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第三章 金属及其化合物 金属及其化合物 第13讲 铁及其重要化合物
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1.掌握铁及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解铁及其重要化合物的制备方法。
1.铁(1)位置与物理性质
(2)化学性质：比较活泼，常表现变价，重要化学反应为
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
1.铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态形式存在( )2.Fe分别与Cl2和盐酸反应所得氯化物相同( )3.常温下可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸( )4.铁是较活泼的金属，它与卤素单质(X2)反应生成物为FeX2( )5.铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4( )
一、铁与酸、水蒸气的反应
1.请列举铁与硝酸反应的各种情况，写出相关的离子方程式。
提示 (1)常温下，铁在冷的浓硝酸中钝化。(2)加热时，铁可溶于浓硝酸中：
(3)铁与稀硝酸反应：
2.铁与水蒸气反应，通常有以下两种装置，请回答下列问题：
(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)。
Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O、2Fe3＋＋Fe
3.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，计算该氧化物的化学式：_____。
二、铁的氧化物组成的确定(守恒法应用)
4.(2022·丽江质检)有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 ml·L－1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025 ml Cl2，恰好使其中的Fe2＋全部转变为Fe3＋，则该样品的化学式可能为_______。
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，
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组成的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3物质的量之比为1∶1，Fe3O4物质的量为任意值)。
氢氧化铁和氢氧化亚铁的比较
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
絮状沉淀迅速变成灰绿色
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
1.在空气中，白色的Fe(OH)2迅速转变成灰绿色，最终变成红褐色( )2.FeCl3溶液滴入热的浓NaOH溶液中可得到Fe(OH)3胶体( )3.Fe(OH)2与HNO3发生反应的离子方程式为Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O( )4.Fe(OH)3与氢碘酸反应生成FeI3( )
氢氧化亚铁制备实验探究
1.用FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备Fe(OH)2。(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入_______________。
(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用______的方法。
(3)生成Fe(OH)2白色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_______________________________________。
避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2
2.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)。
3.用如图所示装置(夹持仪器省略)制备氢氧化亚铁。
实验步骤如下：Ⅰ.检查装置气密性后，关闭K2、K5，打开K1、K3、K4，使装置A中产生的气体进入装置B中，排尽B中空气。Ⅱ.待B中空气排尽后，关闭K3，打开K2，将A中溶液压入B中并观察现象。Ⅲ.关闭K1、K2，打开K5，使C中气体通入B中并观察现象。
回答下列问题：(1)仪器a的名称是____________，B中长玻璃管的作用是_____________________________________。(2)装置A中金属离子的检验方法是__________________________________________________________________________________________________________________。(3)步骤Ⅲ装置B中的现象是_________________________________________，其发生反应的化学方程式为_______________________________。
取少量装置A烧瓶中的液体于洁净试管中，滴加几滴KSCN溶液，无红色出现，再滴加H2O2，溶液变为红色，则证明存在Fe2＋
白色沉淀逐渐变为灰绿色，最后变为红褐色
4.利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，如图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁。
(1)a电极的材料应为____，电极反应式为________________。(2)电解液c可以是______(填字母)。A.纯水 B.NaCl溶液C.NaOH溶液 D.CuCl2溶液(3)d为苯，其作用是__________________________________，在加入苯之前对电解液c应作何简单处理？________________________。
Fe－2e－===Fe2＋
隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化
加热煮沸，排出溶解的O2
(4)若c用Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为__________________________________________。
白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红
(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)几种典型的制备方法
Fe2＋和Fe3＋的性质及检验
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===
===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
===Cu2＋＋2Fe2＋
2.Fe2＋、Fe3＋的检验方法(1)用KSCN溶液和氯水
白色沉淀→灰绿色→红褐色→Fe2＋
(3)含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋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
1.中性溶液中可能大量存在Fe3＋、Cl－、K＋、 ( )2.检验FeCl2溶液中的Fe2＋，可将酸性KMnO4溶液滴加到该溶液中，若酸性KMnO4溶液褪色，证明含有Fe2＋( )3.FeCl2不能通过化合反应制备( )4.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( )5.“青矾(FeSO4)”宜密闭保存，防止氧化变质( )
一、Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋氧化性比较
1.在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入铁粉与铜粉的混合物。(1)若金属无剩余，则溶液中一定存在的金属阳离子有______________，可能存在的有______。
(2)若剩余固体中有铁和铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有________，一定不存在____________。
(3)若剩余固体中只有铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有________，可能存在的有_______，一定不存在______。
2.为探究某绿矾样品的变质情况，化学兴趣小组的同学设计了下列实验方案。可供选择的试剂：硫氰化钾溶液、酸性高锰酸钾溶液、氯水、氢氧化钠溶液、氯化钡溶液，请参与完成方案设计。实验准备：取少量绿矾样品，用蒸馏水在烧杯中配成溶液。(1)如何证明绿矾已经被氧化？
二、Fe2＋、Fe3＋的检验
答案 取少量溶液，加入几滴硫氰化钾溶液，若溶液变红色，则证明绿矾样品已被氧化。
(2)如何证明绿矾已经被完全氧化？
答案 取少量溶液，加入几滴酸性高锰酸钾溶液，若溶液不褪色，则证明绿矾样品已被完全氧化。
(3)在使用硫酸亚铁时，如何防止Fe3＋的干扰？写出相关离子方程式。
答案 加入适量铁粉，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。
3.常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是A.透明的溶液中：Fe3＋、Mg2＋、SCN－、Cl－
三、Fe3＋、Fe2＋性质综合应用
4.将0.2 ml·L－1的KI溶液和0.05 ml·L－1 Fe2(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
5.已知：沉淀的pH如下表：
(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＋。
MgO MgCO3 Mg(OH)2
(3)请设计实验方案：除去CuCl2溶液中混有的少量FeCl2。
答案 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(OH)2、Cu2(OH)2CO3其中之一]，充分反应后过滤。
(1)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)。(2)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。
检验Fe2＋和Fe3＋时的注意事项
1.下列关于铁及其化合物的说法正确的是A.FeS2在沸腾炉中与O2反应主要生成SO3(2020·浙江7月选考，12C)B.Mg加入到过量FeCl3溶液中可得Fe(2020·浙江7月选考，12B)C.钢铁在潮湿空气中生锈主要是发生了电化学腐蚀(2020·浙江7月选考，8D)D.室温下，Fe与浓H2SO4反应生成FeSO4(2020·江苏，6D)
2.下列关于铁及其化合物的说法错误的是A.将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2(2019·天津，3A)B.铁锈的主要成分可表示为Fe2O3·nH2O(2020·浙江1月选考，9B)C.FeCl3溶液腐蚀铜板的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋(2020·浙江1月选考，13B)D.将某固体试样完全溶于盐酸，再滴加KSCN溶液，没有出现红色，则该固体试样 中不存在Fe3＋(2018·浙江11月选考，25B)
3.下列观点的叙述正确的是A.Fe在稀硝酸中发生钝化(2019·江苏，6A)
D.向2 mL 0.1 ml·L－1的FeCl3溶液中加足量铁粉，振荡，加1滴KSCN溶液，黄色逐 渐消失，加KSCN溶液颜色不变，说明还原性：Fe>Fe2＋(2017·全国卷Ⅱ，13A)
4.(2019·浙江4月选考，24)聚合硫酸铁[Fe(OH)SO4]n能用作净水剂(絮凝剂)，可由绿矾(FeSO4·7H2O)和KClO3在水溶液中反应得到。下列说法不正确的是A.KClO3作氧化剂，每生成1 ml [Fe(OH)SO4]n消耗 ml KClO3B.生成聚合硫酸铁后，水溶液的pH增大C.聚合硫酸铁可在水中形成氢氧化铁胶体而净水D.在相同条件下，Fe3＋比[Fe(OH)]2＋的水解能力更强
5.(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 ml·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_______________________________。
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋
隔绝空气(排除氧气对实验的影响)
(4)丙组同学取10 mL 0.1 ml·L－1KI溶液，加入6 mL 0.1 ml·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，随后有红褐色沉淀生成。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)。
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
1.春秋初年，我国已掌握了冶铁技术。下列有关铁的化学反应的叙述正确的是A.铁在硫蒸气中燃烧生成Fe2S3B.加热时，过量Fe与氯气反应生成FeCl2C.高温下，铁与水蒸气反应有Fe3O4生成D.高温下，铁粉与氧化铝粉末反应生成单质铝
一、选择题：每小题只有一个选项符合题目要求。
2.我国清代《本草纲目拾遗》中叙述了“铁线粉”：“粤中洋行有舶上铁丝，……日久起销，用刀刮其销，……，所刮下之销末，名铁线粉”。这里的“铁线粉”是指A.Fe D.Fe2O3
3.《本草图经》描述：“绿矾形似朴消(Na2SO4·10H2O)而绿色，取此物置于铁板上，聚炭，封之囊袋，吹令火炽，其矾即沸，流出，色赤如融金汁者是真也。”下述说明正确的是①绿矾又称胆矾，化学式为CuSO4·5H2O②绿矾的分解过程中发生了氧化还原反应③“色赤”物质可能是铜单质④流出的液体中可能含有硫酸A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
4.下列铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是A.Fe粉具有还原性，可用作抗氧化剂B.Fe2O3粉末呈红棕色，可用于制取铁盐C.Fe2(SO4)3易溶于水，可用作净水剂D.FeCl3溶液呈酸性，用于蚀刻铜电路板
5.下列关于氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁三种氧化物的说法不正确的是A.铁元素化合价不完全相同B.氧元素的化合价完全相同C.氧化亚铁俗称铁红，为红棕色固体D.铁在氧气中燃烧的产物为黑色固体
6.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·3Fe2O3C.FeO·2Fe2O3 D.2FeO·Fe2O3
7.将金属铜、铁置于氯化铁溶液中充分反应，下列对反应情况设想的评价正确的是
8.某化学实验小组探究Fe2＋和Fe3＋性质时发现：往FeCl2和KSCN的混合溶液中滴加氯水，溶液变成红色，但当氯水过量时，红色却会褪去。为此，他们设计如图装置进一步探究。已知：①X为NaClO溶液，Y为FeCl3和KSCN的混合溶液。②持续缓慢滴入NaClO溶液至过量的过程中，圆底烧瓶中红色变浅，有大量气泡产生；Ca(OH)2溶液变浑浊。
A.烧瓶中还可能产生红褐色沉淀B.烧瓶中产生的气体中一定含有SO2C.多孔陶瓷的作用是增大气体与溶液的接触面积D.KSCN中硫元素、氮元素被氧化
根据实验现象推测，下列说法不正确的是
9.某学校化学社团为探究SO2与Fe3＋是否发生氧化还原反应，按如图所示装置进行实验(夹持、加热装置均省略)，已知浓硫酸的沸点为338 °C。下列说法错误的是
A.甲中生成SO2的同时还会有硫酸酸雾产生B.试剂a为饱和Na2SO3溶液C.丙中溶液pH降低，证明Fe3＋氧化了SO2D.若Fe3＋氧化了SO2，则在丙中的溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，会出现蓝色沉淀
二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题目要求。
10.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
11.已知：普通铁＋水蒸气 铁的氧化物＋氢气，铁的氧化物＋氢气 “引火铁”＋水蒸气，“引火铁”为颗粒很细、反应活性很高的铁粉。某实验小组使用普通铁粉、20%的盐酸及其他试剂制备“引火铁”，装置图(铁架台、铁夹、铁网、石棉网、加热仪器等略去)如下。
关于题述装置和实验，下列分析错误的是A.I中加入普通铁粉，G中可加入碱石灰B.A中生成磁性氧化铁，E中生成“引火铁”C.需要加热的仪器只有A、ED.D用于收集氢气，F处的尾气需处理
12.已知铁粉与水蒸气在不同温度下反应，所得黑色固体产物的成分不同，某化学小组的同学为测定该固体产物的组成，称取168 mg纯铁粉，按下列步骤进行实验：①如图所示连接好装置，检查气密性，装入药品；②打开K，加热某装置，一段时间后，再加热另一装置；③反应完成后，关闭K，停止加热，冷却后读取收集到的气体的体积。
回答下列问题：(1)实验中先点燃____(填字母)处的酒精灯，该操作在将D中的导管伸入量筒中准备收集气体之____(填“前”或“后”)。
(2)下列实验操作的目的是：①将铁粉和石棉绒混合均匀：__________________________________________；②关闭K：_______________________________________________________________。
增大铁粉与水蒸气的接触面积，以便充分反应
防止冷却时，装置内的压强下降过快将空气吸入装置，影响H2体积的测定
(3)判断铁粉与水蒸气反应已经完成的现象是________________________。
量筒内液面不再发生变化
(4)有同学认为用D装置测量气体的体积时，伸入量筒中的导管应适当加长，该同学的理由是________________________________________________________________________________________________________。
若导管太短，冷却时，气体不能回流，导致气体体积偏大；若导管太长，导管不易插入量筒中，也不易从量筒中取出
(5)用改进后的正确装置进行实验，收集到气体的体积为67.2 mL(已换算成标准状况)，则固体产物的组成为________。
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：
(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。
产物也可以是FeO和Fe2O3的混合物(或Fe3O4和FeO；Fe3O4和Fe2O3；FeO、Fe3O4和Fe2O3)
过氧化氢溶液(或氯水)
14.为探究Fe2＋与SCN－能否形成配位化合物，某研究性学习小组进行如图实验：探究Ⅰ
(1)配制FeSO4溶液应使用__________的蒸馏水。
(2)已知溶液颜色越深，色度越大。测得实验i、ii、iii色度数据如表：
实验i的作用是_________，甲同学推测实验iii色度比实验ii小的原因可能有：①Mg2＋和Fe2＋对配合物解离影响不同；②___________________________。
Fe2＋与SCN－反应形成配合物
(3)X为_______________________，实验iv的红色比实验v深的原因为___________________________________________________。
3 mL 4 ml·L－1的KCl溶液
形成配合物有利于FeCO3向溶解方向移动
(4)在探究Ⅰ的基础上进行探究Ⅱ的目的为___________________________________。
可以避免不同离子对配合物解离的影响
(5)分析可利用KSCN溶液检测Fe2＋、Fe3＋混合溶液中Fe3＋的原因：____________________________________________________________________________________________________________。
络合能力比Fe2＋与SCN－的强，且Fe2＋与SCN－反应形成的配合物无色，不影响Fe(SCN)3红色的观察
1.掌握铁及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解铁及其重要化合物的制备方法。
1.铁(1)位置与物理性质
(2)化学性质：比较活泼，常表现变价，重要化学反应为
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
1.铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态形式存在( )2.Fe分别与Cl2和盐酸反应所得氯化物相同( )3.常温下可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸( )4.铁是较活泼的金属，它与卤素单质(X2)反应生成物为FeX2( )5.铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4( )
一、铁与酸、水蒸气的反应
1.请列举铁与硝酸反应的各种情况，写出相关的离子方程式。
提示 (1)常温下，铁在冷的浓硝酸中钝化。(2)加热时，铁可溶于浓硝酸中：
(3)铁与稀硝酸反应：
2.铁与水蒸气反应，通常有以下两种装置，请回答下列问题：
(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)。
Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O、2Fe3＋＋Fe
3.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，计算该氧化物的化学式：_____。
二、铁的氧化物组成的确定(守恒法应用)
4.(2022·丽江质检)有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 ml·L－1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025 ml Cl2，恰好使其中的Fe2＋全部转变为Fe3＋，则该样品的化学式可能为_______。
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，
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组成的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3物质的量之比为1∶1，Fe3O4物质的量为任意值)。
氢氧化铁和氢氧化亚铁的比较
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
絮状沉淀迅速变成灰绿色
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
1.在空气中，白色的Fe(OH)2迅速转变成灰绿色，最终变成红褐色( )2.FeCl3溶液滴入热的浓NaOH溶液中可得到Fe(OH)3胶体( )3.Fe(OH)2与HNO3发生反应的离子方程式为Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O( )4.Fe(OH)3与氢碘酸反应生成FeI3( )
氢氧化亚铁制备实验探究
1.用FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备Fe(OH)2。(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入_______________。
(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用______的方法。
(3)生成Fe(OH)2白色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_______________________________________。
避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2
2.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)。
3.用如图所示装置(夹持仪器省略)制备氢氧化亚铁。
实验步骤如下：Ⅰ.检查装置气密性后，关闭K2、K5，打开K1、K3、K4，使装置A中产生的气体进入装置B中，排尽B中空气。Ⅱ.待B中空气排尽后，关闭K3，打开K2，将A中溶液压入B中并观察现象。Ⅲ.关闭K1、K2，打开K5，使C中气体通入B中并观察现象。
回答下列问题：(1)仪器a的名称是____________，B中长玻璃管的作用是_____________________________________。(2)装置A中金属离子的检验方法是__________________________________________________________________________________________________________________。(3)步骤Ⅲ装置B中的现象是_________________________________________，其发生反应的化学方程式为_______________________________。
取少量装置A烧瓶中的液体于洁净试管中，滴加几滴KSCN溶液，无红色出现，再滴加H2O2，溶液变为红色，则证明存在Fe2＋
白色沉淀逐渐变为灰绿色，最后变为红褐色
4.利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，如图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁。
(1)a电极的材料应为____，电极反应式为________________。(2)电解液c可以是______(填字母)。A.纯水 B.NaCl溶液C.NaOH溶液 D.CuCl2溶液(3)d为苯，其作用是__________________________________，在加入苯之前对电解液c应作何简单处理？________________________。
Fe－2e－===Fe2＋
隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化
加热煮沸，排出溶解的O2
(4)若c用Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为__________________________________________。
白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红
(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)几种典型的制备方法
Fe2＋和Fe3＋的性质及检验
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===
===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
===Cu2＋＋2Fe2＋
2.Fe2＋、Fe3＋的检验方法(1)用KSCN溶液和氯水
白色沉淀→灰绿色→红褐色→Fe2＋
(3)含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋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
1.中性溶液中可能大量存在Fe3＋、Cl－、K＋、 ( )2.检验FeCl2溶液中的Fe2＋，可将酸性KMnO4溶液滴加到该溶液中，若酸性KMnO4溶液褪色，证明含有Fe2＋( )3.FeCl2不能通过化合反应制备( )4.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( )5.“青矾(FeSO4)”宜密闭保存，防止氧化变质( )
一、Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋氧化性比较
1.在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入铁粉与铜粉的混合物。(1)若金属无剩余，则溶液中一定存在的金属阳离子有______________，可能存在的有______。
(2)若剩余固体中有铁和铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有________，一定不存在____________。
(3)若剩余固体中只有铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有________，可能存在的有_______，一定不存在______。
2.为探究某绿矾样品的变质情况，化学兴趣小组的同学设计了下列实验方案。可供选择的试剂：硫氰化钾溶液、酸性高锰酸钾溶液、氯水、氢氧化钠溶液、氯化钡溶液，请参与完成方案设计。实验准备：取少量绿矾样品，用蒸馏水在烧杯中配成溶液。(1)如何证明绿矾已经被氧化？
二、Fe2＋、Fe3＋的检验
答案 取少量溶液，加入几滴硫氰化钾溶液，若溶液变红色，则证明绿矾样品已被氧化。
(2)如何证明绿矾已经被完全氧化？
答案 取少量溶液，加入几滴酸性高锰酸钾溶液，若溶液不褪色，则证明绿矾样品已被完全氧化。
(3)在使用硫酸亚铁时，如何防止Fe3＋的干扰？写出相关离子方程式。
答案 加入适量铁粉，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。
3.常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是A.透明的溶液中：Fe3＋、Mg2＋、SCN－、Cl－
三、Fe3＋、Fe2＋性质综合应用
4.将0.2 ml·L－1的KI溶液和0.05 ml·L－1 Fe2(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
5.已知：沉淀的pH如下表：
(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＋。
MgO MgCO3 Mg(OH)2
(3)请设计实验方案：除去CuCl2溶液中混有的少量FeCl2。
答案 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(OH)2、Cu2(OH)2CO3其中之一]，充分反应后过滤。
(1)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)。(2)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。
检验Fe2＋和Fe3＋时的注意事项
1.下列关于铁及其化合物的说法正确的是A.FeS2在沸腾炉中与O2反应主要生成SO3(2020·浙江7月选考，12C)B.Mg加入到过量FeCl3溶液中可得Fe(2020·浙江7月选考，12B)C.钢铁在潮湿空气中生锈主要是发生了电化学腐蚀(2020·浙江7月选考，8D)D.室温下，Fe与浓H2SO4反应生成FeSO4(2020·江苏，6D)
2.下列关于铁及其化合物的说法错误的是A.将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2(2019·天津，3A)B.铁锈的主要成分可表示为Fe2O3·nH2O(2020·浙江1月选考，9B)C.FeCl3溶液腐蚀铜板的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋(2020·浙江1月选考，13B)D.将某固体试样完全溶于盐酸，再滴加KSCN溶液，没有出现红色，则该固体试样 中不存在Fe3＋(2018·浙江11月选考，25B)
3.下列观点的叙述正确的是A.Fe在稀硝酸中发生钝化(2019·江苏，6A)
D.向2 mL 0.1 ml·L－1的FeCl3溶液中加足量铁粉，振荡，加1滴KSCN溶液，黄色逐 渐消失，加KSCN溶液颜色不变，说明还原性：Fe>Fe2＋(2017·全国卷Ⅱ，13A)
4.(2019·浙江4月选考，24)聚合硫酸铁[Fe(OH)SO4]n能用作净水剂(絮凝剂)，可由绿矾(FeSO4·7H2O)和KClO3在水溶液中反应得到。下列说法不正确的是A.KClO3作氧化剂，每生成1 ml [Fe(OH)SO4]n消耗 ml KClO3B.生成聚合硫酸铁后，水溶液的pH增大C.聚合硫酸铁可在水中形成氢氧化铁胶体而净水D.在相同条件下，Fe3＋比[Fe(OH)]2＋的水解能力更强
5.(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 ml·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_______________________________。
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋
隔绝空气(排除氧气对实验的影响)
(4)丙组同学取10 mL 0.1 ml·L－1KI溶液，加入6 mL 0.1 ml·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，随后有红褐色沉淀生成。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)。
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
1.春秋初年，我国已掌握了冶铁技术。下列有关铁的化学反应的叙述正确的是A.铁在硫蒸气中燃烧生成Fe2S3B.加热时，过量Fe与氯气反应生成FeCl2C.高温下，铁与水蒸气反应有Fe3O4生成D.高温下，铁粉与氧化铝粉末反应生成单质铝
一、选择题：每小题只有一个选项符合题目要求。
2.我国清代《本草纲目拾遗》中叙述了“铁线粉”：“粤中洋行有舶上铁丝，……日久起销，用刀刮其销，……，所刮下之销末，名铁线粉”。这里的“铁线粉”是指A.Fe D.Fe2O3
3.《本草图经》描述：“绿矾形似朴消(Na2SO4·10H2O)而绿色，取此物置于铁板上，聚炭，封之囊袋，吹令火炽，其矾即沸，流出，色赤如融金汁者是真也。”下述说明正确的是①绿矾又称胆矾，化学式为CuSO4·5H2O②绿矾的分解过程中发生了氧化还原反应③“色赤”物质可能是铜单质④流出的液体中可能含有硫酸A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
4.下列铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是A.Fe粉具有还原性，可用作抗氧化剂B.Fe2O3粉末呈红棕色，可用于制取铁盐C.Fe2(SO4)3易溶于水，可用作净水剂D.FeCl3溶液呈酸性，用于蚀刻铜电路板
5.下列关于氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁三种氧化物的说法不正确的是A.铁元素化合价不完全相同B.氧元素的化合价完全相同C.氧化亚铁俗称铁红，为红棕色固体D.铁在氧气中燃烧的产物为黑色固体
6.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·3Fe2O3C.FeO·2Fe2O3 D.2FeO·Fe2O3
7.将金属铜、铁置于氯化铁溶液中充分反应，下列对反应情况设想的评价正确的是
8.某化学实验小组探究Fe2＋和Fe3＋性质时发现：往FeCl2和KSCN的混合溶液中滴加氯水，溶液变成红色，但当氯水过量时，红色却会褪去。为此，他们设计如图装置进一步探究。已知：①X为NaClO溶液，Y为FeCl3和KSCN的混合溶液。②持续缓慢滴入NaClO溶液至过量的过程中，圆底烧瓶中红色变浅，有大量气泡产生；Ca(OH)2溶液变浑浊。
A.烧瓶中还可能产生红褐色沉淀B.烧瓶中产生的气体中一定含有SO2C.多孔陶瓷的作用是增大气体与溶液的接触面积D.KSCN中硫元素、氮元素被氧化
根据实验现象推测，下列说法不正确的是
9.某学校化学社团为探究SO2与Fe3＋是否发生氧化还原反应，按如图所示装置进行实验(夹持、加热装置均省略)，已知浓硫酸的沸点为338 °C。下列说法错误的是
A.甲中生成SO2的同时还会有硫酸酸雾产生B.试剂a为饱和Na2SO3溶液C.丙中溶液pH降低，证明Fe3＋氧化了SO2D.若Fe3＋氧化了SO2，则在丙中的溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，会出现蓝色沉淀
二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题目要求。
10.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
11.已知：普通铁＋水蒸气 铁的氧化物＋氢气，铁的氧化物＋氢气 “引火铁”＋水蒸气，“引火铁”为颗粒很细、反应活性很高的铁粉。某实验小组使用普通铁粉、20%的盐酸及其他试剂制备“引火铁”，装置图(铁架台、铁夹、铁网、石棉网、加热仪器等略去)如下。
关于题述装置和实验，下列分析错误的是A.I中加入普通铁粉，G中可加入碱石灰B.A中生成磁性氧化铁，E中生成“引火铁”C.需要加热的仪器只有A、ED.D用于收集氢气，F处的尾气需处理
12.已知铁粉与水蒸气在不同温度下反应，所得黑色固体产物的成分不同，某化学小组的同学为测定该固体产物的组成，称取168 mg纯铁粉，按下列步骤进行实验：①如图所示连接好装置，检查气密性，装入药品；②打开K，加热某装置，一段时间后，再加热另一装置；③反应完成后，关闭K，停止加热，冷却后读取收集到的气体的体积。
回答下列问题：(1)实验中先点燃____(填字母)处的酒精灯，该操作在将D中的导管伸入量筒中准备收集气体之____(填“前”或“后”)。
(2)下列实验操作的目的是：①将铁粉和石棉绒混合均匀：__________________________________________；②关闭K：_______________________________________________________________。
增大铁粉与水蒸气的接触面积，以便充分反应
防止冷却时，装置内的压强下降过快将空气吸入装置，影响H2体积的测定
(3)判断铁粉与水蒸气反应已经完成的现象是________________________。
量筒内液面不再发生变化
(4)有同学认为用D装置测量气体的体积时，伸入量筒中的导管应适当加长，该同学的理由是________________________________________________________________________________________________________。
若导管太短，冷却时，气体不能回流，导致气体体积偏大；若导管太长，导管不易插入量筒中，也不易从量筒中取出
(5)用改进后的正确装置进行实验，收集到气体的体积为67.2 mL(已换算成标准状况)，则固体产物的组成为________。
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：
(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。
产物也可以是FeO和Fe2O3的混合物(或Fe3O4和FeO；Fe3O4和Fe2O3；FeO、Fe3O4和Fe2O3)
过氧化氢溶液(或氯水)
14.为探究Fe2＋与SCN－能否形成配位化合物，某研究性学习小组进行如图实验：探究Ⅰ
(1)配制FeSO4溶液应使用__________的蒸馏水。
(2)已知溶液颜色越深，色度越大。测得实验i、ii、iii色度数据如表：
实验i的作用是_________，甲同学推测实验iii色度比实验ii小的原因可能有：①Mg2＋和Fe2＋对配合物解离影响不同；②___________________________。
Fe2＋与SCN－反应形成配合物
(3)X为_______________________，实验iv的红色比实验v深的原因为___________________________________________________。
3 mL 4 ml·L－1的KCl溶液
形成配合物有利于FeCO3向溶解方向移动
(4)在探究Ⅰ的基础上进行探究Ⅱ的目的为___________________________________。
可以避免不同离子对配合物解离的影响
(5)分析可利用KSCN溶液检测Fe2＋、Fe3＋混合溶液中Fe3＋的原因：____________________________________________________________________________________________________________。
络合能力比Fe2＋与SCN－的强，且Fe2＋与SCN－反应形成的配合物无色，不影响Fe(SCN)3红色的观察
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