2023屆新高考新教材化學(xué)魯科版一輪學(xué)案-第3章第9講　鐵的多樣性

第9講鐵的多樣性復(fù)習(xí)目標核心素養(yǎng)1.了解鐵及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。2．能鑒別溶液中的Fe2＋、Fe3＋。1.宏觀辨識與微觀探析：認識鐵及其化合物的性質(zhì)，能以Fe2＋、Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化為例，理解變價金屬元素的氧化還原反應(yīng)實質(zhì)。2．科學(xué)態(tài)度與社會責任：利用鐵及其化合物的性質(zhì)，科學(xué)認識鐵及其化合物的分離、提純和制備工藝流程，同時具有嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度和崇尚真理的意識。考點一鐵的單質(zhì)、氧化物和氫氧化物1．變價金屬——鐵(1)物理性質(zhì)鐵具有金屬的共性，具有能被磁體吸引的特性。(2)化學(xué)性質(zhì)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),\s\do5())2FeCl3；Fe＋Seq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())FeS。②Fe與水蒸氣的反應(yīng)：3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())Fe3O4＋4H2。③與氧化性酸(如HNO3)的反應(yīng)(寫離子方程式)。酸化學(xué)方程式或現(xiàn)象稀HNO3Fe不足Fe＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=Fe3＋＋NO↑＋2H2OFe過量3Fe＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O濃HNO3、濃H2SO4常溫下鈍化④與某些鹽溶液的反應(yīng)與CuSO4溶液反應(yīng)的離子方程式：Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu。與FeCl3溶液反應(yīng)的離子方程式：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋。(3)生鐵的冶煉①原料：鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石。②設(shè)備：高爐。③主要反應(yīng)a．還原劑的生成：C＋O2eq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())CO2，CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())2CO；b．鐵的還原：Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())2Fe＋3CO2；c．造渣反應(yīng)：CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())CaSiO3。[微思考1]請寫出足量鐵與氯氣反應(yīng)的化學(xué)方程式。提示：2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(點燃),\s\do5())2FeCl32．鐵的氧化物(1)物理性質(zhì)化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4俗稱鐵紅磁性氧化鐵色態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體Fe元素的價態(tài)＋2＋3＋2，＋3(2)鐵的氧化物與鹽酸反應(yīng)的離子方程式分別為：FeO：FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2O；Fe2O3：Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O；Fe3O4：Fe3O4＋8H＋=2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。3．鐵的氫氧化物化學(xué)式Fe(OH)2Fe(OH)3色態(tài)白色固體紅褐色固體與鹽酸反應(yīng)Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O受熱分解2Fe(OH)3eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())Fe2O3＋3H2O二者的關(guān)系空氣中，F(xiàn)e(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現(xiàn)象是白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，化學(xué)方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3[微思考2](1)將下列物質(zhì)的顏色和用途或性質(zhì)用短線連接起來。①Fe2O3a．紅褐色A．具有較強的還原性②Fe(OH)2b．紅棕色B．易被氧化成灰綠色最終變成紅褐色③Fe(OH)3c．白色C．紅色油漆、涂料④Fe2＋d．棕黃色D．受熱分解成紅棕色粉末⑤Fe3＋e．淺綠色E．具有較強的氧化性(2)FeCl3、FeCl2、Fe(OH)2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。提示：(1)①—b—C；②—c—B；③—a—D；④—e—A；⑤—d—E(2)均能通過化合反應(yīng)制取。FeCl2：2FeCl3＋Fe=3FeCl2；FeCl3：①2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(點燃),\s\do5())2FeCl3；②2FeCl2＋Cl2=2FeCl3；Fe(OH)2：2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2(原電池反應(yīng))；Fe(OH)3：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3(1)鐵位于元素周期表中第4周期Ⅷ族。()(2)氧化鐵能與酸反應(yīng)，所以可用于制作紅色染料。()(3)用鐵制容器可以運輸濃硝酸和濃硫酸。()(4)Fe2O3與NaOH溶液反應(yīng)可制取Fe(OH)3。()(5)鐵與過量的硫粉共熱產(chǎn)物是Fe2S3。()(6)Fe在足量Cl2中燃燒生成FeCl3，在少量Cl2中燃燒生成FeCl2。()答案：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×[典例]鐵是日常生活中使用最廣泛的金屬，下列關(guān)于鐵的一些說法正確的是()A．常溫下濃硫酸與鐵不反應(yīng)，故常溫下可用鐵制容器貯藏、貯運濃硫酸B．鐵是較活潑的金屬，它與鹵素單質(zhì)(X2)反應(yīng)的生成物均為FeX3C．Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，說明穩(wěn)定性：Fe(OH)2＞Fe(OH)3D．FeO、Fe2O3和Fe3O4均可與鹽酸反應(yīng)，且均為非氧化還原反應(yīng)[解析]鐵在常溫下與濃硫酸反應(yīng)形成致密的氧化膜，A項錯誤；Fe與I2只能生成FeI2，B項錯誤；Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，說明穩(wěn)定性：Fe(OH)2＜Fe(OH)3，C項錯誤；FeO、Fe2O3和Fe3O4均可與鹽酸反應(yīng)生成鹽和水，反應(yīng)過程中無元素化合價變化，均為非氧化還原反應(yīng)，故D正確。[答案]D[對點練1](鐵與水蒸氣反應(yīng)實驗探究)鐵與水蒸氣反應(yīng)，通常有以下兩種裝置，請回答下列問題：裝置一裝置二實驗裝置(1)裝置一中，裝置A的作用：。裝置二中，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(yīng)的鐵粉完全還原為Fe2＋[對點練2](鐵及其化合物的性質(zhì))寫出下列反應(yīng)的離子方程式。(1)FeO溶于足量稀硝酸中：。(2)Fe2O3溶于足量HI溶液中：。(3)Fe(OH)3溶于足量HI溶液中：。答案：(1)3FeO＋NOeq\o\al(－,3)＋10H＋=3Fe3＋＋NO↑＋5H2O(2)Fe2O3＋6H＋＋2I－=2Fe2＋＋I2＋3H2O(3)2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－=2Fe2＋＋I2＋6H2O[對點練3](探究Fe(OH)2的制備方法)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)。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。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(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。答案：①②③⑤[反思歸納]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試管的亞鐵鹽溶液底部，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作陽極，石墨作陰極，電解NaOH溶液，利用新產(chǎn)生的Fe2＋與OH－反應(yīng)制取。[對點練4](用守恒思想判斷氧化物的組成)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．Fe2O3 B．Fe3O4C．Fe4O5 D．Fe5O7解析：D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?？键c二鐵鹽和亞鐵鹽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)Fe2＋的還原性：Fe2＋eq\o(→,\s\up7(O2、Cl2、Br2、HNO3),\s\do5(KMnO4H＋、H2O2、HClO等))Fe3＋Fe2＋的酸性溶液與H2O2反應(yīng)的離子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O。(2)Fe2＋的弱氧化性：Fe2＋與Zn反應(yīng)的離子方程式為Zn＋Fe2＋=Fe＋Zn2＋。2．鐵鹽含F(xiàn)e3＋的溶液呈棕黃色，F(xiàn)e3＋具有較強的氧化性。Fe3＋eq\o(→,\s\up7(Fe、Cu、S2－、SO\o\al(2－,3)、I－),\s\do5(SO2、H2S、HI等))Fe2＋寫出下列轉(zhuǎn)化的離子方程式：(1)Fe3＋eq\o(→,\s\up7(SO\o\al(2－,3)),\s\do5())Fe2＋：2Fe3＋＋SOeq\o\al(2－,3)＋H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋；(2)Fe3＋eq\o(→,\s\up7(I－),\s\do5())Fe2＋：2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2。3．其他重要的鐵鹽及應(yīng)用綠礬(FeSO4·7H2O)用作補血劑及植物補鐵劑高鐵酸鉀(K2FeO4)用作水處理劑或制作高能電池莫爾鹽(或摩爾鹽)[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]用于冶金、電鍍及織物媒染劑赤血鹽[K3Fe(CN)6]用于檢驗Fe2＋4.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(\a\al(混合,溶液))eq\o(→,\s\up7(滴加KSCN溶液),\s\do5())溶液變紅色，說明含有Fe3＋eq\x(\a\al(混合,溶液))eq\o(→,\s\up7(滴加酸性),\s\do5(KMnO4))KMnO4溶液紫紅色褪去，說明含有Fe2＋(Cl－可干擾)。(4)Fe2＋的特征檢驗方法溶液eq\o(→,\s\up7(K3[FeCN6]溶液),\s\do5())產(chǎn)生藍色沉淀，說明溶液中含有Fe2＋，有關(guān)反應(yīng)離子方程式為3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－=Fe3[Fe(CN)6]2↓。[微思考](1)K3[Fe(CN)6]化學(xué)名稱為，其中鐵元素的化合價為。(2)鐵氰化亞鐵的化學(xué)式為。提示：(1)鐵氰化鉀＋3(2)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)×題點一Fe2＋與Fe3＋之間的轉(zhuǎn)化1．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．堿式硫酸鐵水解能產(chǎn)生Fe(OH)3膠體，可用作凈水劑B．該溫度下，(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O在水中的溶解度比FeSO4的大C．可用KSCN溶液檢驗(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O是否被氧化D．為防止NH4HCO3分解，生產(chǎn)FeCO3需在較低溫度下進行解析：B堿式硫酸鐵電離產(chǎn)生Fe3＋，F(xiàn)e3＋能發(fā)生水解生成Fe(OH)3膠體，F(xiàn)e(OH)3膠體具有吸附性，故堿式硫酸鐵可用作凈水劑，A項正確；(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O在水中的溶解度比FeSO4的小，因此在該實驗中能得到(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O，B項錯誤；KSCN溶液遇Fe2＋溶液無現(xiàn)象，(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O若被氧化，則Fe2＋變?yōu)镕e3＋，KSCN溶液遇Fe3＋溶液變紅，C項正確；NH4HCO3不穩(wěn)定，受熱易分解，所以為了防止NH4HCO3分解，生產(chǎn)FeCO3需在較低溫度下進行，D項正確。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題點二Fe2＋、Fe3＋的檢驗3．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＋解析：BB項中的Cl－也能使酸性KMnO4溶液褪色。4．已知：2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，用KI溶液和FeCl3溶液進行如下實驗。下列說法不正確的是()A．實驗①中現(xiàn)象說明有Fe2＋生成B．實驗②中現(xiàn)象說明反應(yīng)后溶液中含有Fe3＋C．實驗③水溶液中c(Fe2＋)大于①中c(Fe2＋)D．實驗③中再加入4滴0.1mol·L－1FeCl2溶液，振蕩靜置，CCl4層溶液顏色無變化解析：DA．Fe2＋與鐵氰化鉀生成藍色沉淀，實驗①中現(xiàn)象說明有Fe2＋生成，故A正確；B.Fe3＋使KSCN溶液顯紅色，實驗②中現(xiàn)象說明反應(yīng)后溶液中含有Fe3＋，故B正確；C．實驗③中生成的I2萃取到CCl4層，從溶液中分離出產(chǎn)物I2，使反應(yīng)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2正向移動，使c(Fe2＋)大于①中c(Fe2＋)，故C正確；D.實驗③中再加入4滴0.1mol·L－1FeCl2溶液，使反應(yīng)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2逆向移動，生成的I2濃度降低，CCl4層溶液顏色變淺，故D錯誤。[反思歸納]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。[命題分析]鐵元素有多種價態(tài)，化合物種類多，特別Fe2＋、Fe3＋的性質(zhì)多樣，是命制綜合實驗題恰當?shù)妮d體。考查內(nèi)容可涉及物質(zhì)性質(zhì)的探究、物質(zhì)的制備、成分測定、離子檢驗等，通過上述問題的設(shè)計，同時可考查儀器的使用、條件的控制、物質(zhì)的分離提純、實驗安全等化學(xué)實驗基礎(chǔ)知識。[典例]從宏觀現(xiàn)象探究微觀本質(zhì)是重要的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。以FeCl3溶液為實驗對象，探究其與堿性物質(zhì)之間反應(yīng)的復(fù)雜多樣性。實驗如下：(1)①中反應(yīng)的離子方程式是。(2)②中逸出的無色氣體是。從物質(zhì)類別的角度分析，Na2CO3與Na2SO3在化學(xué)性質(zhì)方面的共性是(寫一條)；從化合價角度分析，Na2CO3與Na2SO3在化學(xué)性質(zhì)方面的差異是(寫一條)。(3)對于③中的實驗現(xiàn)象，同學(xué)們有諸多猜測，繼續(xù)進行實驗：Ⅰ.甲?、壑械募t棕色溶液少許，滴入鹽酸酸化的BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀。甲得出結(jié)論：FeCl3與Na2SO3發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，離子方程式是。Ⅱ.乙認為甲的實驗不嚴謹，重新設(shè)計并進行實驗，證實了甲的結(jié)論是正確的。其實驗方案是。(4)受以上實驗的啟發(fā)，同學(xué)們對pH≈8的1mol/LNaF溶液與FeCl3溶液混合時的現(xiàn)象產(chǎn)生了好奇并進行實驗：實驗操作及現(xiàn)象④向2mL0.2mol/LFeCl3溶液中滴入2mL1mol/LNaF溶液，溶液變無色⑤向2mL0.2mol/LFeCl3溶液中滴入2mL蒸餾水，溶液顏色變淺Ⅰ.⑤的實驗?zāi)康氖?。?為探究④中溶液變無色的原因，進行如下實驗：資料顯示：FeF3溶液為無色。用平衡移動原理解釋紅褐色沉淀產(chǎn)生的原因：。(5)根據(jù)實驗，F(xiàn)eCl3溶液與堿性物質(zhì)之間的反應(yīng)的多樣性與有關(guān)。[解析](1)根據(jù)圖中對實驗現(xiàn)象的描述，反應(yīng)①氫氧化鎂沉淀轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵膠體。(2)由于碳酸鈉溶液顯堿性，氯化鐵溶液顯酸性，相互促進水解，生成CO2氣體和氫氧化鐵沉淀。(3)加入鹽酸酸化的BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀，說明③中溶液中有SOeq\o\al(2－,4)，亞硫酸鈉與氯化鐵會發(fā)生氧化還原反應(yīng)，即Fe3＋將SOeq\o\al(2－,3)氧化為SOeq\o\al(2－,4)，甲中SOeq\o\al(2－,4)也可能是SOeq\o\al(2－,3)被空氣氧化，所以用鐵氰化鉀溶液檢驗溶液中是否生成Fe2＋更合理。(4)FeCl3溶液中加入NaF溶液，顏色變淺，說明反應(yīng)生成了FeF3，是可溶性的難電離物質(zhì)，加入氫氧化鈉溶液生成紅褐色沉淀，說明OH－更容易與Fe3＋結(jié)合。[答案](1)3Mg(OH)2＋2Fe3＋=2Fe(OH)3(膠體)＋3Mg2＋(2)CO2兩者都為強堿弱酸鹽，能與強酸反應(yīng)Na2CO3中碳原子為最高正價＋4，無還原性；Na2SO3中硫原子為＋4價，具有較強的還原性(3)Ⅰ.2Fe3＋＋SOeq\o\al(2－,3)＋H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Ⅱ.?、壑械募t棕色溶液少許，滴加鐵氰化鉀溶液，出現(xiàn)藍色沉淀(4)Ⅰ.排除加水稀釋對溶液顏色變化的影響Ⅱ.無色溶液中存在平衡：Fe3＋＋3F－FeF3，加入NaOH后，F(xiàn)e3＋更易與OH－結(jié)合生成難溶的Fe(OH)3(5)堿性物質(zhì)的pH、離子的性質(zhì)[對點練]某小組在驗證反應(yīng)“Fe＋2Ag＋=Fe2＋＋2Ag”的實驗中檢測到Fe3＋，發(fā)現(xiàn)和探究過程如下。向硝酸酸化的0.05mol·L－1硝酸銀溶液(pH≈2)中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，燒杯底部有黑色固體，溶液呈黃色。(1)檢驗產(chǎn)物。①取出少量黑色固體，洗滌后(填操作和現(xiàn)象)，證明黑色固體中含有Ag。②取上層清液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，產(chǎn)生藍色沉淀，說明溶液中含有。(2)針對“溶液呈黃色”，甲認為溶液中有Fe3＋，乙認為鐵粉過量時不可能有Fe3＋，乙依據(jù)的原理是(用離子方程式表示)。針對兩種觀點繼續(xù)實驗：①取上層清液，滴加KSCN溶液，溶液變紅，證實了甲的猜測。同時發(fā)現(xiàn)有白色沉淀產(chǎn)生，且溶液顏色深淺、沉淀量多少與取樣時間有關(guān)，對比實驗記錄如下：序號取樣時間/min現(xiàn)象Ⅰ3產(chǎn)生大量白色沉淀；溶液呈紅色Ⅱ30產(chǎn)生白色沉淀；較3min時量少；溶液紅色較3min時加深Ⅲ120產(chǎn)生白色沉淀；較30min時量少；溶液紅色較30min時變淺(資料：Ag＋與SCN－生成白色沉淀AgSCN)②對Fe3＋產(chǎn)生的原因做出如下假設(shè)：假設(shè)a：可能是鐵粉表面有氧化層，能產(chǎn)生Fe3＋；假設(shè)b：空氣中存在O2，由于(用離子方程式表示)，可產(chǎn)生Fe3＋；假設(shè)c：酸性溶液中NOeq\o\al(－,3)具有氧化性，可產(chǎn)生Fe3＋；假設(shè)d：根據(jù)現(xiàn)象，判斷溶液中存在Ag＋，可產(chǎn)生Fe3＋。解析：(1)①若黑色固體中含有Ag可加入硝酸加熱使之溶解再加入鹽酸，能產(chǎn)生白色沉淀AgCl。②K3[Fe(CN)6]是檢驗Fe2＋的試劑，所以產(chǎn)生藍色沉淀說明含有Fe2＋。(2)過量鐵粉與Fe3＋反應(yīng)生成Fe2＋，F(xiàn)e＋2Fe3＋=3Fe2＋。②O2氧化Fe2＋反應(yīng)為4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O。白色沉淀是AgSCN，所以實驗可以說明含有Ag＋，Ag＋可能氧化Fe2＋生成Fe3＋。答案：(1)①加硝酸加熱溶解固體，再滴加稀鹽酸產(chǎn)生白色沉淀②Fe2＋(2)Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋②4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O加入KSCN溶液后生成白色沉淀1．(2021·廣東卷，10)部分含鐵物質(zhì)的分類與相應(yīng)化合價關(guān)系如圖所示。下列推斷不合理的是()A．a(chǎn)可與e反應(yīng)生成bB．b既可被氧化，也可被還原C．可將e加入濃堿液中制得d的膠體D．可存在b→c→d→e→b的循環(huán)轉(zhuǎn)化關(guān)系解析：C由題圖可知，a為Fe，b中含有Fe2＋，c為Fe(OH)2，d為Fe(OH)3，e中含有Fe3＋。Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，a可與e反應(yīng)生成b，A推斷合理；Fe2＋既可以被氧化為Fe3＋，也可以被還原為Fe，B推斷合理；可將飽和的Fe3＋溶液加入沸水中制得Fe(OH)3膠體，而不是濃堿液中，C推斷不合理；可存在Fe2＋eq\o(→,\s\up7(OH－))Fe(OH)2eq\o(→,\s\up7(O2))Fe(OH)3eq\o(→,\s\up7(H＋))Fe3＋eq\o(→,\s\up7(Fe))Fe2＋的循環(huán)轉(zhuǎn)化關(guān)系，D推斷合理。2．(經(jīng)典高考題節(jié)選)下列敘述正確的是()A．“雨過天晴云破處”所描述的瓷器青色，來自氧化鐵B．向盛有FeCl3溶液的試管中加過量鐵粉，充分振蕩后加1滴KSCN溶液，溶液黃色逐漸消失，加氯水后溶液顏色不變C．將廢鐵屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工業(yè)廢氣中的Cl2D．氧化亞鐵溶于稀硝酸：FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2O答案：C3．(經(jīng)典高考題)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解析：D合理處理廢舊電池有利于保護環(huán)境和資源再利用，LiFePO4中含有Li和Fe元素，正極片堿溶所得濾液中含有Al元素，A、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(Li＋)遇到Na2CO3后沉淀，C項正確；Li2SO4易溶于水，用Na2SO4代替Na2CO3，不能形成含Li沉淀，D項錯誤。4．(2020·全國卷Ⅰ，27)為驗證不同化合價鐵的氧化還原能力，利用下列電池裝置進行實驗?；卮鹣铝袉栴}：(1)由FeSO4·7H2O固體配制0.10mol·L－1FeSO4溶液，需要的儀器有藥匙、玻璃棒、(從下列圖中選擇，寫出名稱)。(2)電池裝置中，鹽橋連接兩電極電解質(zhì)溶液。鹽橋中陰、陽離子不與溶液中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并且電遷移率(u∞)應(yīng)盡可能地相近。根據(jù)下表數(shù)據(jù)，鹽橋中應(yīng)選擇作為電解質(zhì)。陽離子u∞×108/(m2·s－1·V－1)陰離子u∞×108/(m2·s－1·V－1)Li＋4.07HCOeq\o\al(－,3)4.61Na＋5.19NOeq\o\al(－,3)7.40Ca2＋6.59Cl－7.91K＋7.62SOeq\o\al(2－,4)8.27(3)電流表顯示電子由鐵電極流向石墨電極?？芍?，鹽橋中的陽離子進入電極溶液中。(4)電池反應(yīng)一段時間后，測得鐵電極溶液中c(Fe2＋)增加了0.02mol·L－1。石墨電極上未見Fe析出?？芍姌O溶液中c(Fe2＋)＝。(5)根據(jù)(3)、(4)實驗結(jié)果，可知石墨電極的電極反應(yīng)式為，鐵電極的電極反應(yīng)式為。因此，驗證了Fe2＋氧化性小于