2020届一轮复习人教全国版第12讲铁及其重要化合物学案

2020届一轮复习人教全国版第12讲铁及其重要化合物学案

第12讲　铁及其重要化合物 考纲要求　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　铁及其重要化合物的性质 ‎1.铁 铁位于元素周期表中第四周期Ⅷ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。‎ ‎(1)结构 ‎(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：‎ ‎①Fe与Cl2、S反应的化学方程式：‎ ‎2Fe＋3Cl22FeCl3；‎ Fe＋SFeS。‎ ‎②Fe与水蒸气的反应：‎ ‎3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。‎ ‎③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：‎ Fe＋NO＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O。‎ Fe与少量稀HNO3的反应：‎ ‎3Fe＋2NO＋8H＋===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O。‎ ‎④Fe与FeCl3溶液的反应(写离子方程式)：‎ Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。‎ ‎2.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 ‎3.铁的氢氧化物 ‎(1)Fe(OH)2是白色絮状物，易被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，颜色由白色变为灰绿色，最后变为红褐色，方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。‎ ‎(2)Fe(OH)3是红褐色、难溶于水的固体，在空气中久置会部分失水生成铁锈(Fe2O3·xH2O)，受热易分解，方程式为2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O；制取Fe(OH)3用可溶性铁盐与碱反应，离子方程式：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。‎ ‎4.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：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。‎ ‎(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。‎ ‎5.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。‎ ‎①Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO等具有较强还原性的离子不能大量共存。‎ ‎②Fe3＋可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋。‎ ‎(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。‎ ‎①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：FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。‎ ‎②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。‎ ‎③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。‎ ‎④Fe3＋与HCO、AlO、CO、ClO－等水解呈碱性的离子不能大量共存。‎ ‎(1)铁位于元素周期表中第四周期ⅧB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(　　)‎ ‎(3)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2(　　)‎ ‎(4)Fe分别与氯气、盐酸反应得到相同的氯化物(　　)‎ ‎(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(　　)‎ ‎(6)FeCl3可与铜发生置换反应(　　)‎ 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×‎ ‎1.铁有＋2、＋3价两种价态，单质铁与________(填下列编号，下同)反应时只生成＋3价铁；与______________反应时只生成＋2价铁；与________反应时既生成＋2价铁也生成＋3价铁。‎ 所选试剂：①Cl2　②O2　③H2O(g)　④S　⑤盐酸　⑥稀硝酸(足量)　⑦稀硫酸　⑧CuSO4溶液　⑨FeCl3溶液 答案　①⑥　④⑤⑦⑧⑨　②③‎ ‎2.FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3是否都可以通过化合反应制取？用化学方程式举例说明。‎ 答案　都可以。2Fe＋3Cl22FeCl3；‎ ‎2FeCl3＋Fe===3FeCl2；‎ ‎4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。‎ 题组一　铁及其化合物的性质及应用 ‎1.(2018·南通三模)下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是(　　)‎ A.工业上在高温下用CO还原含Fe2O3的铁矿石炼铁 B.铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4‎ C.工业上可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸 D.氯化铁溶液有较强氧化性，故可用作净水剂 答案　D 解析　常温下铁在浓硫酸、浓硝酸中发生钝化现象，阻止反应进行，工业上可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸，故C正确；氯化铁有氧化性，但不是用作净水剂的原因，净水是利用铁离子水解生成的氢氧化铁胶体具有吸附性，能吸附悬浮的杂质净水，故D错误。‎ ‎2.(2018·崇明县二模)下列各组物质反应产生的气体分别通入FeSO4溶液中，能与FeSO4发生反应的是(　　)‎ A.Na2O2和H2O B.Al和NaOH溶液 C.食盐和浓硫酸共热 D.铜片和浓硫酸共热 答案　A 解析　反应产生的气体分别通入FeSO4溶液中，能与FeSO4发生反应，说明气体具有氧化性，把硫酸亚铁氧化为硫酸铁。过氧化钠和水反应生成氧气，氧气能氧化硫酸亚铁生成硫酸铁，故A正确；铝和氢氧化钠溶液反应生成氢气，氢气与硫酸亚铁不反应，故B错误；食盐和浓硫酸加热反应生成氯化氢气体，氯化氢气体不与硫酸亚铁发生反应，故C错误；铜和浓硫酸加热反应生成二氧化硫气体，二氧化硫具有还原性和氧化性，但氧化性弱于铁离子，不能和硫酸亚铁发生反应，故D错误。‎ 题组二　用守恒思想判断物质的组成 ‎3.(2019·武汉高三质检)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.FeO·3Fe2O3 B.2FeO·3Fe2O3‎ C.FeO·2Fe2O3 D.2FeO·Fe2O3‎ 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nFeO·mFe2O3，则 解得n＝2，m＝3，该化合物可以表示为2FeO·3Fe2O3。‎ ‎4.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(　　)‎ A.Fe3O4 B.Fe2O3 C.FeO 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 mol×16 g·mol－1＝0.64 g，铁的氧化物中氧元素质量为0.64 g，铁元素质量为2.88 g－0.64 g＝2.24 g，铁的氧化物中铁元素与氧元素的物质的量之比为∶0.04 mol＝1∶1，则这种铁的氧化物的化学式为FeO。‎ ‎5.(2018·营口质检)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(　　)‎ A.Fe2O3 B.Fe3O4 C.Fe4O5 D.Fe5O7‎ 答案　D 解析　根据2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中n(Fe2＋)＝0.025 mol×2＝0.05 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＋)＝0.05∶0.2＝1∶4，故该氧化物可表示为FeO·2Fe2O3，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m∶n，‎ 则氧化物中n(Fe)∶n(O)＝∶＝a∶b，‎ 若a∶b＝1∶1，则铁的氧化物为FeO；‎ 若a∶b＝2∶3，则铁的氧化物为Fe2O3；‎ 若a∶b＝3∶4，则铁的氧化物是Fe3O4或FeO与Fe2O3按物质的量之比为1∶1的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3物质的量之比为1∶1，Fe3O4为任意值)。‎ 题组三　氢氧化亚铁制备方法的改进 ‎6.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　①②③⑤‎ 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)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。①②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；⑤中加苯阻止了空气进入；④由于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。‎ ‎7.如下图所示，此装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑和6 mol·L－1的硫酸，其他试剂任选。填写下列空白：‎ ‎(1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的药品是________。A中反应的离子方程式是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)实验开始时先将止水夹a________(填“打开”或“关闭”)。‎ ‎(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程______________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)实验完毕，打开b处止水夹，放入一部分空气，此时B瓶中发生的反应为________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)铁屑　Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑‎ ‎(2)打开 ‎(3)待A装置反应一段时间后关闭止水夹a，产生的H2将FeSO4溶液压入B中进行反应 ‎(4)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3‎ 解析　Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，产生的H2将Fe2＋压入B中，Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓；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4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。‎ 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盛有亚铁盐溶液的试管底部，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　“铁三角”、Fe2＋和Fe3＋的检验 ‎1.“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：‎ H2S＋2Fe3＋===S↓＋2Fe2＋＋2H＋。‎ ‎(2)将FeCl3溶液滴入KI淀粉溶液，溶液变蓝：‎ ‎2I－＋2Fe3＋===I2＋2Fe2＋。‎ ‎(3)FeCl3可溶解铁片：‎ ‎2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。‎ ‎(4)FeSO4可使酸性KMnO4溶液褪色：‎ ‎5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。‎ ‎(5)将FeCl2溶液滴入HNO3溶液中，有无色气体放出：‎ ‎3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。‎ ‎2.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Fe3＋、Fe2＋的检验 溶液变红色，说明含有Fe3＋。‎ 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Fe2＋，3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓。‎ ‎(1)金属阳离子只有氧化性，不可能有还原性(　　)‎ ‎(2)氢氧化铁与HI溶液反应仅能发生中和反应(　　)‎ ‎(3)中性溶液中可能大量存在Fe3＋、Cl－、K＋、SO(　　)‎ ‎(4)FeCl3溶液与KSCN溶液反应的离子方程式为Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3↓(　　)‎ ‎(5)用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2(　　)‎ 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×‎ ‎1.混合溶液中Fe3＋、Fe2＋除去的常用方法 已知：‎ 化合物 Fe(OH)3‎ Fe(OH)2‎ Mg(OH)2‎ Cu(OH)2‎ Ksp近似值 ‎10－39‎ ‎10－17‎ ‎10－11‎ ‎10－20‎ ‎(1)除去Mg2＋中混有的Fe3＋的方法 向混合溶液中加入________、____________、____________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)，然后再按向混合溶液中加入足量CuO[或CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3中之一]，充分反应后过滤。‎ ‎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。‎ ‎①Fe3＋　②Fe2＋　③Fe、Fe2＋　④Fe2＋、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)①　(2)④　(3)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2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，最后全部转化为Fe2＋。‎ 题组一　Fe2＋和Fe3＋的检验 ‎1.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Fe2＋‎ B.用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2‎ C.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。‎ ‎2.(2018·济宁统考)将0.2 mol·L－1的KI溶液和0.05 mol·L－1Fe2(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＋＋I2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K3[Fe(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 解析　0.2 mol·L－1的KI溶液和0.05 mol·L－1 Fe2(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＋＋I2，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K3[Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀生成，只能说明溶液中含有Fe2＋，不能说明溶液中存在化学平衡2Fe3＋＋2I－??2Fe2＋＋I2，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，不能说明溶液中存在化学平衡2Fe3＋＋2I－??2Fe2＋＋I2，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)；检验Fe2＋最好用K3[Fe(CN)6]溶液。‎ 题组二　铁及其化合物的转化关系 ‎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＋的氧化性强于Cu2＋‎ 答案　D 解析　A项，不活泼金属Cu等也能与热的浓硫酸反应；B项，得到的是Fe(OH)3沉淀；C项，Fe2＋可能被氧化同时也难保证结晶水的数目。‎ ‎4.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.FeSO4与NH4HCO3反应制备FeCO3，适宜在高温条件下进行 B.碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH)3胶体，可用作净水剂 C.可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化 D.常温下，FeSO4比(NH4)2Fe(SO4)2易溶于水 答案　A 解析　A项中，NH4HCO3高温下易分解，且生成的FeCO3可能受热分解。‎ ‎5.(Fe2＋、Fe3＋的转化与化学计算)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.n1＝0.75‎ C.P点时，n(Fe2＋)＝0.562 5 mol D.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：①Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O，硝酸根过量，氢离子不足；②2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。a表示Fe3＋的关系曲线，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。‎ 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：Fe＋NO＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O、2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑(若H＋量不足，该反应不再发生)。‎ ‎1.(2018·全国卷Ⅰ，7)磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下：‎ 下列叙述错误的是(　　)‎ A.合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用 B.从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li C.“沉淀”反应的金属离子为Fe3＋‎ D.上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠 答案　D 解析　Li2SO4易溶于水，用硫酸钠代替碳酸钠，不能形成含Li沉淀，D项错误；合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用，A项正确；LiFePO4中含有Li和Fe元素，正极片碱溶所得滤液中含有Al元素，B项正确；Fe2＋能被HNO3氧化为Fe3＋，Fe3＋遇到碱液后沉淀，而另一种金属离子——锂离子遇到碳酸钠后沉淀，C项正确。‎ ‎2.(高考选项组合)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＋(2015·全国卷Ⅰ，10A)‎ B.用可溶性的铝盐和铁盐处理水中的悬浮物(2017·天津理综，1B)‎ C.向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液显红色(2018·江苏，6A)‎ D.给定条件下，能实现转化：FeFeCl2Fe(OH)2(2017·江苏，7A)‎ 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；B项，铝盐、铁盐都能水解生成对应的氢氧化物胶体，可吸附水中的悬浮物，正确；C项，Fe2＋与SCN－不会显色，错误；D项，铁与氯气反应只能生成氯化铁，错误。‎ ‎3.(2016·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(2016·全国卷Ⅱ，13A)‎ B.FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板，说明铁比铜金属性强(2016·全国卷Ⅲ，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Ⅰ，10C)‎ D.Fe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。‎ ‎4.(2016·全国卷Ⅱ，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 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 mol·L－1KI溶液，加入6 mL 0.1 mol·L－1 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：‎ ‎①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；‎ ‎②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀；‎ ‎③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。‎ 实验②检验的离子是________(填离子符号)；实验①和③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)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－　(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响) 　(4)Fe2＋　Fe3＋　可逆反应　(5)H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O　Fe3＋催化H2O2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)Cl2可将Fe2＋氧化成Fe3＋。(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)Fe2＋与K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀Fe3[Fe(CN)6]2。碘在CCl4中呈紫色，Fe3＋遇KSCN溶液显红色，实验①和③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。(5)溶液变成棕黄色说明Fe2＋被氧化为Fe3＋，即可写出离子方程式。一段时间后，产生气泡的原因是反应产生的Fe3＋是H2O2分解的催化剂，促进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Fe3＋＋3H2O ??Fe(OH)3＋3H＋向正反应方向移动，产生较多 Fe(OH)3，聚集形成沉淀。‎ ‎1.(2018·广东佛山教学质量检测)《唐本草》记载“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃。陶及今人谓之石胆，烧之赤色，故名绛矾矣”。文中“绛矾”为(　　)‎ A.FeSO4·7H2O B.CuSO4·5H2O C.Na2SO4·10H2O D.KAl(SO4)2·12H2O 答案　A 解析　依据题中描述，晶体本来为绿色，加热后得到红色固体，所以该晶体为FeSO4·7H2O。‎ ‎2.(2018·广东揭阳调研)录音磁带是在醋酸纤维、聚酯纤维等纤维制成的片基上均匀涂上一层磁性材料——磁粉制成的。制取该磁粉的主要物质是(　　)‎ A.FeO B.Fe2O3 C.Fe3O4 D.Al2O3‎ 答案　C 解析　Fe3O4具有磁性。‎ ‎3.(2019·延安高三测试)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＋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；Fe3＋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Fe3＋的存在。‎ ‎4.下列事实不能证明Fe3＋有氧化性的是(　　)‎ A.电子工业上用FeCl3溶液腐蚀电路板上的铜 B.FeCl3溶液滴在淀粉KI试纸上，试纸变为蓝色 C.将KSCN溶液加入FeCl3溶液中，溶液变为红色 D.将H2S气体通入FeCl3溶液中，产生淡黄色沉淀 答案　C 解析　A项中2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋；B项中2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2；D项中H2S＋2Fe3＋===S↓＋2Fe2＋＋2H＋，只有C项中Fe3＋在反应中化合价未发生改变，不具有氧化性，选C。‎ ‎5.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①③反应制得的物质匀为纯净物 B.实验②③均未发生氧化还原反应 C.实验②③均为放热过程 D.实验①②所涉及的物质匀为电解质或非电解质 答案　B 解析　实验③得到的是氢氧化铁胶体，是混合体系，A项错误；实验②中的溶解主要是物理变化，实验③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③中盐的水解是吸热过程，C项错误；实验①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。‎ ‎6.(2018·济南测试)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　Mg与FeCl3反应生成FeCl2，过量Mg可与FeCl2反应置换出Fe，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＋均能转化成氢氧化物沉淀，不符合除杂要求。‎ ‎8.下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是(　　)‎ 选项 操作和现象 结论或目的 A 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2～3滴，溶液呈红色 红砖中含有氧化铁 B CO还原Fe2O3得到的黑色固体加入盐酸溶解后再加入KSCN溶液，溶液不显红色 黑色固体中没有Fe3O4‎ C 取少量Fe(NO3)2试样加水溶解，加稀H2SO4酸化，滴加KSCN溶液，溶液变为红色 该Fe(NO3)2试样已经变质 D 向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色 原溶液中含有Fe2＋‎ 答案　A 解析　CO还原Fe2O3得到单质Fe，即使有Fe3O4，其溶于盐酸后产生的Fe3＋与Fe发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，加入KSCN溶液也不显红色，B项错误；NO＋H＋具有强氧化性，而Fe2＋具有还原性，两者发生氧化还原反应，有Fe3＋生成，遇KSCN溶液呈红色，不能证明样品是否变质，C项错误；若原溶液中不存在Fe2＋，存在Fe3＋，也有此现象，D项错误。‎ ‎9.FeCO3与砂糖混用可以作补血剂，实验室里制备FeCO3的流程如图所示，下列说法不正确的是(　　)‎ A.产品FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的FeO B.沉淀过程中有CO2气体放出 C.过滤操作的常用玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒 D.可利用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质 答案　A 解析　FeCO3中的＋2价的铁在高温时会被空气中的氧气氧化。‎ ‎10.从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下：‎ 则下列说法正确的是(　　)‎ A.试剂a是铁、试剂b是稀硫酸 B.操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同 C.试剂c是氯气，相应的反应为 ‎2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－‎ D.用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否还有Fe2＋‎ 答案　C 解析　A项，由最终要得到氯化铁晶体及流程图知，b是盐酸，错误；B项，操作Ⅰ和操作Ⅱ是过滤，操作Ⅲ为蒸发结晶，所用仪器不相同，错误；C项，滤液Z和X中均含有氯化亚铁，因此c为氯气，正确；D项，高锰酸钾也能氧化氯离子而褪色，因此不能用于检验溶液W中是否含有亚铁离子，错误。‎ ‎11.某同学用含有铁锈(Fe2O3)的废铁屑来制取氯化铁晶体，实验装置如图所示(夹持装置略，气密性已检验)，下列推断不合理的是(　　)‎ A.B中收集到的气体是氢气 B.烧杯中双氧水的作用是将Fe2＋还原为Fe3＋‎ C.A中的氧化铁与盐酸反应生成氯化铁 D.烧杯中的溶液在氯化氢气氛下，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体 答案　B 解析　铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，所以B中收集到的气体是氢气，A项正确；双氧水具有氧化性，可将Fe2＋氧化为Fe3＋，B项错误；氧化铁为碱性氧化物，可与盐酸反应生成氯化铁和水，C项正确；因铁离子易水解，故FeCl3溶液应在氯化氢气氛下，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体，D项正确。‎ ‎12.(2018·南宁市高三模拟)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Fe3＋＞H＋，首先发生的反应是 Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋‎ B.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Fe＋NO＋4H＋===NO↑＋Fe3＋＋2H2O　①，然后发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋②，再发生Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑③，A错误；当加入16.8 g铁粉时，发生上述①反应，生成标准状况下的6.72 L NO气体，生成0.3 mol Fe3＋，消耗1.2 mol H＋，B正确；根据滴加KSCN溶液不变红色说明溶液中不含Fe3＋，C错误；根据方程式计算则至少消耗铁16.8 g＋(0.1＋0.3)×0.5×56 g＝28 g，但反应过程中溶液的质量一直在增大，D错误。‎ ‎13.Fe2O3具有广泛的用途。甲同学阅读有关资料得知在高温下煅烧FeCO3可以得到Fe2O3。为了进一步验证此结论，他做了如下实验：‎ 实验步骤 实验操作 Ⅰ 取一定质量的FeCO3固体置于坩埚中，高温煅烧至质量不再变化，冷却至室温 Ⅱ 取少量实验步骤Ⅰ所得固体置于一洁净的试管中，用足量的稀硫酸溶解 Ⅲ 向实验步骤Ⅱ所得溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红 由此甲同学得出结论：4FeCO3＋O22Fe2O3＋4CO2‎ ‎(1)写出实验步骤Ⅲ中发生反应的离子方程式：_______________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)乙同学提出了不同的看法：煅烧产物可能是Fe3O4，因为Fe3O4也可以溶于硫酸，且所得溶液中也含有Fe3＋。于是乙同学对甲同学的实验步骤Ⅲ进行了补充改进：检验实验步骤Ⅱ 所得溶液中是否含有Fe2＋。他需要选择的试剂是________(填字母)。‎ a.NaOH溶液 b.新制氯水和KSCN溶液 c.K3[Fe(CN)6]溶液 ‎(3)丙同学认为即使得到了乙同学预期的实验现象，也不能确定煅烧产物的成分，你认为丙同学持此看法的理由是______________________。‎ ‎(4)丙同学进一步查阅资料得知煅烧FeCO3的产物中的确含有＋2价铁元素。于是他设计了另一种由FeCO3制取Fe2O3的方法：先向FeCO3中依次加入试剂稀硫酸、________(填试剂名称)和氨水；再________(填操作名称)、洗涤、灼烧，即可得到Fe2O3。‎ 答案　(1)Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3‎ ‎(2)c ‎(3)产物也可以是FeO和Fe2O3的混合物(或Fe3O4和FeO；Fe3O4和Fe2O3；FeO、Fe3O4和Fe2O3)‎ ‎(4)过氧化氢溶液(或氯水)　过滤 解析　(1)溶液变红色说明溶液中生成了Fe(SCN)3。(2)Fe2＋用K3[Fe(CN)6]来检验，反应现象为生成蓝色沉淀，c项正确。(4)FeCO3和Fe2O3中铁元素的价态分别是＋2价和＋3价，所以需要加入氧化剂，如加入H2O2、氯水，或通入Cl2等将Fe2＋氧化成Fe3＋，加入氨水后生成Fe(OH)3沉淀，经过滤、洗涤、灼烧可得到Fe2O3。‎ ‎14.(2018·红桥区二模)Ⅰ.铁是生产、生活及生命中的重要元素。‎ ‎(1)血红蛋白(Hb)中的铁元素呈正二价，能与O2分子结合成氧合血红蛋白(HbO)从而有输送氧的能力。NaNO2因具有氧化性能使血红蛋白丧失与O2结合的能力。药品美蓝是其有效的解毒剂，解毒时美蓝发生__________(填“氧化”或“还原”)反应。‎ ‎(2)现有一瓶放置了一段时间的某浓度的FeCl2溶液，请设计实验检验其中是否含有Fe3＋________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)普通铁粉与水蒸气在高温下反应生成铁的某种氧化物和氢气，该氧化物和氢气在高温下发生逆反应得到“引火铁”。若一定量的普通铁粉和水蒸气在高温下反应生成44.8 L H2(已换算到标况下)，则转移电子数目为________；“引火铁”是一种极细的铁粉，它在空气中可以自燃，其原因是__________________________。‎ Ⅱ.化合物M是某种具有磁学性质的新型电子材料的主要成分，由两种元素组成。为了研究其组成，设计如下实验：‎ 气体甲可使湿润红色石蕊试纸变蓝。请回答：‎ ‎(4)M的化学式为________________，气体甲的电子式为________________。‎ ‎(5)白色沉淀乙在空气中变成红褐色沉淀丙的原因是(用化学方程式表示)______________。‎ ‎(6)高温条件下，丁与甲反应生成两种单质和水，该反应的化学方程式为______________。‎ 答案　(1)氧化　‎ ‎(2)取少量待测液与试管中，滴加KSCN溶液，若溶液呈红色，说明原溶液中有Fe3＋，反之则没有 ‎(3)4NA　引火铁表面积很大，加快了与氧气的反应速率 ‎(4)Fe4N　　‎ ‎(5)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3　‎ ‎(6)Fe2O3＋2NH32Fe＋N2＋3H2O 解析　Ⅰ.(1)NaNO2因具有氧化性能使血红蛋白丧失与O2结合的能力，原因是氧化了血红蛋白中的二价铁，药品美蓝是其有效的解毒剂，这说明该物质具有还原性，因此解毒时美蓝发生氧化反应。(3)标况下44.8 L H2，其物质的量为2 mol，反应转移的电子数目为2×2×NA＝4NA；引火铁表面积很大，加快了与氧气的反应速率，因此在空气中可以自燃。Ⅱ.(4)气体甲可使湿润红色石蕊试纸变蓝，为氨气，说明化合物M中含有氮元素，白色沉淀乙→红褐色沉淀丙，说明化合物M中含有铁元素；红褐色沉淀丙→固体丁(14.40 g)，固体丁为氧化铁，M由铁、氮两种元素组成，氧化铁质量为14.40 g，则铁元素的质量为14.40× g＝10.08 g，氮元素质量为10.71 g－10.08 g＝0.63 g，铁、氮两种元素的物质的量之比为4∶1，所以M的化学式为Fe4N。(5)白色沉淀乙是氢氧化亚铁，在空气中被氧气氧化为红褐色氢氧化铁。‎