鐵及其化合物【考向分析】鐵元素是過渡元素的代表，而鐵及鐵合金材料又在工農業(yè)生產中有著重要應用，因此鐵及其化合物的有關知識是高考的熱點內容之一，預計命題以生活、生產、實際應用為背景，突出鐵及其化合物的性質、應用為主，題型延續(xù)選擇題、填空題、綜合推斷題及實驗探究題的形式?！疽c講解】要點1. 鐵鐵位于第四周期第族，原子結構示意圖為：。鐵是地殼中最豐富的元素之一，含量為4.75%，在金屬中僅次于鋁。鐵分布很廣，能穩(wěn)定地與其他元素結合，常以氧化物的形式存在，有赤鐵礦（主要成分是Fe2O3）、磁鐵礦（主要成分是Fe3O4）、褐鐵礦（主要成分是Fe2O33H2O）、菱鐵礦（主要成分是FeCO3）、黃鐵礦（主要成分是FeS2）、鈦鐵礦（主要成分是FeTiO3）等。土壤中也含鐵1%6%。鐵是具有銀白色金屬光澤的過度元素，密度大，熔沸點高，延展性、導電性和導熱性較好，能被磁鐵吸引。鐵是較活潑的金屬，鐵原子的最外層電子數(shù)為2個，可失去2個或3個電子而顯+2價或+3價，但+3價的化合物較穩(wěn)定。1. 與非金屬反應：3Fe + 2O2Fe3O42Fe + 3C122FeCl3Fe + SFeS溫馨提示：鐵絲在氯氣中燃燒時，生成棕黃色的煙，加水振蕩后，溶液顯黃色；不論鐵的量多少，與氯氣反應產物都是氯化鐵；鐵跟氯氣、硫反應時，分別生成+2價和+3價的鐵，說明氧化性：氯氣硫。2.與酸反應（1）與非氧化性酸(如稀鹽酸、稀H2SO4等)的反應： Fe + 2H Fe2 + H2（2）常溫下，鐵遇濃硫酸、濃硝酸發(fā)生鈍化。所以可用鐵制容器盛裝濃硫酸或濃硝酸。（3）加熱時，鐵與熱濃硫酸、濃硝酸反應：2Fe6H2SO4(濃)Fe2(SO4)33SO26H2O（4）鐵與稀硝酸反應不產生H2。當HNO3過量時，鐵元素的存在形式為Fe3。反應原理：Fe4HNO3=Fe(NO3)3NO2H2O，當Fe過量時，鐵元素的存在形式為Fe2。反應原理：3Fe8HNO3=3Fe(NO3)22NO4H2O，當<<時：鐵元素的存在形式為Fe2和Fe3。3. 與某些鹽溶液的反應：（1）與CuSO4溶液反應：FeCu2=Fe2Cu（置換反應）（2）與FeCl3溶液反應：2Fe3Fe=3Fe2（歸中反應）要點2. 鐵的氧化物和氫氧化物1.鐵的氧化物溫馨提示：FeO與非氧化性酸相遇時，發(fā)生復分解反應，生成亞鐵鹽；但與強氧化性酸相遇，F(xiàn)e2+被氧化成Fe3+，生成鐵鹽；Fe3O4在三種氧化物中最為穩(wěn)定，一般不與酸、堿和氧氣反應，所以在鐵的表面若能形成Fe3O4膜，便能起到保護作用，防止生銹。Fe3O4是一種復雜的氧化物，它不屬于堿性氧化物，可以寫成FeOFe2O3的形式有+2、+3 價；FeO、Fe2O3是堿性氧化物；空氣中：6FeO + O2 = 2Fe3O4。2.鐵的氫氧化物鐵的氫氧化物溫馨提示：Fe(OH)2和Fe(OH)3從溶液中析出的現(xiàn)象不同，前者是白色絮狀沉淀，后者是紅褐色沉淀。由于Fe(OH)2極不穩(wěn)定，易被氧化成Fe(OH)3，反應現(xiàn)象是：白色灰綠色紅褐色。因Fe(OH)2在空氣中易氧化，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,故Fe(OH)2在水中穩(wěn)定存在的壽命只有幾秒鐘，在實驗室制取Fe(OH)2時，一定要用新制的Fe2+鹽和先加熱驅趕O2后的NaOH溶液，且滴管末端插入試管內的液面下，再滴加NaOH溶液，也可以在反應液面上滴加植物油或苯等物質進行液封，以減少Fe(OH)2與O2接觸。關于Fe（OH）2制備的方法很多，核心問題兩點，一是溶液中的溶解氧必須除去，二是反應過程必須與O2隔絕。氫氧化鐵膠體的制備：向沸水中滴加幾滴FeCl3溶液而得，F(xiàn)eCl3不宜過多，濃度不宜過大，加熱時間不宜過長，否則容易產生沉淀。要點3. 鐵鹽與亞鐵鹽1Fe2的氧化性和還原性：Fe2處于鐵的中間價態(tài)，既有氧化性，又有還原性，其中以還原性為主，如：Fe2遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H)等均表現(xiàn)還原性。2Fe3的氧化性：Fe3處于鐵的高價態(tài)，只有氧化性，如它能氧化Fe、Cu、HI、H2S等。3.Fe2+和Fe3+之間相互轉化:Fe2+Fe3+2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-溶液由淺綠色變?yōu)樽攸S色4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O亞鐵鹽溶液在空氣中容易變質3Fe2+NO3-+4H+=3Fe3+2H2O+NONO與Fe2在酸性條件下不能共存5Fe2+MnO4-+8H+=5Fe3+4H2O+Mn2+在酸性KMnO4溶液滴加FeCl2溶液，溶液由紫紅變棕黃2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O溶液由淺綠色變?yōu)樽攸S色Fe3+Fe2+2Fe3+Fe=3Fe2+在亞鐵鹽溶液中加入鐵釘可防止Fe2+被氧化為Fe3+2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+常利用FeCl3溶液來刻蝕銅，制造印刷線路2Fe3+2I=2Fe2+I2可用淀粉碘化鉀檢驗Fe3+2Fe3+SO32+2H2O=2Fe2+SO42-+2H+溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色4.Fe2、Fe3的檢驗Fe2的檢驗取出少量被檢驗的溶液，滴加KSCN溶液，無現(xiàn)象，再通入Cl2，若變成紅色溶液，說明有Fe2存在(鑒別時不能先通氯氣)取出少量被檢驗的溶液，加入NaOH溶液，產生白色絮狀沉淀，白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色，證明有Fe2存在取出少量被檢驗的溶液，滴加酸性KMnO4溶液，溶液紫色褪去，說明有Fe2存在取出少量被檢驗的溶液，滴加K3Fe（CN）6溶液，無現(xiàn)象，若有藍色沉淀生成，說明有Fe2存在Fe3的檢驗取出少量的被檢驗的溶液，加入KSCN溶液，溶液變紅色，證明有Fe3存在取出少量的被檢驗的溶液，加入苯酚溶液，溶液變紫色，證明有Fe3存在取出少量的被檢驗的溶液，加入NaOH溶液，產生紅褐色沉淀，證明有Fe3存在取出少量的被檢驗的溶液，加入淀粉碘化鉀溶液，溶液變藍色，證明有Fe3存在混合液取出少量的被檢驗的溶液，加入KSCN溶液，溶液變紅色，證明有Fe3存在取出少量的被檢驗的溶液，加入淀粉碘化鉀溶液，溶液變藍色，證明有Fe3存在取出少量被檢驗的溶液，滴加酸性KMnO4溶液，溶液紫色褪去，說明有Fe2存在取出少量被檢驗的溶液，滴加溴水，溴水褪色，說明有Fe2存在【指點迷津】（1）從Fe、Fe2+和Fe3+的結構可知:Fe只有還原性，F(xiàn)e3+通常只有氧化性，F(xiàn)e2+既具有氧化性又具有還原性，以還原性為主。（2）鐵鹽與亞鐵鹽的配制：因Fe2+、Fe3+易水解，且Fe2+易被空氣中的氧氣氧化，故配制過程為：先將它們溶解在對應的酸中，然后加水沖稀到指定的濃度。（注意：配制亞鐵鹽溶液時，要加入少量的鐵粉，以防止Fe2+的氧化）（3）在Cu2、Fe2、Fe3混合溶液中的除去Fe2、Fe3一般操作方法是先加入氧化劑，將Fe2氧化成Fe3，然后加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3等物質(不引入雜質離子)，調節(jié)溶液的pH，待Fe3水解完全生成沉淀(此時其他離子不水解)，過濾除去。（4）檢驗鐵元素的價態(tài)，可以考慮先觀察其水溶液的顏色：含F(xiàn)e2的溶液為淺綠色，含有Fe3的溶液為棕黃色。然后將其與NaOH溶液或KSCN溶液反應觀察產物的顏色來鑒別檢驗：Fe2與NaOH生成不穩(wěn)定的白色沉淀Fe(OH)2，該白色沉淀暴露在空氣中會迅速轉變成灰綠色，最后變成紅褐色沉淀Fe(OH)3，F(xiàn)e2和KSCN溶液作用沒有顏色變化；而Fe3與NaOH溶液直接生成紅褐色沉淀，或與KSCN溶液作用呈血紅色。（5）FeCl3溶液加熱濃縮時，因Fe3水解和HCl的揮發(fā)，得到的固體為Fe(OH)3，如灼燒后得到紅色的Fe2O3固體。但Fe2(SO4)3溶液蒸干時，因硫酸是難揮發(fā)性酸，將不能得到Fe(OH)3固體。（6）過量的Fe與硝酸作用，或在Fe和Fe2O3的混合物中加入鹽酸，要注意產生的Fe3還可以氧化單質Fe這一隱含反應：Fe2Fe3=3Fe2。（7）Na2FeO4(高鐵酸鈉)作新型凈水劑的原理是高價鐵具有強氧化性，能殺菌消毒；同時生成Fe(OH)3膠體，能吸附水中的雜質懸浮物，因此它是一種新型的凈水劑?！究键c過關】判斷正誤，正確的畫“”，錯誤的畫“”。（1）鐵在過量氧氣中燃燒生成Fe2O3()不論氧氣是否過量均生成Fe3O4。（2）過量的鐵與稀硝酸反應生成Fe3()過量的鐵會與Fe3反應最終生成Fe2。（3）過量的Fe分別與氯氣和稀鹽酸反應所得氯化物相同()不論Fe是否過量與氯氣反應均生成FeCl3，F(xiàn)e只有在溶液中才與Fe3反應。（4）鐵在常溫下與濃硝酸反應比與稀硝酸反應劇烈()鐵在濃硝酸中發(fā)生鈍化。（5）Fe2O3是堿性氧化物，所以Fe2O3可用作紅色油漆和涂料()因為Fe2O3是紅棕色，所以Fe2O3可用作紅色油漆和涂料。（6）CO還原Fe2O3得到的黑色固體加入鹽酸溶解后，再加入KSCN溶液，溶液不顯紅色，不能確定黑色固體中有無Fe3O4()CO還原Fe2O3可以得到Fe單質，F(xiàn)e單質會與Fe2O3和鹽酸反應生成的Fe3反應，所以無法判斷是否含有Fe3O4。（7）鐵在潮濕的空氣中生成的鐵銹主要成分是Fe2O3，鐵在純氧中燃燒的產物是Fe3O4，F(xiàn)e在高溫下與水蒸氣反應生成Fe2O3()Fe在高溫下與水蒸氣反應生成Fe3O4。（8）配制FeSO4溶液時，加入稀硫酸抑制Fe2水解，加入鐵粉防止Fe2被氧化()（9）氫氧化鐵與HI溶液僅發(fā)生中和反應()Fe3與I發(fā)生氧化還原反應。（10）FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3都可以通過化合反應制取()FeCl3可由Fe與Cl2反應制??；FeCl2可由FeCl3與Fe反應制??；Fe(OH)3可由Fe(OH)2、O2、H2O化合制取。（11）加熱蒸干氯化鐵溶液最終得到FeCl3晶體()FeCl3水解生成Fe(OH)3和HCl，HCl易揮發(fā)，最終得到Fe(OH)3，受熱分解生成Fe2O3。（12）Fe比Cu活潑，所以FeCl3溶液可以腐蝕線路板上的Cu()說明三價鐵離子氧化性比銅離子強，與Fe比Cu活潑無關。（13）向某溶液中先滴加少量氯水，再滴加KSCN溶液，溶液變?yōu)檠t色，溶液中一定含有Fe2()如果原溶液中存在Fe3，也是此現(xiàn)象，故無法確定原溶液中一定含有Fe2。（14）取久置的綠礬(FeSO47H2O)溶于水，加入KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色，說明綠礬部分或全部被氧化()溶液變?yōu)榧t色，說明溶液中含有Fe3?！靖呖蓟仡櫋?1)(2016全國卷)1 mol Fe溶于過量硝酸，電子轉移數(shù)為2NA()(2)(2016四川)常溫下，將鐵片浸入足量濃硫酸中，鐵片不溶解，說明常溫下，鐵與濃硫酸不發(fā)生化學反應()(3)(2016海南)將鐵屑放入稀HNO3中，證明Fe比H2活潑()(4)(2016上海)用NaOH溶液可以除去氧化鐵中混有的二氧化硅()(5)(2016上海)Fe與Cl2反應生成FeCl3，推測Fe與I2反應生成FeI3()(6)(2015全國卷)下列過程沒有發(fā)生化學反應：用含硅膠、鐵粉的透氣小袋與食品一起密封包裝()(7)(2015江蘇)如下所示的物質間轉化能一步實現(xiàn)：Fe2O3FeCl3(aq)無水FeCl3()(8)(2015廣東)3 mol單質Fe完全轉化為Fe3O4，失去8NA個電子()(9)(2014北京)鐵表面自然形成的氧化層能保護內層不被空氣氧化()(10)(2015重慶)使用如圖所示裝置觀察Fe(OH)2的生成()(11)(2017全國卷)向2 mL 0.1 molL1的FeCl3溶液中加足量鐵粉，振蕩，加1滴KSCN溶液，現(xiàn)象為黃色逐漸消失，加KSCN溶液顏色不變，則還原性：Fe>Fe2()(12)(2016全國卷)FeCl3腐蝕Cu制印刷電路板是由于鐵比銅的金屬性強()(13)(2016四川)Fe2與H2O2在酸性溶液中的反應：2Fe2H2O22H=2Fe32H2O()(14)(2016江蘇)向Fe2(SO4)3溶液中加入過量鐵粉：Fe3Fe=2Fe2()(15)(2016江蘇)室溫下，向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液，再滴加幾滴淀粉溶液，溶液變藍色，說明Fe3的氧化性比I2的強()(16)(2016上海)用NaOH溶液和鹽酸能除去FeCl2溶液中混有的CuCl2()(17)(2015全國卷)將稀硝酸加入過量鐵粉中，充分反應后滴加KSCN溶液會觀察到有氣體生成，溶液呈血紅色，說明稀硝酸將Fe氧化為Fe3()(18)(2015廣東)向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液再滴加H2O2溶液，加入H2O2后溶液變成血紅色，說明Fe2既有氧化性又有還原性()【基礎過關】1(2018廣東深圳月考)新修本草是我國古代中藥學著作之一，記載藥物844種，其中有關于“青礬”的描述為：“本來綠色，新出窟未見風者，正如琉璃燒之赤色”據(jù)此推測，“青礬”的主要成分為()ACuSO45H2O BFeSO47H2O CKAl(SO4)212H2O DFe2(SO4)39H2O解析：由題意知，青礬是綠色，經煅燒后，生成紅色固體。符合要求的是FeSO47H2O，它是綠色晶體，經高溫煅燒后生成磚紅色Fe2O3粉末。答案：B2(2018滄州質量監(jiān)測)為驗證還原性：SO2>Fe2>Cl，三組同學分別進行了下圖實驗，并對溶液1和溶液2中所含離子進行了檢驗，能證明上述還原性順序的實驗組有()溶液1溶液2甲含F(xiàn)e3、Fe2含SO乙含F(xiàn)e3，無Fe2含SO丙含F(xiàn)e3，無Fe2含F(xiàn)e2A.只有甲 B甲、乙 C甲、丙 D甲、乙、丙解析：向FeCl2溶液中通入Cl2，得到溶液1，再向溶液1中通入SO2，得到溶液2。甲、溶液1中含有Fe3、Fe2，說明發(fā)生反應2Fe2Cl2=2Fe32Cl，且Cl2反應完全，可證明還原性Fe2>Cl；溶液2中含有SO，則說明發(fā)生反應2Fe3SO22H2O=2Fe2SO4H，可證明還原性SO2>Fe2，故甲能證明還原性SO2>Fe2>Cl；乙、溶液1中含有Fe3，無Fe2剩余，則還原性Fe2>Cl，但Cl2可能過量，再通入SO2，可能發(fā)生的反應是Cl2SO22H2O=2ClSO4H，不能比較SO2與Fe2的還原性強弱，故乙不能驗證；丙、溶液1中含有Fe3，沒有Fe2，通入SO2后溶液中又含有Fe2，說明SO2將Fe3還原得到Fe2，證明還原性SO2>Fe2，故丙實驗結論能證明還原性SO2>Fe2>Cl。答案：C3(2018樟樹市統(tǒng)考)鐵的常見化合價有2價和3價。據(jù)研究，鐵在濃HNO3中發(fā)生鈍化時，可生成一種化學式為Fe8O11的化合物，它可以看作由FeO和Fe2O3組成的復雜氧化物。該化合物可以表示為()AFeO3Fe2O3 B2FeO3Fe2O3 CFeO2Fe2O3 D2FeOFe2O3解析：化合物Fe8O11可以看作由FeO和Fe2O3組成的復雜氧化物，設化學式為nFeOmFe2O3，則解得n2，m3，該化合物可以表示為2FeO3Fe2O3。答案：B4(2018九江模擬)下列離子的檢驗方法合理的()A向某溶液中滴入KSCN溶液呈紅色，說明不含F(xiàn)e2B向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液變紅色，說明原溶液中含有Fe2C向某溶液中加入NaOH溶液，得紅褐色沉淀，說明溶液中含有Fe3D向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色，說明該溶液中只含有Fe2，不含有Mg2解析：A項，F(xiàn)e2遇到KSCN不變色，F(xiàn)e2是否存在不確定；B項，F(xiàn)e3干擾Fe2的檢驗，若原溶液中含有Fe3不含F(xiàn)e2，也會產生同樣現(xiàn)象；D項，Mg(OH)2為白色沉淀，易被紅褐色沉淀掩蓋，不確定。答案：C5(2017重慶巴蜀中學期中)將一定量的SO2通入FeCl3溶液中，取混合溶液分別進行下列實驗，能證明SO2與FeCl3溶液發(fā)生了氧化還原反應的是()選項實驗操作現(xiàn)象A加入NaOH溶液生成紅褐色沉淀B加入Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀C加入酸性KMnO4溶液紫色褪去D加入K3Fe(CN)6(鐵氰化鉀)溶液生成藍色沉淀解析：如果SO2與FeCl3溶液發(fā)生了氧化還原反應，硫元素的化合價由4價升為6價，鐵元素的化合價由3價降為2價，因此證明二者發(fā)生氧化還原反應，實際上就是證明混合液中存在SO或Fe2。加入NaOH溶液Fe2和Fe3都能轉化為沉淀，且最終均變?yōu)榧t褐色的氫氧化鐵沉淀，A項錯誤；SO2溶于水使溶液呈酸性，酸性條件下NO具有強氧化性，與二氧化硫溶液發(fā)生氧化還原反應生成SO因此會干擾SO的檢驗，應改為氯化鋇溶液，B項錯誤；二氧化硫與Fe2均能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，前者會干擾Fe2的檢驗，C項錯誤；鐵氰化鉀溶液遇Fe2生成特殊的藍色沉淀，遇Fe3則無此現(xiàn)象，因此能證明SO2與FeCl3溶液混合時發(fā)生了氧化還原反應，D項正確。答案：D6(2018馬鞍山中學測試)下列除去雜質的方法不正確的是()A鎂粉中混有少量鋁粉：加入過量燒堿溶液充分反應，過濾、洗滌、干燥B用過量氨水除去Fe3溶液中的少量Al3CAl(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量燒堿溶液，充分反應，過濾，向濾液中通入過量CO2后過濾DMgO中混有少量Al2O3：加入足量燒堿溶液，充分反應，過濾、洗滌、干燥得到MgO解析：Al(OH)3不溶于氨水，故向含少量Al3的Fe3溶液中加入過量氨水時，F(xiàn)e3、Al3均轉化為氫氧化物沉淀，達不到除雜的目的。答案：B7(2018蚌埠模擬)下列中學常見實驗的現(xiàn)象或表述正確的是()A赤鐵礦的主要成分是Fe3O4B制備氫氧化亞鐵時，向硫酸亞鐵溶液中滴加氫氧化鈉溶液，邊加邊攪拌，即可制得白色的氫氧化亞鐵C檢驗紅磚中的氧化鐵成分，向紅磚粉末中加入鹽酸，充分反應后取上層清液于試管中，滴加KSCN溶液23滴即可D除去FeCl3溶液中的FeCl2雜質可以向溶液中加入足量的鐵粉，然后過濾解析：赤鐵礦的主要成分為氧化鐵，A錯誤；制備氫氧化亞鐵時應該盡量避免溶液接觸氧氣，所以不能攪拌，B錯誤；氧化鐵和鹽酸反應生成氯化鐵和水，鐵離子與硫氰化鉀反應生成血紅色溶液，C正確；鐵和氯化鐵反應生成氯化亞鐵，使雜質的含量增加，D錯誤。答案：C8(2018江南十校聯(lián)考)研究反應物的化學計量數(shù)與產物之間的關系時，使用類似數(shù)軸的方法可以得到直觀形象的效果，下列表達不正確的是()A.NaOH溶液與SO2反應時溶液中溶質的情況B.NaAlO2溶液與鹽酸反應后鋁的存在形式C.Fe在Cl2中的燃燒產物D.Fe和稀HNO3反應后，鐵的存在形式 解析： A正確，因為發(fā)生的反應為SO2NaOH=NaHSO3和SO22NaOH=Na2SO3H2O。B正確，因為發(fā)生的反應為AlOHH2O=Al(OH)3和AlO4H=Al32H2O。C不正確，因為不論反應物比例是多少，發(fā)生的反應總是2Fe3Cl22FeCl3。D正確，因為如果鐵過量，過量的鐵與生成的Fe3繼續(xù)反應，生成Fe2。答案：C9(2018綿陽模擬)采用硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考慮其他雜質)制取綠礬(FeSO47H2O)，某學習小組設計了如下流程：下列說法錯誤的是()A酸浸時選用足量硫酸，試劑X為鐵粉B濾渣a主要含SiO2，濾渣b主要含Al(OH)3C從濾液B得到綠礬產品的過程中，必須控制條件防止其氧化和分解D試劑X若為過量NaOH溶液，得到的沉淀用硫酸溶解，再結晶分離也可得綠礬解析：硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考慮其他雜質)中加入足量硫酸，F(xiàn)e2O3、Al2O3與酸反應生成硫酸鐵、硫酸鋁，二氧化硅不反應，過濾，濾渣a為二氧化硅；在濾液A中加入鐵粉將Fe3還原為Fe2，調節(jié)pH使Al3完全生成氫氧化鋁沉淀，過濾，濾渣b為氫氧化鋁，濾液B為硫酸亞鐵，蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾，得到硫酸亞鐵晶體。由流程分析可知，溶解燒渣選用足量硫酸，試劑X為鐵粉，A正確；根據(jù)以上分析可知濾渣a主要含SiO2，濾渣b主要含Al(OH)3，B正確；Fe2易被空氣中的氧氣氧化，而且綠礬受熱易失去結晶水，所以從濾液B得到FeSO47H2O產品的過程中，必須控制條件防止其氧化和分解，C正確；試劑X若為過量NaOH溶液，得到的沉淀是氫氧化鐵，用硫酸溶解得到的是硫酸鐵而不是硫酸亞鐵，D錯誤。答案：D10(2018濮陽檢測)從某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工業(yè)廢液中回收銅并制備氯化鐵晶體的流程如下：則下列說法正確的是()A試劑a是鐵、試劑b是稀硫酸B操作、操作、操作所用儀器相同C試劑c是氯氣，相應的反應為2Fe2Cl2=2Cl2Fe3D用酸性KMnO4溶液可檢驗溶液W中是否還有Fe2解析：由最終要得到氯化鐵晶體及流程圖可知：b應為鹽酸，A項錯誤；操作和操作都是過濾，操作為蒸發(fā)結晶、過濾，故所選儀器不完全相同，B項錯誤；濾液Z和X中均含有氯化亞鐵，則試劑c為氯氣，C項正確；酸性高錳酸鉀溶液能氧化Fe2，也能氧化Cl，故不能用酸性KMnO4溶液檢驗溶液W中是否含有Fe2，D項錯誤。答案：C 11(2018濟南測試)證明某溶液只含有Fe2而不含有Fe3的實驗方法是()A先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后顯紅色B先滴加KSCN溶液，不顯紅色，再滴加氯水后顯紅色C滴加NaOH溶液，先產生白色沉淀，后變?yōu)榛揖G色，最后呈紅褐色D只需滴加KSCN溶液解析：Fe2和Fe3檢驗設計是?？嫉臒狳c。設計的步驟：先加KSCN溶液，無現(xiàn)象，可證明溶液中不含F(xiàn)e3，然后再滴加氯水，若溶液呈紅色，說明溶液中含有Fe2。答案：B12(2018包頭高三檢測)某同學欲探究鐵及其化合物的性質，下列實驗方案可行的是()A將鐵粉加入熱的濃硫酸中：探究鐵的活潑性B將熱的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中：制備Fe(OH)3膠體C在蒸發(fā)皿中加熱蒸干FeSO4溶液：制備FeSO46H2O晶體D將銅粉加入FeCl3溶液中：驗證Fe3的氧化性強于Cu2解析：由于濃硫酸具有強氧化性，鐵與其反應生成Fe2(SO4)3和SO2，無法說明鐵的活潑性，故A項方案不可行；將NaOH加入FeCl3溶液中，得到Fe(OH)3沉淀，無法得到Fe(OH)3膠體，故B項方案不可行；在蒸發(fā)皿中加熱蒸干FeSO4溶液，一方面氧氣可將FeSO4氧化，另一方面會得到不含結晶水的化合物，故C項方案不可行；將銅粉加入FeCl3溶液中，發(fā)生反應：Cu2Fe3=Cu22Fe2，該反應說明Fe3的氧化性強于Cu2，故D項方案可行。答案：D13(2018成都模擬)鐵觸媒(鐵的氧化物)是硫酸工業(yè)的催化劑。某同學設計了以下兩種方案研究鐵觸媒的組成。方案一：用下列流程測定鐵觸媒的含鐵量，確定其組成。(1)步驟中用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、膠頭滴管和_。(2)若通入Cl2不足量，溶液B中還含有_，會影響測定結果。(3)若通入Cl2過量且加熱煮沸不充分，溶液B中可能含有Cl2。請設計實驗方案檢驗Cl2，完成下列實驗報告。限選試劑：0.1 mol/L酸性KMnO4溶液、紫色石蕊試液、品紅溶液、淀粉KI溶液、0.1 mol/L KSCN溶液。實驗操作預期現(xiàn)象與結論方案二：用下列裝置測定鐵觸媒的含鐵量，確定其組成。(4)干燥管C的作用是_。(5)稱取15.2 g鐵觸媒進行上述實驗。充分反應后，測得干燥管B增重11.0 g，則該鐵觸媒的化學式可表示為_。解析：(1)步驟為溶液的稀釋，需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、250 mL容量瓶、膠頭滴管。(2)由于鐵觸媒的主要成分是鐵的氧化物，鐵的氧化物可溶于足量稀硫酸，則溶液A的主要成分是硫酸鐵、硫酸亞鐵和硫酸。氯氣具有強氧化性，F(xiàn)e2具有還原性，則通入氯氣的目的是將Fe2氧化為Fe3。若氯氣不足，則溶液B中除含硫酸鐵外還有硫酸亞鐵或氯化亞鐵，F(xiàn)e2的存在會影響滴定時消耗標準溶液的體積，影響測定結果。(3)若通入氯氣過量，則溶液中只含有Fe3，不含F(xiàn)e2，F(xiàn)e3對檢驗溶液中可能含有的氯氣有干擾，因為它們都具有氧化性，都能使淀粉KI溶液變藍，因此不能選擇淀粉KI溶液檢驗氯氣的存在，也不能選擇酸性高錳酸鉀溶液或KSCN溶液，因為它們與氯氣相遇時無明顯變化，只能根據(jù)氯氣與水反應生成的鹽酸的酸性和次氯酸的強氧化性設計實驗方案。(4)干燥管B中堿石灰的作用是吸收CO與鐵觸媒反應生成的CO2，干燥管C中堿石灰的作用是防止空氣中的CO2和水蒸氣進入干燥管B中，干擾鐵觸媒組成的測定結果。(5)由于堿石灰與過量的CO不反應，只能吸收CO2，則干燥管B增加的質量就是A中反應生成的CO2的質量，則n(CO2)0.25 mol；根據(jù)碳元素守恒可得關系式：COCO2，則參加反應的n(CO)n(CO2)0.25 mol，根據(jù)氧元素質量守恒可得，鐵觸媒中氧元素的質量為0.25 mol16 g/mol4.0 g；由于鐵觸媒的質量為15.2 g，則其中鐵元素的質量為15.2 g4.0 g11.2 g；則n(Fe)0.20 mol，則鐵觸媒中鐵、氧原子的物質的量之比為0.200.2545，則鐵觸媒的化學式為Fe4O5或2FeOFe2O3。答案：(1)250 mL容量瓶(2)Fe2(3)實驗操作預期現(xiàn)象與結論取適量溶液B于試管中，滴加23滴紫色石蕊試液，振蕩，觀察現(xiàn)象，放置一段時間后，再觀察現(xiàn)象若溶液顯紅色后，紅色又褪去，則溶液B中含Cl2；若溶液不褪色，則溶液B中不含Cl2(4)防止空氣中的CO2和水蒸氣進入干燥管B中(5)Fe4O5(或2FeOFe2O3)14(2017全國卷)綠礬是含有一定量結晶水的硫酸亞鐵，在工農業(yè)生產中具有重要的用途。某化學興趣小組對綠礬的一些性質進行探究?；卮鹣铝袉栴}：(1)在試管中加入少量綠礬樣品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液顏色無明顯變化。再向試管中通入空氣，溶液逐漸變紅。由此可知：_、_。(2)為測定綠礬中結晶水含量，將石英玻璃管(帶兩端開關K1和K2)(設為裝置A)稱重，記為m1 g。將樣品裝入石英玻璃管中，再次將裝置A稱重，記為m2 g。按下圖連接好裝置進行實驗。儀器B的名稱是_。將下列實驗操作步驟正確排序_(填標號)；重復上述操作步驟，直到A恒重，記為m3 g。a點燃酒精燈，加熱b熄滅酒精燈c關閉K1和K2 d打開K1和K2，緩緩通入N2 e稱量A f冷卻到室溫根據(jù)實驗記錄，計算綠礬化學式中結晶水數(shù)目x_(列式表示)。若實驗時按a、d次序操作，則使x_(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。(3)為探究硫酸亞鐵的分解產物，將(2)中已恒重的裝置A接入下圖所示的裝置中，打開K1和K2，緩緩通入N2，加熱。實驗后反應管中殘留固體為紅色粉末。C、D中的溶液依次為_(填標號)。C、D中有氣泡冒出，并可觀察到的現(xiàn)象分別為_。a品紅bNaOH cBaCl2 dBa(NO3)2 e濃H2SO4寫出硫酸亞鐵高溫分解反應的化學方程式_。解析：(1)綠礬溶液中滴加KSCN溶液，溶液顏色無明顯變化，說明樣品中沒有Fe3；再向試管中通入空氣，溶液變紅，說明有Fe3生成，即Fe2易被氧氣氧化為Fe3。(2)由儀器的構造特征可知，B為干燥管。實驗時，為防止空氣中的O2將Fe2氧化，應先通入N2將裝置中的O2排凈，然后點燃酒精燈加熱。停止加熱后，為防止FeSO4吸收空氣中的水蒸氣，待玻璃管冷卻，關閉K1和K2后再稱重。故實驗操作步驟應為d、a、b、f、c、e。由題意知，綠礬的質量為(m2m1)g，加熱后FeSO4的質量為(m3m1)g，結晶水的質量為(m2m3)g。設綠礬的化學式為FeSO4xH2O，則FeSO4xH2OFeSO4xH2O 152 18x (m3m1)g (m2m3)g，解得：x若實驗中，按a、d次序操作，則會導致綠礬吸收空氣中的氧氣，從而使加熱后的固體質量m3增大，則測出結晶水的值x偏小。(3)殘留固體為紅色，說明有Fe2O3生成，即分解過程中發(fā)生了氧化還原反應，根據(jù)Fe元素的化合價變化可知一定有SO2生成，即FeSO4Fe2O3SO2，根據(jù)電子轉移守恒可得2FeSO4Fe2O3SO2，最后根據(jù)S守恒配平可得化學方程式：2FeSO4Fe2O3SO2SO3。SO3溶于水生成H2SO4，H2SO4和Ba2可生成白色沉淀BaSO4，由于Ba(NO3)2在酸性溶液中具有強氧化性，能氧化SO2，故應該先用BaCl2檢驗SO3，檢驗SO2可用品紅溶液，故C、D的溶液依次為BaCl2溶液和品紅。實驗現(xiàn)象是C中溶液產生白色沉淀，D中品紅溶液褪色或變淺。答案：(1)樣品中沒有Fe3Fe2易被氧氣氧化為Fe3(2)干燥管dabfce偏小(3)c、a生成白色沉淀、褪色2FeSO4Fe2O3SO2SO315(2016全國卷)某班同學用如下實驗探究Fe2、Fe3的性質?；卮鹣铝袉栴}：(1)分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體，均配制成0.1 mol/L的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑，其目的是_。(2)甲組同學取2 mL FeCl2溶液，加入幾滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液變紅，說明Cl2可將Fe2氧化。FeCl2溶液與氯水反應的離子方程式為_。(3)乙組同學認為甲組的實驗不夠嚴謹，該組同學在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入幾滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液變紅，煤油的作用是_。(4)丙組同學取10 mL 0.1 mol/L KI溶液，加入6 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液混合。分別取2 mL此溶液于3 支試管中進行如下實驗：第一支試管中加入1 mL CCl4充分振蕩、靜置，CCl4層顯紫色；第二支試管中加入1滴K3Fe(CN)6溶液，生成藍色沉淀??；第三支試管中加入1滴KSCN溶液，溶液變紅。實驗檢驗的離子是_(填離子符號)；實驗和說明：在I過量的情況下，溶液中仍含有_(填離子符號)，由此可以證明該氧化還原反應為_。(5)丁組同學向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液，溶液變成棕黃色，發(fā)生反應的離子方程式為_；一段時間后，溶液中有氣泡出現(xiàn)，并放熱，隨后有紅褐色沉淀生成。產生氣泡的原因是_；生成沉淀的原因是_(用平衡移動原理解釋)。解析：(1)亞鐵離子具有還原性，能被空氣中的氧氣氧化，所以在配制的FeCl2溶液中加入少量鐵屑的目的是防止Fe2被氧化。(2)Cl2可將Fe2氧化成鐵離子，自身得電子生成氯離子，反應的離子方程式為2Fe2Cl2=2Fe32Cl。(3)防止空氣中的氧氣將Fe2氧化，產生干擾，所以煤油的作用是隔絕空氣。(4)根據(jù)Fe2的檢驗方法，向溶液中加入1滴K3Fe(CN)6溶液，生成藍色沉淀，一定含有亞鐵離子；則實驗檢驗的離子是Fe2；碘易溶于CCl4，在CCl4中呈紫色，F(xiàn)e3遇KSCN溶液顯血紅色，實驗和說明，在I過量的情況下，溶液中仍含有Fe3，由此可以證明該氧化還原反應為可逆反應。(5)H2O2溶液中加入幾滴酸化的FeCl3溶液，溶液變成棕黃色，發(fā)生反應的離子方程式為H2O22Fe22H=2Fe32H2O，鐵離子的溶液呈棕黃色；一段時間后，溶液中有氣泡出現(xiàn)，并放熱。隨后有紅褐色沉淀生成，產生氣泡的原因是H2O2分解放出氧氣，而反應放熱，促進Fe3的水解平衡正向移動。答案：(1)防止Fe2被氧化(2)2Fe2Cl2=2Fe32Cl(3)隔絕空氣(排除氧氣對實驗的影響)(4)Fe2Fe3可逆反應(5)H2O22Fe22H=2Fe32H2OFe3催化H2O2分解產生O2H2O2分解反應放熱，促進Fe3的水解平衡正向移動16(2018昆明市重點中學調研)鐵及其化合物在日常生產生活中用途廣泛。利用FeSO4制備還原鐵粉的工業(yè)流程如下：實驗室中可用FeSO4(用鐵粉和稀硫酸反應制得)和NH4HCO3在如下裝置模擬上述流程中的“轉化”環(huán)節(jié)。(1)裝置A的名稱是_，裝置B中盛放的試劑是_，NH4HCO3盛放在裝置_中。(2)實驗過程中，欲將生成的FeSO4溶液和NH4HCO3溶液混合，操作方法是_，發(fā)生主要反應的離子方程式為_。FeSO4溶液要現(xiàn)用現(xiàn)配制的原因是_，檢驗久置的FeSO4是否變質的方法是_。(3)干燥過程主要目的是脫去游離水，過程中會有少量FeCO3在空氣中被氧化為FeOOH，該反應的化學方程式為_，取干燥后的FeCO3樣品12.49 g，與碳混合后焙燒，最終得到還原鐵粉6.16 g，計算樣品中雜質FeOOH的質量為_g。解析：(1)裝置A是分液漏斗，盛放稀硫酸，裝置B中盛放鐵粉，稀硫酸與鐵粉反應生成H2和FeSO4。裝置C中盛放NH4HCO3。(2)檢驗D處氫氣已純凈時，表明裝置中空氣已排盡，關閉活塞3，打開活塞2，在氫氣作用下將FeSO4溶液壓入C中發(fā)生反應。FeSO4具有還原性，易被O2氧化，故FeSO4溶液要現(xiàn)用現(xiàn)配。用KSCN溶液檢驗久置的FeSO4是否變質。(3)FeCO3、FeOOH的物質的量分別為x、y，則x116 gmol1y89 gmol112.49 g，56 gmol1(xy)6.16 g，解得x0.1 mol，y0.01 mol。故m(FeOOH)0.89 g。答案：(1)分液漏斗鐵粉C(2)(待D處的氣體純凈后)關閉活塞3，打開活塞2Fe22HCO=FeCO3H2OCO2(或Fe2HCO=FeCO3H、HCOH=CO2H2O)亞鐵離子易被氧化取樣品配成溶液，取少量溶液于試管中，再向試管中加入KSCN溶液，觀察是否顯血紅色(合理答案即可)(3)4FeCO3O22H2O=4FeOOH4CO20.89