课件29张PPT。第3课时 探究铁及其化合物的
氧化性或还原性 市售补血剂思考：在补血剂中，铁元素的价态是多少？
如何将单质铁转化为能被吸收的铁元素呢？1.掌握铁及其化合物的相互转化关系，进一步复习巩固氧化还原反应的相关知识。
2.通过“铁及其化合物的氧化性和还原性”的实验探究活动，学会用氧化还原反应的相关理论预测和验证未知物质氧化性和还原性的科学方法。（重点）1.铁元素的存在：
铁元素在地壳中的质量分数仅次于 、 和 。
它在自然界中有 态（如陨铁）存在，更多的
则以 价和 价的 态存在。一、了解铁元素的几个知识点氧硅铝游离+2+3化合2.铁的物理性质：
光亮的 金属,密度较大。
熔沸点较高：熔点1 535℃，沸点2 750℃。
纯铁有良好的 和 ,导电性比铜、
铝差。
铁能被磁铁吸引。银白色导电性导热性含铁元素的矿物磁铁矿（主要成分为Fe2O3）赤铁矿（主要成分为FeS2）黄铁矿（主要成分为Fe3O4 ） FeSO4·7H2O
(绿矾)FeCl3·6H2OFe(OH)3沉淀浅绿色白色红褐色棕黄色Fe(OH)2FeSO4溶液FeCl3溶液实验室里的含铁试剂3.铁的氧化物铁红磁性氧化铁FeOFe2O3Fe3O4黑色粉末红棕色粉末黑色晶体+2+3+2、+3难溶难溶难溶如：Fe3O4 +8H+ ==== Fe2++ 2Fe3++4H2O4.铁的氢氧化物白色固体红褐色固体难溶难溶加热易分解Fe(OH)2+2H+
====Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+
==== Fe3++3H2O4Fe(OH)2 + 2H2O + O2
==== 4Fe(OH)3 白色沉淀→灰绿色→红褐色只有还原性：
只有氧化性：
既有氧化性又有还原性：Fe Fe3+ Fe2+ 预测:【想一想】 铁及其化合物的氧化性和还原性 （ 以Fe、 FeCl2 、 FeCl3为例） 如何证明某物质具有氧化性或还原性? 【提示】如果预测某物质具有氧化性(或还原
性)，就应该寻找具有还原性（或氧化性）的另一物质，通过实验证实两者能发生氧化还原反应。【想一想】（1）铁与非氧化性酸反应：Fe+H2SO4 ==== FeSO4+H2↑（2）铁与硫酸铜溶液的反应Fe+CuSO4 ==== FeSO4+Cu实验探究二、铁的化学性质1. Fe的还原性2.FeCl2的还原性 溶液变红Fe3+的检验方法：Fe3+与SCN-反应生成显红色的物质，即利用KSCN溶液（硫氰酸钾）检验Fe3+的存在。FeCl2 的
还原性
Fe2+被氯水氧化为Fe3+FeCl2、
氯水、KSCN溶液取2mL FeCl2溶液于试管中，加入2滴KSCN溶液，振荡，再加入2mL氯水2Fe2++Cl2=
2Fe3++2Cl-探究FeCl2的还原性FeCl2 的
氧化性
FeCl2
锌片 Zn+Fe2+=
Zn2++Fe取2mL FeCl2溶液于试管中，加入锌片常见的还原剂： Zn、Fe、 C、H2、COFeCl2 的氧化性金属析出溶液
红色
褪去2Fe3++Fe
= 3Fe2+取2mL氯化铁溶液于试管中，加入2滴KSCN溶液，再取过量铁粉放入试管，充分振荡，观察现象铁粉、 FeCl3 、KSCN溶液3.FeCl3 的氧化性探究Fe3+ 的氧化性1.结合亚铁盐的性质，思考FeSO4溶液如何保存？ 【提示】在FeSO4溶液里加铁钉或铁粉防止溶液里的Fe2+被氧化。【思考与交流】 2.对比性质并思考如何检验Fe3+和Fe2+ ？黄色浅绿色Fe(OH)2沉淀Fe(OH)3沉淀(1)观察溶液颜色
(2)加碱，红褐色沉淀
(3)加KSCN，溶液变血红色(1)观察溶液的颜色
(2)加碱，白色沉淀→灰绿色→红褐色
(3)加KSCN后再加氯水FeCl3(FeCl2) _____________________。
FeCl2(FeCl3)_____________。加足量铁粉滴加氯水或通入Cl23.怎样除去括号内的少量杂质？1.Fe与过量的稀硫酸反应后，再向其中加KNO3 ,则溶液中一定存在的金属阳离子为_________。K+、Fe3+2.Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸，现象为_______________________________________。3.带锈的铁片放入稀硫酸中，发生的反应是
_________________________________________。Fe2O3 +6H+====2Fe3++3H2O2Fe3++ Fe====3Fe2+浅绿色变为黄色,并产生少量气泡【练一练】Fe3+和Fe2+的相互转化Fe2+ Fe3+12如何实现过程1和2的变化？【提示】过程1需加入适当的氧化剂,过程2需加入适当的还原剂。玉石中的氧化亚铁中铁离子被氧化生成三价铁，变成红棕色，特别是裂缝部位或有空隙的部位，还有暴露在外的截面部分也容易被氧化而变成红棕色。 开拓视野FeFe3+Fe2+弱氧化剂 H+、Cu2+、Fe3+强氧化剂Cl2、O2、HNO3Fe2O3：C、CO、H2、Al
Fe3+：Al、Zn等还原剂FeO：C、CO
Fe2+：Al、Zn等还原剂强氧化剂：Cl2、O2、HNO3、H2O2等Fe、Cu、S2-等Fe、Fe2+、Fe3+的相互转化1.有关铁的氧化物的说法正确的是( )
A.Fe3O4是黑色固体，有磁性
B.Fe2O3既不溶于水也不溶于酸
C.FeO是碱性氧化物，可与H2O反应生成Fe(OH)2
D.FeO、Fe2O3、Fe3O4中铁的化合价相同A2.把一定量的铁粉放入氯化铁溶液中，反应完全
后，所得溶液中Fe2+和Fe3+的物质的量浓度恰好相
等，则已反应的Fe3+和原来总的Fe3+的物质的量之
比是( )
A. 1∶1 B. 2∶5
C. 2∶3 D. 3∶5B3.下列各组离子，因发生氧化还原反应而不能大量共存的是（ ）
A.K+、Fe3+、SCN-、Cl-
B.Fe3+、 K+、OH-、SO42-
C.Fe2+、 K+、Cl-、MnO4-
D.Na+、H+、 SO42-、CO32- C【分析】Fe2+具有还原性，MnO4-具有强氧化性，
能发生氧化还原反应而不能大量共存。4.某久置的FeCl2溶液呈黄色，某同学认为可能有部分Fe2+被氧化成Fe3+。
(1)验证溶液中是否存在Fe3+的方法是：___________________________________________
___________________________；
(2)若想验证此溶液中仍存在大量Fe2+的方法是：______________________________________________________________________。取少量溶液于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液变
红色，则证明溶液中有Fe3+取少量溶液于试管中，滴加KMnO4溶液，若溶液褪
色，则证明溶液中有Fe2+ 最重要的就是不要去看远方模糊的事，而要做手边清楚的事。探究铁及其化合物的氧化性或还原性
（45分钟 100分）
一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)
1．下列有关氧化还原反应的叙述中，正确的是( )
A．一定有电子的转移
B．氧化反应一定先于还原反应发生
C．所含元素化合价降低的物质发生氧化反应
D．其本质是元素化合价发生变化
2．在下列氧化还原反应中，水不参加氧化还原反应的是( )
A．2F2+2H2O====4HF+O2↑
B．C+H2O(g) CO+H2
C．2Na+2H2O====2NaOH+H2↑
D．Cl2+H2O====HCl+HClO
3．在下列变化中，需要加入合适的氧化剂才能实现的是( )
A．HCl→H2 B．CO2→CO
C．Fe2O3→Fe D．Br-→Br2
4．离子反应、复分解反应、置换反应和氧化还原反应之间可用集合关系表示，其中正确的是( )
5．下列反应中氯元素只被还原的是 ( )
A．5Cl2+I2+6H2O====10HCl+2HIO3
B．2Cl2+2Ca(OH)2====CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
C．MnO2+4HCl(浓) MnCl2+2H2O+Cl2↑
D．2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑
6．菜谱中记载：河虾不宜与西红柿同食。主要原因是河虾中含有+5价砷，西红柿中含有比较多的维生素C，两者同食时会生成有毒的+3价砷。下列说法正确的是( )
A．在该反应中维生素C作催化剂
B．因为河虾中含有砷元素，所以不能食用
C．砒霜是砷的氧化物，由上述信息可推知砒霜中含有的砷是+3价
D．上述反应中维生素C作氧化剂
7．根据反应：O2+2H2S====2S↓+2H2O，
Na2S+I2====2NaI+S↓，
4NaI+O2+2H2SO4====2I2+2Na2SO4+2H2O,
判断下列物质的氧化性强弱，正确的是( )
A．O2>I2>S B．H2S>NaI>H2O
C．S>I2>O2 D．H2O>NaI>H2S
8．下列水溶液中的各组离子因为发生氧化还原反应而不能大量共存的是( )
A．Na+、Ba2+、Cl-、SO42-
B．Ca2+、HCO3-、Cl-、K+
C．MnO4-、K+、I-、H+
D．H+ 、Cl- 、Na+ 、CO32-
9．实验室里利用以下反应制取少量氮气：NaNO2＋NH4Cl====NaCl＋N2↑＋2H2O。关于该反应的下列说法错误的是( )
A．NaNO2是氧化剂
B．每生成1 mol N2转移的电子的物质的量为6 mol
C．NH4Cl中的氮元素被氧化
D．氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶1
10．(能力提升题)在一定条件下，PbO2与Cr3+反应，产物是Cr2O72-和Pb2+，则与
1 mol Cr3+反应所需PbO2的物质的量为( )
A．3．0 mol B．1．5 mol
C．1．0 mol D．0．75 mol
二、非选择题(本题包括4小题，共50分)
11．(8分)过氧化氢H2O2(氧的化合价为-1价)，俗名双氧水，医疗上利用它有杀菌消毒作用来清洗伤口。依据下列A～D涉及H2O2的反应，填写空白：
A．Na2O2 +2HCl====2NaCl+H2O2
B．Ag2O+ H2O2====2Ag+O2+ H2O
C．2H2O2====2H2O+O2↑
D．3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH====2K2CrO4+3K2SO4+8H2O
(1)H2O2仅体现氧化性的反应是(填代号)____________。
(2)H2O2既体现氧化性又体现还原性的反应是(填代号)__________________。
(3)H2O2仅体现还原性的反应是(填代号)______________________________。
(4)上述反应说明H2O2、Ag2O、K2CrO4氧化性由强到弱的顺序是：_________。
12．(12分)氧化还原反应在生产、生活中具有广泛的用途，贯穿古今。
(1)下列生产、生活中的事例中发生了氧化还原反应的是____________。
(2)水是人体的重要组成成分，是人体中含量最多的一种物质。而“四种基本反应类型与氧化还原反应的关系”也可用如图表达。
试写出一个有水生成的属于类型Ⅲ的一个化学反应的化学方程式__________；
写出一个有水参加的符合反应类型Ⅳ的一个化学方程式：
__________________________________________________________________，
其中水为__________剂。
13．(15分)检验市售食用碘盐是否含碘，可向食盐中加入稀硫酸，再加入淀粉碘化钾溶液，若出现蓝色，则说明该食盐中含有碘。检验时发生的反应如下：
5KI+KIO3+3H2SO4====3K2SO4+3I2+3H2O
(1)该反应中，氧化剂是(填化学式，下同) _________，还原剂是_________，氧化产物是_________，还原产物是_________。
(2)在该反应中，H2SO4表现的性质是_________。
(3)试用单线桥法在上述方程式中标出电子转移的方向和数目。
14．(15分)(能力提升题)根据反应3Cl2+8NH3====N2+6NH4Cl，回答下列问题：
(1)氧化剂是_________，还原剂是_________。
(2)氧化剂与被氧化的还原剂物质的量之比为_________。
(3)当有68 g NH3参加反应时，被氧化的物质的质量是_________g，生成的还原产物的质量是_________g。
答案解析
1．【解析】选A。氧化还原反应的本质是发生电子转移，其特征是元素化合价发生变化；氧化反应与还原反应同时发生，其中所含元素化合价降低的物质发生还原反应，所含元素化合价升高的物质发生氧化反应。
2．【解析】选D。A项中，H2O 中的氧元素由-2价升高为0价，B项中，H2O中的氢元素由+1价降低为0价，C项中，H2O中的氢元素也是由+1价降低为0价，故水都参加了氧化还原反应；D项中，氯元素由0价变为-1价和+1价，H2O中元素化合价未变，所以水没有参加氧化还原反应。
3．【解析】选D。如果需要加入合适的氧化剂才能实现，说明该过程发生了氧化反应，即该过程是化合价升高的过程，所以只有D项符合题意。
4．【解析】选A。依据不同的标准，化学反应有多种不同的分类方法。它们之间并不是孤立的，而是有一定联系的。复分解反应都属于非氧化还原反应，置换反应都属于氧化还原反应，离子反应有的属于氧化还原反应，如：Fe＋2H+==== Fe2+＋H2↑，有的属于非氧化还原反应，如：Ag+＋Cl－====AgCl↓。
5．【解析】选A。氯元素只被还原，即反应后氯元素的化合价只降低而不升高，应选A。B项中的氯元素既被氧化又被还原，C项中的氯元素部分被氧化，D项中的氯元素只被氧化。
6．【解析】选C。河虾中+5价的砷与西红柿中的维生素C发生氧化还原反应，+5价砷被还原为有毒的+3价砷，维生素C作还原剂。
7．【解析】选A。该题是通过氧化还原反应方程式来判断物质氧化性强弱的，其判断依据是：氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性；在第一个反应中O2是氧化剂，S是氧化产物，所以氧化性O2>S；在第二个反应中氧化性I2>S;在第三个反应中氧化性O2>I2，所以A项正确。
【规律方法】氧化还原反应中的几个不一定
(1)有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应。如“红磷—白磷”等同素异形体之间的转化。
(2)在氧化还原反应中，非金属单质不一定作氧化剂。大部分非金属单质往往既具有氧化性又具有还原性，只是以氧化性为主。
(3)氧化还原反应中的反应物不一定都是氧化剂或还原剂。在氧化还原反应中一定有氧化剂和还原剂，但氧化剂和还原剂可以是不同的物质，也可以是同一种物质。
8．【解析】选C。A、D选项中的离子不共存，分别生成沉淀和气体，B项中的离子能大量共存，C项中的MnO4-能氧化I-而不能共存。
9．【解析】选B。NaNO2中的N是+3价，NH4Cl中的N是-3价，所以NaNO2是氧化剂，A项正确。NH4Cl中的氮元素被氧化，氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶1 ，C、D两项均正确。每生成1 mol N2转移的电子的物质的量为3 mol，B错误。
10．【解析】选B。PbO2Pb2+，2Cr3+Cr2O72-
设所需PbO2的物质的量为n，根据得失电子守恒得1 mol×(6-3)=n×(4-2)，所以n=1．5 mol。
11．【解析】先明确每个反应中氧元素的价态变化，进而可以确定双氧水的作用和性质。
答案：(1)D (2)C (3)B
(4)Ag2O>H2O2>K2CrO4
12．【解析】(1)A 、B 、C三种过程中只有物理变化，没有氧化还原反应发生；D项，祥云火炬中燃料的燃烧属于氧化还原反应。
(2)由图可知，类型Ⅲ全部属于非氧化还原反应，应为复分解反应，酸碱中和反应都符合这一要求；反应类型Ⅳ全部属于氧化还原反应，应该是置换反应，有水参加的置换反应有很多，如C+H2OCO+H2、2Na+2H2O====2NaOH+H2↑等，上述两个反应中水均作氧化剂。
答案：(1)D
(2)HCl+NaOH====NaCl+H2O
C+H2OCO+H2(合理即可) 氧化
13．【解析】(1)在该反应中KIO3中碘元素的化合价由+5价变成I2中的0价，化合价降低，作氧化剂，发生还原反应，得到还原产物，所以KIO3是氧化剂，I2是还原产物；KI中碘元素的化合价由-1价变成I2中的0价，化合价升高，作还原剂，发生氧化反应，得到氧化产物，所以KI是还原剂，I2是氧化产物。
(2)反应中H2SO4中各元素的化合价都没有发生变化，最终变成盐类物质K2SO4和H2O，所以只表现酸性性质。
(3)用单线桥法表示电子转移的方向和数目，箭头由失电子的元素指向得电子的元素，即由KI中的I指向KIO3中的I，转移电子数为5e-。
答案：(1)KIO3 KI I2 I2 (2)酸性
(3)+3H2SO4====3K2SO4+3I2+3H2O
14．【解析】(1)失去电子，元素的化合价升高的氨气是还原剂，得到电子，元素化合价降低的氯气是氧化剂。
(2)氧化剂Cl2的物质的量为3 mol，还原剂NH3只有2 mol(关键是看变价原子的个数，而不是参加反应的个数)被氧化，故其物质的量之比为3∶2。
(3)根据方程式可知8 mol NH3参加反应时被氧化的物质的量是2 mol，生成的还原产物NH4Cl为6 mol，n(NH3)= =4 mol，因此，68 g NH3参加反应时，被氧化1 mol，其质量为17 g，生成还原产物NH4Cl为3 mol，其质量为3 mol×53．5 g·mol-1 =160．5 g。
答案：(1)Cl2 NH3 (2)3∶2
(3)17 160．5
课件56张PPT。第3课时 探究铁及其化合物的氧化性或还原性1．以铁及其化合物为例，学会从氧化还原反应的角度认识物质的性质，并掌握铁及其化合物的相互转化关系。
2．通过“铁及其化合物的氧化性和还原性”实验探究活动，学会探究物质氧化性或还原性的科学方法。
3．了解铁与人体健康的关系，认识化学知识与人类生活的密切联系。铁及其化合物的氧化性或还原性。一、铁在自然界中的存在和物理性质
1．铁元素在自然界中的存在形态有_______________。
2．铁元素在地壳中含量仅次于___________，居第____位。
3．主要的物理性质银白色较高比铜、铝差被磁铁吸引游离态和化合态氧、硅、铝四二、铁的氧化物铁红 磁性氧化铁 黑色 红棕色 黑色 难溶 难溶 难溶 +2 +3 +2和+3 碱性氧化物高温三、铁的氢氧化物白色红褐色+2+3 2Fe(OH)3====Fe2O3+3H2O Fe2++2OH-====
Fe(OH)2↓ Fe3++3OH-====Fe(OH)3↓ 4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3 △四、铁及其化合物的氧化性和还原性
1．预测与假设及相应实验方案验证Fe3+铁粉、铜粉、Fe氯水、稀硫酸、Fe2+锌片稀硝酸锌片稀硝酸氯水、2．实验步骤、实验现象
(1)Fe3+的性质探究。加入KSCN溶液，
溶液呈红色，加
入足量铁粉后，
溶液退色Fe3+具有氧化性，Fe具有还原性，
离子方程式：
Fe+2Fe3+====3Fe2+加入KSCN溶液，溶液呈红色，加入足量铜片后，溶液红色消失，变为蓝色 Fe3+具有较强氧化性，
离子方程式：
Cu+2Fe3+====2Fe2++Cu2+(2)Fe2+的性质探究。加入KSCN溶液，无明显现象，再滴加氯水溶液呈红色Fe2+具有还原性，
离子方程式：
2Fe2++Cl2====
2Fe3++2Cl-溶液由浅绿色变为无色Fe2+具有氧化性，
离子方程式：
Zn+Fe2+====Zn2++Fe有白色沉淀生成，在空气中迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 Fe(OH)2不稳定，易被O2(空气)氧化，
化学方程式：4Fe(OH)2+O2+2H2O
====4Fe(OH)31．Fe在Cl2中燃烧生成FeCl3，而在O2中燃烧生成Fe3O4，说明了什么？
提示：Cl2将Fe全部氧化为Fe3+，O2只将Fe部分氧化为Fe3+，说明Cl2的氧化性比O2的氧化性强。
2．FeCl2除了利用铁与盐酸、氯化铜等的置换反应制取外，能通过化合反应制取吗？
提示：能。可以通过化合反应得到，如2FeCl3+Fe====3FeCl2。一、铁及其化合物的性质
如图1是高炉炼铁，主要原料是铁矿石、焦炭、石灰石和空气。焦炭与氧气反应生成CO2，同时放出大量热，供炼铁用；过量焦炭与CO2反应生成CO，最终在高温条件下CO把Fe2O3还原为铁。如图2是硫酸亚铁溶液，在实验室保存该试剂时常加入少量铁粉。 1．写出高炉炼铁时主要的化学方程式。
提示：碳与氧气反应生成二氧化碳：C+O2====CO2；
过量焦炭与二氧化碳反应生成一氧化碳：CO2+C====2CO；
三氧化二铁与一氧化碳反应：Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2。△高温高温2．为什么保存硫酸亚铁溶液时常加入少量铁粉？
提示：Fe2+具有较强的还原性，易被氧化变质，向盛放亚铁盐溶液的试剂瓶中加入少量铁粉的目的是防止Fe2+被氧化为Fe3+。
3．用硫酸亚铁溶液和NaOH溶液制备Fe(OH)2时，为什么很难看到白色沉淀？
提示：Fe(OH)2很容易被空气中的氧气氧化，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。4．FeCl2溶液中混有少量FeCl3时，如何除去杂质？
【思路分析】除杂问题首先要遵循的原则：不能引入新杂质，所以除去FeCl2溶液中混有的FeCl3时不能用锌粒。
提示：向溶液中加入足量的铁粉，使FeCl3和Fe充分反应生成FeCl2，然后过滤除去多余的Fe。
5．FeCl3溶液中混有FeCl2时，如何除去杂质？
提示：向溶液中加入足量的氯水，使FeCl2转化为FeCl3。1．高中化学常见的黑色固体
铁粉(纯的铁粉是银白色)、MnO2、木炭、CuO
2．铁的反应特点
(1)铁在化合物中主要有两种化合价：+2价和+3价。
(2)铁和氯气、硝酸等强氧化剂生成Fe3+。
(3)铁和硫、稀硫酸(H+)等弱氧化剂生成Fe2+。
3．常见的有色溶液及其离子
含Fe2+的溶液～浅绿色，含Fe3+的溶液～棕黄色。
含Cu2+的溶液～蓝色，含MnO4-的溶液～紫红色。4．氢氧化亚铁的制备
氢氧化亚铁极易被氧化，在制备氢氧化亚铁沉淀时应注意防止被氧化。一般是先将NaOH溶液加热煮沸，从而赶出溶液中溶解的O2。硫酸亚铁溶液要现用现配，并用特制的长胶头滴管吸取后伸入NaOH溶液底部，挤出硫酸亚铁溶液，从而得到白色氢氧化亚铁沉淀。【典题训练】
已知有以下物质相互转化，A是中学化学中常见的金属单质：试回答：
(1)写出下列物质的化学式：A．_______ B．_______。
(2)写出由E转变成F的化学方程式_______。
(3)写出用KSCN鉴别G溶液的离子方程式______________；
向G溶液中加入A的有关离子方程式______________。
(4)将金属A浸入G的溶液中，当转移0．1 mol电子时，金属A减轻的质量为_______g。【解题指南】解答本题时的关键信息为：
(1)A是能与盐酸反应的常见金属单质。
(2)B、E、F、G中都含A元素且F是红褐色沉淀。
【解析】F是红褐色沉淀氢氧化铁，A是单质铁，与盐酸反应生成氢气J和氯化亚铁B，氯化亚铁与C溶液反应生成白色沉淀，该沉淀可在空气中被氧化成红褐色沉淀，则E为Fe(OH)2，F为Fe(OH)3，C为强碱溶液，D溶液中含有Cl-，氢氧化铁与盐酸反应生成氯化铁G；铁与氯化铁反应，转移0．1 mol电子时消耗0．05 mol铁，即2．8 g。答案：(1)Fe FeCl2
(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O====4Fe(OH)3
(3)Fe3＋＋3SCN－====Fe(SCN)3 2Fe3＋＋Fe====3Fe2＋
(4)2．8二、Fe2+与Fe3+的检验与相互转化
如图是Fe、Fe2+和Fe3+之间的转化关系，由于该转化关系呈三角形，所以该图又称为“铁三角”。1．铁粉和稀硫酸反应的实验，如何证明产物不是Fe3+?
提示：向反应后的溶液中滴加KSCN溶液，若溶液不变红，说明产物中不含Fe3+ 。
2．若用过量的锌和FeCl3溶液反应，产物是FeCl2吗？
提示：产物不是FeCl2。因为锌比铁活泼，所以过量的锌会和FeCl2反应生成Fe，锌的表面会变黑。3．先向溶液中滴加少量氯水，再加KSCN溶液，溶液变为红色，能否证明溶液中含有Fe2+？
提示：不能证明含有Fe2+，因为若原溶液中含有Fe3+，溶液也变红色，干扰Fe2+的检验。4．写出下列转化关系中的化学方程式或离子方程式。提示：
①Fe Fe2+ Fe+2H+====Fe2++H2↑
Zn+Fe2+====Fe+Zn2+
②Fe Fe3+ 2Fe+3Cl2====2FeCl3
3CO+Fe2O3====2Fe+3CO2
③Fe2+ Fe3+ 2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-
2Fe3++Fe====3Fe2+点燃高温Fe3+和Fe2+的检验
(1)常用的检验方法。 浅绿棕黄生成白色沉淀，迅速变
灰绿色，最后变红褐色红褐红(2)注意事项。
①检验溶液中的Fe3+，通常用KSCN溶液；
②检验溶液中的Fe2+，通常先加入KSCN溶液，再加新制氯水。【典题训练】
下列各组物质充分反应后，再加KSCN溶液一定显红色的是( )
A．铁粉和稀硫酸反应后的溶液
B．向FeCl3溶液中加入过量铁粉
C．带锈的铁片放入稀硫酸中
D．四氧化三铁和盐酸反应后的溶液 【解析】选D。KSCN溶液遇Fe3+显红色。铁粉和稀硫酸反应生成硫酸亚铁，A错误；过量铁粉与FeCl3溶液反应生成FeCl2，B错误；带锈的铁片放入稀硫酸中，表层的铁锈Fe2O3与稀硫酸反应生成Fe3+,但是内层过量的铁单质会和Fe3+反应生成Fe2+，所以C不对；D中四氧化三铁中的铁元素有+2和+3两种价态，和盐酸反应后的溶液一定含有Fe3+,所以D正确。【变式备选】向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中，加入
100 mL 1 mol·L-1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出
224 mL(标准状况)的气体，向所得溶液中加入KSCN溶液无红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同质量的混合物，能得到铁的质量为( )
A．11．2 g B．5．6 g C．2．8 g D．无法确定【解析】选C。首先注意四个条件：① 100 mL 1 mol·L-1 的
盐酸中HCl的物质的量为0.1 mol；②标准状况224 mL气体的物
质的量为0.01 mol；③反应后加KSCN溶液无红色出现，说明反
应后无Fe3+，溶液中只有FeCl2；④两次反应的Fe、FeO、Fe2O3
混合物的质量相同。根据①③，混合物与盐酸反应后只有
FeCl2，说明混合物中的铁原子的总物质的量是HCl的一半，
即铁为0.05 mol。再根据④可知等量的混合物被足量CO还原
后的铁单质也是0．05 mol。所以铁的质量是0．05 mol×
56 g·mol-1=2．8 g。一、选择题
1．(多选)下列关于铁及其化合物的说法不正确的是( )
A．铁元素是地壳中含量最多的金属元素
B．铁与稀盐酸反应的化学方程式：
Fe+2HCl====FeCl2+H2↑
C．氧化铁、氧化亚铁都是不溶于水的碱性氧化物
D．铁在熔融状态下能导电，故铁是电解质【解析】选A、D。铝元素是地壳中含量最多的金属元素；铁是单质，不是化合物，所以铁不是电解质。2．为了检验某FeSO4溶液是否变质，可向溶液试样中加入( )
A．NaOH溶液 B．铁片
C．KSCN溶液 D．石蕊试液
【解析】选C。FeSO4溶液中Fe2+在空气中极易被氧化为Fe3+，故只要检验是否存在Fe3+即可。A项，加入NaOH溶液，Fe2+与之反应生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变成红褐色沉淀，即使有Fe3+，也观察不到明显现象；而用KSCN溶液检验，只有Fe3+与之反应显红色。3．要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+。进行如下实验操作时最佳顺序为( )
①加入足量氯水
②加入足量KMnO4溶液
③加入少量KSCN溶液
A．③① B．③②
C．①③ D．①②③【解析】选A。本题考查Fe3+的检验和Fe2+的还原性，及Fe3+遇SCN－ 会生成红色物质的特性。加入KSCN溶液，溶液不变红证明无Fe3+，再加氯水,如有Fe2+则可被氧化为Fe3+而使KSCN溶液变红色。KMnO4也能氧化Fe2+，但KMnO4本身为紫红色，使Fe3+和KSCN溶液显色反应不易观察。4．下列四种铁的化合物溶于稀盐酸，滴加KSCN溶液后，没有颜色变化，再加入氯水即呈红色的是( )
A．FeO B．Fe2O3
C．FeCl3 D．Fe2(SO4)3
【解析】选A。由题意可知，A中的Fe2+遇SCN－没有颜色改变，但滴加氯水后，生成Fe3+，溶液变为红色。发生下列反应：FeO+2HCl====FeCl2+H2O，2Fe2+＋Cl2====2Fe3+＋2Cl－，Fe3+＋3SCN－====Fe(SCN)3。5．下列各组离子因为发生氧化还原反应而不能大量共存的
是( )
A．Na+ Fe3+ Cl- SCN-
B．Ba2+ NO3- K+ OH-
C．Fe2+ Cl- SO42- OH-
D．Fe3+ Na+ I- Cl-
【解析】选D。A中Fe3+与SCN-结合生成络合物Fe(SCN)3，不符合题意。C中Fe2+不能与OH-共存，是因为能生成Fe(OH)2沉淀，不符合题意。D中Fe3+不能与I-共存，Fe3+能将I-氧化。6．根据Fe＋Cu2+====Fe2+＋Cu、2FeCl3＋Cu====2FeCl2＋CuCl2两个反应，判断Fe3+、Fe2+、Cu2+的氧化性顺序为( )
A．Cu2+＞Fe2+＞Fe3+
B．Fe3+＞Fe2+＞Cu2+
C．Fe3+＞Cu2+＞Fe2+
D．Fe2+＞Fe3+＞Cu2+【解析】选C。依方程式Fe＋Cu2＋====Fe2＋＋Cu，可知氧化性Cu2＋＞Fe2＋。又因为2FeCl3＋Cu====2FeCl2＋CuCl2，可知氧化性Fe3＋＞Cu2＋。所以选C。7．只用一种试剂可以区别Na2SO4、MgCl2、FeCl2、FeCl3、Al2(SO4)3、(NH4)2SO4六种溶液，这种试剂是( )
A．Ba(OH)2 B．H2S
C．NaOH D．AgNO3
【解析】选C。本题极易错选A。在选Ba(OH)2的时候，Na2SO4、MgCl2和Al2(SO4)3不易区分，因为都能生成白色沉淀。虽然Al2(SO4)3在Ba(OH)2过量时，会部分溶解，但现象不会很明显。二、非选择题
8．在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀硫酸等试剂制备Fe(OH)2。(1)在试管Ⅰ里加入的试剂是___________________。
(2)在试管Ⅱ里加入的试剂是___________________。
(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后，再检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度。当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹。这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是____________。【解析】(1)由所给试剂及装置特点知，试管Ⅰ为封闭系统，应为产生H2并赶尽溶液中的空气及液面上方空气的装置，故Ⅰ中加入的试剂为铁屑和稀硫酸。
(2)试管Ⅱ中加入的试剂为NaOH溶液。
(3)为确保实验在无氧状态下进行，必须把系统中的O2排除干净，故接下来的操作应为检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度，当产生氢气纯净时再夹紧止水夹。由于试管Ⅰ中产生的H2充满了Ⅰ、Ⅱ两支试管，使外界空气不易进入,即Fe(OH)2是在H2的还原性气氛中产生的，故Fe(OH)2的白色沉淀可保持较长的时间。答案：(1)稀硫酸、铁屑 (2)NaOH溶液
(3)试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，使外界空气不容易进入9．将铁粉、铜粉、FeCl3溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反应(容器不参与反应)。试判断下列情况下溶液中存在的金属离子和剩余的金属单质。
(1)若铁粉有剩余，则容器中不可能有________；
(2)若氯化铜有剩余，则容器中一定有______，可能有_____；
(3)若氯化铁和氯化铜都有剩余，则容器中不可能有______，一定有________________；
(4)若氯化铁有剩余，则容器中不可能有________。【解析】本题涉及到的反应有：
①Fe+2FeCl3====3FeCl2
②Fe+CuCl2====Cu+FeCl2
③Cu+2FeCl3====CuCl2+2FeCl2
(1)若铁粉有剩余，则容器中发生反应①和②，Fe3+和Cu2+都因为反应消耗完不可能存在，溶液中只有FeCl2了。(2)若氯化铜有剩余，则容器中一定发生反应①，可能发生反应②，所以容器中一定没有铁，一定生成了FeCl2。若只发生反应①，则可能剩余Fe3+；若反应①②都发生了，则有铜。
(3)若氯化铁和氯化铜都有剩余，则容器中一定只发生反应①，且氯化铁过量，所以铁和铜都不存在。但是一定生成了FeCl2。
(4)若氯化铁有剩余，根据反应①③可知，一定不存在铁和铜。答案：(1)Fe3+、Cu2+
(2)Fe2+ Fe3+或Cu
(3)Fe、Cu Fe2+ (4)Fe、Cu10．回答下列问题：
(1)除去铜粉中混有的铁粉，可选用的试剂为_______。
A．FeCl3溶液 B．H2SO4溶液
C．CuSO4溶液 D．NaOH溶液
涉及反应的离子方程式为_________________________。(2)为了检验某未知溶液是否是FeCl2溶液，一位同学设计了以下实验方案加以证明。
方案：向一支装有该未知溶液的试管中先通入氯气，再滴加KSCN溶液，溶液呈现红色，证明该未知溶液是FeCl2溶液。回答以下问题：
你认为此方案是否合理____(填“合理”或“不合理”)，若不合理，要检验Fe2+应如何操作？________________(若填“合理”，则此空不答)。(3)现向一支装有FeCl2溶液的试管中滴加氢氧化钠溶液，可观察到的现象是_____________________________________，
有关的化学方程式为_________________________________,
________________________________________________。
(4)实验室在保存FeCl2溶液时为了防止FeCl2溶液变质，经常向其中加入铁粉，其原因是(用离子方程式表示)__________
_____________。【解析】(1)由于FeCl3不仅与Fe反应，而且与Cu反应，故A项不符；H2SO4和CuSO4溶液均与Fe反应而不与Cu反应，故可除去铜粉中混有的铁粉；NaOH与Cu、Fe均不反应，无法除杂。
(2)Fe2+的检验要注意排除Fe3+的干扰，若先通Cl2再滴加KSCN溶液，溶液呈现红色说明溶液中有Fe3+，但Fe3+来源于Fe2+或是原溶液中，无法说明。
(3)FeCl2与NaOH发生反应生成的Fe(OH)2最终转化为Fe(OH)3。
(4)FeCl2中的Fe2+易被氧化成Fe3+，有铁粉可防止Fe3+生成。答案：(1)B、C
2H++Fe====Fe2++H2↑、Fe+Cu2+====Cu+Fe2+
(2)不合理 先加KSCN溶液，无现象，再加入氯水，溶液变成红色，则原溶液中有Fe2+
(3)出现白色絮状沉淀，马上变成灰绿色，最终变成红褐色
FeCl2+2NaOH====Fe(OH)2↓+2NaCl
4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3
(4)2Fe3++Fe====3Fe2+探究铁及其化合物的氧化性或还原性
(45分钟 100分)
一、选择题(本题包括15小题,每小题4分,共60分)
1.(2015·广州高一检测)关于物质的类别,下列说法正确的是 ( )
A.食盐水、糖水和冰水都是饮料,属于混合物
B.某物质只含有一种元素,则该物质一定是单质
C.烧碱属于碱,纯碱属于盐
D.CuSO4·5H2O是一种混合物
【解析】选C。冰水中全是水,是纯净物,A不正确;某物质只含有一种元素,可能是两种单质的混合物,B不正确;烧碱是NaOH,是碱,纯碱是碳酸钠,是盐,C正确;CuSO4·5H2O是一种结晶水合物,是化合物,D不正确。
【补偿训练】分类方法在化学学科的发展中起到了非常重要的作用。下列分类标准合理的是 ( )
①根据碳酸钠溶于水呈碱性,则碳酸钠既属于盐,又属于碱
②根据反应中是否有电子的转移将化学反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应
③根据分散系是否具有丁达尔效应将分散系分为溶液、胶体和悬浊液
④根据在水溶液中或熔融状态下能否导电将化合物分为电解质和非电解质
A.①③ B.②④ C.①④ D.③④
【解析】选B。①碳酸钠是由金属阳离子(Na+)和酸根离子(C)构成的,属于盐,但不属于碱;③溶液、胶体和悬浊液的分类依据为分散质微粒直径的大小,而不是是否具有丁达尔效应。
2.下列说法正确的是 ( )
A.胶体是一种带电的分散系
B.可以用丁达尔效应区别胶体与溶液
C.胶体和浊液都能透过滤纸
D.向氢氧化铁胶体中加入硫酸钠溶液不会出现沉淀
【解析】选B。A项,胶体不带电,胶粒可能带电;C项,浊液不能透过滤纸;D项,加入硫酸钠溶液,Fe(OH)3胶体发生聚沉形成Fe(OH)3沉淀。
3.(2015·宜宾高一检测)物质分类是化学研究的重要方法之一。化学工作者经常根据物质的组成对物质进行分类研究。近年来的研究表明,在金星大气层中存在C2O3。下列物质可与C2O3归为一类的是 ( )
A.H2、O3 B.SO2、NO
C.H2SO4、H2CO3 D.Na2SO4、KClO3
【解析】选B。C2O3是氧化物,所以与之属于同一类别的是B。
4.(2015·哈尔滨高一检测)能用H++OH-H2O表示的是 ( )
A.Ba(OH)2溶液和稀硫酸的反应
B.NaOH溶液和盐酸的反应
C.Cu(OH)2和稀硫酸的反应
D.NaOH溶液和CO2的反应
【解析】选B。A中还有Ba2+与S的反应,C中Cu(OH)2不能写成离子形式,D中CO2不能写成H+形式。
【补偿训练】下列各组在溶液中的反应,不管反应物的量是多少,都能用同一离子方程式表示的是 ( )
A.NaOH与CO2 B.Ba(OH)2与H2SO4
C.HCl与Na2CO3 D.NaHCO3与Ca(OH)2
【解析】选B。B项,只发生反应Ba2++2OH-+2H++SBaSO4↓+2H2O;A项,CO2少量时生成Na2CO3,CO2足量时生成NaHCO3;C项,H+少量时生成HC,H+足量时生成CO2和H2O;D项NaHCO3少量时:HC+Ca2++OH-CaCO3↓+H2O,NaHCO3足量时:2HC+Ca2++2OH-2H2O+CaCO3↓+C。
5.下列有关氧化还原反应的叙述不正确的是 ( )
A.肯定有电子得失
B.肯定是有关氧元素的反应
C.氧化剂得到电子总数和还原剂失去电子总数相等
D.肯定有化合价的变化
【解析】选B。氧化还原反应的特征是有化合价变化,实质是有电子转移。氧化还原反应不一定有氧元素参加。反应中得失电子总数相等。
6.将铁屑溶于过量的稀盐酸后,再加入下列物质,会有Fe3+生成的是 ( )
A.硫酸 B.氯水 C.硫酸锌 D.氯化铜
【解析】选B。铁屑溶于过量稀盐酸时:Fe+2HClFeCl2+H2↑,若使Fe2+转化为Fe3+,需加入强氧化剂(Cl2、HNO3、KMnO4等)。
【补偿训练】(双选)(2015·中山高一检测)氧化还原反应中,水的作用可以是氧化剂、还原剂、既是氧化剂又是还原剂、既不是氧化剂又不是还原剂。下列反应与Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HCl相比较,水的作用完全相同的是 ( )
A.2H2O2H2↑+O2↑
B.4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
C.2F2+2H2O4HF+O2
D.Cl2+H2OHCl+HClO
【解析】选B、D。在反应Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HCl中,水既不是氧化剂也不是还原剂,A中水既是氧化剂又是还原剂;B中水既不是氧化剂也不是还原剂;C中水是还原剂;D中水既不是氧化剂也不是还原剂。
7.(2015·石家庄高一检测)下列说法错误的是 ( )
A.利用丁达尔效应可区分蛋白质溶液与葡萄糖溶液
B.某物质经科学测定只含有一种元素,则可以断定该物质是一种纯净物
C.用过滤法无法除去Fe(OH)3胶体中的FeCl3
D.向豆浆中加入硫酸钙制豆腐,是利用了胶体的聚沉性质
【解析】选B。B项,由同一种元素构成的不同单质组成的物质属于混合物。
8.下列物质中,能够导电的电解质是 ( )
A.Cu B.熔融的MgCl2
C.液态硫酸 D.蔗糖
【解析】选B。Cu既不是电解质也不是非电解质,故A项错误;蔗糖是非电解质,故D项错误;硫酸是电解质,但液态不导电,故C项错误;MgCl2是电解质,熔融时能导电,故B项正确。
9.(2015·哈尔滨高一检测)下列物质与盐酸反应后,向所得溶液中滴加KSCN溶液,溶液呈红色,这种物质是( )
A.Fe B.FeO C.Fe3O4 D.Fe(OH)2
【解析】选C。只有Fe3O4与盐酸反应才会产生Fe3+。
10.(双选)ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以下反应制得ClO2:2KClO3+H2C2O4+H2SO42ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O,下列说法正确的是 ( )
A.KClO3在反应中得到电子
B.ClO2被氧化
C.H2C2O4在反应中被氧化
D.1 mol KClO3参加反应有2 mol电子转移
【解析】选A、C。标出反应物和生成物中各元素的化合价,由题意可知KlO3～lO2,化合价降低,得电子,故A项正确;被氧化或被还原是对反应物而言的,故B项不正确;由于H2SO4中各元素的化合价在反应前后均没有发生变化,故失电子、被氧化的物质一定是H2C2O4。
11.(2015·济宁高一检测)单质X和Y相互反应生成化合物XY(其中X为+2价,Y为-2价)。下列叙述中:①X被氧化;②X是氧化剂;③X具有氧化性;④XY既是氧化产物也是还原产物;⑤XY中的Y2-具有还原性;⑥XY中的X2+具有氧化性;⑦Y的氧化性比XY中X2+的氧化性强,其中说法正确的是 ( )
A.①④⑤⑥⑦ B.①③④⑤
C.②④⑤ D.①②⑤⑥⑦
【解析】选A。→Y,反应过程中X的化合价升高,X被氧化,作还原剂,具有还原性,①正确,②、③错误;XY既是化合价升高(→Y),被氧化的产物,即氧化产物,又是化合价降低(→X),被还原的产物,即还原产物,④正确;XY中的Y2-,化合价能升高(X→),具有还原性,⑤正确;XY中的X2+,化合价能降低(Y→),具有氧化性,⑥正确;在反应中Y是氧化剂,XY是氧化产物,氧化剂的氧化性大于氧化产物,⑦正确。
12.(2015·广州高一检测)若(NH4)2SO4在强热时分解的产物是SO2、N2、NH3和H2O,则该反应中化合价发生变化和未发生变化的氮原子数之比为 ( )
A.1∶4 B.1∶2 C.2∶1 D.4∶1
【解析】选B。本题考查氧化还原反应理论,意在考查学生根据所学知识解决问题的能力。根据(NH4)2SO4SO2+N2+NH3+H2O,由得失电子守恒配平为3(NH4)2SO43SO2↑+N2↑+4NH3↑+6H2O,所以变价氮与未变价氮原子数之比为1∶2。
【互动探究】(1)配平并写出题干中涉及的化学方程式。
提示:3(NH4)2SO43SO2↑+N2↑+4NH3↑+6H2O。
(2)根据题干中的反应计算,当反应1 mol(NH4)2SO4时,转移电子的物质的量是多少?
提示:根据化学方程式3(NH4)2SO43SO2+N2+4NH3+6H2O可知,当有3 mol(NH4)2SO4发生反应时,转移6 mol电子,所以当反应1 mol(NH4)2SO4时,转移电子的物质的量是2 mol。
13.(2015·山东省实验中学高一检测)反应①、②分别是从海藻灰和某种矿石
中提取碘的主要反应:①2NaI+MnO2+3H2SO42NaHSO4+MnSO4+2H2O+I2;
②2NaIO3+5NaHSO32Na2SO4+3NaHSO4+H2O+I2下列说法正确的是 ( )
A.两个反应中NaHSO4均为氧化产物
B.碘元素在反应①中被还原,在反应②中被氧化
C.氧化性:MnO2>S>I>I2
D.反应①、②中生成等量的I2时转移电子数比为1∶5
【解析】选D。在反应①中硫元素既不被氧化也不被还原,在反应②中被氧化,故A错误;碘元素在反应①中被氧化,在反应②中被还原,故B错误;氧化性I>S,故C错误;反应①中生成1 mol碘转移2NA电子,反应②中生成1 mol碘转移10NA电子,所以反应①、②中生成等量的I2时转移电子数比为2NA∶10NA=1∶5,故D正确。
14.(2015·苏州高一检测)下列离子在对应的溶液中能大量共存的是 ( )
A.pH=0的溶液中:C、Cl-、K+、Na+
B.在能使酚酞试液变红的溶液中:Ca2+、Ba2+、N、HC
C.在含有Cl-、Ba2+的溶液中:Na+、K+、HC、N
D.在无色透明溶液中:Ba2+、Fe3+、Mg2+、Cl-、S
【解析】选C。A项,pH=0,表示强酸性溶液,溶液中含有大量H+,2H++C
CO2↑+H2O,错误;B项,能使酚酞试液变红的溶液一定呈碱性,即溶液中含有大量OH-,溶液中Ca2++2OH-Ca(OH)2↓,HC+OH-C+H2O,错误;C项,碳酸氢钡类似碳酸氢钙,该组离子之间不发生反应,正确;D项,Fe3+在溶液中呈黄色,Ba2+与S会反应生成BaSO4沉淀,错误。
【方法规律】限定条件的离子共存题的分析方法
解答此类题目的原则是离子在所给条件下互不反应,判断的步骤是先看条件,后看反应。本题就是一个带有“限定条件”的典型题目,它代表了今后的命题方向。“限定条件”的设置主要为溶液的酸碱性、直接说明溶液中已含有某种离子、溶液是否带有颜色等,另外,还要特别注意是否发生“氧化还原反应”,它是高考命题较为稳定的角度。
15.向一定量的Fe、Fe3O4、Fe2O3、FeO的混合物中加入200 mL 1 mol·L-1的盐酸,恰好使混合物完全反应溶解,放出4.48 mL(标准状况)气体。所得溶液中,加入KSCN溶液无红色出现,那么用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物,得到铁的质量为 ( )
A.11.2 g B.5.6 g
C.2.8 g D.无法计算
【解析】选B。200 mL 1 mol·L-1的盐酸恰好使混合物完全反应溶解,生成气体,所得溶液中加入KSCN溶液无红色出现,即溶液中的溶质全部为FeCl2,由电荷守恒得n(Fe2+)=n(Cl-)=×0.2 L×1 mol·L-1=0.1 mol,所以一定量的Fe、Fe3O4、Fe2O3、FeO中共含有n(Fe)=0.1 mol,当用足量的CO还原时,得到0.1 mol铁,质量为0.1 mol×56 g·mol-1=5.6 g。
二、非选择题(本题包括3小题,共40分)
16.(13分)(2015·济南高一检测)有一固体混合物,可能由Na2CO3、Na2SO4、CuSO4、CaCl2、NaCl等物质组成。为了鉴别它们,做了如下实验:
①将固体混合物溶于水,搅拌后得无色透明溶液;
②在①所得的溶液中滴加Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀生成;
③过滤,然后在所得白色沉淀上加入过量稀硝酸,沉淀部分溶解。
由此判断:
(1)原混合物中肯定有 ,肯定没有 ,可能含有 。
(2)写出上述实验过程中可能发生反应的离子方程式:
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(3)对可能含有的物质采用的检验方法是?______________________________
__________________________________________________________________。
【解析】由①知混合物中不含CuSO4,CaCl2与Na2CO3,CaCl2与Na2SO4不能同时共存。由②、③知不能溶解的沉淀是BaSO4,能溶解的沉淀是BaCO3,原混合物中一定含Na2CO3和Na2SO4,则一定不含CaCl2,可能含有NaCl。
答案:(1)Na2CO3、Na2SO4 CuSO4、CaCl2 NaCl
(2)Ba2++CBaCO3↓、Ba2++SBaSO4↓、BaCO3+2H+Ba2++H2O+CO2↑
(3)取①溶液少许于试管中,先用稀硝酸酸化,然后加入AgNO3溶液,观察是否有白色沉淀生成
17.(13分)(2015·广州高一检测)有三种金属单质A、B、C,其中A的焰色反应为黄色,B、C是常见金属,且C的合金用量最大。三种金属单质A、B、C与气体甲、乙、丙及物质D、E、F、G、H之间发生如下转化关系(图中有些反应的产物和反应的条件没有标出)。
请根据以上信息回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式:A 、乙 ,C的一种氧化物是具有磁性的黑色晶体,该氧化物的化学式是 。
(2)写出下列反应的化学方程式:
反应① ;
反应② 。
(3)检验溶液G中金属阳离子的常用方法是 。
【解析】单质A的焰色反应为黄色,是金属钠,Na与H2O反应生成NaOH和H2,推知甲为H2,D为NaOH,进一步推知金属B为Al,物质乙是黄绿色气体,应是Cl2,气体丙为HCl,溶液E为盐酸,溶液G中含有Fe3+;因为C为金属,且C的合金用量最大,推知C为Fe,由此确定G为FeCl3。
答案:(1)Na Cl2 Fe3O4
(2)Fe+2HClFeCl2+H2↑
2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑
(3)取适量G溶液于试管中,加入KSCN溶液,溶液显红色
【补偿训练】(2015·昆明高一检测)室温下,单质A、B、C分别为固体、黄绿色气体、无色气体。在合适的条件下它们可按下面的关系进行反应,又知E为无色溶液,请回答:
(1)A是 (填写化学式,下同),B是 ,C是 ,
H是 。
(2)反应①的化学方程式为? 。
(3)反应④的离子方程式为 。
(4)反应⑤的离子方程式为 。
(5)反应③的实验现象为 。
(6)简述检验溶液D中阳离子的操作方法? 。
【解析】由B为黄绿色的气体单质,知B为Cl2,能与Cl2反应的无色气体单质为H2,则C为H2,E为HCl气体,E溶液为盐酸。由“A+DF,A+HClF+H2”知,固体单质A为变价金属,猜测A为Fe,则D为FeCl3,F为FeCl2,FeCl3与Fe反应生成FeCl2,FeCl3与OH-反应生成Fe(OH)3,FeCl2与NaOH在空气中也生成Fe(OH)3,完全符合题目中的变化关系,故猜测成立,A为Fe。
答案:(1)Fe Cl2 H2 Fe(OH)3
(2)2Fe+3Cl22FeCl3
(3)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
(4)Fe+2Fe3+3Fe2+ (5)产生的白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色
(6)取少量D溶液,滴入几滴KSCN溶液,若溶液变红色,则可证明有Fe3+存在
18.(14分)Ⅰ.已知有如下反应:①2Fe3++2I-2Fe2++I2;②2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-;
③2Mn+10Cl-+16H+2Mn2++5Cl2↑+8H2O。
(1)判断上述三个反应中,氧化性最强的分子或离子是 。
(2)若某溶液中有Cl-和I-共存时,为氧化I-而使Cl-不被氧化,应选用上述反应中的 作为氧化剂。
Ⅱ.针对Ⅰ中的反应③,回答下列相关问题。
(1)此反应的氧化剂是 ,氧化产物是 ,
被氧化的元素是 (填化学式或元素符号)。
(2)上述反应中若标准状况下产生11.2 L气体物质,则转移电子的数目为 。
(3)上述反应中氧化剂与氧化产物的物质的量之比为 。
【解析】Ⅰ.根据三个反应可知氧化性由强到弱的顺序为Mn>Cl2>Fe3+>I2。若只氧化I-而使Cl-不被氧化,只能选Fe3+,若选Mn,则Cl-、I-均被氧化。
Ⅱ.(1)由③2Mn+10Cl-+16H+2Mn2++5Cl2↑+8H2O可知,
,可知氧化剂为Mn,氧化产物为Cl2;
(2)由2Cl-Cl2可得
n(e-)=×2=1 mol
则N(e-)=6.02×1023
(3)由离子方程式可知n(Mn)∶n(Cl2)=2∶5。
答案:Ⅰ.(1)Mn (2)Fe3+
Ⅱ.(1)Mn Cl2 Cl (2)6.02×1023 (3)2∶5
课件48张PPT。第3课时
探究铁及其化合物的氧化性或还原性一、铁及铁元素的存在
1.含量:铁元素在地壳中的含量处于第___位,仅次于氧、硅和铝。
2.存在形态:铁元素有两种存在形态,分别是_____态和_____态。主
要是以___价和___价的化合态存在,游离态的铁只存在于陨铁中。
3.铁的主要化合物:黄铁矿(主要成分是____),赤铁矿(主要成分是
_____)、磁铁矿(主要成分是_____)。
【微点拨】Fe3O4中铁的价态有+2价和+3价两种情况。四游离化合+2+3FeS2Fe2O3Fe3O4二、铁及其化合物的氧化性或还原性探究
1.预测与假设:Fe3+FeFe2+2.实验方案:
(1)证明____只有氧化性,需加入_____剂,如铁、铜、锌等。
(2)证明___只有还原性,需加入_____剂,如稀硫酸、硫酸铜溶液等。
(3)证明____有氧化性,需加入_____剂,如Zn;证明其有还原性,需加
入_____剂,如氯水、稀硝酸等。Fe3+还原Fe氧化Fe2+还原氧化3.实验步骤、现象和结论:
(1)Fe2+的氧化性和还原性实验探究。红2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-浅绿Fe2++Zn====Fe+Zn2+(2)Fe3+的氧化性实验探究。红2Fe3++Fe====3Fe2+红2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+(3)Fe的还原性实验探究。Fe+2H+====Fe2++H2↑Fe+Cu2+====Fe2++Cu气体红【微点拨】(1)Fe3+能将Cu氧化,说明Fe3+的氧化性较强。
(2)Cu只能将Fe3+还原成Fe2+,不能还原成Fe,因为Fe能还原Cu2+。【自我小测】
1.思考辨析:
(1)铁元素在自然界中全部以化合态的形式存在。 ( )
分析:×。铁元素在自然界中的存在既有游离态又有化合态。
(2)+2价的铁只有氧化性。 ( )
分析:×。+2价的铁处于中间价态,既有氧化性又有还原性。(3)将NaOH溶液滴入FeSO4溶液中,可以看到稳定的白色沉淀。( )
分析:×。Fe(OH)2在空气中很不稳定,很容易生成红褐色的Fe(OH)3。
(4)Fe3+遇到KSCN溶液会生成红色沉淀。( )
分析:×。Fe3+遇到KSCN溶液得到红色溶液而非红色沉淀。
(5)铜的金属活动性比铁弱,所以铜不能还原铁的化合物。( )
分析:×。Cu不能还原Fe2+,但能还原Fe3+。2.有下列五种离子:①I-、②Cu2+、③S2-、④H+、⑤Ba2+,其中在
Fe2(SO4)3溶液中不能大量存在的离子有 ( )
A.①③④ B.①②⑤ C.②④⑤ D.①③⑤
【解析】选D。I-、S2-具有还原性,可以被Fe2(SO4)3溶液中的Fe3+氧
化;Ba2+可以与 生成沉淀。3.红珊瑚栖息于200～2 000米深的海域,产于台湾海峡、中国南海,它与琥珀、珍珠统称为有机宝石,红珊瑚是无数珊瑚虫分泌的石灰质大量堆积形成的干支状物,呈红色是因为在海底长期积淀某种元素,该元素可能是 ( )
A.Na B.Fe C.Si D.Cu
【解析】选B。呈现红色的一般是铁的氧化物。4.下列物质能将Fe2+氧化为Fe3+,且能使单质Fe由0价变为+3价的是
( )
A.氢气 B.氯气 C.浓盐酸 D.稀硫酸
【解析】选B。只有B项符合题目要求:2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-,
2Fe+3Cl2 2FeCl3。5.下列铁的单质或化合物中,铁元素只有氧化性的是 ( )
A.Fe B.FeCl2 C.Fe3O4 D.FeCl3
【解析】选D。氧化性与元素化合价的关系是元素显示最高价态时只有氧化性。6.(LK必修1·P58改编)要除去FeCl2溶液中的少量氯化铁,可行的办法是 ( )
A.加入锌粉 B.加入铁粉
C.滴入NaSCN溶液 D.通入氯气【解析】选B。除去FeCl2中少量的FeCl3时,需把Fe3+转化成Fe2+,且不
能引入杂质离子。A项,2FeCl3+Zn====2FeCl2+ZnCl2,FeCl2+Zn====
ZnCl2+Fe,引入Zn2+;C项,引入Na+、Fe(SCN)3;D项,2FeCl2+Cl2====
2FeCl3。一、铁及铁的化合物的性质
思考探究:
Fe3O4+8HCl====2FeCl3+FeCl2+4H2O ①
4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3 ②
根据以上两个反应,思考以下两个问题:
(1)铁的氧化物都有哪些,各具有什么性质?
(2)铁的氢氧化物有哪些,各具有什么性质?【归纳总结】
1.铁单质的性质:2.铁的氧化物:3.铁的氢氧化物:【点拨】(1)铁在氯气中燃烧,无论氯气少量或过量,只能生成氯化铁,不能生成氯化亚铁。
(2)Fe3+有较强的氧化性,Fe2+有较强的还原性,但二者不能发生氧化还原反应。
(3)大部分难溶氢氧化物不能通过化合反应一步制得,但氢氧化铁可通过氢氧化亚铁与氧气、水化合得到。【典题训练】(双选)下列关于铁及其化合物的说法正确的是( )
A.铁是地壳中含量最多的金属元素,因此在日常生活中应用最广
B.FeCl2溶液存放时,在溶液中放入少量的铁粉,目的是防止Fe2+被氧
化
C.隔绝空气的情况下,FeCl2溶液中加入Na2O2后得到红褐色沉淀
Fe(OH)3
D.FeO、Fe2O3、Fe3O4均为铁的氧化物,并且都是碱性氧化物【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)地壳中含量最高的金属元素是铝元素。
(2)过氧化钠具有强氧化性。
【解析】选B、C。铝是地壳中含量最多的金属元素,A不正确;过氧化钠具有氧化性会将Fe2+氧化成Fe3+,因此FeCl2溶液中加入Na2O2后得到红褐色的Fe(OH)3沉淀,C正确;Fe3O4不是碱性氧化物,D不正确。【互动探究】(1)写出C中发生反应的化学方程式。
提示:2Na2O2+2H2O====4NaOH+O2↑,FeCl2+2NaOH====Fe(OH)2+2NaCl、4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3。
(2)D选项中的化合物溶于盐酸后,滴加KSCN溶液即呈红色的是哪种?
提示:Fe2O3、Fe3O4溶于盐酸后都生成Fe3+,滴加KSCN溶液即呈红色。【补偿训练】1.(2015·长沙高一检测)下列物质能通过化合反应直接制得的是 ( )
①FeCl2 ②FeCl3 ③Fe(OH)3 ④HCl
A.只有①②③ B.只有②③
C.只有①③④ D.①②③④【解析】选D。2FeCl3+Fe====3FeCl2;2Fe+3Cl2 2FeCl3;
4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3;H2+Cl2 2HCl。2.(2015·衡水高一检测)将下列四种铁的化合物溶于稀盐酸,滴加KSCN溶液没有颜色变化,再加入氯水,溶液呈红色的是( )
A.FeO B.Fe2O3 C.Fe3O4 D.Fe2(SO4)3
【解析】选A。由题意知该铁的化合物溶于稀盐酸后所得溶液中应含有Fe2+,而不含有Fe3+,符合条件的只有FeO。二、“铁三角”及Fe2+、Fe3+的检验
典题探究:1.(2015·武汉高一检测)下列试剂不能使Fe2+转化为Fe3+的是 ( )
①氯气 ②氢氧化钠溶液 ③高锰酸钾溶液 ④稀硝酸
⑤磷酸溶液 ⑥硫化钠溶液
A.①②③ B.①③④ C.④⑤⑥ D.②⑤⑥【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)Fe2+转化成Fe3+的过程是被氧化的过程。
(2)使Fe2+转化成Fe3+的是强氧化剂。
【解析】选D。Fe2+→Fe3+被氧化,需氧化剂,氯气、高锰酸钾、稀硝酸为常见的氧化剂,能把Fe2+氧化成Fe3+。2.(2015·合肥高一检测)为了检验某氯化亚铁溶液是否变质,可向溶液中加入 ( )
A.氢氧化钠溶液 B.铁片
C.硫氰酸钾溶液 D.酸性KMnO4溶液
【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)氯化亚铁变质主要是二价铁变成三价铁的过程。
(2)三价铁的检验需要加入SCN-。【解析】选C。FeCl2与NaOH溶液反应先生成Fe(OH)2,后被O2氧化为Fe(OH)3,会干扰Fe3+的检验,故A项不符合题意;Fe与Fe3+反应时,溶液颜色变化不明显,故B项不符合题意;Fe2+与SCN-不反应,但Fe3+与SCN-反应使溶液变红色,故C项符合题意;KMnO4只与Fe2+反应,不与Fe3+反应,故D项不符合题意。【归纳总结】
“铁三角”及Fe2+、Fe3+的检验
1.“铁三角”——“Fe、Fe2+、Fe3+”之间的相互转化关系:
(1)关系图示。(2)具体解读。
①Fe→Fe2+:可通过Fe与弱氧化剂反应实现这种转化,常见的弱氧化剂
有S、I2、H+、Cu2+、Fe3+等,如Fe+Cu2+====Fe2++Cu。
②Fe2+→Fe:可通过Fe2+与较强的还原剂反应实现这种转化,常见的较
强的还原剂有H2、C、CO、Al、Zn等,如FeCl2+Zn====ZnCl2+Fe。
③Fe→Fe3+:可通过Fe与强氧化剂反应实现这种转化,常见的强氧化剂
有Cl2、Br2、O2、HNO3、浓硫酸、KMnO4等,如2Fe+3Cl2 2FeCl3。④Fe3+→Fe:可通过Fe3+与H2、CO、活泼金属(K、Na、Ca除外)等反应
实现这种转化,如2Fe3++3Zn(足量)====2Fe+3Zn2+。
⑤Fe2+→Fe3+:可通过Fe2+与强氧化剂反应实现这种转化,常见的强氧
化剂有Cl2、Br2、O2、HNO3、浓硫酸、KMnO4等,如2Fe2++Cl2====2Fe3+
+2Cl-。
⑥Fe3+→Fe2+:在溶液中可通过Fe3+与Fe、Cu、I-、S2-等反应实现这种
转化,如Cu+2Fe3+====Cu2++2Fe2+。2.Fe2+、Fe3+的检验:
(1)利用显色反应。(2)利用铁化合物沉淀的颜色。
有关反应式:Fe2++2OH-====Fe(OH)2↓,
4Fe(OH)2+2H2O+O2====4Fe(OH)3,
Fe3++3OH-====Fe(OH)3↓。(3)利用Fe2+的还原性。【点拨】Fe2+的还原性与Fe3+的氧化性
(1)Fe2+具有较强还原性,不能与强氧化性的离子如 、 (H+)、
ClO-共存。
(2)Fe3+与还原性较强的金属铝、锌反应时,若金属单质不足,Fe3+被还
原成Fe2+,若金属单质过量,Fe3+被还原成Fe。【对点训练】
(2015·福州高一检测)下列离子的检验方法合理的是 ( )
A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色,说明不含Fe2+
B.向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液变红色,说明原溶液中含有Fe2+
C.向某溶液中加入NaOH溶液,得红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3+
D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又观察到颜色逐渐变为红褐色,说明该溶液中只含有Fe2+,不含有Mg2+【解析】选C。A项,Fe2+遇到KSCN溶液不变色,Fe2+是否存在不确定;B项,Fe3+干扰Fe2+,若原溶液中含有Fe3+不含Fe2+也会产生同样的现象;D项,Mg(OH)2为白色沉淀被红褐色沉淀掩盖,不确定。物质检验的分类和步骤
1.物质的检验分两类:一是物质的鉴定,即确定物质的具体成分;二是物质的鉴别,即对物质进行区分。2.检验步骤。
对物质进行检验时,一般分为三个步骤:
(1)观察物质的外观。主要包括状态、颜色、气体的气味、是否有白雾(溶解性)。
(2)准备试样。当试样是固体时,应先取少量试样配成溶液,观察是否溶解、是否有气体产生等,以初步确定物质的组成。
(3)进行检验。取配好的溶液进行实验时每次应移取少量,绝不能将检测试剂直接加入全部待测溶液中。【即时演练】
下列实验设计能够达到目的的是 ( )【审题指导】【解析】选C。A项若不变质, 也会被硝酸氧化生成 ,故该
项不正确;B项没有除去过量的钡离子,故该项不正确;D项中I-有可能
是被硝酸氧化的,故该项不正确。【补偿训练】试设计实验证明红砖中含有Fe3+。
提示:取少量红砖碾成粉末,用盐酸溶解,过滤,往滤液中滴入几滴KSCN溶液,若溶液变成红色,则证明红砖中含有Fe3+。探究铁及其化合物的氧化性或还原性
(25分钟·50分)
一、选择题(本题包括8小题,每小题4分,共32分)
1.(2015·金华高一检测)下列物质的颜色按淡黄色、黄绿色、红棕色、蓝色顺序排列的是 ( )
A.Cl2、Fe2O3、Na2O2、CuSO4·5H2O
B.Na2O2、Cl2、Fe2O3、CuSO4·5H2O
C.Fe2O3、Cl2、Na2O2、CuSO4·5H2O
D.CuSO4·5H2O、Fe2O3、Cl2、Na2O2
【解析】选B。淡黄色的物质是Na2O2,黄绿色的物质是Cl2;红棕色的物质是Fe2O3,蓝色的物质是CuSO4·5H2O。
2.(2015·哈尔滨高一检测)下列有关氢氧化亚铁及其制备方法的叙述中不正确的是 ( )
A.氢氧化亚铁易被空气氧化
B.氢氧化亚铁为灰绿色絮状沉淀
C.可利用如图所示装置,制备氢氧化亚铁
D.实验中所用氢氧化钠溶液应预先煮沸
【解析】选B。氢氧化亚铁在空气中不稳定,会被空气中的氧气立即氧化成氢氧化铁,A正确;氢氧化亚铁为白色沉淀,B不正确;将盛有NaOH溶液的胶头滴管伸入液面以下主要是防止氢氧化亚铁被空气氧化,C正确;实验中所用氢氧化钠溶液应预先煮沸,主要是除去氢氧化钠中的O2,防止氢氧化亚铁被氧化,D正确。
3.(双选)(2015·海口高一检测)能使铁溶解,但不能生成沉淀的溶液是 ( )
A.稀硫酸 B.FeCl3溶液
C.CuSO4溶液 D.FeSO4溶液
【解析】选A、B。D选项不能使铁溶解,C选项能溶解铁,但同时析出的铜会附着在铁上,故符合题意的是A、B两选项。
4.将铁片投入下列溶液中,溶液质量增加,但无气体产生的是 ( )
A.盐酸 B.Cu(NO3)2溶液
C.稀硫酸 D.FeCl3溶液
【解析】选D。A项,Fe+2HClFeCl2+H2↑,产生气体;B项,Cu(NO3)2+FeFe(NO3)2
+Cu,溶液质量减少;C项,Fe+H2SO4FeSO4+H2↑,产生气体;D项,2FeCl3+Fe3FeCl2,无气体产生且溶液质量增加。
【补偿训练】在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液中加入铁粉,待反应结束,所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引,则反应后溶液中存在较多的阳离子是( )
A.Cu2+ B.Fe3+ C.Fe2+ D.H+
【解析】选C。解此题要掌握单质铁有还原性,H+、Cu2+、Fe3+有氧化性。铁单质有剩余则上述三种阳离子不能大量存在,其中Fe被氧化为Fe2+;而H+、Cu2+、Fe3+分别被还原为H2、Cu、Fe2+,所以溶液中Fe2+最多。
5.下列各组离子在溶液中能大量共存的是 ( )
A.Fe3+、Na+、Cl-、OH-
B.H+、Fe2+、S、N
C.Fe2+、Fe3+、OH-、N
D.Cu2+、Fe2+、Cl-、S
【解析】选D。A项,Fe3++3OH-Fe(OH)3↓;B项,N在酸性环境中有强氧化性,能将Fe2+氧化成Fe3+;C项,OH-与Fe2+、Fe3+均能产生沉淀。
6.下列物质反应后一定有+3价铁生成的是 ( )
①过量的Fe与Cl2反应
②Fe与过量稀硫酸反应后再向其中加H2O2
③Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中
A.只有①③ B.只有②
C.只有①② D.②③
【解析】选C。①中Cl2的氧化性较强,能将铁氧化为+3价,虽然Fe过量,由于不是溶液中的反应,过量的铁不会将氯化铁还原。②中Fe与稀硫酸反应生成Fe2+,向其中加H2O2后,由于H2O2是较强的氧化剂,能将Fe2+氧化成Fe3+。③中首先发生Fe与盐酸的反应生成FeCl2,Fe2O3与盐酸反应生成FeCl3,但题中未给出反应物间相对量的关系,若Fe是足量的,则能将生成的FeCl3全部还原为FeCl2。故正确答案为C。
【互动探究】(1)若将题干改成“可能有Fe2+生成”应选哪个选项?
提示:选D。②中若加入H2O2很少时,前面生成Fe2+不能全部转化成Fe3+,③中Fe与盐酸反应有Fe2+生成。
(2)如何检验③中反应后的溶液中是否含有Fe3+?说出可能的方法有哪些?
提示:①在反应后的溶液中加适量的KSCN溶液,看是否变红色。
②加入单质铜,看铜是否被腐蚀。
③也可用碘化钾淀粉试纸检验。
7.(2015·镇江高一检测)要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+,进行如下实验操作时最佳顺序为 ( )
①加入足量氯水 ②加入足量KMnO4溶液 ③加入少量NH4SCN溶液
A.①③ B.③② C.③① D.①②③
【解析】选C。本题考查Fe3+的检验和Fe2+的还原性以及Fe3+遇SCN-会生成红色物质的特性。加入NH4SCN证明无Fe3+,再加KMnO4溶液,如有Fe2+则可被氧化为Fe3+而使溶液变红色,但KMnO4本身为紫色,使Fe3+和NH4SCN反应生成的红色物质不易被观察,故B选项错误。
8.生活中许多富脂糕点的包装盒内都装有一小包黑色的还原铁粉,长时间放置的糕点,包装盒内的还原铁粉往往会变成红棕色(主要成分是Fe2O3)。下列说法中正确的是 ( )
A.还原铁粉变成红棕色,发生了氧化反应
B.富脂食品常时间放置易被还原
C.Fe2O3是还原产物
D.如果放入Fe2(SO4)3也可起到与铁粉同样的作用
【解析】选A。根据题干所述,长时间放置的铁粉变成Fe2O3,铁元素的化合价升高,可知铁粉发生了氧化反应,生成的Fe2O3是氧化产物;也可推出富脂食品易被空气中的氧气氧化,故A项说法正确,B、C项说法错误;Fe2(SO4)3中铁元素已是最高价态,不能再失电子,也就不能再与氧元素结合,D项说法错误。
二、非选择题(本题包括2小题,共18分)
9.(9分)除去FeCl2溶液中的少量FeCl3,可加入 ,反应的离子方程式为?
;
除去FeCl3溶液中的少量FeCl2,可加入 ,反应的离子方程式为?
;
除去FeCl2溶液中的少量CuCl2,可加入 ,反应的离子方程式为?
。
【解析】除去FeCl2溶液中的少量FeCl3就是将Fe3+还原的过程,应该加入还原剂铁粉;除去FeCl3溶液中的少量FeCl2,应该是将Fe2+氧化成Fe3+的过程,应该加入氧化剂氯水;除去FeCl2溶液中的少量CuCl2,应该加入铁粉。
答案:足量铁粉 Fe+2Fe3+3Fe2+ 氯水
2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
足量铁粉 Fe+Cu2+Fe2++Cu
10.(9分)(2015·吉林高一检测)根据所学习的铁及其化合物的知识回答下列问题:
(1)为了检验某未知溶液是否为FeCl2溶液,一位同学设计了以下实验方案加以证明。
方案:向一支装有该未知溶液的试管中先通入氯气,再滴加KSCN溶液,溶液呈现红色,证明该未知溶液是FeCl2溶液。回答以下问题:你认为此方案是否合理? (填“合理”或“不合理”),若不合理,要检验Fe2+应如何操作??
(若填“合理”,则此空不答)。
(2)现向一支装有FeCl2溶液的试管中滴加氢氧化钠溶液,可观察到的现象是
?
,
有关反应的化学方程式为?
,
。
(3)实验室在保存FeCl2溶液时为了防止FeCl2溶液变质,经常向其中加入铁粉,其原因是(用离子方程式表示)?
。
【解析】(1)Fe2+的检验要注意排除Fe3+的干扰,若先通Cl2再滴加KSCN溶液,溶液呈现红色,说明溶液中有Fe3+,但Fe3+来源于Fe2+氧化或是原溶液中的Fe3+无法说明。(2)FeCl2与NaOH发生反应生成的Fe(OH)2最终转化为Fe(OH)3。(3)FeCl2中的Fe2+易被氧化成Fe3+,有铁粉可防止Fe3+生成。
答案:(1)不合理 先加KSCN溶液,无现象,再加入氯水,溶液变成红色,则原溶液中有Fe2+
(2)出现白色沉淀,迅速变成灰绿色,最终变成红褐色
FeCl2+2NaOHFe(OH)2↓+2NaCl
4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
(3)2Fe3++Fe3Fe2+
(30分钟·50分)
一、选择题(本题包括6小题,每小题5分,共30分)
1.(2015·芜湖高一检测)将Na2O2投入FeCl2溶液中,可观察到的现象是 ( )
①有气泡产生 ②生成白色沉淀 ③生成红褐色沉淀 ④无变化
A.①③ B.①② C.①②③ D.④
【解析】选A。过氧化钠溶于水生成氢氧化钠和氧气,溶液显碱性,且过氧化钠还具有强氧化性,所以将Na2O2投入FeCl2溶液中,可观察到的现象是有气泡产生,亚铁离子被氧化生成铁离子,然后与生成的氢氧化钠反应生成红褐色氢氧化铁沉淀。
2.(2015·长春高一检测)为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性,某同学设计了如下实验方案,其中符合实验要求且完全正确的是 ( )
选项
实验操作
实验现象
离子反应
实验结论
A
在氯化亚铁溶液中滴加新制氯水
浅绿色溶液变成棕黄色溶液
2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
Fe2+具有还原性
B
在氯化亚铁溶液中加入锌片
浅绿色溶液变成无色溶液
Fe2++ZnFe+Zn2+
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Zn具有还原性
C
在氯化铁溶液中加入铁粉
棕黄色溶液变成浅绿色溶液
Fe3++Fe2Fe2+
铁单质具有还原性
D
在氯化铁溶液中加入铜粉
蓝色溶液变成棕黄色溶液
2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+
Fe3+具有氧化性
【解析】选A。A项现象、离子方程式与结论符合客观事实,正确。B项结论应该是Fe2+有氧化性,错误。C项离子方程式未配平且结论错误,应该为Fe3+有氧化性。D项实验现象描述错误,应该为铜粉逐渐溶解,溶液由棕黄色逐渐变为蓝色。
3.(双选)FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉,充分反应后仍有固体存在,则下列判断不正确的是 ( )
A.加入KSCN溶液一定变红色
B.溶液中一定含Fe2+
C.溶液中一定不含Cu2+
D.剩余固体中一定含Cu
【解析】选A、C。A项,若固体中含铁粉,则Fe3+、Cu2+均不存在,加入KSCN溶液不变红;B项,由于发生反应2Fe3++Fe3Fe2+,则溶液中一定含有Fe2+;C项,若铁粉过量,则发生反应Cu2++FeCu+Fe2+,即溶液中不含Cu2+;D项,由于还原性Fe>Cu,故若剩余固体含铁,则一定含铜,若不含铁则只有铜。
4.(2015·宁德高一检测)下列离子方程式书写正确的是 ( )
A.铁与稀硫酸反应:Fe+6H+2Fe3++3H2↑
B.向氯化亚铁溶液中通入氯气:Fe2++Cl2Fe3++2Cl-
C.向氯化铁溶液中加入适量铁粉:Fe3++FeFe2+
D.三氯化铁溶液与过量NaOH溶液反应:Fe3++3OH-Fe(OH)3↓
【解析】选D。A项中不能生成Fe3+,B、C两项电荷不守恒。
5.向含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.1 mol的混合溶液中加入
0.1 mol铁粉,充分搅拌后,Fe溶解,溶液中不存在Fe3+,同时析出0.1 mol Ag。下列结论错误的是 ( )
A.溶液中Cu2+与Fe2+的物质的量之比为1∶2
B.Fe3+的氧化性大于Cu2+
C.氧化性:Zn2+>Cu2+>Fe3+>Ag+
D.1 mol Fe可还原2 mol Fe3+
【解析】选C。Fe3+、Ag+先被还原,说明二者的氧化性较强。
【补偿训练】下列各组物质相互反应后,再向得到的溶液中滴入KSCN试剂,溶液变成红色的是 ( )
A.氯水和氯化亚铁溶液
B.铁屑和氯化铜溶液
C.铁屑和过量稀硫酸
D.过量铁屑和氯化铁溶液
【解析】选A。氯水具有强氧化性,能把氯化亚铁氧化生成氯化铁,铁离子与KSCN溶液发生反应使溶液呈红色,A正确;氯化铜溶液与铁发生置换反应生成氯化亚铁和铜,加入KSCN溶液不能使溶液显红色,B不正确;稀硫酸与铁反应生成硫酸亚铁和氢气,加入KSCN溶液不能使溶液显红色,C不正确;氯化铁溶液与过量的铁反应生成氯化亚铁,加入KSCN溶液不能使溶液显红色,D不正确。
6.在Fe2(SO4)3溶液中,加入ag铜,完全溶解后,再加bg铁,充分反应后得到cg残余固体,且a>c,则下列说法正确的是 ( )
A.残余固体是铜和铁
B.最后得到的溶液中一定含有Cu2+
C.将残余固体加入稀硫酸中,有气泡产生
D.最后得到的溶液中可能含有Fe3+
【解析】选B。Fe2(SO4)3溶液中,加入铜、铁,充分反应后残余固体有可能是铜或者是铜和铁都有,无论哪种情况溶液中一定没有Fe3+,根据a>c知,残余固体全是铜且溶液中一定含有Cu2+,残余固体加入稀硫酸中,不会有气泡产生。
【互动探究】(1)若题干“a>c”改为“a=c”,则残余固体是什么?
提示:因为无论何种情况,残余固体中一定有铜,所以,a=c时残余固体全部是铜。
(2)有可能a提示:可能。a二、非选择题(本题包括2小题,共20分)
7.(10分)(2015·大连高一检测)某学习小组为认识铁及其化合物的性质、分散系的性质做了如下一组综合实验,根据实验流程回答相关问题:
(1)请写出Fe2O3与①反应的离子方程式:?
。
(2)物质②为 。
(3)请写出FeCl3与铁粉反应的化学方程式:?
。
(4)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液最终生成Fe(OH)3浊液,该过程的现象为
?
,
此过程中发生的氧化还原反应为(用化学方程式表达)___________________
。
(5)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中,并继续煮沸至红褐色,制得分散系③ ,它与FeCl3溶液、Fe(OH)3浊液的本质区别是
。
【解析】(1)根据生成物可知①为HCl,反应的离子方程式为Fe2O3+6H+2Fe3++
3H2O;
(2)根据生成物可知,物质②为NaOH溶液;
(3)FeCl3与铁粉反应的化学方程式为2FeCl3+Fe3FeCl2;
(4)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液最终生成Fe(OH)3浊液的现象是先生成白色沉淀,白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,反应过程中发生的氧化还原反应的化学方程式为4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3;
(5)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中,并继续煮沸至红褐色,制得分散系是胶体,胶体和溶液、浊液的本质区别是分散质微粒直径的大小。
答案:(1)Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O
(2)NaOH溶液
(3)2FeCl3+Fe3FeCl2
(4)先生成白色沉淀,白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色
4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3
(5)胶体 分散质微粒直径的大小
8.(10分)(2015·福州高一检测)某同学为了检验家中的一瓶补铁药(成分为FeSO4)是否变质,查阅了有关资料,得知Fe2+能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使高锰酸钾溶液褪色,并结合已学的知识设计了如下实验:
将药片除去糖衣研细后,溶解过滤,取滤液分别加入两支试管中,在一支试管中滴入酸性高锰酸钾溶液,在另一支试管中滴入KSCN溶液。
请你填出该同学实验中出现以下现象时应得出的结论:
(1)若滴入酸性高锰酸钾溶液后褪色,滴入KSCN溶液后不变红,结论是?
。
(2)若滴入酸性高锰酸钾溶液后不褪色,滴入KSCN溶液变红,结论是?
。
(3)若滴入酸性高锰酸钾溶液后褪色,滴入KSCN溶液变红,结论是?
。
(4)能不能将KMnO4和KSCN滴入同一试管中进行验证,为什么?试进行解释
? ?
。
【解析】加KMnO4溶液只要褪色就说明含有Fe2+,而加入KSCN溶液变红则说明含有Fe3+,所以前三问的答案很容易得出,而第(4)问中的原因可归结为两条,一是KMnO4溶液呈紫红色,影响观察Fe(SCN)3的红色,二是KSCN具有较强的还原性,可以被KMnO4氧化,影响Fe2+的检验。
答案:(1)没有变质 (2)完全变质 (3)部分变质
(4)不能,原因是KMnO4溶液呈紫红色,影响Fe3+的检验;KSCN具有还原性,影响Fe2+的检验
探究铁及其化合物的氧化性或还原性
1.(双选)(2015·泰安高一检测)所含铁元素既有氧化性又有还原性的物质是
( )
A.Fe B.FeCl2 C.FeCl3 D.FeSO4
【解析】选B、D。中间价态的铁元素既有氧化性又有还原性。
2.下列说法正确的是 ( )
A.Fe在一定条件下与水反应生成H2和Fe(OH)3
B.Fe3O4溶于盐酸后加入几滴KSCN溶液,溶液不会显红色
C.工业上在高温下用CO还原含Fe2O3的铁矿石炼铁
D.Fe3+具有氧化性,据此可用KSCN溶液鉴别Fe3+[
【解析】选C。高温下铁能与水蒸气反应生成Fe3O4和H2,故A错误;Fe3O4溶于盐酸生成Fe3+和Fe2+,Fe3+与KSCN反应得到红色溶液,故B错误;炼铁的过程就是用CO还原Fe2O3的过程,故C正确;用KSCN溶液鉴别Fe3+主要是利用了Fe3+与KSCN溶液反应显示红色,而非Fe3+的氧化性,故D错误。
【补偿训练】(2015·泉州高一检测)随着人们生活节奏的加快,方便的小包装食品已被广泛接受。为了延长食品的保质期,防止食品氧化变质,在包装袋中可以放入的化学物质是( )
A.无水硫酸铜 B.硫酸亚铁
C.食盐 D.生石灰
【解析】选B。防止食品氧化变质,可在包装袋中放入还原剂,以上4种物质,只有硫酸亚铁是常见的还原剂。
3.(双选)(2015·无锡高一检测)除去铜粉中混有的铁粉,可选用的试剂为( )
A.FeCl3溶液 B.H2SO4溶液
C.CuSO4溶液 D.NaOH溶液
【解析】选B、C。由于FeCl3不仅与Fe反应,而且与Cu反应,故A项不符;H2SO4和CuSO4溶液均与Fe反应而不与Cu反应,故可除去铜粉中混有的铁粉;NaOH与Cu、Fe均不反应,无法除杂。
4.下列反应既属于离子反应又属于氧化还原反应的是 ( )
A.2Fe+3Cl22FeCl3
B.Fe+2HClFeCl2+H2↑
C.Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O
D.Fe(OH)2+2HClFeCl2+2H2O
【解析】选B。A项反应不属于离子反应;C、D两项反应不属于氧化还原反应。
5.向某溶液中加入含Fe2+的溶液后,无明显变化,当再滴加几滴新制的氯水后,混合液变成红色,则下列结论中错误的是( )
A.该溶液中一定含有SCN-
B.氧化性:Fe3+>Cl2
C.Fe2+与SCN-不能形成红色物质
D.Fe2+被氯水氧化成Fe3+
【解析】选B。当加入Fe2+后溶液不变色,再滴加氯水后变成红色,说明溶液中含有SCN-,同时也说明Fe2+与SCN-不能形成红色物质,滴入氯水后发生了反应Cl2+2Fe2+2Fe3++2Cl-,Fe3+与SCN-结合生成红色物质,上述反应也说明了氧化性Cl2>Fe3+。
6.(2015·济宁高一检测)电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。
(1)检验溶液中Fe3+存在的试剂是 ,证明Fe3+存在的现象是 。
(2)欲从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液,下列试剂中,需要用到的一组是 (填字母)。
①蒸馏水 ②铁粉 ③浓硝酸 ④浓盐酸 ⑤浓氨水 ⑥氯水
A.②④⑥ B.③④⑥ C.②④⑤ D.①④⑥
(3)写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的离子方程式:?
。
【解析】(1)检验溶液中Fe3+存在通常用KSCN溶液,取少量溶液于试管中,滴加KSCN溶液,溶液变红说明Fe3+存在;
(2)欲从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液,需要用到的一组试剂是②铁粉、④浓盐酸、⑥氯水,选A。
(3)铜与氯化铁反应生成氯化铜、氯化亚铁,化学方程式为2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2,离子方程式为2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+。
答案:(1)KSCN溶液 溶液变为红色 (2)A
(3)2Fe3++CuCu2++2Fe2+
