新高考化学一轮复习考点精讲精练第21讲 铁及其化合物 讲义（2份，原卷版+解析版）

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【知识点1】铁的主要性质及应用
1．铁的位置、存在和物理性质
2、铁的化学性质
铁的化学性质较活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。
（1）与非金属单质反应
（2）铁与冷水、热水均不能发生反应，但在高温下能与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2。
（3）铁与氧化性较弱的氧化剂(如：盐酸、硫酸铜溶液等)反应，铁原子失去2个电子生成＋2价铁的化合物。
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
（4）铁与氧化性较强的氧化剂(如浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸等)反应，铁原子则失去3个电子生成＋3价铁的化合物。
（5）铁与某些盐溶液反应
Fe与FeCl3溶液的反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。
Fe与CuSO4溶液反应：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
（6）利用铝热反应焊接无缝钢轨：2Al＋Fe2O3eq \(=====,\s\up9(高温))2Fe＋Al2O3。
3．铁的冶炼：工业炼铁的原理是用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来。
【例1】实验：把0.5g硫粉与1.0g铁粉混合均匀，放在陶土网上堆成条状。用灼然的玻璃棒触及混合粉末的一端，当混合物呈红热状态时，移开玻璃棒，红热继续曼延至条状混合物的另一端至反应结束，冷却后得到黑色固体。实验过程中能闻到刺激性气味。下列分析不正确的是
A．由“红热继续曼延”，推断实验过程中发生了放热反应
B．“实验过程中能闻到刺激性气味”，推断S与反应生成了
C．“黑色固体”溶于盐酸时产生臭鸡蛋气味气体，推断与S发生了反应
D．“黑色固体”溶于盐酸后溶液呈浅绿色，推断与S生成了铁的化合物
【答案】D
【详解】A．红热蔓延说明反应放热，铁与硫的反应是放热反应，一旦引发，放出的热量足以维持反应持续进行，A正确；
B．实验过程产生了刺激性气味，推测是SO2，原因是S与O2反应生成了SO2，B正确；
C．黑色固体溶于盐酸产生H2S(臭鸡蛋气味)，证明Fe与S发生了反应生成了FeS，FeS与盐酸反应为，现象与结论一致，C正确；
D．铁粉过量，即使生成了+3价铁的化合物溶解后也会因为发生使得“黑色固体”溶于盐酸后溶液呈浅绿色，D错误；
故选D。
【例2】下列叙述正确的是
A．铁的氧化物都可由碱受热分解制得
B．过量的铁与氯气反应生成
C．与足量的S反应转移的电子数为
D．常温下，过量铁粉与浓硝酸反应生成和
【答案】C
【详解】A．可由氢氧化亚铁隔绝空气受热分解得到；由氢氧化铁受热分解得到；不能由碱受热分解制得，A错误；
B．铁与氯气反应，无论铁过量还是少量都生成，B错误；
C．的物质的量为，与足量的S反应生成，转移电子数为，C正确；
D．常温下，铁遇浓硝酸发生钝化，D错误；
故选C。
【例3】用如图所示装置研究铁粉与水蒸气的反应。观察到肥皂液中有气泡产生，点燃肥皂泡听到爆鸣声；实验结束后，试管中残留的黑色固体能被磁体吸引。下列分析不正确的是
A．由“肥皂液中有气泡产生”，不能推断铁与水蒸气发生了反应
B．铁粉与水蒸气的反应需要持续加热，推断该反应为吸热反应
C．由“点燃肥皂泡听到爆鸣声”，推断有氢气生成
D．加热和使用粉末状的铁均能加快铁与水蒸气的反应
【答案】B
【详解】A．对试管加热后，首先排出的是空气，所以肥皂液中有气泡产生，不能推断铁与水蒸气发生了反应，A正确；
B．持续加热仅说明反应需高温条件维持，不能直接推导热效应，B错误；
C．氢气可以燃烧，当点燃肥皂泡发出爆鸣声，才能确认逸出气体中含有氢气，C正确；
D．加热可提供足够的能量使反应进行，粉末状铁增大了与水蒸气的接触面积，都能加快反应速率，D正确；
故选B。
【例4】下列关于物质用途的说法中，正确的是 （填字母）。
A．铁的氧化物都只有氧化性
B．向稀硝酸中加入
C．还原铁粉可用于食品的脱氧剂
D．不稳定，在空气里受热，能迅速氧化成
E．单质完全转变为，失去个电子
F．（aq）在给定条件下，物质间的转化能实现
【答案】CDE
【详解】A．中的铁元素为+2价、+3价，既有氧化性，又有还原性，A错误；
B．溶于稀硝酸中发生氧化还原反应：，B错误；
C．铁粉具有还原性，可以被氧气氧化而作食品的脱氧剂，C正确；
D．具有还原性，在空气中受热容易被氧气氧化为，D正确；
E．中3个铁原子化合价之和为价，所以单质Fe完全转变为失去个电子，E正确；
F．与在高温条件下会发生铝热反应：，与氯气反应能生成，即，但是该转化中要求生成氯化铁溶液，只能用铁与盐酸反应，反应生成，不能生成氯化铁，F错误；
故答案为：CDE。
【例5】铁及其化合物在工业上有广泛的用途。回答下列问题：
(1)在钢铁厂的生产中，炽热的铁水注入模具之前，模具必须进行充分干燥处理的原因是 (用化学方程式表示)。
(2)是一种 色粉末，写出的一种常见用途： 。
(3)氯化铁的用途之一是五金蚀刻，蚀刻产品有眼镜架、钟表、电子元件和标牌等。
例如，日常生活中不锈钢广告牌上的图形或文字就是用氯化铁溶液蚀刻而成的。
①写出用氯化铁溶液蚀刻不锈钢时发生的主要反应的离子方程式： 。
②把溶液和溶液等体积混合(假设混合溶液的体积等于混合前两种溶液的体积之和)，再向其中加入足量铁粉，经过足够长的时间后，铁粉有剩余。此时溶液中的物质的量浓度是 。
(4)高铁酸钠是一种新型绿色净水剂，主要用于饮用水处理。工业上常用硫酸铁与次氯酸钠在碱性条件下制备高铁酸钠。
①写出工业制备高铁酸钠的离子方程式： 。每生成时转移电子的数目是 。
②高铁酸钠可用作净水剂的原因是 。
【答案】
(1)
(2)红棕 油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料
(3)
(4) 高铁酸钠具有很强的氧化性，具有杀菌消毒的作用：高铁酸钠还原产物为水解生成氢氧化铁胶体，具有较强的吸附能力，能够吸附水中的悬浮杂质，使水变得清澈
【详解】（1）因铁和水蒸气发生反应，故炽热的铁水注入模具之前，模具必须进行充分干燥。
（2）是一种红棕色粉末，可用于油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料。
（3）①氯化铁溶液蚀刻不锈钢时发生的主要反应的离子方程式为；
②设两溶液体积均为1L，则CuCl2的物质的量为1.0ml，FeCl3的物质的量为1.0ml。向溶液中加入足量铁粉，发生反应：Fe+CuCl2=FeCl2+Cu、Fe+2FeCl3=3FeCl2，1.0ml CuCl2生成的FeCl2为1.0ml，1.0ml FeCl3生成的FeCl2为1.5ml，共生成FeCl22.5ml，则Fe2+的物质的量浓度为=1.25ml/L。
（4）①硫酸铁与次氯酸钠在碱性条件下制备高铁酸钠，发生氧化还原反应，氯离子是还原产物，离子方程式为。反应中Fe元素化合价由+3升高至+6价，因此每生成有3NA个电子转移。
②高铁酸钠具有很强的氧化性，具有杀菌消毒的作用：高铁酸钠还原产物为水解生成氢氧化铁胶体，具有较强的吸附能力，能够吸附水中的悬浮杂质，使水变得清澈，故高铁酸钠可用作净水剂。
【知识点2】铁的氧化物
【例1】化学让生活更美好。下列说法正确的是
A．“绿蚁新醅酒，红泥小火炉”中的“红泥”带有红色是因其含有较多的Fe3O4
B．燃放五彩缤纷的烟花让节日更绚烂是利用了焰色试验，焰色试验属于化学变化
C．水果罐头中添加维生素C主要用作营养强化剂，以补充必要的营养成分
D．“酒是陈的香”是因为酒在长期存放过程中生成了少量低级酯
【答案】D
【详解】A．氧化铁是红棕色粉末，所以诗中“红泥”带有红色是因红泥中含有较多的氧化铁，故A错误；
B．焰色试验是元素的性质，属于物理变化，故B错误；
C．水果罐头中添加维生素C是因为维生素C具有强还原性，能够防止水果罐头中的成分被氧化，延长其保质期，故C错误；
D．“酒是陈的香”是因为酒在长期放置的过程中，某些微生物将少量的乙醇氧化成乙酸，乙酸与乙醇反应生成了具有香味的乙酸乙酯，故D正确；
故选D。
【例2】下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A．能与酸反应，可用作红色颜料
B．具有还原性，可用作制冷剂
C．易分解，可用于治疗胃酸过多
D．MgO熔点高，可用作耐高温材料
【答案】D
【详解】A．Fe2O3作为红色颜料是因为其红棕色，而非与酸反应的性质，A对应关系错误；
B．NH3用作制冷剂是因为易液化的物理性质，而非还原性，B对应关系错误；
C．NaHCO3治疗胃酸过多是因为其弱碱性，能与酸反应，而非易分解的性质，C对应关系错误；
D．MgO熔点高，符合耐高温材料的用途，D对应关系正确；
故选D。
【例3】铁红颜料跟某些油料混合，可以制成防锈油漆。以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含、、、MgO等，用硫酸渣制备铁红()的过程如图所示，已知还原过程中被氧化时转移电子数为。下列说法不正确的是
A．滤渣A的主要成分为
B．滤液B中含有的硫酸盐为硫酸镁、硫酸铝和硫酸钠
C．“还原”过程中会有硫酸生成
D．“氧化”过程中发生反应：
【答案】D
【详解】硫酸渣中加入硫酸酸溶，氧化铁转化为铁离子，氧化铝转化为铝离子，MgO转化为镁离子，加入FeS2粉还原，该过程是FeS2与Fe3+反应，已知1mlFeS2被氧化时转移电子数为14NA，则S化合价从-1价升高到+6价，有硫酸根离子生成，SiO2不与酸反应，滤渣A为SiO2，随后向滤液中通入空气和NaOH，亚铁离子与氧气、氢氧根离子反应生成氢氧化铁沉淀，过滤得到氢氧化铁，氢氧化铁洗涤后烘干，烘干过程中氢氧化铁受热分解生成氧化铁，最后研磨得到铁红。
A．硫酸渣中加入硫酸进行酸溶，、、MgO都能与硫酸反应分别生成硫酸铁、硫酸铝、硫酸镁，而不与硫酸反应，所以过滤后滤渣A的主要成分，A正确；
B．在还原过程后溶液中含有亚铁离子、铝离子、镁离子等，加入氢氧化钠后，铝离子转化为偏铝酸钠，镁离子转化为氢氧化镁沉淀，亚铁离子在空气中被氧化后最终转化为氢氧化铁沉淀，过滤后滤液B中含有的硫酸盐为硫酸镁和硫酸铝以及加入氢氧化钠反应生成的硫酸钠，B正确；
C．还原过程中与硫酸铁等反应，中硫元素的化合价为价，已知1ml被氧化时转移电子数为，反应过程中硫元素被氧化为硫酸根离子，会有硫酸生成，C正确；
D．“氧化”过程中发生的反应应该是，而不是，因为溶液中加入了氢氧化钠，溶液呈碱性，D错误；
故选D。
【例4】是一种用途广泛的磁性材料，以为原料制备并获得副产物水合物的工艺如下。
(1)中元素的化合价是和 。
(2)反应釜1中的反应需在隔绝空气条件下进行，其原因是 。
(3)反应釜2中，加入和分散剂的同时通入空气。反应的离子方程式为 。
【答案】
(1)+3
(2)防止二价铁被空气中氧气氧化为三价铁
(3)
【详解】（1）四氧化三铁可以看作是等物质的量的氧化铁和氧化亚铁组成，化学式为：，所以元素的化合价是和价。
（2）氧气具有氧化性，反应釜1中的反应需在隔绝空气条件下进行，其原因是防止被空气中氧气氧化为；
（3）反应釜2中，加入和分散剂的同时通入空气，氧气将氧化为与氧化钙和水生成的反应生成，反应的离子方程式为：。
【例5】以硫铁矿（主要成分为）为原料，氨水为沉淀剂制备硫酸亚铁晶体的实验流程如下：
已知：硫铁矿焙烧后的烧渣主要成分为，还含有少量杂质。
(1)实验室进行“焙烧”操作时，盛装硫铁矿的实验仪器名称为 。“酸浸”时为了提高浸取速率，可以采取的措施是 （任写一种）。
(2)向“滤液1”中加入时需要控制反应温度，原因是 。若用代替，其离子方程式为 。
(3)“混合液”中加入氨水调节，可使沉淀而不沉淀，“滤液2”中主要成分为 （填化学式）。
(4)检验“还原”时是否完全转化的实验操作是 。
(5)下列说法正确的是 （填标号）。
a．可用于缺铁性贫血的治疗
b．溶液经蒸发结晶可制得
c．溶液中加入少量铁粉可防止其变质
d．隔绝空气高温分解，产物只有和
(6)在氛围中，的脱水热分解过程如图所示：
根据实验结果可知 。
【答案】
(1)坩埚 将硫铁矿粉碎、适当增大硫酸的浓度、适当升高酸浸温度等
(2)温度低反应速率慢，温度过高则H2O2受热分解
(3)Al2(SO4)3、(NH4)2SO4
(4)取少量溶液于试管中，滴入KSCN溶液，如果出现血红色，说明未完全转化，若未出现血红色，说明完全转化
(5)ac
(6)4
【详解】硫铁矿(主要成分为FeS2)通入空气焙烧得硫铁矿烧渣(主要成分为FeO、Fe2O3，还含有少量SiO2、Al2O3杂质)，加入硫酸，铁的氧化物、氧化铝溶解，转化为Fe2+、Fe3+、Al3+进入滤液1，SiO2不溶于硫酸，为滤渣1的成分，滤液1中加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，向氧化后的混合液中加入氨水，调pH使Fe3+沉淀而Al3+不沉淀，Al3+进入滤液2，滤液2中还有铵根、硫酸根，滤渣2为Fe(OH)3，加入H2SO4溶解Fe(OH)3得Fe3+的溶液，加入Fe进行还原，得到FeSO4溶液，最终得到FeSO4·7H2O晶体；
（1）实验室进行“焙烧”操作时，应在坩埚中焙烧硫铁矿；通过将硫铁矿粉碎、适当增大硫酸的浓度、适当升高酸浸温度，可以提高“酸浸”浸取速率；
（2）温度低反应速率慢，温度过高则H2O2受热分解，故需要控制温度35℃~38℃；H2O2将Fe2+氧化成Fe3+，若用氧气代替，离子方程式为：；
（3）加入氨水沉淀时，调节pH可使Fe3+沉淀而Al3+不沉淀，由分析，Al3+进入滤液2，滤液2中还有铵根、硫酸根，故滤液2中主要成分为Al2(SO4)3、(NH4)2SO4；
（4）检验Fe3+是否完全转化，可以取少量溶液于试管中，滴入KSCN溶液，如果出现血红色，说明未完全转化，若未出现血红色，说明完全转化；
（5）a．可用于治疗缺铁性贫血，因为它能提供人体所需的铁元素，帮助合成血红蛋白，改善贫血症状，a正确；
b．溶液中的容易被氧化，且蒸发过程中伴随着水解，得不到晶体，应采用降温结晶方式获得晶体，b错误；
c．溶液中的容易被氧化，加入铁粉可以防止 被氧化为，从而防止硫酸亚铁变质，c正确；
d．隔绝空气高温分解，根据根据氧化还原反应规律，不可能元素化合价都升高，所以产物不可能是，d错误；
故选ac；
（6）由图中信息可知，当失重比为19.4%时，FeSO4·7H2O转化为FeSO4·x H2O，已知FeSO4·7H2O的相对分子质量为278，则，解之得x =4。
【知识点3】氢氧化亚铁、氢氧化铁的性质
1．氢氧化亚铁、氢氧化铁的性质
2．氢氧化亚铁的实验室制法
要制备氢氧化亚铁，并使氢氧化亚铁长时间保持白色沉淀的状态，注意两点：
一是要减少溶液中氧气的含量，防止溶液与空气的接触；（配制FeSO4溶液的蒸馏水和NaOH溶液要煮沸，尽可能除去O2）
二是要防止溶液中出现三价铁离子。（FeSO4溶液要现用现配，并放入少量的铁粉以防止Fe2+被氧化成Fe3+）
【例1】下列方程式书写正确的是
A．溶液与少量溶液混合：
B．用作野外生氢剂：
C．用氢碘酸溶解：
D．牺牲阳极法保护海水中钢闸门的正极反应：
【答案】A
【详解】A．Ba(OH)2溶液与少量NaHCO3溶液反应时，强碱Ba(OH)2完全离解为和2OH⁻，少量与OH⁻反应生成和H2O，随后与结合生成BaCO3沉淀，离子方程式为：，A正确；
B．NaH与水反应的产物应为NaOH和H2，反应的化学方程式为：，B错误；
C．氢碘酸溶解Fe(OH)3时，生成的会进一步氧化I⁻生成和I2，反应的离子方程式为：，C错误；
D．牺牲阳极法中，钢闸门作为正极，应发生还原反应：，D错误；
故选A。
【例2】下图为铁的价类二维图，箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是
A．铁与氧气的燃烧反应可实现上述转化①
B．加热发生转化③，与HI反应发生④
C．可通过与稀硝酸反应实现转化⑤，计量数之比为
D．作为新型净水剂可实现转化⑥，既能杀菌消毒又能净水
【答案】D
【详解】A．铁在氧气燃烧生成四氧化三铁，不能生成三氧化二铁，不能实现上述转化①，故A错误；
B．氢氧化铁与氢碘酸反应生成碘化亚铁、碘和水，不能发生转化④，故B错误；
C．氢氧化亚铁与稀硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水，反应的化学方程式为3Fe(OH)2+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O，则氢氧化亚铁与稀硝酸计量数之比为3：10，故C错误；
D．高铁酸钾能与水中的细菌发生氧化还原反应生成铁离子，达到杀菌消毒的作用，反应生成的铁离子在溶液中水解生成氢氧化铁胶体，胶体吸附水中悬浮杂质聚沉而达到净水的作用，所以高铁酸钾作为新型净水剂可实现转化⑥，既能杀菌消毒又能净水，故D正确；
故选D。
【例3】下列实验原理及装置均正确的是
A．甲：配制银氨溶液B．乙：制备胶体
C．丙：探究压强对平衡的影响D．丁：制备
【答案】D
【详解】A．配制银氨溶液时，应向硝酸银溶液中逐滴加入氨水，至最初产生的沉淀恰好溶解为止，A错误；
B．制备胶体时，应将饱和氯化铁溶液滴入沸水中，继续煮沸至溶液呈红褐色，而不是滴入氢氧化钠溶液中，滴入氢氧化钠溶液会生成氢氧化铁沉淀，B错误；
C．氢气与碘蒸气反应前后气体分子数不变，压强对平衡无影响，故不能探究压强对平衡移动的影响，C错误；
D．制备Fe(OH)2时，先打开止水夹 K，利用铁与稀硫酸反应生成的氢气排尽装置内的空气，然后关闭止水夹 K，装置内压强增大，将硫酸亚铁溶液压入氢氧化钠溶液中，从而制得氢氧化亚铁，且植物油能隔绝空气，防止氢氧化亚铁被氧化，D正确；
故选D。
【例4】高活性是制取高纯的重要原料，某种制备路线如下。已知：溶液，，，为白色难溶物，各步反应均完全。
下列说法错误的是
A．悬浊液中白色难溶物为B．制备过程中可能有两种气体产生
C．整个制备过程转移电子数大于D．系列操作中可用溶液检验沉淀是否洗涤干净
【答案】A
【详解】溶液，根据可知，两溶液混合后，Fe2+开始沉淀所需要的c()=ml⋅L-1；由可知，Fe2+开始沉淀所需要的c(OH-)=6.910-9ml⋅L-1，显然，更容易生成，根据离子积判断，Fe(OH)2也可以生成，经计算，Fe(OH)2的溶解度更小，在加热条件下，可以发生沉淀的转化，FeCO3转化为Fe(OH)2，同时生成CO2。
A．由分析可知，悬浊液中白色难溶物为Fe(OH)2，A错误；
B．由分析可知，沉淀转化时能生成CO2；后续加入H₂O₂时，由于其浓度较大，可能会有部分发生分解生成O2，B正确；
C．10mL1ml/L的FeSO4溶液含Fe2+物质的量为0.01 ml，氧化后最终转化为Fe(OH)3，转移0.01ml电子，另外H2O2会发生分解生成H2O和O2，该过程也有电子转移，则整个制备过程转移电子数大于，C正确；
D．洗涤后若滤液中仍含或，加入BaCl2会出现沉淀，因此可用BaCl2检验沉淀是否洗净，D正确；
故选A。
【例5】的制备操作与条件控制，某化学兴趣小组同学设计以下实验探究氢氧化亚铁的制备。
【A组实验】用溶液与不含的蒸馏水配制的溶液反应制备。
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述溶液时还需要加入 。
(2)除去蒸馏水中溶解的常采用 的方法。
(3)生成白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含的溶液，插入溶液液面下，再挤出溶液，这样操作的理由是 ；为了使沉淀能持续一段时间不变色，还可在溶液上面加保护层，如 等。
【B组实验】选用稀硫酸，铁粉，溶液进行实验，装置如图。
(4)实验时，先 （填“打开”或“关闭”，下同）止水夹K，然后打开分液漏斗的玻璃塞和活塞，使稀硫酸与铁粉反应，一段时间后， 止水夹K，利用氢气造成试管内的压强增大，将溶液压溶液中反应制得白色沉淀，且沉淀能持续一段时间不变色。沉淀能一段时间不变色的原因是 。
【C组实验】利用电解实验可以制得纯净的白色沉淀，如图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁。
(5)①a电极的材料应为 ，电极反应式为 。
②电解液可以是 （填字母）。
A．纯水 B．溶液 C．溶液 D．溶液
③d为苯，其作用是 ，在加入苯之前对电解液c应作何简单处理？ 。能否将苯替换成？ （填“能”或“否”）？理由是 。
(6)若c为溶液，当电解一段时间后看到白色沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为 。
【答案】
(1)稀 铁屑
(2)煮沸
(3)避免生成的沉淀接触而被氧化 苯（或煤油）
(4)打开 关闭 稀硫酸与铁粉反应产生的排出了装置中的空气
(5) BC 隔绝空气，防止生成的被氧化 加热煮沸， 排出溶解的 否 比溶液的密度大，在下层，无法隔绝空气
(6)白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色
【详解】（1）Fe2＋易水解，要加入稀H2SO4抑制其水解；易被氧气氧化，铁粉可以防止氧化，用硫酸亚铁晶体配制上述溶液时还需要加入硫酸和铁粉。
（2）随温度升高，氧气溶解度降低，除去蒸馏水中溶解的常采用煮沸的方法。
（3）Fe(OH)2易被氧气氧化，所以生成的Fe(OH)2要与空气隔绝，用长滴管吸取不含的溶液，插入溶液液面下，再挤出溶液，这样操作的理由是隔绝空气，防止生成的被氧化；为了使沉淀能持续一段时间不变色，还可在溶液上面加保护层，保护层难溶于水，密度比水小，如苯、煤油等。
（4）实验时，当Fe与稀H2SO4反应后，用产生的H2排尽试管和广口瓶内的空气；然后关闭止水夹，试管内产生的H2无法逸出，造成试管内压强增大，将试管内FeSO4溶液通过长导管压入广口瓶内，在此过程中，液体都处于H2环境，从而避免了被空气中O2氧化，使得Fe(OH)2能保存更长时间。所以先打开止水夹K，然后打开分液漏斗的玻璃塞和活塞，使稀硫酸与铁粉反应，一段时间后，关闭止水夹K，利用氢气造成试管内的压强增大，将溶液压溶液中反应制得白色沉淀，且沉淀能持续一段时间不变色。沉淀能一段时间不变色的原因是稀硫酸与铁粉反应产生的排出了装置中的空气。
（5）①要制备氢氧化亚铁，则Fe要发生氧化反应生成Fe2+，所以Fe为阳极，电解时阳极反应Fe－2e－=Fe2＋；
②A．纯水中离子浓度很小，导电能力很弱，电解液c不可以为纯水，故不选A；
B．使用NaCl溶液，阴极反应2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，在两极间形成，电解液c可以为NaCl溶液，故选B；
C．使用NaOH溶液，电解质溶液能直接提供OH－，在阳极处立即产生白色沉淀，电解液c可以为NaOH溶液，故选C；
D．使用CuCl2溶液，阴极电极反应式为Cu2++2e-=Cu，不会生成，电解液c不可能为CuCl2溶液，不选D；
选BC；
③d中苯的作用是：隔绝空气，防止生成的被氧化；为了防止生成的被O2氧化，在加入苯之前对电解液c应加热煮沸，排出溶解的O2；比溶液的密度大，在下层，无法隔绝空气，所以不能将苯替换成。
（6）若c用Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀，反接电源后，阳极反应4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，产生的O2立即把Fe(OH)2氧化为Fe(OH)3，观察到的现象是：白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色。
【知识点4】亚铁盐(Fe2＋)和铁盐(Fe3＋)的性质
1、亚铁盐的性质
（1）Fe2＋的氧化性和还原性：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，如遇Br2、Cl2、H2O2、NOeq \\al(－,3)(H＋)等均表现为还原性。
（2）Fe2＋可发生水解反应：Fe(OH)2是弱碱，含Fe2＋的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制Fe2＋的水解，加少量铁屑防止Fe2＋被氧化。
2、铁盐的性质
（1）氧化性：含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现为氧化性。
Fe3＋可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋。
FeCl3溶液滴入淀粉­KI溶液中，溶液变蓝，离子方程式为2I－＋2Fe3＋===I2＋2Fe2＋。
（2）易水解：Fe(OH)3是很弱的碱，且溶度积很小，因而Fe3＋极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。
a．利用Fe3＋易水解的性质，实验室可用饱和FeCl3溶液滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式为FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。
b．利用Fe3＋易水解的性质，工业上常用调节pH的方法除去溶液中的铁离子。
c．利用Fe3＋易水解的性质，实验室配制氯化铁溶液，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。
d．Fe3＋与HCOeq \\al(－,3)、AlOeq \\al(－,2)、COeq \\al(2－,3)、ClO－等水解呈碱性的离子不能大量共存。
（3）特性——检验Fe3＋：含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色，Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3 (血红色溶液)。
3、其他常见铁盐
【例1】某与的混合物中铁元素的质量分数可按如下方案测定，下列说法正确的是
A．从实验的精度考虑，样品ag可用托盘天平称取
B．加入的过量盐酸的作用仅是抑制的水解
C．加过量氨水时发生的离子反应为
D．铁元素的质量分数为
【答案】C
【详解】取样品，溶于过量盐酸，盐酸可抑制和的水解，加水稀释成的溶液，取溶液，加溴水将氧化为，再加过量氨水沉淀，生成沉淀，灼烧得到红棕色固体。
A．从实验的精度考虑，样品ag可用电子天平称取，A错误；
B．加入的过量盐酸的作用是抑制和的水解，B错误；
C．加过量氨水沉淀，离子方程式为：，C正确；
D．铁元素的质量分数为，D错误；
故选C。
【例2】下列方程式与所给事实不相符的是
A．用FeCl2溶液吸收Cl2：
B．汽车尾气中的CO和NO在催化剂作用下反应：
C．用稀硝酸溶解铜粉：
D．向酸性溶液中滴加溶液，紫色褪去：
【答案】C
【详解】A．Cl2具有氧化性，能够氧化Fe2+，故用FeCl2溶液吸收Cl2的离子方程式为：，A不合题意；
B．汽车尾气中的CO和NO在催化剂作用下反应生成无毒无害的气体CO2和N2，反应方程式为：，B不合题意；
C．用稀硝酸溶解铜粉反应生产Cu(NO3)2、NO、H2O，故离子方程式为：，C符合题意；
D．向酸性溶液中滴加溶液，紫色褪去，即锰元素转化为Mn2+，Fe2+转化为Fe3+，故离子方程式为：，D不合题意；
故答案为：C。
【例3】下列铁元素的代表物描述错误的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】D
【详解】A．Fe在纯氧中燃烧生成，化合价和类别正确，A正确；
B．易被氧化为，化合价和类别正确，B正确；
C．是+3价碱性氧化物，红棕色，用于制作油漆或颜料，C正确；
D．水溶液能与反应生成，化合价和类别正确，D错误；
故选D。
【例4】下列实验，操作、现象和结论均正确的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】C
【详解】A．向H2O2中加入FeSO4后产生气泡，说明H2O2分解生成O2，但Fe2+能被H2O2氧化为Fe3+，无法确定起催化作用的是Fe2+还是Fe3+，A错误；
B．Fe3+与KSCN反应生成红色溶液而不是沉淀，B错误；
C．若淀粉变蓝说明生成I2，即FeCl3与KI反应生成I2，2Fe3++2I-=2Fe2++I2，说明Fe3+氧化性比I2强，C正确；
D．溶液变蓝说明Fe3+将Cu氧化生成Cu2+，即氧化性Fe3+＞Cu2+，与金属性无关，D错误；
故选C。
【例5】硫酸亚铁是中学化学常用试剂，可用于治疗缺铁性贫血症。
(1)实验室配制溶液时为防止硫酸亚铁变质，常采用的措施是 (填一种)。
(2)以为原料可制备碱式硫酸铁、铁红、硫酸亚铁铵晶体[，俗名摩尔盐]，转化关系如图1所示。
①制备时，需要控制反应温度35～38℃，原因是 ，若pH过高会导致碱式硫酸铁的产率偏低，其原因是 。
②制备时，向溶液中加入过量的溶液，有无色气体生成，该反应的离子方程式为 。
③制备摩尔盐时，将溶液和溶液混合，试从溶液中离子反应发生的条件角度分析：冷却结晶能生成晶体的原因： 。
(3)纯度分析。某兴趣小组用比色法测定产品中杂质含量。比色法：吸光度与溶液中有色离子的浓度成正比。查阅文献，溶液中的浓度与吸光度的关系如下图所示：
该兴趣小组取所得产品硫酸亚铁铵晶体m克，配制产品溶液100mL，使用的玻璃仪器包括烧杯，玻璃棒，胶头滴管和 。下图为“溶液配制”的部分过程，操作a应重复3次，目的是 ，定容后还需要的操作为 。
(4)按文献方法配制并进行测定，产品溶液的吸光度为0.5，则该兴趣小组所得产品含的质量分数为 (用含m的代数式表示)
【答案】
(1)加适量铁粉
(2)温度低反应速率慢，温度过高则H2O2受热分解 部分转化为沉淀 在相同温度下，(或者摩尔盐)的溶解度最小，降温结晶，沉淀析出，符合反应发生的条件
(3)100mL容量瓶 将溶质全部转移到容量瓶中 摇匀、装瓶、贴签
(4)或者
【详解】（1）配备FeSO4溶液时，硫酸亚铁变质的实质是Fe2+被氧化，加适量铁粉可防止Fe2+被氧化，且不引入杂质，故答案为：加适量铁粉；
（2）①该过程中使用了过氧化氢，受热容易分解，而温度过低反应会比较慢，则需要控制反应温度35～38℃的原因是：温度低反应速率慢，温度过高则H2O2受热分解；根据分析，制备时，若pH过高会导致碱式硫酸铁的产率偏低，其原因是：部分转化为沉淀；
②制备时，向溶液中加入过量的溶液，有气体生成，该反应的离子方程式为：；
③制备摩尔盐时，冷却结晶能生成晶体的原因：在相同温度下，(或者摩尔盐)的溶解度最小，降温结晶，沉淀析出，符合反应发生的条件；
（3）配制一定浓度的溶液时需要啊玻璃仪器有烧杯，玻璃棒，胶头滴管和100mL容量瓶；如图所示，操作a为洗涤和转移，重复操作3次的目的为：将溶质全部转移到容量瓶中；定容后还需要进行的操作为：摇匀、装瓶、贴签；
（4）由图可知，吸光度为0.5时，Fe3+的浓度为7mg/L，故产品中含Fe3+的质量为：，的质量分数为：或者。
【知识点5】Fe2＋、Fe3＋的检验
1、用KSCN溶液和氯水

【注意】检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN－)。
2、用NaOH溶液
【注意】当溶液浓度较稀时，用观察法或加NaOH溶液的方法都不宜检验Fe2＋和Fe3＋的存在。
3、Fe3＋、Fe2＋的特征检验方法
（1）苯酚法：加入苯酚溶液，溶液呈紫色，证明含有Fe3＋。
离子方程式：Fe3+＋6C6H5OH[Fe(C6H5O)6]3－(紫色溶液)＋6H+
（2）铁氰化钾[K3Fe(CN)6]法：待检溶液eq \(―――――――→,\s\up7(K3[Fe（CN）6]溶液))产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2＋。
离子方程式：3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓或Fe2＋＋K＋＋[Fe(CN)6]3－===KFe[Fe(CN)6]↓
（3）KMnO4法：加入少量酸性KMnO4溶液，能使KMnO4溶液的紫红色变浅，证明有Fe2＋。
离子方程式：5Fe2+＋MnO4－＋8H+===5Fe3+＋Mn2+＋4H2O
【注意】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)。
4、含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋的检验
混合溶液eq \(――――――→,\s\up7(滴加KSCN溶液))溶液变红色，说明含有Fe3＋；
混合溶液eq \(―――――→,\s\up11(滴加酸性),\s\d4(KMnO4溶液))酸性KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋。
【例1】根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】D
【详解】A．浓盐酸和亚硫酸钠反应产生，气体中还有挥发出来的HCl，HCl也能使酸性溶液褪色，不能说明具有还原性，故A错误；
B．常温下，将铁片分别插入浓硝酸和稀硝酸中，前者无明显现象是因为浓硝酸使铁发生钝化，钝化是化学变化，形成了致密氧化膜阻止反应进一步进行，实际上浓硝酸氧化性强于稀硝酸，故B错误；
C．若X溶液中原本含Fe3+，直接加KSCN也会显红色，未排除Fe3+的干扰，无法证明Fe2+存在，故C错误；
D．二者反应方程式为:，溶液浓度高，反应速率越快，出现浑浊更快，混合后，的氢离子浓度更高，反应速率加快，实验现象也是加入后的溶液出现浑浊更快，因此可以证明浓度越大，反应速率越快，故D正确；
故答案选D。
【例2】微粒邂逅时的色彩变化是化学馈赠的视觉浪漫。下列对颜色变化的解释错误的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】A
【详解】A．醇的催化氧化反应中，铜作催化剂，先发生2Cu+O22CuO，然后乙醇与CuO在加热条件下，A错误；
B．因为溶度积常数Ksp()大于Ksp()，所以Fe3+与Mg(OH)2发生沉淀转化生成Fe(OH)3，符合溶度积规则，B正确；
C．Fe2+与K3[Fe(CN)6]反应生成KFe[Fe(CN)6]沉淀，化学方程式为=，电荷和配平正确，蓝色浑浊现象合理，C正确；
D．Cr2O在碱性条件下转化为CrO42-，化学方程式为，颜色由橙变黄，D正确；
故选A。
【例3】化学实验充满着五颜六色的变化。下列描述错误的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】B
【详解】A．乙烯中含有碳碳双键，能被酸性高锰酸钾氧化，从而使其褪色，A正确；
B．溶液与溶液发生复分解反应，生成蓝色沉淀，B错误；
C．苯酚与发生显色反应，溶液呈紫色，C正确；
D．浓氨水挥发出的氨气遇到湿润的红色石蕊试纸，发生反应：，试纸变为蓝色，D正确；
故选B。
【例4】下列检验方案中正确的是
A．将 Fe(NO3)2晶体溶于稀硫酸，然后滴加KSCN溶液，溶液变红，说明原Fe(NO3)2晶体已氧化变质
B．向溶液X中滴加 NaOH 稀溶液，将湿润红色石蕊试纸置于试管口，试纸不变蓝，说明溶液X中无
C．用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近溶液X，有白烟产生，溶液X一定是浓盐酸
D．无色溶液若加入CCl4无现象，滴加氯水后CCl4层呈紫红色，则无色溶液中存在I⁻
【答案】D
【详解】A．稀硫酸中的H+与Fe(NO3)2中的形成HNO3，会氧化Fe2+为Fe3+，导致KSCN显红色，无法判断原晶体是否变质，A错误；
B．检验需加热使NH3挥发， B错误；
C．浓盐酸、浓硝酸等挥发性酸均能与浓氨水反应生成白烟，无法确定X一定是浓盐酸，C错误；
D．加入CCl4无现象说明无I2，但加氯水后CCl4层显紫红色，表明Cl2将I-氧化为I2，证明原溶液含I-，D正确；
故选D。
【例5】实验小组为探究性质，进行如下实验：取溶液，加入2滴溶液，无明显现象。再向其中滴入溶液，溶液变红，片刻红色褪去，有气体生成(检验为)。为探究“红色褪去”的原因，将褪色后的溶液分成三份，又进行了以下实验
实验1：第一份溶液滴加溶液，无明显现象
实验2：第二份溶液滴加KSCN溶液，溶液变红
实验3：第三份溶液滴加盐酸和溶液，产生白色沉淀
实验4：取溶液，加入2滴溶液，充分混合。再向其中通入足量，溶液变红，一段时间后不褪色。取反应后的溶液，滴加盐酸和溶液，无白色沉淀
下列说法不正确的是
A．红色褪去的原因是被氧化成
B．该实验条件下的氧化性比强
C．上述系列实验证明既有氧化性，又有还原性
D．实验4中发生氧化还原反应的离子方程式为
【答案】C
【详解】A．根据实验3：第三份溶液滴加盐酸和溶液，产生白色沉淀,即生成BaSO4沉淀，说明被氧化为，导致红色褪去，A正确；
B．根据实验知，能同时氧化和，根据实验4知，仅氧化，说明的氧化性强于，B正确；
C．实验中只被氧化为，仅体现还原性，未体现氧化性，C错误；
D．根据得失电子守恒以及电荷、原子守恒，实验4发生氧化还原反应的离子方程式为，D正确；
故选C。
【知识点6】铁的转化及应用——“铁三角”
1．“铁三角”——Fe、Fe2＋、Fe3＋的相互转化：“铁三角”是指Fe、Fe2+()、Fe3+()之间的转化关系
2．基于价类二维图理解铁及其化合物的转化关系
【例1】实验室利用溶液刻蚀铜板，并向反应后的废液中加入过量的铁粉。下列分析错误的是
A．废液中一定含有、
B．溶液能刻蚀铜板说明铜的还原性强于
C．若废液中和的物质的量浓度恰好相等，则溶液中
D．经过铁粉处理的废液中存在最多的离子是
【答案】C
【详解】A．与Cu反应生成氯化亚铁和氯化铜，废液中必然含有Fe2+和Cu2+，故A正确；
B．与Cu反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应中Cu作还原剂，Fe2+是还原产物，所以Cu的还原性强于Fe2+，故B正确；
C．根据反应式2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，每2ml Fe3+生成2ml Fe2+和1ml Cu2+。若Fe2+与Fe3+浓度相等，设Fe3+初始为a，反应后剩余x，则x = a - x，得a=2x。此时Cu2+浓度为x/2，Fe3+浓度为x，故c(Cu2+):c(Fe3+)=1:2，故C错误；
D．向反应后的废液中加入过量的铁粉，溶液中的溶质只有FeCl2，存在最多的离子是，故D正确；
选C。
【例2】下列物质的制备或转化过程中(部分反应条件省略)，每一步转换均能实现的是
A．B．
C．D．
【答案】B
【详解】A．铁在高温下与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，故不选A；
B．Fe与Cl2加热生成FeCl3，FeCl3与Cu反应生成FeCl2和CuCl2，故选B；
C．FeS2高温下生成Fe2O3，Fe2O3不溶于水，不能与水反应生成Fe(OH)3，故不选C；
D．Al2O3与NaOH生成，与过量HCl反应生成AlCl3，故不选D；
选B。
【例3】部分含 Fe、Cu物质的价-类二维图如图所示，下列说法正确的是
A．若g为氯化物，则g一定可通过a发生化合反应制得
B．若蒸干 h 溶液并灼烧，一定存在转化关系：h→f→d→a
C．若c为黑色粉末，则组成c的金属元素一定位于元素周期表 ds区
D．用e检验糖类，若有 b生成，则该糖类一定为葡萄糖
【答案】A
【详解】A．g为+2价铁的氯化物（），a是单质，与发生化合反应可制，可通过a发生化合反应制得，故A正确；
B．f是+3价铁的碱即，受热分解生成（d），需要加还原剂被还原可生成（a），但不是一定存在h→f→d→a这样的转化，故B错误；
C．c为黑色粉末，若c是，位于周期表d区；若c是，位于ds区，所以组成c的金属元素不一定位于ds区，故C错误；
D．若e是悬浊液，b是，用悬浊液检验糖类，若生成，该糖类为还原性糖，不一定是葡萄糖，可能是麦芽糖，故D错误；
故选A。
【例4】已知A为淡黄色固体，C是无色无味的气体，T为生活中使用最广泛的金属单质，M为黄绿色气体，J具有漂白性。各物质间的转化关系如图所示(部分物质已省略)。
请完成下列填空。
(1)和的化学式为： ， 。
(2)写出B溶液与铝反应的化学方程式 。
(3)检验E溶液中金属阳离子的操作为 。
(4)高铁酸钠()是一种高效多功能的新型非氯绿色消毒剂，主要用于饮用水的处理、可由J、G在B溶液中反应制得。
①该反应的离子方程式为 。
②低温下，在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和也可制得高铁酸钾()固体，请解释其原因 。
③高铁酸钠溶液杀灭病菌后可以得到氢氧化铁胶体，进而起到净水作用。下列关于氢氧化铁胶体的说法错误的是 (填字母)。
a．在饱和溶液中滴加浓的溶液可制得胶体
b．胶体具有丁达尔效应
c．溶液、胶体都属于混合物
d．完全转化为胶体后，含有的胶体粒子数目为
【答案】
(1)Fe3O4 FeCl2
(2)
(3)取少量E溶液于试管中，加入KSCN溶液，无明显现象，再加入氯水，溶液变成红色，则证明溶液中存在Fe2+，反之则无。(用铁氰化钾、氢氧化钠溶液均可，但不可用高锰酸钾溶液)
(4) 该温度下，高铁酸钠的溶解度比高铁酸钾的溶解度大 ad
【详解】（1）根据上述分析，D的化学式为Fe3O4，四氧化三铁可以看作是由+2、+3价铁组成，四氧化三铁与盐酸反应生成FeCl2和FeCl3，然后加入足量的铁单质，发生Fe+2FeCl3=3FeCl2，则E的化学式为FeCl2；
（2）B为NaOH，其溶液与Al反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，反应的化学方程式为：；
（3）E为FeCl2，检验Fe2+操作是先加入KSCN溶液，溶液无现象，再加入氯水或双氧水，溶液变为血红色，说明含有Fe2+；或者加入NaOH溶液，出现白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色；
（4）①利用NaClO的强氧化性，将氢氧化铁氧化成高铁酸钠，本身被还原成NaCl，即反应的离子方程式为；
②低温下，在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和也可制得高铁酸钾()固体，是因为该温度下，高铁酸钠的溶解度比高铁酸钾的溶解度大；
③a．氯化铁与NaOH溶液反应生成氢氧化铁沉淀，氢氧化铁胶体制备：将饱和FeCl3溶液滴加到沸水中，加热至出现红褐色液体，停止加热，即得到氢氧化铁胶体，故a错误；
b．胶体具有丁达尔效应，因此氢氧化铁胶体具有丁达尔效应，故b正确；
c．氯化铁溶液、氢氧化铁胶体均属于分散系，属于混合物，故c正确；
d．氢氧化铁胶体是由多个氢氧化铁聚合形成的，因此1ml高铁酸钠完全转化成氢氧化铁胶体时，胶体粒子数目小于NA，故d错误；
故答案为：ad。
【例5】中学化学常见物质的转化关系如图所示。已知M、N为常见的活泼金属单质，N在空气中切开后光亮的表面很快变暗，F为黄绿色气体单质，Ⅰ为红褐色固体。回答下列问题：
(1)B的化学式为 ，E在F中燃烧的火焰颜色为 。
(2)M生成A的化学方程式为 。
(3)物质C和物质D的溶液常温下在空气中反应的实验现象是 。
(4)物质H与O2生成物质I的化学方程式为 。
(5)加热物质I，可生成一种红棕色粉末，请写出该红棕色粉末的一种用途 。
(6)写出C→B的离子方程式 。
(7)将过量的物质P加入到紫色石蕊溶液中，振荡，观察到的现象为 。
【答案】
(1)FeCl3 苍白色
(2)3Fe + 4H2O(g)Fe3O4 + 4H2
(3)先生成白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色
(4)4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
(5)颜料
(6)2Fe2++Cl2=2 Fe3++2Cl-
(7)产生气泡，溶液先变蓝后褪色
【详解】F为黄绿色气体单质，说明F为Cl2，I为红褐色固体，I是Fe(OH)3，H和O2反应生成Fe(OH)3，H为Fe(OH)2，C与Cl2反应生成B、B与金属单质M反应生成C，说明C中含有Fe2+，Fe2+与Cl2反应生成的B中含有Fe3+，亚铁离子和D生成氢氧化亚铁，则D为碱，常见活泼金属单质N与水在常温下反应生成碱，N为Na，D为NaOH、E为H2，H2与Cl2反应生成的G为HCl，HCl与Fe(OH)3反应的B为FeCl3，FeCl3可以和Fe反应生成FeCl2，所以金属单质M为Fe，Fe与水蒸气在高温下反应生成A为Fe3O4，Fe3O4与HCl反应生成FeCl2、FeCl3；钠与氧气在点燃条件下反应生成的P为过氧化钠。
（1）B的化学式为FeCl3；H2在Cl2中燃烧时发出苍白色火焰，故答案为：FeCl3；苍白色。
（2）Fe与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气：3Fe + 4H2O(g)Fe3O4 + 4H2，故答案为：3Fe + 4H2O(g)Fe3O4 + 4H2。
（3）FeCl2、NaOH在溶液中反应生成Fe(OH)2，Fe(OH)2很快被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3：4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3，实验现象为：先生成白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，故答案为：先生成白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。
（4）FeCl2、NaOH在溶液中反应生成Fe(OH)2，Fe(OH)2很快被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，反应为4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3，故答案为：4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3。
（5）加热物质氢氧化铁分解生成氧化铁红棕色粉末和水，氧化铁可以用于红色颜料，故答案为：颜料。
（6）根据分析可知，C→B为Fe2+与Cl2反应生成Fe3+，例子反应方程式为2Fe2++Cl2=2 Fe3++2Cl-，故答案为：2Fe2++Cl2=2 Fe3++2Cl-。
（7）过氧化钠和水反应生成氧气和氢氧化钠溶液，氢氧化钠使得石蕊溶液变为蓝色，且过氧化钠具有强氧化性，使得石蕊试液褪色，故现象为：产生气泡，溶液先变蓝后褪色，故答案为：产生气泡，溶液先变蓝后褪色。
【知识点7】Fe2＋、Fe3＋的除杂、共存、配制与保存
1、含Fe2＋、Fe3＋的除杂问题
2、工业生产中溶液中Fe3＋、Fe2＋除去方法
3、判断离子能否共存
①Fe2＋与NOeq \\al(－,3)(H＋)、ClO－、MnOeq \\al(－,4)、H2O2、Cl2、Br2、Cr2Oeq \\al(2－,7)在溶液中均因发生氧化还原反应不能大量共存。
②Fe3＋与S2－、I－、HS－、SOeq \\al(2－,3)、HSOeq \\al(－,3)、H2SO3、H2S在溶液中因发生氧化还原反应不能大量共存。
③Fe3＋与SCN－发生络合反应不能大量共存。
④Fe2＋、Fe3＋均易水解，与HCOeq \\al(－,3)、AlOeq \\al(－,2)、COeq \\al(2－,3)等因双水解相互促进，在溶液中均不能大量共存。
4、盐溶液的配制与保存
5、物质制备
6、净水剂：高铁酸钾(K2FeO4)中的Fe为＋6价，暗紫色晶体，是一种高效复合净水剂。
①由于具有强氧化性能杀菌、消毒。
②由于反应后还原产物为Fe3＋，Fe3＋在溶液中水解生成氢氧化铁胶体，能吸附水中的悬浮杂质，起到净水的作用。
【例1】下列说法不正确的是
A．金属钠常保存在煤油中
B．装有浓硫酸的试剂瓶不可敞口久置
C．硫酸亚铁溶液的保存需加入少量铁粉
D．新制氯水应保存在无色试剂瓶中
【答案】D
【详解】A．金属钠易与氧气、水反应，煤油能隔绝空气且钠密度大于煤油，保存方法正确，A正确；
B．浓硫酸虽不挥发，但久置敞口会吸水导致浓度下降，需密封保存，B正确；
C．硫酸亚铁溶液中Fe2+易被氧化，铁粉具有还原性，加入铁粉可防止Fe2+转化为Fe3+，C正确；
D．新制氯水中含HClO，HClO见光分解，新制氯水应存于棕色瓶避光，无色试剂瓶会加速分解，D错误；
故选D。
【例2】下列除去杂质(括号中的物质为杂质)的方法正确的是
A．溶液()：通入适量
B．溶液()：加入足量的铁粉，过滤
C．：通过饱和碳酸氢钠溶液洗气后干燥
D．固体()：加入足量的溶液，过滤、洗涤、干燥
【答案】D
【详解】A．通入Cl2会将FeCl2氧化为FeCl3，导致主物质被消耗，用铁粉除溶液中的，故A错误；
B．Fe粉会与FeCl3反应生成FeCl2，主物质FeCl3被消耗，故B错误；
C．Cl2、HCl都能与饱和NaHCO3溶液反应，故C错误；
D．Al2O3与NaOH反应生成四羟基合铝酸钠，Fe2O3与NaOH不反应，过滤、洗涤、干燥得到纯净Fe2O3，故D正确；
选D。
【例3】下列各组离子能在溶液中大量共存的是
A．B．
C．D．
【答案】C
【详解】A．H+、与发生氧化还原反应，不能大量共存，A不符题意；
B．与OH⁻结合生成弱电解质NH3·H2O，不能大量共存，B不符题意；
C．Ba2+、Ca2+、Cl⁻、不发生任何反应，能大量共存，C符合题意；
D．Fe3+具有强氧化性，与I-发生反应生成Fe2+和I2，不能大量共存，D不符题意；
答案选C。
【例4】下列实验能达到相应实验目的的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】A
【详解】A．一般情况下，在铁制品上镀铜时用纯铜作阳极，电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，电解质溶液为CuSO4溶液，铁作阴极，电极反应为：Cu2++2e-=Cu，但若用CuSO4过量氨水作电解质溶液，加入氨水可以形成铜氨络离子，使游离的铜离子浓度维持在一个稳定的状态，此时镀铜层的结晶会更一致，镀层的孔隙率下降，即使的铁上镀致密铜镀层，A符合题意；
B．由于浓硫酸由强氧化性，导致反应原理发生改变，加入浓硫酸反应原理可能为：Na2S2O3+3H2SO4(浓)=Na2SO4+4SO2↑+3H2O，加入稀硫酸则反应原理为：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O，故不能探究浓度对反应速率的影响，B不合题意；
C．由于乙醇易挥发，且乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故在通入酸性高锰酸钾溶液之前需通过盛水的洗气瓶来除去乙烯中的乙醇，且还可能产生还原性气体SO2，C不合题意；
D．直接蒸干FeSO4饱和溶液，亚铁离子被氧化生成铁离子，则不能制备无水FeSO4，D不合题意；
故答案为：A。
【例5】高铁酸钾()是一种高效水处理剂，可用于去除水体中的As元素。已知高铁酸钾具有下列性质：①紫色固体，可溶于稀的KOH溶液，微溶于浓KOH溶液；②具有强氧化性，在酸性溶液中完全、快速产生；③在碱性溶液中比较稳定。
(1)制备。
①装置B中所用试剂为 ，作用是 。
②装置C中得到紫色固体。发生的主要反应为 (写化学方程式)。
③时，分解放出并产生沉淀，该反应的离子方程式为 。
(2)测定的纯度。准确称取样品置于锥形瓶中，用KOH溶液溶解，加入过量溶液，再加入硫酸酸化配成待测液。用标准溶液滴定至终点，消耗标准液20.00mL。计算样品中的纯度 (写出计算过程)。测定过程中涉及的离子反应有(未配平)，；；。
(3)的应用。某水样中As元素主要以存在，可被氧化为，再通过吸附去除。对水中As元素的去除率随pH变化如图所示。当pH大于7时，As去除率迅速下降的原因是 。
【答案】
(1)饱和氯化钠溶液 除去氯气中的HCl
(2)75.00%
(3)碱性条件下，高铁酸钾的氧化性减弱，氧化的速率减慢，导致溶液中用于吸附的Fe(Ⅲ)的量减少，所以当pH大于7时，As去除率迅速下降
【详解】（1）①装置B中所用试剂为饱和氯化钠溶液，作用是除去氯气中的HCl。
②装置C中得到紫色固体，反应为氯气氧化氢氧化铁生成，反应中氯化合价由0变为-1、铁化合价由+3变为+6，结合电子守恒，发生的主要反应为。
③时，分解放出并产生沉淀，反应中铁化合价由+6变为+3、氧化合价由-2变为0，结合电子守恒，该反应的离子方程式为
（2）由得失电子数目守恒及Cr元素守恒，可得如下转化关系：，由滴定消耗20.00mL 0.3000ml/L硫酸亚铁铵溶液可知，样品中高铁酸钾的纯度为75.00%；
（3）碱性条件下，高铁酸钾的氧化性减弱，氧化的速率减慢，导致溶液中用于吸附的Fe(Ⅲ)的量减少，所以当pH大于7时，As去除率迅速下降。
第21讲 铁及其化合物 （练习）
一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求．
1．下列商品与其主要成分和用途不对应的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】B
【详解】A．商品为“特级熟石膏粉”，主要成分为，用途为“建筑材料”。熟石膏粉遇水硬化，常用于制作石膏板、模型等建筑材料，对应正确，A不符合题意；
B．商品为“食用纯碱”，主要成分为，用途为“发酵粉”。但发酵粉的主要成分通常为碳酸氢钠（，小苏打），用于烘焙时产生气体使面团发酵，B符合题意；
C．商品为“食品级硫酸锌（七水）”，主要成分为，用途为“营养强化剂”。硫酸锌在食品中作为锌元素的补充剂，用于营养强化，对应正确，C不符合题意；
D．商品为“纯氧化铁红”，主要成分为 ，用途为“油漆颜料”。氧化铁红是常见的红色颜料，广泛用于油漆、涂料中，对应正确，D不符合题意；
故选B。
2．下列除杂试剂或方法(括号内为杂质)错误的是
A．：溶液B．：
C．：加热D．：
【答案】D
【详解】A．，而氧化铁不与氢氧化钠反应，与氢氧化钠溶液反应后通过过滤可以除去杂质，A项正确；
B．，可以除杂，B项正确；
C．，可以除杂，C项正确；
D．，会生成新的杂质，D项错误；
答案选D。
3．在酸性条件下可发生反应：。以为原料制取晶体的实验操作或原理不能达到实验目的的是
A．用装置甲制取含的悬浊液B．用装置乙吸收挥发出的气体
C．用装置丙除去S和未反应的D．用装置丁蒸干溶液，获得
【答案】D
【详解】A．装置甲中，与稀硫酸在加热、电磁搅拌条件下发生反应：，可制取制取含的悬浊液，A正确;
B．是酸性气体，能与NaOH溶液反应，装置乙可吸收挥发出的气体，B正确;
C．S和未反应的难溶于水，易溶于水，用装置丙（过滤装置）可除去S和未反应的，C正确。
D．溶液蒸发结晶时，易被氧化，且直接蒸干溶液不能得到晶体，应该蒸发浓缩、冷却结晶，D错误；
故答案选D。
4．下列说法错误的是
A．古壁画颜料中所用的铁红，其成分为
B．硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀的原因：
C．溶液滴入溶液中：
D．取一定体积的两种试剂：①溶液，②溶液进行反应，改变两种试剂的滴加顺序（试剂浓度均为），反应现象没有明显差别
【答案】B
【详解】A．为红色，常被用作红色颜料，俗称铁红，A正确；
B．溶液呈棕黄色是因为有，有浑浊是产生了，因为硫酸亚铁久置后易被氧气氧化，化学方程式为：，B错误；
C．用来鉴别生成滕氏蓝沉淀，反应的离子方程式为，C正确；
D．向溶液中滴加溶液，溶液立即变为血红色；向溶液中滴溶液，溶液同样立即变为血红色，因此，改变两种试剂的滴加顺序后反应现象没有明显差别，D正确；
故答案为：B。
5．下列关于和两种溶液的说法不正确的是
A．和溶液均呈酸性
B．保存时均需加入少量铁粉
C．可利用与铜粉的反应比较、的氧化性强弱
D．分别加入NaOH溶液，久置后均能观察到红褐色沉淀
【答案】B
【详解】A．FeCl3和FeCl2均为强酸弱碱盐，Fe2+和Fe3+水解生成H+，溶液均呈酸性，A正确；
B．保存FeCl2溶液需加入铁粉(防止Fe2+被氧化)，但FeCl3溶液若加铁粉，Fe3+会与Fe反应生成Fe2+(如2Fe3++Fe=3Fe2+)，反而污染溶液，B不正确；
C．Fe3+可与Cu反应(2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+)，而Fe2+无法氧化Cu，说明Fe3+氧化性强于Fe2+，C正确；
D．FeCl3与NaOH直接生成红褐色Fe(OH)3；FeCl2首先生成白色Fe(OH)2，但在空气中氧化为Fe(OH)3(最终红褐色)，D正确；
故选B。
6．下列选项中的四种物质按照转化关系不能实现的是(反应条件和部分产物略)
A．AB．BC．CD．D
【答案】A
【详解】A．Zn与FeCl2溶液可以发生置换反应，生成Fe。Fe和Cl2反应生成FeCl3，不是FeCl2。丙与丁反应转化为乙的过程无法实现，A项错误；
B．NaOH和AlCl3反应生成Al(OH)3，Al(OH)3能与盐酸反应生成AlCl3，物质之间的转化关系可以实现，且符合图示转化关系。B项正确；
C．Fe与H2O(g)反应生成Fe3O4，Fe3O4可以被CO还原为金属Fe。物质之间的转化关系可以实现，且符合图示转化关系。C项正确；
D．Ca(OH)2和Cl2反应生成Ca(ClO)2，Ca(ClO)2与浓盐酸发生氧化还原反应，生成Cl2，符合上述转化图关系，D项正确；
答案选A。
7．下图为铁元素的价一类二维图，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．FeO在空气中加热发生转化②
B．加热发生转化③
C．实现转化⑤可以加入溶液
D．Fe与强氧化剂可以发生转化⑥
【答案】B
【详解】A．FeO在空气中加热转化为Fe3O4，故A错误；
B．加热发生分解反应生成Fe2O3和水，故B正确；
C．氢氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水，加入HCl溶液实现转化⑤，故C错误；
D．Fe与强氧化剂反应生成Fe3+，故D错误；
选B。
8．在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【详解】A．Fe与水蒸气在高温下反应产生Fe3O4、H2，而不能反应产生Fe2O3，因此不能直接实现相应物质之间的直接转化，A不符合题意；
B．向含有Fe2+的溶液中加入碱NaOH，反应产生Fe(OH)2沉淀；Fe(OH)2具有强的还原性，在空气中会被O2氧化为Fe(OH)3；但Fe(OH)3不能一步反应产生Fe(OH)2，因此不能一步实现物质之间的转化关系，B不符合题意；
C．NaHCO3不稳定，受热分解产生Na2CO3、H2O、CO2；Na2CO3与饱和Ca(OH)2溶液反应产生CaCO3沉淀和NaOH溶液，过滤分离出CaCO3沉淀，就得到NaOH溶液，因此物质转化能够一步实现，C符合题意；
D．Cl2不能与CaCl2溶液反应产生Ca(ClO)2，因此不能直接实现物质之间的转化关系，D不符合题意；
故合理选项是C。
9．中学阶段某些常见物质在一定条件下的转化关系如图所示(部分产物已略去)。下列说法错误的是
A．若X是单质，甲中含有硫元素，则甲、乙、丙中硫元素的化合价可能依次升高
B．若X是单质，甲中含有氮元素，则甲、丙可能都是非电解质
C．若甲、乙、丙的焰色都为黄色，则乙可能是碳酸钠
D．若X是，则甲一定是单质
【答案】D
【详解】A．若X是单质，甲中含有硫元素，则转化关系可能为，H2S和SO2反应生成S，甲、乙、丙中硫元素的化合价依次升高，A项正确；
B．若X是单质，甲中含有氮元素，则转化关系可能为，NH3和NO反应生成N2，、都是非电解质，B项正确；
C．若甲、乙、丙的焰色都为黄色，则转化关系可能为，NaOH和NaHCO3反应生成Na2CO3，则乙是碳酸钠，C项正确；
D．若X是，则甲不一定是单质，如，HNO3和Fe(NO3)2反应生成Fe(NO3)3，也符合题意，D项错误；
答案选D。
10．铁黄属于铁基颜料，可用硫酸渣(主要成分为)为原料来制备，工艺流程如图所示。
已知：①“还原”时，发生反应：(未配平)；
②不溶于稀，可溶于稀硝酸。下列说法错误的是
A．与铁黄中铁元素的化合价不同
B．溶于稀硝酸时可能生成和等物质
C．“还原”时，氧化产物与还原产物的物质的量之比为
D．“沉降、氧化”时，整个过程可用离子方程式表示如下：
【答案】B
【详解】硫酸渣加硫酸溶解，金属氧化物转化为金属阳离子，二氧化硅不溶，再加把铁离子还原为，过滤，滤渣含有和，滤液中含有和，还有，滤液中通入空气氧化，同时加入氨水调节生成沉淀，过滤、洗涤、烘干，得到纯净的，以此解答该题。
A．中S为价，为价，铁黄中为价，故A正确；
B．被氧化为，稀硝酸被还原为具有还原性，与氧化性较强的稀硝酸反应生成S单质，生成和S，故B错误；
C．“还原”时反应的离子方程式为，反应中的化合价不变，为氧化产物，为还原产物，则“还原”时氧化产物与还原产物的物质的量之比为，故C正确；
D．滤液中通入空气氧化，同时加入氨水调节生成沉淀，发生反应的离子方程式为，故D正确。
故选B。
11．工业上可用[Fe(NO)(H2O)5]SO4制备人造丝漂白剂、丙烯和二甲醚的安定剂等，用NO气体和FeSO4溶液制备[Fe(NO)(H2O)5]SO4的装置如图所示(加热及夹持装置略)。下列说法不正确的是
A．可用K3[Fe(CN)6]溶液来检验FeSO4溶液是否变质
B．实验开始前需先通入一段时间的N2
C．长颈漏斗的作用为平衡气压，防止堵塞
D．圆底烧瓶中生成NO和，该反应的离子方程式为
【答案】A
【详解】稀硫酸与NaNO2反应生成硝酸钠、NO和水，NO进入三颈烧瓶中与硫酸亚铁反应生成[Fe(NO)(H2O)5]SO4，尾气有毒，使用含氧化剂的碱性溶液吸收多余的NO；
A．亚铁离子和K3[Fe(CN)6]溶液会生成蓝色沉淀，其是检验亚铁离子的，而非检验铁离子，A错误；
B．实验开始前鼓入N2，可以除去装置内的空气，防止生成的NO被氧气氧化，同时也能防止Fe2+被氧气氧化，B正确；
C．长颈漏斗和大气相通，作用为平衡气压，防止堵塞，C正确；
D．圆底烧瓶中生成NO和，则酸性条件下，亚硝酸根离子发生歧化反应生成NO和硝酸根离子，结合电子守恒，反应的离子方程式为，D正确；
故选A。
12．可与多种配体形成配离子，如（红色）、（亮绿色），其中结构为。已知在硫酸铁溶液中滴加过量草酸，溶液变亮绿色，再滴加少量KSCN溶液，溶液变为红色，下列有关说法错误的是
A．使用KSCN检验，比使用草酸钠更灵敏
B．和中的配位数分别为6和3
C．中C原子杂化方式为
D．基态中含有6种不同能量的电子
【答案】B
【详解】A．根据“在硫酸铁溶液中滴加过量草酸，溶液变亮绿色，再滴加少量KSCN溶液，溶液变为红色”，可知使用KSCN检验更灵敏，A项正确；
B．和中的配位数均为6，B项错误；
C．由结构式可知中C原子杂化方式为，C项正确；
D．基态的电子排布式为，所以有6种不同能量的电子，D项正确；
故选B。
13．某同学取等量少许的溶液分别加入甲、乙两支试管，进行如下实验。下列说法正确的是
A．试管甲中粉与未发生氧化还原反应
B．试管甲中一段时间后无气泡冒出的原因是该条件下粉与不反应
C．试管甲中未检测到的原因是消耗了生成的
D．若试管甲实验过程中持续剧烈搅拌，最终所得固体中可能检测到
【答案】D
【详解】试管甲实验分析：加入过量 Zn 粉后，反应缓慢，产生少量气泡（Zn 与反应生成 氢气），随后产生大量红褐色沉淀，此时无气泡冒出，升至 3~4，固体中未检测到单质。原因：初始酸性条件下，Zn 优先还原生成。随着酸的 消耗，pH升高，部分残留（或 可以被空气中氧气氧化为铁离子），进而水解生成 沉淀，沉淀覆盖 Zn 粉表面，阻止进一步反应，且 未被还原为铁单质。
试管乙实验分析：加入过量 Zn 粉和少量 KSCN（指示剂，反应后显红色），持续滴加盐酸保持。红色褪去（ 被完全还原为亚铁离子），停止滴酸，过程中一直有少量气泡（Zn 与酸反应）。pH 升至 3~4 时，固体中检测到 Fe 单质。原因：pH=1 时，被完全还原为亚铁离子。停止滴酸后，pH 升高，酸度降低，还原竞争减弱，Zn 在较温和条件下还原生成铁单质。
A．试管甲中 Zn 粉与发生了氧化还原反应：，A错误；
B．试管甲中无气泡是因为氢离子浓度降低（pH 升高），且 Zn 被沉淀覆盖，并非 Zn 与氢离子不反应（初始有少量气泡），B错误；
C．试管甲中未检测到铁单质是因为被氧化为后并水解，并非氢离子消耗了生成的铁单质（在时，氢离子浓度低，Fe单质不易被消耗），C错误；
D．试管甲中持续剧烈搅拌，可能防止沉淀覆盖 Zn 粉，促进反应物接触，使完全还原为，并在 pH 升高后类似试管乙的条件，使 Zn 还原生成 Fe 单质，D正确；
故选D。
14．以黄铁矿为原料制取硫酸会产生大量的矿渣(主要成分为Fe2O3，还有Al2O3、CuO)，合理利用矿渣可以减少环境污染，变废为宝。利用该矿渣生产碱式硫酸铁的流程如图所示。下列叙述错误的是
A．“碱浸”时适当提高NaOH溶液的浓度可加快“碱浸”速率
B．“酸浸”后所得溶液中的金属阳离子主要是Fe3+、Cu2+
C．“去铜”过程中，被还原的元素只有铜元素
D．为提高碱式硫酸铁的产率，“调pH”时pH不能过高或过低
【答案】C
【详解】在矿渣被碱溶液浸取时，两性氧化物Al2O3转化为可溶性的，碱性氧化物Fe2O3、CuO与碱溶液不反应，通过过滤分离出来，然后再用稀硫酸进行酸浸，Fe2O3、CuO与酸发生反应生成可溶性的、CuSO4进入溶液，向、CuSO4溶液中通入SO2、加入NaCl溶液，Cu2+、Fe3+被还原，生成CuCl沉淀及Fe2+，将CuCl沉淀过滤除去，然后向滤液中加入双氧水，使Fe2+氧化生成Fe3+，同时调节溶液的pH，使Fe3+反应产生碱式硫酸铁沉淀。
A．由以上分析可知，“碱浸”的目的是除去矿渣中的两性氧化物Al2O3，反应的化学方程式为，适当提高NaOH溶液的浓度，可加快反应速率，A正确；
B．“酸浸”过程中，Fe2O3、CuO与稀硫酸发生的反应为：、，所得溶液中的金属阳离子主要是Fe3+、Cu2+，B正确；
C．“去铜”过程中，Cu2+与SO2发生氧化还原反应：，Fe3+与SO2发生氧化还原反应：，被还原的元素有两种：铜元素和铁元素，C错误；
D．pH过低时，溶液酸性较强，得不到碱式硫酸铁沉淀；pH过高时，溶液碱性较强，部分Fe3+与OH-直接结合生成沉淀，导致碱式硫酸铁的产率偏低，故为提高碱式硫酸铁的产率，“调pH”时pH不能过高或过低，D正确；
故选C。
15．某兴趣小组为探究溶液的化学性质，设计如下实验：
实验Ⅰ：常温下，向新制的溶液(未酸化)中不断通入，溶液逐渐变浑浊，产生红褐色沉淀。
实验Ⅱ：向含少量的溶液中逐滴加入溶液，并用传感器测得滴加过程中溶液的变化如下图。
下列说法不正确的是
A．实验Ⅰ产生红褐色沉淀的过程中溶液酸性在增强
B．实验Ⅰ说明在酸性或碱性条件下均能被氧化
C．实验Ⅱ的de段可能会产生黄绿色的气体
D．实验Ⅱ的bc段发生的主要反应是
【答案】B
【详解】常温下，向新制的溶液(未酸化)中不断通入，溶液逐渐变浑浊，产生红褐色沉淀，则亚铁离子被氧气氧化为氢氧化铁沉淀，反应为：；
A．由分析可知，实验Ⅰ中同时生成硫酸，则反应后溶液酸性增强，A正确；
B．实验Ⅰ是在未酸化条件下进行的，则不能说明在酸性或碱性条件下均能被氧化，B错误；
C．实验Ⅱ中亚铁离子被氧化为铁离子，同时次氯酸根离子被还原为氯离子，de段的溶液酸性较强，则酸性条件下，氯离子和次氯酸根离子可能会发生归中反应产生黄绿色的气体氯气，C正确；
D．实验Ⅱ的bc段溶液由弱碱性变为弱酸性，则发生的主要反应是亚铁离子被次氯酸根离子氧化为氢氧化铁沉淀、次氯酸根离子被还原为氯离子，同时生成的氢离子和次氯酸根离子结合为弱酸次氯酸，反应为，D正确；
故选B。
二、非选择题：本题共5小题，共55分。
16．化学在人类生产、生活中起着重要的作用。请回答下列问题：
I．铁及其化合物的化合价—物质类别二维图如图所示。
(1)工业上冶炼Fe常用的方法是_______(填字母)。
A．电解法B．还原法C．热分解法D．物理方法
(2)下列有关铁及其化合物的说法正确的是_______(填字母)。
A．纯净的铁是银白色
B．物质A不稳定，在空气中受热能迅速被氧化成物质
C．物质E受热分解生成物质D
D．除去溶液中混有的少量杂质，可以向混合液中加入溶液
(3)上述二维图中的在空气中不能稳定存在，请写出物质在空气中变化的化学方程式： 。
II．硫化氢的转化是资源利用的研究课题。将和空气的混合气体通入、的混合溶液中反应回收，其物质转化历程如图所示。
(4)历程①发生反应的离子方程式为 ，历程③中参加反应的 。
(5)酸性溶液是常用的氧化剂，能将氧化为。向溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液，溶液中出现浑浊，写出反应的离子方程式： 。已知的结构式为，其中元素化合价为 ，在催化下，能使含的溶液变成紫红色，试比较、和的氧化性强弱： 。
III．三星堆出土的金面具等金制品揭示了人类古文明对黄金的使用。
金的化学性质很稳定，单独用浓盐酸或浓硝酸均不能将金溶解，但将浓硝酸与浓盐酸按体积比1：3配制成王水，则可以溶解金，发生的反应如下：。
(6)王水溶金过程中，硝酸的作用是 。
(7)可用粉还原，完成“沉金”。被完全还原时，消耗的物质的量是 ml。
【答案】
(1)B
(2)AC
(3)
(4) 4：1
(5)
(6)作氧化剂
(7)1.5
【详解】（1）工业上冶炼Fe常用的方法是热还原法，故选B；
（2）A．纯净的铁是银白色，有金属光泽，A正确；
B．不稳定，在空气中受热能迅速被氧化成，而不是，B错误；
C．受热分解生成，即物质E受热分解生成物质D，C正确；
D．除去亚铁盐溶液中混有的少量杂质，加入溶液会使亚铁离子也沉淀，不符合除杂原则，应加入足量铁粉后过滤，D错误；
故选AC；
（3）不稳定，易被氧化生成，在空气中变化的化学方程式为：；
（4）历程①中硫化氢和铜离子反应生成硫化铜沉淀，反应的离子方程式为：；历程③中亚铁离子被氧气氧化为铁离子，反应的离子方程式为：4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O，则参加反应的4∶1；
（5）酸性溶液能将氧化为，自身被还原为锰离子，反应的离子方程式为：；根据的结构式可知，2个氧原子-1价，6个氧原子-2价，可求得S元素化合价为+6；在催化下，能将氧化为高锰酸根，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，可知氧化性强弱：；
（6）反应中氮元素化合价降低，可知王水溶金过程中，硝酸的作用是作氧化剂；
（7）中金元素化合价为+3价，根据得失电子守恒，被完全还原时，消耗的物质的量是。
17．铁是人类较早使用的金属之一，铁及其化合物在生产、生活中有重要的用途。回答下列问题。
(1)实验室鉴别胶体与饱和FeCl3溶液的方法是 。
(2)电子工业用FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜，制造印刷电路板。
①发生反应的离子方程式为 。
②为检验FeCl3腐蚀铜后所得溶液中含有Fe2+，应使用的试剂为 。
③欲从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液循环利用，现有下列试剂：
A．浓硝酸 B．铁粉 C．氯气 D．烧碱 E．浓氨水
需要用到的试剂除盐酸外还需要 (选填字母)。
(3)纳米Fe/Ni复合材料，可有效去除酸性废水中的，其反应过程(Ni不参与反应)如图所示：
①四种元素的电负性从大到小的顺序是 。
②反应ii的离子方程式为 。
③假设每步反应都能彻底进行，则反应i和ii中消耗还原剂的质量之比为 。
【答案】
(1)丁达尔效应
(2) 铁氰化钾溶液或溶液 BC
(3)
【详解】（1）实验室鉴别胶体和溶液的方法为丁达尔效应，故实验室鉴别胶体与饱和FeCl3溶液的方法是：丁达尔效应；
（2）①FeCl3溶液与铜反应的离子方程式为：；
②Fe2+遇铁氰化钾溶液或溶液出现蓝色沉淀，故检验该溶液中含有Fe2+应使用的试剂为：铁氰化钾溶液或溶液；
③FeCl3溶液与铜反应：，欲从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液循环利用，除盐酸外还应选用铁粉和氯气，铁粉与Cu2+反应生成Cu和Fe2+，过量的铁粉与盐酸反应生成Fe2+，氯气与Fe2+反应生成Fe3+，故选BC；
（3）如图所示，反应i为：，反应ii为：。
①同周期从左往右元素的电负性逐渐增大，同主族从上往下元素的电负性逐渐减小，故四种元素的电负性从大到小的顺序是：；
②反应ii的离子方程式为：；
③根据分析，反应i和ii中还原剂均为Fe，若每步均能反应完全，反应i生成1ml消耗1mlFe，反应ii中1ml反应消耗3mlFe，故反应i和ii中消耗还原剂的质量之比为：。
18．工业上用磷铁渣(主要含、，以及少量、等杂质)制备(磷酸铁)，工艺流程如下：
已知：
①和在常温条件下化学性质稳定，不易被氧化，“高温活化”处理后，元素以和的形式存在，元素以形式存在。
②难溶于水，可溶于无机强酸。
请回答下列问题：
(1)“高温活化”时若的产物为和，则反应的化学方程式为 。
(2)“酸浸”时，提高酸浸速率的方法为 (答一条即可)，滤渣的成分为 。其他条件相同时，磷铁渣浸出率随着盐酸浓度的变化如图所示，盐酸的最佳浓度为 。
(3)“氧化”的目的为 。
(4)“制备”时调节约为2，温度控制在左右可产生沉淀，写出反应的离子方程式： 。溶液的对磷酸铁产品中的值有影响，时，明显增大，其原因是 。
【答案】
(1)
(2)研磨、适当升温、增大盐酸浓度(合理即可)
(3)将氧化为
(4) 生成的混入产品中
【详解】（1）由题意可知，高温活化时的产物为和，根据质量守恒和得失电子守恒，可得反应的方程式为：；
故答案为：；
（2）提高酸浸速率的方法可以从“影响化学反应速率的因素”入手，可知，提高酸浸速率的方法有：研磨、适当升温、增大盐酸浓度；
上述分析可知，滤渣的成分为；
由图可知，其他条件相同时，盐酸的浓度为时，磷铁渣浸出率最高；
故答案为：研磨、适当升温、增大盐酸浓度(合理即可)；；；
（3）由分析可知，可将氧化为；
故答案为：将氧化为；
（4）难溶于水，可溶于无机强酸，所以加入氨水一方面可与反应，生成磷酸盐，磷酸盐中的磷酸根与发生反应生成，另一方面，氨水的加入使溶液不再显强酸性，约为2，温度控制在左右可产生沉淀，所以发生反应的离子方程式为：；pH增大，会促进水解，生成的增多，并混入产品中，使得明显增大；
故答案为：；生成的混入产品中；
19．碳酸亚铁晶体[FeCO3·2H2O为白色固体，不溶于水，干燥品在空气中稳定，湿品在空气中被缓慢氧化为Fe(OH)3，呈茶色]可用作阻燃剂、动物饲料铁添加剂、补血剂等。实验室利用Na2CO3溶液和FeSO4溶液制备FeCO3·2H2O，实验装置(夹持仪器已省略)如图所示：
(1)方框内为实验室制取CO2的装置，试剂a是 溶液。
(2)FeCO3的制备步骤如下：通入一段时间CO2后，向FeSO4溶液中加入过量Na2CO3溶液，搅拌，反应后过滤，将沉淀洗涤、干燥，得到FeCO3·2H2O。
①生成FeCO3·2H2O的离子方程式为 。
②装置丙的作用是 。
(3)某同学设计了由FeCO3·2H2O制备Fe2O3的方案。补充完整实验方案：
向FeCO3·2H2O中依次加入试剂：先加入 ，充分反应，再加入 ， 最后加入 ； (填操作)、灼烧，即可得到Fe2O3[实验中必须使用的试剂：H2O2溶液、稀硫酸、氢氧化钠溶液]。
(4)草酸亚铁晶体与碳酸亚铁晶体一样，都能受热分解。称取3.60 g FeC2O4·2H2O，用热重法对其进行热分解，得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示。
300℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物，则其化学式为 (写出计算过程)。
【答案】
(1)饱和碳酸氢钠溶液
(2)Fe2++C+2H2O=FeCO3·2H2O↓ 液封，防止O2(或空气)进入装置乙中
(3)稀硫酸 H2O2溶液 氢氧化钠溶液 过滤、洗涤
(4)Fe2O3
【详解】（1）利用稀盐酸和CaCO3反应制备CO2，生成的CO2中含有HCl，甲中用饱和碳酸氢钠溶液除去CO2中的HCl，故答案为：饱和碳酸氢钠；
（2）①向FeSO4溶液中加入过量Na2CO3溶液，搅拌，反应生成了FeCO3·2H2O沉淀，将沉淀洗涤、干燥，得到FeCO3·2H2O，所以生成FeCO3·2H2O的离子方程式为：Fe2+++2H2O=FeCO3·2H2O↓；
②FeCO3·2H2O湿品在空气中缓慢氧化为Fe(OH)3，则装置丙的作用是液封，防止O2（或空气）进入装置乙中，故答案为：液封，防止O2(或空气)进入装置乙中；
（3）向FeCO3·2H2O中先加入稀硫酸，稀硫酸溶解了FeCO3·2H2O，得到FeSO4，再加入H2O2溶液，将二价铁氧化为三价铁， 最后加入氢氧化钠溶液，得到氢氧化铁沉淀，过滤，洗涤，灼烧即可得到Fe2O3，故答案为：稀硫酸；H2O2溶液；氢氧化钠溶液；过滤、洗涤；
（4）300℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物，根据Fe原子守恒得n（Fe）=n（FeC2O4·2H2O）==0.02ml，m（Fe）=0.02ml×56g/ml=1.12g，n(O)==0.03ml，则Fe、O的原子个数之比为0.02ml：0.03ml=2：3，所以其化学式为Fe2O3，故答案为：Fe2O3。
20．为研究FeCl3溶液的性质，某小组同学进行了如下探究实验。
Ⅰ．配制FeCl3溶液
(1)FeCl3溶液的配制：取FeCl3固体溶于 (填试剂名称)，再稀释至指定浓度。
(2)将溶液稀释成溶液，稀释过程中一定不需要使用的仪器有 (填仪器名称)。
Ⅱ．FeCl3溶液与锌粉反应的探究
小组同学进行如下实验探究，操作及现象如下：
(3)结合实验现象和平衡移动原理解释出现红褐色沉淀的原因 。
(4)取实验后的溶液，滴加 (填化学式)溶液，证明有生成。原体系中生成的离子方程式： 。
(5)分离出固体，甲同学提出固体中除了有，可能还有铁单质，于是设计下列实验检验固体的成分：
i.用蒸馏水洗涤固体后、加入足量的稀盐酸并加热，产生气泡，固体全部溶解。
ii.向i反应后的溶液中滴加KSCN溶液，无变化。
由此甲同学得出结论，一定含有铁单质。但乙同学认为不严谨，他的理由是： 。乙同学用很简单的方法证明了沉淀中不含铁单质，方法是： 。
(6)针对原实验中为何没有产生铁单质查阅资料，得知可能是产生的红褐色沉淀包裹在Zn粉上，阻碍了Zn与的反应。实验证实了Zn粉被包裹。资料：开始沉淀的pH约为1.2，完全沉淀的pH约为3。于是重新做实验，当溶液pH为3~4时，不取出固体，向固-液混合物中持续加入盐酸，控制pH