化學第三章 金屬及化合物 第12講 含答案

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精第12講鐵及其重要化合物考綱要求1.了解鐵及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用.2。能鑒別溶液中的Fe2＋、Fe3＋.考點一鐵及其重要化合物的性質(zhì)1．鐵鐵位于周期表中第四周期Ⅷ族，是一種應(yīng)用最廣泛的過渡金屬元素；鐵元素是一種典型的變價金屬元素.(1）結(jié)構(gòu)(2)鐵的物理性質(zhì)銀白色固體，熔點較高，具有良好的導熱、導電、延展性，能被磁鐵吸引。(3）鐵的化學性質(zhì)鐵元素性質(zhì)活潑，有較強的還原性，主要化合價為＋2價和＋3價。按要求書寫下列反應(yīng)的方程式：①Fe與Cl2、S反應(yīng)的化學方程式：2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7（點燃))2FeCl3;Fe＋Seq\o(=，\s\up7(△）)FeS。②Fe與水蒸氣的反應(yīng)：3Fe＋4H2O（g）eq\o（=,\s\up7(高溫))Fe3O4＋4H2。③與氧化性酸(如HNO3)的反應(yīng)（寫離子方程式）。Fe與過量稀HNO3的反應(yīng)：Fe＋NOeq\o\al(－，3）＋4H＋=Fe3＋＋NO↑＋2H2O。Fe與少量稀HNO3的反應(yīng)：3Fe＋2NOeq\o\al(－,3）＋8H＋=3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O。④Fe與FeCl3溶液的反應(yīng)(寫離子方程式）:Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋。2．鐵的氧化物化學式FeOFe2O3Fe3O4俗名鐵紅磁性氧化鐵顏色狀態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體（有磁性）溶解性難溶于水難溶于水難溶于水鐵的化合價＋2＋3＋2,＋3穩(wěn)定性不穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定與H＋反應(yīng)的離子方程式FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋=Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O3。鐵的氫氧化物（1)Fe（OH）2是白色絮狀物，易被空氣中的氧氣氧化生成Fe（OH）3，顏色由白色變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色，方程式為4Fe（OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。（2)Fe(OH）3是紅褐色、難溶于水的固體,在空氣中久置會部分失水生成鐵銹(Fe2O3·xH2O)，受熱易分解,方程式為2Fe（OH）3eq\o(=，\s\up7(△)）Fe2O3＋3H2O；制取Fe（OH）3用可溶性鐵鹽與堿反應(yīng)，離子方程式：Fe3＋＋3OH－=Fe（OH)3↓.4．亞鐵鹽(1)Fe2＋的氧化性和還原性含有Fe2＋的溶液呈淺綠色，F(xiàn)e2＋處于鐵的中間價態(tài)，既有氧化性，又有還原性，其中以還原性為主，如：遇Br2、Cl2、H2O2、NOeq\o\al（－，3)（H＋）等均表現(xiàn)為還原性。Fe2＋的酸性溶液與H2O2反應(yīng)的離子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O。（2)可水解Fe(OH）2是弱堿,含F(xiàn)e2＋的鹽（如硫酸亞鐵）溶液呈酸性。配制硫酸亞鐵溶液時常加少量硫酸抑制Fe2＋的水解，加少量鐵屑防止Fe2＋被氧化。5．鐵鹽的性質(zhì)及應(yīng)用(1）氧化性：含有Fe3＋的溶液呈棕黃色,Fe3＋處于鐵的高價態(tài),遇Fe、Cu、HI、H2S等均表現(xiàn)為氧化性。①Fe3＋與S2－、I－、HS－、SOeq\o\al（2－，3)等具有較強還原性的離子不能大量共存。②Fe3＋可腐蝕印刷電路板上的銅箔,反應(yīng)的離子方程式為2Fe3＋＋Cu=Cu2＋＋2Fe2＋.(2)易水解：Fe(OH)3是很弱的堿，且溶度積很小，因而Fe3＋極易水解，只能存在于酸性較強的溶液中.①利用Fe3＋易水解的性質(zhì)，實驗室可用FeCl3滴入沸水中制取氫氧化鐵膠體,反應(yīng)的化學方程式:FeCl3＋3H2Oeq\o（=，\s\up7(△））Fe(OH)3(膠體)＋3HCl.②利用Fe3＋易水解的性質(zhì)，工業(yè)上常用調(diào)節(jié)pH方法除去溶液中的鐵離子.③利用Fe3＋易水解的性質(zhì),實驗室配制氯化鐵溶液,通常將氯化鐵固體先溶于較濃的鹽酸中，然后再稀釋至所需濃度。④Fe3＋與HCOeq\o\al(－，3)、AlOeq\o\al(－，2)、COeq\o\al(2－,3）、ClO－等水解呈堿性的離子不能大量共存。鐵及其化合物的性質(zhì)及應(yīng)用（1）鐵位于元素周期表中第四周期ⅧB族（）(2)氧化鐵能與酸反應(yīng)，所以可用于制作紅色染料(）(3)鐵的化學性質(zhì)比較活潑，所以鐵在自然界中全部以化合態(tài)存在()（4)用鐵制容器可以運輸濃硝酸和濃硫酸(）（5)Fe2O3與NaOH溶液反應(yīng)可制取Fe（OH）3（)（6)鐵與過量的硫粉共熱產(chǎn)物是Fe2S3（)(7）Fe在足量Cl2中燃燒生成FeCl3，在少量Cl2中燃燒生成FeCl2()(8)Fe3＋有氧化性，所以FeCl3溶液可用于回收舊電路板中的銅()(9）飽和FeCl3溶液為紅褐色，F(xiàn)e（OH)2為灰綠色（）（10）既可通過復(fù)分解反應(yīng)，又可通過化合反應(yīng)制取Fe(OH）3(）（11)鐵鋁礬[Al2Fe（SO4）4·xH2O]溶液呈淺綠色，具有凈水作用()(12)將FeCl3溶液蒸干可得到FeCl3晶體(）答案（1)×(2)×(3）×(4)√（5）×(6)×（7）×(8）×（9）×(10)√（11)√(12）×1．鐵有＋2、＋3價兩種價態(tài)，單質(zhì)鐵與①⑥（填下列編號,下同）反應(yīng)時只生成＋3價鐵；與④⑤⑦⑧反應(yīng)時只生成＋2價鐵；與②③反應(yīng)時既生成＋2價鐵也生成＋3價鐵.所選試劑:①Cl2②O2③H2O(g）④S⑤鹽酸⑥稀硝酸（足量）⑦稀硫酸⑧CuSO4溶液⑨FeCl2溶液2．FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3是否都可以通過化合反應(yīng)制??？答案都可以。2Fe＋3Cl2eq\o（=,\s\up7(點燃)）2FeCl3;2FeCl3＋Fe=3FeCl2；4Fe（OH）2＋O2＋2H2O=4Fe（OH）3。3．用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀:用不含F(xiàn)e3＋的FeSO4溶液與不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應(yīng)制備。（1)用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時還需加入________.(2）除去蒸餾水中溶解的O2常采用________的方法。（3）生成白色Fe（OH)2沉淀的操作是用長滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再擠出NaOH溶液。這樣操作的理由是____________________________________________________________________________________________________________。答案(1）稀硫酸、鐵屑（2）加熱煮沸(3）避免生成的Fe（OH）2與氧氣接觸而被氧化解析(1)稀硫酸抑制Fe2＋水解，鐵屑防止Fe2＋被氧化。（3)Fe(OH）2很容易被氧化，實驗過程中要確保在無氧條件下生成。題組一用守恒思想判斷氧化物的組成1．（2017·西南大學附屬中學高三模擬）鐵的常見化合價有＋2價和＋3價。據(jù)研究，鐵在濃HNO3中發(fā)生鈍化時，可生成一種化學式為Fe8O11的化合物,它可以看作由FeO和Fe2O3組成的復(fù)雜氧化物。該化合物可以表示為(）A．FeO·3Fe2O3 B．2FeO·3Fe2O3C．FeO·2Fe2O3 D．2FeO·Fe2O3答案B解析化合物Fe8O11可以看作由FeO和Fe2O3組成的復(fù)雜氧化物，設(shè)化學式為nFeO·mFe2O3，則eq\b\lc\｛\rc\（\a\vs4\al\co1（n＋2m＝8，n＋3m＝11)）解得n＝2，m＝3,該化合物可以表示為2FeO·3Fe2O3。2．準確稱取某種鐵的氧化物2。88g，用足量的CO進行還原,將生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4.00g，則這種鐵的氧化物為(）A．Fe3O4 B．Fe2O3C．FeO D．以上都不是答案C解析4。00gCaCO3沉淀的物質(zhì)的量為0.04mol，則CO、CO2的物質(zhì)的量也為0.04mol,增加的氧元素為0.04mol，質(zhì)量為0。04mol×16g·mol－1＝0。64g，鐵的氧化物中氧元素質(zhì)量為0.64g，鐵元素質(zhì)量為2。88g－0.64g＝2。24g,鐵的氧化物中鐵元素與氧元素的物質(zhì)的量之比為eq\f（2。24g，56g·mol－1)∶eq\f(0.64g,16g·mol－1)＝1∶1，則這種鐵的氧化物的化學式為FeO.3．(2018·營口質(zhì)檢）有一塊鐵的“氧化物”樣品,用140mL5.0mol·L－1鹽酸恰好將之完全溶解，所得溶液還能吸收0.025molCl2，恰好使其中的Fe2＋全部轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3＋，則該樣品可能的化學式為（）A．Fe2O3 B．Fe3O4C．Fe4O5 D．Fe5O7答案D解析根據(jù)2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，可知鐵的“氧化物"樣品用鹽酸溶解后所得溶液中n（Fe2＋）＝0。025mol×2＝0。05mol，根據(jù)電荷守恒得2n（Fe2＋）＋3n(Fe3＋）＝n(Cl－），則n(Fe3＋）＝0。2mol，故n（Fe2＋）∶n（Fe3＋）＝0。05∶0。2＝1∶4，故該氧化物可表示為FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。確定鐵的氧化物組成的基本方法設(shè)鐵的氧化物中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比為m∶n，則氧化物中n(Fe)∶n（O）＝eq\f（m，56)∶eq\f(n，16）＝a∶b，若a∶b＝1∶1，則鐵的氧化物為FeO;若a∶b＝2∶3，則鐵的氧化物為Fe2O3;若a∶b＝3∶4，則鐵的氧化物是Fe3O4或FeO與Fe2O3按物質(zhì)的量之比為1∶1的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3物質(zhì)的量之比為1∶1,Fe3O4為任意值)。題組二氫氧化亞鐵制備方法的改進4．下列各圖示中能較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀的是________（填序號）。答案①②③⑤解析因為Fe（OH）2在空氣中很容易被氧化為紅褐色的Fe（OH)3，即4Fe（OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH）3，因此要較長時間看到Fe（OH）2白色沉淀,就要排除裝置中的氧氣或空氣。①②原理一樣，都是先用氫氣將裝置中的空氣排盡，并使生成的Fe（OH)2處在氫氣的保護中；③的原理為鐵作陽極產(chǎn)生Fe2＋，與電解水產(chǎn)生的OH－結(jié)合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保護,能防止空氣進入;⑤中加苯阻止了空氣進入；④由于空氣中的氧氣能迅速將Fe（OH)2氧化，因而不能較長時間看到白色沉淀。5．如下圖所示，此裝置可用來制取和觀察Fe(OH）2在空氣中被氧化的顏色變化。實驗時必須使用鐵屑和6mol·L－1的硫酸，其他試劑任選。填寫下列空白:（1)B中盛有一定量的NaOH溶液,A中應(yīng)預(yù)先加入的藥品是________。A中反應(yīng)的離子方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2）實驗開始時先將止水夾a________（填“打開”或“關(guān)閉”)。（3）簡述生成Fe(OH）2的操作過程___________________________________________________________________________________________________________________________。（4)實驗完畢，打開b處止水夾，放入一部分空氣，此時B瓶中發(fā)生的反應(yīng)為________________________________________________________________________。答案(1）鐵屑Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑(2）打開(3）待A裝置反應(yīng)一段時間后關(guān)閉止水夾a，將FeSO4溶液壓入B中進行反應(yīng)（4)4Fe(OH）2＋O2＋2H2O=4Fe（OH）3解析Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，產(chǎn)生的H2將Fe2＋壓入B中，F(xiàn)e2＋＋2OH－=Fe（OH）2↓；因為Fe（OH)2在空氣中很容易被氧化為紅褐色的Fe(OH)3，即發(fā)生4Fe（OH）2＋O2＋2H2O=4Fe（OH)3。因此，要較長時間看到Fe（OH)2白色沉淀，就要排除裝置中的氧氣或空氣。防止Fe（OH)2氧化的方法(1)將配制溶液的蒸餾水煮沸，驅(qū)除溶液中的氧氣.(2）將盛有NaOH溶液的膠頭滴管尖端插入試管的亞鐵鹽溶液底部，并慢慢擠出NaOH溶液。(3）在亞鐵鹽溶液上面充入保護氣，如H2、N2、稀有氣體等。(4)在亞鐵鹽溶液上面加保護層，如苯、植物油等。（5)用Fe作陽極,石墨作陰極,電解NaOH溶液，利用新產(chǎn)生的Fe2＋與OH－反應(yīng)制取。

考點二“鐵三角"、Fe2＋和Fe3＋的檢驗1．“鐵三角”的轉(zhuǎn)化關(guān)系完成下列變化的離子方程式，體會Fe2＋與Fe3＋轉(zhuǎn)化條件。（1）將H2S氣體通入FeCl3溶液中產(chǎn)生淡黃色沉淀：H2S＋2Fe3＋=S↓＋2Fe2＋＋2H＋.(2）將FeCl3溶液滴入KI-淀粉溶液,溶液變藍:2I－＋2Fe3＋=I2＋2Fe2＋.（3）FeCl3可溶解鐵片:2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋。（4)FeSO4可使酸性KMnO4溶液褪色:5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4）＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。（5)將FeCl2溶液滴入到HNO3溶液中，有無色氣體放出：3Fe2＋＋NOeq\o\al(－,3）＋4H＋=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。2．Fe2＋、Fe3＋的檢驗方法（1)用KSCN溶液和氯水（2)用NaOH溶液（3）含F(xiàn)e2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的檢驗eq\x（混合溶液）eq\o(→，\s\up7(滴加KSCN溶液）)溶液變紅色，說明含有Fe3＋.eq\x(混合溶液）eq\o（→,\s\up7（滴加酸性),\s\do5（KMnO4溶液))KMnO4溶液紫紅色褪去，說明含有Fe2＋。（4）Fe2＋的特征檢驗方法溶液eq\o(→，\s\up7(K3［FeCN6］溶液）)產(chǎn)生藍色沉淀，說明溶液中含有Fe2＋，3Fe2＋＋2[Fe（CN)6]3－=Fe3[Fe(CN）6]2↓.(1)金屬陽離子只有氧化性，不可能有還原性()(2)向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不變色，滴加氯水后溶液顯紅色，該溶液中一定含有Fe2＋(）（3)FeCl3溶液與KSCN溶液反應(yīng)的離子方程式為Fe3＋＋3SCN－=Fe（SCN）3↓（)(4）可用鐵粉除去FeCl2溶液中的FeCl3(）(5）氫氧化鐵與HI溶液反應(yīng)僅能發(fā)生中和反應(yīng)(）(6)FeCl3溶液可用于銅制印刷線路板制作，是因為FeCl3能從含Cu2＋的溶液中置換出銅()(7)將Fe（NO3)2樣品溶于稀硫酸后,滴加KSCN溶液，觀察溶液是否變紅，檢驗Fe(NO3）2晶體是否已氧化變質(zhì)（）（8）在給定條件下能實現(xiàn)Fe2O3eq\o（→，\s\up7(HClaq)）FeCl3(aq）eq\o(→，\s\up7（△)）無水FeCl3的轉(zhuǎn)化（)(9)在“硫酸亞鐵銨的制備”實驗中，為了得到硫酸亞鐵銨晶體，應(yīng)小火加熱蒸發(fā)皿,濃縮至表面出現(xiàn)結(jié)晶薄膜為止（）（10)用酸性KMnO4溶液檢驗FeCl3溶液中是否含有FeCl2()答案(1）×（2）√(3)×(4)√(5)×（6）×(7)×(8）×（9)√(10)×1．除去括號中的雜質(zhì)，并寫出反應(yīng)的離子方程式。(1）FeCl2(Fe3＋）除去方法:加入過量鐵粉，離子方程式：2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋。(2)FeCl3(FeCl2)除去方法：加入氯水或通入Cl2，離子方程式：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－.（3)Fe2（SO4)3(FeSO4)除去方法：滴加H2O2,離子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2H2O＋2Fe3＋.（4)FeCl2（Cu2＋）除去方法：加入過量鐵粉，過濾，離子方程式：Fe＋Cu2＋=Cu＋Fe2＋.2．混合溶液中Fe3＋、Fe2＋除去的常用方法(1）除去Mg2＋中混有的Fe3＋的方法向混合溶液中加入MgO、MgCO3、Mg(OH)2中之一,與Fe3＋水解產(chǎn)生的H＋反應(yīng)，促進Fe3＋的水解，將Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH）3沉淀除去.(2)除去Cu2＋中混有的Fe3＋的方法向混合溶液中加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3中之一,與Fe3＋水解產(chǎn)生的H＋反應(yīng)，促進Fe3＋的水解，將Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而除去.(3)除去Mg2＋中混有的Fe2＋的方法先加入氧化劑(如H2O2）將溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3＋。(4）除去Cu2＋中混有的Fe2＋的方法先加入氧化劑(如H2O2）將溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按（2）的方法除去溶液中的Fe3＋。3．在一定量的稀HNO3中慢慢加入鐵粉,得到的Fe2＋的物質(zhì)的量（縱坐標）與所加鐵粉的物質(zhì)的量(橫坐標）的關(guān)系如圖所示。請將正確答案的序號填在相應(yīng)的橫線上。①Fe3＋②Fe2＋③Fe、Fe2＋④Fe2＋、Fe3＋(1)AB段鐵元素以__________形式存在。(2）BC段鐵元素以__________形式存在。(3）CD段鐵元素以__________形式存在。答案（1)①(2)④（3)③解析向稀HNO3中加入鐵粉,開始時稀HNO3過量應(yīng)生成Fe3＋，隨加入鐵粉量的增加,HNO3反應(yīng)完全后,發(fā)生反應(yīng)2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋,最后全部轉(zhuǎn)化為Fe2＋.1．(Fe2＋、Fe3＋的轉(zhuǎn)化與除雜)（2018·長沙模擬）Fe2＋、Fe3＋、Zn2＋完全地形成氫氧化物沉淀的pH分別為6.7、3。7、4。6。某硫酸鋅酸性溶液中含有少量Fe2＋、Fe3＋雜質(zhì)離子，為除去這些離子制得純凈的ZnSO4，應(yīng)加入的試劑是（)A．NaOH溶液 B．氨水C．KMnO4、ZnCO3 D．H2O2、ZnO答案D解析由于Fe2＋沉淀所需pH比Zn2＋大，應(yīng)首先將Fe2＋氧化為Fe3＋，然后調(diào)節(jié)溶液的pH使Zn2＋還不沉淀時Fe3＋已沉淀完全。氧化劑H2O2將Fe2＋氧化為Fe3＋，ZnO能消耗溶液中的H＋且不引入新的雜質(zhì)離子，故D項符合要求。2．(Fe2＋、Fe3＋的轉(zhuǎn)化與離子檢驗）要證明某溶液中不含F(xiàn)e3＋而可能含有Fe2＋，進行如下實驗操作時，最佳順序為(）①加入足量氯水②加入足量酸性KMnO4溶液③加入少量NH4SCN溶液A．①③ B．③②C．③① D．①②③答案C解析在該溶液中先加入少量NH4SCN溶液，溶液不變紅色，證明無Fe3＋存在，再加入氯水，將Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液變?yōu)榧t色。KMnO4溶液呈紫紅色，溶液顏色變化不明顯，所以不能用酸性KMnO4溶液檢驗。3．（Fe2＋、Fe3＋的轉(zhuǎn)化)(2017·荊門高三上學期期末）在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的鐵屑，反應(yīng)完全后將固體濾出,下列說法中正確的是(）A．若濾出的固體中只有銅，則溶液中一定含有的陽離子是Fe2＋,一定不含Cu2＋B．若濾出的固體中只有銅，則溶液中一定含有的陽離子是Fe2＋,可能含Cu2＋和Fe3＋C．若濾出的固體中只有銅，則溶液中一定含有的陽離子是Fe3＋和Fe2＋，一定不含Cu2＋D．若濾出的固體中含有鐵和銅，則溶液中一定含有的陽離子是Fe2＋，一定不含Cu2＋和Fe3＋答案D解析氧化性Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，加入鐵粉后有固體剩余，F(xiàn)e3＋一定不存在；若剩余固體全部都是Cu，溶液中還可能有Cu2＋，也可能恰好被完全置換；若剩余固體是Cu和Fe,則溶液中不可能有Cu2＋。4．(Fe2＋、Fe3＋的轉(zhuǎn)化與化學計算)向含有1molHNO3和1molH2SO4的混合溶液中逐漸加入鐵粉至過量,溶液中金屬陽離子a、b與所加鐵粉的物質(zhì)的量的關(guān)系如圖所示(已知稀硝酸的還原產(chǎn)物只有NO）。下列有關(guān)判斷不正確的是(）A．a(chǎn)表示Fe3＋的關(guān)系曲線B．n1＝0.75C．P點時,n(Fe2＋）＝0。5625molD．向P點溶液中加入銅粉，最多可溶解14.4g答案C解析該反應(yīng)可以看作兩步：①Fe＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=Fe3＋＋NO↑＋2H2O，硝酸根過量，氫離子不足；②2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋。a表示Fe3＋的關(guān)系曲線，A正確；溶液中共有3molH＋參加反應(yīng),消耗鐵為0.75mol,B正確;P點n（Fe2＋）＝n(Fe3＋)，二者均為0.45mol，C錯誤；剩余0。45molFe3＋，消耗0。225mol銅，質(zhì)量為14。4g，D正確.鐵與硫酸、硝酸的混酸反應(yīng)順序總結(jié)足量鐵與稀硫酸、稀硝酸的混合溶液反應(yīng),則可利用離子反應(yīng)分析，依次發(fā)生反應(yīng)：Fe＋NOeq\o\al（－，3)＋4H＋=Fe3＋＋NO↑＋2H2O、2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋、Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑（若H＋量不足,該反應(yīng)不再發(fā)生）。微專題如何面對“鐵三角”的綜合實驗題鐵元素有多種價態(tài)，化合物種類較多，特別是Fe2＋、Fe3＋的性質(zhì)多樣，是命制綜合實驗題恰當?shù)妮d體?？疾閮?nèi)容可涉及物質(zhì)性質(zhì)的探究、物質(zhì)的制備、成分測定、離子檢驗等，通過上述問題的設(shè)計，同時可考查儀器的使用、條件的控制、物質(zhì)的分離提純、實驗安全等化學實驗基礎(chǔ)知識.專題訓練1．為了證明化學反應(yīng)有一定的限度，進行了如下探究活動:探究活動一：取5mL0。1mol·L－1的KI溶液于試管中，滴加0.1mol·L－1的FeCl3溶液5～6滴，振蕩；探究活動二：在上述試管中加入2mLCCl4,充分振蕩、靜置;探究活動三：取上述靜置分層后的上層水溶液于試管中，滴加0。1mol·L－1的KSCN溶液5～6滴,振蕩。（1)寫出探究活動一中反應(yīng)的離子方程式:_________________________________________________________________________________________________________________。（2)探究活動二的實驗現(xiàn)象為________。a．溶液分層，上層呈紫色b．溶液分層，下層呈紫色c．溶液分層，均為無色(3）在探究活動三中,可以證明該化學反應(yīng)有一定的限度的實驗現(xiàn)象是__________________________________________________________________________________________。答案(1）2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2（2)b(3）溶液變紅色解析（2)碘溶于水呈棕黃色，CCl4能萃取水中的碘,液體呈紫色,由于CCl4的密度比水大而且難溶于水，所以碘的四氯化碳溶液在下層，則實驗現(xiàn)象為溶液分層，下層呈紫色，b正確。（3)Fe3＋可與KSCN反應(yīng)顯紅色，若溶液變紅色，說明溶液中有鐵離子存在，則說明鐵離子沒有完全反應(yīng)，即該化學反應(yīng)有一定的限度。2．(2017·合肥重點中學測試）已知三氯化鐵的熔點為306℃，沸點為315℃，易溶于水并且有強烈的吸水性，能吸收空氣里的水分而潮解。某學習小組的同學對氯氣與鐵的反應(yīng)及產(chǎn)物做了如下探究實驗。(1)裝置的連接順序為_________________________________________________________。(2)飽和食鹽水的作用是_______________________________________________________。（3）反應(yīng)一段時間后熄滅酒精燈，冷卻后將硬質(zhì)玻璃管及收集器中的物質(zhì)一并快速轉(zhuǎn)移至錐形瓶中,加入過量的稀鹽酸和少許植物油(反應(yīng)過程中不振蕩)，充分反應(yīng)后，進行如下實驗：eq\x(固體混合物）eq\o(→，\s\up7（過量，稀鹽酸))eq\x(淡黃色溶液）eq\o(→，\s\up7(試劑X）)eq\x(淡紅色溶液）eq\o(→,\s\up7(過量，H2O2溶液))eq\x(深紅色溶液)eq\o（→，\s\up7(靜置一,段時間）)eq\x(紅色褪去）①淡黃色溶液中加入試劑X生成淡紅色溶液的離子方程式為_________________________.②淡紅色溶液中加入過量H2O2后溶液紅色加深的原因是__________________________.（4)已知紅色褪去的同時有氣體生成,經(jīng)檢驗為O2。該小組同學對紅色褪去的原因進行探究。①取褪色后溶液三份，第一份滴加FeCl3溶液無明顯變化；第二份滴加試劑X，溶液出現(xiàn)紅色;第三份滴加稀鹽酸和BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀。②另取同物質(zhì)的量濃度的FeCl3溶液滴加2滴試劑X,溶液變紅，再通入O2，無明顯變化.實驗①說明___________________________________________________________________;實驗②的目的是_______________________________________________________________；得出結(jié)論：_________________________________________________________________。答案(1)aghdebcf（2)除去氯氣中的氯化氫氣體(3)①Fe3＋＋3SCN－=Fe（SCN）3②雙氧水將Fe2＋氧化成Fe3＋，使Fe（SCN)3增多（4)SCN－發(fā)生了反應(yīng)而不是Fe3＋發(fā)生反應(yīng)排除H2O2分解產(chǎn)生的O2氧化SCN－的可能H2O2將SCN－氧化成SOeq\o\al(2－,4）解析(1）濃硫酸具有吸水性能作氯氣干燥劑、堿石灰具有堿性而吸收氯氣、飽和食鹽水吸收氯化氫且能抑制氯氣溶解，裝置排列順序為氣體的制取→洗氣→干燥→氯氣和鐵的反應(yīng)→尾氣處理，所以裝置連接順序為a→g→h→d→e→b→c→f。（3)①Fe3＋和KSCN反應(yīng)生成絡(luò)合物硫氰化鐵而使溶液呈紅色，離子方程式為Fe3＋＋3SCN－=Fe（SCN)3.(4）根據(jù)①滴加FeCl3溶液無明顯變化，說明SCN－發(fā)生了反應(yīng)而不是Fe3＋發(fā)生反應(yīng),滴加稀鹽酸和BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說明生成了SOeq\o\al（2－，4)；根據(jù)②另取同物質(zhì)的量濃度的FeCl3溶液滴加2滴試劑X，溶液變紅，再通入O2,無明顯變化，說明O2不能氧化SCN－,所以氧化SCN－的為雙氧水。3．鐵及其化合物在日常生產(chǎn)生活中用途廣泛，利用FeSO4制備還原鐵粉的工業(yè)流程如下：實驗室中可用FeSO4(用鐵粉和稀硫酸反應(yīng)制得）和NH4HCO3在如下裝置模擬上述流程中的“轉(zhuǎn)化"環(huán)節(jié).（1)裝置A的名稱是________,裝置B中盛放的藥品是________，NH4HCO3盛放在裝置________中。(2）實驗過程中,欲將生成的FeSO4溶液和NH4HCO3溶液混合，操作方法是_______________，發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________________________.FeSO4溶液要現(xiàn)用現(xiàn)配制的原因是_________________________________________________,檢驗久置的FeSO4是否變質(zhì)的方法是_______________________________________________________________________________________________________________________。（3）干燥過程的主要目的是脫去游離水，該過程中會有少量FeCO3在空氣中被氧化為FeOOH，該反應(yīng)的化學方程式為_______________________________________________________，取干燥后的FeCO3樣品12.49g，與炭混合后焙燒，最終得到還原鐵粉6。16g，計算樣品中雜質(zhì)FeOOH的質(zhì)量：________g。答案（1）分液漏斗鐵粉C（2)（待D處的氫氣純凈后)關(guān)閉活塞3，打開活塞2Fe2＋＋2HCOeq\o\al(－，3）=FeCO3↓＋CO2↑＋H2O（或Fe2＋＋HCOeq\o\al(－，3)=FeCO3↓＋H＋、HCOeq\o\al（－，3)＋H＋=CO2↑＋H2O)亞鐵離子易被氧化取樣品配成溶液，取少量溶液于試管中，再向試管中加入KSCN溶液,觀察是否顯紅色(3）4FeCO3＋O2＋2H2O=4FeOOH＋4CO20.89解析（1)裝置A是分液漏斗，盛放稀硫酸，裝置B中盛放鐵粉,稀硫酸與鐵粉反應(yīng)生成H2和FeSO4.裝置C中盛放NH4HCO3。(2)檢驗D處氫氣已純凈時，表明裝置中空氣已排盡，關(guān)閉活塞3，打開活塞2，在氫氣作用下將FeSO4溶液壓入C中發(fā)生反應(yīng)。FeSO4具有還原性，易被O2氧化，故FeSO4溶液要現(xiàn)用現(xiàn)配.用KSCN溶液檢驗久置的FeSO4是否變質(zhì)。（3）FeCO3、H2O、O2反應(yīng)生成FeOOH和CO2.設(shè)干燥后的FeCO3樣品中FeCO3、FeOOH的物質(zhì)的量分別為x、y，則x×116g·mol－1＋y×89g·mol－1＝12。49g,56g·mol－1×(x＋y）＝6.16g，解得:x＝0。1mol，y＝0。01mol。故m（FeOOH）＝0。89g.1．(高考選項組合題）下列敘述正確的是(）A．將稀硝酸加入過量鐵粉中，充分反應(yīng)后滴加KSCN溶液，有氣體生成，溶液呈紅色，稀硝酸將Fe氧化為Fe3＋(2015·全國卷Ⅰ，10A)B．用可溶性的鋁鹽和鐵鹽處理水中的懸浮物(2017·天津理綜，1B）C．向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液,再滴加H2O2溶液，加入H2O2后溶液變成紅色，F(xiàn)e2＋既有氧化性又有還原性(2015·廣東理綜,22D）D．給定條件下，能實現(xiàn)轉(zhuǎn)化：Feeq\o（→，\s\up7（Cl2)，\s\do5（點燃）)FeCl2eq\o(→,\s\up7（NaOHaq））Fe（OH)2（2017·江蘇,7A）答案B解析A項，忽視了Fe3＋的氧化性，過量的Fe只能生成硝酸亞鐵和NO氣體,錯誤;B項，鋁鹽、鐵鹽都能水解生成對應(yīng)的氫氧化物膠體，可吸附水中的懸浮物，正確；C項，F(xiàn)eSO4溶液中先滴入KSCN溶液再滴加H2O2溶液，溶液變成紅色，說明H2O2把Fe2＋氧化為Fe3＋,體現(xiàn)了Fe2＋的還原性,沒有體現(xiàn)氧化性，錯誤；D項，鐵與氯氣反應(yīng)只能生成氯化鐵，錯誤。2．(2016·高考選項組合）有關(guān)鐵及其化合物的說法正確的是（)A．將NaOH濃溶液滴加到飽和的FeCl3溶液中,制備Fe(OH）3膠體（2016·全國卷Ⅱ,13A）B．FeCl3腐蝕Cu刻制印刷電路板，說明鐵比銅金屬性強(2016·全國卷Ⅲ，7B）C．配制氯化鐵溶液時,將氯化鐵溶解在較濃的鹽酸中再加水稀釋(2016·全國卷Ⅰ，10C)D．Fe與Cl2反應(yīng)生成FeCl3，推測Fe與I2反應(yīng)生成FeI3(2016·上海，21C)答案C解析A項,制備Fe（OH）3膠體,應(yīng)將飽和氯化鐵溶液滴入沸水中，錯誤；B項,鐵離子與銅反應(yīng)生成銅離子和亞鐵離子說明銅的還原性比亞鐵離子的還原性強,無法證明金屬性的強弱,錯誤;C項，在溶液中鐵離子極易發(fā)生水解反應(yīng)，產(chǎn)生難溶性的氫氧化鐵,為了抑制鐵離子的水解，應(yīng)該先將氯化鐵溶解在較濃的鹽酸中，然后再加水稀釋到相應(yīng)的濃度，正確;D項,因I2的氧化性較弱,故與鐵反應(yīng)生成FeI2，錯誤。3．（2016·全國卷Ⅱ，28）某班同學用如下實驗探究Fe2＋、Fe3＋的性質(zhì)?；卮鹣铝袉栴}：(1）分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體，均配制成0.1mol·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑，其目的是_________________________________________