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高考化学三轮冲刺易错题易错点06 铁及其化合物（2份打包，原卷版+教师版）
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易错点6 铁及其化合物易错点
易错题【01】铁及其化合物的性质
（1）从物质类别看，铁是活泼金属单质，FeO和Fe2O3是碱性氧化物，Fe(OH)2和Fe(OH)3都是碱，都能与酸发生反应。
（2）从Fe元素化合价看，Fe具有还原性，Fe2O3和Fe(OH)3中Fe元素显+3价，处于高价态，具有氧化性；FeO和Fe(OH)2中Fe元素显+2价，处于中间价态，具有氧化性和还原性。
（3）铁是变价金属元素，与弱氧化剂(如S、HCl、FeCl3、CuSO4、I2等)反应时被氧化为Fe2＋，与强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4等)反应时被氧化为Fe3＋。
（4）常温下，铁在浓硫酸、浓硝酸中钝化，表面生成致密氧化膜，发生化学变化。
（5）FeO、Fe(OH)2、Fe3O4与HNO3反应时，除考虑与H＋的反应外，还考虑Fe2＋被HNO3氧化成Fe3＋；Fe2O3、Fe(OH)3、Fe3O4与HI反应时，除考虑与H＋的反应外，还考虑Fe3＋被I－还原为Fe2＋。
易错题【02】实验室制备Fe(OH)2的两种方法
Fe(OH)2具有强的还原性，极易被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3，因此实验室在制备Fe(OH)2时，要注意隔绝空气。常采取以下方法：
方法
实验操作
实验装置
有机层
覆盖法
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，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应
还原气
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
易错题【03】Fe2＋、Fe3＋的常用检验方法
（1）利用KSCN溶液和氯水
（2）利用NaOH溶液（或氨水）
（3）含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋的检验
溶液变红色，说明含有Fe3＋。
KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋。
（4）利用铁氰化钾溶液
溶液产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2＋，反应为：3Fe2＋+2[Fe(CN)6]3－== Fe3[Fe(CN)6]2↓。
易错题【04】铁元素的“价-类二维图”
（1）横向转化体现了铁元素同种价态不同类别物质（氧化物、碱、盐）之间的转化。
（2）纵向转化体现铁元素的不同价态同种类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。
（3）斜向转化体现铁元素的不同价态、不同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性和还原性。
典例分析
例1、某研究性学习小组设计下列实验探究Zn和FeCl3溶液的反应，回答下列问题：
（1）由FeCl3固体配制未酸化的250mL0.5mol·L-1FeCl3溶液(pH=1.3)，不需要使用的实验仪器有___________(从下列图中选择，写出名称)。
（2）将Zn投入到未酸化的0.5mol·L-1FeCl3溶液(pH=1.3)中，在不同的实验条件下，实验现象如表：
实验编号
条件
现象
i
锌粒18℃
刚开始无明显气泡，0.5min后有气体产生，一段时间后，溶液颜色加深。向反应后的溶液中滴加铁氰化钾溶液后，可见蓝色沉淀
ii
锌粒65℃
产生气泡较快，大约12 s后，气泡非常明显，溶液很快转为红棕色。较长时间后发现红棕色基本消失，最后产生红棕色沉淀
①实验中产生的气体为___________，实验ii中产生气体的速率明显快于实验i，可能的原因是___________(答出两点)。
②“滴加铁氰化钾溶液后，可见蓝色沉淀”说明混合溶液中存在Fe2+。生成Fe2+的离子方程式为___________。
（3）实验i和ii均先有气体生成，后有溶液颜色的变化。研究性学习小组猜想，可能是此实验条件下，氧化性：H+＞Fe3+。
①为了检验上述猜想是否正确，查阅资料：可利用标准电极电势(用φθ表示)判断氧化性、还原性强弱，且电极电势越小，还原剂的还原性越强，已知(溶液中离子浓度的影响在此忽略不计)：φθ(Fe3+ /Fe2+)=0.77 V，φθ (2H+ /H2)=0 V，φθ (Fe2+ /Fe)=—0.417 V，φθ (Zn2+ /Zn) =—0.76 V。则Fe3+、H+、Zn2+ 、Fe2+ 的氧化性大小关系为 ___________。
②研究小组进一步分析后，将锌粒改为锌粉，继续进行实验：
实验编号
条件
现象
iii
锌粒18℃
不振荡
大约3min可以看到明显的气泡，溶液颜色逐渐变深。向反应后的溶液中滴加铁氰化钾溶液后，可见蓝色沉淀
iv
锌粒65℃
振荡
气泡不明显，红褐色褪色明显。向反应后的溶液中滴加铁氰化钾溶液后，可见蓝色沉淀
对比实验iii和iv，实验iv中“气泡不明显，红褐色褪色明显”的原因可能为___________。
③结合实验探究过程及现象分析，影响Zn与FeCl3溶液反应的条件有___________(答两点即可的)。
某研究性学习小组设计下列实验探究Zn和FeCl3溶液的反应，回答下列问题：
（1）由FeCl3固体配制未酸化的250mL0.5mol·L-1FeCl3溶液(pH=1.3)，不需要使用的实验仪器有___________(从下列图中选择，写出名称)。
（2）将Zn投入到未酸化的0.5mol·L-1FeCl3溶液(pH=1.3)中，在不同的实验条件下，实验现象如表：
实验编号
条件
现象
i
锌粒18℃
刚开始无明显气泡，0.5min后有气体产生，一段时间后，溶液颜色加深。向反应后的溶液中滴加铁氰化钾溶液后，可见蓝色沉淀
ii
锌粒65℃
产生气泡较快，大约12 s后，气泡非常明显，溶液很快转为红棕色。较长时间后发现红棕色基本消失，最后产生红棕色沉淀
①实验中产生的气体为___________，实验ii中产生气体的速率明显快于实验i，可能的原因是___________(答出两点)。
②“滴加铁氰化钾溶液后，可见蓝色沉淀”说明混合溶液中存在Fe2+。生成Fe2+的离子方程式为___________。
（3）实验i和ii均先有气体生成，后有溶液颜色的变化。研究性学习小组猜想，可能是此实验条件下，氧化性：H+＞Fe3+。
①为了检验上述猜想是否正确，查阅资料：可利用标准电极电势(用φθ表示)判断氧化性、还原性强弱，且电极电势越小，还原剂的还原性越强，已知(溶液中离子浓度的影响在此忽略不计)：φθ(Fe3+ /Fe2+)=0.77 V，φθ (2H+ /H2)=0 V，φθ (Fe2+ /Fe)=—0.417 V，φθ (Zn2+ /Zn) =—0.76 V。则Fe3+、H+、Zn2+ 、Fe2+ 的氧化性大小关系为 ___________。
②研究小组进一步分析后，将锌粒改为锌粉，继续进行实验：
实验编号
条件
现象
iii
锌粒18℃
不振荡
大约3min可以看到明显的气泡，溶液颜色逐渐变深。向反应后的溶液中滴加铁氰化钾溶液后，可见蓝色沉淀
iv
锌粒65℃
振荡
气泡不明显，红褐色褪色明显。向反应后的溶液中滴加铁氰化钾溶液后，可见蓝色沉淀
对比实验iii和iv，实验iv中“气泡不明显，红褐色褪色明显”的原因可能为___________。
③结合实验探究过程及现象分析，影响Zn与FeCl3溶液反应的条件有___________(答两点即可的)。
【解析】该实验的目的是探究影响锌和氯化铁溶液反应的条件，通过实验探究过程及现象分析得到影响反应的条件为温度、碰撞几率（离子迁移速度）、粒子的氧化性强弱的实验结论。
（1）配制未酸化的250mL0.5mol·L-1氯化铁溶液需要用到的仪器有托盘天平、烧杯、玻璃棒、250mL容量瓶、胶头滴管，则不需要用到的仪器为分液漏斗、直形冷凝管；
（2）①由题意可知，氯化铁在溶液中水解，溶液的pH为1.5，活泼金属锌能够与氢离子发生置换反应生成氢气；实验ii中反应温度高于实验i，氯化铁在溶液中的水解平衡为吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，溶液中氢离子浓度增大，所以实验ii中产生气体的速率明显快于实验i；
②由题意可知，生成亚铁离子的反应为锌与氯化铁溶液反应生成氯化锌和氯化亚铁，反应的离子方程式为2Fe3++Zn=2Fe2++Zn2+；
（3）①由标准电极电势可知，四种离子的氧化性由大到小的顺序为Fe3+＞H+＞Fe2+＞Zn2+；
②由气泡不明显，红褐色褪色明显说明锌粒改为锌粉并振荡，反应物的接触面积增大，反应物的碰撞几率增大，反应速率加快；
③由实验过程的探究及对实验现象可知，影响锌与氯化铁溶液的反应过程的条件为温度、碰撞几率(离子迁移速度)、粒子的氧化性强弱。
【答案】（1）分液漏斗、直形冷凝管
（2）①H2；温度升高、c(H+)浓度增大②2Fe3++Zn=2Fe2++Zn2+
（3）①Fe3+＞H+＞Fe2+＞Zn2+②将Zn粒改为Zn粉并振荡，增大了Zn与Fe3+碰撞几率，加快了Zn与Fe3+的反应③结反应温度、碰撞几率（离子迁移速度）、粒子的氧化性强弱
例2、化学小组探究Cu与Fe2(SO4)3溶液的反应，实验如下：
序号
实验方案
实验现象
实验i
振荡试管，观察到溶液变为蓝色，待反应充分后，试管底部有Cu粉剩余
实验ii
取实验i中的上层清液，向其中滴加0.1mol·L-1KSCN溶液
溶液局部变红，同时产生白色沉淀，振荡试管，红色消失
已知：经检验白色沉淀为CuSCN。
（1）实验ⅰ中发生反应的离子方程式为_______。
（2）实验ⅱ中检测到Fe3+，依据的实验现象是_______。
（3）对实验ⅱ中Fe3+产生的原因作如下假设：
假设1：Cu与Fe2(SO4)3的反应是一个可逆反应
假设2：溶液中的Fe2+被_______氧化
假设3：在实验ⅱ的条件下，Fe2+被Cu2+氧化
①将假设2补充完整_______。
②通过查找_______数据，可定量判断Cu与Fe2(SO4)3的反应是否为可逆反应。
（4）设计实验验证假设。
序号
实验iii
实验iv
方案
现象
放置较长时间，溶液颜色不变红
闭合开关K，电流计指针不动，向右侧CuSO4溶液中滴加0.1mol·L-1KSCN，指针向右大幅度偏转，溶液中有白色浑浊物产生。取出左侧溶液，滴加0.1mol·L-1KSCN，溶液变红
①假设1不成立的实验证据是_______。
②实验iii的目的是_______。
③溶液a是_______。电极材料b、c分别是_______、_______。
④结合电极反应，从化学平衡的角度解释实验ii中Fe3+产生的原因_______。
【解析】（1）由实验现象可知，实验ⅰ中发生的反应为铜与硫酸铁溶液反应生成硫酸亚铁和硫酸铜，反应的离子方程式为2Fe3++Cu= 2Fe2++Cu2+，故答案为：2Fe3++Cu= 2Fe2++Cu2+；
（2）由实验ⅱ的上层清液滴加硫氰化钾溶液后，溶液局部变红可知，溶液中存在铁离子，故答案为：溶液局部变红；
（3）①亚铁离子具有还原性，可能被空气中氧气氧化生成铁离子使硫氰化钾溶液变红色，则假设2被空气中氧气氧化，故答案为：O2；
②若铜与硫酸铁溶液的反应为可逆反应，可以通过资料查找该反应的化学平衡常数是否大于105定量判断确定，故答案为：化学平衡常数；
（4）①由实验iv中闭合开关K，电流计指针不动可知，铜与硫酸铁溶液的反应不是可逆反应，证明假设1不成立，故答案为：电流计指针不动；
②由实验iii中硫酸亚铁溶液放置较长时间，溶液颜色不变红，说明铁离子的存在与空气中氧气无关，证明假设2不成立，则实验iii的目的是验证假设2是否成立，故答案为：验证假设2是否成立；
③铜与2mL0.05mol/L硫酸铁溶液反应生成0.1mol/L硫酸亚铁和0.05mol/L硫酸铜，由探究实验变量唯一化原则可知，溶液a应选择0.1mol/L硫酸亚铁溶液；若验证在实验ⅱ的条件下，铜离子将亚铁离子氧化，实验iv设计原电池时，应选择不参与铜离子和亚铁离子反应的惰性材料做电极，则b、c电极可以选择石墨电极，故答案为：0.1mol/L FeSO4；石墨；石墨；
④由验证在实验ⅱ的条件下，铜离子将亚铁离子氧化可知，铜离子在正极得到电子发生还原反应生成亚铜离子，在溶液中存在如下平衡Cu2+ + e—Cu+，向硫酸铜溶液中滴加硫氰化钾溶液，硫氰酸根离子与亚铜离子结合生成硫氰化亚铜沉淀，导致亚铜离子浓度降低，有利于电极反应正向移动，促使亚铁离子在负极被氧化，故答案为：Cu2+ + e—Cu+，SCN—与Cu＋结合生成CuSCN沉淀，导致c(Cu+)降低，有利于电极反应正向移动，Cu2+得电子能力增强(大于Fe3+)，使得Fe2+被氧化。
【答案】（1）2Fe3++Cu= 2Fe2++Cu2+
（2）溶液局部变红
（3）O2；化学平衡常数
（4）①电流计指针不动②验证假设2是否成立③0.1mol/L FeSO4；石墨；石墨④Cu2+ + e—Cu+，SCN—与Cu＋结合生成CuSCN沉淀，导致c(Cu+)降低，有利于电极反应正向移动，Cu2+得电子能力增强(大于Fe3+)，使得Fe2+被氧化
例3、某化学课外小组在制备Fe(OH)2实验过程中观察到生成的白色沉淀迅速变为灰绿色，一段时间后变为红褐色，该小组同学对产生灰绿色沉淀的原因，进行实验探究。
Ⅰ．乙同学查阅资料得知，Fe(OH)2沉淀具有较强的吸附性，猜测灰绿色可能是Fe(OH)2吸附Fe2＋引起的，设计并完成了实验3～实验5。
编号
实验操作
实验现象
实验3
向10mL4mol·L-1NaOH溶液中逐滴加入0.1mol·L-1FeSO4溶液(两溶液中均先加几滴维生素C溶液)
液面上方产生白色沉淀(带有较多灰绿色)。沉淀下沉后，部分灰绿色沉淀变为白色
实验4
向10mL8mol·L-1NaOH溶液中逐滴加入0.1mol·L-1FeSO4溶液(两溶液中均先加几滴维生素C溶液)
液面上方产生白色沉淀(无灰绿色)。沉淀下沉后，仍为白色
实验5
取实验4中白色沉淀，洗净后放在潮湿的空气中
（1）依据乙同学的猜测，实验4中沉淀无灰绿色的原因为___________。
（2）该小组同学依据实验5的实验现象，间接证明了乙同学猜测的正确性，则实验5的实验现象可能为___________。
II.该小组同学再次查阅资料得知当沉淀形成时，若得到的沉淀单一，则沉淀结构均匀，也紧密；若有杂质固体存在时，得到的沉淀便不够紧密，与溶液的接触面积会更大。
（3）当溶液中存在Fe3＋或溶解较多O2时，白色沉淀更容易变成灰绿色的原因为___________。
（4）该小组同学根据上述实验得出结论：制备Fe(OH)2时能较长时间观察到白色沉淀的适宜条件和操作有___________、___________。
【答案】（1）NaOH溶液浓度高，反应后溶液中Fe2＋浓度较小，不易被吸附在Fe(OH)2表面
（2）白色沉淀变为红褐色，中间过程无灰绿色出现
（3）沉淀中混有Fe(OH)3，不够紧密，与溶液接触面积更大，更容易吸附Fe2+
（4）向高浓度NaOH溶液中滴加FeSO4溶液；除去溶液中Fe3＋和O2
【解析】（1）对比实验3和实验4可知，实验4所用氢氧化钠溶液的浓度大于实验3，反应后溶液中亚铁离子浓度小于实验3，溶液上方氢氧化铁白色沉淀无灰绿色说明实验4中亚铁离子浓度小，不易被吸附在氢氧化亚铁沉淀表面，故答案为：NaOH溶液浓度高，反应后溶液中Fe2＋浓度较小，不易被吸附在Fe(OH)2表面；
（2）由实验5的现象能间接证明乙同学的猜测的正确性可知，实验5取实验4中白色沉淀洗净后放在潮湿的空气中，没有吸附亚铁离子的氢氧化亚铁白色沉淀不易变为变为灰绿色，沉淀应该从白色直接变为红褐色，中间不会有灰绿色出现，故答案为：白色沉淀变为红褐色，中间过程无灰绿色出现；
（3）当溶液中存在铁离子或溶解较多氧气时，所得氢氧化亚铁白色沉淀中会混有氢氧化铁沉淀，得到的沉淀便不够紧密，与溶液的接触面积大，能吸附更多的亚铁离子，白色沉淀更容易变成灰绿色，故答案为：沉淀中混有Fe(OH)3，不够紧密，与溶液接触面积更大，更容易吸附Fe2+；
（4）由实验Ⅰ可知向高浓度氢氧化钠溶液中滴加硫酸亚铁溶液可以较长时间观察到白色沉淀，由实验II除去溶液中存在的铁离子和溶解的氧气可以较长时间观察到白色沉淀，则制备氢氧化亚铁时能较长时间观察到白色沉淀的适宜条件和操作为向高浓度氢氧化钠溶液中滴加硫酸亚铁溶液，除去溶液中存在的铁离子和溶解的氧气，故答案为：向高浓度NaOH溶液中滴加FeSO4溶液；除去溶液中Fe3＋和O2。
1．（2022·浙江·高考真题）关于化合物的性质，下列推测不合理的是
A．与稀盐酸反应生成、、
B．隔绝空气加热分解生成FeO、、
C．溶于氢碘酸(HI)，再加萃取，有机层呈紫红色
D．在空气中，与高温反应能生成
2．（2022·广东·高考真题）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．加入溶液产生沉淀 B．加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现
C．加入溶液无红色出现 D．加入溶液无蓝色沉淀生成
3．（2021·广东·高考真题）部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A．可与反应生成
B．既可被氧化，也可被还原
C．可将加入浓碱液中制得的胶体
D．可存在的循环转化关系
4．（2021·河北·高考真题）“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是
A．钢是以铁为主的含碳合金
B．钢的含碳量越高，硬度和脆性越大
C．生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高
D．冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3
5．（2022·浙江省普陀中学高三开学考试）工业废水中含有重铬酸根离子有毒，必须处理达标后才能排放。工业上常用绿矾做处理剂，反应的离子方程式为：，下列说法不正确的是
A．将绿矾水溶液久置于空气中，滴加几滴KSCN溶液，溶液出现血红色
B．配制好的溶液，为防止变质可向溶液中加入少量铁粉
C．每处理转移电子
D．向溶液中加入溶液一段时间后，沉淀会变成红褐色
6．（2022·全国·高三专题练习）下列有关Fe、Co、Ni及其化合物的说法错误的是
A．Fe、 Co、Ni 均位于第四周期第VIII族
B．Fe、 Co、Ni 基态原子未成对电子数分别为4、3、2
C．Fe、 Co、Ni以及它们的合金为黑色金属材料
D．FeO 在空气中受热会迅速变为Fe3O4
7．（2021·江苏·靖江高级中学高三阶段练习）铁及其化合物可制得FeSO4·7H2O、FeCl3、K2FeO4等化工产品，它们在生产、生活中具有广泛应用，印刷电路板原理：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。下列关于物质的性质与用途具有对应关系的是
A．Fe具有还原性，可用作抗氧化剂 B．Fe具有导电性，可用于湿法炼铜
C．FeCl3溶液具有氧化性，可用于净水 D．FeCl3溶液呈酸性，可用于刻蚀铜板
8．（2022·全国·高三专题练习）《天工开物》中“治铁"原典中记载：“凡治铁成器，取已炒熟铁为之……凡炉中炽铁用炭，煤炭居十七，木炭居十三……即用煤炭也别有铁炭一种，取其火性内攻、焰不虚腾者，与炊炭同行而有分类也……”。下列说法正确的是
A．熟铁是纯净的铁单质，生铁是铁和碳的混合物
B．治铁过程只涉及化合反应与置换反应，
C．铁炭和炊炭均为碳元素的同素异形体
D．治铁用到的煤炭和木炭均可还原铁的氧化物
9．（2022·上海静安·二模）滴定法测铀时需添加VOSO4做催化剂，该物质易被氧化，实验室常用Fe2+去除VOSO4溶液中的(VO2)2SO4，实验装置如图所示。下列分析正确的是
A．VOSO4和(VO2)2SO4中V元素的化合价相同
B．b中反应所生成气体的作用之一是将装置中的空气排尽
C．用小试管在m处收集气体并验纯后，应先关闭K2，再打开K3
D．实验完毕，可用氯水和KSCN溶液检验c中溶液是否含有Fe2+
10．（2022·全国·高三专题练习）通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一，对下列实验事实的解释正确的是
操作、现象
解释
A．
向KI淀粉溶液中加入FeCl3溶液，溶液变蓝
Fe3+能与淀粉发生显色反应
B．
常温下，可以用铁质容器存放浓硫酸
常温下，铁与浓硫酸不反应
C．
向稀硝酸中加入少量铁粉，有气泡产生
说明Fe置换出硝酸中的氢，生成了氢气
D．
新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间，物质变成了红褐色
说明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3
11．（2022·全国·高三专题练习）某同学利用下列电池装置进行实验，探究的氧化性和还原性。
根据实验现象，下列分析不正确的是
A．电流表显示电子由铁电极流向石墨电极，可知盐桥中的阳离子进入石墨电极溶液中
B．一段时间后石墨电极上未见析出且铁电极溶液中增大，可知石墨电极溶液中也增大
C．由A、B中的现象可知，还原性小于、氧化性小于
D．一段时间后两极溶液中的浓度若相等，说明反应已达到平衡状态
12．（2022·河南·高三开学考试）某兴趣小组利用铁矿石(主要成分为FeO、)制取硫酸铁铵晶体[]的流程如图1；受热分解时，固体剩余质量与温度关系如图2(已知：a点时仅失去了一半的结晶水)。下列叙述正确的是
A．溶液A中所含的阳离子只有、
B．a点时，剩余固体可表示为
C．加入的目的是将全部还原为
D．d→e的过程中无气体放出，e点剩余的固体为
13．（2022·全国·高三专题练习）一种利用废旧镀锌铁皮制备磁性Fe3O4纳米粒子的工艺流程如下。
下列有关说法不正确的是
A．“碱洗”主要是为了去除废旧镀锌铁皮中的锌
B．“氧化”后的溶液中金属阳离子主要有Fe3+、Na+
C．“氧化”时发生反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O
D．用激光笔照射“加热沉铁”后所得分散系，产生丁达尔效应
14．（2022·湖南·岳云中学高三期中）以相同的流速分别向经硫酸酸化和未经酸化的浓度均为0.1mol·L-1的FeSO4溶液中通入O2.溶液中pH随时间的变化如下图所示。
已知：0.1mol·L-1Fe3+生成Fe(OH)3，开始沉淀时pH=1.5，完全沉淀时pH=2.8
下列说法不正确的是
A．由图1可知，酸化的FeSO4溶液中发生反应：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
B．图2中，t=0时刻，FeSO4溶液pH=5.7是由于Fe2+发生了水解反应
C．由图2可知，未酸化的FeSO4溶液中发生反应生成Fe(OH)3的同时还生成了H+
D．若向FeSO4溶液中先加入过量NaOH溶液再通入O2，pH先增大后明显减小
15．（2022·全国·高三专题练习）化学是一门以实验为基础的学科，某同学为探究FeCl3溶液的性质进行如下实验，操作如图所示，根据实验现象下列分析不正确的是
A．①～④的变化中，仅有1处涉及氧化还原反应
B．③中反应的离子方程式：2Fe3++3C+3H2O=2Fe(OH)3(胶体)+3CO2↑
C．若将FeCl3溶液滴加到Na2S溶液中，产生的现象与图中①、②现象相同
D．若用Na2SO3代替Na2S进行实验溶液也能变成淡绿色
16．（2021·北京·高考真题）铁黄是一种重要的化工产品。由生产钛白粉废渣制备铁黄的过程如下。
资料：
i.钛白粉废渣成分：主要为FeSO4·H2O，含少量TiOSO4和不溶物
ii.TiOSO4+(x+1)H2O⇌TiO2·xH2O↓+H2SO4
iii.0.1 mol/L Fe2+生成Fe(OH)2，开始沉淀时pH=6.3，完全沉淀时pH=8.3；
0.1 mol/L Fe3+生成FeOOH，开始沉淀时pH=1.5，完全沉淀时pH=2.8
(1)纯化
①加入过量铁粉的目的是_______。
②充分反应后，分离混合物的方法是_______。
(2)制备晶种
为制备高品质铁黄产品，需先制备少量铁黄晶种。过程及现象是：向一定浓度FeSO4溶液中加入氨水，产生白色沉淀，并很快变成灰绿色。滴加氨水至pH为6.0时开始通空气并记录pH变化(如图)。
①产生白色沉淀的离子方程式是_______。
②产生白色沉淀后的pH低于资料iii中的6.3。原因是：沉淀生成后c(Fe2+)_______0.1mol/L(填“＞”“=”或“＜”)。
③0-t1时段，pH几乎不变；t1-t2时段，pH明显降低。结合方程式解释原因：_______。
④pH≈4时制得铁黄晶种。若继续通入空气，t3后pH几乎不变，此时溶液中c(Fe2+)仍降低，但c(Fe3+)增加，且(Fe2+)降低量大于c(Fe3+)增加量。结合总方程式说明原因：_______。
(3)产品纯度测定
铁黄纯度可以通过产品的耗酸量确定。
wg铁黄溶液b溶液c滴定
资料：Fe3++3=Fe(C2O4)，Fe(C2O4)不与稀碱液反应
Na2C2O4过量，会使测定结果_______(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。
17．（2022·江苏省响水中学高三开学考试）铁及其化合物在生活中用途广泛，绿矾(FeSO4·7H2O)是一种常见的中草药成分，失水后可转为FeSO4·H2O，与FeS2可联合制备铁粉精(FexOy)和H2SO4。
i.FeSO4·H2O结构如图所示：
(1)Fe2+价层电子排布式为_______。
(2)比较和分子中的键角大小并给出相应解释：_______。
(3)与和的作用分别为_______。
ii.实验室以 FeCl2溶液为原料制备高密度磁记录材料 Fe/Fe3O4复合物。
(4)在氩气气氛下，向装有50mL1mol•L−1FeCl2溶液的三颈烧瓶(装置如图)中逐滴加入 100mL14 mol∙L−1KOH溶液，用磁力搅拌器持续搅拌，在100℃下回流3h，得到成分为Fe和Fe3O4的黑色沉淀。
①三颈烧瓶发生反应的离子方程式为_______。
②检验反应是否进行完全的操作是_______。
(5)待三颈烧瓶中的混合物冷却后，过滤，再依次用沸水和乙醇洗涤，在40℃干燥后焙烧3h，得到Fe/Fe3O4复合物产品 3.24g。
①焙烧需在隔绝空气条件下进行，原因是_______。
②计算实验所得产品的产率_______(写出计算过程)。
(6)以FeCl2溶液为原料还可制备软磁性材料α−Fe2O3。已知：Fe(OH)2开始沉淀的pH=6.5。请补充完整实验方案：在搅拌下_______，将固体干燥，得到纯净的 FeCO3，将其放入管式炉内煅烧 2h，获得产品α−Fe2O3 (可选用的试剂：氨水−NH4HCO3混合溶液、2mol•L−1盐酸、2mol•L−1硝酸、AgNO3溶液、蒸馏水)。
18．（2022·黑龙江·牡丹江市第二高级中学高三阶段练习）FeCl3(易升华)是常见的化学试剂。某学习小组开展了与FeCl3相关的系列实验。回答下列问题：
Ⅰ．铁粉制备FeCl3(实验装置如图所示)
(1)仪器a的名称为_______。
(2)制取Cl2的化学方程式为_______。
(3)饱和食盐水的作用是_______。
(4)硬质玻璃管直接接入收集器的优点是_______。
Ⅱ．探究FeCl3溶液与Cu的反应
(5)配制FeCl3溶液时加入少量盐酸的原因是_______。
(6)向FeCl3溶液中滴加几滴KSCN溶液，溶液颜色变红，再加入过量Cu粉，发现溶液的红色褪去。用离子方程式解释红色褪去的原因：_______。
19．（2022·四川达州·一模）甘氨酸亚铁[ (H2NCH2COO)2Fe]是一种补血剂，工业上用赤铁矿(含少量铝、铜、硅、锰的氧化物)制备甘氨酸亚铁的流程图如下：
已知：甘氨酸(H2NCH2COOH)，易溶于水，微溶于乙醇，具有两性。
回答下列问题：
(1)“碱浸”去除的元素是_________， “滤渣1”是_________ (填化学式)
(2)“'还原”时的还原产物是_________。
(3)“沉淀”的离子方程式_________，“副产品”是_________ (写名称)
(4)柠檬酸的作用防止Fe2+氧化，“反应”的化学方程式为_________。
(5)FeSO4·7H2O也是一种常用的补血剂， 在空气中易变质，检验其是否变质的试剂是_________，某同学通过如下实验测定该补血剂中Fe2+的含量：
①配制：用分析天平称取1. 4000gFeSO4·7H2O样品，再用煮沸并冷却的蒸馏水配制100mL溶液。配制时还需要的定量仪器是_________。
②滴定：用酸化的KMnO4溶液滴定
用移液管移取25. 00mLFeSO4溶液于锥形瓶中，用0. 0100mol·L-1的KMnO4，溶液滴定，平行滴定3次，KMnO4溶液的平均用量为24. 00mL，则样品Fe2+的含量为________% (保留2位小数) 。
20．（2022·江苏省阜宁中学高三阶段练习）地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。水体除NO主要有电化学法、催化还原法等。
(1)电化学去除弱酸性水体中NO的反应原理如图所示：
①作负极的物质是_______。
②正极的电极反应式是_______。
③取两份完全相同的含NO废液A和B，调节废液A、B的pH分别为2.5和4.5，向废液A、B中加入足量铁粉，经相同时间充分反应后，废液A、B均接近中性。废液A、B中铁的最终物质存在形态分别如图所示。溶液的初始pH对铁的氧化产物有影响，具体影响为_______。pH=4.5，NO的去除率低的原因是_______。
初始pH
pH=2.5
pH=4.5
NO去除率
接近100%
<50%
24小时pH
接近中性
接近中性
铁的最终物质形态
(2)纳米Fe-Ni去除废液中的NO (Ni不参与反应)。
①在酸性条件下，Fe与NO反应生成Fe2+和NH，则反应的离子方程式为_______。
②初始pH=2.0的废液，加入一定量的纳米Fe-Ni，反应一段时间后，废液中出现大量白色絮状沉淀物，过滤后白色沉淀物在空气中逐渐变成红褐色。产生上述现象的原因是_______。
(3)在金属Pt、Cu和Ir(铱)的催化作用下，H2可高效转化酸性溶液中的NO，其工作原理如图所示。H2在金属Pt和Cu的催化作用下将NO转化为液体中N2O的过程可描述为_______。
参考答案
1．B【详解】A．由分析可知，化合物中Fe的化合价为+3价，故其与稀盐酸反应生成、、，反应原理为：FeO(OCH3)+3HCl=FeCl3+H2O+CH3OH，A不合题意；
B．由分析可知，化合物中Fe的化合价为+3价，C为-2，若隔绝空气加热分解生成FeO、、则得失电子总数不相等，不符合氧化还原反应规律，即不可能生成FeO、、，B符合题意；
C．由分析可知，化合物中Fe的化合价为+3价，故其溶于氢碘酸(HI)生成的Fe3+能将I-氧化为I2，反应原理为：2FeO(OCH3)+6HI=2FeI2+I2+2H2O+2CH3OH，再加萃取，有机层呈紫红色，C不合题意；
D．化合物在空气中高温将生成Fe2O3、CO2和H2O，然后Fe2O3为碱性氧化物，SiO2为酸性氧化物，故化合物与高温反应能生成，D不合题意；
故答案为：B。
2．D【详解】镀层有破损的镀锌铁片被腐蚀，则将其放入到酸化的3%NaCl溶液中，会构成原电池，由于锌比铁活泼，作原电池的负极，而铁片作正极，溶液中破损的位置会变大，铁也会继续和酸化的氯化钠溶液反应产生氢气，溶液中会有亚铁离子生成，据此分析解答。
A．氯化钠溶液中始终存在氯离子，所以加入硝酸银溶液后，不管铁片是否被腐蚀，均会出现白色沉淀，故A不符合题意；
B．淀粉碘化钾溶液可检测氧化性物质，但不论铁片是否被腐蚀，均无氧化性物质与碘化钾发生反应，故B不符合题意；
C．KSCN溶液可检测铁离子的存在，上述现象中不会出现铁离子，所以无论铁片是否被腐蚀，加入KSCN溶液后，均无红色出现，故C不符合题意；
D．K3[Fe(CN)6]是用于检测Fe2+的试剂，若铁片没有被腐蚀，则溶液中不会生成亚铁离子，则加入K3[Fe(CN)6]溶液就不会出现蓝色沉淀，故D符合题意。
综上所述，答案为D。
3．C【详解】图中所示铁元素不同化合价的物质：a为Fe，b为FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等Fe(II)的盐类物质，c为Fe(OH)2，e为FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等Fe(III)的盐类物质，d为Fe(OH)3。
A．Fe与Fe(III)的盐类物质可发生反应生成Fe(II)的盐类物质，如Fe+2FeCl3=3FeCl2，故A不选；
B．Fe(II)为铁元素的中间价态，既有还原性也有氧化性，因此既可被氧化，也可被还原，故B不选；
C．Fe(III)的盐类物质与浓碱液反应生成Fe(OH)3沉淀，制备Fe(OH)3胶体操作为：向沸水中滴加饱和FeCl3溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热，故C选；
D．转化如，故D不选；
综上所述，答案为C。
4．C【详解】A．钢是含碳量低的铁合金，故A正确；
B．钢的硬度和脆性与含碳量有关，随着含碳量的增大而增大，故正确；
C．由题意可知，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢，说明生铁的熔点低于熟铁，故C错误；
D．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，可用于冶炼铁，故D正确；
故选C。
5．C【详解】A．绿矾水溶液中含有的Fe2+具有较强的还原性，容易被空气中的氧气氧化为Fe3+，Fe3+和SCN-反应溶液呈红色，故A正确；
B．FeSO4易被空气中的氧气氧化为Fe3+，铁能和Fe3+反应生成Fe2+，所以为防止FeSO4 溶液变质可向溶液中加入少量铁粉，故B正确；
C．根据反应方程式可知Cr的化合价从反应前的+6价降低到反应后的+3价，则每处理 1mol 转移 6mol 电子，故C错误；
D．向 FeSO4 溶液中加入 NaOH 溶液，生成的白色沉淀Fe(OH)2容易被氧气氧化为红褐色的Fe(OH)3，所以一段时间后，沉淀会变成红褐色，故D正确；
故选C。
6．C【详解】A．Fe、Co、Ni位于元素周期表中第四周期第VIII族，A选项正确；
B．Fe是26号元素，基态铁原子的价电子排布式为3d64s2。Co、Ni的基态原子的价电子排布式分别为3d74s2、3d84s2，三种元素原子的核外未成对电子数分别为4、3、2，B选项正确；
C．黑色金属材料通常是指铁和以铁为基础元素的合金，C选项错误；
D．Fe2+具有较强还原性，在空气中加热易被部分氧化为+3价生成稳定的Fe3O4，D选项正确；
答案选C。
7．A【详解】A．单质Fe中Fe的价态为0价，具有还原性，能与氧气等氧化剂反应，因此可用作抗氧化剂，性质与用途具有对应关系，A符合题意；
B．Fe具有良好的导电性，这是物理性质，铁可用于湿法炼铜主要原因是铁比铜活泼，性质与用途不具有对应关系，B不符合题意；
C．FeCl3中Fe为+3价，具有较强氧化性，铁离子水解产生氢氧化铁胶体具有吸附性，可吸附水中悬浮杂质，因此FeCl3可用于净水，性质与用途不具有对应关系，C不符合题意；
D．FeCl3溶液因铁离子水解呈酸性，因铁离子氧化性强于铜离子，FeCl3溶液可用于刻蚀铜板，性质与用途不具有对应关系，D不符合题意；
答案选A。
8．D【详解】A．生铁是铁合金，属于混合物，生铁的含碳量为2％～4.3％，熟铁指的是钢，也是铁合金，属于混合物，钢的含碳量为0.03％～2％， 选项A错误；
B．治铁过程中CO与铁的氧化物反应生成铁和CO2属于氧化还原反应，选项B错误；
C．铁炭和炊炭不互为同素异形体，铁炭指铁合金，为混合物，选项C错误；
D．治铁用到的煤炭和木炭均可还原铁的氧化物，使其还原为铁单质，选项D正确；
答案选D。
9．B【详解】本实验用Fe2+去除VOSO4溶液中的(VO2)2SO4，b中稀硫酸和铁粉反应生成H2，反应前需要用H2将装置中的空气排尽，防止空气中氧气氧化VOSO4，关闭K3，打开K2，H2将硫酸亚铁溶液压入c中，发生反应，以此作答。
A．VOSO4中V的化合价为+4价，(VO2)2SO4中V的化合价为+5价，A错误；
B．VOSO4易被氧化，所以b中反应产生的H2的作用之一就是排尽装置中的空气，防止VOSO4被氧化，B正确；
C．用小试管在m处收集气体并验纯，应先打开K3，再关闭K2，C错误；
D．实验完毕后，c中含有较多VOSO4，VOSO4易被氧化可与氯水反应，故不能用氯水和KSCN溶液检验c中是否含有Fe2+，D错误；
故答案选B。
10．D【详解】A．向KI淀粉溶液中加入FeCl3溶液，溶液变蓝，是由于发生了反应：2Fe3++2I-=2Fe2++I2生成的I2遇到淀粉溶液变蓝，不是Fe3+能与淀粉发生显色反应，A错误；
B．常温下，铁、铝遇到浓硫酸、浓硝酸发生钝化，可以用铁质容器存放浓硫酸，钝化是化学变化，故不是常温下，铁与浓硫酸不反应而是表面一层反应后就形成了致密的氧化物保护膜阻止内部金属继续反应，B错误；
C．向稀硝酸中加入少量铁粉，有气泡产生，反应为：Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O，故不能说明Fe置换出硝酸中的氢，生成了氢气，C错误；
D．新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间，物质变成了红褐色，反应原理为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，则说明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3，D正确；
故答案为：D。
11．D【详解】该反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，负极为铁单质失电子生成亚铁离子，正极为铁离子得电子生成亚铁离子，据此分析下列选项。
A．铁电极失电子为负极，石墨电极为正极，阳离子从负极向正极移动，故盐桥中阳离子进入石墨电极溶液中，A正确；
B．石墨电极上发生的反应为Fe3++e-=Fe2+，反应生成亚铁离子，负极的亚铁离子也会向正极移动，故石墨电极溶液中亚铁离子浓度增大，B正确；
C．负极反应为Fe-2e-=Fe2+，正极反应为2Fe3++2e-=2Fe2+，总反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，反应中氧化剂为Fe3+，还原剂为Fe，Fe2+既是氧化产物也是还原产物，故Fe2+还原性小于Fe，氧化性小于Fe3+，C正确；
D．一段时间后两极溶液中亚铁离子浓度相等，无法说明反应达到平衡状态，D错误；
故答案选D。
12．B【详解】A．溶液A中所含的阳离子有、、，选项A错误；
B．根据a点时仅失去了一半的结晶水，可得，解得，则a点时，剩余固体可表示为，选项B正确；
C．加入的目的是将全部氧化为，选项C错误；
D．d→e的过程中，会放出气体(如氨气)，e点剩余的固体为，选项D错误；
答案选B。
13．B【详解】锌和氢氧化钠溶液反应，用氢氧化钠溶液清洗废旧镀锌铁皮，氢氧化钠除掉锌和表面的油污，再用稀硫酸反应生成硫酸亚铁，再用次氯酸钠溶液氧化亚铁离子，向溶液中加入氢氧化钠溶液生成氢氧化亚铁和氢氧化铁，加热反应生成磁性Fe3O4纳米粒子。
A．锌和氢氧化钠反应，因此“碱洗”是为了去除废旧镀锌铁皮表面的油污和锌，故A正确；
B．“氧化”后是次氯酸钠和亚铁离子反应，因此溶液中金属阳离子主要有Fe2+、Fe3+，还有Na+，故B错误；
C．“氧化”时次氯酸钠和亚铁离子反应生成铁离子和氯离子，因此发生反应的离子方程式为2Fe2++ClO－+2H+=2Fe3++Cl－+H2O，故C正确；
D．加热沉铁即把氢氧化亚铁、氢氧化铁加热分解生成Fe3O4胶体，因此用激光笔照射“加热沉铁”后所得分散系，产生丁达尔效应，故D正确。
综上所述，答案为B。
14．D【详解】A．由图1可知，向酸化的FeSO4溶液中通入氧气，溶液的pH值未超过1.4，则亚铁离子被氧化为铁离子，还没开始沉淀，即发生的氧化还原反应为：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，A正确；
B．由于未加硫酸酸化，但t=0时刻，FeSO4溶液pH=5.7，则说明是亚铁离子水解导致的，其水解方程式为：Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+，B正确；
C．由图2的曲线变化趋势可知，溶液中的反应使其pH值下降，根据氢氧化铁的沉淀范围可知，氧气将亚铁离子氧化为氢氧化铁沉淀，同时生成氢离子，该反应为：4Fe2++O2+10H2O =4Fe(OH)3↓+8H+，C正确；
D．根据所给条件可知，若向FeSO4溶液中先加入过量NaOH溶液再通入O2，发生的反应为：Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2+O2+2H2O= 4Fe(OH)3，所以加入氢氧化钠后，溶液的pH会增大，通入氧气后，由于消耗水，溶液中氢氧根离子浓度会继续增大，D错误；
故选D。
15．C【详解】①中发生反应：2Fe3++S2-=2Fe2++S↓，②中发生反应Fe2++S2-=FeS↓，③中发生反应为2Fe3++3C+3H2O=2Fe(OH)3(胶体)+3CO2↑，④中继续发生反应2Fe3++3 C+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑。
A．①～④的变化中，只有反应①为氧化还原反应，所以有1处涉及氧化还原反应，A正确；
B．③中由于加入的Na2CO3不足量，只生成Fe(OH)3胶体，反应的离子方程式：2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3(胶体)+3CO2↑，B正确；
C．若将FeCl3溶液滴加到Na2S溶液中，则直接发生反应2Fe3++3S2-=2FeS↓+S↓，产生的现象与图中①、②现象不同，C不正确；
D．若用Na2SO3代替Na2S进行实验，则发生反应2Fe3++S+H2O=2Fe2++ S+2H+，所以溶液也能变成淡绿色，D正确；
答案选C。
16．(1) 与硫酸反应，使得TiOSO4+2H2O⇌TiO2·H2O↓+ H2SO4平衡正向移动，沉钛；过量的作用是防止二价铁被氧化 过滤
(2) Fe2++ 2NH3·H2O = Fe(OH)2 + 2 > pH6.0左右， 4Fe(OH)2 +O2+ 2H2O= 4Fe(OH)3因此pH几乎不变。之后发生4Fe2+ + O2+ 6H2O= 4FeOOH + 8H+， 溶液中H+浓度增大，pH减小 溶液中同时存在两个氧化反应4Fe2+ + O2 +4H+=4Fe3+和4Fe2+ + O2+ 2H2O =4FeOOH + 4H+，因此c(Fe2+)的减小大于c(Fe3+)的增加。或用叠加反应解释： 12Fe2+ + 3O2+ 2H2O= 4FeOOH + 8Fe3+
(3)不受影响
【解析】根据钛白粉废渣制备铁黄流程
和钛白粉废渣成分：FeSO4·H2O、TiOSO4及其它难溶物,可知：加入蒸馏水、铁粉纯化后，TiOSO4+2H2O⇌TiO2·H2O↓+H2SO4，TiO2·H2O是沉淀，通过过滤后，得到精制FeSO4溶液，加入氨水和空气后，FeSO4溶液被氧化成三价铁离子，同时调整PH（0.1mol/LFe2+沉淀为Fe(OH)2，起始的pH为6.3，完全沉淀的pH为8.3；0.1mol/LFe3+沉淀为FeOOH，起始的pH：1.5，完全沉淀的pH为2.8）和空气，生成FeOOH，再经过系列提纯，最终制得FeOOH固体。
(1)与硫酸反应，使得TiOSO4+2H2O⇌TiO2·H2O↓+ H2SO4平衡正向移动，沉钛；过量的作用是防止二价铁被氧化. 钛白粉废渣成分：FeSO4·H2O、TiOSO4及其它难溶物，充分反应后有沉淀出现，所以分离混合物的方法是过滤；
(2)pH6.0左右， 4Fe(OH)2 +O2+ 2H2O= 4Fe(OH)3因此pH几乎不变。之后发生4Fe2+ + O2+ 6H2O= 4FeOOH + 8H+， 溶液中H+浓度增大，pH减小.溶液中同时存在两个氧化反应4Fe2+ + O2 +4H+=4Fe3+和4Fe2+ + O2+ 2H2O =4FeOOH + 4H+，因此c(Fe2+)的减小大于c(Fe3+)的增加。或用叠加反应解释： 12Fe2+ + 3O2+ 2H2O= 4FeOOH + 8Fe3+
(3)由于Fe3++3C2O42- =Fe(C2O4)3 ，Fe(C2O4)3 不与稀碱溶液反应, 所以加入的Na2C2O4过量，则测定结果不受影响
17．(1)3d6
(2)硫酸根离子的键角大于水分子；水分子中的孤电子对较多，孤电子对与成键电子对的排斥力较大；
(3)配位键；氢键
(4) 从三颈烧瓶中取少量反应后的溶液于试管中，加入2—3滴KSCN溶液，再加入少量新制氯水，若溶液未出现血红色，则反应已经进行完全
(5) 防止产品中的铁元素能被空气中的氧气氧化 90.0%
(6)在搅拌下向FeCl2溶液中缓慢加入氨水−NH4HCO3混合溶液，控制溶液pH不大于6.5，静置后过滤，所得沉淀用蒸馏水洗海2~3次，取出最后一次洗涤的滤液，滴加AgNO3溶液，再滴入2mol/L'硝酸，不出现自色沉淀
【解析】FeCl2溶液与KOH溶液，反应得到成分为Fe和Fe3O4的黑色沉淀；检验反应是否进行完全的方法是检验亚铁离子；焙烧需要在隔绝空气的条件下进行是因为产品中的铁元素能被空气中的氧气氧化，以此解题。
（1）铁是26号元素，则Fe2+的价层电子排布式为3d6；
（2）硫酸根离子中硫原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0，水分子中氧原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为2，水分子中的孤电子对较多，孤电子对与成键电子对的排斥力较大，故硫酸根离子的键角大于水分子；
（3）由图可知，具有空轨道的亚铁离子与水分子中具有孤对电子的氧原子形成配位键，硫酸根离子与水分子间形成氢键，故答案为：配位键；氢键；
（4）
①向装有50mL1mol•L−1FeCl2溶液的三颈烧瓶(装置如图)中逐滴加入 100mL14 mol∙L−1KOH溶液，得到成分为Fe和Fe3O4的黑色沉淀，反应的方程式为：；
②检验反应是否进行完全的方法是检验亚铁离子，则检验方法为：从三颈烧瓶中取少量反应后的溶液于试管中，加入2—3滴KSCN溶液，再加入少量新制氯水，若溶液未出现血红色，则反应已经进行完全；
（5）①由题给信息可知，产品中含有单质铁，故焙烧需要在隔绝空气的条件下进行是防止产品中的铁元素能被空气中的氧气氧化；
②根据方程式可知，理论上所得的Fe和Fe3O4的物质的量各自为0.0125mol，所以得到的黑色产品质量应为，实际得到的产品3.24g，所以其产率为；
（6）
以FeCl2溶液为原料还可制备软磁性材料a- Fe2O3，具体的步骤为：在搅拌下向FeCl2溶液中缓慢加入氨水−NH4HCO3混合溶液，控制溶液pH不大于6.5，静置后过滤，所得沉淀用蒸馏水洗海2~3次，取出最后一次洗涤的滤液，滴加AgNO3溶液，再滴入2mol/L'硝酸，不出现自色沉淀。
18．(1)分液漏斗
(2)
(3)吸收A装置中挥发出的氯化氢气体，抑制氯气溶于水
(4)防止FeCl3凝华成固体堵塞装置
(5)加酸抑制FeCl3的水解
(6)
【解析】结合A装置需要加热可得是采用MnO2与浓盐酸反应制备氯气，装置产生的Cl2会带有少量挥发出的HCl，可用饱和NaCl溶液除去，再用浓盐酸干燥Cl2。干燥的Cl2在装置D中与铁粉在高温下反应生成FeCl3，根据题干信息FeCl3易凝华，用冰水降温的E装置收集，装置末端加上装有碱石灰的干燥管除去多余Cl2，防止污染空气。
（1）结合图示可判断出a为分液漏斗；
（2）实验室制氯气可以用MnO2、KMnO4或K2Cr2O7等氧化剂氧化浓盐酸，但只有MnO2与浓盐酸反应需要加热，可推断反应式为：；
（3）利用HCl极易溶于水的性质，可用饱和食盐水除去Cl2中混有的HCl；
（4）FeCl3易升华，将硬质玻璃管直接接入接收器，可防止凝华的FeCl3固体堵塞导管；
（5）Fe3+在水中易水解产生H+，加入适量酸可以抑制Fe3+的水解；
（6）红色褪去说明Fe3+与Cu发生反应全部被还原为Fe2+，离子反应式为：
19．(1) Al、Si MnO2
(2)Fe2＋、Cu
(3) Fe2＋+=FeCO3↓+CO2↑+H2O 硫酸铵
(4)2H2NCH2COOH+FeCO3=(H2NCH2COO)2Fe+CO2↑+H2O
(5) KSCN溶液 100 mL容量瓶、量筒 19.20
【解析】由题给流程可知，赤铁矿碱浸时，铝和硅的氧化物与碱溶液反应得到可溶的偏铝酸盐和硅酸盐，铁、铜、锰的氧化物不溶于碱溶液，过滤得到铁、铜、锰的氧化物；向铁、铜、锰的氧化物中加入稀硫酸酸浸时，铁、铜的氧化物与稀硫酸反应生成硫酸铁、硫酸铜，二氧化锰不与稀硫酸反应，过滤得到含有二氧化锰的滤渣1和含有硫酸铁、硫酸铜的滤液；向滤液中加入过量的铁，将溶液中的硫酸铁和硫酸铜还原为硫酸亚铁和铜，过滤得到含有铁、铜的滤渣和硫酸亚铁溶液；硫酸亚铁溶液与碳酸氢铵溶液反应生成碳酸亚铁沉淀、硫酸铵、二氧化碳和水，过滤得到副产品硫酸铵溶液和碳酸亚铁沉淀；向碳酸亚铁沉淀中加入柠檬酸、甘氨酸，在柠檬酸的作用下，碳酸亚铁与甘氨酸反应生成甘氨酸亚铁、二氧化碳和水，经过一系列处理得到甘氨酸亚铁产品。
（1）由分析可知，赤铁矿碱浸时，铝和硅的氧化物与碱溶液反应得到可溶的偏铝酸盐和硅酸盐，铁、铜、锰的氧化物不溶于碱溶液；滤渣1为不溶于稀硫酸的二氧化锰，故答案为：Al、Si；MnO2；
（2）由分析可知，还原时发生的反应为铁与硫酸铁溶液和硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，故答案为：Fe2＋、Cu；
（3）由分析可知，沉淀时发生的反应为硫酸亚铁溶液与碳酸氢铵溶液反应生成碳酸亚铁沉淀、硫酸铵、二氧化碳和水，反应的离子方程式为Fe2＋＋2HCO=FeCO3↓＋CO2↑＋H2O，过滤得到的副产品为硫酸铵溶液，故答案为：Fe2＋＋2HCO=FeCO3↓＋CO2↑＋H2O；硫酸铵；
（4）由分析可知，生成甘氨酸亚铁发生的反应为在柠檬酸的作用下，碳酸亚铁与甘氨酸反应生成甘氨酸亚铁、二氧化碳和水，反应的化学方程式为2H2NCH2COOH＋FeCO3=(H2NCH2COO)2Fe＋CO2↑＋H2O；
（5）七水硫酸亚铁在空气中易变质生成硫酸铁，铁离子和硫氰化钾溶液反应变为红色，故检验七水硫酸亚铁中是否存在硫酸铁的试剂为硫氰化钾溶液，故答案为：KSCN溶液；
①配制硫酸亚铁溶液时，需要用到的定量仪器为100mL容量瓶、量筒，故答案为：100mL容量瓶、量筒；
②由得失电子数目守恒可得如下关系：5Fe2+∼MnO，25.00mL硫酸亚铁溶液消耗24.00mL0.0100mol·L-1的KMnO4溶液，则样品中亚铁离子的含量为×100%=19.20%，故答案为：19.20。
20．(1) Fe NO+ 8e- + 10H+ = NH+ 3H2O 酸性较强时，铁的氧化产物主要为Fe3O4；酸性较弱时，铁的氧化产物主要为FeO(OH) pH越高，三价铁越易水解生成FeO(OH)，FeO(OH)不导电，阻碍电子转移
(2) NO+3Fe+8H+=3Fe2++NH+2H2O Fe2+在水中发生水解，Fe2++2H2O⇌Fe(OH)2+2H+，随着反应进行，c(H+)减小，平衡右移，产生Fe(OH)2沉淀，之后发生反应4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，变成红褐色的Fe(OH)3.
(3)在液体中，H2在铂表面失去电子变成H+，电子进入导电基体中进行传导，NO在铜表面获得电子转化为NO，NO在铂表面得到电子转化为N2O
【解析】(1)①铁元素价态升高失电子，故Fe作负极；
②由图可知，硝酸根离子生成铵根离子，氮元素价态降低得电子，故正极电极反应式为NO+8e+10H+=NH+3H2O；
③溶液的初始pH对铁的氧化产物有影响，由图2可知，pH=2.5，铁的氧化产物主要为Fe3O4，pH = 4.5时，铁的氧化产物主要为FeOOH；pH = 4.5时，废液中的去除率较低的是废液B，的去除率低的原因是ppH=4.5时Fe3+水解生成了较多的FeOOH，FeOOH不导电，阻碍电子转移；
(2)①在酸性条件下，Fe与NO反应生成Fe2+和NH，由电子守恒、电荷守恒和原子守恒可得反应离子方程式为4Fe+NO+10H+=4Fe2++NH+3H2O；
②初始pH=2.0的废液，加入一定量的纳米Fe-Ni，反应一段时间后，废液中出现大量白色絮状沉淀物，过滤后白色沉淀物在空气中逐渐变成红褐色，产生上述现象的原因是Fe2+在水中发生水解，Fe2++ 2H2O⇌ Fe(OH)2+ 2H+，随着反应进行，c(H+)减小，平衡右移，产生Fe(OH)2沉淀，Fe(OH)2在空气中发生反应4Fe(OH)2+O2+2H2O =4Fe(OH)3，转变成红褐色的Fe(OH)3；
(3)H2在金属Pt和Cu的催化作用下将NO转化为液体中N2O的过程，可描述为在液体中H2在铂表面失去电子变成H+，电子进入导电基体中进行传导，NO在铜表面获得电子转化为NO，NO在铂表面得到电子转化为N2O。
易错点6 铁及其化合物易错点
易错题【01】铁及其化合物的性质
（1）从物质类别看，铁是活泼金属单质，FeO和Fe2O3是碱性氧化物，Fe(OH)2和Fe(OH)3都是碱，都能与酸发生反应。
（2）从Fe元素化合价看，Fe具有还原性，Fe2O3和Fe(OH)3中Fe元素显+3价，处于高价态，具有氧化性；FeO和Fe(OH)2中Fe元素显+2价，处于中间价态，具有氧化性和还原性。
（3）铁是变价金属元素，与弱氧化剂(如S、HCl、FeCl3、CuSO4、I2等)反应时被氧化为Fe2＋，与强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4等)反应时被氧化为Fe3＋。
（4）常温下，铁在浓硫酸、浓硝酸中钝化，表面生成致密氧化膜，发生化学变化。
（5）FeO、Fe(OH)2、Fe3O4与HNO3反应时，除考虑与H＋的反应外，还考虑Fe2＋被HNO3氧化成Fe3＋；Fe2O3、Fe(OH)3、Fe3O4与HI反应时，除考虑与H＋的反应外，还考虑Fe3＋被I－还原为Fe2＋。
易错题【02】实验室制备Fe(OH)2的两种方法
Fe(OH)2具有强的还原性，极易被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3，因此实验室在制备Fe(OH)2时，要注意隔绝空气。常采取以下方法：
方法
实验操作
实验装置
有机层
覆盖法
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，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应
还原气
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
易错题【03】Fe2＋、Fe3＋的常用检验方法
（1）利用KSCN溶液和氯水
（2）利用NaOH溶液（或氨水）
（3）含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋的检验
溶液变红色，说明含有Fe3＋。
KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋。
（4）利用铁氰化钾溶液
溶液产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2＋，反应为：3Fe2＋+2[Fe(CN)6]3－== Fe3[Fe(CN)6]2↓。
易错题【04】铁元素的“价-类二维图”
（1）横向转化体现了铁元素同种价态不同类别物质（氧化物、碱、盐）之间的转化。
（2）纵向转化体现铁元素的不同价态同种类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。
（3）斜向转化体现铁元素的不同价态、不同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性和还原性。
典例分析
例1、某研究性学习小组设计下列实验探究Zn和FeCl3溶液的反应，回答下列问题：
（1）由FeCl3固体配制未酸化的250mL0.5mol·L-1FeCl3溶液(pH=1.3)，不需要使用的实验仪器有___________(从下列图中选择，写出名称)。
（2）将Zn投入到未酸化的0.5mol·L-1FeCl3溶液(pH=1.3)中，在不同的实验条件下，实验现象如表：
实验编号
条件
现象
i
锌粒18℃
刚开始无明显气泡，0.5min后有气体产生，一段时间后，溶液颜色加深。向反应后的溶液中滴加铁氰化钾溶液后，可见蓝色沉淀
ii
锌粒65℃
产生气泡较快，大约12 s后，气泡非常明显，溶液很快转为红棕色。较长时间后发现红棕色基本消失，最后产生红棕色沉淀
①实验中产生的气体为___________，实验ii中产生气体的速率明显快于实验i，可能的原因是___________(答出两点)。
②“滴加铁氰化钾溶液后，可见蓝色沉淀”说明混合溶液中存在Fe2+。生成Fe2+的离子方程式为___________。
（3）实验i和ii均先有气体生成，后有溶液颜色的变化。研究性学习小组猜想，可能是此实验条件下，氧化性：H+＞Fe3+。
①为了检验上述猜想是否正确，查阅资料：可利用标准电极电势(用φθ表示)判断氧化性、还原性强弱，且电极电势越小，还原剂的还原性越强，已知(溶液中离子浓度的影响在此忽略不计)：φθ(Fe3+ /Fe2+)=0.77 V，φθ (2H+ /H2)=0 V，φθ (Fe2+ /Fe)=—0.417 V，φθ (Zn2+ /Zn) =—0.76 V。则Fe3+、H+、Zn2+ 、Fe2+ 的氧化性大小关系为 ___________。
②研究小组进一步分析后，将锌粒改为锌粉，继续进行实验：
实验编号
条件
现象
iii
锌粒18℃
不振荡
大约3min可以看到明显的气泡，溶液颜色逐渐变深。向反应后的溶液中滴加铁氰化钾溶液后，可见蓝色沉淀
iv
锌粒65℃
振荡
气泡不明显，红褐色褪色明显。向反应后的溶液中滴加铁氰化钾溶液后，可见蓝色沉淀
对比实验iii和iv，实验iv中“气泡不明显，红褐色褪色明显”的原因可能为___________。
③结合实验探究过程及现象分析，影响Zn与FeCl3溶液反应的条件有___________(答两点即可的)。
某研究性学习小组设计下列实验探究Zn和FeCl3溶液的反应，回答下列问题：
（1）由FeCl3固体配制未酸化的250mL0.5mol·L-1FeCl3溶液(pH=1.3)，不需要使用的实验仪器有___________(从下列图中选择，写出名称)。
（2）将Zn投入到未酸化的0.5mol·L-1FeCl3溶液(pH=1.3)中，在不同的实验条件下，实验现象如表：
实验编号
条件
现象
i
锌粒18℃
刚开始无明显气泡，0.5min后有气体产生，一段时间后，溶液颜色加深。向反应后的溶液中滴加铁氰化钾溶液后，可见蓝色沉淀
ii
锌粒65℃
产生气泡较快，大约12 s后，气泡非常明显，溶液很快转为红棕色。较长时间后发现红棕色基本消失，最后产生红棕色沉淀
①实验中产生的气体为___________，实验ii中产生气体的速率明显快于实验i，可能的原因是___________(答出两点)。
②“滴加铁氰化钾溶液后，可见蓝色沉淀”说明混合溶液中存在Fe2+。生成Fe2+的离子方程式为___________。
（3）实验i和ii均先有气体生成，后有溶液颜色的变化。研究性学习小组猜想，可能是此实验条件下，氧化性：H+＞Fe3+。
①为了检验上述猜想是否正确，查阅资料：可利用标准电极电势(用φθ表示)判断氧化性、还原性强弱，且电极电势越小，还原剂的还原性越强，已知(溶液中离子浓度的影响在此忽略不计)：φθ(Fe3+ /Fe2+)=0.77 V，φθ (2H+ /H2)=0 V，φθ (Fe2+ /Fe)=—0.417 V，φθ (Zn2+ /Zn) =—0.76 V。则Fe3+、H+、Zn2+ 、Fe2+ 的氧化性大小关系为 ___________。
②研究小组进一步分析后，将锌粒改为锌粉，继续进行实验：
实验编号
条件
现象
iii
锌粒18℃
不振荡
大约3min可以看到明显的气泡，溶液颜色逐渐变深。向反应后的溶液中滴加铁氰化钾溶液后，可见蓝色沉淀
iv
锌粒65℃
振荡
气泡不明显，红褐色褪色明显。向反应后的溶液中滴加铁氰化钾溶液后，可见蓝色沉淀
对比实验iii和iv，实验iv中“气泡不明显，红褐色褪色明显”的原因可能为___________。
③结合实验探究过程及现象分析，影响Zn与FeCl3溶液反应的条件有___________(答两点即可的)。
【解析】该实验的目的是探究影响锌和氯化铁溶液反应的条件，通过实验探究过程及现象分析得到影响反应的条件为温度、碰撞几率（离子迁移速度）、粒子的氧化性强弱的实验结论。
（1）配制未酸化的250mL0.5mol·L-1氯化铁溶液需要用到的仪器有托盘天平、烧杯、玻璃棒、250mL容量瓶、胶头滴管，则不需要用到的仪器为分液漏斗、直形冷凝管；
（2）①由题意可知，氯化铁在溶液中水解，溶液的pH为1.5，活泼金属锌能够与氢离子发生置换反应生成氢气；实验ii中反应温度高于实验i，氯化铁在溶液中的水解平衡为吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，溶液中氢离子浓度增大，所以实验ii中产生气体的速率明显快于实验i；
②由题意可知，生成亚铁离子的反应为锌与氯化铁溶液反应生成氯化锌和氯化亚铁，反应的离子方程式为2Fe3++Zn=2Fe2++Zn2+；
（3）①由标准电极电势可知，四种离子的氧化性由大到小的顺序为Fe3+＞H+＞Fe2+＞Zn2+；
②由气泡不明显，红褐色褪色明显说明锌粒改为锌粉并振荡，反应物的接触面积增大，反应物的碰撞几率增大，反应速率加快；
③由实验过程的探究及对实验现象可知，影响锌与氯化铁溶液的反应过程的条件为温度、碰撞几率(离子迁移速度)、粒子的氧化性强弱。
【答案】（1）分液漏斗、直形冷凝管
（2）①H2；温度升高、c(H+)浓度增大②2Fe3++Zn=2Fe2++Zn2+
（3）①Fe3+＞H+＞Fe2+＞Zn2+②将Zn粒改为Zn粉并振荡，增大了Zn与Fe3+碰撞几率，加快了Zn与Fe3+的反应③结反应温度、碰撞几率（离子迁移速度）、粒子的氧化性强弱
例2、化学小组探究Cu与Fe2(SO4)3溶液的反应，实验如下：
序号
实验方案
实验现象
实验i
振荡试管，观察到溶液变为蓝色，待反应充分后，试管底部有Cu粉剩余
实验ii
取实验i中的上层清液，向其中滴加0.1mol·L-1KSCN溶液
溶液局部变红，同时产生白色沉淀，振荡试管，红色消失
已知：经检验白色沉淀为CuSCN。
（1）实验ⅰ中发生反应的离子方程式为_______。
（2）实验ⅱ中检测到Fe3+，依据的实验现象是_______。
（3）对实验ⅱ中Fe3+产生的原因作如下假设：
假设1：Cu与Fe2(SO4)3的反应是一个可逆反应
假设2：溶液中的Fe2+被_______氧化
假设3：在实验ⅱ的条件下，Fe2+被Cu2+氧化
①将假设2补充完整_______。
②通过查找_______数据，可定量判断Cu与Fe2(SO4)3的反应是否为可逆反应。
（4）设计实验验证假设。
序号
实验iii
实验iv
方案
现象
放置较长时间，溶液颜色不变红
闭合开关K，电流计指针不动，向右侧CuSO4溶液中滴加0.1mol·L-1KSCN，指针向右大幅度偏转，溶液中有白色浑浊物产生。取出左侧溶液，滴加0.1mol·L-1KSCN，溶液变红
①假设1不成立的实验证据是_______。
②实验iii的目的是_______。
③溶液a是_______。电极材料b、c分别是_______、_______。
④结合电极反应，从化学平衡的角度解释实验ii中Fe3+产生的原因_______。
【解析】（1）由实验现象可知，实验ⅰ中发生的反应为铜与硫酸铁溶液反应生成硫酸亚铁和硫酸铜，反应的离子方程式为2Fe3++Cu= 2Fe2++Cu2+，故答案为：2Fe3++Cu= 2Fe2++Cu2+；
（2）由实验ⅱ的上层清液滴加硫氰化钾溶液后，溶液局部变红可知，溶液中存在铁离子，故答案为：溶液局部变红；
（3）①亚铁离子具有还原性，可能被空气中氧气氧化生成铁离子使硫氰化钾溶液变红色，则假设2被空气中氧气氧化，故答案为：O2；
②若铜与硫酸铁溶液的反应为可逆反应，可以通过资料查找该反应的化学平衡常数是否大于105定量判断确定，故答案为：化学平衡常数；
（4）①由实验iv中闭合开关K，电流计指针不动可知，铜与硫酸铁溶液的反应不是可逆反应，证明假设1不成立，故答案为：电流计指针不动；
②由实验iii中硫酸亚铁溶液放置较长时间，溶液颜色不变红，说明铁离子的存在与空气中氧气无关，证明假设2不成立，则实验iii的目的是验证假设2是否成立，故答案为：验证假设2是否成立；
③铜与2mL0.05mol/L硫酸铁溶液反应生成0.1mol/L硫酸亚铁和0.05mol/L硫酸铜，由探究实验变量唯一化原则可知，溶液a应选择0.1mol/L硫酸亚铁溶液；若验证在实验ⅱ的条件下，铜离子将亚铁离子氧化，实验iv设计原电池时，应选择不参与铜离子和亚铁离子反应的惰性材料做电极，则b、c电极可以选择石墨电极，故答案为：0.1mol/L FeSO4；石墨；石墨；
④由验证在实验ⅱ的条件下，铜离子将亚铁离子氧化可知，铜离子在正极得到电子发生还原反应生成亚铜离子，在溶液中存在如下平衡Cu2+ + e—Cu+，向硫酸铜溶液中滴加硫氰化钾溶液，硫氰酸根离子与亚铜离子结合生成硫氰化亚铜沉淀，导致亚铜离子浓度降低，有利于电极反应正向移动，促使亚铁离子在负极被氧化，故答案为：Cu2+ + e—Cu+，SCN—与Cu＋结合生成CuSCN沉淀，导致c(Cu+)降低，有利于电极反应正向移动，Cu2+得电子能力增强(大于Fe3+)，使得Fe2+被氧化。
【答案】（1）2Fe3++Cu= 2Fe2++Cu2+
（2）溶液局部变红
（3）O2；化学平衡常数
（4）①电流计指针不动②验证假设2是否成立③0.1mol/L FeSO4；石墨；石墨④Cu2+ + e—Cu+，SCN—与Cu＋结合生成CuSCN沉淀，导致c(Cu+)降低，有利于电极反应正向移动，Cu2+得电子能力增强(大于Fe3+)，使得Fe2+被氧化
例3、某化学课外小组在制备Fe(OH)2实验过程中观察到生成的白色沉淀迅速变为灰绿色，一段时间后变为红褐色，该小组同学对产生灰绿色沉淀的原因，进行实验探究。
Ⅰ．乙同学查阅资料得知，Fe(OH)2沉淀具有较强的吸附性，猜测灰绿色可能是Fe(OH)2吸附Fe2＋引起的，设计并完成了实验3～实验5。
编号
实验操作
实验现象
实验3
向10mL4mol·L-1NaOH溶液中逐滴加入0.1mol·L-1FeSO4溶液(两溶液中均先加几滴维生素C溶液)
液面上方产生白色沉淀(带有较多灰绿色)。沉淀下沉后，部分灰绿色沉淀变为白色
实验4
向10mL8mol·L-1NaOH溶液中逐滴加入0.1mol·L-1FeSO4溶液(两溶液中均先加几滴维生素C溶液)
液面上方产生白色沉淀(无灰绿色)。沉淀下沉后，仍为白色
实验5
取实验4中白色沉淀，洗净后放在潮湿的空气中
（1）依据乙同学的猜测，实验4中沉淀无灰绿色的原因为___________。
（2）该小组同学依据实验5的实验现象，间接证明了乙同学猜测的正确性，则实验5的实验现象可能为___________。
II.该小组同学再次查阅资料得知当沉淀形成时，若得到的沉淀单一，则沉淀结构均匀，也紧密；若有杂质固体存在时，得到的沉淀便不够紧密，与溶液的接触面积会更大。
（3）当溶液中存在Fe3＋或溶解较多O2时，白色沉淀更容易变成灰绿色的原因为___________。
（4）该小组同学根据上述实验得出结论：制备Fe(OH)2时能较长时间观察到白色沉淀的适宜条件和操作有___________、___________。
【答案】（1）NaOH溶液浓度高，反应后溶液中Fe2＋浓度较小，不易被吸附在Fe(OH)2表面
（2）白色沉淀变为红褐色，中间过程无灰绿色出现
（3）沉淀中混有Fe(OH)3，不够紧密，与溶液接触面积更大，更容易吸附Fe2+
（4）向高浓度NaOH溶液中滴加FeSO4溶液；除去溶液中Fe3＋和O2
【解析】（1）对比实验3和实验4可知，实验4所用氢氧化钠溶液的浓度大于实验3，反应后溶液中亚铁离子浓度小于实验3，溶液上方氢氧化铁白色沉淀无灰绿色说明实验4中亚铁离子浓度小，不易被吸附在氢氧化亚铁沉淀表面，故答案为：NaOH溶液浓度高，反应后溶液中Fe2＋浓度较小，不易被吸附在Fe(OH)2表面；
（2）由实验5的现象能间接证明乙同学的猜测的正确性可知，实验5取实验4中白色沉淀洗净后放在潮湿的空气中，没有吸附亚铁离子的氢氧化亚铁白色沉淀不易变为变为灰绿色，沉淀应该从白色直接变为红褐色，中间不会有灰绿色出现，故答案为：白色沉淀变为红褐色，中间过程无灰绿色出现；
（3）当溶液中存在铁离子或溶解较多氧气时，所得氢氧化亚铁白色沉淀中会混有氢氧化铁沉淀，得到的沉淀便不够紧密，与溶液的接触面积大，能吸附更多的亚铁离子，白色沉淀更容易变成灰绿色，故答案为：沉淀中混有Fe(OH)3，不够紧密，与溶液接触面积更大，更容易吸附Fe2+；
（4）由实验Ⅰ可知向高浓度氢氧化钠溶液中滴加硫酸亚铁溶液可以较长时间观察到白色沉淀，由实验II除去溶液中存在的铁离子和溶解的氧气可以较长时间观察到白色沉淀，则制备氢氧化亚铁时能较长时间观察到白色沉淀的适宜条件和操作为向高浓度氢氧化钠溶液中滴加硫酸亚铁溶液，除去溶液中存在的铁离子和溶解的氧气，故答案为：向高浓度NaOH溶液中滴加FeSO4溶液；除去溶液中Fe3＋和O2。
1．（2022·浙江·高考真题）关于化合物的性质，下列推测不合理的是
A．与稀盐酸反应生成、、
B．隔绝空气加热分解生成FeO、、
C．溶于氢碘酸(HI)，再加萃取，有机层呈紫红色
D．在空气中，与高温反应能生成
2．（2022·广东·高考真题）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．加入溶液产生沉淀 B．加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现
C．加入溶液无红色出现 D．加入溶液无蓝色沉淀生成
3．（2021·广东·高考真题）部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A．可与反应生成
B．既可被氧化，也可被还原
C．可将加入浓碱液中制得的胶体
D．可存在的循环转化关系
4．（2021·河北·高考真题）“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是
A．钢是以铁为主的含碳合金
B．钢的含碳量越高，硬度和脆性越大
C．生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高
D．冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3
5．（2022·浙江省普陀中学高三开学考试）工业废水中含有重铬酸根离子有毒，必须处理达标后才能排放。工业上常用绿矾做处理剂，反应的离子方程式为：，下列说法不正确的是
A．将绿矾水溶液久置于空气中，滴加几滴KSCN溶液，溶液出现血红色
B．配制好的溶液，为防止变质可向溶液中加入少量铁粉
C．每处理转移电子
D．向溶液中加入溶液一段时间后，沉淀会变成红褐色
6．（2022·全国·高三专题练习）下列有关Fe、Co、Ni及其化合物的说法错误的是
A．Fe、 Co、Ni 均位于第四周期第VIII族
B．Fe、 Co、Ni 基态原子未成对电子数分别为4、3、2
C．Fe、 Co、Ni以及它们的合金为黑色金属材料
D．FeO 在空气中受热会迅速变为Fe3O4
7．（2021·江苏·靖江高级中学高三阶段练习）铁及其化合物可制得FeSO4·7H2O、FeCl3、K2FeO4等化工产品，它们在生产、生活中具有广泛应用，印刷电路板原理：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。下列关于物质的性质与用途具有对应关系的是
A．Fe具有还原性，可用作抗氧化剂 B．Fe具有导电性，可用于湿法炼铜
C．FeCl3溶液具有氧化性，可用于净水 D．FeCl3溶液呈酸性，可用于刻蚀铜板
8．（2022·全国·高三专题练习）《天工开物》中“治铁"原典中记载：“凡治铁成器，取已炒熟铁为之……凡炉中炽铁用炭，煤炭居十七，木炭居十三……即用煤炭也别有铁炭一种，取其火性内攻、焰不虚腾者，与炊炭同行而有分类也……”。下列说法正确的是
A．熟铁是纯净的铁单质，生铁是铁和碳的混合物
B．治铁过程只涉及化合反应与置换反应，
C．铁炭和炊炭均为碳元素的同素异形体
D．治铁用到的煤炭和木炭均可还原铁的氧化物
9．（2022·上海静安·二模）滴定法测铀时需添加VOSO4做催化剂，该物质易被氧化，实验室常用Fe2+去除VOSO4溶液中的(VO2)2SO4，实验装置如图所示。下列分析正确的是
A．VOSO4和(VO2)2SO4中V元素的化合价相同
B．b中反应所生成气体的作用之一是将装置中的空气排尽
C．用小试管在m处收集气体并验纯后，应先关闭K2，再打开K3
D．实验完毕，可用氯水和KSCN溶液检验c中溶液是否含有Fe2+
10．（2022·全国·高三专题练习）通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一，对下列实验事实的解释正确的是
操作、现象
解释
A．
向KI淀粉溶液中加入FeCl3溶液，溶液变蓝
Fe3+能与淀粉发生显色反应
B．
常温下，可以用铁质容器存放浓硫酸
常温下，铁与浓硫酸不反应
C．
向稀硝酸中加入少量铁粉，有气泡产生
说明Fe置换出硝酸中的氢，生成了氢气
D．
新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间，物质变成了红褐色
说明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3
11．（2022·全国·高三专题练习）某同学利用下列电池装置进行实验，探究的氧化性和还原性。
根据实验现象，下列分析不正确的是
A．电流表显示电子由铁电极流向石墨电极，可知盐桥中的阳离子进入石墨电极溶液中
B．一段时间后石墨电极上未见析出且铁电极溶液中增大，可知石墨电极溶液中也增大
C．由A、B中的现象可知，还原性小于、氧化性小于
D．一段时间后两极溶液中的浓度若相等，说明反应已达到平衡状态
12．（2022·河南·高三开学考试）某兴趣小组利用铁矿石(主要成分为FeO、)制取硫酸铁铵晶体[]的流程如图1；受热分解时，固体剩余质量与温度关系如图2(已知：a点时仅失去了一半的结晶水)。下列叙述正确的是
A．溶液A中所含的阳离子只有、
B．a点时，剩余固体可表示为
C．加入的目的是将全部还原为
D．d→e的过程中无气体放出，e点剩余的固体为
13．（2022·全国·高三专题练习）一种利用废旧镀锌铁皮制备磁性Fe3O4纳米粒子的工艺流程如下。
下列有关说法不正确的是
A．“碱洗”主要是为了去除废旧镀锌铁皮中的锌
B．“氧化”后的溶液中金属阳离子主要有Fe3+、Na+
C．“氧化”时发生反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O
D．用激光笔照射“加热沉铁”后所得分散系，产生丁达尔效应
14．（2022·湖南·岳云中学高三期中）以相同的流速分别向经硫酸酸化和未经酸化的浓度均为0.1mol·L-1的FeSO4溶液中通入O2.溶液中pH随时间的变化如下图所示。
已知：0.1mol·L-1Fe3+生成Fe(OH)3，开始沉淀时pH=1.5，完全沉淀时pH=2.8
下列说法不正确的是
A．由图1可知，酸化的FeSO4溶液中发生反应：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
B．图2中，t=0时刻，FeSO4溶液pH=5.7是由于Fe2+发生了水解反应
C．由图2可知，未酸化的FeSO4溶液中发生反应生成Fe(OH)3的同时还生成了H+
D．若向FeSO4溶液中先加入过量NaOH溶液再通入O2，pH先增大后明显减小
15．（2022·全国·高三专题练习）化学是一门以实验为基础的学科，某同学为探究FeCl3溶液的性质进行如下实验，操作如图所示，根据实验现象下列分析不正确的是
A．①～④的变化中，仅有1处涉及氧化还原反应
B．③中反应的离子方程式：2Fe3++3C+3H2O=2Fe(OH)3(胶体)+3CO2↑
C．若将FeCl3溶液滴加到Na2S溶液中，产生的现象与图中①、②现象相同
D．若用Na2SO3代替Na2S进行实验溶液也能变成淡绿色
16．（2021·北京·高考真题）铁黄是一种重要的化工产品。由生产钛白粉废渣制备铁黄的过程如下。
资料：
i.钛白粉废渣成分：主要为FeSO4·H2O，含少量TiOSO4和不溶物
ii.TiOSO4+(x+1)H2O⇌TiO2·xH2O↓+H2SO4
iii.0.1 mol/L Fe2+生成Fe(OH)2，开始沉淀时pH=6.3，完全沉淀时pH=8.3；
0.1 mol/L Fe3+生成FeOOH，开始沉淀时pH=1.5，完全沉淀时pH=2.8
(1)纯化
①加入过量铁粉的目的是_______。
②充分反应后，分离混合物的方法是_______。
(2)制备晶种
为制备高品质铁黄产品，需先制备少量铁黄晶种。过程及现象是：向一定浓度FeSO4溶液中加入氨水，产生白色沉淀，并很快变成灰绿色。滴加氨水至pH为6.0时开始通空气并记录pH变化(如图)。
①产生白色沉淀的离子方程式是_______。
②产生白色沉淀后的pH低于资料iii中的6.3。原因是：沉淀生成后c(Fe2+)_______0.1mol/L(填“＞”“=”或“＜”)。
③0-t1时段，pH几乎不变；t1-t2时段，pH明显降低。结合方程式解释原因：_______。
④pH≈4时制得铁黄晶种。若继续通入空气，t3后pH几乎不变，此时溶液中c(Fe2+)仍降低，但c(Fe3+)增加，且(Fe2+)降低量大于c(Fe3+)增加量。结合总方程式说明原因：_______。
(3)产品纯度测定
铁黄纯度可以通过产品的耗酸量确定。
wg铁黄溶液b溶液c滴定
资料：Fe3++3=Fe(C2O4)，Fe(C2O4)不与稀碱液反应
Na2C2O4过量，会使测定结果_______(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。
17．（2022·江苏省响水中学高三开学考试）铁及其化合物在生活中用途广泛，绿矾(FeSO4·7H2O)是一种常见的中草药成分，失水后可转为FeSO4·H2O，与FeS2可联合制备铁粉精(FexOy)和H2SO4。
i.FeSO4·H2O结构如图所示：
(1)Fe2+价层电子排布式为_______。
(2)比较和分子中的键角大小并给出相应解释：_______。
(3)与和的作用分别为_______。
ii.实验室以 FeCl2溶液为原料制备高密度磁记录材料 Fe/Fe3O4复合物。
(4)在氩气气氛下，向装有50mL1mol•L−1FeCl2溶液的三颈烧瓶(装置如图)中逐滴加入 100mL14 mol∙L−1KOH溶液，用磁力搅拌器持续搅拌，在100℃下回流3h，得到成分为Fe和Fe3O4的黑色沉淀。
①三颈烧瓶发生反应的离子方程式为_______。
②检验反应是否进行完全的操作是_______。
(5)待三颈烧瓶中的混合物冷却后，过滤，再依次用沸水和乙醇洗涤，在40℃干燥后焙烧3h，得到Fe/Fe3O4复合物产品 3.24g。
①焙烧需在隔绝空气条件下进行，原因是_______。
②计算实验所得产品的产率_______(写出计算过程)。
(6)以FeCl2溶液为原料还可制备软磁性材料α−Fe2O3。已知：Fe(OH)2开始沉淀的pH=6.5。请补充完整实验方案：在搅拌下_______，将固体干燥，得到纯净的 FeCO3，将其放入管式炉内煅烧 2h，获得产品α−Fe2O3 (可选用的试剂：氨水−NH4HCO3混合溶液、2mol•L−1盐酸、2mol•L−1硝酸、AgNO3溶液、蒸馏水)。
18．（2022·黑龙江·牡丹江市第二高级中学高三阶段练习）FeCl3(易升华)是常见的化学试剂。某学习小组开展了与FeCl3相关的系列实验。回答下列问题：
Ⅰ．铁粉制备FeCl3(实验装置如图所示)
(1)仪器a的名称为_______。
(2)制取Cl2的化学方程式为_______。
(3)饱和食盐水的作用是_______。
(4)硬质玻璃管直接接入收集器的优点是_______。
Ⅱ．探究FeCl3溶液与Cu的反应
(5)配制FeCl3溶液时加入少量盐酸的原因是_______。
(6)向FeCl3溶液中滴加几滴KSCN溶液，溶液颜色变红，再加入过量Cu粉，发现溶液的红色褪去。用离子方程式解释红色褪去的原因：_______。
19．（2022·四川达州·一模）甘氨酸亚铁[ (H2NCH2COO)2Fe]是一种补血剂，工业上用赤铁矿(含少量铝、铜、硅、锰的氧化物)制备甘氨酸亚铁的流程图如下：
已知：甘氨酸(H2NCH2COOH)，易溶于水，微溶于乙醇，具有两性。
回答下列问题：
(1)“碱浸”去除的元素是_________， “滤渣1”是_________ (填化学式)
(2)“'还原”时的还原产物是_________。
(3)“沉淀”的离子方程式_________，“副产品”是_________ (写名称)
(4)柠檬酸的作用防止Fe2+氧化，“反应”的化学方程式为_________。
(5)FeSO4·7H2O也是一种常用的补血剂， 在空气中易变质，检验其是否变质的试剂是_________，某同学通过如下实验测定该补血剂中Fe2+的含量：
①配制：用分析天平称取1. 4000gFeSO4·7H2O样品，再用煮沸并冷却的蒸馏水配制100mL溶液。配制时还需要的定量仪器是_________。
②滴定：用酸化的KMnO4溶液滴定
用移液管移取25. 00mLFeSO4溶液于锥形瓶中，用0. 0100mol·L-1的KMnO4，溶液滴定，平行滴定3次，KMnO4溶液的平均用量为24. 00mL，则样品Fe2+的含量为________% (保留2位小数) 。
20．（2022·江苏省阜宁中学高三阶段练习）地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。水体除NO主要有电化学法、催化还原法等。
(1)电化学去除弱酸性水体中NO的反应原理如图所示：
①作负极的物质是_______。
②正极的电极反应式是_______。
③取两份完全相同的含NO废液A和B，调节废液A、B的pH分别为2.5和4.5，向废液A、B中加入足量铁粉，经相同时间充分反应后，废液A、B均接近中性。废液A、B中铁的最终物质存在形态分别如图所示。溶液的初始pH对铁的氧化产物有影响，具体影响为_______。pH=4.5，NO的去除率低的原因是_______。
初始pH
pH=2.5
pH=4.5
NO去除率
接近100%
<50%
24小时pH
接近中性
接近中性
铁的最终物质形态
(2)纳米Fe-Ni去除废液中的NO (Ni不参与反应)。
①在酸性条件下，Fe与NO反应生成Fe2+和NH，则反应的离子方程式为_______。
②初始pH=2.0的废液，加入一定量的纳米Fe-Ni，反应一段时间后，废液中出现大量白色絮状沉淀物，过滤后白色沉淀物在空气中逐渐变成红褐色。产生上述现象的原因是_______。
(3)在金属Pt、Cu和Ir(铱)的催化作用下，H2可高效转化酸性溶液中的NO，其工作原理如图所示。H2在金属Pt和Cu的催化作用下将NO转化为液体中N2O的过程可描述为_______。
参考答案
1．B【详解】A．由分析可知，化合物中Fe的化合价为+3价，故其与稀盐酸反应生成、、，反应原理为：FeO(OCH3)+3HCl=FeCl3+H2O+CH3OH，A不合题意；
B．由分析可知，化合物中Fe的化合价为+3价，C为-2，若隔绝空气加热分解生成FeO、、则得失电子总数不相等，不符合氧化还原反应规律，即不可能生成FeO、、，B符合题意；
C．由分析可知，化合物中Fe的化合价为+3价，故其溶于氢碘酸(HI)生成的Fe3+能将I-氧化为I2，反应原理为：2FeO(OCH3)+6HI=2FeI2+I2+2H2O+2CH3OH，再加萃取，有机层呈紫红色，C不合题意；
D．化合物在空气中高温将生成Fe2O3、CO2和H2O，然后Fe2O3为碱性氧化物，SiO2为酸性氧化物，故化合物与高温反应能生成，D不合题意；
故答案为：B。
2．D【详解】镀层有破损的镀锌铁片被腐蚀，则将其放入到酸化的3%NaCl溶液中，会构成原电池，由于锌比铁活泼，作原电池的负极，而铁片作正极，溶液中破损的位置会变大，铁也会继续和酸化的氯化钠溶液反应产生氢气，溶液中会有亚铁离子生成，据此分析解答。
A．氯化钠溶液中始终存在氯离子，所以加入硝酸银溶液后，不管铁片是否被腐蚀，均会出现白色沉淀，故A不符合题意；
B．淀粉碘化钾溶液可检测氧化性物质，但不论铁片是否被腐蚀，均无氧化性物质与碘化钾发生反应，故B不符合题意；
C．KSCN溶液可检测铁离子的存在，上述现象中不会出现铁离子，所以无论铁片是否被腐蚀，加入KSCN溶液后，均无红色出现，故C不符合题意；
D．K3[Fe(CN)6]是用于检测Fe2+的试剂，若铁片没有被腐蚀，则溶液中不会生成亚铁离子，则加入K3[Fe(CN)6]溶液就不会出现蓝色沉淀，故D符合题意。
综上所述，答案为D。
3．C【详解】图中所示铁元素不同化合价的物质：a为Fe，b为FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等Fe(II)的盐类物质，c为Fe(OH)2，e为FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等Fe(III)的盐类物质，d为Fe(OH)3。
A．Fe与Fe(III)的盐类物质可发生反应生成Fe(II)的盐类物质，如Fe+2FeCl3=3FeCl2，故A不选；
B．Fe(II)为铁元素的中间价态，既有还原性也有氧化性，因此既可被氧化，也可被还原，故B不选；
C．Fe(III)的盐类物质与浓碱液反应生成Fe(OH)3沉淀，制备Fe(OH)3胶体操作为：向沸水中滴加饱和FeCl3溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热，故C选；
D．转化如，故D不选；
综上所述，答案为C。
4．C【详解】A．钢是含碳量低的铁合金，故A正确；
B．钢的硬度和脆性与含碳量有关，随着含碳量的增大而增大，故正确；
C．由题意可知，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢，说明生铁的熔点低于熟铁，故C错误；
D．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，可用于冶炼铁，故D正确；
故选C。
5．C【详解】A．绿矾水溶液中含有的Fe2+具有较强的还原性，容易被空气中的氧气氧化为Fe3+，Fe3+和SCN-反应溶液呈红色，故A正确；
B．FeSO4易被空气中的氧气氧化为Fe3+，铁能和Fe3+反应生成Fe2+，所以为防止FeSO4 溶液变质可向溶液中加入少量铁粉，故B正确；
C．根据反应方程式可知Cr的化合价从反应前的+6价降低到反应后的+3价，则每处理 1mol 转移 6mol 电子，故C错误；
D．向 FeSO4 溶液中加入 NaOH 溶液，生成的白色沉淀Fe(OH)2容易被氧气氧化为红褐色的Fe(OH)3，所以一段时间后，沉淀会变成红褐色，故D正确；
故选C。
6．C【详解】A．Fe、Co、Ni位于元素周期表中第四周期第VIII族，A选项正确；
B．Fe是26号元素，基态铁原子的价电子排布式为3d64s2。Co、Ni的基态原子的价电子排布式分别为3d74s2、3d84s2，三种元素原子的核外未成对电子数分别为4、3、2，B选项正确；
C．黑色金属材料通常是指铁和以铁为基础元素的合金，C选项错误；
D．Fe2+具有较强还原性，在空气中加热易被部分氧化为+3价生成稳定的Fe3O4，D选项正确；
答案选C。
7．A【详解】A．单质Fe中Fe的价态为0价，具有还原性，能与氧气等氧化剂反应，因此可用作抗氧化剂，性质与用途具有对应关系，A符合题意；
B．Fe具有良好的导电性，这是物理性质，铁可用于湿法炼铜主要原因是铁比铜活泼，性质与用途不具有对应关系，B不符合题意；
C．FeCl3中Fe为+3价，具有较强氧化性，铁离子水解产生氢氧化铁胶体具有吸附性，可吸附水中悬浮杂质，因此FeCl3可用于净水，性质与用途不具有对应关系，C不符合题意；
D．FeCl3溶液因铁离子水解呈酸性，因铁离子氧化性强于铜离子，FeCl3溶液可用于刻蚀铜板，性质与用途不具有对应关系，D不符合题意；
答案选A。
8．D【详解】A．生铁是铁合金，属于混合物，生铁的含碳量为2％～4.3％，熟铁指的是钢，也是铁合金，属于混合物，钢的含碳量为0.03％～2％， 选项A错误；
B．治铁过程中CO与铁的氧化物反应生成铁和CO2属于氧化还原反应，选项B错误；
C．铁炭和炊炭不互为同素异形体，铁炭指铁合金，为混合物，选项C错误；
D．治铁用到的煤炭和木炭均可还原铁的氧化物，使其还原为铁单质，选项D正确；
答案选D。
9．B【详解】本实验用Fe2+去除VOSO4溶液中的(VO2)2SO4，b中稀硫酸和铁粉反应生成H2，反应前需要用H2将装置中的空气排尽，防止空气中氧气氧化VOSO4，关闭K3，打开K2，H2将硫酸亚铁溶液压入c中，发生反应，以此作答。
A．VOSO4中V的化合价为+4价，(VO2)2SO4中V的化合价为+5价，A错误；
B．VOSO4易被氧化，所以b中反应产生的H2的作用之一就是排尽装置中的空气，防止VOSO4被氧化，B正确；
C．用小试管在m处收集气体并验纯，应先打开K3，再关闭K2，C错误；
D．实验完毕后，c中含有较多VOSO4，VOSO4易被氧化可与氯水反应，故不能用氯水和KSCN溶液检验c中是否含有Fe2+，D错误；
故答案选B。
10．D【详解】A．向KI淀粉溶液中加入FeCl3溶液，溶液变蓝，是由于发生了反应：2Fe3++2I-=2Fe2++I2生成的I2遇到淀粉溶液变蓝，不是Fe3+能与淀粉发生显色反应，A错误；
B．常温下，铁、铝遇到浓硫酸、浓硝酸发生钝化，可以用铁质容器存放浓硫酸，钝化是化学变化，故不是常温下，铁与浓硫酸不反应而是表面一层反应后就形成了致密的氧化物保护膜阻止内部金属继续反应，B错误；
C．向稀硝酸中加入少量铁粉，有气泡产生，反应为：Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O，故不能说明Fe置换出硝酸中的氢，生成了氢气，C错误；
D．新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间，物质变成了红褐色，反应原理为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，则说明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3，D正确；
故答案为：D。
11．D【详解】该反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，负极为铁单质失电子生成亚铁离子，正极为铁离子得电子生成亚铁离子，据此分析下列选项。
A．铁电极失电子为负极，石墨电极为正极，阳离子从负极向正极移动，故盐桥中阳离子进入石墨电极溶液中，A正确；
B．石墨电极上发生的反应为Fe3++e-=Fe2+，反应生成亚铁离子，负极的亚铁离子也会向正极移动，故石墨电极溶液中亚铁离子浓度增大，B正确；
C．负极反应为Fe-2e-=Fe2+，正极反应为2Fe3++2e-=2Fe2+，总反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，反应中氧化剂为Fe3+，还原剂为Fe，Fe2+既是氧化产物也是还原产物，故Fe2+还原性小于Fe，氧化性小于Fe3+，C正确；
D．一段时间后两极溶液中亚铁离子浓度相等，无法说明反应达到平衡状态，D错误；
故答案选D。
12．B【详解】A．溶液A中所含的阳离子有、、，选项A错误；
B．根据a点时仅失去了一半的结晶水，可得，解得，则a点时，剩余固体可表示为，选项B正确；
C．加入的目的是将全部氧化为，选项C错误；
D．d→e的过程中，会放出气体(如氨气)，e点剩余的固体为，选项D错误；
答案选B。
13．B【详解】锌和氢氧化钠溶液反应，用氢氧化钠溶液清洗废旧镀锌铁皮，氢氧化钠除掉锌和表面的油污，再用稀硫酸反应生成硫酸亚铁，再用次氯酸钠溶液氧化亚铁离子，向溶液中加入氢氧化钠溶液生成氢氧化亚铁和氢氧化铁，加热反应生成磁性Fe3O4纳米粒子。
A．锌和氢氧化钠反应，因此“碱洗”是为了去除废旧镀锌铁皮表面的油污和锌，故A正确；
B．“氧化”后是次氯酸钠和亚铁离子反应，因此溶液中金属阳离子主要有Fe2+、Fe3+，还有Na+，故B错误；
C．“氧化”时次氯酸钠和亚铁离子反应生成铁离子和氯离子，因此发生反应的离子方程式为2Fe2++ClO－+2H+=2Fe3++Cl－+H2O，故C正确；
D．加热沉铁即把氢氧化亚铁、氢氧化铁加热分解生成Fe3O4胶体，因此用激光笔照射“加热沉铁”后所得分散系，产生丁达尔效应，故D正确。
综上所述，答案为B。
14．D【详解】A．由图1可知，向酸化的FeSO4溶液中通入氧气，溶液的pH值未超过1.4，则亚铁离子被氧化为铁离子，还没开始沉淀，即发生的氧化还原反应为：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，A正确；
B．由于未加硫酸酸化，但t=0时刻，FeSO4溶液pH=5.7，则说明是亚铁离子水解导致的，其水解方程式为：Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+，B正确；
C．由图2的曲线变化趋势可知，溶液中的反应使其pH值下降，根据氢氧化铁的沉淀范围可知，氧气将亚铁离子氧化为氢氧化铁沉淀，同时生成氢离子，该反应为：4Fe2++O2+10H2O =4Fe(OH)3↓+8H+，C正确；
D．根据所给条件可知，若向FeSO4溶液中先加入过量NaOH溶液再通入O2，发生的反应为：Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2+O2+2H2O= 4Fe(OH)3，所以加入氢氧化钠后，溶液的pH会增大，通入氧气后，由于消耗水，溶液中氢氧根离子浓度会继续增大，D错误；
故选D。
15．C【详解】①中发生反应：2Fe3++S2-=2Fe2++S↓，②中发生反应Fe2++S2-=FeS↓，③中发生反应为2Fe3++3C+3H2O=2Fe(OH)3(胶体)+3CO2↑，④中继续发生反应2Fe3++3 C+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑。
A．①～④的变化中，只有反应①为氧化还原反应，所以有1处涉及氧化还原反应，A正确；
B．③中由于加入的Na2CO3不足量，只生成Fe(OH)3胶体，反应的离子方程式：2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3(胶体)+3CO2↑，B正确；
C．若将FeCl3溶液滴加到Na2S溶液中，则直接发生反应2Fe3++3S2-=2FeS↓+S↓，产生的现象与图中①、②现象不同，C不正确；
D．若用Na2SO3代替Na2S进行实验，则发生反应2Fe3++S+H2O=2Fe2++ S+2H+，所以溶液也能变成淡绿色，D正确；
答案选C。
16．(1) 与硫酸反应，使得TiOSO4+2H2O⇌TiO2·H2O↓+ H2SO4平衡正向移动，沉钛；过量的作用是防止二价铁被氧化 过滤
(2) Fe2++ 2NH3·H2O = Fe(OH)2 + 2 > pH6.0左右， 4Fe(OH)2 +O2+ 2H2O= 4Fe(OH)3因此pH几乎不变。之后发生4Fe2+ + O2+ 6H2O= 4FeOOH + 8H+， 溶液中H+浓度增大，pH减小 溶液中同时存在两个氧化反应4Fe2+ + O2 +4H+=4Fe3+和4Fe2+ + O2+ 2H2O =4FeOOH + 4H+，因此c(Fe2+)的减小大于c(Fe3+)的增加。或用叠加反应解释： 12Fe2+ + 3O2+ 2H2O= 4FeOOH + 8Fe3+
(3)不受影响
【解析】根据钛白粉废渣制备铁黄流程
和钛白粉废渣成分：FeSO4·H2O、TiOSO4及其它难溶物,可知：加入蒸馏水、铁粉纯化后，TiOSO4+2H2O⇌TiO2·H2O↓+H2SO4，TiO2·H2O是沉淀，通过过滤后，得到精制FeSO4溶液，加入氨水和空气后，FeSO4溶液被氧化成三价铁离子，同时调整PH（0.1mol/LFe2+沉淀为Fe(OH)2，起始的pH为6.3，完全沉淀的pH为8.3；0.1mol/LFe3+沉淀为FeOOH，起始的pH：1.5，完全沉淀的pH为2.8）和空气，生成FeOOH，再经过系列提纯，最终制得FeOOH固体。
(1)与硫酸反应，使得TiOSO4+2H2O⇌TiO2·H2O↓+ H2SO4平衡正向移动，沉钛；过量的作用是防止二价铁被氧化. 钛白粉废渣成分：FeSO4·H2O、TiOSO4及其它难溶物，充分反应后有沉淀出现，所以分离混合物的方法是过滤；
(2)pH6.0左右， 4Fe(OH)2 +O2+ 2H2O= 4Fe(OH)3因此pH几乎不变。之后发生4Fe2+ + O2+ 6H2O= 4FeOOH + 8H+， 溶液中H+浓度增大，pH减小.溶液中同时存在两个氧化反应4Fe2+ + O2 +4H+=4Fe3+和4Fe2+ + O2+ 2H2O =4FeOOH + 4H+，因此c(Fe2+)的减小大于c(Fe3+)的增加。或用叠加反应解释： 12Fe2+ + 3O2+ 2H2O= 4FeOOH + 8Fe3+
(3)由于Fe3++3C2O42- =Fe(C2O4)3 ，Fe(C2O4)3 不与稀碱溶液反应, 所以加入的Na2C2O4过量，则测定结果不受影响
17．(1)3d6
(2)硫酸根离子的键角大于水分子；水分子中的孤电子对较多，孤电子对与成键电子对的排斥力较大；
(3)配位键；氢键
(4) 从三颈烧瓶中取少量反应后的溶液于试管中，加入2—3滴KSCN溶液，再加入少量新制氯水，若溶液未出现血红色，则反应已经进行完全
(5) 防止产品中的铁元素能被空气中的氧气氧化 90.0%
(6)在搅拌下向FeCl2溶液中缓慢加入氨水−NH4HCO3混合溶液，控制溶液pH不大于6.5，静置后过滤，所得沉淀用蒸馏水洗海2~3次，取出最后一次洗涤的滤液，滴加AgNO3溶液，再滴入2mol/L'硝酸，不出现自色沉淀
【解析】FeCl2溶液与KOH溶液，反应得到成分为Fe和Fe3O4的黑色沉淀；检验反应是否进行完全的方法是检验亚铁离子；焙烧需要在隔绝空气的条件下进行是因为产品中的铁元素能被空气中的氧气氧化，以此解题。
（1）铁是26号元素，则Fe2+的价层电子排布式为3d6；
（2）硫酸根离子中硫原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0，水分子中氧原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为2，水分子中的孤电子对较多，孤电子对与成键电子对的排斥力较大，故硫酸根离子的键角大于水分子；
（3）由图可知，具有空轨道的亚铁离子与水分子中具有孤对电子的氧原子形成配位键，硫酸根离子与水分子间形成氢键，故答案为：配位键；氢键；
（4）
①向装有50mL1mol•L−1FeCl2溶液的三颈烧瓶(装置如图)中逐滴加入 100mL14 mol∙L−1KOH溶液，得到成分为Fe和Fe3O4的黑色沉淀，反应的方程式为：；
②检验反应是否进行完全的方法是检验亚铁离子，则检验方法为：从三颈烧瓶中取少量反应后的溶液于试管中，加入2—3滴KSCN溶液，再加入少量新制氯水，若溶液未出现血红色，则反应已经进行完全；
（5）①由题给信息可知，产品中含有单质铁，故焙烧需要在隔绝空气的条件下进行是防止产品中的铁元素能被空气中的氧气氧化；
②根据方程式可知，理论上所得的Fe和Fe3O4的物质的量各自为0.0125mol，所以得到的黑色产品质量应为，实际得到的产品3.24g，所以其产率为；
（6）
以FeCl2溶液为原料还可制备软磁性材料a- Fe2O3，具体的步骤为：在搅拌下向FeCl2溶液中缓慢加入氨水−NH4HCO3混合溶液，控制溶液pH不大于6.5，静置后过滤，所得沉淀用蒸馏水洗海2~3次，取出最后一次洗涤的滤液，滴加AgNO3溶液，再滴入2mol/L'硝酸，不出现自色沉淀。
18．(1)分液漏斗
(2)
(3)吸收A装置中挥发出的氯化氢气体，抑制氯气溶于水
(4)防止FeCl3凝华成固体堵塞装置
(5)加酸抑制FeCl3的水解
(6)
【解析】结合A装置需要加热可得是采用MnO2与浓盐酸反应制备氯气，装置产生的Cl2会带有少量挥发出的HCl，可用饱和NaCl溶液除去，再用浓盐酸干燥Cl2。干燥的Cl2在装置D中与铁粉在高温下反应生成FeCl3，根据题干信息FeCl3易凝华，用冰水降温的E装置收集，装置末端加上装有碱石灰的干燥管除去多余Cl2，防止污染空气。
（1）结合图示可判断出a为分液漏斗；
（2）实验室制氯气可以用MnO2、KMnO4或K2Cr2O7等氧化剂氧化浓盐酸，但只有MnO2与浓盐酸反应需要加热，可推断反应式为：；
（3）利用HCl极易溶于水的性质，可用饱和食盐水除去Cl2中混有的HCl；
（4）FeCl3易升华，将硬质玻璃管直接接入接收器，可防止凝华的FeCl3固体堵塞导管；
（5）Fe3+在水中易水解产生H+，加入适量酸可以抑制Fe3+的水解；
（6）红色褪去说明Fe3+与Cu发生反应全部被还原为Fe2+，离子反应式为：
19．(1) Al、Si MnO2
(2)Fe2＋、Cu
(3) Fe2＋+=FeCO3↓+CO2↑+H2O 硫酸铵
(4)2H2NCH2COOH+FeCO3=(H2NCH2COO)2Fe+CO2↑+H2O
(5) KSCN溶液 100 mL容量瓶、量筒 19.20
【解析】由题给流程可知，赤铁矿碱浸时，铝和硅的氧化物与碱溶液反应得到可溶的偏铝酸盐和硅酸盐，铁、铜、锰的氧化物不溶于碱溶液，过滤得到铁、铜、锰的氧化物；向铁、铜、锰的氧化物中加入稀硫酸酸浸时，铁、铜的氧化物与稀硫酸反应生成硫酸铁、硫酸铜，二氧化锰不与稀硫酸反应，过滤得到含有二氧化锰的滤渣1和含有硫酸铁、硫酸铜的滤液；向滤液中加入过量的铁，将溶液中的硫酸铁和硫酸铜还原为硫酸亚铁和铜，过滤得到含有铁、铜的滤渣和硫酸亚铁溶液；硫酸亚铁溶液与碳酸氢铵溶液反应生成碳酸亚铁沉淀、硫酸铵、二氧化碳和水，过滤得到副产品硫酸铵溶液和碳酸亚铁沉淀；向碳酸亚铁沉淀中加入柠檬酸、甘氨酸，在柠檬酸的作用下，碳酸亚铁与甘氨酸反应生成甘氨酸亚铁、二氧化碳和水，经过一系列处理得到甘氨酸亚铁产品。
（1）由分析可知，赤铁矿碱浸时，铝和硅的氧化物与碱溶液反应得到可溶的偏铝酸盐和硅酸盐，铁、铜、锰的氧化物不溶于碱溶液；滤渣1为不溶于稀硫酸的二氧化锰，故答案为：Al、Si；MnO2；
（2）由分析可知，还原时发生的反应为铁与硫酸铁溶液和硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，故答案为：Fe2＋、Cu；
（3）由分析可知，沉淀时发生的反应为硫酸亚铁溶液与碳酸氢铵溶液反应生成碳酸亚铁沉淀、硫酸铵、二氧化碳和水，反应的离子方程式为Fe2＋＋2HCO=FeCO3↓＋CO2↑＋H2O，过滤得到的副产品为硫酸铵溶液，故答案为：Fe2＋＋2HCO=FeCO3↓＋CO2↑＋H2O；硫酸铵；
（4）由分析可知，生成甘氨酸亚铁发生的反应为在柠檬酸的作用下，碳酸亚铁与甘氨酸反应生成甘氨酸亚铁、二氧化碳和水，反应的化学方程式为2H2NCH2COOH＋FeCO3=(H2NCH2COO)2Fe＋CO2↑＋H2O；
（5）七水硫酸亚铁在空气中易变质生成硫酸铁，铁离子和硫氰化钾溶液反应变为红色，故检验七水硫酸亚铁中是否存在硫酸铁的试剂为硫氰化钾溶液，故答案为：KSCN溶液；
①配制硫酸亚铁溶液时，需要用到的定量仪器为100mL容量瓶、量筒，故答案为：100mL容量瓶、量筒；
②由得失电子数目守恒可得如下关系：5Fe2+∼MnO，25.00mL硫酸亚铁溶液消耗24.00mL0.0100mol·L-1的KMnO4溶液，则样品中亚铁离子的含量为×100%=19.20%，故答案为：19.20。
20．(1) Fe NO+ 8e- + 10H+ = NH+ 3H2O 酸性较强时，铁的氧化产物主要为Fe3O4；酸性较弱时，铁的氧化产物主要为FeO(OH) pH越高，三价铁越易水解生成FeO(OH)，FeO(OH)不导电，阻碍电子转移
(2) NO+3Fe+8H+=3Fe2++NH+2H2O Fe2+在水中发生水解，Fe2++2H2O⇌Fe(OH)2+2H+，随着反应进行，c(H+)减小，平衡右移，产生Fe(OH)2沉淀，之后发生反应4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，变成红褐色的Fe(OH)3.
(3)在液体中，H2在铂表面失去电子变成H+，电子进入导电基体中进行传导，NO在铜表面获得电子转化为NO，NO在铂表面得到电子转化为N2O
【解析】(1)①铁元素价态升高失电子，故Fe作负极；
②由图可知，硝酸根离子生成铵根离子，氮元素价态降低得电子，故正极电极反应式为NO+8e+10H+=NH+3H2O；
③溶液的初始pH对铁的氧化产物有影响，由图2可知，pH=2.5，铁的氧化产物主要为Fe3O4，pH = 4.5时，铁的氧化产物主要为FeOOH；pH = 4.5时，废液中的去除率较低的是废液B，的去除率低的原因是ppH=4.5时Fe3+水解生成了较多的FeOOH，FeOOH不导电，阻碍电子转移；
(2)①在酸性条件下，Fe与NO反应生成Fe2+和NH，由电子守恒、电荷守恒和原子守恒可得反应离子方程式为4Fe+NO+10H+=4Fe2++NH+3H2O；
②初始pH=2.0的废液，加入一定量的纳米Fe-Ni，反应一段时间后，废液中出现大量白色絮状沉淀物，过滤后白色沉淀物在空气中逐渐变成红褐色，产生上述现象的原因是Fe2+在水中发生水解，Fe2++ 2H2O⇌ Fe(OH)2+ 2H+，随着反应进行，c(H+)减小，平衡右移，产生Fe(OH)2沉淀，Fe(OH)2在空气中发生反应4Fe(OH)2+O2+2H2O =4Fe(OH)3，转变成红褐色的Fe(OH)3；
(3)H2在金属Pt和Cu的催化作用下将NO转化为液体中N2O的过程，可描述为在液体中H2在铂表面失去电子变成H+，电子进入导电基体中进行传导，NO在铜表面获得电子转化为NO，NO在铂表面得到电子转化为N2O。
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