2018届高考一轮复习人教版金属及其化合物铁及其材料学案

2018届高考一轮复习人教版金属及其化合物铁及其材料学案

第三讲　铁及其重要化合物 ‎[2017高考导航]‎ 考纲要求 真题统计 命题趋势 ‎1.了解铁的主要性质及其应用。‎ ‎2．了解铁的重要化合物的主要性质及其应用。‎ ‎3．以Fe2＋、Fe3＋的相互转化为例，理解变价金属元素的氧化还原反应。‎ ‎4．能鉴别溶液中的Fe2＋、Fe3＋。‎ ‎2015，卷Ⅰ 10T(AB)、27T(2)；‎ ‎2015，卷Ⅱ 26T(4)、28T(4)；‎ ‎2014，卷Ⅰ 8T(D)、37T(2)；‎ ‎2014，卷Ⅱ 7T(D)；‎ ‎2013，卷Ⅱ 10T(A)‎ 本部分在高考中以铁及其重要化合物知识为载体，考查对化学基本概念、基本理论的掌握。主要涉及铁及其重要化合物与生产、生活密切联系的地方，如铁的腐蚀、水的净化等，题型有选择题、非选择题，选择题一般较易，非选择题难度中等，有时稍难。预计2017年高考中，还会以铁及其重要化合物为载体，对基本概念、基本理论进行考查。与生产、生活联系密切的内容，也是今后高考的趋势。复习备考时注意Fe2＋、Fe3＋的检验和铁及其重要化合物与实验相结合的考查。‎ 考点一　铁及其重要化合物[学生用书P64]‎ ‎1．铁的存在形式 ‎2．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、导热和延展性，具有能被磁铁吸引的特征。‎ ‎3．铁的化学性质(用化学方程式表示)‎ 铁单质性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。‎ ‎(1)与非金属单质的反应 ‎①与O2的反应 常温：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3。‎ 点燃：3Fe＋2O2Fe3O4。‎ ‎②与Cl2的反应：2Fe＋3Cl22FeCl3。‎ ‎③与S的反应：Fe＋SFeS。‎ ‎(2)与水的反应：常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2。‎ ‎(3)与酸的反应 ‎①与非氧化性酸反应的离子方程式：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。‎ ‎②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 ‎①与CuSO4溶液反应的离子方程式：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。‎ ‎②与FeCl3溶液反应的离子方程式：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。‎ ‎4．铁的氧化物 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 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O　‎ ‎5.铁的氢氧化物 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)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(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↓‎ 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)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3‎ ‎1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎(1)用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸。(　　)‎ ‎(2)将一定量的铁、铜的混合物加入到100 mL 0.1 mol·L－1的FeCl3溶液中，充分反应后，溶液中有固体剩余，则剩余的固体中一定含有铜，可能含有铁。(　　)‎ ‎(3)(2014·高考全国卷Ⅱ，7－D)用含硅胶、铁粉的透气小袋与食品一起密封包装，此过程没有发生化学反应。(　　)‎ ‎(4)Fe与Cl2、Br2、I2反应均生成＋3价的Fe。(　　)‎ ‎(5)Fe与稀HNO3反应，无论生成Fe(NO3)3，还是Fe(NO3)2，还是二者混合物，被还原的HNO3总是占参与反应HNO3的。(　　)‎ ‎(6)将水蒸气通过灼热的铁粉，铁与水在高温下反应，粉末变红。(　　)‎ ‎(7)1 mol Cl2和Fe反应生成FeCl3转移电子数为3NA。(　　)‎ 答案：(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×　(7)×‎ ‎2．(高考组合题)下列说法正确的是(　　)‎ A．(2014·高考山东卷)中性溶液中可能大量存在Fe3＋、K＋、Cl－、SO B．(2014·高考江苏卷)氧化铁能与酸反应，因此可用于制作红色涂料 C．(2015·高考江苏卷)Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3能一步实现 D．(2015·高考四川卷)铁粉作食品袋内的脱氧剂是起还原作用 解析：选D。A项，中性溶液中Fe3＋因水解，不能大量存在，错误；B项，氧化铁用作红色涂料是利用了其颜色呈红棕色，与其能与酸反应的性质无关，错误；C项，氯化铁能够发生水解反应，因此蒸发氯化铁溶液不可能得到无水氯化铁，错误；D项，铁粉作食品袋内的脱氧剂，防止食品被氧化，起还原作用，正确。‎ 名师点拨 (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FeO·Fe2O3，与非氧化性酸(如盐酸、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＋。‎ ‎　(2016·金考卷选粹)把‎22.4 g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，如反应只收集到0.3 mol NO2和0.2 mol NO，下列说法正确的是(　　)‎ A．反应后生成的盐只为Fe(NO3)3‎ B．反应后生成的盐只为Fe(NO3)2‎ C．反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比为1∶3‎ D．反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比为3∶1‎ ‎[解析]　由于铁的物质的量为＝0.4 mol，所以在反应的过程中它失去的电子数应介于0.8 mol(此时只产生Fe2＋)和1.2 mol(此时只产生Fe3＋)之间，又产生0.3 mol NO2和0.2 mol NO，即反应过程中硝酸得到的电子物质的量为0.3 mol×(5－4)＋0.2 mol×(5－2)＝0.9 mol，所以对应的产物既有Fe(NO3)3又有Fe(NO3)2。设前者的物质的量为x，后者的物质的量为y，则由铁原子守恒可得x＋y＝0.4 mol，由得失电子守恒得3x＋2y＝0.9 mol，解得x＝0.1 mol，y＝0.3 mol。‎ ‎[答案]　C 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，请归纳总结：‎ ‎(1)Fe单质通常与哪些氧化剂反应生成＋2价？‎ ‎(2)Fe单质通常与哪些氧化剂反应生成＋3价？‎ 答案：(1)Fe→Fe2＋：铁与氧化性比较弱的非金属单质(如S、I2)、非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸)和不活泼金属的盐溶液(如CuSO4溶液)反应，都可实现这种转化。例如：Fe＋SFeS、2H＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑、Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu。‎ ‎(2)Fe→Fe3＋：铁与强氧化剂(如Cl2、HNO3)在一定条件下反应可实现这种转化。例如：2Fe＋3Cl22FeCl3、Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O。‎ 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：Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O；‎ Fe过量：Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2；‎ 两者相加得总方程式：3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，可以用数轴表示：‎ 解题时需注意量的范围。‎ 即：①≤，产物仅有Fe(NO3)3，稀HNO3可能有剩余；②≥，产物仅有Fe(NO3)2，Fe可能有剩余；③＜＜，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．(2015·高考北京卷)在通风橱中进行下列实验：‎ 步骤 现象 Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色 Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止 Fe、Cu接触后，其表面均产生红棕色气泡 下列说法不正确的是(　　)‎ A．Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式：2NO＋O2===2NO2‎ B．Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应 C．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3‎ D．针对Ⅲ中现象，在Fe、Cu之间连接电流计，可判断Fe是否被氧化 解析：选C。A.铁放入稀HNO3中发生反应Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，NO逸出，遇到O2生成NO2，气体由无色变为红棕色。B.铁放入浓HNO3中，在常温下会钝化，即在Fe表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应。C.浓HNO3的氧化性强于稀HNO3。D.在铁、铜之间连接一个电流计，根据电子的流向(与电流方向相反)，可判断铁是否被氧化。若电子由铁移动到铜，则铁被氧化。‎ ‎2．(2016·安徽江淮名校第二次联考)‎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FeS C．生成了Fe2S3‎ D．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‎2.24 L，但是实际产生的气体体积偏小，故可能原因是部分Fe被空气中的氧气氧化了。‎ ‎3．向一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入150 mL 4 mol·L－1的稀硝酸恰好使混合物完全溶解，放出‎2.24 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H2在加热条件下还原相同质量的混合物，所得到的铁的物质的量为(　　)‎ A．0.21 mol　　　　　　　　　　 B．0.25 mol C．0.3 mol D．0.35 mol 解析：选B。Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物与稀硝酸恰好反应后，溶液中只有Fe(NO3)2，根据N元素守恒关系知反应后溶液中n(NO)＝‎0.15 L ×4 mol·L－1－＝0.5 mol，则n(Fe)＝0.25 mol。‎ 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)2＋O2＋2H2O===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。①、②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；③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，能防止空气进入；⑤中液面加苯阻止了空气进入；④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：①②③⑤‎ 制备Fe(OH)2的关键与方法 由于Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为Fe(OH)3，在实验室中制备Fe(OH)2，并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态，成为物质制备实验探究的热点。‎ 制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓‎ ‎(1)成功关键 ‎①溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质；‎ ‎②制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。‎ ‎(2)制备Fe(OH)2时常采用的方法 ‎①采用新制备的纯亚铁盐溶液(Fe2＋易被空气中的氧气氧化成Fe3＋)；‎ ‎②将溶解亚铁盐的蒸馏水煮沸(除去溶解的氧气)；‎ ‎③将碱直接加到亚铁盐溶液的底部[使生成的Fe(OH)2与空气隔离]；‎ ‎④在亚铁盐溶液的液面上加隔氧剂(如加入苯等密度比水小而又不溶于水的有机溶剂)。‎ ‎ ‎ 考点二　亚铁盐、铁盐的化学性质[学生用书P67]‎ ‎1．Fe2＋的氧化性和还原性 Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性。在中学阶段接触Fe2＋的氧化还原反应中其主要表现还原性，如Fe2＋遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表现还原性。‎ ‎2．Fe3＋的氧化性 Fe3＋处于铁的高价态，表现较强的氧化性，如Fe3＋能氧化Fe、Cu、HI、H2S等。‎ ‎3．Fe2＋与Fe3＋的相互转化 用离子方程式实现下列转化：‎ Fe2＋Fe3＋‎ ‎①2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；‎ ‎②3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋2H2O＋NO↑；‎ ‎③2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O；‎ ‎④2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；‎ ‎⑤Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋。‎ ‎4．检验Fe2＋、Fe3＋的常用方法 ‎(1)溶液颜色 ‎ 含有Fe2＋的溶液显浅绿色；含有Fe3＋的溶液显(棕)黄色。‎ ‎(2)用KSCN溶液和氯水 涉及的反应：‎ Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3(红色)‎ ‎2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－‎ ‎(3)用NaOH溶液 涉及的反应：‎ Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色沉淀)‎ Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀)‎ ‎4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3‎ ‎1．写出下列转化的主要离子方程式：‎ ‎(1)Fe2＋ClO－(少量)、H＋,Fe3＋：______________________________________________；‎ ‎(2)Fe3＋Fe2＋：_______________________________________________________；‎ ‎(3)FeCl3溶液与过量Na2S溶液的反应：______________________________________。‎ 答案：(1)2Fe2＋＋ClO－＋2H＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O ‎(2)2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S↓‎ ‎(3)2Fe3＋＋3S2－(过量)===2FeS↓＋S↓‎ ‎2．在FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是(　　)‎ A．加入KSCN溶液一定不变红色 B．溶液中一定含Fe2＋‎ C．溶液中一定含Cu2＋‎ D．剩余固体中一定含Cu 解析：选C。铁粉与FeCl3、CuCl2的反应依次为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu。充分反应后的固体可能为Cu或Fe和Cu的混合物，又由于2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，所以无论反应后的固体为Cu还是Fe和Cu的混合物，Fe3＋一定不存在，A对；由以上分析知B、D均对；若反应后固体为Cu和Fe的混合物，溶液一定无Cu2＋，C错。‎ 名师点拨 ‎　(高考组合题)下列说法正确的是(　　)‎ A．(2015·高考全国卷Ⅰ，10－A)将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液，现象是有气体生成，溶液呈红色，原因是稀硝酸将Fe氧化为Fe3＋‎ B．(2015·高考全国卷Ⅰ，10－B)将铜粉加入1.0 mol/L Fe2(SO4)3溶液中，现象是溶液变蓝、有黑色固体出现，原因是金属铁比铜活泼 C．(2014·高考全国卷Ⅰ，8－D)FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作是因为FeCl3能从含Cu2＋的溶液中置换出铜 D．(2014·高考大纲卷改编)室温下，能将浓硫酸盛放在铁桶中 ‎[解析]　A项，过量铁粉与稀硝酸充分反应后铁元素转化为Fe2＋，滴加KSCN溶液后不出现红色；B项，铜粉与Fe2(SO4)3 溶液发生反应2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，溶液变蓝但不会有黑色固体出现；C项，FeCl3与Cu2＋不反应，制作线路板的原理为Fe3＋能腐蚀铜，发生反应2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋；D项，室温下，Fe遇浓H2SO4钝化，可用铁桶盛放浓H2SO4。‎ ‎[答案]　D ‎1．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．逐渐变深绿 C．没有改变 D．变棕黄色 解析：选D。Fe(NO3)2溶液中加入盐酸时发生反应：3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，有棕黄色的Fe3＋生成。‎ ‎2．下列试剂中，不能使Fe2＋转化为Fe3＋的是(　　)‎ ‎①氯气　②NaCl溶液　③KMnO4溶液　④稀硝酸 ‎⑤盐酸 A．①②③　　　　　　　　 B．①③④‎ C．②④⑤ D．②⑤‎ 解析：选D。要实现Fe2＋转化为Fe3＋，必须加强氧化性物质，②NaCl、⑤HCl均没有强氧化性。‎ 题组一　Fe2＋与Fe3＋的转化 ‎1．(2016·北京重点中学第一次月考)用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，向所得的溶液中加入铁粉。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Fe3＋‎ B．若溶液中有Cu2＋，则一定没有固体析出 C．若有固体存在，则溶液中一定有Fe2＋‎ D．若溶液中有Fe2＋，则一定有Cu析出 解析：选C。无固体剩余，说明铜全部以铜离子形式存在，加入的铁粉没有与Cu2＋反应，全部与Fe3＋反应，溶液中一定含有Fe2＋，可能含有Fe3＋，A错误；若溶液中有Cu2＋，加入的铁粉不足，可能只与Fe3＋反应，也可能与Fe3＋反应后剩余的铁粉与部分Cu2＋反应生成铜，所以可能有固体析出，B错误；若有固体存在，固体中一定有铜，可能有铁，溶液中一定含有Fe2＋，C正确；当加入的铁粉较少时，只发生Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋时，不会有铜析出，D错误。‎ ‎2．(2015·高考四川卷)为了保护环境，充分利用资源，某研究小组通过如下简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略)。‎ 活化硫铁矿还原Fe3＋的主要反应为FeS2＋7Fe2(SO4)3＋8H2O===15FeSO4＋8H2SO4，不考虑其他反应。请回答下列问题：‎ ‎(1)第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)检验第Ⅱ步中Fe3＋是否完全还原，应选择________(填字母编号)。‎ A．KMnO4溶液 B．K3[Fe(CN)6]溶液 C．KSCN溶液 ‎(3)第Ⅲ步加FeCO3调溶液pH到5.8左右，然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH降到5.2，此时Fe2＋不沉淀，滤液中铝、硅杂质被除尽。通入空气引起溶液pH降低的原因是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________。‎ 解析：(1)碱性氧化物(Fe2O3)与酸(H2SO4)反应生成盐[Fe2(SO4)3]和水，离子方程式为Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。‎ ‎(2)Fe3＋的检验应选择KSCN溶液，C项正确；A、B项均为检验Fe2＋的试剂。‎ ‎(3)通入空气引起溶液pH降低的原因：Fe2＋被氧化为Fe3＋，Fe3＋水解产生H＋。‎ 答案：(1)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O ‎(2)C ‎(3)Fe2＋被氧化为Fe3＋，Fe3＋水解产生H＋‎ 题组二　Fe2＋、Fe3＋的检验 ‎3．(教材改编)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(　　)‎ ‎①加入足量氯水 　②加入足量KMnO4溶液 　③加入少量NH4SCN溶液 A．①③ 　　　　　　　　　 B．③②‎ C．③① D．①②③‎ 解析：选C。在该溶液中先加入少量NH4SCN溶液，溶液不变红色，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，所以不用KMnO4溶液。‎ ‎4．向某晶体的溶液中加入含Fe2＋的溶液无明显变化，当滴加几滴溴水后，混合液出现红色，由此得出下列的结论错误的是(　　)‎ A．Fe3＋的氧化性比溴的氧化性强 B．该晶体中一定含有SCN－‎ C．Fe2＋与SCN－不能形成红色化合物 D．Fe2＋被溴氧化成Fe3＋‎ 解析：选A。某晶体的溶液中没有与Fe2＋发生反应的离子，当加入溴水后，Fe2＋一定被氧化成Fe3＋，此时溶液出现红色，说明原晶体是含有SCN－的盐，很明显判断出B、C、D均正确；在Br2与Fe2＋反应中，Fe3＋是氧化产物，Br2是氧化剂，所以Br2的氧化性应比Fe3＋的氧化性强，选项A符合题意。‎ ‎1．Fe3＋、Fe2＋的离子共存问题 ‎(1)Fe2＋、Fe3＋均易水解，与HCO、AlO、CO等因水解相互促进，在溶液中均不能大量共存。‎ ‎(2)Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO、HSO，Fe2＋与NO(H＋)、ClO－、MnO(H＋)在溶液中均因发生氧化还原反应不能大量共存。‎ ‎(3)Fe3＋与SCN－发生络合反应不能大量共存。‎ ‎2．Fe3＋水解能力强，实际上pH>3.7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。例如：除去MgCl2中的少量FeCl3的方法是向溶液中加入Mg[或MgO、Mg(OH)2、MgCO3]再过滤。‎ ‎3．关于Fe2＋和Fe3＋检验问题 ‎(1)检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液；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。‎ ‎(2)检验Fe2＋和Fe3＋混合溶液时，要分两次分别检验Fe2＋和Fe3＋，检验Fe2＋时要选择酸性高锰酸钾溶液，检验Fe3＋时最好选择KSCN溶液。‎ 具体方法如下：‎ ‎①Fe3＋的检验 溶液变红色，说明含有Fe3＋‎ ‎②Fe2＋的检验 酸性KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋‎ 或溴水褪色，说明含有Fe2＋‎ 考点三　铁及其重要化合物的综合应用[学生用书P68]‎ ‎1．“铁三角”的转化关系 书写下列反应的离子方程式或化学方程式：‎ ‎(1)Al和Fe2O3高温下反应：2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe。‎ ‎(2)FeCl2溶液和Cl2反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。‎ ‎(3)FeCl2溶液和H2O2反应：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。‎ ‎(4)FeCl2溶液和O2反应：4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O。‎ ‎(5)FeCl3溶液和Cu反应：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。‎ ‎(6)FeCl3溶液和H2S反应：2Fe3＋＋H2S===S↓＋2Fe2＋＋2H＋。‎ ‎(7)FeCl3溶液和KI反应：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。‎ ‎(8)FeCl2和稀HNO3反应：3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。‎ ‎2．“铁三角”的重要应用 ‎(1)判断离子共存 Fe2＋NO(H＋)、ClO－、MnO(H＋)；‎ Fe3＋S2－、I－、SO；‎ Fe2＋、Fe3＋HCO、CO等水解相互促进的离子。‎ ‎(2)除杂 溶液 杂质 除杂方法 FeCl2‎ FeCl3‎ 加过量铁粉后过滤 FeCl3‎ FeCl2‎ 加氯水或H2O2‎ FeCl2‎ CuCl2‎ 加过量铁粉后过滤 ‎(3)盐溶液的配制与保存 ‎ ‎ ‎(4)物质制备 ‎1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎(1)磁性氧化铁溶于稀硝酸：3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋3H2O。(　　)‎ ‎(2)因为Fe3＋具有氧化性，所以可以用KSCN溶液鉴别Fe3＋。(　　)‎ ‎(3)因为Fe3＋有氧化性，所以FeCl3溶液可用于回收废旧电路板中的铜。(　　)‎ ‎(4)在“硫酸亚铁铵的制备”实验中，为了得到硫酸亚铁铵晶体，应小火加热蒸发皿，直到有大量晶体析出时停止加热。(　　)‎ ‎(5)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3。(　　)‎ ‎(6)过量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液，溶液呈红色，说明稀HNO3将Fe氧化为Fe3＋。(　　)‎ 解析：(1)磁性氧化铁为Fe3O4，其中铁元素的化合价并不都是＋2价，且氧化物不能拆开，正确的离子方程式为3Fe3O4＋28H＋＋NO===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O。‎ ‎(2)用KSCN溶液鉴别Fe3＋并不是因为Fe3＋具有氧化性，而是因为Fe3＋与SCN－络合显示特征颜色(红色)。‎ ‎(3)原理为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。‎ ‎(4)硫酸亚铁铵是通过降温结晶的方法来制备的，其制备过程是先制成高温饱和溶液，然后冷却，而不是用蒸发结晶的方法来获得的。‎ ‎(5)Fe在Cl2中燃烧只生成FeCl3。‎ ‎(6)因为铁粉过量，所以总的反应方程式为3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，滴入KSCN溶液不会呈红色。‎ 答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)×‎ ‎2．如何除去括号中的杂质。‎ ‎(1)Fe2＋(Fe3＋)：__________________________________________。‎ ‎(2)FeCl3(FeCl2)：____________________________________________。‎ ‎(3)FeCl2(CuCl2)：____________________________________________________。‎ ‎(4)Fe(Al)：___________________________________________________________。‎ ‎(5)Fe2O3(Al2O3、SiO2)：_________________________________________________。‎ 答案：(1)加过量铁粉，过滤 ‎(2)加氯水或H2O2‎ ‎(3)加过量铁粉，过滤 ‎(4)加过量强碱溶液，过滤 ‎(5)加过量强碱溶液，过滤 名师点拨 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＋溶液的操作措施，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 的水解性质，要熟练掌握。‎ ‎　(2016·黄冈黄梅一中适应性考试)硫酸亚铁是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法错误的是(　　)‎ A．碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH)3胶体，可用作净水剂 B．为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行 C．可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化 D．常温下，(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的大 ‎[解析]　A．碱式硫酸铁电离产生Fe3＋，Fe3＋能发生水解生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有吸附性，可用作净水剂，故A正确；B.NH4HCO3不稳定，受热易分解，所以为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行，故B正确；C.KSCN溶液遇Fe2＋溶液无现象，(NH4)2Fe(SO4)2若被氧化则生成Fe3＋，KSCN溶液遇Fe3＋溶液变红，故C正确；D.(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的小，所以FeSO4才能与(NH4)2SO4反应生成(NH4)2Fe(SO4)2，故D错误。‎ ‎[答案]　D ‎(1)Fe与I2反应时生成的是FeI2还是FeI3？为什么？‎ ‎(2)Fe与Br2反应时生成的是FeBr3还是FeBr2?‎ 答案：(1)FeI2；原因是Fe3＋的氧化性强于I2。‎ ‎(2)FeBr3；原因是Br2的氧化性强于Fe3＋。‎ Fe2＋、Fe3＋相互转化中的两个关系 ‎(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：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O、6Fe2＋＋Cr2O＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。‎ ‎(2)Fe3＋与Fe、Cu、S2－(H2S)、I－(HI)等还原剂反应时生成Fe2＋。例如：2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋、2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋(三价铁盐腐蚀印刷电路板)。‎ ‎[注意]　氧化性：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋；‎ 还原性：S2－＞I－＞Fe2＋＞Br－＞Cl－。‎ ‎ ‎ 题组　铁及其重要化合物的综合应用 ‎1．FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3，再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。‎ Ⅰ.经查阅资料得知：无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华。他们设计了制备无水FeCl3‎ 的实验方案，装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下：‎ ‎①检验装置的气密性；‎ ‎②通入干燥的Cl2，赶尽装置中的空气；‎ ‎③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成；‎ ‎④……‎ ‎⑤体系冷却后，停止通入Cl2，并用干燥的N2赶尽Cl2，将收集器密封。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)装置A中反应的化学方程式为_________________________________________。‎ ‎(2)第③步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管A右端。要使沉积的FeCl3进入收集器，第④步操作是______________________________。‎ ‎(3)操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步骤序号)____________。‎ ‎(4)装置B中冷水浴的作用为__________________________________；装置C的名称为________；装置D中FeCl2全部反应后，因失去吸收Cl2的作用而失效，写出检验FeCl2是否失效的试剂：________________________。‎ ‎(5)在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。‎ Ⅱ.该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S，得到单质硫；过滤后，再以石墨为电极，在一定条件下电解滤液。‎ ‎(6)FeCl3与H2S反应的离子方程式为____________________________。‎ 解析：(1)装置A中Fe在加热条件下与Cl2反应生成FeCl3：2Fe＋3Cl22FeCl3。‎ ‎(2)根据题目信息可知，加热时FeCl3固体易升华，所以沉积在装置A右端的FeCl3经加热使其变为气体而进入收集器。‎ ‎(3)要防止FeCl3潮解，则装置中不能存在水蒸气，从实验步骤表述中分析，②⑤都涉及“干燥”，其目的都是防止FeCl3潮解。‎ ‎(4)进入收集器的FeCl3为气体，经装置B中的冷水冷却后而沉积下来，便于收集产品。Fe2＋的检验可用K3[Fe(CN)6]溶液，Fe2＋与K3[Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀。‎ ‎(5)由于尾气中含有未反应的有毒气体氯气，可用盛有NaOH溶液的装置吸收，并将导管插入液面下。‎ ‎(6)Fe3＋具有氧化性，H2S具有还原性，二者发生氧化还原反应：2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。‎ 答案：(1)2Fe＋3Cl22FeCl3　(2)在沉积的FeCl3固体下方加热　(3)②⑤　(4)冷却，使FeCl3沉积，便于收集产品　干燥管　K3[Fe(CN)6]溶液 ‎(5)‎ ‎(6)2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋‎ ‎2．实验室利用印刷电路的废腐蚀液(含有大量CuCl2、FeCl2和FeCl3)回收Cu，主要流程如下：‎ ‎(1)操作1的名称是________，需要用到的玻璃仪器有____________________。‎ ‎(2)加入过量铁粉发生的离子反应有________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)获得的铜粉中含有杂质，除杂所需的试剂是________(填化学式)。‎ ‎(4)实验室利用如图所示装置制取一定量的FeCl3。‎ 各装置的正确连接顺序为(填写装置代号)A→________→________→________→D。装置C的作用是____________________________________，写出装置D中反应的离子方程式：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________。‎ 解析：(1)操作1的名称是过滤，需要用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯。(2)加入过量铁粉，Fe与Fe3＋、Cu2＋发生反应。(3)获得的铜粉中含有铁，可以加入稀盐酸或稀硫酸除去Fe。(4)制取的氯气中含有HCl、H2O，先通过E(饱和食盐水)除去HCl，再通过C(浓硫酸)除去H2O，然后通过B与Fe反应，D(NaOH溶液)的作用是除去过量的氯气。‎ 答案：(1)过滤　漏斗、玻璃棒、烧杯 ‎(2)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋、Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu ‎(3)稀HCl(或稀H2SO4)‎ ‎(4)E　C　B　干燥Cl2，防止FeCl3水解 Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O ‎(1)牢记1个转化关系：铁三角(Fe、Fe2＋、Fe3＋)之间的转化。‎ ‎(2)熟记2个特殊现象：①Fe(OH)2在空气中放置的一系列颜色变化：白色→灰绿色→红褐色；②Fe3＋遇SCN－，溶液变红色。‎ ‎(3)记住4种颜色：Fe2＋——浅绿色，Fe3＋——(棕)黄色，Fe2O3——红棕色，Fe(OH)3——红褐色。‎ ‎(4)判断铁与氧化剂反应产物时常出现的错误 ‎①铁与硫化合，误认为生成Fe2S3；‎ ‎②铁与盐酸反应，误认为生成FeCl3和H2；‎ ‎③铁与碘单质化合，误认为生成FeI3；‎ ‎④过量铁与稀HNO3反应，误认为生成Fe(NO3)3；‎ ‎⑤铁与FeCl3溶液误认为不反应等。 ‎ 实验探究4　Fe2＋、Fe3＋的转化和检验 Fe3＋和Fe2＋的转化和检验(人教版必修1 P61 科学探究)‎ 在盛有2 mL FeCl3溶液的试管中，加入少量铁粉，振荡试管。充分反应后，滴入几滴KSCN溶液(如左图)，观察并记录实验现象。把上层清液倒入另一试管，再加入几滴氯水(如右图)，又发生了什么变化？‎ FeCl3溶液中加入少量Fe粉，振荡加入几滴KSCN溶液，静置后，下层溶液呈红色，上层清液为浅绿色(反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋)；把上层清液倒入另一试管，再加入几滴氯水，溶液变为红色(反应为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－)，因此Fe2＋Fe3＋。‎ ‎1．除去FeCl3溶液中的Fe2＋，有哪些措施？‎ 答案：通入氯气或氧气；加入氯水；加入H2O2等。‎ ‎2．Fe3＋转化为Fe2＋的实验方法有哪些？‎ 答案：加入铁粉或铜粉；加入NaI溶液；加入Na2S溶液等。‎ ‎3．Fe2＋与NO能否大量共存？若向其中再加入少量盐酸，情况如何？‎ 答案：在中性条件下，Fe2＋与NO能大量共存，但在酸性条件下， NO能将Fe2＋氧化成Fe3＋而不能大量共存。‎ ‎4．如何证明Fe3O4中既有＋2价铁又有＋3价铁？‎ 答案：取一定量Fe3O4溶于稀硫酸，形成溶液，分别取该溶液于两支试管中，一支试管中加入KSCN溶液，溶液变红，说明含有Fe3＋，证明Fe3O4中有＋3价铁；另一支试管中加入酸性KMnO4溶液，紫红色褪去，说明含有Fe2＋，证明Fe3O4中有＋2价铁。‎ 一、选择题 ‎1．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Fe3O4‎ B．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2‎ C．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＋遇KSCN溶液产生红色沉淀 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；Fe3＋遇KSCN溶液，溶液变为红色，但没有沉淀产生。‎ ‎2．某同学欲探究铁及其化合物的性质，他的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Cu粉加入Fe(NO3)3溶液中：验证Fe3＋的氧化性强于Cu2＋‎ 解析：选D。热的浓硫酸不仅能与铁反应，还能与铜反应，因此将铁粉加入热的浓硫酸中，不能用于探究铁的活泼性，故A项方案不可行；将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中，会得到氢氧化铁沉淀而不是氢氧化铁胶体，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Cu粉加入Fe(NO3)3溶液中，发生反应：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，该反应说明Fe3＋的氧化性强于Cu2＋，故D项方案可行。‎ ‎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Fe2＋‎ B．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Fe2＋‎ C．向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋‎ D．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项中只能说明含有Fe3＋，不合理；B项原溶液中可能只有Fe3＋而没有Fe2＋；D项中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．为了验证Fe3＋的性质，某化学兴趣小组设计了下图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是(　　)‎ A．④ 　　　　　　　　　 B．③‎ C．③④ D．①②③④⑤‎ 解析：选C。③不反应，实验方案及现象均错；④检验的是Cl－，与Fe3＋的性质无关。‎ ‎5．某溶液中可能存在Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋，加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，然后白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，下列结论正确的是(　　)‎ A．一定有Fe2＋，一定没有Fe3＋、Mg2＋‎ B．一定有Fe3＋，一定没有Fe2＋、Mg2＋‎ C．一定有Fe3＋，可能有Fe2＋，一定没有Mg2＋‎ D．一定有Fe2＋，可能有Mg2＋，一定没有Fe3＋‎ 解析：选D。加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，然后白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的现象是溶液中含有Fe2＋的特性，若有Fe3＋，则产生的氢氧化铁的红褐色沉淀会掩盖Fe(OH)2的白色，所以不可能存在Fe3＋，而Mg(OH)2是白色的，有可能存在。‎ ‎6．如图两圆相交部分A、B、C、D分别表示两物质间的反应。下列各对应反应的离子方程式书写不正确的是(　　)‎ A．Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O B．Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O C．Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O D．3Fe(OH)2＋10H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋8H2O 解析：选B。Fe3O4与足量稀HNO3反应时，Fe2＋会被氧化为Fe3＋，正确的离子方程式为3Fe3O4＋28H＋＋NO===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O。‎ ‎7．(2016·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收到直观形象的效果，下列表达不正确的是(　　)‎ A．NaOH溶液与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＋2NaOH===Na2SO3＋H2O和SO2＋NaOH===NaHSO3。B正确，因为发生的反应为AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓和AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O。C不正确，因为不论反应物比例是多少，发生的反应总是2Fe＋3Cl22FeCl3。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＋。‎ ‎8．某溶液中有Mg2＋、Fe2＋、Al3＋、Cu2＋等离子，向其中加入过量的NaOH溶液后，过滤，将滤渣高温灼烧并将灼烧后的固体投入到过量的稀盐酸中，所得溶液与原溶液相比，溶液中大量减少的阳离子是(　　)‎ A．Mg2＋、Fe2＋　　　　　　　　 B．Fe2＋、Al3＋‎ C．Al3＋ D．Cu2＋‎ 解析：选B。该溶液中加入过量的NaOH溶液后：Mg2＋→Mg(OH)2、Fe2＋→Fe(OH)2、Al3＋→AlO、Cu2＋→Cu(OH)2；过滤后滤渣中含有Mg(OH)2、Fe(OH)2、Cu(OH)2；高温灼烧后Mg(OH)2→MgO、Fe(OH)2→Fe2O3、Cu(OH)2→CuO；将MgO、Fe2O3、CuO投入过量盐酸后生成Mg2＋、Fe3＋、Cu2＋，故应选择B。‎ ‎9．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下图所示。则稀溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为(　　)‎ A．1∶1∶1 B．1∶3∶1‎ C．3∶3∶8 D．1∶1∶4‎ 解析：选D。据氧化性由强到弱的顺序HNO3>Fe3＋>Cu2＋，可知随铁粉的增加，反应的方程式分别为 ‎4HNO3(稀)＋Fe===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O ‎4 mol　 1 mol　　 1 mol ‎2Fe(NO3)3＋Fe===3Fe(NO3)2‎ ‎2 mol　　　 1 mol　 3 mol Cu(NO3)2＋Fe===Fe(NO3)2＋Cu ‎1 mol　　　1 mol　1 mol 所以原溶液中，Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的物质的量之比为(2 mol－1 mol)∶1 mol∶4 mol＝1∶1∶4。‎ 二、非选择题 ‎10．在高温条件下铁与水能发生反应。资料显示，在不同温度下，还原铁粉与水蒸气反应的产物是不同的，温度低于‎570 ℃‎时，生成FeO，高于‎570 ℃‎时，生成Fe3O4。老师用如图所示实验装置，完成还原铁粉与水蒸气反应的演示实验。‎ ‎(1)实验中使用肥皂液的作用是________________________________________________________________________。‎ ‎(2)某同学设计下列实验方案以确定实验后试管内的固体是否存在Fe3O4。‎ 确定是否存在Fe3O4，需要测定并记录的实验数据是________________。‎ 答案：(1)检验反应中生成的H2‎ ‎(2)固体样品质量和红棕色固体的质量 ‎11．A～G各物质间的转化关系如下图，其中B、D为气态单质。‎ Fe，△, 请回答下列问题：‎ ‎(1)物质C和E的名称分别为____________、________________________________________________________________________。‎ ‎(2)可选用不同的A进行反应①，若能在常温下进行，其化学方程式为________________________________________________________________________；‎ 若只能在加热情况下进行，则反应物A应为________________________________________________________________________。‎ ‎(3)反应②的化学方程式为________________________________________________________________________。‎ ‎(4)新配制的F溶液应加入________以防止其转化为G。检验G溶液中阳离子的常用试剂是____________，实验现象为________________________________________________________________________。‎ 解析：因为铁在氧气中燃烧生成Fe3O4，Fe3O4与盐酸反应生成FeCl3、FeCl2，铁与氯气反应生成FeCl3，所以B为O2，C为浓盐酸，G为FeCl3、F为FeCl2、E为Fe3O4。(1)二氧化锰与稀盐酸不反应，所以C的名称应为浓盐酸；(2)KClO3在MnO2作催化剂条件下加热分解生成O2，H2O2在MnO2作催化剂条件下常温下生成O2；(4)因为Fe2＋易被氧化，所以向Fe2＋溶液中加入铁粉，防止Fe2＋被氧化。‎ 答案：(1)浓盐酸　四氧化三铁 ‎(2)2H2O22H2O＋O2↑　KClO3‎ ‎(3)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O ‎(4)铁粉　KSCN溶液　溶液变红色 ‎12．铁及其化合物在日常生活中应用广泛，请根据下列实验回答问题。‎ ‎(1)生铁中含有一种铁碳化合物X。X在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，将Y溶于过量盐酸后溶液中大量存在的阳离子是______________；所得溶液再与过量浓硝酸反应后溶液中含有的盐的化学式为____________。‎ ‎(2)氧化铁是重要的工业颜料，用废铁屑制备它的流程如下：‎ 回答下列问题：‎ ‎①操作Ⅰ的名称是________；操作Ⅱ的名称是________；操作Ⅱ的方法为________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②请完成生成FeCO3沉淀的离子方程式：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)铁的氧化物中具有磁性的是Fe3O4，Fe3O4溶于过量的盐酸后溶液中存在的阳离子是Fe2＋、Fe3＋、H＋；所得溶液再与过量的浓硝酸反应时其中的Fe2＋会被氧化为Fe3＋，所以反应后的溶液中含有的盐是Fe(NO3)3和FeCl3。(2)①从流程图中可知经操作Ⅰ后得到滤渣，故该操作是过滤；操作Ⅱ是在得到FeCO3‎ 沉淀后进行的，故该操作是洗涤；洗涤的具体操作为沿玻璃棒向漏斗中加入适量蒸馏水浸没沉淀，让蒸馏水自然流下，重复操作2～3次。②从流程图中分析，生成FeCO3沉淀的离子方程式为Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O。‎ 答案：(1)Fe2＋、Fe3＋、H＋　Fe(NO3)3、FeCl3‎ ‎(2)①过滤　洗涤　沿玻璃棒向漏斗中加入适量蒸馏水浸没沉淀，让蒸馏水自然流下，重复操作2～3次 ‎②Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O ‎13．某化学小组欲探究铁及其化合物的氧化性和还原性，请回答下列问题。‎ ‎(1)除胶头滴管外，你认为本实验必不可少的一种玻璃仪器是________。‎ ‎(2)请帮他们完成以下实验报告：‎ 实验目的：________________________________________________________________________。‎ 试剂：铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、锌片、铜片。‎ 实验记录：‎ 序号 实验内容 实验现象 离子方程式 实验结论 ‎①‎ 在FeCl2溶液中滴入适量氯水 溶液由浅绿色变为棕黄色 Fe2＋具有还原性 ‎②‎ 在FeCl2溶液中加入锌片 Zn＋Fe2＋=== Zn2＋＋Fe ‎③‎ 在FeCl3溶液中加入足量铁粉 Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋‎ Fe3＋具有氧化性 ‎④‎ Fe3＋具有氧化性 实验结论：‎ Fe只有还原性，Fe3＋只有氧化性，Fe2＋既有氧化性，又有还原性。‎ ‎(3)根据以上结论判断，下列物质中既有氧化性，又有还原性的有________(填字母序号)。‎ A．Cl2　B．Na　C．Na＋　D．Cl－　E．SO‎2　‎F．NO2‎ ‎(4)亚铁盐在溶液中易被氧化，而实验室中需要纯净的亚铁盐溶液。那么保存亚铁盐溶液时可以在溶液中加入少量________以防止亚铁盐被氧化。‎ 解析：本题的实验目的是探究铁及其化合物的氧化性和还原性，在探究时，要从氧化还原反应的规律着手，元素处于最高价时只有氧化性，所以应向其中加入还原剂，同理在探究其还原性时要向其中加入氧化剂，处于中间价态的元素既有氧化性又有还原性。‎ 答案：(1)试管　(2)探究铁及其化合物的氧化性和还原性 ‎①Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋　②Fe2＋具有氧化性 ‎③铁粉逐渐溶解，溶液由棕黄色变为浅绿色 ‎④在FeCl3溶液中加入铜片　2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋‎ ‎(3)AEF　(4)铁粉