2025年高中化學(xué)新教材同步 必修第一冊(cè) 第3章　第1節(jié)　第1課時(shí)　鐵的單質(zhì)、氧化物和氫氧化物

第一節(jié)鐵及其化合物第1課時(shí)鐵的單質(zhì)、氧化物和氫氧化物[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.結(jié)合生活中鐵制品的應(yīng)用,了解單質(zhì)鐵、鐵的氧化物的性質(zhì)及用途,培養(yǎng)化學(xué)服務(wù)社會(huì)的責(zé)任意識(shí)。2.通過(guò)探究實(shí)驗(yàn),認(rèn)識(shí)鐵單質(zhì)與水蒸氣反應(yīng)的條件,對(duì)比鈉與水的反應(yīng),加深對(duì)微觀原子結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)宏觀性質(zhì)的認(rèn)識(shí),培養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析的能力。3.通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制備原理及化學(xué)性質(zhì)。一、鐵的單質(zhì)1.鐵的存在和冶煉(1)存在鐵在自然界中可以以單質(zhì)形態(tài)(隕鐵)存在,但主要是以+2價(jià)和+3價(jià)化合物的形態(tài)存在于礦石中。鐵元素在地殼中的含量居第四位,僅次于氧、硅和鋁。(2)冶煉工業(yè)煉鐵的原理是用還原法把鐵從鐵礦石中提煉出來(lái),化學(xué)方程式(以Fe2O3為例):3CO+Fe2O32Fe+3CO2。2.鐵的物理性質(zhì)鐵有延展性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性,但其導(dǎo)電性不如銅和鋁,鐵還能被磁體吸引,其熔、沸點(diǎn)較高。3.鐵的化學(xué)性質(zhì)(1)與某些非金屬單質(zhì)、非氧化性酸和鹽溶液反應(yīng)。寫(xiě)出下列有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式,是離子反應(yīng)的寫(xiě)離子方程式。①Fe與非金屬單質(zhì)反應(yīng)②Fe與非氧化性酸反應(yīng)(如鹽酸)Fe+2H+Fe2++H2↑。③Fe與鹽溶液反應(yīng)(如CuSO4溶液)Fe+Cu2+Cu+Fe2+。思考1上述反應(yīng)中,鐵的化合價(jià)的變化有何異同?為什么會(huì)有這樣的異同?提示在一定條件下,鐵作為還原劑能與某些非金屬單質(zhì)、酸和鹽溶液反應(yīng)。鐵與弱氧化劑(如鹽酸、CuSO4等)反應(yīng),生成+2價(jià)鐵的化合物,而與較強(qiáng)的氧化劑(如Cl2等)反應(yīng),生成+3價(jià)鐵的化合物。(2)實(shí)驗(yàn)探究鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)思考2在鋼鐵廠的生產(chǎn)中,熾熱的鐵水注入模具之前,模具為什么必須進(jìn)行充分的干燥處理?提示在高溫下,鐵能與水發(fā)生反應(yīng)。用燃著的火柴去點(diǎn)肥皂泡,觀察到的現(xiàn)象是肥皂泡燃燒,聽(tīng)到爆鳴聲,證明生成了H2,則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。上述實(shí)驗(yàn)裝置中,濕棉花的作用是受熱時(shí)提供反應(yīng)所需的水蒸氣。鐵在氧氣中燃燒或與水蒸氣反應(yīng)生成既有+2價(jià)又有+3價(jià)鐵元素的氧化物Fe3O4。1.判斷正誤(1)由于鐵單質(zhì)性質(zhì)比較活潑,所以自然界中沒(méi)有游離態(tài)的鐵單質(zhì) ()(2)鐵與AgNO3、ZnCl2等鹽溶液均能發(fā)生反應(yīng)生成Fe2+ ()(3)分離鐵粉與銅粉的混合物時(shí),只能用化學(xué)方法 ()(4)1molFe與水蒸氣高溫下反應(yīng)轉(zhuǎn)移83mole- (答案(1)×(2)×(3)×(4)√2.(2024·北京八一中學(xué)月考)下列關(guān)于金屬鐵的描述不正確的是 ()A.純鐵是銀白色金屬B.能與水蒸氣反應(yīng)生成氧化鐵C.工業(yè)煉鐵的原理是用還原的方法把鐵從鐵礦石中提煉出來(lái)D.鐵能導(dǎo)電但其導(dǎo)電性不如銅和鋁答案B解析高溫下,鐵能與水蒸氣反應(yīng)生成Fe3O4和氫氣,故選B。3.鐵與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖,下列說(shuō)法正確的是 ()A.實(shí)驗(yàn)時(shí),試管口應(yīng)高于試管底B.加熱時(shí)試管內(nèi)生成紅棕色物質(zhì),點(diǎn)燃肥皂泡可聽(tīng)到爆鳴聲C.反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Fe+3H2O(g)Fe2O3+3H2D.試管中發(fā)生置換反應(yīng)答案D解析鐵與水蒸氣反應(yīng)生成Fe3O4和H2,屬于置換反應(yīng),實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)使試管口略低于試管底。二、鐵的氧化物和氫氧化物1.鐵的氧化物閱讀課本,填寫(xiě)下表空白:氧化亞鐵(FeO)氧化鐵(Fe2O3)四氧化三鐵(Fe3O4)俗稱—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)溶解性不溶于水鐵的價(jià)態(tài)+2+3+2、+3與H+反應(yīng)的離子方程式FeO+2H+Fe2++H2O6H++Fe2O32Fe3++3H2OFe3O4+8H+2Fe3++Fe2++4H2O穩(wěn)定性6FeO+O22Fe3O4穩(wěn)定穩(wěn)定與CO、C、H2反應(yīng)生成單質(zhì)鐵及CO2或H2O用途Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡膠的紅色顏料,赤鐵礦(主要成分是Fe2O3)是煉鐵的原料2.鐵的氫氧化物(1)鐵的氫氧化物的制備反應(yīng)原理:Fe(OH)3與Fe(OH)2分別由相應(yīng)的可溶性鹽與堿溶液反應(yīng)而制得。Fe(OH)2Fe(OH)3操作現(xiàn)象產(chǎn)生白色絮狀沉淀,迅速變?yōu)榛揖G色,最終變?yōu)榧t褐色沉淀生成紅褐色沉淀離子方程式Fe2++2OH-Fe(OH)2↓;4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3Fe3++3OH-Fe(OH)3↓實(shí)驗(yàn)結(jié)論Fe(OH)2很不穩(wěn)定,極易轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3思考如圖是制備氫氧化亞鐵的改進(jìn)裝置,思考并回答下列問(wèn)題:(1)配制NaOH和FeSO4溶液的蒸餾水要經(jīng)過(guò),目的是。

(2)在FeSO4溶液表面覆蓋一層苯(一種有機(jī)溶劑,難溶于水,密度比水小)的作用是

。

(3)將吸有NaOH溶液的長(zhǎng)滴管伸入FeSO4溶液液面以下,其目的是。

提示(1)加熱煮沸趕走溶解的氧氣(2)隔絕空氣,防止生成的氫氧化亞鐵被氧化(3)防止滴加NaOH溶液時(shí)帶入空氣氧化Fe(OH)2(2)Fe(OH)2和Fe(OH)3的比較Fe(OH)2Fe(OH)3顏色、狀態(tài)白色固體紅褐色固體溶解性不溶于水不溶于水與非氧化性強(qiáng)酸反應(yīng)的離子方程式Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+Fe3++3H2O穩(wěn)定性Fe(OH)2FeO+H2O(隔絕空氣)2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O1.判斷正誤(1)磁鐵礦的主要成分是Fe3O4 ()(2)FeO在空氣中加熱生成Fe2O3 ()(3)Fe3O4中鐵的化合價(jià)有+2和+3價(jià),是一種混合物 ()(4)Fe(OH)3不能利用化合反應(yīng)生成 ()(5)因?yàn)镕e(OH)2易被氧化,所以在制備時(shí)要隔絕空氣 ()答案(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√2.下列有關(guān)鐵的化合物的說(shuō)法不正確的是 ()A.Fe(OH)2不穩(wěn)定,具有較強(qiáng)的氧化性B.FeO、Fe2O3均為金屬氧化物,均可與鹽酸反應(yīng)C.Fe(OH)3可通過(guò)化合反應(yīng)得到,Fe(OH)2則不能D.Fe3O4為磁性氧化鐵,其中鐵的化合價(jià)為+2和+3答案A解析Fe(OH)2中的Fe2+具有還原性,可被空氣中的O2氧化為Fe(OH)3,A項(xiàng)錯(cuò)誤;Fe(OH)2只能通過(guò)復(fù)分解反應(yīng)得到,Fe(OH)3可由Fe(OH)2與O2、H2O發(fā)生化合反應(yīng)得到,C項(xiàng)正確;Fe3O4俗稱磁性氧化鐵,其組成可表示為FeO·Fe2O3,Fe元素的化合價(jià)為+2和+3,D項(xiàng)正確。3.(2024·河北邢臺(tái)二中高一段考)某化學(xué)興趣小組按如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),反應(yīng)開(kāi)始時(shí)打開(kāi)彈簧夾,當(dāng)點(diǎn)燃從a口出來(lái)的氣體無(wú)爆鳴聲時(shí)關(guān)閉彈簧夾,此時(shí)剩余少量的鈉,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 ()A.橡皮管能起到平衡氣壓的作用B.關(guān)閉彈簧夾后,打開(kāi)分液漏斗活塞,剩余的少量鈉能置換出單質(zhì)鐵C.關(guān)閉彈簧夾后,打開(kāi)分液漏斗活塞,錐形瓶?jī)?nèi)能觀察到白色絮狀沉淀D.反應(yīng)結(jié)束后,打開(kāi)錐形瓶的橡膠塞,能觀察到有紅褐色沉淀產(chǎn)生答案B解析鈉與水反應(yīng)生成NaOH和氫氣,生成的NaOH與氯化亞鐵反應(yīng)生成Fe(OH)2沉淀,故選B。1.下列關(guān)于鐵的敘述錯(cuò)誤的是 ()A.純凈的鐵是光亮的銀白色金屬B.鐵能被磁體吸引C.鐵是地殼中含量最多的金屬元素D.鐵具有延展性和導(dǎo)熱性,可制作炊具答案C解析鋁是地殼中含量最多的金屬元素,鐵是地殼中含量排在第二位的金屬元素,C錯(cuò)誤。2.(2024·安徽蚌埠高一期末)下列關(guān)于鐵及其化合物說(shuō)法正確的是 ()A.過(guò)量的鐵絲在Cl2中燃燒生成FeCl2B.鐵的氧化物都不溶于水,也不與水發(fā)生反應(yīng)C.鐵性質(zhì)活潑,鐵元素在自然界中都以化合態(tài)的形式存在D.向飽和FeCl3溶液中滴加適量NaOH溶液即可得到氫氧化鐵膠體答案B解析過(guò)量的Fe與Cl2反應(yīng)生成FeCl3,A錯(cuò)誤;在自然界中,隕鐵有游離態(tài)的鐵存在,C錯(cuò)誤;FeCl3溶液和NaOH溶液反應(yīng)生成Fe(OH)3沉淀,D錯(cuò)誤。3.鐵與水蒸氣反應(yīng)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)前后的裝置如圖所示:下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 ()A.將濕棉花改為浸水的尿不濕,酒精燈由單頭改為雙頭,可提供足量的水蒸氣B.用具支試管可將試管口附近冷凝的水導(dǎo)出C.將肥皂液改為吹泡泡水,收集H2的效果更好,點(diǎn)燃效果更明顯D.改進(jìn)后,懸掛的磁鐵能吸引鐵粉,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,我們能看到具支試管中有黑色固體不斷落下答案D解析尿不濕可吸收更多的水,且不易灑出,酒精燈改為雙頭的可增加受熱面積,故可提供足夠多的水蒸氣,A項(xiàng)正確;具支試管含支管,冷凝水可從支管中流出,B項(xiàng)正確;吹泡泡水易起泡,收集H2更容易,點(diǎn)燃效果更好,C項(xiàng)正確;磁鐵可以吸引單質(zhì)鐵和Fe3O4,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.金屬單質(zhì)A可發(fā)生以下反應(yīng)。試推斷:(1)A、B、C、D、E分別是(寫(xiě)化學(xué)式,B寫(xiě)主要成分):A、B、C、

D、E。

(2)寫(xiě)出反應(yīng)③和⑤的離子方程式:③____________________________________________;

⑤____________________________________________。

答案(1)FeFe2O3Fe3O4CuH2(2)Fe+Cu2+Fe2++CuFe+2H+Fe2++H2↑課時(shí)對(duì)點(diǎn)練[分值:100分](選擇題1~10題,每小題6分,共60分)題組一鐵的單質(zhì)1.我國(guó)宋代《開(kāi)寶本草》中記載了中藥材鐵華粉的制作方法:“取鋼煅作葉,如笏或團(tuán),平面磨錯(cuò)令光、凈,以鹽水灑之,于醋甕中陰處埋之一百日,鐵上衣生,鐵華成矣?！毕铝姓f(shuō)法錯(cuò)誤的是 ()A.“取鋼煅作葉,如笏或團(tuán)”說(shuō)明金屬鐵有較好的延展性B.“平面磨錯(cuò)令光、凈”的目的是除去表面的鐵銹C.“鐵上衣生”的原因是鐵被氧氣氧化D.中藥材鐵華粉的主要成分是醋酸亞鐵答案C解析把鋼煅制成長(zhǎng)的或圓的葉子形狀,說(shuō)明金屬鐵有良好的延展性,故A正確;中藥材鐵華粉的主要成分是醋酸亞鐵,故開(kāi)始要除去鐵銹,防止三價(jià)鐵影響產(chǎn)物純度,故B正確;金屬鐵在醋甕中密封保存,隔絕空氣,不能與氧氣反應(yīng),故C錯(cuò)誤;隔絕空氣,鐵與醋酸反應(yīng)生成醋酸亞鐵,故D正確。2.下列各項(xiàng)物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化不能通過(guò)反應(yīng)一步完成的是 ()A.Fe→Fe3O4 B.Fe→FeCl3C.Fe→FeCl2 D.Fe→Fe(OH)3答案D解析Fe與O2點(diǎn)燃可得到Fe3O4,Fe與Cl2點(diǎn)燃可得到FeCl3,Fe與鹽酸反應(yīng)可得到FeCl2,Fe不能通過(guò)反應(yīng)一步生成Fe(OH)3,D符合題意。3.(2024·烏魯木齊高一期末)某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)后組員之間的交流不合理的是 ()A.甲同學(xué)認(rèn)為試管b中收集到的氣體可點(diǎn)燃,且產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰B.乙同學(xué)認(rèn)為試管a中生成的黑色固體可能為四氧化三鐵C.丙同學(xué)認(rèn)為將少量還原性鐵粉放入試管中,加適量的水,加熱也可實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)D.丁同學(xué)認(rèn)為用鹽酸溶解固體生成物所得溶液有顏色答案C解析鐵與水不反應(yīng),應(yīng)該是水蒸氣,丙同學(xué)的觀點(diǎn)錯(cuò)誤,故選C。題組二鐵的氧化物4.(2023·廣東惠州高一段考)2023年7月國(guó)內(nèi)海拔最高、區(qū)域最廣的丹霞地貌景區(qū)配套設(shè)施——四川省甘孜州新龍紅山景區(qū)正式開(kāi)園,丹霞地貌的巖層呈紅色是因?yàn)楹?()A.Fe(OH)3 B.Fe3O4C.FeO D.Fe2O3答案D解析Fe2O3為紅棕色固體,俗稱鐵紅,丹霞地貌的巖層呈紅色是因?yàn)楹蠪e2O3,故選D。5.(2024·黑龍江實(shí)驗(yàn)中學(xué)高一月考)有關(guān)鐵的氧化物的說(shuō)法不正確的是 ()A.Fe3O4是黑色晶體,該晶體中每三個(gè)鐵原子中有2個(gè)顯+3價(jià),1個(gè)顯+2價(jià)B.FeO、Fe3O4都能與稀H2SO4反應(yīng)生成鹽和水,所以都是堿性氧化物C.FeO不穩(wěn)定,空氣中受熱易轉(zhuǎn)化為Fe3O4D.Fe2O3俗稱鐵紅,常用作紅色油漆和涂料答案B解析FeO是堿性氧化物,Fe3O4是復(fù)雜氧化物,故選B。題組三鐵的氫氧化物6.將鐵屑溶于過(guò)量的稀鹽酸后加入過(guò)量的NaOH溶液,有白色沉淀生成,過(guò)濾,在空氣中加熱至沉淀質(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 ()A.Fe(OH)3;Fe2O3B.Fe(OH)2;Fe2O3C.Fe(OH)2;Fe(OH)3、Fe3O4D.Fe2O3;Fe(OH)3答案B解析鐵屑溶于過(guò)量的稀鹽酸后生成氯化亞鐵,加入過(guò)量的NaOH溶液,生成Fe(OH)2白色沉淀,Fe(OH)2在空氣中易被氧化為Fe(OH)3,Fe(OH)3受熱分解生成水和紅棕色的Fe2O3,故B正確。7.下列有關(guān)鐵的氫氧化物的說(shuō)法錯(cuò)誤的是 ()A.Fe(OH)2是一種黑色固體,不穩(wěn)定,在空氣中易被氧化為紅褐色固體B.Fe(OH)2具有還原性,在空氣中易被氧化為Fe(OH)3C.Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不穩(wěn)定性,受熱都能分解D.Fe(OH)3膠體透明、呈紅褐色,能產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)答案A解析Fe(OH)2是一種白色固體,不穩(wěn)定,具有還原性,在空氣中易被氧化為紅褐色的Fe(OH)3:4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,故A錯(cuò)誤、B正確;Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不穩(wěn)定性,受熱能分解為氧化物和水,故C正確。8.將鐵片放入下列溶液中,溶液質(zhì)量減輕的是 ()A.稀硫酸 B.硫酸銅溶液C.稀鹽酸 D.AlCl3溶液答案B解析鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣,由于每溶解56gFe,溶液中逸出2gH2,所以溶液質(zhì)量增加,A錯(cuò)誤;鐵和硫酸銅反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵,由于每溶解56gFe,溶液中析出64gCu,所以溶液質(zhì)量減輕,B正確;鐵和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣,由于每溶解56gFe,溶液中逸出2gH2,所以溶液質(zhì)量增加,C錯(cuò)誤;Fe與AlCl3溶液不發(fā)生反應(yīng),溶液質(zhì)量不變,D錯(cuò)誤。9.等量的鐵分別與足量的鹽酸、水蒸氣在一定條件下充分反應(yīng),則在相同的條件下,產(chǎn)生氫氣的體積比是 ()A.1∶1 B.3∶4 C.2∶3 D.4∶3答案B解析根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式:Fe+2HClFeCl2+H2↑、3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2可知,1molFe與鹽酸反應(yīng)生成1molH2,1molFe與水蒸氣反應(yīng)生成43molH2,故在相同條件下,產(chǎn)生H2的體積比是3∶4。10.以某硫酸渣(含F(xiàn)e2O3等)為原料制備FeOOH(鐵黃)的一種工藝流程如下:下列說(shuō)法不正確的是 ()A.“酸溶”后溶液中金屬陽(yáng)離子主要是Fe3+B.濾渣的主要成分是FeC.“沉鐵”過(guò)程中生成Fe(OH)2的化學(xué)方程式為FeSO4+2NH4HCO3Fe(OH)2↓+(NH4)2SO4+2CO2↑D.“氧化”Fe(OH)2漿液時(shí),可用氯氣代替空氣答案D解析B項(xiàng),根據(jù)流程圖分析可知,濾渣的主要成分是Fe,正確;C項(xiàng),由圖示可知,“沉鐵”過(guò)程中反應(yīng)物為FeSO4和NH4HCO3,生成物有CO2和Fe(OH)2,故化學(xué)方程式為FeSO4+2NH4HCO3Fe(OH)2↓+(NH4)2SO4+2CO2↑,正確;D項(xiàng),“氧化”Fe(OH)2漿液時(shí),若用氯氣代替空氣,制備的FeOOH中會(huì)有含氯化合物,導(dǎo)致FeOOH的含量較低且有雜質(zhì),錯(cuò)誤。11.(10分)鐵在一定條件下的反應(yīng)如圖所示。(1)晉代的《抱樸子》中有記載“以曾青涂鐵,鐵赤色如銅”,成為現(xiàn)代濕法冶金的先驅(qū)。曾青就是膽礬,即五水硫酸銅。將鐵放在膽礬溶液(古人稱為膽水)中,可以得到金屬銅,請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:。

(2)工業(yè)上,向500~600℃的鐵屑中通入Cl2生產(chǎn)FeCl3,每生產(chǎn)1kgFeCl3,消耗Cl2的物質(zhì)的量為(計(jì)算結(jié)果保留2位小數(shù))。

(3)實(shí)現(xiàn)Fe轉(zhuǎn)化為Fe2+,可選用(填化學(xué)式)溶液。

(4)請(qǐng)寫(xiě)出Fe3O4溶于稀鹽酸的離子方程式:

。

答案(1)Fe+CuSO4FeSO4+Cu(2)9.23mol(3)HCl(或H2SO4、CuSO4等,合理即可)(4)Fe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2O解析(1)將鐵放在膽礬溶液即硫酸銅溶液中,可以得到金屬銅,化學(xué)方程式:Fe+CuSO4FeSO4+Cu。(2)由氯元素守恒可知,n(Cl2)=32×1000162.5mol≈9.23mol。(3)Fe→Fe2+說(shuō)明Fe被氧化,可選用鹽酸、稀硫酸、CuSO4溶液等。(4)Fe3O4溶于稀鹽酸生成Fe2+、Fe3+比例為1∶2,反應(yīng)的離子方程式為Fe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2O。12.(14分)(2024·江蘇鹽城高一期末)Fe3O4是一種非常重要的磁性材料,同時(shí)也可用作催化劑載體和微波吸收材料。Fe3O4有下列兩種制法,請(qǐng)回答問(wèn)題。Ⅰ.方法一:甲同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn),溫度高于570℃時(shí)鐵與水蒸氣反應(yīng)氧化產(chǎn)物只有Fe3O4;該同學(xué)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。(1)儀器D的名稱是,裝置E的作用是,其中的現(xiàn)象為。

(2)裝置B中的石棉絨的作用是,B中反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

Ⅱ.方法二:乙同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)FeOOH為紅棕色沉淀,可以在堿性溶液中和FeCl2溶液共沉淀最終得到納米Fe3O4;該同學(xué)利用如下實(shí)驗(yàn)流程制備納米Fe3O4。FeCl3·6H2OFeOOHFe3O4懸濁液Fe3O4(3)寫(xiě)出第②步反應(yīng)的離子方程式:

。

(4)第③步中洗滌Fe3O4固體,檢驗(yàn)固體已洗凈的具體操作是。

答案(1)球形干燥管檢驗(yàn)H2黑色固體變?yōu)榧t色(2)增大鐵粉與水蒸氣的接觸面積,加快反應(yīng)的進(jìn)行3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2(3)2FeOOH+Fe2++2OH-Fe3O4+2H2O(4)取最后一次洗滌液,加入AgNO3溶液,如無(wú)白色沉淀,則洗凈解析(1)裝置E中的氧化銅可以和氫氣反應(yīng)生成銅,顏色由黑變紅,可以檢驗(yàn)生成的氫氣。(4)反應(yīng)過(guò)程中使用了FeCl2溶液,則Fe3O4固體表面可能吸附有氯離子,可以通過(guò)檢驗(yàn)氯離子來(lái)檢驗(yàn)是否洗滌干凈。13.(16分)(2024·云南昭通一中高一期末)氫氧化亞鐵用于制顏料、藥物,并用于催化劑、吸收劑和砷解毒劑等。制備Fe(OH)2時(shí),最初產(chǎn)生的Fe(OH)2不穩(wěn)定,易被空氣中的氧氣氧化,最終生成紅褐色的Fe(OH)3,因而影響了實(shí)驗(yàn)效果。某化學(xué)興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)出以下實(shí)驗(yàn)改進(jìn)裝置探究能較長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色Fe(OH)2沉淀。[A組實(shí)驗(yàn)]已知:苯是一種密度小于鈉的液體,空氣不能溶解在苯中,且反應(yīng)過(guò)程中苯不參加反應(yīng),裝置如圖。(1)苯的作用為。將鈉塊加入試管中,可以觀察到的現(xiàn)象為

。

[B組實(shí)驗(yàn)]選用稀硫酸、鐵粉、NaOH溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn),裝置如圖。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),先(填“打開(kāi)”或“關(guān)閉”,下同)止水夾K,然后打開(kāi)分液漏斗的玻璃塞和活塞,使稀硫酸與鐵粉反應(yīng),一段時(shí)間后,止水夾K,制得白色Fe(OH)2沉淀,且沉淀能持續(xù)一段時(shí)間不變色。白色沉淀能一段時(shí)間不變色的原因是。

[C組實(shí)驗(yàn)]經(jīng)查閱文獻(xiàn),該小組用如圖裝置設(shè)計(jì):將一支三通管分別連接三支50mL的注射器,在相應(yīng)的連接處加玻璃活塞,實(shí)現(xiàn)裝置的可控與密閉,以完成“一體三管裝置”。按圖