鲁科版高考化学一轮复习第3章第12讲铁的多样性教学课时学案

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铁及其氧化物
1．铁的位置、存在和物理性质
2．铁单质的化学性质(写出有关化学方程式)
铁的化学性质比较活泼，有较强的还原性。
(1)与非金属单质的反应
Fe与S反应：Fe＋Seq \(=====,\s\up14(△))FeS。
(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)eq \(=====,\s\up14(高温))Fe3O4＋4H2。
(3)与酸反应
(4)与盐(Cu2＋、Fe3＋)反应
Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。
Fe遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化，原理是铁表面迅速形成一层致密的氧化物薄膜，不能认为两者不反应，该反应加热就可持续进行。
3．铁的氧化物
(1)物理性质
(2)化学性质(用离子方程式或化学方程式表示)
①FeO不稳定，在空气中受热生成Fe3O4：6FeO＋O2eq \(=====,\s\up14(△))2Fe3O4。
②FeO、Fe2O3、Fe3O4分别与盐酸反应：FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O、Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。
③均具有氧化性，能被木炭、H2、CO等还原为Fe，如2FeO＋Ceq \(=====,\s\up14(高温))2Fe＋CO2↑。
Fe3O4的组成可用氧化物的形式表示为FeO·Fe2O3，即有eq \f(1,3)的铁显＋2价，eq \f(2,3)的铁显＋3价。
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)Fe位于元素周期表中的第4周期第ⅧB族。( )
(2)化合物中铁只有＋2、＋3两种价态。( )
(3)Fe是活泼金属，在常温下与任何酸均生成H2。( )
(4)Fe与H2O(g)的加热反应产物为Fe2O3。( )
(5)FeO与稀HNO3反应生成Fe(NO3)3。( )
(6)Fe3O4中有＋2、＋3价，二者个数比为1∶2。( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)√
铁及其氧化物的性质及应用
1．铁是日常生活中使用最广泛的金属，下列关于铁的说法正确的是 ( )
A．常温下浓硫酸与铁不反应，故常温下可用铁制容器贮藏、贮运浓硫酸
B．铁是较活泼的金属，它与卤素单质(X2)反应的生成物均为FeX3
C．铁的氧化物均为黑色，不溶于水
D．铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4
D [浓硫酸与Fe在常温时钝化，不是不反应，A错误；铁与I2反应时生成FeI2，B错误；Fe2O3为红棕色粉末，C错误。]
2．铁的氧化物有很多，在中学化学中经常提到的有FeO、Fe2O3和Fe3O4，而且在一定条件下它们之间是可以相互转化的，例如：在1 400 ℃以上的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4。下列有关说法正确的是 ( )
A．FeO在空气中加热只转化为Fe2O3
B．Fe3O4常写成FeO·Fe2O3，其中既有＋2价的Fe，又有＋3价的Fe，所以Fe3O4是一种混合物
C．热稳定性：Fe2O3D．Fe3O4与稀硝酸反应的离子方程式为Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O
C [A项，FeO在空气中加热也可转化为Fe3O4，错误；B项，Fe3O4为纯净物，错误；D项，Fe2＋能被稀硝酸氧化为Fe3＋，错误。]
3．铁与水蒸气反应，通常有以下两种装置。
请回答下列问题：
(1)装置一实验时，应先点燃A处酒精灯的理由是
________________________________________________________________。
(2)装置二中湿棉花的作用是_____________________________________。
(3)两装置中Fe发生反应的化学方程式为________________________________。
(4)为了提高铁粉与水蒸气的接触面积，可采取的措施为____________________。
(5)实验完毕后，取出装置一中的少量固体，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)。
[答案] (1)排除装置中的空气，防止Fe与O2反应
(2)提供反应物水蒸气
(3)3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up14(高温))Fe3O4＋4H2
(4)将铁粉置于疏松的石棉绒上
(5)Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
铁与稀硝酸反应的定量关系

Fe与稀硝酸反应的产物确定及有关计算
(1)铁与稀硝酸两者用量不同，反应生成的产物亦不同。
①Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
②Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2
①×2＋②可得
③3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
④二者用量与生成物关系
(2)此类计算涉及三个守恒：得失电子守恒、原子守恒、电荷守恒。
4．向含a g HNO3的稀溶液中，加入b g铁粉充分反应后全部溶解。已知有eq \f(a,4) g HNO3被还原，则a∶b不可能是( )
A．2∶1 B．3∶1
C．4∶1 D．9∶2
A [满足条件的反应为Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O ①
3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O ②
满足方程①的a∶b＝(4×63)∶56＝9∶2，
满足方程②的a∶b＝(8×63)∶(3×56)＝3∶1。
介于方程①②之间即3≤eq \f(a,b)≤4.5的都行。 只有A不符合。]
5.在一定量的稀硝酸中慢慢加入铁粉，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。
(4)AB段与BC段的n(Fe)的比为________。
[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，稀HNO3反应完全后，发生反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，最后全部转化为Fe2＋。AB与BC段消耗的Fe的物质的量比为2∶1。
[答案] (1)① (2)④ (3)③ (4)2∶1
铁的氧化物组成分析
6．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________。
[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 ml×2＝0.05 ml，根据电荷守恒得2n(Fe2＋)＋3n(Fe3＋)＝n(Cl－)，则n(Fe3＋)＝0.2 ml，故n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝0.05∶0.2＝1∶4，故该氧化物可表示为FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。
[答案] Fe5O7
铁的氢氧化物
铁的氢氧化物的性质
1．铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是( )
A．Fe(OH)3 Fe2O3 B．Fe(OH)2 Fe2O3
C．Fe(OH)2 Fe(OH)3
(2)利用(1)中②装置制备Fe(OH)2的操作步骤为
_____________________________________________________________。
[答案] (1)①②③⑤ (2)先打开止水夹a，反应一段时间后检验B中出来的H2纯净时，再关闭止水夹a，使A中溶液进入B中
Fe(OH)2的制备
Fe(OH)2在空气中很容易被O2氧化为Fe(OH)3，制备Fe(OH)2并使其较长时间保持不变的关键是要避免O2的存在或进入。
(1)有机覆盖层保护法
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。
(2)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。
(3)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)。
铁盐、亚铁盐与高铁酸盐
1．亚铁盐的主要性质
(1)亚铁盐的氧化性和还原性
含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，既有氧化性，又有还原性，以还原性为主。
①氧化性：Fe2＋与Zn反应：Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋(写离子方程式，下同)。
②还原性[遇Br2、Cl2、O2、H2O2、ClO－、NOeq \\al(－,3)(H＋)等表现]：
a．向FeSO4溶液中滴入几滴KSCN溶液，再加入氯水(或通入Cl2)，溶液变红色。反应原理为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
b．向FeSO4溶液中滴入双氧水，溶液变黄，反应为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
c．向FeSO4溶液中滴加少量酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去。反应原理为MnOeq \\al(－,4)＋5Fe2＋＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。
(2)亚铁盐的水解与保存
①水解：Fe2＋＋2H2OFe(OH)2＋2H＋。
②亚铁盐溶液保存：保存时应加入铁粉防止Fe2＋被氧化，加入相应酸防止水解。
2．铁盐的主要性质
(1)铁盐的氧化性
含Fe3＋的溶液呈黄色，Fe3＋具有较强的氧化性。
①向FeCl3溶液中滴入几滴KSCN溶液，再加入过量活泼金属(如Fe)，溶液红色褪去。反应原理为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋(写离子方程式，下同)。
②向FeCl3溶液中加入淀粉-KI溶液，溶液变成蓝色。反应原理为2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋。
③向FeCl3溶液中通入H2S气体，出现黄色浑浊。反应原理为2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。
④用氯化铁溶液蚀刻印刷电路板发生的反应为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。
(2)铁盐的水解与溶液配制和保存
①水解离子方程式：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋。溶液中Fe3＋分别与HCOeq \\al(－,3)、[Al(OH)4]－、COeq \\al(2－,3)、ClO－等发生相互促进的水解反应而不能大量共存。
②实验室配制氯化铁溶液时，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，抑制Fe3＋水解。
③保存：铁盐溶液保存时，加相应酸防止水解。
3．Fe2＋、Fe3＋的检验
(1)Fe2＋的检验
(2)Fe3＋的检验
4.高铁酸盐(K2FeO4、Na2FeO4)
FeOeq \\al(2－,4)中Fe为＋6价，具有强氧化性，在碱性条件下能稳定存在，在酸性或中性溶液中快速产生O2,4FeOeq \\al(2－,4)＋10H2O===4Fe(OH)3(胶体)＋3O2↑＋8OH－，因此，高铁酸盐可用于杀菌消毒，而且还原产物Fe(OH)3胶体也是一种新型绿色净水剂。
1．完成下列反应的离子方程式。
(1)酸性FeCl2溶液长期露置于空气中：___________________________________。
(2)向Fe(NO3)2溶液中滴加少量稀硫酸：__________________________________。
(3)FeCl2的酸性溶液与H2O2反应：____________________________________。
(4)向FeSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液褪色：_______________ _________________________________________________________。
(5)向FeCl3溶液中滴加KI溶液：_______________________________________。
(6)向FeCl3溶液中逐渐加入Zn粉至过量：___________________________。
[答案] (1)4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O
(2)3Fe2＋＋4H＋＋NOeq \\al(－,3)===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
(3)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
(4)5Fe2＋＋MnOeq \\al(－,4)＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O
(5)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
(6)2Fe3＋＋3Zn===2Fe＋3Zn2＋
2．下列有关Fe3＋、Fe2＋的性质及应用的说法不正确的是________(填序号)。
①Fe2(SO4)3易溶于水，所以可用作净水剂
②向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉，可制得硫酸亚铁溶液
③室温下，向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液，再滴加几滴淀粉溶液，溶液变蓝色，则说明Fe3＋的氧化性比I2的强
④Fe2＋与H2O2在酸性溶液中的离子反应：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
⑤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，原因是维生素C具有还原性，可防止Fe2＋被氧化而失效
⑥将Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸后，滴加KSCN溶液，溶液变红，说明Fe(NO3)2已氧化变质
⑦除去CaCl2溶液中的Fe2＋，可先向溶液中加入H2O2溶液，再加入过量CaCO3，调节pH
⑧配制FeCl3溶液时，为了防止FeCl3水解，可将FeCl3先溶于稀硝酸中
[答案] ①⑥⑧
Fe2＋与Fe3＋的性质与转化
1．在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的铁屑，反应完全后将固体滤出，下列说法中正确的是( )
A．若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，一定不含Cu2＋
B．若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，可能含Cu2＋和Fe3＋
C．若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe3＋和Fe2＋，一定不含Cu2＋
D．若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，一定不含Cu2＋和Fe3＋
D [氧化性Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋，加入铁粉后有固体剩余，Fe3＋一定不存在；若剩余固体全部都是Cu，溶液中还可能有Cu2＋，也可能恰好被完全置换；若剩余固体是Cu和Fe，则溶液中不可能有Cu2＋和Fe3＋。]
2．在Fe2(SO4)3溶液中，加入a g铜，完全溶解后，再加b g铁，充分反应后得到c g残余固体，且a＞c，则下列说法正确的是( )
A．残余固体是铜和铁
B．最后得到的溶液中一定含有Cu2＋
C．将残余固体加入稀硫酸中，有气泡产生
D．最后得到的溶液中可能含有Fe3＋
B [因为a＞c，说明b g铁完全反应，溶液中含Cu2＋、Fe2＋，不含Fe3＋。]
Fe2＋、Fe3＋的检验
3．下列有关铁离子及亚铁离子检验的说法错误的是( )
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Fe2＋
B．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液显红色，证明原溶液中有Fe3＋，无Fe2＋
C．证明某溶液只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后变为灰绿色，最后呈红褐色
D．向某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明原溶液中有Fe2＋，无Fe3＋
BD [B项，滴加KSCN溶液，溶液显红色，说明含Fe3＋，不确定是否含Fe2＋，错误；D项，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明含Fe2＋，不确定是否含Fe3＋，错误。]
4．一定量的铁粉在氯气中充分燃烧，将所得固体完全溶解于稀盐酸，制得溶液A。
(1)铁在氯气中燃烧的化学方程式是______________________________________。
(2)推测A中可能含有的金属阳离子：
①只有Fe3＋；
②只有Fe2＋；
③________。
甲同学为探究溶液的组成，实验如下：
(3)乙同学继续探究溶液A的组成。
查阅资料：16HCl(浓)＋2KMnO4===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
实验过程：另取少量溶液A于试管中，逐滴加入酸性KMnO4溶液，充分振荡，KMnO4溶液紫色褪去，实验结论：________(填字母)。
a．可能有Fe2＋
b．可能无Fe2＋
c．一定有Fe2＋
根据你选择的实验结论，简述理由：____________________________________ ____________________________________________________________________。
[答案] (1)2Fe＋3Cl2eq \(=====,\s\up14(△))2FeCl3
(2)含有Fe2＋和Fe3＋ 溶液变红色 Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
(3)ab 因为还原性Fe2＋>Cl－，逐滴加入酸性KMnO4溶液，Fe2＋将MnOeq \\al(－,4)还原为Mn2＋，使紫色褪去，故可能含有Fe2＋；若溶液中无Fe2＋，Cl－也能将MnOeq \\al(－,4)还原为Mn2＋，紫色褪去，因而溶液中也可能无Fe2＋

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后的混合溶液加入足量的新制氯水中(新制氯水能氧化SCN－)。
(2)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，发生干扰)。
(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。
1．下列说法正确的是________(填序号)。
①(2022·广东选择性考试)工人将模具干燥后再注入熔融钢水涉及的化学知识是铁与H2O高温下会反应
②(2022·广东选择性考试)因为FeCl3水解可生成Fe(OH)3胶体，所以FeCl3可用作净水剂
③(2021·广东选择性考试)H2O(g)通过灼热铁粉：3H2O(g)＋2Fe===Fe2O3＋3H2
④(2020·全国Ⅲ卷)向H2O2溶液中滴加少量FeCl3：2Fe3＋＋H2O2===O2↑＋2H＋＋2Fe2＋
⑤(2020·江苏高考)室温下，Fe与浓H2SO4反应生成FeSO4
[答案] ①②
2．(2022·广东选择性考试，T11)为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3% NaCl溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是( )
A．加入AgNO3溶液产生沉淀
B．加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现
C．加入KSCN溶液无红色出现
D．加入K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀生成
D [铁片腐蚀生成Fe2＋，加入K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀生成，说明没有Fe2＋，铁片没有被腐蚀，D符合题意。]
实验小组研究二价铁的还原性，设计如下实验。
(1)实验所用的FeSO4溶液由Fe2(SO4)3溶液和足量铁粉反应制得，反应的离子方程式是______________________________________________________________。
(2)实验Ⅰ中沉淀变为红褐色的化学方程式是_____________________ _________________________________________。
(3)关于实验Ⅱ中白色沉淀的组成，小组同学展开研究。
①已知Fe(HCO3)2在水中不存在。对沉淀组成做出如下假设，请补充完整。
假设a：依据NaHCO3溶液显________性，推测白色沉淀可能为Fe(OH)2；
假设b：白色沉淀可能为________。
②研究白色沉淀组成的实验如下：
ⅰ.取少量白色沉淀，充分洗涤，向其中加入稀硫酸，沉淀完全溶解，产生无色气泡；
ⅱ.向所得溶液中滴入KSCN试剂，溶液几乎不变红；
ⅲ.向ⅱ溶液中再滴入少量H2O2，溶液立即变为红色。
由此说明，白色沉淀中一定含有________(填离子)。
③研究过程中发现白色沉淀在空气中久置，最终变为红褐色。则该沉淀比实验Ⅰ中所得的Fe(OH)2________(填“难”或“易”)被空气氧化。
[解析] (1)Fe2(SO4)3与Fe反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。(2)实验Ⅰ中的白色沉淀为Fe(OH)2，其变为红褐色的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。(3)①NaHCO3溶液显碱性，故可推测沉淀可能为Fe(OH)2；另一种猜测是生成了FeCO3沉淀。②由于溶于稀硫酸后产生无色气泡，滴入KSCN溶液不变红，加入H2O2后变红，则证明白色沉淀中一定含有Fe2＋和COeq \\al(2－,3)。③由于白色沉淀久置后才变红褐色，故该沉淀难被空气氧化。
[答案] (1)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
(2)4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3
(3)①碱 FeCO3 ②Fe2＋和COeq \\al(2－,3) ③难
课时分层作业(十二) 铁的多样性
一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求)
1．《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CuSO4·5H2O
②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
[答案] D
2．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Fe2S3
B．加热时，过量Fe与氯气反应生成FeCl2
C．高温下，铁与水蒸气反应有Fe2O3生成
D．铁与稀HNO3反应可以生成Fe2＋也可以生成Fe3＋
D [A.Fe与S化合生成FeS，错误；B.Fe与Cl2反应生成FeCl3，错误；C.高温下，Fe与H2O(g)反应生成Fe3O4，错误。]
3．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
A [Fe2O3粉末呈红棕色，可用于制取染料，B错误；Fe3＋水解生成氢氧化铁胶体，可用作净水剂，C错误；FeCl3溶液具有氧化性，用于蚀刻铜电路板，D错误。]
4．铁及其化合物是中学化学中的一类重要物质，下列关于铁元素的叙述中正确的是 ( )
A．2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋成立，说明氧化性：Fe3＋>Fe2＋
B．25 ℃，pH＝0的溶液中，Al3＋、NHeq \\al(＋,4)、NOeq \\al(－,3)、Fe2＋可以大量共存
C．5.6 g铁与足量的氯气反应失去电子0.2 ml
D．硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液：Fe2＋＋2H2O2＋4H＋===Fe3＋＋4H2O
A [在2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋中，Fe3＋是氧化剂，Fe2＋既是氧化产物又是还原产物，氧化性：Fe3＋>Fe2＋，A项正确；pH＝0的溶液呈强酸性，Fe2＋、NOeq \\al(－,3)、H＋不能大量共存，B项错误；5.6 g铁与足量的氯气反应失去0.3 ml电子，C项错误；D项电荷和得失电子不守恒，错误。]
5．某同学设计如图装置进行铁与水反应的实验，虚线框处的装置用来检验生成的气体。下列说法正确的是( )
A．实验后，装置B中生成红棕色固体
B．虚线框C处应该选择装置甲
C．实验时将螺旋状铜丝加热变黑后再趁热迅速伸入试管中，可观察到铜丝由黑变红
D．实验后，将装置B中的固体溶于足量稀硫酸，所得溶液中一定含有Fe3＋和Fe2＋
C [A项，Fe与H2O(g)反应生成Fe3O4为黑色，错误；B项，虚线框C处为验证生成的气体是H2，ρH2<ρ空气，应选用装置乙，错误；D项，实验后，将装置B中的固体溶于足量稀硫酸，所得溶液中可能含有Fe3＋，若铁粉过量可能不含Fe3＋，错误。]
6．选择合适试剂完成甲、乙两组实验：
甲组：检验含Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋；
乙组：检验含Fe2＋的溶液中是否含有Fe3＋。
下列试剂选取正确的一项是( )
B [甲组，在Fe3＋存在的条件下，检验Fe2＋，要排除Fe3＋干扰。所选试剂具备下列条件：一是能与Fe2＋发生有明显现象的反应；二是不与Fe3＋不反应，不干扰现象观察。只有酸性KMnO4溶液符合条件：5Fe2＋＋MnOeq \\al(－,4)＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，现象是紫色变浅(或褪去)。 乙组，在Fe2＋存在的条件下，检验Fe3＋，用KSCN溶液检验Fe3＋，Fe2＋无干扰。]
7．下列关于Fe3＋、Fe2＋性质实验的说法错误的是( )
A．用如图装置可以制备Fe(OH)2沉淀
B．配制FeCl3溶液时，先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度
C．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，此现象不能确定溶液中含有Fe2＋
D．FeCl3溶液加入足量铜粉，溶液变色，说明Fe3＋具有氧化性
C [溶液中加KSCN溶液不变色，说明无Fe3＋，加氯水又变红，说明含Fe3＋，可以证明原溶液中含Fe2＋，C错误。]
8．硫铁矿烧渣(含Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2等)是生产硫酸的固体废弃物，用其制备高效絮凝剂聚合氯化硫酸铁铝既能消除烧渣的危害，又能实现资源化利用，制备流程如图所示。下列有关说法错误的是( )
A．离心沉降与过滤都能实现固液分离
B．使用次氯酸钠氧化含铁溶液时发生反应：ClO－＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O
C．水浴加热时，应将温度计插入水浴锅液面下
D．聚合氯化硫酸铁铝可用于生活废水的杀菌消毒
D [硫铁矿烧渣酸溶后，可溶性物质进入溶液，难溶性物质仍以固体形式存在，可以通过过滤或者离心沉降的方法实现固液分离，A正确；次氯酸钠为强氧化剂，酸溶后得到的含铁溶液中含有还原剂Fe2＋，故酸性条件下发生的反应为ClO－＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O，B正确；水浴加热时，温度计测量的温度为水的温度，故应将温度计插入水浴锅液面下，C正确；聚合氯化硫酸铁铝水解产生的Al(OH)3胶体和Fe(OH)3胶体具有吸附性，可用作净水剂，但不能杀菌消毒，D错误。]
二、非选择题
9．医学上绿矾可用于补血剂甘氨酸亚铁[(NH2CH2COO)2Fe]颗粒的制备，有关物质性质如下：
(1)向绿矾溶液中缓慢加入NH4HCO3溶液，边加边搅拌，反应结束后生成沉淀FeCO3。该反应的离子方程式为________________________________________。
(2)制备(NH2CH2COO)2Fe：往FeCO3中加入甘氨酸(NH2CH2COOH)的水溶液，滴入柠檬酸溶液并加热。反应结束后过滤，滤液经蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品。
①加入柠檬酸溶液一方面可调节溶液的pH促进FeCO3溶解，另一个作用是________________________________________________________________。
②洗涤操作，选用的最佳洗涤试剂是______(填字母)。
A．热水 B．乙醇
C．柠檬酸
[解析] (1)向绿矾溶液中加入NH4HCO3，可以认为Fe2＋结合HCOeq \\al(－,3)电离出来的COeq \\al(2－,3)，H＋与HCOeq \\al(－,3)结合生成CO2和水，则该反应的离子方程式为Fe2＋＋2HCOeq \\al(－,3)===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O。
(2)①根据表中信息，柠檬酸除了有酸性还有还原性，可以起到防氧化的作用，因此另一个作用是防止二价铁被氧化。②甘氨酸亚铁易溶于水，难溶于乙醇，为了防止溶解损失，可以用乙醇洗涤。
[答案] (1)Fe2＋＋2HCOeq \\al(－,3)===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O (2)①防止二价铁被氧化 ②B
10．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。
由此甲同学得出结论：4FeCO3＋O2eq \(=====,\s\up14(高温))2Fe2O3＋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______________________________________。
[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。
[答案] (1)Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
(2)c
(3)产物也可能是FeO和Fe2O3(或Fe3O4和FeO；Fe3O4和Fe2O3；FeO、Fe3O4和Fe2O3)的混合物与H＋反应
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
与稀HNO3反应
酸过量
Fe＋4H＋＋NOeq \\al(－,3)===Fe3＋＋NO↑＋2H2O
酸少量
3Fe＋8H＋＋2NOeq \\al(－,3)===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O
与浓H2SO4、
浓HNO3反应
常温下钝化，加热分别生成SO2、NO2
化学式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗称
—
铁红
磁性氧化铁
颜色
黑色
红棕色
黑色
状态
粉末
粉末
晶体
溶解性
难溶于水
难溶于水
难溶于水
装置一
装置二
化学式
Fe(OH)2
Fe(OH)3
色态
白色固体
红褐色固体
溶解性
难溶于水
难溶于水
与盐酸反应
Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
受热分解
—
2Fe(OH)3eq \(=====,\s\up14(△))Fe2O3＋3H2O
制法
可溶性亚铁盐与碱反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
可溶性铁盐与碱反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
二者的
关系
空气中，Fe(OH)2白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
方法1
样品溶液eq \(―――――――→,\s\up14(滴加KSCN溶液))无现象eq \(――――――→,\s\up14(滴加氯水),\s\d12(或双氧水))溶液变红色，证明含有Fe2＋
方法2
样品溶液eq \(――――――――→,\s\up14(加入NaOH溶液))产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明含有Fe2＋
方法3
样品溶液eq \(――――――――――――→,\s\up14(加入K3[FeCN6]溶液))生成蓝色沉淀，证明含有Fe2＋
方法1
样品溶液eq \(―――――――――→,\s\up14(滴加KSCN溶液))溶液变红色，证明含有Fe3＋
方法2
样品溶液eq \(――――――――→,\s\up14(加入NaOH溶液))产生红褐色沉淀，证明含有Fe3＋
实验步骤
实验现象
实验结论及反应的离子方程式
取少量溶液A于试管中，加入KSCN溶液
________________________________________________________________________
假设②不成立，假设①或③成立；反应的离子方程式是________________________________________________________________________
序号
实验方案
现象
Ⅰ
现象a：生成白色沉淀，3 min后沉淀基本变为红褐色
Ⅱ
现象b：生成白色沉淀，3 min后沉淀颜色几乎不变
甲组
乙组
A
新制氯水、KSCN溶液
NaOH溶液
B
酸性KMnO4溶液
KSCN溶液
C
NaOH溶液
溴水
D
溴水
酸性KMnO4溶液
甘氨酸(NH2CH2COOH)
柠檬酸
甘氨酸亚铁
易溶于水，微溶于乙醇，两性化合物
易溶于水和乙醇，有强酸性和还原性
易溶于水，难溶于乙醇
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