高考化學(xué)高分培養(yǎng)計(jì)劃一輪全國創(chuàng)新版高分講義第11講鐵及其重要化合物

第11講鐵及其重要化合物一、鐵的存在與性質(zhì)1．鐵元素的存在形式游離態(tài)：單質(zhì)鐵注意Fe3O4有磁性，能被磁鐵吸引，又稱磁性氧化鐵。2．鐵的物理性質(zhì)顏色狀態(tài)導(dǎo)電、導(dǎo)熱性、延展性特性地殼含量銀白色固體良好被磁鐵吸引占第4位3．鐵的化學(xué)性質(zhì)(1)鐵單質(zhì)性質(zhì)活潑，有較強(qiáng)的還原性，主要化合價(jià)為＋2價(jià)和＋3價(jià)。①與非金屬單質(zhì)反應(yīng)：Fe與S反應(yīng)：Fe＋Seq\o(=,\s\up17(高溫))FeS。②與水的反應(yīng)：常溫下鐵與水不反應(yīng)，在高溫條件下與水蒸氣反應(yīng)：3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up17(高溫))Fe3O4＋4H2。(2)與酸的反應(yīng)二、鐵的氧化物和氫氧化物1．鐵的氧化物Fe3O4中的3個(gè)Fe原子的化合價(jià)可看作2個(gè)為＋3價(jià)，1個(gè)為＋2價(jià)，可表示為FeO·Fe2O3，平均價(jià)態(tài)為＋eq\f(8,3)價(jià)。在發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)，對應(yīng)價(jià)態(tài)的鐵參與相關(guān)反應(yīng)，如Fe3O4與HNO3反應(yīng)時(shí)只有＋2價(jià)鐵被氧化。2．鐵的氫氧化物三、亞鐵鹽、鐵鹽的化學(xué)性質(zhì)1．亞鐵鹽含有Fe2＋的溶液呈淺綠色，既有氧化性，又有還原性。(1)氧化性：Fe2＋與Zn反應(yīng)的離子方程式：Zn＋Fe2＋=Fe＋Zn2＋。(2)還原性①向FeCl2溶液中滴入幾滴KSCN溶液，再加入氯水(或通入Cl2)，若溶液變紅色，證明Fe2＋具有還原性。反應(yīng)原理：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－。②向少量酸性KMnO4溶液中加入FeCl2溶液，若溶液紫紅色褪去，證明Fe2＋具有還原性。反應(yīng)原理：MnOeq\o\al(－,4)＋5Fe2＋＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。2．鐵鹽(1)特性：含有Fe3＋的鹽溶液遇到SCN－時(shí)變成紅色。(2)氧化性：含F(xiàn)e3＋的溶液呈棕黃色，F(xiàn)e3＋具有較強(qiáng)的氧化性。①向FeCl3溶液中滴入幾滴KSCN溶液，再加入過量活潑金屬(如Fe)，若溶液紅色褪去，證明Fe3＋具有氧化性。反應(yīng)原理：2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋。②向FeCl3溶液中加入淀粉-KI溶液，若溶液變成藍(lán)色，證明Fe3＋具有氧化性。反應(yīng)原理：2Fe3＋＋2I－=I2＋2Fe2＋。③向FeCl3溶液中通入H2S氣體，若出現(xiàn)黃色渾濁，證明Fe3＋具有氧化性。反應(yīng)原理：2Fe3＋＋H2S=2Fe2＋＋S↓＋2H＋。(3)FeCl3易水解：將其飽和溶液滴入沸水中制備膠體的化學(xué)方程式為FeCl3＋3H2Oeq\o(=,\s\up17(△))Fe(OH)3(膠體)＋3HCl。3．Fe2＋、Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化Fe2＋eq\o(,\s\up17(強(qiáng)氧化劑如①Br2),\s\do17(還原劑如②Fe))Fe3＋上述轉(zhuǎn)化中標(biāo)號(hào)反應(yīng)的離子方程式為①2Fe2＋＋Br2=2Fe3＋＋2Br－；②2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋。1．正誤判斷，正確的畫“√”，錯(cuò)誤的畫“×”。(1)1molFe溶于過量硝酸，電子轉(zhuǎn)移數(shù)為2NA。()(2)常溫下，將鐵片浸入足量濃硫酸中，鐵片不溶解，說明常溫下，鐵與濃硫酸不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。()(3)將鐵屑放入稀HNO3中，證明Fe比H2活潑。()(4)用NaOH溶液可以除去氧化鐵中混有的二氧化硅。()(5)Fe與Cl2反應(yīng)生成FeCl3，推測Fe與I2反應(yīng)生成FeI3。()(6)FeCl3腐蝕Cu制印刷電路板是由于鐵比銅的金屬性強(qiáng)。()(7)Fe2＋與H2O2在酸性溶液中的反應(yīng)：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O。()(8)向Fe2(SO4)3溶液中加入過量鐵粉：Fe3＋＋Fe=2Fe2＋。()答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)×(7)√(8)×2．下列有關(guān)鐵及其化合物的說法中正確的是()A．鐵的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，所以鐵在自然界中全部以化合態(tài)存在B．鐵在純氧中燃燒或在氯氣中燃燒所得產(chǎn)物中鐵的化合價(jià)均為＋3價(jià)C．工業(yè)上可用鐵質(zhì)容器儲(chǔ)存濃硝酸和濃硫酸，原因是鐵在常溫下與兩種酸不反應(yīng)D．工業(yè)上用CO在高溫條件下還原含F(xiàn)e2O3的鐵礦石煉鐵答案D考點(diǎn)1鐵的制備、性質(zhì)和用途典例1下列物質(zhì)反應(yīng)后一定有＋3價(jià)鐵生成的是________。①過量的Fe與Cl2加熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)②Fe與過量稀H2SO4反應(yīng)后，再向其中加KNO3③Fe與過量的S加熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)④Fe(NO3)2溶液中加少量鹽酸⑤Fe和Fe2O3的混合物溶于鹽酸中解析Fe與Cl2反應(yīng)只生成FeCl3；Feeq\o(→,\s\up17(過量稀H2SO4))Fe2＋eq\o(→,\s\up17(H＋、NO\o\al(－,3)))Fe3＋；Fe與S反應(yīng)只生成FeS；Fe2＋eq\o(→,\s\up17(H＋、NO\o\al(－,3)))Fe3＋；Fe2O3溶于鹽酸生成Fe3＋，當(dāng)混合物中Fe不足時(shí)，溶液中仍有Fe3＋，當(dāng)Fe足量時(shí)，溶液中無Fe3＋。答案①②④名師精講1．鐵的產(chǎn)物價(jià)態(tài)鐵與弱氧化劑反應(yīng)生成＋2價(jià)，遇強(qiáng)氧化劑被氧化成＋3價(jià)：(1)鐵分別與氯氣和鹽酸反應(yīng)所得的產(chǎn)物中鐵元素的價(jià)態(tài)不同，F(xiàn)e與Cl2反應(yīng)生成FeCl3，而Fe與鹽酸反應(yīng)生成FeCl2。(2)鐵在潮濕的空氣中生成的鐵銹的主要成分是Fe2O3，而鐵在純氧中燃燒的產(chǎn)物是Fe3O4。(3)鐵與硫蒸氣反應(yīng)生成的是FeS；鐵與碘蒸氣反應(yīng)生成的是FeI2。2．鐵與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)物中鐵元素價(jià)態(tài)的判斷方法(1)當(dāng)HNO3過量時(shí)：反應(yīng)原理：Fe＋4HNO3=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，鐵元素的存在形式為Fe3＋，鐵元素的價(jià)態(tài)為＋3價(jià)。(2)當(dāng)Fe過量時(shí)：鐵被硝酸氧化為Fe3＋，然后Fe3＋被剩余的鐵還原為Fe2＋，也就是說最終得到亞鐵鹽，總方程式：3Fe＋8HNO3=3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。(3)當(dāng)eq\f(1,4)＜eq\f(nFe,nHNO3)＜eq\f(3,8)時(shí)：鐵元素的存在形式為Fe2＋和Fe3＋，鐵元素的價(jià)態(tài)為＋2、＋3價(jià)。(4)用數(shù)軸法表示，鐵與硝酸的用量比與反應(yīng)產(chǎn)物的關(guān)系：3．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)。1．鐵屑溶于過量稀硫酸，過濾后向?yàn)V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?jiān)?。上述沉淀和殘?jiān)謩e是()A．Fe(OH)3Fe2O3 B．Fe(OH)2Fe2O3C．Fe(OH)2Fe(OH)3 D．Fe(OH)2Fe3O4答案B解析鐵與稀硫酸反應(yīng)生成FeSO4，再與過量氨水反應(yīng)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價(jià)，最后所得紅棕色殘?jiān)鼮镕e2O3。2．下列關(guān)于鐵的敘述正確的是()①鐵能被磁鐵吸引，純鐵易被腐蝕②在人體內(nèi)的血紅蛋白中含有鐵元素③鐵位于元素周期表中第四周期第ⅧB族④鐵能在氧氣中劇烈燃燒⑤鐵與硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物僅是Fe(NO3)3⑥不能通過化合反應(yīng)制得FeCl2和Fe(OH)3A．①③B．②④C．②⑤D．④⑥答案B解析純鐵的抗腐蝕能力較強(qiáng)；鐵位于元素周期表的第Ⅷ族，而不是第ⅧB族；鐵與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)，能被氧化為Fe3＋，但若鐵過量，則Fe3＋被Fe還原為Fe2＋，所以，F(xiàn)e與HNO3反應(yīng)的產(chǎn)物可能因鐵過量而生成Fe(NO3)2；FeCl2、Fe(OH)3可分別通過化合反應(yīng)Fe＋2FeCl3=3FeCl2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3制得。故選項(xiàng)B正確?？键c(diǎn)2鐵的氧化物、氫氧化物典例2下列各圖示中能較長時(shí)間看到Fe(OH)2白色沉淀的是________(填序號(hào))。解析因?yàn)镕e(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(shí)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(hù)中；④中液面加苯阻止了空氣進(jìn)入；③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(shí)間看到白色沉淀。答案①②④名師精講1．制備Fe(OH)2的關(guān)鍵與方法由于Fe(OH)2具有很強(qiáng)的還原性，易被氧化為Fe(OH)3，在實(shí)驗(yàn)室中制備Fe(OH)2，并使Fe(OH)2長時(shí)間保持白色沉淀狀態(tài)，成為物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)探究的熱點(diǎn)。制備原理：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓。(1)成功關(guān)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。(2)制備Fe(OH)2時(shí)常采用的方法①采用新制備的純亞鐵鹽溶液；②將溶解亞鐵鹽的蒸餾水煮沸(除去溶解的氧氣)；③將堿直接加到亞鐵鹽溶液的底部[使生成的Fe(OH)2與空氣隔離]；④在亞鐵鹽溶液的液面上加隔氧劑(如加入苯等密度比水的小而又不溶于水的有機(jī)溶劑)。2．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)的量比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，F(xiàn)e3O4為任意值)。3．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(xué)式為()A．Fe2O3B．Fe3O4C．Fe4O5D．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。4．用下面兩種方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。Ⅰ.方法一：用FeSO4溶液與不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應(yīng)制備。(1)除去蒸餾水中溶解的O2常采用________的方法。(2)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__________________________________。Ⅱ.方法二：在如圖所示裝置中，用NaOH溶液、鐵屑、稀H2SO4等試劑制備。(1)在試管Ⅰ里加入的試劑是____________。(2)在試管Ⅱ里加入的試劑是____________。(3)為了制得白色Fe(OH)2沉淀，在試管Ⅰ和Ⅱ中加入試劑，打開止水夾，塞緊塞子后的實(shí)驗(yàn)步驟是____________________________________________________________________________________。(4)這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長時(shí)間保持白色，其理由是_____________________________________________________________________________________________________________________。答案Ⅰ.(1)煮沸(2)避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸O2Ⅱ.(1)稀H2SO4、鐵屑(2)NaOH溶液(3)檢驗(yàn)試管Ⅱ出口處排出H2的純度，當(dāng)排出的H2純凈時(shí)，要夾緊止水夾(4)試管Ⅰ中反應(yīng)生成的H2將所用溶液和裝置內(nèi)的空氣排盡，且外界空氣不容易進(jìn)入裝置，可防止白色的Fe(OH)2沉淀被氧化解析Ⅰ.方法一：(1)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變少。(2)避免生成的Fe(OH)2被空氣(氧氣)氧化。Ⅱ.方法二：試管Ⅱ是開口式的，無法用產(chǎn)生的氣體將溶液壓入試管Ⅰ中，所以應(yīng)在試管Ⅰ中制取FeSO4，而在試管Ⅱ中盛NaOH溶液。將Fe與稀H2SO4放入試管Ⅰ后，產(chǎn)生的H2可從試管Ⅰ內(nèi)短管處排出試管Ⅰ內(nèi)的空氣，經(jīng)過止水夾進(jìn)入試管Ⅱ內(nèi)的NaOH溶液中，再排盡NaOH溶液和試管Ⅱ內(nèi)的空氣，然后關(guān)閉止水夾，試管Ⅰ內(nèi)產(chǎn)生的H2無法逸出，壓強(qiáng)增大，將FeSO4溶液通過長導(dǎo)管壓入試管Ⅱ內(nèi)的NaOH溶液中，在此過程中，液體都處于H2環(huán)境中，從而避免了空氣中的O2將反應(yīng)生成的Fe(OH)2氧化成Fe(OH)3。考點(diǎn)3鐵三角及其應(yīng)用典例3(高考組合題)下列說法正確的是()A．(2015·全國卷Ⅰ)將稀硝酸加入過量鐵粉中，充分反應(yīng)后滴加KSCN溶液，反應(yīng)現(xiàn)象是有氣體產(chǎn)生，溶液呈紅色，原因是稀硝酸將Fe氧化為Fe3＋B．(2015·全國卷Ⅰ)將銅粉加入1.0mol/LFe2(SO4)3溶液中，會(huì)有溶液變藍(lán)、黑色固體出現(xiàn)的現(xiàn)象，這是因?yàn)榻饘勹F比銅活潑C．(全國卷Ⅰ)FeCl3溶液可用于銅質(zhì)印刷線路板制作是因?yàn)镕eCl3能從含Cu2＋的溶液中置換出銅D．(大綱卷)室溫下，能將濃硫酸盛放在鐵桶中解析A項(xiàng)，過量鐵粉與稀硝酸充分反應(yīng)后鐵元素轉(zhuǎn)化為Fe2＋，滴加KSCN溶液后不出現(xiàn)紅色；B項(xiàng)，銅粉與Fe2(SO4)3溶液發(fā)生反應(yīng)2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，溶液變藍(lán)但不會(huì)有黑色固體出現(xiàn)；C項(xiàng)，F(xiàn)eCl3與Cu2＋不反應(yīng)，制作線路板的原理為Fe3＋能腐蝕銅，發(fā)生反應(yīng)為2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，解釋錯(cuò)誤；D項(xiàng)，常溫下，F(xiàn)e遇濃H2SO4鈍化，可用鐵桶盛放濃H2SO4，正確。答案D名師精講1．“鐵三角”中的轉(zhuǎn)化關(guān)系2．Fe2＋、Fe3＋相互轉(zhuǎn)化中的兩個(gè)關(guān)系，F(xiàn)e2＋eq\o(,\s\up17(強(qiáng)氧化劑),\s\do17(還原劑))Fe3＋(1)Fe2＋與強(qiáng)氧化劑(O2、Cl2、Br2、H2O2、Na2O2、KMnO4、HNO3、NO2、K2Cr2O7等)反應(yīng)時(shí)，被氧化為Fe3＋。如2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O、6Fe2＋＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。(2)Fe3＋與Fe、Cu、S2－(H2S)、I－(HI)等還原劑反應(yīng)時(shí)生成Fe2＋。如2Fe3＋＋H2S=2Fe2＋＋S↓＋2H＋、2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋、2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋(三價(jià)鐵鹽腐蝕印刷電路板)。注意氧化性：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，還原性：S2－＞I－＞Fe2＋＞Br－＞Cl－。3．重要應(yīng)用(1)物質(zhì)除雜主要物質(zhì)雜質(zhì)除雜方法FeCl3FeCl2通入適量氯氣、加入氯水或H2O2Fe2＋Cu2＋加入過量鐵粉后過濾Mg2＋Fe3＋加入MgO或Mg(OH)2調(diào)節(jié)pH后過濾Cu2＋Fe2＋先加入氧化劑(如H2O2)將Fe2＋氧化為Fe3＋，再加入CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3調(diào)節(jié)pH后過濾Fe2O3Al2O3加過量強(qiáng)堿(如NaOH)溶液后過濾(2)判斷離子共存①發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存Fe2＋與強(qiáng)氧化劑不能共存：NOeq\o\al(－,3)(H＋)、ClO－、MnOeq\o\al(－,4)(H＋)Fe3＋與強(qiáng)還原劑不能共存：S2－、I－、HS－、SOeq\o\al(2－,3)②發(fā)生非氧化還原反應(yīng)不能大量共存Fe2＋、Fe3＋與OH－、HCOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)、AlOeq\o\al(－,2)等發(fā)生復(fù)分解或相互促進(jìn)水解不能大量共存。Fe3＋與SCN－發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)不能大量共存。(3)鹽溶液的配制和保存含F(xiàn)e2＋的溶液：如配制FeSO4溶液時(shí)加入稀硫酸防止Fe2＋的水解，加入鐵粉防止Fe2＋被氧化。含F(xiàn)e3＋的溶液：如配制Fe2(SO4)3溶液，應(yīng)將Fe2(SO4)3固體溶于H2SO4，再加水稀釋到指定濃度。5．某溶液中可能存在Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋，加入NaOH溶液，開始時(shí)有白色絮狀沉淀生成，白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，下列結(jié)論正確的是()A．一定有Fe2＋，一定沒有Fe3＋、Mg2＋B．一定有Fe3＋，一定沒有Fe2＋、Mg2＋C．一定有Fe3＋，可能有Fe2＋，一定沒有Mg2＋D．一定有Fe2＋，可能有Mg2＋，一定沒有Fe3＋答案D解析加入NaOH溶液，開始時(shí)有白色絮狀沉淀生成，白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色的現(xiàn)象是溶液中含有亞鐵離子的特性，若有Fe3＋，則產(chǎn)生的氫氧化鐵的紅褐色沉淀會(huì)掩蓋Fe(OH)2的白色，所以不可能存在，而Mg(OH)2是白色，有可能存在。6．A、B、C三種物質(zhì)中均含有同一種元素M，它們之間有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系。A為一種金屬單質(zhì)，其產(chǎn)量直接關(guān)系國民經(jīng)濟(jì)命脈。反應(yīng)①②③均為化合反應(yīng)，反應(yīng)④為置換反應(yīng)。下列有關(guān)說法不正確的是()A．①中所加試劑可能是氯氣B．③中需要加具有氧化性的試劑C．A與稀硝酸反應(yīng)一定能實(shí)現(xiàn)元素M在①中發(fā)生的價(jià)態(tài)變化D．元素M在②中發(fā)生的價(jià)態(tài)變化也能通過加碘化鉀溶液實(shí)現(xiàn)答案C解析根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系可確定A為變價(jià)金屬，應(yīng)為Fe，反應(yīng)①加入氯氣能實(shí)現(xiàn)，B為FeCl3，C為FeCl2，A項(xiàng)正確；反應(yīng)③中鐵元素由＋2價(jià)升高到＋3價(jià)，需要加具有氧化性的試劑，B項(xiàng)正確；過量的鐵與稀硝酸反應(yīng)時(shí)，生成硝酸亞鐵，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Fe3＋能將I－氧化成I2，自身被還原成Fe2＋，D項(xiàng)正確?？键c(diǎn)4Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)典例4(2017·浙江瑞安高三四校聯(lián)考)下列離子的檢驗(yàn)方法合理的是()A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈紅色，說明不含F(xiàn)e2＋B．用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)FeCl3溶液中是否含有FeCl2C．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＋解析A項(xiàng)中只能說明含有Fe3＋，不能說明不含F(xiàn)e2＋，不合理；B項(xiàng)中Cl－也能使KMnO4溶液褪色，不合理；D項(xiàng)中氧化后生成的紅褐色沉淀Fe(OH)3也可能掩蓋了白色沉淀Mg(OH)2，不合理。答案C名師精講1．Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)(1)直接觀察法(2)KSCN溶液和新制氯水法有關(guān)反應(yīng)的離子方程式：Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3。(3)強(qiáng)堿法有關(guān)反應(yīng)的離子方程式：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3；Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓。(4)強(qiáng)氧化劑法有關(guān)反應(yīng)的離子方程式：5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。(5)溴水法有關(guān)反應(yīng)的離子方程式：2Fe2＋＋Br2=2Fe3＋＋2Br－。(6)淀粉-KI試紙法有關(guān)反應(yīng)的離子方程式：2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I(xiàn)2。(7)銅片法有關(guān)反應(yīng)的離子方程式：2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋。2．Fe2＋、Fe3＋檢驗(yàn)須知(1)檢驗(yàn)Fe2＋時(shí)不能先加氯水后加KSCN溶液；當(dāng)溶液的濃度較稀時(shí)，不宜利用觀察法或加NaOH溶液的方法檢驗(yàn)Fe2＋和Fe3＋的存在。(2)檢驗(yàn)Fe2＋和Fe3＋的混合溶液時(shí)，要分兩次分別檢驗(yàn)Fe2＋和Fe3＋，檢驗(yàn)Fe2＋時(shí)要選擇酸性高錳酸鉀溶液，檢驗(yàn)Fe3＋時(shí)最好選擇KSCN溶液。具體方法如下：①Fe3＋的檢驗(yàn)eq\x(混合溶液)eq\o(→,\s\up17(滴加KSCN溶液))溶液變紅色，說明含有Fe3＋②Fe2＋的檢驗(yàn)eq\x(混合溶液)eq\o(→,\s\up17(滴加酸性),\s\do17(KMnO4溶液))KMnO4溶液紫紅色褪去，說明含有Fe2＋。7．向某溶液中加入含F(xiàn)e2＋的溶液后，無明顯變化。再滴入幾滴新制氯水，混合溶液變成紅色，則下列結(jié)論錯(cuò)誤的是()A．該溶液中一定含有SCN－B．氧化性：Fe3＋＞Cl2C．Fe2＋與SCN－不能形成紅色物質(zhì)D．Fe2＋被氧化為Fe3＋答案B解析溶液中的Fe2＋與加入的新制氯水發(fā)生反應(yīng)：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，氧化性：Fe3＋＜Cl2。能使含F(xiàn)e3＋的溶液變?yōu)榧t色，說明原溶液中一定含有SCN－。因原溶液中加入含F(xiàn)e2＋的溶液后，無明顯變化，說明Fe2＋與SCN－不能形成紅色物質(zhì)。8．要證明某溶液中不含F(xiàn)e3＋而可能含有Fe2＋，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，最佳順序?yàn)?)①加入足量氯水②加入足量KMnO4溶液③加入少量NH4SCN溶液A．①③B．③②C．③①D．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，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，所以不用KMnO4溶液。(建議用時(shí)：40分鐘)一、選擇題(每題6分，共72分)1．下列說法正確的是()A．中性溶液中可能大量存在Fe3＋、K＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)B．氧化鐵能與酸反應(yīng)，因此可用于制作紅色涂料C．Fe2O3eq\o(→,\s\up17(鹽酸))FeCl3(aq)eq\o(→,\s\up17(蒸發(fā)))無水FeCl3能一步實(shí)現(xiàn)D．鐵粉作食品袋內(nèi)的脫氧劑是起還原作用答案D解析中性溶液中Fe3＋因水解完全不能大量存在，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，氧化鐵用作紅色涂料是利用了其顏色呈紅棕色，與其能與酸反應(yīng)的性質(zhì)無關(guān)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，氯化鐵溶液蒸發(fā)最終得到的產(chǎn)物是氧化鐵，因?yàn)殍F離子在加熱時(shí)水解程度不斷加大；D項(xiàng)，鐵粉作食品袋內(nèi)的脫氧劑，防止食品被氧化，起還原作用。2．下列試劑中，不能使Fe2＋轉(zhuǎn)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．①②③B．①③④C．②④⑤D．②⑤⑥答案D解析要實(shí)現(xiàn)Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋，必須加強(qiáng)氧化性物質(zhì)，②NaCl、⑤HCl均沒有強(qiáng)氧化性，⑥NOeq\o\al(－,3)在酸性條件下才表現(xiàn)強(qiáng)氧化性。3．下列離子方程式中，正確的是()A．鐵與稀硫酸反應(yīng)：2Fe＋6H＋=2Fe3＋＋3H2↑B．氯化鐵溶液與銅反應(yīng)：Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋C．足量Cl2與溴化亞鐵反應(yīng)：2FeBr2＋3Cl2=2FeCl3＋2Br2D．氯化鐵溶液中滴加氨水：Fe3＋＋3NH3·H2O=Fe(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)答案D解析鐵與稀硫酸反應(yīng)只生成Fe2＋，A錯(cuò)；FeCl3與Cu反應(yīng)應(yīng)為2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，B項(xiàng)未配平，錯(cuò)誤；C項(xiàng)反應(yīng)未寫成離子方程式，應(yīng)為2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2=2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－，故錯(cuò)誤。4．在含有下列離子組的溶液中，加入Fe(NO3)2固體后，仍然能夠大量共存的離子組是()A．K＋、SOeq\o\al(2－,4)、NHeq\o\al(＋,4)、COeq\o\al(2－,3)B．K＋、Ba2＋、OH－、Cl－C．Na＋、H＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)D．Na＋、Mg2＋、Cl－、NOeq\o\al(－,3)答案D解析A中COeq\o\al(2－,3)和Fe2＋不能大量共存；B中Fe2＋和OH－不能大量共存；C中H＋、NOeq\o\al(－,3)和Fe2＋因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存。5．(2017·濰坊高三檢測)通過對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、分析推理得出正確的結(jié)論是化學(xué)學(xué)習(xí)的方法之一。對下列實(shí)驗(yàn)事實(shí)的解釋正確的是()選項(xiàng)操作、現(xiàn)象解釋A向KI-淀粉溶液中加入FeCl3溶液，溶液變藍(lán)Fe3＋能與淀粉發(fā)生顯色反應(yīng)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(diǎn)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(shí)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(xiàng)中Fe3＋將I－氧化為I2，淀粉遇碘變藍(lán)；B項(xiàng)中紅棕色斑點(diǎn)是Fe2O3；C項(xiàng)中鐵與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體為NO。6．下列關(guān)于物質(zhì)的性質(zhì)和應(yīng)用的說法正確的是()A．濃鹽酸與鐵屑的反應(yīng)：2Fe＋6H＋=2Fe3＋＋3H2↑B．將水蒸氣通過灼熱的鐵粉，粉末變成紅色，說明鐵與水在高溫下發(fā)生反應(yīng)C．因?yàn)镕e3＋有強(qiáng)氧化性，所以FeCl3溶液可用于回收廢舊電路板中的銅D．Fe與稀HNO3、稀H2SO4反應(yīng)均有氣泡產(chǎn)生，說明Fe與兩種酸均發(fā)生置換反應(yīng)答案C解析濃鹽酸與鐵屑反應(yīng)生成Fe2＋，A不正確；水蒸氣與灼熱的鐵粉反應(yīng)生成黑色的四氧化三鐵，B不正確；Fe與稀HNO3反應(yīng)不屬于置換反應(yīng)，D不正確。7．將三種黑色粉末組成的混合物加入到足量的某熱濃酸中，充分反應(yīng)后得到藍(lán)綠色溶液和兩種氣體。將從藍(lán)綠色溶液中分離得到的鹽與0.15mol鐵粉恰好反應(yīng)完全，可得淺綠色溶液和6.4g紅色沉淀；將上述生成的兩種氣體通入足量飽和NaHCO3溶液中，仍然收集到兩種氣體，據(jù)此推斷黑色粉末可能為()A．物質(zhì)的量：FeS∶CuO∶Fe＝1∶1∶1B．物質(zhì)的量：C∶CuO∶Fe＝3∶2∶2C．質(zhì)量：MnO2∶CuO∶C＝5.5∶8∶12D．質(zhì)量：Fe∶C∶CuO＝7∶5∶3答案B解析根據(jù)“上述生成的兩種氣體通入足量飽和NaHCO3溶液中，仍然收集到兩種氣體”知酸是濃硝酸，最后的氣體是二氧化碳和NO，則固體含C，另外根據(jù)得到紅色沉淀知固體含氧化銅，根據(jù)Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu知生成0.1molCu，消耗Fe0.1mol，則另外消耗的0.05mol的Fe應(yīng)該是與Fe3＋反應(yīng)了，而且n(Fe3＋)＝0.1mol，n(Fe)∶n(Cu)＝1∶1，綜上所述結(jié)合選項(xiàng)選B。8．FeSO4可發(fā)生如下圖所示的一系列反應(yīng)，下列說法錯(cuò)誤的是()A．堿式硫酸鐵水解能產(chǎn)生Fe(OH)3膠體，可用作凈水劑B．為防止NH4HCO3分解，生產(chǎn)FeCO3需在較低溫度下進(jìn)行C．可用KSCN溶液檢驗(yàn)(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化D．常溫下，(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的大答案D解析由圖示中“FeSO4＋(NH4)2SO4→(NH4)2Fe(SO4)2(s)”知，(NH4)2Fe(SO4)2的溶解度比FeSO4小，D項(xiàng)錯(cuò)誤。9．能正確表示下列反應(yīng)的離子方程式是()A．將銅屑加入Fe3＋溶液中：2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋B．將磁性氧化鐵溶于鹽酸：Fe3O4＋8H＋=3Fe3＋＋4H2OC．將氯化亞鐵溶液和稀硝酸混合：Fe2＋＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=Fe3＋＋2H2O＋NO↑D．將鐵粉加入稀硫酸中：2Fe＋6H＋=2Fe3＋＋3H2↑答案A解析A項(xiàng)正確；B項(xiàng)錯(cuò)誤，F(xiàn)e3O4中Fe有兩種價(jià)態(tài)，正確的離子方程式應(yīng)該為Fe3O4＋8H＋=2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O；C項(xiàng)錯(cuò)誤，得失電子不守恒，電荷不守恒，正確的離子方程式應(yīng)為3Fe2＋＋NOeq\o\al(－,3)＋4H＋=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O；D項(xiàng)錯(cuò)誤，不符合客觀實(shí)際，反應(yīng)后只能成生Fe2＋和H2。10．為了探究鐵及其化合物的氧化性和還原性，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案，其中符合實(shí)驗(yàn)要求且完全正確的是()選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象離子方程式實(shí)驗(yàn)結(jié)論A在氯化亞鐵溶液中滴加新制氯水淺綠色溶液變成棕黃色溶液2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－Fe2＋具有還原性B在氯化亞鐵溶液中加入鋅片淺綠色溶液變成無色溶液Fe2＋＋Zn=Fe＋Zn2＋Fe2＋具有還原性C在氯化鐵溶液中加入鐵粉棕黃色溶液變成淺綠色溶液Fe3＋＋Fe=2Fe2＋鐵單質(zhì)具有還原性D在氯化鐵溶液中加入銅粉藍(lán)色溶液變成棕黃色溶液2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋Fe3＋具有氧化性答案A解析氯氣能夠氧化Fe2＋(淺綠色)為Fe3＋(棕黃色)，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)得到的結(jié)論應(yīng)該是Fe2＋具有氧化性；C項(xiàng)的離子方程式錯(cuò)誤；D項(xiàng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象應(yīng)該是銅粉逐漸溶解，溶液由棕黃色變?yōu)樗{(lán)色。11．從某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工業(yè)廢液中回收銅并制備氯化鐵晶體的流程如下：則下列說法正確的是()A．試劑a是鐵、試劑b是稀硫酸B．操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用儀器相同C．試劑c是氯氣，相應(yīng)的反應(yīng)為2Fe2＋＋Cl2=2Cl－＋2Fe3＋D．用酸性KMnO4溶液可檢驗(yàn)溶液W中是否含有Fe2＋答案C解析試劑b如果用H2SO4，會(huì)帶入雜質(zhì)SOeq\o\al(2－,4)，A錯(cuò)誤；操作Ⅰ、Ⅱ是過濾，操作Ⅲ是蒸發(fā)結(jié)晶，所用儀器不同，B錯(cuò)誤；溶液中有Cl－，也能與KMnO4反應(yīng)，D錯(cuò)誤。12．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(diǎn)時(shí)，n(Fe2＋)＝0.5625molD．向P點(diǎn)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，故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(diǎn)n(Fe2＋)＝n(Fe3＋)，二者均為0.45mol，C錯(cuò)誤；剩余0.45molFe3＋，消耗0.225mol銅，質(zhì)量為14.4g，D正確。二、非選擇題(共28分)13．(13分)某化學(xué)小組欲探究鐵及其化合物的氧化性和還原性，請回答下列問題。(1)除膠頭滴管外，你認(rèn)為本實(shí)驗(yàn)必不可少的一種玻璃儀器是________。(2)請幫他們完成以下實(shí)驗(yàn)報(bào)告：實(shí)驗(yàn)?zāi)康模篲________________________________________。試劑：鐵粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、鋅片、銅片。實(shí)驗(yàn)記錄：序號(hào)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象離子方程式實(shí)驗(yàn)結(jié)論①在FeCl2溶液中滴入適量氯水溶液由淺綠色變?yōu)樽攸S色___________Fe2＋具有還原性②在FeCl2溶液中加入鋅片—Zn＋Fe2＋=Zn2＋＋Fe________③在FeCl3溶液中加入足量鐵粉________Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋Fe3＋具有氧化性④___