3.1 铁及其化合物（含解析） 课后训练 2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

3.1 铁及其化合物 课后训练
一、单选题
1．下列说法中正确的是（　　）
A．元素从化合态变为游离态，该元素一定被还原
B．铝合金比纯铝的熔点更高硬度更大
C．保存FeCl3溶液时，通常在溶液中加少量的单质铁
D．次氯酸钠与碳酸反应生成次氯酸证明次氯酸是弱酸
2．化学无处不在。下列与知识描述对应的化学知识或原理正确的是（　　）
选项 知识描述 化学知识或原理
A 熬胆矾铁釜，久之亦化为铜 胆矾是混合物
B 丹砂（HgS）烧之成水银，积变又还成丹砂 过程发生分解反应和化合反应
C “火树银花不夜天”指的是金属元素的焰色试验 焰色试验属于化学变化
D 故宫红墙的涂料常用铁红作红色颜料 铁红的主要成分为
A．A B．B C．C D．D
3．在实验中手不慎被玻璃划破，可用FeCl3溶液应急止血，主要原因可能是（　　）
A．FeCl3溶液能与血液发生化学反应
B．FeCl3溶液能产生Fe(OH)3沉淀堵住伤口
C．FeCl3溶液能使血液聚集沉降
D．FeCl3溶液有杀菌消毒作用
4．下列物质与其俗名匹配且相关叙述合理的是（　　）
A．磁性氧化铁：四氧化三铁，为黑色晶体
B．铁红：氧化亚铁，可用作红色油漆的颜料
C．双氧水：过氧化氢，受热稳定、易溶于水
D．苏打： 碳酸氢钠，可用于治疗胃酸过多
5．下列关于铁及其化合物的说法错误的是（　　）
A．美丽的丹霞地貌是由于岩层中含而呈红色，铁在自然界中均以化合态的形式存在
B．钢为铁碳合金，是目前用量最大、用途最广的合金，其硬度比纯铁大
C．实验室保存亚铁盐溶液时，为了防止亚铁盐被氧化为铁盐，常在试剂瓶中加入少量铁粉
D．为避免铁在高温条件下与水蒸气反应产生，钢铁厂中的模具需要充分干燥
6．下列物质反应后的溶液中加入KSCN溶液一定会变红色的（　　）
A．Fe2O3与HCl反应 B．过量铁粉与稀硝酸反应
C．少量铁粉与稀盐酸作用 D．铁粉与CuSO4反应
7．下列各种物质在一定条件下反应，所得产物种类与反应物的用量或条件无关的是（　　）
A．Ca（HCO3）2溶液与Ca（OH）2反应
B．Fe 与 O2反应
C．NaAlO2溶液与CO2反应
D．NH4HCO3溶液与NaOH反应
8．下列有关物质的性质及用途描述正确的是（　　）
A．氯水放置数天后减小，说明氯水吸收了空气中的
B．过氧化钠与水反应时，过氧化钠是氧化剂，水是还原剂
C．漂白粉在潮湿空气中反应生成，可用于自来水的杀菌消毒
D．在氯气中燃烧，生成的棕黄色的烟是
9．向盛有2mLFeCl3溶液的试管中加入少量铁粉，进行如下实验。下列分析正确的是（　　）
A．只加入KSCN溶液可检验试管1中是否含有Fe2+
B．试管2中无现象，则表明试管1中溶液不含Fe3+
C．试管3中的离子反应为：Fe2++Cl2=Fe3++2Cl-
D．试管3中必定有红色沉淀生成
10．中学常见的某反应的化学方程式为a+b→c+d+H2O（未配平，反应条件略去）．下列叙述不正确的是（　　）
A．若a是铁，b是稀硝酸（过量）且a可溶于c溶液中．则a与b反应的离子方程式为Fe+4H++NO3﹣=Fe3++NO↑+2H2O
B．若c，d为气体，且都能使澄清石灰水变浑浊，则将此混合气体通入溴水中，橙色褪去，其褪色过程的离子方程式为SO2+Br2+2H2O=4H++SO42﹣+2Br﹣
C．若c是无色刺激性气味的气体，其水溶液显弱碱性，在标准状况下用排空气法收集c气体得平均摩尔质量为20 g mol﹣1的混合气体进行喷泉实验．假设溶质不扩散，实验完成后所得溶液的物质的量浓度约为0.056 mol L﹣1
D．若a是造成温室效应的主要气体之一，c、d均为钠盐，参加反应的a、b物质的量之比为4：5，则上述反应的离子方程式为4CO2+5OH﹣=CO32﹣+3HCO3﹣+H2O
11．下列氯化物中，既能由金属单质和氯气直接化合制得，又能由金属单质和稀盐酸反应制得的是（　　）
A． B． C． D．
12．每年八月十五夜，一轮明月最圆时，中秋佳节家家赏月吃饼。打开月饼包装盒，发现有一独立包装的铁粉小包，下列判断正确的是（　　）
A．铁粉可以防止月饼受潮 B．铁粉可以吸附包装内的异味
C．铁粉可以防止月饼被氧化 D．铁粉可以使月饼低温保存
13．在指定条件下，下列物质或离子间的转化能实现的是（　　）
A．胶体 B．
C． D．
14．某溶液中有Mg2＋、Fe2＋、Al3＋、Cu2＋4种离子，若向其中加入过量的Na2O2固体，微热并搅拌，再加入过量盐酸，溶液中大量减少的阳离子是（　　）
A．Cu2＋ B．Mg2＋ C．Fe2＋ D．Al3＋
15．化学与生活密切相关。下列说法错误的是（　　）
A．铁粉可用于食品袋内的脱氧剂
B．漂白粉可用于生活用水的消毒
C．氢氧化铝可用于中和过多胃酸
D．氧化钠可用于呼吸面具中的供氧剂
16．春秋初年，我国已掌握了冶铁技术。下列有关铁的化学反应的叙述正确的是（　　）
A．室温下，过量Fe与浓硫酸反应生成FeSO4
B．加热时，过量Fe与氯气反应生成FeCl2
C．高温下，铁与水蒸气反应有Fe3O4生成
D．高温下，铁粉与氧化铝粉末反应生成单质铝
二、综合题
17．铁及其化合物在人类生活中有着极其重要的作用。完成下列填空：
（1）铁的原子结构示意图为。由此可知，铁是第　 　周期元素，铁原子核外3d轨道上共填充了　 　个电子。
（2）古代中国四大发明之一的司南是由天然的磁石制成的，其主要成分是　 　(选填编号)。
a.Fe b.FeO c.Fe2O3 d.Fe3O4
（3）FeSO4可以用来净水、治疗缺铁性贫血等，实验室在配制FeSO4溶液时，为了防止FeSO4变质，经常向溶液中加入铁粉，其原因是　 　(用离子方程式表示)。
（4）向新配制的FeSO4溶液中，加入一定量的稀硝酸，发生如下反应：
Fe2++H++NO=Fe3++NO↑+H2O
①配平上述反应　 　。
②每生成0.5molNO气体，转移的电子数为　 　。
③要检验该反应后的溶液中是否还含有Fe2+，实验方案是　 　。
现在可以利用铁氧化物循环裂解水制备氢气，其过程如图所示：
（5）写出反应Ⅲ的平衡常数表达式　 　。
（6）写出铁氧化物循环裂解水制氢的总反应的化学方程式：　 　。
（7）Fe3O4和CO的反应过程与温度密切相关。向某容器中加入Fe3O4与CO，当其它条件一定时，达到平衡时CO的体积百分含量随温度的变化关系如图所示。
已知：①Fe3O4+CO 3FeO+CO2-Q1(Q1>0)
②Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2+Q2(Q2>0)
推测当温度达到570℃，平衡时CO体积百分含量最高的原因：　 　。
18．Fe2O3又称铁红，请根据要求完成下列问题．
（1）铁红加入适量盐酸，反应的化学方程式为　 　．
（2）用上述所得溶液进行下列实验：取少量溶液置于试管中，滴入NaOH溶液，可观察到有红褐色沉淀产生，反应的离子方程式为　 　．
（3）在小烧杯中加入20mL蒸馏水，加热至沸腾后，向烧杯中加入几滴饱和FeCl3溶液，继续煮沸至出现　 　色，即可制得Fe（OH）3胶体．在向所得Fe（OH）3胶体中逐滴加入稀硫酸的现象是　 　．
19．按要求写出正确的化学方程式
（1）金属钠在氧气中燃烧：　 　
（2）过氧化钠与二氧化碳反应：　 　
（3）铁在氯气中燃烧：　 　
（4）氢气在氯气中燃烧：　 　
（5）用浓氢氧化钠溶液吸收氯气：　 　
20．铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示：Fe2+ Fe3+ FeO （高铁酸根离子）回答下列有关问题：
（1）检验硫酸铁溶液中是否存在Fe2+的方法是　 　．
（2）干法制备高铁酸钠的主要反应为2FeSO4+6Na2O2═2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑
该反应中的还原剂是　 　，每生成1mol Na2FeO4转移　 　 mol电子．
（3）湿法制备高铁酸钾（K2FeO4）的反应体系中有六种微粒：Fe（OH）3、ClO﹣、OH﹣、FeO42﹣、Cl﹣、H2O．
①写出并配平湿法制高铁酸钾的离子反应方程式：　 　．
②若反应过程中转移了0.3mol电子，则还原产物的物质的量为　 　．
21．Fe水蒸气反应，如图所示。
（1）在D处玻璃管口点燃生成的气体前，必须对该气体进行　 　。
（2）B中反应的化学方程式：　 　。
（3）当有16.8g铁粉参加反应时，生成的气体在标准状况下的体积是　 　L。
（4）除去FeCl2中混有的FeCl3，可加入　 　，反应的离子方程式为　 　
（5）除去FeCl3中混有的FeCl2，可加入　 　，反应的离子方程式为　 　
答案解析部分
1．【答案】D
【解析】【解答】A、化合态的元素化合价可能是正价也可能是负价，变成游离态的单质后呈0价，所以可能是化合价升高被氧化，也可能化合价降低被还原，A不符合题意。
B、合金熔点比组分金属低、硬度比组分金属高，B不符合题意。
C、Fe+2Fe3+=3Fe2+ ， 所以加入Fe粉是不符合题意的，符合题意做法是加入盐酸防止FeCl3水解，C不符合题意。
D、根据强酸制弱酸原理可知，HClO的酸性比H2CO3更弱，而H2CO3是弱酸，所以HClO是比H2CO3更弱的弱酸，D符合题意。符合题意答案D。
【分析】该题考查知识点较散，涉及到合金、氧化还原反应、铁盐和亚铁盐的相互转化、强酸制弱酸等知识点，虽然考查知识点较散但是通过强酸制弱酸知识点可得出正确答案D
2．【答案】B
【解析】【解答】A、 胆矾是CuSO4 5H2O，CuSO4 5H2O只由一种物质组成，属于纯净物，故A错误；
B、灼烧HgS得到S和Hg，S和Hg发生反应Hg+S=HgS，该过程中发生分解反应和化合反应，故B正确；
C、焰色反应过程中没有新物质生成，属于物理变化，故C错误；
D、铁红的主要成分是红棕色的Fe2O3， 故D错误；
故答案为：B。
【分析】A、胆矾只由一种物质组成，属于纯净物；
B、灼烧HgS得到S和Hg，S和Hg又反应生成Hg；
C、焰色反应属于物理变化；
D、铁红为氧化铁。
3．【答案】C
【解析】【解答】血液属于胶体，加入电解质溶液（FeCl3溶液）可使血液聚集沉降，达到止血效果，
故答案为:C。
【分析】血液可看作是胶体分散系，胶体遇电解质溶液能发生聚沉。
4．【答案】A
【解析】【解答】A. 磁性氧化铁是四氧化三铁，为黑色晶体，A符合题意；
B. 铁红是氧化铁，可用作红色油漆的颜料，B不符合题意；
C. 双氧水是过氧化氢，受热易分解生成氧气和水，C不符合题意；
D. 苏打是碳酸钠，小苏打碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多，D不符合题意。故答案为：A。
【分析】根据常见化学物质的俗名和用途进行判断。
5．【答案】A
【解析】【解答】A．丹霞地貌的岩层中因含而呈红色，铁在自然界中以单质的形态存在于陨铁中，故A符合题意；
B．目前用量最大、用途最广的合金是钢铁，合金的硬度比它的成分金属的硬度大，故B不符合题意；
C．亚铁盐在溶液中易被氧化，实验室中保存亚铁盐溶液时，应该加入铁粉以防止亚铁盐被氧化，其原理是：Fe+2Fe3+=3Fe2+，故C不符合题意；
D．铁在高温条件下与水蒸气反应：3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2，为避免铁在高温条件下与水蒸气反应产生，钢铁厂中的模具需要充分干燥，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.自然界大多数铁以化合态形式存在，少量以游离态存在
B.注意区分，虽然铝的含量比铁高，但是铝的冶炼成本高，故铁合金使用范围更加广泛
C.Fe2+极易被空气中氧气氧化，通常加入少量铁粉防止被氧化
D.Fe在常温下与水几乎不反应，但是在高温下会发生反应
6．【答案】A
【解析】【解答】解：A．反应后生成氯化铁，KSCN溶液变红色，故A正确；
B．铁过量，反应生成硝酸亚铁，加KSCN溶液不变红色，故B错误；
C．反应生成氯化亚铁，加KSCN溶液不变红色，故C错误；
D．反应生成硫酸亚铁，加KSCN溶液不变红色，故D错误；
故选A．
【分析】反应后的溶液中滴加KSCN溶液变红色，说明反应溶液中存在铁离子，以此来解答．
7．【答案】A
【解析】【解答】解：A．Ca（HCO3）2溶液与Ca（OH）2反应生成碳酸钙和水，所得产物种类与反应物的用量或条件无关，故A选；
B．缓慢氧化生成氧化铁，点燃生成四氧化三铁，与反应条件有关，故B不选；
C．二氧化碳少量反应生成碳酸钠和氢氧化铝，二氧化碳过量反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠，反应产物与二氧化碳量有关，故C不选；
D．NH4HCO3溶液与NaOH反应，所得产物种类与反应物的用量有关，故D不选；
故选：A．
【分析】A．与其它条件无关，二者反应生成碳酸钙和水；
B．缓慢氧化生成氧化铁，点燃生成四氧化三铁；
C．二氧化碳少量反应生成碳酸钠和氢氧化铝，二氧化碳过量反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠；
D．氢氧化钠少量，只反应碳酸氢根离子，氢氧化钠过量，碳酸氢根离子、氨根离子都反应．
8．【答案】C
【解析】【解答】A．氯水放置数天后pH将变小，氯水中次氯酸分解生成了盐酸，酸性增强，故A不符合题意；
B．过氧化钠与水反应过程中，过氧化钠既是氧化剂又是还原剂，水既不是氧化剂也不是还原剂，故B不符合题意；
C．空气中有二氧化碳，次氯酸的酸性比碳酸弱，漂白粉中的有效成分次氯酸钙能与空气中的二氧化碳反应生成具有强氧化性的次氯酸，能起到杀菌消毒的作用，则漂白粉可用于自来水的杀菌消毒，故C符合题意；
D．在氯气中燃烧，生成的棕褐色的烟是，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.氯水中含有次氯酸，次氯酸见光分解生成氯化氢和氧气；
B.过氧化钠与水的反应中，过氧化钠中的氧元素的化合价既升高又降低，过氧化钠既是氧化剂又是还原剂；
D.铁在氯气中燃烧生成氯化铁。
9．【答案】B
【解析】【解答】A．加入KSCN溶液可检验Fe3+，故A不符合题意；
B．加入KSCN溶液可检验Fe3+，试管2中无现象，则表明试管1中溶液不含Fe3+，故B符合题意；
C．试管3中的离子反应为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，故C不符合题意；
D．试管3中加入氯水将Fe2+氧化为Fe3+，试管2中上层清液含KSCN溶液，与Fe3+结合生成血红色配合物，不是沉淀，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.KSCN与Fe2+反应无明显现象；
B.Fe3+遇KSCN变红；
C.该方程式电荷不守恒；
D.Fe3+与SCN-结合生成Fe(SCN)3络合物，不是沉淀。
10．【答案】C
【解析】【解答】解：A．若a是铁，b是稀硝酸（过量），且a可溶于c溶液中，则c为硝酸铁、D为NO，则a与b反应的离子方程式为Fe+4H++NO3﹣=Fe3++NO↑+2H2O，故A正确；
B．若c，d为气体，且都能使澄清石灰水变浑浊，为二氧化碳和二氧化硫，应是碳和浓硫酸能反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，则将此混合气体通入溴水中，橙色褪去，反应生成硫酸与HBr，离子方程式为：SO2+Br2+2H2O═4H++SO42﹣+2Br﹣，故B正确；
C．若C是无色刺激性气味的气体，其水溶液呈弱碱性，则C为氨气，应是氯化铵与氢氧化钙反应生成氨气、氯化钙与水，氨气溶于水，溶液体积等于氨气体积，令氨气为1L，氨气物质的量为 = mol，溶液浓度为 =0.045mol/L，故C错误；
D．若a是造成温室效应的主要气体之一，则a为CO2，c、d均为钠盐，则b为NaOH，参加反应的a、b物质的量之比为4：5，则生成NaHCO3、Na2CO3，根据钠离子、碳原子守恒[n（NaHCO3）+n（Na2CO3）]：[n（NaHCO3）+2n（Na2CO3）]=4：5，整理可得n（NaHCO3）：n（Na2CO3）=3：1，故反应的离子方程式为4CO2+5OH﹣═CO32﹣+3HCO3﹣+H2O，故D正确，
故选：C．
【分析】A．若a是铁，b是稀硝酸（过量），且a可溶于c溶液中，则c为硝酸铁、D为NO；
B．若c，d为气体，且都能使澄清石灰水变浑浊，为二氧化碳和二氧化硫，应是碳和浓硫酸能反应生成二氧化碳、二氧化硫和水；
C．若C是无色刺激性气味的气体，其水溶液呈弱碱性，则C为氨气，应是氯化铵与氢氧化钙反应生成氨气、氯化钙与水，氨气溶于水，溶液体积等于氨气体积，令氨气为1L，根据n= 计算氨气物质的量，再根据c= 计算溶液浓度；
D．若a是造成温室效应的主要气体之一，则a为CO2，c、d均为钠盐，则b为NaOH，参加反应的a、b物质的量之比为4：5，则生成NaHCO3、Na2CO3，根据钠离子、碳原子守恒计算NaHCO3、Na2CO3物质的量之比，进而书写离子方程式．
11．【答案】C
【解析】【解答】A．银和盐酸不反应，不能由金属银和稀盐酸反应制得，故不选A；
B．铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，不能由金属铁和稀盐酸反应制得，故不选B；
C．钠和氯气反应生成氯化钠、钠和盐酸反应生成氯化钠和氢气，故选C；
D．Hg和盐酸不反应，不能由金属银和稀盐酸反应制得，故不选D；
故答案为：C。
【分析】易错分析：B.铁为变价金属，与氯气强氧化剂反应生成高价态，与稀盐酸弱氧化剂反应生成低价态。
12．【答案】C
【解析】【解答】 打开月饼包装盒，发现有一独立包装的铁粉小包,铁粉具有还原性，可以防止月饼被氧化，故答案为：C
【分析】根据铁粉具有还原性，因此可以防止月饼被氧化
13．【答案】C
【解析】【解答】A．FeCl3溶液和NaOH溶液反应得到氢氧化钠沉淀，故A错误；
B．Fe和水蒸气在高温下反应生成Fe3O4，故B错误；
C．Fe2+能够被Cl2氧化为Fe3+，故C正确；
D．FeCl3和Cu反应生成FeCl2和CuCl2，故D错误；
故答案为：C。
【分析】A.氢氧化铁胶体制备方法为：将饱和的氯化铁滴加到沸水中，煮沸到溶液呈红褐色停止加热即可得到氢氧化铁胶体。
B.铁常温被氧化得到三氧化二铁，高温得到四氧化三铁。
D.三价铁具有氧化性，与铜反应生成二价铁，无法得到单质铁。
14．【答案】C
【解析】【解答】过氧化钠溶于水生成氢氧化钠和氧气，溶液显碱性，同时过氧化钠具有氧化性，则向含有Mg2＋、Fe2＋、Al3＋、Cu2＋等四种离子的溶液中加入过量的过氧化钠，会产生Cu(OH)2、Mg(OH)2、Fe(OH)2沉淀，Al3+则变为AlO2-溶于水，由于氢氧化亚铁易被氧化，所以微热并搅拌，Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3，再加入过量盐酸，Cu(OH)2、Mg(OH)2、Fe(OH)3溶解变为Cu2＋、Mg2＋、Fe3＋，AlO2-则变为Al3＋。因此溶液中大量减少的阳离子是Fe2＋，
故答案为：C。
【分析】A、加入过氧化钠，除了产生氢氧化钠，还能产生氧气，故能与氧气反应的只有亚铁离子
15．【答案】D
【解析】【解答】A．铁粉有还原性，铁粉可用于食品袋内的脱氧剂，A不符合题意；
B．漂白粉溶于水会生成HClO，有强氧化性可消毒，B不符合题意；
C．氢氧化铝是弱碱，能中和胃酸中的盐酸，C不符合题意；
D．氧化钠和水、二氧化碳都反应，但不会生成O2，过氧化钠可用于呼吸面具的供氧剂，D符合题意；
故答案为：D
【分析】A．铁粉有还原性；
B．HClO有强氧化性可消毒；
C．氢氧化铝能和盐酸发生中和反应；
D．氧化钠和水、二氧化碳都反应，但不会生成O2。
16．【答案】C
【解析】【解答】A．室温下，Fe在浓硫酸中钝化，无法持续反应，A不符合题意；
B．无论Fe是否过量与氯气加热反应都只生成FeCl3，B不符合题意；
C．高温条件下，Fe与水蒸气反应得到Fe3O4和氢气，C符合题意；
D．Fe的活动性不如Al，不能从氧化铝中置换出Al单质，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.考虑到浓硫酸的强氧化性，在铁表面形成氧化物薄膜阻碍了反应进一步发生
B.氯气氧化性较强，产物只能是氯化铁
C.考查的是铁与水蒸气反应的产物
D.铝热反应是铝和氧化铁在高温下反应
17．【答案】（1）四；6
（2）d
（3）Fe + 2Fe3+ =3Fe2+
（4）3Fe2++4H++1NO=3Fe3++1NO↑+2H2O；1.5NA；取样，加入少量酸性KMnO4溶液，如果不显紫色，说明还含有Fe2+，如果显紫红色，说明不含有
（5）K=
（6）C+H2OCO+H2
（7）温度低于570℃时，发生的是反应②，因为②是放热反应，所以温度升高，平衡逆向移动，CO百分含量在不断增大；温度高于570℃，发生的反应是反应①，因为①是吸热反应，随着温度的升高，反应正向移动，CO百分含量在不断降低，所以570℃时，CO百分含量最高
【解析】【解答】（1）Fe为26号元素，核外电子排布为：，铁位于第四周期VIII族，铁原子核外3d轨道上共填充了6个电子，故答案为：四；6；
（2）磁铁的主要成分为四氧化三铁，故答案为：d；
（3）FeSO4具有较强还原性，配制其溶液时需加入适量铁粉，可将氧化后三价铁还原为二价铁，从而防止FeSO4氧化，发生的离子反应为：Fe + 2Fe3+ =3Fe2+，故答案为：Fe + 2Fe3+ =3Fe2+；
（4）1mol Fe2+被氧化为Fe3+失去1mol电子，1mol NO被还原为NO得3mol电子，根据得失电子守恒得到反应方程式：3Fe2++4H++1NO=3Fe3++1NO↑+2H2O；由反应可知每生成1molNO转移3mol电子，则生成0.5molNO气体，转移的电子数为1.5NA；检验反应后溶液中是否存在亚铁离子，可利用其还原性，用高锰酸钾溶液检验，具体的操作为：取样，加入少量酸性KMnO4溶液，如果不显紫色，说明还含有Fe2+，如果显紫红色，说明不含有；故答案为：3Fe2++4H++1NO=3Fe3++1NO↑+2H2O；1.5NA；取样，加入少量酸性KMnO4溶液，如果不显紫色，说明还含有Fe2+，如果显紫红色，说明不含有；
（5）由图可知反应III为C与二氧化碳反应生成CO，反应方程式为：C(s)+CO2(g)2CO(g)，平衡常数表达式K=，故答案为：K=；
（6）由图可知总反应为C与水高温生成CO和氢气，反应为：C+H2OCO+H2，故答案为：C+H2OCO+H2；
（7）温度较低时发生反应②，由题意可知反应②为放热反应，随温度的升高，平衡逆向移动，CO的百分含量不断增大；当温度较高时发生反应①，反应①为吸热反应，随温度升高，反应正向移动，CO的百分含量又降低，故答案为：温度低于570℃时，发生的是反应②，因为②是放热反应，所以温度升高，平衡逆向移动，CO百分含量在不断增大；温度高于570℃，发生的反应是反应①，因为①是吸热反应，随着温度的升高，反应正向移动，CO百分含量在不断降低，所以570℃时，CO百分含量最高。
【分析】（1）根据原子序数和电子层数，可以判断元素在周期表的位置；
（2）四氧化三铁俗称磁性氧化铁；
（3）铁和铁离子反应生成亚铁离子；
（4） ① 结合化合价升降守恒判断化学计量数；
② 电子数的计算要结合化合价变化数目判断；
③ 亚提离子的检验可以采用酸性高锰酸钾溶液判断；
（5）化学平衡常数为生成物浓度幂之积和反应物浓度幂之积的比值；
（6）碳和水高温生成一氧化碳和氢气；
（7）反应②为放热反应，升高温度，平衡朝逆向移动；反应①为吸热反应，升高温度，平衡朝正向移动。
18．【答案】（1）Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
（2）Fe3++3OH﹣=Fe（OH）3↓
（3）红褐；先产生红褐色沉淀，后又溶解为黄色溶液
【解析】【解答】解：（1）氧化铁属于碱性氧化物，和酸反应生成铁盐和水，反应方程式为Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，
故答案为：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O；（2）氯化铁和NaOH发生复分解反应生成红褐色沉淀氢氧化铁，同时生成NaCl，离子方程式为Fe3++3OH﹣=Fe（OH）3↓，
故答案为：Fe3++3OH﹣=Fe（OH）3↓；（3）将蒸馏水加热至沸腾后，向烧杯中加入几滴FeCl3溶液，继续煮沸至出现红褐色，得到氢氧化铁胶体，在向所得Fe（OH）3胶体中逐滴加入稀硫酸的现象是先产生红褐色沉淀，后又溶解为黄色溶液，
故答案为：红褐；先产生红褐色沉淀，后又溶解为黄色溶液．
【分析】（1）金属氧化物和酸反应生成盐和水；（2）氯化铁和NaOH发生复分解反应生成红褐色沉淀氢氧化铁；（3）氢氧化铁胶体呈红褐色；氢氧化铁胶体具有聚沉性质，遇到电解质溶液发生聚沉，氢氧化铁沉淀溶于稀硫酸．
19．【答案】（1）
（2）2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
（3）
（4）
（5）Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
【解析】【解答】 (1)、 Na在氧气中加热时，燃烧发出黄色火焰且生成淡黄色过氧化钠固体，反应方程式为：，故答案为：；
(2)、 过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，反应方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2；
故答案为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2；
(3)、铁在氯气中燃烧生成氯化铁，反应方程式为，故答案为：
(4)、氢气在氯气中燃烧生成氯化氢，反应方程式为，故答案为：
(5)、 氯气和NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和水，反应应方程式为：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
故答案为：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。
【分析】(1)、 Na在氧气中燃烧生成过氧化钠；
(2)、 过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气；
(3)、铁在氯气中燃烧生成氯化铁；
(4)、氢气在氯气中燃烧生成氯化氢；
(5)、 氯气和NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和水。
20．【答案】（1）将适量的硫酸铁溶液置于洁净的试管中，滴加几滴高锰酸钾溶液，充分反应后，溶液紫色退去，则证明其中含有亚铁离子，否则不含
（2）FeSO4、Na2O2；5
（3）2Fe（OH）3+3ClO﹣+4OH﹣=2FeO42﹣+3Cl﹣+5H2O；0.15mol
【解析】【解答】解：（1）亚铁离子具有还原性，滴入高锰酸钾溶液后，高锰酸钾溶液褪色，说明溶液中存在亚铁离子，
故答案为：将适量的硫酸铁溶液置于洁净的试管中，滴加几滴高锰酸钾溶液，充分反应后，溶液紫色退去，则证明其中含有亚铁离子，否则不含；（2）所含元素化合价升高的反应物是还原剂，反应中化合价升高的元素有Fe、O元素，故还原剂为FeSO4、Na2O2，由方程式可知，每生成1mol Na2FeO4同时生成0.5mol氧气，则转移电子为1mol×（6﹣2）=0.5mol×2×[0﹣（﹣1）]=5mol，
故答案为：FeSO4、Na2O2；5；（3）①湿法制备高铁酸钾（K2FeO4），则FeO42﹣为产物，Fe（OH）3为反应物，化合价升高总共3价，由电子转移守恒可知，ClO﹣为反应物，Cl﹣为生成物，化合价降低共2将，化合价升降最小公倍数为6，故Fe（OH）3的系数为2，FeO42﹣的系数为2，ClO﹣的系数为3，Cl﹣的系数为3，根据电荷守恒可知，OH﹣为反应物，系数为4，由元素守恒可知H2O为生成物，其系数为5，离子方程式为：2Fe（OH）3+3ClO﹣+4OH﹣=2FeO42﹣+3Cl﹣+5H2O，
故答案为：2Fe（OH）3+3ClO﹣+4OH﹣=2FeO42﹣+3Cl﹣+5H2O；
②反应中Fe元素化合价变化由+3价升高为+6，故每生成1mol FeO42﹣转移电子，1mol×（6﹣3）=3mol，由于还原产物为Cl﹣，若反应过程中转移了0.3mol电子，则还原产物的物质的量为 =0.15mol，
故答案为：0.15mol．
【分析】（1）检验铁离子可以使用硫氰化钾溶液，检验亚铁离子，若溶液中存在铁离子，无法使用硫氰化钾溶液检验，但可以利用亚铁离子具有还原性进行检验，如使用高锰酸钾溶液，高锰酸钾溶液褪色，证明溶液中存在亚铁离子，据此进行解答；（2）所含元素化合价升高的反应物是还原剂，反应中化合价升高的元素有Fe、O元素，计算生成氧气物质的量，再根据Fe元素、O元素化合价变化计算转移电子；（3）①湿法制备高铁酸钾（K2FeO4），则FeO42﹣为产物，Fe（OH）3为反应物，化合价升高总共3价，由电子转移守恒可知，ClO﹣为反应物，Cl﹣为生成物，化合价降低共2将，化合价升降最小公倍数为6，故Fe（OH）3的系数为2，FeO42﹣的系数为2，ClO﹣的系数为3，Cl﹣的系数为3，根据电荷守恒可知，OH﹣为反应物，系数为4，由元素守恒可知H2O为生成物，其系数为5；
②根据Fe元素化合价变化计算转移电子，还原产物为Cl﹣，根据Cl元素化合价变化计算生成Cl﹣的物质的量．
21．【答案】（1）验纯
（2）3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
（3）8.96
（4）铁粉；Fe＋2Fe3＋=3Fe2+
（5）氯气；2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－
【解析】【解答】（1）在D处玻璃管口点燃生成的气体即氢气前，必须对氢气进行验纯，防止发生爆炸；
（2）B中铁与水蒸气发生氧化还原反应生成Fe3O4和H2，反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2；
（3）16.8 g铁粉的物质的量为=0.3mol，根据反应方程式可知，生成的氢气为0.4mol，标况下体积为0.4mol×22.4L/mol=8.96L；
（4）FeCl3能和铁反应生成FeCl2，所以除去FeCl2溶液中混有的FeCl3加入过量Fe粉后过滤即可，反应的离子方程式是Fe＋2Fe3＋=3Fe2+；
（5）氯气能把FeCl2氧化生成FeCl3，所以除去FeCl3溶液中混有的FeCl2通入Cl2即可，反应的离子方程式是2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－。
【分析】装置A为加热制备水蒸气，装置B为高温下水蒸气与铁粉反应，装置C为干燥气体，吸收多余的水蒸气，装置D为向下排空气法收集氢气。