第15讲 铁及其化合物转化关系
[复习目标] 1.熟练掌握铁及其重要化合物转化的化学方程式。2.能根据铁及其化合物的性质分析实验室、生产、生活中的相关问题。
1.在图中空白处，将下列铁的重要化合物填入，建构成一张关系图。
FeO、Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)2、Fe(OH)3、FeCl3、FeCl2
2.完成图中序号对应的化学方程式(合理即可)
① ；
③ ；
⑥ ；
⑦ ；
⑨ ；
⑩ ；
；
；
；
；
；
；
[应用举例]
1.除去括号中的杂质，并写出反应的离子方程式。
(1)FeCl2(FeCl3)，除杂方法： ，离子方程式： 。
(2)FeCl3(FeCl2)，除杂方法： ，离子方程式： 。
(3)Fe2(SO4)3(FeSO4)，除杂方法： ，离子方程式： 。
(4)FeCl2(Cu2+)，除杂方法： ， 离子方程式： 。
(5)CuCl2溶液(FeCl2)，除杂方法： 。
2.在CuCl2、FeCl3的混合溶液中加入一定量铁粉和铜粉的混合物。
(1)从氧化还原角度分析，氧化性：CuCl2 (填“>”或“<”，下同)FeCl3，还原性：Fe Cu。
(2)若金属全部溶解，则溶液中一定存在的金属阳离子有 ，可能存在的金属阳离子有 。
(3)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 ，一定不存在的金属阳离子有 。
3.在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2+的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。
(1)请将正确答案的字母填在相应的横线上。
a.Fe3+ b.Fe2+ c.Fe、Fe2+ d.Fe2+、Fe3+
①AB段铁元素以 形式存在。
②BC段铁元素以 形式存在。
③CD段铁元素以 形式存在。
(2)AB段与BC段所需Fe的质量比为 。
一、铁及其化合物的性质探究
1.(2023·江苏，11)室温下，探究0.1 mol·L-1 FeSO4溶液的性质，下列实验方案能达到探究目的的是( )
选项 探究目的 实验方案
A 溶液中是否含有Fe3+ 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化
B Fe2+是否有还原性 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色变化
C Fe2+是否水解 向2 mL FeSO4溶液中滴加2~3滴酚酞试液，观察溶液颜色变化
D Fe2+能否催化H2O2分解 向2 mL 5% H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，观察气泡产生情况
2.(2023·浙江1月选考，16)探究铁及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是( )
选项 实验方案 现象 结论
A 向FeCl2溶液中加入Zn片 短时间内无明显现象 Fe2+的氧化能力比Zn2+弱
B 往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液，再加入少量K2SO4固体 溶液先变成红色后无明显变化 Fe3+与SCN-的反应不可逆
C 将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加KSCN溶液 溶液呈浅绿色 食品脱氧剂样品中没有+3价铁
D 向沸水中逐滴滴加5~6滴饱和FeCl3溶液，持续煮沸 溶液先变成红褐色再析出沉淀 Fe3+先水解得Fe(OH)3胶体，再聚集成Fe(OH)3沉淀
二、重要含铁化合物的实验室制法
3.(2022·天津，15)氯化铁是重要的化工原料。根据氯化铁的实验室制备方法，回答下列问题：
Ⅰ.FeCl3·6H2O的制备
制备流程图如下：
(1)将废铁屑分批加入稀盐酸中，至盐酸反应完全。判断反应完全的现象为 。
含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快，原因为 。
(2)操作①所必需的玻璃仪器中，除烧杯外还有 。
(3)检验FeCl3溶液中是否残留Fe2+的试剂是 。
(4)为增大FeCl3溶液的浓度，向稀FeCl3溶液中加入纯Fe粉后通入Cl2。此过程中发生的主要反应的离子方程式为 。
(5)操作②为 。
Ⅱ.由FeCl3·6H2O制备无水FeCl3
将FeCl3·6H2O与液体SOCl2混合并加热，制得无水FeCl3。已知SOCl2沸点为77 ℃，反应方程式为FeCl3·6H2O+6SOCl2FeCl3+6SO2↑+12HCl↑，装置如图所示(夹持和加热装置略)。
(6)仪器A的名称为 ，其作用为 。NaOH溶液的作用是 。
(7)干燥管中无水CaCl2不能换成碱石灰，原因是 。
(8)由下列结晶水合物制备无水盐，适宜使用上述方法的是 (填序号)。
a.ZnCl2·H2O b.CuSO4·5H2O
c.Na2S2O3·5H2O
4.碳酸亚铁可用于治疗缺铁性贫血。实验室里先制得硫酸亚铁，后将硫酸亚铁与碳酸氢铵反应制得碳酸亚铁(Fe2++2HCFeCO3↓+CO2↑+H2O)。实验装置如图所示(部分夹持仪器略去)。回答下列问题：
(1)配制溶液所用的蒸馏水必须先除去溶解的氧气，具体方法是 。
(2)实验过程中，将生成的FeSO4溶液和NH4HCO3溶液混合的操作是 。
(3)装置B中的NH4HCO3需过量的原因 (填字母)。
a.除去FeSO4溶液中残留的硫酸
b.使Fe2+充分转化为FeCO3
c.NH4HCO3的溶解度比较大
d.NH4HCO3受热分解损失
(4)碳酸亚铁在潮湿的空气中逐渐被氧化生成氢氧化铁和一种气体，反应的化学方程式为 。
(5)NaHCO3与NH4HCO3均可作为Fe2+的沉淀剂，但更常用NH4HCO3，理由是 (写出一点即可)。
(6)设计实验检验制得的产品中是否含有Fe2+： 。
三、重要含铁化合物的制备流程
5.硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)是一种重要的食品或饲料添加剂，实验室用严重锈蚀的废铁屑(含有Fe、Fe2O3)为原料制备硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)，其流程如下：
回答下列问题：
(1)Fe2O3与稀硫酸反应的离子方程式为 。
(2)溶液A中加过量铁粉时，反应的离子方程式为 。
(3)若证明溶液B中不存在Fe3+，可选择的方法是 。
(4)FeSO4·7H2O晶体应密封保存，主要目的是 。
6.(2024·贵州模拟预测)四氧化三铁俗称磁性氧化铁，常用于制造录音磁带和电讯器材，也可作颜料和抛光剂。某工厂以黄铁矿烧渣(主要含有Fe、Al、Ca等元素的氧化物及SiO2)为原料，制备Fe3O4的工艺流程如图所示。
已知：常温下，Ksp=4.9×10-17、Ksp=1.0×10-33。
回答下列问题：
(1)滤渣1的主要成分有 (填化学式)。
(2)加入NH4HCO3“沉铁”时，发生反应的离子方程式为 。
(3)①“煅烧1”的目的是将FeCO3转化为Fe2O3，若“煅烧2”阶段发生反应时n(Fe2O3)∶n(FeS2)=1∶1，则该反应的化学方程式为 。
②“煅烧2”时温度对Fe3O4的纯度有很大影响。已知温度对Fe3O4纯度的影响如图所示，则“煅烧2”时，温度最好控制在 ℃。
答案精析
构建知识网络
1.
2.①2Fe+3Cl22FeCl3 ③Fe+2HClFeCl2+H2↑或Fe+CuCl2Cu+FeCl2 ⑥3Fe3O4+8Al9Fe+4Al2O3 ⑦Fe3O4+8HClFeCl2+2FeCl3+4H2O ⑨Fe(OH)3+3HClFeCl3+3H2O ⑩2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O Fe(OH)2(隔绝空气)FeO+H2O 4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3 FeCl2+2NH3·H2O2NH4Cl+Fe(OH)2↓ 2FeCl2+Cl22FeCl3 FeCl3+3NaOHFe(OH)3↓+3NaCl 2FeCl3+Fe3FeCl2
应用举例
1.(1)加入过量铁粉 2Fe3++Fe3Fe2+
(2)加入氯水(或通入Cl2) 2Fe2++Cl22Fe3++2Cl- (3)滴加H2O2 2Fe2++H2O2+2H+2H2O+2Fe3+ (4)加入过量铁粉，过滤 Fe+Cu2+Cu+Fe2+ (5)先向溶液中加入氧化剂(如H2O2、氯水)，然后向混合液中加入CuO或Cu(OH)2，调pH，促进Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀，静置过滤
2.(1)< > (2)Fe2+、Cu2+ Fe3+ (3)Fe2+ Fe3+、Cu2+
3.(1)①a ②d ③c (2)2∶1
拓展综合应用
1.B
2.D [FeCl2溶液中加入Zn片，Fe2++ZnFe+Zn2+，溶液由浅绿色变为无色，Fe2+的氧化能力比Zn2+强，A错误；溶液变成红色的原因为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，与S和K+无关，B错误；Fe3+可能先与单质铁反应生成Fe2+，则溶液呈浅绿色，C错误；向沸水中逐滴滴加饱和氯化铁溶液，制取Fe(OH)3胶体，继续加热则胶体因聚沉变为沉淀，D正确。]
3.(1)不再有气泡产生 Fe、Cu在稀盐酸中形成原电池，加快反应速率 (2)漏斗、玻璃棒 (3)K3[Fe(CN)6]溶液 (4)2Fe3++Fe3Fe2+、2Fe2++Cl22Fe3++2Cl- (5)在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到FeCl3·6H2O晶体 (6)球形冷凝管 冷凝回流SOCl2 吸收SO2、HCl等尾气，防止污染 (7)碱石灰与SO2、HCl气体反应，失去干燥作用 (8)a
4.(1)将蒸馏水煮沸后迅速冷却 (2)关闭K1、K3，打开K2 (3)abd (4)4FeCO3+6H2O+O24Fe(OH)3+4CO2 (5)N水解生成H+，降低溶液的pH，减少副产物Fe(OH)2生成，且过量时易除去
(6)取少量样品于试管中，加入适量的稀硫酸溶液，加入铁氰化钾溶液，若不生成蓝色沉淀，则说明不含有Fe2+，反之，则含有Fe2+
5.(1)Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O
(2)2Fe3++Fe3Fe2+、Fe+2H+Fe2++H2↑
(3)取少量溶液B于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液不变红色，说明溶液B中不存在Fe3+
(4)防止被空气氧化
6.(1)CaSO4、SiO2
(2)Fe2++2HCFeCO3↓+CO2↑+H2O
(3)①2Fe2O3+2FeS2+5O22Fe3O4+4SO2 ②800
解析 黄铁矿烧渣加入稀硫酸，铁、铝的氧化物均转化为硫酸盐，SiO2不反应，和生成的微溶物CaSO4成为滤渣1，滤液加入废铁皮与Fe3+反应生成Fe2+，调节pH除去铝，滤液加入NH4HCO3反应生成FeCO3沉淀，通入O2煅烧生成CO2和Fe2O3，加入FeS2和O2煅烧得到Fe3O4。
(2)加入NH4HCO3“沉铁”时，Fe2+和HC反应生成FeCO3沉淀、H2O和CO2，反应的离子方程式为Fe2++2HCFeCO3↓+CO2↑+H2O。(3)①“煅烧2”阶段发生反应时n∶n=1∶1，则1 mol Fe2O3和1 mol FeS2反应生成1 mol Fe3O4，反应中硫元素化合价由-1升高为+4，转移10 mol电子，则会有2.5 mol O2作为氧化剂参与反应，故该反应的化学方程式为2Fe2O3+2FeS2+5O22Fe3O4+4SO2。②由图可知，“煅烧2”时，温度最好控制在800 ℃，此时产品的纯度已经很高。(共70张PPT)
化学
大
一
轮
复
习
第四章 第15讲
铁及其化合物转化关系
复习目标
1.熟练掌握铁及其重要化合物转化的化学方程式。
2.能根据铁及其化合物的性质分析实验室、生产、生活中的相关问题。
1.在图中空白处，将下列铁的重要化合物填入，建构成一张关系图。
FeO、Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)2、Fe(OH)3、FeCl3、FeCl2
构建知识网络
Fe2O3
Fe3O4
FeO
Fe(OH)3
Fe(OH)2
FeCl3
FeCl2
2.完成图中序号对应的化学方程式(合理即可)
① ；
③_______________________________
____________；
⑥ ；
⑦ ；
⑨ ；
⑩ ；
2Fe+3Cl2 2FeCl3
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑或Fe+CuCl2
===Cu+FeCl2
3Fe3O4+8Al 9Fe+4Al2O3
Fe3O4+8HCl===FeCl2+2FeCl3+4H2O
Fe(OH)3+3HCl===FeCl3+3H2O
2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O
；
；
；
；
；
。
Fe(OH)2(隔绝空气) FeO+H2O
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
FeCl2+2NH3·H2O===2NH4Cl+Fe(OH)2↓
2FeCl2+Cl2===2FeCl3
FeCl3+3NaOH===Fe(OH)3↓+3NaCl
2FeCl3+Fe===3FeCl2
[应用举例]
1.除去括号中的杂质，并写出反应的离子方程式。
(1)FeCl2(FeCl3)，除杂方法： ，离子方程式：____________
。
(2)FeCl3(FeCl2)，除杂方法： ，离子方程式：_____
。
(3)Fe2(SO4)3(FeSO4)，除杂方法： ，离子方程式：__________
。
(4)FeCl2(Cu2+)，除杂方法： ，离子方程式：_____
。
加入过量铁粉
2Fe3++Fe===
3Fe2+
加入氯水(或通入Cl2)
+Cl2===2Fe3++2Cl－
2Fe2+
滴加H2O2
2Fe2++H2O2
+2H+===2H2O+2Fe3+
加入过量铁粉，过滤
Fe+
Cu2+===Cu+Fe2+
(5)CuCl2溶液(FeCl2)，除杂方法：__________________________________
_____________________________________________________________________________________。
先向溶液中加入氧化剂(如H2O2、氯水)，然后向混合液中加入CuO或Cu(OH)2，调pH，促进Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀，静置过滤
2.在CuCl2、FeCl3的混合溶液中加入一定量铁粉和铜粉的混合物。
(1)从氧化还原角度分析，氧化性：CuCl2 (填“>”或“<”，下同) FeCl3，还原性：Fe Cu。
(2)若金属全部溶解，则溶液中一定存在的金属阳离子有 ，可能存在的金属阳离子有 。
(3)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 ，一定不存在的金属阳离子有 。
<
>
Fe2+、Cu2+
Fe3+
Fe2+
Fe3+、Cu2+
3.在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2+的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。
(1)请将正确答案的字母填在相应的横线上。
a.Fe3+ b.Fe2+ c.Fe、Fe2+ d.Fe2+、Fe3+
①AB段铁元素以 形式存在。
②BC段铁元素以 形式存在。
③CD段铁元素以 形式存在。
(2)AB段与BC段所需Fe的质量比为 。
a
d
c
2∶1
在一定量的稀HNO3中缓慢加入铁粉，开始时发生
反应：Fe+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O，
此时铁元素在溶液中以Fe3+形式存在，在B点时，
硝酸恰好反应完全；继续加铁粉，发生反应：Fe
+2Fe3+===3Fe2+，此时溶液中Fe2+的量逐渐增多，Fe3+的量逐渐减少；在C点时，溶液中的Fe3+恰好完全反应，此时继续加入的铁粉不再反应，溶液中的Fe2+的量不再增多。设AB段消耗a mol Fe，生成a mol Fe3+，根据反应Fe+2Fe3+===3Fe2+可知BC段需要消耗a mol Fe，则AB段与BC段所需Fe的质量比为2∶1。
一、铁及其化合物的性质探究
1.(2023·江苏，11)室温下，探究0.1 mol·L－1 FeSO4溶液的性质，下列实验方案能达到探究目的的是
拓展综合应用
选项 探究目的 实验方案
A 溶液中是否含有Fe3+ 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化
B Fe2+是否有还原性 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色变化
C Fe2+是否水解 向2 mL FeSO4溶液中滴加2~3滴酚酞试液，观察溶液颜色变化
D Fe2+能否催化H2O2分解 向2 mL 5% H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，观察气泡产生情况
√
检验溶液中是否含有Fe3+应直接向待测液中滴加KSCN溶液，向待测液中滴加氯水会将Fe2+氧化为Fe3+干扰实验，A错误；
向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，若观察到溶液紫红色褪去，说明Fe2+有还原性，B正确；
Fe2+发生水解反应：Fe2++2H2O 2H++Fe(OH)2使溶液显酸性，应向2 mL FeSO4溶液中滴加2~3滴石蕊试液，观察溶液颜色变化，C错误；
H2O2可氧化Fe2+为Fe3+，Fe3+可催化H2O2分解，有气泡产生，不能证明Fe2+催化H2O2分解，D错误。
2.(2023·浙江1月选考，16)探究铁及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是
选项 实验方案 现象 结论
A 向FeCl2溶液中加入Zn片 短时间内无明显现象 Fe2+的氧化能力比Zn2+弱
B 往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液，再加入少量K2SO4固体 溶液先变成红色后无明显变化 Fe3+与SCN－的反应不可逆
C 将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加KSCN溶液 溶液呈浅绿色 食品脱氧剂样品中没有+3价铁
D 向沸水中逐滴滴加5~6滴饱和FeCl3溶液，持续煮沸 溶液先变成红褐色再析出沉淀 Fe3+先水解得Fe(OH)3胶体，再聚集成Fe(OH)3
沉淀
√
FeCl2溶液中加入Zn片，Fe2++Zn===Fe+Zn2+，溶液由浅绿色变为无色，Fe2+的氧化能力比Zn2+强，A错误；
溶液变成红色的原因为Fe3++3SCN－ Fe(SCN)3，与S和K+无关，B错误；
Fe3+可能先与单质铁反应生成Fe2+，则溶液呈浅绿色，C错误；
向沸水中逐滴滴加饱和氯化铁溶液，制取Fe(OH)3胶体，继续加热则胶体因聚沉变为沉淀，D正确。
二、重要含铁化合物的实验室制法
3.(2022·天津，15)氯化铁是重要的化工原料。根据氯化铁的实验室制备方法，回答下列问题：
Ⅰ.FeCl3·6H2O的制备
制备流程图如右：
(1)将废铁屑分批加入稀盐酸中，至盐酸反应完全。判断反应完全的现象为 。含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快，原因为
。
不再有气泡产生
Fe、Cu在稀盐酸中形成原电池，加快反应速率
(2)操作①所必需的玻璃仪器中，除烧杯外还有 。
(3)检验FeCl3溶液中是否残留Fe2+的试剂是 。
(4)为增大FeCl3溶液的浓度，向稀FeCl3溶液中加入纯Fe粉后通入Cl2。此过程中发生的主要反应的离子方程式为_____________________________
。
(5)操作②为____________________________________________________
______________。
漏斗、玻璃棒
K3[Fe(CN)6]溶液
2Fe3++Fe===3Fe2+、2Fe2++Cl2
===2Fe3++2Cl－
在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到FeCl3·6H2O晶体
Ⅱ.由FeCl3·6H2O制备无水FeCl3
将FeCl3·6H2O与液体SOCl2混合并加热，制得无水FeCl3。已知SOCl2沸点为77 ℃，反应方程式为FeCl3·6H2O+6SOCl2 FeCl3+6SO2↑
+12HCl↑，装置如图所示(夹持和加热装置略)。
(6)仪器A的名称为 ，其作用为 。NaOH溶液的作用是 。
(7)干燥管中无水CaCl2不能换成碱石灰，原因是______________________
。
球形冷凝管
冷凝回流SOCl2
吸收SO2、HCl等尾气，防止污染
碱石灰与SO2、HCl气体
反应，失去干燥作用
(8)由下列结晶水合物制备无水盐，适宜使用上述方法的是 (填序号)。
a.ZnCl2·H2O
b.CuSO4·5H2O
c.Na2S2O3·5H2O
a
4.碳酸亚铁可用于治疗缺铁性贫血。实验室里先制得硫酸亚铁，后将硫酸亚铁与碳酸氢铵反应制得碳酸亚铁(Fe2++2HC===FeCO3↓+CO2↑
+H2O)。实验装置如图所示(部分夹
持仪器略去)。回答下列问题：
(1)配制溶液所用的蒸馏水必须先除去溶解的氧气，具体方法是________
。
(2)实验过程中，将生成的FeSO4溶液和NH4HCO3溶液混合的操作是
。
将蒸馏水
煮沸后迅速冷却
关闭K1、K3，打开K2
打开活塞K1、K3，装置A中的稀硫酸和Fe反应生成FeSO4和H2，关闭K1、K3，打开K2，通过气体压强增大使FeSO4溶液进入装置B中，发生反应：Fe2++2HC===FeCO3↓+CO2↑+H2O。
(3)装置B中的NH4HCO3需过量的原因 (填字母)。
a.除去FeSO4溶液中残留的硫酸
b.使Fe2+充分转化为FeCO3
c.NH4HCO3的溶解度比较大
d.NH4HCO3受热分解损失
abd
NH4HCO3能和稀硫酸反应而除去H+，将Fe2+转化为FeCO3，且NH4HCO3受热易分解，故选abd。
(4)碳酸亚铁在潮湿的空气中逐渐被氧化生成氢氧化铁和一种气体，反应的化学方程式为____________
。
4FeCO3+6H2O
+O2===4Fe(OH)3+4CO2
FeCO3在潮湿的空气中逐渐被氧化生成Fe(OH)3和一种气体，根据原子守恒确定生成的气体为CO2，化学方程式为4FeCO3+6H2O+O2===4Fe(OH)3 +4CO2。
(5)NaHCO3与NH4HCO3均可作为Fe2+的沉淀剂，但更常用NH4HCO3，理由是________________________
_____________________________________________(写出一点即可)。
N水解生成H+，降低溶液的pH，减少副产物Fe(OH)2生成，且过量时易除去
(6)设计实验检验制得的产品中是否含有Fe2+：_______________________
___________________________________________________________________________________________。
取少量样品于试管中，加入适量的稀硫酸溶液，加入铁氰化钾溶液，若不生成蓝色沉淀，则说明不含有Fe2+，反之，则含有Fe2+
常用铁氰化钾溶液检验Fe2+，Fe2+能和铁氰化钾溶液反应生成蓝色特征沉淀。
三、重要含铁化合物的制备流程
5.硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)是一种重要的食品或饲料添加剂，实验室用严重锈蚀的废铁屑(含有Fe、Fe2O3)为原料制备硫酸亚铁晶体(FeSO4·
7H2O)，其流程如下：
回答下列问题：
(1)Fe2O3与稀硫酸反应的离子方程式为 。
(2)溶液A中加过量铁粉时，反应的离子方程式为_____________________
。
Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
2Fe3++Fe===3Fe2+、Fe+
2H+===Fe2++H2↑
(3)若证明溶液B中不存在Fe3+，可选择的方法是______________________
_____________________________________________________。
(4)FeSO4·7H2O晶体应密封保存，主要目的是 。
取少量溶液B于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液不变红色，说明溶液B中不存在Fe3+
防止被空气氧化
6.(2024·贵州模拟预测)四氧化三铁俗称磁性氧化铁，常用于制造录音磁带和电讯器材，也可作颜料和抛光剂。某工厂以黄铁矿烧渣(主要含有Fe、Al、Ca等元素的氧化物及SiO2)为原料，制备Fe3O4的工艺流程如图所示。
已知：常温下，Ksp=4.9×10－17、Ksp=1.0×10－33。
回答下列问题：
(1)滤渣1的主要成分有__________
_______(填化学式)。
(2)加入NH4HCO3“沉铁”时，发生反应的离子方程式为__________
。
CaSO4、
SiO2
Fe2++2HC
===FeCO3↓+CO2↑+H2O
黄铁矿烧渣加入稀硫酸，铁、铝的氧化物均转化为硫酸盐，SiO2不反应，和生成的微溶物CaSO4成为滤渣1，滤液加入废铁皮与Fe3+反应生成Fe2+，调节pH除去铝，滤液加入NH4HCO3反应生成FeCO3沉淀，通入O2煅烧生成CO2和Fe2O3，加入FeS2和O2煅烧得到Fe3O4。
加入NH4HCO3“沉铁”时，Fe2+和HC反应生成FeCO3沉淀、H2O和CO2，反应的离子方程式为Fe2++2HC===FeCO3↓+CO2↑+H2O。
(3)①“煅烧1”的目的是将FeCO3转化为Fe2O3，若“煅烧2”阶段发生反应时n(Fe2O3)∶n(FeS2)=1∶1，则该反应的化学方程式为________
__________________________。
2FeS2+5O2 2Fe3O4+4SO2
2Fe2O3+
“煅烧2”阶段发生反应时n∶n=1∶1，则1 mol Fe2O3和1 mol FeS2反应生成1 mol Fe3O4，反应中硫元素化合价由－1升高为+4，转移10 mol电子，则会有2.5 mol O2作为氧化剂参与反应，故该反应的化学
方程式为2Fe2O3+2FeS2+5O2 2Fe3O4+4SO2。
②“煅烧2”时温度对Fe3O4的纯度有很大影响。已知温度对Fe3O4纯度的影响如图所示，则“煅烧2”时，温度最好控制在 ℃。
800
由图可知，“煅烧2”时，温度最好控制在800 ℃，此时产品的纯度已经很高。
KESHIJINGLIAN
课时精练
对一对
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 A D A C A D B C
题号 9 10 11
答案 D A C
答案
1
2
3
4
5
6
7
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12.
(1)防止Fe2+被氧化 (2)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl－ (3)隔绝空气(排除空气中的氧气对实验的影响) (4)Fe2+ Fe3+ 可逆反应
(5)H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O Fe3+催化H2O2分解产生O2 H2O2分解反应放热，促进Fe3+的水解平衡正向移动
13.
(1)+3 (2)防止二价铁被空气中氧气氧化为三价铁
(3)4CaO+6H2O+4Fe2++O2===4Fe(OH)3+4Ca2+
答案
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14.
(1)(球形)干燥管 饱和食盐水 C
(2)2Mn+16H++10Cl－===2Mn2++5Cl2↑+8H2O
(3)2Fe(OH)3+3ClO－+4OH－===2Fe+3Cl－+5H2O
(4)①ADEF ②90%
1.下列有关铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是
A.铁粉遇空气放热，可用于制作暖贴
B.Fe2(SO4)3易溶于水，可用作净水剂
C.FeCl3溶液显酸性，可用于腐蚀印刷电路板上的铜
D.FeS难溶于水，可用于去除废水中微量六价铬[Cr(Ⅵ)]
√
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答案
氯化铁溶液具有氧化性，可以将铜氧化生成铜离子，故C错误；
FeS具有还原性，因此可除去废水中的微量六价铬[Cr(Ⅵ)]，故D错误。
2.下列关于铁及其化合物的说法正确的是
A.将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中，制备Fe(OH)3胶体
B.FeCl2、CuS、Fe(OH)3均能通过化合反应制备
C.Fe(OH)3不稳定，在空气中受热易分解，得到黑色固体
D.Fe(OH)2浊液露置于空气中，由白色迅速转变为灰绿色，最后变成红
褐色
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题述操作得到的是Fe(OH)3沉淀，应向沸水中逐滴加入饱和FeCl3溶液，并继续煮沸至液体呈红褐色来制备Fe(OH)3胶体，A项错误；
FeCl3和Fe通过化合反应可生成FeCl2、Fe(OH)2在空气中被氧化生成Fe(OH)3为化合反应，Cu和S通过化合反应生成的是Cu2S，B项错误；
Fe(OH)3不稳定，受热分解生成红棕色Fe2O3，不能得到黑色固体，C项错误。
答案
3.(2024·福建南平模拟)下列有关铁及其化合物参与反应的化学方程式书写错误的是
A.高温下Fe与水蒸气反应：Fe+H2O(g) FeO+H2
B.Fe(OH)3胶体制备：FeCl3+3H2O 3Fe(OH)3(胶体)+3HCl
C.FeCl2溶液中Fe2+的检验：FeCl2+K3[Fe(CN)6]===KFe[Fe(CN)6]↓+2KCl
D.Fe催化甲苯的溴化反应： +Br2
√
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答案
高温下Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2，故A错误。
4.(2021·广东，10)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A.a可与e反应生成b
B.b既可被氧化，也可被还原
C.可将e加入浓碱液中制得d的胶体
D.可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
√
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答案
图中所示铁元素不同化合价的物质：a为Fe，b为FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等Fe(Ⅱ)的盐类物质，c为Fe(OH)2，e为FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等Fe(Ⅲ)的盐类物质，d为Fe(OH)3。Fe与Fe(Ⅲ)的盐类物质可发生反应生成
Fe(Ⅱ)的盐类物质，如Fe+2FeCl3===3FeCl2，故A不选；
Fe(Ⅱ)为铁元素的中间价态，既有还原性也有氧化性，因此既可被氧化，也可被还原，故B不选；
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答案
Fe(Ⅲ)的盐类物质与浓碱液反应生成Fe(OH)3沉淀，制备Fe(OH)3胶体的操作为向沸水中滴加饱和FeCl3溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热，故C选；
b→c→d→e→b转化如FeCl2 Fe(OH)2
Fe(OH)3 FeCl3 FeCl2，故D不选。
5.用棕黄色的Fe2(SO4)3溶液分别进行下列实验，解释或结论不正确的是
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答案
选项 实验 现象 解释或结论
A 加入Fe2(SO4)3固体 溶液变成红褐色 Fe2(SO4)3的水解程度变大
B 加入等体积水 溶液颜色变浅 c(Fe3+)变小
C 加入足量Fe粉 溶液颜色变浅绿色 2Fe3++Fe===3Fe2+
D 将Fe2(SO4)3溶液微热 溶液变成红褐色 水解反应ΔH>0
√
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答案
Fe2(SO4)3溶液中存在水解平衡：Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+，加入Fe2(SO4)3固体，c(Fe3+)增大，平衡正移，溶液变成红褐色，但Fe2(SO4)3的水解程度变小，故A错误；
溶液颜色变浅，可说明c(Fe3+)变小，故B正确；
Fe3+具有强氧化性，可与Fe发生氧化还原反应：2Fe3++Fe===3Fe2+，溶液颜色变浅绿色，故C正确；
将Fe2(SO4)3溶液微热，溶液变成红褐色，说明升高温度平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应，故D正确。
6.如图是一种综合处理含SO2尾气的工艺流程，下列叙述正确的是
A.基态Fe3+的价层电子排布式为3d6
B.检验“吸收”后的溶液是否还可继续
吸收SO2，可用试剂K3[Fe(CN)6]
C.“氧化”中发生反应的离子方程式为4Fe2++O2+H2O===4Fe(OH)3↓
D.“氧化”后的溶液可以循环使用
√
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答案
铁元素的原子序数为26，基态铁离子的价
层电子排布式为3d5，故A错误；
“吸收”步骤发生的反应为硫酸铁溶液与二氧化硫气体反应生成硫酸亚铁和硫酸，则检验“吸收”后的溶液是否还可继续吸收二氧化硫，应用硫氰化钾溶液检验是否存在铁离子，而不是用铁氰化钾溶液检验是否存在亚铁离子，故B错误；
“氧化”步骤发生的反应为酸性条件下硫酸亚铁溶液与空气中氧气反应生成硫酸铁和水，反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O，反应生成的硫酸铁可以循环使用，故C错误，D正确。
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答案
7.(2024·长沙模拟)用FeCl3、CuCl2的混合溶液可吸收工厂排放的H2S废气，从而减少空气污染并回收S，其过程如图所示(各步均进行完全)。下列叙述不正确的是
A.吸收前后混合溶液中Fe3+、Cu2+浓度减小
B.在转化体系中化合价没有变化的元素只有Cu
C.Fe3+和Cu2+是该反应的催化剂
D.反应①的离子方程式为H2S+Cu2+===CuS↓+2H+
√
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答案
吸收剂吸收了硫化氢后生成了水，使Fe3+、Cu2+浓度降低，故A正确；
在转化体系中，H、Cl、Cu元素的化合价没有发生变化，故B错误；
根据流程图可知，吸收硫化氢的总反应方程式：
2H2S+O2===2H2O+2S↓，Fe3+和Cu2+是该反应的催化剂，故C正确；
根据流程图可知，反应①的离子方程式为H2S+Cu2+===CuS↓+2H+，故D正确。
8.中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁，检测的流程如图。下列说法错误的是
A.气体X中含有醋酸蒸气
B.该铁华粉中可能含有铁单质
C.向滤液中滴入酸性KMnO4溶
液，可用于证明Fe2+具有还原性
D.产生蓝色沉淀的反应为K++Fe2++[Fe(CN)6]3－===KFe[Fe(CN)6]↓
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答案
加热时醋酸亚铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和醋酸蒸气，则气体X中含有醋酸蒸气，故A正确；
铁华粉中加入稀盐酸反应生成氢气，说明铁华粉中可能含有铁单质，故B正确；
滤液中含有氯离子，酸性条件下氯离子也能与高锰酸钾溶液反应，使溶液褪色，则溶液褪色不能证明亚铁离子具有还原性，故C错误；
向滤液中加入铁氰化钾溶液，滤液中的亚铁离子与铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀，故D正确。
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答案
9.下列实验对应的现象和结论都正确的是
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答案
选项 实验 现象 结论
A 向食品脱氧剂样品(含还原铁粉)中加入硫酸后滴加酸性KMnO4溶液 紫红色褪去 食品脱氧剂样品中含Fe2+
B 向FeSO4溶液中滴入KSCN溶液，再滴加H2O2溶液 加入H2O2后溶液变成红色 Fe2+既有氧化性又有还原性
C 向FeCl3溶液加入铜片 溶液变蓝、有黑色固体出现 金属铁比铜活泼
D 向FeCl3溶液中加入KI溶液后滴加几滴淀粉溶液 溶液变为蓝色 氧化性：Fe3+>I2
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答案
向食品脱氧剂样品(含还原铁粉)中加入硫酸后，铁粉会与硫酸反应生成FeSO4，酸性KMnO4溶液为强氧化剂，会氧化Fe2+，则滴加酸性KMnO4溶液，紫红色褪去，不能说明食品脱氧剂样品中含Fe2+，A错误；
向FeSO4溶液中滴入KSCN溶液，无明显现象，再滴加H2O2溶液，H2O2会将Fe2+氧化为Fe3+，则加入H2O2后溶液变成红色，说明Fe2+有还原性，B错误；
向FeCl3溶液加入铜片会发生反应：2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2，溶液变蓝，无黑色固体出现，得到结论为FeCl3的氧化性大于CuCl2，C错误；
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答案
向FeCl3溶液中加入KI溶液后滴加几滴淀粉溶液，FeCl3溶液会与KI溶液反应生成FeCl2和I2，则溶液变为蓝色，得到结论氧化性：Fe3+>I2，D正确。
10.(2024·浙江模拟预测)探究铁及其化合物的性质，下列实验方案、现象或结论不正确的是
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答案
选项 实验方案 现象 结论
A 取少量Fe(NO3)2固体溶于蒸馏水，滴加少量稀硫酸，再滴入KSCN溶液 溶液变红 Fe(NO3)2固体已变质
B 乙酰水杨酸水解液中加入过量的NaHCO3溶液除去过量的硫酸，滴加几滴氯化铁溶液 溶液显紫色 说明乙酰水杨酸中含有酯基
C 向氢氧化铁胶体中逐滴加入稀硫酸至过量 先产生沉淀后逐渐溶解 Fe(OH)3先聚集为沉淀，后与H+反应
D 向K3[Fe(CN)6]溶液中加入少许铁粉，静置一段时间 有蓝色沉淀生成 K3[Fe(CN)6]具有氧化性
√
11.(2025·河南周口模拟)为确定Fe2O3和Cu混合物的组成(假设混合均匀)，某兴趣小组称取五份不同质量的样品，分别投入30.0 mL某浓度的稀硫酸中。充分反应后，每组样品剩余固体的质量与原样品质量的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.各组样品均发生反应：Fe2O3+6H+===2Fe3++
3H2O、2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
B.1.76 g样品充分反应后，溶液中一定存在Fe2+
和Cu2+，一定不存在Fe3+
C.该混合物中n(Fe2O3)∶n(Cu)=3∶1
D.稀硫酸的浓度为1.5 mol·L－1
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答案
通过分析图中5份不同质量样品，在加入相同体积某浓度稀硫酸后剩余固体质量的变化不难发现，c点之前剩余的是铜，且随样品质量的增加，剩余的铜的质量等倍数增加，c点出现拐点，c点之后剩余的固体质量为剩余的
1.92 g铜与比c点样品增加的样品质量之和，说明c点时硫酸恰好反应完。样品中先发生反应Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O，生成的Fe3+再与铜反应：2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+，A项正确；
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答案
根据图知1.76 g样品与稀硫酸反应，此时铜过量，生成Fe2+、Cu2+，没有Fe3+，B项正确；
根据c(5.28，1.92)，设Fe2O3为x mol，Fe2O3+ 6H+===2Fe3++3H2O，2Fe3++Cu===2Fe2+ + Cu2+，则反应的铜也为x mol，故5.28=160x+64x+1.92，
解得x=0.015，n(Cu)=(x+) mol=0.045 mol，n(Fe2O3)∶n(Cu)=1∶3，C项错误；
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答案
由C项得n(H+)=6x mol=0.09 mol，n(H2SO4)=
0.045 mol ，故c(H2SO4)==1.5 mol·L－1，
D项正确。
12.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 。
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答案
防止Fe2+被氧化
亚铁离子具有还原性，能被空气中的氧气氧化，所以在配制的FeCl2溶液中加入少量铁屑的目的是防止Fe2+被空气氧化。
(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 。
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答案
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl－
隔绝空气(排除空气中的氧气对实验的影响)
(4)丙组同学取10 mL 0.1 mol·L－1KI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
。
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答案
Fe2+
Fe3+
可逆反应
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答案
根据Fe2+的检验方法，向溶液中加入1滴K3[Fe(CN)6] 溶液，生成蓝色沉淀，一定含有Fe2+，则实验②检验的离子是Fe2+；Fe3+遇KSCN溶液显红色，实验①和③说明，在I－过量的情况下，溶液中仍含有Fe3+，由此可以证明该氧化还原反应为可逆反应。
(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)。
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答案
H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O
Fe3+催化H2O2分解产生O2
分解反应放热，促进Fe3+的水解平衡正向移动
H2O2
13.[2023·重庆，15(1)(2)(3)节选] Fe3O4是一种用途广泛的磁性材料，以FeCl2为原料制备Fe3O4并获得副产物CaCl2水合物的工艺如图。
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答案
(1)Fe3O4中Fe元素的化合价是+2和 。
(2)反应釜1中的反应需在隔绝空气条件下进行，其原因是_____________
。
+3
防止二价铁被
空气中氧气氧化为三价铁
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(3)反应釜2中，加入CaO和分散剂的同时通入空气。反应的离子方程式为 。
4CaO+6H2O+4Fe2++O2===4Fe(OH)3+4Ca2+
反应釜2中，加入CaO和分散剂的同时通入空气，氧气将二价铁氧化为三价铁，三价铁与氧化钙和水生成的氢氧化钙反应生成氢氧化铁。
14.Na2FeO4具有强氧化性，是一种新型的绿色非氯净水消毒剂，碱性条件下可以稳定存在，酸性条件下会自身分解生成Fe(OH)3。可用Fe(OH)3与NaClO在强碱性条件下制
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取，某实验小组利用如图所示实验装置制取Na2FeO4，并验证其处理含CN－废水的能力。
Ⅰ.制取Na2FeO4
(1)仪器D的名称为 。洗
气瓶B中盛有的试剂为 。实验开始，先打开分液漏斗 (填“A”或“C”)的活塞。
(球形)干燥管
饱和食盐水
C
仪器D为(球形)干燥管；洗气瓶B中盛有的试剂是饱和食盐水，用来除去混合气体中的氯化氢；因为实验中需要保持碱性环境，因此先向Fe2(SO4)3溶液中加入NaOH溶液，然后再通入Cl2，所以先打开分液漏斗C的活塞。
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答案
(2)写出大试管中发生反应的离子方程式：_________________________
___________________。
(3)三颈烧瓶中的红褐色固体基本消失，得到紫色溶液时，停止通入Cl2。
通入氯气的过程中三颈烧瓶中发生反应的离子方程式有：Cl2+2OH－=== Cl－+ClO－+H2O、 。
2Mn+16H++10Cl－===
2Mn2++5Cl2↑+8H2O
2Fe(OH)3+3ClO－+4OH－===2Fe+3Cl－+5H2O
结合化合价升降相等、原子守恒、电荷守恒可写出制取Na2FeO4的离子方程式：2Fe(OH)3+3ClO－+4OH－===2Fe+3Cl－+5H2O。
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答案
Ⅱ.模拟并验证Na2FeO4处理含CN－废水的能力
(4)取一定量Na2FeO4加入试管中，向其中加入10 mL 0.2 mol·L－1的NaCN溶液，CN－被氧化为C和
N2。充分反应后测得试管中仍有Na2FeO4剩余，过滤。向滤液中加入足量BaCl2溶液，生成白色沉淀，将沉淀过滤、洗涤、干燥后称量，得白色沉淀0.354 6 g。
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答案
①配制0.2 mol·L－1的NaCN溶液，需要的玻璃仪器有 (填字母)。
溶液配制需要胶头滴管、烧杯、容量瓶、玻璃棒。
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答案
ADEF
②计算NaCN溶液中CN－的去除率为 。
n(BaCO3)==0.001 8 mol，所以CN－的去除率为× 100%=90%。
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答案
90%第四章 第15练 铁及其化合物转化关系
分值：100分
(选择题1~8题，每小题5分，9~11题，每小题6分，共58分)
1.下列有关铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是( )
A.铁粉遇空气放热，可用于制作暖贴
B.Fe2(SO4)3易溶于水，可用作净水剂
C.FeCl3溶液显酸性，可用于腐蚀印刷电路板上的铜
D.FeS难溶于水，可用于去除废水中微量六价铬[Cr(Ⅵ)]
2.下列关于铁及其化合物的说法正确的是( )
A.将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中，制备Fe(OH)3胶体
B.FeCl2、CuS、Fe(OH)3均能通过化合反应制备
C.Fe(OH)3不稳定，在空气中受热易分解，得到黑色固体
D.Fe(OH)2浊液露置于空气中，由白色迅速转变为灰绿色，最后变成红褐色
3.(2024·福建南平模拟)下列有关铁及其化合物参与反应的化学方程式书写错误的是( )
A.高温下Fe与水蒸气反应：Fe＋H2O(g)FeO＋H2
B.Fe(OH)3胶体制备：FeCl3＋3H2O3Fe(OH)3(胶体)＋3HCl
C.FeCl2溶液中Fe2＋的检验：FeCl2＋K3[Fe(CN)6]===KFe[Fe(CN)6]↓＋2KCl
D.Fe催化甲苯的溴化反应：＋Br2
4.(2021·广东，10)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A.a可与e反应生成b
B.b既可被氧化，也可被还原
C.可将e加入浓碱液中制得d的胶体
D.可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
5.用棕黄色的Fe2(SO4)3溶液分别进行下列实验，解释或结论不正确的是( )
选项 实验 现象 解释或结论
A 加入Fe2(SO4)3固体 溶液变成红褐色 Fe2(SO4)3的水解程度变大
B 加入等体积水 溶液颜色变浅 c(Fe3＋)变小
C 加入足量Fe粉 溶液颜色变浅绿色 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
D 将Fe2(SO4)3溶液微热 溶液变成红褐色 水解反应ΔH>0
6.如图是一种综合处理含SO2尾气的工艺流程，下列叙述正确的是( )
A.基态Fe3＋的价层电子排布式为3d6
B.检验“吸收”后的溶液是否还可继续吸收SO2，可用试剂K3[Fe(CN)6]
C.“氧化”中发生反应的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋H2O===4Fe(OH)3↓
D.“氧化”后的溶液可以循环使用
7.(2024·长沙模拟)用FeCl3、CuCl2的混合溶液可吸收工厂排放的H2S废气，从而减少空气污染并回收S，其过程如图所示(各步均进行完全)。下列叙述不正确的是( )
A.吸收前后混合溶液中Fe3＋、Cu2＋浓度减小
B.在转化体系中化合价没有变化的元素只有Cu
C.Fe3＋和Cu2＋是该反应的催化剂
D.反应①的离子方程式为H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋
8.中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁，检测的流程如图。下列说法错误的是( )
A.气体X中含有醋酸蒸气
B.该铁华粉中可能含有铁单质
C.向滤液中滴入酸性KMnO4溶液，可用于证明Fe2＋具有还原性
D.产生蓝色沉淀的反应为K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－===KFe[Fe(CN)6]↓
9.下列实验对应的现象和结论都正确的是( )
选项 实验 现象 结论
A 向食品脱氧剂样品(含还原铁粉)中加入硫酸后滴加酸性KMnO4溶液 紫红色褪去 食品脱氧剂样品中含Fe2＋
B 向FeSO4溶液中滴入KSCN溶液，再滴加H2O2溶液 加入H2O2后溶液变成红色 Fe2＋既有氧化性又有还原性
C 向FeCl3溶液加入铜片 溶液变蓝、有黑色固体出现 金属铁比铜活泼
D 向FeCl3溶液中加入KI溶液后滴加几滴淀粉溶液 溶液变为蓝色 氧化性：Fe3＋>I2
10.(2024·浙江模拟预测)探究铁及其化合物的性质，下列实验方案、现象或结论不正确的是( )
选项 实验方案 现象 结论
A 取少量Fe(NO3)2固体溶于蒸馏水，滴加少量稀硫酸，再滴入KSCN溶液 溶液变红 Fe(NO3)2固体已变质
B 乙酰水杨酸水解液中加入过量的NaHCO3溶液除去过量的硫酸，滴加几滴氯化铁溶液 溶液显紫色 说明乙酰水杨酸中含有酯基
C 向氢氧化铁胶体中逐滴加入稀硫酸至过量 先产生沉淀后逐渐溶解 Fe(OH)3先聚集为沉淀，后与H＋反应
D 向K3[Fe(CN)6]溶液中加入少许铁粉，静置一段时间 有蓝色沉淀生成 K3[Fe(CN)6]具有氧化性
11.(2025·河南周口模拟)为确定Fe2O3和Cu混合物的组成(假设混合均匀)，某兴趣小组称取五份不同质量的样品，分别投入30.0 mL某浓度的稀硫酸中。充分反应后，每组样品剩余固体的质量与原样品质量的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.各组样品均发生反应：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
B.1.76 g样品充分反应后，溶液中一定存在Fe2＋和Cu2＋，一定不存在Fe3＋
C.该混合物中n(Fe2O3)∶n(Cu)=3∶1
D.稀硫酸的浓度为1.5 mol·L－1
12.(18分)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－1KI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)。
13.(10分)[2023·重庆，15(1)(2)(3)节选] Fe3O4是一种用途广泛的磁性材料，以FeCl2为原料制备Fe3O4并获得副产物CaCl2水合物的工艺如图。
(1)Fe3O4中Fe元素的化合价是＋2和 。
(2)反应釜1中的反应需在隔绝空气条件下进行，其原因是 。
(3)反应釜2中，加入CaO和分散剂的同时通入空气。反应的离子方程式为 。
14.(14分)Na2FeO4具有强氧化性，是一种新型的绿色非氯净水消毒剂，碱性条件下可以稳定存在，酸性条件下会自身分解生成Fe(OH)3。可用Fe(OH)3与NaClO在强碱性条件下制取，某实验小组利用如图所示实验装置制取Na2FeO4，并验证其处理含CN－废水的能力。
Ⅰ.制取Na2FeO4
(1)仪器D的名称为 。洗气瓶B中盛有的试剂为 。实验开始，先打开分液漏斗 (填“A”或“C”)的活塞。
(2)写出大试管中发生反应的离子方程式： 。
(3)三颈烧瓶中的红褐色固体基本消失，得到紫色溶液时，停止通入Cl2。通入氯气的过程中三颈烧瓶中发生反应的离子方程式有：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O、 。
Ⅱ.模拟并验证Na2FeO4处理含CN－废水的能力
(4)取一定量Na2FeO4加入试管中，向其中加入10 mL 0.2 mol·L－1的NaCN溶液，CN－被氧化为C和N2。充分反应后测得试管中仍有Na2FeO4剩余，过滤。向滤液中加入足量BaCl2溶液，生成白色沉淀，将沉淀过滤、洗涤、干燥后称量，得白色沉淀0.354 6 g。
①配制0.2 mol·L－1的NaCN溶液，需要的玻璃仪器有 (填字母)。
②计算NaCN溶液中CN－的去除率为 。
答案精析
1.A 2.D 3.A
4.C [图中所示铁元素不同化合价的物质：a为Fe，b为FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等Fe(Ⅱ)的盐类物质，c为Fe(OH)2，e为FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等Fe(Ⅲ)的盐类物质，d为Fe(OH)3。Fe与Fe(Ⅲ)的盐类物质可发生反应生成Fe(Ⅱ)的盐类物质，如Fe+2FeCl33FeCl2，故A不选；Fe(Ⅱ)为铁元素的中间价态，既有还原性也有氧化性，因此既可被氧化，也可被还原，故B不选；Fe(Ⅲ)的盐类物质与浓碱液反应生成Fe(OH)3沉淀，制备Fe(OH)3胶体的操作为向沸水中滴加饱和FeCl3溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热，故C选；b→c→d→e→b转化如FeCl2Fe(OH)2Fe(OH)3FeCl3FeCl2，故D不选。]
5.A
6.D [铁元素的原子序数为26，基态铁离子的价层电子排布式为3d5，故A错误；“吸收”步骤发生的反应为硫酸铁溶液与二氧化硫气体反应生成硫酸亚铁和硫酸，则检验“吸收”后的溶液是否还可继续吸收二氧化硫，应用硫氰化钾溶液检验是否存在铁离子，而不是用铁氰化钾溶液检验是否存在亚铁离子，故B错误；“氧化”步骤发生的反应为酸性条件下硫酸亚铁溶液与空气中氧气反应生成硫酸铁和水，反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O，反应生成的硫酸铁可以循环使用，故C错误，D正确。]
7.B 8.C
9.D [向食品脱氧剂样品(含还原铁粉)中加入硫酸后，铁粉会与硫酸反应生成FeSO4，酸性KMnO4溶液为强氧化剂，会氧化Fe2+，则滴加酸性KMnO4溶液，紫红色褪去，不能说明食品脱氧剂样品中含Fe2+，A错误；向FeSO4溶液中滴入KSCN溶液，无明显现象，再滴加H2O2溶液，H2O2会将Fe2+氧化为Fe3+，则加入H2O2后溶液变成红色，说明Fe2+有还原性，B错误；向FeCl3溶液加入铜片会发生反应：2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2，溶液变蓝，无黑色固体出现，得到结论为FeCl3的氧化性大于CuCl2，C错误；向FeCl3溶液中加入KI溶液后滴加几滴淀粉溶液，FeCl3溶液会与KI溶液反应生成FeCl2和I2，则溶液变为蓝色，得到结论氧化性：Fe3+>I2，D正确。]
10.A
11.C [通过分析图中5份不同质量样品，在加入相同体积某浓度稀硫酸后剩余固体质量的变化不难发现，c点之前剩余的是铜，且随样品质量的增加，剩余的铜的质量等倍数增加，c点出现拐点，c点之后剩余的固体质量为剩余的1.92 g铜与比c点样品增加的样品质量之和，说明c点时硫酸恰好反应完。样品中先发生反应Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O，生成的Fe3+再与铜反应：2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+，A项正确；根据图知1.76 g样品与稀硫酸反应，此时铜过量，生成Fe2+、Cu2+，没有Fe3+，B项正确；根据c(5.28，1.92)，设Fe2O3为x mol，Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O，2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+，则反应的铜也为x mol，故5.28=160x+64x+1.92，解得x=0.015，n(Cu)=(x+) mol=0.045 mol，n(Fe2O3)∶n(Cu)=1∶3，C项错误；由C项得n(H+)=6x mol=0.09 mol，n(H2SO4)=0.045 mol ，故c(H2SO4)==1.5 mol·L-1，D项正确。]
12.(1)防止Fe2+被氧化 (2)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl- (3)隔绝空气(排除空气中的氧气对实验的影响)
(4)Fe2+ Fe3+ 可逆反应 (5)H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2O Fe3+催化H2O2分解产生O2 H2O2分解反应放热，促进Fe3+的水解平衡正向移动
13.(1)+3 (2)防止二价铁被空气中氧气氧化为三价铁
(3)4CaO+6H2O+4Fe2++O24Fe(OH)3+4Ca2+
解析 (3)反应釜2中，加入CaO和分散剂的同时通入空气，氧气将二价铁氧化为三价铁，三价铁与氧化钙和水生成的氢氧化钙反应生成氢氧化铁。
14.(1)(球形)干燥管 饱和食盐水 C
(2)2Mn+16H++10Cl-2Mn2++5Cl2↑+8H2O (3)2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-2Fe+3Cl-+5H2O
(4)①ADEF ②90%
解析 (1)仪器D为(球形)干燥管；洗气瓶B中盛有的试剂是饱和食盐水，用来除去混合气体中的氯化氢；因为实验中需要保持碱性环境，因此先向Fe2(SO4)3溶液中加入NaOH溶液，然后再通入Cl2，所以先打开分液漏斗C的活塞。(3)结合化合价升降相等、原子守恒、电荷守恒可写出制取Na2FeO4的离子方程式：2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-2Fe+3Cl-+5H2O。(4)①溶液配制需要胶头滴管、烧杯、容量瓶、玻璃棒。②n(BaCO3)==0.001 8 mol，所以CN-的去除率为×100%=90%。
