2019-2020年高考化学大一轮学考复习考点突破第三章金属及其化合物第12讲铁及其化合物检测新人教版.doc

2019-2020年高考化学大一轮学考复习考点突破第三章金属及其化合物第12讲铁及其化合物检测新人教版考纲要求1.了解铁及其重要化合物的主要性质及其应用。2.能鉴别溶液中的Fe2、Fe3。考点一铁的单质、氧化物和氢氧化物1.铁(1)物理性质银白色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被磁铁吸引。(2)结构(3)化学性质铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为2价和3价。按要求书写下列反应的方程式：Fe与Cl2、S反应的化学方程式：2Fe3Cl22FeCl3；FeSFeS。Fe与水蒸气的反应：3Fe4H2O(g)Fe3O44H2。与氧化性酸(如HNO3)的反应(写离子方程式)。Fe与过量稀HNO3的反应：FeNO4H=Fe3NO2H2O。Fe与少量稀HNO3的反应：3Fe2NO8H=3Fe22NO4H2O。Fe与FeCl3溶液的反应(写离子方程式)：Fe2Fe3=3Fe2。2.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=Fe2H2OFe2O36H=2Fe33H2OFe3O48H=Fe22Fe34H2O3.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)3Fe2O33H2O制法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，化学方程式为4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3深度思考1.正误判断，正确的打“”，错误的打“”(1)铁位于元素周期表中第四周期第B族()(2)氧化铁能与酸反应，所以可用于制作红色染料()(3)用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸()(4)Fe2O3与NaOH溶液反应可制取Fe(OH)3()(5)铁与过量的硫粉共热产物是Fe2S3()(6)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2()2.纯铁有较强的抗腐蚀能力，为什么日常生活中的铁制品容易生锈？答案日常生活中的铁制品中的铁通常含有杂质碳，在潮湿的空气中易发生原电池反应(电化学腐蚀)，生成氧化铁的水合物。3.通过化合反应能制取FeCl2、FeCl3、Fe(OH)2、Fe(OH)3吗？能制取的用化学方程式表示。答案FeCl2、FeCl3和Fe(OH)3均能通过化合反应制取，而Fe(OH)2则不能。FeCl2：2FeCl3Fe=3FeCl2FeCl3：2Fe3Cl22FeCl32FeCl2Cl2=2FeCl3Fe(OH)3：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3题组一铁的单质、氧化物和氢氧化物的性质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.工业上可用铁质容器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的铁矿石炼铁答案D解析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项错。2.(xx大连高三调研)在一定条件下，下列物质能与铁单质发生反应，其中能将铁元素从0价转变为3价的是()A.盐酸 B.稀硫酸 C.稀硝酸 D.硫酸铜溶液答案C解析能将铁元素从0价转变为3价，选项中只有硝酸具有强氧化性。3.铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣。上述沉淀和残渣分别是()A.Fe(OH)3Fe2O3 B.Fe(OH)2Fe2O3C.Fe(OH)2Fe(OH)3 D.Fe(OH)2Fe3O4答案B解析铁与稀硫酸反应生成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。题组二用守恒思想判断氧化物的组成4.(xx樟树市模拟)铁的常见化合价有2价和3价。据研究，铁在浓HNO3中发生钝化时，可生成一种化学式为Fe8O11的化合物，它可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物可以表示为()A.FeO3Fe2O3 B.2FeO3Fe2O3C.FeO2Fe2O3 D.2FeOFe2O3答案B解析化合物Fe8O11可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物，设化学式为nFeOmFe2O3，则解得n2，m3，该化合物可以表示为2FeO3Fe2O3。5.准确称取某种铁的氧化物2.88 g，用足量的CO进行还原，将生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4 g，则这种铁的氧化物为()A.Fe3O4 B.Fe2O3 C.FeO D.以上都不是答案C解析4 g CaCO3沉淀的物质的量为0.04 mol，则CO、CO2的物质的量也为0.04 mol，增加的氧元素为0.04 mol，质量为0.04 mol16 gmol10.64 g，铁的氧化物中氧元素质量为0.64 g，铁元素质量为2.88 g0.64 g2.24 g，铁的氧化物中铁元素与氧元素物质的量之比为11，则铁的化学式为FeO。6.有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 molL1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2全部转变为Fe3，则该样品可能的化学式为()A.Fe2O3 B.Fe3O4 C.Fe4O5 D.Fe5O7答案D解析根据2Fe2Cl2=2Fe32Cl，可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中n(Fe2)0.025 mol20.05 mol，根据电荷守恒得2n(Fe2)3n(Fe3)n(Cl)，则n(Fe3)0.2 mol，故n(Fe2)n(Fe3)0.050.214，故该氧化物可表示为FeO2Fe2O3，即Fe5O7。确定铁的氧化组成的基本方法设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为mn，则氧化物中n(Fe)n(O)ab，若ab11，则铁的氧化物为FeO；若ab23，则铁的氧化物为Fe2O3；若ab34，则铁的氧化物是Fe3O4或FeO与Fe2O3按物质的量比11的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3物质的量之比为11，Fe3O4为任意值)。题组三氢氧化亚铁的制备方法7.用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含Fe3的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入_。(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用_的方法。(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是_。答案(1)稀硫酸、铁屑(2)加热煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2与氧气接触而被氧化解析(1)稀硫酸抑制Fe2水解，铁屑防止Fe2被氧化。(3)Fe(OH)2很容易被氧化，实验过程中要确保在无氧条件下生成。8.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)。答案解析因为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，与电解水产生的OH结合生成 Fe(OH)2，且液面用汽油保护，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。防止Fe(OH)2氧化的方法(1)将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶液中的氧气。(2)将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入试管的亚铁盐溶液底部，并慢慢挤出NaOH溶液。(3)在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。(4)在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。(5)用Fe作阳极，石墨作阴极，电解NaOH溶液，利用新产生的Fe2与OH反应制取。考点二Fe2与Fe3的性质及检验1.亚铁盐(1)Fe2的氧化性和还原性含有Fe2的溶液呈浅绿色，Fe2处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以还原性为主，如：遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H)等均表现为还原性。Fe2的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：2Fe2H2O22H=2Fe32H2O。(2)可水解Fe(OH)2是弱碱，含Fe2的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制Fe2的水解，加少量铁屑防止Fe2被氧化。2.铁盐的性质及应用(1)氧化性：含有Fe3的溶液呈棕黄色，Fe3处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现为氧化性。Fe3与S2、I、HS、SO等具有较强还原性离子不能大量共存。Fe3可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式为2Fe3Cu=Cu22Fe2。(2)易水解：Fe(OH)3是很弱的碱，且溶度积很小，因而Fe3极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。利用Fe3易水解的性质，实验室可用FeCl3滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式：FeCl33H2OFe(OH)3(胶体)3HCl。利用Fe3易水解的性质，工业上常用调节pH方法除去溶液中的铁离子。利用Fe3易水解的性质，实验室配制氯化铁溶液，通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，然后再稀释至所需浓度。Fe3与HCO、AlO、CO、ClO等水解呈碱性的离子不能大量共存。3.Fe2、Fe3的检验方法(1)用KSCN溶液和氯水溶液 (2)用NaOH溶液溶液(3)含Fe2、Fe3的混合溶液中Fe3、Fe2的检验溶液变红色，说明含有Fe3KMnO4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Fe2，3Fe22Fe(CN)63=Fe3Fe(CN)624.含Fe2、Fe3的除杂问题主要成分杂质除杂方法FeCl3(aq)FeCl2(aq)加入氯水或H2O2FeCl2(aq)FeCl3(aq)加过量铁粉后过滤FeCl2(aq)CuCl2(aq)加过量铁粉后过滤题组一含铁物质的除杂问题1.硫酸亚铁溶液含有杂质硫酸铜和硫酸铁，为除去杂质，提纯硫酸亚铁，应该加入下列物质中的()A.锌粉 B.镁粉 C.铁粉 D.铝粉答案C解析铁粉可将硫酸铁转化为硫酸亚铁，将硫酸铜转化为硫酸亚铁和单质铜，然后过滤即可提纯硫酸亚铁，锌、镁、铝都有可能将亚铁离子置换成铁，并且会引入新的杂质锌离子、镁离子或铝离子等。2.下列除杂的操作不正确的是()A.MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量镁充分反应后过滤B.FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤C.CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤D.CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2氧化成Fe3，再加入CuO充分反应后过滤答案C解析FeCl3溶液中存在水解平衡：FeCl33H2OFe(OH)33HCl，加入Mg与H反应，上述平衡右移，使Fe3转化成Fe(OH)3而除去，A正确；加入过量铁粉，FeCl3与Fe反应生成FeCl2而达到除杂的目的，B正确；先用H2O2将Fe2氧化成Fe3，再利用FeCl3的水解，加入的CuO与H反应将Fe3转化成Fe(OH)3而除去，D正确；C项中加入NaOH溶液，Cu2、Fe3均转化成氢氧化物沉淀，不符合除杂要求。3.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、ZnCO3 D.H2O2、ZnO答案D解析由于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还不沉淀时Fe3已沉淀完全。氧化剂H2O2将Fe2氧化为Fe3，ZnO能消耗溶液中的H且不引入新的杂质离子，故D项符合要求。混合溶液中Fe3、Fe2的除去的常用方法(1)除去Mg2中混有的Fe3的方法向混合溶液中加入Mg、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(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。题组二Fe2和Fe3的检验4.下列有关物质检验方法不合理的是()A.向某溶液中滴加KSCN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FeCl3溶液中是否含有FeCl2C.检验绿矾晶体是否已氧化变质，可将绿矾晶体溶于稀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答案B解析B项中的Cl也能使酸性KMnO4溶液褪色。5.要证明某溶液中不含Fe3而可能含有Fe2，进行如下实验操作时，最佳顺序为()加入足量氯水加入足量酸性KMnO4溶液加入少量NH4SCN溶液A. B. C. D.答案C解析在该溶液中先加入少量NH4SCN溶液，溶液不变红色，证明无Fe3存在，再加入氯水，将Fe2氧化成Fe3，溶液变为红色。KMnO4溶液呈紫红色，溶液颜色变化不明显，所以不能用酸性KMnO4溶液检验。6.为了证明化学反应有一定的限度，进行了如下探究活动：探究活动一：取5 mL 0.1 molL1的KI溶液于试管，滴加0.1 molL1的FeCl3溶液56滴，振荡；探究活动二：在上述试管中加入2 mL CCl4，充分振荡、静置；探究活动三：取上述静置分层后的上层水溶液于试管，滴加0.1 molL1的KSCN溶液56滴，振荡。(1)写出探究活动一中反应的离子方程式_。(2)探究活动二的实验现象为_。a.溶液分层，上层呈紫色b.溶液分层，下层呈紫色c.溶液分层，均为无色(3)在探究活动三中，可以证明该化学反应有一定的限度的实验现象是_。答案(1)2Fe32I2Fe2I2(2)b(3)溶液变红色解析(2)碘溶于水呈棕黄色，CCl4能萃取水中的碘，液体呈紫色，由于CCl4的密度比水大而且难溶于水，所以碘的四氯化碳溶液在下层，则实验现象为溶液分层，下层呈紫色，b正确。(3)取上述静置分层后的上层水溶液于试管中，滴加0.1 molL1 的KSCN溶液56滴，Fe3可与KSCN反应显红色，若溶液变红色，说明溶液中有铁离子存在，则说明铁离子没有完全反应，即该化学反应有一定的限度。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能还原酸性KMnO4，有干扰)。(3)检验Fe2、Fe3的其他方法检验Fe3也可用苯酚(C6H5OH)，在FeCl3溶液中滴加苯酚，溶液显紫色。考点三铁及其化合物转化关系及应用“铁三角”的转化关系完成下列变化的离子方程式，体会Fe2与Fe3转化条件。(1)将H2S气体通入FeCl3溶液中产生淡黄色沉淀：H2S2Fe3=S2Fe22H。(2)将FeCl3溶液滴入KI淀粉溶液，溶液变蓝：2I2Fe3=I22Fe2。(3)FeCl3可溶解铁片：2Fe3Fe=3Fe2。(4)FeSO4可使酸性KMnO4溶液褪色：5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O。(5)将FeCl2溶液滴入到HNO3溶液中，有无色气体放出：3Fe2NO4H=3Fe3NO2H2O。题组一化学反应中铁元素价态的判断1.(xx荆门高三上学期期末)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答案D解析氧化性Fe3Cu2Fe2，加入铁粉后有固体剩余，Fe3一定不存在；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。2.在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。Fe3Fe2Fe、Fe2Fe2、Fe3(1)AB段铁元素以_形式存在。(2)BC段铁元素以_形式存在。(3)CD段铁元素以_形式存在。答案(1)(2)(3)解析向稀HNO3中加入铁粉，开始时稀HNO3过量应生成Fe3，随加入铁粉量的增加，HNO3反应完全后，发生反应2Fe3Fe=3Fe2，最后全部转化为Fe2。3.向含有1 mol HNO3和1 mol H2SO4的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量，溶液中金属阳离子a、b与所加铁粉的物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。下列有关判断不正确的是()A.a表示Fe3的关系曲线B.n10.75C.P点时，n(Fe2)0.562 5 molD.向P点溶液中加入铜粉，最多可溶解14.4 g答案C解析该反应可以看作两步：Fe4HNO=Fe3NO2H2O，硝酸根过量，氢离子不足；2Fe3Fe=3Fe2。a表示Fe3的关系曲线，故A正确；溶液中共有3 mol H参加反应，消耗铁为0.75 mol，B正确；P点n(Fe2)n(Fe3)，二者均为0.45 mol，C错误；剩余0.45 mol Fe3，消耗0.225 mol铜，质量为14.4 g，D正确。1.铁与稀硝酸反应产物中铁元素价态的判断方法(1)当HNO3过量时：反应原理：Fe4HNO3=Fe(NO3)3NO2H2O，铁元素的存在形式为Fe3，铁元素的价态为3价。(2)当Fe过量时：铁被硝酸氧化为Fe3，然后Fe3被剩余的铁还原为Fe2，也就是说最终得到亚铁盐，总方程式：3Fe8HNO3=3Fe(NO3)22NO4H2O。(3)当时：铁元素的存在形式为Fe2和Fe3，铁元素的价态为2、3价。(4)用数轴法表示，铁与硝酸的用量比与反应产物的关系：2.铁与硫酸、硝酸的混酸反应顺序总结足量铁与稀硫酸、稀硝酸的混合溶液反应，则可利用离子反应分析，依次发生反应：FeNO4H=Fe3NO2H2O、2Fe3Fe=3Fe2、Fe2H=Fe2H2(若H量不足，该反应不再发生)。题组二“铁三角”在物质转化推断题中的应用4.(xx沈阳东北育才中学模拟)如图是物质间发生化学反应时颜色的变化情况，下列选项中正确的是()NQ选项MNPQANH3H2OBa(OH)2铜石蕊溶液BNaBaCl2FeOKSCN溶液CNaOHBa(NO3)2锌粉KSCN溶液DNaHCO3MgCl2Fe石蕊溶液答案C解析硫酸铁溶液与Ba(OH)2溶液反应生成BaSO4白色沉淀和Fe(OH)3红褐色沉淀，A项错误；硫酸铁溶液与FeO不反应，且FeO难溶于水，B项错误；物质间发生化学反应时颜色的变化情况符合图示，C项正确；硫酸铁溶液与MgCl2溶液不反应，D项错误。5.A、B、C三种物质中均含有同一种元素M，它们之间有如图所示的转化关系。A为一种金属单质，其产量直接关系国民经济命脉。反应均为化合反应，反应为置换反应。下列有关说法不正确的是()A.中所加试剂可能是氯气B.中需要加具有氧化性的试剂C.A与稀硝酸反应一定能实现元素M在中发生的价态变化D.元素M在中发生的价态变化也能通过加碘化钾溶液实现答案C解析根据转化关系可确定A为变价金属，应为Fe，反应加入氯气能实现，B为FeCl3，C为FeCl2，A项不符合题意；反应是铁元素由2价升高到3价，需要加具有氧化性的试剂，B项不符合题意；过量的铁与稀硝酸反应时，生成硝酸亚铁，C项符合题意；Fe3能将I氧化成I2，自身被还原成Fe2，D项不符合题意。铁及其化合物性质的综合考查常常涉及价态、物质盐、碱、氧化物之间的转化关系，不同价态的Fe2、Fe3间的转化和离子检验等，解答时应联系常见铁的化合物的颜色、氧化还原反应知识、水解平衡等分析回答。铁元素有多种价态，化合物种类多，特别Fe2、Fe3的性质多样，是命制综合实验题恰当的载体。考查内容可涉及物质性质的探究、物质的制备、成分测定、离子检验等，通过上述问题的设计，同时可考查仪器的使用、条件的控制、物质的分离提纯、实验安全等化学实验基础知识。专题训练1.(xx黄山重点中学测试)已知三氯化铁的熔点为306 ，沸点为315 ，易溶于水并且有强烈的吸水性，能吸收空气里的水分而潮解。某学习小组的同学对氯气与铁的反应及产物做了如下探究实验。(1)装置的连接顺序为_。(2)饱和食盐水的作用是_。(3)反应一段时间后熄灭酒精灯，冷却后将硬质玻璃管及收集器中的物质一并快速转移至锥形瓶中，加入过量的稀盐酸和少许植物油(反应过程中不振荡)，充分反应后，进行如下实验：淡黄色溶液中加入试剂X生成淡红色溶液的离子方程式为_。淡红色溶液中加入过量H2O2后溶液红色加深的原因是_。(4)已知红色褪去的同时有气体生成，经检验为O2。该小组同学对红色褪去的原因进行探究。取褪色后溶液三份，第一份滴加FeCl3溶液无明显变化；第二份滴加试剂X，溶液出现红色；第三份滴加稀盐酸和BaCl2溶液，产生白色沉淀。另取同物质的量浓度的FeCl3溶液滴加2滴试剂X，溶液变红，再通入O2，无明显变化。实验说明_；实验的目的是_；得出结论：_。答案(1)aghdebcf(2)除去氯气中的氯化氢气体(3)Fe33SCN=Fe(SCN)3双氧水将Fe2氧化成Fe3(4)SCN发生了反应而不是Fe3发生反应排除H2O2分解产生的O2氧化SCN的可能H2O2将SCN氧化成SO解析(1)浓硫酸具有吸水性能作氯气干燥剂、碱石灰具有碱性而吸收氯气、饱和食盐水吸收氯化氢而抑制氯气溶解，装置排列顺序为气体的制取洗气干燥氯气和铁的反应尾气处理，所以装置连接顺序为aghdebcf。(3)Fe3和KSCN反应生成络合物硫氰化铁而使溶液呈红色，离子方程式为Fe33SCN=Fe(SCN)3。Fe2被H2O2氧化生成Fe3，从而增大Fe3浓度，溶液颜色加深。(4)根据滴加FeCl3溶液无明显变化，说明SCN发生了反应而不是Fe3发生反应，滴加稀盐酸和BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明生成了SO；根据另取同物质的量浓度的FeCl3溶液滴加2滴试剂X，溶液变红，再通入O2，无明显变化，说明O2不能氧化SCN，所以氧化SCN的为双氧水。2.FeCl3可通过多种途径转化成FeCl2。(1)向FeCl3溶液中加入适量氢碘酸，发生反应的离子方程式为_。(2)工业上常将无水FeCl3在氮气作保护气的条件下加热至300350 ，再通入干燥的H2而制得FeCl2。该反应的化学方程式为_。(3)工业上另一种制备FeCl2的方法是将无水FeCl3与适量氯苯(C6H5Cl)在130 条件下持续加热约3小时，可发生如下反应：2FeCl3C6H5Cl2FeCl2C6H4Cl2HCl根据有机反应规律，该反应中氯苯发生的是_(填有机反应类型)。(4)分析上述三个反应，下列有关说法正确的是_(填序号)。第(1)问反应中，氢碘酸既表现酸性，又表现还原性第(3)问反应中，HCl为氧化产物三个反应中，FeCl2均为还原产物(5)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为_；与MnO2Zn电池类似，K2FeO4Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为_，该电池总反应的离子方程式为_。答案(1)2Fe32I=2Fe2I2(2)2FeCl3H22FeCl22HCl(3)取代反应(4)(5)2Fe(OH)33ClO4OH=2FeO5H2O3Cl(或2Fe310OH3ClO=2FeO3Cl5H2O)FeO3e4H2O=Fe(OH)35OH3Zn2FeO8H2O=3Zn(OH)22Fe(OH)34OH解析(1)Fe3有氧化性，I有还原性，它们可以发生氧化还原反应。(2)FeCl3转化为FeCl2，Fe的化合价降低，则H的化合价必定升高，这样即可写出反应的化学方程式。(3)根据反应物和生成物，可以确定为取代反应。(4)根据氧化还原反应概念，确定是正确的。(5)首先明确ClO的还原产物是Cl，然后根据元素守恒、得失电子守恒和电荷守恒即可写出离子方程式。根据题意可写出题给原电池的负极反应式为Zn2e2OH=Zn(OH)2，总反应式为3Zn2FeO8H2O=3Zn(OH)22Fe(OH)34OH。用总反应式减去负极反应式可得正极反应式为FeO3e4H2O=Fe(OH)35OH。1.(xx高考选项组合)有关铁及其化合物的说法正确的是()A.将NaOH浓溶液滴加到饱和的FeCl3溶液中，制备Fe(OH)3胶体。(xx全国卷，13A)B.FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板，说明铁比铜金属性强(xx全国卷，7B)C.配制氯化铁溶液时，将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释(xx全国卷，10C)D.Fe与Cl2反应生成FeCl3，推测Fe与I2反应生成FeI3(xx上海，21C)答案C解析A项，制备Fe(OH)3胶体，应将饱和氯化铁溶液滴入沸水中，因而A项错误；B项，铁离子与铜反应生成铜离子和亚铁离子说明铜的还原性比亚铁离子的还原性强，无法证明金属性的强弱，错误；C项，在溶液中铁离子极易发生水解反应，产生难溶性的氢氧化铁，为了抑制铁离子的水解，应该先将氯化铁溶解在较浓的盐酸中，然后再加水稀释到相应的浓度，正确；D项，因I2的氧化性较弱，故与铁反应生成FeI2，错误。2.(高考选项组合题)下列叙述正确的是()A.将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液，有气体生成，溶液呈红色，稀硝酸将Fe氧化为Fe3(xx全国卷，10A)B.在溶液中加KSCN，溶液显红色，证明原溶液中有Fe3(xx天津理综，2A)C.向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液，再滴加H2O2溶液， 加入H2O2后溶液变成红色， Fe2既有氧化性又有还原性(xx广东理综，22D) D.Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3(xx江苏，8C)答案B解析A项，忽视了Fe3的氧化性，过量的Fe只能生成硝酸亚铁和NO气体，错误；C项，FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液再滴加H2O2溶液，溶液变成红色，说明H2O2把Fe2氧化为Fe3，体现了Fe2的还原性，没有体现氧化性，错误；D项，FeCl3是强酸弱碱盐，直接加热蒸发最终得到的是氧化铁，错误。3.(xx全国卷，28)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 molL1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 molL1KI溶液，加入6 mL 0.1 molL1 FeCl3溶液混合。分别取 2 mL 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_。(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为_；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红色沉淀生成。产生气泡的原因是_，生成沉淀的原因是_(用平衡移动原理解释)。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)(4)Fe2Fe3可逆反应(5)H2O22Fe22H=2Fe32H2OFe3催化H2O2分解产生O2H2O2分解反应放热，促进Fe3的水解平衡正向移动解析(1)亚铁离子具有还原性，能被空气中的氧气氧化，所以在配制的FeCl2溶液中加入少量铁屑的目的是防止Fe2被空气氧化。(2)Cl2可将Fe2氧化成Fe3，自身得电子生成Cl，反应的离子方程式为2Fe2Cl2=2Fe32Cl。(3)煤油的作用是隔绝空气，防止空气中的氧气将Fe2氧化，产生干扰。(4)根据Fe2的检验方法，向溶液中加入1滴K3Fe(CN)6 溶液，生成蓝色沉淀，一定含有Fe2，则实验检验的离子是Fe2；碘易溶于CCl4，在CCl4中呈紫色，Fe3遇KSCN溶液显红色，实验和说明，在I过量的情况下，溶液中仍含有Fe3，由此可以证明该氧化还原反应为可逆反应，反应为2Fe32I2Fe2I2。(5)H2O2溶液中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生的离子方程式为H2O22Fe22H=2Fe32H2O，铁离子的溶液呈棕黄色；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成，产生气泡的原因是反应产生的Fe3是H2O2分解的催化剂，促使H2O2分解生成O2，同时H2O2分解反应是放热反应，并促进了Fe3水解平衡Fe33H2O Fe(OH)33H向正向移动，产生较多 Fe(OH)3，聚集形成沉淀。4.(xx大纲全国卷，27)下图中，A、B、C、D、E是单质，G、H、I、F是B、C、D、E分别和A形成的二元化合物。已知：反应CGBH能放出大量的热，该反应曾应用于铁轨的焊接；I是一种常见的温室气体，它和E可以发生反应：2EI2FD，F中E元素的质量分数为60%。回答问题：(1)中反应的化学方程式为_。(2)化合物I的电子式为_。(3)1.6 g G溶于盐酸，得到的溶液与铜粉完全反应，计算至少所需铜粉的质量(写出离子方程式和计算过程)。(4)C与过量NaOH溶液反应的离子方程式为_，反应后溶液与过量化合物I反应后的离子方程式为_。(5)E在I中燃烧观察到的现象是_。答案(1)2AlFe2O32FeAl2O3(2)C(3)Fe2O36H=2Fe33H2O2Fe3Cu=2Fe2Cu2n(Cu)n(Fe2O3)0.010 mol。铜粉的质量64 gmol10.010 mol0.64 g。(4)2Al2H2O2OH=2AlO3H2CO2AlO2H2O=Al(OH)3HCO(5)镁条剧烈燃烧，生成白色粉末，反应器内壁附着有黑色的物质解析由可知，反应CGBH应为铝热反应，则C为Al，G为Fe2O3，B为Fe，H为Al2O3，则A为O2；由可知，I应为CO2，则D为碳，反应2EI2FD为置换反应，可推知E应为Mg，F为MgO。(1)中反应的化学方程式为2AlFe2O32FeAl2O3。(2)化合物I为CO2，其电子式为C。(3)Fe2O3溶于盐酸的离子方程式为Fe2O36H=2Fe33H2O，加入铜粉后发生的反应为2Fe3Cu=2Fe2Cu2。n(Cu)n(Fe2O3)0.010 mol，所以铜粉的质量64 gmol10.010 mol0.64 g。(4)Al与NaOH溶液反应的离子方程式为2Al2H2O2OH=2AlO3H2。反应后的溶液中含有AlO，所以过量的二氧化碳与AlO反应生成氢氧化铝沉淀和HCO，离子方程式为CO2AlO2H2O=Al(OH)3HCO。(5)Mg在CO2中燃烧的现象：镁条剧烈燃烧，生成白色粉末，反应器内壁附着有黑色的物质。1.(xx荆州高三测试)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产生红色沉淀答案C解析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。2.下列关于铁及其化合物的说法正确的是()A.将Fe(NO3)2样品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红，可以检验Fe(NO3)2晶体是否已氧化变质B.浓氨水中滴加FeCl3饱和溶液可制得Fe(OH)3胶体C.1 mol FeI2与足量氯气反应时转移的电子数为2NAD.水溶液中Fe2、H、SO、ClO不能大量共存答案D解析A项，酸性条件下，NO能将Fe2氧化为Fe3，无法检验；B项，浓氨水与FeCl3饱和溶液会生成Fe(OH)3沉淀；C项，足量氯气将Fe2和I全部氧化，1 mol FeI2应转移3NA的电子。3.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析出答案B解析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2FeCl3Cu=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项中不管固体是铁粉还是铜粉，溶液中一定含有Fe2；C项中若溶液中有Cu2，可以有部分铜固体析出；D项若溶液中有Fe2，不一定有Cu析出。4.下列有关铁元素的叙述中正确的是()A.Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2Fe(OH)3B.铁是较活泼的金属，它与卤素(X2)反应的生成物均为FeX3C.氢氧化铁与氢碘酸反应：Fe(OH)33HI=FeI33H2OD.将FeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中可制备Fe(OH)3胶体答案A解析铁与单质碘化合生成的是FeI2，选项B不正确；铁离子能把碘离子氧化成单质碘，选项C不正确；D项，得到的是Fe(OH)3沉淀，因而不正确。5.下列中学常见实验的现象或表述正确的是()A.过量的铁投入到一定量的稀硝酸中，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液，溶液显红色B.制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁C.检验红砖中的氧化铁成分，向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液23滴，溶液显红色即可证明D.向CuSO4溶液中滴入过量NaOH溶液充分反应后，将混合液体倒入蒸发皿中加热煮沸一会，然后冷却、过滤，滤纸上的物体为“蓝色固体”答案C解析过量的铁粉与一定量的稀硝酸反应最终生成的是Fe2，A错误；制备氢氧化亚铁应避免被氧气氧化，向硫酸亚铁溶液中加氢氧化钠溶液时应把长胶头滴管的下端插入液面以下且不能搅拌，B错误；CuSO4溶液中滴入过量NaOH溶液充分反应后生成Cu(OH)2沉淀，加热后过滤，滤纸上留有的是CuO(黑色)，D错误。6.(xx天门高中测试)证明某溶液只含有Fe2而不含有Fe3的实验方法是()A.先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色B.先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色C.滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后变为灰绿色，最后呈红褐色D.只需滴加KSCN溶液答案B解析Fe2和Fe3检验设计是常考的热点。设计的步骤：先加KSCN溶液，无现象，可证明溶液中不含Fe3，然后再滴加氯水，若溶液呈红色，说明溶液中含有Fe2。7.下列关于Fe2(SO4)3溶液的叙述正确的是()A.该溶液中K、Fe3、I、Br可以大量共存B.用该溶液溶解一定量铜粉，向所得溶液中再加入铁粉，若溶液中有Cu2，则一定没有固体析出C.将该溶液蒸干，得到的固体中混有氢氧化铁D.100 mL 0.1 molL1该溶液和足量的Zn充分反应，生成1.12 g Fe答案D解析A项，该溶液中，2Fe32I=2Fe2I2，不能大量共存，错误；B项，用该溶液溶解一定量铜粉，向所得溶液中再加入铁粉，若溶液中有Cu2，可能是Cu2未参加反应，也可能是Cu2部分被置换，则可能有固体铜析出，故B错误；C项，由于硫酸难挥发，将该溶液蒸干得到固体硫酸铁，故C错误；D项，100 mL 0.1 molL1该溶液和足量的Zn发生的反应为2Fe33Zn=2Fe3Zn2，生成1.12 g Fe，故D正确。8.下列图像是表示铁与一定量硝酸反应时，铁和硝酸铁之间物质的量(mol)的关系，其中正确的是()答案B解析根据反应Fe2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2可知，和硝酸反应生成Fe(NO3)3的Fe与Fe3所消耗的Fe的物质的量之比为21，B项正确。9.常温时，将0.1 mol Fe(NO3)3和2 mol HCl溶于水得2 L混合溶液，然后向该溶液投入m g铁粉使其充分反应后，滴加KSCN溶液不变红色。下列有关说法正确的是()A.由于氧化性Fe3H，首先发生的反应是Fe2Fe3=3Fe2B.当加入16.8 g铁粉时，可生成标准状况下6.72 L气体C.在铁粉充分反应后的溶液中，铁元素以Fe2和Fe3的形式存在D.m至少等于28，反应过程中溶液的质量一直在减小答案B解析酸性条件下，NO有氧化性，因此首先发生的反应是FeNO4H=NOFe32H2O，然后发生反应：Fe2Fe3=3Fe2，Fe2H=Fe2H2，A错误；当加入16.8 g铁粉时