沖刺985之專題微突破金屬及其化合物專題11鐵三角及離子檢驗(提升版)(原卷版+解析)

專題11鐵三角及離子檢驗【解題必備】1．“鐵三角”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)分解或水解相互促進(jìn)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。2、Fe3＋和Fe2＋的檢驗方法（1）Fe2＋的檢驗①eq\x(樣品溶液)eq\o(―——————―→,\s\up7(滴加KSCN溶液))無現(xiàn)象eq\o(―————―→,\s\up7(滴加氯水),\s\do5(或雙氧水))溶液變紅色，證明含有Fe2＋②eq\x(樣品溶液)eq\o(――—————→,\s\up7(加入氫氧化鈉溶液))產(chǎn)生白色絮狀沉淀，迅速變成灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色，證明有Fe2＋③eq\x(樣品溶液)eq\o(――————————→,\s\up7(加入K3[Fe(CN)6]溶液))生成藍(lán)色沉淀，證明有Fe2＋（2）Fe3＋的檢驗①eq\x(樣品溶液)eq\o(――――――――→,\s\up7(滴加KSCN溶液))溶液變紅色，證明含有Fe3＋②eq\x(樣品溶液)eq\o(――――――――→,\s\up7(加入氫氧化鈉溶液))產(chǎn)生紅褐色沉淀，證明有Fe3＋存在（3）含F(xiàn)e2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的檢驗①Fe3＋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(淀粉/KI試紙))試紙變藍(lán)色，說明含有Fe3＋②Fe2＋的檢驗eq\x(混合溶液)eq\o(――――――――→,\s\up7(滴加酸性),\s\do5(KMnO4溶液))酸性KMnO4溶液紫紅色褪去，說明含有Fe2＋eq\x(混合溶液)eq\o(――――――→,\s\up7(滴加溴水))溴水褪色，說明含有Fe2＋【專題必練】1．往100gFeCl3和CuCl2的混合溶液中加入鐵粉。已知FeCl3會先與鐵粉發(fā)生反應(yīng)：2FeCl3+Fe=3FeCl2。下圖為加入鐵粉的質(zhì)量與反應(yīng)后剩余固體質(zhì)量關(guān)系。下列說法不正確的是A．D點對應(yīng)縱坐標(biāo)為6.4B．B點后溶液的顏色為藍(lán)色C．該100g溶液中的CuCl2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.5%D．取DE兩點間（不含D）的剩余固體加入鹽酸，均有氣泡產(chǎn)生2．將磁性氧化鐵放入稀HNO3中可發(fā)生如下反應(yīng)：3Fe3O4+28HNO3=9Fe(NO3)x+NO↑+14H2O。下列判斷合理的是（）A．Fe(NO3)x中的x為2B．反應(yīng)中每生成0.2mol還原產(chǎn)物，就有0.6mol電子轉(zhuǎn)移C．稀HNO3在反應(yīng)中只作氧化劑D．磁性氧化鐵中的鐵元素全部被氧化3．某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成兩等份。向其中一份中逐漸加入銅粉，最多能溶解19.2g(己知硝酸只被還原為NO氣體）。向另一份中逐漸加入鐵粉，產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質(zhì)量增加的變化如下圖所示。下列分析或結(jié)果錯誤的是A．OA段產(chǎn)生的是NO，AB段的反應(yīng)為Fe+2Fe3+=3Fe2+，BC段產(chǎn)生氫氣B．原混合酸中NO3-物質(zhì)的量為0.4molC．第二份溶液中最終溶質(zhì)為FeSO4D．取20mL原混合酸加水稀釋至1L后溶液c(H+)=0.1mol?L-l4．某研究小組探究SO2和Fe(NO3)3溶液的反應(yīng)，其反應(yīng)裝置如下圖所示：已知：1.0mol·L－1的Fe(NO3)3溶液的pH＝1，請回答下列問題：（1）裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是______________________________________（2）為排除空氣對實驗的干擾，滴加濃硫酸之前應(yīng)進(jìn)行的操作是___________________________（3）裝置B中產(chǎn)生了白色沉淀，其成分是_________，說明SO2具有_______性。（4）分析B中產(chǎn)生白色沉淀的原因：猜想1：_____________________________________________________________；猜想2：SO2與Fe3＋反應(yīng)；猜想3：在酸性條件下SO2與NO3—反應(yīng)；①按猜想2，裝置B中反應(yīng)的離子方程式是_____________________________________。②按猜想3，只需將裝置B中的Fe(NO3)3溶液替換為等體積的下列溶液，在相同條件下進(jìn)行實驗。應(yīng)選擇的試劑是________（填字母）。a．0.1mol·L－1硝酸鈉溶液b．1.5mol·L－1Fe(NO3)2溶液

c．6.0mol·L－1NaNO3和0.2mol·L－1鹽酸等體積混合的溶液【解題必備】1．“鐵三角”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)分解或水解相互促進(jìn)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。2、Fe3＋和Fe2＋的檢驗方法（1）Fe2＋的檢驗①eq\x(樣品溶液)eq\o(―——————―→,\s\up7(滴加KSCN溶液))無現(xiàn)象eq\o(―————―→,\s\up7(滴加氯水),\s\do5(或雙氧水))溶液變紅色，證明含有Fe2＋②eq\x(樣品溶液)eq\o(――—————→,\s\up7(加入氫氧化鈉溶液))產(chǎn)生白色絮狀沉淀，迅速變成灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色，證明有Fe2＋③eq\x(樣品溶液)eq\o(――————————→,\s\up7(加入K3[Fe(CN)6]溶液))生成藍(lán)色沉淀，證明有Fe2＋（2）Fe3＋的檢驗①eq\x(樣品溶液)eq\o(――――――――→,\s\up7(滴加KSCN溶液))溶液變紅色，證明含有Fe3＋②eq\x(樣品溶液)eq\o(――――――――→,\s\up7(加入氫氧化鈉溶液))產(chǎn)生紅褐色沉淀，證明有Fe3＋存在（3）含F(xiàn)e2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的檢驗①Fe3＋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(淀粉/KI試紙))試紙變藍(lán)色，說明含有Fe3＋②Fe2＋的檢驗eq\x(混合溶液)eq\o(――――――――→,\s\up7(滴加酸性),\s\do5(KMnO4溶液))酸性KMnO4溶液紫紅色褪去，說明含有Fe2＋eq\x(混合溶液)eq\o(――――――→,\s\up7(滴加溴水))溴水褪色，說明含有Fe2＋【專題必練】1．往100gFeCl3和CuCl2的混合溶液中加入鐵粉。已知FeCl3會先與鐵粉發(fā)生反應(yīng)：2FeCl3+Fe=3FeCl2。下圖為加入鐵粉的質(zhì)量與反應(yīng)后剩余固體質(zhì)量關(guān)系。下列說法不正確的是A．D點對應(yīng)縱坐標(biāo)為6.4B．B點后溶液的顏色為藍(lán)色C．該100g溶液中的CuCl2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.5%D．取DE兩點間（不含D）的剩余固體加入鹽酸，均有氣泡產(chǎn)生【答案】B【解析】A、B點處與氯化銅反應(yīng)鐵的質(zhì)量為11.2g-5.6g=5.6g，設(shè)生成銅的質(zhì)量為x，參加反應(yīng)氯化銅的質(zhì)量為yFe+CuCl2═FeCl2+Cu56

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645.6gy

x2．將磁性氧化鐵放入稀HNO3中可發(fā)生如下反應(yīng)：3Fe3O4+28HNO3=9Fe(NO3)x+NO↑+14H2O。下列判斷合理的是（）A．Fe(NO3)x中的x為2B．反應(yīng)中每生成0.2mol還原產(chǎn)物，就有0.6mol電子轉(zhuǎn)移C．稀HNO3在反應(yīng)中只作氧化劑D．磁性氧化鐵中的鐵元素全部被氧化【答案】B【解析】A、根據(jù)N元素守恒，x=(28－1)/9=3，故A錯誤；B、還原產(chǎn)物是NO，因此生成0.2molNO時，轉(zhuǎn)移的電子物質(zhì)的量為0.2×((5－2)mol=0.6mol，故B正確；C、硝酸在此反應(yīng)中表現(xiàn)氧化性和酸性，故C錯誤；D、Fe3O4中鐵的化合價認(rèn)為是1/3的＋2價、2/3的＋3價，而Fe(NO3)3中鐵顯＋3價，因此Fe3O4中一部分鐵被氧化，一部分沒參與氧化還原反應(yīng)，故D錯誤。學(xué)#科網(wǎng)3．某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成兩等份。向其中一份中逐漸加入銅粉，最多能溶解19.2g(己知硝酸只被還原為NO氣體）。向另一份中逐漸加入鐵粉，產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質(zhì)量增加的變化如下圖所示。下列分析或結(jié)果錯誤的是A．OA段產(chǎn)生的是NO，AB段的反應(yīng)為Fe+2Fe3+=3Fe2+，BC段產(chǎn)生氫氣B．原混合酸中NO3-物質(zhì)的量為0.4molC．第二份溶液中最終溶質(zhì)為FeSO4D．取20mL原混合酸加水稀釋至1L后溶液c(H+)=0.1mol?L-l【答案】D點睛：本題以化學(xué)反應(yīng)圖象為載體，考查有關(guān)金屬和酸反應(yīng)的計算題，關(guān)鍵根據(jù)圖象分析各段發(fā)生的反應(yīng)，注意與鐵的反應(yīng)中硝酸全部起氧化劑作用，注意利用守恒思想解答。4．某研究小組探究SO2和Fe(NO3)3溶液的反應(yīng)，其反應(yīng)裝置如下圖所示：已知：1.0mol·L－1的Fe(NO3)3溶液的pH＝1，請回答下列問題：（1）裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是______________________________________（2）為排除空氣對實驗的干擾，滴加濃硫酸之前應(yīng)進(jìn)行的操作是___________________________（3）裝置B中產(chǎn)生了白色沉淀，其成分是_________，說明SO2具有_______性。（4）分析B中產(chǎn)生白色沉淀的原因：猜想1：_____________________________________________________________；猜想2：SO2與Fe3＋反應(yīng)；猜想3：在酸性條件下SO2與NO3—反應(yīng)；①按猜想2，裝置B中反應(yīng)的離子方程式是_____________________________________。②按猜想3，只需將裝置B中的Fe(NO3)3溶液替換為等體積的下列溶液，在相同條件下進(jìn)行實驗。應(yīng)選擇的試劑是________（填字母）。a．0.1mol·L－1硝酸鈉溶液b．1.5mol·L－1Fe(NO3