2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)知識(shí)梳理與訓(xùn)練 第3章 第3講 鐵及其化合物（含解析）.doc

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2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)知識(shí)梳理與訓(xùn)練 第3章 第3講 鐵及其化合物（含解析） [考綱要求]　1.了解鐵及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。2.以Fe2＋、Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化為例，理解變價(jià)金屬元素的氧化還原反應(yīng)。3.能鑒別溶液中的Fe2＋、Fe3＋。 考點(diǎn)一　用物質(zhì)分類思想認(rèn)識(shí)鐵及其重要化合物 1．鐵的存在 2．鐵的性質(zhì) (1)物理性質(zhì) 純鐵具有金屬的共性，如具有銀白色金屬光澤和良好的延展性，是電和熱的良導(dǎo)體，具有能被磁鐵吸引的特性，純鐵有很強(qiáng)的抗腐蝕能力。 (2)化學(xué)性質(zhì)：鐵是較活潑的金屬，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)可生成＋2、＋3兩種價(jià)態(tài)的化合物。 用化學(xué)方程式或離子方程式表示下列變化 Fe＋ Fe＋H2O(g)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 Fe— 3．鐵的氧化物和氫氧化物 (1)鐵的氧化物 化學(xué)式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 鐵紅 磁性氧化鐵 顏色狀態(tài) 黑色粉末 紅棕色粉末 黑色晶體 (有磁性) 溶解性 難溶于水 難溶于水 難溶于水 鐵的化合價(jià) ＋2 ＋3 ＋2，＋3 穩(wěn)定性 不穩(wěn)定 穩(wěn)定 穩(wěn)定 與H＋反應(yīng)的離子方程式 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O (2)鐵的氫氧化物 化學(xué)式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色態(tài) 白色固體 紅褐色固體 與鹽酸反應(yīng) Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 受熱分解 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 制法 可溶性亞鐵鹽與堿溶液反應(yīng)Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 可溶性鐵鹽與堿溶液反應(yīng) Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 二者的關(guān)系 在空氣中，F(xiàn)e(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現(xiàn)象是白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，反應(yīng)方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 4.亞鐵鹽和鐵鹽 (1)亞鐵鹽： 含有Fe2＋的溶液呈淺綠色，F(xiàn)e2＋既有__________性，又有__________性，F(xiàn)e2＋與Zn、Cl2反應(yīng)的離子方程式分別為______________________，__________________________。 (2)鐵鹽： ①氧化性：含有Fe3＋的溶液呈______色，F(xiàn)e3＋具有氧化性，F(xiàn)e3＋與Fe、Cu反應(yīng)的離子方程式分別為______________________________，__________________________。 ②特性：含有Fe3＋的鹽溶液遇到________時(shí)變成血紅色。 ③易水解：FeCl3滴入沸水中的離子方程式：_________________________________________。 答案　(1)氧化　還原　Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe　2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ (2)①棕黃　2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋　2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋?、贙SCN?、跢e3＋＋3H2OFe(OH)3(膠體)＋3H＋ 深度思考 1．鐵有很強(qiáng)的抗腐蝕能力，為什么日常生活中的鐵制品容易生銹？ 答案　主要因?yàn)殍F不純，往往含有碳等雜質(zhì)，當(dāng)這些鐵制品在潮濕的空氣中或接觸到電解質(zhì)溶液(如食鹽水)時(shí)會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕。 2．鐵、鋁遇冷的濃硫酸或濃硝酸發(fā)生鈍化，是物理變化還是化學(xué)變化？ 答案　常溫下鐵、鋁遇冷的濃H2SO4、濃HNO3時(shí)表面會(huì)生成一層致密的氧化物薄膜，化學(xué)上稱為鈍化，屬于化學(xué)變化。 3．FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3是否都可以通過化合反應(yīng)制??？ 答案　都可以。2Fe＋3Cl22FeCl3 2FeCl3＋Fe===3FeCl2 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 4．鐵元素是典型的變價(jià)金屬元素，它在化合物中主要表現(xiàn)為＋2價(jià)和＋3價(jià)，請(qǐng)歸納總結(jié)： (1)Fe單質(zhì)通常與哪些氧化劑反應(yīng)生成＋2價(jià)？寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式。 答案　Fe→Fe2＋：鐵與氧化性比較弱的非金屬單質(zhì)(如S、I2)，非氧化性酸(如鹽酸、稀硫酸)，不活潑金屬的鹽溶液(如CuSO4溶液)反應(yīng)，都可實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化。如：Fe＋SFeS,2H＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑，Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu。 (2)Fe單質(zhì)通常與哪些氧化劑反應(yīng)生成＋3價(jià)？寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。 答案　Fe→Fe3＋：鐵與強(qiáng)氧化劑(如Cl2、HNO3、濃硫酸)在一定條件下反應(yīng)都會(huì)實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化。例如：2Fe＋3Cl22FeCl3，F(xiàn)e＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O,2Fe＋6H2SO4(濃)Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O。 題組一　鐵及其化合物的反應(yīng)產(chǎn)物判斷 1．下列關(guān)于鐵的說法正確的是(　　) A．純鐵為灰黑色，所以鐵屬于黑色金屬 B．鐵在硫蒸氣中燃燒生成Fe2S3 C．純鐵的抗腐蝕能力非常強(qiáng)，鐵在干燥的空氣里不易被氧化 D．鐵的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，它能和水蒸氣反應(yīng)生成H2和Fe(OH)3 答案　C 解析　純鐵為銀白色，A錯(cuò)；鐵在硫蒸氣中燃燒生成FeS，B錯(cuò)；3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，D錯(cuò)。 2．鐵屑溶于過量稀硫酸，過濾后向?yàn)V液中加入過量氨水，有白色沉淀生成，過濾，在空氣中加熱沉淀至質(zhì)量不再發(fā)生變化為止，得到紅棕色殘?jiān)?，上述沉淀和殘?jiān)謩e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　鐵與稀硫酸反應(yīng)生成FeSO4，再與過量氨水反應(yīng)生成白色沉淀Fe(OH)2，在空氣中加熱Fe(OH)2，鐵元素被氧化為＋3價(jià)，最后所得紅棕色殘?jiān)鼮镕e2O3。 3．下列敘述正確的是(　　) A．Fe與稀HNO3、稀H2SO4反應(yīng)均有氣泡產(chǎn)生，說明Fe與兩種酸均發(fā)生置換反應(yīng) B．足量的Fe在Cl2中燃燒只生成FeCl3 C．Fe和Fe2O3等物質(zhì)的量混合物溶于稀鹽酸時(shí)無氣體放出 D．Fe2O3FeCl3(aq)無水FeCl3，在給定的條件下能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化 答案　BC 解析　HNO3具有強(qiáng)氧化性，與Fe反應(yīng)產(chǎn)生的氣體為NO，A項(xiàng)錯(cuò)；鐵與Cl2反應(yīng)無論量的多少產(chǎn)物都是FeCl3，B項(xiàng)正確；C項(xiàng)中Fe2O3溶解產(chǎn)生Fe3＋恰好將鐵單質(zhì)氧化，因而不能置換出H2，正確；FeCl3溶液加熱時(shí)易水解，D項(xiàng)錯(cuò)。 4．在一定量的稀HNO3中慢慢加入鐵粉，得到的Fe2＋的物質(zhì)的量(縱坐標(biāo))與所加鐵粉的物質(zhì)的量(橫坐標(biāo))的關(guān)系如圖所示。請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在相應(yīng)的橫線上。 ①Fe3＋?、贔e2＋?、跢e、Fe2＋?、蹻e2＋、Fe3＋ (1)AB段鐵元素以__________形式存在。 (2)BC段鐵元素以__________形式存在。 (3)CD段鐵元素以__________形式存在。 答案　(1)①　(2)④　(3)③ 解析　向稀HNO3中加入鐵粉，開始時(shí)稀HNO3過量應(yīng)生成Fe3＋，隨加入鐵粉量的增加，HNO3反應(yīng)完全后，發(fā)生反應(yīng)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，最后全部轉(zhuǎn)化為Fe2＋。 1．鐵元素有＋2、＋3等多種價(jià)態(tài)，反應(yīng)環(huán)境不同，可能反應(yīng)產(chǎn)物不同，鐵與非氧化性酸生成Fe2＋。少量的Fe與氧化性酸反應(yīng)生成Fe3＋，過量的Fe與氧化性酸反應(yīng)生成Fe2＋。 2．許多題目將Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋設(shè)置為隱含反應(yīng)，如Fe與Fe2O3的混合物溶于鹽酸時(shí)，需要注意生成的Fe3＋還能氧化單質(zhì)鐵。 題組二　Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn) 5．下列離子的檢驗(yàn)方法合理的是(　　) A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈血紅色，說明不含F(xiàn)e2＋ B．用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)FeCl3溶液中是否含有FeCl2 C．向某溶液中加入NaOH溶液，得紅褐色沉淀，說明溶液中含有Fe3＋ D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色，說明該溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋ 答案　C 解析　A項(xiàng)中只能說明含有Fe3＋，不能說明不含F(xiàn)e2＋，不合理；B項(xiàng)中Cl－也能使KMnO4溶液褪色，不合理；D項(xiàng)中氧化后生成的紅褐色沉淀Fe(OH)3也可能掩蓋了白色沉淀Mg(OH)2，不合理。 6．要證明某溶液中不含F(xiàn)e3＋而可能含有Fe2＋進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，最佳順序?yàn)?　　) ①加入足量氯水?、诩尤胱懔克嵝訩MnO4溶液　③加入少量NH4SCN溶液 A．①③ B．③② C．③① D．①②③ 答案　C 解析　在該溶液中先加入少量NH4SCN溶液，溶液不變血紅色，證明無Fe3＋存在，再加入氯水，將Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液變?yōu)檠t色。KMnO4溶液呈紫紅色，溶液顏色變化不明顯，所以不能用酸性KMnO4溶液。 檢驗(yàn)Fe2＋、Fe3＋的常用方法 1．根據(jù)溶液顏色 含有Fe2＋的溶液顯淺綠色 含有Fe3＋的溶液顯棕黃色 2．用KSCN溶液和氯水 (1)流程： 溶液 (2)有關(guān)反應(yīng)：Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3(血紅色) 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ 3．用NaOH溶液 (1)流程： 溶液 (2)有關(guān)反應(yīng)：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(紅褐色沉淀) Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀) 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 題組三　有關(guān)鐵及其化合物的實(shí)驗(yàn)探究 7．關(guān)于FeCl3進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，下列預(yù)測(cè)正確的是(　　) 選項(xiàng) 實(shí)驗(yàn) 預(yù)測(cè) A 蒸發(fā)FeCl3溶液 得到FeCl3固體 B 在FeCl3、CuCl2混合液中，加入少量Fe粉 一定有H2產(chǎn)生且有Cu析出 C 用FeCl3固體溶于水配制飽和溶液 會(huì)有Fe(OH)3沉淀產(chǎn)生 D 在FeCl3溶液中加入KHCO3溶液 有CO2產(chǎn)生，但無Fe(OH)3沉淀生成 答案　C 解析　蒸發(fā)FeCl3溶液可促進(jìn)Fe3＋水解，由于HCl易揮發(fā)，最后得到Fe(OH)3，A錯(cuò)；混合液中加入Fe粉時(shí)，不會(huì)有H2產(chǎn)生且Fe應(yīng)先和Fe3＋反應(yīng)，再與Cu2＋反應(yīng)，B錯(cuò)；FeCl3易水解生成Fe(OH)3沉淀，C對(duì)；D中Fe3＋與HCO發(fā)生雙水解反應(yīng)，有CO2和Fe(OH)3沉淀生成，D錯(cuò)。 8．下列各圖示中能較長(zhǎng)時(shí)間看到Fe(OH)2白色沉淀的是________(填序號(hào))。 答案?、佗冖邰? 解析　因?yàn)镕e(OH)2在空氣中很容易被氧化為紅褐色的Fe(OH)3，即4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，因此要較長(zhǎng)時(shí)間看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除裝置中的氧氣或空氣。①、②原理一樣，都是先用氫氣將裝置中的空氣排盡，并使生成的Fe(OH)2處在氫氣的保護(hù)中；③的原理為鐵作陽(yáng)極產(chǎn)生Fe2＋，與電解水產(chǎn)生的OH－結(jié)合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保護(hù)，能防止空氣進(jìn)入；⑤中液面加苯阻止了空氣進(jìn)入；④由于帶入空氣中的氧氣，能迅速將Fe(OH)2氧化，因而不能較長(zhǎng)時(shí)間看到白色沉淀。 成功制備Fe(OH)2的關(guān)鍵 由于Fe(OH)2具有很強(qiáng)的還原性，易被氧化為Fe(OH)3，在實(shí)驗(yàn)室中制備Fe(OH)2，并使Fe(OH)2長(zhǎng)時(shí)間保持白色沉淀狀態(tài)，成為物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)探究的熱點(diǎn)。 制備原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 成功關(guān)鍵：①溶液中不含F(xiàn)e3＋和O2等氧化性物質(zhì)； ②制備過程中，保證生成的Fe(OH)2在密閉的隔絕空氣的體系中。 考點(diǎn)二　“鐵三角”轉(zhuǎn)化中的氧化還原反應(yīng) “鐵三角”的轉(zhuǎn)化關(guān)系 深度思考 1．用離子方程式實(shí)現(xiàn)下列轉(zhuǎn)化： Fe2＋Fe3＋ ①2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－； ②3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋2H2O＋NO↑； ③2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋； ④Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋。 2．如何除去括號(hào)中的雜質(zhì) (1)Fe2＋(Fe3＋)：加過量鐵粉，過濾； (2)FeCl3(FeCl2)：加氯水或H2O2； (3)FeCl2(CuCl2)：加過量鐵粉，過濾； (4)Fe(Al)：加過量強(qiáng)堿溶液，過濾； (5)Fe2O3(Al2O3、SiO2)：加過量強(qiáng)堿溶液，過濾。 題組一　Fe2＋與Fe3＋的轉(zhuǎn)化及應(yīng)用 1．下列試劑中，不能使Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋的是(　　) ①氯氣?、贜aCl溶液?、跭MnO4溶液?、芟∠跛帷、蓰}酸　⑥NaNO3溶液 A．①②③B．①③④C．②④⑤D．②⑤⑥ 答案　D 解析　要實(shí)現(xiàn)Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋，必須加強(qiáng)氧化性物質(zhì)，②NaCl、⑤HCl均沒有強(qiáng)氧化性，⑥NO在酸性條件下才表現(xiàn)強(qiáng)氧化性。 2．在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的鐵屑，反應(yīng)完全后將固體濾出，下列說法中正確的是(　　) A．若濾出的固體中只有銅，則溶液中一定含有的陽(yáng)離子是Fe2＋，一定不含Cu2＋ B．若濾出的固體中只有銅，則溶液中一定含有的陽(yáng)離子是Fe2＋，可能含Cu2＋和Fe3＋ C．若濾出的固體中只有銅，則溶液中一定含有的陽(yáng)離子是Fe3＋和Fe2＋，一定不含Cu2＋ D．若濾出的固體中含有鐵和銅，則溶液中一定含有的陽(yáng)離子是Fe2＋，一定不含Cu2＋和Fe3＋ 答案　D 解析　氧化性Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，加入鐵粉后有固體剩余，F(xiàn)e3＋一定不存在；若剩余固體全部都是Cu，溶液中還可能有Cu2＋，也可能恰好被完全置換；若剩余固體是Cu和Fe，則溶液中不可能有Cu2＋。 3．在FeCl3溶液蝕刻銅箔制造電路板的工藝中，廢液處理和資源回收的過程簡(jiǎn)述如下： Ⅰ.向廢液中投入過量鐵屑，充分反應(yīng)后分離出固體和濾液； Ⅱ.向?yàn)V液中加入一定量石灰水，調(diào)節(jié)溶液pH，同時(shí)鼓入足量的空氣。 (1)FeCl3蝕刻銅箔反應(yīng)的離子方程式為______________________________ _______________________________________________________________。 (2)過程Ⅰ加入鐵屑的主要作用是__________________________________， 分離得到的固體主要成分是_______________________________________， 從固體中分離出銅需采用的方法是_________________________________。 (3)過程Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________ ________________________________________________________________。 答案　(1)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ (2)反應(yīng)掉FeCl3、CuCl2　Fe、Cu　加入足量稀鹽酸后過濾 (3)4FeCl2＋4Ca(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3＋4CaCl2 解析　FeCl3溶液蝕刻銅箔的離子方程式為2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，得到的廢液中含有FeCl3、CuCl2、FeCl2。 題組二　鐵及其化合物轉(zhuǎn)化中的離子反應(yīng) 4．下列各離子組能大量共存的是(　　) A．Fe3＋、NH、H＋、SO B．Fe3＋、Br－、Na＋、I－ C．Fe2＋、AlO、Na＋、NO D．Fe3＋、HCO、NH、NO 答案　A 解析　B項(xiàng)中Fe3＋與I－易發(fā)生氧化還原反應(yīng)不能大量共存；C項(xiàng)中Fe2＋與AlO發(fā)生雙水解反應(yīng)不能大量共存；D項(xiàng)中Fe3＋與HCO發(fā)生雙水解反應(yīng)不能大量共存。 5．下列離子在指定溶液中能大量共存的是(　　) A．1.0mol·L－1的KNO3溶液：H＋、Fe2＋、Cl－、SO B．1.0mol·L－1的FeCl2溶液：NO、Na＋、K＋、ClO－ C．使酚酞變紅的溶液中：Na＋、Cl－、SO、Fe3＋ D．酸性溶液中：NO、SO、Fe3＋、Mg2＋ 答案　D 解析　A項(xiàng)中KNO3在酸性條件下能氧化Fe2＋；B項(xiàng)中ClO－能氧化Fe2＋；C項(xiàng)中Fe3＋在堿性條件下易水解，只能存在于酸性溶液中。 6．下列離子方程式書寫正確的是(　　) A．FeO固體放入稀硝酸中： FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O B．過量的鐵粉與稀硝酸反應(yīng)： 3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O C．向氫氧化亞鐵中加入足量的稀硝酸： Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O D．向Fe(OH)3中加入氫碘酸： 2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I(xiàn)2＋6H2O 答案　BD 解析　稀硝酸為氧化性酸，F(xiàn)eO、Fe(OH)2中＋2價(jià)的Fe被氧化為Fe3＋，A、C錯(cuò)誤；鐵粉過量時(shí)，生成的Fe3＋與Fe繼續(xù)反應(yīng)生成Fe2＋，B正確；I－具有較強(qiáng)的還原性，因而氫碘酸可把Fe(OH)3還原為Fe2＋，D正確。 Fe2＋、Fe3＋性質(zhì)的常見考查形式總結(jié) 1．＋2價(jià)為鐵元素的中間價(jià)態(tài)，F(xiàn)e2＋既有氧化性，又有還原性，但以還原性為主，常見的考查形式： (1)酸性條件下，MnO、ClO－、NO等氧化性離子與Fe2＋不能大量共存。 (2)Fe(OH)2的制備。 (3)亞鐵鹽在空氣中易變質(zhì)及其溶液的保存(加入鐵粉)。 2．(1)＋3價(jià)為鐵元素的最高價(jià)態(tài)，F(xiàn)e3＋具有較強(qiáng)的氧化性，常見的考查形式： ①I－、S2－、SO等還原性離子與Fe3＋不能大量共存； ②Fe3＋與Fe、Cu、H2S等發(fā)生反應(yīng)。 (2)Fe3＋等易水解，常涉及以下幾種考查形式： ①Fe3＋與HCO、AlO等易水解離子的共存問題；②FeCl3、Fe2(SO4)3溶液蒸干產(chǎn)物的判定；③MgCl2溶液中Fe2＋、Fe3＋的除雜[H2O2或Cl2氧化，MgO、Mg(OH)2調(diào)pH，使Fe3＋水解生成Fe(OH)3沉淀]。 考點(diǎn)三　守恒思想在鐵及其化合物計(jì)算中的應(yīng)用 “守恒法”是中學(xué)化學(xué)中一種常用的解題方法，它利用物質(zhì)變化過程中某一特定的量固定不變來列式求解，即找到起始和終止反應(yīng)時(shí)某一特定量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，建立方程。 1．現(xiàn)有CuO和Fe2O3組成的混合物ag，向其中加入2mol·L－1的硫酸溶液50mL，恰好完全反應(yīng)。若將ag該混合物在足量H2中加熱，使其充分反應(yīng)，冷卻后剩余固體質(zhì)量為(　　) A．1.6ag B．(a－1.6) g C．(a－3.2) g D．1.6g 答案　B 解析　金屬氧化物與硫酸恰好完全反應(yīng)，生成硫酸鹽和水，n(H2SO4)＝50×10－3L×2mol·L－1＝0.1mol。由氫、氧原子守恒知：H2SO4～H2O，生成n(H2O)＝0.1mol，n(O)＝0.1mol，m(O)＝1.6g，ag金屬氧化物中金屬質(zhì)量為(a－1.6)g。 2．有一塊鐵的“氧化物”樣品，用140mL5.0mol·L－1鹽酸恰好將之完全溶解，所得溶液還能吸收0.025molCl2，恰好使其中的Fe2＋全部轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3＋，則該樣品可能的化學(xué)式為(　　) A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．Fe4O5 D．Fe5O7 答案　D 解析　根據(jù)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，可知鐵的“氧化物”樣品用鹽酸溶解后所得溶液中n(Fe2＋)＝0.025mol×2＝0.05mol，根據(jù)電荷守恒得2n(Fe2＋)＋3n(Fe3＋)＝n(Cl－)，則n(Fe3＋)＝0.2mol，故n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝0.05∶0.2＝1∶4，故該氧化物可表示為FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。 3．向一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入150mL4mol·L－1的稀硝酸恰好使混合物完全溶解，放出2.24LNO(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，往所得溶液中加入KSCN溶液，無血紅色出現(xiàn)。若用足量的H2在加熱條件下還原相同質(zhì)量的混合物，所得到的鐵的物質(zhì)的量為(　　) A．0.21mol B．0.25mol C．0.3mol D．0.35mol 答案　B 解析 n(HNO3)＝0.6mol，n(NO)＝0.1mol，反應(yīng)后鐵元素的存在形式為Fe(NO3)2，根據(jù)元素守恒，可知反應(yīng)后溶液中的n(NO)＝0.5mol，n(Fe2＋)＝0.25mol，即n(Fe)＝0.25mol。 4．[xx·新課標(biāo)全國(guó)卷，26(1)(2)]鐵是應(yīng)用最廣泛的金屬，鐵的鹵化物、氧化物以及高價(jià)鐵的含氧酸鹽均為重要化合物。 (1)要確定鐵的某氯化物FeClx的化學(xué)式，可用離子交換和滴定的方法。實(shí)驗(yàn)中稱取0.54g的FeClx樣品，溶解后先進(jìn)行陽(yáng)離子交換預(yù)處理，再通過含有飽和OH－的陰離子交換柱，使Cl－和OH－發(fā)生交換。交換完成后，流出溶液的OH－用0.40mol·L－1的鹽酸滴定，滴至終點(diǎn)時(shí)消耗鹽酸25.0mL。計(jì)算該樣品中氯的物質(zhì)的量，并求出FeClx中x的值：__________________(列出計(jì)算過程)。 (2)現(xiàn)有一含有FeCl2和FeCl3的混合物樣品，采用上述方法測(cè)得n(Fe)∶n(Cl)＝1∶2.1，則該樣品中FeCl3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為__________。在實(shí)驗(yàn)室中，F(xiàn)eCl2可用鐵粉和__________反應(yīng)制備，F(xiàn)eCl3可用鐵粉和__________反應(yīng)制備。 答案　(1)n(Cl)＝0.0250L×0.40mol·L－1＝ 0．010mol 0．54g－0.010mol×35.5g·mol－1＝0.185g n(Fe)＝0.185g/56g·mol－1≈0.0033mol n(Fe)∶n(Cl)＝0.0033∶0.010≈1∶3，x＝3 (2)0.10　鹽酸　氯氣 解析　解答此題的關(guān)鍵是明確陰離子交換柱交換出的OH－的物質(zhì)的量等于Cl－的物質(zhì)的量，從而求出FeClx中x的值。 (1)首先明確陽(yáng)離子交換柱和陰離子交換柱的作用，根據(jù)離子等量交換，溶液中OH－的物質(zhì)的量等于FeClx中Cl－的物質(zhì)的量。通過中和滴定知n(OH－)＝n(H＋)＝ 0．40mol·L－1×25.0×10－3L＝0.010mol，故n(Cl－)＝0.010mol。 FeClx中Fe元素的質(zhì)量為0.54g－35.5g·mol－1×0.010mol＝0.185g FeClx中Fe元素與Cl元素的物質(zhì)的量之比為∶0.010mol≈1∶3，故x＝3。 (2)根據(jù)題意可設(shè)該混合物的組成為FeCl2.1，利用十字交叉法可得樣品中FeCl3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.10。注意制備FeCl2選用弱氧化劑，制備FeCl3選用強(qiáng)氧化劑。 解此類問題的關(guān)鍵是從諸多變化和繁雜的數(shù)據(jù)中尋找恒量關(guān)系。 如第1題，找到金屬氧化物被H2還原后失去的氧與該金屬氧化物和H2SO4反應(yīng)時(shí)H＋結(jié)合生成水所需氧相同，是解決問題的“牛鼻子”。 第3題找到終態(tài)產(chǎn)物Fe(NO3)2，以及原硝酸中“N”原子反應(yīng)后有兩種存在形式：“NO”和“NO”，問題就會(huì)迎刃而解。 探究高考　明確考向 1．(高考選項(xiàng)組合題)下列關(guān)于鐵及其化合物的說法正確的是(　　) A．將Fe(NO3)2樣品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液，觀察溶液是否變紅，可以檢驗(yàn)Fe(NO3)2晶體是否已氧化變質(zhì)(xx·四川理綜，4B) B．濃氨水中滴加FeCl3飽和溶液可制得Fe(OH)3膠體(xx·重慶理綜，3A) C．1molFeI2與足量氯氣反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA(xx·大綱全國(guó)卷，7A) D．水溶液中Fe2＋、H＋、SO、ClO－不能大量共存(xx·廣東理綜，8B) 答案　D 解析　A項(xiàng)，酸性條件下，NO能將Fe2＋氧化為Fe3＋，無法檢驗(yàn)；B項(xiàng)，濃氨水與FeCl3飽和溶液會(huì)生成Fe(OH)3沉淀；足量氯氣將Fe2＋和I－全部氧化，1molFeI2應(yīng)轉(zhuǎn)移3NA的電子。 2．(xx·山東理綜，9)等質(zhì)量的下列物質(zhì)與足量稀硝酸反應(yīng)，放出NO物質(zhì)的量最多的是(　　) A．FeOB．Fe2O3 C．FeSO4D．Fe3O4 答案　A 解析　根據(jù)得失電子守恒，還原劑提供的電子越多，氧化劑硝酸生成的NO的物質(zhì)的量就越多。 1g題述四種物質(zhì)能提供的電子的物質(zhì)的量為 A.×1mol；B.0；C.×1mol； D.×1mol(Fe3O4也可以寫為Fe2O3·FeO)，等質(zhì)量時(shí)提供電子的物質(zhì)的量最多的為FeO。 3．(xx·上海，17)用FeCl3溶液腐蝕印刷電路板上的銅，所得溶液中加入鐵粉。對(duì)加入鐵粉充分反應(yīng)后的溶液分析合理的是(　　) A．若無固體剩余，則溶液中一定有Fe3＋ B．若有固體存在，則溶液中一定有Fe2＋ C．若溶液中有Cu2＋，則一定沒有固體析出 D．若溶液中有Fe2＋，則一定有Cu析出 答案　B 解析　本題考查鐵及其化合物的性質(zhì)。FeCl3溶液腐蝕印刷電路板上銅的反應(yīng)為2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，所得的溶液中存在FeCl2和CuCl2，還可能有過量的FeCl3溶液，加入鐵粉充分反應(yīng)后，A項(xiàng)若無固體剩余，說明原溶液中含有Fe3＋，反應(yīng)后不一定還含有；B項(xiàng)中不管固體是鐵粉還是銅粉，溶液中一定含有Fe2＋；C項(xiàng)中若溶液中有Cu2＋，可以有部分銅固體析出；D項(xiàng)若溶液中有Fe2＋，不一定有Cu析出。 4．(xx·安徽理綜，8)下列有關(guān)Fe2(SO4)3溶液的敘述正確的是(　　) A．該溶液中，K＋、Fe2＋、C6H5OH、Br－可以大量共存 B．和KI溶液反應(yīng)的離子方程式：Fe3＋＋2I－===Fe2＋＋I(xiàn)2 C．和Ba(OH)2溶液反應(yīng)的離子方程式：Fe3＋＋SO＋Ba2＋＋3OH－===Fe(OH)3↓＋BaSO4↓ D．1L0.1mol·L－1該溶液和足量的Zn充分反應(yīng)，生成11.2gFe 答案　D 解析　A項(xiàng)，F(xiàn)e3＋與C6H5OH發(fā)生反應(yīng)，不能大量共存，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，該離子方程式電荷不守恒，正確的離子方程式應(yīng)為2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I(xiàn)2，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，F(xiàn)e2(SO4)3和Ba(OH)2反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe2(SO4)3＋3Ba(OH)2===2Fe(OH)3↓＋3BaSO4↓，所以離子方程式應(yīng)為2Fe3＋＋3SO＋3Ba2＋＋6OH－===2Fe(OH)3↓＋3BaSO4↓，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，F(xiàn)e2(SO4)3與足量的Zn反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe2(SO4)3＋3Zn===3ZnSO4＋2Fe，可見0.1molFe2(SO4)3生成0.2molFe，質(zhì)量為11.2g，正確。 5．[xx·福建理綜，24(2)]鐵及其化合物與生產(chǎn)、生活關(guān)系密切。 用廢鐵皮制取鐵紅(Fe2O3)的部分流程示意圖如下： ①步驟Ⅰ若溫度過高，將導(dǎo)致硝酸分解。硝酸分解的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。 ②步驟Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)：4Fe(NO3)2＋O2＋(2n＋4)H2O===2Fe2O3·nH2O＋8HNO3，反應(yīng)產(chǎn)生的HNO3又將廢鐵皮中的鐵轉(zhuǎn)化為Fe(NO3)2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ________________________________________________________________________。 ③上述生產(chǎn)流程中，能體現(xiàn)“綠色化學(xué)”思想的是___________________________________ ________________________________________________________________________(任寫一項(xiàng))。 答案?、?HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O ②4Fe＋10HNO3===4Fe(NO3)2＋NH4NO3＋3H2O ③氮氧化物排放少(污染少) 解析　①硝酸分解生成NO2、H2O和O2。 ②根據(jù)圖示可知Fe和HNO3反應(yīng)生成Fe(NO3)2和NH4NO3，結(jié)合電子守恒可寫出化學(xué)方程式。 ③因?yàn)镠NO3的還原產(chǎn)物主要是NH4NO3,1 mol HNO3作氧化劑轉(zhuǎn)移8 mol電子，故產(chǎn)生的氮氧化物較少，節(jié)約原料。 6．[xx·天津理綜，9節(jié)選]FeCl3在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)流程制備無水FeCl3，再用副產(chǎn)品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。 Ⅰ.經(jīng)查閱資料得知：無水FeCl3在空氣中易潮解，加熱易升華。他們?cè)O(shè)計(jì)了制備無水FeCl3的實(shí)驗(yàn)方案，裝置示意圖(加熱及夾持裝置略去)及操作步驟如下： ①檢驗(yàn)裝置的氣密性； ②通入干燥的Cl2，趕盡裝置中的空氣； ③用酒精燈在鐵屑下方加熱至反應(yīng)完成； ④…… ⑤體系冷卻后，停止通入Cl2，并用干燥的N2趕盡Cl2，將收集器密封。 請(qǐng)回答下列問題： (1)裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________________。 (2)第③步加熱后，生成的煙狀FeCl3大部分進(jìn)入收集器，少量沉積在反應(yīng)管A右端。要使沉積的FeCl3進(jìn)入收集器，第④步操作是_____________________________________。 (3)操作步驟中，為防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步驟序號(hào))____________。 (4)裝置B中冷水浴的作用為__________________________________________________； 裝置C的名稱為________；裝置D中FeCl2全部反應(yīng)后，因失去吸收Cl2的作用而失效，寫出檢驗(yàn)FeCl2是否失效的試劑：_____________________________________________________。 Ⅱ.該組同學(xué)用裝置D中的副產(chǎn)品FeCl3溶液吸收H2S，得到單質(zhì)硫；過濾后，再以石墨為電極，在一定條件下電解濾液。 (6)FeCl3與H2S反應(yīng)的離子方程式為________________________________________ ________________________________________________________________________。 (7)電解池中H＋在陰極放電產(chǎn)生H2，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為____________________________。 (8)綜合分析實(shí)驗(yàn)Ⅱ的兩個(gè)反應(yīng)，可知該實(shí)驗(yàn)有兩個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)： ①H2S的原子利用率為100%； ②________________________________________________________________________。 答案　(1)2Fe＋3Cl22FeCl3 (2)在沉積的FeCl3固體下方加熱 (3)②⑤ (4)冷卻，使FeCl3沉積，便于收集產(chǎn)品　干燥管 K3[Fe(CN)6]溶液 (6)2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋ (7)Fe2＋－e－===Fe3＋ (8)FeCl3得到循環(huán)利用 解析　(1)裝置A中進(jìn)行的是Fe與Cl2制取FeCl3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Fe＋3Cl22FeCl3。 (2)由于FeCl3沉積在反應(yīng)管A右端，時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)堵塞，所以應(yīng)在此處進(jìn)一步加熱使FeCl3再次升華進(jìn)入收集裝置。 (3)通入干燥氯氣可排出空氣以及其中所含的水蒸氣，反應(yīng)完畢后將多余Cl2趕出，將收集器密封以防吸收空氣中的水蒸氣從而避免了FeCl3的潮解。 (4)通過冷水浴將升華的FeCl3冷卻收集，F(xiàn)e2＋的檢驗(yàn)可通過與赤鐵鹽(K3[Fe(CN)6])生成藍(lán)色沉淀(騰化鹽)的方法來完成。 (6)Fe3＋與H2S的氧化還原反應(yīng)的離子方程式的書寫應(yīng)注意得失電子守恒與電荷守恒。 (7)、(8)電解FeCl2溶液，通過陰極：2H＋＋2e－===H2↑ 陽(yáng)極：Fe2＋－e－===Fe3＋來完成溶液中FeCl3的循環(huán)利用。 練出高分 一、單項(xiàng)選擇題 1．鐵是人類應(yīng)用較早，當(dāng)前應(yīng)用量最大的金屬元素。下列有關(guān)鐵及其化合物的有關(guān)說法中正確的是(　　) A．赤鐵礦的主要成分是Fe3O4 B．鐵與水蒸氣在高溫下的反應(yīng)產(chǎn)物為Fe2O3和H2 C．除去FeCl2溶液中的FeCl3雜質(zhì)可以向溶液中加入鐵粉，然后過濾 D．Fe3＋與KSCN產(chǎn)生血紅色沉淀 答案　C 解析　赤鐵礦的主要成分是Fe2O3；鐵與水蒸氣在高溫下的反應(yīng)產(chǎn)物為Fe3O4和H2；＋3價(jià)鐵離子遇KSCN溶液變?yōu)檠t色，但沒有沉淀產(chǎn)生，一般可以用此方法檢驗(yàn)＋3價(jià)鐵離子的存在。 2．下列中學(xué)常見實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象或表述正確的是(　　) A．過量的鐵投入到一定量的稀硝酸中，充分反應(yīng)后取上層清液于試管中，滴加KSCN溶液，溶液顯血紅色 B．制備氫氧化亞鐵時(shí)，向硫酸亞鐵溶液中滴加氫氧化鈉溶液，邊加邊攪拌，即可制得白色的氫氧化亞鐵 C．檢驗(yàn)紅磚中的氧化鐵成分，向紅磚粉末中加入鹽酸，充分反應(yīng)后取上層清液于試管中，滴加KSCN溶液2～3滴即可 D．向CuSO4溶液中滴入過量NaOH溶液充分反應(yīng)后，將混合液體倒入蒸發(fā)皿中加熱煮沸一會(huì)，然后冷卻、過濾，濾紙上的物體為“藍(lán)色固體” 答案　C 解析　過量的鐵粉與一定量的稀硝酸反應(yīng)最終生成的是Fe2＋，A錯(cuò)誤；制備氫氧化亞鐵應(yīng)避免被氧氣氧化，向硫酸亞鐵溶液中加氫氧化鈉溶液時(shí)應(yīng)把長(zhǎng)膠頭滴管的下端插入液面以下且不能攪拌，B錯(cuò)誤；CuSO4溶液中滴入過量NaOH溶液充分反應(yīng)后生成Cu(OH)2沉淀，加熱后過濾，濾紙上留有的是CuO(黑色)，D錯(cuò)誤。 3．在含有Fe3＋、Fe2＋、Al3＋、NH的稀溶液中加入足量Na2O2固體，充分反應(yīng)后，再加入過量稀鹽酸，完全反應(yīng)，則離子數(shù)目沒有變化的是(　　) A．Fe3＋、Al3＋ B．Al3＋ C．Fe2＋、NH D．Fe3＋ 答案　B 解析　2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，F(xiàn)e2＋轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3＋，F(xiàn)e3＋轉(zhuǎn)變?yōu)镕e(OH)3沉淀析出，Al3＋轉(zhuǎn)變?yōu)锳lO，NH轉(zhuǎn)變?yōu)镹H3氣體，NH減少；沒有過濾，再加入過量稀鹽酸，F(xiàn)e(OH)3沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3＋，所以Fe2＋減少，F(xiàn)e3＋增多，AlO再轉(zhuǎn)變?yōu)锳l3＋，幾乎不變。 4．下列說法正確的是(　　) A．Fe在一定條件下與水反應(yīng)生成H2和Fe(OH)3 B．Fe3O4溶于鹽酸后加入幾滴KSCN溶液，溶液顯血紅色 C．FeCl2溶液蒸干灼燒后得到FeCl2固體 D．將FeCl3飽和溶液滴入NaOH溶液中可制備Fe(OH)3膠體 答案　B 解析　高溫下鐵與水蒸氣反應(yīng)生成Fe3O4和H2，A項(xiàng)錯(cuò)；Fe3O4溶于鹽酸生成Fe3＋和Fe2＋，B項(xiàng)正確；FeCl2易水解，在空氣中蒸干灼燒產(chǎn)物為Fe2O3，C項(xiàng)錯(cuò)；將FeCl3飽和溶液滴入NaOH溶液中，得到Fe(OH)3沉淀而不是膠體，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 5．在含有下列離子組的溶液中，加入Fe(NO3)2固體后，仍然能夠大量共存的離子組是(　　) A．K＋、SO、NH、CO B．K＋、Ba2＋、OH－、Cl－ C．Na＋、H＋、Cl－、SO D．Na＋、Mg2＋、Cl－、NO 答案　D 解析　A中CO和Fe2＋不能大量共存；B中Fe2＋和OH－不能大量共存；C中H＋、NO和Fe2＋因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存。 6．鐵及其化合物是中學(xué)化學(xué)中的一類重要物質(zhì)，下列關(guān)于鐵元素的敘述中正確的是(　　) A．2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋成立說明氧化性：Fe3＋＞Fe2＋ B．25℃，pH＝0的溶液中，Al3＋、NH、NO、Fe2＋可以大量共存 C．5.6g鐵與足量的氯氣反應(yīng)失去電子為0.2mol D．硫酸亞鐵溶液中加入過氧化氫溶液：Fe2＋＋2H2O2＋4H＋===Fe3＋＋4H2O 答案　A 解析　B項(xiàng)pH＝0的溶液呈強(qiáng)酸性，F(xiàn)e2＋、NO、H＋不能大量共存，不正確；C項(xiàng)應(yīng)為0.3mol，不正確；D項(xiàng)電荷不守恒，不正確。 7．將3.48g四氧化三鐵完全溶解在100mL1mol·L－1的硫酸中，然后加入K2Cr2O7溶液25mL，恰好使溶液中的Fe2＋全部轉(zhuǎn)化為Fe3＋，Cr2O全部轉(zhuǎn)化為Cr3＋，則K2Cr2O7溶液的物質(zhì)的量濃度是(　　) A．0.05mol·L－1 B．0.1mol·L－1 C．0.2mol·L－1 D．0.3mol·L－1 答案　B 解析　可以把Fe3O4看作FeO·Fe2O3，則n(Fe3O4)＝n(FeO)＝n(Fe2＋)，依次可知，在反應(yīng)中Fe2＋Fe3＋，Cr2O2Cr3＋，若設(shè)K2Cr2O7溶液的物質(zhì)的量濃度為c，則根據(jù)得失電子守恒有：×1＝c×0.025L×6，解得c＝0.1mol·L－1。 二、不定項(xiàng)選擇題 8．在含有FeCl3和BaCl2的酸性溶液中，通入足量的SO2后有白色沉淀生成，過濾后，向溶液中滴加KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，下列敘述不正確的是(　　) A．白色沉淀是BaSO4和BaSO3 B．溶液的酸性減弱 C．白色沉淀是BaSO4 D．FeCl3全部被還原為FeCl2 答案　AB 解析　Fe3＋具有氧化性，通入足量SO2后發(fā)生氧化還原反應(yīng)，F(xiàn)e3＋全部被還原為Fe2＋，所以向溶液中滴加KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，同時(shí)SO2被氧化為SO，白色沉淀是BaSO4。依據(jù)2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋可知溶液酸性增強(qiáng)，C、D正確，B錯(cuò)誤；因?yàn)槿芤撼仕嵝裕欢ú粫?huì)生成BaSO3沉淀，A錯(cuò)誤。 9．通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、分析推理得出正確的結(jié)論是化學(xué)學(xué)習(xí)的方法之一。對(duì)下列實(shí)驗(yàn)事實(shí)的解釋正確的是(　　) 選項(xiàng) 操作、現(xiàn)象 解釋 A 向KI-淀粉溶液中加入FeCl3溶液，溶液變藍(lán) Fe3＋能與淀粉發(fā)生顯色反應(yīng) B 把生鐵放置于潮濕的空氣中，鐵表面有一層紅棕色的斑點(diǎn) 鐵在潮濕的空氣中易生成Fe2O3 C 向稀硝酸中加入少量鐵粉，有氣泡產(chǎn)生 說明Fe置換出硝酸中的氫，生成了氫氣 D 新制Fe(OH)2露置于空氣中一段時(shí)間，白色物質(zhì)變成了紅褐色 說明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3 答案　BD 解析　A項(xiàng)中Fe3＋將I－氧化為I2，淀粉遇碘變藍(lán)；B項(xiàng)中紅棕色斑點(diǎn)是Fe2O3；C項(xiàng)中鐵與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體為NO。 10．某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3，若向其中逐漸加入鐵粉，溶液中Fe2＋濃度和加入鐵粉的物質(zhì)的量之間的關(guān)系如下圖所示。則稀溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物質(zhì)的量濃度之比為(　　) A．1∶1∶1 B．1∶3∶1 C．3∶3∶8 D．1∶1∶4 答案　D 解析　據(jù)氧化性由強(qiáng)到弱的順序HNO3>Fe3＋>Cu2＋，可知隨鐵粉的增加，反應(yīng)的方程式分別為 4HNO3(稀)＋Fe===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O 4mol　　1mol　1mol 2Fe(NO3)3＋Fe===3Fe(NO3)2 2mol1mol3mol Cu(NO3)2＋Fe===Fe(NO3)2＋Cu 1mol1mol1mol 所以原溶液中，F(xiàn)e(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的物質(zhì)的量之比為(2mol－1mol)∶1mol∶4mol＝1∶1∶4。 三、非選擇題 11．根據(jù)框圖回答下列問題(答題時(shí)，方程式中的M、E用所對(duì)應(yīng)的元素符號(hào)表示)： (1)寫出M溶于稀硫酸和H2O2混合液的化學(xué)方程式________________________。 (2)某同學(xué)取X的溶液，酸化后加入KI-淀粉溶液，變?yōu)樗{(lán)色。寫出與上述變化過程相關(guān)的離子方程式________________________、________________________。 (3)寫出Cl2將Z氧化為K2EO4的化學(xué)方程式________________________________。 答案　(1)Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O (2)4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O　2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I(xiàn)2 (3)10KOH＋3Cl2＋2Fe(OH)3===2K2FeO4＋6KCl＋8H2O 解析　該題入手點(diǎn)是物質(zhì)的顏色，紅色金屬M(fèi)與硫酸和過氧化氫反應(yīng)生成藍(lán)色溶液，所以M為金屬銅。金屬E與CuSO4溶液發(fā)生置換反應(yīng)，所以金屬E的活動(dòng)性強(qiáng)于Cu的，且根據(jù)圖示可知Y溶液與KSCN形成血紅色溶液，所以E為鐵。Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4，在酸性條件下，氧氣氧化Fe2＋生成Fe3＋。Y溶液中也含有Fe3＋，所以Z為Fe(OH)3，氯氣具有強(qiáng)氧化性，在堿性條件下 (OH)3被氧化成K2O4。 12．堿式硫酸鐵[Fe(OH)SO4]是一種用于污水處理的新型高效絮凝劑，在醫(yī)藥上也可用于治療消化性潰瘍出血。工業(yè)上利用廢鐵屑(含少量氧化鋁、氧化鐵等)生產(chǎn)堿式硫酸鐵的工藝流程如下。 已知：部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH如表所示。 沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 開始沉淀 2.3 7.5 3.4 完全沉淀 3.2 9.7 4.4 回答下列問題。 (1)加入少量NaHCO3的目的是調(diào)節(jié)pH，使溶液中的______沉淀，該工藝中“攪拌”的作用是__________。 (2)在實(shí)際生產(chǎn)中，反應(yīng)Ⅱ中常同時(shí)通入O2以減少NaNO2的用量，O2與NaNO2在反應(yīng)中均作________。若參與反應(yīng)的O2有11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則相當(dāng)于節(jié)約NaNO2的物質(zhì)的量為________。 (3)堿式硫酸鐵溶于水后產(chǎn)生的Fe(OH)2＋可部分水解生成聚合離子Fe2(OH)。該水解反應(yīng)的離子方程式為__________________。 (4)在醫(yī)藥上常用硫酸亞鐵與硫酸、硝酸的混合液反應(yīng)制備堿式硫酸鐵。根據(jù)我國(guó)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品中不得含有Fe2＋及NO。為檢驗(yàn)所得產(chǎn)品中是否含有Fe2＋，應(yīng)使用的試劑為________(填字母)。 A．氯水 B．KSCN溶液 C．NaOH溶液 D．酸性KMnO4溶液 答案　(1)Al3＋　加快反應(yīng)速率　(2)氧化劑　2mol (3)2Fe(OH)2＋＋2H2OFe2(OH)＋2H＋ (4)D 解析　(1)廢鐵屑中含有氧化鋁，反應(yīng)Ⅰ中引入了雜質(zhì)Al3＋，加入NaHCO3調(diào)節(jié)pH至4.4可使Al3＋完全沉淀?！皵嚢琛钡哪康氖鞘狗磻?yīng)物充分接觸，從而加快化學(xué)反應(yīng)速率。(2)硫酸亞鐵溶液中加入NaNO2得到Fe(OH)SO4，鐵的化合價(jià)升高而N的化合價(jià)降低，故NaNO2在反應(yīng)中作氧化劑。1molO2可得到4mol電子，1molNaNO2可得到1mol電子，標(biāo)況下11.2LO2的得電子能力與2molNaNO2相當(dāng)。(4)Fe2＋能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，故可用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)產(chǎn)品中是否含有Fe2＋。 13．某校探究性學(xué)習(xí)小組用已部分生銹的廢鐵屑制作印刷電路板的腐蝕劑，并回收銅。探究過程如下： 請(qǐng)回答下列問題： (1)步驟①中先加入熱的Na2CO3溶液除油污，操作甲的名稱是________。 (2)步驟②中，除發(fā)生反應(yīng)Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑外，其他可能反應(yīng)的離子方程式為________________。 (3)溶液C的顏色是________，溶液D中可能含有的金屬陽(yáng)離子有________。 (4)可以驗(yàn)證溶液B中是否含有Fe2＋的一種試劑是______(填字母)。 a．稀硫酸　b．鐵　c．硫氰化鉀　d．酸性高錳酸鉀溶液 (5)操作乙的名稱是________，步驟⑤產(chǎn)生金屬銅的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。 答案　(1)過濾 (2)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ (3)棕黃色　Fe2＋、Cu2＋、Fe3＋　(4)d (5)電解　CuCl2Cu＋Cl2↑ 14．某研究性學(xué)習(xí)小組請(qǐng)你參與“研究鐵與水反應(yīng)所得固體物質(zhì)的成分、性質(zhì)及再利用”實(shí)驗(yàn)探究，并共同回答下列問題： 探究一　設(shè)計(jì)如圖所示裝置進(jìn)行“鐵與水反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)(夾持儀器略)。 (1)硬質(zhì)玻璃管B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________。 (2)反應(yīng)前A中投放碎瓷片的目的是______________________________________________。 (3)裝置E中的現(xiàn)象是___________________________________________________________。 探究二　設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案確定反應(yīng)后硬質(zhì)玻璃管B中黑色固體的成分。 (4)待硬質(zhì)玻璃管B冷卻后，取少許其中的固體物質(zhì)溶于________后，將所得溶液分成兩份。 (5)一份滴加幾滴KSCN溶液。若溶液變血紅色，推斷硬質(zhì)玻璃管B中固體物質(zhì)的成分為_____(選填序號(hào)，下同)；若溶液未變血紅色，推斷硬質(zhì)玻璃管B中固體物質(zhì)的成分為______。 ①一定有Fe3O4②一定有Fe ③只有Fe3O4④只有Fe (6)另一份用________(填儀器名稱)加入________(填試劑和現(xiàn)象)，可以證明溶液中存在Fe2＋。 探究三　設(shè)計(jì)如下流程測(cè)定反應(yīng)后硬質(zhì)玻璃管B中固體含鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 (7)試劑b的化學(xué)式是________。 (8)計(jì)算反應(yīng)后B裝置中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______。 答案　(1)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 (2)防止暴沸　(3)黑色固體變紅，右端管壁有水珠 (4)稀硫酸　(5)①　② (6)膠頭滴管　酸性KMnO4溶液，溶液褪色(或鐵氰化鉀溶液，生成藍(lán)色沉淀。答案合理即可) (7)NaOH　(8)77.8%