大一輪及課時分組練第三章 第3講 鐵及其化合物含答案

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3講鐵及其化合物[考綱要求］1。了解鐵及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應用.2.以Fe2＋、Fe3＋的相互轉化為例，理解變價金屬元素的氧化還原反應.3.能鑒別溶液中的Fe2＋、Fe3＋?？键c一用物質(zhì)分類思想認識鐵及其重要化合物1．鐵的存在2．鐵的性質(zhì)（1）物理性質(zhì)純鐵具有金屬的共性，如具有銀白色金屬光澤和良好的延展性，是電和熱的良導體，具有能被磁鐵吸引的特性，純鐵有很強的抗腐蝕能力.(2)化學性質(zhì):鐵是較活潑的金屬,發(fā)生化學反應時可生成＋2、＋3兩種價態(tài)的化合物。用化學方程式或離子方程式表示下列變化Fe＋eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(-O2\o(→,\s\up7(①))①3Fe＋2O2\o（=，\s\up7（點燃）)Fe3O4,-Cl2\o(→,\s\up7（②)）②2Fe＋3Cl2\o（=,\s\up7(點燃))2FeCl3，—S\o(→,\s\up7（③))③Fe＋S\o（=，\s\up7(△））FeS))Fe＋H2O(g)eq\o(→,\s\up7（④))④3Fe＋4H2O(g）eq\o(=,\s\up7(高溫)）Fe3O4＋4H2Fe—eq\b\lc\｜\rc\(\a\vs4\al\co1（\o（→，\s\up7(⑤)）Fe2＋⑤Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑、，F(xiàn)e＋Cu2＋=Cu＋Fe2＋，\o(→,\s\up7(⑥））Fe3＋⑥Fe＋4H＋＋NO\o\al（－,3)=Fe3＋＋NO↑＋2H2O））3．鐵的氧化物和氫氧化物（1)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＋反應的離子方程式FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋=Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O(2）鐵的氫氧化物Fe(OH）2Fe（OH)3色態(tài)白色固體紅褐色固體與鹽酸反應Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2OFe(OH）3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O受熱分解2Fe(OH）3eq\o（=,\s\up7(△））Fe2O3＋3H2O制法可溶性亞鐵鹽與堿溶液反應Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓可溶性鐵鹽與堿溶液反應Fe3＋＋3OH－=Fe(OH）3↓二者的關系在空氣中,Fe（OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現(xiàn)象是白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，反應方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH）3深度思考1．鐵有很強的抗腐蝕能力，為什么日常生活中的鐵制品容易生銹？答案主要因為鐵不純,往往含有碳等雜質(zhì)，當這些鐵制品在潮濕的空氣中或接觸到電解質(zhì)溶液(如食鹽水）時會發(fā)生電化學腐蝕。2．鐵、鋁遇濃硫酸或濃硝酸發(fā)生鈍化,是物理變化還是化學變化？答案常溫下鐵、鋁遇冷的濃HNO3、濃H2SO4時表面會生成一層致密的氧化物薄膜,化學上稱為鈍化，屬于化學變化。3．鐵元素是典型的變價金屬元素，它在化合物中主要表現(xiàn)為＋2價和＋3價，請歸納總結：（1)Fe單質(zhì)通常與哪些氧化劑反應生成＋2價?寫出有關反應的化學方程式或離子方程式。答案Fe→Fe2＋：鐵與氧化性比較弱的非金屬單質(zhì)(如S、I2），非氧化性酸（如鹽酸、稀硫酸），不活潑金屬的鹽溶液（如CuSO4溶液）反應，都可實現(xiàn)這種轉化。如：Fe＋Seq\o（=，\s\up7（△））FeS，2H＋＋Fe=Fe2＋＋H2↑，Cu2＋＋Fe=Fe2＋＋Cu。(2)Fe單質(zhì)通常與哪些氧化劑反應生成＋3價？寫出有關反應的化學方程式.答案Fe→Fe3＋：鐵與強氧化劑（如Cl2、HNO3、濃硫酸）在一定條件下反應都會實現(xiàn)這種轉化。例如：2Fe＋3Cl2eq\o(=，\s\up7(點燃）)2FeCl3,Fe＋4HNO3(稀)=Fe(NO3）3＋NO↑＋2H2O,2Fe＋6H2SO4（濃）eq\o（=，\s\up7(△））Fe2（SO4)3＋3SO2↑＋6H2O。4．FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3是否都可以通過化合反應制取？答案都可以.2Fe＋3Cl2eq\o（=,\s\up7(點燃）)2FeCl32FeCl3＋Fe=3FeCl24Fe（OH)2＋O2＋2H2O=4Fe（OH）3題組一鐵及其化合物的性質(zhì)1．鐵屑溶于過量稀硫酸，過濾后向濾液中加入過量氨水,有白色沉淀生成，過濾，在空氣中加熱沉淀至質(zhì)量不再發(fā)生變化為止，得到紅棕色殘渣，上述沉淀和殘渣分別是 ()A．Fe（OH）3Fe2O3 B．Fe(OH)2Fe2O3C．Fe（OH)2Fe(OH）3 D．Fe(OH)2Fe3O4答案B解析鐵與稀硫酸生成FeSO4，再與過量氨水反應生成白色沉淀Fe(OH）2，在空氣中加熱Fe(OH）2，鐵元素被氧化為＋3，最后所得紅棕色殘渣為Fe2O3。2．鐵與水蒸氣反應，通常有以下兩種裝置，請思考以下問題:裝置一裝置二實驗裝置(1)方法一中，裝置A的作用______________________________________________。方法二中，裝濕棉花的作用______________________________________________.（2）實驗完畢后，取出裝置一的少量固體，溶于足量稀鹽酸，再滴加KSCN溶液，溶液顏色無明顯變化，試解釋原因：________________________________________。答案(1）提供水蒸氣提供水蒸氣（2)在溶液中Fe3＋被未反應的鐵粉完全還原為Fe2＋題組二鐵及其化合物的定量計算3．由FeO、Fe2O3和Fe3O4組成的混合物，測得其中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比為21∶8，則這種混合物中FeO、Fe2O3和Fe3O4的物質(zhì)的量之比是 （）A．1∶2∶1 B．2∶1∶1C．1∶3∶1 D．1∶1∶3答案D解析可用平均組成法來求解:在混合物中鐵原子和氧原子物質(zhì)的量之比為(21/56)∶（8/16）＝3∶4,則混合物的平均組成為Fe3O4，在三種組合中Fe3O4則不必多考慮,應注意FeO和Fe2O3混合后也應符合Fe3O4，所以在混合物中它們的物質(zhì)的量之比必須是1∶1。4．含有Cu(NO3)2、Zn(NO3）2、Fe（NO3）3、AgNO3各0。1mol的混合溶液中加入0.1mol鐵粉，充分攪拌后,Fe溶解，溶液中不存在Fe3＋，同時析出0。1molAg，下列結論錯誤的是 （)A．溶液質(zhì)量減輕B．Fe3＋的氧化性大于Cu2＋C．溶液中Cu2＋與Fe2＋的物質(zhì)的量比為1∶1D．1molFe可還原2molFe3＋答案C解析由溶液析出0。1molAg,溶解0.1mol鐵粉可知溶液質(zhì)量減輕;依信息可知只有Ag析出，Cu2＋沒有參加反應，Ag＋全部被鐵還原，2Ag＋＋Fe=2Ag＋Fe2＋，消耗Fe為0.05mol，生成0。05molFe2＋；溶液中不含F(xiàn)e3＋,余下的0。05molFe恰好完全反應，F(xiàn)e＋2Fe3＋=3Fe2＋，生成0。15molFe2＋；溶液中的Cu2＋與Fe2＋的物質(zhì)的量比為1∶2。5．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）的關系如圖所示。請將正確答案的序號填在相應的橫線上。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過量應生成Fe3＋，隨加入鐵粉量的增加,HNO3反應完全后,發(fā)生反應2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，最后全部轉化為Fe2＋.

分析鐵與稀HNO3反應的關鍵一是明確哪種物質(zhì)過量，二是根據(jù)兩種物質(zhì)的量分析討論判斷，根據(jù)反應方程式：HNO3過量：Fe＋4HNO3=Fe(NO3）3＋NO↑＋2H2O，F(xiàn)e過量時：Fe＋2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2,兩者相加得總方程式:3Fe＋8HNO3=3Fe（NO3)2＋2NO↑＋4H2O,可以用數(shù)軸表示：解題時需注意量的范圍。即：①eq\f（nFe,nHNO3）≤eq\f（1，4)，產(chǎn)物僅有Fe(NO3)3,HNO3可能有剩余；②eq\f(nFe,nHNO3)≥eq\f（3，8)，產(chǎn)物僅有Fe(NO3)2，F(xiàn)e可能有剩余;③eq\f（1,4）〈eq\f(nFe,nHNO3）〈eq\f（3,8)，產(chǎn)物為Fe(NO3）3和Fe（NO3)2，F(xiàn)e和HNO3都反應完全。考點二＋2、＋3價鐵的化學性質(zhì)1．Fe2＋的氧化性和還原性Fe2＋處于鐵的中間價態(tài)，既有氧化性,又有還原性.在中學階段接觸Fe2＋的氧化還原反應中其主要表現(xiàn)還原性，如：Fe2＋遇Br2、Cl2、H2O2、NOeq\o\al（－，3)（H＋)等均表現(xiàn)還原性。2．Fe3＋的氧化性Fe3＋處于鐵的高價態(tài)，表現(xiàn)較強的氧化性，如:它能氧化Fe、Cu、HI、H2S等。3．Fe2＋與Fe3＋的相互轉化用離子方程式實現(xiàn)下列轉化：Fe2＋eq\o（,\s\up7（①Cl2、②NO\o\al(－,3)H＋)，\s\do5(③Fe、④Cu)）Fe3＋①2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－；②3Fe2＋＋4H＋＋NOeq\o\al（－，3）=3Fe3＋＋2H2O＋NO↑；③2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋；④Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋。題組一根據(jù)試劑判斷Fe2＋、Fe3＋的轉化1．下列試劑中，不能使Fe2＋轉化為Fe3＋的是 (）①氯氣②NaCl溶液③KMnO4溶液④稀硝酸⑤鹽酸⑥NaNO3溶液A．①②③ B．①③④ C．②④⑤ D．②⑤⑥答案D解析要實現(xiàn)Fe2＋轉化為Fe3＋，必須加強氧化性物質(zhì)，②NaCl、⑤HCl均沒有強氧化性，⑥NOeq\o\al（－,3)在酸性條件下才表現(xiàn)強氧化性。2．將鐵屑溶于過量鹽酸后，再加入下列物質(zhì)，會有三價鐵生成的是 ()①硫酸②氯水③硝酸鋅④氯化銅A．①③ B．②④ C．③④ D．②③答案D3．在含有Fe3＋、Fe2＋、Al3＋、NHeq\o\al（＋,4)的稀溶液中加入足量Na2O2固體，充分作用后,再加入過量稀鹽酸，完全反應,則離子數(shù)目沒有變化的是 (）A．Fe3＋、Al3＋ B．Al3＋C．Fe2＋、NHeq\o\al（＋，4） D．Fe3＋答案B解析2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，F(xiàn)e2＋轉變?yōu)镕e3＋，F(xiàn)e3＋轉變?yōu)镕e（OH)3沉淀析出,Al3＋轉變?yōu)锳lOeq\o\al（－,2),NHeq\o\al（＋,4)轉變?yōu)镹H3氣體，NHeq\o\al(＋，4)減少。沒有過濾,再加入過量稀鹽酸，F(xiàn)e（OH)3沉淀轉變?yōu)镕e3＋,所以Fe2＋減少,Fe3＋增多，AlOeq\o\al（－，2)再轉變?yōu)锳l3＋，幾乎不變.題組二實現(xiàn)轉化時試劑的選擇4．硫酸亞鐵溶液含有雜質(zhì)硫酸銅和硫酸鐵，為除去雜質(zhì)，提純硫酸亞鐵,應該加入下列物質(zhì)中的 ()A．鋅粉 B．鎂粉 C．鐵粉 D．鋁粉答案C5．如何除去括號中的雜質(zhì)(1）Fe2＋（Fe3＋):加過量鐵粉過濾；(2）FeCl3（FeCl2)：加氯水或H2O2；（3）FeCl2(CuCl2)：加過量鐵粉過濾；（4）Fe(Al):加過量強堿溶液過濾；(5)Fe2O3(Al2O3、SiO2):加過量強堿溶液過濾。題組三Fe3＋、Fe2＋的檢驗6．為了驗證Fe3＋的性質(zhì),某化學興趣小組設計了下圖所示的一組實驗,其中實驗方案設計錯誤的是 （)A．④ B．③C．③④ D．①②③④⑤答案C解析③不反應，實驗方案及現(xiàn)象均錯；④檢驗的是Cl－，與Fe3＋的性質(zhì)無關。7．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KMnO4溶液③加入少量NH4SCN溶液A．①③ B．③② C．③① D．①②③答案C解析在該溶液中先加入少量NH4SCN溶液,溶液不變血紅色，無Fe3＋存在，再加入氯水，將Fe2＋氧化成Fe3＋,溶液變?yōu)檠t色.KMnO4溶液呈紫紅色，溶液顏色變化不明顯,所以不用KMnO4溶液。8．下列離子的檢驗方法合理的是 (）A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈血紅色，說明不含F(xiàn)e2＋B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液變血紅色，說明原溶液中含有Fe2＋C．向某溶液中加入NaOH溶液，得紅褐色沉淀，說明溶液中含有Fe3＋D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色，說明該溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋答案C解析A項中只能說明含有Fe3＋，不合理；B項原溶液中可能只有Fe3＋而沒有Fe2＋；D項中氧化后生成紅褐色沉淀Fe(OH）3也可能掩蓋了白色沉淀Mg（OH)2.

檢驗Fe2＋、Fe3＋的常用方法1．溶液顏色含有Fe2＋的溶液顯淺綠色含有Fe3＋的溶液顯黃色2．用KSCN溶液和氯水（1）流程：溶液eq\f(加KSCN溶液，)eq\b\lc\｜\rc\(\a\vs4\al\co1（→無明顯現(xiàn)象\o(→,\s\up7(加氯水)）溶液變血紅色→Fe2＋，→溶液變血紅色→Fe3＋））（2）有關反應：Fe3＋＋3SCN－Fe（SCN）3（血紅色)2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－3．用NaOH溶液(1）流程:溶液eq\f(加NaOH溶液，)eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(→白色沉淀→灰綠色→紅褐色→Fe2＋,→紅褐色沉淀→Fe3＋）)（2）有關反應：Fe3＋＋3OH－=Fe（OH）3↓（紅褐色沉淀）Fe2＋＋2OH－=Fe（OH)2↓(白色沉淀)4Fe（OH)2＋O2＋2H2O=4Fe（OH)3考點三鐵及其化合物的綜合應用“鐵三角"的轉化關系及應用舉例歸納總結（1)判斷離子共存①Fe2＋、Fe3＋均水解,與HCOeq\o\al（－，3）、AlOeq\o\al（－，2）、COeq\o\al（2－,3)等因水解相互促進，在溶液中不能大量共存。②Fe3＋與S2－、I－、HS－、SOeq\o\al（2－,3)，F(xiàn)e2＋與NOeq\o\al（－,3）(H＋）、ClO－、MnOeq\o\al(－,4）（H＋)在溶液中因發(fā)生氧化還原反應不能大量共存。（2)鹽溶液的配制與保存①Fe2＋的鹽溶液:加少量鐵粉，防止Fe2＋被氧化；加少量相應的酸，防止Fe2＋水解。②Fe3＋的鹽溶液:加少量相應的酸防止Fe3＋水解.深度思考根據(jù)鐵及其化合物的重要性質(zhì)思考如下幾個問題（1)請設計由FeSO4制取Fe2O3的最佳方案.答案向FeSO4溶液中加入過量NaOH溶液，過濾、洗滌、加熱灼燒即可得到Fe2O3。(2)加熱蒸干FeCl2、FeCl3溶液并灼燒，最終得到的固體是________。答案Fe2O3題組一實驗探究——Fe（OH)2的制備1．用不含F(xiàn)e3＋的FeSO4溶液與不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應制備。（1）用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時還需要加入__________。（2)除去蒸餾水中溶解的O2常采用________的方法。(3)生成Fe(OH)2白色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H2SO4、鐵屑(2)煮沸(3)避免生成的Fe（OH）2沉淀接觸O2而被氧化解析Fe2＋易水解，要加入稀H2SO4防止其水解；Fe2＋易被空氣中的O2氧化，要加鐵粉,將被氧化生成的Fe3＋還原成Fe2＋.氣體的溶解度是隨溫度升高而降低的，所以煮沸后的蒸餾水中溶解的O2減少.優(yōu)點：裝置簡單.缺點：難以控制FeSO4、NaOH中不含氧氣.即使加熱煮沸FeSO4、NaOH溶液，在冷卻和實驗過程中還會有少量氧氣溶解.2。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。①、②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－結合生成Fe（OH）2，且液面用汽油保護,能防止空氣進入；⑤中液面加苯阻止了空氣進入;④由于帶入空氣中的氧氣，能迅速將Fe(OH)2氧化，因而不能較長時間看到白色沉淀.成功制備Fe(OH)2的關鍵由于Fe（OH）2具有很強的還原性，易被氧化為Fe(OH）3，在實驗室中制備Fe(OH)2，并使Fe(OH)2長時間保持白色沉淀狀態(tài)，成為物質(zhì)制備實驗探究的熱點。制備原理：Fe2＋＋2OH－=Fe（OH）2↓成功關鍵：①溶液中不含F(xiàn)e3＋和O2等氧化性物質(zhì)。②制備過程中，保證生成的Fe（OH)2在密閉的隔絕空氣的體系中。題組二含鐵化合物的框圖推斷3．A、B、C為中學常見單質(zhì),其中一種為金屬，通常情況下,A為固體，B為黃綠色氣體，C為無色氣體.D、E、F、G、H、X均為化合物,其中X常溫下是無色氣體，其水溶液是一種強酸，E為黑色固體，H在常溫下為液體。它們之間的轉化關系如下圖所示（其中某些反應條件和部分反應物已略去).請回答下列問題：(1)寫出下列物質(zhì)的化學式：A__________、D__________、E__________、X_________。(2）在反應①～⑦中，不屬于氧化還原反應的是__________（填編號).(3）反應④的離子方程式是_____________________________________________;（4)反應⑦的化學方程式是_____________________________________________；該反應中每消耗0.3mol的A，可轉移電子______mol.（5)寫出D的溶液與小蘇打溶液反應的離子方程式是_____________________________________________________________________________________________。(6）除去D溶液中混有的少量G的方法是______________________________________________________________________________________________________。（7）在D溶液中制備無水D固體的方法是_______________________________________________________________________________________________________。答案(1）FeFeCl3Fe3O4HCl(2）③⑥(3）2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋(4）3Fe＋4H2O（g)eq\o（=，\s\up7（高溫）)Fe3O4＋4H20.8(5)Fe3＋＋3HCOeq\o\al（－,3）=Fe（OH)3↓＋3CO2↑(6）向混合液中通入足量的氯氣(或加入足量的H2O2）（7）在HCl氣流中加熱蒸干FeCl3溶液解析由“B為黃綠色氣體單質(zhì)"知,B為Cl2；由D與G之間的相互轉化關系知，A為變價金屬單質(zhì),則A為Fe，D為FeCl3，G為FeCl2；由“D＋F→血紅色溶液”知，F(xiàn)為KSCN；由“E與X的相互轉化關系及E為黑色固體化合物、X的水溶液是一種強酸”知，E為Fe3O4，X為HCl，H為H2O；由“C為無色氣體單質(zhì)及A＋C→E”知,C為O2。(3)反應④的離子方程式為2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋。(4）反應⑦的化學方程式為3Fe＋4H2O（g）eq\o（=，\s\up7(高溫))Fe3O4＋4H2,由化合價的變化值知，當3mol的Fe反應時可轉移電子8mol。（5）D溶液與小蘇打溶液反應的離子方程式為Fe3＋＋3HCOeq\o\al(－,3)=Fe（OH）3↓＋3CO2↑。(6)除去FeCl3溶液中混有的少量FeCl2的方法：向混合液中通入足量的氯氣(或加入足量的H2O2)。（7）在FeCl3溶液中制備無水FeCl3固體的方法：在HCl氣流中加熱蒸干FeCl3溶液。4。請回答下列問題:(1）B中所含元素位于周期表中第________周期,________族。(2)A在B中燃燒的現(xiàn)象是____________________________________________。(3)D＋E→B的反應中，被氧化與被還原的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比是__________.（4)G＋J→M的離子方程式是__________________________________________。(5)Y受熱分解的化學方程式是___________________________________________。答案(1)三ⅦA（2)產(chǎn)生蒼白色火焰（3）2∶1（4)3AlOeq\o\al(－，2)＋Fe3＋＋6H2O=3Al（OH)3↓＋Fe(OH）3↓(5）4Fe（NO3)3eq\o（=,\s\up7(△))2Fe2O3＋12NO2↑＋3O2↑解析根據(jù)轉化關系和題中所給的信息可以判斷：A為H2、B為Cl2、C為NaOH、D為HCl、E為MnO2、F為Al、G為NaAlO2、H為Fe2O3、I為NO2、J為FeCl3、M為Fe（OH）3、N為HNO3，Y為Fe(NO3)3。題組三實驗探究題5．某同學為了驗證Fe3＋是否能將H2SO3氧化成SOeq\o\al（2－,4），他用50mL0。1mol·L－1FeCl3溶液吸收制取SO2氣體的尾氣后,進行以下實驗：(1）檢驗吸收液中的SOeq\o\al(2－，4）：__________________，證明Fe3＋能夠把H2SO3氧化成SOeq\o\al（2－,4）。（2)請配平并完成上述反應中的化學方程式：2FeCl3＋SO2＋________=________＋H2SO4＋______，反應中的氧化產(chǎn)物是________(寫化學式)。(3）吸收液中除了含有H＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)以外，對其他成分(Fe3＋、Fe2＋、H2SO3)的可能組合進行探究：①提出假設。假設1：溶液中存在Fe3＋、Fe2＋;假設2:溶液中存在________。②設計方案,進行實驗，驗證假設。請寫出實驗步驟以及預期現(xiàn)象和結論（可不填滿)。限選實驗試劑和儀器:試管、滴管、0.1mol·L－1KMnO4溶液、0。1mol·L－1KSCN溶液、品紅稀溶液。實驗步驟預期現(xiàn)象和結論步驟1：用試管取樣品溶液2～3mL，并滴入______________若出現(xiàn)血紅色，則假設1成立；若未出現(xiàn)血紅色,則假設1不成立（或假設2成立)步驟2：步驟3:答案(1)取少量樣品溶液于試管中,先滴入足量的稀鹽酸,再滴入氯化鋇溶液,如果有白色沉淀生成(2）2H2O2FeCl22HClH2SO4（3）①Fe2＋、H2SO3②實驗步驟預期現(xiàn)象和結論步驟1:1~2滴0。1mol·L－1KSCN溶液步驟2：另取2～3mL樣品溶液于試管中，滴入1~2mL品紅稀溶液若品紅溶液紅色褪去,則假設2成立；若品紅溶液不褪色，則假設2不成立(或假設1成立)解析（3）驗證“假設2"不能使用KMnO4溶液，因它可以同時氧化Fe2＋和H2SO3。由于用FeCl3溶液吸收制取SO2氣體的尾氣，F(xiàn)e3＋可以氧化H2SO3，故Fe3＋與H2SO3不能大量共存,溶液中有H2SO3就一定有Fe2＋。所以用品紅驗證了H2SO3的存在就不必再驗證Fe2＋。1．判斷正誤，正確的劃“√”，錯誤的劃“×"（1）Fe3＋有氧化性，所以FeCl3溶液可用于回收廢舊電路板中的銅 （√)(2012·廣東理綜，12D)解析原理為2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋.（2）在“硫酸亞鐵銨的制備”實驗中，為了得到硫酸亞鐵銨晶體,應小火加熱蒸發(fā)皿,直到有大量晶體析出時停止加熱 （×）(2012·浙江理綜，8C)解析硫酸亞鐵銨是通過降溫結晶的方法來制備的，其制備過程是先制成高溫飽和溶液，然后冷卻,而不是用蒸發(fā)結晶的方法來獲得的。(3)過量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反應后，滴入KSCN溶液，溶液呈血紅色,說明稀HNO3將Fe氧化為Fe3＋ （×)(2011·安徽理綜，10A）解析3Fe＋8HNO3（稀)=3Fe（NO3)2＋2NO↑＋4H2O，所以溶液不呈血紅色，因為過量的Fe又把Fe3＋還原成Fe2＋。(4)Fe在足量Cl2中燃燒生成FeCl2和FeCl3 （×)(2012·天津理綜,2D）解析Fe在Cl2中燃燒只生成FeCl3。(5)Fe分別與氯氣和稀鹽酸反應所得氯化物相同 (×)(2011·重慶理綜，7A）解析Fe與Cl2反應生成FeCl3，F(xiàn)e與稀鹽酸反應生成FeCl2。(6）Fe與S混合加熱生成FeS2 (×）（2012·重慶理綜，7A)解析Fe與S混合加熱生成FeS。(7）實驗Ⅲ:試管中溶液顏色變?yōu)榧t色 （√）(2010·廣東理綜,22C)（8）Fe2O3eq\o(→，\s\up7(HClaq))FeCl3(aq）eq\o（→，\s\up7(△)）無水FeCl3 (×)(2012·江蘇,7④）解析FeCl3＋3H2OFe（OH)3＋3HCl,加熱蒸干，平衡右移，得到Fe(OH）3。2．（2009·江蘇,16）以氯化鉀和鈦白廠的副產(chǎn)品硫酸亞鐵為原料生產(chǎn)硫酸鉀、過二硫酸銨和氧化鐵紅顏料，原料的綜合利用率較高.其主要流程如下：(1）反應Ⅰ前需在FeSO4溶液中加入____(填字母),以除去溶液中的Fe3＋.A．鋅粉 B．鐵屑 C．KI溶液 D．H2(2）反應Ⅰ需控制反應溫度低于35℃，（3）工業(yè)生產(chǎn)上常在反應Ⅲ的過程中加入一定量的醇類溶劑，其目的是________________________________________________________________________。(4）反應Ⅳ常被用于電解生產(chǎn)(NH4）2S2O8(過二硫酸銨）。電解時均用惰性電極，陽極發(fā)生的電極反應可表示為___________________________________________。答案(1)B（2)防止NH4HCO3分解（或減少Fe2＋的水解)（3）降低K2SO4的溶解度，有利于K2SO4析出(4）2SOeq\o\al(2－，4)－2e－=S2Oeq\o\al(2－,8)解析（1)Fe2＋易被空氣氧化為Fe3＋，故應在FeSO4中加入少量鐵屑，以除去溶液中的Fe3＋.(2）Fe2＋易發(fā)生水解反應，加熱能促使Fe2＋的水解，同時NH4HCO3不穩(wěn)定,受熱易分解。(3）K2SO4在醇中的溶解度比在水中的還小，加入醇類溶劑的目的是降低K2SO4的溶解度,有利于K2SO4的析出。(4)由題中主要流程圖可知：反應Ⅱ中主要物質(zhì)是（NH4）2SO4,電解(NH4）2SO4，發(fā)生反應Ⅳ得H2和（NH4)2S2O8，陽極發(fā)生氧化反應，即2SOeq\o\al（2－，4）－2e－=S2Oeq\o\al（2－,8）。3．[2012·新課標全國卷,26（1)(2）]鐵是應用最廣泛的金屬，鐵的鹵化物、氧化物以及高價鐵的含氧酸鹽均為重要化合物。(1）要確定鐵的某氯化物FeClx的化學式，可用離子交換和滴定的方法.實驗中稱取0.54g的FeClx樣品,溶解后先進行陽離子交換預處理，再通過含有飽和OH－的陰離子交換柱，使Cl－和OH－發(fā)生交換。交換完成后，流出溶液的OH－mol·L－1的鹽酸滴定，滴至終點時消耗鹽酸25。0mL。計算該樣品中氯的物質(zhì)的量，并求出FeClx中x的值：__________________（列出計算過程)。(2）現(xiàn)有一含有FeCl2和FeCl3的混合物樣品，采用上述方法測得n（Fe)∶n（Cl）＝1∶2。1，則該樣品中FeCl3的物質(zhì)的量分數(shù)為__________.在實驗室中，F(xiàn)eCl2可用鐵粉和__________反應制備，F(xiàn)eCl3可用鐵粉和__________反應制備。答案（1）n（Cl）＝0.0250L×0。40mol·L－1＝0。010mol0．54g－0.010mol×35.5g·mol－1＝0.185gn(Fe)＝0。185g/56g·mol－1≈0。0033moln(Fe）∶n(Cl)＝0。0033∶0。010≈1∶3，x＝3（2）0。10鹽酸氯氣解析解答此題的關鍵是明確陰離子交換柱交換出的OH－的物質(zhì)的量等于Cl－的物質(zhì)的量，從而求出FeClx中x的值.(1）首先明確陽離子交換柱和陰離子交換柱的作用，根據(jù)離子等量交換,溶液中OH－的物質(zhì)的量等于FeClx中Cl－的物質(zhì)的量。通過中和滴定知n（OH－）＝n（H＋)＝0.40mol·L－1×25。0×10－3L＝0.010mol,故n（Cl－)＝0。010FeClx中Fe元素的質(zhì)量為0。54g－35.5g·mol－1FeClx中Fe元素與Cl元素的物質(zhì)的量之比為eq\f（0.185g,56g·mol－1)∶0.010mol≈1∶3，故x＝3。（2）根據(jù)題意可設該混合物的組成為FeCl2.1,利用十字交叉法可得樣品中FeCl3的物質(zhì)的量分數(shù)為0.10.注意制備FeCl2選用弱氧化劑，制備FeCl3選用強氧化劑。1．鐵是人類應用較早，當前應用量最大的金屬元素.下列有關鐵及其化合物的有關說法中正確的是 (）A．赤鐵礦的主要成分是Fe3O4B．鐵與水蒸氣在高溫下的反應產(chǎn)物為Fe2O3和H2C．除去FeCl2溶液中的FeCl3雜質(zhì)可以向溶液中加入鐵粉，然后過濾D．Fe3＋與KSCN產(chǎn)生血紅色沉淀答案C解析赤鐵礦的主要成分是Fe2O3；鐵與水蒸氣在高溫下的反應產(chǎn)物為Fe3O4和H2;＋3價鐵離子遇KSCN溶液變?yōu)檠t色，但沒有沉淀產(chǎn)生,一般可以用此方法檢驗＋3價鐵離子的存在.2．下列中學常見實驗的現(xiàn)象或表述正確的是 （）A．過量的鐵投入到一定量的稀硝酸中，充分反應后取上層清液于試管中，滴加KSCN溶液，溶液顯血紅色B．制備氫氧化亞鐵時，向硫酸亞鐵溶液中滴加氫氧化鈉溶液,邊加邊攪拌，即可制得白色的氫氧化亞鐵C．檢驗紅磚中的氧化鐵成分,向紅磚粉末中加入鹽酸，充分反應后取上層清液于試管中，滴加KSCN溶液2~3滴即可D．向CuSO4溶液中滴入過量NaOH溶液充分反應后，將混合液體倒入蒸發(fā)皿中加熱煮沸一會，然后冷卻、過濾，濾紙上的物體為“藍色固體"答案C解析過量的鐵粉與一定量的稀硝酸反應最終生成的是Fe2＋,A錯誤；制備氫氧化亞鐵應避免被氧氣氧化,向硫酸亞鐵溶液中加氫氧化鈉溶液時應把膠頭滴管的下端插入液面以下且不能攪拌，B錯誤;CuSO4溶液中滴入過量NaOH溶液充分反應后生成Cu(OH)2沉淀,加熱后過濾，濾紙上留有的是CuO，D錯誤.3．下列反應的離子方程式正確的是 (）A．硫酸鐵溶液與氫氧化鋇溶液反應：Fe3＋＋3OH－=Fe（OH)3↓B．硫化鈉溶液與氯化鐵溶液反應：2Fe3＋＋3S2－=Fe2S3C．過量的鐵與很稀的硝酸溶液反應無氣體放出：4Fe＋10H＋＋NOeq\o\al(－,3）=4Fe2＋＋3H2O＋NHeq\o\al（＋,4)D．硫化氫氣體通入氯化亞鐵溶液：H2S＋Fe2＋=FeS↓＋2H＋答案C解析A項中缺少SOeq\o\al(2－,4)與Ba2＋起反應的離子方程式；B項中Fe3＋與S2－發(fā)生氧化還原反應，離子方程式為2Fe3＋＋S2－=2Fe2＋＋S↓；C項中無氣體放出，說明NOeq\o\al（－，3)被還原為NHeq\o\al(＋，4）,離子方程式符合書寫要求；D項中由于鹽酸比H2S酸性強，且HCl能溶解FeS，故D項反應不能發(fā)生。4．有NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3五種溶液,用一種試劑就可把它們鑒別開來，這種試劑是 ()A．鹽酸 B．燒堿溶液C．氨水 D．KSCN溶液答案B解析將過量NaOH溶液分別加入上述幾種溶液，無明顯現(xiàn)象的是NaCl，生成白色沉淀且迅速變?yōu)榛揖G色最后變?yōu)榧t褐色的是FeCl2，生成紅褐色沉淀的是FeCl3，生成白色沉淀不溶解的是MgCl2，生成白色沉淀又溶解的是AlCl3,而氨水雖然能區(qū)分出NaCl、FeCl2、FeCl3，但不能將MgCl2與AlCl3區(qū)分開。5．某學生設計了如下方法對X鹽進行鑒定：由此分析，下列結論中正確的是 ()A．X中一定有Fe3＋B．Z中一定有Fe3＋C．Y為AgI沉淀D．X一定為FeBr2溶液答案B解析由反應過程可知，Z與KSCN溶液反應后溶液顯血紅色,Z中一定有Fe3＋;而X中不一定有Fe3＋，也可能是Fe2＋被酸化硝酸根氧化為Fe3＋，AgI沉淀為黃色而不是淡黃色,AgBr為淡黃色沉淀，所以只有B項正確。6．在含有FeCl3和BaCl2的酸性溶液中,通入足量的SO2后有白色沉淀生成，過濾后，向溶液中滴加KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，下列敘述不正確的是 （）A．白色沉淀是BaSO4和BaSO3B．溶液的酸性增強C．白色沉淀是BaSO4D．FeCl3全部被還原為FeCl2答案A解析Fe3＋具有氧化性，通入足量SO2后發(fā)生氧化還原反應，F(xiàn)e3＋全部被還原為Fe2＋,所以向溶液中滴加KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，同時SO2被氧化為SOeq\o\al(2－,4)，白色沉淀是BaSO4.依據(jù)2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－，4)＋4H＋可知溶液酸性增強，B、C、D正確。因為溶液呈酸性，一定不會生成BaSO3沉淀，A錯誤。7．通過對實驗現(xiàn)象的觀察、分析推理得出正確的結論是化學學習的方法之一。對下列實驗事實的解釋正確的是 (）操作、現(xiàn)象解釋A向KI。淀粉溶液中加入FeCl3溶液，溶液變藍Fe3＋能與淀粉發(fā)生顯色反應B把生鐵放置于潮濕的空氣中,鐵表面有一層紅棕色的斑點鐵在潮濕的空氣中易生成Fe（OH）3C向稀硝酸中加入少量鐵粉,有氣泡產(chǎn)生說明Fe置換出硝酸中的氫,生成了氫氣D新制Fe（OH）2露置于空氣中一段時間，白色物質(zhì)變成了紅褐色說明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3答案D解析A項中Fe3＋將I－氧化為I2，碘遇淀粉變藍;B項中紅棕色斑點是Fe2O3；C項中鐵與稀硝酸反應產(chǎn)生的氣體為NO。8．A、B、C是所學過的三種單質(zhì)，A、B、C及其他物質(zhì)之間的反應關系如圖所示，其中B、D、E、F的水溶液呈酸性。若D＋C→E＋F且常溫下只有B為氣態(tài),則A、B、C分別為 (）A．Fe、Cl2、Cu B．Fe、Cl2、H2C．Cu、Cl2、Fe D．Fe、Cl2、Mg答案A解析B單質(zhì)水溶液呈酸性,且常溫下為氣態(tài)，則B為Cl2，結合轉化關系可推出,A、B、C、D、E、F分別為Fe、Cl2、Cu、FeCl3、CuCl2、FeCl2。9．將3.48g四氧化三鐵完全溶解在100mL1mol·L－1的硫酸中，然后加入K2Cr2O7溶液25mL，恰好使溶液中的Fe2＋全部轉化為Fe3＋,Cr2Oeq\o\al(2－,7）全部轉化為Cr3＋，則K2Cr2O7溶液的物質(zhì)的量濃度是 （)A．0.05mol·L－1 B．0.1mol·L－1C．0。2mol·L－1 D．0。3mol·L－1答案B解析可以把Fe3O4看作FeO·Fe2O3，則n（Fe3O4)＝n（FeO)＝n(Fe2＋），依次可知,在反應中Fe2＋eq\o（→，\s\up7(－1e－)）Fe3＋，Cr2Oeq\o\al(2－，7)eq\o（→，\s\up7（＋2×3e－)）2Cr3＋,若設K2Cr2O7溶液的物質(zhì)的量濃度為c，則根據(jù)得失電子守恒有：eq\f(3.48g，232g·mol－1）×1＝c×0.025L×6，解得c＝0。1mol·L－1。10．某稀溶液中含有Fe（NO3）3、Cu(NO3)2、HNO3，若向其中逐漸加入鐵粉，溶液中Fe2＋濃度和加入鐵粉的物質(zhì)的量之間的關系如下圖所示.則稀溶液中Fe(NO3）3、Cu（NO3)2、HNO3物質(zhì)的量濃度之比為 ()A．1∶1∶1 B．1∶3∶1C．3∶3∶8 D．1∶1∶4答案D解析據(jù)氧化性由強到弱的順序HNO3〉Fe3＋〉Cu2＋，可知隨鐵粉的增加，反應的方程式分別為4HNO3（?。獸e=Fe（NO3）3＋NO↑＋2H2O4mol1mol1mol2Fe（NO3）3＋Fe=3Fe(NO3）22mol 1mol3molCu(NO3)2＋Fe=Fe(NO3）2＋Cu1mol 1mol1mol所以原溶液中,Fe（NO3）3、Cu(NO3）2、HNO3的物質(zhì)的量之比為（2mol－1mol）∶1mol∶4mol＝1∶1∶4.11．根據(jù)下列框圖回答問題(答題時，方程式中的M、E用所對應的元素符號表示）:(1）寫出M溶于稀硫酸和H2O2混合液的化學方程式為________________。(2）某同學取X的溶液,酸化后加入KI.淀粉溶液,變?yōu)樗{色.寫出與上述變化過程相關的離子方程式為________________、________________.(3）寫出Cl2將Z氧化為K2EO4的化學方程式為________________________.答案(1）Cu＋H2O2＋H2SO4=CuSO4＋2H2O(2)4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2（3）10KOH＋3Cl2＋2Fe（OH）3=2K2FeO4＋6KCl＋8H2O解析該題入手點是物質(zhì)的顏色，M與硫酸反應生成藍色溶液,所以M為金屬銅.金屬E與CuSO4溶液發(fā)生置換反應，所以金屬E的活潑性強于Cu的，且根據(jù)圖示可知Y溶液與KSCN形成血紅色溶液,所以E為鐵。Fe＋CuSO4=Cu＋FeSO4，在酸性條件下，氧氣氧化Fe2＋生成Fe3＋，即X溶液中含有Fe3＋.Y溶液中也含有Fe3＋，所以Z為Fe（OH）3，氯氣具有氧化性，在堿性條件下eq\o（Fe，\s\up6(＋3)）（OH)3被氧化生成K2eq\o(Fe，\s\up6(＋6))O4。12．某校探究性學習小組用已部分生銹的廢鐵屑制作印刷電路板的腐蝕劑，并回收銅。探究過程如下:請回答下列問題：(1）步驟①中先加入熱的Na2CO3溶液除油污,操作甲的名稱是________.(2)步驟②中，除發(fā)生反應Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑外，其他可能反應的離子方程式為____________________。(3）溶液C的顏色是________,溶液D中可能含有的金屬陽離子有________。（4)可以驗證溶液B中是否含有Fe2＋的一種試劑是______(填選項序號).a．稀硫酸b．鐵c．硫氰化鉀d．酸性高錳酸鉀溶液(5）操作乙的名稱是________，步驟⑤產(chǎn)生金屬銅的化學方程式為______________。答案(1)過濾(2)Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O、Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋（3)棕黃色Fe2＋、Cu2＋、Fe3＋(4)d(5)電解CuCl2eq\o（=，\s\up7(電解）)Cu＋Cl2↑13．由Fe2O3、Fe、CuO、C、Al中的幾種物質(zhì)組成的混合粉末，取樣品進行下列實驗(部分產(chǎn)物略去）：（1)取少量溶液X，加入過量的NaOH溶液，有沉淀生成。取上層清液，通入CO2,無明顯變化，說明樣品中不含有的物質(zhì)是（填寫化學式)__________。(2）Z為一種或兩種氣體：①若Z只為一種氣體，試劑a為飽和NaHCO3溶液，則反應I中能同時生成兩種氣體的化學方程式是________________________________________________________________________________________________________________________;②若Z為兩種氣體的混合物，試劑a為適量水，則Z中兩種氣體的化學式是_______。(3)向Y中通入過量氯氣,并不斷攪拌，充分反應后，溶液中的陽離子是（填寫離子符號)_____________