2023屆新高考化學(xué)選考一輪總復(fù)習(xí)學(xué)案-第8講　鐵及其重要化合物

第8講鐵及其重要化合物內(nèi)容要求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,了解鐵及其重要化合物的主要性質(zhì)。2.了解鐵及其化合物在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。3.結(jié)合實(shí)例認(rèn)識(shí)金屬及化合物的多樣性。4.了解常見離子的檢驗(yàn),學(xué)習(xí)物質(zhì)檢驗(yàn)、制備等實(shí)驗(yàn)的核心思路和基本方法。5.必做實(shí)驗(yàn):鐵及其化合物的性質(zhì)。知識(shí)點(diǎn)1鐵的單質(zhì)、氧化物和氫氧化物一、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。按要求書寫下列反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式。(1)Fe與Cl2、S反應(yīng)的化學(xué)方程式:2Fe+3Cl22FeCl3;Fe+SFeS。(2)Fe與水蒸氣的反應(yīng):3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。(3)Fe與過(guò)量稀硝酸反應(yīng)的離子方程式:Fe+NO3-+4H+Fe3++NO↑+2H2O;Fe與少量稀硝酸反應(yīng)的離子方程式:3Fe+2NO3-+8H+3Fe2++2NO↑+4H2(4)Fe與FeCl3溶液反應(yīng)的離子方程式:Fe+2Fe3+3Fe2+。二、鐵的氧化物的性質(zhì)化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4俗名—鐵紅磁性氧化鐵色態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體(有磁性)溶解性不溶于水穩(wěn)定性不穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定鐵的化合價(jià)+2+3與H+反應(yīng)的離子方程式FeO+2H+Fe2++H2OFe2O3+6H+2Fe3++3H2O三、鐵的氫氧化物的性質(zhì)與制備Fe(OH)2Fe(OH)3色態(tài)白色固體紅褐色固體與H+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,反應(yīng)方程式為4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)31.鐵位于元素周期表中第四周期第ⅧB族。()2.FeS、FeCl2、FeCl3均可以通過(guò)化合反應(yīng)制取。()3.室溫下,56g鐵片投入足量濃硫酸中生成NA個(gè)SO2分子。()4.Fe在足量Cl2中燃燒生成FeCl3,在少量Cl2中燃燒生成FeCl2。()5.高溫下,0.15molFe與足量水蒸氣反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為0.4NA。()6.Fe3O4固體與HI溶液的反應(yīng)屬于復(fù)分解反應(yīng)。()7.向硫酸亞鐵溶液中滴加氫氧化鈉溶液,邊加邊攪拌,可制得氫氧化亞鐵。()答案:1.×2.√3.×4.×5.√6.×7.×題點(diǎn)一鐵單質(zhì)的性質(zhì)1.下列關(guān)于鐵的敘述錯(cuò)誤的是(C)①鐵能被磁鐵吸引,純鐵易被腐蝕②人體內(nèi)的血紅蛋白中含有鐵元素③足量的鐵溶于稀硝酸生成Fe(NO3)3④鐵與鹵素單質(zhì)(X2)反應(yīng)的生成物均為FeX3⑤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.①③⑤ B.②③④C.①③④⑤ D.①②④⑤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,足量Fe與稀硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物為Fe(NO3)2;④Fe與I2反應(yīng)生成FeI2;⑤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C符合題意。2.某化學(xué)興趣小組利用如圖裝置進(jìn)行“鐵與水蒸氣反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn),并檢驗(yàn)產(chǎn)物的性質(zhì)。下列說(shuō)法正確的是(D)A.實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)先點(diǎn)燃B處的酒精噴燈,再點(diǎn)燃A處的酒精燈B.B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Fe+3H2O(g)Fe2O3+3H2C.B中生成1molH2時(shí),E處有1molCuO被還原D.堿石灰的作用是吸收水蒸氣解析:實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)先點(diǎn)燃A處的酒精燈,再點(diǎn)燃B處的酒精噴燈,防止鐵被氧氣氧化,故A錯(cuò)誤;B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,故B錯(cuò)誤;由于H2要先排出裝置內(nèi)空氣,再與CuO反應(yīng),則B中生成1molH2時(shí),E處CuO被還原的物質(zhì)的量小于1mol,故C錯(cuò)誤;堿石灰的作用是吸收水蒸氣,干燥H2,故D正確。鐵的化學(xué)性質(zhì)的“4個(gè)”易錯(cuò)點(diǎn)1.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)上稱之為鈍化,屬于化學(xué)變化。2.鐵與硫蒸氣反應(yīng)生成的是FeS而不是Fe2S3;鐵與碘蒸氣反應(yīng)生成的是FeI2而不是FeI3。3.鐵與硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物判斷4.鐵與稀硫酸、稀硝酸的混酸反應(yīng)順序足量鐵與稀硫酸、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+NO3-+4H+Fe3++NO↑+2H2O、2Fe3++Fe3Fe2+、Fe+2H+Fe2++H2↑(若H+量不足,該反應(yīng)不再發(fā)生)。題點(diǎn)二鐵的氧化物的性質(zhì)3.將一定量Fe、FeO和Fe2O3的混合物加入240mL2mol/L稀硝酸中,恰好完全反應(yīng),放出1.344L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)NO氣體,往所得溶液中加入酸性KMnO4溶液,無(wú)明顯現(xiàn)象。若用足量的H2在加熱條件下與相同質(zhì)量的上述混合物充分反應(yīng),能得到鐵的質(zhì)量為(B)A.6.72g B.7.84gC.8.96g D.13.4g解析:根據(jù)題中現(xiàn)象可知,溶液中的溶質(zhì)為Fe(NO3)3,標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.344LNO物質(zhì)的量為1.344L22.4L/mol=0.06mol,根據(jù)氮元素守恒,可確定Fe(NO3)3中NO34.有一塊鐵的“氧化物”樣品,用140mL5.0mol/L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(D)A.Fe2O3 B.Fe3O4 C.Fe4O5 D.Fe5O7解析:根據(jù)2Fe2++Cl22Fe3++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,n(Fe2+)∶n(Fe3+)=0.05mol∶0.2mol=1∶4,故該“氧化物”可表示為FeO·2Fe2O3,即Fe5O7。題點(diǎn)三鐵的氫氧化物的性質(zhì)5.鐵屑溶于過(guò)量稀硫酸,過(guò)濾后向?yàn)V液中加入過(guò)量氫氧化鈉,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)生變化為止,得到紅棕色殘?jiān)?上述沉淀和殘?jiān)謩e是(B)A.Fe(OH)3Fe2O3 B.Fe(OH)2Fe2O3C.Fe(OH)2Fe(OH)3 D.Fe(OH)2FeO解析:鐵與稀硫酸反應(yīng)生成FeSO4,再與過(guò)量氫氧化鈉反應(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。6.下列反應(yīng)的方程式正確的是(C)A.氫氧化亞鐵溶于硝酸:Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2OB.氫氧化亞鐵在空氣中的變化:2Fe(OH)2+O2+H2O2Fe(OH)3C.硝酸鐵溶液中加過(guò)量氨水:Fe3++3NH3·H2OFe(OH)3↓+3NH4D.氫氧化鐵與氫碘酸反應(yīng):Fe(OH)3+3HIFeI3+3H2O解析:A.硝酸具有強(qiáng)氧化性,可將Fe2+氧化為Fe3+,錯(cuò)誤;B.氫氧化亞鐵不穩(wěn)定,易被氧氣氧化生成氫氧化鐵,化學(xué)方程式為4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3,錯(cuò)誤;D.氫氧化鐵與氫碘酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成碘化亞鐵、碘單質(zhì)和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Fe(OH)3+6HI2FeI2+I2+6H2O,錯(cuò)誤。熱點(diǎn)3氫氧化亞鐵的制備1.制備原理(1)制備原理:Fe2++2OH-Fe(OH)2↓。(2)成功關(guān)鍵:溶液中不含O2等氧化性物質(zhì);制備過(guò)程中,保證生成的Fe(OH)2在密閉的、隔絕空氣的體系中。2.常用方法(1)有機(jī)層隔離法①反應(yīng)在試管底部進(jìn)行(這是唯一一種把膠頭滴管插入反應(yīng)溶液的實(shí)驗(yàn))。②加隔氧劑,如加入汽油、苯等比水輕的有機(jī)溶劑[如圖,由于苯的液封作用,可防止生成的Fe(OH)2被氧化,因而可較長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色的Fe(OH)2沉淀]。(2)還原性氣體保護(hù)法或該方法是先在裝置Ⅰ中產(chǎn)生FeSO4溶液,并利用產(chǎn)生的H2排盡整個(gè)裝置中的空氣,待檢驗(yàn)H2的純度后,再關(guān)閉止水夾K,利用產(chǎn)生的H2把FeSO4溶液壓入裝置Ⅱ中與NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng)。(3)電解法該方法用鐵作電極,Na2SO4溶液作電解液,陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為Fe-2e-Fe2+,陰極的電極反應(yīng)式為2H2O+2e-H2↑+2OH-。陰極附近產(chǎn)生的OH-與陽(yáng)極溶解產(chǎn)生的Fe2+結(jié)合生成Fe(OH)2。由于陰極產(chǎn)生的H2是還原性氣體并且阻止了空氣中的氧氣進(jìn)入溶液,所以,可以較長(zhǎng)時(shí)間地保留Fe(OH)2白色絮狀沉淀。[典例](2019·浙江4月選考)某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖裝置(氣密性已檢查)制備Fe(OH)2白色沉淀。請(qǐng)回答:(1)儀器1的名稱是。裝置5的作用是。(2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí),關(guān)閉K2,打開K1,反應(yīng)一段時(shí)間后,再打開K2,關(guān)閉K1,發(fā)現(xiàn)3中溶液不能進(jìn)入4中。請(qǐng)為裝置作一處改進(jìn),使溶液能進(jìn)入4中:。

(3)裝置改進(jìn)后,將3中反應(yīng)后溶液壓入4中,在4中析出了灰綠色沉淀。從實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程分析沒有產(chǎn)生白色沉淀的原因:。解析:題給裝置制備Fe(OH)2白色沉淀的思路是在排盡空氣的氣氛中,先將鐵屑和稀硫酸反應(yīng)得到FeSO4,再利用氣體產(chǎn)生的氣壓把FeSO4溶液壓至裝置4中與NaOH反應(yīng),得到Fe(OH)2,注意所需試劑也需要加熱除掉溶解氧。(1)由圖可知,儀器1是分液漏斗;該反應(yīng)需要置于無(wú)氧環(huán)境中,注意這里跟防倒吸無(wú)關(guān),則裝置5的作用是液封,防止空氣進(jìn)入裝置4。(2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí),關(guān)閉K2,打開K1,反應(yīng)一段時(shí)間后,再打開K2,關(guān)閉K1,發(fā)現(xiàn)3中溶液不能進(jìn)入4中。如此操作,不能達(dá)到目的的原因在于產(chǎn)生的H2從裝置2導(dǎo)管中逸出,沒有足夠的壓強(qiáng)將FeSO4溶液擠出,因而在裝置2、3之間添加控制開關(guān)即可。(3)沒有產(chǎn)生白色沉淀的原因是Fe(OH)2被空氣氧化,即裝置4中空氣沒有完全排盡。答案:(1)分液漏斗液封,防止空氣進(jìn)入裝置4(2)在裝置2、3之間添加控制開關(guān)(3)裝置4內(nèi)的空氣沒有排盡[對(duì)點(diǎn)精練1]下列各圖所示的實(shí)驗(yàn)中能較長(zhǎng)時(shí)間看到Fe(OH)2白色沉淀的是(B)A.①②③ B.①②④C.①③④ D.①②③④解析:裝置①中Fe與稀硫酸反應(yīng)生成的氫氣能把試管中的空氣排凈,防止氧氣氧化氫氧化亞鐵,符合題意;裝置②中開始時(shí),Fe失去電子生成Fe2+,與溶液中的OH-反應(yīng)生成氫氧化亞鐵,汽油起到液封的作用,可有效防止氧氣氧化氫氧化亞鐵,符合題意;裝置③中無(wú)法阻止空氣中的氧氣氧化生成的氫氧化亞鐵,與題意不符;裝置④中,苯起到液封的作用,可阻止溶液與空氣接觸,可有效防止氧氣氧化氫氧化亞鐵,符合題意。[對(duì)點(diǎn)精練2]Fe(OH)2的制備實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)研究的熱點(diǎn),某化學(xué)學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了下列方法制備氫氧化亞鐵。方法一:用如圖所示裝置(夾持儀器省略)制備氫氧化亞鐵。實(shí)驗(yàn)步驟如下:Ⅰ.檢查裝置氣密性后,關(guān)閉K2、K5,打開K1、K3、K4,使裝置A中產(chǎn)生的氣體進(jìn)入裝置B中,排盡B中空氣。Ⅱ.待B中空氣排盡后,關(guān)閉K3,打開K2,將A中溶液壓入B中并觀察現(xiàn)象。Ⅲ.關(guān)閉K1、K2,打開K5、K6,使C中氣體通入B中并觀察現(xiàn)象?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)儀器a的名稱是,B中長(zhǎng)玻璃管的作用是。(2)步驟Ⅲ裝置B中的現(xiàn)象是

,其發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。方法二:用鐵和石墨作電極材料,通過(guò)電解法制備氫氧化亞鐵,裝置如圖所示。(1)鐵與電源的(填“正”或“負(fù)”)極相連。

(2)陰極的電極反應(yīng)式為。

(3)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,當(dāng)陰極產(chǎn)生11.2L氣體時(shí),理論上生成gFe(OH)2。

解析:方法一因?yàn)闅溲趸瘉嗚F容易被氧氣氧化,因此先用裝置A產(chǎn)生的H2排除裝置B中的空氣,然后關(guān)閉K3,打開K2,將A中FeSO4壓入裝置B中,發(fā)生反應(yīng)Fe2++2OH-Fe(OH)2↓,觀察現(xiàn)象;方法二利用電解原理產(chǎn)生氫氧化亞鐵,根據(jù)電解原理,鐵單質(zhì)應(yīng)作陽(yáng)極,陽(yáng)極反應(yīng)式為Fe-2e-Fe2+,陰極反應(yīng)式為2H2O+2e-H2↑+2OH-,總反應(yīng)式為Fe+2H2OFe(OH)2↓+H2↑,據(jù)此分析解答。方法一(1)據(jù)圖可知,儀器a為恒壓分液漏斗;該實(shí)驗(yàn)制備氫氧化亞鐵,氫氧化亞鐵容易被氧氣氧化,因此打開K1、K3、K4,關(guān)閉K2和K5,裝置A中產(chǎn)生的H2可排盡裝置B中的空氣,讓空氣沿玻璃管排出,因此玻璃管的作用是輔助排出裝置B中的空氣,同時(shí)平衡壓強(qiáng),防止裝置中壓強(qiáng)過(guò)大,發(fā)生危險(xiǎn)。(2)裝置C中H2O2在MnO2催化作用下分解生成H2O和O2,打開K5,關(guān)閉K1、K2,氧氣進(jìn)入裝置B,發(fā)生反應(yīng)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,觀察到白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色,最后變?yōu)榧t褐色。方法二(1)由分析可知,鐵作陽(yáng)極,與電源的正極相連。(2)由分析知,陰極的電極反應(yīng)式為2H2O+2e-H2↑+2OH-。(3)根據(jù)得失電子守恒,建立關(guān)系式為H2～2e-～Fe2+～Fe(OH)2,因此m[Fe(OH)2]=11.2答案:方法一(1)恒壓分液漏斗平衡氣壓(或輔助排出裝置B中的空氣)(2)白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色,最后變?yōu)榧t褐色4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3方法二(1)正(2)2H2O+2e-H2↑+2OH-(3)45知識(shí)點(diǎn)2Fe2+、Fe3+的性質(zhì)及檢驗(yàn)一、鐵鹽、亞鐵鹽的性質(zhì)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,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溶液時(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.重要的鹽(1)三氯化鐵(FeCl3):棕黃色固體,是一種常見的氧化劑,能與多種還原劑發(fā)生氧化還原反應(yīng),可用于制作印刷電路板。(2)綠礬(FeSO4·7H2O):一種重要的還原劑,可用作補(bǔ)血?jiǎng)┘爸参锏难a(bǔ)鐵劑。(3)高鐵酸鉀(K2FeO4):深紫色晶體,具有強(qiáng)氧化性,可用作水處理劑和高能電池。二、Fe2+、Fe3+的檢驗(yàn)方法1.根據(jù)溶液顏色判斷:含有Fe2+的溶液顯淺綠色;含有Fe3+的溶液顯黃色。2.用KSCN溶液和氯水檢驗(yàn)3.用NaOH溶液檢驗(yàn)4.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+混合溶液溶液紫紅色褪去,說(shuō)明含有Fe2+5.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↓1.16.25gFeCl3水解形成的Fe(OH)3膠體粒子數(shù)為0.1NA。()2.鐵比銅金屬性強(qiáng),可用FeCl3腐蝕銅刻制印刷電路板。()3.用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)FeCl3溶液中是否含有FeCl2。()4.用含硅膠、鐵粉的透氣小袋與食品一起密封包裝,放置過(guò)程中發(fā)生氧化還原反應(yīng)。()5.K2FeO4是新型、高效的多功能水處理劑,具有殺菌消毒和凈水的作用。()答案:1.×2.√3.×4.√5.√題點(diǎn)一鐵鹽、亞鐵鹽的性質(zhì)1.下列有關(guān)Fe2+、Fe3+的性質(zhì)及應(yīng)用的說(shuō)法不正確的是(C)A.向Fe2(SO4)3溶液中加入過(guò)量鐵粉,可制得硫酸亞鐵溶液B.硫酸亞鐵片和維生素C同時(shí)服用,能增強(qiáng)治療缺鐵性貧血的效果C.Fe2+與H2O2在酸性溶液中的反應(yīng):2Fe2++H2O2+4H2O2Fe(OH)3+4H+D.室溫下,向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液,再滴加幾滴淀粉溶液,溶液變藍(lán)色,則說(shuō)明Fe3+的氧化性比I2的強(qiáng)解析:A.Fe2(SO4)3與鐵粉反應(yīng)生成硫酸亞鐵,正確;B.維生素C具有還原性,能防止硫酸亞鐵片中的Fe2+被氧化,正確;C.產(chǎn)物中的Fe(OH)3與H+不共存,正確的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O,錯(cuò)誤;D.Fe3+將I-氧化成I2,依據(jù)氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性,可知Fe3+的氧化性強(qiáng)于I2,正確。2.在CuSO4、Fe2(SO4)3和ZnSO4混合溶液中,加入一定量的鐵粉,充分反應(yīng)后過(guò)濾,在濾渣中加入稀鹽酸,有氣體產(chǎn)生。則下列結(jié)論正確的是(C)A.濾液中一定有Fe2(SO4)3和FeSO4B.濾液中可能有CuSO4,一定有FeSO4、ZnSO4C.濾渣中一定有Cu和Fe,一定無(wú)ZnD.濾渣中可能有Cu、Fe和Zn解析:向含有CuSO4、Fe2(SO4)3和ZnSO4的混合溶液中加入一定量的鐵粉,鐵粉先和Fe2(SO4)3溶液反應(yīng)生成硫酸亞鐵,反應(yīng)完后再和硫酸銅溶液反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵,鐵粉不和硫酸鋅溶液反應(yīng),所以使其充分反應(yīng)后,過(guò)濾,向?yàn)V渣中滴加稀鹽酸,有氣泡產(chǎn)生,說(shuō)明金屬鐵一定有剩余,故濾液中一定含F(xiàn)e2+、Zn2+,不含Cu2+、Fe3+,濾液中一定沒有Fe3.以廢鐵屑和硫酸為原料制備硫酸亞鐵晶體(FeSO4·7H2O),制備過(guò)程如下:廢鐵屑…………硫酸亞鐵晶體下列說(shuō)法不正確的是(B)A.碳酸鈉溶液的作用是除去鐵屑上的油污B.步驟②反應(yīng)溫度越高,硫酸的濃度越大,生成硫酸亞鐵的速率就越快C.反應(yīng)后溶液中必須有鐵剩余,否則溶液中可能有Fe3+存在D.步驟③和步驟④間省略的操作步驟至少有4個(gè)解析:A.碳酸鈉溶液呈堿性,能使油污水解而除去,正確;B.濃硫酸與鐵發(fā)生鈍化反應(yīng),硫酸的濃度過(guò)大,不利于反應(yīng)進(jìn)行,錯(cuò)誤;C.過(guò)量鐵粉能將氧化的Fe3+還原為Fe2+,防止硫酸亞鐵氧化,正確;D.硫酸亞鐵溶液通過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥得到晶體,則步驟③和步驟④間省略的操作步驟至少有4個(gè),正確。題點(diǎn)二Fe2+、Fe3+的檢驗(yàn)4.某學(xué)生設(shè)計(jì)了如圖的方法對(duì)X鹽進(jìn)行鑒定。由此分析,下列結(jié)論中正確的是(B)A.X中一定有Fe3+ B.Z中一定有Fe3+C.Y為AgCl沉淀 D.X一定為FeBr3溶液解析:由反應(yīng)過(guò)程可知,Z與KSCN溶液反應(yīng)后溶液顯紅色,Z中一定有Fe3+,B項(xiàng)正確;X中不一定有Fe3+,也可能是Fe2+被氧化為Fe3+,A項(xiàng)錯(cuò)誤;AgCl沉淀為白色而不是淺黃色,C項(xiàng)錯(cuò)誤;X可能是FeBr2也可能是FeBr3,D項(xiàng)錯(cuò)誤。5.下列有關(guān)鐵離子及亞鐵離子檢驗(yàn)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(B)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F(xiàn)e2+B.在溶液中先加H2O2溶液,再加KSCN溶液,溶液顯紅色,證明原溶液中一定含有Fe3+C.證明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的實(shí)驗(yàn)方法是滴加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.向某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,說(shuō)明原溶液中有Fe2+解析: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,說(shuō)明溶液中一定含有Fe2+,故A項(xiàng)正確;在溶液中先加H2O2溶液,再加KSCN溶液,溶液顯紅色,原溶液中可能含有Fe2+,不含F(xiàn)e3+,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;若溶液中只含有Fe2+,Fe2+與OH-反應(yīng)生成具有還原性的Fe(OH)2白色沉淀,被空氣中的氧氣氧化迅速變成灰綠色,最終變成紅褐色,故C項(xiàng)正確;Fe2+遇K3[Fe(CN)6]溶液,可產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,此現(xiàn)象可說(shuō)明原溶液中含有Fe2+,故D項(xiàng)正確。Fe2+、Fe3+檢驗(yàn)的“4點(diǎn)”注意1.溶液濃度較小時(shí),不宜利用觀察顏色或加入NaOH溶液的方法檢驗(yàn)Fe2+或Fe3+。2.檢驗(yàn)Fe2+時(shí),不能先加氯水后加KSCN溶液,也不能將加KSCN后的混合溶液加入足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN-)。3.Fe3+、Fe2+、Cl-同時(shí)存在時(shí),不能用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)Fe2+(Cl-能還原酸性KMnO4,有干擾)。4.檢驗(yàn)Fe3+也可用苯酚(C6H5OH),現(xiàn)象是溶液變紫色;檢驗(yàn)Fe2+最好用K3[Fe(CN)6]溶液。知識(shí)點(diǎn)3鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用一、鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化鐵及其化合物的“價(jià)類二維圖”(1)橫向變化體現(xiàn)了同價(jià)態(tài)、不同類別(氧化物、堿、鹽)之間的轉(zhuǎn)化。①堿性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H+)轉(zhuǎn)化為鹽;②Fe2+、Fe3+與堿(OH-)反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的堿;③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。二、鐵及其化合物的應(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.判斷離子能否大量共存(1)Fe2+:與NO3-(H+)、ClO-、MnO4(2)Fe3+:與S2-、I-、SO3(3)Fe2+、Fe3+:與HCO3-、CO34.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1.氧化亞鐵溶于稀硝酸,離子方程式為FeO+2H+Fe2++H2O。()2.向沸水中滴加飽和氯化鐵溶液至產(chǎn)生紅褐色液體,離子方程式為Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+。()3.給定條件下,能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化:FeFeCl2Fe(OH)2。()4.中性溶液中可能大量存在Fe3+、Cl-、K+、SO45.除去CuCl2溶液中混有的少量FeCl2:先加入H2O2將Fe2+氧化成Fe3+,再加入CuO,充分反應(yīng)后過(guò)濾。()答案:1.×2.×3.×4.×5.√題點(diǎn)一鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化1.含三種元素的化合物X是一種高效的消毒劑。為探究X的組成與性質(zhì),設(shè)計(jì)并完成以下實(shí)驗(yàn):(1)化合物X所含的金屬元素為。

(2)寫出化合物X溶于水中反應(yīng)的化學(xué)方程式:。(3)若向化合物X加水溶解后的燒杯中通入氯氣,也可生成少量X,其中的離子方程式為。解析:由題圖可知,化合物X加水溶解,得到的無(wú)色氣體可使帶火星的木條復(fù)燃,則無(wú)色氣體為氧氣,得到的紅褐色沉淀為氫氧化鐵,洗滌、充分灼燒得到的紅棕色粉末為氧化鐵,質(zhì)量為2.40g,則n(Fe2O3)=2.40g160g/mol=0.015mol,n[Fe(OH)30.12mol,故n(K)∶n(Fe)∶n(O)=0.06mol∶0.03mol∶0.12mol=2∶1∶4,故X為K2FeO4。(1)化合物X為K2FeO4,所含的金屬元素為Fe、K。(2)化合物X溶于水中,反應(yīng)生成氫氧化鐵、氫氧化鉀和氧氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為4K2FeO4+10H2O4Fe(OH)3↓+3O2↑+8KOH。(3)若向化合物X加水溶解后的燒杯中通入氯氣,氯氣可將氫氧化鐵氧化生成高鐵酸鉀,反應(yīng)的離子方程式為3Cl2+2Fe(OH)3+10OH-2FeO42-+6Cl-+8H答案:(1)Fe、K(2)4K2FeO4+10H2O4Fe(OH)3↓+3O2↑+8KOH(3)3Cl2+2Fe(OH)3+10OH-2FeO42-+6Cl-+8H2題點(diǎn)二鐵及其化合物的應(yīng)用2.下列有關(guān)鐵及其化合物的說(shuō)法中正確的是(C)A.含有Fe2+的溶液中大量存在H+、Mg2+、Cl-、NOB.氯化鐵用于凈水的反應(yīng)原理:Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+C.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釘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:A.Fe2+與H+、NO3-會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng),不能大量共存,錯(cuò)誤;B.氯化鐵水解生成氫氧化鐵膠體,離子方程式為Fe3++3H2OFe(OH)3(膠體)+3H+,錯(cuò)誤;C.亞鐵離子在空氣中易被氧化為三價(jià)鐵離子,加鐵釘可以防止氯化亞鐵溶液變質(zhì),正確;D.除去FeCl3溶液中的FeCl23.用鐵制備較純凈的三氧化二鐵,下列實(shí)驗(yàn)方案最好的是(B)A.使鐵在潮濕的空氣中緩慢氧化B.鐵在氯氣中燃燒,加水溶解,加入足量NaOH溶液,過(guò)濾、洗滌,然后充分加熱分解C.使鐵溶解于稀硫酸,然后加入足量NaOH溶液,過(guò)濾、洗滌,然后充分加熱分解D.使鐵與足量稀硝酸反應(yīng),然后加入足量NaOH溶液,過(guò)濾、洗滌,然后充分加熱分解解析:A.鐵在潮濕的空氣中緩慢氧化最終生成鐵銹,主要成分為氧化鐵水合物,錯(cuò)誤;B.鐵在氯氣中燃燒生成氯化鐵,加水溶解,加入足量NaOH溶液,反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀,過(guò)濾、洗滌,然后充分加熱,氫氧化鐵分解生成氧化鐵,正確;C.鐵和硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵,硫酸亞鐵和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化亞鐵,氫氧化亞鐵在空氣中加熱可能部分被氧化生成氫氧化鐵,所以分解產(chǎn)物中有氧化鐵和氧化亞鐵,錯(cuò)誤;D.鐵和硝酸反應(yīng)生成有害氣體,污染環(huán)境,不屬于最佳方案,錯(cuò)誤。當(dāng)堂檢測(cè)1.(2021·廣東卷)部分含鐵物質(zhì)的分類與相應(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