2023屆高考化學魯科版一輪復習學案-第三章第2課時　鐵及其重要化合物

第2課時鐵及其重要化合物1.結合真實情境中的應用實例或通過實驗探究,了解鐵單質及其重要化合物的主要性質。2.知道鐵及其重要化合物在生產、生活中的應用。3.了解鐵及其重要化合物的制備方法。鐵單質及其氧化物、氫氧化物1.鐵的存在與性質(1)鐵在元素周期表中的位置、存在形式和物理性質(2)化學性質鐵單質性質活潑,有較強的還原性。按要求書寫下列反應的化學方程式或離子方程式:①Fe與Cl2、S反應的化學方程式:2Fe+3Cl22FeCl3;Fe+SFeS。②Fe與水蒸氣反應的化學方程式:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。③Fe與過量稀HNO3反應的離子方程式:Fe+NO3-+4H+Fe3++NO↑+2H2O;Fe與少量稀HNO3反應的離子方程式:3Fe+2NO3-+8H+3Fe2NO↑+4H2O。④Fe與FeCl3溶液反應的離子方程式:Fe+2Fe3+3Fe2+。鐵遇冷的濃硝酸、濃硫酸時,表面會生成一層致密的氧化膜,化學上稱之為鈍化,屬于化學變化。2.鐵的氧化物比較化學式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+反應的離子方程式FeO+2H+Fe2++H2OFe2O3+6H+2Fe3++3H2OFe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2O與CO的反應(煉鐵原理)FexOy+yCOxFe+yCO23.鐵的氫氧化物的性質與制備化學式Fe(OH)2Fe(OH)3色態(tài)白色固體紅褐色固體與鹽酸反應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Fe2++2OH-Fe(OH)2↓可溶性鐵鹽與堿溶液反應Fe3++3OH-Fe(OH)3↓兩者的關系在空氣中,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,化學方程式為4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3[理解辨析]1.判一判(正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)鐵的化學性質比較活潑,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、鹽酸反應得到相同的氯化物。()(4)Fe3O4中Fe的化合價有+2價和+3價,因而Fe3O4是FeO與Fe2O3的混合物。()解析:(1)在隕鐵中存在鐵單質。(2)Fe與Cl2反應生成FeCl3,與Cl2的量無關。(3)Fe與Cl2反應生成FeCl3,與鹽酸反應生成FeCl2,產物不同。(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量稀硫酸中,過濾后向濾液中加入過量氨水,有白色沉淀生成,過濾,在空氣中加熱沉淀至質量不再發(fā)生變化,得到紅棕色殘渣。上述沉淀和殘渣分別是什么?提示:分別是Fe(OH)2和Fe2O3。鐵與稀硫酸反應生成FeSO4,FeSO4再與過量氨水反應生成白色沉淀Fe(OH)2,在空氣中加熱Fe(OH)2,鐵元素被氧化為+3價,最后所得紅棕色殘渣為Fe2O3。鐵單質及鐵的氧化物1.下列關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在人體內的血紅蛋白中含有鐵元素③鐵與硝酸反應的產物僅是Fe(NO3)3④鐵能在氧氣中劇烈燃燒⑤不能通過化合反應制得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,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;③鐵與強氧化劑反應,能被氧化為Fe3+,但若鐵過量,則Fe3+被Fe還原為Fe2+,所以,Fe與HNO3反應的產物可能因鐵過量而生成Fe(NO3)2;⑤FeCl2、Fe(OH)3可分別通過化合反應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+的氧化性強于Cu2+,不會有紅色固體銅析出。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。下列說法錯誤的是(D)A.赤鐵礦是混合物B.Fe與O2或水在一定條件下反應均可生成Fe3O4C.槍械表面用NaNO2處理形成一層致密的Fe3O4保護膜用來防腐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或一種化合物組成的物質,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,也可使KMnO4溶液褪色,D錯誤。(1)FeO、Fe3O4、Fe(OH)2與足量HNO3反應時,發(fā)生氧化還原反應,Fe2+被HNO3氧化生成Fe3+。(2)Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3與足量HI反應時,發(fā)生氧化還原反應,Fe3+被I-還原生成Fe2+。氫氧化亞鐵的制備3.下列各圖中能較長時間看到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,因此要較長時間看到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的原理為鐵作陽極產生Fe2+,與電解產生的OH-結合生成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,因而不能較長時間看到白色沉淀。4.某化學學習小組設計了下列方法探究氫氧化亞鐵的制備等相關問題。(1)用NaOH溶液和FeSO4溶液直接反應,方法如圖。該方法能觀察到白色的Fe(OH)2沉淀,但沉淀顏色快速發(fā)生變化。請分析沉淀顏色變化的原因:

(用化學方程式表示)。

(2)該小組為探究反應物濃度對Fe(OH)2制備效果的影響,以Fe(OH)2沉淀白色持續(xù)時間(t)為指標,t越大,實驗效果越好。部分實驗數(shù)據如表(w代表質量分數(shù)):實驗序號w(FeSO4)/%w(NaOH)/%t/sⅠ2.515149Ⅱ515138Ⅲ101593Ⅳ525142Ⅴ535180①實驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的目的是。

②該小組同學通過實驗推斷:其他條件不變時,所用NaOH溶液的濃度越大,實驗效果越好。推斷的證據是。

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、托盤天平、250mL容量瓶、。以下操作會導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入容量瓶中C.定容時俯視刻度線D.定容搖勻后發(fā)現(xiàn)溶液體積低于刻度線,再補加少量蒸餾水至刻度線(3)若向FeSO4溶液中加入足量Na2O2,觀察到的現(xiàn)象是

。

解析:(1)FeSO4和NaOH發(fā)生復分解反應生成Fe(OH)2,Fe(OH)2被空氣中的氧氣氧化生成Fe(OH)3,化學方程式為4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。(2)①實驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的變量是FeSO4溶液濃度,目的是探究其他條件相同時,FeSO4溶液濃度對Fe(OH)2制備效果的影響。②實驗Ⅴ、Ⅳ、Ⅱ的變量是NaOH溶液濃度,其他條件不變時,所用NaOH溶液的濃度越大,沉淀持續(xù)時間越長,實驗效果越好,則證據是沉淀持續(xù)時間Ⅴ>Ⅳ>Ⅱ。③配制一定物質的量濃度溶液的步驟:計算、稱量、溶解、移液、洗滌、定容等,用到的儀器:藥匙、玻璃棒、燒杯、托盤天平、250mL容量瓶、膠頭滴管;定容時還需要加入蒸餾水,則容量瓶中原有少量蒸餾水對所配溶液濃度無影響,不選A;洗滌燒杯和玻璃棒的溶液未轉入容量瓶中,則殘留在杯壁上的溶質沒有完全轉移到容量瓶,導致所配溶液濃度偏低,選B;定容時俯視刻度線導致溶液體積偏小,依據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,再補加少量蒸餾水至刻度線,導致加入水的體積增大,溶液濃度偏低,選D。(3)Na2O2和水反應生成NaOH和O2,NaOH再和FeSO4溶液反應生成Fe(OH)2,由于Na2O2過量,則Fe(OH)2被氧化為Fe(OH)3,觀察到的現(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,FeSO4溶液濃度對Fe(OH)2制備效果的影響②沉淀持續(xù)時間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(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的液面以下。(4)必要時可在液面上加植物油或苯進行液封。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反應的離子方程式:Zn+Fe2+Fe+Zn2+。(2)還原性Fe2+與Cl2反應的離子方程式:2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。2.鐵鹽(1)氧化性:含F(xiàn)e3+的溶液,呈黃色,Fe3+具有較強的氧化性。Fe3+與Cu反應的離子方程式:2Fe3++CuCu2++2Fe2+。(2)特性:含有Fe3+的鹽溶液遇到KSCN時變成紅色。(3)FeCl3易水解:將其飽和溶液滴入沸水中制備膠體的化學方程式為FeCl3+3H2OFe(OH)3(膠體)+3HCl。3.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Fe2+、Fe3+的檢驗混合溶液溶液變紅色,說明含有Fe3+?；旌先芤篕MnO4溶液紫紅色褪去,說明含有Fe2+。(4)Fe2+的特征檢驗方法溶液產生藍色沉淀,說明溶液中含有Fe2+,3Fe2++2[Fe(CN)6]3-Fe3[Fe(CN)6]2↓。(1)檢驗Fe2+時不能先加氯水后加KSCN溶液,也不能將加KSCN后的混合溶液加到足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化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KMnO4,有干擾)。(3)檢驗Fe3+也可用苯酚(C6H5OH);檢驗Fe2+最好用K3[Fe(CN)6]溶液。4.鐵及其化合物的相互轉化及應用(1)鐵及其化合物的“價類二維圖”①橫向變化體現(xiàn)了同價態(tài)不同類別物質(氧化物、堿、鹽)之間的轉化。a.堿性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H+)轉化為鹽;b.Fe2+、Fe3+與堿(OH-)反應生成對應的堿;c.難溶性的堿易分解生成對應的氧化物,但難溶性的堿性氧化物一般不與水反應生成對應的堿。②縱向變化體現(xiàn)不同價態(tài)同類別物質之間的轉化,主要體現(xiàn)物質的氧化性或還原性。③斜向變化體現(xiàn)不同價態(tài)、不同類別物質之間的轉化,主要體現(xiàn)物質的氧化性和還原性。(2)應用①鹽溶液的配制與保存(以FeCl2、FeCl3為例)②物質的制備③除雜主要物質雜質除雜方法Fe2+Fe3+加過量鐵粉后過濾FeCl3FeCl2加氯水或H2O2Fe2+Cu2+加過量鐵粉后過濾FeAl加過量NaOH溶液后過濾Fe2O3Al2O3、SiO2加過量NaOH溶液后過濾Cu2+Fe3+加入CuO、Cu(OH)2等物質調節(jié)pH后過濾Cu2+Fe2+加入氧化劑將Fe2+氧化為Fe3+,然后加入CuO、Cu(OH)2等物質調節(jié)pH后過濾[理解辨析]1.判一判(正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)氫氧化鐵與HI溶液反應僅能發(fā)生中和反應。()(2)用酸性KMnO4溶液檢驗FeCl3溶液中是否含有FeCl2。()(3)能通過化合反應制取FeCl2。()解析:(1)Fe3+與I-會發(fā)生氧化還原反應。(2)Cl-也能與KMnO4反應,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,所得溶液中陽離子為。

答案:CuCu2+、Fe2+Fe2+與Fe3+的檢驗1.為了驗證Fe3+的性質,某化學興趣小組設計了如圖所示的一組實驗,其中實驗方案設計錯誤的是(C)A.④ B.③ C.③④ D.①②③④⑤解析:Fe3+與Fe反應生成淺綠色的Fe2+,故①正確;Fe3+與KSCN溶液反應顯示紅色,據此能夠檢驗Fe3+,故②正確;CuSO4與FeCl3不發(fā)生反應,混合后溶液不會變成無色,故③錯誤;AgNO3與FeCl3反應生成AgCl沉淀,白色沉淀為AgCl,該性質是Cl-性質,與Fe3+無關,故④錯誤;Fe3+與NaOH溶液反應生成紅褐色Fe(OH)3沉淀,據此可以檢驗是否存在Fe3+,故⑤正確。2.(雙選)乳酸亞鐵[(CH3CHOHCOO)2Fe]是常用的食品鐵強化劑之一。某同學為檢驗其中的鐵元素設計了如下方案,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,無現(xiàn)象,再加入氯水,溶液變紅解析:A.Fe2+和[Fe(CN)6]3-反應產生Fe3[Fe(CN)6]2藍色沉淀,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,該結構也易被酸性高錳酸鉀溶液氧化,故該方案不能說明乳酸亞鐵中含有Fe2+,該方案不合理;D.向乳酸亞鐵溶液中滴加硫氰化鉀溶液,無現(xiàn)象,說明溶液中不含F(xiàn)e3+,再加入氯水,溶液變紅,說明溶液中有Fe3+生成,則Fe3+只能是Fe2+被氧化得來,故該方案可以檢驗乳酸亞鐵中鐵元素。Fe2+與Fe3+的性質及應用3.(雙選)(2022·山東東營月考)下列有關鐵及其化合物的說法中不正確的是(BD)A.為了防止氯化亞鐵溶液久置變質,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變?yōu)榧t褐色D.除去FeCl3溶液中的FeCl2雜質可以向溶液中加鐵粉,然后過濾解析: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,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)聚硅酸鐵常用作無機高分子絮凝劑。一種用廢鐵渣(主要成分Fe2O3、FeO,少量二氧化硅雜質)為原料制備聚硅酸鐵的流程如圖:回答下列問題。(1)“酸浸”時,通入空氣的主要目的是,寫出該反應的離子方程式:。

(2)“酸浸”需適宜的酸濃度、液固比、酸浸溫度、氧流量等,其中硫酸濃度對鐵浸取率的影響如圖所示?！八峤边^程中調控硫酸的最佳濃度是。

(3)濾渣的主要成分是(寫化學式)。

(4)“Fe3+濃度檢測”實驗操作:取100mL待測液于一燒杯中,加入足量廢鐵屑充分反應,過濾,然后取25mL濾液于錐形瓶中,用cmol/L酸性K2Cr2O7標準溶液滴定(Cr2O72-①滴定時盛裝酸性K2Cr2O7溶液的儀器名稱是。

②寫出滴定過程中發(fā)生反應的離子方程式:

。

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)中加入硫酸,并通入空氣,此時Fe2O3、FeO生成Fe2(SO4)3,SiO2成為濾渣;通過檢測Fe3+的濃度,確定聚硅酸的加入量,從而獲得聚硅酸鐵產品。(1)“酸浸”時,通入空氣的主要目的是將Fe2+氧化為Fe3+,該反應的離子方程式為4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O。(2)從圖中可以看出,“酸浸”過程中調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因為酸性K2Cr2O7溶液具有強氧化性,會腐蝕橡皮管,所以滴定時盛裝酸性K2Cr2O7溶液的儀器名稱是酸式滴定管。②滴定過程中Cr2O72-將Fe2+氧化為Fe3+,自身被還原為Cr3+,發(fā)生反應的離子方程式為6Fe2++Cr2O72-+14H+6Fe3++2Cr3++7H2O。③由反應的化學方程式可得出如下關系式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,觀察溶液顏色變化,可檢驗溶液中FeSO4是否被氧化(2021·湖南卷)C.制備硫酸亞鐵銨晶體時,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)通過灼熱鐵粉:3H2O+2FeFe2O3+3H2(2021·廣東卷)解析:氧化亞鐵具有較強的還原性,在空氣中受熱易被氧氣氧化為穩(wěn)定的Fe3O4,A項正確;Fe3+會與SCN-結合形成紅色絡合物,B項正確;制備硫酸亞鐵銨晶體時,將硫酸銨和硫酸亞鐵溶液濃縮至干會使晶體失去結晶水,C項錯誤;H2O(g)通過灼熱鐵粉應在高溫條件下生成四氧化三鐵和氫氣,D項錯誤。2.(2021·廣東卷,10)部分含鐵物質的分類與相應化合價關系如圖所示。下列推斷不合理的是(C)A.a可與e反應生成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)轉化關系解析:圖中所示鐵元素不同化合價的物質,a為Fe,b為FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等Fe(Ⅱ)的鹽類物質,c為Fe(OH)2,e為FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等Fe(Ⅲ)的鹽類物質,d為Fe(OH)3。Fe與Fe(Ⅲ)的鹽類物質可發(fā)生反應生成Fe(Ⅱ)的鹽類物質,如Fe+2FeCl33FeCl2,故不選A;Fe(Ⅱ)為鐵元素的中間價態(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)的鹽類物質與濃堿液反應生成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的轉化為FeCl2Fe(OH)2Fe(OH)3FeCl3FeCl2,故不選D。題號知識易中難鐵單質及其化合物的性質1,2鐵單質及化合物的轉化及應用3,4,567,8綜合應用9,10一、選擇題(每小題只有一個選項符合題意)1.鐵及其化合物應用廣泛,下列關于鐵單質及鐵的化合物的說法錯誤的是(B)A.自然界中的鐵單質主要來自隕石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的白色難溶物質D.配制硫酸亞鐵溶液時常加入少量的鐵粉以防止亞鐵離子被氧化變質解析:自然界中的鐵單質主要來自隕石中的隕鐵,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錯誤;氫氧化亞鐵是一種白色難溶物質,Fe元素化合價為+2價,具有很強的還原性,C正確;由于溶液中含有的Fe2+具有強的還原性,容易被氧化為Fe3+,加入Fe粉能夠使Fe3+轉化為Fe2+,故配制硫酸亞鐵溶液時常加入少量的鐵粉,D正確。2.(2021·上海浦東新區(qū)二模)在鐵粉與水蒸氣反應后的殘留固體X中,加入足量的稀硫酸,充分反應后得到溶液Y。下列說法正確的是(C)A.若X中含有鐵,則反應時一定有氣泡B.若向Y中滴入KSCN溶液顯紅色,則X中無鐵單質C.Y一定能使酸性高錳酸鉀溶液褪色D.Y中滴入NaOH溶液,一定有沉淀產生解析:鐵和水蒸氣反應生成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Fe3O4+4H2SO4FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O,若有鐵剩余,由于氧化性Fe3+>H+,所以還會依次發(fā)生反應Fe+Fe2(SO4)33FeSO4,Fe+H2SO4FeSO4+H2↑。若X中含有鐵,但鐵全部和Fe2(SO4)3反應,則沒有氣泡,故A錯誤;若向Y中滴入KSCN溶液顯紅色,說明Y中含F(xiàn)e3+,可能X中無鐵,也可能X中鐵不足以將Fe2(SO4)3全部轉化為FeSO4,故B錯誤;不論X是Fe3O4還是Fe3O4和Fe的混合物,和硫酸反應后都有Fe2+,所以一定能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,故C正確;若硫酸過量,則向Y中滴入NaOH溶液,硫酸消耗了NaOH,則沒有沉淀產生,故D錯誤。3.下列有關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.實驗中所用氫氧化鈉溶液應預先煮沸解析: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;氫氧化鈉溶液預先煮沸可以將其中的空氣排凈,故D正確。4.下列說法正確的是(D)A.室溫下,Fe與濃硫酸反應生成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項錯誤;硝酸具有強氧化性,FeO溶于稀硝酸發(fā)生氧化還原反應生成Fe3+,B項錯誤;沸水中滴加飽和氯化鐵溶液生成的紅褐色液體為膠體,不能寫沉淀符號,C項錯誤;向盛有FeCl3溶液的試管中加過量鐵粉,發(fā)生反應2FeCl3+Fe3FeCl2,溶液黃色逐漸消失,Fe2+遇KSCN不顯色,D項正確。5.用廢鐵屑制備磁性膠體粒子的過程如圖。下列說法不正確的是(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: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+,涉及的反應為2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O,C正確;Fe3O4中二價鐵和三價鐵的物質的量之比為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,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。下列有關說法正確的是(C)A.反應后溶液中Fe3+物質的量為0.8molB.反應后產生13.44LH2(標準狀況)C.反應后溶液中Fe2+和Fe3+的物質的量之和為0.9molD.由于氧化性:Fe3+>H+,故反應中先沒有氣體產生后產生氣體解析:發(fā)生反應的順序是Fe+4H++NO3-Fe3++2H2O+NO↑,Fe+2Fe3+3Fe2+,如果硫酸有剩余,則有反應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(每小題有一個或兩個選項符合題意)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轉化為溶液C發(fā)生反應的離子方程式為4H++2Fe2++O22Fe3++2H2OC.溶液酸性:A>B>CD.加氧化亞鐵可以使溶液C轉化為溶液A解析:Fe3+與SO2發(fā)生氧化還原反應生成Fe2+,若二氧化硫足量,則溶液中無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錯誤;溶液A轉化為溶液B后溶液酸性增強,C錯誤;FeO與H+反應生成Fe2+,故溶液C不能轉化為溶液A,D錯誤。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,在強堿性溶液中相當穩(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.由上述反應可知,Fe(OH)3的氧化性強于FeOB.高鐵酸鉀中鐵顯+6價C.上述反應氧化劑和還原劑的物質的量之比為2∶3D.K2FeO4處理水時,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解析:根據題干信息,工業(yè)制備高鐵酸鉀的離子方程式為2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-2FeO42-+3Cl-+5H2O,反應中Fe(OH)3中Fe的化合價升高,失去電子,發(fā)生氧化反應,則Fe(OH)3作還原劑,FeO42-為氧化產物,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,O元素為-2價,根據化合物顯電中性可知,Fe的化合價為+6價,B正確;反應2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-2FeO42-+3Cl-+5H2三、非選擇題9.綠礬是含有一定量結晶水的硫酸亞鐵,在工農業(yè)生產中具有重要的用途。某化學興趣小組對綠礬的一些性質進行探究。回答下列問題。Ⅰ.硫酸亞鐵晶體(FeSO4·7H2O)在醫(yī)藥上作補血劑。為測定該補血劑中鐵元素的含量。設計如圖實驗步驟:(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,該過程的現(xiàn)象為。

(2)步驟②加入過量H2O2的目的是。

(3)步驟③中反應的離子方程式是。

(4)若實驗中鐵無損耗,則每片補血劑中含鐵元素的質量為g。

Ⅱ.為進一步探究硫酸亞鐵的熱穩(wěn)定性及分解產物,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K1和K2,緩緩通入N2,加熱。實驗后反應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,并可觀察到的現(xiàn)象分別為

。

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

解析:Ⅰ.(2)由于H2O2具有氧化性,加入過量H2O2的目的是將Fe2+全部氧化為Fe3+。(3)步驟③的目的是將Fe3+全部轉化為Fe(OH)3,所以步驟③需加入過量的氨水,反應的離子方程式是Fe3++3NH3·H2OFe(OH)3↓+3NH4+。(4)由于實驗中鐵無損耗,根據鐵元素守恒得,每片補血劑中m(Fe)=2×56×Ⅱ.(1)實驗后反應管中殘留的紅色粉末為Fe2O3,根據得失電子守恒可知必然有SO2產生,根據元素守恒可知還會生成SO3,檢驗的試劑應選擇品紅溶液、BaCl2溶液,不能選擇Ba(NO3)2溶液,因為SO2會與Ba(NO3)2溶液反應產生白色沉淀,干擾SO3的檢驗,由于SO3可與水反應生成硫酸,故應先檢驗SO3,再利用SO2能使品紅褪色的原理檢驗SO2。(2)由題意可以得到硫酸亞鐵分解的化學方程式為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.某化學課外小組在制備Fe(OH)2過程中觀察到生成的白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色,一段時間后變?yōu)榧t褐色。該小組同學對產生灰綠色沉淀的原因進行了實驗探究。Ⅰ.甲同學猜測灰綠色沉淀是Fe(OH)2和Fe(OH)3的混合物,設計并完成了以下實驗。編號實驗操作實驗現(xiàn)象實驗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,一段時間后變?yōu)榛揖G色,長時間后變?yōu)榧t褐色實驗2取實驗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)藍色沉淀,②中溶液未變成紅色(1)實驗①中產生紅褐色沉淀的化學方程式為

。

(2)實驗1中加入維生素C溶液是利用了該物質的性。

(3)實驗2中加入的試劑a為溶液,試劑b為溶液。實驗2的現(xiàn)象說明甲同學的猜測(填“正確”或“不正確”)。

Ⅱ.乙同學查閱資料得知,Fe(OH)2沉淀具有較強的吸附性,猜測灰綠色可能是Fe(OH)2吸附Fe2+引起的,設計并完成了以下實驗。編號實驗操作實驗現(xiàn)象實驗3向10mL4mol·L-1NaOH溶液