【同步讲义】高中化学（苏教版2019）必修第二册--9.2.2 铁及其化合物转化反应条件的控制 讲义

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第2课时 铁及其化合物转化反应条件的控制
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课程标准
课标解读
1．能探究得出反应条件的改变对Fe2+性质的影响。
2．掌握Fe2+与碱反应的条件，会书写相关化学方程式。
3．进一步掌握Fe2+的检验方法。
1．通过对Fe2+与碱反应的探究，能根据氧化还原反应的的本质，书写Fe2+与碱反应的化学方程式，并能分析反应条件对化学反应的影响。（宏观辨识与微观探析）
2．能通过实验探究Fe2+与碱反应的规律，能设计对照实验方案，根据所学内容和资料作出预测和假设，能运用适当的方法控制反应条件并顺利完成实验，并基于实验事实得出结论。（科学探究与创新意识）
3．通过学习掌握更多Fe2+的检验方法，能设计制取氢氧化亚铁的的综合实验方案；能运用变量控制的方法探究并确实合适的反应条件，安全顺利地完成实验。（科学探究与创新意识）

知识精讲


知识点01 制备Fe(OH)2的反应中如何控制反应条件
1． Fe(OH)2的制备
（1）Fe(OH)2的性质
Fe(OH)2很不稳定，容易被空气中的氧气氧化。
（2）制备Fe(OH)2反应中条件的控制
①反应的原料必须是新制的、不含三价铁盐的亚铁盐溶液与不含溶解氧的NaOH溶液。
②反应过程中防止反应混合物与氧气或其他氧化剂接触。
2．制备Fe(OH)2的实验探究
（1）向新制的FeSO4溶液中滴加NaOH溶液。
实验现象是开始有白色絮状沉淀生成，沉淀逐步变为灰绿色，在变成红褐色。
解释产生该现象的原因：Fe(OH)2被溶解在溶液中和液面上方的氧气氧化，Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的化学方程式为4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3。
（2）用长胶头滴管吸取几滴经煮沸并冷却的NaOH溶液，将胶头滴管末端伸入FeSO4溶液液面下，慢慢挤出NaOH溶液。
实验现象是：有白色絮状沉淀生成。
【即学即练1】为了防止FeSO4溶液变质，应在溶液中加入少量________，原因是__________________。
答案：铁粉 Fe2+具有还原性，容易被氧化成Fe3+
【即学即练2】用不含Fe3＋的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备Fe(OH)2沉淀。
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时，除加硫酸防止生成Fe(OH)2外，还需加入_____________。
(2)除去蒸馏水中溶解的O2，常采用________的方法。
(3)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溶液的液面以下，再慢慢挤出NaOH溶液。这样操作的理由是_____________________。
答案：(1)铁屑　(2)煮沸　(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2转化成Fe(OH)3沉淀
【即学即练3】化合物A、B组成元素相同，且B为白色。C是一种与B含有相同价态该金属元素的硫酸盐，向C中加入适量的NaOH溶液，可观察到生成的沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色沉淀A，加热A可得红棕色粉末D。回答下列问题：
(1)写出各物质的化学式：
A：________、B：________、C：________、D：________。
(2)写出B转化为A的化学方程式：_____________________。
写出A受热分解的化学方程式：______________________________________。
答案：(1)Fe(OH)3　Fe(OH)2　FeSO4　Fe2O3
(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O
解析：解答本题的关键是抓住C与NaOH溶液反应的特征现象，确定A是Fe(OH)3，C是FeSO4，B是Fe(OH)2，D是Fe2O3。

能力拓展

考法01 铁的氢氧化物及Fe(OH)2的制备方法
1．铁的氢氧化物
（1）Fe(OH)2：
白色絮状物，易被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，颜色由白色变为灰绿色，最后变为红褐色，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。
（2）Fe(OH)3：
红褐色、难溶于水的固体，在空气中久置会部分失水生成铁锈(Fe2O3·xH2O)，受热易分解，化学方程式为2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O；制取Fe(OH)3用可溶性铁盐与碱反应，离子方程式：Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓。
2．Fe(OH)2的制备
在制备的过程中，为防止Fe(OH)2氧化，常用的方法有：
（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盛有亚铁盐溶液的液面下，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。
【典例1】氢氧化亚铁制备实验的改进
方案一：有机覆盖层法

(1)配制NaOH和FeSO4溶液的蒸馏水要经过____________，目的是_____________。
(2)在FeSO4溶液表面覆盖一层苯，作用是_____________________________。
方案二：还原性气体保护法
在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。

思考解答下列问题：
(3)在试管Ⅰ里加入的试剂是_______。
(4)在试管Ⅱ里加入的试剂是_______。
(5)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和试管Ⅱ中加入试剂，塞紧塞子后的实验步骤是
________________________________________________________________________。
(6)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是___________________________________。
答案：(1)加热煮沸　赶走溶解的氧气 (2)隔绝空气中的氧气
(3)稀H2SO4、铁屑 (4)NaOH溶液
(5)打开止水夹a，待Ⅰ中反应生成的氢气排净装置中的空气后，再关闭止水夹a
(6)试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入
考法02 Fe2＋、Fe3＋的检验方法
1．Fe2＋、Fe3＋的检验方法

Fe2＋
Fe3＋
观察法
浅绿色
棕黄色
加碱(NaOH)法
①现象：白色沉淀灰绿色红褐色沉淀
②反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色)
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(红褐色)
①现象：红褐色沉淀
②反应：
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色)
加盐(SCN－)法
①现象：加入KSCN溶液无明显现象，再滴入氯水变成血红色溶液
②反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(血红色)
①现象：加入KSCN溶液，溶液变为血红色
②反应：
Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(血红色)
2．Fe2＋、Fe3＋的特征反应
Fe3＋：KSCN溶液，溶液变为血红色，Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3；
Fe2＋：K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀， 3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓。
【典例2】某小组在验证反应“Fe＋2Ag＋===Fe2＋＋2Ag”的实验中检测到Fe3＋，发现和探究过程如下。
向硝酸酸化的0.05 mol·L－1硝酸银溶液(pH≈2)中加入过量铁粉，搅拌后静置，烧杯底部有黑色固体，溶液呈棕黄色。[已知：Fe2＋可以与K3[Fe(CN)6]溶液反应产生蓝色沉淀]
(1)取出少量黑色固体，洗涤后，________________________(填操作和现象)，证明黑色固体中含有Ag。
(2)取上层清液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有____________。
(3)针对“溶液呈棕黄色”，甲认为溶液中有Fe3＋，乙认为铁粉过量时不可能有Fe3＋，乙依据的原理是_____________________________________(用离子方程式表示)。
答案：(1)加硝酸加热溶解固体，再滴加稀盐酸，产生白色沉淀　(2)Fe2＋　(3)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
解析：(1)若黑色固体中含有Ag，可先加入硝酸，加热使之溶解，再加入盐酸，能产生白色沉淀AgCl。
(2)K3[Fe(CN)6]溶液是常见的检验Fe2＋的试剂。取上层清液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明含有Fe2＋。
(3)Fe3＋具有较强的氧化性，可与Fe发生氧化还原反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。


分层提分


题组A 基础过关练
1．联合国卫生组织经过考核和研究，认为我国使用的铁锅是有益于人类健康的理想炊具，并向全世界推广。其主要原因是(　　)
A．价格便宜，不易生锈
B．铁锅含有碳元素
C．烹调的食物中留有人体需要的铁元素
D．传热慢，保温性能好
答案：C
解析：价格是物质用途需考虑的因素之一，但不是有益于健康的理由，铁锅为铁合金，易发生电化学腐蚀生锈，A项错误；铁锅为铁的合金，主要成分为铁，还含有碳等其他元素，使用铁锅主要是获得铁元素，不是为了获得碳元素，B项错误；使用铁锅烹调的食物中留有人体需要的铁元素，铁是合成血红蛋白的主要元素，缺乏会患贫血，C项正确；铁合金具有良好的导热性能，但保温性能差，D项错误。
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，上述白色沉淀和残渣分别是(　　)
A．Fe(OH)3；Fe2O3 B．Fe(OH)2；Fe2O3
C．Fe(OH)2；Fe(OH)3、Fe3O4 D．Fe2O3；Fe(OH)3
答案：B
解析：铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，当加入氨水时生成白色的氢氧化亚铁；氢氧化亚铁易被空气中的氧气氧化为红褐色的氢氧化铁，加热时氢氧化铁分解为红棕色的氧化铁。
3．实验室用FeCl2和烧碱制备Fe(OH)2，为了生成的产物不容易被氧化，下列说法不正确的是(　　)
A．配制FeCl2和烧碱溶液所用的蒸馏水通常要煮沸
B．可在FeCl2溶液的上面加一层苯，以隔绝空气
C．向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入到试管内
D．产生Fe(OH)2沉淀后，不能振荡试管
答案：C
解析：向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，要将胶头滴管的尖嘴伸入到FeCl2溶液中，防止氢氧化钠溶液在滴入时接触空气中溶有的氧气，故C错误。
4．在一定条件下，铁与有关物质的反应所得产物错误的是(　　)
A．FeFeCl3 B．FeFeS
C．FeFe(OH)3 D．FeFe3O4
答案：C
解析：Cl2是强氧化剂，可将Fe氧化成FeCl3，故A正确；S是弱氧化剂，可将Fe氧化成FeS，故B正确；Fe与H2O(g)反应生成Fe3O4，而不是Fe(OH)3，故C错误；Fe在O2中燃烧生成Fe3O4，故D正确。
5．某学生以铁丝和Cl2为原料进行下列三个实验。从反应条件的控制分析，下列说法不正确的是(　　)

A．实验①中不管Cl2是否足量，产物均为FeCl3
B．实验②中，搅拌可加速FeCl3的溶解
C．实验③中，必须严格控制好反应条件，才能制得Fe(OH)3胶体
D．实验③中，没有不断搅拌，故得不到Fe(OH)3胶体
答案：D
解析：Cl2具有强氧化性，和Fe反应，产物为FeCl3，故A正确；搅拌可加速物质的溶解，故B正确；由于胶体聚沉的条件，加热、搅拌、加入电解质等，故严格控制好条件，才能制得Fe(OH)3胶体，故C正确，D错误。
6．下列叙述不正确的是(　　)
选项
被提纯物质
杂质
除杂试剂或方法
A
FeCl3溶液
FeCl2
通入适量Cl2
B
FeCl2溶液
FeCl3
加入过量铁粉并过滤
C
铜粉
铁粉
加入过量盐酸并过滤
D
Fe(OH)3
Fe(OH)2
在空气中灼烧
答案：D
解析：FeCl2与Cl2反应生成FeCl3，FeCl3与Fe粉反应生成FeCl2，A、B都正确；Fe(OH)3、Fe(OH)2受热都易分解，D错误。
7．下列实验操作能够制取Fe(OH)2并能较长时间观察到白色沉淀的是(　　)

答案：D
解析：B项中CCl4密度大，应在下层，不能长时间观察到白色沉淀；D项中的操作可防止氧气氧化Fe(OH)2，能较长时间观察到白色沉淀。
8．为探究铁和铁的化合物的一些化学性质，某学生实验小组设计了以下实验。

(1)往A、B溶液中分别滴入几滴KSCN溶液，溶液的颜色：A________，B________。
(2)写出上述过程中有关反应的化学方程式：
Fe2O3→A：______________________________；
A→B：_________________________________。
(3)B→C可看到的现象是___________________________________。
(4)将A的饱和溶液滴入沸水中并不断加热，可制得________胶体；当光束通过该胶体时，可看到一条光亮的“通路”，这种现象称为__________效应。
答案：(1)血红色　不变(浅绿色)　(2)Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O　Fe＋2FeCl3===3FeCl2　(3)白色沉淀迅速变为灰绿色最终转变为红褐色　(4)Fe(OH)3　丁达尔
9．电子工业上使用的印刷电路板，是在敷有铜膜的塑料板上以涂层保护所要的线路，然后用三氯化铁浓溶液作用掉(腐蚀)未受保护的铜膜后形成的。某工程师为了从使用过的腐蚀废液(含有大量CuCl2、FeCl2和FeCl3，任意排放将导致环境污染及资源的浪费)中回收铜，并将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液作为腐蚀液原料循环使用，准备采用下列步骤：

(1)步骤Ⅰ的操作名称：______；所需玻璃仪器：______、________、________。
(2)写出FeCl3溶液与铜箔发生反应的离子方程式：______________________________。
(3)检验废腐蚀液中是否含有Fe3＋所需试剂名称：______，实验现象：______________。
(4)向②中加入NaOH溶液并长时间暴露在空气中，此过程的现象：_____________________________，此转化的化学方程式为___________________________________。
(5)写出③中所含物质：________，⑥发生反应的离子方程式：_______________________________。
答案：(1)过滤　烧杯　漏斗　玻璃棒　(2)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
(3) 硫氰化钾溶液　溶液由棕黄色变为血红色
(4)先产生白色絮状沉淀，然后迅速变为灰绿色，最终变为红褐色　FeCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(5)Fe、Cu　2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
解析：废液中含有FeCl2、CuCl2、FeCl3，向废液中加入过量Fe，发生反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu，然后过滤，滤液中含有FeCl2，滤渣中含有Cu、Fe，向滤渣中加入过量盐酸，Fe溶解，Cu不溶解，然后过滤得到金属单质Cu，滤液中含有FeCl2，向FeCl2滤液中通入过量Cl2，发生的反应为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，从而得到FeCl3溶液，以此解答该题。
10．下列物质之间有如下反应关系：

已知E转化成C的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。回答：
(1)写出下列物质的化学式：
A：____________，B：____________，D：____________；
甲：___________，乙：____________，丙：___________。
(2)写出E→C反应的化学方程式：_________________________________________。
答案：(1)Fe2O3　FeCl3　FeCl2　Cl2　NaOH(或KOH等)　KSCN
(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
解析：(1)E转化成C的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，则E为Fe(OH)2，C为Fe(OH)3，A为红棕色粉末，则A为Fe2O3，B为FeCl3，D为FeCl2，乙为NaOH(或KOH等)，由D→B的转化可知，甲为氯气或新制氯水等，由血红色溶液可知，丙为KSCN溶液。

题组B 能力提升练
1．在含有1 mol FeSO4的溶液中投入一小块金属钠，反应完全后，滤出沉淀并洗涤，然后在空气中灼烧沉淀得到的固体物质是(　　)
A．Fe B．FeO C．Fe(OH)3 D．Fe2O3
答案：D
解析：FeSO4的溶液中投入一小块金属钠，Na与H2O反应生成NaOH，OH－和Fe2＋反应生成Fe(OH)2，在空气中Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3，灼烧Fe(OH)3最后得到的固体为Fe2O3。
2．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
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，滴加氯水后溶液显血红色，此现象不能确定溶液中含有Fe2＋
D．向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋被氧化
答案：C
解析：反应开始时生成的H2进入B中，可排出其中的空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化，一段时间后关闭止水夹C，A中硫酸亚铁进入B中可生成Fe(OH)2，A项正确；FeCl3易水解，为抑制水解配制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，B项正确；Fe3＋与铁反应可生成Fe2＋，则向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋被氧化，D项正确。
3．有关铁的化合物的说法中，错误的是(　　)
A．Fe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色
B．由图示操作可制取Fe(OH)2
C．Fe3O4、Fe(OH)3都可以由化合反应制得
D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔效应
答案：A
解析：Fe(OH)2是一种白色固体，A错误；煤油能减少FeSO4溶液与氧气接触，可以避免试管中部分氧气对氢氧化亚铁的氧化，B正确；铁在氧气中燃烧可生成Fe3O4，可通过化合反应：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3来制取Fe(OH)3，C正确；Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔效应，D正确。4．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－1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，溶液变血红，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1滴KSCN溶液，溶液变血红，煤油的作用是_______________。
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)
5．已知有以下物质相互转化关系

试回答：
（1）写出各物质的化学式：A ，B ，C ，D 。
（2）向G溶液中滴加KSCN溶液的实验现象是 。
（3）向G溶液加入A的有关离子反应方程式 。
（4）证明B溶液中所含金属阳离子的操作 。
答案：(1)Fe　FeCl2　KOH　KCl　(2)溶液呈红色　(3)2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋
(4)取B溶液少许于试管中，加入KSCN溶液，溶液不变红，然后加氯水，溶液变红，证明B溶液含Fe2＋(其他合理答案也可以)
解析：观察分析图中物质间的转化关系，由信息“红褐色沉淀F”，可确定F是Fe(OH)3，则易推出G为FeCl3，E为Fe(OH)2。又由“白色沉淀H不溶于稀HNO3，且是由D与AgNO3反应生成”，则H为AgCl，再由焰色反应，共同确定D溶液是KCl溶液。因为“B＋C―→Fe(OH)2↓＋KCl”，可以确定B为FeCl2，C为KOH，FeCl3与A反应生成FeCl2，则A为Fe。

题组C 培优拔尖练
1．下列中学常见实验的现象或表述正确的是(　　)
A．过量的铁投入到一定量的稀硝酸中，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液，溶液显血红色
B．制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁
C．检验红砖中的氧化铁成分，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滴即可
D．向CuSO4溶液中滴入过量NaOH溶液充分反应后，将混合液体倒入蒸发皿中充分加热煮沸，然后冷却过滤，得固体物质为Cu(OH)2
答案：C
解析：过量的铁投入到一定量的稀硝酸中，铁先被硝酸氧化为三价铁，铁能和三价铁反应生成亚铁离子，铁元素最终被氧化为＋2价，滴加KSCN溶液，溶液不会显血红色，故A错误；向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液发生复分解反应生成氢氧化亚铁白色沉淀，搅拌后，氢氧化亚铁很容易被空气中的氧气氧化为氢氧化铁，得不到白色沉淀物质，故B错误；氧化铁和盐酸反应生成氯化铁溶液和水，三价铁遇KSCN溶液，会变血红色，故C正确；CuSO4溶液中滴入过量NaOH溶液充分反应后，生成蓝色沉淀氢氧化铜，但是氢氧化铜受热容易分解，放入蒸发皿中加热煮沸一会，然后冷却、过滤，滤纸上的物质多为氧化铜，故D错误。
2．用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)制备纳米Fe3O4的流程示意图如图：

下列叙述错误的是(　　)
A．步骤①的稀盐酸不能换成稀硝酸
B．步骤②中，主要反应的离子方程式是2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
C．步骤④中，反应完成后剩余的H2O2无需除去
D．步骤⑤中，“分离”包含的操作有过滤、洗涤
答案：C
解析：步骤①的稀盐酸和铁反应生成的氯化亚铁，换成过量稀硝酸时，步骤②中过量的稀硝酸还会与铁反应生成Fe3＋，A正确；铁泥与稀盐酸反应得到的滤液A中含有Fe2＋和Fe3＋，加入铁粉还原铁离子：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，B正确；滤液B的溶质为氯化亚铁，加入氢氧化钠溶液，生成Fe(OH)2悬浊液(浊液C)，向浊液C中加入双氧水，双氧水将Fe(OH)2氧化成Fe(OH)3，为防止滤液B中Fe2＋在步骤⑤中被H2O2氧化，步骤④中反应完成后需除去剩余H2O2，C错误；步骤⑤将Fe3O4分离出来需经过过滤、洗涤、干燥等操作，D正确。
3．铁在一定条件下的反应如图所示。请回答下列问题：

(1)晋代的《抱朴子》中有记载“以曾青涂铁，铁赤色如铜”，成为现代湿法冶金的先驱。曾青就是胆矾，即五水硫酸铜。将铁放在胆矾溶液(古人称为胆水)中，可以得到金属铜，请写出该反应的化学方程式：______________________________________。
(2)工业上，向500～600 ℃的铁屑中通入Cl2生产FeCl3，每生产1 kg FeCl3，消耗Cl2的物质的量为________(计算结果保留2位小数)。
(3)实现Fe转化为Fe2＋，可选用______________(填化学式)溶液。
(4)高温下，Fe粉与水蒸气反应的化学方程式为_____________________________________。
(5)请写出Fe3O4溶于稀盐酸的离子方程式：______________________________。
答案：(1)Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu　(2)9.23 mol
(3)HCl(或H2SO4、FeCl3、CuSO4等)　(4)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2　(5)Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O
解析：(1)将铁放在胆矾溶液(古人称为胆水)即硫酸铜溶液中，可以得到金属铜，化学方程式：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。(2)由氯元素守恒可知，n(Cl2)＝×mol＝9.23 mol。(3)Fe→Fe2＋说明Fe被氧化，可选用盐酸，稀硫酸、FeCl3溶液，CuSO4溶液等氧化剂。(4)铁粉在高温条件下与水蒸气反应生成H2和Fe3O4，故反应的化学方程式：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。(5)Fe3O4溶于稀盐酸生成Fe2＋、Fe3＋，比例为1∶2，反应的离子方程式为Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O。
4．某兴趣小组同学为探究黑木耳中的含铁量，进行如下实验。
已知：ⅰ.黑木耳富含蛋白质、糖类、卵磷脂、铁及一些还原性物质(如维生素C)等。每100 g黑木耳含铁量高达185 mg。
ⅱ.紫红色的KMnO4溶液在酸性条件下具有强氧化性，其还原产物是无色的Mn2＋。
Ⅰ．为确定黑木耳中含有铁元素，甲同学设计实验方案如下。

(1)步骤②得到滤液A的操作是______________________________。
(2)步骤④检验Fe3＋所用试剂是________溶液。
(3)下列有关上述实验得出的结论是________(填字母)。
a．黑木耳中一定含Fe2＋和Fe3＋
b．滤液A中一定含Fe2＋和Fe3＋
c．白色沉淀中一定含Fe(OH)2
Ⅱ．为测定黑木耳中铁元素的含量，乙同学设计实验方案如下。

(4)可选做试剂B的物质是________(填字母)。
a．Na b．Zn c．Fe d．Cu
(5)步骤⑦中观察到的实验现象是_______________________________，反应的离子方程式是________________________________________。
(6)若乙同学实验操作规范，但测得含铁量远大于实际的含量，其可能的原因是
______________________________________________________________________。
答案：(1)过滤　(2)KSCN　(3)bc　(4)d　(5)酸性高锰酸钾溶液紫色褪去　5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O　(6)黑木耳中还含有其他还原性物质(或黑木耳中还含有维生素C)
解析：(1)不溶性固体和液体的分离可采用过滤的方法，因此步骤②得到滤液A的操作是过滤。
(2)一般用KSCN溶液检验铁离子，实验现象是溶液显红色，则步骤④检验Fe3＋所用试剂是KSCN溶液。
(3)根据步骤③中产生蓝色沉淀可知滤液A中含有亚铁离子，则白色沉淀中含有Fe(OH)2；根据步骤④可知滤液A中含有铁离子，由于在灼烧过程中亚铁离子可能被氧化为铁离子，所以黑木耳中不一定含有铁离子，所以a错误，b、c正确。
(4)滤液A中含有铁离子，需要利用还原剂将其转化为亚铁离子，且不能再引入铁元素，也不能干扰亚铁离子与高锰酸钾的反应。金属钠在溶液中反应生成NaOH，NaOH与铁离子反应生成沉淀，得不到亚铁离子，a错误；金属锌与铁离子、亚铁离子和高锰酸钾均反应，b错误；金属铁和铁离子反应生成亚铁离子，但引入了铁元素，c错误；金属铜与铁离子反应生成亚铁离子和铜离子，且不会影响亚铁离子与高锰酸钾的反应，d正确。
(5)酸性高锰酸钾溶液与亚铁离子反应生成铁离子、锰离子和水，则步骤⑦中观察到的实验现象是酸性高锰酸钾溶液紫红色褪去，反应的离子方程式是5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。
(6)由于黑木耳中含有其他还原性物质，如维生素C，导致消耗高锰酸钾溶液的体积增加，所以测得含铁量远大于实际的含量。
5．铁是人体必需的微量元素，治疗缺铁性贫血的常见方法是服用补铁药物。“速力菲”(主要成分：琥珀酸亚铁，呈暗黄色)是市场上一种常见的补铁药物。该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸。某同学为了检测“速力菲”药片中Fe2＋的存在，设计并进行了如下实验：

试回答下列问题：
(1)试剂1是______________，试剂2是____________，加入新制氯水后溶液中发生反应的离子方程式是______________________、________________________。
(2)加入试剂2后溶液中颜色由淡黄色转变为淡红色是因为__________________________，写出＋2价Fe在空气中转化为＋3价Fe的化学方程式：_____________________________。
(3)该同学猜想红色溶液变为无色溶液的原因是溶液中的＋3价铁被还原为＋2价铁，你认为该同学的猜想合理吗？_____________________________。若你认为合理，请说明理由(若你认为不合理，该空不作答)______________；若你认为不合理请提出你的猜想并设计一个简单的实验加以验证(若你认为合理，该空不作答)________________________________________________。
答案：(1)稀盐酸　KSCN溶液　2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－　Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3　
(2)少量的Fe2＋转化为Fe3＋　4FeCl2＋O2＋4HCl===4FeCl3＋2H2O　(3)不合理　猜想：Fe(SCN)3中的SCN－被过量的氯水氧化；设计的实验为在褪色后的溶液中加入FeCl3溶液，不变红色(或在褪色后的溶液中加入KSCN溶液，变血红色)
解析：(1)该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸，试剂1用于溶解样品，可以选用稀盐酸；试剂2用于检验三价铁离子，可以选用KSCN溶液；氯气氧化亚铁离子生成铁离子，离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；铁离子与硫氰根离子结合生成硫氰化铁，离子方程式为Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。
(2)Fe3＋遇KSCN溶液变血红色，溶液由淡黄色变为浅红色，说明少量Fe2＋被氧化成Fe3＋；亚铁离子被空气中的氧气氧化为铁离子，化学方程式为4FeCl2＋4HCl＋O2===4FeCl3＋2H2O。
(3)因为氯水氧化性强，不会还原Fe3＋，该同学的猜想不合理；可能是SCN－被过量的氯水氧化，可取少量褪色后的溶液，加入FeCl3溶液，不变红色(或取少量褪色后的溶液，加入KSCN溶液，变血红色)。