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高考化学一轮复习考点过关练考点16铁及其重要化合物(含解析)
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这是一份高考化学一轮复习考点过关练考点16铁及其重要化合物(含解析)，共20页。试卷主要包含了铁的性质，铁的氧化物和氢氧化物，“铁三角”及其应用，重要的铁盐等内容，欢迎下载使用。
考点16 铁及其重要化合物
一、铁的性质
1．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和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被磁铁吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。
2．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。
（1）与非金属单质的反应：
①与O2的反应：
常温下：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3。
点燃时：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：
遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化，与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应无H2产生。
Fe过量
3Fe+8H++23Fe2++2NO↑+4H2O
Fe不足
Fe+4H++Fe3++NO↑+2H2O
（4）与某些盐溶液的反应：
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：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
二、铁的氧化物和氢氧化物
1．铁的氧化物的比较
铁的氧化物
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗称
无
铁红
磁性氧化铁
色、态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体
铁的价态
+2
+3
+2、+3
水溶性
难溶于水
稳定性
不稳定性
6FeO+O22Fe3O4
稳定
稳定
与非氧化性酸的反应
FeO+2H+
Fe2++H2O
Fe2O3+6H+
2Fe3++3H2O
Fe3O4+8H+
2Fe3++ Fe2++4H2O
与CO的反应
FexOy+yCOxFe+yCO2
制取
高温熔融，过量的铁与氧气反应
2Fe+O22FeO
Fe(OH)3的分解
2Fe(OH)3
Fe2O3+3H2O
铁在氧气中燃烧
3Fe+2O2Fe3O4
提醒：（1）Fe3O4的组成可用氧化物的形式表示为FeO·Fe2O3，即有的铁显＋2价，的铁显＋3价；
（2）Fe3O4与一般酸反应生成两种盐，Fe3O4与稀硝酸反应生成一种盐[Fe(NO3)3]。
2．铁的氢氧化物的比较
铁的氢氧化物
Fe(OH)2
Fe(OH)3
物理性质
白色，难溶于水的固体
红褐色，难溶于水的固体
化学性质
（1）与非氧化性强酸反应
Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2O
（2）与氧化性酸反应
3Fe(OH)2+10HNO3
3Fe(NO3)3+NO↑+8H2O
（3）空气中放置被氧化
4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3
（1）与酸反应
Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O
（2）受热分解
2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O
制备
①煮沸蒸馏水，赶走溶解的氧气
②煮沸NaOH溶液，赶走溶解的氧气
③配制FeSO4溶液，加少量的还原铁粉
④用长滴管将NaOH溶液送入FeSO4溶液液面以下
Fe2++2OH−Fe(OH)2↓
将NaOH溶液滴入Fe2(SO4)3溶液中
Fe3++3OH−Fe(OH)3↓
三、“铁三角”及其应用
“铁三角”的四应用：
（1）判断离子共存： Fe3+、Fe2+与、、等在溶液中因发生相互促进水解反应而不能大量共存；Fe2+与(H+)、ClO−、(H+)，Fe3+与S2−、I−、HS−、在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存。
（2）除杂方法(括号内为杂质)：
Fe2+(Fe3+)：加过量铁粉过滤；
FeCl3(FeCl2)：加氯水或H2O2；
FeCl2(CuCl2)：加过量铁粉过滤；
Fe(Al)、Fe2O3(Al2O3、SiO2)：加过量强碱溶液过滤；
（3）盐溶液的保存：亚铁盐溶液——加入少量铁屑以防止Fe2+被氧化。铁盐溶液——加入少量相应的酸溶液以防止Fe3+水解。
（4）物质制备：
①制备无水氯化铁：在HCl气流中加热浓缩氯化铁溶液；
②制备氢氧化铁胶体：向沸水中加入饱和氯化铁溶液并煮沸至变为红褐色为止。
四、重要的铁盐
三氯化铁(FeCl3)：棕黄色固体，一种常见的氧化剂，能与多种还原剂发生氧化还原反应，能回收废铜，其反应的离子方程式为2Fe3++CuCu2++2Fe2+。
绿矾(FeSO4·7H2O)：一种重要的还原剂，可用作补血剂及植物的补铁剂。
高铁酸钾(K2FeO4)：深紫色晶体，具有强氧化性，可用作水处理剂或高能电池。
铁铵矾[NH4Fe(SO4)2·12H2O]：无色晶体，易溶于水，常用作化学分析试剂、药物和织物媒染剂。
赤血盐[K3Fe(CN)6]：红色晶体，易溶于水，常用于检验Fe2+，生成蓝色沉淀。
考向一 Fe2+、Fe3+的鉴别
（1）直接观察颜色：Fe2+溶液呈浅绿色，Fe3+溶液呈棕黄色。
（2）利用显色反应(形成络离子)
①
②
（3）利用Fe(OH)3沉淀的颜色：
（4）利用Fe3+的氧化性
①
②
③
（5）利用Fe2+的还原性
①
②
（6）利用铁氰化钾与亚铁离子反应生成蓝色的铁氰化亚铁沉淀检验亚铁离子。
典例1 下列除杂的操作不正确的是
A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量氢氧化镁充分反应后过滤
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
【解析】FeCl3溶液中存在水解平衡：FeCl3＋3H2OFe(OH)3＋3HCl，加入Mg(OH)2与H＋反应，平衡右移，使Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，A正确；先用H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再利用FeCl3的水解，加入CuO与H＋反应将Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，D正确。
【答案】C
1．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，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+
考向二 Fe(OH)2的制备
制备Fe(OH)2常用的三种方法
方法一：有机覆盖层法
将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应，如图1所示。
方法二：还原性气体保护法
用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀。如图2所示。
方法三：电解法
用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯或煤油，如图3所示。
典例1 用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。
Ⅰ.方法一：用FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
（1）除去蒸馏水中溶解的O2常采用 的方法。
（2）生成白色Fe(OH)2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 。
Ⅱ.方法二：在如图所示装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。
（1）在试管Ⅰ里加入的试剂是 。
（2）在试管Ⅱ里加入的试剂是 。
（3）为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是 。
（4）这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是 。
【解析】Ⅰ.方法一：（1）气体的溶解度是随温度升高而降低的，所以煮沸后的蒸馏水中溶解的O2变少。（2）避免生成的Fe(OH)2被空气(氧气)氧化。
Ⅱ.方法二：试管Ⅱ是开口式的，无法用产生的气体将溶液压入试管Ⅰ中，所以应在试管Ⅰ中制取FeSO4，而在试管Ⅱ中盛NaOH溶液。将Fe与稀H2SO4放入试管Ⅰ后，产生的H2可从试管Ⅰ内短管处排出试管Ⅰ内的空气，经过止水夹进入试管Ⅱ内的NaOH溶液中，再排尽NaOH溶液和试管Ⅱ内的空气，然后关闭止水夹，试管Ⅰ内产生的H2无法逸出，压强增大，将FeSO4溶液通过长导管压入试管Ⅱ内的NaOH溶液中，在此过程中，液体都处于H2环境中，从而避免了空气中的O2将反应生成的Fe(OH)2氧化成 Fe(OH)3。
【答案】Ⅰ.（1）煮沸 （2）避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2
Ⅱ.（1）稀H2SO4、铁屑 （2）NaOH溶液 （3）检验试管Ⅱ出口处排出H2的纯度，当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹 （4）试管Ⅰ中反应生成的H2将所用溶液和装置内的空气排尽，且外界空气不容易进入装置，可防止白色的Fe(OH)2沉淀被氧化
2．下列各图示中，能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是__________。
考向三 守恒思想在铁及其化合物计算中的应用
数轴法分析铁与稀硝酸反应的产物
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：
（1）HNO3过量：Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，铁元素的存在形式为Fe3＋。
（2）Fe过量：3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，铁元素的存在形式为Fe2＋。
（3）用数轴表示：
（4）无论二者的量如何变化，铁与稀HNO3反应，被还原的HNO3与参加反应的HNO3的物质的量之比总是1∶4。
（5）硝酸的作用及其量的确定
铁与硝酸的反应中，一是氧化剂作用，二是酸性作用。作为氧化剂的硝酸可以根据氧化还原反应中得失电子守恒的方法确定，作为酸性作用的可以通过金属铁的物质的量确定，即铁的物质的量乘以铁显示的化合价。
典例1 把22.4 g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，若反应只收集到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
3．有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 mol·L−1盐酸恰好将其完全溶解，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
考向四 “铁三角”的重要应用
典例1 A、B、C为3种单质(其中A为固体，B、C为气体)，将D的饱和溶液滴入沸水中继续煮沸，溶液呈红褐色，B、C反应的产物易溶于水得到无色溶液E。它们之间的转化关系如图，下列推断正确的是
A．物质B是H2 B．物质C是Cl2
C．物质D是FeCl2 D．物质F是FeCl2
【解析】由题意和图示转化可知A为Fe，B为Cl2，C为H2，D为FeCl3，E为HCl，F为FeCl2。
【答案】D
4．已知A为淡黄色固体，T、R为两种常见的用途很广的金属单质，D是具有磁性的黑色晶体，C是无色无味的气体，H是白色沉淀，且在潮湿空气中迅速变为灰绿色，最终变为红褐色固体。
（1）写出下列物质的化学式：
A：________________，D：_____________，R：______________。
（2）按要求写出下列反应方程式：
H在潮湿空气中变成M的过程中的化学方程式：__________________________________；
向N中通足量CO2时反应的离子方程式：________________________________；
D与盐酸反应的离子方程式：___________________________。
（3）简述检验气体C的方法：____________________________________。
1．下列关于铁及其化合物的叙述正确的是
A．2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋成立，说明氧化性：Fe3＋＞Fe2＋
B．25 ℃，pH＝0的溶液中，Al3＋、NH、NO、Fe2＋可以大量共存
C．5.6 g铁与足量的氯气反应失去电子为0.2 mol
D．硫酸亚铁溶液中加入氯水：Fe2＋＋Cl2===Fe3＋＋2Cl－
2．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
选项
反应情况设想
评价
A
当铁、铜均不剩余时，溶液中一定有Fe2＋、Cu2＋，一定无Fe3＋
正确，Fe3＋和Fe、Cu均可反应
B
当铁、铜均有剩余时，溶液中一定有Fe2＋、Cu2＋，无Fe3＋
正确，Fe和Cu与Fe3＋都反应，故有Fe2＋和Cu2＋，无Fe3＋
C
当铜有剩余，铁无剩余时，溶液中一定只有Fe2＋，无Cu2＋
正确，Cu有剩余，故无Cu2＋
D
当铁有剩余，铜无剩余时，溶液中一定有Fe2＋、Cu2＋
不正确，不可能有Fe剩余而无Cu剩余，因为Fe比Cu优先与Fe3＋反应
3．为验证还原性：SO2>Fe2＋>Cl－，三组同学分别进行了下图实验，并对溶液1和溶液2中所含离子进行了检验，能证明上述还原性顺序的实验组有
溶液1
溶液2
甲
含Fe3＋、Fe2＋
含SO
乙
含Fe3＋，无Fe2＋
含SO
丙
含Fe3＋，无Fe2＋
含Fe2＋
A．只有甲 B．甲、乙
C．甲、丙 D．甲、乙、丙
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．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大
5．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n(Fe3＋)的变化曲线
B．n1＝0.75
C．P点时，n(Fe3＋)＝0.562 5 mol
D．向P点溶液中加入铜粉，最多可溶解14.4 g
6．铁及其化合物在生产和生活中有广泛的应用。
（1）铁元素在元素周期表中的位置为________________。
（2）等物质的量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定条件下反应，产生相同条件下的气体体积比为_________；铁在高温条件下与水蒸气反应的化学方程式为_______________________________。
（3）碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如图：
已知：常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
沉淀物
Fe3＋
Fe2＋
Al3＋
开始沉淀(pH)
2.3
7.5
3.4
完全沉淀(pH)
3.2
9.7
4.4
①加入少量NaHCO3的目的是调节pH，应控制pH的范围为________________。
②碱式硫酸铁溶于水后产生的[Fe(OH)]2＋，可部分水解生成聚合离子[Fe2(OH)4]2＋。该水解反应的离子方程式为___________________________________。
（4）高铁酸钾(K2FeO4)也是常用的水处理剂。它的制备方法有多种。
①熔融法又称为过氧化钠氧化法。先在高温熔融的条件下制备高铁酸钠：Fe＋3Na2O2===Na2FeO4＋2Na2O，再将高铁酸钠加入到氢氧化钾溶液里，发生反应：2KOH＋Na2FeO4===K2FeO4＋2NaOH，请根据复分解反应原理分析该反应发生的原因：_____________________________________。
②电解法制备高铁酸钾。铁和石墨分别做两个电极的电极材料，氢氧化钠溶液做电解液实现电解制备。阴极的电极材料为__________，写出阳极的电极反应式为____________________________。
7．硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]较硫酸亚铁不易被氧气氧化，是分析化学中重要的试剂，常用于代替硫酸亚铁。硫酸亚铁铵在500 ℃时隔绝空气加热完全分解。回答下列问题：
（1）硫酸亚铁铵隔绝空气加热完全分解，发生了氧化还原反应，固体产物可能有FeO和Fe2O3，气体产物可能有NH3、SO3、H2O、N2和____________。
（2）为检验分解产物的成分，设计如下实验装置进行实验，加热A中的硫酸亚铁铵至分解完全。
①A中固体充分加热较长时间后，通入氮气，目的是_________________________。
②为验证A中残留物是否含有FeO，需要选用的试剂有________(填字母)。
A．KSCN溶液 B．稀硫酸
C．浓盐酸 D．KMnO4溶液
③装置B中BaCl2溶液的作用是为了检验分解产物中是否有______________气体生成，若含有该气体，观察到的现象为_____________________________________。
④若A中分解产物有N2，固体残留物只有Fe2O3，Fe2O3的物质的量为b mol，C中沉淀物质的量为a mol，则b________(填“大于”、“小于”或“等于”)a。
⑤实验中，观察到C中有白色沉淀生成，则C中发生反应的反应方程式为______________________(用离子方程式表示)。
（3）为测定某固体样品中(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的含量，某实验小组做了如下实验：
测定原理：MnO＋Fe2＋＋H＋===Mn2＋＋Fe3＋＋H2O(方程式未配平)
测定步骤：步骤一：准确称量20.00 g硫酸亚铁铵晶体，配制成100 mL溶液；
步骤二：取所配溶液25.00 mL于锥形瓶中，加稀H2SO4酸化，用0.100 0 mol·L－1 KMnO4溶液滴定至终点，重复两次，平均消耗KMnO4溶液16.00 mL。
①如何判断滴定终点？________________________________________________。
②产品中(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的质量分数为________________。
1．[2019江苏] 下列有关化学反应的叙述正确的是
A．Fe在稀硝酸中发生钝化 B．MnO2和稀盐酸反应制取Cl2
C．SO2与过量氨水反应生成(NH4)2SO3 D．室温下Na与空气中O2反应制取Na2O2
2．[2018·新课标全国卷Ⅰ]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
3．［2017江苏］在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A．FeFeCl2Fe(OH)2
B．SSO3H2SO4
C．CaCO3CaOCaSiO3
D．NH3NOHNO3
4．［2016·上海］下列各组混合物，使用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂不能分离的是
A．氧化镁中混有氧化铝 B．氯化铝溶液中混有氯化铁
C．氧化铁中混有二氧化硅 D．氯化亚铁溶液中混有氯化铜
5．［2016·上海］某铁的氧化物(FexO)1.52 g溶于足量盐酸中，向所得溶液中通入标准状况下112 mL Cl2，恰好将Fe2+完全氧化。x值为
A．0.80 B．0.85 C．0.90 D．0.93
6．［2016·新课标全国Ⅱ］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l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 KI溶液，加入6 mL 0.1 mol/L 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 mLCCl4充分振荡、静置，CCl4层呈紫色；
②第二只试管中加入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FeCl3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)。
变式拓展
1．【答案】C
【解析】A项中只能说明含有Fe3+，无法说明是否含Fe2+；B项原溶液中可能只有Fe3+而没有Fe2+；D项中在生成红褐色沉淀Fe(OH)3时可能掩盖了白色沉淀Mg(OH)2的生成，因此无法判定原溶液中是否有Mg2+。
2．【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，即发生4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(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原理相同，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。
3．【答案】D
【解析】由2Fe2++Cl22Fe3++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−)(盐酸中的)，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。
4．【答案】（1）Na2O2 Fe3O4 Al
（2）4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO
Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O
（3）用带火星的木条伸入试管口，若带火星的木条复燃，说明有氧气生成
【解析】A为淡黄色固体，且A能和水反应，则A是Na2O2，A和水反应生成NaOH和O2，C是无色无味的气体，则C是O2、B是NaOH；D是具有磁性的黑色晶体，是Fe3O4，Fe在氧气中燃烧生成四氧化三铁，则T是Fe，R和氧气反应生成氧化物Q，Q能和NaOH溶液反应，则Q是Al2O3、R是Al，N是NaAlO2，H是白色沉淀，且在潮湿空气中迅速变为灰绿色，最终变为红褐色固体M，则H是Fe(OH)2、M是Fe(OH)3，Fe3O4和HCl、足量Fe反应后得到E，E为FeCl2，Fe(OH)3和HCl反应生成W，则W是FeCl3。
考点冲关
1．【答案】A
【解析】B项，酸性(pH＝0)条件NO氧化Fe2＋；C项，n(e－)＝×3 mol＝0.3 mol；D项，电荷不守恒。
2．【答案】D
【解析】当铁、铜的量比较少时溶液中可能有Fe3＋存在，A项错误；当铁过量时，铜不与Fe3＋反应，无Cu2＋生成，此时溶液中不存在Cu2＋和Fe3＋，B项错误；铜有剩余则溶液中一定无Fe3＋ ，可能有Cu2＋，C项错误；铁比铜活泼，不可能铁剩余而铜无剩余，D项正确。
3．【答案】C
【解析】本实验利用“还原剂的还原性大于还原产物”的原理来验证还原性的强弱顺序。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＋，说明发生反应2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，且Cl2反应完全，可证明还原性Fe2＋>Cl－；溶液2中含有SO，则说明发生反应2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋，可证明还原性SO2>Fe2＋，故甲能证明还原性SO2>Fe2＋>Cl－；乙．溶液1中含有Fe3＋，无Fe2＋剩余，则还原性Fe2＋>Cl－，但Cl2可能过量，再通入SO2，可能发生的反应是Cl2＋SO2＋2H2O===2Cl－＋SO＋4H＋，不能比较SO2与Fe2＋的还原性强弱，故乙不能验证；丙．溶液1中含有Fe3＋，没有Fe2＋，通入SO2后溶液中又含有Fe2＋，说明SO2将Fe3＋还原得到Fe2＋，证明还原性SO2>Fe2＋，故丙实验结论能证明还原性SO2>Fe2＋>Cl－。
4．【答案】D
【解析】碱式硫酸铁电离产生Fe3＋，Fe3＋能发生水解反应生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有吸附性，可用作净水剂，A正确；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，B正确；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，C正确；(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，D错误。
5．【答案】C
【解析】该反应可以看作两步：①Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O，硝酸根离子过量，氢离子不足；②2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。a表示Fe3＋的物质的量变化曲线，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(14.4 g)铜，D正确。
6．【答案】（1）第四周期Ⅷ族
（2）3∶4 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
（3）①4.4～7.5
②2[Fe(OH)]2＋＋2H2O[Fe2(OH)4]2＋＋2H＋
（4）①K2FeO4溶解度小，析出结晶，促进反应进行
②石墨 Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O
【解析】（1）铁是26号元素，在元素周期表中的位置为第四周期Ⅷ族。
（2）令Fe的物质的量为1 mol，则：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，相同条件下气体体积之比等于其物质的量之比，则两反应中生成气体体积之比为
1 mol∶ mol＝3∶4。
（3）①制备硫酸亚铁，应与硫酸铝分离，应调节溶液pH生成Al(OH)3沉淀，且要避免生成Fe(OH)2沉淀，所以应控制pH在4.4～7.5之间。②[Fe(OH)]2＋可部分水解生成[Fe2(OH)4]2＋聚合离子，根据电荷守恒和质量守恒可写出反应的离子方程式。
（4）①K2FeO4溶解度小，析出结晶，促进反应进行。②铁发生氧化反应作阳极，所以阴极是石墨，铁转化为FeO，所以电极反应式为Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O。
7．【答案】（1）SO2
（2）①使分解产生的气体在B、C中被充分吸收 ②BD
③SO3 溶液变浑浊 ④小于 ⑤SO2＋H2O2＋Ba2＋===BaSO4↓＋2H＋
（3）①滴加最后一滴KMnO4溶液时，溶液呈紫红色且半分钟不褪色 ②62.72%
【解析】（1）根据氧化还原反应，Fe、N元素的化合价均升高，则一定有化合价降低的元素，从所给的产物判断，产物中还应有SO2。
（2）①氯化钡与稀盐酸的混合液目的是吸收氨气、三氧化硫，则过氧化氢和盐酸的混合液主要吸收二氧化硫，所以通入氮气的目的是使分解产生的气体在B、C中被充分吸收；②盐酸中的氯离子能被高锰酸钾氧化成氯气，为验证A中残留物是否含有FeO，则选择稀硫酸将固体溶解，然后加入酸性高锰酸钾溶液，若溶液褪色或变浅，证明溶液中含有亚铁离子，则固体中含有FeO；③装置B中BaCl2溶液的作用是为了检验分解产物中是否有三氧化硫，若含有三氧化硫，则溶液中有硫酸钡沉淀生成，溶液变浑浊；④若产物中有氮气生成，则失去电子的元素是Fe和N，得到电子的元素是S，根据得失电子守恒，生成b mol Fe2O3失去电子的物质的量是2b mol，C中沉淀物质的量为a mol，即生成的二氧化硫的物质的量是a mol，则得电子的物质的量是2a mol，所以2b<2a，b
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1．【答案】C
【解析】
【分析】相同的反应物，条件不同（如温度、浓度、过量与少量），反应有可能也不同；
A．钝化反应应注意必须注明常温下，浓硝酸与Fe发生钝化；
B．实验室制备氯气的反应中应注意盐酸的浓度和反应温度；
C．过量与少量问题应以少量物质为基准书写产物；
D．钠的还原性强，其与氧气反应，温度不同，产物也不同；
【详解】A．常温下，Fe在与浓硝酸发生钝化反应，故A错误；
B．二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应制取氯气，故B错误；
C．二氧化硫与过量氨水反应生成硫酸铵，故C正确；
D．常温下，Na与空气中的氧气反应生成Na2O；加热条件下，钠与氧气反应生成Na2O2，故D错误；综上所述，本题应选C。
【点睛】本题考查常见物质的化学反应，相同的反应物，条件不同（如温度、浓度、过量与少量），反应有可能也不同，所以在描述化学反应时应注意反应的条件。
2．【答案】D
【解析】废旧电池中含有的金属、电解质溶液会对水体和土壤等造成污染，处理废旧电池有利于资源再利用，同时能够降低环境污染，保护环境，A项正确；从流程图看出，正极材料涉及了铝、铁、锂等金属，B项正确；因流程中加入的有HNO3，故在含Li、P、Fe等滤液中加碱液，发生“沉淀”反应的金属离子为Fe3＋，C项正确；因为锂及其化合物的性质与镁相似，由硫酸镁易溶于水推知，硫酸锂易溶于水，由碳酸镁微溶于水推知，碳酸锂微溶于水，所以不能用硫酸钠代替碳酸钠，D项错误。
3．【答案】C
【解析】A．铁与氯气反应只能生成氯化铁，A错误；B．硫在空气或氧气中燃烧只能生成二氧化硫，B错误；C．两步均能实现，C正确；D．NO不与H2O反应，D错误。
【名师点睛】本题考查是元素化合物之间的转化关系及反应条件。解题的关键是要熟悉常见物质的化学性质和转化条件，特别是要关注具有实际应用背景或前景的物质转化知识的学习与应用。
4．【答案】D
【解析】A项，虽然氧化镁和氧化铝都是金属氧化物，但根据氧化铝是两性氧化物的特点，可先用氢氧化钠溶液溶解将二者分开，过滤得氧化镁固体和偏铝酸钠溶液，往偏铝酸钠溶液中加入适量的盐酸可得氢氧化铝沉淀，过滤，将氢氧化铝加热可得氧化铝；B项，先加入足量氢氧化钠溶液，过滤，得氢氧化铁和偏铝酸钠溶液，往偏铝酸钠溶液中加入适量的盐酸可得氢氧化铝，过滤，然后用盐酸分别溶解氢氧化铁和氢氧化铝，可得到氯化铝溶液和氯化铁溶液；C项，一个碱性氧化物，一个是酸性氧化物，所以可先用氢氧化钠溶液溶解，过滤，得氧化铁固体和硅酸钠溶液，往硅酸钠溶液中加入盐酸，过滤，将所得沉淀加热即可得到二氧化硅。D项，由于氯化亚铁和氯化铜都只能和氢氧化钠反应，且得到的沉淀又都溶于盐酸，所以二者不能分离。
5．【答案】A
【解析】根据电子守恒可知，FexO被氧化为Fe3+转移的电子数和Cl2转移的电子数相等。标准状况下112 mL Cl2转移电子数为0.01 mol。则有：，解得x=0.8。故选项A正确。
6．【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+被氧化。
（2）Cl2可将Fe2+氧化成铁离子，自身得电子生成氯离子，反应的离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl−。
（3）防止空气中的氧气将Fe2+氧化，产生干扰，所以煤油的作用是隔绝空气。
（4）根据Fe2+的检验方法，向溶液中加入1滴K3[Fe(CN)6] 溶液，生成蓝色沉淀，一定含有亚铁离子；则实验②检验的离子是Fe2+；碘易溶于CCl4，在CCl4中呈紫色，Fe3+遇KSCN溶液显血红色，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）H2O2溶液中加入几滴酸化的FeCl3溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+=== 2Fe3++ 2H2O，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H2O2分解放出氧气，而反应放热，促进Fe3+的水解平衡正向移动。
考点16 铁及其重要化合物
一、铁的性质
1．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和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被磁铁吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。
2．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。
（1）与非金属单质的反应：
①与O2的反应：
常温下：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3。
点燃时：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：
遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化，与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应无H2产生。
Fe过量
3Fe+8H++23Fe2++2NO↑+4H2O
Fe不足
Fe+4H++Fe3++NO↑+2H2O
（4）与某些盐溶液的反应：
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：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
二、铁的氧化物和氢氧化物
1．铁的氧化物的比较
铁的氧化物
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗称
无
铁红
磁性氧化铁
色、态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体
铁的价态
+2
+3
+2、+3
水溶性
难溶于水
稳定性
不稳定性
6FeO+O22Fe3O4
稳定
稳定
与非氧化性酸的反应
FeO+2H+
Fe2++H2O
Fe2O3+6H+
2Fe3++3H2O
Fe3O4+8H+
2Fe3++ Fe2++4H2O
与CO的反应
FexOy+yCOxFe+yCO2
制取
高温熔融，过量的铁与氧气反应
2Fe+O22FeO
Fe(OH)3的分解
2Fe(OH)3
Fe2O3+3H2O
铁在氧气中燃烧
3Fe+2O2Fe3O4
提醒：（1）Fe3O4的组成可用氧化物的形式表示为FeO·Fe2O3，即有的铁显＋2价，的铁显＋3价；
（2）Fe3O4与一般酸反应生成两种盐，Fe3O4与稀硝酸反应生成一种盐[Fe(NO3)3]。
2．铁的氢氧化物的比较
铁的氢氧化物
Fe(OH)2
Fe(OH)3
物理性质
白色，难溶于水的固体
红褐色，难溶于水的固体
化学性质
（1）与非氧化性强酸反应
Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2O
（2）与氧化性酸反应
3Fe(OH)2+10HNO3
3Fe(NO3)3+NO↑+8H2O
（3）空气中放置被氧化
4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3
（1）与酸反应
Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O
（2）受热分解
2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O
制备
①煮沸蒸馏水，赶走溶解的氧气
②煮沸NaOH溶液，赶走溶解的氧气
③配制FeSO4溶液，加少量的还原铁粉
④用长滴管将NaOH溶液送入FeSO4溶液液面以下
Fe2++2OH−Fe(OH)2↓
将NaOH溶液滴入Fe2(SO4)3溶液中
Fe3++3OH−Fe(OH)3↓
三、“铁三角”及其应用
“铁三角”的四应用：
（1）判断离子共存： Fe3+、Fe2+与、、等在溶液中因发生相互促进水解反应而不能大量共存；Fe2+与(H+)、ClO−、(H+)，Fe3+与S2−、I−、HS−、在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存。
（2）除杂方法(括号内为杂质)：
Fe2+(Fe3+)：加过量铁粉过滤；
FeCl3(FeCl2)：加氯水或H2O2；
FeCl2(CuCl2)：加过量铁粉过滤；
Fe(Al)、Fe2O3(Al2O3、SiO2)：加过量强碱溶液过滤；
（3）盐溶液的保存：亚铁盐溶液——加入少量铁屑以防止Fe2+被氧化。铁盐溶液——加入少量相应的酸溶液以防止Fe3+水解。
（4）物质制备：
①制备无水氯化铁：在HCl气流中加热浓缩氯化铁溶液；
②制备氢氧化铁胶体：向沸水中加入饱和氯化铁溶液并煮沸至变为红褐色为止。
四、重要的铁盐
三氯化铁(FeCl3)：棕黄色固体，一种常见的氧化剂，能与多种还原剂发生氧化还原反应，能回收废铜，其反应的离子方程式为2Fe3++CuCu2++2Fe2+。
绿矾(FeSO4·7H2O)：一种重要的还原剂，可用作补血剂及植物的补铁剂。
高铁酸钾(K2FeO4)：深紫色晶体，具有强氧化性，可用作水处理剂或高能电池。
铁铵矾[NH4Fe(SO4)2·12H2O]：无色晶体，易溶于水，常用作化学分析试剂、药物和织物媒染剂。
赤血盐[K3Fe(CN)6]：红色晶体，易溶于水，常用于检验Fe2+，生成蓝色沉淀。
考向一 Fe2+、Fe3+的鉴别
（1）直接观察颜色：Fe2+溶液呈浅绿色，Fe3+溶液呈棕黄色。
（2）利用显色反应(形成络离子)
①
②
（3）利用Fe(OH)3沉淀的颜色：
（4）利用Fe3+的氧化性
①
②
③
（5）利用Fe2+的还原性
①
②
（6）利用铁氰化钾与亚铁离子反应生成蓝色的铁氰化亚铁沉淀检验亚铁离子。
典例1 下列除杂的操作不正确的是
A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量氢氧化镁充分反应后过滤
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
【解析】FeCl3溶液中存在水解平衡：FeCl3＋3H2OFe(OH)3＋3HCl，加入Mg(OH)2与H＋反应，平衡右移，使Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，A正确；先用H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再利用FeCl3的水解，加入CuO与H＋反应将Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，D正确。
【答案】C
1．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，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+
考向二 Fe(OH)2的制备
制备Fe(OH)2常用的三种方法
方法一：有机覆盖层法
将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应，如图1所示。
方法二：还原性气体保护法
用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀。如图2所示。
方法三：电解法
用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯或煤油，如图3所示。
典例1 用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。
Ⅰ.方法一：用FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
（1）除去蒸馏水中溶解的O2常采用 的方法。
（2）生成白色Fe(OH)2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 。
Ⅱ.方法二：在如图所示装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。
（1）在试管Ⅰ里加入的试剂是 。
（2）在试管Ⅱ里加入的试剂是 。
（3）为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是 。
（4）这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是 。
【解析】Ⅰ.方法一：（1）气体的溶解度是随温度升高而降低的，所以煮沸后的蒸馏水中溶解的O2变少。（2）避免生成的Fe(OH)2被空气(氧气)氧化。
Ⅱ.方法二：试管Ⅱ是开口式的，无法用产生的气体将溶液压入试管Ⅰ中，所以应在试管Ⅰ中制取FeSO4，而在试管Ⅱ中盛NaOH溶液。将Fe与稀H2SO4放入试管Ⅰ后，产生的H2可从试管Ⅰ内短管处排出试管Ⅰ内的空气，经过止水夹进入试管Ⅱ内的NaOH溶液中，再排尽NaOH溶液和试管Ⅱ内的空气，然后关闭止水夹，试管Ⅰ内产生的H2无法逸出，压强增大，将FeSO4溶液通过长导管压入试管Ⅱ内的NaOH溶液中，在此过程中，液体都处于H2环境中，从而避免了空气中的O2将反应生成的Fe(OH)2氧化成 Fe(OH)3。
【答案】Ⅰ.（1）煮沸 （2）避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2
Ⅱ.（1）稀H2SO4、铁屑 （2）NaOH溶液 （3）检验试管Ⅱ出口处排出H2的纯度，当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹 （4）试管Ⅰ中反应生成的H2将所用溶液和装置内的空气排尽，且外界空气不容易进入装置，可防止白色的Fe(OH)2沉淀被氧化
2．下列各图示中，能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是__________。
考向三 守恒思想在铁及其化合物计算中的应用
数轴法分析铁与稀硝酸反应的产物
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：
（1）HNO3过量：Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，铁元素的存在形式为Fe3＋。
（2）Fe过量：3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，铁元素的存在形式为Fe2＋。
（3）用数轴表示：
（4）无论二者的量如何变化，铁与稀HNO3反应，被还原的HNO3与参加反应的HNO3的物质的量之比总是1∶4。
（5）硝酸的作用及其量的确定
铁与硝酸的反应中，一是氧化剂作用，二是酸性作用。作为氧化剂的硝酸可以根据氧化还原反应中得失电子守恒的方法确定，作为酸性作用的可以通过金属铁的物质的量确定，即铁的物质的量乘以铁显示的化合价。
典例1 把22.4 g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，若反应只收集到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
3．有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 mol·L−1盐酸恰好将其完全溶解，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
考向四 “铁三角”的重要应用
典例1 A、B、C为3种单质(其中A为固体，B、C为气体)，将D的饱和溶液滴入沸水中继续煮沸，溶液呈红褐色，B、C反应的产物易溶于水得到无色溶液E。它们之间的转化关系如图，下列推断正确的是
A．物质B是H2 B．物质C是Cl2
C．物质D是FeCl2 D．物质F是FeCl2
【解析】由题意和图示转化可知A为Fe，B为Cl2，C为H2，D为FeCl3，E为HCl，F为FeCl2。
【答案】D
4．已知A为淡黄色固体，T、R为两种常见的用途很广的金属单质，D是具有磁性的黑色晶体，C是无色无味的气体，H是白色沉淀，且在潮湿空气中迅速变为灰绿色，最终变为红褐色固体。
（1）写出下列物质的化学式：
A：________________，D：_____________，R：______________。
（2）按要求写出下列反应方程式：
H在潮湿空气中变成M的过程中的化学方程式：__________________________________；
向N中通足量CO2时反应的离子方程式：________________________________；
D与盐酸反应的离子方程式：___________________________。
（3）简述检验气体C的方法：____________________________________。
1．下列关于铁及其化合物的叙述正确的是
A．2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋成立，说明氧化性：Fe3＋＞Fe2＋
B．25 ℃，pH＝0的溶液中，Al3＋、NH、NO、Fe2＋可以大量共存
C．5.6 g铁与足量的氯气反应失去电子为0.2 mol
D．硫酸亚铁溶液中加入氯水：Fe2＋＋Cl2===Fe3＋＋2Cl－
2．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
选项
反应情况设想
评价
A
当铁、铜均不剩余时，溶液中一定有Fe2＋、Cu2＋，一定无Fe3＋
正确，Fe3＋和Fe、Cu均可反应
B
当铁、铜均有剩余时，溶液中一定有Fe2＋、Cu2＋，无Fe3＋
正确，Fe和Cu与Fe3＋都反应，故有Fe2＋和Cu2＋，无Fe3＋
C
当铜有剩余，铁无剩余时，溶液中一定只有Fe2＋，无Cu2＋
正确，Cu有剩余，故无Cu2＋
D
当铁有剩余，铜无剩余时，溶液中一定有Fe2＋、Cu2＋
不正确，不可能有Fe剩余而无Cu剩余，因为Fe比Cu优先与Fe3＋反应
3．为验证还原性：SO2>Fe2＋>Cl－，三组同学分别进行了下图实验，并对溶液1和溶液2中所含离子进行了检验，能证明上述还原性顺序的实验组有
溶液1
溶液2
甲
含Fe3＋、Fe2＋
含SO
乙
含Fe3＋，无Fe2＋
含SO
丙
含Fe3＋，无Fe2＋
含Fe2＋
A．只有甲 B．甲、乙
C．甲、丙 D．甲、乙、丙
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．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大
5．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n(Fe3＋)的变化曲线
B．n1＝0.75
C．P点时，n(Fe3＋)＝0.562 5 mol
D．向P点溶液中加入铜粉，最多可溶解14.4 g
6．铁及其化合物在生产和生活中有广泛的应用。
（1）铁元素在元素周期表中的位置为________________。
（2）等物质的量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定条件下反应，产生相同条件下的气体体积比为_________；铁在高温条件下与水蒸气反应的化学方程式为_______________________________。
（3）碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如图：
已知：常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
沉淀物
Fe3＋
Fe2＋
Al3＋
开始沉淀(pH)
2.3
7.5
3.4
完全沉淀(pH)
3.2
9.7
4.4
①加入少量NaHCO3的目的是调节pH，应控制pH的范围为________________。
②碱式硫酸铁溶于水后产生的[Fe(OH)]2＋，可部分水解生成聚合离子[Fe2(OH)4]2＋。该水解反应的离子方程式为___________________________________。
（4）高铁酸钾(K2FeO4)也是常用的水处理剂。它的制备方法有多种。
①熔融法又称为过氧化钠氧化法。先在高温熔融的条件下制备高铁酸钠：Fe＋3Na2O2===Na2FeO4＋2Na2O，再将高铁酸钠加入到氢氧化钾溶液里，发生反应：2KOH＋Na2FeO4===K2FeO4＋2NaOH，请根据复分解反应原理分析该反应发生的原因：_____________________________________。
②电解法制备高铁酸钾。铁和石墨分别做两个电极的电极材料，氢氧化钠溶液做电解液实现电解制备。阴极的电极材料为__________，写出阳极的电极反应式为____________________________。
7．硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]较硫酸亚铁不易被氧气氧化，是分析化学中重要的试剂，常用于代替硫酸亚铁。硫酸亚铁铵在500 ℃时隔绝空气加热完全分解。回答下列问题：
（1）硫酸亚铁铵隔绝空气加热完全分解，发生了氧化还原反应，固体产物可能有FeO和Fe2O3，气体产物可能有NH3、SO3、H2O、N2和____________。
（2）为检验分解产物的成分，设计如下实验装置进行实验，加热A中的硫酸亚铁铵至分解完全。
①A中固体充分加热较长时间后，通入氮气，目的是_________________________。
②为验证A中残留物是否含有FeO，需要选用的试剂有________(填字母)。
A．KSCN溶液 B．稀硫酸
C．浓盐酸 D．KMnO4溶液
③装置B中BaCl2溶液的作用是为了检验分解产物中是否有______________气体生成，若含有该气体，观察到的现象为_____________________________________。
④若A中分解产物有N2，固体残留物只有Fe2O3，Fe2O3的物质的量为b mol，C中沉淀物质的量为a mol，则b________(填“大于”、“小于”或“等于”)a。
⑤实验中，观察到C中有白色沉淀生成，则C中发生反应的反应方程式为______________________(用离子方程式表示)。
（3）为测定某固体样品中(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的含量，某实验小组做了如下实验：
测定原理：MnO＋Fe2＋＋H＋===Mn2＋＋Fe3＋＋H2O(方程式未配平)
测定步骤：步骤一：准确称量20.00 g硫酸亚铁铵晶体，配制成100 mL溶液；
步骤二：取所配溶液25.00 mL于锥形瓶中，加稀H2SO4酸化，用0.100 0 mol·L－1 KMnO4溶液滴定至终点，重复两次，平均消耗KMnO4溶液16.00 mL。
①如何判断滴定终点？________________________________________________。
②产品中(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的质量分数为________________。
1．[2019江苏] 下列有关化学反应的叙述正确的是
A．Fe在稀硝酸中发生钝化 B．MnO2和稀盐酸反应制取Cl2
C．SO2与过量氨水反应生成(NH4)2SO3 D．室温下Na与空气中O2反应制取Na2O2
2．[2018·新课标全国卷Ⅰ]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
3．［2017江苏］在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A．FeFeCl2Fe(OH)2
B．SSO3H2SO4
C．CaCO3CaOCaSiO3
D．NH3NOHNO3
4．［2016·上海］下列各组混合物，使用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂不能分离的是
A．氧化镁中混有氧化铝 B．氯化铝溶液中混有氯化铁
C．氧化铁中混有二氧化硅 D．氯化亚铁溶液中混有氯化铜
5．［2016·上海］某铁的氧化物(FexO)1.52 g溶于足量盐酸中，向所得溶液中通入标准状况下112 mL Cl2，恰好将Fe2+完全氧化。x值为
A．0.80 B．0.85 C．0.90 D．0.93
6．［2016·新课标全国Ⅱ］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l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 KI溶液，加入6 mL 0.1 mol/L 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 mLCCl4充分振荡、静置，CCl4层呈紫色；
②第二只试管中加入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FeCl3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)。
变式拓展
1．【答案】C
【解析】A项中只能说明含有Fe3+，无法说明是否含Fe2+；B项原溶液中可能只有Fe3+而没有Fe2+；D项中在生成红褐色沉淀Fe(OH)3时可能掩盖了白色沉淀Mg(OH)2的生成，因此无法判定原溶液中是否有Mg2+。
2．【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，即发生4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(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原理相同，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。
3．【答案】D
【解析】由2Fe2++Cl22Fe3++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−)(盐酸中的)，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。
4．【答案】（1）Na2O2 Fe3O4 Al
（2）4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO
Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O
（3）用带火星的木条伸入试管口，若带火星的木条复燃，说明有氧气生成
【解析】A为淡黄色固体，且A能和水反应，则A是Na2O2，A和水反应生成NaOH和O2，C是无色无味的气体，则C是O2、B是NaOH；D是具有磁性的黑色晶体，是Fe3O4，Fe在氧气中燃烧生成四氧化三铁，则T是Fe，R和氧气反应生成氧化物Q，Q能和NaOH溶液反应，则Q是Al2O3、R是Al，N是NaAlO2，H是白色沉淀，且在潮湿空气中迅速变为灰绿色，最终变为红褐色固体M，则H是Fe(OH)2、M是Fe(OH)3，Fe3O4和HCl、足量Fe反应后得到E，E为FeCl2，Fe(OH)3和HCl反应生成W，则W是FeCl3。
考点冲关
1．【答案】A
【解析】B项，酸性(pH＝0)条件NO氧化Fe2＋；C项，n(e－)＝×3 mol＝0.3 mol；D项，电荷不守恒。
2．【答案】D
【解析】当铁、铜的量比较少时溶液中可能有Fe3＋存在，A项错误；当铁过量时，铜不与Fe3＋反应，无Cu2＋生成，此时溶液中不存在Cu2＋和Fe3＋，B项错误；铜有剩余则溶液中一定无Fe3＋ ，可能有Cu2＋，C项错误；铁比铜活泼，不可能铁剩余而铜无剩余，D项正确。
3．【答案】C
【解析】本实验利用“还原剂的还原性大于还原产物”的原理来验证还原性的强弱顺序。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＋，说明发生反应2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，且Cl2反应完全，可证明还原性Fe2＋>Cl－；溶液2中含有SO，则说明发生反应2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋，可证明还原性SO2>Fe2＋，故甲能证明还原性SO2>Fe2＋>Cl－；乙．溶液1中含有Fe3＋，无Fe2＋剩余，则还原性Fe2＋>Cl－，但Cl2可能过量，再通入SO2，可能发生的反应是Cl2＋SO2＋2H2O===2Cl－＋SO＋4H＋，不能比较SO2与Fe2＋的还原性强弱，故乙不能验证；丙．溶液1中含有Fe3＋，没有Fe2＋，通入SO2后溶液中又含有Fe2＋，说明SO2将Fe3＋还原得到Fe2＋，证明还原性SO2>Fe2＋，故丙实验结论能证明还原性SO2>Fe2＋>Cl－。
4．【答案】D
【解析】碱式硫酸铁电离产生Fe3＋，Fe3＋能发生水解反应生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有吸附性，可用作净水剂，A正确；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，B正确；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，C正确；(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，D错误。
5．【答案】C
【解析】该反应可以看作两步：①Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O，硝酸根离子过量，氢离子不足；②2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。a表示Fe3＋的物质的量变化曲线，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(14.4 g)铜，D正确。
6．【答案】（1）第四周期Ⅷ族
（2）3∶4 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
（3）①4.4～7.5
②2[Fe(OH)]2＋＋2H2O[Fe2(OH)4]2＋＋2H＋
（4）①K2FeO4溶解度小，析出结晶，促进反应进行
②石墨 Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O
【解析】（1）铁是26号元素，在元素周期表中的位置为第四周期Ⅷ族。
（2）令Fe的物质的量为1 mol，则：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，相同条件下气体体积之比等于其物质的量之比，则两反应中生成气体体积之比为
1 mol∶ mol＝3∶4。
（3）①制备硫酸亚铁，应与硫酸铝分离，应调节溶液pH生成Al(OH)3沉淀，且要避免生成Fe(OH)2沉淀，所以应控制pH在4.4～7.5之间。②[Fe(OH)]2＋可部分水解生成[Fe2(OH)4]2＋聚合离子，根据电荷守恒和质量守恒可写出反应的离子方程式。
（4）①K2FeO4溶解度小，析出结晶，促进反应进行。②铁发生氧化反应作阳极，所以阴极是石墨，铁转化为FeO，所以电极反应式为Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O。
7．【答案】（1）SO2
（2）①使分解产生的气体在B、C中被充分吸收 ②BD
③SO3 溶液变浑浊 ④小于 ⑤SO2＋H2O2＋Ba2＋===BaSO4↓＋2H＋
（3）①滴加最后一滴KMnO4溶液时，溶液呈紫红色且半分钟不褪色 ②62.72%
【解析】（1）根据氧化还原反应，Fe、N元素的化合价均升高，则一定有化合价降低的元素，从所给的产物判断，产物中还应有SO2。
（2）①氯化钡与稀盐酸的混合液目的是吸收氨气、三氧化硫，则过氧化氢和盐酸的混合液主要吸收二氧化硫，所以通入氮气的目的是使分解产生的气体在B、C中被充分吸收；②盐酸中的氯离子能被高锰酸钾氧化成氯气，为验证A中残留物是否含有FeO，则选择稀硫酸将固体溶解，然后加入酸性高锰酸钾溶液，若溶液褪色或变浅，证明溶液中含有亚铁离子，则固体中含有FeO；③装置B中BaCl2溶液的作用是为了检验分解产物中是否有三氧化硫，若含有三氧化硫，则溶液中有硫酸钡沉淀生成，溶液变浑浊；④若产物中有氮气生成，则失去电子的元素是Fe和N，得到电子的元素是S，根据得失电子守恒，生成b mol Fe2O3失去电子的物质的量是2b mol，C中沉淀物质的量为a mol，即生成的二氧化硫的物质的量是a mol，则得电子的物质的量是2a mol，所以2b<2a，b
直通高考
1．【答案】C
【解析】
【分析】相同的反应物，条件不同（如温度、浓度、过量与少量），反应有可能也不同；
A．钝化反应应注意必须注明常温下，浓硝酸与Fe发生钝化；
B．实验室制备氯气的反应中应注意盐酸的浓度和反应温度；
C．过量与少量问题应以少量物质为基准书写产物；
D．钠的还原性强，其与氧气反应，温度不同，产物也不同；
【详解】A．常温下，Fe在与浓硝酸发生钝化反应，故A错误；
B．二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应制取氯气，故B错误；
C．二氧化硫与过量氨水反应生成硫酸铵，故C正确；
D．常温下，Na与空气中的氧气反应生成Na2O；加热条件下，钠与氧气反应生成Na2O2，故D错误；综上所述，本题应选C。
【点睛】本题考查常见物质的化学反应，相同的反应物，条件不同（如温度、浓度、过量与少量），反应有可能也不同，所以在描述化学反应时应注意反应的条件。
2．【答案】D
【解析】废旧电池中含有的金属、电解质溶液会对水体和土壤等造成污染，处理废旧电池有利于资源再利用，同时能够降低环境污染，保护环境，A项正确；从流程图看出，正极材料涉及了铝、铁、锂等金属，B项正确；因流程中加入的有HNO3，故在含Li、P、Fe等滤液中加碱液，发生“沉淀”反应的金属离子为Fe3＋，C项正确；因为锂及其化合物的性质与镁相似，由硫酸镁易溶于水推知，硫酸锂易溶于水，由碳酸镁微溶于水推知，碳酸锂微溶于水，所以不能用硫酸钠代替碳酸钠，D项错误。
3．【答案】C
【解析】A．铁与氯气反应只能生成氯化铁，A错误；B．硫在空气或氧气中燃烧只能生成二氧化硫，B错误；C．两步均能实现，C正确；D．NO不与H2O反应，D错误。
【名师点睛】本题考查是元素化合物之间的转化关系及反应条件。解题的关键是要熟悉常见物质的化学性质和转化条件，特别是要关注具有实际应用背景或前景的物质转化知识的学习与应用。
4．【答案】D
【解析】A项，虽然氧化镁和氧化铝都是金属氧化物，但根据氧化铝是两性氧化物的特点，可先用氢氧化钠溶液溶解将二者分开，过滤得氧化镁固体和偏铝酸钠溶液，往偏铝酸钠溶液中加入适量的盐酸可得氢氧化铝沉淀，过滤，将氢氧化铝加热可得氧化铝；B项，先加入足量氢氧化钠溶液，过滤，得氢氧化铁和偏铝酸钠溶液，往偏铝酸钠溶液中加入适量的盐酸可得氢氧化铝，过滤，然后用盐酸分别溶解氢氧化铁和氢氧化铝，可得到氯化铝溶液和氯化铁溶液；C项，一个碱性氧化物，一个是酸性氧化物，所以可先用氢氧化钠溶液溶解，过滤，得氧化铁固体和硅酸钠溶液，往硅酸钠溶液中加入盐酸，过滤，将所得沉淀加热即可得到二氧化硅。D项，由于氯化亚铁和氯化铜都只能和氢氧化钠反应，且得到的沉淀又都溶于盐酸，所以二者不能分离。
5．【答案】A
【解析】根据电子守恒可知，FexO被氧化为Fe3+转移的电子数和Cl2转移的电子数相等。标准状况下112 mL Cl2转移电子数为0.01 mol。则有：，解得x=0.8。故选项A正确。
6．【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+被氧化。
（2）Cl2可将Fe2+氧化成铁离子，自身得电子生成氯离子，反应的离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl−。
（3）防止空气中的氧气将Fe2+氧化，产生干扰，所以煤油的作用是隔绝空气。
（4）根据Fe2+的检验方法，向溶液中加入1滴K3[Fe(CN)6] 溶液，生成蓝色沉淀，一定含有亚铁离子；则实验②检验的离子是Fe2+；碘易溶于CCl4，在CCl4中呈紫色，Fe3+遇KSCN溶液显血红色，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）H2O2溶液中加入几滴酸化的FeCl3溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+=== 2Fe3++ 2H2O，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H2O2分解放出氧气，而反应放热，促进Fe3+的水解平衡正向移动。
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