第10讲 铁及其重要化合物(基础课)
1.了解铁及其氧化物的性质及应用。 2.了解Fe(OH)2、Fe(OH)3的性质及制备。 3.理解铁盐、亚铁盐和高铁酸盐的性质及应用。
铁单质的性质及其探究
1.铁的位置、存在和物理性质
2.铁单质的化学性质(写出有关化学方程式)
铁的化学性质比较活泼,有较强的还原性。
(1)与非金属单质的反应
Fe与S反应:_______________________________。
(2)与水反应
装置一 装置二
①装置一实验时,应先点燃A处酒精灯的理由是________________________________。
②装置二中湿棉花的作用是________________。
③两装置中Fe发生反应的化学方程式为________________________。
④为了提高铁粉与水蒸气的接触面积,可采取的措施为________________________。
⑤实验完毕后,取出装置一中的少量固体,溶于足量稀盐酸,再滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化,试解释原因:__________________(用离子方程式表示)。
(3)与酸反应
与H+反应 Fe+2H+===Fe2++H2↑
与稀硝酸反应 酸过量 ===_________________
酸少量 ===___________________
与浓硫酸、浓硝酸反应 常温下____,加热持续反应分别生成SO2、NO2
(4)与盐反应
①与CuSO4溶液反应的离子方程式:Fe+Cu2+===Fe2++Cu。
②与FeCl3溶液反应的离子方程式:______________________。
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)Fe在潮湿的空气中反应生成铁锈(Fe2O3·xH2O)。 ( )
(2)Fe与Cl2、Br2、I2化合反应均生成+3价铁的卤化物。 ( )
(3)Fe与H2O(g)高温反应生成Fe2O3和H2,属于置换反应。 ( )
(4)Fe与S混合加热生成Fe2S3。 ( )
(5)常温下,把Fe块投入浓硫酸中,Fe表面形成一层致密的氧化膜。 ( )
(6)保存FeCl2常加入Fe粉的目的是防止Fe2+被氧化。 ( )
1.(2025·芜湖模拟)铁与水蒸气反应实验改进前后的装置如图所示,下列说法错误的是( )
A.将湿棉花改为浸水的尿不湿,酒精灯由单头改为双头,可提供足量的水蒸气
B.用具支试管可将试管口附近冷凝的水导出,避免冷凝水与灼热铁粉接触
C.肥皂液改为吹泡泡水,收集H2效果更好,点燃效果更明显
D.悬挂的磁铁仅能吸引铁粉,不能吸引反应产物
2.向一定量的铁粉中逐滴滴加稀硝酸,得到金属阳离子与所加硝酸的物质的量的关系如图所示。
Ⅰ对应金属阳离子为______,Ⅱ对应金属阳离子为______,c、b两点的数值比为______。
(1)铁的氧化规律:铁与弱氧化剂(如S、FeCl3、CuSO4、I2等)反应时被氧化为Fe2+,铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3、浓硫酸等)反应时被氧化为Fe3+。
(2)铁与酸反应的规律:①Fe与一般酸反应时只生成Fe2+,与氧化性酸(HNO3)反应时,Fe少量生成Fe3+,Fe过量生成Fe2+。②Fe与浓硫酸、浓硝酸作用时常温下钝化(形成致密氧化膜),加热可以持续反应。
铁的氧化物和氢氧化物
1.铁的氧化物
(1)物理性质
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗称 — ____ __________
颜色 黑色 ______ 黑色
状态 粉末 粉末 晶体
溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水
(2)化学性质(用离子方程式或化学方程式表示)
①FeO不稳定,在空气中受热生成Fe3O4:______________。
②FeO、Fe2O3、Fe3O4分别与盐酸反应:_________________________、_____________________________、Fe3O4+8H+===2Fe3++Fe2++4H2O。
③均具有氧化性,能被木炭、H2、CO等还原为Fe,如2FeO+C2Fe+CO2↑。
Fe3O4的组成可用氧化物的形式表示为,即有的铁显+2价,的铁显+3 价。Fe3O4为纯净物,不属于碱性氧化物。
2.铁的氢氧化物
化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
色态 ____固体 ______固体
溶解性 难溶于水 难溶于水
与盐酸反应 Fe(OH)2+2H+===___________ Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O
受热分解 — 2Fe(OH)3___________
制法 可溶性亚铁盐与碱反应:Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱反应:Fe3++3OH-===___________
二者的关系 空气中,Fe(OH)2白色沉淀迅速变成____色,最后变成____色,化学方程式为__________________________
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)“朱门酒肉臭”中的朱门即指以Fe2O3为颜料制备的油漆漆制的门。 ( )
(2)《吕氏春秋·精通》记载:“慈石召铁,或引之也。”“慈石”指Fe3O4,能吸附铁。 ( )
(3)氧化亚铁溶于硝酸:FeO+2H+===Fe2++H2O。 ( )
(4)制备氢氧化亚铁时,向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液,边加边搅拌,即可制得白色的氢氧化亚铁。 ( )
(5)向Fe(OH)2中加入足量的稀硝酸:Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O。 ( )
(6)Fe(OH)3与氢碘酸反应生成FeI3。 ( )
(7)Fe(OH)3在空气中加热分解生成Fe2O3,则Fe(OH)2在空气中加热分解生成FeO。 ( )
铁的氧化物的性质
1.(鲁科版必修第一册内容改编)下列关于铁及其化合物的性质与用途,不具有对应关系的是( )
A.Fe具有还原性,可用作食品抗氧化剂
B.Fe2O3属于碱性氧化物,可用作粉刷墙壁的红色涂料
C.Fe3O4具有磁性,可用作激光打印机墨粉的添加剂
D.FeO具有氧化性,可用于冶炼铁
2.(2025·安庆模拟)铁的氧化物有很多,在中学化学中经常提到的有FeO、Fe2O3和Fe3O4,而且在一定条件下它们之间是可以相互转化的,例如:在1 400 ℃以上的温度下加热Fe2O3时,Fe2O3会部分失去氧,生成Fe3O4。下列有关说法正确的是 ( )
A.FeO在空气中加热只转化为Fe2O3
B.Fe3O4常写成FeO·Fe2O3,其中既有+2价的Fe,又有+3价的Fe,所以Fe3O4是一种混合物
C.热稳定性:Fe2O3D.Fe3O4与稀硝酸反应的离子方程式为Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O
铁的氢氧化物的性质及制备
3.下列反应的离子方程式不正确的是( )
A.Fe(OH)3溶于稀硝酸:Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O
B.Fe(OH)2溶于稀硝酸:Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O
C.Fe(OH)3溶于氢碘酸:2Fe(OH)3+2I-+6H+===2Fe2++I2+6H2O
D.FeCl3溶液中加足量氨水:Fe3++3NH3·H2O===
4.由于Fe(OH)2易被氧化为Fe(OH)3,在实验室中制备Fe(OH)2,并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态,成为物质制备实验探究的热点。
(1)下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是________(填序号)。
(2)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时需加入________、________。
(3)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。
(4)对于②装置,实验开始时,操作方法为________________,反应一段时间后,且经检验B中充满H2时,操作方法为________________,现象为____________________________________________________________________,
若拿掉B中塞子,振荡试管,现象为____________________________________
____________________________________________________________________,
反应的化学方程式为__________________________________________________
____________________________________________________________________。
(5)③中发生的总反应离子方程式为______________________________________
____________________________________________________________________。
成功制备Fe(OH)2的关键
(1)溶液中不含Fe3+、O2等氧化性物质。
(2)制备过程中,保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。
铁盐、亚铁盐与高铁酸盐
1.亚铁盐的主要性质
(1)亚铁盐的氧化性和还原性
含有Fe2+的溶液呈浅绿色,既有氧化性,又有还原性,以还原性为主。
①氧化性:Fe2+与Zn反应:________________________(写离子方程式,下同)。
②还原性[遇Br2、Cl2、O2、H2O2、ClO-、(H+)等表现]:
a.向FeSO4溶液中滴入几滴KSCN溶液,再加入氯水(或通入Cl2),溶液变红色,反应原理为______________________________。
b.向FeSO4溶液中滴入H2O2溶液,溶液变黄,反应原理为____________________________________。
c.向FeSO4溶液中滴加少量酸性KMnO4溶液,溶液紫色褪去,反应原理为_______________________________________。
(2)亚铁盐的水解与保存
①水解:_____________________。
②亚铁盐溶液保存:保存时应加入__粉防止Fe2+被氧化,加入相应__防止水解。
2.铁盐的主要性质
(1)铁盐的氧化性
含Fe3+的溶液呈__色,Fe3+具有较强的氧化性。
Fe3+可以氧化Fe、Cu、I-、SO2等,其离子方程式分别为______________________、_____________________________、____________________________、2Fe3++SO2+2H2O===。
(2)铁盐的水解与溶液的配制和保存
①水解离子方程式:_____________________。
溶液中Fe3+分别与、[Al(OH)4]-、、ClO-等发生相互促进的水解反应而不能大量共存。
②实验室配制氯化铁溶液时,通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中,然后再稀释至所需浓度,目的是抑制Fe3+水解。
③保存:铁盐溶液保存时,加______防止水解。
3.Fe2+、Fe3+的检验
(1)Fe2+、Fe3+的检验
(2)含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe2+、Fe3+的检验
混合溶液溶液变__色,说明含有Fe3+。
混合溶液(不含Cl-)酸性KMnO4溶液__色褪去,说明含有Fe2+。
(3)Fe2+的特征检验方法
待检溶液产生__色沉淀,说明溶液中含有Fe2+。
4.高铁酸盐(K2FeO4、Na2FeO4)
中Fe为+6价,具有强氧化性,在碱性条件下能稳定存在,在酸性或中性溶液中快速产生O2:+10H2O===4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8OH-,因此,高铁酸盐可用于杀菌消毒,而且还原产物Fe(OH)3胶体也是一种新型绿色净水剂。
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)Fe2(SO4)3与明矾的净水原理相似。 ( )
(2)向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉,可制得硫酸亚铁溶液。 ( )
(3)室温下,向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液,再滴加几滴淀粉溶液,溶液变蓝色,则说明Fe3+的氧化性比I2的强。 ( )
(4)FeCl3溶液中是否含有Fe2+可以用酸性KMnO4溶液是否褪色进行检验。 ( )
(5)硫酸亚铁片和维生素C同时服用,能增强治疗缺铁性贫血的效果,原因是维生素C具有还原性,可防止Fe2+被氧化而失效。 ( )
(6)将Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸后,滴加KSCN溶液,溶液变红,说明Fe(NO3)2已氧化变质。 ( )
(7)FeCl3溶液可腐蚀覆铜板,发生了反应:Fe3++Cu===Fe2++Cu2+。 ( )
(6)× (7)×
1.(人教版必修第一册内容改编)现欲探究铁及其化合物的氧化性或还原性,可供选用的试剂有铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、锌片。请完成以下实验报告。
序号 实验操作 实验现象 离子方程式 实验结论
① 向FeCl2溶液中加入锌片 溶液由浅绿色变为无色 Zn+Fe2+===Zn2++Fe __________________________
② ______________________ ______________________________ ________________________________ Fe2+具有还原性
③ 向FeCl3溶液中加入足量铁粉 铁粉逐渐溶解,溶液由棕黄色变为浅绿色 ________________________________ Fe3+具有氧化性;Fe具有还原性
2.向FeCl3、CuCl2混合溶液中,加入铁粉与铜粉的混合物。
(1)若金属无剩余,则溶液中一定存在的金属阳离子有_________________________________________,可能存在的有________。
(2)若剩余固体中有铁和铜,则溶液中一定存在的金属阳离子有______________,一定不存在________。
(3)若剩余固体中只有铜,则溶液中一定存在的金属阳离子有________,可能存在的有______,一定不存在________。
3.设计实验方案除去CuSO4溶液中的FeSO4:___________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
4.某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题:
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1 mol·L-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是_____________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是________________________________________________________。
(4)丙组同学取10 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液,加入6 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验:
①第一支试管中加入1 mL CCl4溶液充分振荡、静置,CCl4层显紫色;②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀;③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。
实验②检验的离子是________(填离子符号,下同);实验①和③说明:在I-过量的情况下,溶液中仍含有________,由此可以证明该氧化还原反应为______________。
(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为_________________________________________
____________________________________________________________________;
一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是______________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________,
生成沉淀的原因是_____________________________________________________
______________________________________________(用平衡移动原理解释)。
(1)检验Fe2+和Fe3+时的注意事项
①检验Fe2+时不能先加氯水后加KSCN溶液,也不能将加KSCN后的混合溶液加入足量的新制氯水中(新制氯水能氧化SCN-)。
②Fe2+、Cl-同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2+(Cl-能还原酸性KMnO4,产生干扰)。
③检验Fe2+、Fe3+的其他方法
检验Fe3+也可用苯酚(C6H5OH);检验Fe2+最好用K3[Fe(CN)6]溶液。
(2)常见溶液中Fe3+的除杂试剂
①CaCl2(Fe3+):CaCO3
②MgCl2(Fe3+):MgO或Mg(OH)2或MgCO3
③ZnCl2(Fe3+):ZnO或Zn(OH)2或ZnCO3
④CuCl2(Fe3+):CuO或Cu(OH)2或CuCO3
1.(2024·新课标全国卷,T3)实验室中利用如图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是( )
A.反应为3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)
B.酒精灯移至湿棉花下方实验效果更佳
C.用火柴点燃肥皂泡检验生成的氢气
D.使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉
(1)Fe3O4中+2铁与+3价铁的质量比为______。
(2)为了使铁粉与水蒸气充分接触,可采取的措施为
____________________________________________________________________。
2.(2023·广东卷,T17节选)测量反应A:Fe(s)+Fe2(SO4)3(aq)===3FeSO4(aq)的焓变。
查阅资料:配制Fe2(SO4)3溶液时需加入酸。加酸的目的是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
提出猜想:Fe粉与Fe2(SO4)3溶液混合,在反应A进行的过程中,可能存在Fe粉和酸的反应。
验证猜想:用pH试纸测得Fe2(SO4)3溶液的pH不大于1;向少量Fe2(SO4)3溶液中加入Fe粉,溶液颜色变浅的同时有气泡冒出,说明存在反应A和____________________________________________________________________
_________________________________________________(用离子方程式表示)。
实验小结:猜想成立,不能直接测反应A的焓变。
一定量的铁粉在氯气中充分燃烧,将所得固体完全溶解于稀盐酸,制得溶液A。
推测A中可能含有的金属阳离子:
①只有Fe3+;②只有Fe2+;③________________________________。
甲同学为探究溶液的组成,实验如下:
实验步骤 实验现象 实验结论及反应的离子方程式
取少量溶液A于试管中,加入KSCN溶液 ______________ 假设②不成立,假设①或③成立;反应的离子方程式是________________________
3.(2021·海南卷)无水FeCl3常作为芳烃氯代反应的催化剂。某研究小组设计了如下流程,以废铁屑(含有少量碳和SiO2杂质)为原料制备无水FeCl3(s)。已知:氯化亚砜(SClOCl)熔点为-101 ℃,沸点为76 ℃,易水解。
回答下列问题:
(1)操作①是过滤,用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和________。
(2)为避免引入新的杂质,试剂B可以选用____________(填编号)。
A.KMnO4溶液 B.Cl2水
C.Br2水 D.H2O2溶液
(3)操作②是蒸发结晶,加热的同时通入HCl(g)的目的是____________________________________________________________________。
(4)取少量D晶体,溶于水并滴加KSCN溶液,现象是____________________________________________________________________。
(5)反应D→E的化学方程式为____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(6)由D转化成E的过程中可能产生少量亚铁盐,写出一种可能的还原剂:________(填化学式),并设计实验验证是该还原剂将Fe3+还原:
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
第10讲 铁及其重要化合物(基础课)
考点一
[必备知识梳理]
1.四 Ⅷ 银白
2.(1)3Fe+2O2Fe3O4 2Fe+3Cl22FeCl3 剧烈燃烧,生成大量棕红色的烟 Fe+SFeS (2)排除装置中的空气,防止Fe与O2反应 提供反应物水蒸气 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 将铁粉置于疏松的石棉绒上 Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O,Fe+2Fe3+===3Fe2+
(3)Fe3++NO↑+2H2O 3Fe2++2NO↑+4H2O 钝化 (4)Fe+2Fe3+===3Fe2+
易错辨析 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)√
[关键能力提升]
1.D [反应产物为Fe3O4,它能被磁铁吸引。]
2.解析:开始时Fe过量生成Fe2+,后期Fe2+被HNO3氧化为Fe3+。
3Fe + 8HNO3===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
3 mol 8 mol
Fe + 4HNO3===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
3 mol 12 mol
故Fe一定时消耗HNO3的物质的量之比为2∶3,即c、b两点的数值比为2∶3。
答案:Fe2+ Fe3+ 2∶3
考点二
[必备知识梳理]
1.(1)铁红 磁性氧化铁 红棕色 (2)6FeO+O22Fe3O4 FeO+2H+===Fe2++H2O Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
2.白色 红褐色 Fe2++2H2O Fe2O3+3H2O Fe(OH)3↓ 灰绿 红褐 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
易错辨析 (1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)× (7)×
[关键能力提升]
1.B [Fe具有还原性,能消耗O2,可用作食品抗氧化剂,A项不符合题意;Fe2O3是一种红棕色粉末,俗称铁红,可用作红色涂料,与其为碱性氧化物无关,B项符合题意;Fe3O4具有磁性,可用作激光打印机墨粉的添加剂,使墨粉具有磁性,C项不符合题意;FeO具有氧化性,能被H2、CO等还原剂还原为Fe,D项不符合题意。]
2.C [A项,FeO在空气中加热也可转化为Fe3O4,错误;B项,Fe3O4为纯净物,错误;D项,Fe2+能被稀硝酸氧化为Fe3+,错误。]
3.B [Fe(OH)2溶于稀硝酸时,Fe2+被HNO3氧化为Fe3+,B错误。]
4.(1)①②③ (2)铁粉 稀硫酸 (3)加热煮沸 (4)打开止水夹a 关闭止水夹a A中溶液流入B中,B中有白色沉淀生成 白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 (5)Fe+2H2OFe(OH)2+H2↑
考点三
[必备知识梳理]
1.(1)Fe2++Zn===Fe+Zn2+ 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- 2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O Mn+5Fe2++8H+===5Fe3++Mn2++4H2O (2)Fe2++2H2O Fe(OH)2+2H+ 铁 酸
2.(1)黄 2Fe3++Fe===3Fe2+ 2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+ 2Fe3++2I-===2Fe2++I2 (2)Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+ 相应酸
3.(1)红 灰绿 红褐 (2)红 紫 (3)蓝
易错辨析 (1)√ (2)√ (3)√ (4)× (5)√ (6)× (7)×
[关键能力提升]
1.①Fe2+具有氧化性 ②向FeCl2溶液中加入氯水 溶液由浅绿色变为棕黄色 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- ③2Fe3++Fe===3Fe2+
2.解析:涉及的反应有2Fe3++Fe===3Fe2+,2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,Fe+Cu2+===Cu+Fe2+。
答案:(1)Fe2+、Cu2+ Fe3+ (2)Fe2+ Cu2+、Fe3+ (3)Fe2+ Cu2+ Fe3+
3.向待提纯的溶液中先加入双氧水将Fe2+氧化,再加入足量CuO[或Cu(OH)2或CuCO3等]充分振荡,然后过滤得到CuSO4溶液
4.(1)防止Fe2+被氧化 (2)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响) (4)Fe2+ Fe3+ 可逆反应 (5)H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O Fe3+催化H2O2分解产生O2 H2O2的分解反应放热,促进Fe3+的水解平衡正向移动
[高考真题 衍生变式]
1.B [酒精灯放在铁粉下方加热可以产生高温,且不影响水的蒸发,若移至湿棉花下方则难以产生高温,则实验效果不好,B错误。]
真题变式 (1)1∶2 (2)将Fe粉均匀放于石棉绒上
2.抑制Fe3+的水解 Fe+2H+===Fe2++H2↑
真题变式 含有Fe2+和Fe3+ 溶液变红色 Fe3++3SCN- Fe(SCN)3
3.解析:向废铁屑(含有少量碳和SiO2杂质)中加入过量盐酸,铁粉反应生成氯化亚铁,过滤除去少量碳和SiO2杂质,A(氯化亚铁)加入氧化剂B生成C(氯化铁),蒸发结晶生成FeCl3·6H2O,通入SOCl2生成无水FeCl3。(1)过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗。(2)A(氯化亚铁)加入氧化剂B生成C(氯化铁),A、C项都引入杂质离子。(3)加热促进氯化铁溶液的水解,会生成氢氧化铁,故通入HCl(g)的目的是防止水解。(4)KSCN溶液遇Fe3+变为红色。(5)根据已知信息:氯化亚砜()熔点为-101 ℃,沸点为76 ℃,易水解,可得FeCl3·6H2O与SOCl2反应生成FeCl3的化学方程式为FeCl3·6H2O+6SOCl2FeCl3+6SO2↑+12HCl↑。(6)可能是反应中生成的二氧化硫将氯化铁还原为氯化亚铁,若二氧化硫作还原剂,则氧化产物为硫酸盐,故若加盐酸酸化,再加BaCl2溶液,产生白色沉淀,则是二氧化硫作还原剂。
答案:(1)漏斗 (2)BD (3)防止水解 (4)溶液变为红色 (5)FeCl3·6H2O+6SOCl2FeCl3+6SO2↑+12HCl↑ (6)SO2 先加盐酸酸化,再加BaCl2溶液,产生白色沉淀,则是SO2将Fe3+还原
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第一篇 考点突破
第二部分 元素及其化合物
第三章 金属及其化合物
第10讲 铁及其重要化合物(基础课)
1.了解铁及其氧化物的性质及应用。
2.了解Fe(OH)2、Fe(OH)3的性质及制备。
3.理解铁盐、亚铁盐和高铁酸盐的性质及应用。
考点一 铁单质的性质及其探究
1.铁的位置、存在和物理性质
四
Ⅷ
银白
2.铁单质的化学性质(写出有关化学方程式)
铁的化学性质比较活泼,有较强的还原性。
(1)与非金属单质的反应
Fe与S反应:__________________。
3Fe+2O2Fe3O4
2Fe+3Cl22FeCl3
剧烈燃烧,生成大量棕红色的烟
Fe+SFeS
(2)与水反应
装置一 装置二
①装置一实验时,应先点燃A处酒精灯的理由是________________
____________________。
②装置二中湿棉花的作用是________________。
③两装置中Fe发生反应的化学方程式为________________________
______。
④为了提高铁粉与水蒸气的接触面积,可采取的措施为________________________。
排除装置中的空
气,防止Fe与O2反应
提供反应物水蒸气
3Fe+4H2O(g)Fe3O4
+4H2
将铁粉置于疏松的石棉绒上
⑤实验完毕后,取出装置一中的少量固体,溶于足量稀盐酸,再滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化,试解释原因:_____________
________________________________________(用离子方程式表示)。
Fe3O4+8H+
===Fe2++2Fe3++4H2O,Fe+2Fe3+===3Fe2+
(3)与酸反应
与H+反应 Fe+2H+===Fe2++H2↑
与稀硝酸 反应 酸过量 ===_________________
酸少量 ===__________________
与浓硫酸、浓硝酸反应 常温下____,加热持续反应分别生成SO2、NO2
Fe3++NO↑+2H2O
3Fe2++2NO↑+4H2O
钝化
(4)与盐反应
①与CuSO4溶液反应的离子方程式:Fe+Cu2+===Fe2++Cu。
②与FeCl3溶液反应的离子方程式:______________________。
Fe+2Fe3+===3Fe2+
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)Fe在潮湿的空气中反应生成铁锈(Fe2O3·xH2O)。 ( )
(2)Fe与Cl2、Br2、I2化合反应均生成+3价铁的卤化物。 ( )
(3)Fe与H2O(g)高温反应生成Fe2O3和H2,属于置换反应。 ( )
(4)Fe与S混合加热生成Fe2S3。 ( )
(5)常温下,把Fe块投入浓硫酸中,Fe表面形成一层致密的氧化膜。
( )
(6)保存FeCl2常加入Fe粉的目的是防止Fe2+被氧化。 ( )
√
×
×
×
√
√
1.(2025·芜湖模拟)铁与水蒸气反应实验改进前后的装置如图所示,下列说法错误的是( )
A.将湿棉花改为浸水的尿不湿,酒精灯由单头改为双头,可提供足量的水蒸气
B.用具支试管可将试管口附近冷凝的水导出,避免冷凝水与灼热铁粉接触
C.肥皂液改为吹泡泡水,收集H2效果更好,点燃效果更明显
D.悬挂的磁铁仅能吸引铁粉,不能吸引反应产物
√
D [反应产物为Fe3O4,它能被磁铁吸引。]
2.向一定量的铁粉中逐滴滴加稀硝酸,得到金属阳离子与所加硝酸的物质的量的关系如图所示。
Ⅰ对应金属阳离子为______,Ⅱ对应金属阳离子为______,c、b两点的数值比为______。
Fe2+
Fe3+
2∶3
[解析] 开始时Fe过量生成Fe2+,后期Fe2+被HNO3氧化为Fe3+。
3Fe + 8HNO3===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
3 mol 8 mol
Fe + 4HNO3===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
3 mol 12 mol
故Fe一定时消耗HNO3的物质的量之比为2∶3,即c、b两点的数值比为2∶3。
(1)铁的氧化规律:铁与弱氧化剂(如S、FeCl3、CuSO4、I2等)反应时被氧化为Fe2+,铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3、浓硫酸等)反应时被氧化为Fe3+。
(2)铁与酸反应的规律:①Fe与一般酸反应时只生成Fe2+,与氧化性酸(HNO3)反应时,Fe少量生成Fe3+,Fe过量生成Fe2+。②Fe与浓硫酸、浓硝酸作用时常温下钝化(形成致密氧化膜),加热可以持续反应。
考点二 铁的氧化物和氢氧化物
1.铁的氧化物
(1)物理性质
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗称 — ____ __________
颜色 黑色 ______ 黑色
状态 粉末 粉末 晶体
溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水
铁红
磁性氧化铁
红棕色
(2)化学性质(用离子方程式或化学方程式表示)
①FeO不稳定,在空气中受热生成Fe3O4:____________________。
②FeO、Fe2O3、Fe3O4分别与盐酸反应:_____________________、_____________________________、Fe3O4+8H+===2Fe3++Fe2++4H2O。
③均具有氧化性,能被木炭、H2、CO等还原为Fe,如2FeO+C2Fe+CO2↑。
6FeO+O22Fe3O4
FeO+2H+===Fe2++H2O
Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
Fe3O4的组成可用氧化物的形式表示为,即有的铁显+2价,的铁显+3 价。Fe3O4为纯净物,不属于碱性氧化物。
2.铁的氢氧化物
化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
色态 ____固体 ______固体
溶解性 难溶于水 难溶于水
与盐酸反应 Fe(OH)2+2H+===___________ Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O
白色
红褐色
Fe2++2H2O
受热分解 — 2Fe(OH)3_____________
制法 可溶性亚铁盐与碱反应:Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱反应:Fe3++3OH-===___________
二者的 关系 空气中,Fe(OH)2白色沉淀迅速变成____色,最后变成____色,化学方程式为_____________________________
Fe2O3+3H2O
Fe(OH)3↓
灰绿
红褐
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)“朱门酒肉臭”中的朱门即指以Fe2O3为颜料制备的油漆漆制的门。 ( )
(2)《吕氏春秋·精通》记载:“慈石召铁,或引之也。”“慈石”指Fe3O4,能吸附铁。 ( )
(3)氧化亚铁溶于硝酸:FeO+2H+===Fe2++H2O。 ( )
(4)制备氢氧化亚铁时,向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液,边加边搅拌,即可制得白色的氢氧化亚铁。 ( )
√
√
×
×
(5)向Fe(OH)2中加入足量的稀硝酸:Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O。 ( )
(6)Fe(OH)3与氢碘酸反应生成FeI3。 ( )
(7)Fe(OH)3在空气中加热分解生成Fe2O3,则Fe(OH)2在空气中加热分解生成FeO。 ( )
×
×
×
考向1 铁的氧化物的性质
1.(鲁科版必修第一册内容改编)下列关于铁及其化合物的性质与用途,不具有对应关系的是( )
A.Fe具有还原性,可用作食品抗氧化剂
B.Fe2O3属于碱性氧化物,可用作粉刷墙壁的红色涂料
C.Fe3O4具有磁性,可用作激光打印机墨粉的添加剂
D.FeO具有氧化性,可用于冶炼铁
√
B [Fe具有还原性,能消耗O2,可用作食品抗氧化剂,A项不符合题意;Fe2O3是一种红棕色粉末,俗称铁红,可用作红色涂料,与其为碱性氧化物无关,B项符合题意;Fe3O4具有磁性,可用作激光打印机墨粉的添加剂,使墨粉具有磁性,C项不符合题意;FeO具有氧化性,能被H2、CO等还原剂还原为Fe,D项不符合题意。]
2.(2025·安庆模拟)铁的氧化物有很多,在中学化学中经常提到的有FeO、Fe2O3和Fe3O4,而且在一定条件下它们之间是可以相互转化的,例如:在1 400 ℃以上的温度下加热Fe2O3时,Fe2O3会部分失去氧,生成Fe3O4。下列有关说法正确的是( )
A.FeO在空气中加热只转化为Fe2O3
B.Fe3O4常写成FeO·Fe2O3,其中既有+2价的Fe,又有+3价的Fe,所以Fe3O4是一种混合物
C.热稳定性:Fe2O3D.Fe3O4与稀硝酸反应的离子方程式为Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O
√
C [A项,FeO在空气中加热也可转化为Fe3O4,错误;B项,Fe3O4为纯净物,错误;D项,Fe2+能被稀硝酸氧化为Fe3+,错误。]
考向2 铁的氢氧化物的性质及制备
3.下列反应的离子方程式不正确的是( )
A.Fe(OH)3溶于稀硝酸:Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O
B.Fe(OH)2溶于稀硝酸:Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O
C.Fe(OH)3溶于氢碘酸:2Fe(OH)3+2I-+6H+===2Fe2++I2+6H2O
D.FeCl3溶液中加足量氨水:Fe3++3NH3·H2O===
√
B [Fe(OH)2溶于稀硝酸时,Fe2+被HNO3氧化为Fe3+,B错误。]
4.由于Fe(OH)2易被氧化为Fe(OH)3,在实验室中制备Fe(OH)2,并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态,成为物质制备实验探究的热点。
(1)下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是________(填序号)。
①②③
(2)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时需加入________、________。
(3)除去蒸馏水中溶解的O2常采用___________的方法。
(4)对于②装置,实验开始时,操作方法为________________,反应一段时间后,且经检验B中充满H2时,操作方法为_____________,现象为_____________________________________,若拿掉B中塞子,振荡试管,现象为_____________________________________,
反应的化学方程式为____________________________________。
铁粉
稀硫酸
加热煮沸
打开止水夹a
关闭止水夹a
A中溶液流入B中,B中有白色沉淀生成
白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
(5)③中发生的总反应离子方程式为_____________________________。
Fe+2H2O+H2↑
成功制备Fe(OH)2的关键
(1)溶液中不含Fe3+、O2等氧化性物质。
(2)制备过程中,保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。
考点三 铁盐、亚铁盐与高铁酸盐
1.亚铁盐的主要性质
(1)亚铁盐的氧化性和还原性
含有Fe2+的溶液呈浅绿色,既有氧化性,又有还原性,以还原性为主。
①氧化性:Fe2+与Zn反应:________________________(写离子方程式,下同)。
Fe2++Zn===Fe+Zn2+
②还原性[遇Br2、Cl2、O2、H2O2、ClO-、(H+)等表现]:
a.向FeSO4溶液中滴入几滴KSCN溶液,再加入氯水(或通入Cl2),溶液变红色,反应原理为______________________________。
b.向FeSO4溶液中滴入H2O2溶液,溶液变黄,反应原理为____________________________________。
c.向FeSO4溶液中滴加少量酸性KMnO4溶液,溶液紫色褪去,反应原理为_______________________________________。
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O
Mn+5Fe2++8H+===5Fe3++Mn2++4H2O
(2)亚铁盐的水解与保存
①水解:____________________________。
②亚铁盐溶液保存:保存时应加入__粉防止Fe2+被氧化,加入相应__防止水解。
Fe2++2H2O Fe(OH)2+2H+
铁
酸
2.铁盐的主要性质
(1)铁盐的氧化性
含Fe3+的溶液呈__色,Fe3+具有较强的氧化性。
Fe3+可以氧化Fe、Cu、I-、SO2等,其离子方程式分别为___________________________、___________________________、____________________________、2Fe3++SO2+2H2O===。
黄
2Fe3++Fe===3Fe2+
2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
2Fe3++2I-===2Fe2++I2
(2)铁盐的水解与溶液的配制和保存
①水解离子方程式:__________________________。
溶液中Fe3+分别与、[Al(OH)4]-、、ClO-等发生相互促进的水解反应而不能大量共存。
②实验室配制氯化铁溶液时,通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中,然后再稀释至所需浓度,目的是抑制Fe3+水解。
③保存:铁盐溶液保存时,加______防止水解。
Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+
相应酸
3.Fe2+、Fe3+的检验
(1)Fe2+、Fe3+的检验
红
灰绿
红褐
(2)含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe2+、Fe3+的检验
混合溶液溶液变__色,说明含有Fe3+。
混合溶液(不含Cl-)酸性KMnO4溶液__色褪去,说明含有Fe2+。
(3)Fe2+的特征检验方法
待检溶液产生__色沉淀,说明溶液中含有Fe2+。
红
紫
蓝
4.高铁酸盐(K2FeO4、Na2FeO4)
中Fe为+6价,具有强氧化性,在碱性条件下能稳定存在,在酸性或中性溶液中快速产生O2:+10H2O===4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8OH-,因此,高铁酸盐可用于杀菌消毒,而且还原产物Fe(OH)3胶体也是一种新型绿色净水剂。
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)Fe2(SO4)3与明矾的净水原理相似。 ( )
(2)向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉,可制得硫酸亚铁溶液。 ( )
(3)室温下,向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液,再滴加几滴淀粉溶液,溶液变蓝色,则说明Fe3+的氧化性比I2的强。 ( )
(4)FeCl3溶液中是否含有Fe2+可以用酸性KMnO4溶液是否褪色进行检验。 ( )
√
√
√
×
(5)硫酸亚铁片和维生素C同时服用,能增强治疗缺铁性贫血的效果,原因是维生素C具有还原性,可防止Fe2+被氧化而失效。 ( )
(6)将Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸后,滴加KSCN溶液,溶液变红,说明Fe(NO3)2已氧化变质。 ( )
(7)FeCl3溶液可腐蚀覆铜板,发生了反应:Fe3++Cu===Fe2++Cu2+。 ( )
√
×
×
1.(人教版必修第一册内容改编)现欲探究铁及其化合物的氧化性或还原性,可供选用的试剂有铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、锌片。请完成以下实验报告。
序号 实验操作 实验现象 离子方程式 实验结论
① 向FeCl2溶液中加入锌片 溶液由浅绿色变为无色 Zn+Fe2+===Zn2++Fe ________________________
Fe2+具有氧化
性
序号 实验操作 实验现象 离子方程式 实验结论
② __________________________ ______________________________ __________________________ Fe2+具有还原性
③ 向FeCl3溶液中加入足量铁粉 铁粉逐渐溶解,溶液由棕黄色变为浅绿色 __________________________ Fe3+具有氧化性;Fe具有还原性
向FeCl2溶液
中加入氯水
溶液由浅绿色
变为棕黄色
2Fe2++Cl2===
2Fe3++2Cl-
2Fe3++Fe===
3Fe2+
2.向FeCl3、CuCl2混合溶液中,加入铁粉与铜粉的混合物。
(1)若金属无剩余,则溶液中一定存在的金属阳离子有__________,可能存在的有________。
(2)若剩余固体中有铁和铜,则溶液中一定存在的金属阳离子有______________,一定不存在__________________。
(3)若剩余固体中只有铜,则溶液中一定存在的金属阳离子有________,可能存在的有______,一定不存在________。
Fe2+、Cu2+
Fe3+
Fe2+
Cu2+、Fe3+
Fe2+
Cu2+
Fe3+
[解析] 涉及的反应有2Fe3++Fe===3Fe2+,2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,Fe+Cu2+===Cu+Fe2+。
3.设计实验方案除去CuSO4溶液中的FeSO4:__________________
__________________________________________________________
_________________________________________________________。
向待提纯的溶液中先加入双氧水将Fe2+氧化,再加入足量CuO[或Cu(OH)2或CuCO3等]充分振荡,然后过滤得到CuSO4溶液
4.某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题:
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1 mol·L-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是______________。
(2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为_____________________________________________。
防止Fe2+被氧化
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是______________________________。
隔绝空气(排除氧气对实验的影响)
(4)丙组同学取10 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液,加入6 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验:
①第一支试管中加入1 mL CCl4溶液充分振荡、静置,CCl4层显紫色;②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀;③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。
实验②检验的离子是________(填离子符号,下同);实验①和③说明:在I-过量的情况下,溶液中仍含有________,由此可以证明该氧化还原反应为______________。
Fe2+
Fe3+
可逆反应
(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为____________________
________________________________;
一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是____________________________,生成沉淀的原因是_______________________________________________(用平衡移动原理解释)。
H2O2+2Fe2++2H+
===2Fe3++2H2O
Fe3+催化H2O2分解产生O2
H2O2的分解反应放热,促进Fe3+的水解平衡正向移动
(1)检验Fe2+和Fe3+时的注意事项
①检验Fe2+时不能先加氯水后加KSCN溶液,也不能将加KSCN后的混合溶液加入足量的新制氯水中(新制氯水能氧化SCN-)。
②Fe2+、Cl-同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2+(Cl-能还原酸性KMnO4,产生干扰)。
③检验Fe2+、Fe3+的其他方法
检验Fe3+也可用苯酚(C6H5OH);检验Fe2+最好用K3[Fe(CN)6]溶液。
(2)常见溶液中Fe3+的除杂试剂
①CaCl2(Fe3+):CaCO3
②MgCl2(Fe3+):MgO或Mg(OH)2或MgCO3
③ZnCl2(Fe3+):ZnO或Zn(OH)2或ZnCO3
④CuCl2(Fe3+):CuO或Cu(OH)2或CuCO3
高考真题 衍生变式
1.(2024·新课标全国卷,T3)实验室中利用如图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是( )
A.反应为3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)
B.酒精灯移至湿棉花下方实验效果更佳
C.用火柴点燃肥皂泡检验生成的氢气
D.使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉
√
B [酒精灯放在铁粉下方加热可以产生高温,且不影响水的蒸发,若移至湿棉花下方则难以产生高温,则实验效果不好,B错误。]
(1)Fe3O4中+2铁与+3价铁的质量比为______。
(2)为了使铁粉与水蒸气充分接触,可采取的措施为
_________________________________________________________。
1∶2
将Fe粉均匀放于石棉绒上
2.(2023·广东卷,T17节选)测量反应A:Fe(s)+Fe2(SO4)3(aq)===
3FeSO4(aq)的焓变。
查阅资料:配制Fe2(SO4)3溶液时需加入酸。加酸的目的是
_________________________________________________________。
提出猜想:Fe粉与Fe2(SO4)3溶液混合,在反应A进行的过程中,可能存在Fe粉和酸的反应。
抑制Fe3+的水解
验证猜想:用pH试纸测得Fe2(SO4)3溶液的pH不大于1;向少量Fe2(SO4)3溶液中加入Fe粉,溶液颜色变浅的同时有气泡冒出,说明存在反应A和___________________________(用离子方程式表示)。
实验小结:猜想成立,不能直接测反应A的焓变。
Fe+2H+===Fe2++H2↑
一定量的铁粉在氯气中充分燃烧,将所得固体完全溶解于稀盐酸,制得溶液A。
推测A中可能含有的金属阳离子:
①只有Fe3+;②只有Fe2+;③___________________________。
含有Fe2+和Fe3+
甲同学为探究溶液的组成,实验如下:
实验步骤 实验现象 实验结论及反应的离子方程式
取少量溶液A于试管中,加入KSCN溶液 ______________ 假设②不成立,假设①或③成立;反应的离子方程式是____________________________
溶液变红色
Fe3++3SCN- Fe(SCN)3
3.(2021·海南卷)无水FeCl3常作为芳烃氯代反应的催化剂。某研究小组设计了如下流程,以废铁屑(含有少量碳和SiO2杂质)为原料制备无水FeCl3(s)。已知:氯化亚砜( )熔点为-101 ℃,沸点为76 ℃,易水解。
回答下列问题:
(1)操作①是过滤,用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和________。
(2)为避免引入新的杂质,试剂B可以选用____________(填编号)。
A.KMnO4溶液 B.Cl2水
C.Br2水 D.H2O2溶液
漏斗
BD
(3)操作②是蒸发结晶,加热的同时通入HCl(g)的目的是________。
(4)取少量D晶体,溶于水并滴加KSCN溶液,现象是___________。
(5)反应D→E的化学方程式为________________________________
_________________________________________________________。
(6)由D转化成E的过程中可能产生少量亚铁盐,写出一种可能的还原剂:______(填化学式),并设计实验验证是该还原剂将Fe3+还原:________________________________________________________。
防止水解
溶液变为红色
FeCl3·6H2O+6SOCl2FeCl3+
6SO2↑+12HCl↑
SO2
先加盐酸酸化,再加BaCl2溶液,产生白色沉淀,则是SO2将Fe3+还原
[解析] 向废铁屑(含有少量碳和SiO2杂质)中加入过量盐酸,铁粉反应生成氯化亚铁,过滤除去少量碳和SiO2杂质,A(氯化亚铁)加入氧化剂B生成C(氯化铁),蒸发结晶生成FeCl3·6H2O,通入SOCl2生成无水FeCl3。(1)过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗。
(2)A(氯化亚铁)加入氧化剂B生成C(氯化铁),A、C项都引入杂质离子。
(3)加热促进氯化铁溶液的水解,会生成氢氧化铁,故通入HCl(g)的目的是防止水解。
(4)KSCN溶液遇Fe3+变为红色。
(5)根据已知信息:氯化亚砜( )熔点为-101 ℃,沸点为76 ℃,易水解,可得FeCl3·6H2O与SOCl2反应生成FeCl3的化学方程式为FeCl3·6H2O+6SOCl2FeCl3+6SO2↑+12HCl↑。
(6)可能是反应中生成的二氧化硫将氯化铁还原为氯化亚铁,若二氧化硫作还原剂,则氧化产物为硫酸盐,故若加盐酸酸化,再加BaCl2溶液,产生白色沉淀,则是二氧化硫作还原剂。
课时数智作业(十) 铁及其重要化合物
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
(每小题只有一个选项正确,每小题3分,共18分)
1.《天工开物》中“冶铁”原典中记载:“凡冶铁成器,取已炒熟铁为之……凡炉中炽铁用炭,煤炭居十七,木炭居十三……即用煤炭,也别有铁炭一种,取其火性内攻、焰不虚腾者,与炊炭同形而有分类也……。”下列说法正确的是( )
(建议用时:30分钟 总分:40分)
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
A.熟铁是纯净的铁单质,生铁是铁和碳的混合物
B.冶铁过程只涉及化合反应与置换反应
C.铁炭和炊炭均为碳元素的同素异形体
D.冶铁用到的煤炭和木炭均可还原铁的氧化物
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
D [A项,生铁是铁合金,属于混合物,生铁的含碳量为2%~4.3%,熟铁指的是钢,也是铁合金,属于混合物,钢的含碳量为0.03%~2%,错误;B项,冶铁过程中CO与铁的氧化物反应生成铁和CO2,属于氧化还原反应,错误;C项,铁炭和炊炭不互为同素异形体,铁炭指铁合金,为混合物,错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
2.我国早期科技丛书《物理小识·金石类》提到“青矾厂气熏人,衣服当之易烂,栽木不茂……”,备注为“青矾(FeSO4·7H2O)强热,得赤色固体,气凝得矾油。”下列说法错误的是( )
A.久置的青矾溶液可变为黄色
B.赤色固体为Fe2O3,为碱性氧化物
C.青矾强热时,发生了化学变化
D.矾油与赤色固体反应可制得青矾溶液
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
D [青矾溶液久置时,Fe2+会被氧化为Fe3+,溶液呈黄色,A正确;赤色固体为Fe2O3,为碱性氧化物,B正确;青矾强热时,有硫的氧化物生成,发生了化学变化,C正确;矾油为硫酸,赤色固体为Fe2O3,二者反应生成Fe2(SO4)3,D错误。]
选项 X Y Z
A FeCl2溶液 FeCl3 Cl2
B FeCl3溶液 CuCl2 Fe
C Fe Al NaOH溶液
D FeSO4溶液 Fe2(SO4)3 Cu
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
3.(2024·沈阳模拟)下列各组物质中,X是主体物质,Y是少量杂质,Z是为除去杂质所要加入的试剂,其中所加试剂正确的一组是( )
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
C [Cl2与FeCl2反应,A错误;Fe与FeCl3、CuCl2均反应,B错误;有新的杂质CuSO4生成,D错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
4.(2025·吉林模拟)中药材铁华粉的主要成分是(CH3COO)2Fe,其检测流程如图所示。下列说法正确的是( )
A.刺激性气体为SO2
B.铁华粉中可能含有铁单质
C.向滤液中滴加酸性KMnO4溶液,一定能证明Fe2+具有还原性
D.滤液中加入K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀说明溶液中含有Fe3+
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
B [铁华粉中的醋酸亚铁可以和稀硫酸发生复分解反应,得到醋酸,醋酸易挥发,产生有刺激性气味的醋酸气体,A错误;铁华粉可以和盐酸发生反应产生氢气,则其中可能含有铁单质,B正确;酸性滤液中氯离子、亚铁离子均具有还原性,都能被酸性高锰酸钾氧化,向滤液中滴入酸性KMnO4溶液,不能证明是Fe2+具有还原性,C错误;K3[Fe(CN)6]溶液遇Fe2+生成蓝色沉淀,可以用来检验Fe2+,D错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
5.(2025·济南模拟)某小组同学向pH=1的0.5 mol·L-1的FeCl3溶液中分别加入过量的Mg粉、Zn粉和Cu粉,探究溶液中的氧化剂及其还原产物,实验记录如下表所示。
实验 金属 操作、现象及产物
Ⅰ 过量Mg 有大量气泡产生,pH逐渐增大,产生大量红褐色沉淀后,持续产生大量气泡,当溶液pH为3~4时,取出固体,检测到Fe单质
Ⅱ 过量Zn 一段时间后有少量气泡产生,pH逐渐增大,产生大量红褐色沉淀后,无气泡冒出,此时溶液pH为3~4,取出固体,未检测到Fe单质
Ⅲ 过量Cu 一段时间后,溶液逐渐变为蓝绿色,固体中未检测到Fe单质
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
下列说法错误的是( )
A.实验Ⅰ中检测到Fe单质的原因是实验中产生大量气泡使镁粉不易被沉淀包裹
B.实验Ⅱ中Zn与溶液中的H+反应使pH升高,生成红褐色沉淀Fe(OH)3
C.实验Ⅲ中蓝绿色溶液为CuCl2与FeCl2的混合溶液
D.Cu和Zn都不能将Fe3+还原为Fe
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
D [由于镁的活泼性较强,与溶液中的氢离子反应速率较快,产生大量气泡,气泡上逸,使镁粉不易被沉淀包裹,因此镁能置换出Fe,A正确;实验Ⅱ中Zn与H+反应使pH升高,促进Fe3+水解,从而生成红褐色沉淀Fe(OH)3,B正确;实验Ⅲ中主要反应为2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2,因此溶液中溶质为FeCl2、CuCl2,C正确;由于铜的活泼性弱于铁,因此铜无法置换出铁,而实验Ⅱ中锌粉被反应生成的氢氧化铁沉淀包裹,阻碍了锌与溶液中铁离子反应生成铁,D错误。]
题号
1
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2
4
6
8
7
6.在铁粉与水蒸气反应后的残留固体X中,加入足量的稀硫酸,充分反应后得到溶液Y。下列说法正确的是( )
A.若X中含有铁,则反应时一定有气泡产生
B.若向Y中滴入KSCN溶液显红色,则X中无铁
C.Y一定能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.Y中滴入NaOH溶液,一定有沉淀产生
√
题号
1
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8
7
C [铁和水蒸气反应生成Fe3O4和氢气,残留固体为Fe3O4或Fe3O4和Fe的混合物。加入足量的稀硫酸,Fe3O4和稀硫酸反应:Fe3O4+4H2SO4===FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O,若有铁剩余,由于氧化性:Fe3+>H+,所以还会依次发生反应:===3FeSO4、Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑。若X中含有铁,但铁全部和Fe2(SO4)3反应,则没有气泡产生,A错误;若向Y中滴入KSCN溶液显红色,说明Y中含有Fe3+,可能X中无铁,也可能X中铁不足以将Fe2(SO4)3全部转化为FeSO4,B错误;不论X是Fe3O4,还是Fe3O4和Fe的混合物,和稀硫酸反应后都有Fe2+生成,所以一定能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C正确;若稀硫酸过量,向Y中滴入NaOH溶液,硫酸消耗了NaOH,则没有沉淀产生,D错误。]
题号
1
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2
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7
7.(12分)(2025·南昌模拟)某研究小组利用如图装置探究温度对氨气还原Fe2O3的影响(固定装置略)。
题号
1
3
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2
4
6
8
7
(1)装置A中反应的化学方程式为___________________________
__________________________________________________。(2分)
(2)装置D的作用是_______________________________。(2分)
2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+
2NH3↑+2H2O
作安全瓶,防倒吸
题号
1
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7
(3)装置E中的试剂为______________________________。(1分)
某研究小组按上述装置进行对比实验,甲组用酒精灯,乙组用酒精喷灯对装置C加热,反应产物均为黑色粉末(纯净物),两组分别用各自的产物进行以下探究实验。
步骤 操作 甲组现象 乙组现象
1 取黑色粉末加入稀盐酸 溶解,无气泡 溶解,有气泡
2 取步骤1中溶液,滴加KSCN溶液 变红色 无现象
3 向步骤2溶液中滴加新制氯水 红色先变深后褪去 先变红后褪色
硫酸
题号
1
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6
8
7
(4)甲组得到的黑色粉末是_____________________________。(1分)
(5)乙组步骤3中,溶液变红的原因为_________________________、
Fe3++3SCN- Fe(SCN)3(用相应离子方程式表示)。(2分)
Fe3O4
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
(6)溶液褪色可能的原因为_____________________,其验证方法为_________________________________________________________。(4分)
SCN-被氯水氧化
向溶液中再加入KSCN溶液,若出现红色,则SCN-被氯水氧化
题号
1
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7
[解析] (1)装置A中发生NH4Cl和Ca(OH)2的复分解反应,化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。
(2)装置E为尾气吸收装置,由于氨气极易溶于水,容易发生倒吸,则装置D作安全瓶,防止倒吸。
(3)装置E为氨气的吸收装置,试剂为硫酸。
(4)甲组得到的黑色粉末加入稀盐酸,溶解,无气泡,说明不是Fe,加入KSCN溶液后变红色,说明含有Fe3+,加入氯水后红色变深,说明还含有Fe2+,又因为该黑色粉末为纯净物,所以黑色粉末为Fe3O4。
题号
1
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6
8
7
(5)乙组得到的黑色粉末加入稀盐酸,溶解,有气泡,则黑色粉末为Fe,加入稀盐酸后,Fe转化为Fe2+,滴加KSCN溶液,不变红,说明没有Fe3+,滴加新制氯水,溶液变红,是因为有Fe3+生成,发生反应:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。
(6)溶液褪色可能是氯水将SCN-氧化。
题号
1
3
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2
4
6
8
7
8.(10分)实验小组研究Fe2+的还原性,设计如下实验。
序号 实验方案 现象
Ⅰ 现象a:生成白色沉淀,3 min后沉淀基本变为红褐色
Ⅱ 现象b:生成白色沉淀,3 min后沉淀颜色几乎不变
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
(1)实验所用的FeSO4溶液由Fe2(SO4)3溶液和足量铁粉反应制得,反应的离子方程式是_________________________________。(2分)
(2)实验Ⅰ中白色沉淀变为红褐色的化学方程式是_______________
___________________________。(2分)
2Fe3++Fe===3Fe2+
4Fe(OH)2+
2H2O+O2===4Fe(OH)3
题号
1
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7
(3)关于实验Ⅱ中白色沉淀的组成,小组同学展开研究。
①已知Fe(HCO3)2在水中不存在。对沉淀组成做出如下假设,请补充完整。
假设a:依据NaHCO3溶液显________性,推测白色沉淀可能为Fe(OH)2;
假设b:白色沉淀可能为________。
碱
FeCO3
题号
1
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6
8
7
②研究白色沉淀组成的实验如下:
ⅰ.取少量白色沉淀,充分洗涤,向其中加入稀硫酸,沉淀完全溶解,产生无色气泡;
ⅱ.向所得溶液中滴入KSCN溶液,溶液几乎不变红;
ⅲ.向ⅱ溶液中再滴入少量H2O2溶液,溶液立即变为红色。
由此说明,白色沉淀中一定含有___________________(填离子)。
Fe2+和
题号
1
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7
③研究过程中发现白色沉淀在空气中久置,最终变为红褐色。则该沉淀比实验Ⅰ中所得的________(填“难”或“易”)被空气氧化。(6分)
难
题号
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7
[解析] (1)Fe2(SO4)3与Fe反应的离子方程式为2Fe3++Fe===3Fe2+。(2)实验Ⅰ中的白色沉淀为Fe(OH)2,其变为红褐色的化学方程式为+O2+2H2O===溶液显碱性,故可推测沉淀可能为;另一种猜测是生成了FeCO3沉淀。②由ⅰ、ⅱ、ⅲ实验现象可证明白色沉淀中一定含有Fe2+和。③由于白色沉淀久置后才变为红褐色,故该沉淀难被空气氧化。
谢 谢 !课时数智作业(十) 铁及其重要化合物
(建议用时:30分钟 总分:40分)
(每小题只有一个选项正确,每小题3分,共18分)
1.《天工开物》中“冶铁”原典中记载:“凡冶铁成器,取已炒熟铁为之……凡炉中炽铁用炭,煤炭居十七,木炭居十三……即用煤炭,也别有铁炭一种,取其火性内攻、焰不虚腾者,与炊炭同形而有分类也……。”下列说法正确的是( )
A.熟铁是纯净的铁单质,生铁是铁和碳的混合物
B.冶铁过程只涉及化合反应与置换反应
C.铁炭和炊炭均为碳元素的同素异形体
D.冶铁用到的煤炭和木炭均可还原铁的氧化物
2.我国早期科技丛书《物理小识·金石类》提到“青矾厂气熏人,衣服当之易烂,栽木不茂……”,备注为“青矾(FeSO4·7H2O)强热,得赤色固体,气凝得矾油。”下列说法错误的是( )
A.久置的青矾溶液可变为黄色
B.赤色固体为Fe2O3,为碱性氧化物
C.青矾强热时,发生了化学变化
D.矾油与赤色固体反应可制得青矾溶液
3.(2024·沈阳模拟)下列各组物质中,X是主体物质,Y是少量杂质,Z是为除去杂质所要加入的试剂,其中所加试剂正确的一组是 ( )
选项 X Y Z
A FeCl2溶液 FeCl3 Cl2
B FeCl3溶液 CuCl2 Fe
C Fe Al NaOH溶液
D FeSO4溶液 Fe2(SO4)3 Cu
4.(2025·吉林模拟)中药材铁华粉的主要成分是(CH3COO)2Fe,其检测流程如图所示。下列说法正确的是( )
A.刺激性气体为SO2
B.铁华粉中可能含有铁单质
C.向滤液中滴加酸性KMnO4溶液,一定能证明Fe2+具有还原性
D.滤液中加入K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀说明溶液中含有Fe3+
5.(2025·济南模拟)某小组同学向pH=1的0.5 mol·L-1的FeCl3溶液中分别加入过量的Mg粉、Zn粉和Cu粉,探究溶液中的氧化剂及其还原产物,实验记录如下表所示。
实验 金属 操作、现象及产物
Ⅰ 过量Mg 有大量气泡产生,pH逐渐增大,产生大量红褐色沉淀后,持续产生大量气泡,当溶液pH为3~4时,取出固体,检测到Fe单质
Ⅱ 过量Zn 一段时间后有少量气泡产生,pH逐渐增大,产生大量红褐色沉淀后,无气泡冒出,此时溶液pH为3~4,取出固体,未检测到Fe单质
Ⅲ 过量Cu 一段时间后,溶液逐渐变为蓝绿色,固体中未检测到Fe单质
下列说法错误的是( )
A.实验Ⅰ中检测到Fe单质的原因是实验中产生大量气泡使镁粉不易被沉淀包裹
B.实验Ⅱ中Zn与溶液中的H+反应使pH升高,生成红褐色沉淀Fe(OH)3
C.实验Ⅲ中蓝绿色溶液为CuCl2与FeCl2的混合溶液
D.Cu和Zn都不能将Fe3+还原为Fe
6.在铁粉与水蒸气反应后的残留固体X中,加入足量的稀硫酸,充分反应后得到溶液Y。下列说法正确的是( )
A.若X中含有铁,则反应时一定有气泡产生
B.若向Y中滴入KSCN溶液显红色,则X中无铁
C.Y一定能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.Y中滴入NaOH溶液,一定有沉淀产生
7.(12分)(2025·南昌模拟)某研究小组利用如图装置探究温度对氨气还原Fe2O3的影响(固定装置略)。
(1)装置A中反应的化学方程式为______________________________________
___________________________________________________________。(2分)
(2)装置D的作用是_________________________________________。(2分)
(3)装置E中的试剂为________________________________________。(1分)
某研究小组按上述装置进行对比实验,甲组用酒精灯,乙组用酒精喷灯对装置C加热,反应产物均为黑色粉末(纯净物),两组分别用各自的产物进行以下探究实验。
步骤 操作 甲组现象 乙组现象
1 取黑色粉末加入稀盐酸 溶解,无气泡 溶解,有气泡
2 取步骤1中溶液,滴加KSCN溶液 变红色 无现象
3 向步骤2溶液中滴加新制氯水 红色先变深后褪去 先变红后褪色
(4)甲组得到的黑色粉末是________________________________________。(1分)
(5)乙组步骤3中,溶液变红的原因为____________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________、
Fe3++3SCN- Fe(SCN)3(用相应离子方程式表示)。(2分)
(6)溶液褪色可能的原因为_____________________________________________
____________________________________________________________________,
其验证方法为________________________________________________________
_____________________________________________________________。(4分)
8.(10分)实验小组研究Fe2+的还原性,设计如下实验。
序号 实验方案 现象
Ⅰ 现象a:生成白色沉淀,3 min后沉淀基本变为红褐色
Ⅱ 现象b:生成白色沉淀,3 min后沉淀颜色几乎不变
(1)实验所用的FeSO4溶液由Fe2(SO4)3溶液和足量铁粉反应制得,反应的离子方程式是_______________________________________________________________
____________________________________________________________________。(2分)
(2)实验Ⅰ中白色沉淀变为红褐色的化学方程式是
_______________________________________________________________。(2分)
(3)关于实验Ⅱ中白色沉淀的组成,小组同学展开研究。
①已知Fe(HCO3)2在水中不存在。对沉淀组成做出如下假设,请补充完整。
假设a:依据NaHCO3溶液显________性,推测白色沉淀可能为Fe(OH)2;
假设b:白色沉淀可能为________。
②研究白色沉淀组成的实验如下:
ⅰ.取少量白色沉淀,充分洗涤,向其中加入稀硫酸,沉淀完全溶解,产生无色气泡;
ⅱ.向所得溶液中滴入KSCN溶液,溶液几乎不变红;
ⅲ.向ⅱ溶液中再滴入少量H2O2溶液,溶液立即变为红色。
由此说明,白色沉淀中一定含有__________________________(填离子)。
③研究过程中发现白色沉淀在空气中久置,最终变为红褐色。则该沉淀比实验Ⅰ中所得的________(填“难”或“易”)被空气氧化。(6分)
课时数智作业(十)
1.D [A项,生铁是铁合金,属于混合物,生铁的含碳量为2%~4.3%,熟铁指的是钢,也是铁合金,属于混合物,钢的含碳量为0.03%~2%,错误;B项,冶铁过程中CO与铁的氧化物反应生成铁和CO2,属于氧化还原反应,错误;C项,铁炭和炊炭不互为同素异形体,铁炭指铁合金,为混合物,错误。]
2.D [青矾溶液久置时,Fe2+会被氧化为Fe3+,溶液呈黄色,A正确;赤色固体为Fe2O3,为碱性氧化物,B正确;青矾强热时,有硫的氧化物生成,发生了化学变化,C正确;矾油为硫酸,赤色固体为Fe2O3,二者反应生成Fe2(SO4)3,D错误。]
3.C [Cl2与FeCl2反应,A错误;Fe与FeCl3、CuCl2均反应,B错误;有新的杂质CuSO4生成,D错误。]
4.B [铁华粉中的醋酸亚铁可以和稀硫酸发生复分解反应,得到醋酸,醋酸易挥发,产生有刺激性气味的醋酸气体,A错误;铁华粉可以和盐酸发生反应产生氢气,则其中可能含有铁单质,B正确;酸性滤液中氯离子、亚铁离子均具有还原性,都能被酸性高锰酸钾氧化,向滤液中滴入酸性KMnO4溶液,不能证明是Fe2+具有还原性,C错误;K3[Fe(CN)6]溶液遇Fe2+生成蓝色沉淀,可以用来检验Fe2+,D错误。]
5.D [由于镁的活泼性较强,与溶液中的氢离子反应速率较快,产生大量气泡,气泡上逸,使镁粉不易被沉淀包裹,因此镁能置换出Fe,A正确;实验Ⅱ中Zn与H+反应使pH升高,促进Fe3+水解,从而生成红褐色沉淀Fe(OH)3,B正确;实验Ⅲ中主要反应为2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2,因此溶液中溶质为FeCl2、CuCl2,C正确;由于铜的活泼性弱于铁,因此铜无法置换出铁,而实验Ⅱ中锌粉被反应生成的氢氧化铁沉淀包裹,阻碍了锌与溶液中铁离子反应生成铁,D错误。]
6.C [铁和水蒸气反应生成Fe3O4和氢气,残留固体为Fe3O4或Fe3O4和Fe的混合物。加入足量的稀硫酸,Fe3O4和稀硫酸反应:Fe3O4+4H2SO4===FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O,若有铁剩余,由于氧化性:Fe3+>H+,所以还会依次发生反应:Fe+Fe2(SO4)3===3FeSO4、Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑。若X中含有铁,但铁全部和Fe2(SO4)3反应,则没有气泡产生,A错误;若向Y中滴入KSCN溶液显红色,说明Y中含有Fe3+,可能X中无铁,也可能X中铁不足以将Fe2(SO4)3全部转化为FeSO4,B错误;不论X是Fe3O4,还是Fe3O4和Fe的混合物,和稀硫酸反应后都有Fe2+生成,所以一定能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C正确;若稀硫酸过量,向Y中滴入NaOH溶液,硫酸消耗了NaOH,则没有沉淀产生,D错误。]
7.解析:(1)装置A中发生NH4Cl和Ca(OH)2的复分解反应,化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。(2)装置E为尾气吸收装置,由于氨气极易溶于水,容易发生倒吸,则装置D作安全瓶,防止倒吸。(3)装置E为氨气的吸收装置,试剂为硫酸。(4)甲组得到的黑色粉末加入稀盐酸,溶解,无气泡,说明不是Fe,加入KSCN溶液后变红色,说明含有Fe3+,加入氯水后红色变深,说明还含有Fe2+,又因为该黑色粉末为纯净物,所以黑色粉末为Fe3O4。(5)乙组得到的黑色粉末加入稀盐酸,溶解,有气泡,则黑色粉末为Fe,加入稀盐酸后,Fe转化为Fe2+,滴加KSCN溶液,不变红,说明没有Fe3+,滴加新制氯水,溶液变红,是因为有Fe3+生成,发生反应:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。(6)溶液褪色可能是氯水将SCN-氧化。
答案:(1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O (2)作安全瓶,防倒吸 (3)硫酸 (4)Fe3O4 (5)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- (6)SCN-被氯水氧化 向溶液中再加入KSCN溶液,若出现红色,则SCN-被氯水氧化
8.解析:(1)Fe2(SO4)3与Fe反应的离子方程式为2Fe3++Fe===3Fe2+。(2)实验Ⅰ中的白色沉淀为Fe(OH)2,其变为红褐色的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3。(3)①NaHCO3溶液显碱性,故可推测沉淀可能为Fe(OH)2;另一种猜测是生成了FeCO3沉淀。②由ⅰ、ⅱ、ⅲ实验现象可证明白色沉淀中一定含有Fe2+和C。③由于白色沉淀久置后才变为红褐色,故该沉淀难被空气氧化。
答案:(1)2Fe3++Fe===3Fe2+
(2)4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3
(3)①碱 FeCO3 ②Fe2+和C ③难
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