2019新优化高考化学一轮(全国通用版)精致讲义：铁及其重要化合物.docx

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1、第三讲铁及其重要化合物1.了解铁及其重要化合物的制备方法。2.掌握铁及其重要化合物的主要性质及其应用。铁及其重要化合物知识梳理1.铁的物理性质纯铁具有金属的共性，如具有银白色金属光泽，具有导电性、导热性和延展性，具有能被磁铁吸引的特征。2.铁的化学性质(用化学方程式或离子方程式表示)铁单质性质活泼，有较强的还原性，铁元素主要化合价为2 价和3 价。(1)与非金属单质的反应与 O2的反应常温：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为 Fe2O3。点燃：3Fe2O2=点燃Fe3O4。与 Cl2的反应：2Fe3Cl2=点燃2FeCl3。与 S 的反应：FeS=FeS。(2)与水的反应：常温下铁与水不反应，在高

2、温条件下与水蒸气反应：3Fe4H2O(g)=高温Fe3O44H2。(3)与酸的反应与非氧化性酸反应的离子方程式：Fe2H=Fe2H2。与氧化性酸反应：遇冷的浓硫酸或浓硝酸发生钝化，与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应，但无 H2产生。(4)与盐溶液的反应与 CuSO4溶液反应的离子方程式：FeCu2=Fe2Cu。与 FeCl3溶液反应的离子方程式：Fe2Fe3=3Fe2。3.铁的氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4俗名铁红磁性氧化铁颜色状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体(有磁性)溶解性难溶于水难溶于水难溶于水铁元素的化合价232，3稳定性不稳定稳定稳定与 H反应的离子方程式FeO2H=Fe

3、2H2OFe2O36H=2Fe33H2OFe3O48H=Fe22Fe34H2O4.铁的氢氧化物化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色态白色固体红褐色固体与盐酸反应Fe(OH)22H=Fe22H2OFe(OH)33H=Fe33H2O受热分解2Fe(OH)3=Fe2O33H2O制备可溶性亚铁盐与碱溶液反应：Fe22OH=Fe(OH)2可溶性铁盐与碱溶液反应：Fe33OH=Fe(OH)3二者的关系在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成 Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应方程式为4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)35.亚铁盐和铁盐(1)亚铁盐含有

4、 Fe2的溶液呈浅绿色，Fe2既有氧化性，又有还原性，Fe2与 Zn、Cl2反应的离子方程式分别为 ZnFe2=Zn2Fe、2Fe2Cl2=2Fe32Cl。(2)铁盐氧化性：含有 Fe3的溶液呈棕黄色，Fe3具有氧化性，Fe3与 Cu 反应的离子方程式为 2Fe3Cu=2Fe2Cu2。特性：含有 Fe3的盐溶液遇到 KSCN 时变成红色。易水解：FeCl3滴入沸水中的化学方程式：FeCl33H2O=Fe(OH)3(胶体)3HCl。自我检测1.判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)Fe 与稀 HNO3、稀 H2SO4反应均有气泡产生，说明 Fe 与两种酸均发生置换反应。()(2)在 Fe

5、Cl3溶液中加入 KHCO3溶液，会有 CO2产生，但无 Fe(OH)3沉淀生成。()(3)向硫酸亚铁溶液中滴加 NaOH 溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁。()(4)铁与过量的硫粉共热产物是 Fe2S3。()(5)Fe2O3不可与水反应得到 Fe(OH)3，所以不能通过化合反应制取 Fe(OH)3。()(6)氢氧化铁与 HI 溶液反应的离子方程式为 Fe(OH)33H=Fe33H2O。()(7)将 FeCl3溶液直接蒸干即可得到无水 FeCl3固体。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2.将下列物质的颜色和用途或性质用短线连接起来。Fe2O3a.红褐色A.具有较强的

6、还原性Fe(OH)2b.红棕色B.易被氧化成灰绿色最终变成红褐色Fe(OH)3c.白色C.红色油漆、涂料Fe2d.棕黄色D.受热分解成红棕色粉末Fe3e.浅绿色E.具有较强的氧化性答案：bCcBaDeAdE(1)铁分别与氯气和盐酸反应所得的氯化物不同，Fe 与 Cl2反应生成 FeCl3，而 Fe 与盐酸反应生成 FeCl2。(2)铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是 Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。(3)铁与硫蒸气反应生成的是 FeS 而不是 Fe2S3；铁与碘蒸气反应生成的是 FeI2而不是FeI3。(4)Fe3O4的组成可理解为 FeOFe2O3，与非氧化性酸(如盐酸、

7、稀硫酸)反应时生成 Fe2和 Fe3；与氧化性酸(如 HNO3)反应时生成 Fe3；与还原性酸(如 HI)反应时生成 Fe2。含有 a g HNO3的稀硝酸跟 b g 铁恰好反应，铁全部溶解，生成 NO。已知有 a/4g HNO3被还原，则 ab 不可能是()A.31B.32C.41D.92解析若生成硝酸亚铁：3Fe8HNO3=3Fe(NO3)22NO4H2O168263126ba/4168/b1264/aab31若生成硝酸铁：Fe4HNO3=Fe(NO3)3NO2H2O5663ba/456/b634/aab92还可能生成硝酸铁和硝酸亚铁的混合物，所以 ab 介于 31 与 92 之间，不在此

8、范围的只有 B 项。答案B铁元素是典型的变价金属元素，它在化合物中主要表现为2 价和3 价，通过归纳总结完成以下填空：单质铁与(填编号，下同)反应时只生成3 价铁；与反应时只生成2价铁；与反应时既生成2 价铁也生成3 价铁。所选试剂：Cl2O2H2O(g)S盐酸稀硝酸(足量)稀硫酸CuSO4溶液FeCl2溶液铁粉与稀硝酸溶液满足n(Fe)n(HNO3)516答案：数轴法分析铁与稀 HNO3反应的产物一是明确哪种物质过量，二是根据两种物质的量分析讨论判断，根据反应方程式：HNO3过量：Fe4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O；Fe 过量：Fe2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2；两者

9、相加得总方程式：3Fe8HNO3(稀)=3Fe(NO3)22NO4H2O，可以用数轴表示：解题时需注意量的范围。即：n(Fe)n(HNO3)14，产物仅有 Fe(NO3)3，稀 HNO3可能有剩余；n(Fe)n(HNO3)38，产物仅有 Fe(NO3)2，Fe 可能有剩余；14n(Fe)n(HNO3)38，产物为 Fe(NO3)3和 Fe(NO3)2，Fe 和稀HNO3都反应完全。题组一铁及其化合物的性质及计算1.下列有关铁及其化合物的说法中正确的是()A.铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在B.铁在纯氧中燃烧或在氯气中燃烧所得产物中铁的化合价均为3 价C.工业上可用铁制容器

10、储存浓硝酸和浓硫酸，原因是铁在常温下与两种酸不反应D.工业上用 CO 在高温条件下还原含 Fe2O3的铁矿石炼铁解析：选 D。自然界中有少量铁以单质形式存在(如陨铁)，A 错；铁在纯氧中燃烧产物是 Fe3O4，其中铁的化合价有2 价和3 价两种价态，B 错；铁在常温下遇浓硫酸或浓硝酸钝化，形成了致密的氧化膜隔绝铁与酸的接触，C 错。2.向一定量的 Fe、FeO 和 Fe2O3的混合物中加入 120 mL 4 mol/L 的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，生成 1.344 L NO(标准状况)，往所得溶液中加入 KSCN 溶液，无红色出现。若用足量的氢气在加热条件下还原相同质量的混合物，能得到铁的

11、物质的量为()A.0.24 molB.0.21 molC.0.16 molD.0.14 mol解析：选 B。向一定量的 Fe、FeO 和 Fe2O3的混合物中加入 120 mL 4 mol/L 的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，向所得溶液中加入 KSCN 溶液，无红色出现，则溶液中的溶质为Fe(NO3)2，1.344 L NO(标准状况)的物质的量为1.344 L22.4 L/mol0.06 mol，根据氮元素守恒，Fe(NO3)2中的 NO3的物质的量为 0.12 L4 mol/L0.06 mol0.42 mol，所以硝酸亚铁的物质的量为 0.42 mol20.21 mol，由铁元素守恒可知，

12、得到铁的物质的量为 n(Fe)0.21 mol，B 项正确。3.(2018江淮名校联考)5.6 g 铁粉与一定量的硫黄混合，在空气中加热发生剧烈反应，冷却后用足量的盐酸溶解反应后的残留固体，产生了 2.0 L 气体(标准状况)，通过分析可知其小于应生成的气体量，其最可能的原因是()A.硫黄量不足B.生成了 FeSC.生成了 Fe2S3D.有部分 Fe 被空气中的氧气氧化了解析：选 D。当此混合物反应完全后，加入足量的盐酸时，如果铁过量，1 mol 铁对应1 mol 氢气，如果硫黄过量，硫化亚铁与盐酸反应，1 mol 硫化亚铁对应 1 mol 硫化氢气体，故 5.6 g 铁反应，对应的气体为 2

13、.24 L(标准状况)，但是实际产生的气体体积偏小，可能原因是部分 Fe 被空气中的氧气氧化了。题组二Fe(OH)2的制备实验探究4.下列各图示中能较长时间看到 Fe(OH)2白色沉淀的是(填序号)。解析：因为 Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的 Fe(OH)3，即发生反应：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。因此要较长时间看到 Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的 Fe(OH)2处在氢气的保护中；的原理为铁作阳极产生 Fe2，与电解 NaCl 溶液产生的 OH结合生成 Fe(OH)2，且液面用汽油保护，

14、能防止空气进入；中液面加苯阻止了空气进入；由于带入空气中的氧气，能迅速将 Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。答案：制备 Fe(OH)2常用的三种方法(1)有机覆盖层法将吸有 NaOH 溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空气与 Fe(OH)2接触发生反应，如图 1 所示。(2)还原性气体保护法用 H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与 NaOH 溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀，如图 2 所示。(3)电解法用铁作阳极，电解 NaCl(或 NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯(或煤油)，如图 3 所示。“铁三角”及 Fe2、Fe3的检验

15、知识梳理1.“铁三角”的转化关系(1)Fe2与强氧化剂(O2、Cl2、Br2、H2O2、Na2O2、KMnO4、浓硫酸、HNO3、NO2、K2Cr2O7等)反应时，被氧化为 Fe3。例如：6Fe2Cr2O2714H=2Cr36Fe37H2O。(2)Fe3与 Fe、Cu、S2(H2S)、I(HI)等还原剂反应时生成 Fe2。例如：2Fe3Cu=2Fe2Cu2(三价铁盐腐蚀印刷电路板)。(1)氧化性：AgFe3Cu2Fe2；还原性：S2IFe2BrCl。(2)只有在干态下 Fe3才能被还原为 Fe。2.“铁三角”的重要应用(1)判断离子共存Fe2因氧化还原不共存NO3(H)、ClO、MnO4(H)

16、；Fe3因氧化还原不共存S2、I、SO23；Fe2、Fe3不共存HCO3、CO23等水解相互促进的离子。(2)除杂溶液杂质除杂方法FeCl2FeCl3加过量铁粉后过滤FeCl3FeCl2加氯水或 H2O2FeCl2CuCl2加过量铁粉后过滤(3)盐溶液的配制与保存(4)物质制备3.检验 Fe2、Fe3的常用方法(1)Fe3的检验样品溶液 滴加 KSCN 溶液溶液变红色，证明含有 Fe3。样品溶液 加入氢氧化钠溶液产生红褐色沉淀，证明含有 Fe3。(2)Fe2的检验样品溶液 滴加 KSCN 溶液无现象 滴加氯水或双氧水溶液变红色，证明含有 Fe2。样品溶液 加入氢氧化钠溶液产生白色絮状沉淀，迅速

17、变成灰绿色，最终变为红褐色，证明含有 Fe2。(3)含 Fe3、Fe2的混合溶液中 Fe3、Fe2的检验(应分两次分别检验)混合溶液 滴加 KSCN 溶液溶液变红色，证明含有 Fe3；混合溶液 滴加酸性KMnO4溶液KMnO4溶液紫红色褪去，证明含有 Fe2。检验 Fe2和 Fe3时的注意事项(1)检验 Fe2时不能先加氯水后加 KSCN 溶液，也不能将加 KSCN 后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可以氧化 SCN)。(2)当溶液浓度较稀时，利用观察法或加 NaOH 溶液的方法都不宜检验 Fe2和 Fe3的存在。(3)检验 Fe2、Fe3的其他方法检验 Fe2最好、最灵敏的试剂是铁

18、氰化钾 K3Fe(CN)6：3Fe22Fe(CN)63=Fe3Fe(CN)62(蓝色)。检验 Fe3也可用苯酚(C6H5OH)，在 FeCl3溶液中滴加苯酚，溶液显紫色。自我检测1.判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)(2016高考全国卷，7B)根据铁比铜金属性强的性质，可用 FeCl3腐蚀 Cu 刻制印刷电路板。()(2)因为硝酸具有强氧化性，所以铁与硝酸反应产物只有 Fe(NO3)3。()(3)Fe3O4溶于盐酸后加入几滴 KSCN 溶液，溶液显红色。()(4)FeCl2溶液蒸干灼烧后，得到 FeCl2固体。()(5)将 FeCl3饱和溶液滴入 NaOH 溶液中，可制备 Fe(O

19、H)3胶体。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)2.(教材改编题)要证明某溶液中不含 Fe3而可能含 Fe2，进行如下实验操作时，最佳顺序是()滴加氯水加足量 KMnO4溶液加少量 KSCN 溶液A.B.C.D.解析：选 C。本题检验方法的关键是 Fe3遇 SCN显红色，而 Fe2遇 SCN不显红色。加入 KSCN 溶液不显红色证明无 Fe3，再滴加氯水，如有 Fe2则可被氧化为 Fe3，溶液显红色。KMnO4溶液也能氧化 Fe2，但因其本身呈紫色，使 Fe3遇 SCN溶液显红色不易观察。(1)Fe2处于铁的中间价态，既有氧化性又有还原性，以还原性为主。Fe2遇 Br2、Cl2、H2O2、

20、NO3(H)等均表现还原性。(2)Fe3处于铁的高价态，表现较强的氧化性，如 Fe3遇到还原性离子(如 I、S2、SO23)时，应优先考虑氧化还原反应。(3)由于 Fe3易水解，因此无论 Fe3溶液的配制还是从 FeCl3溶液中制得无水 FeCl3，都需要考虑抑制 Fe3水解的措施，在此类问题的考查中，一般以实验题为主，主要是配制 Fe3溶液的操作，或是从 FeCl3溶液获得无水 FeCl3的操作之类的文字表述题。在涉及 NA的说法辨析中，有时也会出现 Fe3水解的情况，此外，Fe(OH)3胶体的制备方法也是利用了 FeCl3水解的性质，要熟练掌握。2016高考全国卷，28(1)(2)(3)(

21、4)某班同学用如下实验探究 Fe2、Fe3的性质。回答下列问题：(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成 0.1 mol/L 的溶液。在 FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是_。(2)甲组同学取 2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入 1 滴 KSCN 溶液，溶液变红，说明 Cl2可将 Fe2氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为_。(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在 2 mL FeCl2溶液中先加入 0.5 mL 煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和 1 滴 KSCN 溶液，溶液变红，煤油的作用是。(4)丙组同学取 10 mL 0.1 mol/L KI

22、溶液，加入 6 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液混合。分别取 2mL 此溶液于 3 支试管中进行如下实验：第一支试管中加入 1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；第二支试管中加入 1 滴 K3Fe(CN)6 溶液，生成蓝色沉淀；第三支试管中加入 1 滴 KSCN 溶液，溶液变红。实验检验的离子是(填离子符号)；实验和说明：在 I过量的情况下，溶液中仍含有(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为_。解析(1)Fe2具有还原性，FeCl2溶液易被氧化而变质，配制 FeCl2溶液时加入少量铁屑，目的是防止 Fe2被氧化。(2)溶液变红，说明有 Fe3生成，则 FeCl2溶液

23、与氯水反应生成FeCl3，离子方程式为 2Fe2Cl2=2Fe32Cl。(3)甲组实验中，FeCl2易被空气中的 O2氧化，会生成 FeCl3，因此实验不够严谨。加入煤油，煤油的密度比水小，可以起到隔绝空气的作用，从而排除氧气对实验的影响。(4)实验中 K3Fe(CN)6溶液的作用是检验 Fe2。根据实验，CCl4层显紫色，说明有 I2生成，根据实验，生成蓝色沉淀，说明有 Fe2生成，根据实验，溶液变红，说明有 Fe3剩余，在 I过量的情况下，溶液中仍含有 Fe3，由此可以证明该反应为可逆反应。答案(1)防止 Fe2被氧化(2)2Fe2Cl2=2Fe32Cl(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响

24、)(4)Fe2Fe3可逆反应某学生设计了如下方法对 X 盐进行鉴定：由此分析，下列结论中正确的是()A.X 中一定有 Fe3B.Z 中一定有 Fe3C.Y 为 AgI 沉淀D.X 一定为 FeBr2溶液解析：选 B。由反应过程可知，Z 与 KSCN 溶液反应后溶液显红色，Z 中一定有 Fe3，而 X 中不一定有 Fe3，也可能是 Fe2被 NO3(H)氧化为 Fe3；AgI 沉淀为黄色而不是淡黄色，AgBr 为淡黄色沉淀，所以只有 B 项正确。题组一Fe2与 Fe3之间的转化1.下列试剂中，不能使 Fe2转化为 Fe3的是()氯气NaCl 溶液KMnO4溶液稀硝酸盐酸A.B.C.D.解析：选

25、D。要实现 Fe2转化为 Fe3，必须加强氧化性物质，NaCl、HCl 均没有强氧化性。2.在 FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的铁屑，反应完全后将固体滤出，下列说法中正确的是()A.若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是 Fe2，一定不含 Cu2B.若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是 Fe2，可能含 Cu2和 Fe3C.若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是 Fe3和 Fe2，一定不含 Cu2D.若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是 Fe2，一定不含 Cu2和Fe3解析：选 D。氧化性：Fe3Cu2Fe2，加入铁粉后有固体剩余，F

26、e3一定不存在；若剩余固体全部都是 Cu，溶液中还可能有 Cu2，也可能恰好被完全置换；若剩余固体是Cu 和 Fe，则溶液中不可能有 Cu2。题组二Fe2、Fe3的检验及除杂3.下列离子的检验方法合理的是()A.向某溶液中滴入 KSCN 溶液呈红色，说明不含 Fe2B.向某溶液中通入 Cl2，然后再加入 KSCN 溶液变红色，说明原溶液中含有 Fe2C.向某溶液中加入 NaOH 溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有 Fe3D.向某溶液中加入 NaOH 溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有 Fe2，不含有 Mg2解析：选 C。A 项只能说明含有 Fe3，不合理；B 项原溶

27、液中可能只有 Fe3而没有 Fe2；D 项氧化后生成红褐色沉淀 Fe(OH)3，也可能掩盖了白色沉淀 Mg(OH)2。4.Fe2、Fe3、Zn2较完全地形成氢氧化物沉淀的 pH 分别为 6.7、3.7、4.6。某硫酸锌酸性溶液中含有少量 Fe2、Fe3杂质离子，为除去这些离子制得纯净的 ZnSO4，应加入的试剂是()A.NaOH 溶液B.氨水C.KMnO4、ZnCO3D.H2O2、ZnO解析：选 D。由于 Fe2沉淀所需 pH 比 Zn2大，应首先将 Fe2氧化为 Fe3，然后调节溶液的 pH 使 Zn2还未沉淀时 Fe3已沉淀完全。氧化剂 H2O2将 Fe2氧化为 Fe3，ZnO 能消耗溶液

28、中的 H且不引入新的杂质离子，故 D 项符合要求。5.铁及其化合物在日常生活中有广泛应用。(1)写出 Fe(OH)2转化为 Fe(OH)3的化学方程式：_。(2)绿矾(FeSO4 7H2O)是补血剂的原料，易变质。检验绿矾是否变质的试剂是。设计实验检验绿矾是否完全变质：_。(3)利用绿矾制备还原铁粉的工业流程如下：干燥过程主要是为了脱去游离水和结晶水，过程中会有少量 FeCO3nH2O 在空气中被氧化为 FeOOH，该反应的化学方程式为_。取干燥后的 FeCO3样品 12.49 g，焙烧，最终得到还原铁粉 6.16 g，计算样品中杂质FeOOH 的质量为g。(FeOOH 也能被 C 还原得到

29、Fe)解析：(1)Fe(OH)2与氧气和水反应生成 Fe(OH)3，化学方程式为 4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。(2)绿矾(FeSO47H2O)易变质，Fe2被氧化为 Fe3，检验绿矾是否变质的试剂是 KSCN溶液。检验绿矾是否完全变质即检验样品是否存在 Fe2，可利用 Fe2的还原性进行检验或用铁氰化钾溶液检验。(3)依据得失电子守恒和原子守恒写出化学方程式。设样品中 FeCO3的物质的量为 x mol，FeOOH 的物质的量为 y mol，则116x89y12.49xy6.1656解得 x0.1，y0.01，样品中杂质 FeOOH 的质量为 0.01 mol89 gmol

30、10.89 g。答案：(1)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(2)KSCN 溶液取少量样品溶于水，滴加酸性高锰酸钾溶液，如溶液褪色，则表示样品没有完全变质(或滴加铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，则样品没有完全变质)(3)4FeCO3nH2OO2=4FeOOH4CO2(4n2)H2O0.89除去混合溶液中 Fe3、Fe2的常用方法Fe3水解能力强，实际上 pH3.7 时，Fe3几乎完全水解生成 Fe(OH)3沉淀。欲除去某溶液中含有的 Fe2杂质时，一般先向溶液中加入氧化剂(如 H2O2)，使 Fe2被氧化为 Fe3，然后加碱或盐调节 pH，使 Fe3转化为 Fe(OH)3沉淀除去。(

31、1)除去 Mg2中混有的 Fe3的方法向混合溶液中加入 MgO、MgCO3、Mg(OH)2中之一，与 Fe3水解产生的 H反应，促进Fe3的水解，将 Fe3转化为 Fe(OH)3沉淀除去。(2)除去 Cu2中混有的 Fe3的方法向混合溶液中加入 CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3中之一，与 Fe3水解产生的H反应，促进 Fe3的水解，将 Fe3转化为 Fe(OH)3沉淀而除去。(3)除去 Mg2中混有的 Fe2的方法先加入氧化剂(如 H2O2)将溶液中的 Fe2氧化成 Fe3，然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3。(4)除去 Cu2中混有的 Fe2的方法先加入氧化剂(

32、如 H2O2)将溶液中的 Fe2氧化成 Fe3，然后再按(2)的方法除去溶液中的Fe3。课后达标训练一、选择题1.(2018深圳一模)新修本草 是我国古代中药学著作之一，其中关于“青矾”的记载：“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃烧之赤色”。据此推测，“青矾”的主要成分为()A.CuSO45H2OB.Fe2(SO4)39H2OC.KAl(SO4)212H2OD.FeSO47H2O解析：选 D。CuSO45H2O 俗称胆矾，为蓝色，A 项错误；Fe2(SO4)39H2O 为黄色，B 项错误；KAl(SO4)212H2O 俗称明矾，为白色，C 项错误；FeSO47H2O 俗称绿矾，经煅烧氧化分解为

33、红色 Fe2O3，D 项正确。2.铁是人类应用较早，当前应用量最大的金属元素。下列有关铁及其化合物的说法中正确的是()A.赤铁矿的主要成分是 Fe3O4B.铁与水蒸气在高温下的反应产物为 Fe2O3和 H2C.除去 FeCl2溶液中的 FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉，然后过滤D.Fe3与 KSCN 产生红色沉淀解析：选 C。赤铁矿的主要成分是 Fe2O3；铁与水蒸气在高温下的反应产物为 Fe3O4和H2；3 价铁离子遇 KSCN 溶液变为红色，但没有沉淀产生，一般可以用此方法检验3 价铁离子的存在。3.在浅绿色的 Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀盐酸时，溶液颜色变化应是()A.颜色变浅B.

34、逐渐变深绿C.没有改变D.变棕黄色解析：选D。Fe(NO3)2溶液中加入稀盐酸时发生反应：3Fe24HNO3=3Fe3NO2H2O，有棕黄色的 Fe3生成。4.某学生以铁丝和 Cl2为原料进行下列三个实验。下列从分类角度分析正确的是()A.实验反应制得的物质均为纯净物B.实验均未发生氧化还原反应C.实验均为放热反应D.实验所涉及的物质均为电解质解析：选 B。实验制得的是 Fe(OH)3胶体，属于混合物，且属于吸热反应，选项 A、C 错误；实验中涉及的物质 Cl2、铁丝均为单质，既不属于电解质，也不属于非电解质，选项 D 错误。5.下列有关物质检验方法不合理的是()A.向某溶液中滴加 KSCN

35、溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，该溶液中一定含有 Fe2B.用酸性 KMnO4溶液检验 Fe2(SO4)3溶液中是否含有 FeSO4C.检验 Fe(NO3)2是否已氧化变质，可将 Fe(NO3)2溶于稀 H2SO4后滴加 KSCN 溶液，再观察溶液是否变红D.向某溶液中加入 NaOH 溶液产生红褐色沉淀，说明溶液中含有 Fe3解析：选 C。酸性条件下 Fe2被 NO3氧化成 Fe3，不能检验 Fe(NO3)2是否已氧化变质，C 项不合理。6.下列各组物质中，X 是主体物质，Y 是少量杂质，Z 是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一组是()ABCDXFeCl2溶液FeCl3溶液

36、FeFeSO4溶液YFeCl3CuCl2AlFe2(SO4)3ZCl2FeNaOH 溶液Cu解析：选 C。Cl2与 FeCl2反应，A 错误；Fe 与 FeCl3、CuCl2均反应，B 错误；D 有新的杂质 CuSO4生成，D 错误。7.用 FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是()A.若无固体剩余，则溶液中一定有 Fe3B.若有固体存在，则溶液中一定有 Fe2C.若溶液中有 Cu2，则一定没有固体析出D.若溶液中有 Fe2，则一定有 Cu 析出解析：选 B。本题考查铁及其化合物的性质。FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上铜的反应为2FeCl3

37、Cu=2FeCl2CuCl2，所得的溶液中存在 FeCl2和 CuCl2，还可能有过量的 FeCl3溶液，加入铁粉充分反应后，A 项若无固体剩余，说明原溶液中含有 Fe3，反应后不一定还含有；B 项不管固体是铁粉还是铜粉，溶液中一定含有 Fe2；C 项若溶液中有 Cu2，可能有部分铜固体析出；D 项若溶液中有 Fe2，不一定有 Cu 析出。8.某稀溶液中含有 Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3，若向其中逐渐加入铁粉，溶液中 Fe2浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示。则稀溶液中 Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为()A.111B.131C.338D.

38、114解析：选 D。据氧化性由强到弱的顺序：HNO3Fe3Cu2，可知随铁粉的增加，反应的方程式分别为4HNO3(稀)Fe=Fe(NO3)3NO2H2O4 mol1 mol1 mol2Fe(NO3)3Fe=3Fe(NO3)22 mol1 mol3 molCu(NO3)2Fe=Fe(NO3)2Cu1 mol1 mol1 mol所以原溶液中，Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的物质的量之比为(2 mol1 mol)1 mol4mol114。9.(2018江南十校联考)研究反应物的化学计量数与产物之间的关系时，使用类似数轴的方法可以得到直观形象的效果，下列表达不正确的是()A.NaOH 溶

39、液与 SO2反应时溶液中溶质的情况B.NaAlO2溶液与盐酸反应后铝的存在形式C.Fe 在 Cl2中的燃烧产物D.Fe 和稀 HNO3反应后，铁的存在形式解 析：选 C。A 正 确，因 为 发 生 的 反 应 为 SO2 NaOH=NaHSO3和 SO22NaOH=Na2SO3H2O。B 正确，因为发生的反应为 AlO2HH2O=Al(OH)3和 AlO24H=Al32H2O。C 不正确，因为不论反应物比例是多少，发生的反应总是 2Fe3Cl2=点燃2FeCl3。D 正确，因为如果铁过量，过量的铁与生成的 Fe3继续反应，生成 Fe2。二、非选择题10.铁是人类较早使用的金属之一。运用铁及其化

40、合物的有关知识，回答下列问题：(1)铁和铁合金是生活中的常用材料，下列叙述中正确的是。A.纯铁硬度比生铁高B.纯铁耐腐蚀性强，不易生锈C.不锈钢是铁合金，只含金属元素D.铁在一定条件下，可与水蒸气反应E.铁在冷的浓硫酸中钝化(2)向沸水中逐滴滴加饱和 FeCl3溶液，至液体呈透明的红褐色，该反应的离子方程式为，形成该分散系的分散质的微粒直径范围是。(3)电子工业需用 30%的 FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜，制造印刷电路板。请写出FeCl3溶液与铜反应的离子方程式：_。欲从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液，现有下列试剂：氯气铁粉浓硝酸浓盐酸烧碱浓氨水，需要用到的一组试剂是。A.

41、B.C.D.(4)高铁酸钠 Na2FeO4是一种新型净水剂。高铁酸钠主要通过如下反应制取：2Fe(OH)33NaClO4NaOH=2Na2FeO43X5H2O。则 X 的化学式为。高铁酸钠在水中可以发生如下反应：4FeO2410H2O4Fe(OH)38OH3O2。由此看来，高铁酸钠能够杀菌消毒是因为它具有_性，而能够除去水中悬浮物是因为_。下列物质能作净水剂的有。A.KAl(SO4)212H2OB.Fe(OH)(SO4)nC.ClO2D.“84”消毒液解析：(1)A.纯铁硬度比生铁低，错误；B.纯铁耐腐蚀性强，不易生锈，正确；C.不锈钢是铁合金，含 Fe、Mn 等金属元素，也含有 C、Si 等

42、非金属元素，错误；D.铁在一定条件下，可与水蒸气反应产生四氧化三铁和氢气，正确；E.铁在室温下遇浓硝酸、浓硫酸，在金属表面会被氧化产生一薄层致密的氧化物保护膜，而阻止了金属的进一步反应，因此 Fe 在冷的浓硫酸中钝化，正确。(2)向沸水中逐滴滴加饱和 FeCl3溶液，至液体呈透明的红褐色，这时发生 Fe3的水解反应，产生氢氧化铁胶体和盐酸，该反应的离子方程式为 Fe33H2O=Fe(OH)3(胶体)3H；形成的该分散系属于胶体，分散质的微粒直径范围是 1100 nm。(3)电子工业需用 30%的 FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜，制造印刷电路板，FeCl3溶液与铜反应的离子方程式是 2Fe3

43、Cu=2Fe2Cu2；从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得 FeCl3溶液，应该首先向溶液中加入过量的 Fe 粉，发生反应得到 FeCl2溶液，把过量的Fe 和置换出的 Cu 过滤出去，向滤渣中加入盐酸使 Fe 发生反应得到 FeCl2溶液，再过滤除去 Cu，把两次的滤液合并，再向其中通入过量的氯气就得到了 FeCl3溶液，所以选项 A 符合题意，而选项 B、C、D 都会引入杂质离子，不符合题意，错误。(4)根据原子守恒可得X 的化学式是 NaCl；根据方程式可知高铁酸钠能够杀菌消毒是因为它可以得到电子，具有强氧化性，而能够除去水中悬浮物是因为反应后产生的还原产物 Fe(OH)3在水中形成胶体，有

44、强的吸附能力，能吸附水中悬浮的杂质使之形成沉淀而除去；A.KAl(SO4)212H2O电离产生的Al3会发生水解反应产生 Al(OH)3胶体，因此有净水作用，正确；B.Fe(OH)(SO4)n会形成 Fe(OH)3胶体，因此有净水作用，正确；C.ClO2有强氧化性，可以杀菌消毒，危害也小，因此可作净水剂，正确；D.“84”消毒液有杀菌消毒作用，但是碱性太强，气味太浓，不适宜水的净化，错误。答案：(1)BDE(2)Fe33H2O=Fe(OH)3(胶体)3H1100 nm(3)2Fe3Cu=2Fe2Cu2A(4)NaCl强氧化生成的 Fe(OH)3在水中形成胶体能够吸附水中的悬浮杂质ABC11.根

45、据下列转化关系，回答有关问题。(1)浅绿色溶液 D 主要成分的化学式为，试剂 1 是。(2)下列物质不能作为试剂 2 的是(填序号)。a.Cl2b.新制氯水c.浓硫酸d.Se.硝酸(3)固体 A 溶于稀盐酸的化学方程式为_。(4)溶液 C溶液 F 红色加深的原因是_。(5)某同学在实验时向 E 中加入了过量的一种固体物质，发现棕黄色褪去，现对褪色原因进行探究。提出你的假设：；为了对你所提出的假设进行验证，你设计的实验方案是_。解析：从框图可知，Fe 和稀盐酸反应生成 FeCl2溶液，为浅绿色，即 D 的主要成分为FeCl2，加入试剂 2 后变为棕黄色溶液，联想最终变成深红色溶液 F(硫氰化铁溶

46、液)，可以推断溶液 E 的主要成分为 FeCl3，试剂 2 为强氧化剂，S 不符合条件。Fe 与 H2O(g)反应生成固体 Fe3O4，Fe3O4与盐酸反应的化学方程式为 Fe3O48HCl=2FeCl3FeCl24H2O，所以溶液 B 为 FeCl3和 FeCl2的混合溶液，加入试剂 1(KSCN 溶液或 NH4SCN 溶液)后，Fe3变成Fe(SCN)3，加入试剂 2(强氧化剂)，Fe2被氧化为 Fe3，并进一步转化为 Fe(SCN)3，所以溶液红色加深。答案：(1)FeCl2KSCN 溶液(或 NH4SCN 溶液)(2)d(3)Fe3O48HCl=2FeCl3FeCl24H2O(4)溶液

47、中的 Fe2被氧化剂氧化成 Fe3，使 Fe3浓度增大，从而生成更多的硫氰化铁，使红色加深(5)加入还原剂将 Fe3还原用胶头滴管取少量棕黄色褪去后的溶液于试管中，滴加少量 KSCN 溶液，再加入几滴氯水。若溶液开始不出现红色，加氯水后出现红色，则说明假设正确；若溶液始终不变红色，则假设不正确(其他合理答案均可)12.铁及其化合物在日常生活中应用广泛。(1)利用 Fe2、Fe3的催化作用，常温下可将 SO2转化为 SO24，从而实现对 SO2的治理。已知含 SO2的废气通入含 Fe2、Fe3的溶液时，其中一个反应的离子方程式为 4Fe2O24H=4Fe32H2O，则另一反应的离子方程式为_。(

48、2)氧化铁是重要的工业颜料，下面是制备氧化铁的一种方法，其流程如下：操作的名称是；操作为洗涤，洗涤操作的具体方法为_。滤液 A 中加入稍过量的 NH4HCO3溶液，生成沉淀的同时有一种气体产生，写出其化学方程式：_。(3)如果煅烧不充分，产品中将有 FeO 存在，称取 3.0 g 氧化铁产品，溶解，在 250 mL容量瓶中定容；量取 25.00 mL 待测溶液于锥形瓶中，用酸化的 0.0100 0 molL1KMnO4溶液滴定至终点，重复滴定 23 次，消耗酸性 KMnO4溶液体积的平均值为 20.00 mL。该实验中的 KMnO4溶液需要酸化，用于酸化的酸是(填序号)。a.稀硝酸b.稀盐酸c

49、.稀硫酸d.浓硝酸上述产品中 Fe2O3的质量分数为。解析：(1)根据离子方程式 4Fe2O24H=4Fe32H2O 和题干信息可知，另一个反应必为 Fe3将 SO2氧化为 SO24，同时自身被还原为 Fe2，从而 Fe2、Fe3实现循环，达到催化作用。(2)根据流程图可知，操作是过滤；洗涤的具体操作方法：沿玻璃棒往漏斗中加入适量蒸馏水，浸没沉淀，让蒸馏水自然流下，重复 23 次。根据题给信息，化学方程式为 FeSO42NH4HCO3=FeCO3(NH4)2SO4CO2H2O。(3)由于高锰酸钾溶液具有强氧化性，盐酸在常温下即可被其氧化，又因 Fe2具有还原性，硝酸不论稀、浓均具有强氧化性，故需选用稀硫酸酸化。根据反应 5Fe2MnO48H=5Fe3Mn24H2O，可知样品中 FeO 的质量为 0.02 L0.010 00 molL1572gmol1250 mL25 mL0.72 g，所以产品中 Fe2O3的质量分数为3.0 g0.72 g3.0 g100%76%。答案：(1)2Fe3SO22H2O=2Fe2SO244H(2)过滤沿玻璃棒往漏斗中加入适量蒸馏水至浸没沉淀，让蒸馏水自然流下，重复23 次FeSO42NH4HCO3=FeCO3(NH4)2SO4CO2H2O(3)c76%