高考化學一輪復習第4章金屬及其化合物第14講鐵及其氧化物、氫氧化物學案

第14講鐵及其氧化物、氫氧化物1.了解鐵的主要性質(zhì)及其在生產(chǎn)、生活中的應用。2.知道不同價態(tài)的鐵的氧化物的主要性質(zhì)和用途。3.掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的性質(zhì)及Fe(OH)2的制備方法。考點一鐵的單質(zhì)、氧化物1.鐵的單質(zhì)(1)物理性質(zhì)。鐵是eq\o(□,\s\up1(1))______色固體，熔點較高，具有良好的導熱性、導電性、延展性，能被eq\o(□,\s\up1(2))___________________________吸引。(2)化學性質(zhì)。鐵的化學性質(zhì)比較活潑，有較強的還原性，主要被氧化為＋2價和＋3價鐵的化合物，但純鐵有很強的抗腐蝕能力。2.鐵的氧化物(1)物理性質(zhì)?；瘜W式FeOFe2O3Fe3O4俗稱—eq\o(□,\s\up1(12))________eq\o(□,\s\up1(13))__________色、態(tài)黑色粉末eq\o(□,\s\up1(14))________黑色晶體鐵元素的價態(tài)eq\o(□,\s\up1(15))________eq\o(□,\s\up1(16))________eq\o(□,\s\up1(17))________氧化物類型eq\o(□,\s\up1(18))________eq\o(□,\s\up1(19))________復雜氧化物用途用于瓷器制作用作油漆、涂料、油墨和橡膠的紅色顏料用作磁性材料(2)化學性質(zhì)。①穩(wěn)定性FeO不穩(wěn)定，在空氣里受熱，能迅速被氧化成eq\o(□,\s\up1(20))________②與非氧化性酸反應(如稀硫酸)FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O；Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O；eq\o(□,\s\up1(21))________________________________________________________________________________③與氧化性酸反應(如稀硝酸)FeO與稀硝酸反應的離子方程式：eq\o(□,\s\up1(22))______________________________________________________________________________________________________________④與還原性酸反應(如氫碘酸)Fe2O3與氫碘酸反應的離子方程式：eq\o(□,\s\up1(23))______________________________________________________________________________________________________________[答案自填]eq\o(□,\s\up1(1))銀白eq\o(□,\s\up1(2))磁體eq\o(□,\s\up1(3))3Fe＋2O2eq\o(=====,\s\up7(點燃))Fe3O4eq\o(□,\s\up1(4))2Fe＋3Cl2eq\o(=====,\s\up7(△))2FeCl3eq\o(□,\s\up1(5))Fe＋Seq\o(=====,\s\up7(△))FeSeq\o(□,\s\up1(6))Fe＋I2eq\o(=====,\s\up7(△))FeI2eq\o(□,\s\up1(7))3Fe＋4H2O(g)eq\o(=====,\s\up7(高溫))Fe3O4＋4H2eq\o(□,\s\up1(8))鈍化eq\o(□,\s\up1(9))＋3eq\o(□,\s\up1(10))Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cueq\o(□,\s\up1(11))2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋eq\o(□,\s\up1(12))鐵紅eq\o(□,\s\up1(13))磁性氧化鐵eq\o(□,\s\up1(14))紅棕色粉末eq\o(□,\s\up1(15))＋2價eq\o(□,\s\up1(16))＋3價eq\o(□,\s\up1(17))＋2價、＋3價eq\o(□,\s\up1(18))堿性氧化物eq\o(□,\s\up1(19))堿性氧化物eq\o(□,\s\up1(20))Fe3O4eq\o(□,\s\up1(21))Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2Oeq\o(□,\s\up1(22))3FeO＋10H＋＋NOeq\o\al(—,3)===3Fe3＋＋NO↑＋5H2Oeq\o(□,\s\up1(23))Fe2O3＋6H＋＋2I—===2Fe2＋＋I2＋3H2O[易錯秒判](1)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)的形式存在()(2)Fe分別與Cl2和鹽酸反應所得氯化物相同()(3)常溫下可用鐵制容器儲存、運輸濃硝酸和濃硫酸()(4)四氧化三鐵中鐵元素有＋2價和＋3價，它是一種混合物()(5)鐵在純氧中燃燒或高溫下和水蒸氣反應均能得到Fe3O4()(6)FeO與稀硝酸反應的化學方程式為FeO＋2HNO3===Fe(NO3)2＋H2O()答案：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)√(6)×一、鐵及其氧化物的性質(zhì)1.化學讓生活更美好。下列說法不正確的是()A．鋼鐵使用時要盡可能減少鋼鐵的氧化損耗B．常溫下，鐵的氧化物都不溶于水，也不與水反應C．故宮是中國最大的古代文化藝術(shù)博物館，氧化鐵可用作故宮紅色外墻的涂料D．氧化亞鐵在空氣中加熱會被迅速氧化成氧化鐵解析：選D。氧化亞鐵在空氣中加熱會被迅速氧化成四氧化三鐵，故D錯誤。2.用如圖所示的裝置進行Fe與水蒸氣反應的實驗，下列有關(guān)說法正確的是()A．實驗時，先點燃酒精噴燈再點燃酒精燈B．反應中H2O為氧化劑，發(fā)生反應的化學方程式為2Fe＋3H2O(g)eq\o(=====,\s\up7(高溫))Fe2O3＋3H2C．干燥管中加入的固體干燥劑可以是無水氯化鈣D．收集反應產(chǎn)生的氣體選用裝置②解析：選C。A.實驗時，應先用水蒸氣排出裝置中的空氣，即先點燃酒精燈再點燃酒精噴燈，A錯誤；B.鐵和水蒸氣在高溫條件下反應生成四氧化三鐵和氫氣，B錯誤；C.氫氣是中性氣體，可以用無水氯化鈣干燥，C正確；D.收集的氣體是氫氣，密度比空氣的小，應用向下排空氣法，選用裝置①，D錯誤。二、鐵的氧化物組成的分析3.準確稱取2.88g某種鐵的氧化物，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，得到沉淀的質(zhì)量為4.00g。該氧化物的化學式為________。解析：生成的沉淀為CaCO3，4.00gCaCO3沉淀的物質(zhì)的量為0.04mol，根據(jù)碳元素守恒，CO、CO2的物質(zhì)的量均為0.04mol，增加的氧元素的物質(zhì)的量為0.04mol，質(zhì)量為0.04mol×16g·mol－1＝0.64g，即鐵的氧化物中氧元素的質(zhì)量為0.64g，故鐵元素的質(zhì)量為2.88g－0.64g＝2.24g，鐵元素與氧元素的物質(zhì)的量之比為eq\f(2.24g,56g·mol－1)∶0.04mol＝1∶1，該氧化物的化學式為FeO。答案：FeO4.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＋。該樣品的化學式可能為________。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－)＝0.14L×5.0mol·L－1＝0.7mol，解得n(Fe3＋)＝0.2mol，故n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝0.05mol∶0.2mol＝1∶4，該氧化物可表示為FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。答案：Fe5O7考點二鐵的氫氧化物1.Fe(OH)2和Fe(OH)3的性質(zhì)比較化學式Fe(OH)2Fe(OH)3色、態(tài)eq\o(□,\s\up1(1))________________eq\o(□,\s\up1(2))________________與鹽酸反應eq\o(□,\s\up1(3))__________________________________________________________________________________________________(填離子方程式，下同)eq\o(□,\s\up1(4))______________________________________________________________________________________________________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(guān)系在空氣中，F(xiàn)e(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現(xiàn)象是eq\o(□,\s\up1(5))____________色絮狀沉淀迅速變成eq\o(□,\s\up1(6))________色，最終變成eq\o(□,\s\up1(7))________色，反應的化學方程式為eq\o(□,\s\up1(8))________________________________________________________________________________2.Fe(OH)2的制備(1)制備原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。(2)成功關(guān)鍵：溶液中不含O2等氧化性物質(zhì)；制備過程中，保證生成的Fe(OH)2在密閉、隔絕空氣的體系中。[答案自填]eq\o(□,\s\up1(1))白色固體eq\o(□,\s\up1(2))紅褐色固體eq\o(□,\s\up1(3))Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2Oeq\o(□,\s\up1(4))Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2Oeq\o(□,\s\up1(5))白eq\o(□,\s\up1(6))灰綠eq\o(□,\s\up1(7))紅褐eq\o(□,\s\up1(8))4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)31.由于Fe(OH)2易被氧化為Fe(OH)3，在實驗室中制備Fe(OH)2，并使其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。(1)下列圖示中能較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀的是____________(填序號)。(2)用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時還需加入________。(3)除去蒸餾水中溶解的O2常采用_______________________________________________的方法。解析：(1)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)生反應：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，因此要較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排出裝置中的空氣。①②原理相同，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NaCl溶液產(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中液面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，因此不能較長時間看到白色沉淀。(2)稀硫酸能抑制Fe2＋水解，鐵粉能防止Fe2＋被氧化。(3)Fe(OH)2很容易被氧化，實驗過程要確保在無氧條件下進行，除去蒸餾水中溶解的O2常采用加熱煮沸的方法。答案：(1)①②③⑤(2)稀硫酸、鐵粉(3)加熱煮沸2.某同學設(shè)計如下圖所示的裝置(氣密性已檢查)制備Fe(OH)2白色沉淀。請回答：(1)儀器1的名稱是________。裝置5的作用是________________________。(2)實驗開始時，關(guān)閉K2、打開K1，反應一段時間后，再打開K2、關(guān)閉K1，發(fā)現(xiàn)裝置3中溶液不能進入裝置4中。請為裝置做一處改進，使溶液能進入裝置4中：_____________________________________________________。(3)裝置改進后，將裝置3中反應后的溶液壓入裝置4中，在裝置4中析出了灰綠色沉淀。從實驗操作過程分析沒有產(chǎn)生白色沉淀的原因：___________________________________________________________。解析：該裝置制備Fe(OH)2白色沉淀的思路是在排盡空氣的氣氛中，先使鐵屑和稀硫酸反應得到FeSO4，再利用氣體產(chǎn)生的氣壓把FeSO4溶液壓入裝置4中與NaOH溶液反應，得到Fe(OH)2，注意所需試劑也需要加熱煮沸除掉溶解的氧氣。(1)儀器1是分液漏斗，該反應需要在無氧環(huán)境中進行，裝置5的作用是液封，防止空氣進入裝置4。(2)實驗開始時，關(guān)閉K2、打開K1，反應一段時間后，再打開K2、關(guān)閉K1，發(fā)現(xiàn)裝置3中溶液不能進入裝置4中，操作失敗的原因是裝置3中產(chǎn)生的H2從左側(cè)導管逸出，沒有足夠的壓強，所以不能將FeSO4溶液壓入裝置4中，因而在裝置2、3之間添加控制開關(guān)即可。(3)灰綠色沉淀產(chǎn)生的原因是裝置4中空氣沒有完全排盡，F(xiàn)e(OH)2被空氣中的O2氧化。答案：(1)分液漏斗液封，防止空氣進入裝置4(2)在裝置2、3之間添加控制開關(guān)(3)裝置4內(nèi)的空氣沒有排盡1.(2022·浙江6月選考)關(guān)于化合物FeO(OCH3)的性質(zhì)，下列推測不合理的是()A．與稀鹽酸反應生成FeCl3、CH3OH、H2OB．隔絕空氣加熱分解生成FeO、CO2、H2OC．溶于氫碘酸(HI)，再加CCl4萃取，有機層呈紫紅色D．在空氣中，與SiO2高溫反應能生成Fe2(SiO3)3解析：選B。FeO(OCH3)中Fe元素化合價為＋3價，CH3OH中的—OH比H2O中的—OH更難電離，因此FeO(OCH3)水解生成CH3OH，F(xiàn)eO＋溶于鹽酸生成FeCl3和H2O，A項正確；由物質(zhì)的化學式可知，C、O原子個數(shù)比為1∶2，但題給產(chǎn)物C、O原子個數(shù)比不是1∶2，B項錯誤；FeO(OCH3)將HI氧化為I2，I2溶于CCl4呈紫紅色，C項正確；在空氣中，F(xiàn)eO(OCH3)與SiO2高溫反應能生成硅酸鐵，D項正確。2.下列敘述正確的是()A．(2021·浙江1月選考)鐵粉與氧化鋁發(fā)生的鋁熱反應可用于焊接鐵軌B．(2022·新高考北京卷)向NaOH和Fe(OH)2的懸濁液中通入空氣生成紅褐色沉淀，此過程因發(fā)生氧化還原反應使溶液pH減小C．(2022·新高考遼寧卷)由金屬性：Fe>Cu推理得氧化性：Fe3＋<Cu2＋D.(2021·新高考湖南卷)FeO粉末在空氣中受熱，迅速被氧化成Fe3O4解析：選D。鋁熱反應中的反應物是鋁單質(zhì)與金屬氧化物，A錯誤；向NaOH和Fe(OH)2的懸濁液中通入空氣，發(fā)生氧化還原反應4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，消耗水，c(OH－)增大，pH增大，B錯誤；由金屬性：Fe>Cu可推出氧化性：Cu2＋>Fe2＋，但氧化性：Fe3＋>Cu2＋，C錯誤；氧化亞鐵具有較強的還原性，在空氣中受熱容易被氧氣氧化為穩(wěn)定的四氧化三鐵，D正確。3.(2023·浙江1月選考)探究鐵及其化合物的性質(zhì)，下列方案設(shè)計、現(xiàn)象和結(jié)論都正確的是()選項實驗方案現(xiàn)象結(jié)論A向FeCl2溶液中加入Zn片短時間內(nèi)無明顯現(xiàn)象Fe2＋的氧化能力比Zn2＋的弱B向Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液，再加入少量K2SO4固體溶液先變成紅色后無明顯變化Fe3＋與SCN－的反應不可逆C將食品脫氧劑樣品中的還原鐵粉溶于鹽酸，滴加KSCN溶液溶液呈淺綠色食品脫氧劑樣品中沒有＋3價鐵D向沸水中逐滴加5～6滴飽和FeCl3溶液，持續(xù)煮沸溶液先變成紅褐色再析出沉淀Fe3＋先水解得Fe(OH)3膠體，F(xiàn)e(OH)3膠體再聚集成Fe(OH)3沉淀解析：選D。向FeCl2溶液中加入Zn片，發(fā)生反應Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋，F(xiàn)e2＋的氧化能力比Zn2＋的強，A項錯誤；向Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液，發(fā)生反應Fe3＋＋3SCN－?Fe(SCN)3，溶液變成紅色，再加入少量K2SO4固體，對平衡無影響，故不能說明Fe3＋與SCN－的反應不可逆，B項錯誤；若食品脫氧劑樣品中有＋3價鐵，鐵粉與＋3價鐵發(fā)生反應Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，則滴加KSCN溶液，溶液呈淺綠色，C項錯誤；向沸水中逐滴加5～6滴飽和FeCl3溶液，繼續(xù)煮沸至液體呈紅褐色，停止加熱，得到Fe(OH)3膠體，若持續(xù)煮沸，則Fe(OH)3膠體發(fā)生聚沉，析出紅褐色沉淀，D項正確。課時跟蹤練[基礎(chǔ)鞏固]1.(2024·汕頭階段測試)月球土壤中富含鐵元素，主要以鐵單質(zhì)和亞鐵離子的形式存在，但嫦娥五號取回的微隕石撞擊處的月壤樣品中存在大量的三價鐵，有可能是以下哪個原因造成的()A．4FeO―→Fe＋Fe3O4B．Fe3O4―→Fe2O3＋FeOC．4FeO＋O2―→2Fe2O3D．Fe2O3＋FeO―→Fe3O4解析：選A。A.月球表面的鐵元素以鐵單質(zhì)和亞鐵離子的形式存在，F(xiàn)eO中Fe元素化合價為＋2價，F(xiàn)eO可能反應生成Fe和Fe3O4，F(xiàn)e3O4中含有三價鐵，A符合題意；B.Fe3O4分解生成Fe2O3和FeO，雖然Fe2O3中含有三價鐵，但是四氧化三鐵中含有較多三價鐵，無法體現(xiàn)月球表面的鐵元素主要以鐵單質(zhì)和亞鐵離子的形式存在，B不符合題意；C.月球表面沒有氧氣，F(xiàn)eO無法被氧化生成Fe2O3，C不符合題意；D.月球表面鐵元素主要以鐵單質(zhì)和亞鐵離子的形式存在，F(xiàn)e2O3中Fe元素的化合價為＋3價，D不符合題意。2.下列有關(guān)鐵的化學反應的敘述正確的是()A．室溫下，過量Fe與濃硝酸反應生成Fe(NO3)2B．加熱時，過量Fe與氯氣反應生成FeCl2C．高溫下，鐵與水蒸氣反應生成Fe3O4D．高溫下，鐵粉與氧化鋁粉末反應生成單質(zhì)鋁解析：選C。室溫下，F(xiàn)e在濃硝酸中鈍化，無法持續(xù)反應，A錯誤；氯氣的氧化性較強，無論Fe是否過量，與氯氣在加熱條件下反應都只生成FeCl3，B錯誤；高溫下，F(xiàn)e與水蒸氣反應生成Fe3O4和H2，C正確；Fe的活潑性不如Al，不能從氧化鋁中置換出Al單質(zhì)，D錯誤。3.下列鐵及其化合物的性質(zhì)與用途具有對應關(guān)系的是()A．Fe粉具有還原性，可用作抗氧化劑B．Fe2O3粉末呈紅棕色，可用于制取鐵鹽C．Fe2(SO4)3易溶于水，可用作凈水劑D．FeCl3溶液呈酸性，可用于蝕刻銅電路板答案：A4.鐵與水蒸氣反應實驗改進前后的裝置如下圖所示。下列說法錯誤的是()A．將濕棉花改為浸水的尿不濕，酒精燈由單頭改為雙頭，可提供足量的水蒸氣B．用具支試管可將試管口附近冷凝的水導出，避免冷凝水與灼熱鐵粉接觸C．將肥皂液改為吹泡泡水，收集H2的效果更好，點燃現(xiàn)象更明顯D．懸掛的磁鐵僅能吸引鐵粉，不能吸引反應產(chǎn)物解析：選D。鐵與水蒸氣在高溫下反應生成四氧化三鐵和氫氣，鐵、四氧化三鐵均可被磁鐵吸引，故D錯誤。5.某同學對鐵的氧化物產(chǎn)生了濃厚興趣，查閱資料知：在空氣中把鐵灼燒到500℃生成Fe3O4；溫度再升高可生成Fe2O3；在更高的溫度(約1400℃)下加熱Fe2O3時，又可得到Fe3O4。即Feeq\o(――→,\s\up7(①500℃))Fe3O4eq\o(,\s\up7(②溫度再升高),\s\do5(③1400℃以上))Fe2O3。下列說法正確的是()A．FeO、Fe2O3和Fe3O4均為黑色固體B．反應②的溫度比反應③的溫度高C．FeO的穩(wěn)定性強于Fe2O3的穩(wěn)定性D．四氧化三鐵中鐵元素的化合價較復雜，其組成可表示為FeO·Fe2O3答案：D6.實驗室用FeCl2和燒堿制備Fe(OH)2，為使生成的產(chǎn)物不被氧化，下列說法錯誤的是()A．配制FeCl2溶液和燒堿溶液所用的蒸餾水要煮沸B．可在FeCl2溶液的上面加一層苯，以隔絕空氣C．向FeCl2溶液中滴加燒堿溶液時，膠頭滴管尖嘴不能伸入試管中D．產(chǎn)生Fe(OH)2沉淀后，不能振蕩試管解析：選C。A項，F(xiàn)eCl2溶液和燒堿溶液要現(xiàn)用現(xiàn)配，且配制溶液所用的蒸餾水要煮沸以除去氧氣，確保Fe(OH)2不被氧化，正確；B項，在FeCl2溶液的上面加一層苯，可以隔絕空氣，正確；C項，向FeCl2溶液中滴加燒堿溶液時，要將膠頭滴管的尖嘴伸入FeCl2溶液中，防止氫氧化鈉溶液在滴入時溶有氧氣，錯誤；D項，產(chǎn)生Fe(OH)2沉淀后，若振蕩試管，則會增大沉淀與空氣接觸的機會，使沉淀更易被氧化，正確。7.通過對實驗現(xiàn)象的觀察、分析推理得出正確的結(jié)論是化學學習的方法之一。對下列實驗操作與現(xiàn)象的解釋正確的是()選項實驗操作與現(xiàn)象解釋A向淀粉KI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，白色物質(zhì)變成了紅褐色Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3解析：選D。A項中Fe3＋將I－氧化為I2，淀粉遇碘單質(zhì)變藍；B項中紅棕色的斑點是Fe2O3；C項中鐵與稀硝酸反應產(chǎn)生的氣體為NO。8.為探究鐵及其化合物的一些化學性質(zhì)，某實驗小組學生設(shè)計了如下實驗。(1)往A溶液中滴入幾滴KSCN溶液，溶液的顏色____________。(2)寫出A→B過程中的化學方程式：____________________________________________________________________________________________________________________。(3)描述將C放置于空氣中的現(xiàn)象：____________________________________________；寫出該反應的化學方程式：______________________________________。(4)寫出向B溶液中加入氯水發(fā)生反應的離子方程式：___________________________________________________________。(5)將A的飽和溶液滴入沸水中并加熱，可制得________膠體；當光束通過該膠體時，可以看到一條光亮的“通路”，這種現(xiàn)象被稱為____________。解析：(1)氧化鐵和鹽酸反應生成氯化鐵，A溶液中含有Fe3＋，滴入幾滴KSCN溶液，溶液的顏色變?yōu)榧t色。(4)B溶液中含有氯化亞鐵，加入氯水生成氯化鐵，離子方程式為2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。答案：(1)變?yōu)榧t色(2)2FeCl3＋Fe===3FeCl2(3)白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(4)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－(5)Fe(OH)3丁達爾效應9.實驗室用如下圖所示的裝置測定FeO和Fe2O3固體混合物中Fe2O3的含量，裝置D的硬質(zhì)雙通玻璃管中的固體物質(zhì)是FeO和Fe2O3的混合物。(1)如何檢查裝置A的氣密性？____________________________________________________________________________________________________________________。(2)為了安全，在點燃D處的酒精燈之前，必須進行的操作是________________________________________________。(3)裝置B的作用是________________________________________。裝置C中盛放的液體是________________，所起的作用是________________。(4)點燃D處的酒精燈，寫出在硬質(zhì)雙通玻璃管中發(fā)生反應的化學方程式：_______________________________________________。(5)若FeO和Fe2O3固體混合物的質(zhì)量為23.2g，反應完全后U形管的質(zhì)量增加7.2g，則混合物中Fe2O3的質(zhì)量為________。答案：(1)關(guān)閉a，向球形漏斗口加水，待水從漏斗管上升與容器的水面形成一段水柱差，停止加水，靜置片刻，若水柱不下降，則證明其氣密性良好(2)在b出口處檢驗氫氣的純度(3)除去H2中混有的HCl氣體濃硫酸干燥氫氣(4)Fe2O3＋3H2eq\o(=====,\s\up7(△))2Fe＋3H2O、FeO＋H2eq\o(=====,\s\up7(△))Fe＋H2O(5)16g[素養(yǎng)提升]10.如下圖所示的裝置可用來制取Fe(OH)2和觀察Fe(OH)2在空氣中被氧化時的顏色變化。實驗提供的試劑：鐵屑、6mol·L－1硫酸溶液、NaOH溶液。下列說法錯誤的是()A．裝置B中盛有一定量的NaOH溶液，裝置A的燒瓶中應預先加入的試劑是鐵屑B．實驗開始時應先將止水夾E關(guān)閉C．生成Fe(OH)2的操作為關(guān)閉止水夾E，將裝置A中溶液壓入裝置B中D．取下裝置B中的橡皮塞，使空氣進入，有關(guān)反應的化學方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3解析：選B。制取硫酸亞鐵需要鐵屑，在裝置A的燒瓶中應該先加入鐵屑，A正確；稀硫酸和鐵反應生成硫酸亞鐵和氫氣，實驗開始時應打開止水夾E，用氫氣排出裝置中的空氣，B錯誤；鐵和稀硫酸反應有氫氣生成，關(guān)閉止水夾E，導致裝置A中壓強逐漸增大，將FeSO4溶液壓入裝置B中進行反應生成氫氧化亞鐵，C正確；氫氧化亞鐵不穩(wěn)定，容易被空氣中的氧氣氧化生成紅褐色的氫氧化鐵，反應的化學方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，D正確。11.納米四氧化三鐵是應用最為廣泛的軟磁性材料之一。沉淀法是目前制備納米四氧化三鐵的重要方法，其流程如下：下列說法錯誤的是()A．保存溶液A時，應加入少量鐵粉B．制備納米Fe3O4的反應類型屬于氧化還原反應C．取濾液進行焰色試驗，火焰為黃色D．FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O的物質(zhì)的量之比最好為1∶2解析：選B。Fe2＋易被空氣中的氧氣氧化，在保存含F(xiàn)e2＋的溶液時，需要加入少量鐵粉，A項正確；該制備反應中無元素化合價的變化，是非氧化還原反應，B項錯誤；濾液中含有Na＋，所以進行焰色試驗時火焰為黃色，C項正確；Fe3O4可寫成FeO·Fe2O3，所以n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝1∶2，D項正確。12.實驗室中利用氧化銅和氧化鐵混合物進行如下實驗。下列說法錯誤的是()A．“3.04g固體”一定是鐵銅混合物B．“溶液2”中溶質(zhì)的物質(zhì)的量為0.1molC．混合物中含氧元素的物質(zhì)的量為0.06molD．反應②能生成0.04gH2解析：選D。實驗中得到溶液1發(fā)生的反應為CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O、Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O，得到溶液2可能發(fā)生的反應為Fe2(SO4)3＋Fe===3FeSO4、Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑、CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu。設(shè)氧化鐵的物質(zhì)的量為xmol、氧化銅的物質(zhì)的量為ymol，由混合物的質(zhì)量可得160x＋80y＝4；由反應的化學方程式可得64y＋5.6－56(x＋y＋0.1－3x－y)＝3.04，聯(lián)立解方程式可得x＝0.01、y＝0.03，故4g混合物中含有1.6g氧化鐵、2.4g氧化銅，“3.04g固體”中含有1.92g銅、1.12g鐵，“溶液1”中含有0.01mol硫酸鐵、0.03mol硫酸銅、0.04mol硫酸，“溶液2”中含有0.1mol硫酸亞鐵。由分析可知，“3.04g固體”中含有1.92g銅、1.12g鐵，故A正確；“溶液2”中含有0.1mol硫酸亞鐵，故B正確；4g混合物中含有0.01mol氧化鐵、0.03mol氧化銅，混合物中含氧元素的物質(zhì)的量為0.06mol，故C正確；“溶液1”中硫酸的物質(zhì)的量為0.04mol，與鐵反應生成氫氣的質(zhì)量為0.04mol×2g·mol－1＝0.08g，故D錯誤。13.某實驗小組在實驗室利用氨和新制的硫酸亞鐵溶液反應制備氫氧化亞鐵。(一)制備硫酸亞鐵溶液(1)步驟①中，加入稀硫酸的目的是____________________________________________________。(2)步驟②中，加入還原鐵粉后觀察到的現(xiàn)象是_____________________________________________________________________________________________________________________。(二)制備氫氧化亞鐵(3)選擇上圖中的裝置制備氫氧化亞鐵，連接順序為________(按氣流方向，用裝置字母表示)。反應結(jié)束后繼續(xù)通一段時間的N2，目的是____________________________________________________________________________________________________________________。(4)裝置B中發(fā)生反應的離子方程式是____________________________________。裝置C的作用是_______________________________________________________________________