高中化学人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料第一节 铁及其化合物课堂检测

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0 0 第三章 铁 金属材料第一节 铁及其化合物铁及其化合物，是高中阶段学习的非常典型的一种变价金属元素系列，这一部分内容和氧化还原理论联系密切，又和好多的实验物质制备，工业产品生产相关联，所以在实验题和化学工艺流程题中经常见到铁及其化合物的身影，为了好好掌握，还是先看看价类二维图吧！一、 铁及其化合物的颜色铁粉是黑色的；铁块是银白色的Fe2＋—浅绿色Fe3O4—黑色晶体Fe(OH)2—白色沉淀Fe3＋—黄色Fe(OH)3—红褐色沉淀Fe(SCN)3—血红色溶液FeO—黑色粉末Fe2O3—红棕色粉末FeS—黑色固体这部分内容有时候作为基础题考察记忆颜色的准确性，更多的时候是作为一些推断题的突破口。对点练习1（2020·浙江高一月考）下列关于Na、Fe及其化合物的说法不正确的是A．Na着火时不能使用泡沫灭火器灭火B．Na2O在空气中久置变为Na2CO3C．Fe2O3 常用作油漆、涂料的红色颜料D．铁粉与水蒸气反应生成黑色的氧化亚铁二、铁与水蒸气反应的实验探究常温下，铁与水不反应，只有在高温条件下，Fe才会与水蒸气反应。实验时只要注意以下细节，就能顺利完成。a、棉花最好是一整块的，揉捏到合适大小后伸入试管底部。如果只有多块小棉花，则必须沿试管的纵向，用较大的包裹较小的，然后再塞入。不要把小块棉花简单堆积，因热水沸腾时会使外面的棉花冲出，一旦接触到高温铁粉，一方面使水突然剧烈沸腾，另一方面降低了铁粉的温度，不利于反应。b、铁粉的用量要较多，铺满中部试管为宜，略有鼓起，最好较为集中，因火焰的加热面积有限（可观察直接加热区域与两端铁粉变化的区别）。c、先对准铁粉加热。开始加热时估计因消耗氧气，出现受热反而倒吸的现象。解决办法是，先让肥皂液接触一下导管口，然后让导管离开页面，才开始加热。好处是，可以看到那一小环肥皂液在导管中的上升和下降，当气压缩小，肥皂液上升，正在倒吸。一旦开始下降，说明铁粉温度足够，开始膨胀或产生气体。这时，再把导管伸入肥皂液，若产生气泡较慢，再多用一个酒精灯加热棉花。这时加热棉花才有意义，大量水蒸气经过前面已加热的铁粉才会加速反应。若一开始就加热棉花，由于铁粉温度不够，反而使铁粉吸水变湿，不利反应。关注棉花的情况，随时停止对棉花的加热，加热过久，棉花焦化，容易使试管破裂。当产生较多气泡时，用燃着的木条点燃气泡，将会有明显的火焰。d、实验的结束：先移开肥皂液，再停止加热，以防倒吸。对点练习2（2020·黑龙江香坊区·哈尔滨市第六中学校高一月考）某同学利用下图所示实验装置进行铁与水蒸气反应的实验，并对反应后硬质试管中固体物质的组成进行了探究。请回答下列问题：Ⅰ.(1)该反应的化学方程式是___________________，硬质试管中湿棉花的作用是: _________.(2)该同学对反应后硬质试管中固体物质的组成提出了如下假设。假设1：只有Fe；假设2：只有____________(填化学式)；假设3：既有Fe也有Fe3O4。(3)为了验证反应后硬质试管中固体物质的组成，该同学进行了定量研究：反应前固体物质的质量为5.6g，反应后固体物质的质量为6.6g。从数据分析，反应后硬质试管中固体物质的组成成分为_____。Ⅱ.长期放置的FeSO4溶液易被氧化而变质，某兴趣小组进行了如下实验：A．设计实验检验FeSO4溶液的变质程度①将上述方案补充完整②步骤2涉及的离子反应方程式是______________。③若要使变质的FeSO4复原，方法是________________。(写离子反应方程式)三、铁的还原性铁是变价金属，与强氧化剂反应生成三价铁，与弱氧化剂反应生成二价铁。(1)铁与弱氧化剂如：H＋、Cu2＋、S、I2反应时，被氧化为＋2价。(2)铁与H2O(g)、O2反应的氧化产物为Fe3O4。(3)铁与Cl2、Br2等反应时，被氧化为＋3价。对点练习3下列反应中，铁只能生成高价化合物的是A．过量的铁与稀HNO3反应 B．铁粉与硫蒸气反应C．铁粉与氯气反应 D．红热的铁粉与水蒸气反应四、 铁的氧化物(1)铁的氧化物中Fe的常见化合价只有＋2价和＋3价，Fe3O4可以看成由FeO和Fe2O3按物质的量之比1∶1组合而成的复杂氧化物，通常也可写成FeO·Fe2O3的形式。(2)FeO、Fe2O3属于碱性氧化物，Fe3O4不属于碱性氧化物。(3)Fe3O4与盐酸反应可看作Fe2O3、FeO分别与盐酸反应，然后把两个反应式相加。(4)FeO、Fe3O4遇氧化性酸(如HNO3)发生氧化还原反应，＋2价的铁均被氧化成＋3价。对点练习4（2020·浙江高一期中）下列有关铁的氧化物的叙述中正确的是( )A．铁的氧化物 FeO、Fe2O3、Fe3O4 都可由碱受热分解制得B．铁的氧化物中 Fe2O3、Fe3O4 都有磁性C．FeO 不稳定，在空气里受热，能迅速氧化成 Fe3O4D．铁的氧化物 Fe2O3、Fe3O4 都只有氧化性五、Fe(OH)2制备时的注意事项a.原理　Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓由于Fe(OH)2、Fe2＋易被空气中的O2氧化，导致无法得到Fe(OH)2白色沉淀，故该实验的关键之处为排出空气、隔绝空气。b.排空、隔空常见具体措施(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试管的亚铁盐溶液底部，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。对点练习5用下面两种方法可以制得白色沉淀。方法一：用溶液与不含的蒸馏水配制的溶液反应制备。(1)除去蒸馏水中溶解的常采用_____________________的方法。(2)生成白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含的溶液，插入溶液液面以下，再挤出溶液。这样操作的理由是______________________。方法二：在如图所示装置中，用不含的溶液、铁屑和稀硫酸制备。(3)在试管Ⅰ中加入的试剂是________________________________________________。(4)在试管Ⅱ中加入的试剂是________________________________________________。(5)为了制得白色沉淀，在试管Ⅰ和试管Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是________________________________________________________________________。(6)这样生成的沉淀能较长时间保持白色，其理由是_____________________________________________________________________。六、检验Fe2＋的注意事项(1)只含Fe2＋的溶液检验Fe2＋加入试剂的顺序：待测液eq \o(――→,\s\up7(KSCN溶液))不变色eq \o(――→,\s\up12(氧化剂),\s\do4(如氯水、H2O2)) 红色(含Fe2＋，不含Fe3＋)。①加KSCN溶液前，不能加氧化性物质[如H2O2、NOeq \o\al(－,3)(H＋)等]，防止Fe2＋被氧化。②氧化剂不能选用酸性KMnO4溶液，原因有：酸性KMnO4溶液本身显紫红色，对Fe(SCN)3红色有干扰；酸性KMnO4溶液能氧化KSCN，溶液不变红色，不能证明不含Fe2＋。(2)同时含有Fe2＋和Fe3＋的溶液Fe2＋对检验Fe3＋无干扰，可以滴加KSCN溶液检验Fe3＋；Fe3＋对检验Fe2＋有干扰，不能加KSCN溶液检验Fe2＋，通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去说明含有Fe2＋（当然如果含有氯离子这个方法就不行了）。对点练习6为了检验某氯化亚铁溶液是否变质，可向溶液中加入( )A．氢氧化钠溶液 B．铁片C．硫氰酸钾溶液 D．酸性KMnO4溶液七、 Fe2＋、Fe3＋、Fe之间的相互转化关系(1)Fe只具有还原性。可被弱氧化剂(H＋、S等)氧化成Fe2＋，被强氧化剂(Cl2等)氧化成Fe3＋。(2)Fe2＋既有氧化性又有还原性。可被强氧化剂[Cl2、KMnO4(H＋)等]氧化为Fe3＋；可被还原剂(Al、Zn、CO、C等)还原为Fe。(3)Fe3＋只具有氧化性，可被弱还原剂(Fe、Cu等)还原为Fe2＋，被强还原剂(Al、Zn、CO等)还原为Fe。对点练习7（2020·黑龙江尖山区·双鸭山一中高一月考）下图为铁及其化合物的“价-类”二维图。（1）填写二维图缺失的类别①__________和化学式②__________。（2）某同学利用以下试剂研究FeCl3性质，进行了如下预测：①Cl2②Fe③NaOH④H2SO4⑤AgNO3从物质类别上看，FeCl3属于__________，可能与__________发生反应（填序号）；从化合价角度看，Fe3+具有__________性，可能与__________发生反应（填序号）。（3）某工厂用FeCl3溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路，其化学原理为如下反应：Cu+2FeCl3==CuCl2+2FeCl2①用双线桥表示电子转移。__________②写出该反应的离子方程式__________。本节跟踪练习1．下列关于铁的氧化物说法不正确的是(　　)A．铁的氧化物通常状况下都是有色固体B．四氧化三铁是一种复杂的铁的氧化物，它与盐酸反应后的溶液中同时存在Fe2+和Fe3+C．氧化铁是铁锈的主要成分，因此氧化铁俗称为铁锈D．工业上常使用铁的氧化物做原料冶炼铁2．（2019·广东湛江市·高一期末）将下列四种化合物溶于稀盐酸，滴加硫氰化钾溶液，没有颜色变化，再加氯水即呈现红色的是(　　)A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe2(SO4)33．（2020·全国高一课时练习）纳米级可用于以太阳能为热源分解水制，过程如图所示。下列说法错误的是（ ）A．过程Ⅰ发生反应：B．过程Ⅱ发生反应：C．两个转化过程都发生了氧化还原反应D．整个过程实现了太阳能向化学能的转化4．（2020·福建省福州第一中学高三开学考试）把含有氧化铁的铁屑投入到足量的稀硫酸中，直到铁屑全部溶解。经分析，溶液中无Fe3+离子，且生成的Fe2+离子与反应产生H2的物质的量之比为10：7。则混合物中单质铁与氧化铁的物质的量之比约为（ ）A．7：1 B．8：1 C．1：1 D．10：75．（2020·浙江高一期中）下列关于物质用途的说法中，不正确的是A．Na2O2可在呼吸面具中作为氧气的来源B．Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料C．还原铁粉可用于食品的脱氧剂D．为保证消毒效果，可向自来水中通入大量氯气6．（2020·吉林朝阳区·长春外国语学校高一月考）下列物质与其俗名匹配且相关叙述合理的是( )A．磁性氧化铁：四氧化三铁，为黑色晶体B．铁红：氧化亚铁，可用作红色油漆的颜料C．漂白粉：纯净的次氯酸钙，可用于游泳池消毒D．苏打：碳酸氢钠，可用于治疗胃酸过多7．（2020·浙江高一期中）要证明某溶液中不含Fe3+，而可能含有Fe2+，进行如下实验操作的最佳顺序为( )①加入少量氯水 ②加入足量KMnO4 (H+)溶液 ③加入少量 KSCN溶液A．①③ B．③② C．③① D．①②③8．（2020·宁波市北仑中学高一期中）下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是A．A B．B C．C D．D9．（2020·浙江高一月考）下列说法正确的是（ ）A．新制氯水放在棕色广口试剂瓶中B．溧白粉能长期放置于敞口烧杯中C．配制FeCl2溶液时，要加入少量铁粉D．可用氯气除去Fe2(SO4)3溶液中少量的Fe2+10．（2020·湖南省平江县第一中学高三月考）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，可用做净水剂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．该温度下，(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的大11．（2020·全国高一课时练习）为了验证Fe3+的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是（ ）A．② B．③ C．③④ D．①②③④⑤12．（2020·南岗区·黑龙江实验中学高一月考）下列物质中能通过化合反应制取的是(　　)①Fe3O4 ②FeS ③FeCl2 ④FeCl3A．①④ B．①②④ C．①③④ D．①②③④13．（2020·定州市第二中学高一月考）某铁的氧化物粉末可能含有FeO、中的一种或两种。某兴趣小组同学利用以下装置测定铁的氧化物的组成，请回答下列问题：（已知)（1）装置甲的作用是______________________________。（2）装置丁中的实验现象是______________________________________。（3）若丙中铁的氧化物的化学式为，则丙中反应的化学方程式为________。若丙中铁的氧化物质量为 3. 92 g，且完全反应，丁中生成沉淀的质量为13. 79 g，试确定该氧化物中x：y=_________。（4）实验评价：该装置存在缺点__________，改进的方法________。19．（2020·全国高一期末）硫酸亚铁晶体（FeSO4·7H2O）在医药上作补血剂。某课外小组测定该补血剂中铁元素的含量，并检验该补血剂是否变质。实验步骤如下：请回答下列问题：（1）步骤①滤液中滴加KSCN溶液后滤液变为红色，则该溶液中含有__________(填离子符号)，检验滤液中还存在Fe2+的方法为____________________________________________________________________________________________________________________________（注明试剂、现象）。（2）步骤②加入过量H2O2的目的是_______________________________________。（3）步骤③中反应的离子方程式为________________________________________。（4）步骤④中一系列处理的操作步骤包括：过滤、__________、灼烧、___________、称量。（5）若实验无损耗，则每片补血剂含铁元素的质量为______________g。15．（2020·浙江高一期中）某化学兴趣小组利用如图装置进行铁与水蒸气反应的实验，并检验产物的性质，请回答下列问题：(1)A装置的作用是_________________，烧瓶底部放碎瓷片的作用是__________________｡(2)装置B中发生反应的化学方程式是____________________________________________｡(3)D的作用是____________________________________________｡(4)E中的实验现象是____________________________________________｡(5)请设计实验检验装置B的产物中是否存在＋3价的铁_____________________________｡16．（2020·武威第六中学高一月考）高铁酸钠(Na2FeO4)是水处理中使用的一种新型净水剂，它的氧化性比高锰酸钾、次氯酸等还强。工业上制取高铁酸钠的化学方程式是(未配平)：Fe(NO3)3+NaOH+Cl2→Na2FeO4+NaNO3+NaCl+H2O(1)高铁酸钠中，铁元素的化合价是___；上述制取高铁酸钠的反应中，铁元素被____(填“还原”或“氧化”)。(2)高铁酸钠(Na2FeO4)在水处理过程中使铁元素转化为Fe(OH)3胶体，吸附水中悬浮物，Fe(OH)3胶体微粒直径的范围是___nm，高铁酸钠的电离方程式是__。(3)在小烧杯中加入20mL蒸馏水，加热至沸腾后，加入几滴FeCl3溶液，继续煮沸至出现___色，即可制得Fe(OH)3胶体。(4)在少量(3)制得的Fe(OH)3胶体中加入稀硫酸溶液，现象是___。17．（2019·东莞市石龙中学高一期中）金属钠与FeSO4溶液反应，很难完整地看到反应全过程的有关现象。为此，有人用如图所示装置进行实验改进：先用无氧蒸馏水配制纯净的FeSO4溶液，加入试管里，再在FeSO4溶液的液面上覆盖一薄层汽油，将试管放入盛热水的烧杯中，待试管中汽油层消失后，向试管中加入一小粒金属钠，迅速塞上带导气弯管的单孔塞。可以清楚地看到钠与FeSO4溶液反应的全过程。(1)①在实验室中，金属钠保存在_________中；FeSO4溶液要现配现用，原因是______。(2)汽油的作用是______。(3)加入钠后观察到钠熔成光亮的小球，_________(填选项)反应，溶液中有白色沉淀的生成。A．浮在溶液面上 B．悬浮在溶液中部 C．沉到溶液底部(4)如果要向导管中加入汽油后即加入钠粒可能发生爆炸，其原因是：______。(5)写出钠与FeSO4溶液反应的离子方程总式是：______。18．（2020·利川市第五中学高一期末）硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上作补血剂。某课外小组的同学欲测定该补血剂中铁元素的含量。实验步骤如图：请回答下列问题：(1)证明步骤①滤液中含有Fe2+的方法是取样，先滴加KSCN溶液，再滴加___，该过程的现象为____。(2)步骤②加入过量H2O2的目的是__________。(3)步骤②中反应的离子方程式是___________。(4)步骤④中一系列操作步骤：过滤、________、灼烧、________、称量。(5)若实验中铁无损耗，则每片补血剂中含铁元素的质量为________g。(含a的表达式)0 0 第三章 铁 金属材料第一节 铁及其化合物铁及其化合物，是高中阶段学习的非常典型的一种变价金属元素系列，这一部分内容和氧化还原理论联系密切，又和好多的实验物质制备，工业产品生产相关联，所以在实验题和化学工艺流程题中经常见到铁及其化合物的身影，为了好好掌握，还是先看看价类二维图吧！一、 铁及其化合物的颜色铁粉是黑色的；铁块是银白色的Fe2＋—浅绿色Fe3O4—黑色晶体Fe(OH)2—白色沉淀Fe3＋—黄色Fe(OH)3—红褐色沉淀Fe(SCN)3—血红色溶液FeO—黑色粉末Fe2O3—红棕色粉末FeS—黑色固体这部分内容有时候作为基础题考察记忆颜色的准确性，更多的时候是作为一些推断题的突破口。对点练习1（2020·浙江高一月考）下列关于Na、Fe及其化合物的说法不正确的是A．Na着火时不能使用泡沫灭火器灭火B．Na2O在空气中久置变为Na2CO3C．Fe2O3 常用作油漆、涂料的红色颜料D．铁粉与水蒸气反应生成黑色的氧化亚铁【答案】D【详解】A.Na着火时生成的过氧化钠可以和泡沫灭火器喷出的CO2反应生成O2，使燃烧更旺，故A正确；B.Na2O在空气中与水反应生成NaOH，NaOH与CO2反应生成Na2CO3，所以Na2O在空气中久置变为Na2CO3，故B正确；C. Fe2O3是红棕色固体，常用作油漆、涂料的红色颜料，故C正确；D. 铁粉与水蒸气反应生成黑色的四氧化三铁，故D错误；答案选D。二、铁与水蒸气反应的实验探究常温下，铁与水不反应，只有在高温条件下，Fe才会与水蒸气反应。实验时只要注意以下细节，就能顺利完成。a、棉花最好是一整块的，揉捏到合适大小后伸入试管底部。如果只有多块小棉花，则必须沿试管的纵向，用较大的包裹较小的，然后再塞入。不要把小块棉花简单堆积，因热水沸腾时会使外面的棉花冲出，一旦接触到高温铁粉，一方面使水突然剧烈沸腾，另一方面降低了铁粉的温度，不利于反应。b、铁粉的用量要较多，铺满中部试管为宜，略有鼓起，最好较为集中，因火焰的加热面积有限（可观察直接加热区域与两端铁粉变化的区别）。c、先对准铁粉加热。开始加热时估计因消耗氧气，出现受热反而倒吸的现象。解决办法是，先让肥皂液接触一下导管口，然后让导管离开页面，才开始加热。好处是，可以看到那一小环肥皂液在导管中的上升和下降，当气压缩小，肥皂液上升，正在倒吸。一旦开始下降，说明铁粉温度足够，开始膨胀或产生气体。这时，再把导管伸入肥皂液，若产生气泡较慢，再多用一个酒精灯加热棉花。这时加热棉花才有意义，大量水蒸气经过前面已加热的铁粉才会加速反应。若一开始就加热棉花，由于铁粉温度不够，反而使铁粉吸水变湿，不利反应。关注棉花的情况，随时停止对棉花的加热，加热过久，棉花焦化，容易使试管破裂。当产生较多气泡时，用燃着的木条点燃气泡，将会有明显的火焰。d、实验的结束：先移开肥皂液，再停止加热，以防倒吸。对点练习2（2020·黑龙江香坊区·哈尔滨市第六中学校高一月考）某同学利用下图所示实验装置进行铁与水蒸气反应的实验，并对反应后硬质试管中固体物质的组成进行了探究。请回答下列问题：Ⅰ.(1)该反应的化学方程式是___________________，硬质试管中湿棉花的作用是: _________.(2)该同学对反应后硬质试管中固体物质的组成提出了如下假设。假设1：只有Fe；假设2：只有____________(填化学式)；假设3：既有Fe也有Fe3O4。(3)为了验证反应后硬质试管中固体物质的组成，该同学进行了定量研究：反应前固体物质的质量为5.6g，反应后固体物质的质量为6.6g。从数据分析，反应后硬质试管中固体物质的组成成分为_____。Ⅱ.长期放置的FeSO4溶液易被氧化而变质，某兴趣小组进行了如下实验：A．设计实验检验FeSO4溶液的变质程度①将上述方案补充完整②步骤2涉及的离子反应方程式是______________。③若要使变质的FeSO4复原，方法是________________。(写离子反应方程式)【答案】3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2 提供反应需要的水蒸气 Fe3O4 Fe和Fe3O4 溶液变红 产生蓝色沉淀 3Fe2++2[Fe(CN)6]3-==Fe3[Fe(CN)6]2↓ 2Fe3++Fe=3Fe2+ 【分析】湿棉花可以提供水蒸气，高温条件下与还原铁粉反应可以生成四氧化三铁和氢气，可以看到肥皂水中有气泡产生；若铁粉完全反应，则反应后的固体只有Fe3O4，若部分反应则为Fe和Fe3O4，若没有发生反应则只有Fe；长期放置的FeSO4溶液易被氧化生成Fe3+，利用KSCN溶液可以检验Fe3+，现象是溶液变为血红色；利用K3[Fe(SCN)6]溶液可以检验Fe2+，现象是产生蓝色沉淀。【详解】Ⅰ．(1)高温条件下水蒸气与还原铁粉反应可以生成四氧化三铁和氢气，化学方程式为3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2；湿棉花是用来提供反应需要的水蒸气；(2)若铁粉完全反应，则反应后的固体只有Fe3O4，若部分反应则为Fe和Fe3O4，若没有发生反应则只有Fe，所以假设2为只有Fe3O4；(3)反应前的固体为铁粉，5.6g铁粉的物质的量为0.1mol，完全反应可知生成Fe3O4的质量为=7.73g，而6.6g大于5.6g、小于7.73g，说明铁粉未完全反应，固体为Fe和Fe3O4；Ⅱ．①实验结论为FeSO4部分变质，即溶液中既有Fe3+、又有Fe2+，所以步骤1中加入KSCN溶液时可以看到溶液变红；步骤2中滴加K3[Fe(SCN)6]溶液时可以看到产生蓝色沉淀；②步骤2中产生的蓝色沉淀为亚铁离子和铁氰酸根反应生成的铁氰酸亚铁，涉及的离子方程式为3Fe2++2[Fe(CN)6]3-==Fe3[Fe(CN)6]2↓；③若要使FeSO4复原，则需要将Fe3+还原成Fe2+，且不引入新的杂质，所以可以加入过量铁粉，离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+。三、铁的还原性铁是变价金属，与强氧化剂反应生成三价铁，与弱氧化剂反应生成二价铁。(1)铁与弱氧化剂如：H＋、Cu2＋、S、I2反应时，被氧化为＋2价。(2)铁与H2O(g)、O2反应的氧化产物为Fe3O4。(3)铁与Cl2、Br2等反应时，被氧化为＋3价。对点练习3下列反应中，铁只能生成高价化合物的是A．过量的铁与稀HNO3反应 B．铁粉与硫蒸气反应C．铁粉与氯气反应 D．红热的铁粉与水蒸气反应【答案】C【解析】【分析】铁遇到强的氧化剂反应生成三价铁离子，遇到弱的氧化剂反应生成二价铁离子，据此解答．【详解】A．过量的铁与稀HNO3反应硝酸亚铁，故A不选；B．铁粉与硫蒸气反应生成硫化亚铁，故B不选；C．氯气具有强的氧化性，能够与铁反应生成氯化铁，故C选；D．红热的铁粉与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，故D不选；故选：C。四、 铁的氧化物(1)铁的氧化物中Fe的常见化合价只有＋2价和＋3价，Fe3O4可以看成由FeO和Fe2O3按物质的量之比1∶1组合而成的复杂氧化物，通常也可写成FeO·Fe2O3的形式。(2)FeO、Fe2O3属于碱性氧化物，Fe3O4不属于碱性氧化物。(3)Fe3O4与盐酸反应可看作Fe2O3、FeO分别与盐酸反应，然后把两个反应式相加。(4)FeO、Fe3O4遇氧化性酸(如HNO3)发生氧化还原反应，＋2价的铁均被氧化成＋3价。对点练习4（2020·浙江高一期中）下列有关铁的氧化物的叙述中正确的是( )A．铁的氧化物 FeO、Fe2O3、Fe3O4 都可由碱受热分解制得B．铁的氧化物中 Fe2O3、Fe3O4 都有磁性C．FeO 不稳定，在空气里受热，能迅速氧化成 Fe3O4D．铁的氧化物 Fe2O3、Fe3O4 都只有氧化性【答案】C【详解】A．FeO可以由氢氧化亚铁隔绝空气受热分解得到，Fe2O3可以由氢氧化铁受热分解得到，Fe3O4不能由碱受热分解制得，故A错误；B．铁的氧化物中只有Fe3O4有磁性，又叫磁性氧化铁，故B错误；C．氧化亚铁具有较强还原性，不稳定，在空气里受热就迅速被氧化成Fe3O4，故C正确；D．四氧化三铁中的铁元素为+3价、+2价，故四氧化三铁既有氧化性，又有还原性，故D错误；故选：C。五、Fe(OH)2制备时的注意事项a.原理　Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓由于Fe(OH)2、Fe2＋易被空气中的O2氧化，导致无法得到Fe(OH)2白色沉淀，故该实验的关键之处为排出空气、隔绝空气。b.排空、隔空常见具体措施(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试管的亚铁盐溶液底部，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。对点练习5用下面两种方法可以制得白色沉淀。方法一：用溶液与不含的蒸馏水配制的溶液反应制备。(1)除去蒸馏水中溶解的常采用_____________________的方法。(2)生成白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含的溶液，插入溶液液面以下，再挤出溶液。这样操作的理由是______________________。方法二：在如图所示装置中，用不含的溶液、铁屑和稀硫酸制备。(3)在试管Ⅰ中加入的试剂是________________________________________________。(4)在试管Ⅱ中加入的试剂是________________________________________________。(5)为了制得白色沉淀，在试管Ⅰ和试管Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是________________________________________________________________________。(6)这样生成的沉淀能较长时间保持白色，其理由是_____________________________________________________________________。【答案】煮沸 避免生成的沉淀接触而被氧化 稀硫酸﹑铁屑 不含氧气的溶液 检验试管Ⅱ出口处的纯度，当排出的纯净时，再夹紧止水夹 试管Ⅰ中反应生成的充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不易进入装置中 【分析】方法一利用制备的NaOH溶液，用滴管吸入NaOH溶液，伸入到硫酸亚铁溶液液面以下，挤出滴管中液体发生反应生成氢氧化亚铁沉淀。方法二中试管Ⅱ是开口式的，无法利用产生的气体将溶液压入试管Ⅰ中，所以制取应在试管Ⅰ中进行，而在试管Ⅱ中应加入不含的溶液。当把Fe与稀硫酸加入试管Ⅰ中后，打开止水夹，产生的可排尽装置内的空气。最后关闭止水夹，试管Ⅰ内产生的无法逸出，压强增大，将试管Ⅰ内的溶液通过长导管压入试管Ⅱ内，据此分析解答。【详解】(1)常采用煮沸的方法除去蒸馏水中的；故答案为：煮沸。(2)题述操作是为了防止滴加溶液时带入空气，避免生成的接触；故答案为：避免生成的沉淀接触而被氧化。(3)根据分析试管Ⅰ反应生成氢气和硫酸亚铁，因此加入的试剂是稀硫酸﹑铁屑；故答案为：稀硫酸﹑铁屑。(4)根据分析试管Ⅱ发生硫酸亚铁和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁沉淀，试管Ⅰ是制备硫酸亚铁，因此试管Ⅱ盛放的试剂是NaOH溶液；故答案为：不含氧气的溶液。(5)当把Fe与稀硫酸加入试管Ⅰ中后，打开止水夹，产生的可排尽装置内的空气。最后关闭止水夹；故答案为：检验试管Ⅱ出口处的纯度，当排出的纯净时，再夹紧止水夹。(6)试管Ⅰ内产生的无法逸出，压强增大将试管Ⅰ内的溶液通过长导管压入试管Ⅱ内，在此过程中，液体处于氛围中，不易被氧化，能较长时间保持白色；故答案为：试管Ⅰ中反应生成的充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不易进入装置中。【点睛】制备氢氧化亚铁时，由于氢氧化亚铁、铁离子易被氧化，因此在制备过程中要防止氧气进入，要排除装置内的空气。六、检验Fe2＋的注意事项(1)只含Fe2＋的溶液检验Fe2＋加入试剂的顺序：待测液eq \o(――→,\s\up7(KSCN溶液))不变色eq \o(――→,\s\up12(氧化剂),\s\do4(如氯水、H2O2)) 红色(含Fe2＋，不含Fe3＋)。①加KSCN溶液前，不能加氧化性物质[如H2O2、NOeq \o\al(－,3)(H＋)等]，防止Fe2＋被氧化。②氧化剂不能选用酸性KMnO4溶液，原因有：酸性KMnO4溶液本身显紫红色，对Fe(SCN)3红色有干扰；酸性KMnO4溶液能氧化KSCN，溶液不变红色，不能证明不含Fe2＋。(2)同时含有Fe2＋和Fe3＋的溶液Fe2＋对检验Fe3＋无干扰，可以滴加KSCN溶液检验Fe3＋；Fe3＋对检验Fe2＋有干扰，不能加KSCN溶液检验Fe2＋，通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去说明含有Fe2＋（当然如果含有氯离子这个方法就不行了）。对点练习6为了检验某氯化亚铁溶液是否变质，可向溶液中加入( )A．氢氧化钠溶液 B．铁片C．硫氰酸钾溶液 D．酸性KMnO4溶液【答案】C【解析】FeCl2与NaOH溶液反应先生成Fe(OH)2，后被O2氧化为Fe(OH)3，会干扰Fe3＋的检验，故A项不符合；Fe与Fe3＋反应时，溶液颜色变化不明显，故B项不符合；Fe2＋与SCN－不反应，但Fe3＋与SCN－反应使溶液变红色，故C项符合；KMnO4只与Fe2＋反应，不与Fe3＋反应，故D项不符合。七、 Fe2＋、Fe3＋、Fe之间的相互转化关系(1)Fe只具有还原性。可被弱氧化剂(H＋、S等)氧化成Fe2＋，被强氧化剂(Cl2等)氧化成Fe3＋。(2)Fe2＋既有氧化性又有还原性。可被强氧化剂[Cl2、KMnO4(H＋)等]氧化为Fe3＋；可被还原剂(Al、Zn、CO、C等)还原为Fe。(3)Fe3＋只具有氧化性，可被弱还原剂(Fe、Cu等)还原为Fe2＋，被强还原剂(Al、Zn、CO等)还原为Fe。对点练习7（2020·黑龙江尖山区·双鸭山一中高一月考）下图为铁及其化合物的“价-类”二维图。（1）填写二维图缺失的类别①__________和化学式②__________。（2）某同学利用以下试剂研究FeCl3性质，进行了如下预测：①Cl2②Fe③NaOH④H2SO4⑤AgNO3从物质类别上看，FeCl3属于__________，可能与__________发生反应（填序号）；从化合价角度看，Fe3+具有__________性，可能与__________发生反应（填序号）。（3）某工厂用FeCl3溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路，其化学原理为如下反应：Cu+2FeCl3==CuCl2+2FeCl2①用双线桥表示电子转移。__________②写出该反应的离子方程式__________。【答案】单质 Fe(OH)3 盐 ③⑤ 氧化 ② Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋ 【详解】（1）由二维图可知①为单质，②为Fe(OH)3，故答案为：单质；Fe(OH)3；（2）从物质类别上看，FeCl3属于盐，可与③⑤分别发生反应：；；从化合价角度看，Fe3+具有氧化性，可与具有还原性的Fe发生反应：，故答案为：盐；③⑤；氧化；②；（3）由方程式Cu+2FeCl3==CuCl2+2FeCl2，用双线桥表示为：，用离子方程式表示为：Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋，故答案为：；Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋。本节跟踪练习1．下列关于铁的氧化物说法不正确的是(　　)A．铁的氧化物通常状况下都是有色固体B．四氧化三铁是一种复杂的铁的氧化物，它与盐酸反应后的溶液中同时存在Fe2+和Fe3+C．氧化铁是铁锈的主要成分，因此氧化铁俗称为铁锈D．工业上常使用铁的氧化物做原料冶炼铁【答案】C【解析】A、铁的氧化物通常状况下都是有色固体，如氧化铁是红棕色，氧化亚铁和四氧化三铁都是黑色的，故A正确；B、四氧化三铁是一种复杂的铁的氧化物，其中1/3是Fe2＋、2/3是Fe3＋，Fe3O4可看作是由FeO、Fe2O3形成的化合物。[实质是Fe(FeO2)2，偏铁酸亚铁盐]，，它与盐酸反应后的溶液中同时存在Fe2+和Fe3+，B正确；C、铁锈的主要成分是Fe2O3·XH2O，故C错误；D、 工业上常使用铁的氧化物做原料用一氧化碳冶炼铁，故D正确；故选C。2．（2019·广东湛江市·高一期末）将下列四种化合物溶于稀盐酸，滴加硫氰化钾溶液，没有颜色变化，再加氯水即呈现红色的是(　　)A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe2(SO4)3【答案】A【解析】A项，FeO与稀盐酸反应生成FeCl2和H2O，加入KSCN溶液，无明显现象，加入氯水，氯水将FeCl2氧化成FeCl3，溶液变红；B项，Fe2O3与稀盐酸反应生成FeCl3和H2O，溶液中含Fe3+，加入KSCN溶液，溶液变红；C项，Fe3O4与稀盐酸反应生成FeCl3、FeCl2和H2O，溶液中含Fe3+，加入KSCN溶液，溶液变红；D项，Fe2（SO4）3溶液中含Fe3+，加入KSCN溶液，溶液变红；符合题意的为FeO，答案选A。点睛：本题主要考查铁的化合物有关化学性质，熟记Fe3+和Fe2+的检验方法是解题的关键。3．（2020·全国高一课时练习）纳米级可用于以太阳能为热源分解水制，过程如图所示。下列说法错误的是（ ）A．过程Ⅰ发生反应：B．过程Ⅱ发生反应：C．两个转化过程都发生了氧化还原反应D．整个过程实现了太阳能向化学能的转化【答案】B【详解】A．从题给图示的转化过程可以看出，过程Ⅰ是通过吸收太阳能，分解生成FeO并放出，发生反应的化学方程式为，故A正确；B．过程Ⅱ是FeO与H2O反应生成Fe3O4并放出H2，反应方程式3FeO+H2O=H2↑+Fe3O4， 故B错误；C．两个反应过程中均有单质生成，故都发生了氧化还原反应，故C正确；D．整个过程中，利用太阳能分解H2O得到H2和O2，实现了太阳能向化学能的转化，故D正确；故选B。4．（2020·福建省福州第一中学高三开学考试）把含有氧化铁的铁屑投入到足量的稀硫酸中，直到铁屑全部溶解。经分析，溶液中无Fe3+离子，且生成的Fe2+离子与反应产生H2的物质的量之比为10：7。则混合物中单质铁与氧化铁的物质的量之比约为（ ）A．7：1 B．8：1 C．1：1 D．10：7【答案】B【分析】含有氧化铁的铁屑投入足量的稀硫酸中，经分析，溶液中无Fe3+；则发生反应：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O，Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4；设原混合物中含有xmolFe，ymolFe2O3，结合反应的化学方程式可计算出Fe2+、H2的物质的量；计算出Fe2+、H2的物质的量，结合题给“生成的Fe2+与反应产生的H2的物质的量之比为10：7”列等式即可计算，由此分析。【详解】含有氧化铁的铁丝投入足量的稀硫酸中，经分析，溶液中无Fe3+，发生反应：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O，Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4，设原混合物中含有xmolFe，ymolFe2O3，则：则：[3ymol+(x-y)mol]：(x-y)mol=10：7，整理得x：y=8：1，答案选B。5．（2020·浙江高一期中）下列关于物质用途的说法中，不正确的是A．Na2O2可在呼吸面具中作为氧气的来源B．Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料C．还原铁粉可用于食品的脱氧剂D．为保证消毒效果，可向自来水中通入大量氯气【答案】D【详解】A．Na2O2可以与人呼出的CO2、H2O反应生成O2，故可在呼吸面具中作为氧气的来源，A正确；B．Fe2O3为红色固体，在大气和日光中稳定，耐污浊气体，耐高温、耐碱，常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，B正确；C．铁粉遇氧气反应生成氧化铁，并同时与水反应，生成铁锈，所以铁粉既吸氧又吸水，在食品包装中常用作脱氧剂，C正确；D．氯气在水中的溶解度较小，且有毒，大量使用会造成污染，自来水中通入适量氯气即可达到消毒效果，D错误；故选D。6．（2020·吉林朝阳区·长春外国语学校高一月考）下列物质与其俗名匹配且相关叙述合理的是( )A．磁性氧化铁：四氧化三铁，为黑色晶体B．铁红：氧化亚铁，可用作红色油漆的颜料C．漂白粉：纯净的次氯酸钙，可用于游泳池消毒D．苏打：碳酸氢钠，可用于治疗胃酸过多【答案】A【详解】A．四氧化三铁是一种黑色晶体，具有磁性，俗称磁性氧化铁，故A正确；B．氧化铁是一种红棕色固体，俗称铁红，可用作红色油漆的颜料，故B错误；C．漂白粉的主要成分是氯化钙和次氯酸钙，次氯酸钙具有强氧化性，可用于游泳池消毒，故C错误；D．碳酸钠俗称苏打，碳酸氢钠俗称小苏打，碳酸氢钠的碱性较弱，可用于治疗胃酸过多，故D错误；答案选A。7．（2020·浙江高一期中）要证明某溶液中不含Fe3+，而可能含有Fe2+，进行如下实验操作的最佳顺序为( )①加入少量氯水 ②加入足量KMnO4 (H+)溶液 ③加入少量 KSCN溶液A．①③ B．③② C．③① D．①②③【答案】C【详解】通常用KSCN溶液检验Fe3+，故先向溶液中加入KSCN溶液，溶液不变红色，说明溶液中不含有Fe3+；然后加入足量氯水，溶液呈血红色，说明溶液中含Fe2+；氧化剂不选用KMnO4溶液的原因是：KMnO4溶液本身有颜色，同时KMnO4会将KSCN氧化影响实验；故证明某溶液中不含有Fe3＋而可能含有Fe2＋，进行实验操作时最佳顺序为③①，故C正确；故选C。8．（2020·宁波市北仑中学高一期中）下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是A．A B．B C．C D．D【答案】B【详解】A．将NaOH浓溶液滴加到饱和的FeCl3溶液中，只能得到Fe(OH)3沉淀，制备 Fe(OH)3胶体，是往沸水中滴加饱和的FeCl3溶液，故A错误；B．CO还原Fe3O4得到的黑色固体，如果有少量的Fe3O4，其溶于盐酸后产生的少量Fe3＋与还原生成的Fe也会发生反应：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，加入KSCN溶液也不会显红色，故黑色固体中也可能有Fe3O4 ，故B正确；C．取少量FeCl2试样加水溶解，滴加高锰酸钾，紫红色褪去，只能证明FeCl2试样仍然含有FeCl2，不能证明试样是否变质，故C错误；D．若原溶液中不存在Fe2＋存在Fe3＋，也有此现象，故D错误；本题答案B。9．（2020·浙江高一月考）下列说法正确的是（ ）A．新制氯水放在棕色广口试剂瓶中B．溧白粉能长期放置于敞口烧杯中C．配制FeCl2溶液时，要加入少量铁粉D．可用氯气除去Fe2(SO4)3溶液中少量的Fe2+【答案】C【详解】A．新制氯水呈液态，其中的HClO光照易分解，因此一般要放在棕色细口试剂瓶中，A错误；B．溧白粉的有效成分Ca(ClO)2容易与空气中的CO2发生反应导致变质，因此不能长期放置于敞口烧杯中，要密封保存，B错误；C．FeCl2具有还原性，容易被氧气氧化变为氯化铁，为防止其氧化变质，在配制FeCl2溶液时，要加入少量铁粉，C正确；D．除去Fe2(SO4)3溶液中少量的Fe2+时，不能引入新的杂质，应该使用绿色氧化物H2O2，若使用氯气，会引入杂质Cl-，D错误；故合理选项是C。10．（2020·湖南省平江县第一中学高三月考）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，可用做净水剂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．该温度下，(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的大【答案】D【详解】A. 碱式硫酸铁电离产生Fe3+，Fe3+能发生水解生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有吸附性，可用作净水剂，故A正确；B. 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，故B正确；C. 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，故C正确；D. (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，故D错误；故选D。11．（2020·全国高一课时练习）为了验证Fe3+的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是（ ）A．② B．③ C．③④ D．①②③④⑤【答案】C【详解】①铁离子与铁反应生成浅绿色的亚铁离子，体现了铁离子的氧化性，①正确；②铁离子与硫氰化钾溶液反应显示红色，据此能够检验铁离子，②正确；③硫酸铜与氯化铁不发生反应，混合后溶液不会变成无色，③错误；④氯化铁与硝酸银反应生成白色氯化银沉淀，但该性质不是铁离子的性质，④错误；⑤铁离子与氢氧化钠溶液反应生成红褐色氢氧化铁沉淀，据此可以检验是否存在铁离子，⑤正确；故选C。12．（2020·南岗区·黑龙江实验中学高一月考）下列物质中能通过化合反应制取的是(　　)①Fe3O4 ②FeS ③FeCl2 ④FeCl3A．①④ B．①②④ C．①③④ D．①②③④【答案】D【详解】①Fe与O2在点燃时反应产生Fe3O4，该反应为化合反应，①符合题意；②Fe与S高温下反应产生FeS，该反应为化合反应，②符合题意；③Fe与FeCl3反应产生FeCl2，该反应为化合反应，③符合题意；④Fe与Cl2在点燃时反应产生FeCl3，该反应为化合反应，④符合题意；综上所述可知：反应符合题意的为①②③④，故合理选项是D。13．（2020·定州市第二中学高一月考）某铁的氧化物粉末可能含有FeO、中的一种或两种。某兴趣小组同学利用以下装置测定铁的氧化物的组成，请回答下列问题：（已知)（1）装置甲的作用是______________________________。（2）装置丁中的实验现象是______________________________________。（3）若丙中铁的氧化物的化学式为，则丙中反应的化学方程式为________。若丙中铁的氧化物质量为 3. 92 g，且完全反应，丁中生成沉淀的质量为13. 79 g，试确定该氧化物中x：y=_________。（4）实验评价：该装置存在缺点__________，改进的方法________。【答案】除去混合气体中的CO2 出现白色沉淀 +yCOxFe+yCO2 5:7 CO的尾气直接排放到空气中，会造成环境污染 将丁装置排出气体的导管改为尖嘴导管，并在导管下方放置点燃的酒精灯 【分析】根据H2C2O4分解产生的气体有CO、CO2、H2O，装置甲的作用是除去CO2，装置乙的作用是吸水，装置丙中是CO还原铁的氧化物，生成铁和CO2，CO2能与Ba(OH)2反应生成碳酸钡沉淀和水。【详解】(1)NaOH溶液可与CO2反应，则装置甲的作用是除去混合气体中的CO2；(2)CO在加热条件下还原铁的氧化物，同时生成CO2，CO2气体与足量Ba(OH)2溶液反应有BaCO3白色沉淀生成，则装置丁中的实验现象是出现白色沉淀；(3)CO和在加热条件下生成Fe和CO2，则丙中反应的化学方程式为+yCOxFe+yCO2；丁中生成沉淀的质量为13. 79 g，BaCO3的物质的量为=0.07mol，丙中铁的氧化物质量为 3. 92 g，含Fe的物质的量为=0.05mol，则该氧化物中x:y=0.05mol:0.07mol=5:7；(4)尾气中含有未反应的CO，有毒，直接排放到空气中会造成环境污染，需要利用点燃的方法除去，则改进方法是将丁装置排出气体的导管改为尖嘴导管，并在导管下方放置点燃的酒精灯。【点睛】考查气体的制备与物质组成探究，明确实验原理是解题关键，难点是利用守恒法计算铁的氧化物组成，易忽视CO尾气对环境的污染。19．（2020·全国高一期末）硫酸亚铁晶体（FeSO4·7H2O）在医药上作补血剂。某课外小组测定该补血剂中铁元素的含量，并检验该补血剂是否变质。实验步骤如下：请回答下列问题：（1）步骤①滤液中滴加KSCN溶液后滤液变为红色，则该溶液中含有__________(填离子符号)，检验滤液中还存在Fe2+的方法为____________________________________________________________________________________________________________________________（注明试剂、现象）。（2）步骤②加入过量H2O2的目的是_______________________________________。（3）步骤③中反应的离子方程式为________________________________________。（4）步骤④中一系列处理的操作步骤包括：过滤、__________、灼烧、___________、称量。（5）若实验无损耗，则每片补血剂含铁元素的质量为______________g。【答案】Fe3+ 取一定量滤液，滴加少量KMnO4溶液，KMnO4溶液退色 将Fe2+全部氧化为Fe3+ Fe3++3OH－= Fe（OH）3↓（或Fe3++3NH3·H2O = Fe（OH）3+3NH4+） 洗涤 冷却 0.07a (或及其化简形式，如) 【详解】（1） 向步骤①的滤液中滴加KSCN溶液后变为红色，则该滤液中含有Fe3+，取一定量滤液，滴加少量KMnO4溶液，溶液紫红色退色可知滤液中还存在Fe2+；（2）双氧水具有氧化性，酸性条件下能将Fe2+全部氧化为Fe3+；（3）步骤③是将Fe3+转化为氢氧化铁沉淀，反应离子方程式为Fe3++3NH3•H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+；（4）步骤④中一系列处理是由氢氧化铁悬浊液最终转化为氧化铁，需要过滤、洗涤的氢氧化铁，然后灼烧生成氧化铁，冷却后称量氧化铁的质量；（5）ag氧化铁中铁元素的质量即为10片补血剂中铁的质量，所以每片补血剂含铁元素的质量 =0.07ag。15．（2020·浙江高一期中）某化学兴趣小组利用如图装置进行铁与水蒸气反应的实验，并检验产物的性质，请回答下列问题：(1)A装置的作用是_________________，烧瓶底部放碎瓷片的作用是__________________｡(2)装置B中发生反应的化学方程式是____________________________________________｡(3)D的作用是____________________________________________｡(4)E中的实验现象是____________________________________________｡(5)请设计实验检验装置B的产物中是否存在＋3价的铁_____________________________｡【答案】产生水蒸气 防止爆沸 干燥氢气 黑色固体变成红色 取少量固体于试管中，加入盐酸(稀硫酸)溶解，再加入KSCN溶液，如果出现血红色，则证明有Fe3+ 【详解】(1) 装置B中水蒸气和铁粉发生反应，故A装置的作用是产生水蒸气；在烧瓶底部放碎瓷片的作用是防止暴沸；(2)装置B中水蒸气和铁粉发生反应，其化学方程式为：；(3)D中是碱石灰，其作用是干燥氢气；(4)E中氢气和氧化铜反应生成铜和水，反应的实验现象是黑色固体变成红色；(5)＋3价的铁与硫氰化钾形成血红色络合物，故可设计实验检验装置B的产物中是否存在＋3价的铁：取少量固体于试管中，加入盐酸(稀硫酸)溶解，再加入KSCN溶液，如果出现血红色，则证明有Fe3+。16．（2020·武威第六中学高一月考）高铁酸钠(Na2FeO4)是水处理中使用的一种新型净水剂，它的氧化性比高锰酸钾、次氯酸等还强。工业上制取高铁酸钠的化学方程式是(未配平)：Fe(NO3)3+NaOH+Cl2→Na2FeO4+NaNO3+NaCl+H2O(1)高铁酸钠中，铁元素的化合价是___；上述制取高铁酸钠的反应中，铁元素被____(填“还原”或“氧化”)。(2)高铁酸钠(Na2FeO4)在水处理过程中使铁元素转化为Fe(OH)3胶体，吸附水中悬浮物，Fe(OH)3胶体微粒直径的范围是___nm，高铁酸钠的电离方程式是__。(3)在小烧杯中加入20mL蒸馏水，加热至沸腾后，加入几滴FeCl3溶液，继续煮沸至出现___色，即可制得Fe(OH)3胶体。(4)在少量(3)制得的Fe(OH)3胶体中加入稀硫酸溶液，现象是___。【答案】+6 氧化 1～100 Na2FeO4=2Na++FeO 红褐 产生红褐色沉淀，然后溶解 【详解】(1)Na2FeO4中Na元素化合价为+1，O元素化合价为-2，根据化合物化合价为0可知，Fe元素化合价为+6；反应过程中Fe元素化合价由+3升高至+6，Fe元素被氧化；(2)Fe(OH)3胶体为胶体分散系，微粒之间为1～100nm；Na2FeO4为盐，其在熔融状态下发生完全电离，电离方程式为Na2FeO4=2Na++FeO；(3)Fe(OH)3胶体为红褐色，制备Fe(OH)3胶体胶体操作为：在小烧杯中加入20mL蒸馏水，加热至沸腾后，加入几滴FeCl3溶液，继续煮沸至出现红褐色，即可制得Fe(OH)3胶体，故答案为：红褐；(4)稀硫酸溶液为电解质溶液，因此向Fe(OH)3胶体中加入稀硫酸溶液，胶粒先发生聚沉而沉淀，后续Fe(OH)3沉淀溶于酸，因此现象为：产生红褐色沉淀，然后溶解。17．（2019·东莞市石龙中学高一期中）金属钠与FeSO4溶液反应，很难完整地看到反应全过程的有关现象。为此，有人用如图所示装置进行实验改进：先用无氧蒸馏水配制纯净的FeSO4溶液，加入试管里，再在FeSO4溶液的液面上覆盖一薄层汽油，将试管放入盛热水的烧杯中，待试管中汽油层消失后，向试管中加入一小粒金属钠，迅速塞上带导气弯管的单孔塞。可以清楚地看到钠与FeSO4溶液反应的全过程。(1)①在实验室中，金属钠保存在_________中；FeSO4溶液要现配现用，原因是______。(2)汽油的作用是______。(3)加入钠后观察到钠熔成光亮的小球，_________(填选项)反应，溶液中有白色沉淀的生成。A．浮在溶液面上 B．悬浮在溶液中部 C．沉到溶液底部(4)如果要向导管中加入汽油后即加入钠粒可能发生爆炸，其原因是：______。(5)写出钠与FeSO4溶液反应的离子方程总式是：______。【答案】煤油或石蜡油 FeSO4容易被空气中的氧气氧化 受热时汽化，其蒸气将试管内空气排尽，起保护气作用 A 钠与水反应剧烈，放出大量的热量，使生成的H2、汽油和试管里的空气混合，易燃烧发生爆炸 2Na+2H2O+Fe2+=2Na++Fe(OH)2↓+H2↑ 【分析】金属钠容易与空气中的水及氧气反应，据此判断金属钠的实验室保存方法。FeSO4具有强还原性，会被溶解在溶液中氧气氧化。钠与溶液中的水反应产生NaOH和H2，该反应放出热量，放出的热量使钠融为小球。反应产生的NaOH与FeSO4发生复分解反应产生Fe(OH)2白色沉淀，加热时汽油气化，将装置中的空气排尽，可以防止Fe(OH)2白色沉淀被氧化为Fe(OH)3。【详解】(1)①由于钠容易与空气中的氧气及水发生反应，所以要隔绝空气，由于煤油与钠不能反应，密度比钠小，所以在实验室中，通常将金属钠保存在煤油中或石蜡油中；FeSO4具有强的还原性，容易被溶解在溶液中的氧气氧化，所以溶液要现配现用；(2)汽油沸点低，受热易气化，其挥发产生的蒸气可以把试管内空气赶净，起到保护气的作用，以隔离硫酸亚铁溶液和空气，避免被空气中氧气氧化；(3)钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，由于Na的密度比水小，所以钠会熔成光亮的小球在液面上四处游动，同时产生的NaOH和溶液中的FeSO4反应生成Fe(OH)2白色沉淀，故合理选项是A；(4)钠和水剧烈反应生成的氢气，反应放出大量的热量，使生成的H2与汽油和试管里的空气混合，易燃烧发生爆炸； (5)将金属钠放入FeSO4溶液中，首先是钠先与水反应，然后是所得产物NaOH再与盐溶液反应，化学方程式为：2Na+2H2O+FeSO4=Na2SO4+Fe(OH)2↓+H2↑，根据离子方程式中物质拆分原则，可得该反应的离子方程式为：2Na+2H2O+Fe2+=2Na++Fe(OH)2↓+H2↑。【点睛】本题考查了钠、铁及其化合物性质的应用。解题的关键是明确金属钠与盐溶液反应的实质钠先与水反应，所得产物再与盐溶液反应。同时注意反应过程中的某些物理知识，如反应放热、汽油汽化等。18．（2020·利川市第五中学高一期末）硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上作补血剂。某课外小组的同学欲测定该补血剂中铁元素的含量。实验步骤如图：请回答下列问题：(1)证明步骤①滤液中含有Fe2+的方法是取样，先滴加KSCN溶液，再滴加___，该过程的现象为____。(2)步骤②加入过量H2O2的目的是__________。(3)步骤②中反应的离子方程式是___________。(4)步骤④中一系列操作步骤：过滤、________、灼烧、________、称量。(5)若实验中铁无损耗，则每片补血剂中含铁元素的质量为________g。(含a的表达式)【答案】氯水(或双氧水、稀硝酸等合理氧化剂) 溶液由浅绿色变为血红色 将Fe2＋全部氧化为Fe3＋ 2Fe2+ +H2O2 +2H+=2Fe3+ +2H2O 洗涤 冷却 0.07a 【分析】由流程图可知，该实验原理为：将药品中的Fe2+形成溶液，将Fe2+氧化为Fe3+，使Fe3+转化为氢氧化铁沉淀，再转化为氧化铁，通过测定氧化铁的质量，计算补血剂中铁元素的含量。【详解】（1）Fe3+遇KSCN溶液显红色，该现象用于检验Fe3+存在，可以加入氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+检验Fe2+，可以先滴加KSCN溶液，溶液不变色，加入氯水(或双氧水、稀硝酸)，发生氧化还原反应生成Fe3+，溶液变为血红色，发生，说明含有Fe2+，故答案为：氯水(或双氧水、稀硝酸等合理氧化剂)；溶液由浅绿色变为血红色；（2）双氧水具有氧化性，酸性条件下能将Fe2+全部氧化为Fe3+，，故答案为：将Fe2＋全部氧化为Fe3＋；（3）步骤②中反应为双氧水在酸性条件下将Fe2+氧化为Fe3+反应的化学方程式为：，故答案为：；（4）步骤④中一系列操作是由氢氧化铁悬浊液最终转化为氧化铁，需要过滤、洗涤氢氧化铁，然后灼烧生成氧化铁，冷却后称量氧化铁的质量，故答案为：洗涤；冷却；（5）由铁元素守恒可知存在2Fe∼Fe2O3可知，氧化铁的质量为ag，其物质的量为，则，则每片补血剂中含铁元素的质量为，故答案为：0.07a。实验方案实验现象实验结论步骤1取待检测液于试管中，向其中滴加KSCN溶液_____________FeSO4溶液部分变质步骤2取待检测液于试管中，向其中滴加K3[Fe(SCN)6]溶液____________选项操作和现象结论或目的A将NaOH浓溶液滴加到饱和的FeCl3溶液中制备Fe(OH)3胶体BCO还原Fe3O4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可能有Fe3O4C取少量FeCl2试样加水溶解，滴加高锰酸钾，紫红色褪去该FeCl2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＋实验方案实验现象实验结论步骤1取待检测液于试管中，向其中滴加KSCN溶液_____________FeSO4溶液部分变质步骤2取待检测液于试管中，向其中滴加K3[Fe(SCN)6]溶液____________选项操作和现象结论或目的A将NaOH浓溶液滴加到饱和的FeCl3溶液中制备Fe(OH)3胶体BCO还原Fe3O4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可能有Fe3O4C取少量FeCl2试样加水溶解，滴加高锰酸钾，紫红色褪去该FeCl2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＋