置：湿棉花受热提供水蒸气，铁粉高温下反应，肥皂液收集氢气，点燃肥皂泡检验。 温度控制：湿棉花只需要汽化水，铁粉需要高温引发反应。 安全要点：高温铁遇水会产生易燃易爆氢气，盛装高温铁水的模具必须干燥。 06 强化提升 13．下列离子方程式书写不正确的是 A．氯气与水反应： B．IBr跟NaOH溶液反应的离子方程式为： C．酸性氯化亚铁溶液中加入双氧水： D．向澄清石灰水中滴加少量NaHCO3溶液： 【答案】C 【解析】【解答】A、氯气和水发生反应会生成HCl与HClO，其中HClO属于弱酸，在书写离子方程式时不能拆分，该离子方程式书写正确，因此A正确； B、在IBr中，Br的氧化态为-1，I的氧化态为+1，IBr与反应会生成和，反应的离子方程式为，因此B正确； C、向酸性氯化亚铁溶液中加入双氧水后，会被双氧水氧化为，而过氧化氢则被还原为，该反应正确的离子方程式为：，因此C错误； D、少量和发生反应，会生成和水，生成的会和结合生成沉淀，该离子方程式书写正确，因此D正确； 故答案为：C 【分析】A、Cl2与H2O反应生成HCl和HClO，其中HClO是弱酸。 B、IBr中I元素为＋1价，Br元素为－1价，据此写出反应的离子方程式。 C、H2O2具有氧化性，能将Fe2＋氧化成Fe3＋。 D、NaHCO3少量，则参与反应的OH－只有一个。 14．为了探究铁、铜及其化合物的性质，某同学设计并进行了下列实验。下列说法正确的是 A．加热顺序最好是先②后① B．装置②中发生的主要反应是： C．为了检验气体产物的还原性，虚线框内应选择装置乙，将灼烧后的铜丝趁热伸入其中 D．反应结束后，取适量硬质玻璃管中的固体，适量稀盐酸溶解，滴加溶液，没有出现血红色，说明该固体中没有价的铁 【答案】C 【解析】【解答】A． 加热顺序最好是先①后②，排出装置内空气，以防铁粉与空气中的氧气反应，A错误； B．装置②中发生的主要反应是，B错误； C．生成的气体产物是，具有还原性，可将CuO还原为Cu，可检验气体产物的还原性，但其密度比空气小，所以应将灼烧后的铜丝（表面是CuO）趁热伸入装置乙中，C正确； D．反应产生Fe3O4，Fe3O4与稀盐酸反应生成的溶液中含Fe2+、Fe3+，若固体中含有Fe，Fe会将溶液中的还原为，导致滴加KSCN溶液无血红色出现，D错误； 故答案为：C。 【分析】A.注意加热②之前要排除装置内的空气，以防铁粉与氧气反应。 B.注意铁与水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气。 C.注意氢气的密度比空气小。 D.溶液能使含三价铁离子的溶液变红，同时注意Fe能还原Fe3+。 15．下列关于铁及其化合物的叙述正确的是 A．属于碱性氧化物 B．铁丝在氯气中燃烧生成 C．用铁粉可除去溶液中的 D．常温下，铁片遇稀硝酸发生钝化 【答案】A 【解析】【解析】A．能与酸反应生成盐和水，符合碱性氧化物的定义，因此A选项正确；B．铁丝在氯气中燃烧的产物是，而不是其他铁氯化物，所以B选项错误； C．铁粉不能与反应，但可以与反应生成，因此不能用铁粉除去溶液中的，C选项错误； D．在常温下，铁片与浓硝酸接触会发生钝化现象，因此D选项错误； 综上所述，正确答案是A。 【分析】A．三氧化二铁是碱性氧化物； B．铁和氯气反应生成氯化铁； C．铁单质和三价铁离子反应； D．常温下，铁与浓硝酸会钝化。 16．下列反应的离子方程式正确的是： A．溶液中通入少量氯气： B．铜和稀硝酸反应： C．向硫酸氢铵溶液中滴入少量溶液： D．向血红色溶液中加入过量铁粉： 【答案】B 【解析】【解答】A、Na2SO3溶液中通入少量氯气时，生成的H+会与过量的SO32-结合为H2SO3，正确的离子方程式应为，A错误； B、铜与稀硝酸反应时，Cu被氧化为Cu2+，NO3-被还原为NO，方程式：，B正确； C、向硫酸氢铵溶液中滴入少量Ba(OH)2时，OH-优先与H+反应，不会与NH4+结合生成NH3·H2O，正确的离子方程式应为，C错误； D、Fe(SCN)3是弱电解质，在离子方程式中不能拆写成Fe3+和SCN-，正确的离子方程式应为，D错误； 故答案为：B。 【分析】本题解题要点： 用量影响产物：少量氯气通入亚硫酸盐溶液时，生成的酸会与过量亚硫酸根结合。 反应优先级：少量碱时，H+比NH4+优先与OH-反应。 弱电解质处理：Fe(SCN)3等络合物属于弱电解质，书写离子方程式时不能拆分。 守恒验证：离子方程式需同时满足电子守恒、电荷守恒及原子守恒。 17．某与的混合物中铁元素的质量分数可按如下方案测定，下列说法正确的是 A．从实验的精度考虑，样品ag可用托盘天平称取 B．加入的过量盐酸的作用仅是抑制的水解 C．加过量氨水时发生的离子反应为 D．铁元素的质量分数为 【答案】C 【解析】【解答】A、盘天平的精度为0.1g，无法满足定量分析实验的高精度要求，应使用电子天平（精度可达0.0001g），A错误； B、过量盐酸的作用不仅是抑制Fe2+的水解，同时也抑制Fe3+的水解，防止生成沉淀影响后续实验，B错误； C、加入溴水后，Fe2+被氧化为Fe3+，再加过量氨水时，Fe3+与NH3·H2O反应生成Fe(OH)3沉淀，离子方程式为：，C正确； D、红棕色固体bg为Fe2O3，其物质的量为 mol。25.00mL溶液中含有的Fe元素物质的量为 mol，因此250.00mL溶液中含有的Fe元素总物质的量为 mol。铁元素的质量分数为：，而非 ，D错误； 故答案为：C。 【分析】称取样品，加入过量稀盐酸充分溶解，利用高浓度 H+同时抑制 Fe2+和 Fe3+的水解，避免生成氢氧化物沉淀；随后将溶液准确稀释并定容至 250.00 mL。精确移取 25.00 mL 待测液，滴加溴水将其中所有 Fe2+定量氧化为 Fe3+。加入过量氨水，使 Fe3+完全转化为 Fe(OH)3沉淀，过滤并洗涤沉淀以除去杂质。将沉淀灼烧至恒重，得到纯净的红棕色 Fe2O3固体；根据 Fe2O3的质量，通过铁元素守恒计算原样品中铁元素的质量分数。 18．某实验小组按照“研磨→灰化→溶解→过滤→检验”的步骤检验菠菜中铁元素(主要以难溶的存在)，下列说法不正确的是 A．向研磨后的菠菜汁中加入和溶液未观察到溶液变红，说明菠菜不含铁元素 B．灰化步骤能除去有机质且将铁元素转化为铁的氧化物，有利于后续检验 C．溶解步骤，可选用稀硝酸 D．检验步骤，加入溶液后有蓝色沉淀生成说明菠菜中含有铁元素 【答案】A 【解析】【解答】A、菠菜中的铁主要以难溶的 FeC2O4形式存在，直接向研磨后的菠菜汁中加入 H2O2和 KSCN 溶液时，FeC2O4无法溶解并电离出 Fe2+，H2O2也就无法将其氧化为 Fe3+，因此溶液不会变红。这不能说明菠菜不含铁元素，A错误； B、灰化步骤通过高温灼烧，除去了菠菜中的有机杂质，同时将难溶的 FeC2O4转化为铁的氧化物，使铁元素更容易被后续的酸溶解和检验，B正确； C、稀硝酸是一种强氧化性酸，它可以溶解灰化后生成的铁的氧化物，并将铁元素氧化为可溶性的 Fe3+，便于后续的检验操作，C正确； D、K3[Fe(CN)6]（铁氰化钾）溶液与 Fe2+反应会生成特征的蓝色沉淀（滕氏蓝）。因此，在检验步骤中加入该试剂后有蓝色沉淀生成，可证明菠菜中含有铁元素，D正确； 故答案为：A。 【分析】A. 存在形式：铁以难溶的 FeC2O4存在，直接加入试剂无法反应，不能得出不含铁的结论。 B. 灰化目的：除去有机物，将铁转化为易溶的氧化物，便于后续操作。 C. 溶解原理：稀硝酸既能溶解氧化物，又能将铁氧化为 Fe3+。 D. 特征反应：K3[Fe(CN)6] 与 Fe2+生成蓝色沉淀，是检验 Fe2+的特征方法。 19．下列实验操作或装置正确的是 A．图甲可用于实验室制备 B．图乙装置可用于完成过滤操作 C．图丙可用于验证铁与水蒸气反应能生成 D．图丁表示为配制一定物质的量浓度NaOH溶液时称量溶质的操作 【答案】C 【解析】【解答】A、MnO2与浓盐酸反应制备 Cl2需要加热，图甲缺少加热装置，无法制备 Cl2，A错误； B、过滤时需用玻璃棒引流，图乙直接倾倒液体，不符合操作规范，B错误； C、铁粉与水蒸气加热生成 H2，H2具有可燃性，点燃肥皂泡可产生爆鸣声，能验证 H2的生成，C正确； D、NaOH 易潮解，称量时应放在小烧杯中，图丁直接放在纸上称量，操作错误，D错误； 故答案为：C。 【分析】A．实验室制备 Cl2的反应条件。 B．考查过滤操作的 “一贴二低三靠” 规范。 C．考查铁与水蒸气反应的产物检验。 D．考查NaOH 的称量规范（防潮解）。 20．下列有关铁及其化合物的性质与用途不具有对应关系的是 A．铁粉能与氧气反应，可用作食品保存的脱氧剂 B．四氧化三铁具有磁性，可作为3D打印的磁性材料 C．氯化铁具有氧化性，可用于腐蚀印刷电路板上的铜 D．聚合硫酸铁能水解并形成胶体，可用于杀菌消毒 【答案】D 【解析】【解答】A、铁粉与氧气反应消耗氧气，可作食品脱氧剂，性质与用途对应，故A不符合题意 ； B、四氧化三铁具有磁性，可用作 3D 打印磁性材料，性质与用途对应，故B不符合题意 ； C、氯化铁中 Fe3+具氧化性，能腐蚀印刷电路板上的铜，性质与用途对应，故C符合题意 ； D、聚合硫酸铁水解形成胶体用于吸附杂质，而杀菌消毒需强氧化性，二者无对应关系，故D符合题意 ； 故答案为：D。 【分析】逐一分析铁及其化合物的性质与用途的对应关系，判断是否匹配。 21．武夷山大红袍素有茶中之王的美誉。检验茶叶中是否含铁元素的操作方案如图所示，下列说法不正确的是 A．“操作①”应在烧杯中灼烧 B．“操作②”用热水或搅拌均可加速溶解 C．“操作③”用到的玻璃棒作用是引流 D．“操作④”若检验过程中加KSCN没有出现血红色溶液，则滤液中不含 【答案】A 【解析】【解答】A、灼烧固体需用坩埚，烧杯不能用于灼烧（烧杯耐高温性不足，且主要用于加热液体），因此 “操作①” 不应在烧杯中进行，A错误； B、溶解时，热水能通过升温加快溶解，搅拌能通过加速微粒运动促进溶解，故 “操作②” 用热水或搅拌均可加速溶解，B正确； C、“操作③” 为过滤，过滤中玻璃棒的作用是引流，防止液体洒出，C正确； D、KSCN 溶液遇 Fe3+会变红，若加 KSCN 后无血红色，说明滤液中没有 Fe3+，D正确； 故答案为：A。 【分析】判断各选项说法是否正确，需结合实验操作①到④的具体要求，包括仪器使用、操作原理及检验方法等知识逐一分析。 22．下列离子的检验方法合理的是 A．向某溶液中加入氯化钡溶液有白色沉淀产生，再加入盐酸沉淀不消失，则该溶液中一定有SO42- B．向某溶液中滴加氯水，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋ C．向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋ D．向某溶液中加入稀盐酸产生无色无味气体，将气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，则原溶液中一定有CO32- 【答案】C 【解析】【解答】A、加入 BaCl2生成的不溶于盐酸的白色沉淀，可能是 AgCl（若溶液含 Ag+），并非只有 SO42- 能产生此现象，未排除 Ag+ 干扰，A不合理； B、先加氯水再加 KSCN 变红，无法证明原溶液含 Fe2+—— 若原溶液已有 Fe3+，加 KSCN 也会变红，未排除 Fe3+ 的干扰，B不合理； C、Fe3+ 与 NaOH 反应生成红褐色 Fe(OH)3沉淀，该现象是 Fe3+ 的特征反应，无其他离子干扰，C合理； D、与盐酸反应生成的无色无味、使石灰水变浑浊的气体是 CO2，但能产生 CO2的离子不仅有 CO32-（HCO3- 也能与盐酸反应生成 CO2），未排除 HCO3- 干扰，D不合理； 故答案为：C。 【分析】A．抓 “干扰离子排除”—Ag+ 也能与 BaCl2生成不溶于盐酸的白色沉淀，未排除 Ag+，无法确定是 SO42-。 B．抓“离子检验顺序”—原溶液若含 Fe3+，直接加 KSCN 也会变红，需先加 KSCN 排除Fe3+，再加氯水。 C．抓“特征反应唯一性”—Fe3+ 与 NaOH 反应生成红褐色Fe(OH)3沉淀，无其他离子干扰，现象专属。 D．抓“同类离子干扰”—HCO3-与盐酸反应也生成CO2（使石灰水变浑浊），未排除HCO3-，无法确定是 CO32-。 23．下列化学反应与方程式相符的是 A．通入水中制氯水： B．向氯化钙溶液中通入： C．向碳酸氢钠溶液中加入少量澄清石灰水： D．向含0.02mol溶液中通入0.02mo： 【答案】D 【解析】【解答】A、Cl2与水反应生成 HCl 和 HClO，HClO 是弱酸，不能拆成离子形式，方程式需保留 HClO 分子，故A不符合题意 ； B、因 HCl 酸性强于 H2CO3，CO2通入 CaCl2溶液中无法反应生成 HCl（弱酸不能制强酸），无对应反应，故B不符合题意 ； C、少量澄清石灰水（Ca(OH)2）与过量碳酸氢钠反应时，Ca2+和 OH-需完全反应，生成 CaCO3、Na2CO3和水，故C不符合题意 ； D、0.02mol Cl2先氧化 0.02mol Fe2+，剩余 Cl2再氧化 0.02mol Br-，反应比例符合，故D符合题意 ； 故答案为：D。 【分析】本题需结合物质反应规律（如弱酸电离特性、强酸制弱酸原理、“以少定多” 配平规则、离子还原性顺序），判断化学反应与方程式是否匹配。 A．考查Cl2与水反应的产物及 HClO 的性质。 B．掌握强酸制弱酸的反应规律。 C．考查“以少定多” 原则在少量石灰水与碳酸氢钠反应中的应用。 D．考查Cl2与 Fe2+、Br-的反应顺序（还原性 Fe2+ > Br-）。 24．根据下列实验方案和现象，得出的结论正确的是 选项 实验方案 现象 结论 A 向盛有Na2O2的试管中加水，把带火星的木条伸入试管中 木条复燃 Na2O2未变质 B 将新鲜菠菜剪碎、研磨、加水浸泡、过滤，向滤液中滴加KSCN溶液 无明显现象 菠菜中不含铁元素 C 用洁净的铂丝蘸取某溶液进行焰色试验 火焰呈黄色 溶液中一定含钠盐，可能含钾盐 D 取少量溶液，先滴加稀盐酸，再滴加BaCl2溶液 加稀盐酸无明显现象，加BaCl2溶液产生白色沉淀 原溶液中存在 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【解析】【解答】A、Na2O2即便部分变质（生成 Na2CO3），剩余未变质的 Na2O2仍会与水反应生成 O2，使带火星木条复燃。该现象无法证明 Na2O2未变质，A错误； B、KSCN 溶液仅能检验 Fe3+，而菠菜中的铁可能以 Fe2+或有机铁形式存在，滴加 KSCN 溶液无现象不能说明不含铁元素，B错误； C、焰色试验呈黄色说明含 Na+，但 Na+可能来自 NaOH（非盐）或钠盐；且未透过蓝色钴玻璃观察，无法排除 K+，不能确定 “一定含钠盐”，C错误； D、先加稀盐酸无现象，可排除 CO32-、SO32-、Ag+等干扰；再滴加 BaCl2溶液产生白色沉淀，该沉淀只能是 BaSO4，可证明溶液含 SO42-，D正确； 故答案为：D。 【分析】本题需结合物质特性（如 Na2O2的反应、Fe3+的检验、焰色试验规则、SO42-的检验方法），分析实验现象与结论的逻辑关系，判断选项是否合理。A．考查Na2O2变质与否对 “与水反应产生 O2” 现象的影响。 B．考查KSCN 溶液的检验范围与菠菜中铁的存在形式。 C．判断焰色试验呈黄色的含义与 Na+的来源。 D．考查SO42-的检验逻辑（先除干扰离子）。 25．用如图所示装置研究铁粉与水蒸气的反应。下列说法不正确的是 A．湿棉花的作用是提供水蒸气 B．为检验生成的气体，可以用火柴点燃肥皂泡 C．用稀硫酸溶解反应后试管中的固体，加入几滴KSCN溶液，溶液不变红，说明生成的固体产物是 D．实验结束时，先把导管移出肥皂液，再停止加热，以防倒吸 【答案】C 【解析】【解答】A、湿棉花受热后会蒸发产生水蒸气，为铁粉与水蒸气的反应提供反应物，A正确； B、反应生成的气体为氢气，氢气具有可燃性。用火柴点燃肥皂泡（氢气被肥皂液包裹），若出现爆鸣声或火焰，可验证气体为氢气，B正确； C、铁粉与水蒸气反应的固体产物是 Fe3O4。用稀硫酸溶解后，若铁粉过量，Fe3O4与硫酸反应生成的 Fe2(SO4)3会和过量 Fe 反应生成 FeSO4，此时溶液中只有 Fe2+，加入 KSCN 溶液不变红。但这不能说明产物是 FeO，C错误； D、实验结束先移导管再停加热，可防止试管内压强骤降导致肥皂液倒吸炸裂试管，D正确； 故答案为：C。 【分析】结合铁粉与水蒸气反应的实验细节，从装置作用、产物检验、操作规范等角度分析各选项。 二、非选择题 26．某化学课外小组的同学为了探究卤素单质及化合物的性质，设计了如下实验，装置如下： 请回答： （1）装置A中化学方程式为：　 　。 （2）下列试剂最有可能替代E中溶液是_____。 A．浓 B．饱和食盐水 C．石灰乳.. D．水 （3）当装置D中通入由A处产生的气体少量时可能出现的现象是：　 　； （4）可充分参与各反应。当装置B中　 　(填入实验现象，下同)，装置C　 　，取少量B中的溶液滴入盛有-淀粉溶液的试管中，通过观察现象，可证明氧化性强于(忽略溶解)。 【答案】（1） （2）C （3）溶液变蓝 （4）溶液变黄或颜色加深；溶液不变色 【解析】【解答】(1) 装置A为实验室利用二氧化锰和盐酸在加热条件下制取氯气，发生氧化还原反应，生成氯化锰、氯气和水，化学方程式： 故答案为： ； (2) E中溶液用于吸收尾气氯气。硫酸不与氯气反应，不能吸收尾气；饱和食盐水只能降低氯气溶解度，吸收效果很差；石灰乳属于碱，可以与氯气发生反应，可用于吸收氯气；氯气在水中溶解度较小，水的吸收效果不理想，故选C。 故答案为：C； (3) 少量氯气通入装置D的KI‑淀粉溶液，氯气将碘离子氧化生成碘单质，淀粉遇碘单质变蓝，可观察到溶液变蓝。 故答案为：溶液变蓝； (4) 氯气通入B中溶液，被氧化为，溶液由浅绿色变为黄色，现象为溶液变黄或颜色加深；为证明氧化性强于，要保证氯气在B中完全反应，没有氯气进入后续实验造成干扰，因此装置C中溶液不变色。 故答案为：溶液变黄或颜色加深；溶液不变色； 【分析】(1) 考查氯气的实验室制备，二氧化锰只能和盐酸在加热条件下反应，书写方程式注意标注盐酸、加热条件、气体符号，盐酸同时体现酸性与还原性。 (2) 考查氯气尾气处理，氯气属于有毒气体，尾气处理需要选用可与氯气反应的碱性物质，区分除杂试剂与尾气吸收试剂的用途。 (3) 考查卤素单质氧化性强弱比较，依据氧化性发生置换反应，淀粉遇碘单质变蓝是特征检验现象。 (4) 考查氧化性强弱的实验验证，氧化性顺序，实验需要排除氯气的干扰，若有残留氯气会直接氧化碘离子，会对实验结论造成干扰。 （1）装置A中浓盐酸与二氧化锰在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水。反应的化学方程式为； （2）装置E的作用是吸收含氯气的尾气，防止污染空气；选项中浓硫酸、饱和食盐水不能吸收氯气，水能少量吸收氯气，石灰乳（）能大量吸收氯气，答案选C； （3）的氧化性强于，当通入到-淀粉溶液中，发生反应，溶液中淀粉遇单质碘变蓝，答案为溶液变蓝； （4）依次通过B、C、D、E，能将溶液中的氧化成，能观察到B中溶液颜色变黄，答案为溶液变黄或颜色加深；欲证明氧化性强于，则通入的少量在装置B中充分反应，C中无通入，溶液无变化，答案为溶液不变色。 27．碳酸亚铁晶体为白色固体，不溶于水，干燥品在空气中稳定，湿品在空气中缓慢氧化为呈茶色，可用作阻燃剂、动物饲料铁添加剂、补血剂等。回答下列问题： （1）实验室利用溶液和溶液制备，实验装置(夹持仪器已省略)如图所示： ①方框内为制取的装置，下列装置和药品较为适宜的是　 　(填字母)。 ②装置D中仪器a的名称是　 　。 ③根据①的选择，装置甲中试剂a的名称是　 　，其作用为　 　。 ④开始先通入一段时间的作用是　 　。 （2）的制备，步骤如下： 通入一段时间后，向溶液中加入过量溶液，搅拌，反应后过滤，将沉淀洗涤、干燥，得到。 ①生成的化学方程式为　 　。 ②装置丙的作用是　 　。 （3）将溶液换成溶液能提高产品纯度，原因是碱性较强，易产生副产物，该副产物的化学式可能为　 　。 （4）某同学查阅资料得知，煅烧的产物中含有价铁元素，于是他设计了由制备的方案。先向中依次加入试剂：稀硫酸、　 　和　 　；然后再　 　(填操作)灼烧，即可得到。 【答案】（1）C；长颈漏斗；饱和碳酸氢钠溶液；除去中的HCl杂质；排净装置中空气，防止被氧化(合理即可) （2）；液封，防止(或空气)进入装置乙中 （3） （4）氯水或溶液(答案合理即可)；氢氧化钠溶液或氨水等；过滤、洗涤 【解析】【解答】 (1)① 实验室制备选择大理石和稀盐酸，C 装置可以通过活塞控制固液接触，能够随时控制反应的发生与停止，因此选 C。 ② 装置 D 中仪器 a 的名称为长颈漏斗。 ③ 选用盐酸制取，气体中会混有挥发出来的杂质，试剂 a 为饱和碳酸氢钠溶液；饱和碳酸氢钠溶液可以吸收，同时减少的溶解损耗，作用是除去中混有的氯化氢杂质。 ④极易被氧气氧化，实验开始前通入一段时间，排尽装置内的空气，防止生成的被氧气氧化。 故答案为： C ； 长颈漏斗 ； 饱和碳酸氢钠溶液 ； 除去中的HCl杂质 ； 排净装置中空气，防止被氧化(合理即可) ； (2)①溶液和溶液发生复分解反应，结合结晶水得到目标晶体，化学方程式： ② 装置丙导管末端浸入水中，起到液封的效果，能够防止外界空气中的进入装置乙，避免二价铁被氧化。 故答案为： ； 液封，防止(或空气)进入装置乙中 ； (3)溶液碱性较强，体系内氢氧根离子浓度较高，会和结合，生成副产物。 故答案为： ； (4)向中加入稀硫酸，固体溶解得到含的溶液；加入氯水或者溶液，把全部氧化为；再加入氢氧化钠溶液或者氨水，生成氢氧化铁沉淀；经过过滤、洗涤操作之后，灼烧沉淀得到。 故答案为： 氯水或溶液(答案合理即可) ； 氢氧化钠溶液或氨水等 ； 过滤、洗涤 ； 【分析】实验前通入排尽整套装置内部空气，防止被氧气氧化；A 装置除去中混有的杂质，纯净通入乙装置营造无氧环境，与反应制备；装置丙用水隔绝外界空气，防止氧气倒流入乙中；同时可利用酸溶‑氧化‑沉淀‑灼烧的路线，由制备氧化铁。 (1) 考查气体制备装置、除杂试剂选择；利用大理石与稀盐酸制备二氧化碳，饱和碳酸氢钠除去中，结合易被氧化的性质分析通的实验目的。 (2) 考查化学方程式书写与装置作用；依据复分解反应书写制备晶体的方程式，结合的还原性，解释丙装置液封的防护作用。 (3) 考查盐类水解与副产物判断；水解使溶液碱性较强，在碱性条件下生成杂质。 (4) 考查铁的化合物转化；需要先氧化为，再加碱得到铁的氢氧化物，经过过滤洗涤后灼烧分解生成氧化铁。 （1）①应该采用盐酸和碳酸钙，不加热制备二氧化碳，故排除A、E，同时在选项D中使用的碳酸钠容易溶解，不能用该装置制备二氧化碳，在选项B、C中，其中B中排出气体的导管在液面下方，故排除B，故答案为C； ②由图可知，装置D中仪器a的名称是长颈漏斗； ③利用盐酸和碳酸钙制备的二氧化碳中容易混入氯化氢气体，可以通过饱和碳酸氢钠来除去其中的氯化氢，故装置甲中试剂a的名称是饱和碳酸氢钠溶液； ④由于装置中含有空气，因此先通入一段时间是为了排净装置中空气，防止被氧化。 （2）①根据题意硫酸亚铁和碳酸钠反应生成产物，化学方程式为：； ②由于二价铁具有还原性，要防止空气中氧气氧化二价铁，故装置丙的作用是：液封，防止(或空气)进入装置乙中； （3）将溶液换成溶液能提高产品纯度，原因是溶液碱性弱，能减少副产物的生成； （4）中铁为价，需要制备的氧化铁中铁的化合价为价，则用稀硫酸溶解后，需要加入氧化剂，可以选择：氯水或溶液，随后调高pH从而得到氢氧化铁沉淀，可以选择：氢氧化钠溶液或氨水；随后过滤、洗涤即可。 28．有关物质的转化关系如下图所示（部分物质和条件已略去）。A、C、E、G是中学化学中的常见单质，A是黑色粉末，G是黄绿色气体，E在G中燃烧时发出苍白色火焰。B是常见的无色液体，D是黑色磁性固体，F的焰色反应显黄色，K为红褐色沉淀。 请回答下列问题： （1）H的化学式为　 　，D的化学式为　 　。 （2）检验I中金属阳离子的实验操作为　 　。 （3）B和C反应的离子方程式为　 　。 （4）下列物质中能与I溶液发生氧化还原反应的是__________。 A．NaOH B． C．Cu D．KSCN 【答案】（1）HCl； （2）取少量I溶液于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液变为红色，则证明含有 （3） （4）C 【解析】【解答】(1) H 是氯化氢，化学式为；D 是四氧化三铁，化学式为。 故答案为：；。 (2) I 中金属阳离子为，检验操作：取少量 I 溶液于试管中，滴加 KSCN 溶液，若溶液变为红色，则证明含有。 故答案为：取少量 I 溶液于试管中，滴加 KSCN 溶液，若溶液变为红色，则证明含有。 (3) B 为水，C 为Na ，钠和水反应生成氢氧化钠与氢气，离子方程式： 。 故答案为： 。 (4) I 是溶液。 A：与发生复分解反应，生成，无化合价变化； B：与发生复分解反应，无化合价变化； C：和发生反应 ，存在元素化合价改变，属于氧化还原反应； D：和发生络合反应，不属于氧化还原反应。 所以选 C。 故答案为：C。 【分析】先进行物质推断：G 是黄绿色气体，为；E 在 G 中燃烧发出苍白色火焰，则 E 是，产物 H 为。B 是常见无色液体，为；A 是黑色粉末单质，A 与 B 高温反应生成 D（黑色磁性固体），所以 A 为。C 是单质，C 和水反应生成与 F，F 焰色反应为黄色，则 C 是，F 为。K 是红褐色沉淀。和盐酸反应生成、，结合转化关系，J 为，I 为。 (1) 根据物质特征颜色、反应现象推断物质。黄绿色气体是氯气，苍白色火焰是氢气在氯气中燃烧的特征现象；黑色磁性固体为四氧化三铁。 (2) 的特征检验试剂为 KSCN 溶液，与结合显血红色，注意描述取样、加试剂、现象、结论完整步骤。 (3) 钠与水反应，单质、氧化物、难溶物、气体保留化学式，可溶性强电解质拆为离子，配平并标注气体符号。 (4) 判断氧化还原反应的核心：反应前后有元素化合价升降。逐一分析四个选项反应类型，选出符合条件的物质。 （1）由分析可知，H为HCl，D为Fe3O4。 （2）结合上述推断，检验I中的，常用的方法是使用KSCN溶液，具体操作为：取少量I溶液于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液变为红色，则证明含有。 （3）C为Na，F为NaOH。Na与反应的离子方程式为：。 （4）I为溶液。 A． NaOH与发生复分解反应生成沉淀，无元素化合价变化，不属于氧化还原反应； B．与发生复分解反应生成AgCl沉淀，不属于氧化还原反应； C． Cu与反应生成和（），存在元素化合价的变化，属于氧化还原反应； D 。KSCN与发生络合反应使溶液变红，不属于氧化还原反应。 故选C。 29．某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水反应”的实验，并检验产物，回答下列问题： （1）仪器a名称为　 　；试剂X为　 　。 （2）A、B、E三个装置中应先点燃　 　处的酒精(喷)灯，反应结束时，应先熄灭　 　处的酒精(喷)灯。 （3）B装置中发生的反应方程式　 　。 （4）装置C的作用是　 　。 【答案】（1）圆底烧瓶；碱石灰(无水氯化钙、五氧化二磷等) （2）A；E （3） （4）冷凝未反应的水蒸气 【解析】【解答】（1）仪器的名称为圆底烧瓶；试剂X为碱石灰（无水氯化钙、五氧化二磷等合理试剂也可），目的是吸收未反应完的水蒸气，防止干扰后续实验； 故答案为： 圆底烧瓶 ； 碱石灰(无水氯化钙、五氧化二磷等) ； （2）实验时要先排尽装置内的空气，防止铁被空气中氧气氧化，所以先点燃A处酒精灯，产生水蒸气排空气；反应结束时，为防止生成的铁再次被氧化，要先熄灭E处酒精（喷）灯，继续通水蒸气，让铁在水蒸气氛围中冷却； 故答案为： A ； E ； （3）铁和水蒸气反应的方程式为：； 故答案为： ； （4）装置A产生的水蒸气进入装置B参与反应，会有未反应的水蒸气逸出，装置C能将这些未反应的水蒸气冷凝为液态水，防止其进入后续装置影响实验，特别是防止干扰氢气与氧化铜反应的检验等。 故答案为： 冷凝未反应的水蒸气 ； 【分析】本实验围绕 “铁与水蒸气的反应” 展开，核心操作逻辑与装置作用如下：实验启动时，必须先点燃 A 处酒精灯产生水蒸气，用持续的水蒸气排尽装置内的空气，避免加热条件下铁与氧气反应；后续进行氢气还原氧化铜实验时，气体进入加热的硬质玻璃管前必须经过干燥处理，防止水蒸气遇热导致玻璃管炸裂，装置 D 中干燥剂的作用正是干燥反应生成的氢气。 （1）根据装置特征，A处为圆底烧瓶，是产生水蒸气的反应容器。试剂X需干燥反应生成的氢气，防止水蒸气进入后续装置干扰氢气还原氧化铜的实验，因此应选择固体干燥剂（如碱石灰、无水氯化钙、五氧化二磷等），既能吸收未反应的水蒸气，又不引入其他杂质气体。 （2）实验开始时：先点燃A处酒精灯，利用生成的水蒸气排尽装置内的空气，防止加热时铁与空气中的氧气反应被氧化。实验结束时：先熄灭E处酒精灯，继续通入水蒸气，让生成的铁在水蒸气氛围中冷却，避免热的铁接触空气再次被氧化。 （3）铁与水蒸气在高温下发生置换反应，生成四氧化三铁和氢气。书写时需注意：反应物水标注状态“(g)”，生成物氢气不标气体符号；条件为“高温”，配平后得方程式。 （4）装置C为冷凝装置，核心作用是除去未反应的水蒸气。A处生成的水蒸气进入B装置参与反应后，仍有部分未反应的水蒸气逸出，装置C可将这些水蒸气冷凝为液态水，避免水蒸气进入后续装置，防止其干扰氢气还原氧化铜的实验（如导致硬质玻璃管炸裂、影响产物检验）。 （1）仪器的名称为圆底烧瓶；试剂X为碱石灰（无水氯化钙、五氧化二磷等合理试剂也可），目的是吸收未反应完的水蒸气，防止干扰后续实验； （2）实验时要先排尽装置内的空气，防止铁被空气中氧气氧化，所以先点燃A处酒精灯，产生水蒸气排空气；反应结束时，为防止生成的铁再次被氧化，要先熄灭E处酒精（喷）灯，继续通水蒸气，让铁在水蒸气氛围中冷却； （3）铁和水蒸气反应的方程式为：； （4）装置A产生的水蒸气进入装置B参与反应，会有未反应的水蒸气逸出，装置C能将这些未反应的水蒸气冷凝为液态水，防止其进入后续装置影响实验，特别是防止干扰氢气与氧化铜反应的检验等。 30．天然矿石X由三种元素组成，兴趣小组为探究其组成和性质，设计完成如下实验： 已知：a．固体B是难溶性酸(白色胶状沉淀)，溶液E可用作黏合剂和防火剂 b．所有试剂均过量 请回答下列问题： （1）红棕色固体G的化学式为　 　。 （2）X的化学式为　 　。 （3）写出反应①的化学方程式　 　。 （4）写出D转变成F的化学方程式　 　。 （5）请设计实验，检验溶液A中所含的金属阳离子　 　。 【答案】（1）Fe2O3 （2） （3）Fe2SiO4+4HCl=H2SiO3+2FeCl2+H2O （4） （5）取少量溶液A于试管中，加入几滴溶液，无明显现象，再加入少量新制氯水(或)，溶液变红，则说明溶液A中有 【解析】【解答】（1）根据分析可知，G的化学式为Fe2O3； （2）X的组成元素为，其原子个数比为，因此化学式为； （3）反应①的化学方程式为：Fe2SiO4 + 4HCl = H2SiO3↓ + 2FeCl2 + H2O； （4）反应③是氢氧化亚铁被氧气氧化为氢氧化铁的过程，化学方程式为：； （5）由于A中含有Fe2+，可以通过氧化反应使其转化为Fe3+，再用KSCN溶液检验。实验设计如下：取少量溶液A于试管中，加入几滴溶液，无明显现象，再加入少量新制氯水（或），若溶液变红，则证明A中含有。 【分析】白色沉淀D转化为红褐色F，说明D为Fe(OH)2，F为Fe(OH)3，G为Fe2O3。A中含有FeCl2，与NaOH反应生成C（NaCl）。固体B为H2SiO3，溶液E为Na2SiO3。根据质量守恒计算，X中含Fe 1.12g，Si 0.28g，O 0.64g，得出原子个数比为2：1：4。 （1）由分析，G为Fe2O3； （2）由分析，X的组成元素为，原子个数比为，化学式为； （3）结合分析，反应①的化学方程式Fe2SiO4+4HCl=H2SiO3↓+2FeCl2+H2O； （4）反应③为氢氧化亚铁被氧气氧化为氢氧化铁，化学方程式：； （5）A中含有亚铁离子，亚铁离子可以被过氧化氢等氧化为使KSCN溶液变红色的铁离子，故实验设计为：取少量溶液A于试管中，加入几滴溶液，无明显现象，再加入少量新制氯水(或)，溶液变红，则说明溶液A中有。 学科网（北京）股份有限公司 $