高考人教版化學(xué)一輪復(fù)習(xí)文檔：第3章 常見金屬及其化合物 第10講 含答案

高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)PAGE19-第10講鐵及其重要化合物考綱要求1.掌握鐵及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。2.了解鐵及其化合物的制備方法?？键c一鐵及其重要化合物的性質(zhì)1．鐵鐵位于元素周期表中第4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(dǎo)熱、導(dǎo)電、延展性，能被磁鐵吸引。(3)鐵的化學(xué)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(xué)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(xué)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，F(xiàn)e3＋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(xué)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)、[Al(OH)4]－、COeq\o\al(2－,3)、ClO－等水解呈堿性的離子不能大量共存。(1)鐵位于元素周期表中第4周期ⅧB族()(2)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()(3)Fe在足量Cl2中燃燒生成FeCl3，在少量Cl2中燃燒生成FeCl2()(4)Fe分別與氯氣、鹽酸反應(yīng)得到相同的氯化物()(5)Fe3O4中Fe的化合價有＋2價和＋3價，因而Fe3O4是FeO與Fe2O3的混合物()(6)FeCl3可與銅發(fā)生置換反應(yīng)()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×1．鐵有＋2、＋3價兩種價態(tài)，單質(zhì)鐵與________(填下列編號，下同)反應(yīng)時只生成＋3價鐵；與______________反應(yīng)時只生成＋2價鐵；與________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⑨FeCl3溶液答案①⑥④⑤⑦⑧⑨②③2．FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3是否都可以通過化合反應(yīng)制?。坑没瘜W(xué)方程式舉例說明。答案都可以。2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(點燃))2FeCl3；2FeCl3＋Fe=3FeCl2；4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。題組一鐵及其化合物的性質(zhì)及應(yīng)用1．(2018·南通三模)下列有關(guān)鐵及其化合物的說法中不正確的是()A．工業(yè)上在高溫下用CO還原含F(xiàn)e2O3的鐵礦石煉鐵B．鐵在純氧中燃燒或高溫下和水蒸氣反應(yīng)均能得到Fe3O4C．工業(yè)上可用鐵制容器儲存、運輸濃硝酸、濃硫酸D．氯化鐵溶液有較強氧化性，故可用作凈水劑答案D解析常溫下鐵在濃硫酸、濃硝酸中發(fā)生鈍化現(xiàn)象，阻止反應(yīng)進行，工業(yè)上可用鐵制容器儲存、運輸濃硝酸、濃硫酸，故C正確；氯化鐵有氧化性，但不是用作凈水劑的原因，凈水是利用鐵離子水解生成的氫氧化鐵膠體具有吸附性，能吸附懸浮的雜質(zhì)凈水，故D錯誤。2．(2018·崇明縣二模)下列各組物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生的氣體分別通入FeSO4溶液中，能與FeSO4發(fā)生反應(yīng)的是()A．Na2O2和H2O B．Al和NaOH溶液C．食鹽和濃硫酸共熱 D．銅片和濃硫酸共熱答案A解析反應(yīng)產(chǎn)生的氣體分別通入FeSO4溶液中，能與FeSO4發(fā)生反應(yīng)，說明氣體具有氧化性，把硫酸亞鐵氧化為硫酸鐵。過氧化鈉和水反應(yīng)生成氧氣，氧氣能氧化硫酸亞鐵生成硫酸鐵，故A正確；鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氫氣，氫氣與硫酸亞鐵不反應(yīng)，故B錯誤；食鹽和濃硫酸加熱反應(yīng)生成氯化氫氣體，氯化氫氣體不與硫酸亞鐵發(fā)生反應(yīng)，故C錯誤；銅和濃硫酸加熱反應(yīng)生成二氧化硫氣體，二氧化硫具有還原性和氧化性，但氧化性弱于鐵離子，不能和硫酸亞鐵發(fā)生反應(yīng)，故D錯誤。題組二用守恒思想判斷物質(zhì)的組成3．(2018·濟南高三質(zhì)檢)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(xué)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(xué)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。4．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．Fe3O4B．Fe2O3C．FeOD．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)∶0.04mol＝1∶1，則這種鐵的氧化物的化學(xué)式為FeO。5．(2019·保定質(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(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。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，F(xiàn)e3O4為任意值)。題組三氫氧化亞鐵制備方法的改進6．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。7.如圖所示，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，產(chǎn)生的H2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。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盛有亞鐵鹽溶液的試管底部，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做陽極，石墨做陰極，電解NaOH溶液，利用新產(chǎn)生的Fe2＋與OH－反應(yīng)制取?？键c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溶液退色：5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。(5)將FeCl2溶液滴入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溶液紫紅色退去，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)氫氧化鐵與HI溶液反應(yīng)僅能發(fā)生中和反應(yīng)()(3)中性溶液中可能大量存在Fe3＋、Cl－、K＋、SOeq\o\al(2－,4)()(4)FeCl3溶液與KSCN溶液反應(yīng)的離子方程式為Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3↓()(5)用酸性KMnO4溶液檢驗FeCl3溶液中是否含有FeCl2()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×1．混合溶液中Fe3＋、Fe2＋除去的常用方法已知：化合物Fe(OH)3Fe(OH)2Mg(OH)2Cu(OH)2Ksp近似值10－3910－1710－1110－20(1)除去Mg2＋中混有的Fe3＋的方法向混合溶液中加入________、____________、____________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Mg2＋中混有的Fe2＋的方法先加入氧化劑(如______)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＋。(3)請設(shè)計實驗方案：除去CuCl2溶液中混有的少量FeCl2。答案(1)MgOMgCO3Mg(OH)2(2)H2O2(3)先通入適量Cl2(或加入H2O2)，然后再按向混合溶液中加入足量CuO[或CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3中之一]，充分反應(yīng)后過濾。2．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＋。題組一Fe2＋和Fe3＋的檢驗1．下列有關(guān)物質(zhì)檢驗方法不合理的是()A．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＋B．用酸性KMnO4溶液檢驗FeCl3溶液中是否含有FeCl2C．檢驗綠礬晶體是否已氧化變質(zhì)，可將綠礬晶體溶于稀H2SO4后滴加KSCN溶液，再觀察溶液是否變紅D．向某溶液中加入NaOH溶液產(chǎn)生紅褐色沉淀，說明溶液中含有Fe3＋答案B解析B項中的Cl－也能使酸性KMnO4溶液退色。2．(2018·濟寧統(tǒng)考)將0.2mol·L－1的KI溶液和0.05mol·L－1Fe2(SO4)3溶液等體積混合充分反應(yīng)后，取混合液分別完成下列實驗，能說明溶液中存在化學(xué)平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2的是()A．向混合液中滴入KSCN溶液，溶液變紅色B．向混合液中滴入AgNO3溶液，有黃色沉淀生成C．向混合液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液，有藍色沉淀生成D．向混合液中滴入淀粉溶液，溶液變藍色答案A解析0.2mol·L－1的KI溶液和0.05mol·L－1Fe2(SO4)3溶液等體積混合，KI過量，向混合液＋＋2I－2Fe2＋＋I2，A項正確；KI過量，溶液中存在I－，B項錯誤；該反應(yīng)生成Fe2＋，向混合液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液，有藍色沉淀生成，只能說明溶液中含有Fe2＋，不能說明溶液中存在化學(xué)平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，C項錯誤；該反應(yīng)生成I2，向混合液中滴入淀粉溶液，溶液變藍色，說明溶液中含有碘單質(zhì)，不能說明溶液中存在化學(xué)平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，D項錯誤。

檢驗Fe2＋和Fe3＋時的注意事項(1)檢驗Fe2＋時不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能將加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水能氧化SCN－)。(2)Fe3＋、Fe2＋、Cl－同時存在時不能用酸性KMnO4溶液檢驗Fe2＋(Cl－能還原酸性KMnO4，有干擾)。(3)檢驗Fe2＋、Fe3＋的其他方法檢驗Fe3＋也可用苯酚(C6H5OH)；檢驗Fe2＋最好用K3[Fe(CN)6]溶液。題組二鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系3．某同學(xué)欲探究鐵及其化合物的性質(zhì)，下列實驗方案可行的是()A．將鐵粉加入熱的濃硫酸中：探究鐵的活潑性B．將熱的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中：制備Fe(OH)3膠體C．在蒸發(fā)皿中加熱蒸干FeSO4溶液：制備FeSO4·6H2O晶體D．將銅粉加入FeCl3溶液中：驗證Fe3＋的氧化性強于Cu2＋答案D解析A項，不活潑金屬Cu等也能與熱的濃硫酸反應(yīng)；B項，得到的是Fe(OH)3沉淀；C項，F(xiàn)e2＋可能被氧化同時也難保證結(jié)晶水的數(shù)目。4．硫酸亞鐵是一種重要的化工原料，可以制備一系列物質(zhì)(如圖所示)，下列說法錯誤的是()A．FeSO4與NH4HCO3反應(yīng)制備FeCO3，適宜在高溫條件下進行B．堿式硫酸鐵水解能產(chǎn)生Fe(OH)3膠體，可用作凈水劑C．可用KSCN溶液檢驗(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化D．常溫下，F(xiàn)eSO4比(NH4)2Fe(SO4)2易溶于水答案A解析A項中，NH4HCO3高溫下易分解，且生成的FeCO3可能受熱分解。5．(Fe2＋、Fe3＋的轉(zhuǎn)化與化學(xué)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)。1．(2018·全國卷Ⅰ，7)磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)電池是新能源汽車的動力電池之一。采用濕法冶金工藝回收廢舊磷酸亞鐵鋰電池正極片中的金屬，其流程如下：下列敘述錯誤的是()A．合理處理廢舊電池有利于保護環(huán)境和資源再利用B．從“正極片”中可回收的金屬元素有Al、Fe、LiC．“沉淀”反應(yīng)的金屬離子為Fe3＋D．上述流程中可用硫酸鈉代替碳酸鈉答案D解析Li2SO4易溶于水，用硫酸鈉代替碳酸鈉，不能形成含Li沉淀，D項錯誤；合理處理廢舊電池有利于保護環(huán)境和資源再利用，A項正確；LiFePO4中含有Li和Fe元素，正極片堿溶所得濾液中含有Al元素，B項正確；Fe2＋能被HNO3氧化為Fe3＋，F(xiàn)e3＋遇到堿液后沉淀，而另一種金屬離子——鋰離子遇到碳酸鈉后沉淀，C項正確。2．(高考選項組合)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FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液顯紅色(2018·江蘇，6A)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)e2＋與SCN－不會顯色，錯誤；D項，鐵與氯氣反應(yīng)只能生成氯化鐵，錯誤。3．(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。4．(2016·全國卷Ⅱ，28)某班同學(xué)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________________________________________________。(2)甲組同學(xué)取2mLFeCl2溶液，加入幾滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液變紅，說明Cl2可將Fe2＋氧化。FeCl2溶液與氯水反應(yīng)的離子方程式為_________________________。(3)乙組同學(xué)認為甲組的實驗不夠嚴謹，該組同學(xué)在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油，再于液面下依次加入幾滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液變紅，煤油的作用是________________________________________________________________________。(4)丙組同學(xué)取10mL0.1mol·L－1KI溶液，加入6mL0.1mol·L－1FeCl3溶液混合。分別取2mL此溶液于3支試管中進行如下實驗：①第一支試管中加入1mLCCl4充分振蕩、靜置，CCl4層顯紫色；②第二支試管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍色沉淀；③第三支試管中加入1滴KSCN溶液，溶液變紅。實驗②檢驗的離子是________(填離子符號)；實驗①和③說明：在I－過量的情況下，溶液中仍含有________(填離子符號)，由此可以證明該氧化還原反應(yīng)為________。(5)丁組同學(xué)向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液，溶液變成棕黃色，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________________________________________________；一段時間后，溶液中有氣泡出現(xiàn)，并放熱，隨后有紅色沉淀生成。產(chǎn)生氣泡的原因是_______，生成沉淀的原因是__________________________________(用平衡移動原理解釋)。答案(1)防止Fe2＋被氧化(2)2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－(3)隔絕空氣(排除氧氣對實驗的影響)(4)Fe2＋Fe3＋可逆反應(yīng)(5)H2O2＋2Fe2＋＋2H＋=2Fe3＋＋2H2OFe3＋催化H2O2分解產(chǎn)生O2H2O2分解反應(yīng)放熱，促進Fe3＋的水解平衡正向移動解析(1)亞鐵離子具有還原性，能被空氣中的氧氣氧化，所以在配制的FeCl2溶液中加入少量鐵屑的目的是防止Fe2＋被空氣氧化。(2)Cl2可將Fe2＋氧化成Fe3＋。(3)煤油的作用是隔絕空氣，防止空氣中的氧氣將Fe2＋氧化，產(chǎn)生干擾。(4)Fe2＋與K3[Fe(CN)6]反應(yīng)生成藍色沉淀Fe3[Fe(CN)6]2。碘在CCl4中呈紫色，F(xiàn)e3＋遇KSCN溶液顯紅色，實驗①和③說明，在I－過量的情況下，溶液中仍含有Fe3＋，由此可以證明該氧化還原反應(yīng)為可逆反應(yīng)。(5)溶液變成棕黃色說明Fe2＋被氧化為Fe3＋，即可寫出離子方程式。一段時間后，產(chǎn)生氣泡的原因是反應(yīng)產(chǎn)生的Fe3＋是H2O2分解的催化劑，促進H2O2分解生成O2，同時H2O2分解反應(yīng)是放熱反應(yīng)，并促進了Fe3＋水解平衡Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋向正反應(yīng)方向移動，產(chǎn)生較多Fe(OH)3，聚集形成沉淀。1．(2018·廣東佛山教學(xué)質(zhì)量檢測)《唐本草》記載“本來綠色，新出窟未見風(fēng)者，正如琉璃。陶及今人謂之石膽，燒之赤色，故名絳礬矣”。文中“絳礬”為()A．FeSO4·7H2O B．CuSO4·5H2OC．Na2SO4·10H2O D．KAl(SO4)2·12H2O答案A解析依據(jù)題中描述，晶體本來為綠色，加熱后得到紅色固體，所以該晶體為FeSO4·7H2O。2．(2018·廣東揭陽調(diào)研)錄音磁帶是在醋酸纖維、聚酯纖維等纖維制成的片基上均勻涂上一層磁性材料——磁粉制成的。制取該磁粉的主要物質(zhì)是()A．FeOB．Fe2O3C．Fe3O4D．Al2O3答案C解析Fe3O4具有磁性。3．(2018·長春高三測試)鐵是人類應(yīng)用較早，當前應(yīng)用量最大的金屬元素。下列有關(guān)鐵及其化合物的說法中正確的是()A．赤鐵礦的主要成分是Fe3O4B．鐵與水蒸氣在高溫下的反應(yīng)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(yīng)產(chǎn)物為Fe3O4和H2；Fe3＋遇KSCN溶液變?yōu)榧t色，但沒有沉淀產(chǎn)生，一般可以用此方法檢驗Fe3＋的存在。4．下列事實不能證明Fe3＋有氧化性的是()A．電子工業(yè)上用FeCl3溶液腐蝕電路板上的銅B．FeCl3溶液滴在淀粉-KI試紙上，試紙變?yōu)樗{色C．將KSCN溶液加入FeCl3溶液中，溶液變?yōu)榧t色D．將H2S氣體通入FeCl3溶液中，產(chǎn)生淡黃色沉淀答案C＋=S↓＋2Fe2＋＋2H＋，只有C項中Fe3＋在反應(yīng)中化合價未發(fā)生改變，不具有氧化性，選C。5．某學(xué)生以鐵絲和Cl2為原料進行下列實驗。從分類角度分析下列說法正確的是()A．實驗①③反應(yīng)制得的物質(zhì)勻為純凈物B．實驗②③均未發(fā)生氧化還原反應(yīng)C．實驗②③均為放熱過程D．實驗①②所涉及的物質(zhì)勻為電解質(zhì)或非電解質(zhì)答案B解析實驗③得到的是氫氧化鐵膠體，是混合體系，A項錯誤；實驗②中的溶解主要是物理變化，實驗③中的水解是發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，兩者均未發(fā)生氧化還原反應(yīng)，B項正確；實驗③中鹽的水解是吸熱過程，C項錯誤；實驗①中的鐵和氯氣是單質(zhì)，既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)，D項錯誤。6．(2018·濟南測試)證明某溶液只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的實驗方法是()A．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后顯紅色B．先滴加KSCN溶液，不顯紅色，再滴加氯水后顯紅色C．滴加NaOH溶液，先產(chǎn)生白色沉淀，后變?yōu)榛揖G色，最后呈紅褐色D．只需滴加KSCN溶液答案B解析Fe2＋和Fe3＋檢驗設(shè)計是?？嫉臒狳c。設(shè)計的步驟：先加KSCN溶液，無現(xiàn)象，可證明溶液中不含F(xiàn)e3＋，然后再滴加氯水，若溶液呈紅色，說明溶液中含有Fe2＋。7．下列除雜的操作不正確的是()A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量鎂充分反應(yīng)后過濾B．FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入過量鐵粉充分反應(yīng)后過濾C．CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反應(yīng)后過濾D．CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2將Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反應(yīng)后過濾答案C解析Mg與FeCl3反應(yīng)生成FeCl2，過量Mg可與FeCl2反應(yīng)置換出Fe，A正確；加入過量鐵粉，F(xiàn)eCl3與Fe反應(yīng)生成FeCl2而達到除雜的目的，B正確；先用H2O2將Fe2＋氧化成Fe3＋，再利用FeCl3的水解，加入的CuO與H＋反應(yīng)將Fe3＋轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3而除去，D正確；C項中加入NaOH溶液，Cu2＋、Fe3＋均能轉(zhuǎn)化成氫氧化物沉淀，不符合除雜要求。8．下列實驗操作和現(xiàn)象、結(jié)論或目的均正確的是()選項操作和現(xiàn)象結(jié)論或目的A向紅磚粉末中加入鹽酸，充分反應(yīng)后取上層清液于試管中，滴加KSCN溶液2～3滴，溶液呈紅色紅磚中含有氧化鐵BCO還原Fe2O3得到的黑色固體加入鹽酸溶解后再加入KSCN溶液，溶液不顯紅色黑色固體中沒有Fe3O4C取少量Fe(NO3)2試樣加水溶解，加稀H2SO4酸化，滴加KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色該Fe(NO3)2試樣已經(jīng)變質(zhì)D向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液變紅色原溶液中含有Fe2＋答案A解析CO還原Fe2O3得到單質(zhì)Fe，即使有Fe3O4，其溶于鹽酸后產(chǎn)生的Fe3＋與Fe發(fā)生反應(yīng)：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，加入KSCN溶液也不顯紅色，B項錯誤；NOeq\o\al(－,3)＋H＋具有強氧化性，而Fe2＋具有還原性，兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，有Fe3＋生成，遇KSCN溶液呈紅色，不能證明樣品是否變質(zhì)，C項錯誤；若原溶液中不存在Fe2＋，存在Fe3＋，也有此現(xiàn)象，D項錯誤。9．FeCO3與砂糖混用可以作補血劑，實驗室里制備FeCO3的流程如圖所示，下列說法不正確的是()A．產(chǎn)品FeCO3在空氣中高溫分解可得到純凈的FeOB．沉淀過程中有CO2氣體放出C．過濾操作的常用玻璃儀器有燒杯、漏斗和玻璃棒D．可利用KSCN溶液檢驗FeSO4溶液是否變質(zhì)答案A解析FeCO3中的＋2價的鐵在高溫時會被空氣中的氧氣氧化。10．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=2Fe3＋＋2Cl－D．用酸性KMnO4溶液可檢驗溶液W中是否還有Fe2＋答案C解析A項，由最終要得到氯化鐵晶體及流程圖知，b是鹽酸，錯誤；B項，操作Ⅰ和操作Ⅱ是過濾，操作Ⅲ為蒸發(fā)結(jié)晶，所用儀器不相同，錯誤；C項，濾液Z和X中均含有氯化亞鐵，因此c為氯氣，正確；D項，高錳酸鉀也能氧化氯離子而退色，因此不能用于檢驗溶液W中是否含有亞鐵離子，錯誤。11．某同學(xué)用含有鐵銹(Fe2O3)的廢鐵屑來制取氯化鐵晶體，實驗裝置如圖所示(夾持裝置略，氣密性已檢驗)，下列推斷不合理的是()A．B中收集到的氣體是氫氣B．燒杯中雙氧水的作用是將Fe2＋還原為Fe3＋C．A中的氧化鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵D．燒杯中的溶液在氯化氫氣氛下，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾后得到氯化鐵晶體答案B解析鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，所以B中收集到的氣體是氫氣，A項正確；雙氧水具有氧化性，可將Fe2＋氧化為Fe3＋，B項錯誤；氧化鐵為堿性氧化物，可與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水，C項正確；因鐵離子易水解，故FeCl3溶液應(yīng)在氯化氫氣氛下，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾后得到氯化鐵晶體，D項正確。12．(2018·南寧市高三模擬)常溫時，將0.1molFe(NO3)3和2molHCl溶于水得2L混合溶液，然后向該溶液投入mg鐵粉使其充分反應(yīng)后，滴加KSCN溶液不變紅色。下列有關(guān)說法正確的是()A．由于氧化性Fe3＋＞H＋，首先發(fā)生的反應(yīng)是Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋B．當加入16.8g鐵粉時，可生成標準狀況下6.72L氣體C．在鐵粉充分反應(yīng)后的溶液中，鐵元素以Fe2＋和Fe3＋的形式存在D．m至少等于28，反應(yīng)過程中溶液的質(zhì)量一直在減小答案B解析酸性條件下，NOeq\o\al(－,3)有氧化性，因此首先發(fā)生的反應(yīng)是Fe＋NOeq\o\al(－,3)＋4H＋=NO↑＋Fe3＋＋2H2O①，然后發(fā)生反應(yīng)：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋②，再發(fā)生Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑③，AmolFe3＋，消耗1.2molH＋，B正確；根據(jù)滴加KSCN溶液不變紅色說明溶液中不含F(xiàn)e3＋，C錯誤；根據(jù)方程式計算則至少消耗鐵16.8g＋(0.1＋0.3)×0.5×56g＝28g，但反應(yīng)過程中溶液的質(zhì)量一直在增大，D錯誤。13．Fe2O3具有廣泛的用途。甲同學(xué)閱讀有關(guān)資料得知在高溫下煅燒FeCO3可以得到Fe2O3。為了進一步驗證此結(jié)論，他做了如下實驗：實驗步驟實驗操作Ⅰ取一定質(zhì)量的FeCO3固體置于坩堝中，高溫煅燒至質(zhì)量不再變化，冷卻至室溫Ⅱ取少量實驗步驟Ⅰ所得固體置于一潔凈的試管中，用足量的稀硫酸溶解Ⅲ向?qū)嶒灢襟EⅡ所得溶液中滴加KSCN溶液，溶液變紅由此甲同學(xué)得出結(jié)論：4FeCO3＋O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe2O3＋4CO2(1)寫出實驗步驟Ⅲ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_______________________________。(2)乙同學(xué)提出了不同的看法：煅燒產(chǎn)物可能是Fe3O4，因為Fe3O4也可以溶于硫酸，且所得溶液中也含有Fe3＋。于是乙同學(xué)對甲同學(xué)的實驗步驟Ⅲ進行了補充改進：檢驗實驗步驟Ⅱ所得溶液中是否含有Fe2＋。他需要選擇的試劑是________(填字母)。a．NaOH溶液b．新制氯水和KSCN溶液c．K3[Fe(CN)6]溶液(3)丙同學(xué)認為即使得到了乙同學(xué)預(yù)期的實驗現(xiàn)象，也不能確定煅燒產(chǎn)物的成分，你認為丙同學(xué)持此看法的理由是______________________。(4)丙同學(xué)進一步查閱資料得知煅燒FeCO3的產(chǎn)物中的確