专题三 第二讲 铁及其重要化合物（含解析）2026届高中化学大一轮复习讲义
文档属性
| 名称 | 专题三 第二讲 铁及其重要化合物（含解析）2026届高中化学大一轮复习讲义 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 2.7MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-07-26 20:53:13 | ||
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文档简介
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铁及其重要化合物
【复习目标】
1．通过实验探究掌握铁的性质及其用途，知道不同价态的铁的氧化物的主要性质和用途
2．掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制法、性质，通过实验探究Fe2＋、Fe3＋的检验方法并能实现相互转化
3．能从物质类别和元素价态变化的角度理解铁及其化合物的转化路径
考点一 铁的主要性质及应用
【核心知识梳理】
1．铁的存在及物理性质
(1)存在：含量在地壳中居第四位，主要以化合态的形式存在。自然界中游离态的铁存在于陨铁中
(2)铁的物理性质：纯铁具有银白色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，其导电性比铜、铝差，具有能被磁铁吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力
2．铁的原子结构——26Fe
电子排布式 1s22s22p63s23p63d64s2
简化电子排布式 [Ar]3d64s2
原子结构示意图
电子排布图(轨道表示式)
价层电子排布式 3d64s2
周期表中的位置 第四周期第Ⅷ族
3．铁的化学性质：铁是较活泼的金属，还原性较强，失去电子后生成＋2或＋3价铁的化合物
(1)Fe与非金属反应
非金属 反应条件 现象 化学方程式
O2 常温、潮湿空气中 因发生吸氧腐蚀生成疏松的暗红色铁锈
点燃 剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体 3Fe＋2O2Fe3O4
S 加热 引发反应后停止加热，混合物保持红热，反应持续进行，生成黑色固体 Fe＋SFeS
Cl2 加热 反应剧烈，产生棕褐色的烟 2Fe＋3Cl22FeCl3
(2)Fe与H2O反应
铁与冷水、热水均不能发生反应，但在高温下能与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
(3)Fe与稀盐酸、稀硫酸等发生置换反应：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2
(4)Fe与强氧化性酸(如浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸)反应
①常温下，铁在浓硫酸、浓硝酸中发生钝化
②与浓硫酸、浓硝酸加热时：
a．与浓硫酸：2Fe＋6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O
b．与浓硝酸：Fe＋6HNO3(浓)Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O
③与稀硝酸
a．少量的铁与稀硝酸反应：Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
生成的Fe(NO3)3可以和铁继续反应：Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2
b．过量的铁与稀硝酸反应：3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(4)Fe与某些盐溶液反应
①与FeCl3溶液的反应：Fe＋2FeCl3===3FeCl2 Fe＋2Fe3+===3Fe2+
②与硫酸铜溶液的反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu
【易错提醒】铁是变价金属元素，与弱氧化剂(如S、HCl、FeCl3、CuSO4、I2等)反应时被氧化为Fe2＋，与强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3、浓硫酸等)反应时被氧化为Fe3＋
【精准训练1】
1．下列有关铁的性质的说法正确的是( )
A．铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在
B．Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2
C．在加热条件下，过量铁粉与浓硝酸反应生成Fe(NO3)2、NO2和H2O
D．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2
2．铁在地壳中含量丰富，也是重要的人体微量元素之一。下列有关说法正确的是( )
A．铁粉具有较强的还原性，常用作食品包装袋内的脱氧剂
B．高温下，铁与水蒸气反应生成氢氧化铁和氢气
C．常温下，铁与浓硫酸不反应，故常用铁质槽罐车贮运浓硫酸
D．16.8 g铁粉与足量硫单质完全反应时，转移的电子数为0.9NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)
3．下列叙述正确的是( )
A．Fe与I2反应生成FeI3
B．硫酸铜溶液中加入少量铁粉反应的离子方程式：3Cu2+＋2Fe===2Fe3+＋3Cu
C．5.6 g Fe与足量的S反应转移的电子数为0.3NA
D．高温下水蒸气与Fe反应，固体的质量增加
4．把22.4 g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，若反应只收集到0.3 mol NO2和0.2 mol NO，下列说法正确的是( )
A．反应后生成的盐只为Fe(NO3)3
B．反应后生成的盐只为Fe(NO3)2
C．反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比为1∶3
D．反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比为3∶1
5．向含a g HNO3的稀溶液中，加入b g铁粉充分反应后全部溶解。已知有 g HNO3被还原，则a∶b不可能是( )
A．2∶1 B．3∶1 C．4∶1 D．9∶2
6．某学习小组探究铁丝与浓硫酸的反应，反应装置如图所示。下列说法错误的是( )
A．无法直接使用pH试纸来判断反应后硫酸是否剩余
B．可用KSCN和K3[Fe(CN)6]检验反应后溶液中铁元素的价态
C．将22.4 mL(标准状况下)反应生成的气体通入足量氯水中，再滴加足量BaCl2溶液，最终得到0.233 g沉淀
D．生成的气体通入BaCl2溶液产生白色浑浊，可能是硫酸蒸气逸出或部分SO2被氧化所致
考点二 铁的氧化物和氢氧化物
【核心知识梳理】
1．铁的氧化物
(1)物理性质比较及用途
名称 氧化亚铁(FeO) 三氧化二铁 (Fe2O3) 四氧化三铁 (Fe3O4)
俗名 铁红 磁性氧化铁
物质类别 碱性氧化物 碱性氧化物 复杂氧化物
颜色状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 (有磁性)
水溶性 不溶于水 不溶于水 不溶于水
化合价 ＋2 ＋3 ＋2、＋3
用途 用作色素，如应用于瓷器制作中使釉呈绿色 常用作油漆、涂料、油墨的红色颜料 黑色晶体，常用作磁性材料
(2)化学性质
①稳定性
a．FeO不稳定，在空气中受热，能迅速被氧化成Fe3O4：6FeO＋O22Fe3O4
b．Fe2O3和Fe3O4在空气中稳定
②与非氧化性酸(如：稀盐酸、稀硫酸)的反应
氧化亚铁和氧化铁属于碱性氧化物，与非强氧化性酸反应生成Fe2＋和Fe3＋
a．FeO与盐酸反应：FeO＋2HCl===FeCl2＋H2O
b．Fe2O3与盐酸反应：Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O
c．Fe3O4与盐酸反应：Fe3O4＋8HCl===FeCl2＋2FeCl3＋4H2O
③与氧化性酸(如：硝酸、浓硫酸)的反应
a．FeO与稀硝酸反应：3FeO＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O
b．Fe2O3与稀硝酸反应：Fe2O3＋6HNO3===2Fe(NO3)3＋3H2O
c．Fe3O4与稀硝酸反应：3Fe3O4＋28HNO3===9Fe(NO3)3＋NO↑＋14H2O
④与还原性酸(如：HI)的反应
a．FeO与HI反应：FeO＋2HI===FeI2＋H2O
b．Fe2O3与HI反应：Fe2O3＋6HI===2FeI2＋I2＋3H2O
c．Fe3O4与HI反应：Fe3O4＋8HI===3FeI2＋I2＋4H2O
⑤与CO反应(炼铁原理)或Al反应
a．FeO与CO或Al的反应：FeO＋COFe＋CO2 3FeO＋2Al3Fe＋Al2O3
b．Fe2O3与CO或Al的反应：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3
c．Fe3O4与CO或Al的反应：Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2 3Fe3O4＋8Al9Fe＋4Al2O3
2．铁的氢氧化物
(1)物理性质比较
氢氧化物性质比较 Fe(OH)2 Fe(OH)3
物质类别 二元弱碱 三元弱碱
颜色状态 白色固体 红褐色固体
铁的价态 ＋2 ＋3
水溶性 不溶于水 不溶于水
(2)化学性质
①与非氧化性酸(如：稀盐酸、稀硫酸)的反应
a．Fe(OH)2与盐酸反应：Fe(OH)2＋2HCl===FeCl2＋H2O Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋H2O
b．Fe(OH)3与盐酸反应：Fe(OH)3＋3HCl===FeCl3＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
②与氧化性酸(如：硝酸、浓硫酸)的反应
a．Fe(OH)2与稀硝酸反应：3Fe(OH)2＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋NO↑＋8H2O
3Fe(OH)2＋10H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋8H2O
b．Fe(OH)3与稀硝酸反应：Fe(OH)3＋3HNO3===Fe(NO3)3＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
③与还原性酸(如：HI)的反应
a．Fe(OH)2与HI反应：Fe(OH)2＋2HI===FeI2＋2H2O Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
b．Fe(OH)3与HI反应：2Fe(OH)3＋6HI===2FeI2＋I2＋6H2O 2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋6H2O
④热稳定性
a．Fe(OH)2在空气中加热，在分解同时被O2氧化：4Fe(OH)2＋O22Fe2O3＋4H2O
b．Fe(OH)3在空气中加热分解生成Fe2O3和H2O：2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O
⑤Fe(OH)2的还原性：Fe(OH)2具有强还原性，易被空气中的O2氧化生成Fe(OH)3
a．现象：白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色
b．方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
【易错提醒】①FeO、Fe3O4、Fe(OH)2与足量HNO3反应时，发生氧化还原反应，Fe2＋被HNO3氧化成Fe3＋
②Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3与足量HI反应时，发生氧化还原反应，Fe3＋被I－还原成Fe2＋
③常见的非氧化性酸有稀HCl、稀H2SO4；常见的氧化性酸有HNO3、浓H2SO4；常见的还原性强酸有HI、H2S
3．氢氧化亚铁的实验室制法
(1)要制备氢氧化亚铁，并使氢氧化亚铁长时间保持白色沉淀的状态，注意两点：一是要减少溶液中氧气的含量，防止溶液与空气的接触；二是要防止溶液中出现三价铁离子。取用最新配制的FeSO4溶液；NaOH溶液加热煮沸并冷却后使用，以驱除溶液中溶解的O2
(2)制备Fe(OH)2时常用的三种防氧化措施
实验操作 实验装置图
方法1：有机覆盖层法 在试管中加入适量的5% FeSO4溶液，并覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，再用长滴管注入不含O2的1 mol·L－1NaOH溶液。由于苯或煤油的液封作用，防止了生成的Fe(OH)2被氧化，因而可较长时间观察到白色的Fe(OH)2沉淀
方法2：还原性气体保护法 实验时，先打开弹簧夹a，试管I中稀硫酸与铁粉反应产生H2，一段时间后在试管II的出口B处检验H2的纯度，当H2纯净后，说明H2将装置内的空气已排尽；然后关闭a，使生成的H2将试管I中的FeSO4溶液压入NaOH溶液中，这样可长时间观察到白色沉淀
实验时，先打开弹簧夹K，再将分液漏斗的旋塞打开，使稀硫酸与铁粉作用，用产生的H2排出装置中的空气；然后关闭K，使生成的H2将试管中的FeSO4溶液压入NaOH溶液中，则可较长时间观察到生成的白色Fe(OH)2沉淀。若拔去广口瓶上的橡皮塞，则白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
方法3：电解法 用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯(或煤油)。阳极反应为Fe－2e－===Fe2＋，阴极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，生成的氢气可以赶走溶液中的氧气，溶液中c(OH－)增大，与Fe2＋结合生成Fe(OH)2沉淀，苯(或煤油)起液封作用
【精准训练2】
1．下列关于氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁三种氧化物的说法不正确的是( )
A．四氧化三铁与另两种氧化物中的铁元素化合价不完全相同
B．氧元素的化合价完全相同
C．氧化亚铁俗称铁红，为红棕色固体
D．铁在氧气中燃烧的产物为黑色固体
2．有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 mol·L-1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2+全部转变为Fe3+，则该样品可能的化学式为( )
A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．Fe4O5 D．Fe5O7
3．某化学兴趣小组利用药品(铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液)和如图装置(部分装置已省略)制备氢氧化亚铁并观察其颜色。下列有关说法不正确的是( )
A．仪器1中应该盛放稀硫酸
B．本实验通过控制A、B、C三个开关，将仪器中的空气排尽后，先关闭开关B，再打开开关A就可观察到氢氧化亚铁的颜色
C．反应一段时间后，可在仪器2中观察到白色沉淀
D．本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间保持白色状态
4．某实验小组设计如下实验探究Fe(OH)2的制备。下列分析不合理的是( )
实验 操作 现象
Ⅰ 将一块FeSO4晶体浸入30mL蒸馏水中 一分钟后，晶块表面仍为浅绿色，溶液呈更浅的绿色
Ⅱ 将另一块FeSO4晶体浸入30mL1mol·L－1NaOH溶液中 一分钟后，晶块表面变白；捞出晶块露置空气中，表面逐渐变为红褐色
Ⅲ 将10mL1.5 mol·L－1FeSO4溶液与20mL1.5mol·L－1NaOH溶液混合 立即出现大量灰绿色浑浊，一分钟后，液面附近出现红褐色浑浊
A．实验Ⅰ起对照作用，排除FeSO4晶体自身在水中的颜色变化
B．实验Ⅱ晶块表面长时间保持白色，与Fe(OH)2难溶、未分散于水中有关
C．捞出晶块后发生了反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
D．实验Ⅲ溶液中氧气含量明显多于实验Ⅱ中
5．用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和Fe)制备纳米Fe3O4(平均直径为25 nm)的流程示意图如图，下列叙述错误的是( )
A．铁红可用于油漆、油墨、建筑物着色剂
B．步骤②中，发生反应的离子方程式是2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
C．步骤④中使用过量的H2O2溶液有利于提高纳米Fe3O4产率
D．为验证纳米态的Fe3O4，可将其形成分散系，做丁达尔效应实验
考点三 亚铁盐(Fe2＋)和铁盐(Fe3＋)的性质及检验
【核心知识梳理】
1．Fe2＋的氧化性和还原性：含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，但以还原性为主，如遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表现为还原性
(1)氧化性：Fe2＋与Zn反应的离子方程式为Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋
(2)还原性：Fe2＋遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表现还原性
①Fe2＋与Cl2反应的离子方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
②FeCl2溶液与HNO3溶液反应的离子方程式：3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
③Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
(3)Fe2＋可发生水解反应——Fe2＋在酸性介质中比较稳定
Fe(OH)2是弱碱，含Fe2＋的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制Fe2＋的水解，加少量铁屑防止Fe2＋被氧化
2．铁盐
(1)氧化性：含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现为氧化性
①Fe3＋可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
②FeCl3溶液滴入淀粉－KI溶液，溶液变蓝，离子方程式：2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2
(2)特性——检验Fe3＋：含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色，Fe3+＋3SCN－Fe(SCN)3 (红色溶液)
(3)易水解：Fe(OH)3是很弱的碱，且溶度积很小，因而Fe3＋极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中
①利用Fe3＋易水解的性质，实验室可将饱和FeCl3溶液滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式为
FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl
②利用Fe3＋易水解的性质，工业上常用调节pH的方法除去溶液中的Fe3＋
③用FeCl3固体配制FeCl3溶液的方法：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
④FeCl3溶液加热蒸干并灼烧，所得固体主要成分为Fe2O3
⑤Fe3＋与HCO、[Al(OH)]、CO等水解呈碱性的离子因发生双水解而不能大量共存
3．检验Fe3＋、Fe2＋的常用方法
(1)Fe3＋的检验
①观察法：溶液呈棕黄色，证明含有Fe3＋
②KSCN法：加入KSCN或其它可溶性硫氰化物(NH4SCN)溶液，溶液呈红色，证明含有Fe3＋
离子方程式：Fe3+＋3SCN－Fe(SCN)3 (红色溶液)
③碱液法：加入氨水或NaOH溶液，有红褐色沉淀生成，证明含有Fe3＋
离子方程式：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ (红褐色沉淀)
④淀粉KI试纸法：能使淀粉KI试纸变蓝，证明含有Fe3＋
离子方程式：2Fe3+＋2I－2Fe2+＋I2
⑤铜片法：加入铜片，铜片溶解且溶液变为蓝色，证明含有Fe3＋
离子方程式：2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+
⑥苯酚法：加入苯酚溶液，溶液呈紫色，证明含有Fe3＋
离子方程式：Fe3+＋6C6H5OH6H+＋[Fe(C6H5O)6]3－ (紫色溶液)
⑦H2S法：通入H2S气体或加入氢硫酸，有浅黄色沉淀析生成，证明含有Fe3＋
离子方程式：2Fe3+＋H2S===2Fe2+＋2H+＋S↓
(2)Fe2+的检验
①观察法：溶液呈浅绿色，证明含有Fe2＋
②铁氰化钾[K3Fe(CN)6]法：加入铁氰化钾溶液，有蓝色沉淀生成，证明含有Fe2＋
离子方程式：K+＋Fe2+＋Fe(CN)===KFe[FeCN)6]↓ (蓝色沉淀)
③碱液法：加入氨水或NaOH溶液，产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2＋
离子方程式：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀) 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(红褐色沉淀)
④KMnO4法：加入少量酸性KMnO4溶液，能使KMnO4溶液的紫红色变浅，证明有Fe2＋
离子方程式：5Fe2+＋MnO＋8H+===5Fe3+＋Mn2+＋4H2O
⑤KSCN法：先加入KSCN，溶液不变红，再加新制氯水溶液变红色的为Fe2＋
离子方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3
(3)同时含有Fe2＋、Fe3＋的检验方法：要分两次分别检验Fe2＋和Fe3＋，检验Fe2＋时可选择铁氰化钾[K3Fe(CN)6]溶液或酸性高锰酸钾溶液，检验Fe3＋时最好选择KSCN溶液
答题模板：将混合溶液分成两份分别于两支试管中，向其中一支试管中加入K3[Fe(CN)6]溶液，若产色蓝色沉淀，则说明含有Fe2＋；向另一支试管中加入KSCN溶液，若溶液变红，则说明含有Fe3＋
(4)检验溶液含有Fe2＋、不含Fe3＋的步骤：待测液不变色红色
【易错提醒】
①检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN－)
②Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋ (Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰)
4．其他重要的铁盐及应用
(1)绿矾(FeSO4·7H2O)：一种重要的还原剂，可用作补血剂及植物的补铁剂
(2)氯化铁(FeCl3)：棕黄色固体，一种常见的氧化剂，能与多种还原剂发生氧化还原反应，能回收废铜，其反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu === Cu2＋＋2Fe2＋
(3)莫尔盐(或摩尔盐)[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]：用于冶金、电镀及织物媒染剂
(4)赤血盐K3[Fe(CN)6]：红色晶体，易溶于水，常用于检验Fe2＋，生成蓝色沉淀
(5)高铁酸钾(K2FeO4)
①物理性质：暗紫色晶体，易溶于水，微溶于KOH溶液
②化学性质：K2FeO4中Fe为＋6价，具有强氧化性，在碱性条件下较稳定、在中性或酸性条件下分解
a．K2FeO4在酸性条件下分解：4FeO＋20H＋===4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O
b．K2FeO4在中性条件下分解：4FeO＋10H2O===4Fe(OH)3↓＋3O2↑＋8OH－
③制法
a．高温熔融反应法：在苛性碱存在的条件下，KNO3或过氧化物等氧化剂在高温下可将铁盐或铁的氧化物氧化成高铁酸盐，Fe2O3＋3K2O22K2FeO4＋K2O
b．次氯酸盐氧化法：在NaOH溶液中，利用NaClO氧化Fe(Ⅲ)化合物，生成Na2FeO4。再利用相同条件下K2FeO4的溶解度比Na2FeO4小，向Na2FeO4溶液中加入固体KOH或KOH饱和溶液，将Na2FeO4转化成K2FeO4，并从溶液中析出，3ClO－＋2Fe3＋＋10OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O
c．电解法：以铁作阳极，电解高浓度的KOH溶液生成K2FeO4，Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O
④用途
a．净水剂：高铁酸钾(K2FeO4)中的Fe为＋6价，是一种高效复合净水剂，由于具有强氧化性能杀菌、消毒；由于反应后还原产物为Fe3＋，Fe3＋在溶液中水解生成氢氧化铁胶体，能吸附水中的悬浮杂质，起到净水的作用
b．高容量电池材料
【精准训练3】
1．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+
2．某实验小组同学为了检验某FeCl3溶液中是否含有FeCl2，设计了如下实验方案，其中最合理的是( )
A．加入适量铜粉，观察溶液是否变蓝
B．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红
C．滴加酸性KMnO4溶液，观察溶液是否褪色
D．滴加K3[Fe(CN)6]溶液，观察是否生成蓝色沉淀
3．室温下，探究FeCl3溶液和KI溶液反应的限度，实验步骤如下。下列说法不正确的是( )
步骤Ⅰ：取5 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液，向其中加入1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液，振荡，观察实验现象。
步骤Ⅱ：继续向上述溶液中加入2 mL苯，充分振荡后静置，观察实验现象
步骤Ⅲ：取下层溶液，向其中滴加5～6滴15%硫氰化钾溶液，观察溶液的颜色
A．步骤Ⅰ中反应的离子方程式：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
B．步骤Ⅱ中通过分液可将水溶液与苯分离
C．步骤Ⅲ中加入硫氰化钾溶液后溶液变红说明反应有一定限度
D．步骤Ⅲ反应后溶液中大量存在Fe3＋、Fe2＋、Cl－、SCN－
4．某化学实验小组探究Fe2+和Fe3+性质时发现：往FeCl2和KSCN的混合溶液中滴加氯水，溶液变成红色，但当氯水过量时，红色却会褪去。为此，他们设计如图装置进一步探究。
已知：①X为NaClO溶液，Y为FeCl3和KSCN的混合溶液。②持续缓慢滴入NaClO溶液至过量的过程中，圆底烧瓶中红色变浅，有大量气泡产生；Ca(OH)2溶液变浑浊。根据实验现象推测，下列说法不正确的是( )
A．烧瓶中还可能产生红褐色沉淀
B．烧瓶中产生的气体中一定含有SO2
C．多孔陶瓷的作用是增大气体与溶液的接触面积
D．KSCN中硫元素、氮元素被氧化
5．检验黑木耳中铁离子的步骤为灼烧黑木耳加酸溶解过滤取滤液检验，所选择的装置(夹持装置已略去)或操作不正确的是( )
A B C D
灼烧黑木耳 加酸后搅拌溶解 过滤得滤液 检验铁离子
6．高铁酸钾(K2FeO4)具有杀菌、消毒及净水作用，某实验小组在碱性条件下制备K2FeO4流程如图所示，下列说法错误的是( )
A．1 mol K2FeO4消毒能力相当于1.5 mol HClO
B．氧化反应：3NaClO＋2Fe(NO3)3＋10NaOH===2Na2FeO4＋3NaCl＋6NaNO3＋5H2O
C．同温度时高铁酸钠溶解度大于高铁酸钾
D．提纯时，应用到的玻璃仪器有蒸发皿、玻璃棒、烧杯、酒精灯
考点四 铁及其重要化合物的转化关系
【核心知识梳理】
1．铁元素的价类二维图及转化关系
2．铁及其重要化合物之间的转化关系
3．“铁三角”——Fe、Fe2＋、Fe3＋的相互转化：“铁三角”是指Fe、Fe2+()、Fe3+()之间的转化关系
(1)Fe只有还原性，可以被氧化成＋2价或＋3价的铁
①Fe能被Fe3+、Cu2+、S、I2、H+等较弱氧化剂氧化为Fe2+
如：Fe＋2Fe3+===3Fe2+ Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu Fe＋SFeS
Fe＋I2===FeI2 (碘水生烟) Fe＋2H+===Fe2+＋H2↑
②Fe能被Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4等强氧化剂氧化为Fe3+
如：2Fe＋3Cl22FeCl3 2Fe＋3Br22FeBr3
Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
(2)Fe2+()既有氧化性又有还原性，主要表现还原性
①Fe(Ⅱ)Fe(Ⅲ)需加入氧化剂，如：Cl2、Br2、O2、HNO3、KMnO4/H+、H2O2、浓H2SO4等
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ (在亚铁盐溶液中通入氯气，溶液由浅绿色变为棕黄色)
2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－
4Fe2+＋O2＋4H＋===4Fe3+＋2H2O (亚铁盐溶液在空气中容易变质)
3Fe2+＋NO＋4H＋===3Fe3+＋NO↑＋2H2O
5Fe2+＋MnO＋8H+===5Fe3+＋Mn2+＋4H2O
2Fe2+＋H2O2＋2H+===2Fe3+＋2H2O
②Fe(Ⅱ)Fe需加入还原剂(如：C、CO、H2、Zn等)：Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋
(3)Fe3+()具有较强的氧化性
①Fe(Ⅲ)Fe(Ⅱ)需加入还原剂，如：I－(HI)、S2－(H2S)、SO2(SO)、Fe、Cu等
2Fe3+＋2I－2Fe2+＋I2
2Fe3+＋S2－===2Fe2+＋S↓ 2Fe3+＋H2S===2Fe2+＋2H+＋S↓
2Fe3+＋SO2＋2H2O===2Fe2+＋SO＋4H+ 2Fe3+＋SO＋H2O===2Fe2+＋SO＋2H+
2Fe3+＋Fe===3Fe2+，在FeSO4溶液中往往要加铁的原因是可以防止Fe2+被氧化为Fe3+
2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+，电路板的制作是利用FeCl3溶液与裸露的铜反应
②Fe(Ⅲ)→Fe需加入还原剂(如：C、CO、H2、Zn等)：2Fe3＋＋3Zn===2Fe＋3Zn2＋
4．应用
(1)含Fe2＋、Fe3＋的除杂问题
混合物(括号内为杂质) 除杂方法或所用试剂 反应原理
FeCl2溶液(FeCl3) 加过量铁粉，过滤 Fe＋2FeCl3===3FeCl2
FeCl3溶液FeCl2) 加氯水或通入Cl2 2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
FeCl2溶液(CuCl2) 加过量铁粉，过滤 Fe＋CuCl2===FeCl2＋Cu
Fe(Al) 加过量强碱溶液，过滤 2Al＋6H2O＋2NaOH===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
Fe2O3(Al2O3、SiO2) 加过量强碱溶液，过滤 Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4]SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
CuCl2溶液(FeCl3) 加过量CuO或Cu(OH)2或CuCO3后过滤 Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O
MgCl2溶液(FeCl3) 加过量MgO或Mg(OH)2或MgCO3后过滤 Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O
CaCl2溶液FeCl3) 加过量CaCO3后过滤 Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O
(2)工艺流程题中Fe2＋、Fe3＋的去除
①原理：Fe3＋、Fe2＋完全生成氢氧化物沉淀时，溶液的pH分别为pH≥3.7、pH≥9.6
②步骤
a．除去溶液中的Fe3＋时，一般是加入能与酸反应的物质(但不能引入新的杂质)，使溶液的pH至3～4，使Fe3＋水解生成Fe(OH)3而除去
b．除去溶液中的Fe2＋时，先加入H2O2(或其他氧化剂，但不引入新杂质)，使Fe2＋转化为Fe3＋，然后调节溶液的pH至3～4，使Fe3＋水解生成Fe(OH)3而除去
③示例
a．除去Zn2＋(或Cu2＋或Mg2＋)中混有的Fe3＋的方法：向混合溶液中加入ZnO、ZnCO3、Zn(OH)2[或CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3或MgO、MgCO3、Mg(OH)2]中的一种，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化成Fe(OH)3沉淀而除去
b．除去Zn2＋(或Cu2＋或Mg2＋)中混有的Fe2＋的方法：先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再加入ZnO、ZnCO3、Zn(OH)2[或CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3或MgO、MgCO3、Mg(OH)2]中的一种，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化成Fe(OH)3沉淀而除去
(3)判断离子能否共存
①Fe2＋与NO(H＋)、ClO－、MnO、Cr2O、H2O2、Cl2、Br2在溶液中均因发生氧化还原反应不能大量共存
②Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO、HSO、H2SO3、H2S在溶液中因发生氧化还原反应不能大量共存
③Fe3＋与SCN－发生络合反应不能大量共存
④Fe2＋、Fe3＋均易水解，与HCO、[Al(OH)]、CO等因双水解相互促进，在溶液中均不能大量共存
(4)盐溶液的配制与保存
①亚铁盐溶液：加入少量铁屑以防止Fe2+被氧化，滴入少量相应的酸溶液，以防止Fe2+水解
②铁盐溶液：加入少量相应的酸溶液，以防止Fe3+水解
(5)物质制备
①由FeCl3溶液制备无水FeCl3：在HCl气氛中加热蒸干FeCl3溶液
②制备Fe(OH)3胶体：向沸水中滴入几滴饱和FeCl3溶液并煮沸至溶液呈红褐色
③由FeSO4溶液制FeSO4·7H2O的操作：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
④由Fe2(SO4)3和(NH4)2SO4混合溶液制NH4Fe(SO4)2晶体的操作：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
【精准训练4】
1．元素的“价－类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图。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．铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化①
B．加热Fe(OH)3发生转化⑥，Fe2O3加水溶解可转化为Fe(OH)3
C．由图可预测：高铁酸盐(FeO)具有强氧化性，可用于饮用水的消毒
D．FeO是一种黑色粉末，只能用作还原剂
2．部分含铁物质的分类与相应化合价的关系如图所示。下列推断合理的是( )
A．a可与少量Cl2反应生成f
B．可用K3[Fe(CN)6]溶液检验c溶液中含有的f
C．在高温条件下，a与水蒸气反应可实现ab的转化
D．c在溶液中可以和HCO大量共存
3．在指定条件下，下列有关铁及其化合物之间的转化能实现的是( )
A．Fe(s)Fe3O4(s) B．Fe2O3(s)Fe(s)FeCl3(aq)
C．Fe(OH)2(s)Fe(NO3)2(aq) D．FeS2(s)SO2(g)H2SO4(aq)
4．中学化学中几种常见物质的转化关系如图所示(F为红褐色沉淀)，下列说法错误的是( )
A．H2O2分子的结构式为H－O－O－H
B．A、B、H的化学式分别为Fe、FeS、H2SO4
C．鉴定E中阳离子所用试剂为NaOH溶液、湿润的蓝色石蕊试纸
D．C的酸性溶液与双氧水反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
5．下列离子方程式书写不正确的是( )
A．FeI2溶液中加入足量的Br2：2Fe2＋＋4I－＋3Br2===2Fe3＋＋2I2＋6Br－
B．将足量Fe2(SO4)3溶液滴入Mg(OH)2悬浊液中：2Fe3＋＋3Mg(OH)2===2Fe(OH)3＋3Mg2＋
C．酸性条件下Fe2(SO4)3溶液加热生成FeO(OH)沉淀：Fe3＋＋2H2OFeO(OH)↓＋3H＋
D．Fe2(SO4)3溶液中加入足量Ba(OH)2溶液：Fe3＋＋SO＋Ba2＋＋3OH－===Fe(OH)3↓＋BaSO4↓
6．通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验现象的解释正确的是( )
选项 操作及现象 解释
A 向淀粉碘化钾溶液中加入FeCl3溶液，溶液变蓝 Fe3＋能与淀粉发生显色反应
B 将生铁放置于潮湿的空气中，铁表面有一层红棕色的斑点 铁在潮湿的空气中易生成Fe(OH)3
C 向稀硝酸中加入少量铁粉，有气泡产生 说明Fe置换出硝酸中的氢，生成了氢气
D 新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间，白色物质变成了红褐色 说明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3
7．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，其中不正确的是( )
选项 实验操作 实验现象 离子反应 实验结论
A 向氯化亚铁溶液中通入氯气 浅绿色溶液变成棕黄色溶液 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋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＋＋Zn===Zn2＋＋Fe Fe2＋具有氧化性
C 在氯化铁溶液中加入铁粉 棕黄色溶液变成浅绿色溶液 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 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＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ Fe3＋具有氧化性
8．下列除杂的操作不正确的是( )
A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量镁充分反应后过滤
B．FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤
C．CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤
D．CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反应后过滤
9．Fe2＋、Fe3＋、Zn2＋较完全地形成氢氧化物沉淀的pH分别为6.7、3.7、4.6。某硫酸锌酸性溶液中含少量Fe2＋、Fe3＋杂质离子，为除去这些离子制得纯净的ZnSO4，应加入的试剂是( )
A．NaOH溶液 B．氨水 C．KMnO4、ZnCO3 D．H2O2、ZnO
10．某同学欲探究铁及其化合物的性质，下列实验方案可行的是( )
A．将铁粉加入热的浓硫酸中：探究铁的活泼性
B．将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中：制备Fe(OH)3胶体
C．将铜粉加入FeCl3溶液中：验证Fe3＋的氧化性强于Cu2＋
D．在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液：制备FeSO4·6H2O晶体
11．下列离子方程式书写正确的是( )
A．铁与稀盐酸反应：Fe＋6H＋===Fe3＋＋3H2↑
B．氯气与氯化亚铁溶液反应：Cl2＋Fe2＋===Fe3＋＋2Cl－
C．氯化铁溶液与铜反应：3Cu＋2Fe3＋===2Fe＋3Cu2＋
D．氯化铁溶液与硫化氢反应：2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋
12．常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A．透明的溶液中：Fe3＋、Mg2＋、SCN－、Cl－ B．pH＝0的溶液中：Fe2＋、K＋、NO、SO
C．0.1 mol·L－1 FeCl3溶液中：K＋、NH、I－、HCO D．1.0 mol·L－1 KNO3溶液中：H＋、Fe3＋、Cl－、SO
【高考真题演练】
1．(2024·新课标卷)实验室中利用下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＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 B．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好
C．用木柴点燃肥皂泡检验生成氢气 D．使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉
2．(2024·广东卷)部分含Mg或Al或Fe物质的分类与相应化合价关系如图。下列推断合理的是( )
A．若a在沸水中可生成e，则af的反应一定是化合反应
B．在gfed转化过程中，一定存在物质颜色的变化
C．加热c的饱和溶液，一定会形成能产生丁达尔效应的红棕色分散系
D．若b和d均能与同一物质反应生成c，则组成a的元素一定位于周期表p区
3．(2023·浙江1月选考)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( )
实验方案 现象 结论
A 往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 溶液先变成血红色后无明显变化 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再聚集成Fe(OH)3沉淀
4．(2022·湖南高考)为探究FeCl3的性质，进行了如下实验(FeCl3和Na2SO3溶液浓度均为0.1 mol·L－1)。依据下述实验现象，结论不合理的是( )
实验 操作与现象
① 在5 mL 水中滴加2滴FeCl3溶液，呈棕黄色；煮沸，溶液变红褐色。
② 在5 mL FeCl3溶液中滴加2滴Na2SO3溶液，变红褐色；再滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀。
③ 在5 mL Na2SO3溶液中滴加2滴FeCl3溶液，变红褐色；将上述混合液分成两份，一份滴加K3[Fe(CN)6]溶液，无蓝色沉淀生成；另一份煮沸，产生红褐色沉淀。
A．实验①说明加热促进Fe3＋水解反应
B．实验②说明Fe3＋既发生了水解反应，又发生了还原反应
C．实验③说明Fe3＋发生了水解反应，但没有发生还原反应
D．整个实验说明SO对Fe3＋的水解反应无影响，但对还原反应有影响
5．(2022·浙江6月选考)关于化合物FeO(OCH3)的性质，下列推测不合理的是( )
A．与稀盐酸反应生成FeCl3、CH3OH、H2O B．隔绝空气加热分解生成FeO、CO2、H2O
C．溶于氢碘酸(HI)，再加CCl4萃取，有机层呈紫红色 D．在空气中，与SiO2高温反应能生成Fe2(SiO3)3
【课时精练】
1．铁及其化合物在生产、生活中应用广泛。下列铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是( )
A．Fe有导电性，可用于湿法炼铜 B．FeCl3有氧化性，可用于净水
C．Fe2O3呈红棕色，可用于制作颜料 D．K2FeO4易溶于水，可用于杀菌消毒
2．下列说法不正确的是( )
A． Fe2O3呈红色，可用作颜料
B．常温下铁与浓硝酸反应可制备NO2
C．铁丝在O2中燃烧生成Fe3O4
D．工人将模具干燥后再注入熔融钢水，是因为铁与H2O高温下会反应
3．下列关于铁及其化合物的说法正确的是( )
A．FeS2在沸腾炉中与O2反应主要生成SO3 B．Mg加入过量FeCl3溶液中可得Fe
C．钢铁在潮湿空气中生锈主要是发生了电化学腐蚀 D．铁粉与氧化铝发生的铝热反应可用于焊接铁轨
4．下列有关铁及其化合物的说法正确的是( )
A．H2O(g)通过灼热铁粉：3H2O＋2Fe===Fe2O3＋3H2 B．FeO粉末在空气中受热，迅速被氧化成Fe3O4
C．镀锌铁皮的镀层破损后，铁皮会加速腐蚀 D．室温下，Fe与浓硫酸反应生成FeSO4
5．下列说法正确的是( )
A．高温下铁和水蒸气反应生成铁红 B．过量铁粉在Cl2中燃烧制取FeCl2
C．过量的Fe与稀硝酸反应生成Fe(NO3)2 D．铁在热的浓硝酸中钝化
6．用黄色的FeCl3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FeCl3固体 溶液变成红褐色 FeCl3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FeCl3溶液微热 溶液变成红褐色 水解反应ΔH＞0
7．混合下列各组物质使之充分反应，加热蒸干产物并在300 ℃下灼烧至质量不变，最终残留固体不是纯净物的是( )
A．向红褐色的Fe(OH)3固体中加入过量盐酸 B．等物质的量浓度、等体积的(NH4)2SO4与BaCl2溶液
C．等物质的量的NaHCO3与Na2O2固体溶于水 D．向NaBr溶液中通入过量氯气
8．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
9．如图所示装置可用来制取Fe(OH)2和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化。实验提供的试剂：铁屑、6 mol·L-1硫酸溶液、NaOH溶液。下列说法错误的是( )
A．B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是铁屑
B．实验开始时应先将活塞E关闭
C．生成Fe(OH)2的操作为关闭E，将A中溶液压入B中
D．取下装置B中的橡皮塞，使空气进入，有关反应的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
10．已知：普通铁＋水蒸气铁的氧化物＋氢气，铁的氧化物＋氢气“引火铁”＋水蒸气，“引火铁”为颗粒很细、反应活性很高的铁粉。某实验小组使用普通铁粉、20%的盐酸及其他试剂制备“引火铁”，装置（铁架台、铁夹、铁网、陶土网、加热仪器等略去）如图。关于下述装置和实验，下列分析错误的是( )
A．I中加入普通铁粉，G中可加入碱石灰 B．A中生成磁性氧化铁，E中生成“引火铁”
C．需要加热的仪器只有A、E D．D用于收集氢气，F处的尾气需处理
11．选择合适试剂完成甲、乙两组实验。
甲组：检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+
乙组：检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+
下列试剂及加入顺序能达到实验目的的是( )
选项 甲组 乙组
A 新制氯水、KSCN溶液 KSCN溶液
B 酸性KMnO4溶液 KSCN溶液
C 酸性KMnO4溶液 溴水
D 溴水 酸性KMnO4溶液
12．常温时，pH对一定浓度的FeSO4溶液稳定性的影响如图所示，下列分析不合理的是( )
A．pH越小，越有利于Fe2＋存在于溶液中
B．pH在3.0～5.5，pH的变化对FeSO4溶液的稳定性影响不大
C．pH＝6时，通入一定量的氯气，溶液酸性增强，有利于Fe2＋存在于溶液中
D．保持溶液的pH始终为6.5时，可能发生的反应为4Fe2＋＋O2＋10H2O4Fe(OH)3＋8H＋
13．实验小组用过量FeCl3溶液处理覆铜板得到浸出液，并对其中的物质进行回收，流程如下。下列有关说法正确的是( )
A．浸出液呈中性 B．滤渣只有铜粉
C．用KSCN溶液检验是否“氧化”完全 D．溶液a回收后可用于处理覆铜板
14．将Na2S溶液逐滴加入等物质的量浓度的FeCl3溶液中，发生反应：2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S↓；将FeCl3溶液逐滴加入等物质的量浓度的Na2S溶液中，发生反应：2Fe3＋＋3S2－===Fe2S3↓。则下列叙述错误的是( )
A．Fe3＋在酸性环境中氧化性较强 B．S2－在碱性环境中还原性较强
C．相同温度下Fe(OH)3的溶解度比Fe2S3的大 D．向FeCl3溶液中通入H2S，有硫析出
15．废铁屑制Fe2O3的一种流程如图，下列说法不正确的是( )
A．热的纯碱溶液可去除废铁屑表面的油污 B．操作a是萃取
C．冰水既可洗去杂质又可减少固体的溶解 D．Fe2O3可用作红色颜料
16．工业生产中以Fe2O3/Al2O3为氧载体，化学链制氢联合甲烷干重整制备合成气(CO、H2)的原理如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A．M为Fe3O4
B．“干重整”时，装置中可能出现积碳
C．“氧化Ⅱ”中发生的主要反应是2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O
D．该过程能有效实现温室气体(CH4、CO2)的回收利用
17．(H2NCH2COO)2Fe(甘氨酸亚铁)是一种新型的铁营养强化剂。实验室制备甘氨酸亚铁部分装置如图(部分夹持装置省略，气密性已检查)。下列说法错误的是( )
已知：①2H2NCH2COOH＋FeSO4＋2NaOH===(H2NCH2COO)2Fe＋Na2SO4＋2H2O
②柠檬酸易溶于水和乙醇，有弱酸性和还原性
③甘氨酸亚铁易溶于水，难溶于乙醇
A．发生反应①的操作：先打开K1、K3，一段时间后关闭K1、K3，再打开K2、K4
B．加入柠檬酸的作用是调节溶液的pH使反应充分发生
C．反应结束后向反应混合液中加入乙醇，目的是降低甘氨酸亚铁的溶解度
D．洗涤甘氨酸亚铁粗产品最好选择乙醇
18．溴化亚铁(FeBr2)是一种常用的催化剂，易潮解变质，800 ℃以上可升华，高温时溴化铁(FeBr3)迅速分解成溴化亚铁。如图所示制备溴化亚铁(部分夹持仪器未画出)，下列说法正确的是( )
A．若用浓硫酸代替浓磷酸，对产品的纯度产生影响
B．烧瓶中进行反应：H3PO4＋NaBrNaH2PO4＋HBr↑，说明H3PO4的酸性强于HBr
C．碱石灰的作用是阻止空气中水蒸气进入，故可用无水氯化钙代替
D．实验结束时，通入一段时间N2，排出残留的HBr，避免造成污染
19．铁铵矾[NH4Fe(SO4)2·12H2O]常用于制备高铁酸盐。下列反应的离子方程式正确的是( )
A．铁铵矾溶液与氨水反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
B．向铁铵矾溶液中通入H2S气体：2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋
C．在强碱溶液中，铁铵矾与次氯酸钠反应生成Na2FeO4：3ClO－＋2Fe3＋＋6OH－===2FeO＋3Cl－＋H2O＋4H＋
D．向铁铵矾溶液中加入过量Ba(OH)2溶液：Fe3＋＋2SO＋2Ba2＋＋3OH－===Fe(OH)3↓＋2BaSO4↓
20．向一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入150 mL 4 mol·L－1的稀硝酸恰好使混合物完全溶解，放出2.24 L NO(标准状况)，向所得溶液中加入KSCN溶液，无红色出现。若用足量的H2在加热条件下还原相同质量的混合物，所得到的铁的物质的量为( )
A．0.21 mol B．0.25 mol C．0.3 mol D．0.35 mol
21．氢氧化亚铁可以用来制颜料、药物、催化剂、吸收剂和砷解毒剂等。某化学兴趣小组同学设计以下实验探究氢氧化亚铁的制备
【A组实验】用FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备Fe(OH)2
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入__________________
(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用____________的方法
(3)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液，这样操作的理由是_________________________________________________；为了使沉淀能持续一段时间不变色，还可在FeSO4溶液上面加保护层，如______等
【B组实验】选用稀硫酸、铁粉、NaOH溶液进行实验，装置如图
(4)实验时，先________(填“打开”或“关闭”，下同)止水夹K，然后打开分液漏斗的玻璃塞和活塞，使稀硫酸与铁粉反应，一段时间后，________止水夹K，利用氢气造成试管内的压强增大，将FeSO4溶液压至NaOH溶液中反应制得白色Fe(OH)2沉淀，且沉淀能持续一段时间不变色。沉淀能一段时间不变色的原因是_______________
___________________________________________
【C组实验】利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，如图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁。
(5)①a电极的材料应为__________，电极反应式为_____________________
②电解液c可以是________(填字母)
A．纯水 B．NaCl溶液 C．NaOH溶液 D．CuCl2溶液
③d为苯，其作用是______________________________________，在加入苯之前对电解液c应作何简单处理？_________________。能否将苯替换成CCl4？______(填“能”或“否”)？理由是___________________________
________________________________________________
(6)若c为Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为_______________________________________________________
22．醋酸亚铬[(CH3COO)2Cr·2H2O]为砖红色晶体，难溶于冷水，易溶于酸，在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂，将三价铬还原为二价铬；二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示。回答下列问题：
(1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却，目的是______________________，仪器a的名称是___________
(2)将过量锌粒和氯化铬固体置于c中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置。打开K1、K2，关闭K3
①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，该反应的离子方程式为____________________________
②同时c中有气体产生，该气体的作用是____________________________________________
(3)打开K3，关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d，d中析出砖红色沉淀。为使沉淀充分析出并分离，需采用的操作是____________、____________、洗涤、干燥
(4)指出装置d可能存在的缺点：____________________________________________________________________
23．高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效净水剂。已知：K2FeO4易溶于水，微溶于KOH浓溶液，难溶于乙醇；在酸性或中性溶液中不稳定，在 0～5 ℃的强碱性溶液中较稳定。某实验小组欲制备高铁酸钾并测定其纯度
Ⅰ．制备高铁酸钾(夹持装置略)
(1)装置A为氯气发生装置，其中盛放浓盐酸的仪器名称为________。
(2)在上图中将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。
(3)装置C中Cl2与Fe(OH)3、KOH反应生成K2FeO4的离子方程式是___________________________________
(4) 实验时将装置C置于冰水浴中，其原因是_______________________________________________________
(5)K2FeO4粗产品一般用乙醇进行洗涤，选择乙醇洗涤的优点是________________________________________
Ⅱ．测定产品纯度
(6)将a g K2FeO4(摩尔质量为M g/mol)粗产品溶于过量的碱性亚铬酸盐[Cr(OH)]溶液中，充分反应后，加入稀硫酸酸化，用 c mol/L (NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液V mL。已知该过程中涉及Cr元素转化的离子反应主要有三个：①Cr(OH)＋FeO===Fe(OH)3↓＋CrO＋OH－，
②_________________________________________________
③Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O
该粗产品中K2FeO4的质量分数为___________(用含a、c、V、M的代数式表示)。若滴定管先用蒸馏水润洗再用标准液润洗，则测得的结果_____________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)
24．Ⅰ．某小组同学对Fe3＋与I－的反应进行的探究如图1
图1
(1)写出KI溶液中滴入FeCl3溶液发生反应的离子方程式____________________________________
(2)实验证明Fe3＋与I－的反应为可逆反应，原因是_______________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
Ⅱ．取1mL0.1mol/LFeSO4溶液于试管中，向其中滴入5滴0.01mol/L碘水，充分振荡，完成图2实验。
图2
(3)实验①证明原混合液中产生了____(填离子符号)
(4)实验②证明溶液中有Fe3＋，对Fe3＋产生的原因做出如下假设：
假设a：空气中存在O2，由于______________________________(用离子方程式表示)，可产生Fe3＋
假设b：步骤①加入的Ag＋具有氧化性，可产生Fe3＋
假设c：原混合液中碘水可将Fe2＋氧化为Fe3＋
假设d：________________________________________________
(5)某同学在进行上述实验①时，不小心加了2mL0.1 mol·L－1 AgNO3溶液，结果在溶液出现黄色浑浊几秒钟后，迅速出现大量灰黑色浑浊。为探究出现灰黑色浑浊的原因，设计并完成了实验③。
实验③：该同学向1 mL 0.1mol·L－1 FeSO4溶液中加入1 mL mol·L－1 AgNO3溶液，开始时，溶液无明显变化。几分钟后，出现大量灰黑色浑浊。测定溶液中Ag＋浓度随反应时间的变化如图3。根据实验现象和c(Ag＋)变化图像推测灰黑色浑浊可能是________，实验③产生灰黑色浑浊的原因是__________________________(用离子方程式表示)
图3
25．粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收集下来的细灰，主要成分有Al2O3、Fe2O3、FeO和SiO2等物质。综合利用粉煤灰不仅能够防止环境污染，还能制得纳米Fe2O3等重要物质
已知：①伯胺(R—NH2)能与Fe3＋反应：3R－NH2＋Fe3＋＋SO＋H2OFe(NH2－R)3(OH)SO4＋H＋，生成易溶于煤油的产物
②Fe3＋在水溶液中能与Cl－反应：Fe3＋＋6Cl－[FeCl6]3－
(1)“酸浸”过程中FeO发生反应的离子方程式为________________________________________________；滤渣的成分为________
(2)加入过量H2O2的作用是__________________________________________
(3)伯胺－煤油可对浸取液进行分离，该操作的名称是____________
(4)向水层Ⅱ中加入N2H4可使Fe3＋转化为Fe2＋并放出对环境无害的气体，理论上氧化剂与还原剂的物质的量之比为________；向所得弱酸性溶液中再通入O2即可生成FeOOH，其离子方程式为________________________
26．氯化铁是重要的化工原料。针对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↑，装置如下图所示(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________
a．ZnCl2·H2O b．CuSO4·5H2O c．Na2S2O3·5H2O
27．比亚迪采用磷酸亚铁锂技术的刀片电池，大幅度提高了电动汽车的续航里程。以硫铁矿(主要成分是FeS2，含少量Al2O3、SiO2和Fe3O4)为原料制备LiFePO4的流程如下，请回答下列问题：
已知几种金属离子沉淀的pH如表所示：
金属氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3
开始沉淀的pH 2.3 7.5 4.0
完全沉淀的pH 4.1 9.7 5.2
(1)SO2分子的空间结构为________形，基态Fe原子的电子排布式为____________________________
(2)“还原”反应的离子方程式为__________________________
(3)从平衡的角度解析加入FeO“除铝”的原因(结合离子方程式说明)_____________________________________
_______________________________________________________________________________________________
(4)流程中在“高温煅烧”条件下，由FePO4制备LiFePO4的化学方程式为______________________
【铁及其重要化合物】答案
【精准训练1】
1．D
2．A。解析：铁粉具有还原性，可吸收空气中的O2、水蒸气，常用作食品包装袋内的脱氧剂，A正确；高温下铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，不生成Fe(OH)3，B错误；常温下，铁在浓硫酸中发生钝化，表面生成致密氧化膜保护层，并非不反应，C错误；铁粉与单质硫反应生成FeS,16.8 g铁粉为0.3 mol，完全反应转移电子数0.6NA，D错误。
3．D。解析：Fe与I2反应生成FeI2，A错误；正确的离子方程式：Cu2+＋Fe===Fe2+＋Cu，B错误；5.6 g Fe的物质的量为＝0.1 mol，与足量的S反应生成FeS，转移电子数为0.2NA，C错误；Fe变为Fe3O4，固体质量增加，D正确。
4．C。解析：由于铁的物质的量为＝0.4 mol，所以在反应的过程中它失去的电子数应介于0.8 mol(此时只产生Fe2＋)和1.2 mol(此时只产生Fe3＋)之间，又产生0.3 mol NO2和0.2 mol NO，即反应过程中硝酸得到的电子物质的量为0.3 mol×(5－4)＋0.2 mol×(5－2)＝0.9 mol，所以对应的产物既有Fe(NO3)3又有Fe(NO3)2，设前者的物质的量为x，后者的物质的量为y，则由铁原子守恒可得x＋y＝0.4 mol，由得失电子守恒得3x＋2y＝0.9 mol，解得x＝0.1 mol，y＝0.3 mol。
5．A。解析：满足条件的反应为
Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O①
3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O②
满足方程①的a∶b＝(4×63)∶56＝9∶2，
满足方程②的a∶b＝(8×63)∶(3×56)＝3∶1。
介于方程①②之间即3≤≤4.5的都行。只有A不符合。
6．C。解析： 铁和浓硫酸在加热条件下反应生成Fe2(SO4)3、SO2和H2O，随着反应的进行，浓硫酸变稀，铁和稀硫酸反应生成FeSO4和H2。SO2溶于水生成H2SO3，使溶液显酸性，故不能直接用pH试纸来判断反应后硫酸是否剩余，A项正确；K3[Fe(CN)6]与Fe2＋作用产生蓝色沉淀，K3[Fe(CN)6]可检验Fe2＋；KSCN与Fe3＋作用，溶液显红色，KSCN可检验Fe3＋，B项正确；反应生成的气体中可能含有H2，混合气体的总物质的量为＝0.001 mol，若气体都为SO2，根据S原子守恒，生成沉淀0.001 mol，质量为0.001 mol×233 g/mol＝0.233 g，但实际上，SO2物质的量小于0.001 mol，则沉淀质量小于0.233 g，C项错误；生成的气体通入BaCl2溶液，若有硫酸蒸气逸出或部分SO2被氧化生成SO，则与Ba2＋反应，生成BaSO4白色沉淀，D项正确。
【精准训练2】
1．C。解析：铁的三种氧化物中，氧元素的化合价都为－2；铁元素的化合价不同，氧化铁中铁为＋3价，氧化亚铁中铁为＋2价，四氧化三铁中铁为＋2价和＋3价；氧化铁俗称铁红，是一种红棕色的固体；铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，是一种黑色固体。
2．D。解析：根据2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－，可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中n(Fe2+)＝0.025 mol×2＝0.05 mol，根据电荷守恒得2n(Fe2+)＋3n(Fe3+)＝n(Cl－)，则n(Fe3+)＝0.2 mol，故n(Fe2+)∶n(Fe3+)＝0.05∶0.2＝1∶4，故该氧化物可表示为FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。
3．C。解析：由思路点拨可知，A、B正确；反应一段时间后，可在仪器3中观察到白色沉淀，C错误；本实验利用反应生成的氢气排尽装置中的空气，故制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间保持白色状态，D正确。结合装置分析可知：在三颈烧瓶2中加入铁单质，分液漏斗中加入稀硫酸，开启开关B、C，关闭开关A，利用反应生成氢气排出装置中的空气，收集C处的气体验纯，将装置中的空气排尽后关闭开关B，开启开关A，利用生成的氢气把硫酸亚铁溶液压入仪器3，反应生成氢氧化亚铁白色沉淀。
4．D。解析：根据控制单一变量的原则，实验Ⅱ和Ⅲ反应条件不一样(实验Ⅱ为FeSO4晶体，而实验Ⅲ为FeSO4溶液)，单从实验结果，无法得出实验Ⅲ溶液中氧气含量明显多于实验Ⅱ的结论，D不符合题意。
5．C。解析：铁红的主要成分是氧化铁，可用于油漆、油墨、建筑物的着色剂，A项正确；滤液A中溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的HCl，加入Fe粉可还原铁离子并除去过量的HCl：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，B项正确；过量的H2O2在步骤⑤中会继续氧化＋2价的铁，因此步骤④中H2O2溶液不能过量，C项错误；纳米态Fe3O4的平均直径为25 nm，形成的分散系属于胶体，可以通过做丁达尔效应实验验证，D项正确。
【精准训练3】
1．C。解析：A项中只能说明含有Fe3+，不能说明不含Fe2+，不合理；B项原溶液中也可能只有Fe3+而没有Fe2+，不合理；D项中氧化后生成的红褐色沉淀Fe(OH)3也可能掩盖了生成的白色沉淀Mg(OH)2，不合理。
2．D
3．D。解析：步骤Ⅰ中铁离子与碘离子反应的离子方程式为2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，故A正确；苯不溶于水，所以步骤Ⅱ中通过分液的方法可将水溶液与苯分离，故B正确；由题意可知，碘化钾溶液与氯化铁溶液反应时，碘化钾溶液过量，若步骤Ⅲ中加入硫氰化钾溶液后溶液变红，说明溶液中存在铁离子，即铁离子与碘离子的反应不能完全进行，有一定限度，故C正确；溶液中铁离子会与硫氰根离子反应生成红色的硫氰化铁，则铁离子不可能与硫氰根离子在溶液中大量共存，故D不正确。
4．B。解析：NaClO是强碱弱酸盐，水解显碱性，Fe3+在碱性条件下会产生红褐色沉淀，故A正确；NaClO有强氧化性，KSCN中的SCN－会直接被氧化为硫酸根离子，故B错误；气体进入多孔陶瓷后再扩散到溶液中，可增大气体与溶液的接触面积，有利于气体充分吸收，故C正确；氯水过量时，红色会褪去，滴入NaClO溶液至过量过程中，圆底烧瓶中红色变浅，都说明SCN－会被氧化剂氧化，SCN－中S：－2价，C：＋4价，N：－3价，S被氧化成硫酸根离子，最终收集到氮气，故S、N元素被氧化，故D正确。
5．D。解析： 检验铁离子时胶头滴管不能伸入试管内，D错误。
6．D。解析：1 mol次氯酸得2 mol电子生成氯离子，1 mol K2FeO4得3 mol电子转化为三价铁，故1 mol K2FeO4消毒能力相当于1.5 mol HClO，A正确；根据得失电子守恒和元素守恒配平方程式：3NaClO＋2Fe(NO3)3＋10NaOH===2Na2FeO4＋3NaCl＋6NaNO3＋5H2O，B正确；流程图中高铁酸钠加入饱和氢氧化钾溶液利用同温度时高铁酸钠溶解度大于高铁酸钾可生成高铁酸钾，C正确。
【精准训练4】
1．C。解析：铁与高温水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，不能实现转化①，故A错误；Fe2O3不溶于水，加水不溶解，不可转化为Fe(OH)3，故B错误；高铁酸盐(FeO)中Fe元素为＋6价，具有强氧化性，可用于饮用水消毒，与水反应生成的氢氧化铁胶体具有较大表面积，可吸附悬浮杂质，可以作净水剂，故C正确；FeO是一种黑色粉末，其中Fe元素显＋2价，既可作氧化剂又可作还原剂，故D错误。
2．B。解析：由题图中所示铁元素不同化合价及物质类别可知，a为Fe，b为Fe2O3，c为FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等铁盐，d为Fe(OH)3，e为Fe(OH)2，f为FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等亚铁盐。Fe和Cl2反应只能生成FeCl3，故A错误；可用K3[Fe(CN)6]溶液检验Fe3+溶液中含有Fe2+，故B正确；在高温条件下，Fe与水蒸气反应得到Fe3O4，故C错误；Fe3+和HCO在溶液中会发生相互促进的水解反应，不能大量共存，故D错误。
3．A。解析】 铁与盐酸反应生成FeCl2，B错误；Fe(OH)2与足量稀硝酸反应生成Fe(NO3)3，C错误；SO2与水反应生成H2SO3，D错误。
4．C。解析：F为红褐色沉淀，且由氨水与D反应得到，则F为氢氧化铁，则D为铁盐，C与双氧水反应生成铁盐，则C为亚铁盐，A与稀硫酸反应生成C，则C为硫酸亚铁，A为铁单质，B为硫化亚铁，D为硫酸铁，E为硫酸铵，H为硫酸。鉴定铵根离子所用的试剂为浓NaOH溶液、湿润的红色石蕊试纸，C错误。
5．D。解析】 Fe2(SO4)3溶液中加入足量Ba(OH)2溶液，离子方程式为2Fe3＋＋3SO＋3Ba2＋＋6OH－===2Fe(OH)3↓＋3BaSO4↓，D错误。
6．D。解析：Fe3＋将I－氧化生成I2，淀粉遇到I2显蓝色，并非Fe3＋能与淀粉发生显色反应，A错误；铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，不是Fe(OH)3，B错误；稀硝酸具有强氧化性，与铁粉反应生成NO，不产生H2，C错误；Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3，故新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间，白色物质变成了红褐色，D正确。
7．D。解析：向FeCl2溶液中通入Cl2，Fe2＋被氧化为Fe3＋，溶液变成棕黄色，Fe2＋作还原剂，表现还原性，A正确；向FeCl2溶液中加入锌片，Zn将Fe2＋还原为Fe，溶液变成无色，Fe2＋作氧化剂，表现氧化性，B正确；向FeCl3溶液中加入铁粉，发生反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Fe作还原剂，表现还原性，C正确；向FeCl3溶液中加入铜粉，发生反应：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，溶液由棕黄色变为蓝色，Fe3＋作氧化剂，表现氧化性，D错误。
8．C。解析：Mg与FeCl3反应生成FeCl2，过量Mg可与FeCl2反应置换出Fe，过滤可分离，A正确；加入过量铁粉，FeCl3与Fe反应生成FeCl2，过滤可达到除杂的目的，B正确；加入NaOH溶液，Cu2＋、Fe3＋均能转化成氢氧化物沉淀，不符合除杂要求，C错误；H2O2可将Fe2＋氧化成Fe3＋，加CuO可促进铁离子水解转化成Fe(OH)3沉淀，过滤可分离，D正确。
9．D。解析：由于Fe2＋沉淀所需pH比Zn2＋大，应首先将Fe2＋氧化为Fe3＋，然后调节溶液的pH使Zn2＋还未沉淀时Fe3＋已沉淀完全。氧化剂H2O2将Fe2＋氧化为Fe3＋，ZnO能消耗溶液中的H＋且不引入新的杂质离子，故D项符合要求。
10．C。解析：由于浓硫酸具有强氧化性，加热条件下铁与其反应生成Fe2(SO4)3和SO2，无法说明铁的活泼性，A不可行；将NaOH加入FeCl3溶液中，得到Fe(OH)3沉淀，B不可行；将铜粉加入FeCl3溶液中，发生反应Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，该反应说明Fe3＋的氧化性强于Cu2＋，C可行；在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液，氧气可将FeSO4氧化，也得不到含结晶水的化合物，D不可行。
11．D。解析：铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，故A错误；氯气与氯化亚铁溶液反应生成氯化铁，离子方程式为Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－，故B错误；氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁，离子方程式为Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋，故C错误。
12．D
【高考真题演练】
1．B。解析：A．铁和水蒸气在高温下发生反应生成Fe3O4和H2，该反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，A正确；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；C．用木柴点燃肥皂泡，若产生尖锐的爆鸣声，则可检验生成的气体为氢气，C正确；D．由于该实验中的反应要在高温下发生，因此要使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉，D正确；故选B
2．B。解析：A．若a在沸水中可生成e，此时a为Mg，e为Mg(OH)2，即f为镁盐，af的反应有多种，可能为Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，该反应属于置换反应，可能为Mg＋Cl2MgCl2，该反应属于化合反应，综上af的反应不一定是化合反应，故A错误；B．e能转化为d，此时e为白色沉淀Fe(OH)2，d为红褐色沉淀Fe(OH)3，说明在gfed转化过程中，一定存在物质颜色的变化，故B正确；C．由题意得，此时能产生丁达尔效应的红棕色分散系为Fe(OH)3胶体，c应为铁盐，加热铁盐的饱和溶液，也有可能直接得到Fe(OH)3沉淀，故C错误；D．假设b为Al2O3，即d为Al(OH)3，c为铝盐，Al2O3、Al(OH)3与稀盐酸反应均生成铝盐，此时组成a的元素为Al，位于周期表p区；假设b为Fe2O3，即d为Fe(OH)3，c为铁盐，Fe2O3、Fe(OH)3与稀盐酸反应均生成铁盐，此时组成a的元素为Fe，位于周期表d区，故D错误；故选B。
3．D。解析：往FeCl2溶液中加入Zn片，发生反应：Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋，Fe2＋的氧化能力比Zn2＋的强，A错误；往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液，发生反应：Fe3＋＋3SCN－??Fe(SCN)3，溶液变血红色，再加入少量K2SO4固体，对平衡无影响，故不能说明Fe3＋与SCN－的反应不可逆，B错误；若食品脱氧剂样品中有＋3价铁，铁粉与＋3价铁发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，滴加KSCN溶液，溶液呈浅绿色，C错误；向沸水中逐滴加5～6滴饱和FeCl3溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，得到Fe(OH)3胶体，持续煮沸，Fe(OH)3胶体发生聚沉，析出红褐色沉淀，D正确。
4．D。解析：铁离子水解显酸性，亚硫酸根离子水解显碱性，两者之间存在相互促进的水解反应，同时铁离子具有氧化性，亚硫酸根离子具有还原性，两者还会发生氧化还原反应，在同一反应体系中，铁离子的水解反应与还原反应共存并相互竞争，结合实验分析如下：实验①为对照实验，说明铁离子在水溶液中显棕黄色，存在水解反应：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，加热，促进水解平衡正向移动，得到红褐色的氢氧化铁胶体；实验②说明少量亚硫酸根离子加入后，Fe3＋发生水解反应得到红褐色的氢氧化铁胶体；根据铁氰化钾检测结果可知，同时发生氧化还原反应，使铁离子被还原为亚铁离子，而出现特征蓝色沉淀；实验③通过反滴操作，根据现象描述可知，溶液仍存在铁离子的水解反应，但由于铁离子少量，没检测出亚铁离子的存在，说明铁离子的水解反应速率快，铁离子的还原反应未来得及发生。结合三组实验，说明铁离子与亚硫酸根离子混合时，铁离子的水解反应占主导作用，比氧化还原反应的速率快，因证据不足，不能说明亚硫酸根离子对铁离子的水解作用无影响，事实上，亚硫酸根离子水解显碱性，可促进铁离子的水解反应，故D不合理。
5．B。解析：化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为＋3，C为－2价，故其与稀盐酸反应生成FeCl3、CH3OH、H2O，反应原理为FeO(OCH3)＋3HCl===FeCl3＋H2O＋CH3OH，A不合题意；若隔绝空气加热分解生成FeO、CO2、H2O，则得失电子总数不相等，不符合氧化还原反应规律，即不可能生成FeO、CO2、H2O，B符合题意；溶于氢碘酸(HI)生成的Fe3+能将I－氧化为I2，反应原理为2FeO(OCH3)＋6HI===2FeI2＋I2＋2H2O＋2CH3OH，再加CCl4萃取，有机层呈紫红色，C不合题意；化合物FeO(OCH3)在空气中高温将生成Fe2O3、CO2和H2O，然后Fe2O3为碱性氧化物，SiO2为酸性氧化物，故化合物FeO(OCH3)与SiO2高温反应能生成Fe2(SiO3)3，D不合题意。
【课时精练】
1．C。解析：铁可用于湿法炼铜：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，是因为铁的还原性大于铜，与Fe有导电性无关，故不选A；FeCl3可用于净水，是因为Fe3＋水解生成的氢氧化铁胶体能吸附水中的悬浮杂质，与FeCl3的氧化性无关，故不选B；Fe2O3呈红棕色，可用于制作红色颜料，故选C；K2FeO4可用于杀菌消毒，是因为K2FeO4具有强氧化性，与K2FeO4的溶解性无关，故不选D。
2．B。解析：Fe2O3的颜色是红色，可用作红色颜料，A正确；常温下铁与浓硝酸会发生钝化，不能制备二氧化氮，B错误；熔融的铁与水蒸气在高温下反应会生成四氧化三铁和氢气，因此必须将模具干燥，D正确。
3．C。解析：FeS2在沸腾炉中与O2发生的反应为4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2，产物主要是SO2，故A错误；Mg加入FeCl3溶液中，Mg具有较强的还原性，先与Fe3+反应，生成Mg2+和Fe2+，若Mg过量，Mg与Fe2+继续反应生成Mg2+和Fe，但由于反应中FeCl3过量，所以不会生成Fe，故B错误；钢铁在潮湿的空气中，铁和碳、水膜形成原电池，发生电化学腐蚀，腐蚀速率更快，故C正确；铝粉与氧化铁发生铝热反应时放出大量的热，因此，生成的铁是液态的，可以将两段铁轨焊接在一起，故其可用于焊接铁轨，但是，铁粉与氧化铝不能发生铝热反应，D错误。
4．B。解析：H2O(g)通过灼热铁粉在高温条件下生成四氧化三铁和氢气，A错误；镀锌铁皮的镀层破损后构成原电池，锌作负极，铁作正极被保护，铁皮不易被腐蚀，C错误；室温下，铁在浓硫酸中发生钝化生成致密的氧化膜，D错误。
5．C。解析：高温下铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，A错误；铁粉在Cl2中燃烧只生成氯化铁，该反应与量无关，铁粉过量也不会生成氯化亚铁，B错误；常温下，铁遇冷的浓硝酸发生钝化反应，铁与热的浓硝酸反应生成二氧化氮、硝酸铁、水，D错误。
6．A。解析：FeCl3溶液中存在Fe3＋的水解平衡，水解的离子方程式为Fe3＋＋3H2O??Fe(OH)3＋3H＋。A项，加入FeCl3固体，平衡右移，c(Fe3＋)增大，但水解程度减小，错误；B项，加入等体积的水，平衡右移，c(Fe3＋)减小，溶液颜色变浅，正确；C项，加入Fe粉，发生反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Fe2＋呈浅绿色，正确；D项，加热，促进水解，说明水解是吸热反应，正确。
7．C。解析：反应得到的溶液中含有FeCl3和HCl，加热，FeCl3水解得到Fe(OH)3和HCl，HCl易挥发，Fe(OH)3受热分解最终得到的固体是Fe2O3，故A不符合题意；反应生成NH4Cl和BaSO4，NH4Cl受热分解，最终得到BaSO4，故B不符合题意；Na2O2与水反应生成NaOH，NaOH的物质的量是Na2O2的2倍，等物质的量的NaHCO3与Na2O2反应最终得到Na2CO3和NaOH的混合物，故C符合题意；向NaBr溶液中通入过量氯气，生成Br2和NaCl，Br2易挥发，最终得到NaCl，故D不符合题意。
8．D。解析：铁与水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气，铁、四氧化三铁均可被磁铁吸引，故D错误。
9．B。解析：制取硫酸亚铁需要铁屑，在烧瓶中应该先加入铁屑，A正确；稀硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气，实验开始时应打开活塞E，用氢气排出装置中的空气，B错误；铁和硫酸反应有氢气生成，关闭活塞E，导致装置A中压强逐渐增大，将FeSO4溶液压入B中进行反应生成氢氧化亚铁，C正确；氢氧化亚铁不稳定，容易被空气中的氧气氧化生成红褐色的氢氧化铁，反应的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，D正确。
10．C。解析：根据两套装置中各仪器的功能，可以判断出A中放置普通铁粉，B中放一定体积的水，加热持续提供水蒸气，C是安全瓶，用于防倒吸，D是利用排水集气法收集氢气的仪器。E中反应物为A中生成的四氧化三铁，圆底烧瓶I中放置普通铁粉，通过分液漏斗H加入一定体积的盐酸，产生H2，从I中逸出的气体中含有挥发出的氯化氢，经过G（内有碱石灰）除杂干燥后得到纯净的氢气，氢气进入E中和Fe3O4在一定温度下进行反应，得到“引火铁”，剩余的氢气进行收集或其他处理。
11．B。解析：甲组：检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+，Fe2+具有还原性，能使酸性高锰酸钾溶液或溴水褪色，Fe3+不能使酸性高锰酸钾溶液或溴水褪色，所以检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+可以选用酸性高锰酸钾溶液或溴水，不能选择KSCN溶液；乙组：检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+，Fe3+遇到KSCN溶液会变红色，而Fe2+不能使KSCN溶液变色，所以检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+，可以选用KSCN溶液，不能选择酸性KMnO4溶液、溴水。
12．C。解析：pH越小，Fe2＋被氧化的损耗量越小，越有利于Fe2＋的存在，A正确；pH在3.0～5.5，Fe2＋被氧化的损耗量几乎不变，说明pH在3.0～5.5，pH的变化对FeSO4溶液的稳定性影响不大，B正确；pH＝6时，通入一定量的氯气，部分氯气与水反应，溶液酸性增强，同时Cl2可将Fe2＋氧化为Fe3＋，不利于Fe2＋的存在，C错误；保持溶液的pH始终为6.5，Fe2＋开始被氧化，该过程可能为Fe2＋→Fe(OH)2→Fe(OH)3，总反应为4Fe2＋＋O2＋10H2O4Fe(OH)3＋8H＋，D正确。
13．D。解析：从浸出液（主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2）中进行物质回收，由流程可知，先加入过量的Fe，与氯化铁、氯化铜反应生成氯化亚铁、铜，滤渣中含Fe、Cu，加氯气氧化FeCl2产生FeCl3。浸出液含有Fe3+、Cu2+、Fe2+，水解使得溶液呈酸性，故A错误；氯气氧化FeCl2产生FeCl3，因为FeCl3为产物，只要反应开始就能使KSCN溶液变红，无法检验是否“氧化”完全，故C错误；溶液a为FeCl3溶液，可用于处理覆铜板，故D正确。
14．B。解析：FeCl3溶液中Fe3＋水解：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，且将Na2S溶液逐滴加入等物质的量浓度的FeCl3溶液中，发生反应：2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S↓，由此看出Fe3＋在酸性环境中氧化性较强，故A正确；Na2S溶液中S2－水解：S2－＋H2OHS－＋OH－(主要)、HS－＋H2OH2S＋OH－(少量)，将FeCl3溶液逐滴加入等物质的量浓度的Na2S溶液中，发生反应：2Fe3＋＋3S2－===Fe2S3↓，没有生成硫单质，S2－在碱性环境中还原性较弱，故B错误；由于将FeCl3溶液逐滴加入等物质的量浓度的Na2S溶液中，发生反应：2Fe3＋＋3S2－===Fe2S3↓，不生成Fe(OH)3，说明相同温度下Fe(OH)3的溶解度比Fe2S3的大，故C正确；向FeCl3溶液中通入H2S，硫离子被铁离子氧化成硫单质，有硫析出，故D正确。
15．B。解析：操作a是过滤，B项错误。
16．C。解析：“氧化Ⅰ”中主要发生的是铁和水蒸气在高温条件下生成四氧化三铁和H2的反应，则M为Fe3O4，A正确；甲烷中碳元素是－4价，二氧化碳中碳元素是＋4价，因此“干重整”时有可能生成单质碳，装置中可能出现积碳，B正确；“氧化Ⅱ”中发生的主要反应是O2＋4Fe3O46Fe2O3，C错误；根据题图和已知信息可判断该过程能有效实现温室气体(CH4、CO2)的回收利用，D正确。
17．B。解析：发生反应①的操作：先打开K1、K3，让稀硫酸顺利滴下与铁屑反应，生成硫酸亚铁与氢气，用H2排尽装置内空气，一段时间后关闭K1、K3，烧杯中压力增大，再打开K2、K4，产生的H2将生成的硫酸亚铁压入中间装置，与NaOH和甘氨酸进行目标反应，A正确；柠檬酸具有弱酸性和还原性，其作用是防止亚铁离子水解和被氧化，B错误；反应结束后向反应混合液中加入乙醇，可以降低甘氨酸亚铁的溶解度，C正确；甘氨酸亚铁易溶于水，难溶于乙醇，所以洗涤甘氨酸亚铁粗产品最好选择乙醇，D正确。
18．D。解析：将浓磷酸换成浓硫酸，会发生副反应：2NaBr＋2H2SO4(浓)SO2↑＋Br2＋2H2O＋Na2SO4，生成的SO2与铁不反应，溴与铁反应生成的FeBr3在高温下会迅速分解为FeBr2，对产品的纯度无影响，A错误；反应H3PO4＋NaBrNaH2PO4＋HBr↑是利用了难挥发性酸制取挥发性酸的原理，HBr是强酸，其酸性强于H3PO4，B错误；碱石灰用来吸收未反应的HBr和阻止水蒸气进入，而无水氯化钙不能吸收HBr，C错误；碱石灰用来吸收未反应的溴化氢，并防止空气中的水蒸气进入装置，实验结束时要关闭热源并继续通入氮气一段时间，使装置中残留的HBr被充分吸收，避免造成污染，D正确。
19．B。解析：一水合氨为弱碱，应以化学式表示，正确的离子方程式为Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH，A项错误；向铁铵矾溶液中通入H2S气体，Fe3＋将H2S氧化为S，Fe3＋被还原为Fe2＋，离子方程式为2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋，B项正确；强碱溶液中铁铵矾与次氯酸钠反应生成Na2FeO4的离子方程式为3ClO－＋2Fe3＋＋2NH＋12OH－===2FeO＋3Cl－＋2NH3·H2O＋5H2O，C项错误；向铁铵矾溶液中加入过量Ba(OH)2溶液，正确的离子方程式为NH＋Fe3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===Fe(OH)3↓＋2BaSO4↓＋NH3·H2O，D项错误。
20．B。解析] 题中物质转化关系分析如下：
n(HNO3)＝0.6 mol，n(NO)＝0.1 mol，反应后铁元素的存在形式为Fe(NO3)2，根据N元素守恒可知，反应后溶液中的n(NO)＝n(HNO3)－n(NO)＝0.6 mol－0.1 mol＝0.5 mol；根据Fe(NO3)2中Fe2＋与NO的定量关系可知，n(Fe2＋)＝n(NO)＝×0.5 mol＝0.25 mol，据Fe元素守恒推知，被H2还原所得n(Fe)＝0.25 mol。
21．(1)稀H2SO4、铁屑
(2)煮沸
(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化 苯(或煤油)
(4)打开 关闭 稀硫酸与铁粉反应产生的H2排出了装置中的空气
(5)①Fe Fe－2e－===Fe2＋
②BC
③隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化 加热煮沸，排出溶解的O2 否 CCl4比FeSO4溶液的密度大，
在下层，无法隔绝空气
(6)白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色
22．(1)除去水中溶解的氧气 分液漏斗
(2)①Zn＋2Cr3＋===Zn2＋＋2Cr2＋
②排尽装置c中的空气
(3)冷却结晶 过滤
(4)敞开体系，醋酸亚铬会与空气接触，且缺少氢气的处理装置
解析：醋酸亚铬在气体分析中用作氧气吸收剂，说明亚铬离子具有强还原性，易与氧气反应，则制备实验中应避免接触氧气，实验时，将过量锌粒和氯化铬固体置于c中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置，打开K1、K2，关闭K3，盐酸与锌反应可生成氢气，可将装置内的空气排出，避免亚铬离子被氧化，且发生Zn＋2Cr3＋===Zn2＋＋2Cr2＋，可观察到c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，打开K3，关闭K1和K2，c中压强增大，可使亮蓝色溶液流入d，可生成醋酸亚铬砖红色沉淀。
(1)为避免亚铬离子被氧化，应除去水中的溶解氧，实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却，目的是除去水中溶解的氧气。
(2)①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，说明生成亚铬离子，该反应的离子方程式为Zn＋2Cr3＋===Zn2＋＋2Cr2＋。
②盐酸与锌反应可生成氢气，可将装置内的空气排出，避免亚铬离子被氧化。
(3)打开K3，关闭K1和K2。c中压强增大，c中亮蓝色溶液流入d，d中析出砖红色沉淀。为使沉淀充分析出并分离，需采用的操作是冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
23．(1)分液漏斗 (2)
(3)3Cl2＋2Fe(OH)3＋10OH－===2FeO＋6Cl－＋8H2O
(4)K2FeO4在0～5℃环境中较稳定，防止副反应发生
(5)减少产品溶解损失；便于产品的干燥
(6)2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O % 无影响
解析：(2)装置B中应盛放饱和食盐水来除去Cl2中混有的HCl，装置B为洗气瓶，应是长管进气短管出气。(6)反应①中Cr元素以CrO形式存在，反应③中Cr元素以Cr2O形式存在，因此反应②中应是CrO转化成Cr2O，其离子方程式为2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O；根据发生的反应建立关系：K2FeO4～CrO～Cr2O～3Fe2＋，所以K2FeO4的质量分数为×100%＝%。
24．(1)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2
(2)向棕黄色溶液中加入KSCN溶液出现红色，证明在I－过量的前提下反应后仍含铁离子，说明反应不能进行彻底，证明该反应为可逆反应
(3)I－
(4)4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O 酸性溶液中NO有氧化性，将Fe2＋氧化为Fe3＋
(5)Ag Fe2＋＋Ag＋===Ag↓＋Fe3＋
解析：(3)根据出现黄色浑浊，证明有AgI生成，推测溶液中有I－生成。(4)实验过程中加入了HNO3酸化的AgNO3溶液，HNO3也能将Fe2＋氧化为Fe3＋。(5)在反应过程中c(Ag＋)减小，结合氧化性顺序可推出灰黑色浑浊为Ag，即过量Ag＋将Fe2＋氧化成Fe3＋的同时自身被还原为Ag单质。
25．(1)2H＋＋FeO===Fe2＋＋H2O SiO2
(2)将亚铁离子完全氧化为铁离子
(3)萃取、分液
(4)4∶1 4Fe2＋＋O2＋6H2O===4FeOOH↓＋8H＋
解析：粉煤灰中加入硫酸酸浸，Al2O3转化为Al3＋，FeO转化为Fe2＋，Fe2O3转化为Fe3＋，过滤除去滤渣SiO2，向浸取液中加入过量双氧水和伯胺—煤油，得到水层Ⅰ和有机层，分液后，向有机层加入氯化钠溶液反萃取，得到水层Ⅱ，加入过量肼和氧气，得到FeOOH，煅烧得到纳米氧化铁。(1)FeO发生反应的离子方程式为2H＋＋FeO===Fe2＋＋H2O，滤渣的主要成分是SiO2。(2)加入过氧化氢可将亚铁离子氧化成铁离子，利于伯胺(R—NH2)与Fe3＋反应，提高萃取率。(3)过程Ⅱ加入伯胺使Fe3＋转化为易溶于煤油的物质，再用煤油萃取，溶液分层后分液，所以该操作的名称是萃取、分液。(4)根据得失电子守恒，反应产生的对环境无害的气体为氮气，该反应中Fe元素化合价由＋3价变为＋2价、N元素化合价由－2价变为0价，氧化剂为Fe3＋，还原剂为N2H4，反应的离子方程式为4Fe3＋＋N2H4===4Fe2＋＋N2↑＋4H＋，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1；向所得弱酸性溶液中再通入O2即可生成FeOOH，其离子方程式为4Fe2＋＋O2＋6H2O===4FeOOH↓＋8H＋。
26．(1)不再有气泡产生 Fe和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＋＋Fe===3Fe2＋、2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(5)在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥
(6)球形冷凝管 冷凝回流SOCl2 吸收SO2和HCl气体，防止污染空气
(7)碱石灰会与SO2和HCl气体反应，失去干燥作用
(8)a
解析：(1)铁与稀盐酸反应产生H2，反应完全时溶液中不再产生气泡。含有少量铜的废铁屑加入稀盐酸中，形成原电池，能够加快铁与盐酸的反应速率。(2)操作①得到滤液，为过滤，需要的玻璃仪器除烧杯外，还有漏斗、玻璃棒。(3)利用Fe2＋可和[Fe(CN)6]3－形成特征蓝色沉淀可检验FeCl3溶液中是否残留Fe2＋。(4)向稀FeCl3溶液中加入纯Fe粉，发生反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，再通入Cl2，发生反应2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。(5)操作②是由稀FeCl3溶液得到FeCl3·6H2O，为了抑制FeCl3水解，应在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶，然后过滤、洗涤、干燥得到FeCl3·6H2O。(6)仪器A为球形冷凝管，根据SOCl2的沸点为77 ℃，知水浴加热时SOCl2易挥发，故仪器A的作用是冷凝回流SOCl2。反应生成了SO2和HCl，因此NaOH溶液的作用是吸收SO2和HCl气体，防止污染空气。(7)干燥管中无水CaCl2的作用是防止烧杯中水蒸气进入烧瓶，若换成碱石灰，SO2、HCl能与碱石灰反应，使其失去干燥作用。(8)题中方法适用于水解会生成挥发性物质的结晶水合物，a符合题意。
27．(1)V 1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2
(2)FeS＋2Fe3＋===3Fe2＋＋S
(3)Al3＋在溶液中发生水解：Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，加FeO发生反应FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O，氢离子浓度减小，平衡正向移动，Al3＋完全转化为Al(OH)3
(4)2FePO4＋Li2CO3＋H2C2O42LiFePO4＋H2O↑＋3CO2↑
解析：硫铁矿(主要成分是FeS2，含少量Al2O3、SiO2和Fe3O4)焙烧时FeS2转化为Fe2O3，SiO2不与稀硫酸反应，酸浸时滤渣1是SiO2，滤液中阳离子是Fe3＋、Al3＋、Fe2＋、H＋等，加入FeS将Fe3＋还原成Fe2＋，加入FeO调节pH使Al3＋转化成氢氧化铝沉淀从而除去铝离子，然后加入氧化剂，将Fe2＋氧化为Fe3＋，加入(NH4)2HPO4沉铁得到FePO4，加入Li2CO3和H2C2O4在高温下制得LiFePO4。
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铁及其重要化合物
【复习目标】
1．通过实验探究掌握铁的性质及其用途，知道不同价态的铁的氧化物的主要性质和用途
2．掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制法、性质，通过实验探究Fe2＋、Fe3＋的检验方法并能实现相互转化
3．能从物质类别和元素价态变化的角度理解铁及其化合物的转化路径
考点一 铁的主要性质及应用
【核心知识梳理】
1．铁的存在及物理性质
(1)存在：含量在地壳中居第四位，主要以化合态的形式存在。自然界中游离态的铁存在于陨铁中
(2)铁的物理性质：纯铁具有银白色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，其导电性比铜、铝差，具有能被磁铁吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力
2．铁的原子结构——26Fe
电子排布式 1s22s22p63s23p63d64s2
简化电子排布式 [Ar]3d64s2
原子结构示意图
电子排布图(轨道表示式)
价层电子排布式 3d64s2
周期表中的位置 第四周期第Ⅷ族
3．铁的化学性质：铁是较活泼的金属，还原性较强，失去电子后生成＋2或＋3价铁的化合物
(1)Fe与非金属反应
非金属 反应条件 现象 化学方程式
O2 常温、潮湿空气中 因发生吸氧腐蚀生成疏松的暗红色铁锈
点燃 剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体 3Fe＋2O2Fe3O4
S 加热 引发反应后停止加热，混合物保持红热，反应持续进行，生成黑色固体 Fe＋SFeS
Cl2 加热 反应剧烈，产生棕褐色的烟 2Fe＋3Cl22FeCl3
(2)Fe与H2O反应
铁与冷水、热水均不能发生反应，但在高温下能与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
(3)Fe与稀盐酸、稀硫酸等发生置换反应：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2
(4)Fe与强氧化性酸(如浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸)反应
①常温下，铁在浓硫酸、浓硝酸中发生钝化
②与浓硫酸、浓硝酸加热时：
a．与浓硫酸：2Fe＋6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O
b．与浓硝酸：Fe＋6HNO3(浓)Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O
③与稀硝酸
a．少量的铁与稀硝酸反应：Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
生成的Fe(NO3)3可以和铁继续反应：Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2
b．过量的铁与稀硝酸反应：3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(4)Fe与某些盐溶液反应
①与FeCl3溶液的反应：Fe＋2FeCl3===3FeCl2 Fe＋2Fe3+===3Fe2+
②与硫酸铜溶液的反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu
【易错提醒】铁是变价金属元素，与弱氧化剂(如S、HCl、FeCl3、CuSO4、I2等)反应时被氧化为Fe2＋，与强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3、浓硫酸等)反应时被氧化为Fe3＋
【精准训练1】
1．下列有关铁的性质的说法正确的是( )
A．铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在
B．Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2
C．在加热条件下，过量铁粉与浓硝酸反应生成Fe(NO3)2、NO2和H2O
D．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2
2．铁在地壳中含量丰富，也是重要的人体微量元素之一。下列有关说法正确的是( )
A．铁粉具有较强的还原性，常用作食品包装袋内的脱氧剂
B．高温下，铁与水蒸气反应生成氢氧化铁和氢气
C．常温下，铁与浓硫酸不反应，故常用铁质槽罐车贮运浓硫酸
D．16.8 g铁粉与足量硫单质完全反应时，转移的电子数为0.9NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)
3．下列叙述正确的是( )
A．Fe与I2反应生成FeI3
B．硫酸铜溶液中加入少量铁粉反应的离子方程式：3Cu2+＋2Fe===2Fe3+＋3Cu
C．5.6 g Fe与足量的S反应转移的电子数为0.3NA
D．高温下水蒸气与Fe反应，固体的质量增加
4．把22.4 g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，若反应只收集到0.3 mol NO2和0.2 mol NO，下列说法正确的是( )
A．反应后生成的盐只为Fe(NO3)3
B．反应后生成的盐只为Fe(NO3)2
C．反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比为1∶3
D．反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比为3∶1
5．向含a g HNO3的稀溶液中，加入b g铁粉充分反应后全部溶解。已知有 g HNO3被还原，则a∶b不可能是( )
A．2∶1 B．3∶1 C．4∶1 D．9∶2
6．某学习小组探究铁丝与浓硫酸的反应，反应装置如图所示。下列说法错误的是( )
A．无法直接使用pH试纸来判断反应后硫酸是否剩余
B．可用KSCN和K3[Fe(CN)6]检验反应后溶液中铁元素的价态
C．将22.4 mL(标准状况下)反应生成的气体通入足量氯水中，再滴加足量BaCl2溶液，最终得到0.233 g沉淀
D．生成的气体通入BaCl2溶液产生白色浑浊，可能是硫酸蒸气逸出或部分SO2被氧化所致
考点二 铁的氧化物和氢氧化物
【核心知识梳理】
1．铁的氧化物
(1)物理性质比较及用途
名称 氧化亚铁(FeO) 三氧化二铁 (Fe2O3) 四氧化三铁 (Fe3O4)
俗名 铁红 磁性氧化铁
物质类别 碱性氧化物 碱性氧化物 复杂氧化物
颜色状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 (有磁性)
水溶性 不溶于水 不溶于水 不溶于水
化合价 ＋2 ＋3 ＋2、＋3
用途 用作色素，如应用于瓷器制作中使釉呈绿色 常用作油漆、涂料、油墨的红色颜料 黑色晶体，常用作磁性材料
(2)化学性质
①稳定性
a．FeO不稳定，在空气中受热，能迅速被氧化成Fe3O4：6FeO＋O22Fe3O4
b．Fe2O3和Fe3O4在空气中稳定
②与非氧化性酸(如：稀盐酸、稀硫酸)的反应
氧化亚铁和氧化铁属于碱性氧化物，与非强氧化性酸反应生成Fe2＋和Fe3＋
a．FeO与盐酸反应：FeO＋2HCl===FeCl2＋H2O
b．Fe2O3与盐酸反应：Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O
c．Fe3O4与盐酸反应：Fe3O4＋8HCl===FeCl2＋2FeCl3＋4H2O
③与氧化性酸(如：硝酸、浓硫酸)的反应
a．FeO与稀硝酸反应：3FeO＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O
b．Fe2O3与稀硝酸反应：Fe2O3＋6HNO3===2Fe(NO3)3＋3H2O
c．Fe3O4与稀硝酸反应：3Fe3O4＋28HNO3===9Fe(NO3)3＋NO↑＋14H2O
④与还原性酸(如：HI)的反应
a．FeO与HI反应：FeO＋2HI===FeI2＋H2O
b．Fe2O3与HI反应：Fe2O3＋6HI===2FeI2＋I2＋3H2O
c．Fe3O4与HI反应：Fe3O4＋8HI===3FeI2＋I2＋4H2O
⑤与CO反应(炼铁原理)或Al反应
a．FeO与CO或Al的反应：FeO＋COFe＋CO2 3FeO＋2Al3Fe＋Al2O3
b．Fe2O3与CO或Al的反应：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3
c．Fe3O4与CO或Al的反应：Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2 3Fe3O4＋8Al9Fe＋4Al2O3
2．铁的氢氧化物
(1)物理性质比较
氢氧化物性质比较 Fe(OH)2 Fe(OH)3
物质类别 二元弱碱 三元弱碱
颜色状态 白色固体 红褐色固体
铁的价态 ＋2 ＋3
水溶性 不溶于水 不溶于水
(2)化学性质
①与非氧化性酸(如：稀盐酸、稀硫酸)的反应
a．Fe(OH)2与盐酸反应：Fe(OH)2＋2HCl===FeCl2＋H2O Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋H2O
b．Fe(OH)3与盐酸反应：Fe(OH)3＋3HCl===FeCl3＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
②与氧化性酸(如：硝酸、浓硫酸)的反应
a．Fe(OH)2与稀硝酸反应：3Fe(OH)2＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋NO↑＋8H2O
3Fe(OH)2＋10H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋8H2O
b．Fe(OH)3与稀硝酸反应：Fe(OH)3＋3HNO3===Fe(NO3)3＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
③与还原性酸(如：HI)的反应
a．Fe(OH)2与HI反应：Fe(OH)2＋2HI===FeI2＋2H2O Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
b．Fe(OH)3与HI反应：2Fe(OH)3＋6HI===2FeI2＋I2＋6H2O 2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋6H2O
④热稳定性
a．Fe(OH)2在空气中加热，在分解同时被O2氧化：4Fe(OH)2＋O22Fe2O3＋4H2O
b．Fe(OH)3在空气中加热分解生成Fe2O3和H2O：2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O
⑤Fe(OH)2的还原性：Fe(OH)2具有强还原性，易被空气中的O2氧化生成Fe(OH)3
a．现象：白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色
b．方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
【易错提醒】①FeO、Fe3O4、Fe(OH)2与足量HNO3反应时，发生氧化还原反应，Fe2＋被HNO3氧化成Fe3＋
②Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3与足量HI反应时，发生氧化还原反应，Fe3＋被I－还原成Fe2＋
③常见的非氧化性酸有稀HCl、稀H2SO4；常见的氧化性酸有HNO3、浓H2SO4；常见的还原性强酸有HI、H2S
3．氢氧化亚铁的实验室制法
(1)要制备氢氧化亚铁，并使氢氧化亚铁长时间保持白色沉淀的状态，注意两点：一是要减少溶液中氧气的含量，防止溶液与空气的接触；二是要防止溶液中出现三价铁离子。取用最新配制的FeSO4溶液；NaOH溶液加热煮沸并冷却后使用，以驱除溶液中溶解的O2
(2)制备Fe(OH)2时常用的三种防氧化措施
实验操作 实验装置图
方法1：有机覆盖层法 在试管中加入适量的5% FeSO4溶液，并覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，再用长滴管注入不含O2的1 mol·L－1NaOH溶液。由于苯或煤油的液封作用，防止了生成的Fe(OH)2被氧化，因而可较长时间观察到白色的Fe(OH)2沉淀
方法2：还原性气体保护法 实验时，先打开弹簧夹a，试管I中稀硫酸与铁粉反应产生H2，一段时间后在试管II的出口B处检验H2的纯度，当H2纯净后，说明H2将装置内的空气已排尽；然后关闭a，使生成的H2将试管I中的FeSO4溶液压入NaOH溶液中，这样可长时间观察到白色沉淀
实验时，先打开弹簧夹K，再将分液漏斗的旋塞打开，使稀硫酸与铁粉作用，用产生的H2排出装置中的空气；然后关闭K，使生成的H2将试管中的FeSO4溶液压入NaOH溶液中，则可较长时间观察到生成的白色Fe(OH)2沉淀。若拔去广口瓶上的橡皮塞，则白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
方法3：电解法 用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯(或煤油)。阳极反应为Fe－2e－===Fe2＋，阴极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，生成的氢气可以赶走溶液中的氧气，溶液中c(OH－)增大，与Fe2＋结合生成Fe(OH)2沉淀，苯(或煤油)起液封作用
【精准训练2】
1．下列关于氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁三种氧化物的说法不正确的是( )
A．四氧化三铁与另两种氧化物中的铁元素化合价不完全相同
B．氧元素的化合价完全相同
C．氧化亚铁俗称铁红，为红棕色固体
D．铁在氧气中燃烧的产物为黑色固体
2．有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 mol·L-1盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2+全部转变为Fe3+，则该样品可能的化学式为( )
A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．Fe4O5 D．Fe5O7
3．某化学兴趣小组利用药品(铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液)和如图装置(部分装置已省略)制备氢氧化亚铁并观察其颜色。下列有关说法不正确的是( )
A．仪器1中应该盛放稀硫酸
B．本实验通过控制A、B、C三个开关，将仪器中的空气排尽后，先关闭开关B，再打开开关A就可观察到氢氧化亚铁的颜色
C．反应一段时间后，可在仪器2中观察到白色沉淀
D．本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间保持白色状态
4．某实验小组设计如下实验探究Fe(OH)2的制备。下列分析不合理的是( )
实验 操作 现象
Ⅰ 将一块FeSO4晶体浸入30mL蒸馏水中 一分钟后，晶块表面仍为浅绿色，溶液呈更浅的绿色
Ⅱ 将另一块FeSO4晶体浸入30mL1mol·L－1NaOH溶液中 一分钟后，晶块表面变白；捞出晶块露置空气中，表面逐渐变为红褐色
Ⅲ 将10mL1.5 mol·L－1FeSO4溶液与20mL1.5mol·L－1NaOH溶液混合 立即出现大量灰绿色浑浊，一分钟后，液面附近出现红褐色浑浊
A．实验Ⅰ起对照作用，排除FeSO4晶体自身在水中的颜色变化
B．实验Ⅱ晶块表面长时间保持白色，与Fe(OH)2难溶、未分散于水中有关
C．捞出晶块后发生了反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
D．实验Ⅲ溶液中氧气含量明显多于实验Ⅱ中
5．用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和Fe)制备纳米Fe3O4(平均直径为25 nm)的流程示意图如图，下列叙述错误的是( )
A．铁红可用于油漆、油墨、建筑物着色剂
B．步骤②中，发生反应的离子方程式是2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
C．步骤④中使用过量的H2O2溶液有利于提高纳米Fe3O4产率
D．为验证纳米态的Fe3O4，可将其形成分散系，做丁达尔效应实验
考点三 亚铁盐(Fe2＋)和铁盐(Fe3＋)的性质及检验
【核心知识梳理】
1．Fe2＋的氧化性和还原性：含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，但以还原性为主，如遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表现为还原性
(1)氧化性：Fe2＋与Zn反应的离子方程式为Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋
(2)还原性：Fe2＋遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表现还原性
①Fe2＋与Cl2反应的离子方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
②FeCl2溶液与HNO3溶液反应的离子方程式：3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
③Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
(3)Fe2＋可发生水解反应——Fe2＋在酸性介质中比较稳定
Fe(OH)2是弱碱，含Fe2＋的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制Fe2＋的水解，加少量铁屑防止Fe2＋被氧化
2．铁盐
(1)氧化性：含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现为氧化性
①Fe3＋可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
②FeCl3溶液滴入淀粉－KI溶液，溶液变蓝，离子方程式：2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2
(2)特性——检验Fe3＋：含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色，Fe3+＋3SCN－Fe(SCN)3 (红色溶液)
(3)易水解：Fe(OH)3是很弱的碱，且溶度积很小，因而Fe3＋极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中
①利用Fe3＋易水解的性质，实验室可将饱和FeCl3溶液滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式为
FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl
②利用Fe3＋易水解的性质，工业上常用调节pH的方法除去溶液中的Fe3＋
③用FeCl3固体配制FeCl3溶液的方法：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
④FeCl3溶液加热蒸干并灼烧，所得固体主要成分为Fe2O3
⑤Fe3＋与HCO、[Al(OH)]、CO等水解呈碱性的离子因发生双水解而不能大量共存
3．检验Fe3＋、Fe2＋的常用方法
(1)Fe3＋的检验
①观察法：溶液呈棕黄色，证明含有Fe3＋
②KSCN法：加入KSCN或其它可溶性硫氰化物(NH4SCN)溶液，溶液呈红色，证明含有Fe3＋
离子方程式：Fe3+＋3SCN－Fe(SCN)3 (红色溶液)
③碱液法：加入氨水或NaOH溶液，有红褐色沉淀生成，证明含有Fe3＋
离子方程式：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ (红褐色沉淀)
④淀粉KI试纸法：能使淀粉KI试纸变蓝，证明含有Fe3＋
离子方程式：2Fe3+＋2I－2Fe2+＋I2
⑤铜片法：加入铜片，铜片溶解且溶液变为蓝色，证明含有Fe3＋
离子方程式：2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+
⑥苯酚法：加入苯酚溶液，溶液呈紫色，证明含有Fe3＋
离子方程式：Fe3+＋6C6H5OH6H+＋[Fe(C6H5O)6]3－ (紫色溶液)
⑦H2S法：通入H2S气体或加入氢硫酸，有浅黄色沉淀析生成，证明含有Fe3＋
离子方程式：2Fe3+＋H2S===2Fe2+＋2H+＋S↓
(2)Fe2+的检验
①观察法：溶液呈浅绿色，证明含有Fe2＋
②铁氰化钾[K3Fe(CN)6]法：加入铁氰化钾溶液，有蓝色沉淀生成，证明含有Fe2＋
离子方程式：K+＋Fe2+＋Fe(CN)===KFe[FeCN)6]↓ (蓝色沉淀)
③碱液法：加入氨水或NaOH溶液，产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2＋
离子方程式：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀) 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(红褐色沉淀)
④KMnO4法：加入少量酸性KMnO4溶液，能使KMnO4溶液的紫红色变浅，证明有Fe2＋
离子方程式：5Fe2+＋MnO＋8H+===5Fe3+＋Mn2+＋4H2O
⑤KSCN法：先加入KSCN，溶液不变红，再加新制氯水溶液变红色的为Fe2＋
离子方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3
(3)同时含有Fe2＋、Fe3＋的检验方法：要分两次分别检验Fe2＋和Fe3＋，检验Fe2＋时可选择铁氰化钾[K3Fe(CN)6]溶液或酸性高锰酸钾溶液，检验Fe3＋时最好选择KSCN溶液
答题模板：将混合溶液分成两份分别于两支试管中，向其中一支试管中加入K3[Fe(CN)6]溶液，若产色蓝色沉淀，则说明含有Fe2＋；向另一支试管中加入KSCN溶液，若溶液变红，则说明含有Fe3＋
(4)检验溶液含有Fe2＋、不含Fe3＋的步骤：待测液不变色红色
【易错提醒】
①检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN－)
②Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋ (Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰)
4．其他重要的铁盐及应用
(1)绿矾(FeSO4·7H2O)：一种重要的还原剂，可用作补血剂及植物的补铁剂
(2)氯化铁(FeCl3)：棕黄色固体，一种常见的氧化剂，能与多种还原剂发生氧化还原反应，能回收废铜，其反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu === Cu2＋＋2Fe2＋
(3)莫尔盐(或摩尔盐)[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]：用于冶金、电镀及织物媒染剂
(4)赤血盐K3[Fe(CN)6]：红色晶体，易溶于水，常用于检验Fe2＋，生成蓝色沉淀
(5)高铁酸钾(K2FeO4)
①物理性质：暗紫色晶体，易溶于水，微溶于KOH溶液
②化学性质：K2FeO4中Fe为＋6价，具有强氧化性，在碱性条件下较稳定、在中性或酸性条件下分解
a．K2FeO4在酸性条件下分解：4FeO＋20H＋===4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O
b．K2FeO4在中性条件下分解：4FeO＋10H2O===4Fe(OH)3↓＋3O2↑＋8OH－
③制法
a．高温熔融反应法：在苛性碱存在的条件下，KNO3或过氧化物等氧化剂在高温下可将铁盐或铁的氧化物氧化成高铁酸盐，Fe2O3＋3K2O22K2FeO4＋K2O
b．次氯酸盐氧化法：在NaOH溶液中，利用NaClO氧化Fe(Ⅲ)化合物，生成Na2FeO4。再利用相同条件下K2FeO4的溶解度比Na2FeO4小，向Na2FeO4溶液中加入固体KOH或KOH饱和溶液，将Na2FeO4转化成K2FeO4，并从溶液中析出，3ClO－＋2Fe3＋＋10OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O
c．电解法：以铁作阳极，电解高浓度的KOH溶液生成K2FeO4，Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O
④用途
a．净水剂：高铁酸钾(K2FeO4)中的Fe为＋6价，是一种高效复合净水剂，由于具有强氧化性能杀菌、消毒；由于反应后还原产物为Fe3＋，Fe3＋在溶液中水解生成氢氧化铁胶体，能吸附水中的悬浮杂质，起到净水的作用
b．高容量电池材料
【精准训练3】
1．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+
2．某实验小组同学为了检验某FeCl3溶液中是否含有FeCl2，设计了如下实验方案，其中最合理的是( )
A．加入适量铜粉，观察溶液是否变蓝
B．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红
C．滴加酸性KMnO4溶液，观察溶液是否褪色
D．滴加K3[Fe(CN)6]溶液，观察是否生成蓝色沉淀
3．室温下，探究FeCl3溶液和KI溶液反应的限度，实验步骤如下。下列说法不正确的是( )
步骤Ⅰ：取5 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液，向其中加入1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液，振荡，观察实验现象。
步骤Ⅱ：继续向上述溶液中加入2 mL苯，充分振荡后静置，观察实验现象
步骤Ⅲ：取下层溶液，向其中滴加5～6滴15%硫氰化钾溶液，观察溶液的颜色
A．步骤Ⅰ中反应的离子方程式：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
B．步骤Ⅱ中通过分液可将水溶液与苯分离
C．步骤Ⅲ中加入硫氰化钾溶液后溶液变红说明反应有一定限度
D．步骤Ⅲ反应后溶液中大量存在Fe3＋、Fe2＋、Cl－、SCN－
4．某化学实验小组探究Fe2+和Fe3+性质时发现：往FeCl2和KSCN的混合溶液中滴加氯水，溶液变成红色，但当氯水过量时，红色却会褪去。为此，他们设计如图装置进一步探究。
已知：①X为NaClO溶液，Y为FeCl3和KSCN的混合溶液。②持续缓慢滴入NaClO溶液至过量的过程中，圆底烧瓶中红色变浅，有大量气泡产生；Ca(OH)2溶液变浑浊。根据实验现象推测，下列说法不正确的是( )
A．烧瓶中还可能产生红褐色沉淀
B．烧瓶中产生的气体中一定含有SO2
C．多孔陶瓷的作用是增大气体与溶液的接触面积
D．KSCN中硫元素、氮元素被氧化
5．检验黑木耳中铁离子的步骤为灼烧黑木耳加酸溶解过滤取滤液检验，所选择的装置(夹持装置已略去)或操作不正确的是( )
A B C D
灼烧黑木耳 加酸后搅拌溶解 过滤得滤液 检验铁离子
6．高铁酸钾(K2FeO4)具有杀菌、消毒及净水作用，某实验小组在碱性条件下制备K2FeO4流程如图所示，下列说法错误的是( )
A．1 mol K2FeO4消毒能力相当于1.5 mol HClO
B．氧化反应：3NaClO＋2Fe(NO3)3＋10NaOH===2Na2FeO4＋3NaCl＋6NaNO3＋5H2O
C．同温度时高铁酸钠溶解度大于高铁酸钾
D．提纯时，应用到的玻璃仪器有蒸发皿、玻璃棒、烧杯、酒精灯
考点四 铁及其重要化合物的转化关系
【核心知识梳理】
1．铁元素的价类二维图及转化关系
2．铁及其重要化合物之间的转化关系
3．“铁三角”——Fe、Fe2＋、Fe3＋的相互转化：“铁三角”是指Fe、Fe2+()、Fe3+()之间的转化关系
(1)Fe只有还原性，可以被氧化成＋2价或＋3价的铁
①Fe能被Fe3+、Cu2+、S、I2、H+等较弱氧化剂氧化为Fe2+
如：Fe＋2Fe3+===3Fe2+ Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu Fe＋SFeS
Fe＋I2===FeI2 (碘水生烟) Fe＋2H+===Fe2+＋H2↑
②Fe能被Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4等强氧化剂氧化为Fe3+
如：2Fe＋3Cl22FeCl3 2Fe＋3Br22FeBr3
Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
(2)Fe2+()既有氧化性又有还原性，主要表现还原性
①Fe(Ⅱ)Fe(Ⅲ)需加入氧化剂，如：Cl2、Br2、O2、HNO3、KMnO4/H+、H2O2、浓H2SO4等
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ (在亚铁盐溶液中通入氯气，溶液由浅绿色变为棕黄色)
2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－
4Fe2+＋O2＋4H＋===4Fe3+＋2H2O (亚铁盐溶液在空气中容易变质)
3Fe2+＋NO＋4H＋===3Fe3+＋NO↑＋2H2O
5Fe2+＋MnO＋8H+===5Fe3+＋Mn2+＋4H2O
2Fe2+＋H2O2＋2H+===2Fe3+＋2H2O
②Fe(Ⅱ)Fe需加入还原剂(如：C、CO、H2、Zn等)：Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋
(3)Fe3+()具有较强的氧化性
①Fe(Ⅲ)Fe(Ⅱ)需加入还原剂，如：I－(HI)、S2－(H2S)、SO2(SO)、Fe、Cu等
2Fe3+＋2I－2Fe2+＋I2
2Fe3+＋S2－===2Fe2+＋S↓ 2Fe3+＋H2S===2Fe2+＋2H+＋S↓
2Fe3+＋SO2＋2H2O===2Fe2+＋SO＋4H+ 2Fe3+＋SO＋H2O===2Fe2+＋SO＋2H+
2Fe3+＋Fe===3Fe2+，在FeSO4溶液中往往要加铁的原因是可以防止Fe2+被氧化为Fe3+
2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+，电路板的制作是利用FeCl3溶液与裸露的铜反应
②Fe(Ⅲ)→Fe需加入还原剂(如：C、CO、H2、Zn等)：2Fe3＋＋3Zn===2Fe＋3Zn2＋
4．应用
(1)含Fe2＋、Fe3＋的除杂问题
混合物(括号内为杂质) 除杂方法或所用试剂 反应原理
FeCl2溶液(FeCl3) 加过量铁粉，过滤 Fe＋2FeCl3===3FeCl2
FeCl3溶液FeCl2) 加氯水或通入Cl2 2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
FeCl2溶液(CuCl2) 加过量铁粉，过滤 Fe＋CuCl2===FeCl2＋Cu
Fe(Al) 加过量强碱溶液，过滤 2Al＋6H2O＋2NaOH===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
Fe2O3(Al2O3、SiO2) 加过量强碱溶液，过滤 Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4]SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
CuCl2溶液(FeCl3) 加过量CuO或Cu(OH)2或CuCO3后过滤 Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O
MgCl2溶液(FeCl3) 加过量MgO或Mg(OH)2或MgCO3后过滤 Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O
CaCl2溶液FeCl3) 加过量CaCO3后过滤 Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O
(2)工艺流程题中Fe2＋、Fe3＋的去除
①原理：Fe3＋、Fe2＋完全生成氢氧化物沉淀时，溶液的pH分别为pH≥3.7、pH≥9.6
②步骤
a．除去溶液中的Fe3＋时，一般是加入能与酸反应的物质(但不能引入新的杂质)，使溶液的pH至3～4，使Fe3＋水解生成Fe(OH)3而除去
b．除去溶液中的Fe2＋时，先加入H2O2(或其他氧化剂，但不引入新杂质)，使Fe2＋转化为Fe3＋，然后调节溶液的pH至3～4，使Fe3＋水解生成Fe(OH)3而除去
③示例
a．除去Zn2＋(或Cu2＋或Mg2＋)中混有的Fe3＋的方法：向混合溶液中加入ZnO、ZnCO3、Zn(OH)2[或CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3或MgO、MgCO3、Mg(OH)2]中的一种，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化成Fe(OH)3沉淀而除去
b．除去Zn2＋(或Cu2＋或Mg2＋)中混有的Fe2＋的方法：先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再加入ZnO、ZnCO3、Zn(OH)2[或CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3或MgO、MgCO3、Mg(OH)2]中的一种，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化成Fe(OH)3沉淀而除去
(3)判断离子能否共存
①Fe2＋与NO(H＋)、ClO－、MnO、Cr2O、H2O2、Cl2、Br2在溶液中均因发生氧化还原反应不能大量共存
②Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO、HSO、H2SO3、H2S在溶液中因发生氧化还原反应不能大量共存
③Fe3＋与SCN－发生络合反应不能大量共存
④Fe2＋、Fe3＋均易水解，与HCO、[Al(OH)]、CO等因双水解相互促进，在溶液中均不能大量共存
(4)盐溶液的配制与保存
①亚铁盐溶液：加入少量铁屑以防止Fe2+被氧化，滴入少量相应的酸溶液，以防止Fe2+水解
②铁盐溶液：加入少量相应的酸溶液，以防止Fe3+水解
(5)物质制备
①由FeCl3溶液制备无水FeCl3：在HCl气氛中加热蒸干FeCl3溶液
②制备Fe(OH)3胶体：向沸水中滴入几滴饱和FeCl3溶液并煮沸至溶液呈红褐色
③由FeSO4溶液制FeSO4·7H2O的操作：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
④由Fe2(SO4)3和(NH4)2SO4混合溶液制NH4Fe(SO4)2晶体的操作：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
【精准训练4】
1．元素的“价－类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图。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．铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化①
B．加热Fe(OH)3发生转化⑥，Fe2O3加水溶解可转化为Fe(OH)3
C．由图可预测：高铁酸盐(FeO)具有强氧化性，可用于饮用水的消毒
D．FeO是一种黑色粉末，只能用作还原剂
2．部分含铁物质的分类与相应化合价的关系如图所示。下列推断合理的是( )
A．a可与少量Cl2反应生成f
B．可用K3[Fe(CN)6]溶液检验c溶液中含有的f
C．在高温条件下，a与水蒸气反应可实现ab的转化
D．c在溶液中可以和HCO大量共存
3．在指定条件下，下列有关铁及其化合物之间的转化能实现的是( )
A．Fe(s)Fe3O4(s) B．Fe2O3(s)Fe(s)FeCl3(aq)
C．Fe(OH)2(s)Fe(NO3)2(aq) D．FeS2(s)SO2(g)H2SO4(aq)
4．中学化学中几种常见物质的转化关系如图所示(F为红褐色沉淀)，下列说法错误的是( )
A．H2O2分子的结构式为H－O－O－H
B．A、B、H的化学式分别为Fe、FeS、H2SO4
C．鉴定E中阳离子所用试剂为NaOH溶液、湿润的蓝色石蕊试纸
D．C的酸性溶液与双氧水反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
5．下列离子方程式书写不正确的是( )
A．FeI2溶液中加入足量的Br2：2Fe2＋＋4I－＋3Br2===2Fe3＋＋2I2＋6Br－
B．将足量Fe2(SO4)3溶液滴入Mg(OH)2悬浊液中：2Fe3＋＋3Mg(OH)2===2Fe(OH)3＋3Mg2＋
C．酸性条件下Fe2(SO4)3溶液加热生成FeO(OH)沉淀：Fe3＋＋2H2OFeO(OH)↓＋3H＋
D．Fe2(SO4)3溶液中加入足量Ba(OH)2溶液：Fe3＋＋SO＋Ba2＋＋3OH－===Fe(OH)3↓＋BaSO4↓
6．通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验现象的解释正确的是( )
选项 操作及现象 解释
A 向淀粉碘化钾溶液中加入FeCl3溶液，溶液变蓝 Fe3＋能与淀粉发生显色反应
B 将生铁放置于潮湿的空气中，铁表面有一层红棕色的斑点 铁在潮湿的空气中易生成Fe(OH)3
C 向稀硝酸中加入少量铁粉，有气泡产生 说明Fe置换出硝酸中的氢，生成了氢气
D 新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间，白色物质变成了红褐色 说明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3
7．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，其中不正确的是( )
选项 实验操作 实验现象 离子反应 实验结论
A 向氯化亚铁溶液中通入氯气 浅绿色溶液变成棕黄色溶液 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋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＋＋Zn===Zn2＋＋Fe Fe2＋具有氧化性
C 在氯化铁溶液中加入铁粉 棕黄色溶液变成浅绿色溶液 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 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＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ Fe3＋具有氧化性
8．下列除杂的操作不正确的是( )
A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量镁充分反应后过滤
B．FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤
C．CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤
D．CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反应后过滤
9．Fe2＋、Fe3＋、Zn2＋较完全地形成氢氧化物沉淀的pH分别为6.7、3.7、4.6。某硫酸锌酸性溶液中含少量Fe2＋、Fe3＋杂质离子，为除去这些离子制得纯净的ZnSO4，应加入的试剂是( )
A．NaOH溶液 B．氨水 C．KMnO4、ZnCO3 D．H2O2、ZnO
10．某同学欲探究铁及其化合物的性质，下列实验方案可行的是( )
A．将铁粉加入热的浓硫酸中：探究铁的活泼性
B．将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中：制备Fe(OH)3胶体
C．将铜粉加入FeCl3溶液中：验证Fe3＋的氧化性强于Cu2＋
D．在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液：制备FeSO4·6H2O晶体
11．下列离子方程式书写正确的是( )
A．铁与稀盐酸反应：Fe＋6H＋===Fe3＋＋3H2↑
B．氯气与氯化亚铁溶液反应：Cl2＋Fe2＋===Fe3＋＋2Cl－
C．氯化铁溶液与铜反应：3Cu＋2Fe3＋===2Fe＋3Cu2＋
D．氯化铁溶液与硫化氢反应：2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋
12．常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A．透明的溶液中：Fe3＋、Mg2＋、SCN－、Cl－ B．pH＝0的溶液中：Fe2＋、K＋、NO、SO
C．0.1 mol·L－1 FeCl3溶液中：K＋、NH、I－、HCO D．1.0 mol·L－1 KNO3溶液中：H＋、Fe3＋、Cl－、SO
【高考真题演练】
1．(2024·新课标卷)实验室中利用下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＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 B．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好
C．用木柴点燃肥皂泡检验生成氢气 D．使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉
2．(2024·广东卷)部分含Mg或Al或Fe物质的分类与相应化合价关系如图。下列推断合理的是( )
A．若a在沸水中可生成e，则af的反应一定是化合反应
B．在gfed转化过程中，一定存在物质颜色的变化
C．加热c的饱和溶液，一定会形成能产生丁达尔效应的红棕色分散系
D．若b和d均能与同一物质反应生成c，则组成a的元素一定位于周期表p区
3．(2023·浙江1月选考)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( )
实验方案 现象 结论
A 往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 溶液先变成血红色后无明显变化 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再聚集成Fe(OH)3沉淀
4．(2022·湖南高考)为探究FeCl3的性质，进行了如下实验(FeCl3和Na2SO3溶液浓度均为0.1 mol·L－1)。依据下述实验现象，结论不合理的是( )
实验 操作与现象
① 在5 mL 水中滴加2滴FeCl3溶液，呈棕黄色；煮沸，溶液变红褐色。
② 在5 mL FeCl3溶液中滴加2滴Na2SO3溶液，变红褐色；再滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀。
③ 在5 mL Na2SO3溶液中滴加2滴FeCl3溶液，变红褐色；将上述混合液分成两份，一份滴加K3[Fe(CN)6]溶液，无蓝色沉淀生成；另一份煮沸，产生红褐色沉淀。
A．实验①说明加热促进Fe3＋水解反应
B．实验②说明Fe3＋既发生了水解反应，又发生了还原反应
C．实验③说明Fe3＋发生了水解反应，但没有发生还原反应
D．整个实验说明SO对Fe3＋的水解反应无影响，但对还原反应有影响
5．(2022·浙江6月选考)关于化合物FeO(OCH3)的性质，下列推测不合理的是( )
A．与稀盐酸反应生成FeCl3、CH3OH、H2O B．隔绝空气加热分解生成FeO、CO2、H2O
C．溶于氢碘酸(HI)，再加CCl4萃取，有机层呈紫红色 D．在空气中，与SiO2高温反应能生成Fe2(SiO3)3
【课时精练】
1．铁及其化合物在生产、生活中应用广泛。下列铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是( )
A．Fe有导电性，可用于湿法炼铜 B．FeCl3有氧化性，可用于净水
C．Fe2O3呈红棕色，可用于制作颜料 D．K2FeO4易溶于水，可用于杀菌消毒
2．下列说法不正确的是( )
A． Fe2O3呈红色，可用作颜料
B．常温下铁与浓硝酸反应可制备NO2
C．铁丝在O2中燃烧生成Fe3O4
D．工人将模具干燥后再注入熔融钢水，是因为铁与H2O高温下会反应
3．下列关于铁及其化合物的说法正确的是( )
A．FeS2在沸腾炉中与O2反应主要生成SO3 B．Mg加入过量FeCl3溶液中可得Fe
C．钢铁在潮湿空气中生锈主要是发生了电化学腐蚀 D．铁粉与氧化铝发生的铝热反应可用于焊接铁轨
4．下列有关铁及其化合物的说法正确的是( )
A．H2O(g)通过灼热铁粉：3H2O＋2Fe===Fe2O3＋3H2 B．FeO粉末在空气中受热，迅速被氧化成Fe3O4
C．镀锌铁皮的镀层破损后，铁皮会加速腐蚀 D．室温下，Fe与浓硫酸反应生成FeSO4
5．下列说法正确的是( )
A．高温下铁和水蒸气反应生成铁红 B．过量铁粉在Cl2中燃烧制取FeCl2
C．过量的Fe与稀硝酸反应生成Fe(NO3)2 D．铁在热的浓硝酸中钝化
6．用黄色的FeCl3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FeCl3固体 溶液变成红褐色 FeCl3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FeCl3溶液微热 溶液变成红褐色 水解反应ΔH＞0
7．混合下列各组物质使之充分反应，加热蒸干产物并在300 ℃下灼烧至质量不变，最终残留固体不是纯净物的是( )
A．向红褐色的Fe(OH)3固体中加入过量盐酸 B．等物质的量浓度、等体积的(NH4)2SO4与BaCl2溶液
C．等物质的量的NaHCO3与Na2O2固体溶于水 D．向NaBr溶液中通入过量氯气
8．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
9．如图所示装置可用来制取Fe(OH)2和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化。实验提供的试剂：铁屑、6 mol·L-1硫酸溶液、NaOH溶液。下列说法错误的是( )
A．B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是铁屑
B．实验开始时应先将活塞E关闭
C．生成Fe(OH)2的操作为关闭E，将A中溶液压入B中
D．取下装置B中的橡皮塞，使空气进入，有关反应的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
10．已知：普通铁＋水蒸气铁的氧化物＋氢气，铁的氧化物＋氢气“引火铁”＋水蒸气，“引火铁”为颗粒很细、反应活性很高的铁粉。某实验小组使用普通铁粉、20%的盐酸及其他试剂制备“引火铁”，装置（铁架台、铁夹、铁网、陶土网、加热仪器等略去）如图。关于下述装置和实验，下列分析错误的是( )
A．I中加入普通铁粉，G中可加入碱石灰 B．A中生成磁性氧化铁，E中生成“引火铁”
C．需要加热的仪器只有A、E D．D用于收集氢气，F处的尾气需处理
11．选择合适试剂完成甲、乙两组实验。
甲组：检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+
乙组：检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+
下列试剂及加入顺序能达到实验目的的是( )
选项 甲组 乙组
A 新制氯水、KSCN溶液 KSCN溶液
B 酸性KMnO4溶液 KSCN溶液
C 酸性KMnO4溶液 溴水
D 溴水 酸性KMnO4溶液
12．常温时，pH对一定浓度的FeSO4溶液稳定性的影响如图所示，下列分析不合理的是( )
A．pH越小，越有利于Fe2＋存在于溶液中
B．pH在3.0～5.5，pH的变化对FeSO4溶液的稳定性影响不大
C．pH＝6时，通入一定量的氯气，溶液酸性增强，有利于Fe2＋存在于溶液中
D．保持溶液的pH始终为6.5时，可能发生的反应为4Fe2＋＋O2＋10H2O4Fe(OH)3＋8H＋
13．实验小组用过量FeCl3溶液处理覆铜板得到浸出液，并对其中的物质进行回收，流程如下。下列有关说法正确的是( )
A．浸出液呈中性 B．滤渣只有铜粉
C．用KSCN溶液检验是否“氧化”完全 D．溶液a回收后可用于处理覆铜板
14．将Na2S溶液逐滴加入等物质的量浓度的FeCl3溶液中，发生反应：2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S↓；将FeCl3溶液逐滴加入等物质的量浓度的Na2S溶液中，发生反应：2Fe3＋＋3S2－===Fe2S3↓。则下列叙述错误的是( )
A．Fe3＋在酸性环境中氧化性较强 B．S2－在碱性环境中还原性较强
C．相同温度下Fe(OH)3的溶解度比Fe2S3的大 D．向FeCl3溶液中通入H2S，有硫析出
15．废铁屑制Fe2O3的一种流程如图，下列说法不正确的是( )
A．热的纯碱溶液可去除废铁屑表面的油污 B．操作a是萃取
C．冰水既可洗去杂质又可减少固体的溶解 D．Fe2O3可用作红色颜料
16．工业生产中以Fe2O3/Al2O3为氧载体，化学链制氢联合甲烷干重整制备合成气(CO、H2)的原理如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A．M为Fe3O4
B．“干重整”时，装置中可能出现积碳
C．“氧化Ⅱ”中发生的主要反应是2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O
D．该过程能有效实现温室气体(CH4、CO2)的回收利用
17．(H2NCH2COO)2Fe(甘氨酸亚铁)是一种新型的铁营养强化剂。实验室制备甘氨酸亚铁部分装置如图(部分夹持装置省略，气密性已检查)。下列说法错误的是( )
已知：①2H2NCH2COOH＋FeSO4＋2NaOH===(H2NCH2COO)2Fe＋Na2SO4＋2H2O
②柠檬酸易溶于水和乙醇，有弱酸性和还原性
③甘氨酸亚铁易溶于水，难溶于乙醇
A．发生反应①的操作：先打开K1、K3，一段时间后关闭K1、K3，再打开K2、K4
B．加入柠檬酸的作用是调节溶液的pH使反应充分发生
C．反应结束后向反应混合液中加入乙醇，目的是降低甘氨酸亚铁的溶解度
D．洗涤甘氨酸亚铁粗产品最好选择乙醇
18．溴化亚铁(FeBr2)是一种常用的催化剂，易潮解变质，800 ℃以上可升华，高温时溴化铁(FeBr3)迅速分解成溴化亚铁。如图所示制备溴化亚铁(部分夹持仪器未画出)，下列说法正确的是( )
A．若用浓硫酸代替浓磷酸，对产品的纯度产生影响
B．烧瓶中进行反应：H3PO4＋NaBrNaH2PO4＋HBr↑，说明H3PO4的酸性强于HBr
C．碱石灰的作用是阻止空气中水蒸气进入，故可用无水氯化钙代替
D．实验结束时，通入一段时间N2，排出残留的HBr，避免造成污染
19．铁铵矾[NH4Fe(SO4)2·12H2O]常用于制备高铁酸盐。下列反应的离子方程式正确的是( )
A．铁铵矾溶液与氨水反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
B．向铁铵矾溶液中通入H2S气体：2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋
C．在强碱溶液中，铁铵矾与次氯酸钠反应生成Na2FeO4：3ClO－＋2Fe3＋＋6OH－===2FeO＋3Cl－＋H2O＋4H＋
D．向铁铵矾溶液中加入过量Ba(OH)2溶液：Fe3＋＋2SO＋2Ba2＋＋3OH－===Fe(OH)3↓＋2BaSO4↓
20．向一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入150 mL 4 mol·L－1的稀硝酸恰好使混合物完全溶解，放出2.24 L NO(标准状况)，向所得溶液中加入KSCN溶液，无红色出现。若用足量的H2在加热条件下还原相同质量的混合物，所得到的铁的物质的量为( )
A．0.21 mol B．0.25 mol C．0.3 mol D．0.35 mol
21．氢氧化亚铁可以用来制颜料、药物、催化剂、吸收剂和砷解毒剂等。某化学兴趣小组同学设计以下实验探究氢氧化亚铁的制备
【A组实验】用FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备Fe(OH)2
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入__________________
(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用____________的方法
(3)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液，这样操作的理由是_________________________________________________；为了使沉淀能持续一段时间不变色，还可在FeSO4溶液上面加保护层，如______等
【B组实验】选用稀硫酸、铁粉、NaOH溶液进行实验，装置如图
(4)实验时，先________(填“打开”或“关闭”，下同)止水夹K，然后打开分液漏斗的玻璃塞和活塞，使稀硫酸与铁粉反应，一段时间后，________止水夹K，利用氢气造成试管内的压强增大，将FeSO4溶液压至NaOH溶液中反应制得白色Fe(OH)2沉淀，且沉淀能持续一段时间不变色。沉淀能一段时间不变色的原因是_______________
___________________________________________
【C组实验】利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，如图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁。
(5)①a电极的材料应为__________，电极反应式为_____________________
②电解液c可以是________(填字母)
A．纯水 B．NaCl溶液 C．NaOH溶液 D．CuCl2溶液
③d为苯，其作用是______________________________________，在加入苯之前对电解液c应作何简单处理？_________________。能否将苯替换成CCl4？______(填“能”或“否”)？理由是___________________________
________________________________________________
(6)若c为Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为_______________________________________________________
22．醋酸亚铬[(CH3COO)2Cr·2H2O]为砖红色晶体，难溶于冷水，易溶于酸，在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂，将三价铬还原为二价铬；二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示。回答下列问题：
(1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却，目的是______________________，仪器a的名称是___________
(2)将过量锌粒和氯化铬固体置于c中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置。打开K1、K2，关闭K3
①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，该反应的离子方程式为____________________________
②同时c中有气体产生，该气体的作用是____________________________________________
(3)打开K3，关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d，d中析出砖红色沉淀。为使沉淀充分析出并分离，需采用的操作是____________、____________、洗涤、干燥
(4)指出装置d可能存在的缺点：____________________________________________________________________
23．高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效净水剂。已知：K2FeO4易溶于水，微溶于KOH浓溶液，难溶于乙醇；在酸性或中性溶液中不稳定，在 0～5 ℃的强碱性溶液中较稳定。某实验小组欲制备高铁酸钾并测定其纯度
Ⅰ．制备高铁酸钾(夹持装置略)
(1)装置A为氯气发生装置，其中盛放浓盐酸的仪器名称为________。
(2)在上图中将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。
(3)装置C中Cl2与Fe(OH)3、KOH反应生成K2FeO4的离子方程式是___________________________________
(4) 实验时将装置C置于冰水浴中，其原因是_______________________________________________________
(5)K2FeO4粗产品一般用乙醇进行洗涤，选择乙醇洗涤的优点是________________________________________
Ⅱ．测定产品纯度
(6)将a g K2FeO4(摩尔质量为M g/mol)粗产品溶于过量的碱性亚铬酸盐[Cr(OH)]溶液中，充分反应后，加入稀硫酸酸化，用 c mol/L (NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液V mL。已知该过程中涉及Cr元素转化的离子反应主要有三个：①Cr(OH)＋FeO===Fe(OH)3↓＋CrO＋OH－，
②_________________________________________________
③Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O
该粗产品中K2FeO4的质量分数为___________(用含a、c、V、M的代数式表示)。若滴定管先用蒸馏水润洗再用标准液润洗，则测得的结果_____________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)
24．Ⅰ．某小组同学对Fe3＋与I－的反应进行的探究如图1
图1
(1)写出KI溶液中滴入FeCl3溶液发生反应的离子方程式____________________________________
(2)实验证明Fe3＋与I－的反应为可逆反应，原因是_______________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
Ⅱ．取1mL0.1mol/LFeSO4溶液于试管中，向其中滴入5滴0.01mol/L碘水，充分振荡，完成图2实验。
图2
(3)实验①证明原混合液中产生了____(填离子符号)
(4)实验②证明溶液中有Fe3＋，对Fe3＋产生的原因做出如下假设：
假设a：空气中存在O2，由于______________________________(用离子方程式表示)，可产生Fe3＋
假设b：步骤①加入的Ag＋具有氧化性，可产生Fe3＋
假设c：原混合液中碘水可将Fe2＋氧化为Fe3＋
假设d：________________________________________________
(5)某同学在进行上述实验①时，不小心加了2mL0.1 mol·L－1 AgNO3溶液，结果在溶液出现黄色浑浊几秒钟后，迅速出现大量灰黑色浑浊。为探究出现灰黑色浑浊的原因，设计并完成了实验③。
实验③：该同学向1 mL 0.1mol·L－1 FeSO4溶液中加入1 mL mol·L－1 AgNO3溶液，开始时，溶液无明显变化。几分钟后，出现大量灰黑色浑浊。测定溶液中Ag＋浓度随反应时间的变化如图3。根据实验现象和c(Ag＋)变化图像推测灰黑色浑浊可能是________，实验③产生灰黑色浑浊的原因是__________________________(用离子方程式表示)
图3
25．粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收集下来的细灰，主要成分有Al2O3、Fe2O3、FeO和SiO2等物质。综合利用粉煤灰不仅能够防止环境污染，还能制得纳米Fe2O3等重要物质
已知：①伯胺(R—NH2)能与Fe3＋反应：3R－NH2＋Fe3＋＋SO＋H2OFe(NH2－R)3(OH)SO4＋H＋，生成易溶于煤油的产物
②Fe3＋在水溶液中能与Cl－反应：Fe3＋＋6Cl－[FeCl6]3－
(1)“酸浸”过程中FeO发生反应的离子方程式为________________________________________________；滤渣的成分为________
(2)加入过量H2O2的作用是__________________________________________
(3)伯胺－煤油可对浸取液进行分离，该操作的名称是____________
(4)向水层Ⅱ中加入N2H4可使Fe3＋转化为Fe2＋并放出对环境无害的气体，理论上氧化剂与还原剂的物质的量之比为________；向所得弱酸性溶液中再通入O2即可生成FeOOH，其离子方程式为________________________
26．氯化铁是重要的化工原料。针对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↑，装置如下图所示(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________
a．ZnCl2·H2O b．CuSO4·5H2O c．Na2S2O3·5H2O
27．比亚迪采用磷酸亚铁锂技术的刀片电池，大幅度提高了电动汽车的续航里程。以硫铁矿(主要成分是FeS2，含少量Al2O3、SiO2和Fe3O4)为原料制备LiFePO4的流程如下，请回答下列问题：
已知几种金属离子沉淀的pH如表所示：
金属氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3
开始沉淀的pH 2.3 7.5 4.0
完全沉淀的pH 4.1 9.7 5.2
(1)SO2分子的空间结构为________形，基态Fe原子的电子排布式为____________________________
(2)“还原”反应的离子方程式为__________________________
(3)从平衡的角度解析加入FeO“除铝”的原因(结合离子方程式说明)_____________________________________
_______________________________________________________________________________________________
(4)流程中在“高温煅烧”条件下，由FePO4制备LiFePO4的化学方程式为______________________
【铁及其重要化合物】答案
【精准训练1】
1．D
2．A。解析：铁粉具有还原性，可吸收空气中的O2、水蒸气，常用作食品包装袋内的脱氧剂，A正确；高温下铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，不生成Fe(OH)3，B错误；常温下，铁在浓硫酸中发生钝化，表面生成致密氧化膜保护层，并非不反应，C错误；铁粉与单质硫反应生成FeS,16.8 g铁粉为0.3 mol，完全反应转移电子数0.6NA，D错误。
3．D。解析：Fe与I2反应生成FeI2，A错误；正确的离子方程式：Cu2+＋Fe===Fe2+＋Cu，B错误；5.6 g Fe的物质的量为＝0.1 mol，与足量的S反应生成FeS，转移电子数为0.2NA，C错误；Fe变为Fe3O4，固体质量增加，D正确。
4．C。解析：由于铁的物质的量为＝0.4 mol，所以在反应的过程中它失去的电子数应介于0.8 mol(此时只产生Fe2＋)和1.2 mol(此时只产生Fe3＋)之间，又产生0.3 mol NO2和0.2 mol NO，即反应过程中硝酸得到的电子物质的量为0.3 mol×(5－4)＋0.2 mol×(5－2)＝0.9 mol，所以对应的产物既有Fe(NO3)3又有Fe(NO3)2，设前者的物质的量为x，后者的物质的量为y，则由铁原子守恒可得x＋y＝0.4 mol，由得失电子守恒得3x＋2y＝0.9 mol，解得x＝0.1 mol，y＝0.3 mol。
5．A。解析：满足条件的反应为
Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O①
3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O②
满足方程①的a∶b＝(4×63)∶56＝9∶2，
满足方程②的a∶b＝(8×63)∶(3×56)＝3∶1。
介于方程①②之间即3≤≤4.5的都行。只有A不符合。
6．C。解析： 铁和浓硫酸在加热条件下反应生成Fe2(SO4)3、SO2和H2O，随着反应的进行，浓硫酸变稀，铁和稀硫酸反应生成FeSO4和H2。SO2溶于水生成H2SO3，使溶液显酸性，故不能直接用pH试纸来判断反应后硫酸是否剩余，A项正确；K3[Fe(CN)6]与Fe2＋作用产生蓝色沉淀，K3[Fe(CN)6]可检验Fe2＋；KSCN与Fe3＋作用，溶液显红色，KSCN可检验Fe3＋，B项正确；反应生成的气体中可能含有H2，混合气体的总物质的量为＝0.001 mol，若气体都为SO2，根据S原子守恒，生成沉淀0.001 mol，质量为0.001 mol×233 g/mol＝0.233 g，但实际上，SO2物质的量小于0.001 mol，则沉淀质量小于0.233 g，C项错误；生成的气体通入BaCl2溶液，若有硫酸蒸气逸出或部分SO2被氧化生成SO，则与Ba2＋反应，生成BaSO4白色沉淀，D项正确。
【精准训练2】
1．C。解析：铁的三种氧化物中，氧元素的化合价都为－2；铁元素的化合价不同，氧化铁中铁为＋3价，氧化亚铁中铁为＋2价，四氧化三铁中铁为＋2价和＋3价；氧化铁俗称铁红，是一种红棕色的固体；铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，是一种黑色固体。
2．D。解析：根据2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－，可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中n(Fe2+)＝0.025 mol×2＝0.05 mol，根据电荷守恒得2n(Fe2+)＋3n(Fe3+)＝n(Cl－)，则n(Fe3+)＝0.2 mol，故n(Fe2+)∶n(Fe3+)＝0.05∶0.2＝1∶4，故该氧化物可表示为FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。
3．C。解析：由思路点拨可知，A、B正确；反应一段时间后，可在仪器3中观察到白色沉淀，C错误；本实验利用反应生成的氢气排尽装置中的空气，故制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间保持白色状态，D正确。结合装置分析可知：在三颈烧瓶2中加入铁单质，分液漏斗中加入稀硫酸，开启开关B、C，关闭开关A，利用反应生成氢气排出装置中的空气，收集C处的气体验纯，将装置中的空气排尽后关闭开关B，开启开关A，利用生成的氢气把硫酸亚铁溶液压入仪器3，反应生成氢氧化亚铁白色沉淀。
4．D。解析：根据控制单一变量的原则，实验Ⅱ和Ⅲ反应条件不一样(实验Ⅱ为FeSO4晶体，而实验Ⅲ为FeSO4溶液)，单从实验结果，无法得出实验Ⅲ溶液中氧气含量明显多于实验Ⅱ的结论，D不符合题意。
5．C。解析：铁红的主要成分是氧化铁，可用于油漆、油墨、建筑物的着色剂，A项正确；滤液A中溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的HCl，加入Fe粉可还原铁离子并除去过量的HCl：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，B项正确；过量的H2O2在步骤⑤中会继续氧化＋2价的铁，因此步骤④中H2O2溶液不能过量，C项错误；纳米态Fe3O4的平均直径为25 nm，形成的分散系属于胶体，可以通过做丁达尔效应实验验证，D项正确。
【精准训练3】
1．C。解析：A项中只能说明含有Fe3+，不能说明不含Fe2+，不合理；B项原溶液中也可能只有Fe3+而没有Fe2+，不合理；D项中氧化后生成的红褐色沉淀Fe(OH)3也可能掩盖了生成的白色沉淀Mg(OH)2，不合理。
2．D
3．D。解析：步骤Ⅰ中铁离子与碘离子反应的离子方程式为2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，故A正确；苯不溶于水，所以步骤Ⅱ中通过分液的方法可将水溶液与苯分离，故B正确；由题意可知，碘化钾溶液与氯化铁溶液反应时，碘化钾溶液过量，若步骤Ⅲ中加入硫氰化钾溶液后溶液变红，说明溶液中存在铁离子，即铁离子与碘离子的反应不能完全进行，有一定限度，故C正确；溶液中铁离子会与硫氰根离子反应生成红色的硫氰化铁，则铁离子不可能与硫氰根离子在溶液中大量共存，故D不正确。
4．B。解析：NaClO是强碱弱酸盐，水解显碱性，Fe3+在碱性条件下会产生红褐色沉淀，故A正确；NaClO有强氧化性，KSCN中的SCN－会直接被氧化为硫酸根离子，故B错误；气体进入多孔陶瓷后再扩散到溶液中，可增大气体与溶液的接触面积，有利于气体充分吸收，故C正确；氯水过量时，红色会褪去，滴入NaClO溶液至过量过程中，圆底烧瓶中红色变浅，都说明SCN－会被氧化剂氧化，SCN－中S：－2价，C：＋4价，N：－3价，S被氧化成硫酸根离子，最终收集到氮气，故S、N元素被氧化，故D正确。
5．D。解析： 检验铁离子时胶头滴管不能伸入试管内，D错误。
6．D。解析：1 mol次氯酸得2 mol电子生成氯离子，1 mol K2FeO4得3 mol电子转化为三价铁，故1 mol K2FeO4消毒能力相当于1.5 mol HClO，A正确；根据得失电子守恒和元素守恒配平方程式：3NaClO＋2Fe(NO3)3＋10NaOH===2Na2FeO4＋3NaCl＋6NaNO3＋5H2O，B正确；流程图中高铁酸钠加入饱和氢氧化钾溶液利用同温度时高铁酸钠溶解度大于高铁酸钾可生成高铁酸钾，C正确。
【精准训练4】
1．C。解析：铁与高温水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，不能实现转化①，故A错误；Fe2O3不溶于水，加水不溶解，不可转化为Fe(OH)3，故B错误；高铁酸盐(FeO)中Fe元素为＋6价，具有强氧化性，可用于饮用水消毒，与水反应生成的氢氧化铁胶体具有较大表面积，可吸附悬浮杂质，可以作净水剂，故C正确；FeO是一种黑色粉末，其中Fe元素显＋2价，既可作氧化剂又可作还原剂，故D错误。
2．B。解析：由题图中所示铁元素不同化合价及物质类别可知，a为Fe，b为Fe2O3，c为FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等铁盐，d为Fe(OH)3，e为Fe(OH)2，f为FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等亚铁盐。Fe和Cl2反应只能生成FeCl3，故A错误；可用K3[Fe(CN)6]溶液检验Fe3+溶液中含有Fe2+，故B正确；在高温条件下，Fe与水蒸气反应得到Fe3O4，故C错误；Fe3+和HCO在溶液中会发生相互促进的水解反应，不能大量共存，故D错误。
3．A。解析】 铁与盐酸反应生成FeCl2，B错误；Fe(OH)2与足量稀硝酸反应生成Fe(NO3)3，C错误；SO2与水反应生成H2SO3，D错误。
4．C。解析：F为红褐色沉淀，且由氨水与D反应得到，则F为氢氧化铁，则D为铁盐，C与双氧水反应生成铁盐，则C为亚铁盐，A与稀硫酸反应生成C，则C为硫酸亚铁，A为铁单质，B为硫化亚铁，D为硫酸铁，E为硫酸铵，H为硫酸。鉴定铵根离子所用的试剂为浓NaOH溶液、湿润的红色石蕊试纸，C错误。
5．D。解析】 Fe2(SO4)3溶液中加入足量Ba(OH)2溶液，离子方程式为2Fe3＋＋3SO＋3Ba2＋＋6OH－===2Fe(OH)3↓＋3BaSO4↓，D错误。
6．D。解析：Fe3＋将I－氧化生成I2，淀粉遇到I2显蓝色，并非Fe3＋能与淀粉发生显色反应，A错误；铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，不是Fe(OH)3，B错误；稀硝酸具有强氧化性，与铁粉反应生成NO，不产生H2，C错误；Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3，故新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间，白色物质变成了红褐色，D正确。
7．D。解析：向FeCl2溶液中通入Cl2，Fe2＋被氧化为Fe3＋，溶液变成棕黄色，Fe2＋作还原剂，表现还原性，A正确；向FeCl2溶液中加入锌片，Zn将Fe2＋还原为Fe，溶液变成无色，Fe2＋作氧化剂，表现氧化性，B正确；向FeCl3溶液中加入铁粉，发生反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Fe作还原剂，表现还原性，C正确；向FeCl3溶液中加入铜粉，发生反应：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，溶液由棕黄色变为蓝色，Fe3＋作氧化剂，表现氧化性，D错误。
8．C。解析：Mg与FeCl3反应生成FeCl2，过量Mg可与FeCl2反应置换出Fe，过滤可分离，A正确；加入过量铁粉，FeCl3与Fe反应生成FeCl2，过滤可达到除杂的目的，B正确；加入NaOH溶液，Cu2＋、Fe3＋均能转化成氢氧化物沉淀，不符合除杂要求，C错误；H2O2可将Fe2＋氧化成Fe3＋，加CuO可促进铁离子水解转化成Fe(OH)3沉淀，过滤可分离，D正确。
9．D。解析：由于Fe2＋沉淀所需pH比Zn2＋大，应首先将Fe2＋氧化为Fe3＋，然后调节溶液的pH使Zn2＋还未沉淀时Fe3＋已沉淀完全。氧化剂H2O2将Fe2＋氧化为Fe3＋，ZnO能消耗溶液中的H＋且不引入新的杂质离子，故D项符合要求。
10．C。解析：由于浓硫酸具有强氧化性，加热条件下铁与其反应生成Fe2(SO4)3和SO2，无法说明铁的活泼性，A不可行；将NaOH加入FeCl3溶液中，得到Fe(OH)3沉淀，B不可行；将铜粉加入FeCl3溶液中，发生反应Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，该反应说明Fe3＋的氧化性强于Cu2＋，C可行；在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液，氧气可将FeSO4氧化，也得不到含结晶水的化合物，D不可行。
11．D。解析：铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，故A错误；氯气与氯化亚铁溶液反应生成氯化铁，离子方程式为Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－，故B错误；氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁，离子方程式为Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋，故C错误。
12．D
【高考真题演练】
1．B。解析：A．铁和水蒸气在高温下发生反应生成Fe3O4和H2，该反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，A正确；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；C．用木柴点燃肥皂泡，若产生尖锐的爆鸣声，则可检验生成的气体为氢气，C正确；D．由于该实验中的反应要在高温下发生，因此要使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉，D正确；故选B
2．B。解析：A．若a在沸水中可生成e，此时a为Mg，e为Mg(OH)2，即f为镁盐，af的反应有多种，可能为Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，该反应属于置换反应，可能为Mg＋Cl2MgCl2，该反应属于化合反应，综上af的反应不一定是化合反应，故A错误；B．e能转化为d，此时e为白色沉淀Fe(OH)2，d为红褐色沉淀Fe(OH)3，说明在gfed转化过程中，一定存在物质颜色的变化，故B正确；C．由题意得，此时能产生丁达尔效应的红棕色分散系为Fe(OH)3胶体，c应为铁盐，加热铁盐的饱和溶液，也有可能直接得到Fe(OH)3沉淀，故C错误；D．假设b为Al2O3，即d为Al(OH)3，c为铝盐，Al2O3、Al(OH)3与稀盐酸反应均生成铝盐，此时组成a的元素为Al，位于周期表p区；假设b为Fe2O3，即d为Fe(OH)3，c为铁盐，Fe2O3、Fe(OH)3与稀盐酸反应均生成铁盐，此时组成a的元素为Fe，位于周期表d区，故D错误；故选B。
3．D。解析：往FeCl2溶液中加入Zn片，发生反应：Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋，Fe2＋的氧化能力比Zn2＋的强，A错误；往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液，发生反应：Fe3＋＋3SCN－??Fe(SCN)3，溶液变血红色，再加入少量K2SO4固体，对平衡无影响，故不能说明Fe3＋与SCN－的反应不可逆，B错误；若食品脱氧剂样品中有＋3价铁，铁粉与＋3价铁发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，滴加KSCN溶液，溶液呈浅绿色，C错误；向沸水中逐滴加5～6滴饱和FeCl3溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，得到Fe(OH)3胶体，持续煮沸，Fe(OH)3胶体发生聚沉，析出红褐色沉淀，D正确。
4．D。解析：铁离子水解显酸性，亚硫酸根离子水解显碱性，两者之间存在相互促进的水解反应，同时铁离子具有氧化性，亚硫酸根离子具有还原性，两者还会发生氧化还原反应，在同一反应体系中，铁离子的水解反应与还原反应共存并相互竞争，结合实验分析如下：实验①为对照实验，说明铁离子在水溶液中显棕黄色，存在水解反应：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，加热，促进水解平衡正向移动，得到红褐色的氢氧化铁胶体；实验②说明少量亚硫酸根离子加入后，Fe3＋发生水解反应得到红褐色的氢氧化铁胶体；根据铁氰化钾检测结果可知，同时发生氧化还原反应，使铁离子被还原为亚铁离子，而出现特征蓝色沉淀；实验③通过反滴操作，根据现象描述可知，溶液仍存在铁离子的水解反应，但由于铁离子少量，没检测出亚铁离子的存在，说明铁离子的水解反应速率快，铁离子的还原反应未来得及发生。结合三组实验，说明铁离子与亚硫酸根离子混合时，铁离子的水解反应占主导作用，比氧化还原反应的速率快，因证据不足，不能说明亚硫酸根离子对铁离子的水解作用无影响，事实上，亚硫酸根离子水解显碱性，可促进铁离子的水解反应，故D不合理。
5．B。解析：化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为＋3，C为－2价，故其与稀盐酸反应生成FeCl3、CH3OH、H2O，反应原理为FeO(OCH3)＋3HCl===FeCl3＋H2O＋CH3OH，A不合题意；若隔绝空气加热分解生成FeO、CO2、H2O，则得失电子总数不相等，不符合氧化还原反应规律，即不可能生成FeO、CO2、H2O，B符合题意；溶于氢碘酸(HI)生成的Fe3+能将I－氧化为I2，反应原理为2FeO(OCH3)＋6HI===2FeI2＋I2＋2H2O＋2CH3OH，再加CCl4萃取，有机层呈紫红色，C不合题意；化合物FeO(OCH3)在空气中高温将生成Fe2O3、CO2和H2O，然后Fe2O3为碱性氧化物，SiO2为酸性氧化物，故化合物FeO(OCH3)与SiO2高温反应能生成Fe2(SiO3)3，D不合题意。
【课时精练】
1．C。解析：铁可用于湿法炼铜：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，是因为铁的还原性大于铜，与Fe有导电性无关，故不选A；FeCl3可用于净水，是因为Fe3＋水解生成的氢氧化铁胶体能吸附水中的悬浮杂质，与FeCl3的氧化性无关，故不选B；Fe2O3呈红棕色，可用于制作红色颜料，故选C；K2FeO4可用于杀菌消毒，是因为K2FeO4具有强氧化性，与K2FeO4的溶解性无关，故不选D。
2．B。解析：Fe2O3的颜色是红色，可用作红色颜料，A正确；常温下铁与浓硝酸会发生钝化，不能制备二氧化氮，B错误；熔融的铁与水蒸气在高温下反应会生成四氧化三铁和氢气，因此必须将模具干燥，D正确。
3．C。解析：FeS2在沸腾炉中与O2发生的反应为4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2，产物主要是SO2，故A错误；Mg加入FeCl3溶液中，Mg具有较强的还原性，先与Fe3+反应，生成Mg2+和Fe2+，若Mg过量，Mg与Fe2+继续反应生成Mg2+和Fe，但由于反应中FeCl3过量，所以不会生成Fe，故B错误；钢铁在潮湿的空气中，铁和碳、水膜形成原电池，发生电化学腐蚀，腐蚀速率更快，故C正确；铝粉与氧化铁发生铝热反应时放出大量的热，因此，生成的铁是液态的，可以将两段铁轨焊接在一起，故其可用于焊接铁轨，但是，铁粉与氧化铝不能发生铝热反应，D错误。
4．B。解析：H2O(g)通过灼热铁粉在高温条件下生成四氧化三铁和氢气，A错误；镀锌铁皮的镀层破损后构成原电池，锌作负极，铁作正极被保护，铁皮不易被腐蚀，C错误；室温下，铁在浓硫酸中发生钝化生成致密的氧化膜，D错误。
5．C。解析：高温下铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，A错误；铁粉在Cl2中燃烧只生成氯化铁，该反应与量无关，铁粉过量也不会生成氯化亚铁，B错误；常温下，铁遇冷的浓硝酸发生钝化反应，铁与热的浓硝酸反应生成二氧化氮、硝酸铁、水，D错误。
6．A。解析：FeCl3溶液中存在Fe3＋的水解平衡，水解的离子方程式为Fe3＋＋3H2O??Fe(OH)3＋3H＋。A项，加入FeCl3固体，平衡右移，c(Fe3＋)增大，但水解程度减小，错误；B项，加入等体积的水，平衡右移，c(Fe3＋)减小，溶液颜色变浅，正确；C项，加入Fe粉，发生反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Fe2＋呈浅绿色，正确；D项，加热，促进水解，说明水解是吸热反应，正确。
7．C。解析：反应得到的溶液中含有FeCl3和HCl，加热，FeCl3水解得到Fe(OH)3和HCl，HCl易挥发，Fe(OH)3受热分解最终得到的固体是Fe2O3，故A不符合题意；反应生成NH4Cl和BaSO4，NH4Cl受热分解，最终得到BaSO4，故B不符合题意；Na2O2与水反应生成NaOH，NaOH的物质的量是Na2O2的2倍，等物质的量的NaHCO3与Na2O2反应最终得到Na2CO3和NaOH的混合物，故C符合题意；向NaBr溶液中通入过量氯气，生成Br2和NaCl，Br2易挥发，最终得到NaCl，故D不符合题意。
8．D。解析：铁与水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气，铁、四氧化三铁均可被磁铁吸引，故D错误。
9．B。解析：制取硫酸亚铁需要铁屑，在烧瓶中应该先加入铁屑，A正确；稀硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气，实验开始时应打开活塞E，用氢气排出装置中的空气，B错误；铁和硫酸反应有氢气生成，关闭活塞E，导致装置A中压强逐渐增大，将FeSO4溶液压入B中进行反应生成氢氧化亚铁，C正确；氢氧化亚铁不稳定，容易被空气中的氧气氧化生成红褐色的氢氧化铁，反应的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，D正确。
10．C。解析：根据两套装置中各仪器的功能，可以判断出A中放置普通铁粉，B中放一定体积的水，加热持续提供水蒸气，C是安全瓶，用于防倒吸，D是利用排水集气法收集氢气的仪器。E中反应物为A中生成的四氧化三铁，圆底烧瓶I中放置普通铁粉，通过分液漏斗H加入一定体积的盐酸，产生H2，从I中逸出的气体中含有挥发出的氯化氢，经过G（内有碱石灰）除杂干燥后得到纯净的氢气，氢气进入E中和Fe3O4在一定温度下进行反应，得到“引火铁”，剩余的氢气进行收集或其他处理。
11．B。解析：甲组：检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+，Fe2+具有还原性，能使酸性高锰酸钾溶液或溴水褪色，Fe3+不能使酸性高锰酸钾溶液或溴水褪色，所以检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+可以选用酸性高锰酸钾溶液或溴水，不能选择KSCN溶液；乙组：检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+，Fe3+遇到KSCN溶液会变红色，而Fe2+不能使KSCN溶液变色，所以检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+，可以选用KSCN溶液，不能选择酸性KMnO4溶液、溴水。
12．C。解析：pH越小，Fe2＋被氧化的损耗量越小，越有利于Fe2＋的存在，A正确；pH在3.0～5.5，Fe2＋被氧化的损耗量几乎不变，说明pH在3.0～5.5，pH的变化对FeSO4溶液的稳定性影响不大，B正确；pH＝6时，通入一定量的氯气，部分氯气与水反应，溶液酸性增强，同时Cl2可将Fe2＋氧化为Fe3＋，不利于Fe2＋的存在，C错误；保持溶液的pH始终为6.5，Fe2＋开始被氧化，该过程可能为Fe2＋→Fe(OH)2→Fe(OH)3，总反应为4Fe2＋＋O2＋10H2O4Fe(OH)3＋8H＋，D正确。
13．D。解析：从浸出液（主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2）中进行物质回收，由流程可知，先加入过量的Fe，与氯化铁、氯化铜反应生成氯化亚铁、铜，滤渣中含Fe、Cu，加氯气氧化FeCl2产生FeCl3。浸出液含有Fe3+、Cu2+、Fe2+，水解使得溶液呈酸性，故A错误；氯气氧化FeCl2产生FeCl3，因为FeCl3为产物，只要反应开始就能使KSCN溶液变红，无法检验是否“氧化”完全，故C错误；溶液a为FeCl3溶液，可用于处理覆铜板，故D正确。
14．B。解析：FeCl3溶液中Fe3＋水解：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，且将Na2S溶液逐滴加入等物质的量浓度的FeCl3溶液中，发生反应：2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S↓，由此看出Fe3＋在酸性环境中氧化性较强，故A正确；Na2S溶液中S2－水解：S2－＋H2OHS－＋OH－(主要)、HS－＋H2OH2S＋OH－(少量)，将FeCl3溶液逐滴加入等物质的量浓度的Na2S溶液中，发生反应：2Fe3＋＋3S2－===Fe2S3↓，没有生成硫单质，S2－在碱性环境中还原性较弱，故B错误；由于将FeCl3溶液逐滴加入等物质的量浓度的Na2S溶液中，发生反应：2Fe3＋＋3S2－===Fe2S3↓，不生成Fe(OH)3，说明相同温度下Fe(OH)3的溶解度比Fe2S3的大，故C正确；向FeCl3溶液中通入H2S，硫离子被铁离子氧化成硫单质，有硫析出，故D正确。
15．B。解析：操作a是过滤，B项错误。
16．C。解析：“氧化Ⅰ”中主要发生的是铁和水蒸气在高温条件下生成四氧化三铁和H2的反应，则M为Fe3O4，A正确；甲烷中碳元素是－4价，二氧化碳中碳元素是＋4价，因此“干重整”时有可能生成单质碳，装置中可能出现积碳，B正确；“氧化Ⅱ”中发生的主要反应是O2＋4Fe3O46Fe2O3，C错误；根据题图和已知信息可判断该过程能有效实现温室气体(CH4、CO2)的回收利用，D正确。
17．B。解析：发生反应①的操作：先打开K1、K3，让稀硫酸顺利滴下与铁屑反应，生成硫酸亚铁与氢气，用H2排尽装置内空气，一段时间后关闭K1、K3，烧杯中压力增大，再打开K2、K4，产生的H2将生成的硫酸亚铁压入中间装置，与NaOH和甘氨酸进行目标反应，A正确；柠檬酸具有弱酸性和还原性，其作用是防止亚铁离子水解和被氧化，B错误；反应结束后向反应混合液中加入乙醇，可以降低甘氨酸亚铁的溶解度，C正确；甘氨酸亚铁易溶于水，难溶于乙醇，所以洗涤甘氨酸亚铁粗产品最好选择乙醇，D正确。
18．D。解析：将浓磷酸换成浓硫酸，会发生副反应：2NaBr＋2H2SO4(浓)SO2↑＋Br2＋2H2O＋Na2SO4，生成的SO2与铁不反应，溴与铁反应生成的FeBr3在高温下会迅速分解为FeBr2，对产品的纯度无影响，A错误；反应H3PO4＋NaBrNaH2PO4＋HBr↑是利用了难挥发性酸制取挥发性酸的原理，HBr是强酸，其酸性强于H3PO4，B错误；碱石灰用来吸收未反应的HBr和阻止水蒸气进入，而无水氯化钙不能吸收HBr，C错误；碱石灰用来吸收未反应的溴化氢，并防止空气中的水蒸气进入装置，实验结束时要关闭热源并继续通入氮气一段时间，使装置中残留的HBr被充分吸收，避免造成污染，D正确。
19．B。解析：一水合氨为弱碱，应以化学式表示，正确的离子方程式为Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH，A项错误；向铁铵矾溶液中通入H2S气体，Fe3＋将H2S氧化为S，Fe3＋被还原为Fe2＋，离子方程式为2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋，B项正确；强碱溶液中铁铵矾与次氯酸钠反应生成Na2FeO4的离子方程式为3ClO－＋2Fe3＋＋2NH＋12OH－===2FeO＋3Cl－＋2NH3·H2O＋5H2O，C项错误；向铁铵矾溶液中加入过量Ba(OH)2溶液，正确的离子方程式为NH＋Fe3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===Fe(OH)3↓＋2BaSO4↓＋NH3·H2O，D项错误。
20．B。解析] 题中物质转化关系分析如下：
n(HNO3)＝0.6 mol，n(NO)＝0.1 mol，反应后铁元素的存在形式为Fe(NO3)2，根据N元素守恒可知，反应后溶液中的n(NO)＝n(HNO3)－n(NO)＝0.6 mol－0.1 mol＝0.5 mol；根据Fe(NO3)2中Fe2＋与NO的定量关系可知，n(Fe2＋)＝n(NO)＝×0.5 mol＝0.25 mol，据Fe元素守恒推知，被H2还原所得n(Fe)＝0.25 mol。
21．(1)稀H2SO4、铁屑
(2)煮沸
(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化 苯(或煤油)
(4)打开 关闭 稀硫酸与铁粉反应产生的H2排出了装置中的空气
(5)①Fe Fe－2e－===Fe2＋
②BC
③隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化 加热煮沸，排出溶解的O2 否 CCl4比FeSO4溶液的密度大，
在下层，无法隔绝空气
(6)白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色
22．(1)除去水中溶解的氧气 分液漏斗
(2)①Zn＋2Cr3＋===Zn2＋＋2Cr2＋
②排尽装置c中的空气
(3)冷却结晶 过滤
(4)敞开体系，醋酸亚铬会与空气接触，且缺少氢气的处理装置
解析：醋酸亚铬在气体分析中用作氧气吸收剂，说明亚铬离子具有强还原性，易与氧气反应，则制备实验中应避免接触氧气，实验时，将过量锌粒和氯化铬固体置于c中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置，打开K1、K2，关闭K3，盐酸与锌反应可生成氢气，可将装置内的空气排出，避免亚铬离子被氧化，且发生Zn＋2Cr3＋===Zn2＋＋2Cr2＋，可观察到c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，打开K3，关闭K1和K2，c中压强增大，可使亮蓝色溶液流入d，可生成醋酸亚铬砖红色沉淀。
(1)为避免亚铬离子被氧化，应除去水中的溶解氧，实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却，目的是除去水中溶解的氧气。
(2)①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，说明生成亚铬离子，该反应的离子方程式为Zn＋2Cr3＋===Zn2＋＋2Cr2＋。
②盐酸与锌反应可生成氢气，可将装置内的空气排出，避免亚铬离子被氧化。
(3)打开K3，关闭K1和K2。c中压强增大，c中亮蓝色溶液流入d，d中析出砖红色沉淀。为使沉淀充分析出并分离，需采用的操作是冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
23．(1)分液漏斗 (2)
(3)3Cl2＋2Fe(OH)3＋10OH－===2FeO＋6Cl－＋8H2O
(4)K2FeO4在0～5℃环境中较稳定，防止副反应发生
(5)减少产品溶解损失；便于产品的干燥
(6)2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O % 无影响
解析：(2)装置B中应盛放饱和食盐水来除去Cl2中混有的HCl，装置B为洗气瓶，应是长管进气短管出气。(6)反应①中Cr元素以CrO形式存在，反应③中Cr元素以Cr2O形式存在，因此反应②中应是CrO转化成Cr2O，其离子方程式为2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O；根据发生的反应建立关系：K2FeO4～CrO～Cr2O～3Fe2＋，所以K2FeO4的质量分数为×100%＝%。
24．(1)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2
(2)向棕黄色溶液中加入KSCN溶液出现红色，证明在I－过量的前提下反应后仍含铁离子，说明反应不能进行彻底，证明该反应为可逆反应
(3)I－
(4)4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O 酸性溶液中NO有氧化性，将Fe2＋氧化为Fe3＋
(5)Ag Fe2＋＋Ag＋===Ag↓＋Fe3＋
解析：(3)根据出现黄色浑浊，证明有AgI生成，推测溶液中有I－生成。(4)实验过程中加入了HNO3酸化的AgNO3溶液，HNO3也能将Fe2＋氧化为Fe3＋。(5)在反应过程中c(Ag＋)减小，结合氧化性顺序可推出灰黑色浑浊为Ag，即过量Ag＋将Fe2＋氧化成Fe3＋的同时自身被还原为Ag单质。
25．(1)2H＋＋FeO===Fe2＋＋H2O SiO2
(2)将亚铁离子完全氧化为铁离子
(3)萃取、分液
(4)4∶1 4Fe2＋＋O2＋6H2O===4FeOOH↓＋8H＋
解析：粉煤灰中加入硫酸酸浸，Al2O3转化为Al3＋，FeO转化为Fe2＋，Fe2O3转化为Fe3＋，过滤除去滤渣SiO2，向浸取液中加入过量双氧水和伯胺—煤油，得到水层Ⅰ和有机层，分液后，向有机层加入氯化钠溶液反萃取，得到水层Ⅱ，加入过量肼和氧气，得到FeOOH，煅烧得到纳米氧化铁。(1)FeO发生反应的离子方程式为2H＋＋FeO===Fe2＋＋H2O，滤渣的主要成分是SiO2。(2)加入过氧化氢可将亚铁离子氧化成铁离子，利于伯胺(R—NH2)与Fe3＋反应，提高萃取率。(3)过程Ⅱ加入伯胺使Fe3＋转化为易溶于煤油的物质，再用煤油萃取，溶液分层后分液，所以该操作的名称是萃取、分液。(4)根据得失电子守恒，反应产生的对环境无害的气体为氮气，该反应中Fe元素化合价由＋3价变为＋2价、N元素化合价由－2价变为0价，氧化剂为Fe3＋，还原剂为N2H4，反应的离子方程式为4Fe3＋＋N2H4===4Fe2＋＋N2↑＋4H＋，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1；向所得弱酸性溶液中再通入O2即可生成FeOOH，其离子方程式为4Fe2＋＋O2＋6H2O===4FeOOH↓＋8H＋。
26．(1)不再有气泡产生 Fe和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＋＋Fe===3Fe2＋、2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(5)在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥
(6)球形冷凝管 冷凝回流SOCl2 吸收SO2和HCl气体，防止污染空气
(7)碱石灰会与SO2和HCl气体反应，失去干燥作用
(8)a
解析：(1)铁与稀盐酸反应产生H2，反应完全时溶液中不再产生气泡。含有少量铜的废铁屑加入稀盐酸中，形成原电池，能够加快铁与盐酸的反应速率。(2)操作①得到滤液，为过滤，需要的玻璃仪器除烧杯外，还有漏斗、玻璃棒。(3)利用Fe2＋可和[Fe(CN)6]3－形成特征蓝色沉淀可检验FeCl3溶液中是否残留Fe2＋。(4)向稀FeCl3溶液中加入纯Fe粉，发生反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，再通入Cl2，发生反应2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。(5)操作②是由稀FeCl3溶液得到FeCl3·6H2O，为了抑制FeCl3水解，应在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶，然后过滤、洗涤、干燥得到FeCl3·6H2O。(6)仪器A为球形冷凝管，根据SOCl2的沸点为77 ℃，知水浴加热时SOCl2易挥发，故仪器A的作用是冷凝回流SOCl2。反应生成了SO2和HCl，因此NaOH溶液的作用是吸收SO2和HCl气体，防止污染空气。(7)干燥管中无水CaCl2的作用是防止烧杯中水蒸气进入烧瓶，若换成碱石灰，SO2、HCl能与碱石灰反应，使其失去干燥作用。(8)题中方法适用于水解会生成挥发性物质的结晶水合物，a符合题意。
27．(1)V 1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2
(2)FeS＋2Fe3＋===3Fe2＋＋S
(3)Al3＋在溶液中发生水解：Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，加FeO发生反应FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O，氢离子浓度减小，平衡正向移动，Al3＋完全转化为Al(OH)3
(4)2FePO4＋Li2CO3＋H2C2O42LiFePO4＋H2O↑＋3CO2↑
解析：硫铁矿(主要成分是FeS2，含少量Al2O3、SiO2和Fe3O4)焙烧时FeS2转化为Fe2O3，SiO2不与稀硫酸反应，酸浸时滤渣1是SiO2，滤液中阳离子是Fe3＋、Al3＋、Fe2＋、H＋等，加入FeS将Fe3＋还原成Fe2＋，加入FeO调节pH使Al3＋转化成氢氧化铝沉淀从而除去铝离子，然后加入氧化剂，将Fe2＋氧化为Fe3＋，加入(NH4)2HPO4沉铁得到FePO4，加入Li2CO3和H2C2O4在高温下制得LiFePO4。
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