(新高考)高考化学一轮复习课时练习第3章第2讲铁及其化合物(含解析)

这是一份(新高考)高考化学一轮复习课时练习第3章第2讲铁及其化合物(含解析)，共32页。试卷主要包含了铁的氧化物和氢氧化物，铁盐和亚铁盐等内容，欢迎下载使用。
第2讲　铁及其化合物
课 程 标 准
知 识 建 构
1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究了解铁单质及其重要化合物的主要性质。
2．知道铁及其重要化合物在生产、生活中的应用。
3．了解铁及其重要化合物的制备方法。


一、铁
1．位置与物理性质

2．化学性质
单质铁性质活泼，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(写化学方程式)

(2)与水的反应(写化学方程式)
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(写离子方程式)

(4)与某些盐溶液的反应(写离子方程式)

3．铁的冶炼
原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石。
设备：高炉。
主要反应：
①还原剂的生成：C＋O2CO2，CO2＋C2CO；
②铁的生成：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。
【诊断1】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)铁位于元素周期表中第四周期ⅧB族(　　)
(2)铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在(　　)
(3)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2(　　)
(4)Fe分别与氯气、盐酸反应得到相同的氯化物(　　)
(5)因为纯铁块是黑色的，故金属铁称为黑色金属(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
二、铁的氧化物和氢氧化物
1．铁的氧化物
化学式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗名

铁红
磁性氧化铁
颜色状态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体(有磁性)
溶解性
难溶于水
化合价
＋2
＋3
＋2、＋3
稳定性
不稳定
稳定
稳定
与H＋反应的离子
方程式
FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O
2.铁的氢氧化物
化学式
Fe(OH)2
Fe(OH)3
色态
白色固体
红褐色固体
与盐酸
反应
Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
受热分解

2Fe(OH)3 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能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是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
【诊断2】 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 D．Fe(OH)2　Fe3O4
答案　B
解析　铁与稀硫酸反应生成FeSO4，再与过量氨水反应生成白色沉淀Fe(OH)2，在空气中加热Fe(OH)2，铁元素被氧化为＋3 价，最后所得红棕色残渣为Fe2O3。
三、铁盐和亚铁盐
1．亚铁盐的性质
(1)含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以还原性为主。
(2)可水解，Fe2＋(如FeSO4)溶液呈酸性。
2．铁盐的性质
(1)含有Fe3＋的溶液呈黄色，Fe3＋处于铁的高价态，具有氧化性。
(2)易水解。Fe3＋极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。
3．Fe2＋、Fe3＋的相互转化

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：4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O。
②向Fe(NO3)2溶液中滴加少量稀硫酸：3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
③FeCl2的酸性溶液与H2O2反应：2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O。
④向FeSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液褪色：MnO＋5Fe2＋＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。
⑤向FeCl3溶液中滴加KI溶液：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。
⑥向FeCl3溶液中逐渐加入Zn粉至过量：2Fe3＋＋Zn===2Fe2＋＋Zn2＋、Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋。
4.应用
(1)盐溶液的配制与保存

(2)物质的制备

5．Fe2＋、Fe3＋的检验
(1)Fe2＋的检验
方法1：样品溶液无现象溶液变红色，证明含有 Fe2＋。
方法2：样品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：样品溶液生成蓝色沉淀，证明含有Fe2＋
(2)Fe3＋的检验
方法1：样品溶液溶液变红色，证明含有Fe3＋
方法2：样品溶液产生红褐色沉淀，证明含有Fe3＋
方法3：样品溶液生成蓝色沉淀，证明含有Fe3＋
【诊断3】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)加热蒸干氯化铁溶液最终得到FeCl3晶体(　　)
(2)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晶体已氧化变质(　　)
(3)向某溶液中先滴加少量氯水，再滴加KSCN溶液，溶液变为血红色，溶液中一定含有Fe2＋(　　)
(4)配制FeSO4溶液时，加入稀硫酸抑制Fe2＋水解，加入铁粉防止Fe2＋被氧化(　　)
(5)在中性溶液中Cl－、SO、Na＋、Fe3＋可大量共存(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×

考点一　铁的单质、氧化物、氢氧化物的性质与应用
【典例1】 铁是日常生活中使用最广泛的金属，下列关于铁的一些说法正确的是(　　)
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．Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2＞Fe(OH)3
D．FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应，且均为非氧化还原反应
答案　D
解析　铁在常温下与浓硫酸反应形成致密的氧化膜，A项错误； Fe与I2只能生成FeI2，B项错误；Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2＜Fe(OH)3，C项错误；FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应生成盐和水，反应过程中无元素化合价变化，均为非氧化还原反应，故D正确。
【对点练1】 (铁单质氧化物和氢氧化物的性质)如图两圆相交部分A、B、C、D分别表示两物质间的反应。下列各对应反应的离子方程式书写不正确的是(　　)

A．Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O
B．Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O
C．Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
D．3Fe(OH)2＋10H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋8H2O
答案　B
解析　Fe3O4与HNO3反应生成Fe3＋，正确的离子方程式为3Fe3O4＋28H＋＋NO===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O，B项错误。
【对点练2】 (氢氧化亚铁的制备)(2020·河北唐山市区县联考)下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　　)

A．①②③④ B．①②③⑤
C．①③④⑤ D．②③④⑤
答案　B
解析　①铁与稀硫酸反应产生H2，排出了装置中的空气，烧杯中的水，隔绝空气中的氧气进入试管中，然后滴加NaOH溶液，生成的Fe(OH)2能长时间存在，故①符合题意；②首先打开止水夹a，铁粉与稀硫酸反应生成H2，排出装置中的空气，以及NaOH溶液中的氧气，让装置处于H2氛围中，关闭止水夹，利用压强，将FeSO4压入NaOH溶液中，生成氢氧化亚铁，能长时间观察Fe(OH)2，故②符合题意；③该装置为电解装置，铁作阳极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，C为阴极，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－汽油隔绝空气中氧气的进入，能长时间观察到氢氧化亚铁，故③符合题意；④该装置，没有隔绝空气的进入，生成氢氧化亚铁迅速转化成氢氧化铁，不能长时间观察到氢氧化亚铁，故④不符合题意；⑤苯能隔绝空气的进入，能够长时间观察到氢氧化亚铁白色沉淀，故⑤符合题意；综上所述，选项B正确。

防止Fe(OH)2氧化的方法
(1)将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶解的氧气。
(2)将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入盛有亚铁盐溶液的试管底部，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3】 (铁的氧化物组成的确定)(2020·郑州质检)有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 mol·L－1盐酸恰好将之完全溶解，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
答案　D
解析　n(O)＝n(H2O)＝n(HCl)＝××5 mol＝0.35 mol，n(Fe)＝n(FeCl3)＝n(Cl－)＝[n(HCl)＋2n(Cl2)]＝(×5＋0.05) mol＝0.25 mol，n(Fe)∶n(O)＝0.25∶0.35＝5∶7，即氧化物为Fe5O7。

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，
则氧化物中n(Fe)∶n(O)＝∶＝a∶b，
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为任意值)。

考点二　Fe2＋和Fe3＋的性质及其检验
【典例2】 (2020·银川统考)将0.2 mol·L－1的KI溶液和0.05 mol·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
答案　A
解析　0.2 mol·L－1的KI溶液和0.05 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液等体积混合，KI过量，向混合液中滴入KSCN溶液，溶液变红色，说明溶液中仍含有Fe3＋，能说明溶液中存在化学平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，A项符合题意；KI过量，溶液中存在I－不能证明含Fe3＋，B项不符合题意；该反应生成Fe2＋，向混合液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀生成，只能说明溶液中含有Fe2＋，C项不符合题意；该反应生成I2，向混合液中滴入淀粉溶液，溶液变蓝色，说明溶液中含有碘单质，不能证明含Fe3＋，D项不符合题意。
【对点练4】 (Fe2＋和Fe3＋的性质)(2020·河北唐山市区县联考)将Fe粉、Cu粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液和CuCl2溶液，混合于某容器中充分反应(假定容器不参与反应)，下列情况下正确的是(　　)
A．若Fe粉有剩余，则容器中不可能有Fe2＋
B．若FeCl3有剩余，则容器中还含有Cu
C．若CuCl2有剩余，则容器中不可能有Fe
D．若Cu粉有剩余，则容器中不可能有Cu2＋
答案　C
解析　氧化性的强弱顺序是Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋，还原性：Fe>Cu，A.铁先与Fe3＋反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，因为铁有剩余，因此Fe还要跟Cu2＋发生反应，Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，Fe不与Fe2＋、Cu不与Fe2＋发生反应，因此容器中有Fe2＋存在，故A错误；B.FeCl3还有剩余，Cu能与Fe3＋发生Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋ Cu2＋，因此容器中有FeCl3剩余，容器中不含Cu，故B错误；C.Fe能与CuCl2发生Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，因此容器中有CuCl2，则容器中不含有Fe，故C正确；D.如果铜单质部分与FeCl3反应，则Cu有剩余，溶液中含有Cu2＋，故D错误。
【对点练5】 (Fe2＋和Fe3＋的检验)(2020·山东省烟台模拟)下列有关说法不正确的是(　　)
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，该溶液中一定含有Fe2＋
B．用酸性KMnO4溶液检验Fe2(SO4)3溶液中是否含FeSO4
C．检验Fe(NO3)2是否已氧化变质，可将Fe(NO3)2溶于稀H2SO4后滴加KSCN溶液，再观察溶液是否变红
D．现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色，其原因可能是苹果汁中的Fe2＋变成Fe3＋
答案　C

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)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)。

考点三　“铁三角”的转化及应用
【典例3】 (2020·青铜峡市高级中学月考)下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是(　　)
A．为了防止氯化亚铁溶液久置变质，常在其溶液中加入少许铁钉
B．将饱和FeCl3溶液滴入稀NaOH溶液中，能形成胶体
C．新制的氢氧化亚铁沉淀露置在空气中最终会变为红褐色
D．除去FeCl3溶液中的FeCl2杂质可以向溶液中加氯水
答案　B
解析　亚铁离子在空气中易被氧化为铁离子，加铁钉可以防止氯化亚铁溶液的变质，故A正确；制备氢氧化铁胶体的方法是将饱和FeCl3溶液滴入沸水中，产生红褐色即可，故B错误；新制的氢氧化亚铁沉淀露置在空气中迅速变成灰绿色，最终会变为红褐色的氢氧化铁，故C正确；除去FeCl3溶液中的FeCl2杂质可以向溶液中滴加氯水，将氯化亚铁氧化为氯化铁，故D正确。

“铁三角”的转化关系


【对点练6】 (铁及其化合物转化关系的定量判断)实验室测定氧化物X(FexO)的组成实验如下：

下列有关说法正确的是(　　)
A．样品X中氧元素的质量分数约为26.3%
B．溶液Y中c(Fe2＋)∶c(Fe3＋)＝2∶1
C．用酸性高锰酸钾溶液检验溶液Z中是否含有Fe2＋
D．根据步骤Ⅰ、Ⅱ可以判断X的组成为Fe0.75O
答案　A
解析　溶液Y消耗0.01 mol氯气，这说明溶液中含有0.02 mol亚铁离子，因此X中相当于含有氧化亚铁的物质的量是0.02 mol，质量是0.02 mol×72 g/mol＝1.44 g，则相当于含有氧化铁的质量是3.04 g－1.44 g＝1.6 g，物质的量是0.01 mol，即X可以看作是2FeO·Fe2O3，因此x＝4/5＝0.8。A.样品X中氧元素的质量分数为×100%≈26.3%，A正确；B.根据以上分析可知溶液Y中c(Fe2＋)∶c(Fe3＋)＝1∶1，B错误；C.Z溶液中含有氯离子，氯离子也能被高锰酸钾溶液氧化，不能用酸性高锰酸钾溶液检验溶液Z中是否含有Fe2＋，应该用铁氰化钾，C错误；D.根据步骤Ⅰ、Ⅱ可以判断X的组成为Fe0.8O，D错误。
【对点练7】 (“铁三角”与实验探究的融合)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：
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________________________________________________________________
________________________________________________________________
(3)乙同学继续探究溶液A的组成。
查阅资料：16HCl＋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＋3Cl22FeCl3
(2)含有Fe2＋和Fe3＋　溶液变血红色　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MnO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MnO还原为Mn2＋，紫色褪去，因而溶液中也可能无Fe2＋

价类二维图在铁及其化合物转化中的应用

(1)横向变化体现了同价态不同类别(氧化物、碱、盐)之间的转化；
(2)纵向变化体现不同价态同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。
(3)斜向变化体现不同价态、不同类别之间物质的转化，主要体现物质的氧化物和还原性。

1．(高考选项组合)下列叙述正确的是(　　)
A．(2019·江苏，6A)Fe在稀硝酸中发生钝化
B．(2019·天津，3A)将废铁屑加入FeCl2溶液中，可除去工业废气中的Cl2
C．(2018·江苏，6A)向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液显红色
D．(2017·江苏，7A)给定条件下，能实现转化：FeFeCl2Fe(OH)2
答案　B
解析　A项，常温下，Fe遇浓硝酸发生钝化，稀硝酸中溶解，错误；B项，氯气将Fe2＋氧化为Fe3＋，铁屑再将Fe3＋还原为Fe2＋，从而除去废气中的Cl2，正确；C项，Fe2＋与SCN－不会显色，错误；D项，铁与氯气反应只能生成氯化铁，错误。
2．(2018·课标全国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
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等元素的滤液中加碱液，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．(2019·浙江4月选考)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 mol [Fe(OH)SO4]n消耗6/n mol KClO3
B．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
答案　A
解析　FeSO4和KClO3反应生成[Fe(OH)SO4]n的化学方程式为6nFeSO4＋nKClO3＋3nH2O===6[Fe(OH)SO4]n＋nKCl，根据化学方程式可知，KClO3作氧化剂，每生成1 mol [Fe(OH)SO4]n消耗n/6 mol KClO3，A项错误；[Fe(OH)]2＋的水解能力小于Fe2＋，导致生成聚合硫酸铁后，溶液碱性增强，B项正确；[Fe(OH)]2＋可在水中水解生成Fe(OH)3胶体而净水，C项正确；比较Fe3＋和[Fe(OH)]2＋的水解能力，可以从二者所带电荷的多少来分析，所带正电荷越多，结合OH－的能力就越强，水解能力就越强，D项正确，故选A。
4．(2020·浙江1月选考)某固体混合物X，含有Al2(SO4)3、FeCl3、Na2CO3和CuSO4中的几种，进行如下实验：
①X与水作用有气泡冒出，得到有色沉淀Y和弱碱性溶液Z；
②沉淀Y与NaOH溶液作用，无变化。
下列说法不正确的是(　　)
A．混合物X中必定含有Na2CO3，不含Al2(SO4)3
B．溶液Z中溶质主要是钠盐，且必含NaHCO3
C．灼烧沉淀Y，可以得到黑色物质
D．往溶液Z中加入Cu粉，若不溶解，说明X中不含FeCl3
答案　D
解析　Al3＋、Fe3＋、Cu2＋水解生成Al(OH)3、Fe(OH)3、Cu(OH)2，CO水解先生成HCO，再生成H2CO3，他们可相互促进水解，使水解程度增大。由题意①X与水作用有气泡冒出来，得到有色沉淀Y和弱碱性溶液Z，可知有CO2生成，弱碱性物质必是NaHCO3，说明X中必含有Na2CO3；由②沉淀Y与NaOH溶液作用，无变化，说明X中不含Al2(SO4)3；有色沉淀可能是Cu2(OH)2CO3、Fe(OH)3，灼烧后得到黑色物质含有CuO；往溶液Z中加入Cu粉，若不溶解，不能说明X中不含FeCl3，可能Fe3＋已水解完全。故D项错误。
5．(2020·7月浙江选考)黄色固体X，可能含有漂白粉、FeSO4、Fe2(SO4)3、CuCl2、KI之中的几种或全部。将X与足量的水作用，得到深棕色固体混合物Y和无色碱性溶液Z。下列结论合理的是(　　)
A．X中含KI，可能含有CuCl2
B．X中含有漂白粉和FeSO4
C．X中含有CuCl2，Y中含有Fe(OH)3
D．用H2SO4酸化溶液Z，若有黄绿色气体放出，说明X中含有CuCl2
答案　C
解析　由黄色固体X与足量的水作用得到深棕色固体混合物Y和无色碱性溶液Z可知，X中含有CuCl2、漂白粉，至少含有FeSO4、Fe2(SO4)3中的一种，不含KI，A、B项错误，C项正确；漂白粉中含有CaCl2和Ca(ClO)2，用硫酸酸化可得到氯气，由题述实验现象不能说明X中含有CuCl2，D项错误。
6．(2019·浙江4月选考，28)某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。

请回答：
(1)仪器1的名称________。装置5的作用___________________________________________________________________。
(2)实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进，使溶液能进入4中________。
(3)装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因___________________________________________________________________。
答案　(1)分液漏斗　液封，防止空气进入装置4
(2)在装置2、3之间添加控制开关
(3)装置4内的空气没有排尽
解析　(1)仪器1的名称为分液漏斗。由于Fe(OH)2易被氧气氧化，故装置5的作用是通过液封，防止空气进入装置4。(2)3中溶液不能进入4中的原因是生成的氢气沿着导管通过2逸出，三颈烧瓶中无法形成高压，故只需在2、3之间加一个控制开关。(3)生成灰绿色沉淀说明氢氧化亚铁被部分氧化，分析原因应该是装置4中的空气未排尽。

一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1．铁是人类应用较早，当前应用量最大的金属元素。下列有关铁及其化合物的说法中正确的是(　　)
A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2
C．除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入过量铁粉，然后过滤
D．Fe3＋与KSCN产生红色沉淀
答案　C
解析　赤铁矿的主要成分是Fe2O3；铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2；Fe3＋遇KSCN溶液变为红色，没有沉淀产生。
2．下列有关物质检验方法不合理的是(　　)
A．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显血红色，该溶液中一定含有Fe2＋
B．用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2
C．检验绿矾晶体是否已氧化变质，可将绿矾晶体溶于稀H2SO4后滴加KSCN
D．向某溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋
答案　B
解析　B项中的Cl－也能使酸性KMnO4溶液褪色。
3．Cu、Fe和Fe2O3的混合物中加入足量稀硫酸发生反应。下列说法正确的是(　　)
A．反应后溶液可能呈中性
B．反应停止后一定有固体剩余
C．反应过程中一定有氧化还原反应发生
D．若只有Cu剩余，向溶液中滴入铁氰化钾溶液不会产生蓝色沉淀
答案　C
解析　反应后生成的盐(FeCl2、FeCl3、CuCl2等)属于强酸弱碱盐，溶液显酸性，A项错误；涉及的反应有：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，Fe2O3足量时，不会有固体剩余，B项错误；Fe与H＋的反应及Cu与Fe3＋的反应均为氧化还原反应，C项正确；若有铜剩余，则溶液中一定没有Fe3＋，一定有Fe2＋，滴入K3[Fe(CN)6]溶液会产生蓝色沉淀，D项错误。
4．(2020·河北唐山市区县联考)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．FeO·2Fe2O3
C．2FeO·3Fe2O3 D．2FeO·Fe2O3
答案　C
解析　一般拆写成氧化物时，低价在前，高价在后，同时符合原子守恒； FeO·3Fe2O3中铁原子和氧原子个数比为7∶10，不符合8∶11，故A不符合题意； FeO·2Fe2O3中铁原子和氧原子个数比为5∶7，不符合8∶11，故B不符合题意； 2FeO·3Fe2O3中铁原子和氧原子个数比为8∶11，符合8∶11，故C符合题意； 2FeO·Fe2O3中铁原子和氧原子个数比为4∶5，不符合8∶11，故D不符合题意。
5．某同学用含有铁锈(Fe2O3)的废铁屑来制取氯化铁晶体，实验装置如图所示(夹持装置略，气密性已检验)，下列推断不合理的是(　　)

A．B中收集到的气体是氢气
B．烧杯中双氧水的作用是将Fe2＋还原为Fe3＋
C．A中的氧化铁与盐酸反应生成氯化铁
D．烧杯中的溶液在氯化氢气氛下，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体
答案　B
解析　铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，所以B中收集到的气体是氢气，A项正确；双氧水具有氧化性，可将Fe2＋氧化为Fe3＋，B项错误；氧化铁为碱性氧化物，可与盐酸反应生成氯化铁和水，C项正确；因铁离子易水解，故FeCl3溶液应在氯化氢气氛下，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体，D项正确。
6．(2020·福建福州市高三模拟)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．生产FeCO3需在较低温度下进行，避免FeCO3受热分解
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小
答案　B
解析　碱式硫酸铁中Fe的化合价为＋3价，Fe3＋能发生水解生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有吸附性，能吸附水中悬浮物，可用作净水剂，故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，但不是避免FeCO3受热分解，故B错误；若(NH4)2Fe(SO4)2被氧化则生成Fe3＋，KSCN溶液遇Fe3＋溶液变红，可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化，故C正确；根据流程图，FeSO4能与(NH4)2SO4反应生成(NH4)2Fe(SO4)2，说明(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4小，故D正确。
7．(2020·宁夏石嘴山模拟)下列关于Fe3＋、Fe2＋的说法错误的是(　　)
A．用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2
B．配制FeCl3溶液时，先将FeCl3晶体溶于较浓的盐酸中．再加水稀释到所需要的浓度
C．用如图装置可以制备Fe(OH)2沉淀

D．向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋被氧化
答案　A
解析　 Cl－也可使酸性KMnO4溶液褪色，故不能验证Fe2＋是否存在，A错误。
8．(2020·福建永安一中、漳平一中一联)利用废铁屑(主要成分为Fe，还含有C、S、P等)制取高效净水剂K2FeO4的流程如图所示：

下列说法错误的是(　　)
A．废铁屑在酸溶前可用热的纯碱溶液去油污
B．步骤②是将Fe2＋转化为Fe(OH)3
C．步骤③中发生的反应的离子方程式为2Fe(OH)3＋3ClO－===2FeO＋3Cl－＋4H＋＋H2O
D．步骤④中反应能发生的原因是在相同条件下，K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4
答案　C
解析　油污在热的纯碱溶液中水解，可用热的纯碱溶液去油污，A项正确；步骤①中Fe转化为Fe2＋，步骤②中Fe2＋在NaOH溶液中被H2O2氧化得到Fe(OH)3，B项正确；步骤③中溶液显碱性，不能生成H＋，故正确的离子方程式是2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O，C项错误；步骤④能将Na2FeO4转化为K2FeO4的原因是在相同条件下K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4，D项正确。
9．FeCl3易潮解、易升华，实验室制备FeCl3的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。下列说法不正确的是(　　)

A．导管g的作用是平衡气压，便于液体滴下
B．试剂X和试剂Y分别为饱和食盐水、浓硫酸
C．直接用E接收产物比用导管连接D、E的优点是可防止堵塞
D．出于简化装置的目的，F装置可拆除
答案　D
解析　FeCl3易潮解，而F中的浓硫酸起到干燥的作用，防止G中水蒸气进入D中，不能拆除，D错误。
10．下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是(　　)
选项
操作和现象
结论或目的
A
向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液2～3滴，溶液呈红色
红砖中含有氧化铁
B
CO还原Fe2O3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
黑色固体中没有Fe3O4
C
取少量Fe(NO3)2试样加水溶解，加稀H2SO4酸化，滴加KSCN溶液，溶液变为红色
该Fe(NO3)2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＋
答案　A
解析　CO还原Fe2O3得到单质Fe，即使有Fe3O4，其溶于盐酸后产生的Fe3＋与Fe发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，加入KSCN溶液也不显红色，B项错误；NO＋H＋具有强氧化性，而Fe2＋具有还原性，两者发生氧化还原反应，有Fe3＋生成，遇KSCN溶液呈红色，不能证明样品是否变质，C项错误；若原溶液中不存在Fe2＋，存在Fe3＋，也有此现象，D项错误。
11．高磷鲕状赤铁矿(主要含有Fe2O3、少量Al2O3、CaO、SiO2等)是我国一种重要的沉积型铁矿资源，以高磷鲕状赤铁矿为原料制备纯度较高的铁红，其流程如图所示。下列说法错误的是(　　)

A．铁红可用于油漆、油墨、建筑物着色剂
B．酸浸液遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀
C．洗涤滤渣时要用玻璃棒不断搅拌
D．氧化时选用的试剂可以是H2O2、NaClO溶液
答案　C
解析　铁红的主要成分是氧化铁，为红棕色，可用于油漆、油墨、建筑物的着色剂，A项正确；酸浸液中含有Fe2＋，遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色的沉淀，B项正确；用玻璃棒不断搅拌会损坏滤纸，C项错误；氧化Fe2＋时可选用H2O2、NaClO溶液作为氧化剂，将Fe2＋氧化为Fe3＋，D项正确。
12．将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol·L－1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是(　　)
A．铁粉完全溶解，Cl－浓度增大
B．往溶液中滴入KSCN溶液，溶液变红色
C．Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为5∶1
D．氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5
答案　B
解析　n(Fe)＝＝0.02 mol，n(FeCl3)＝2 mol·L－1×0.025 L＝0.05 mol，由反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋知，0.02 mol铁粉完全反应需要0.04 mol氯化铁。铁完全反应，氯化铁有剩余，Cl－浓度基本不变，A错误；氯化铁有剩余，往溶液中滴入KSCN溶液，显红色，B正确；0.02 mol Fe反应生成Fe2＋为0.06 mol，Fe3＋剩余0.01 mol，其物质的量之比为6∶1，C错误；氧化产物与还原产物均为氯化亚铁，Fe被氧化，氯化铁被还原，则氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2，D错误。
二、非选择题(本题包括3小题)
13．(2020·湖南怀化市高三期末)A～I分别表示中学化学中常见的一种物质，它们之间相互关系如图所示(部分反应物、生成物没有列出)。且已知G为主族元素的固态氧化物，F是红褐色难溶于水的沉淀，A、B、C、D、E、F六种物质中均含同一种元素。

请填写下列空白：
(1)A、B、C、D、E、F六种物质中所含同一种元素是___________________________________________________________________。
(2)写出C、G物质的化学式：C________，G________。
(3)写出④、⑥反应的化学方程式：
反应④：_______________________________________________________；
反应⑥：_______________________________________________________。
(4)从能量变化的角度看，①②③反应中属于吸热反应的是________(填序号)。
答案　(1)Fe　(2)FeCl2　Al2O3　(3)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑　4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3　(4)③
解析　G为主族元素的固态氧化物，在电解条件下生成I和H，能与NaOH溶液反应，说明G为Al2O3，与NaOH反应生成NaAlO2，而I也能与NaOH反应生成NaAlO2，则I为Al，H为O2，C、D分别和碱反应生成E、F，则说明E、F都为氢氧化物，E能转化为F，应为Fe (OH)2→Fe (OH)3的转化，所以E为Fe (OH)2，F为Fe (OH)3，则C为FeCl2，D为FeCl3，B为Fe3O4，与Al在高温条件下发生铝热反应生成A，即Fe，据此解答。
(1)A、B、C、D、E、F六种物质中所含的同种元素是Fe元素；
(2)由分析可知C为FeCl2，G为 Al2O3；
(3)反应④为Al与NaOH反应生成NaAlO2，方程式为：
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑；
反应⑥为Fe (OH)2→Fe (OH)3，反应方程式为：
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3；
(4)大多数分解反应为吸热反应，符合条件的为：③。
14．电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。
(1)检验溶液中Fe3＋存在的试剂是________，证明Fe3＋存在的现象是__________________________________________________________________。
(2)写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的离子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜，并重新获得纯净的FeCl3溶液，准备采用下列步骤：

请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式。
①________________，④________________。
(4)要证明某溶液中不含Fe3＋而可能含有Fe2＋，进行如下实验操作时的最佳顺序为________。
①加入足量氯水　②加入足量KMnO4溶液　③加入少量KSCN溶液
A．①③ B．③②
C．③① D．①②③
(5)写出向②⑤的混合液中通入⑥的离子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案　(1)KSCN溶液　溶液变成红色
(2)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
(3)Fe　HCl　(4)C
(5)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
解析　(3)本实验目的是回收铜和制取纯净的FeCl3，向废液中加入过量的铁屑，然后过滤，滤液为FeCl2，滤渣为Cu和Fe，因为铁能与盐酸反应，铜和盐酸不反应，因此滤渣③中加入过量的盐酸，过滤，得到金属铜，两种滤液合并，通入氯气，把Fe2＋氧化成Fe3＋。(4)检验某溶液中不含Fe3＋，含Fe2＋，应先加KSCN溶液，溶液不变红，说明不含Fe3＋，再加入氧化剂，溶液变红，说明原溶液中含Fe2＋，氧化剂不能是酸性高锰酸钾溶液，因为高锰酸钾溶液能氧化KSCN，故选项C正确。
15．(2020·山东模考)利用钒钛磁铁矿冶炼后产生的钒渣(主要含FeO·V2O3、Al2O3、SiO2及少量可溶性磷酸盐)生产V2O5的工艺流程如下，回答下列问题：

已知：①V2O5、Al2O3、SiO2可与Na2CO3、NaCl组成的混合钠盐在高温下反应，并转化为NaVO3、NaAlO2、Na2SiO3等可溶性钠盐。
②AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O
(1)焙烧Ⅰ包括氧化和钠化成盐两个过程，氧化的目的是获得V2O5，写出氧化过程中FeO·V2O3发生反应的化学方程式__________________________________________________________________；
废渣Ⅰ的主要成分是________；精制Ⅰ中加盐酸调pH的主要作用是___________________________________________________________________，
加入NH3·H2O发生反应的离子方程式为_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)精制Ⅱ中加入CaCl2溶液除去磷酸盐，pH过小时影响除磷效果的原因是___________________________________________________________________；
pH过大时沉淀量增大的原因是____________________________________。
(3)沉钒所得NH4VO3沉淀需进行洗涤，洗涤时除去的阴离子主要是________。NH4VO3在500 ℃时焙烧脱氨制得产品V2O5，反应方程式为2NH4VO3 V2O5＋H2O↑＋2NH3↑。但脱氨过程中，部分V2O5会转化成V2O4，反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为3∶2，该反应的化学方程式为___________________________________________________________________。
答案　(1)4[FeO·V2O3]＋5O22Fe2O3＋4V2O5　Fe2O3　除Si并转化AlO(写“除Si”即得分)　Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH、H＋＋NH3·H2O===H2O＋NH(写出第一个离子方程式即得分)
(2)形成溶解度较大的酸式盐(或形成溶解度较大的磷酸氢钙或磷酸二氢钙)　产生了Ca(OH)2沉淀　(3)Cl－　3V2O5＋2NH33V2O4＋N2＋3H2O
解析　(1)氧化过程FeO·V3O5生成对应的金属氧化物Fe2O3和V2O5，化学方程式为：4[FeO·V2O3]＋5O22Fe2O3＋4V2O5；经过氧化和钠化成盐后，V2O5、Al2O3、SiO2均转化为可溶性盐，Fe2O3成为废渣Ⅰ；精制Ⅰ中加盐酸调pH是为了将SiO转化成硅酸沉淀并将AlO转化为Al3＋；加入NH3·H2O后其与Al3＋发生反应生成Al(OH)3沉淀，还可以中和酸，反应的离子方程式为：Al3＋＋3NH3＋H2O===Al(OH)3↓＋3NH、H＋＋NH3·H2O===H2O＋NH。(2)精制Ⅱ中加入CaCl2溶液生成磷酸钙沉淀，除去磷酸盐，pH过小时会形成溶解度较大的酸式盐；pH过大时易形成Ca(OH)2沉淀。(3)沉钒时加入试剂NH4Cl，因此所得NH4VO3沉淀含有的阴离子主要为Cl－，脱氨过程中，部分V2O5会转化成V2O4，且反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为3∶2，则V2O5为氧化剂，NH3为还原剂，还原产物为V2O4，氧化产物为N2，则氧化还原反应方程式为：3V2O5＋2NH33V2O4＋N2＋3H2O。
微专题11　变价金属的代表——V、Cr、Mn

1．钒及其化合物
(1)钒单质具有耐酸性，在空气中不被氧化，可溶于氢氟酸、硝酸和王水。
(2)钒的氧化物
钒的常见化合价为＋2、＋3、＋4、＋5，对应氧化物分别为VO、V2O3、VO2、V2O4、V2O5。
钒的氧化物的化学性质
化学式
VO
V2O3
VO2、V2O4
V2O5
物质类别
碱性氧化物
碱性氧化物
两性氧化物
两性氧化物
反应
方程式
VO＋2H＋===V2＋＋H2O
V2O3＋6H＋===2V3＋＋3H2O
VO2＋2H＋===VO2＋＋H2O
2VO2＋OH－===HV2O
V2O5＋2H＋===2VO＋H2O
V2O5＋6OH－===2VO＋3H2O
制备
原理
V2O5＋3H22VO＋3H2O
V2O5＋2H2 V2O3＋2H2O
V2O5＋C V2O4＋CO↑
2NH4VO32NH3↑＋V2O5＋H2O
2VOCl3＋3H2O===V2O5↓＋6HCl
相互转化：低价钒的氧化物在空气中易被氧化成高价钒的氧化物，高价钒的氧化物可被还原性气体还原生成低价钒的氧化物
(3)氢氧化钒
化学式
V(OH)2
V(OH)3
制备
V2＋＋2OH－===V(OH)2↓
V3＋＋3OH－===V(OH)3↓
(绿色)
性质(碱)
V(OH)2＋2H＋===V2＋＋2H2O
在空气中极易被氧化
V(OH)3＋3H＋===V3＋＋3H2O
在空气中易被氧化
(4)钒盐
①五价钒盐在碱性较强的溶液中以VO形式存在，在酸性溶液中发生一系列反应生成偏矾酸盐(VO)、焦矾酸盐(V2O)、多钒酸盐等。
②四价矾盐在酸性溶液中主要以VO2＋形式存在，如VOSO4
③不同价态的钒离子在溶液中的颜色
(VO2)＋颜色为浅黄色或深绿色，(VO)2＋颜色为蓝色，V3＋为绿色，V2＋为紫色。
2．铬及其化合物
(1)铬单质：最硬的金属，化学性质稳定，常温下在空气中、水中不生锈。
(2)铬的氧化物与氢氧化物
Cr2O3和Cr(OH)3具有两性，其转化关系如下：

相关反应的离子方程式：
①Cr3＋＋3OH－===Cr(OH)3↓
②Cr(OH)3＋OH－===[Cr(OH)4]－
③[Cr(OH)4]－＋H＋===Cr(OH)3↓＋H2O
④Cr(OH)3＋3H＋===Cr3＋＋3H2O
(3)铬盐
铬元素的常见价态有＋2、＋3、＋6。
①Cr(Ⅱ)：在酸性溶液中，Cr2＋具有很强的还原性。
②Cr(Ⅲ)：Cr3＋在酸性条件下是稳定的，但在碱性条件下能氧化成CrO，2Cr3＋＋3H2O2＋10OH－===2CrO＋8H2O。
在碱性溶液中，亚铬酸盐(CrO)可以被H2O2或Na2O2氧化成铬酸盐
2CrO＋3H2O2＋2OH－===2CrO＋4H2O
2CrO＋3Na2O2＋2H2O===2CrO＋6Na＋＋4OH－
③Cr(Ⅵ)：在水溶液中Cr2O和CrO存在下列平衡：

在酸性溶液中，Cr2O具有强氧化性，但在碱性溶液中Cr2O的氧化性要弱的多
如Cr2O＋6Cl－＋14H＋===3Cr2＋＋3Cl2↑＋7H2O
Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
3.锰及其化合物
锰元素常见价态：＋2、＋4、＋6、＋7。
(1)锰单质硬而脆，熔沸点高，在空气中易氧化生成褐色氧化物覆盖层，燃烧时生成四氧化三锰；溶于稀盐酸、稀硫酸生成二价锰盐。
(2)Mn(Ⅱ)
Mn2＋在酸性溶液中的稳定性强于在碱性溶液中的稳定性。
①酸性介质中只有很强的氧化剂(如NaBiO3、PbO2)氧化Mn2＋生成MnO。
2Mn2＋＋5BiO＋14H＋===5Bi3＋＋2MnO＋7H2O
2Mn2＋＋5PbO2＋4H＋===2MnO＋5Pb2＋＋2H2O
注意：介质不能用盐酸，Cl－具有还原性，可生成Cl2；Mn2＋用量不能太多，否则：2MnO＋3Mn2＋＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋。
②碱性介质中Mn2＋相对容易被氧化。
ClO－＋Mn2＋＋2OH－===Cl－＋MnO2↓＋H2O
(3)Mn(Ⅳ)
MnO2不溶于水、硝酸，是两性氧化物。
①在酸性介质中具有强氧化性，如MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；遇易燃物可燃烧。
②遇强氧化剂表现还原性，如3MnO2＋3K2CO3＋KClO33K2MnO4＋KCl＋3CO2↑
③可用作催化剂，如2KClO32KCl＋3O2↑　2H2O22H2O＋O2↑
(4)Mn(Ⅵ)
①MnO存在于强碱性溶液中，在酸性、中性环境均发生歧化。
3MnO＋2H2O===2MnO＋MnO2↓＋4OH－
3MnO＋4H＋===2MnO＋MnO2↓＋2H2O
②具有强氧化性　MnO＋4Cl－＋8H＋===Mn2＋＋2Cl2↑＋4H2O
(5)Mn(Ⅶ)
KMnO4热稳定性差，通常保存在棕色试剂瓶中：
4KMnO4＋2H2O4MnO2↓＋3O2↑＋4KOH
①在酸性介质中，MnO具有强氧化性，本身被还原为Mn2＋。
2MnO＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O
2MnO＋6H＋＋5H2O2===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O
②在碱性、中性或微弱酸性溶液中，MnO氧化性减弱，还原产物为MnO2。
2MnO＋I－＋H2O===2MnO2↓＋IO＋2OH－
③在强碱性溶液中，MnO还原产物为MnO。
2MnO＋SO＋2OH－===2MnO＋SO＋H2O。

1．金属钒被誉为“合金的维生素”。从废钒(主要成分为V2O5、Fe2O3、SiO2等)中回收V2O5的一种工艺流程如下图所示：

已知：
步骤②、③中的转化过程可简化为：Rn＋(水层)＋nHA(有机层)RAn(有机层)＋nH＋(水层)(式中Rn＋表示VO2＋或Fe3＋，HA表示有机萃取剂)
回答下列问题：
(1)步骤①酸浸过程中发生氧化还原反应的化学方程式为
_______________________________________________________________，
滤渣的成分为___________________________________________________。
(2)萃取时应加入适量碱的作用是____________________________________
___________________________________________________________________。
(3)步骤④中反应的离子方程式为____________________________________
___________________________________________________________________。
(4)沉钒所得NH4VO3为离子化合物，NH的电子式为________________。
(5)V2O5是两性氧化物，在强酸性溶液中以VO形式存在，VO具有强氧化性，能将I－氧化为I2，本身被还原为VO＋，则V2O5与氢碘酸反应的离子方程式为___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(6)为提高钒的回收率，步骤②和③需多次进行，假设酸浸所得“强酸性浸出液”中c(VO2＋)＝a mol·L－1，步骤②和③每进行一次，VO2＋萃取率为80%,4次操作后，“强酸性浸出液中”c(VO2＋)＝________mol·L－1。(萃取率＝×100%)
答案　(1)V2O5＋K2SO3＋2H2SO4===K2SO4＋2VOSO4＋2H2O　SiO2
(2)使平衡右移，提高萃取率
(3)6VO2＋＋ClO＋3H2O===Cl－＋6VO＋6H＋
(4)
(5)V2O5＋4I－＋6H＋===2VO＋＋2I2＋3H2O
(6)1.6a×10－3
解析　(1)由浸出液的成分可知V2O5→VO2＋，故反应的化学方程式为V2O5＋K2SO3＋2H2SO4===K2SO4＋2VOSO4＋2H2O，在酸浸时V2O5、Fe2O3均溶解，而SiO2不溶，故滤渣的成分为SiO2。
(2)由Rn＋(水层)＋nHA(有机层)RAn(有机层)＋nH＋(水层)可知，加入碱，c(H＋)减小，平衡右移，有利于R进入有机层，提高萃取率。
(3)由反应后的溶液成分可知VO2＋→VO、KClO3→Cl－，故反应的离子方程式为ClO＋6VO2＋＋3H2O===Cl－＋6VO＋6H＋。
(5)由题目分析知V2O5和氢碘酸反应V2O5→VO＋、I－→I2，故反应的离子方程式为：V2O5＋4I－＋6H＋===2I2＋2VO＋＋3H2O。
(6)萃取率为80%，则剩余(1－80%)，故萃取4次后剩余浓度为(1－80%)4×a mol·L－1＝1.6×10－3a mol·L－1
2．铬是不锈钢中一种重要的元素，铬的毒性与其存在的价态有关，低价铬对人体基本无害，六价铬比三价铬毒性高100倍，并易被人体吸收且在体内蓄积，有关含铬化合物的相互转化关系如图甲。

回答下列问题：
(1)从图甲中信息判断，Cr(OH)3是________氢氧化物(填“酸性”、“碱性”或“两性”)，相关反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)图甲中所示转化过程中需要加入氧化剂的是________(填写表示转化过程的小写字母)。
(3)在水溶液中橙色的Cr2O与黄色的CrO有下列平衡关系：Cr2O＋H2O2CrO＋2H＋。
向K2Cr2O7稀溶液中加入NaOH溶液后，溶液颜色的变化是________。
(4)CrO3具有强氧化性，热稳定性较差，加热时逐步分解，其固体残留率(×100%)随温度的变化如图乙所示。
①三氧化铬在稀硫酸环境中氧化乙醇，CrO3变为绿色的Cr2(SO4)3，乙醇被完全氧化为CO2，则其化学方程式是___________________________________________________________________。
②图乙中B点所示固体的化学式是________。
答案　(1)两性　Cr(OH)3＋3H＋===Cr3＋＋3H2O、Cr(OH)3＋OH－===CrO＋2H2O　(2)dg
(3)由橙色变为黄色
(4)①4CrO3＋C2H5OH＋6H2SO4===2Cr2(SO4)3＋2CO2↑＋9H2O　②Cr2O3
解析　(1)由图转化关系可知Cr(OH)3可与酸反应生成Cr3＋，离子方程式为Cr(OH)3＋3H＋===Cr3＋＋3H2O，与碱反应生成CrO，离子方程式为Cr(OH)3＋OH－===CrO＋2H2O；(2)Cr3＋转化为CrO，CrO转化为CrO，Cr元素化合价升高，需加入氧化剂；(3)向K2Cr2O7稀溶液中加入NaOH溶液，平衡正向移动，颜色由橙色变为黄色；(4)①酸性条件下，CrO3和C2H5OH发生氧化还原反应生成Cr2(SO4)3和CO2，方程式为4CrO3＋C2H5OH＋6H2SO4===2Cr2(SO4)3＋2CO2↑＋9H2O；②设CrO3的质量为100 g，则CrO3中铬元素的质量为100 g×＝52 g，B点时固体的质量为100 g×76%＝76 g，Cr的质量没有变，所以生成物中Cr元素的质量为52 g，氧元素的质量为76 g－52 g＝24 g，Cr、O原子个数比为∶＝2∶3，所以B点时剩余固体的成分是Cr2O3。