2023届高考化学鲁科版一轮复习学案-第三章第2课时　铁及其重要化合物.docx

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1、第2课时铁及其重要化合物1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解铁单质及其重要化合物的主要性质。2.知道铁及其重要化合物在生产、生活中的应用。3.了解铁及其重要化合物的制备方法。铁单质及其氧化物、氢氧化物1.铁的存在与性质(1)铁在元素周期表中的位置、存在形式和物理性质(2)化学性质铁单质性质活泼,有较强的还原性。按要求书写下列反应的化学方程式或离子方程式:Fe与Cl2、S反应的化学方程式:2Fe+3Cl22FeCl3;Fe+SFeS。Fe与水蒸气反应的化学方程式:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。Fe与过量稀HNO3反应的离子方程式:Fe+NO3-+4H+Fe3+NO+2H2

2、O;Fe与少量稀HNO3反应的离子方程式:3Fe+2NO3-+8H+3Fe2+2NO+4H2O。Fe与FeCl3溶液反应的离子方程式:Fe+2Fe3+3Fe2+。 铁遇冷的浓硝酸、浓硫酸时,表面会生成一层致密的氧化膜,化学上称之为钝化,属于化学变化。2.铁的氧化物比较化学式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的化合价+2+3+2、+3稳定性不稳定稳定稳定与H+反应的离子方程式FeO+2H+Fe2+H2OFe2O3+6H+2Fe3+3H2OFe3O4+8H+Fe2+2Fe3+4H2O与CO的反应(炼铁原理)Fex

3、Oy+yCOxFe+yCO23.铁的氢氧化物的性质与制备化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色态白色固体红褐色固体与盐酸反应Fe(OH)2+2H+Fe2+2H2OFe(OH)3+3H+Fe3+3H2O受热分解2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O制法可溶性亚铁盐与碱溶液反应Fe2+2OH-Fe(OH)2可溶性铁盐与碱溶液反应Fe3+3OH-Fe(OH)3两者的关系在空气中,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,化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3理解辨析1.判一判(正确的打“”,错误的打“”)(1)铁的化学

4、性质比较活泼,所以铁在自然界中全部以化合态存在。()(2)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3,在少量Cl2中燃烧生成FeCl2。()(3)Fe分别与氯气、盐酸反应得到相同的氯化物。()(4)Fe3O4中Fe的化合价有+2价和+3价,因而Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物。()解析:(1)在陨铁中存在铁单质。(2)Fe与Cl2反应生成FeCl3,与Cl2的量无关。(3)Fe与Cl2反应生成FeCl3,与盐酸反应生成FeCl2,产物不同。(4)Fe3O4是一种化合物,不是混合物。答案:(1)(2)(3)(4)2.想一想将部分铁屑溶于过量稀硫酸中,过滤后向滤液中加入过量氨水,有白色沉淀生成,过

5、滤,在空气中加热沉淀至质量不再发生变化,得到红棕色残渣。上述沉淀和残渣分别是什么?提示:分别是Fe(OH)2和Fe2O3。铁与稀硫酸反应生成FeSO4,FeSO4再与过量氨水反应生成白色沉淀Fe(OH)2,在空气中加热Fe(OH)2,铁元素被氧化为+3价,最后所得红棕色残渣为Fe2O3。 铁单质及铁的氧化物1. 下列关于铁的叙述正确的是(B)铁能被磁铁吸引,纯铁易被腐蚀在人体内的血红蛋白中含有铁元素铁与硝酸反应的产物仅是Fe(NO3)3铁能在氧气中剧烈燃烧不能通过化合反应制得FeCl2和Fe(OH)3向Fe2(SO4)3和CuSO4的混合液中加入少量铁粉,充分反应,有红色固体析出A.B. C.

6、D.解析:纯铁的抗腐蚀能力较强;铁与强氧化剂反应,能被氧化为Fe3+,但若铁过量,则Fe3+被Fe还原为Fe2+,所以,Fe与HNO3反应的产物可能因铁过量而生成Fe(NO3)2;FeCl2、Fe(OH)3可分别通过化合反应Fe+2FeCl33FeCl2、4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3制得;向Fe2(SO4)3和CuSO4的混合液中加入少量铁粉,Fe3+的氧化性强于Cu2+,不会有红色固体铜析出。故B正确。2.(2021安徽名校联盟联考)红褐色的赤铁矿也称为赭石(主要成分为Fe2O3),常用于制作涂料,磁铁矿(主要成分为Fe3O4)常用于制作古代的指南针司南。下列说法错误的是

7、(D)A.赤铁矿是混合物B.Fe与O2或水在一定条件下反应均可生成Fe3O4C.枪械表面用NaNO2处理形成一层致密的Fe3O4保护膜用来防腐D.取少量铁矿石溶于足量盐酸中,加入KMnO4溶液,紫色褪去,证明溶液中含有Fe2+解析:纯净物是指由一种单质或一种化合物组成的物质,所以赤铁矿是主要成分为三氧化二铁的混合物,A正确;Fe与氧气、水的反应为3Fe+2O2Fe3O4,3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2(g),B正确;使用亚硝酸钠,使钢铁表面生成一层致密的四氧化三铁,用来防止或减缓钢铁的锈蚀,C正确;Cl-在酸性环境中与MnO4-发生氧化还原反应,也可使KMnO4溶液褪色,D错误。(1

8、)FeO、Fe3O4、Fe(OH)2与足量HNO3反应时,发生氧化还原反应,Fe2+被HNO3氧化生成Fe3+。(2)Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3与足量HI反应时,发生氧化还原反应,Fe3+被I-还原生成Fe2+。 氢氧化亚铁的制备3.下列各图中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(B)A.B.C.D.全部解析:Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3,即4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀,就要排出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处在有氢气的环境中;的

9、原理为铁作阳极产生Fe2+,与电解产生的OH-结合生成Fe(OH)2,且煤油能隔绝空气;中苯可隔绝空气;空气中的氧气能将Fe(OH)2氧化,因而不能较长时间看到白色沉淀。4.某化学学习小组设计了下列方法探究氢氧化亚铁的制备等相关 问题。(1)用NaOH溶液和FeSO4溶液直接反应,方法如图。该方法能观察到白色的Fe(OH)2沉淀,但沉淀颜色快速发生变化。请分析沉淀颜色变化的原因: (用化学方程式表示)。(2)该小组为探究反应物浓度对Fe(OH)2制备效果的影响,以Fe(OH)2沉淀白色持续时间(t)为指标,t越大,实验效果越好。部分实验数据如表(w代表质量分数):实验序号w(FeSO4)/%w

10、(NaOH)/%t/s2.515149515138101593525142535180实验、的目的是。该小组同学通过实验推断:其他条件不变时,所用NaOH溶液的浓度越大,实验效果越好。推断的证据是。由绿矾晶体(FeSO47H2O)配制250 mL 0.10 molL-1FeSO4溶液,需要用到的仪器有药匙、玻璃棒、烧杯、托盘天平、250 mL容量瓶、。以下操作会导致所配溶液浓度偏低的是。A.容量瓶中原有少量蒸馏水B.洗涤烧杯和玻璃棒的溶液未转入容量瓶中C.定容时俯视刻度线D.定容摇匀后发现溶液体积低于刻度线,再补加少量蒸馏水至刻度线(3)若向FeSO4溶液中加入足量Na2O2,观察到的现象是

11、。解析:(1)FeSO4和NaOH发生复分解反应生成Fe(OH)2,Fe(OH)2被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3,化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。(2)实验、的变量是FeSO4溶液浓度,目的是探究其他条件相同时,FeSO4溶液浓度对Fe(OH)2制备效果的影响。实验、的变量是NaOH溶液浓度,其他条件不变时,所用NaOH溶液的浓度越大,沉淀持续时间越长,实验效果越好,则证据是沉淀持续时间。配制一定物质的量浓度溶液的步骤:计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容等,用到的仪器:药匙、玻璃棒、烧杯、托盘天平、250 mL容量瓶、胶头滴管;定容时还需要加入蒸馏水,则容量

12、瓶中原有少量蒸馏水对所配溶液浓度无影响,不选A;洗涤烧杯和玻璃棒的溶液未转入容量瓶中,则残留在杯壁上的溶质没有完全转移到容量瓶,导致所配溶液浓度偏低,选B;定容时俯视刻度线导致溶液体积偏小,依据c=nV可知溶液浓度偏高,不选C;定容摇匀后发现溶液体积低于刻度线,再补加少量蒸馏水至刻度线,导致加入水的体积增大,溶液浓度偏低,选D。(3)Na2O2和水反应生成NaOH和O2,NaOH再和FeSO4溶液反应生成Fe(OH)2,由于Na2O2过量,则Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3,观察到的现象是有红褐色沉淀生成,有气体放出。答案:(1)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3(2)探究其

13、他条件相同时,FeSO4溶液浓度对Fe(OH)2制备效果的影响沉淀持续时间胶头滴管BD(3)有红褐色沉淀生成,有气体放出制备Fe(OH)2的注意事项(1)Fe2+必须是新制的,并放入铁粉,以防Fe2+被氧化成Fe3+。(2)除去溶液中溶解的O2,其方法是加热煮沸NaOH溶液。(3)滴管末端插入试管内的液面以下。(4)必要时可在液面上加植物油或苯进行液封。铁盐及亚铁盐1.亚铁盐含有Fe2+的溶液,呈浅绿色,既有氧化性,又有还原性。(1)氧化性Fe2+与Zn反应的离子方程式:Zn+Fe2+Fe+Zn2+。(2)还原性Fe2+与Cl2反应的离子方程式:2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-。2.铁盐(1

14、)氧化性:含Fe3+的溶液,呈黄色,Fe3+具有较强的氧化性。Fe3+与Cu反应的离子方程式:2Fe3+CuCu2+2Fe2+。(2)特性:含有Fe3+的盐溶液遇到KSCN时变成红色。(3)FeCl3易水解:将其饱和溶液滴入沸水中制备胶体的化学方程式为FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl。3.Fe2+、Fe3+的检验方法(1)用KSCN溶液和氯水(2)用NaOH溶液(3)含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe2+、Fe3+的检验混合溶液溶液变红色,说明含有Fe3+。混合溶液KMnO4溶液紫红色褪去,说明含有Fe2+。(4)Fe2+的特征检验方法溶液产生蓝色沉淀,说明溶液中含有Fe

15、2+,3Fe2+2Fe(CN)63-Fe3Fe(CN)62。 (1)检验Fe2+时不能先加氯水后加KSCN溶液,也不能将加KSCN后的混合溶液加到足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN-)。(2)Fe3+、Fe2+、Cl-同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2+(Cl-能还原KMnO4,有干扰)。(3)检验Fe3+也可用苯酚(C6H5OH);检验Fe2+最好用K3Fe(CN)6溶液。4.铁及其化合物的相互转化及应用(1)铁及其化合物的“价类二维图”横向变化体现了同价态不同类别物质(氧化物、碱、盐)之间的转化。a.碱性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H+)转化为盐;b.Fe2+、

16、Fe3+与碱(OH-)反应生成对应的碱;c.难溶性的碱易分解生成对应的氧化物,但难溶性的碱性氧化物一般不与水反应生成对应的碱。纵向变化体现不同价态同类别物质之间的转化,主要体现物质的氧化性或还原性。斜向变化体现不同价态、不同类别物质之间的转化,主要体现物质的氧化性和还原性。(2)应用盐溶液的配制与保存(以FeCl2、FeCl3为例)物质的制备除杂主要物质杂质除杂方法Fe2+Fe3+加过量铁粉后过滤FeCl3FeCl2加氯水或H2O2Fe2+Cu2+加过量铁粉后过滤FeAl加过量NaOH溶液后过滤Fe2O3Al2O3、SiO2加过量NaOH溶液后过滤Cu2+Fe3+加入CuO、Cu(OH)2等物

17、质调节pH后过滤Cu2+Fe2+加入氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+,然后加入CuO、Cu(OH)2等物质调节pH后过滤理解辨析1.判一判(正确的打“”,错误的打“”)(1)氢氧化铁与HI溶液反应仅能发生中和反应。()(2)用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2。()(3)能通过化合反应制取FeCl2。()解析:(1)Fe3+与I-会发生氧化还原反应。(2)Cl-也能与KMnO4反应,使其褪色。答案:(1)(2)(3)2.做一做在Fe2(SO4)3溶液中,加入a g铜,完全溶解后,再加b g铁,充分反应后得到c g残余固体,且ac。试分析残留固体的成分为,所得溶液中阳离子为。

18、答案:CuCu2+、Fe2+ Fe2+与Fe3+的检验1.为了验证Fe3+的性质,某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验,其中实验方案设计错误的是(C)A.B.C.D.解析:Fe3+与Fe反应生成浅绿色的Fe2+,故正确;Fe3+与KSCN溶液反应显示红色,据此能够检验Fe3+,故正确;CuSO4与FeCl3不发生反应,混合后溶液不会变成无色,故错误;AgNO3与FeCl3反应生成AgCl沉淀,白色沉淀为AgCl,该性质是Cl-性质,与Fe3+无关,故错误;Fe3+与NaOH溶液反应生成红褐色Fe(OH)3沉淀,据此可以检验是否存在Fe3+,故正确。2.(双选)乳酸亚铁(CH3CHOHCOO)

19、2Fe是常用的食品铁强化剂之一。某同学为检验其中的铁元素设计了如下方案,其中不合理的是(BC)A.向乳酸亚铁溶液中滴加铁氰化钾溶液,出现蓝色沉淀B.向乳酸亚铁溶液中滴加苯酚溶液,溶液变紫色C.向乳酸亚铁溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液,振荡后紫色褪去D.向乳酸亚铁溶液中滴加硫氰化钾溶液,无现象,再加入氯水,溶液 变红解析:A.Fe2+和Fe(CN)63-反应产生Fe3Fe(CN)62蓝色沉淀,该方案合理;B.Fe3+与苯酚溶液混合变紫色,Fe2+不能,该方案不合理;C.乳酸亚铁中含有醇羟基,该结构也易被酸性高锰酸钾溶液氧化,故该方案不能说明乳酸亚铁中含有Fe2+,该方案不合理;D.向乳酸亚铁溶液中滴

20、加硫氰化钾溶液,无现象,说明溶液中不含Fe3+,再加入氯水,溶液变红,说明溶液中有Fe3+生成,则Fe3+只能是Fe2+被氧化得来,故该方案可以检验乳酸亚铁中铁元素。 Fe2+与Fe3+的性质及应用3.(双选)(2022山东东营月考)下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是(BD)A.为了防止氯化亚铁溶液久置变质,常在其溶液中加入少许铁粉B.将饱和FeCl3溶液滴入稀NaOH溶液中,能形成胶体C.新制的氢氧化亚铁沉淀露置在空气中最终会变为红褐色D.除去FeCl3溶液中的FeCl2杂质可以向溶液中加铁粉,然后过滤解析:亚铁离子在空气中易被氧化为铁离子,加铁粉可以防止氯化亚铁溶液的变质,故A正确;制

21、备氢氧化铁胶体的方法是将饱和FeCl3溶液滴入沸水中,产生红褐色即可,故B不正确;新制的氢氧化亚铁沉淀露置在空气中迅速变成灰绿色,最终会变为红褐色的氢氧化铁,故C正确;除去FeCl3溶液中的FeCl2杂质可以向溶液中滴加氯水,将氯化亚铁氧化为氯化铁,故D不正确。4.(2021山东潍坊段考)聚硅酸铁常用作无机高分子絮凝剂。一种用废铁渣(主要成分Fe2O3、FeO,少量二氧化硅杂质)为原料制备聚硅酸铁的流程如图:回答下列问题。(1)“酸浸”时,通入空气的主要目的是,写出该反应的离子方程式:。(2)“酸浸”需适宜的酸浓度、液固比、酸浸温度、氧流量等,其中硫酸浓度对铁浸取率的影响如图所示。“酸浸”过程

22、中调控硫酸的最佳浓度是。(3)滤渣的主要成分是(写化学式)。(4)“Fe3+浓度检测”实验操作:取100 mL待测液于一烧杯中,加入足量废铁屑充分反应,过滤,然后取25 mL滤液于锥形瓶中,用c mol/L酸性K2Cr2O7标准溶液滴定(Cr2O72-被还原为Cr3+),达到滴定终点时消耗标准溶液V mL。滴定时盛装酸性K2Cr2O7溶液的仪器名称是。写出滴定过程中发生反应的离子方程式: 。Fe3+的浓度为 mol/L(用含V、c的代数式表示)。解析:废铁渣(主要成分Fe2O3、FeO,少量二氧化硅杂质)中加入硫酸,并通入空气,此时Fe2O3、FeO生成Fe2(SO4)3,SiO2成为滤渣;通

23、过检测Fe3+的浓度,确定聚硅酸的加入量,从而获得聚硅酸铁产品。(1)“酸浸”时,通入空气的主要目的是将Fe2+氧化为Fe3+,该反应的离子方程式为4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O。(2)从图中可以看出,“酸浸”过程中调控硫酸的最佳浓度是6 mol/L。(3)由分析知,滤渣的主要成分是SiO2。(4)因为酸性K2Cr2O7溶液具有强氧化性,会腐蚀橡皮管,所以滴定时盛装酸性K2Cr2O7溶液的仪器名称是酸式滴定管。滴定过程中Cr2O72-将Fe2+氧化为Fe3+,自身被还原为Cr3+,发生反应的离子方程式为6Fe2+Cr2O72-+14H+6Fe3+2Cr3+7H2O。由反应的化学方程式

24、可得出如下关系式6Fe2+Cr2O72-,从而得出Fe2+的浓度为6cmol/LVmL25 mL,由Fe+2Fe3+3Fe2+,可得Fe3+的浓度为6cmol/LVmL25 mL23=0.16cV mol/L。答案:(1)将Fe2+全部氧化为Fe3+4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O(2) 6 mol/L(3)SiO2(4)酸式滴定管6Fe2+Cr2O72-+14H+6Fe3+2Cr3+7H2O0.16cV1.(双选)下列说法正确的是(AB)A.FeO粉末在空气中受热,迅速被氧化成Fe3O4(2021湖南卷)B.取少量FeSO4溶液,滴加KSCN溶液,观察溶液颜色变化,可检验溶液中FeS

25、O4是否被氧化(2021湖南卷)C.制备硫酸亚铁铵晶体时,须将含FeSO4和(NH4)2SO4的溶液浓缩至干(2021浙江6月选考)D.H2O(g)通过灼热铁粉:3H2O+2FeFe2O3+3H2(2021广东卷)解析:氧化亚铁具有较强的还原性,在空气中受热易被氧气氧化为稳定的Fe3O4,A项正确;Fe3+会与SCN-结合形成红色络合物,B项正确;制备硫酸亚铁铵晶体时,将硫酸铵和硫酸亚铁溶液浓缩至干会使晶体失去结晶水,C项错误;H2O(g)通过灼热铁粉应在高温条件下生成四氧化三铁和氢气,D项错误。2.(2021广东卷,10)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是(C)A

26、.a可与e反应生成bB.b既可被氧化,也可被还原C.可将e加入浓碱液中制得d的胶体D.可存在bcdeb的循环转化关系解析:图中所示铁元素不同化合价的物质,a为Fe,b为FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等Fe()的盐类物质,c为Fe(OH)2,e为FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等Fe()的盐类物质,d为Fe(OH)3。Fe与Fe()的盐类物质可发生反应生成Fe()的盐类物质,如Fe+2FeCl33FeCl2,故不选A;Fe()为铁元素的中间价态,既有还原性也有氧化性,因此既可被氧化,也可被还原,故不选B;Fe()的盐类物质与浓碱液反应生成Fe(OH)3沉淀,制备Fe(O

27、H)3胶体的操作为向沸水中滴加饱和FeCl3溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热,故选C;bcdeb的转化为FeCl2Fe(OH)2Fe(OH)3FeCl3FeCl2,故不选D。题号知识易中难铁单质及其化合物的性质1,2铁单质及化合物的转化及应用3,4,567,8综合应用9,10一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)1.铁及其化合物应用广泛,下列关于铁单质及铁的化合物的说法错误的是(B)A.自然界中的铁单质主要来自陨石B.氧化亚铁(FeO)在空气中加热容易被氧气氧化为氧化铁(Fe2O3)C.氢氧化亚铁是一种还原性很强的白色难溶物质D.配制硫酸亚铁溶液时常加入少量的铁粉以防止亚铁离子被氧化

28、变质解析:自然界中的铁单质主要来自陨石中的陨铁,A正确;氧化亚铁(FeO)在空气中加热容易被氧气氧化为四氧化三铁(Fe3O4),B错误;氢氧化亚铁是一种白色难溶物质,Fe元素化合价为+2价,具有很强的还原性,C正确;由于溶液中含有的Fe2+具有强的还原性,容易被氧化为Fe3+,加入Fe粉能够使Fe3+转化为Fe2+,故配制硫酸亚铁溶液时常加入少量的铁粉,D正确。2.(2021上海浦东新区二模)在铁粉与水蒸气反应后的残留固体X中,加入足量的稀硫酸,充分反应后得到溶液Y。下列说法正确的是(C)A.若X中含有铁,则反应时一定有气泡B.若向Y中滴入KSCN溶液显红色,则X中无铁单质C.Y一定能使酸性高

29、锰酸钾溶液褪色D.Y中滴入NaOH溶液,一定有沉淀产生解析:铁和水蒸气反应生成Fe3O4和氢气,残留固体为Fe3O4或Fe3O4和Fe的混合物。加入足量的稀硫酸,Fe3O4和硫酸反应Fe3O4+4H2SO4FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O,若有铁剩余,由于氧化性Fe3+H+,所以还会依次发生反应Fe+Fe2(SO4)33FeSO4,Fe+H2SO4FeSO4+H2。若X中含有铁,但铁全部和Fe2(SO4)3反应,则没有气泡,故A错误;若向Y中滴入KSCN溶液显红色,说明Y中含Fe3+,可能X中无铁,也可能X中铁不足以将Fe2(SO4)3全部转化为FeSO4,故B错误;不论X是Fe3O4

30、还是Fe3O4和Fe的混合物,和硫酸反应后都有Fe2+,所以一定能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故C正确;若硫酸过量,则向Y中滴入NaOH溶液,硫酸消耗了NaOH,则没有沉淀产生,故D错误。3.下列有关氢氧化亚铁及其制备方法的叙述中,不正确的是(B)A.氢氧化亚铁易被空气氧化B.氢氧化亚铁为灰绿色絮状沉淀C.可利用如图所示装置,制备氢氧化亚铁D.实验中所用氢氧化钠溶液应预先煮沸解析:氢氧化亚铁易被空气中的氧气氧化为氢氧化铁,故A正确;氢氧化亚铁为白色絮状沉淀,故B不正确;氢氧化亚铁的制备要隔绝空气,可将硫酸亚铁溶液滴入氢氧化钠溶液中,故C正确;氢氧化钠溶液预先煮沸可以将其中的空气排净,故D正确。4.

31、下列说法正确的是(D)A.室温下,Fe与浓硫酸反应生成FeSO4(2020江苏卷)B.氧化亚铁溶于稀硝酸,离子方程式为FeO+2H+Fe2+H2O(2019天津卷)C.向沸水中滴加饱和氯化铁溶液得到红褐色液体,离子方程式为Fe3+3H2OFe(OH)3+3H+(2019天津卷)D.向盛有FeCl3溶液的试管中加过量铁粉,充分振荡后加1滴KSCN溶液,现象为黄色逐渐消失,加KSCN后溶液颜色不变(2019全国卷)解析:在室温下,Fe遇浓硫酸发生钝化,生成致密的氧化物薄膜,A项错误;硝酸具有强氧化性,FeO溶于稀硝酸发生氧化还原反应生成Fe3+,B项错误;沸水中滴加饱和氯化铁溶液生成的红褐色液体为

32、胶体,不能写沉淀符号,C项错误;向盛有FeCl3溶液的试管中加过量铁粉,发生反应2FeCl3+Fe3FeCl2,溶液黄色逐渐消失,Fe2+遇KSCN不显色,D项正确。5.用废铁屑制备磁性胶体粒子的过程如图。下列说法不正确的是(D)A.用Na2CO3溶液浸泡是为了除去废铁屑表面的油污B.通入N2是防止空气中的O2氧化Fe2+C.加适量的H2O2是为了将部分Fe2+氧化为Fe3+,涉及反应:H2O2+2Fe2+2H+2Fe3+2H2OD.溶液A中Fe2+和Fe3+的浓度比为21解析:Na2CO3溶液显碱性,油污在碱性溶液中发生水解,用Na2CO3溶液浸泡是为了除去废铁屑表面的油污,A正确;Fe2+

33、容易被O2氧化,所以通入N2的目的是防止空气中的O2氧化Fe2+,B正确;利用H2O2的氧化性,把部分Fe2+氧化成Fe3+,涉及的反应为2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O,C正确;Fe3O4中二价铁和三价铁的物质的量之比为12,即溶液A中Fe2+和Fe3+的浓度比为12,D不正确。6.1 L溶液中含有Fe(NO3)3和H2SO4两种溶质,其浓度分别为 0.2 molL-1和1.5 molL-1,现向该溶液中加入39.2 g铁粉使其充分反应。下列有关说法正确的是(C)A.反应后溶液中Fe3+物质的量为0.8 molB.反应后产生13.44 L H2(标准状况)C.反应后溶液中Fe2+

34、和Fe3+的物质的量之和为 0.9 molD.由于氧化性:Fe3+H+,故反应中先没有气体产生后产生气体解析:发生反应的顺序是Fe+4H+NO3-Fe3+2H2O+NO,Fe+2Fe3+3Fe2+,如果硫酸有剩余,则有反应Fe+2H+Fe2+H2发生,溶液中n(Fe3+)=10.2 mol=0.2 mol,n(H+)=121.5 mol=3 mol,n(NO3-)=130.2 mol=0.6 mol,n(Fe)=39.2 g56 gmol-1=0.7 mol,根据上述反应的化学方程式,第一个化学方程式中NO3-不足,第二个化学方程式中Fe不足,Fe3+过量,反应后溶液中n(Fe3+)=0.6

35、mol、n(Fe2+)=0.3 mol,根据以上分析,A、B、D错误,C正确。二、选择题(每小题有一个或两个选项符合题意)7.如图是一种综合处理SO2废气的工艺流程。下列说法正确的是(A)A.向溶液B中滴加KSCN溶液,溶液可能变为红色B.溶液B转化为溶液C发生反应的离子方程式为4H+2Fe2+O22Fe3+2H2OC.溶液酸性:ABCD.加氧化亚铁可以使溶液C转化为溶液A解析:Fe3+与SO2发生氧化还原反应生成Fe2+,若二氧化硫足量,则溶液中无Fe3+,加入 KSCN溶液,溶液不变红色,若二氧化硫不足,则溶液中有Fe3+,加入KSCN溶液,溶液显红色,A正确;电荷不守恒,B错误;溶液A转

36、化为溶液B后溶液酸性增强,C错误;FeO与H+反应生成Fe2+,故溶液C不能转化为溶液A,D错误。8.高铁酸钾纯品为暗紫色有光泽粉末。在198 以下干燥空气中稳定,极易溶于水而形成浅紫红色溶液,静置后会分解放出氧气,并沉淀出水合三氧化二铁。溶液的碱性随分解而增大,在强碱性溶液中相当稳定,是极好的氧化剂。具有高效的消毒作用,比高锰酸钾具有更强的氧化性。高铁酸钾的分子式为K2FeO4,工业制备高铁酸钾的离子方程式为Fe(OH)3+ClO-+OH-FeO42-+Cl-+H2O(未配平),下列有关说法不正确的是(AC)A.由上述反应可知,Fe(OH)3的氧化性强于FeO42-B.高铁酸钾中铁显+6价C

37、.上述反应氧化剂和还原剂的物质的量之比为23D.K2FeO4处理水时,不仅能消毒杀菌,而且生成的Fe3+水解形成Fe(OH)3胶体能吸附水中的悬浮杂质解析:根据题干信息,工业制备高铁酸钾的离子方程式为2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-2FeO42-+3Cl-+5H2O,反应中Fe(OH)3中Fe的化合价升高,失去电子,发生氧化反应,则Fe(OH)3作还原剂,FeO42-为氧化产物,因此还原性Fe(OH)3FeO42-,则氧化性Fe(OH)3FeO42-,A不正确;K2FeO4中K元素为+1价,O元素为-2价,根据化合物显电中性可知,Fe的化合价为+6价,B正确;反应2Fe(OH)3+3Cl

38、O-+4OH-2FeO42-+3Cl-+5H2O中氧化剂为ClO-,还原剂为Fe(OH)3,氧化剂和还原剂的物质的量之比为32,C不正确;K2FeO4具有强氧化性,在处理水时,不仅能消毒杀菌,而且生成的Fe3+水解形成Fe(OH)3胶体能吸附水中的悬浮杂质,D正确。三、非选择题9.绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁,在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题。.硫酸亚铁晶体(FeSO47H2O)在医药上作补血剂。为测定该补血剂中铁元素的含量。设计如图实验步骤:(1)证明步骤滤液中含有Fe2+的方法:取样,先滴加KSCN溶液,再滴加,该过程的现象为。(2)步

39、骤加入过量H2O2的目的是。(3)步骤中反应的离子方程式是。(4)若实验中铁无损耗,则每片补血剂中含铁元素的质量为 g。.为进一步探究硫酸亚铁的热稳定性及分解产物,将适量硫酸亚铁样品加入装置A并接入如图所示的装置中,打开K1和K2,缓缓通入N2,加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。(1)C、D中的溶液依次为(填字母)。C、D中有气泡冒出,并可观察到的现象分别为 。a.品红b.NaOHc.BaCl2 d.Ba(NO3)2e.浓H2SO4(2)写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式: 。解析:.(2)由于H2O2具有氧化性,加入过量H2O2的目的是将Fe2+全部氧化为Fe3+。(3)步骤的目的是

40、将Fe3+全部转化为Fe(OH)3,所以步骤需加入过量的氨水,反应的离子方程式是Fe3+3NH3H2OFe(OH)3+3NH4+。(4)由于实验中铁无损耗,根据铁元素守恒得,每片补血剂中m(Fe)=256a256+31610 g=0.07a g。.(1)实验后反应管中残留的红色粉末为Fe2O3,根据得失电子守恒可知必然有SO2产生,根据元素守恒可知还会生成SO3,检验的试剂应选择品红溶液、BaCl2溶液,不能选择Ba(NO3)2溶液,因为SO2会与Ba(NO3)2溶液反应产生白色沉淀,干扰SO3的检验,由于SO3可与水反应生成硫酸,故应先检验SO3,再利用SO2能使品红褪色的原理检验SO2。(

41、2)由题意可以得到硫酸亚铁分解的化学方程式为2FeSO4Fe2O3+SO2+ SO3。答案:.(1)氯水(或双氧水、稀硝酸等合理氧化剂)滴加KSCN溶液无变化,滴加氯水后溶液由浅绿色变为红色(2)将Fe2+全部氧化为Fe3+(3)Fe3+3NH3H2OFe(OH)3+3NH4+ (4)0.07a.(1)c、a生成白色沉淀、褪色(2)2FeSO4Fe2O3+SO2+SO310.某化学课外小组在制备Fe(OH)2过程中观察到生成的白色沉淀迅速变为灰绿色,一段时间后变为红褐色。该小组同学对产生灰绿色沉淀的原因进行了实验探究。.甲同学猜测灰绿色沉淀是Fe(OH)2和Fe(OH)3的混合物,设计并完成了

42、以下实验。编号实验操作实验现象实验1向2 mL 0.1 molL-1 FeSO4溶液中滴加0.1 molL-1NaOH溶液(两溶液中均先加几滴维生素C溶液)液面上方出现白色沉淀,一段时间后变为灰绿色,长时间后变为红褐色实验2取实验1中少量灰绿色沉淀,洗净后加盐酸溶解,分成两份。中加入试剂a,中加入试剂b中出现蓝色沉淀,中溶液未变成红色(1)实验中产生红褐色沉淀的化学方程式为 。(2)实验1中加入维生素C溶液是利用了该物质的性。(3)实验2中加入的试剂a为溶液,试剂b为溶液。实验2的现象说明甲同学的猜测 (填“正确”或“不正确”)。.乙同学查阅资料得知,Fe(OH)2沉淀具有较强的吸附性,猜测灰

43、绿色可能是Fe(OH)2吸附Fe2+引起的,设计并完成了以下实验。编号实验操作实验现象实验3向10 mL 4 molL-1NaOH溶液中逐滴加入0.1 molL-1 FeSO4溶液(两溶液中均先加几滴维生素C溶液)液面上方产生白色沉淀(带有较多灰绿色)。沉淀下沉后,部分灰绿色沉淀变为白色实验4向10 mL 8 molL-1 NaOH溶液中逐滴加入0.1 molL-1 FeSO4溶液(两溶液中均先加几滴维生素C溶液)液面上方产生白色沉淀(无灰绿色)。沉淀下沉后,仍为白色实验5取实验4中白色沉淀,洗净后放在潮湿的空气中(4)依据乙同学的猜测,实验4中沉淀无灰绿色的原因为 。(5)该小组同学依据实验

44、5的实验现象,间接证明了乙同学猜测的正确性,则实验5的实验现象可能为 。.该小组同学再次查阅资料得知当沉淀形成时,若得到的沉淀单一,则沉淀结构均匀,也紧密;若有杂质固体存在时,得到的沉淀便不够紧密,与溶液的接触面积会更大。(6)当溶液中存在Fe3+或溶解较多O2时,白色沉淀更容易变成灰绿色的原因为 。(7)该小组同学根据上述实验得出结论:制备Fe(OH)2时能较长时间观察到白色沉淀的适宜的条件和操作有 、。解析:(1)实验1中产生红褐色沉淀是因为Fe(OH)2被氧化生成Fe(OH)3,反应的化学方程式为4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3。(2)实验1中加入维生素C是为了防止Fe2+被氧化,利用了其还原性。(3)根据实验现象可知,中加入试剂a出现蓝色沉淀,是在检验Fe2+,试剂a为K3Fe(CN)6,中溶液是否变红是在检验Fe3+,试剂b为KSCN,由于中溶液没有变红,则不存在Fe3+,即灰绿色沉淀中没有Fe(OH)