2023屆高考化學(xué)魯科版一輪復(fù)習(xí)學(xué)案-第三章第2課時(shí)　鐵及其重要化合物

第2課時(shí)鐵及其重要化合物1.結(jié)合真實(shí)情境中的應(yīng)用實(shí)例或通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究,了解鐵單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)。2.知道鐵及其重要化合物在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。3.了解鐵及其重要化合物的制備方法。鐵單質(zhì)及其氧化物、氫氧化物1.鐵的存在與性質(zhì)(1)鐵在元素周期表中的位置、存在形式和物理性質(zhì)(2)化學(xué)性質(zhì)鐵單質(zhì)性質(zhì)活潑,有較強(qiáng)的還原性。按要求書(shū)寫(xiě)下列反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式:①Fe與Cl2、S反應(yīng)的化學(xué)方程式:2Fe+3Cl22FeCl3;Fe+SFeS。②Fe與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。③Fe與過(guò)量稀HNO3反應(yīng)的離子方程式:Fe+NO3-+4H+Fe3++NO↑+2H2O;Fe與少量稀HNO3反應(yīng)的離子方程式:3Fe+2NO3-+8H+3Fe2NO↑+4H2O。④Fe與FeCl3溶液反應(yīng)的離子方程式:Fe+2Fe3+3Fe2+。鐵遇冷的濃硝酸、濃硫酸時(shí),表面會(huì)生成一層致密的氧化膜,化學(xué)上稱(chēng)之為鈍化,屬于化學(xué)變化。2.鐵的氧化物比較化學(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(jià)+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++4H2O與CO的反應(yīng)(煉鐵原理)FexOy+yCOxFe+yCO23.鐵的氫氧化物的性質(zhì)與制備化學(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)3Fe2O3+3H2O制法可溶性亞鐵鹽與堿溶液反應(yīng)Fe2++2OH-Fe(OH)2↓可溶性鐵鹽與堿溶液反應(yīng)Fe3++3OH-Fe(OH)3↓兩者的關(guān)系在空氣中,Fe(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3,現(xiàn)象是白色絮狀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+2H2O4Fe(OH)3[理解辨析]1.判一判(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)(1)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。()(2)Fe在足量Cl2中燃燒生成FeCl3,在少量Cl2中燃燒生成FeCl2。()(3)Fe分別與氯氣、鹽酸反應(yīng)得到相同的氯化物。()(4)Fe3O4中Fe的化合價(jià)有+2價(jià)和+3價(jià),因而Fe3O4是FeO與Fe2O3的混合物。()解析:(1)在隕鐵中存在鐵單質(zhì)。(2)Fe與Cl2反應(yīng)生成FeCl3,與Cl2的量無(wú)關(guān)。(3)Fe與Cl2反應(yīng)生成FeCl3,與鹽酸反應(yīng)生成FeCl2,產(chǎn)物不同。(4)Fe3O4是一種化合物,不是混合物。答案:(1)×(2)×(3)×(4)×2.想一想將部分鐵屑溶于過(guò)量稀硫酸中,過(guò)濾后向?yàn)V液中加入過(guò)量氨水,有白色沉淀生成,過(guò)濾,在空氣中加熱沉淀至質(zhì)量不再發(fā)生變化,得到紅棕色殘?jiān)?。上述沉淀和殘?jiān)謩e是什么?提示:分別是Fe(OH)2和Fe2O3。鐵與稀硫酸反應(yīng)生成FeSO4,FeSO4再與過(guò)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。鐵單質(zhì)及鐵的氧化物1.下列關(guān)于鐵的敘述正確的是(B)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鐵與硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物僅是Fe(NO3)3④鐵能在氧氣中劇烈燃燒⑤不能通過(guò)化合反應(yīng)制得FeCl2和Fe(OH)3⑥向Fe2(SO4)3和CuSO4的混合液中加入少量鐵粉,充分反應(yīng),有紅色固體析出A.①③ B.②④ C.②⑤ D.④⑥解析:①純鐵的抗腐蝕能力較強(qiáng);③鐵與強(qiáng)氧化劑反應(yīng),能被氧化為Fe3+,但若鐵過(guò)量,則Fe3+被Fe還原為Fe2+,所以,Fe與HNO3反應(yīng)的產(chǎn)物可能因鐵過(guò)量而生成Fe(NO3)2;⑤FeCl2、Fe(OH)3可分別通過(guò)化合反應(yīng)Fe+2FeCl33FeCl2、4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3制得;⑥向Fe2(SO4)3和CuSO4的混合液中加入少量鐵粉,Fe3+的氧化性強(qiáng)于Cu2+,不會(huì)有紅色固體銅析出。故B正確。2.(2021·安徽名校聯(lián)盟聯(lián)考)紅褐色的赤鐵礦也稱(chēng)為赭石(主要成分為Fe2O3),常用于制作涂料,磁鐵礦(主要成分為Fe3O4)常用于制作古代的指南針——司南。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(D)A.赤鐵礦是混合物B.Fe與O2或水在一定條件下反應(yīng)均可生成Fe3O4C.槍械表面用NaNO2處理形成一層致密的Fe3O4保護(hù)膜用來(lái)防腐D.取少量鐵礦石溶于足量鹽酸中,加入KMnO4溶液,紫色褪去,證明溶液中含有Fe2+解析:純凈物是指由一種單質(zhì)或一種化合物組成的物質(zhì),所以赤鐵礦是主要成分為三氧化二鐵的混合物,A正確;Fe與氧氣、水的反應(yīng)為3Fe+2O2Fe3O4,3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2(g),B正確;使用亞硝酸鈉,使鋼鐵表面生成一層致密的四氧化三鐵,用來(lái)防止或減緩鋼鐵的銹蝕,C正確;Cl-在酸性環(huán)境中與MnO4-發(fā)生氧化還原反應(yīng),也可使KMnO4溶液褪色,D錯(cuò)誤。(1)FeO、Fe3O4、Fe(OH)2與足量HNO3反應(yīng)時(shí),發(fā)生氧化還原反應(yīng),Fe2+被HNO3氧化生成Fe3+。(2)Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3與足量HI反應(yīng)時(shí),發(fā)生氧化還原反應(yīng),Fe3+被I-還原生成Fe2+。氫氧化亞鐵的制備3.下列各圖中能較長(zhǎng)時(shí)間看到Fe(OH)2白色沉淀的是(B)A.①②③④ B.①②③⑤C.②③④⑤ D.全部解析: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+2H2O4Fe(OH)3,因此要較長(zhǎng)時(shí)間看到Fe(OH)2白色沉淀,就要排出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處在有氫氣的環(huán)境中;③的原理為鐵作陽(yáng)極產(chǎn)生Fe2+,與電解產(chǎn)生的OH-結(jié)合生成Fe(OH)2,且煤油能隔絕空氣;⑤中苯可隔絕空氣;④空氣中的氧氣能將Fe(OH)2氧化,因而不能較長(zhǎng)時(shí)間看到白色沉淀。4.某化學(xué)學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了下列方法探究氫氧化亞鐵的制備等相關(guān)問(wèn)題。(1)用NaOH溶液和FeSO4溶液直接反應(yīng),方法如圖。該方法能觀(guān)察到白色的Fe(OH)2沉淀,但沉淀顏色快速發(fā)生變化。請(qǐng)分析沉淀顏色變化的原因:

(用化學(xué)方程式表示)。

(2)該小組為探究反應(yīng)物濃度對(duì)Fe(OH)2制備效果的影響,以Fe(OH)2沉淀白色持續(xù)時(shí)間(t)為指標(biāo),t越大,實(shí)驗(yàn)效果越好。部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表(w代表質(zhì)量分?jǐn)?shù)):實(shí)驗(yàn)序號(hào)w(FeSO4)/%w(NaOH)/%t/sⅠ2.515149Ⅱ515138Ⅲ101593Ⅳ525142Ⅴ535180①實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的目的是。

②該小組同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)推斷:其他條件不變時(shí),所用NaOH溶液的濃度越大,實(shí)驗(yàn)效果越好。推斷的證據(jù)是。

③由綠礬晶體(FeSO4·7H2O)配制250mL0.10mol·L-1FeSO4溶液,需要用到的儀器有藥匙、玻璃棒、燒杯、托盤(pán)天平、250mL容量瓶、。以下操作會(huì)導(dǎo)致所配溶液濃度偏低的是。

A.容量瓶中原有少量蒸餾水B.洗滌燒杯和玻璃棒的溶液未轉(zhuǎn)入容量瓶中C.定容時(shí)俯視刻度線(xiàn)D.定容搖勻后發(fā)現(xiàn)溶液體積低于刻度線(xiàn),再補(bǔ)加少量蒸餾水至刻度線(xiàn)(3)若向FeSO4溶液中加入足量Na2O2,觀(guān)察到的現(xiàn)象是

。

解析:(1)FeSO4和NaOH發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成Fe(OH)2,Fe(OH)2被空氣中的氧氣氧化生成Fe(OH)3,化學(xué)方程式為4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。(2)①實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的變量是FeSO4溶液濃度,目的是探究其他條件相同時(shí),FeSO4溶液濃度對(duì)Fe(OH)2制備效果的影響。②實(shí)驗(yàn)Ⅴ、Ⅳ、Ⅱ的變量是NaOH溶液濃度,其他條件不變時(shí),所用NaOH溶液的濃度越大,沉淀持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng),實(shí)驗(yàn)效果越好,則證據(jù)是沉淀持續(xù)時(shí)間Ⅴ>Ⅳ>Ⅱ。③配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的步驟:計(jì)算、稱(chēng)量、溶解、移液、洗滌、定容等,用到的儀器:藥匙、玻璃棒、燒杯、托盤(pán)天平、250mL容量瓶、膠頭滴管;定容時(shí)還需要加入蒸餾水,則容量瓶中原有少量蒸餾水對(duì)所配溶液濃度無(wú)影響,不選A;洗滌燒杯和玻璃棒的溶液未轉(zhuǎn)入容量瓶中,則殘留在杯壁上的溶質(zhì)沒(méi)有完全轉(zhuǎn)移到容量瓶,導(dǎo)致所配溶液濃度偏低,選B;定容時(shí)俯視刻度線(xiàn)導(dǎo)致溶液體積偏小,依據(jù)c=nV可知溶液濃度偏高,不選C;定容搖勻后發(fā)現(xiàn)溶液體積低于刻度線(xiàn),再補(bǔ)加少量蒸餾水至刻度線(xiàn),導(dǎo)致加入水的體積增大,溶液濃度偏低,選D。(3)Na2O2和水反應(yīng)生成NaOH和O2,NaOH再和FeSO4溶液反應(yīng)生成Fe(OH)2,由于Na2O2過(guò)量,則Fe(OH)2被氧化為Fe(OH)3,觀(guān)察到的現(xiàn)象是有紅褐色沉淀生成,有氣體放出。答案:(1)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3(2)①探究其他條件相同時(shí),FeSO4溶液濃度對(duì)Fe(OH)2制備效果的影響②沉淀持續(xù)時(shí)間Ⅴ>Ⅳ>Ⅱ③膠頭滴管BD(3)有紅褐色沉淀生成,有氣體放出制備Fe(OH)2的注意事項(xiàng)(1)Fe2+必須是新制的,并放入鐵粉,以防Fe2+被氧化成Fe3+。(2)除去溶液中溶解的O2,其方法是加熱煮沸NaOH溶液。(3)滴管末端插入試管內(nèi)的液面以下。(4)必要時(shí)可在液面上加植物油或苯進(jìn)行液封。鐵鹽及亞鐵鹽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)氧化性Fe2+與Zn反應(yīng)的離子方程式:Zn+Fe2+Fe+Zn2+。(2)還原性Fe2+與Cl2反應(yīng)的離子方程式:2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。2.鐵鹽(1)氧化性:含F(xiàn)e3+的溶液,呈黃色,Fe3+具有較強(qiáng)的氧化性。Fe3+與Cu反應(yīng)的離子方程式:2Fe3++CuCu2++2Fe2+。(2)特性:含有Fe3+的鹽溶液遇到KSCN時(shí)變成紅色。(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+3H2OFe(OH)3(膠體)+3HCl。3.Fe2+、Fe3+的檢驗(yàn)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Fe2+、Fe3+的檢驗(yàn)混合溶液溶液變紅色,說(shuō)明含有Fe3+。混合溶液KMnO4溶液紫紅色褪去,說(shuō)明含有Fe2+。(4)Fe2+的特征檢驗(yàn)方法溶液產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,說(shuō)明溶液中含有Fe2+,3Fe2++2[Fe(CN)6]3-Fe3[Fe(CN)6]2↓。(1)檢驗(yàn)Fe2+時(shí)不能先加氯水后加KSCN溶液,也不能將加KSCN后的混合溶液加到足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN-)。(2)Fe3+、Fe2+、Cl-同時(shí)存在時(shí)不能用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)Fe2+(Cl-能還原KMnO4,有干擾)。(3)檢驗(yàn)Fe3+也可用苯酚(C6H5OH);檢驗(yàn)Fe2+最好用K3[Fe(CN)6]溶液。4.鐵及其化合物的相互轉(zhuǎn)化及應(yīng)用(1)鐵及其化合物的“價(jià)類(lèi)二維圖”①橫向變化體現(xiàn)了同價(jià)態(tài)不同類(lèi)別物質(zhì)(氧化物、堿、鹽)之間的轉(zhuǎn)化。a.堿性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H+)轉(zhuǎn)化為鹽;b.Fe2+、Fe3+與堿(OH-)反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的堿;c.難溶性的堿易分解生成對(duì)應(yīng)的氧化物,但難溶性的堿性氧化物一般不與水反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的堿。②縱向變化體現(xiàn)不同價(jià)態(tài)同類(lèi)別物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化,主要體現(xiàn)物質(zhì)的氧化性或還原性。③斜向變化體現(xiàn)不同價(jià)態(tài)、不同類(lèi)別物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化,主要體現(xiàn)物質(zhì)的氧化性和還原性。(2)應(yīng)用①鹽溶液的配制與保存(以FeCl2、FeCl3為例)②物質(zhì)的制備③除雜主要物質(zhì)雜質(zhì)除雜方法Fe2+Fe3+加過(guò)量鐵粉后過(guò)濾FeCl3FeCl2加氯水或H2O2Fe2+Cu2+加過(guò)量鐵粉后過(guò)濾FeAl加過(guò)量NaOH溶液后過(guò)濾Fe2O3Al2O3、SiO2加過(guò)量NaOH溶液后過(guò)濾Cu2+Fe3+加入CuO、Cu(OH)2等物質(zhì)調(diào)節(jié)pH后過(guò)濾Cu2+Fe2+加入氧化劑將Fe2+氧化為Fe3+,然后加入CuO、Cu(OH)2等物質(zhì)調(diào)節(jié)pH后過(guò)濾[理解辨析]1.判一判(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)(1)氫氧化鐵與HI溶液反應(yīng)僅能發(fā)生中和反應(yīng)。()(2)用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)FeCl3溶液中是否含有FeCl2。()(3)能通過(guò)化合反應(yīng)制取FeCl2。()解析:(1)Fe3+與I-會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)。(2)Cl-也能與KMnO4反應(yīng),使其褪色。答案:(1)×(2)×(3)√2.做一做在Fe2(SO4)3溶液中,加入ag銅,完全溶解后,再加bg鐵,充分反應(yīng)后得到cg殘余固體,且a>c。試分析殘留固體的成分為,所得溶液中陽(yáng)離子為。

答案:CuCu2+、Fe2+Fe2+與Fe3+的檢驗(yàn)1.為了驗(yàn)證Fe3+的性質(zhì),某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了如圖所示的一組實(shí)驗(yàn),其中實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的是(C)A.④ B.③ C.③④ D.①②③④⑤解析:Fe3+與Fe反應(yīng)生成淺綠色的Fe2+,故①正確;Fe3+與KSCN溶液反應(yīng)顯示紅色,據(jù)此能夠檢驗(yàn)Fe3+,故②正確;CuSO4與FeCl3不發(fā)生反應(yīng),混合后溶液不會(huì)變成無(wú)色,故③錯(cuò)誤;AgNO3與FeCl3反應(yīng)生成AgCl沉淀,白色沉淀為AgCl,該性質(zhì)是Cl-性質(zhì),與Fe3+無(wú)關(guān),故④錯(cuò)誤;Fe3+與NaOH溶液反應(yīng)生成紅褐色Fe(OH)3沉淀,據(jù)此可以檢驗(yàn)是否存在Fe3+,故⑤正確。2.(雙選)乳酸亞鐵[(CH3CHOHCOO)2Fe]是常用的食品鐵強(qiáng)化劑之一。某同學(xué)為檢驗(yàn)其中的鐵元素設(shè)計(jì)了如下方案,其中不合理的是(BC)A.向乳酸亞鐵溶液中滴加鐵氰化鉀溶液,出現(xiàn)藍(lán)色沉淀B.向乳酸亞鐵溶液中滴加苯酚溶液,溶液變紫色C.向乳酸亞鐵溶液中滴加酸性高錳酸鉀溶液,振蕩后紫色褪去D.向乳酸亞鐵溶液中滴加硫氰化鉀溶液,無(wú)現(xiàn)象,再加入氯水,溶液變紅解析:A.Fe2+和[Fe(CN)6]3-反應(yīng)產(chǎn)生Fe3[Fe(CN)6]2藍(lán)色沉淀,該方案合理;B.Fe3+與苯酚溶液混合變紫色,Fe2+不能,該方案不合理;C.乳酸亞鐵中含有醇羥基,該結(jié)構(gòu)也易被酸性高錳酸鉀溶液氧化,故該方案不能說(shuō)明乳酸亞鐵中含有Fe2+,該方案不合理;D.向乳酸亞鐵溶液中滴加硫氰化鉀溶液,無(wú)現(xiàn)象,說(shuō)明溶液中不含F(xiàn)e3+,再加入氯水,溶液變紅,說(shuō)明溶液中有Fe3+生成,則Fe3+只能是Fe2+被氧化得來(lái),故該方案可以檢驗(yàn)乳酸亞鐵中鐵元素。Fe2+與Fe3+的性質(zhì)及應(yīng)用3.(雙選)(2022·山東東營(yíng)月考)下列有關(guān)鐵及其化合物的說(shuō)法中不正確的是(BD)A.為了防止氯化亞鐵溶液久置變質(zhì),常在其溶液中加入少許鐵粉B.將飽和FeCl3溶液滴入稀NaOH溶液中,能形成膠體C.新制的氫氧化亞鐵沉淀露置在空氣中最終會(huì)變?yōu)榧t褐色D.除去FeCl3溶液中的FeCl2雜質(zhì)可以向溶液中加鐵粉,然后過(guò)濾解析:亞鐵離子在空氣中易被氧化為鐵離子,加鐵粉可以防止氯化亞鐵溶液的變質(zhì),故A正確;制備氫氧化鐵膠體的方法是將飽和FeCl3溶液滴入沸水中,產(chǎn)生紅褐色即可,故B不正確;新制的氫氧化亞鐵沉淀露置在空氣中迅速變成灰綠色,最終會(huì)變?yōu)榧t褐色的氫氧化鐵,故C正確;除去FeCl3溶液中的FeCl2雜質(zhì)可以向溶液中滴加氯水,將氯化亞鐵氧化為氯化鐵,故D不正確。4.(2021·山東濰坊段考)聚硅酸鐵常用作無(wú)機(jī)高分子絮凝劑。一種用廢鐵渣(主要成分Fe2O3、FeO,少量二氧化硅雜質(zhì))為原料制備聚硅酸鐵的流程如圖:回答下列問(wèn)題。(1)“酸浸”時(shí),通入空氣的主要目的是,寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式:。

(2)“酸浸”需適宜的酸濃度、液固比、酸浸溫度、氧流量等,其中硫酸濃度對(duì)鐵浸取率的影響如圖所示。“酸浸”過(guò)程中調(diào)控硫酸的最佳濃度是。

(3)濾渣的主要成分是(寫(xiě)化學(xué)式)。

(4)“Fe3+濃度檢測(cè)”實(shí)驗(yàn)操作:取100mL待測(cè)液于一燒杯中,加入足量廢鐵屑充分反應(yīng),過(guò)濾,然后取25mL濾液于錐形瓶中,用cmol/L酸性K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定(Cr2O72-①滴定時(shí)盛裝酸性K2Cr2O7溶液的儀器名稱(chēng)是。

②寫(xiě)出滴定過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:

。

③Fe3+的濃度為mol/L(用含V、c的代數(shù)式表示)。

解析:廢鐵渣(主要成分Fe2O3、FeO,少量二氧化硅雜質(zhì))中加入硫酸,并通入空氣,此時(shí)Fe2O3、FeO生成Fe2(SO4)3,SiO2成為濾渣;通過(guò)檢測(cè)Fe3+的濃度,確定聚硅酸的加入量,從而獲得聚硅酸鐵產(chǎn)品。(1)“酸浸”時(shí),通入空氣的主要目的是將Fe2+氧化為Fe3+,該反應(yīng)的離子方程式為4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O。(2)從圖中可以看出,“酸浸”過(guò)程中調(diào)控硫酸的最佳濃度是6mol/L。(3)由分析知,濾渣的主要成分是SiO2。(4)①因?yàn)樗嵝訩2Cr2O7溶液具有強(qiáng)氧化性,會(huì)腐蝕橡皮管,所以滴定時(shí)盛裝酸性K2Cr2O7溶液的儀器名稱(chēng)是酸式滴定管。②滴定過(guò)程中Cr2O72-將Fe2+氧化為Fe3+,自身被還原為Cr3+,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為6Fe2++Cr2O72-+14H+6Fe3++2Cr3++7H2O。③由反應(yīng)的化學(xué)方程式可得出如下關(guān)系式6Fe2+～Cr2O72-,從而得出Fe2+的濃度為6cmol/L×答案:(1)將Fe2+全部氧化為Fe3+4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O(2)6mol/L(3)SiO2(4)①酸式滴定管②6Fe2++Cr2O72-+14H+6Fe3++2Cr3++7H21.(雙選)下列說(shuō)法正確的是(AB)A.FeO粉末在空氣中受熱,迅速被氧化成Fe3O4(2021·湖南卷)B.取少量FeSO4溶液,滴加KSCN溶液,觀(guān)察溶液顏色變化,可檢驗(yàn)溶液中FeSO4是否被氧化(2021·湖南卷)C.制備硫酸亞鐵銨晶體時(shí),須將含F(xiàn)eSO4和(NH4)2SO4的溶液濃縮至干(2021·浙江6月選考)D.H2O(g)通過(guò)灼熱鐵粉:3H2O+2FeFe2O3+3H2(2021·廣東卷)解析:氧化亞鐵具有較強(qiáng)的還原性,在空氣中受熱易被氧氣氧化為穩(wěn)定的Fe3O4,A項(xiàng)正確;Fe3+會(huì)與SCN-結(jié)合形成紅色絡(luò)合物,B項(xiàng)正確;制備硫酸亞鐵銨晶體時(shí),將硫酸銨和硫酸亞鐵溶液濃縮至干會(huì)使晶體失去結(jié)晶水,C項(xiàng)錯(cuò)誤;H2O(g)通過(guò)灼熱鐵粉應(yīng)在高溫條件下生成四氧化三鐵和氫氣,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.(2021·廣東卷,10)部分含鐵物質(zhì)的分類(lèi)與相應(yīng)化合價(jià)關(guān)系如圖所示。下列推斷不合理的是(C)A.a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:圖中所示鐵元素不同化合價(jià)的物質(zhì),a為Fe,b為FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等Fe(Ⅱ)的鹽類(lèi)物質(zhì),c為Fe(OH)2,e為FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等Fe(Ⅲ)的鹽類(lèi)物質(zhì),d為Fe(OH)3。Fe與Fe(Ⅲ)的鹽類(lèi)物質(zhì)可發(fā)生反應(yīng)生成Fe(Ⅱ)的鹽類(lèi)物質(zhì),如Fe+2FeCl33FeCl2,故不選A;Fe(Ⅱ)為鐵元素的中間價(jià)態(tài),既有還原性也有氧化性,因此既可被氧化,也可被還原,故不選B;Fe(Ⅲ)的鹽類(lèi)物質(zhì)與濃堿液反應(yīng)生成Fe(OH)3沉淀,制備Fe(OH)3膠體的操作為向沸水中滴加飽和FeCl3溶液,繼續(xù)煮沸至溶液呈紅褐色,停止加熱,故選C;b→c→d→e→b的轉(zhuǎn)化為FeCl2Fe(OH)2Fe(OH)3FeCl3FeCl2,故不選D。題號(hào)知識(shí)易中難鐵單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)1,2鐵單質(zhì)及化合物的轉(zhuǎn)化及應(yīng)用3,4,567,8綜合應(yīng)用9,10一、選擇題(每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1.鐵及其化合物應(yīng)用廣泛,下列關(guān)于鐵單質(zhì)及鐵的化合物的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(B)A.自然界中的鐵單質(zhì)主要來(lái)自隕石B.氧化亞鐵(FeO)在空氣中加熱容易被氧氣氧化為氧化鐵(Fe2O3)C.氫氧化亞鐵是一種還原性很強(qiáng)的白色難溶物質(zhì)D.配制硫酸亞鐵溶液時(shí)常加入少量的鐵粉以防止亞鐵離子被氧化變質(zhì)解析:自然界中的鐵單質(zhì)主要來(lái)自隕石中的隕鐵,A正確;氧化亞鐵(FeO)在空氣中加熱容易被氧氣氧化為四氧化三鐵(Fe3O4),B錯(cuò)誤;氫氧化亞鐵是一種白色難溶物質(zhì),Fe元素化合價(jià)為+2價(jià),具有很強(qiáng)的還原性,C正確;由于溶液中含有的Fe2+具有強(qiáng)的還原性,容易被氧化為Fe3+,加入Fe粉能夠使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+,故配制硫酸亞鐵溶液時(shí)常加入少量的鐵粉,D正確。2.(2021·上海浦東新區(qū)二模)在鐵粉與水蒸氣反應(yīng)后的殘留固體X中,加入足量的稀硫酸,充分反應(yīng)后得到溶液Y。下列說(shuō)法正確的是(C)A.若X中含有鐵,則反應(yīng)時(shí)一定有氣泡B.若向Y中滴入KSCN溶液顯紅色,則X中無(wú)鐵單質(zhì)C.Y一定能使酸性高錳酸鉀溶液褪色D.Y中滴入NaOH溶液,一定有沉淀產(chǎn)生解析:鐵和水蒸氣反應(yīng)生成Fe3O4和氫氣,殘留固體為Fe3O4或Fe3O4和Fe的混合物。加入足量的稀硫酸,Fe3O4和硫酸反應(yīng)Fe3O4+4H2SO4FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O,若有鐵剩余,由于氧化性Fe3+>H+,所以還會(huì)依次發(fā)生反應(yīng)Fe+Fe2(SO4)33FeSO4,Fe+H2SO4FeSO4+H2↑。若X中含有鐵,但鐵全部和Fe2(SO4)3反應(yīng),則沒(méi)有氣泡,故A錯(cuò)誤;若向Y中滴入KSCN溶液顯紅色,說(shuō)明Y中含F(xiàn)e3+,可能X中無(wú)鐵,也可能X中鐵不足以將Fe2(SO4)3全部轉(zhuǎn)化為FeSO4,故B錯(cuò)誤;不論X是Fe3O4還是Fe3O4和Fe的混合物,和硫酸反應(yīng)后都有Fe2+,所以一定能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,故C正確;若硫酸過(guò)量,則向Y中滴入NaOH溶液,硫酸消耗了NaOH,則沒(méi)有沉淀產(chǎn)生,故D錯(cuò)誤。3.下列有關(guān)氫氧化亞鐵及其制備方法的敘述中,不正確的是(B)A.氫氧化亞鐵易被空氣氧化B.氫氧化亞鐵為灰綠色絮狀沉淀C.可利用如圖所示裝置,制備氫氧化亞鐵D.實(shí)驗(yàn)中所用氫氧化鈉溶液應(yīng)預(yù)先煮沸解析:氫氧化亞鐵易被空氣中的氧氣氧化為氫氧化鐵,故A正確;氫氧化亞鐵為白色絮狀沉淀,故B不正確;氫氧化亞鐵的制備要隔絕空氣,可將硫酸亞鐵溶液滴入氫氧化鈉溶液中,故C正確;氫氧化鈉溶液預(yù)先煮沸可以將其中的空氣排凈,故D正確。4.下列說(shuō)法正確的是(D)A.室溫下,Fe與濃硫酸反應(yīng)生成FeSO4(2020·江蘇卷)B.氧化亞鐵溶于稀硝酸,離子方程式為FeO+2H+Fe2++H2O(2019·天津卷)C.向沸水中滴加飽和氯化鐵溶液得到紅褐色液體,離子方程式為Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+(2019·天津卷)D.向盛有FeCl3溶液的試管中加過(guò)量鐵粉,充分振蕩后加1滴KSCN溶液,現(xiàn)象為黃色逐漸消失,加KSCN后溶液顏色不變(2019·全國(guó)Ⅱ卷)解析:在室溫下,Fe遇濃硫酸發(fā)生鈍化,生成致密的氧化物薄膜,A項(xiàng)錯(cuò)誤;硝酸具有強(qiáng)氧化性,FeO溶于稀硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe3+,B項(xiàng)錯(cuò)誤;沸水中滴加飽和氯化鐵溶液生成的紅褐色液體為膠體,不能寫(xiě)沉淀符號(hào),C項(xiàng)錯(cuò)誤;向盛有FeCl3溶液的試管中加過(guò)量鐵粉,發(fā)生反應(yīng)2FeCl3+Fe3FeCl2,溶液黃色逐漸消失,Fe2+遇KSCN不顯色,D項(xiàng)正確。5.用廢鐵屑制備磁性膠體粒子的過(guò)程如圖。下列說(shuō)法不正確的是(D)A.用Na2CO3溶液浸泡是為了除去廢鐵屑表面的油污B.通入N2是防止空氣中的O2氧化Fe2+C.加適量的H2O2是為了將部分Fe2+氧化為Fe3+,涉及反應(yīng):H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2OD.溶液A中Fe2+和Fe3+的濃度比為2∶1解析:Na2CO3溶液顯堿性,油污在堿性溶液中發(fā)生水解,用Na2CO3溶液浸泡是為了除去廢鐵屑表面的油污,A正確;Fe2+容易被O2氧化,所以通入N2的目的是防止空氣中的O2氧化Fe2+,B正確;利用H2O2的氧化性,把部分Fe2+氧化成Fe3+,涉及的反應(yīng)為2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O,C正確;Fe3O4中二價(jià)鐵和三價(jià)鐵的物質(zhì)的量之比為1∶2,即溶液A中Fe2+和Fe3+的濃度比為1∶2,D不正確。6.1L溶液中含有Fe(NO3)3和H2SO4兩種溶質(zhì),其濃度分別為0.2mol·L-1和1.5mol·L-1,現(xiàn)向該溶液中加入39.2g鐵粉使其充分反應(yīng)。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(C)A.反應(yīng)后溶液中Fe3+物質(zhì)的量為0.8molB.反應(yīng)后產(chǎn)生13.44LH2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)C.反應(yīng)后溶液中Fe2+和Fe3+的物質(zhì)的量之和為0.9molD.由于氧化性:Fe3+>H+,故反應(yīng)中先沒(méi)有氣體產(chǎn)生后產(chǎn)生氣體解析:發(fā)生反應(yīng)的順序是Fe+4H++NO3-Fe3++2H2O+NO↑,Fe+2Fe3+3Fe2+,如果硫酸有剩余,則有反應(yīng)Fe+2H+Fe2++H2↑發(fā)生,溶液中n(Fe3+)=1×0.2mol=0.2mol,n(H+)=1×2×1.5mol=3mol,n(NO3-1×3×0.2mol=0.6mol,n(Fe)=39.2g56g·mol二、選擇題(每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題意)7.如圖是一種綜合處理SO2廢氣的工藝流程。下列說(shuō)法正確的是(A)A.向溶液B中滴加KSCN溶液,溶液可能變?yōu)榧t色B.溶液B轉(zhuǎn)化為溶液C發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為4H++2Fe2++O22Fe3++2H2OC.溶液酸性:A>B>CD.加氧化亞鐵可以使溶液C轉(zhuǎn)化為溶液A解析:Fe3+與SO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe2+,若二氧化硫足量,則溶液中無(wú)Fe3+,加入KSCN溶液,溶液不變紅色,若二氧化硫不足,則溶液中有Fe3+,加入KSCN溶液,溶液顯紅色,A正確;電荷不守恒,B錯(cuò)誤;溶液A轉(zhuǎn)化為溶液B后溶液酸性增強(qiáng),C錯(cuò)誤;FeO與H+反應(yīng)生成Fe2+,故溶液C不能轉(zhuǎn)化為溶液A,D錯(cuò)誤。8.高鐵酸鉀純品為暗紫色有光澤粉末。在198℃以下干燥空氣中穩(wěn)定,極易溶于水而形成淺紫紅色溶液,靜置后會(huì)分解放出氧氣,并沉淀出水合三氧化二鐵。溶液的堿性隨分解而增大,在強(qiáng)堿性溶液中相當(dāng)穩(wěn)定,是極好的氧化劑。具有高效的消毒作用,比高錳酸鉀具有更強(qiáng)的氧化性。高鐵酸鉀的分子式為K2FeO4,工業(yè)制備高鐵酸鉀的離子方程式為Fe(OH)3+ClO-+OH-FeO42-+Cl-+HA.由上述反應(yīng)可知,Fe(OH)3的氧化性強(qiáng)于FeOB.高鐵酸鉀中鐵顯+6價(jià)C.上述反應(yīng)氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶3D.K2FeO4處理水時(shí),不僅能消毒殺菌,而且生成的Fe3+水解形成Fe(OH)3膠體能吸附水中的懸浮雜質(zhì)解析:根據(jù)題干信息,工業(yè)制備高鐵酸鉀的離子方程式為2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-2FeO42-+3Cl-+5H2O,反應(yīng)中Fe(OH)3中Fe的化合價(jià)升高,失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),則Fe(OH)3作還原劑,FeO42-為氧化產(chǎn)物,因此還原性Fe(OH)3>FeO42-,則氧化性Fe(OH)3<FeO42-,A不正確;K2FeO4中K元素為+1價(jià),O元素為-2價(jià),根據(jù)化合物顯電中性可知,Fe的化合價(jià)為+6價(jià),B正確;反應(yīng)2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-2FeO42-+3Cl-+5H2三、非選擇題9.綠礬是含有一定量結(jié)晶水的硫酸亞鐵,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要的用途。某化學(xué)興趣小組對(duì)綠礬的一些性質(zhì)進(jìn)行探究?；卮鹣铝袉?wèn)題。Ⅰ.硫酸亞鐵晶體(FeSO4·7H2O)在醫(yī)藥上作補(bǔ)血?jiǎng)?。為測(cè)定該補(bǔ)血?jiǎng)┲需F元素的含量。設(shè)計(jì)如圖實(shí)驗(yàn)步驟:(1)證明步驟①濾液中含有Fe2+的方法:取樣,先滴加KSCN溶液,再滴加,該過(guò)程的現(xiàn)象為。

(2)步驟②加入過(guò)量H2O2的目的是。

(3)步驟③中反應(yīng)的離子方程式是。

(4)若實(shí)驗(yàn)中鐵無(wú)損耗,則每片補(bǔ)血?jiǎng)┲泻F元素的質(zhì)量為g。

Ⅱ.為進(jìn)一步探究硫酸亞鐵的熱穩(wěn)定性及分解產(chǎn)物,將適量硫酸亞鐵樣品加入裝置A并接入如圖所示的裝置中,打開(kāi)K1和K2,緩緩?fù)ㄈ隢2,加熱。實(shí)驗(yàn)后反應(yīng)管中殘留固體為紅色粉末。(1)C、D中的溶液依次為(填字母)。C、D中有氣泡冒出,并可觀(guān)察到的現(xiàn)象分別為

。

a.品紅b.NaOHc.BaCl2d.Ba(NO3)2e.濃H2SO4(2)寫(xiě)出硫酸亞鐵高溫分解反應(yīng)的化學(xué)方程式:。

解析:Ⅰ.(2)由于H2O2具有氧化性,加入過(guò)量H2O2的目的是將Fe2+全部氧化為Fe3+。(3)步驟③的目的是將Fe3+全部轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3,所以步驟③需加入過(guò)量的氨水,反應(yīng)的離子方程式是Fe3++3NH3·H2OFe(OH)3↓+3NH4+。(4)由于實(shí)驗(yàn)中鐵無(wú)損耗,根據(jù)鐵元素守恒得,每片補(bǔ)血?jiǎng)┲衜(Fe)=2×56×Ⅱ.(1)實(shí)驗(yàn)后反應(yīng)管中殘留的紅色粉末為Fe2O3,根據(jù)得失電子守恒可知必然有SO2產(chǎn)生,根據(jù)元素守恒可知還會(huì)生成SO3,檢驗(yàn)的試劑應(yīng)選擇品紅溶液、BaCl2溶液,不能選擇Ba(NO3)2溶液,因?yàn)镾O2會(huì)與Ba(NO3)2溶液反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀,干擾SO3的檢驗(yàn),由于SO3可與水反應(yīng)生成硫酸,故應(yīng)先檢驗(yàn)SO3,再利用SO2能使品紅褪色的原理檢驗(yàn)SO2。(2)由題意可以得到硫酸亞鐵分解的化學(xué)方程式為2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。答案:Ⅰ.(1)氯水(或雙氧水、稀硝酸等合理氧化劑)滴加KSCN溶液無(wú)變化,滴加氯水后溶液由淺綠色變?yōu)榧t色(2)將Fe2+全部氧化為Fe3+(3)Fe3++3NH3·H2OFe(OH)3↓+3NH4+Ⅱ.(1)c、a生成白色沉淀、褪色(2)2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑10.某化學(xué)課外小組在制備Fe(OH)2過(guò)程中觀(guān)察到生成的白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色,一段時(shí)間后變?yōu)榧t褐色。該小組同學(xué)對(duì)產(chǎn)生灰綠色沉淀的原因進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。Ⅰ.甲同學(xué)猜測(cè)灰綠色沉淀是Fe(OH)2和Fe(OH)3的混合物,設(shè)計(jì)并完成了以下實(shí)驗(yàn)。編號(hào)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)1向2mL0.1mol·L-1FeSO4溶液中滴加0.1mol·L-1NaOH溶液(兩溶液中均先加幾滴維生素C溶液)液面上方出現(xiàn)白色沉淀,一段時(shí)間后變?yōu)榛揖G色,長(zhǎng)時(shí)間后變?yōu)榧t褐色實(shí)驗(yàn)2取實(shí)驗(yàn)1中少量灰綠色沉淀,洗凈后加鹽酸溶解,分成兩份。①中加入試劑a,②中加入試劑b①中出現(xiàn)藍(lán)色沉淀,②中溶液未變成紅色(1)實(shí)驗(yàn)①中產(chǎn)生紅褐色沉淀的化學(xué)方程式為

。

(2)實(shí)驗(yàn)1中加入維生素C溶液是利用了該物質(zhì)的性。

(3)實(shí)驗(yàn)2中加入的試劑a為溶液,試劑b為溶液。實(shí)驗(yàn)2的現(xiàn)象說(shuō)明甲同學(xué)的猜測(cè)(填“正確”或“不正確”)。

Ⅱ.乙同學(xué)查閱資料得知,Fe(OH)2沉淀具有較強(qiáng)的吸附性,猜測(cè)灰綠色可能是Fe(OH)2吸附Fe2+引起的,設(shè)計(jì)并完成了以下實(shí)驗(yàn)。編號(hào)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)3向10mL4mol·L-1NaOH溶液