第3课时 铁及其化合物之间的转化关系
[核心素养发展目标] 1.从物质类别、元素价态的角度,预测含铁物质性质及物质间的转化关系,并能通过实验进行验证、分析和解释,提升科学探究与创新意识以及证据推理与模型认知的能力。2.能根据含铁物质的性质,分析生产、生活中的实际问题,如补铁剂中铁元素价态的检验等,培养科学态度与社会责任。
一、铁及其重要化合物的转化关系
1.铁元素的“价—类”二维图
在图中适当位置填写含铁物质的化学式,完成铁及其化合物的“价—类”二维图,其中的箭头表示物质之间的转化关系。
按要求书写下列反应的化学方程式或离子方程式。
(1)同价态含铁物质之间的转化
①________________________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________________________。
④________________________________________________________________________________________。
⑤________________________________________________________________________________________。
⑥________________________________________________________________________________________。
⑦________________________________________________________________________________________。
以上反应①②③④⑤⑥一般是通过 反应实现物质之间的转化。
(2)不同价态含铁物质之间的转化
⑧________________________________________________________________________________________。
⑨________________________________________________________________________________________。
⑩________________________________________________________________________________________。
________________________________________________________________________________________。
________________________________________________________________________________________。
________________________________________________________________________________________ 。
以上反应一般都是通过 反应实现物质之间的转化。
2.铁及其化合物之间转化关系的应用
(1)铁及其化合物的制备,如工业炼铁,实验室制Fe(OH)2。
(2)亚铁盐溶液的保存,如为防止FeSO4被氧化,常向溶液中加入少量 。
(3)物质的检验、除杂,如检验Fe2+、Fe3+。
思考 除去括号中的杂质,并写出反应的离子方程式。
(1)FeCl2(Fe3+)除去方法:加入过量 ,过滤,离子方程式:_________________________________。
(2)FeCl3(FeCl2)除去方法: ,离子方程式: 。
(3)Fe2(SO4)3酸性溶液(FeSO4)除去方法:滴加 ,离子方程式:_____________________。
(4)FeCl2(Cu2+)除去方法:加入过量 ,过滤,离子方程式:___________________________________。
1.判断正误
(1)Fe(OH)3能由可溶性铁盐和碱通过复分解反应制得,也能通过化合反应制得( )
(2)向溶液中加入NaOH溶液,生成红褐色沉淀,则溶液中一定含有Fe3+,一定不存在Fe2+和Mg2+( )
(3)除去FeCl3溶液中少量的CuCl2杂质,可向溶液中加入过量铁粉,然后过滤( )
2.(2023·济南检测)下列反应中有三价铁生成的是( )
①铁丝在空气中生锈 ②向FeBr2溶液中通入足量Cl2 ③将铁片置于CuCl2溶液中
④Fe(OH)2暴露在空气中 ⑤向FeSO4溶液中滴加双氧水 ⑥高温下铁与水蒸气反应生成Fe3O4
A.① ② ③ ④ ⑤ B.② ③ ④ ⑤
C.① ② ④ ⑤ ⑥ D.全部
3.(2024·河南驻马店高一期末)研究不同价态铁元素之间的转化是合理利用铁元素的基本途径。铁及其化合物的“价—类”二维图及部分含铁物质的类别与相应化合价关系如图所示(f、g可溶于水)。下列推断不合理的是( )
A.a与H2O(g)高温下反应可实现a转化为c
B.g与Cu反应或b与H+反应,均可得到f
C.可实现f→d→e→g→f的循环转化
D.由图可预测:高铁酸盐()具有强氧化性,可用于消毒
4.铁及其化合物之间的相互转化关系如图所示:
Fe2+Fe3+Fe
回答下列有关问题:
(1)Fe与过量盐酸反应可以制取FeCl2,若用反应所得的酸性溶液,实现上述①④的转化,要求产物纯净,可分别选用 (填字母)。
a.Cl2 b.Fe c.Cu d.KMnO4
(2)化学方程式:
Fe2O3+3NaClO+4KOH2K2FeO4+3NaCl+2H2O
①还原剂是 ,具有 性。
②用单线桥表示该反应的电子转移情况。
③每转移12 mol e-可生成 mol K2FeO4。
二、补铁剂中铁元素价态的检验
1.实验:补铁剂中铁元素价态的检验
(1)预测补铁剂中铁元素价态
补铁剂中铁元素价态有以下3种可能:
①可能为 ;
②可能为 ;
③可能既有+2价,又有+3价(Fe2+和Fe3+)。
(2)实验方案
(3)实验操作、现象及结论
方案一:
实验操作 实验现象 实验结论
加入硫氰酸钾溶液,溶液颜色无变化;加入氯水后,溶液变为 含有Fe2+, 不含
方案二:
实验操作 实验现象 实验结论
溶液颜色无变化
紫红色褪去 含Fe2+
(4)实验结论分析
经过实验验证,补铁剂中铁元素价态为+2价,相关反应的离子方程式: ,
; 。
2.铁元素与人体健康
铁元素的生理功能 是人体中含量 的生命必需微量元素,其中以血红蛋白的功能最为显著。血红蛋白分子中含有 ,具有载氧功能
缺铁的危害 如果人体缺铁,就会出现
科学合理食用富铁食品及补铁 人体内的铁元素主要来源于食物,动物血、肝脏、骨髓以及菠菜、红枣等食物含有丰富的铁元素
维生素C具有 ,可以将Fe3+还原成人体可以吸收的Fe2+,所以食用维生素C含量较高的食物有利于人体对铁元素的吸收
思考 (1)为什么补铁剂与维生素C一起服用效果更好
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
(2)在验证补铁口服液中是否含有Fe2+的实验中,向溶液中加入酸性KMnO4溶液,紫红色褪色,则一定证明含有Fe2+吗
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
(3)能否用NaOH溶液检验补铁剂中铁元素的价态 为什么
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
1.判断正误
(1)血红蛋白分子中的铁元素价态为+2价( )
(2)食用富含维生素C的食物有利于人体对铁元素吸收,是利用维生素C的氧化性( )
(3)向补铁口服液中滴加KSCN溶液,溶液变为红色,则补铁口服液中铁元素的价态只有+3价( )
(4)为防止补铁口服液中的Fe2+被氧化为Fe3+,在饮用前,可向口服液中加入铁粉( )
2.铁是人体内含量最多的必需微量元素,缺铁性贫血患者应补充含Fe2+的亚铁盐。“速力菲”(主要成分:琥珀酸亚铁)是一种常见的补铁药物。某化学兴趣小组为了检验“速力菲”药片中Fe2+的存在并测定铁元素的含量,设计如下实验(假设反应过程无铁元素损耗):
请回答下列问题:
(1)写出Fe2O3的一种常见用途:
。
(2)操作Ⅰ的名称是 ,试剂1是 (填试剂名称)。
(3)证明药片中含有Fe2+的依据:_______________________________________________。
(4)淡红色溶液中加入氯水,发生反应的离子方程式为___________________________________。
(5)“速力菲”药片中铁元素的含量为________________________________________________(用含有a、b的式子表示)。
答案精析
一、
1.Fe2O3 Fe3+ Fe(OH)3 Fe(OH)2 Fe
(1)①FeO+2H+===Fe2++H2O ②Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓ ③Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O
④Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O ⑤Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓ ⑥Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O
⑦2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 复分解 (2)⑧Fe+2H+===Fe2++H2↑ ⑨3Fe+2O2Fe3O4
⑩Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(答案合理即可)
112Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-(答案合理即可)
122Fe3++Fe===3Fe2+(答案合理即可) 134Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 氧化还原
2.(2)铁粉
思考 (1)铁粉 2Fe3++Fe===3Fe2+ (2)加入氯水或通入Cl2 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- (3)H2O2溶液 2Fe2++H2O2+2H+===2H2O+2Fe3+ (4)铁粉 Fe+Cu2+===Cu+Fe2+
应用体验
1.(1)√ (2)× (3)×
2.C
3.A [如图,根据含铁化合物的价态可知,a为铁单质,b为FeO,d为Fe(OH)2,f为亚铁盐,c为Fe2O3,e为Fe(OH)3,g为铁盐;高温下,Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气,A错误;Fe3+与Cu反应:2Fe3++Cu2+,FeO与H+反应:FeO+2H+Fe2++H2O,两个反应均能得到Fe2+,B正确;Fe2+和OH-反应生成Fe(OH)2沉淀,Fe(OH)2和氧气、H2O反应生成Fe(OH)3,Fe(OH)3和盐酸等反应生成Fe3+,Fe3+和铁等反应转化为Fe2+,C正确;高铁酸盐()中铁元素化合价是最高价态+6价,具有强氧化性,D正确。]
4.(1)ab (2)①Fe2O3 还原
②
③ 4
二、
1.(1)①+2价(Fe2+) ②+3价(Fe3+) (3)红色 Fe3+ 不含Fe3+ (4)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3 Mn+5Fe2++8H+===Mn2++5Fe3++4H2O
2.最高 Fe2+ 贫血 还原性
思考 (1)补铁剂中铁元素的化合价是+2价,具有还原性,因维生素C的还原性比Fe2+强,因此补铁剂与维生素C一起服用,可以防止补铁剂中的Fe2+被氧化。
(2)不一定。因为补铁口服液中的抗氧化剂(维生素C)有还原性,也可以使酸性KMnO4溶液褪色。
(3)不能。若补铁剂中含有Fe3+,加入NaOH溶液立即产生红褐色沉淀,则无法检验Fe2+的存在。
应用体验
1.(1)√ (2)× (3)× (4)×
2.(1)作红色油漆(或红色颜料、涂料、油墨,答案合理即可)
(2)过滤 硫氰酸钾溶液
(3)淡黄色溶液中加入KSCN溶液,溶液变为淡红色,再加入氯水,溶液变为红色
(4)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- (5)×100%
解析 (1)Fe2O3是红棕色固体,常见用途是作红色油漆。(2)操作Ⅰ是分离固体和溶液,操作Ⅰ的名称是过滤;淡黄色溶液中加入的试剂1为KSCN溶液,后溶液变为淡红色。(3)淡黄色溶液中加入KSCN溶液,变为淡红色溶液,说明部分亚铁离子被氧化为铁离子,再加入氯水,溶液变为红色,亚铁离子全部被氧化生成铁离子。(5)根据铁元素质量守恒,a g “速力菲”药片中铁元素最后全部转化为b g氧化铁中的铁元素,所以“速力菲”药片中铁元素的含量为×100%=×100%。(共82张PPT)
铁及其化合物之间的转化关系
第3课时
第3章 第1节
<<<
核心素养
发展目标
1.从物质类别、元素价态的角度，预测含铁物质性质及物质间的转化关系，并能通过实验进行验证、分析和解释，提升科学探究与创新意识以及证据推理与模型认知的能力。
2.能根据含铁物质的性质，分析生产、生活中的实际问题，如补铁剂中铁元素价态的检验等，培养科学态度与社会责任。
内容索引
一、铁及其重要化合物的转化关系
二、补铁剂中铁元素价态的检验
课时对点练
铁及其重要化合物的转化关系
>
<
一
1.铁元素的“价—类”二维图
在图中适当位置填写含铁物质的化学式，完成铁及其化合物的“价—类”二维图，其中的箭头表示物质之间的转化关系。
一 铁及其重要化合物的转化关系
Fe2O3
Fe3＋
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Fe
按要求书写下列反应的化学方程式或离子方程式。
(1)同价态含铁物质之间的转化
①_______________________。
② 。
③ 。
④ 。
⑤ 。
FeO+2H+===Fe2++H2O
Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓
Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O
Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
⑥ 。
⑦ 。
以上反应①②③④⑤⑥一般是通过 反应实现物质之间的转化。
Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O
2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O
复分解
(2)不同价态含铁物质之间的转化
⑧ 。
⑨ 。
⑩ 。
。
。
。
以上反应一般都是通过 反应实现物质之间的转化。
Fe+2H+===Fe2++H2↑
3Fe+2O2 Fe3O4
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2(答案合理即可)
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-(答案合理即可)
2Fe3++Fe===3Fe2+(答案合理即可)
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
氧化还原
2.铁及其化合物之间转化关系的应用
(1)铁及其化合物的制备，如工业炼铁，实验室制Fe(OH)2。
(2)亚铁盐溶液的保存，如为防止FeSO4被氧化，常向溶液中加入少量_______。
(3)物质的检验、除杂，如检验Fe2+、Fe3+。
铁粉
除去括号中的杂质，并写出反应的离子方程式。
(1)FeCl2(Fe3+)除去方法：加入过量 ，过滤，离子方程式：______
____________。
(2)FeCl3(FeCl2)除去方法： ，离子方程式：_____
__________________。
(3)Fe2(SO4)3酸性溶液(FeSO4)除去方法：滴加 ，离子方程式： 。
思考
铁粉
2Fe3++
Fe===3Fe2+
加入氯水或通入Cl2
2Fe2+
+Cl2===2Fe3++2Cl-
H2O2溶液
2Fe2++H2O2+2H+===2H2O+2Fe3+
(4)FeCl2(Cu2+)除去方法：加入过量 ，过滤，离子方程式：
____________________。
思考
铁粉
Fe+Cu2+===Cu+Fe2+
1.判断正误
(1)Fe(OH)3能由可溶性铁盐和碱通过复分解反应制得，也能通过化合反应制得
(2)向溶液中加入NaOH溶液，生成红褐色沉淀，则溶液中一定含有Fe3+，一定不存在Fe2+和Mg2+
(3)除去FeCl3溶液中少量的CuCl2杂质，可向溶液中加入过量铁粉，然后过滤
应用体验
×
√
×
2.(2023·济南检测)下列反应中有三价铁生成的是
①铁丝在空气中生锈 ②向FeBr2溶液中通入足量Cl2 ③将铁片置于CuCl2溶液中 ④Fe(OH)2暴露在空气中 ⑤向FeSO4溶液中滴加双氧水 ⑥高温下铁与水蒸气反应生成Fe3O4
A.①②③④⑤ B.②③④⑤
C.①②④⑤⑥ D.全部
应用体验
√
3.(2024·河南驻马店高一期末)研究不同价态铁元素之间的转化是合理利用铁元素的基本途径。铁及其化合物的“价—类”二维图及部分含铁物质的类别与相应化合价关系如图所示(f、g可溶于水)。下列推断不合理的是
A.a与H2O(g)高温下反应可实现a转化为c
B.g与Cu反应或b与H+反应，均可得到f
C.可实现f→d→e→g→f的循环转化
D.由图可预测：高铁酸盐()具有强
氧化性，可用于消毒
应用体验
√
应用体验
如图，根据含铁化合物的价态可知，a为铁单质，b为FeO，d为Fe(OH)2，f为亚铁盐，c为Fe2O3，e为Fe(OH)3，g为铁盐；高温下，Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气，A错误；
Fe3+与Cu反应：2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+，FeO与H+反应：FeO+2H+===
Fe2++H2O，两个反应均能得到Fe2+，B正确；
应用体验
Fe2+和OH-反应生成Fe(OH)2沉淀，Fe(OH)2和氧气、H2O反应生成Fe(OH)3，Fe(OH)3和盐酸等反应生成Fe3+，Fe3+和铁等反应转化为Fe2+，C正确；
高铁酸盐()中铁元素化合价是最高价态+6价，具有强氧化性，D正确。
4.铁及其化合物之间的相互转化关系如图所示：
应用体验
Fe2+ Fe3+ Fe
回答下列有关问题：
(1)Fe与过量盐酸反应可以制取FeCl2，若用反应所得的酸性溶液，实现上述①④的转化，要求产物纯净，可分别选用 (填字母)。
a.Cl2 b.Fe
c.Cu d.KMnO4
ab
(2)化学方程式：
Fe2O3+3NaClO+4KOH 2K2FeO4+3NaCl+2H2O
①还原剂是 ，具有 性。
②用单线桥表示该反应的电子转移情况。
应用体验
Fe2O3
还原
答案
③每转移12 mol e-可生成 mol K2FeO4。
应用体验
4
返回
补铁剂中铁元素价态的检验
>
<
二
二 补铁剂中铁元素价态的检验
1.实验：补铁剂中铁元素价态的检验
(1)预测补铁剂中铁元素价态
补铁剂中铁元素价态有以下3种可能：
①可能为 ；
②可能为 ；
③可能既有+2价，又有+3价(Fe2+和Fe3+)。
+2价(Fe2+)
+3价(Fe3+)
(2)实验方案
(3)实验操作、现象及结论
方案一：
实验操作 实验现象 实验结论
加入硫氰酸钾溶液，溶液颜色无变化；加入氯水后，溶液变为______ 含有Fe2+，不含_____
红色
Fe3+
方案二：
实验操作 实验现象 实验结论
溶液颜色无变化 _________
紫红色褪去 含Fe2+
不含Fe3+
(4)实验结论分析
经过实验验证，补铁剂中铁元素价态为+2价，相关反应的离子方程式： ；___________
_________________________。
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-，Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3
+8H+===Mn2++5Fe3++4H2O
Mn+5Fe2+
2.铁元素与人体健康
铁元素的生理 功能 是人体中含量_____的生命必需微量元素，其中以血红蛋白的功能最为显著。血红蛋白分子中含有____，具有载氧功能
缺铁的危害 如果人体缺铁，就会出现_____
科学合理食用富铁食品及补铁 人体内的铁元素主要来源于食物，动物血、肝脏、骨髓以及菠菜、红枣等食物含有丰富的铁元素
维生素C具有_______，可以将Fe3+还原成人体可以吸收的Fe2+，所以食用维生素C含量较高的食物有利于人体对铁元素的吸收
最高
Fe2+
贫血
还原性
思考
(1)为什么补铁剂与维生素C一起服用效果更好？
提示 补铁剂中铁元素的化合价是+2价，具有还原性，因维生素C的还原性比Fe2+强，因此补铁剂与维生素C一起服用，可以防止补铁剂中的Fe2+被氧化。
(2)在验证补铁口服液中是否含有Fe2+的实验中，向溶液中加入酸性KMnO4溶液，紫红色褪色，则一定证明含有Fe2+吗？
提示 不一定。因为补铁口服液中的抗氧化剂(维生素C)有还原性，也可以使酸性KMnO4溶液褪色。
思考
(3)能否用NaOH溶液检验补铁剂中铁元素的价态？为什么？
提示 不能。若补铁剂中含有Fe3+，加入NaOH溶液立即产生红褐色沉淀，则无法检验Fe2+的存在。
1.判断正误
(1)血红蛋白分子中的铁元素价态为+2价
(2)食用富含维生素C的食物有利于人体对铁元素吸收，是利用维生素C的氧化性
(3)向补铁口服液中滴加KSCN溶液，溶液变为红色，则补铁口服液中铁元素的价态只有+3价
(4)为防止补铁口服液中的Fe2+被氧化为Fe3+，在饮用前，可向口服液中加入铁粉
应用体验
×
×
√
×
2.铁是人体内含量最多的必需微量元素，缺铁性贫血患者应补充含Fe2+的亚铁盐。“速力菲”(主要成分：琥珀酸亚铁)是一种常见的补铁药物。某化学兴趣小组为了检验“速力菲”药片中Fe2+的存在并测定铁元素的含量，设计如下实验(假设反应过程无铁元素损耗)：
应用体验
请回答下列问题：
(1)写出Fe2O3的一种常见用途：_________________________________
_____________________。
应用体验
作红色油漆(或红色颜料、涂料、
油墨，答案合理即可)
Fe2O3是红棕色固体，常见用途是作红色油漆。
(2)操作 Ⅰ 的名称是 ，试剂1是 (填试剂名称)。
应用体验
过滤
硫氰酸钾溶液
操作Ⅰ是分离固体和溶液，操作Ⅰ的名称是过滤；淡黄色溶液中加入的试剂1为KSCN溶液，后溶液变为淡红色。
(3)证明药片中含有Fe2+的依据：________________________________
________________________________________。
应用体验
淡黄色溶液中加入KSCN溶液，溶液变为淡红色，再加入氯水，溶液变为红色
应用体验
淡黄色溶液中加入KSCN溶液，变为淡红色溶液，说明部分亚铁离子被氧化为铁离子，再加入氯水，溶液变为红色，亚铁离子全部被氧化生成铁离子。
应用体验
(4)淡红色溶液中加入氯水，发生反应的离子方程式为______________
____________。
2Fe2++Cl2===
2Fe3++2Cl-
应用体验
(5)“速力菲”药片中铁元素的含量为 (用含有a、b的式子表示)。
×100%
应用体验
根据铁元素质量守恒，a g “速力菲”药片中铁元素最后全部转化为b g氧化铁中的铁元素，所以“速力菲”药片中铁元素的含量为×
100%=×100%。
返回
课时对点练
题组一 铁及其化合物的转化
1.如图为铁元素的“价—类”二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法正确的是
A.高温下铁与水蒸气的反应可实现上述转化①
B.FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，
迅速发生转化②生成红棕色粉末
C.加热Fe(OH)3发生转化⑥，加水溶解可实现转化③
D.转化⑦发生反应的类型是化合反应
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
①表示铁单质缓慢氧化转化为Fe2O3，高温下铁与水蒸气反应生成四氧化三铁，不能实现转化①，故A不符合题意；
②表示FeO被氧化转化为Fe2O3的过程，FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热迅速转化为四氧化三铁，不能发生转化②，故B不符合题意；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
⑥表示Fe(OH)3加热分解生成Fe2O3和水，③表示Fe(OH)3和稀盐酸等反应转化为Fe3+和水，氢氧化铁难溶于水，则加水溶解不能实现转化③，故C不符合题意；
⑦表示Fe(OH)2与氧气和水反应生成Fe(OH)3，为多种物质生成一种物质，属于化合反应，故D符合题意。
2.(2024·合肥高一期末)在地壳中的含量仅次于铝的某金属元素“价—类”二维图如图所示，下列说法错误的是
A.a与水常温下几乎不发生反应，但在高温下
可发生置换反应
B.b和c可分别与水发生反应生成e和d
C.e在潮湿的空气中容易转变为d
D.h的某种盐是具备净水和消毒双重功能的水处理剂
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
由题中信息可知，a为Fe、b为FeO、c为Fe2O3、d为Fe(OH)3、e为 Fe(OH)2、f为亚铁盐、g为铁盐、h为高铁酸盐；FeO和Fe2O3均不溶于水，均不能直接与水反应生成相应的碱Fe(OH)2和Fe(OH)3，故选B。
3.下列物质能通过化合反应制取的是
①FeCl2 ②Fe2(SO4)3 ③Fe3O4 ④Fe(OH)2 ⑤Fe(OH)3
A.①②③④⑤ B.①③⑤
C.③⑤ D.③④⑤
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
①FeCl2可通过化合反应制得：2FeCl3+Fe===3FeCl2；②Fe2(SO4)3不能通过化合反应制得；③Fe3O4可通过化合反应制得：3Fe+2O2 Fe3O4；④Fe(OH)2不能通过化合反应制得；⑤Fe(OH)3可通过化合反应制得：4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3。
4.向盛有2 mL FeCl3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
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
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A错误、B正确；
试管3中的离子反应为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-，
故C错误；
试管3中加入新制氯水将Fe2+氧化为Fe3+，试管2中上层清液含KSCN溶液，与Fe3+结合溶液呈现红色，不是生成红色沉淀，故D错误。
题组二 生活中铁元素的检验
5.某兴趣小组进行某补血剂中铁元素含量的测定实验流程如下：
下列说法不正确的是
A.步骤①研磨时需要在研钵中
进行
B.步骤②加入过量NaOH溶液的作用是将Fe2+完全沉淀
C.步骤③多步操作为过滤、洗涤、灼烧至恒重、冷却、称重
D.每片补血剂中铁元素的质量为0.07w g
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
加入过氧化氢溶液是将Fe2+氧化为Fe3+，然后用过量NaOH溶液将Fe3+完全沉淀，B错误；
步骤③是将氢氧化铁沉淀转化为氧化铁，通过测定氧化铁的质量，计算补血剂中铁元素的含量，所以操作为过滤、洗涤、灼烧至恒重、冷却、称重，C正确；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
w g氧化铁中铁元素的质量即为10片补血剂中铁元素的质量，所以每片补血剂中铁元素的质量为=0.07w g，D正确。
6.《神农本草经》记载：“神农尝百草，日遇七十二毒，得茶而解。”茶叶中铁元素的检验可经以下四个步骤完成，各步骤中选用的实验用品不能都用到的是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
A.将茶叶灼烧灰化，选用①②⑨
B.用浓盐酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释，选用④⑥⑦
C.过滤得到滤液，选用④⑤⑦
D.检验滤液中的Fe3+，选用③⑧⑩
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
将茶叶灼烧灰化，应在坩埚中加热，①②⑨都能用到，A不符合题意；
用浓盐酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释，应在烧杯中进行，可用玻璃棒搅拌，选用④和⑦，B符合题意；
过滤时需要用到漏斗、烧杯和玻璃棒，C不符合题意；
检验滤液中的Fe3+，可取少量滤液于小试管中，用胶头滴管滴加KSCN溶液检验，用到试管、KSCN溶液和胶头滴管，D不符合题意。
题组三 铁及其化合物的相关计算
7.将适量铁粉加入氯化铁溶液中，完全反应后，溶液中的Fe3+和Fe2+浓度相等。则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比是
A.2∶3 B.3∶2
C.1∶2 D.1∶1
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
设参加反应的Fe3+物质的量为x，未参加反应的Fe3+物质的量为y，由化学方程式2FeCl3+Fe===3FeCl2可知，生成的Fe2+的物质的量为，即y=，x∶y=x∶=2∶3。
8.向200 mL 0.1 mol·L-1 Fe(NO3)2溶液中加入适量的NaOH溶液，使Fe2+恰好完全沉淀，过滤，小心加热沉淀，直到水分蒸干，再灼烧到质量不再变化，此时固体的质量为
A.1.44 g B.4.36 g
C.2.82 g D.1.6 g
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
在实验过程中发生反应：Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓，加热、灼烧时又会发生下列变化：Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3，根据反应前后铁元素质量守恒可得所得固体的质量为1.6 g。
9.(2023·烟台高一期末)用铁泥(主要成分为Fe2O3，还含有少量FeO和Fe)制备纳米Fe3O4的流程如下。下列说法正确的是
A.步骤①发生的反应均为氧化
还原反应
B.步骤②中发生的反应为2Fe3+
+Fe===3Fe2+、Fe+2H+===Fe2+
+H2↑
C.步骤④中使用过量的H2O2有利于提高纳米Fe3O4的产率
D.纳米Fe3O4能产生丁达尔效应
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
√
盐酸和氧化铁以及氧化亚铁的反应不是氧化还原反应，A错误；
步骤②中铁和盐酸生成氯化亚铁和氢气、和铁离子生成氯化亚铁，发生的反应为Fe+2H+===Fe2++H2↑、2Fe3++Fe===3Fe2+，B正确；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
过量过氧化氢会把B中亚铁离子氧化为铁离子，不利于提高纳米Fe3O4的产率，C错误；
胶体是分散质粒子大小在1~100 nm的分散系，纳米Fe3O4不是分散系，不能产生丁达尔效应，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
10.FeSO4在工业上用途广泛，通过下列实验探究FeSO4溶液性质。
实验1：向FeSO4溶液中滴入少许Na2CO3溶液，出现白色沉淀。
实验2：向FeSO4溶液中加入NaOH溶液，出现白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。
实验3：向FeSO4溶液中滴入KSCN溶液，出现红色。
实验4：向FeSO4溶液中滴入酸性KMnO4溶液，酸性KMnO4溶液褪色。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
下列说法不正确的是
A.实验1中发生的离子反应为Fe2++C===FeCO3↓
B.实验2现象说明Fe(OH)2具有还原性
C.实验3现象说明FeSO4氧化变质
D.实验4现象说明FeSO4具有漂白性
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
√
实验1中Fe2+和C反应生成沉淀，离子方程式为Fe2++C===FeCO3↓，
A正确；
白色沉淀是氢氧化亚铁，红褐色沉淀为氢氧化铁，该反应为氢氧化亚铁转化为氢氧化铁，铁的化合价升高，B正确；
滴入KSCN溶液，出现红色，说明Fe2+被氧化为Fe3+，则说明FeSO4氧化变质，C正确；
KMnO4溶液褪色，是溶液中的Fe2+和高锰酸钾发生了氧化还原反应，体现了FeSO4具有还原性，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
11.一种以铁粉、硫酸亚铁溶液为原料制取氧化铁黑的原理如图所示。下列说法正确的是
A.转化Ⅰ、Ⅱ均为置换反应
B.图中转化仅涉及Fe、O元素的化合价发生变化
C.转化Ⅱ反应的离子方程式为6Fe2++6H2O+O2===2Fe3O4↓+12H+
D.转化Ⅱ中所需O2可由通入过量的空气来实现
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
转化Ⅰ为置换反应，而转化Ⅱ中没有单质生成，不是置换反应，A错误；
转化Ⅰ中氢元素化合价降低，B错误；
根据转化关系可判断转化Ⅱ反应的离子方程式为6Fe2++6H2O+O2===2Fe3O4↓+12H+，C正确；
转化Ⅱ中若通入过量的空气，则氧气将会继续氧化四氧化三铁中的+2价铁，所以不能通入过量的空气，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
12.某酸性废液中含有Fe2+、Cu2+、Ba2+三种金属离子，有同学设计了下列方案对废液进行处理(所加试剂均稍过量)以回收金属，保护环境。
下列说法不正确的是
A.固体a中含有的单质一定是
Fe和Cu
B.沉淀b的化学式是Fe(OH)3，
沉淀c的化学式是BaCO3
C.溶液A在酸性条件下与H2O2反应的离子方程式为
2Fe2++2H++H2O2===2Fe3++2H2O
D.若溶液C加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，则说明原溶液一定含有Cl-
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
A对，废液中加入过量的铁屑，铁置换出铜，则固体a中含有的单质一定是Fe和Cu；
B对，溶液A中存在Fe2+和Ba2+，加入过氧化氢溶液氧化Fe2+为Fe3+，加入NaOH溶液可生成Fe(OH)3沉淀；溶液B中主要含有Ba2+、Na+，加入Na2CO3溶液可生成BaCO3沉淀，则沉淀b是Fe(OH)3，沉淀c是BaCO3；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
C对，溶液A中的Fe2+在酸性条件下与H2O2反应生成Fe3+，离子方程式为2Fe2++2H++H2O2===2Fe3++2H2O；
D错，溶液C中含有C，加入AgNO3溶液一定有白色沉淀Ag2CO3生成，不能说明原溶液一定含有Cl-。
13.(2023·郑州七中期末)已知：单质A为目前人类使用最广泛的金属，氧化物B为具有磁性的黑色晶体，根据下列转化关系填空。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(1)试判断：B的名称为 ，写出A→B反应的化学方程式： 。
四氧化三铁(或磁性氧化铁)
3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(2)实验室检验C溶液中的阳离子时，可加入氢氧化钠溶液，若先产生
色沉淀，该沉淀在空气中迅速变为灰绿色，最终变为 色，则含该离子。
白
红褐
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(3)实验室检验D溶液中的阳离子时，通常可滴加 (填化学式)溶液，若溶液变为红色，则含该离子。
KSCN
(4)写出D+A―→C的离子方程式： 。
2Fe3++Fe===3Fe2+
14.(2024·湖北荆州中学高一期末)某兴趣小组同学为探究黑木耳中含铁量，进行如下实验。
已知：ⅰ.黑木耳富含蛋白质、糖类、卵磷脂、铁及一些还原性物质(如维生素C)等。每100 g黑木耳含铁量高达185 mg。
ⅱ.紫红色的KMnO4溶液在酸性条件下具有强氧化性，其还原产物是无色的Mn2+。
ⅲ.K3［Fe(CN)6］与亚铁离子反应生成特征蓝色沉淀。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Ⅰ.为确定黑木耳中含有铁元素，甲同学设计实验方案如下。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(1)步骤②得到滤液A的操作是 。
(2)步骤④检验Fe3+所用试剂是 溶液。
过滤
KSCN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
一般用KSCN溶液检验铁离子，实验现象是溶液显红色，则步骤④检验Fe3+所用试剂是KSCN溶液。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(3)下列有关上述实验得出的结论是 (填字母，下同)。
a.黑木耳中一定含Fe2+和Fe3+
b.滤液A中一定含Fe2+和Fe3+
c.白色沉淀中一定含Fe(OH)2
bc
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
根据步骤③中产生蓝色沉淀可知滤液A中含有亚铁离子，则白色沉淀中含有Fe(OH)2；根据步骤④可知滤液A中含有铁离子，由于在灼烧过程中亚铁离子可能被氧化为铁离子，所以黑木耳中不一定含有铁离子，a错误，b、c正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Ⅱ.为测定黑木耳中铁元素的含量，乙同学设计实验方案如下。
(4)可选做试剂B的物质是 。
a.Na b.Zn
c.Fe d.Cu
d
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
滤液A中含有铁离子，需要利用还原剂将其转化为亚铁离子，且不能再引入铁元素，也不能干扰亚铁离子与高锰酸钾的反应。金属钠在溶液中反应生成NaOH，NaOH与铁离子反应生成沉淀，得不到亚铁离子，a错误；
金属锌与铁离子、亚铁离子和高锰酸钾均反应，b错误；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
金属铁和铁离子反应生成亚铁离子，引入了铁元素，c错误；
金属铜与铁离子反应生成亚铁离子和铜离子，且不会影响亚铁离子与高锰酸钾的反应，d正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(5)步骤⑦中观察到的实验现象是 ， 反应的离子方程式是 。
(6)若乙同学实验操作规范，但测得含铁量远大于实际的含量，其可能的原因是 。
酸性高锰酸钾溶液紫红色褪去
5Fe2++Mn+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O
黑木耳中还含有其他还原性物质(或黑木耳中还含有维生素C)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
由于黑木耳中含有其他还原性物质，如维生素C，导致消耗高锰酸钾溶液的体积增加，所以测得含铁量远大于实际的含量。
返回作业24 铁及其化合物之间的转化关系
［分值：100分］
(选择题1~12题，每小题6分，共72分)
题组一 铁及其化合物的转化
1.如图为铁元素的“价—类”二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法正确的是 ( )
A.高温下铁与水蒸气的反应可实现上述转化①
B.FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化②生成红棕色粉末
C.加热Fe(OH)3发生转化⑥，加水溶解可实现转化③
D.转化⑦发生反应的类型是化合反应
2.(2024·合肥高一期末)在地壳中的含量仅次于铝的某金属元素“价—类”二维图如图所示，下列说法错误的是 ( )
A.a与水常温下几乎不发生反应，但在高温下可发生置换反应
B.b和c可分别与水发生反应生成e和d
C.e在潮湿的空气中容易转变为d
D.h的某种盐是具备净水和消毒双重功能的水处理剂
3.下列物质能通过化合反应制取的是 ( )
①FeCl2 ②Fe2(SO4)3 ③Fe3O4 ④Fe(OH)2 ⑤Fe(OH)3
A.①②③④⑤ B.①③⑤
C.③⑤ D.③④⑤
4.向盛有2 mL FeCl3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++Cl2Fe3++2Cl-
D.试管3中必定有红色沉淀生成
题组二 生活中铁元素的检验
5.某兴趣小组进行某补血剂中铁元素含量的测定实验流程如下：
下列说法不正确的是 ( )
A.步骤①研磨时需要在研钵中进行
B.步骤②加入过量NaOH溶液的作用是将Fe2+完全沉淀
C.步骤③多步操作为过滤、洗涤、灼烧至恒重、冷却、称重
D.每片补血剂中铁元素的质量为0.07w g
6.《神农本草经》记载：“神农尝百草，日遇七十二毒，得茶而解。”茶叶中铁元素的检验可经以下四个步骤完成，各步骤中选用的实验用品不能都用到的是 ( )
A.将茶叶灼烧灰化，选用①②⑨
B.用浓盐酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释，选用④⑥⑦
C.过滤得到滤液，选用④⑤⑦
D.检验滤液中的Fe3+，选用③⑧⑩
题组三 铁及其化合物的相关计算
7.将适量铁粉加入氯化铁溶液中，完全反应后，溶液中的Fe3+和Fe2+浓度相等。则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比是 ( )
A.2∶3 B.3∶2
C.1∶2 D.1∶1
8.向200 mL 0.1 mol·L-1 Fe(NO3)2溶液中加入适量的NaOH溶液，使Fe2+恰好完全沉淀，过滤，小心加热沉淀，直到水分蒸干，再灼烧到质量不再变化，此时固体的质量为 ( )
A.1.44 g B.4.36 g
C.2.82 g D.1.6 g
9.(2023·烟台高一期末)用铁泥(主要成分为Fe2O3，还含有少量FeO和Fe)制备纳米Fe3O4的流程如下。下列说法正确的是 ( )
A.步骤①发生的反应均为氧化还原反应
B.步骤②中发生的反应为2Fe3++Fe3Fe2+、Fe+2H+Fe2++H2↑
C.步骤④中使用过量的H2O2有利于提高纳米Fe3O4的产率
D.纳米Fe3O4能产生丁达尔效应
10.FeSO4在工业上用途广泛，通过下列实验探究FeSO4溶液性质。
实验1：向FeSO4溶液中滴入少许Na2CO3溶液，出现白色沉淀。
实验2：向FeSO4溶液中加入NaOH溶液，出现白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。
实验3：向FeSO4溶液中滴入KSCN溶液，出现红色。
实验4：向FeSO4溶液中滴入酸性KMnO4溶液，酸性KMnO4溶液褪色。
下列说法不正确的是 ( )
A.实验1中发生的离子反应为Fe2++CFeCO3↓
B.实验2现象说明Fe(OH)2具有还原性
C.实验3现象说明FeSO4氧化变质
D.实验4现象说明FeSO4具有漂白性
11.一种以铁粉、硫酸亚铁溶液为原料制取氧化铁黑的原理如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.转化Ⅰ、Ⅱ均为置换反应
B.图中转化仅涉及Fe、O元素的化合价发生变化
C.转化Ⅱ反应的离子方程式为6Fe2++6H2O+O22Fe3O4↓+12H+
D.转化Ⅱ中所需O2可由通入过量的空气来实现
12.某酸性废液中含有Fe2+、Cu2+、Ba2+三种金属离子，有同学设计了下列方案对废液进行处理(所加试剂均稍过量)以回收金属，保护环境。
下列说法不正确的是 ( )
A.固体a中含有的单质一定是Fe和Cu
B.沉淀b的化学式是Fe(OH)3，沉淀c的化学式是BaCO3
C.溶液A在酸性条件下与H2O2反应的离子方程式为2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O
D.若溶液C加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，则说明原溶液一定含有Cl-
13.(12分)(2023·郑州七中期末)已知：单质A为目前人类使用最广泛的金属，氧化物B为具有磁性的黑色晶体，根据下列转化关系填空。
(1)试判断：B的名称为 ，写出A→B反应的化学方程式： 。
(2)实验室检验C溶液中的阳离子时，可加入氢氧化钠溶液，若先产生 色沉淀，该沉淀在空气中迅速变为灰绿色，最终变为 色，则含该离子。
(3)实验室检验D溶液中的阳离子时，通常可滴加 (填化学式)溶液，若溶液变为红色，则含该离子。
(4)写出D+AC的离子方程式： 。
14.(16分)(2024·湖北荆州中学高一期末)某兴趣小组同学为探究黑木耳中含铁量，进行如下实验。
已知：ⅰ.黑木耳富含蛋白质、糖类、卵磷脂、铁及一些还原性物质(如维生素C)等。每100 g黑木耳含铁量高达185 mg。
ⅱ.紫红色的KMnO4溶液在酸性条件下具有强氧化性，其还原产物是无色的Mn2+。
ⅲ.K3［Fe(CN)6］与亚铁离子反应生成特征蓝色沉淀。
Ⅰ.为确定黑木耳中含有铁元素，甲同学设计实验方案如下。
(1)步骤②得到滤液A的操作是 。
(2)步骤④检验Fe3+所用试剂是 溶液。
(3)下列有关上述实验得出的结论是 (填字母，下同)。
a.黑木耳中一定含Fe2+和Fe3+
b.滤液A中一定含Fe2+和Fe3+
c.白色沉淀中一定含Fe(OH)2
Ⅱ.为测定黑木耳中铁元素的含量，乙同学设计实验方案如下。
(4)可选做试剂B的物质是 。
a.Na b.Zn
c.Fe d.Cu
(5)步骤⑦中观察到的实验现象是 ，
反应的离子方程式是 。
(6)若乙同学实验操作规范，但测得含铁量远大于实际的含量，其可能的原因是 。
答案精析
1.D [①表示铁单质缓慢氧化转化为Fe2O3,高温下铁与水蒸气反应生成四氧化三铁,不能实现转化①,故A不符合题意;②表示FeO被氧化转化为Fe2O3的过程,FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热迅速转化为四氧化三铁,不能发生转化②,故B不符合题意;⑥表示Fe(OH)3加热分解生成Fe2O3和水,③表示Fe(OH)3和稀盐酸等反应转化为Fe3+和水,氢氧化铁难溶于水,则加水溶解不能实现转化③,故C不符合题意;⑦表示Fe(OH)2与氧气和水反应生成Fe(OH)3,为多种物质生成一种物质,属于化合反应,故D符合题意。]
2.B [由题中信息可知,a为Fe、b为FeO、c为Fe2O3、d为Fe(OH)3、e为 Fe(OH)2、f为亚铁盐、g为铁盐、h为高铁酸盐;FeO和Fe2O3均不溶于水,均不能直接与水反应生成相应的碱Fe(OH)2和Fe(OH)3,故选B。]
3.B [①FeCl2可通过化合反应制得:2FeCl3+Fe===3FeCl2;② Fe2(SO4)3不能通过化合反应制得;③Fe3O4可通过化合反应制得:3Fe+2O2Fe3O4;④Fe(OH)2不能通过化合反应制得;⑤Fe(OH)3可通过化合反应制得:4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3。]
4.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A错误、B正确;试管3中的离子反应为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,故C错误;试管3中加入新制氯水将Fe2+氧化为Fe3+,试管2中上层清液含KSCN溶液,与Fe3+结合溶液呈现红色,不是生成红色沉淀,故D错误。]
5.B [加入过氧化氢溶液是将Fe2+氧化为Fe3+,然后用过量NaOH溶液将Fe3+完全沉淀,B错误;步骤③是将氢氧化铁沉淀转化为氧化铁,通过测定氧化铁的质量,计算补血剂中铁元素的含量,所以操作为过滤、洗涤、灼烧至恒重、冷却、称重,C正确;w g氧化铁中铁元素的质量即为10片补血剂中铁元素的质量,所以每片补血剂中铁元素的质量为=0.07w g,D正确。]
6.B [将茶叶灼烧灰化,应在坩埚中加热,①②⑨都能用到,A不符合题意;用浓盐酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释,应在烧杯中进行,可用玻璃棒搅拌,选用④和⑦,B符合题意;过滤时需要用到漏斗、烧杯和玻璃棒,C不符合题意;检验滤液中的Fe3+,可取少量滤液于小试管中,用胶头滴管滴加KSCN溶液检验,用到试管、KSCN溶液和胶头滴管,D不符合题意。]
7.A [设参加反应的Fe3+物质的量为x,未参加反应的Fe3+物质的量为y,由化学方程式2FeCl3+Fe===3FeCl2可知,生成的Fe2+的物质的量为,即y=,x∶y=x∶=2∶3。]
8.D [在实验过程中发生反应:Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓,加热、灼烧时又会发生下列变化:Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3,根据反应前后铁元素质量守恒可得所得固体的质量为1.6 g。]
9.B [盐酸和氧化铁以及氧化亚铁的反应不是氧化还原反应,A错误;步骤②中铁和盐酸生成氯化亚铁和氢气、和铁离子生成氯化亚铁,发生的反应为Fe+2H+===Fe2++H2↑、2Fe3++Fe===3Fe2+,B正确;过量过氧化氢会把B中亚铁离子氧化为铁离子,不利于提高纳米Fe3O4的产率,C错误;胶体是分散质粒子大小在1~100 nm的分散系,纳米Fe3O4不是分散系,不能产生丁达尔效应,D错误。]
10.D [实验1中Fe2+和C反应生成沉淀,离子方程式为Fe2++C===FeCO3↓,A正确;白色沉淀是氢氧化亚铁,红褐色沉淀为氢氧化铁,该反应为氢氧化亚铁转化为氢氧化铁,铁的化合价升高,B正确;滴入KSCN溶液,出现红色,说明Fe2+被氧化为Fe3+,则说明FeSO4氧化变质,C正确;KMnO4溶液褪色,是溶液中的Fe2+和高锰酸钾发生了氧化还原反应,体现了FeSO4具有还原性,D错误。]
11.C [转化Ⅰ为置换反应,而转化Ⅱ中没有单质生成,不是置换反应,A错误;转化Ⅰ中氢元素化合价降低,B错误;根据转化关系可判断转化Ⅱ反应的离子方程式为6Fe2++6H2O+O2===2Fe3O4↓+12H+,C正确;转化Ⅱ中若通入过量的空气,则氧气将会继续氧化四氧化三铁中的+2价铁,所以不能通入过量的空气,D错误。]
12.D [A对,废液中加入过量的铁屑,铁置换出铜,则固体a中含有的单质一定是Fe和Cu;B对,溶液A中存在Fe2+和Ba2+,加入过氧化氢溶液氧化Fe2+为Fe3+,加入NaOH溶液可生成Fe(OH)3沉淀;溶液B中主要含有Ba2+、Na+,加入Na2CO3溶液可生成BaCO3沉淀,则沉淀b是Fe(OH)3,沉淀c是BaCO3;C对,溶液A中的Fe2+在酸性条件下与H2O2反应生成Fe3+,离子方程式为2Fe2++2H++H2O2===2Fe3++2H2O;D错,溶液C中含有C,加入AgNO3溶液一定有白色沉淀Ag2CO3生成,不能说明原溶液一定含有Cl-。]
13.(1)四氧化三铁(或磁性氧化铁) 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 (2)白 红褐 (3)KSCN (4)2Fe3++Fe===3Fe2+
14.(1)过滤 (2)KSCN (3)bc (4)d (5)酸性高锰酸钾溶液紫红色褪去 5Fe2++Mn+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O (6)黑木耳中还含有其他还原性物质(或黑木耳中还含有维生素C)
解析 (2)一般用KSCN溶液检验铁离子,实验现象是溶液显红色,则步骤④检验Fe3+所用试剂是KSCN溶液。
(3)根据步骤③中产生蓝色沉淀可知滤液A中含有亚铁离子,则白色沉淀中含有Fe(OH)2;根据步骤④可知滤液A中含有铁离子,由于在灼烧过程中亚铁离子可能被氧化为铁离子,所以黑木耳中不一定含有铁离子,a错误,b、c正确。
(4)滤液A中含有铁离子,需要利用还原剂将其转化为亚铁离子,且不能再引入铁元素,也不能干扰亚铁离子与高锰酸钾的反应。金属钠在溶液中反应生成NaOH,NaOH与铁离子反应生成沉淀,得不到亚铁离子,a错误;金属锌与铁离子、亚铁离子和高锰酸钾均反应,b错误;金属铁和铁离子反应生成亚铁离子,引入了铁元素,c错误;金属铜与铁离子反应生成亚铁离子和铜离子,且不会影响亚铁离子与高锰酸钾的反应,d正确。
(6)由于黑木耳中含有其他还原性物质,如维生素C,导致消耗高锰酸钾溶液的体积增加,所以测得含铁量远大于实际的含量。
