2025屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第3章金屬元素及其重要化合物第11講鐵及其重要化合物教學(xué)案新人教版

PAGE19-第11講鐵及其重要化合物一、鐵的存在與性質(zhì)1．鐵在地殼中的含量?jī)H次于氧、硅和鋁，居第eq\o(□,\s\up1(01))四位，主要以eq\o(□,\s\up1(02))＋2和eq\o(□,\s\up1(03))＋3價(jià)化合物的形式存在。2．鐵的物理性質(zhì)顏色狀態(tài)導(dǎo)電、導(dǎo)熱性、延展性特性銀白色固體良好被磁鐵吸引3．鐵的化學(xué)性質(zhì)(1)①與非金屬單質(zhì)反應(yīng)：Fe＋O2常溫腐蝕生成鐵銹，其主要成分為：eq\x(01)Fe2O3·nH2O點(diǎn)燃：eq\x(02)3Fe＋2O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))Fe3O4Fe＋Cl2反應(yīng)：eq\x(03)2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2FeCl3現(xiàn)象：eq\x(04)猛烈燃燒生成棕黃色煙留意：無(wú)論Cl2的量多少，產(chǎn)物都是eq\x(05)FeCl3Fe與S反應(yīng)：eq\x(06)Fe＋Seq\o(=,\s\up7(高溫))FeS。②與水的反應(yīng)：常溫下鐵與水不反應(yīng)，在高溫條件下與水蒸氣反應(yīng)：eq\x(07)3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe3O4＋4H2。(2)與酸的反應(yīng)酸化學(xué)方程式或現(xiàn)象稀H2SO4eq\x(08)Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑，鐵片漸漸溶解，有無(wú)色氣泡冒出稀HNO3Fe不足eq\x(09)Fe＋4HNO3(稀)=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2OFe過(guò)量eq\x(10)3Fe＋8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O濃HNO3、濃H2SO4常溫下eq\x(11)鈍化(3)與某些鹽溶液的反應(yīng)①與CuSO4溶液反應(yīng)的離子方程式：eq\x(12)Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu。②與FeCl3溶液反應(yīng)的離子方程式：eq\x(13)2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋。二、鐵的氧化物和氫氧化物1．鐵的氧化物化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4俗名—鐵紅磁性氧化鐵顏色狀態(tài)eq\x(01)黑色粉末eq\x(02)紅棕色粉末eq\x(03)黑色晶體(有磁性)溶解性eq\x(04)難溶于水eq\x(05)難溶于水eq\x(06)難溶于水鐵的化合價(jià)eq\x(07)＋2eq\x(08)＋3eq\x(09)＋2、＋3穩(wěn)定性不穩(wěn)定eq\x(10)穩(wěn)定穩(wěn)定與H＋反應(yīng)的離子方程式eq\x(11)FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2Oeq\x(12)Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋=eq\x(13)Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2OFe3O4中的3個(gè)Fe原子的化合價(jià)2個(gè)為＋3價(jià)，1個(gè)為＋2價(jià)，可表示為FeO·Fe2O3，平均價(jià)態(tài)為＋eq\f(8,3)價(jià)。在發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)，對(duì)應(yīng)價(jià)態(tài)的鐵參與相關(guān)反應(yīng)，如Fe3O4與HNO3反應(yīng)時(shí)只有＋2價(jià)鐵被氧化。2．鐵的氫氧化物化學(xué)式Fe(OH)2Fe(OH)3色態(tài)eq\x(01)白色固體eq\x(02)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(△))Fe2O3＋3H2O制法可溶性亞鐵鹽與堿溶液反應(yīng)：eq\x(03)Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓可溶性鐵鹽與堿溶液反應(yīng)：eq\x(04)Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓二者的關(guān)系在空氣中，F(xiàn)e(OH)2能夠特別快速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現(xiàn)象是eq\x(05)白色絮狀沉淀快速變成灰綠色，最終變成紅褐色，反應(yīng)方程式為eq\x(06)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3三、亞鐵鹽、鐵鹽的化學(xué)性質(zhì)1．亞鐵鹽含有Fe2＋的溶液呈eq\x(01)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：eq\x(02)Zn＋Fe2＋=Fe＋Zn2＋。(2)還原性①向FeCl2溶液中滴入幾滴KSCN溶液，再加入氯水(或通入Cl2)，若溶液變紅色，證明Fe2＋具有還原性。反應(yīng)原理：eq\x(03)2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－。②向少量酸性KMnO4溶液中加入FeCl2溶液，若溶液紫紅色褪去，證明Fe2＋具有還原性。反應(yīng)原理：eq\x(04)MnOeq\o\al(－,4)＋5Fe2＋＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。2．鐵鹽(1)特性：含有Fe3＋的鹽溶液遇到eq\x(01)SCN－時(shí)變成紅色。(2)氧化性：含F(xiàn)e3＋的溶液呈eq\x(02)棕黃色，F(xiàn)e3＋具有較強(qiáng)的氧化性。①向FeCl3溶液中滴入幾滴KSCN溶液，再加入過(guò)量活潑金屬(如Fe)，若溶液紅色褪去，證明Fe3＋具有氧化性。反應(yīng)原理：eq\x(03)2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋。②向FeCl3溶液中加入淀粉-KI溶液，若溶液變成藍(lán)色，證明Fe3＋具有氧化性。反應(yīng)原理：eq\x(04)2Fe3＋＋2I－=I2＋2Fe2＋。③向FeCl3溶液中通入H2S氣體，若出現(xiàn)黃色渾濁，證明Fe3＋具有氧化性。反應(yīng)原理：eq\x(05)2Fe3＋＋H2S=2Fe2＋＋S↓＋2H＋。(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eq\x(06)FeCl3＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Fe(OH)3(膠體)＋3HCl。3．Fe2＋、Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化上述轉(zhuǎn)化中標(biāo)號(hào)反應(yīng)的離子方程式為①eq\x(01)2Fe2＋＋Br2=2Fe3＋＋2Br－；②eq\x(02)2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋。1.推斷正誤，正確的畫(huà)“√”，錯(cuò)誤的畫(huà)“×”，并指明錯(cuò)因。(1)常溫下，將鐵片浸入足量濃硫酸中，鐵片不溶解，說(shuō)明常溫下，鐵與濃硫酸不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。(×)錯(cuò)因：Fe常溫下遇濃H2SO4發(fā)生鈍化。(2)將鐵屑放入稀HNO3中，證明Fe比H2活潑。(×)錯(cuò)因：Fe與HNO3反應(yīng)不產(chǎn)生H2。(3)Fe與Cl2反應(yīng)生成FeCl3，推想Fe與I2反應(yīng)生成FeI3。(×)錯(cuò)因：Fe與I2反應(yīng)生成FeI2。(4)FeCl3腐蝕Cu制印刷電路板是由于鐵比銅的金屬性強(qiáng)。(×)錯(cuò)因：Fe3＋與Cu反應(yīng)生成Fe2＋和Cu2＋，證明Fe3＋的氧化性大于Cu2＋，不能證明Fe的金屬性比Cu強(qiáng)。2．教材改編題(據(jù)人教必修一P63T7)要證明某溶液中不含F(xiàn)e3＋而可能含F(xiàn)e2＋，進(jìn)行如下試驗(yàn)操作時(shí)，最佳依次是()①加足量氯水②加足量KMnO4溶液③加少量KSCN溶液A．①② B．③②C．③① D．①②③答案C解析Fe2＋遇KSCN溶液無(wú)明顯現(xiàn)象，而Fe3＋遇KSCN溶液變?yōu)榧t色，新制氯水能把Fe2＋氧化為Fe3＋，故答案為C。但不能用KMnO4溶液代替氯水，因KMnO4溶液本身為紫紅色。考點(diǎn)一鐵的性質(zhì)和用途[解析]該反應(yīng)可以看作兩步：①Fe＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=Fe3＋＋NO↑＋2H2O，硝酸根離子過(guò)量，氫離子不足；②2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋。a表示Fe3＋的關(guān)系曲線，故A正確；溶液中共有3molH＋參與反應(yīng)，恰好生成Fe3＋時(shí)消耗鐵為0.75mol，B正確；P點(diǎn)n(Fe2＋)＝n(Fe3＋)，二者均為0.45mol，C錯(cuò)誤；剩余0.45molFe3＋，消耗0.225mol銅，質(zhì)量為14.4g，D正確。[答案]C1．鐵與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)物中鐵元素價(jià)態(tài)的推斷方法(1)當(dāng)HNO3過(guò)量時(shí)：反應(yīng)原理：Fe＋4HNO3=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，鐵元素的存在形式為Fe3＋，鐵元素的價(jià)態(tài)為＋3價(jià)。(2)當(dāng)Fe過(guò)量時(shí)：鐵被硝酸氧化為Fe3＋，然后Fe3＋被剩余的鐵還原為Fe2＋，也就是說(shuō)最終得到亞鐵鹽，總方程式：3Fe＋8HNO3=3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。(3)當(dāng)eq\f(1,4)＜eq\f(nFe,nHNO3)＜eq\f(3,8)時(shí)：鐵元素的存在形式為Fe2＋和Fe3＋，鐵元素的價(jià)態(tài)為＋2、＋3價(jià)。(4)用數(shù)軸法表示，鐵與硝酸的用量比與反應(yīng)產(chǎn)物的關(guān)系：2．鐵與硫酸、硝酸的混酸反應(yīng)依次總結(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．下列關(guān)于鐵的敘述正確的是()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鐵位于元素周期表中第四周期第ⅧB(niǎo)族④鐵能在氧氣中猛烈燃燒⑤鐵與硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物僅是Fe(NO3)3⑥不能通過(guò)化合反應(yīng)制得FeCl2和Fe(OH)3A．①③ B．②④C．②⑤ D．④⑥答案B解析純鐵的抗腐蝕實(shí)力較強(qiáng)；鐵位于元素周期表的第Ⅷ族，沒(méi)有第ⅧB(niǎo)族；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，F(xiàn)e與HNO3反應(yīng)的產(chǎn)物可能因鐵過(guò)量而生成Fe(NO3)2；FeCl2、Fe(OH)3可分別通過(guò)化合反應(yīng)Fe＋2FeCl3=3FeCl2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3制得。故B正確。2．在肯定量的稀HNO3中漸漸加入鐵粉，得到的Fe2＋的物質(zhì)的量(縱坐標(biāo))與所加鐵粉的物質(zhì)的量(橫坐標(biāo))的關(guān)系如圖所示。請(qǐng)將正確答案的序號(hào)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，起先時(shí)稀HNO3過(guò)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＋，最終全部轉(zhuǎn)化為Fe2＋。考點(diǎn)二鐵的氧化物、氫氧化物[解析]Ⅱ.將Fe與稀H2SO4放入試管Ⅰ后，產(chǎn)生的H2可從試管Ⅰ內(nèi)短管處排出試管Ⅰ內(nèi)的空氣，經(jīng)過(guò)止水夾進(jìn)入試管Ⅱ內(nèi)的NaOH溶液中，再排盡NaOH溶液和試管Ⅱ內(nèi)的空氣，然后關(guān)閉止水夾，試管Ⅰ內(nèi)產(chǎn)生的H2無(wú)法逸出，壓強(qiáng)增大，將FeSO4溶液通過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)管壓入試管Ⅱ內(nèi)的NaOH溶液中，在此過(guò)程中，液體都處于H2環(huán)境中，從而避開(kāi)了空氣中的O2將反應(yīng)生成的Fe(OH)2氧化成Fe(OH)3。[答案]Ⅰ.(1)煮沸(2)避開(kāi)生成的Fe(OH)2沉淀接觸O2Ⅱ.(1)稀H2SO4、鐵屑(2)NaOH溶液(3)檢驗(yàn)試管Ⅱ出口處排出H2的純度，當(dāng)排出的H2純凈時(shí)，要夾緊止水夾(4)試管Ⅰ中反應(yīng)生成的H2將裝置內(nèi)的空氣排盡，且外界空氣不簡(jiǎn)單進(jìn)入裝置，可防止白色的Fe(OH)2沉淀被氧化制備Fe(OH)2的關(guān)鍵與方法由于Fe(OH)2具有很強(qiáng)的還原性，易被氧化為Fe(OH)3，在試驗(yàn)室中制備Fe(OH)2，并使Fe(OH)2長(zhǎng)時(shí)間保持白色沉淀狀態(tài)，成為物質(zhì)制備試驗(yàn)探究的熱點(diǎn)。制備原理：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓。(1)勝利關(guān)鍵：①溶液中不含F(xiàn)e3＋和O2等氧化性物質(zhì)；②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)制備Fe(OH)2時(shí)常采納的方法①采納新制備的純亞鐵鹽溶液；②將溶解亞鐵鹽的蒸餾水煮沸(除去溶解的氧氣)；③將堿干脆加到亞鐵鹽溶液的底部[使生成的Fe(OH)2與空氣隔離]；④在亞鐵鹽溶液的液面上加隔氧劑(如加入苯等密度比水小而又不溶于水的有機(jī)溶劑)。3．鐵屑溶于過(guò)量稀硫酸，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)生改變?yōu)橹?，得到紅棕色殘?jiān)?。上述沉淀和殘?jiān)謩e是()A．Fe(OH)3Fe2O3 B．Fe(OH)2Fe2O3C．Fe(OH)2Fe(OH)3 D．Fe(OH)2Fe3O4答案B解析鐵與稀硫酸反應(yīng)生成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)，最終所得紅棕色殘?jiān)鼮镕e2O3。4．肯定質(zhì)量的某鐵的氧化物FexOy，與足量的4mol·L－1硝酸溶液充分反應(yīng)，消耗硝酸溶液700mL，生成2.24LNO(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。則該鐵的氧化物的化學(xué)式為()A．FeO B．Fe2O3C．Fe3O4 D．Fe4O5答案C解析鐵的氧化物FexOy與足量的4mol·L－1的硝酸溶液充分反應(yīng)，生成Fe(NO3)3，硝酸被還原生成NO，n(NO)＝eq\f(2.24L,22.4L·mol－1)＝0.1mol，依據(jù)氮原子守恒可得，3n[Fe(NO3)3]＋n(NO)＝n(HNO3)，3n[Fe(NO3)3]＋0.1mol＝0.7L×4mol·L－1，n[Fe(NO3)3]＝0.9mol，令氧化物FexOy中Fe元素的平均化合價(jià)為a，依據(jù)得失電子守恒可得，0.9mol×(3－a)＝0.1mol×(5－2)，解得a＝eq\f(8,3)，由化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0可得eq\f(8,3)x＝2y，x∶y＝3∶4，故該氧化物的化學(xué)式為Fe3O4。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)的量比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為隨意值)?？键c(diǎn)三“鐵三角”及Fe3＋、Fe2＋的檢驗(yàn)[解析](2)由反應(yīng)2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，可知反應(yīng)后溶液中c(Fe2＋)＝0.2mol·L－1，c(Cu2＋)＝0.1mol·L－1，分別取相同體積對(duì)應(yīng)濃度的硫酸銅溶液、硫酸亞鐵溶液，滴入等量等濃度的KSCN溶液進(jìn)行比照試驗(yàn)。由題目信息ⅱ可知，Cu2＋與SCN－反應(yīng)生成CuSCN沉淀，同時(shí)生成(SCN)2，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Cu2＋＋4SCN－=2CuSCN↓＋(SCN)2。(4)①溶液先變?yōu)樽厣?，放置一段時(shí)間后，棕色消逝，溶液變?yōu)辄S色，反應(yīng)速率快的反應(yīng)現(xiàn)象最先表現(xiàn)，故反應(yīng)Ⅰ的速率比反應(yīng)Ⅱ的慢。②反應(yīng)中硝酸過(guò)量，若反應(yīng)Ⅰ是可逆反應(yīng)，則反應(yīng)后所得溶液中應(yīng)含有Fe2＋，否則沒(méi)有Fe2＋。[答案](1)2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋(2)0.14mL0.2mol·L－1FeSO4溶液，向其中滴加3滴0.1mol·L－1KSCN溶液2Cu2＋＋4SCN－=2CuSCN↓＋(SCN)2(3)3Fe2＋＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O(4)①慢②取反應(yīng)后的黃色溶液于試管中，向其中加入幾滴K3[Fe(CN)6]溶液，溶液無(wú)明顯改變(或通入NO氣體到黃色溶液中沒(méi)有出現(xiàn)棕色)1．鐵及其化合物的相互轉(zhuǎn)化(1)“鐵三角”(2)Fe2＋、Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化①Fe2＋與強(qiáng)氧化劑(O2、Cl2、Br2、H2O2、Na2O2、KMnO4、HNO3、K2Cr2O7等)反應(yīng)時(shí)，被氧化為Fe3＋。如2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O、6Fe2＋＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。②Fe3＋與Fe、Cu、S2－(H2S)、I－(HI)等還原劑反應(yīng)時(shí)生成Fe2＋。如2Fe3＋＋H2S=2Fe2＋＋S↓＋2H＋、2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋、2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋(三價(jià)鐵鹽腐蝕印刷電路板)。留意氧化性：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，還原性：S2－＞I－＞Fe2＋＞Br－＞Cl－。(3)“鐵三角”的重要應(yīng)用①物質(zhì)除雜主要物質(zhì)雜質(zhì)除雜方法FeCl3FeCl2通入適量氯氣、加入氯水或H2O2Fe2＋Cu2＋加入過(guò)量鐵粉后過(guò)濾Mg2＋Fe3＋加入MgO或Mg(OH)2調(diào)整pH后過(guò)濾Cu2＋Fe2＋先加入氧化劑(如H2O2)將Fe2＋氧化為Fe3＋，再加入CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3調(diào)整pH后過(guò)濾Fe2O3Al2O3加過(guò)量強(qiáng)堿(如NaOH)溶液后過(guò)濾②推斷離子共存a．發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存Fe2＋與強(qiáng)氧化劑不能共存：NOeq\o\al(－,3)(H＋)、ClO－、MnOeq\o\al(－,4)(H＋)Fe3＋與強(qiáng)還原劑不能共存：S2－、I－、HS－、SOeq\o\al(2－,3)b．發(fā)生非氧化還原反應(yīng)不能大量共存Fe2＋、Fe3＋與OH－、HCOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)、AlOeq\o\al(－,2)等發(fā)生復(fù)分解或相互促進(jìn)水解不能大量共存。Fe3＋與SCN－發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)不能大量共存。c．鹽溶液的配制和保存含F(xiàn)e2＋的溶液：如配制FeSO4溶液時(shí)加入稀硫酸防止Fe2＋的水解，加入鐵粉防止Fe2＋被氧化。含F(xiàn)e3＋的溶液：如配制Fe2(SO4)3溶液，應(yīng)將Fe2(SO4)3固體溶于H2SO4，再加水稀釋到指定濃度。2．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Fe3＋、Fe2＋的檢驗(yàn)(4)Fe2＋的特征檢驗(yàn)方法溶液eq\o(→,\s\up7(K3[FeCN6]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↓。5．下列說(shuō)法正確的是()A．將稀硝酸加入過(guò)量鐵粉中，充分反應(yīng)后滴加KSCN溶液，反應(yīng)現(xiàn)象是有氣體產(chǎn)生，溶液呈紅色，緣由是稀硝酸將Fe氧化為Fe3＋B．將銅粉加入1.0mol/LFe2(SO4)3溶液中，會(huì)有溶液變藍(lán)、黑色固體出現(xiàn)的現(xiàn)象，這是因?yàn)榻饘勹F比銅活潑C．FeCl3溶液可用于銅質(zhì)印刷線路板制作是因?yàn)镕eCl3能從含Cu2＋的溶液中置換出銅D．室溫下，能將濃硫酸盛放在鐵桶中答案D解析A項(xiàng)，過(guò)量鐵粉與稀硝酸充分反應(yīng)后鐵元素轉(zhuǎn)化為Fe2＋，滴加KSCN溶液后不出現(xiàn)紅色；B項(xiàng)，銅粉與Fe2(SO4)3溶液發(fā)生反應(yīng)2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，溶液變藍(lán)但不會(huì)有黑色固體出現(xiàn)；C項(xiàng)，F(xiàn)eCl3與Cu2＋不反應(yīng)，制作線路板的原理為Fe3＋能腐蝕銅，發(fā)生反應(yīng)為2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，說(shuō)明錯(cuò)誤；D項(xiàng)，常溫下，F(xiàn)e遇濃H2SO4鈍化，可用鐵桶盛放濃H2SO4，正確。6．(2024·北京海淀高三期中)依據(jù)下列試驗(yàn)：①向Fe2(SO4)3和CuSO4的混合液中加入過(guò)量鐵粉，充分反應(yīng)，有紅色固體析出，過(guò)濾。②?、僦袨V液，向其中滴加KSCN溶液，視察現(xiàn)象。推斷下列說(shuō)法正確的是()A．氧化性Cu2＋>Fe3＋B．①中所得固體只含銅C．①中濾液含有Cu2＋和Fe2＋D．②中不會(huì)視察到溶液變紅答案D解析在反應(yīng)2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋中，氧化劑為Fe3＋，氧化產(chǎn)物為Cu2＋，即可知氧化性Fe3＋>Cu2＋，故A錯(cuò)誤；①中所得固體含有過(guò)量的鐵和置換出的銅，故B錯(cuò)誤；由于加入的鐵是過(guò)量的，則溶液中不行能含有Cu2＋，故C錯(cuò)誤；因在①的濾液中只有Fe2＋，沒(méi)有Fe3＋，則滴加KSCN溶液時(shí)并不會(huì)出現(xiàn)溶液變紅的現(xiàn)象，故D正確。建議用時(shí)：40分鐘滿分：100分一、選擇題(每題6分，共66分)1．鐵是人類應(yīng)用較早、當(dāng)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(shuō)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(guò)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(méi)有沉淀產(chǎn)生，一般可以用此方法檢驗(yàn)Fe3＋的存在。2．下列說(shuō)法正確的是()A．中性溶液中可能大量存在Fe3＋、K＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)B．氧化鐵能與酸反應(yīng)，因此可用于制作紅色涂料C．Fe2O3eq\o(→,\s\up7(鹽酸))FeCl3(aq)eq\o(→,\s\up7(蒸發(fā)))無(wú)水FeCl3能一步實(shí)現(xiàn)D．鐵粉作食品袋內(nèi)的脫氧劑是起還原作用答案D解析中性溶液中Fe3＋因水解完全不能大量存在，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，氧化鐵用作紅色涂料是利用了其顏色呈紅棕色，與其能與酸反應(yīng)的性質(zhì)無(wú)關(guān)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，氯化鐵溶液蒸發(fā)最終得到的產(chǎn)物是氫氧化鐵，因?yàn)殍F離子發(fā)生水解反應(yīng)生成Fe(OH)3和HCl，在加熱時(shí)HCl揮發(fā)，水解程度不斷加大；D項(xiàng)，鐵粉作食品袋內(nèi)的脫氧劑，防止食品被氧化，起還原作用。3．某同學(xué)欲探究鐵及其化合物的性質(zhì)，下列試驗(yàn)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(yàn)證Fe3＋的氧化性強(qiáng)于Cu2＋答案D解析由于濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，鐵與其反應(yīng)生成Fe2(SO4)3和SO2，無(wú)法說(shuō)明鐵的活潑性，故A方案不行行；將NaOH加入FeCl3溶液中，得到Fe(OH)3沉淀，無(wú)法得到Fe(OH)3膠體，B項(xiàng)方案不行行；在蒸發(fā)皿中加熱蒸干FeSO4溶液，一方面氧氣可將FeSO4氧化，另一方面會(huì)得到不含結(jié)晶水的化合物，故C項(xiàng)方案不行行；將銅粉加入FeCl3溶液中，發(fā)生反應(yīng)：Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋，該反應(yīng)說(shuō)明Fe3＋的氧化性強(qiáng)于Cu2＋，故D項(xiàng)方案可行。4．向某溶液中加入含F(xiàn)e2＋的溶液后，無(wú)明顯改變。再滴入幾滴新制氯水，混合溶液變成紅色，則下列結(jié)論錯(cuò)誤的是()A．該溶液中肯定含有SCN－B．氧化性：Fe3＋＞Cl2C．Fe2＋與SCN－不能形成紅色物質(zhì)D．Fe2＋被氧化為Fe3＋答案B解析溶液中的Fe2＋與加入的新制氯水發(fā)生反應(yīng)：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，氧化性：Fe3＋＜Cl2。能使含F(xiàn)e3＋的溶液變?yōu)榧t色，說(shuō)明原溶液中肯定含有SCN－。因原溶液中加入含F(xiàn)e2＋的溶液后，無(wú)明顯改變，說(shuō)明Fe2＋與SCN－不能形成紅色物質(zhì)。5．下列離子的檢驗(yàn)方法合理的是()A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈紅色，說(shuō)明不含F(xiàn)e2＋B．用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)FeCl3溶液中是否含有FeCl2C．向某溶液中加入NaOH溶液，得紅褐色沉淀，說(shuō)明溶液中含有Fe3＋D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又視察到顏色漸漸變?yōu)榧t褐色，說(shuō)明該溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋答案C解析A項(xiàng)中只能說(shuō)明含有Fe3＋，不能說(shuō)明不含F(xiàn)e2＋，不合理；B項(xiàng)中Cl－也能使KMnO4溶液褪色，不合理；D項(xiàng)中氧化后生成的紅褐色沉淀Fe(OH)3也可能掩蓋了白色沉淀Mg(OH)2，不合理。6．某溶液中可能存在Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋，加入NaOH溶液，起先時(shí)有白色絮狀沉淀生成，白色沉淀快速變成灰綠色，最終變成紅褐色，下列結(jié)論正確的是()A．肯定有Fe2＋，肯定沒(méi)有Fe3＋、Mg2＋B．肯定有Fe3＋，肯定沒(méi)有Fe2＋、Mg2＋C．肯定有Fe3＋，可能有Fe2＋，肯定沒(méi)有Mg2＋D．肯定有Fe2＋，可能有Mg2＋，肯定沒(méi)有Fe3＋答案D解析加入NaOH溶液，起先時(shí)有白色絮狀沉淀生成，白色沉淀快速變成灰綠色，最終變成紅褐色的現(xiàn)象是溶液中含有亞鐵離子的特性，若有Fe3＋，則產(chǎn)生的氫氧化鐵的紅褐色沉淀會(huì)掩蓋Fe(OH)2的白色，所以不行能存在，而Mg(OH)2是白色沉淀，有可能存在。7．在含有下列離子組的溶液中，加入Fe(NO3)2固體后，仍舊能夠大量共存的離子組是()A．K＋、SOeq\o\al(2－,4)、NHeq\o\al(＋,4)、COeq\o\al(2－,3)B．K＋、Ba2＋、OH－、Cl－C．Na＋、H＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)D．Na＋、Mg2＋、Cl－、NOeq\o\al(－,3)答案D解析A中COeq\o\al(2－,3)和Fe2＋不能大量共存；B中Fe2＋和OH－不能大量共存；C中H＋、NOeq\o\al(－,3)和Fe2＋因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存。8．已知下述三個(gè)試驗(yàn)中均能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。①②③將鐵釘放入CuSO4溶液中向FeSO4溶液中滴入幾滴濃硝酸將銅絲放入FeCl3溶液中下列推斷正確的是()A．上述試驗(yàn)證明氧化性：Fe3＋>Fe2＋>Cu2＋B．試驗(yàn)①中鐵釘只作還原劑C．試驗(yàn)②中Fe2＋既顯氧化性又顯還原性D．試驗(yàn)③中發(fā)生的是置換反應(yīng)答案B解析①中發(fā)生反應(yīng)Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu，②中發(fā)生反應(yīng)3Fe2＋＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，③中發(fā)生反應(yīng)Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋。A項(xiàng)，依據(jù)氧化性：氧化劑>氧化產(chǎn)物，可知氧化性：Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋；C項(xiàng)，試驗(yàn)②中Fe2＋化合價(jià)上升，只顯還原性；D項(xiàng)，試驗(yàn)③中無(wú)單質(zhì)生成，不是置換反應(yīng)。9．下列關(guān)于Fe3＋、Fe2＋性質(zhì)試驗(yàn)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．用如圖裝置可以制備沉淀Fe(OH)2B．配制FeCl3溶液時(shí)，先將氯化鐵晶體溶于較濃的鹽酸中，再加水稀釋到所須要的濃度C．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，此現(xiàn)象不能確定溶液中含有Fe2＋D．向FeCl2溶液中加入少量鐵粉是為了防止Fe2＋被氧化答案C解析反應(yīng)起先時(shí)生成的H2進(jìn)入B中，可排出其中的空氣，防止生成的Fe(OH)2被氧化，一段時(shí)間后關(guān)閉止水夾C，A中硫酸亞鐵進(jìn)入B中可生成Fe(OH)2，A正確；FeCl3易水解，為防止水解配制溶液時(shí)先將氯化鐵晶體溶于較濃的鹽酸中，再加水稀釋到所須要的濃度，B正確；Fe3＋與鐵反應(yīng)可生成Fe2＋，則向FeCl2溶液中加入少量鐵粉是為了防止Fe2＋被氧化，D正確。10．FeCO3與砂糖混用可以作補(bǔ)血?jiǎng)?，試?yàn)室里制備FeCO3的流程如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．可利用KSCN溶液檢驗(yàn)FeSO4溶液是否變質(zhì)B．沉淀過(guò)程中有CO2氣體放出C．過(guò)濾操作的常用玻璃儀器有燒杯、漏斗和玻璃棒D．產(chǎn)品FeCO3在空氣中高溫分解可得到純凈的FeO答案D解析FeSO4變質(zhì)后有Fe3＋生成，F(xiàn)e3＋遇KSCN變紅色，A正確；Fe2＋與COeq\o\al(2－,3)反應(yīng)生成FeCO3沉淀，促進(jìn)了HCOeq\o\al(－,3)的電離，溶液中的HCOeq\o\al(－,3)又與生成的H＋反應(yīng)生成CO2和H2O，B正確；FeCO3在空氣中高溫加熱時(shí)，＋2價(jià)鐵會(huì)被O2氧化，故得不到純凈的FeO，D錯(cuò)誤。11．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，所得溶液還能汲取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答案D解析依據(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，依據(jù)電荷守恒得2n(Fe2＋)＋3n(Fe3＋)＝n(HCl)，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。二、非選擇題(共34分)12．(2024·全國(guó)卷Ⅰ考試大綱調(diào)研卷(二))(15分)綠礬是含有肯定量結(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)愛(ài)好小組對(duì)綠礬的一些性質(zhì)進(jìn)行探究?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)在試管中加入少量綠礬樣品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液顏色無(wú)明顯改變。再向試管中通入空氣，溶液漸漸變紅。由此可知：________________________、______________________。(2)為測(cè)定綠礬中結(jié)晶水含量，將石英玻璃管(帶兩端開(kāi)關(guān)K1和K2)(設(shè)為裝置A)稱重，記為m1g。將樣品裝入石英玻璃管中，再次將裝置A稱重，記為m2g。按下圖連接好裝置進(jìn)行試驗(yàn)。①儀器B的名稱是________。②將下列試驗(yàn)操作步驟正確排序________(填標(biāo)號(hào))；重復(fù)上述操作步驟，直至A恒重，記為m3g。a．點(diǎn)燃酒精燈，加熱b．熄滅酒精燈c．關(guān)閉K1和K2d．打開(kāi)K1和K2，緩緩?fù)ㄈ隢2e．稱量Af．冷卻到室溫③依據(jù)試驗(yàn)記錄，計(jì)算綠礬化學(xué)式中結(jié)晶水?dāng)?shù)目x＝________(列式表示)。若試驗(yàn)時(shí)按a、d次序操作，則使x________(填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”)。(3)為探究硫酸亞鐵的分解產(chǎn)物，將(2)中已恒重的裝置A接入下圖所示的裝置中，打開(kāi)K1和K2，緩緩?fù)ㄈ隢2，加熱。試驗(yàn)后反應(yīng)管中殘留固體為紅色粉末。①C、D中的溶液依次為_(kāi)_______(填標(biāo)號(hào))。C、D中有氣泡冒出，并可視察到的現(xiàn)象分別為_(kāi)_______。a．品紅 B．NaOHC．BaCl2 D．Ba(NO3)2e．濃H2SO4②寫(xiě)出硫酸亞鐵高溫分解反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________。答案(1)樣品中沒(méi)有Fe3＋Fe2＋易被氧氣氧化為Fe3＋(2)①干燥管②d、a、b、f、c、e③eq\f(76m2－m3,9m3－m1)偏小(3)①c、a生成白色沉淀、褪色②2FeSO4eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑解析(1)綠礬溶解于水電離出Fe2＋，滴加KSCN溶液后顏色無(wú)明顯改變，說(shuō)明樣品中沒(méi)有Fe3＋，通入空氣之后，空氣中的氧氣把Fe2＋氧化為Fe3＋，F(xiàn)e3＋與KSCN反應(yīng)而使溶液顯紅色，說(shuō)明Fe2＋易被氧氣氧化為Fe3＋。(2)①儀器B的名稱是干燥管；②試驗(yàn)時(shí)先打開(kāi)K1和K2，緩慢通入N2，解除裝置中的空氣，防止空氣中的氧氣將綠礬中的Fe2＋氧化為Fe3＋，一段時(shí)間后點(diǎn)燃酒精燈，使綠礬中的結(jié)晶水變?yōu)樗魵獠⒈籒2排出，然后熄滅酒精燈，將石英玻璃管冷卻至室溫后關(guān)閉K1和K2，防止空氣進(jìn)入石英玻璃管中，最終稱量A；③由題意可知FeSO4的物質(zhì)的量為eq\f(m3－m1,152)mol，水的物質(zhì)的量為eq\f(m2－m3,18)mol，則綠礬中結(jié)晶水的數(shù)目x＝eq\f(nH2O,nFeSO4)＝eq\f(152m2－m3,18m3－m1)＝eq\f(76m2－m3,9m3－m1)；若先點(diǎn)燃酒精燈再通N2，則石英玻璃管中原有的空氣會(huì)將綠礬中的Fe2＋氧化，最終剩余的固體質(zhì)量會(huì)偏大，則計(jì)算得到的結(jié)晶水的數(shù)目會(huì)偏小。(3)①試驗(yàn)后反應(yīng)管中殘留的紅色粉末為Fe2O3，依據(jù)得失電子守恒可知必定有SO2產(chǎn)生，依據(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方程式為2FeSO4eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑。13．(2024·北京東城高三期末)(19分)探究0.5mol/LFeCl3溶液(pH＝1)與不同金屬反應(yīng)時(shí)的多樣性的緣由。(各組試驗(yàn)中：所用FeCl3溶液體積相同；金屬過(guò)量；靜置、不振蕩)試驗(yàn)金屬現(xiàn)象及產(chǎn)物檢驗(yàn)Ⅰ鎂條馬上產(chǎn)生大量氣泡；金屬表面變黑，該黑色固體能被磁鐵吸引；液體顏色由棕黃色漸漸變?yōu)榧t褐色；片刻后氣泡削減；金屬表面覆蓋有紅褐色沉淀，此時(shí)取反應(yīng)后的液體，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍(lán)色沉淀Ⅱ銅粉無(wú)氣泡產(chǎn)生；溶液漸漸變?yōu)樗{(lán)綠色；取反應(yīng)后的溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍(lán)色沉淀(1)依據(jù)試驗(yàn)Ⅰ的現(xiàn)象，推想紅褐色液體為膠體，并用光束照耀該液體，在與光束垂直的方向視察到________得以證明。(2)已知Fe和Fe3O4均能被磁鐵吸引。①為了確定黑色固體的成分是否含有Fe和Fe3O4，重復(fù)試驗(yàn)Ⅰ，剛好取少量