第3章　物质的性质与转化 3.1.2 试卷

第2课时　铁及其化合物之间的转化关系

学业要求

1．从物质类别、元素价态的角度，依据复分解反应规律和氧化还原反应原理，预测含有铁元素的物质的性质及物质之间的转化，设计实验进行初步验证，并能分析解释有关实验现象，培养科学探究与创新意识的化学核心素养。

2．利用含有铁元素的物质的性质和转化关系，设计制备、分离、检验等简单任务的方案；能从物质类别和元素价态变化的角度说明物质的转化路径，培养证据推理与模型认知的意识。

3．分别根据含有铁元素的物质性质，分析生产、生活中的实际问题，如补铁剂中铁元素价态的检验、线路板废液的回收利用等，培养科学态度与社会责任的化学核心素养。

知识网络

1.绘制铁及其化合物的“价—类”二维图，并表示各物质之间的转化关系，示例如下：

2．补铁剂中铁元素价态的检验

3.铁元素与人体健康

[即学即练]

1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。

(1)NaOH溶液滴入FeSO4溶液中产生白色沉淀，随后变为红褐色，与氧化还原反应无关。(　　)

(2)Cu与FeCl3溶液反应可生成CuCl2。(　　)

(3)探究维生素C的还原性，可向盛有2 mL黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液，观察颜色变化。(　　)

(4)向CuSO4溶液中加入铁粉，有红色固体析出，则Fe2＋的氧化性强于Cu2＋的氧化性。(　　)

(5)铁与过量的硫粉共热产物是Fe2S3。(　　)

(6)某含铁盐化学式为Na2FeO4，具有较强的杀菌消毒功能，其中铁元素的化合价是＋6价。(　　)

2．以下转化过程不可以通过化合反应一步实现的是(　　)

A．Fe→FeCl3         B．Fe→FeCl2

C．Fe2O3→Fe(OH)3    D．Fe(OH)2→Fe(OH)3

3．下列物质溶于稀盐酸后，滴加KSCN溶液没有颜色变化，再加氯水呈红色的是(　　)

A．Fe3O4    B．Fe2O3

C．FeCl3    D．FeO

4．下列试剂中，能使Fe2＋转化为Fe3＋的是(　　)

①氯气　②NaCl溶液　③KMnO4溶液　④次氯酸　⑤盐酸　⑥NaNO3溶液

A．①②③    B．①③④

C．②④⑤    D．②⑤⑥

5．A、B、C三种物质中均含有同一种元素M，它们之间有如图所示的转化关系。A为一种金属单质，其产量直接关系国民经济命脉。反应①②③均为化合反应，反应④为置换反应。下列有关说法不正确的是(　　)

A．①中所加试剂可能是氯气

B．③中需要加具有氧化性的试剂

C．④中所加试剂可能是铜或锌等

D．元素M在②中发生的价态变化也能通过加碘化钾溶液实现

6．根据下列实验：

①向Fe2(SO4)3和CuSO4的混合液中加入过量铁粉，充分反应，有红色固体析出，过滤。

②取①中滤液，向其中滴加KSCN溶液，观察现象。

判断下列说法正确的是(　　)

A．氧化性Cu2＋>Fe3＋

B．①中所得固体只含铜

C．①中滤液含有Cu2＋和Fe2＋

D．②中不会观察到溶液变红

含铁元素物质之间的转化

[例]　已知A为常见的金属单质，根据如下所示的转化关系回答下列问题：

(1)写出下列各物质的化学式：

A为________，B为________，C为________，D为________，E为________，F为________。

(2)反应④的离子方程式为________________________，反应⑤的离子方程式为________________________，反应⑧的化学方程式为________________________________。

状元随笔　解答无机框图题的关键是依据物质的特性或反应特征确定“突破口”，本题的突破口为：

(1)F是一种红褐色固体

(2)B与盐酸反应生成两种盐且能相互转化——含变价金属，B为Fe3O4

[提升]　某化学小组为验证Fe3＋与Fe2＋能够相互转化，进行如下实验。

下列分析不合理的是(　　)

A．解释现象ⅰ的反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋

B．实验②与③可以调换顺序

C.溶液变红涉及反应：Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋

D．氧化性：Cl2>Fe3＋>Fe2＋

关键能力

1.不同价态铁元素之间的转化关系

2．铁及其化合物间的转化

(1)铁及其化合物的制备。

①冶炼铁：Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe

Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2

②亚铁盐、铁盐的制备：

Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O

2FeCl2＋Cl2===2FeCl3

Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑

2Fe＋3Cl22FeCl3

(2)亚铁盐溶液的保存：加入少量铁粉防止亚铁盐被氧化。如2FeCl3＋Fe===3FeCl2

(3)亚铁盐、铁盐的检验。

①FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl(生成红褐色沉淀)

②FeCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl(生成白色沉淀)

4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(先生成白色沉淀，迅速变灰绿色，最后变成红褐色)

1．现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色，其原因可能是(　　)

A．苹果汁中的Fe2＋变成Fe3＋

B．苹果汁中含有Cu2＋

C．苹果汁含有OH－

D．苹果汁含有Fe3＋

2．下列叙述不正确的是(　　)

3.(双选)下列说法正确的是(　　)

A．Fe在一定条件下与水反应生成H2和Fe(OH)3

B．Fe3O4溶于盐酸后加入几滴KSCN溶液，溶液显红色

C．工业上在高温下用CO还原含Fe2O3的铁矿石炼铁

D．Fe3＋具有氧化性，据此可用KSCN溶液鉴别Fe3＋

4．铁片投入下列溶液，溶液质量增加，但无气体产生的是(　　)

A．AgNO3溶液    B．CuSO4溶液

C．稀硫酸    D．FeCl3溶液

5．向氧化铁、氧化铜、铁、铜的混合粉末中加入过量的稀盐酸，充分反应后，仍有红色粉末存在，则关于溶液中阳离子的判断正确的是(　　)

A．只有Fe2＋和Cu2＋

B．一定有Fe2＋、Cu2＋，可能有Fe3＋

C．一定有Fe2＋，可能有Cu2＋

D．只有Fe2＋

6．元素的“价—类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。下图为铁元素的“价—类”二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法正确的是(　　)

A．在高温条件下，铁与水蒸气的反应可实现上述转化①

B．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化②生成红棕色粉末

C．由图可预测：高铁酸盐()具有强氧化性，可用于消毒，与水反应最终可生成Fe(OH)3胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可做净水剂

D．加热Fe(OH)3发生转化⑥，加水溶解可实现转化③

第2课时　铁及其化合物之间的转化关系

学 业 基 础

2．无Fe3＋　有Fe3＋　溶液变红　有Fe2＋　有Fe2＋　无Fe2＋

3．最高　＋2　贫血　还原性

[即学即练]

1．(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×　(6)√

2．解析：铁和氯气反应生成氯化铁，故能一步化合实现，所以A项不符合题意；铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，故能一步化合实现，所以B项不符合题意；氧化铁不能和水发生化合反应得到氢氧化铁，故不能一步化合得到，所以C项符合题意；氢氧化亚铁和氧气、水反应生成氢氧化铁，能通过化合反应一步实现，所以D项不符合题意。

答案：C

3．解析：Fe3O4溶于稀盐酸，溶液中存在铁离子和亚铁离子，滴加硫氰酸钾溶液后即可变成红色，故A项错误；Fe2O3与盐酸反应生成了铁离子，滴加硫氰酸钾溶液后变成红色，故B项错误；FeCl3溶于稀盐酸，溶液中含有铁离子，滴加硫氰酸钾溶液后变成红色，故C项错误；FeO和稀盐酸反应生成氯化亚铁，溶液中没有铁离子，滴加硫氰酸钾溶液没有颜色变化；加入氯水后，氯水具有很强的氧化性，会把亚铁离子氧化成铁离子，溶液显示红色，故D项正确。

答案：D

4．解析：要实现Fe2＋转化为Fe3＋，可加入具有氧化性的物质，其中①氯气、③KMnO4溶液、④次氯酸都能把Fe2＋氧化生成Fe3＋，所以B项正确。

答案：B

5．解析：根据转化关系及题意可确定A为变价金属Fe。反应①中加入氯气能实现，B为氯化铁，C为氯化亚铁，所以A正确；反应③中铁元素由＋2价变为＋3价，需要加具有氧化性的试剂，所以B正确；反应④是由Fe到Fe2＋，加Cu或Zn不能实现，所以C错误；Fe3＋可以与I－反应生成Fe2＋和I2，所以D正确。

答案：C

6．解析：在反应2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋中，氧化剂为Fe3＋，氧化产物为Cu2＋，即可知氧化性Fe3＋>Cu2＋，故A项错误；①中所得固体含有过量的铁和置换出的铜，故B项错误；由于加入的铁是过量的，则溶液中不可能含有Cu2＋，故C项错误；因在①的滤液中只有Fe2＋，没有Fe3＋，则滴加KSCN溶液时并不会出现溶液变红的现象，故D项正确。

答案：D

核 心 素 养

[例]　解析：由转化关系图可知，红褐色固体F为Fe(OH)3，则E为Fe(OH)2，C为FeCl2，D为FeCl3，A为Fe，B为黑色固体，是Fe3O4，物质之间的转化如下所示。

答案：(1)Fe　Fe3O4　FeCl2　FeCl3　Fe(OH)2　Fe(OH)3

(2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－(其他合理答案均可)　2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋(其他合理答案均可)　4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

[提升]　解析：向FeCl3溶液中加入过量铁粉，铁与Fe3＋反应生成Fe2＋，溶液由棕黄色变为浅绿色，A正确；先加氯水，Fe2＋被氧化为Fe3＋，再加KSCN溶液，溶液变红，无法检验Fe2＋，B错误；滴加氯水后，Fe2＋被氧化为Fe3＋，C正确；由反应方程式可知，氧化性：Cl2>Fe3＋>Fe2＋，D正确。

答案：B

学考评价

1．解析：苹果中含有Fe2＋，把苹果榨成苹果汁之后，果汁中的Fe2＋被空气中的氧气氧化成Fe3＋。

答案：A

2．解析：A项发生反应：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，正确；B项发生反应：Fe＋2FeCl3===3FeCl2，正确；C项银与盐酸不反应，而Fe与盐酸反应，正确；D项混合物在空气中灼烧时，Fe(OH)2最终转变为Fe2O3，错误。

答案：D

3．解析：高温下铁能与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，故A项错误；Fe3O4溶于盐酸生成Fe3＋和Fe2＋，Fe3＋与KSCN反应得到红色溶液，故B项正确；一般炼铁的过程就是用CO还原Fe2O3生成Fe，故C项正确；用KSCN溶液鉴别Fe3＋主要是利用了Fe3＋与KSCN溶液反应显红色，而非Fe3＋的氧化性，故D项错误。

答案：BC

4．解析：Fe与AgNO3溶液反应置换出Ag，溶液质量减小，故A错误；Fe与CuSO4溶液反应置换出Cu，溶液质量减小，故B错误；铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，溶液质量增加，但生成气体，故C错误；Fe与FeCl3溶液反应生成氯化亚铁，无固体析出，溶液质量增加，且没有气体生成，故D正确。

答案：D

5．解析：混合粉末中加入过量的稀盐酸反应后，仍有红色固体铜存在，说明溶液中一定有Fe2＋，一定没有Fe3＋，可能有Cu2＋，故选C。

答案：C

6．解析：在高温条件下，铁与水蒸气反应生成Fe3O4，不能实现转化①，故A错误；FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热部分被氧化，生成Fe3O4，故B错误；高铁酸盐具有强氧化性，可用于消毒，与水反应最终可生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体有吸附性，可吸附悬浮杂质，因此高铁酸盐可以做净水剂，故C正确；Fe(OH)3受热分解生成氧化铁和水，能发生转化⑥，氢氧化铁不溶于水，加水不能实现转化③，故D错误。

答案：C