1、第第 15 讲讲 铁及其重要化合物铁及其重要化合物 复习目标 1.掌握铁及其重要化合物的主要性质及其应用。2.了解铁及其化合物的制备方 法。 考点一考点一 铁的单质、氧化物、氢氧化物铁的单质、氧化物、氢氧化物 1单质铁 (1)铁在自然界中的存在 铁位于元素周期表中第四周期族，是一种应用最广泛的过渡金属元素；铁元素是一种典型 的变价金属元素。 (2)铁的物理性质 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。 (3)铁的化学性质 铁的原子结构示意图： 还原性较强，失去电子后生成2 价或3 价的铁。 生成不同价态的反应关系如下： 按要求填空： Fe 在 O2、Cl2中燃烧的现象
2、及化学方程式： 铁在氧气中燃烧，火星四射：3Fe 2O2= 点燃 Fe3O4。铁在氯气中燃烧，产生棕褐色的烟： 2Fe3Cl2= 点燃 2FeCl3(不论铁的量多少，与氯气反应的产物都是氯化铁)。 Fe 与 S、水蒸气反应的化学方程式： Fe 与 S：FeS= FeS(不论铁的量多少，与硫反应的产物都是硫化亚铁)。 Fe 与水蒸气：3Fe4H2O(g)= 高温 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： FeNO 34H =Fe3NO2H 2O。 Fe 与少量稀 HNO3的反应： 3Fe2NO 38H =3Fe22NO4H 2O。
3、Fe 与 FeCl3溶液的反应(写离子方程式)： Fe2Fe3 =3Fe2。 特别提醒 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 FeO Fe2O3 Fe3O4 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 FeO2H =Fe2 H2O Fe2O36H =2Fe3 3H2O Fe3O48H =Fe2 2Fe3 4H 2O 与CO的反应 (炼铁原理) FexOyyCO=
4、高温 xFeyCO2 3.氢氧化铁和氢氧化亚铁的比较 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色态 白色固体 红褐色固体 与盐酸反应 Fe(OH)22H =Fe22H 2O Fe(OH)33H =Fe33H 2O 受热分解 2Fe(OH)3= Fe2O33H2O 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 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 (1)铁位于元素
5、周期表中第四周期B 族() 错因：铁位于族，不是副族。 (2)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() 错因：在陨铁中存在铁单质。 (3)Fe 在足量 Cl2中燃烧生成 FeCl3，在少量 Cl2中燃烧生成 FeCl2() 错因：Fe 与 Cl2反应生成 FeCl3，与 Cl2的量无关。 (4)Fe 分别与氯气、盐酸反应得到相同的氯化物() 错因：Fe 与 Cl2反应生成 FeCl3，与盐酸反应生成 FeCl2，产物不同。 (5)Fe3O4中 Fe 的化合价有2 价和3 价，因而 Fe3O4是 FeO 与 Fe2O3的混合物() 错因：Fe3O4是一种化合物，不是混合物。 题
6、组一 铁及重要化合物性质 1(2020 湖北枝江月考)下列关于铁的说法正确的是( ) A铁在硫蒸气中燃烧生成 Fe2S3 B纯铁的抗腐蚀能力较差，铁在干燥的空气里易被氧化 C工业上用 CO 在高温条件下还原含 Fe2O3的铁矿石炼铁 D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 答案 C 解析 Fe 与 S 反应生成 FeS，A 项错误；纯铁不易发生电化学腐蚀，抗腐蚀能力较强，铁在 干燥的空气里不易被氧化，B 项错误；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，D 项错误。 2铁是日常生活中使用最广泛的金属，下列关于铁的一些说法正确的是( ) A常
7、温下浓硫酸与铁不反应，故常温下可用铁制容器贮藏、贮运浓硫酸 B铁是较活泼的金属，它与卤素单质(X2)反应的生成物均为 FeX3 CFe(OH)2易被氧化成 Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2Fe3O4 DFeO、Fe2O3和 Fe3O4均可与盐酸反应，且反应类型均为复分解反应 答案 D 解析 FeO 和 Fe3O4均为黑色固体，Fe2O3为红棕色固体，故 A 错误；Fe3O4是一种纯净物， 化合价是一种复合化合价，故 B 错误；在 1 400 以上的温度下加热 Fe2O3时，Fe2O3会部分 失去氧，生成 Fe3O4，说明 Fe3O4比 Fe2O3稳定，故 C 错误；FeO、Fe2O3
8、和 Fe3O4均可与盐酸 反应生成盐和水，反应过程中无元素化合价变化，反应类型均为复分解反应，故 D 正确。 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 4.00 g，则这种铁的氧化物为( ) AFe3O4 BFe2O3 CFeO D以上都不是 答案 C 解析 4.00 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 g mol 10.64 g，铁的氧化物中氧元素的质量 为 0.64 g， 铁元素质量
9、为 2.88 g0.64 g2.24 g， 铁的氧化物中铁元素与氧元素的物质的量之 比为 2.24 g 56 g mol 10.04 mol11，则这种铁的氧化物的化学式为 FeO。 6(2019 舟山质检)有一块铁的“氧化物”样品，用 140 mL 5.0 mol L 1 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( ) AFe2O3 BFe3O4 CFe4O5 DFe5O7 答案 D 解析 根据 2Fe2 Cl 2=2Fe 32Cl，可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中 n(Fe2 )0.
10、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FeO 2Fe 2O3， 即Fe5O7。 确定铁的氧化物组成的基本方法 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) m 56 n 16ab， 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按物质的量之比为 11 的混合物或 FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其
11、中 FeO、Fe2O3物质的量之比为 11，Fe3O4为任意值)。 题组三 铁与水蒸气反应的实验探究 7某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物的性质，下列 说法正确的是( ) A实验时，应先点燃 B 处的酒精喷灯，再点燃 A 处的酒精灯 BB 中发生反应的化学方程式是：2Fe3H2O(g)= 高温 Fe2O33H2 CB 中生成 1 mol H2时，E 处有 1 mol CuO 被还原 D碱石灰的作用是吸收水蒸气 答案 D 解析 实验时，应先点燃 A 处的酒精灯，再点燃 B 处的酒精灯，防止铁被氧气氧化，故 A 错误；B 中发生反应的化学方程式是：3Fe4H2O(g
12、)= 高温 Fe3O44H2，故 B 错误；B 中生成 1 mol H2时，由于 H2要先排出装置内空气，再与 CuO 反应，因此 E 处 CuO 被还原的物质的 量小于 1 mol，故 C 错误；碱石灰的作用是吸收水蒸气，干燥 H2，故 D 正确。 8铁与水蒸气反应，通常有以下两种装置，请回答下列问题： 装置一 装置二 (1)装置二中湿棉花的作用为_。 (2)实验完毕后，取出装置一的少量固体，溶于足量稀盐酸，再滴加 KSCN 溶液，溶液颜色无 明显变化，试解释原因：_(用离子方程式表示)。 答案 (1)提供水蒸气 (2)Fe3O48H =Fe22Fe34H 2O、2Fe 3Fe=3Fe2 考
13、点二考点二 Fe2 和 和 Fe3 的性质及其检验 的性质及其检验 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，遇 Br2、Cl2、H2O2、NO 3(H )等均表现为还原性。 Fe2 的酸性溶液与 H 2O2反应的离子方程式：2Fe 2H 2O22H =2Fe32H 2O。 (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
14、，Fe3处于铁的高价态，遇 Fe、Cu、HI、H 2S 等均表现 为氧化性。 Fe3 与 S2、I、HS、SO2 3等具有较强还原性的离子不能大量共存。 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 FeCl 3滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程 式：FeCl33H2O= Fe(OH)3(胶体)3HCl。 3Fe2 、Fe3的检验方法 (1)用 KSCN 溶液和氯水 (2)用 NaOH 溶液 (3)
15、含 Fe2 、Fe3的混合溶液中 Fe2、Fe3的检验 混合溶液 滴加KSCN溶液 溶液变红色，说明含有 Fe3 。 混合溶液 滴加酸性 KMnO4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 K3FeCN6溶液 产生蓝色沉淀，说明溶液中含有 Fe2 ，3Fe22Fe(CN) 6 3= Fe3Fe(CN)62。 (1)金属阳离子只有氧化性，不可能有还原性() 错因：Fe2 具有还原性。 (2)氢氧化铁与 HI 溶液反应仅能发生中和反应() 错因：Fe3 与 I会发生氧化还原反应。 (3)中性溶液中可能大量存在 Fe3 、Cl、K、SO2 4() 错因
16、：在溶液呈中性时，Fe3 转化为 Fe(OH) 3，不能大量存在。 (4)用酸性 KMnO4溶液检验 FeCl3溶液中是否含有 FeCl2() 错因：Cl 也能与 KMnO 4反应，使其褪色。 (5)能通过化合反应制取 FeCl2() 1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_。 答案 Cu Cu2 、Fe2 2混合溶液中除去 Fe3 、Fe2的常用方法 已知：沉淀的 pH 化合物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mg(OH)2 Cu(OH)2 pH 1.143.0
17、 5.88.3 8.410.8 4.26.7 (1)除去 Mg2 中混有的 Fe3的方法 向混合溶液中加入_、_、_其中之一，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 Mg2 中混有的 Fe2的方法 先加入氧化剂(如_)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。 (3)请设计实验方案：除去 CuCl2溶液中混有的少量 FeCl2。 答案 (1)MgO MgCO3 Mg(OH)2 (2)H2O2 (3)先通入适量 Cl2(或加入 H2O2)，再向混合溶液中加入足量 CuO或 CuCO3、Cu
18、(OH)2、 Cu2(OH)2CO3其中之一，充分反应后过滤。 题组一 Fe2 、Fe3的性质及应用 1 新修本草中关于“青矾”的描述：“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃，烧之赤 色”。 物理小识中说：“青矾厂气熏人，衣服当之易烂，栽木不茂”，下列相关叙述不正 确的是( ) A赤色固体可能是 Fe2O3 B青矾宜密闭保存，防止氧化变质 C青矾燃烧过程中发生了电子转移 D“青矾厂气”可能是 CO 和 CO2 答案 D 解析 根据新修本草关于青矾的描述可知为 FeSO4 7H2O，其分解产生的气体二氧化硫有 刺激性气味，三氧化硫有腐蚀性，不可能产生 CO 和 CO2。 2在 FeCl3、CuCl
19、2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 Cu2 B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 Fe3 C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 Cu2 D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：Fe3 Cu2Fe2，加入铁粉后有固体剩余，Fe3一定不存在；若剩余固体 全部是 Cu，溶液中还可能有 Cu2 ，也可能恰好被完全置换；若剩余固
20、体是 Cu 和 Fe，则溶 液中不可能有 Cu2 和 Fe3。 3下列有关 Fe3 、Fe2的性质及应用的说法正确的是_(填序号)。 Fe2(SO4)3易溶于水，所以可用作净水剂 向 Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉，可制得硫酸亚铁溶液 室温下，向 FeCl3溶液中滴加少量 KI 溶液，再滴加几滴淀粉溶液，溶液变蓝色，则说明 Fe3 的氧化性比 I 2的强 Fe2 与 H 2O2在酸性溶液中的反应：2Fe 2H 2O22H =2Fe32H 2O 硫酸亚铁片和维生素 C 同时服用，能增强治疗缺铁性贫血的效果 答案 解析 Fe3 水解生成 Fe(OH) 3胶体，可用于净水，与 Fe2(SO4)
21、3是否易溶于水无对应关系， 错误；2Fe3 Fe=3Fe2，正确；Fe3将 I氧化成 I 2，依据氧化剂的氧化性大于氧化产物 的氧化性，可知 Fe3 的氧化性强于 I 2，正确；H2O2具有强氧化性，能将 Fe 2氧化为 Fe3， 正确；维生素 C 具有还原性，能防止硫酸亚铁片中的 Fe2 被氧化，正确。 题组二 Fe2 、Fe3的检验 4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
22、 Fe3 存在， 再加入氯水， 将 Fe2 氧化成 Fe3，溶液变为红色。KMnO 4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。 5(2020 济南质检)将 0.2 mol L 1 的 KI 溶液和 0.05 mol L 1Fe 2(SO4)3溶液等体积混合充分反 应后，取混合液分别完成下列实验，能说明溶液中存在化学平衡 2Fe3 2I 2Fe2 I 2的 是( ) A向混合液中滴入 KSCN 溶液，溶液变红色 B向混合液中滴入 AgNO3溶液，有黄色沉淀生成 C向混合液中滴入 K3Fe(CN)6溶液，有蓝色沉淀生成 D向混合液中滴入淀粉溶液，溶液变蓝色 答案 A
23、 解析 0.2 mol L 1 的 KI 溶液和 0.05 mol L 1 Fe 2(SO4)3溶液等体积混合，KI 过量，向混合液 中滴入 KSCN 溶液，溶液变红色，说明溶液中仍含有 Fe3 ，能说明溶液中存在化学平衡 2Fe3 2I 2Fe2 I 2，A 项正确；KI 过量，溶液中存在 I ，B 项错误；该反应生成 Fe2，向 混合液中滴入 K3Fe(CN)6溶液，有蓝色沉淀生成，只能说明溶液中含有 Fe2 ，C 项错误；该 反应生成 I2，向混合液中滴入淀粉溶液，溶液变蓝色，说明溶液中含有碘单质，D 项错误。 检验 Fe2 和 Fe3时的注意事项 (1)检验 Fe2 时不能先加氯水后加
24、 KSCN 溶液，也不能将加 KSCN 后的混合溶液加入足量的 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 KMnO 4溶液检验 Fe 2(Cl能还原酸性 KMnO 4，有 干扰)。 (3)检验 Fe2 、Fe3的其他方法 检验 Fe3 也可用苯酚(C 6H5OH)；检验 Fe 2最好用 K 3Fe(CN)6溶液。 1正误判断 (1)向 H2O2溶液中滴加少量 FeCl3,2Fe3 H 2O2=O22H 2Fe2( ) (2020 全国卷，11C) (2)室温下，Fe 与浓 H2SO4反应生成 FeSO4( )(2020 江苏，6D) (3)Fe
25、 在稀硝酸中发生钝化( )(2019 江苏，6A) (4)将废铁屑加入 FeCl2溶液中，可除去工业废气中的 Cl2( )(2019 天津，3A) (5)将 NaOH 溶液滴入 FeSO4溶液中，产生白色沉淀，随后变为红褐色，该颜色的变化与氧化 还原反应无关( )(2018 北京，9A) (6)向 FeCl2溶液中滴加 NH4SCN 溶液，溶液显红色( )(2018 江苏，6A) (7)给定条件下，能实现转化：Fe Cl2 点燃 FeCl2 NaOHaq Fe(OH)2( )(2017 江苏，7A) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 2(高考选项组合题)有关铁及其化
26、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(2016 全国卷，13A) BFeCl3腐蚀 Cu 刻制印刷电路板，说明铁比铜金属性强(2016 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(2016 全国卷，10C) DFe 与 Cl2反应生成 FeCl3，推测 Fe 与 I2反应生成 FeI3(2016 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，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
27、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。 3(2020 江苏，19)实验室由炼钢污泥(简称铁泥，主要成分为铁的氧化物)制备软磁性材料 -Fe2O3。 其主要实验流程如下： (1)酸浸。用一定浓度的 H2SO4溶液浸取铁泥中的铁元素。若其他条件不变，实验中采取下列 措施能提高铁元素浸出率的有_(填序号)。 A适当升高酸浸温度 B适当加快搅拌速度 C适当缩短酸浸时间 (2)还原。向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉，
28、使 Fe3 完全转化为 Fe2。“还原”过程中除 生成 Fe2 外，还会生成_(填化学式)；检验 Fe3是否还原完全的实验操作是 _。 (3)沉铁。将提纯后的 FeSO4溶液与氨水-NH4HCO3混合溶液反应，生成 FeCO3沉淀。 生成 FeCO3沉淀的离子方程式为_。 设计以 FeSO4溶液、氨水-NH4HCO3混合溶液为原料，制备 FeCO3的实验方案： _。 FeCO3沉淀需“洗涤完全”，Fe(OH)2开始沉淀的 pH6.5 答案 (1)AB (2)H2 取少量清液于试管中，向其中滴加几滴 KSCN 溶液，观察溶液颜色是否呈红色 (3)Fe2 HCO 3NH3 H2O=FeCO3NH
29、4H2O(或 Fe 2HCO 3NH3=FeCO3 NH 4) 在搅拌条件下向 FeSO4溶液中缓慢加入氨水-NH4HCO3混合溶液， 控制溶液 pH 不大于 6.5； 静置后过滤，所得沉淀用蒸馏水洗涤 23 次；取最后一次洗涤后的滤液，滴加盐酸酸化的 BaCl2溶液，不出现白色沉淀 解析 (1)其他条件不变，实验中适当升高酸浸温度、适当加快搅拌速度都能提高铁元素浸出 率，缩短酸浸时间会降低铁元素浸出率，故应选 A、B 项。 (2)铁泥的主要成分为铁的氧化物，加入一定浓度的 H2SO4溶液“酸浸”，滤液中含有 Fe3 、 Fe2 、H、SO2 4等，加入过量铁粉，Fe 3、H均与 Fe 发生反
30、应，故除生成 Fe2外，还会生 成 H2。可利用 KSCN 溶液检验 Fe3 是否被完全还原，实验操作为取少量清液，向其中滴加 几滴 KSCN 溶液，观察溶液颜色是否呈红色，若不变色，证明 Fe3 被完全还原。 (3)FeSO4溶液与氨水-NH4HCO3混合溶液反应，Fe2 与 CO2 3结合生成 FeCO3沉淀，促进了 HCO 3的电离，离子方程式为 Fe 2HCO 3NH3 H2O=FeCO3NH 4H2O 或 Fe 2 HCO 3NH3=FeCO3NH 4。 Fe(OH)2开始沉淀的 pH6.5，且要求 FeCO3沉淀需“洗涤完全”，应控制溶液的 pH 不大 于 6.5，防止产生 Fe(
31、OH)2沉淀；得到 FeCO3沉淀，静置后过滤，用蒸馏水洗涤沉淀 23 次， 并通过检验洗涤液中是否含有 SO2 4，判断是否洗涤干净。则制备 FeCO3的具体实验方案为 在搅拌条件下向 FeSO4溶液中缓慢加入氨水-NH4HCO3混合溶液，控制溶液 pH 不大于 6.5； 静置后过滤，所得沉淀用蒸馏水洗涤 23 次；取最后一次洗涤后的滤液，滴加盐酸酸化的 BaCl2溶液，不出现白色沉淀。 1北宋沈括的梦溪笔谈对指南针已有详细记载：“方家以磁石磨针锋，则能指南。”磁 石的主要成分是( ) AFe3O4 BFe2O3 CFeO DCuFeS2 答案 A 2铁是一种应用广泛的金属，下列有关铁的说法
32、正确的是( ) A铁与盐酸反应生成氯化铁和氢气 B常温下，铁在浓硫酸中钝化 C铁在氧气中燃烧，生成物为 Fe2O3 D纯铁(块状)是黑色金属 答案 B 解析 A 项，铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，错误；C 项，铁在氧气中燃烧的生成物为 Fe3O4，错误；D 项，纯铁(块状)是银白色金属，错误。 3某同学欲探究铁及其化合物的性质，下列实验方案可行的是( ) A将铁粉加入热的浓硫酸中：探究铁的活泼性 B将热的 NaOH 溶液滴入 FeCl3溶液中：制备 Fe(OH)3胶体 C在蒸发皿中加热蒸干 FeSO4溶液：制备 FeSO4 6H2O 晶体 D将铜粉加入 FeCl3溶液中：验证 Fe3 的氧化
33、性强于 Cu2 答案 D 解析 由于浓硫酸具有强氧化性，铁与其反应生成 Fe2(SO4)3和 SO2，无法说明铁的活泼性， 故 A 项方案不可行；将 NaOH 加入 FeCl3溶液中，得到 Fe(OH)3沉淀，无法得到 Fe(OH)3胶 体，故 B 项方案不可行；在蒸发皿中加热蒸干 FeSO4溶液，一方面氧气可将 FeSO4氧化，另 一方面会得到不含结晶水的化合物，故 C 项方案不可行；将铜粉加入 FeCl3溶液中，发生反 应：Cu2Fe3 =Cu22Fe2，该反应说明 Fe3的氧化性强于 Cu2，故 D 项方案可行。 4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
34、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 ，再滴加氯水，若溶液呈红色，说明溶液中含有 Fe2。 5在含有 Fe3 、Fe2、Al3、NH 4稀溶液中，加入足量的 Na2O2固体，充分反应后，再加入 过量的稀盐酸，完全反应后，离子数目没有变化的是( ) AFe2 BAl3 CFe3 DNH 4 答案 B 解析 亚铁离子与氧气反应
35、变为铁离子，和氢氧根反应生成沉淀，又加盐酸，沉淀溶解，最 后又变为铁离子，因此亚铁离子数目减少，故 A 错误；铝离子与足量氢氧根反应生成偏铝酸 根，偏铝酸根与足量盐酸反应，最后又生成铝离子，数目不发生改变，故 B 正确；亚铁离子 被氧化成了铁离子， 铁离子数目增加， 故 C 错误； 铵根离子和氢氧根离子反应生成氨气和水， 铵根离子数目减少，故 D 错误。 6某学生以铁丝和 Cl2为原料进行下列实验。 从分类角度分析下列说法正确的是( ) 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实验均为放热过程 D实验所涉及的物质均为电解质或非电解质 答案 B 解析 实验得到的是氢氧化铁胶
36、体，是混合体系，A 项错误；实验中的溶解主要是物理 变化，实验中的水解是发生复分解反应，两者均未发生氧化还原反应，B 项正确；实验 中盐的水解是吸热过程，C 项错误；实验中的铁和氯气是单质，既不是电解质也不是非电 解质，D 项错误。 7铁与水蒸气反应实验改进前后的装置如图所示： 下列说法错误的是( ) A将湿棉花改为浸水的尿不湿，酒精灯由单头改为双头，可提供足量的水蒸气 B用具支试管可将试管口附近冷凝的水导出，避免冷凝水与灼热铁粉接触 C肥皂水改为吹泡泡水，收集 H2效果更好，点燃效果更明显 D悬挂的磁铁仅能吸引反应铁粉，不能吸引反应产物 答案 D 解析 铁、四氧化三铁均可被磁铁吸引，则悬挂的
37、磁体不仅能吸引铁粉，也能吸引反应产物 四氧化三铁，故 D 错误。 8FeCl3易潮解、易升华，实验室制备 FeCl3的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。下列 说法正确的是( ) A导管 g 的作用是增强装置的气密性 B试剂 X 和试剂 Y 分别为浓硫酸、饱和食盐水 C直接用 E 接收产物比用导管连接 D、E 的优点是可防止堵塞 D出于简化装置的目的，F 装置可拆除 答案 C 解析 导管 g 的作用是平衡气压，保证液体顺利滴下，A 错误；为得到干燥纯净的 Cl2，应 先用饱和食盐水除去 HCl，再通过浓硫酸干燥气体，B 错误；FeCl3易潮解，而 F 中的浓硫酸 起到干燥的作用，防止 G 中
38、水蒸气进入 D 中，不能拆除，D 错误。 9将 1.12 g 铁粉加入 25 mL 2 mol L 1 的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是( ) A铁粉有剩余，溶液呈浅绿色，Cl 浓度基本不变 B往溶液中滴入 KSCN 溶液，溶液变红色 CFe2 和 Fe3的物质的量之比为 51 D氧化产物与还原产物的物质的量之比为 25 答案 B 解析 n(Fe) 1.12 g 56 g mol 10.02 mol，n(FeCl3)2 mol L 10.025 L0.05 mol，由反应 Fe 2Fe3 =3Fe2知， 0.02 mol 铁粉完全反应需要 0.04 mol 氯化铁。 铁完全反应， 氯化铁有
39、剩余， Cl 浓度基本不变，A 错误；氯化铁有剩余，往溶液中滴入 KSCN 溶液，显红色，B 正确； 0.02 mol Fe 反应生成 Fe2 为 0.06 mol，Fe3剩余 0.01 mol，其物质的量之比为 61，C 错误； 氧化产物与还原产物均为氯化亚铁，Fe 被氧化，氯化铁被还原，则氧化产物与还原产物的物 质的量之比为 12，D 错误。 10(2016 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 mol L 1 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
40、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。FeCl 2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 1KI溶液， 加入6 mL 0.1 mol L1 FeCl 3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
41、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)2Fe2Cl 2=2Fe 32Cl (3)隔绝空气
42、(排除氧气对实验的 影响) (4)Fe2 Fe3 可逆反应 (5)H 2O22Fe 22H=2Fe32H 2O Fe 3催化 H 2O2分解产生 O2 H2O2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)Cl 2可将 Fe 2氧化成 Fe3，自身得电子生成 Cl， 反应的离子方程式为 2Fe2 Cl 2=2Fe 32Cl。(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 K
43、 3Fe(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 CCl 4，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 2Fe3 2I 2Fe2 I 2。 (5)H2O2溶液中 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 H2O22Fe2 2H =2Fe3 2H 2O，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 H 2O2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， 促进了 Fe3 的水解平衡 Fe33H 2O Fe(OH)3 3H 正向移动，产生较多 Fe(OH) 3，聚集形成沉淀。