第二课时 铁盐和亚铁盐
1.为了防止FeSO4被氧化而变质,实验室在配制 FeSO4溶液时,常在溶液中加入少量的( )
A.铜粉 B.铁粉
C.锌粉 D.H2SO4
2.证明某溶液只含有Fe2+而不含Fe3+最佳的实验方法是( )
A.先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后显红色
B.先滴加KSCN溶液,不显红色,再滴加氯水后显红色
C.滴加NaOH溶液,先产生白色沉淀,后变灰绿,最后显红褐色
D.加入几滴酸性高锰酸钾溶液,高锰酸钾溶液褪色
3.为了验证Fe3+的性质,某化学兴趣小组设计了如图的一组实验,其中实验方案设计或实验现象错误的是( )
A.只有③ B.只有④
C.③④ D.③④⑤
4.向盛有氯化铁溶液的烧杯中加入过量铜粉,反应结束后,溶液中大量存在的金属离子是( )
A.Fe3+、Fe2+ B.Fe2+、Cu2+
C.Cu2+、Fe3+ D.Cu+、Cu2+
5.欲除去FeSO4溶液中含有的CuSO4和Fe2(SO4)3等少量杂质,应选用的试剂是( )
A.氨水 B.铝粉 C.铁粉 D.NaOH溶液
6.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.向c溶液中滴加KSCN溶液,可检验c溶液是否变质
B.固体g溶于氢碘酸的离子方程式为Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O
C.通过化合反应或复分解反应均能直接得到e
D.可存在c→d→e→f→c的循环转化关系
7.电子工业中常用FeCl3溶液作刻蚀液,来腐蚀镀铜板制作印刷电路板,并回收Cu和综合利用FeCl3溶液。流程图如下:
请回答:
(1)废液A中含有的金属阳离子有Fe3+和 。
(2)过程①反应的离子方程式是 。
(3)过程②中发生化合反应的离子方程式为 。
过程②中发生置换反应的离子方程式为 。
(4)过程③中反应的离子方程式是 。
(5)检验滤液B中金属阳离子存在的方法是 (简述操作方法、现象和结论)。
8.将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol·L-1的氯化铁溶液中,充分反应后,其结果是( )
A.铁粉剩余,溶液呈浅绿色,Cl-基本不变
B.向溶液中滴入无色KSCN溶液,不显红色
C.溶液中Fe2+与Fe3+物质的量之比为6∶1
D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5
9.物质类别和元素价态是学习元素及其化合物性质的重要认识视角。如图为铁及其化合物的“价—类”二维图。下列有关说法不正确的是( )
A.物质A与不同的氧化剂反应可能得到不同价态的含铁化合物
B.通过化合反应和置换反应都能生成Fe3O4
C.从物质类别来看,物质B属于碱性氧化物,能与水反应生成物质C
D.从元素价态来看,Fe2+既具有氧化性也具有还原性
10.对印刷电路板制作过程中(2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2)产生的废液X进行回收处理,流程如图所示。下列说法不正确的是( )
A.1 mol FeCl3与Cu完全反应,转移电子数约为6.02×1023
B.若废液X中滴加KSCN溶液变红,则X中=
C.若向溶液A、溶液B中分别加入少量铁粉,铁粉均有减少
D.实验室中进行操作①②时,需用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒
11.自来水厂利用铁屑及FeCl2溶液处理泄漏的Cl2,下列有关说法不正确的是( )
A.Cl2和水反应的离子方程式为H2O+Cl2Cl-+HClO+H+
B.吸收泄漏氯气的离子方程式为2Fe2++Cl22Cl-+2Fe3+
C.铁屑的作用是将FeCl3还原为FeCl2
D.铁屑耗尽时溶液中可能大量存在:Fe2+、Fe3+、ClO-、Cl-
12.某学习小组的同学对氯气与铁的反应及产物进行了如下探究:
(1)装置的连接顺序为a→ → → → →b→c→f。
(2)硬质玻璃管与收集器之间没有用导管连接,这样做的优点是 。
(3)反应一段时间,熄灭酒精灯,冷却后,将收集器及硬质玻璃管中的物质快速转移至锥形瓶中,加入过量的稀盐酸和少许植物油(反应过程中不振荡),充分反应后,进行如下实验:
试剂X中溶质的化学式为 ;固体物质的成分可能为 (填字母)。
A.Fe和FeCl3 B.FeCl2和FeCl3
C.Fe、FeCl2和FeCl3 D.Fe和FeCl2
(4)加入少许植物油的作用是 ,
加入新制氯水后溶液红色加深的原因: (用离子方程式表示)。
13.(2024·余姚高一检测)某同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。请回答下列问题:
(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FeCl3溶液中加入少量铁屑,发生反应的化学方程式为 。
(2)甲同学取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溶液与氯水反应的化学方程式为 。
(3)乙同学认为甲同学的实验不够严谨,该同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油,再于液面下依次加入1滴KSCN溶液和几滴氯水,溶液变红,煤油的作用是 。
(4)丁同学向盛有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 。
(5)维生素C易溶于水,可将Fe3+转化为Fe2+被人体吸收。为检验转化产物Fe2+,设计如下实验:取适量Fe2(SO4)3溶液置于试管中,加入过量维生素C片振荡溶解后,滴加酸性高锰酸钾溶液,紫色褪去。该设计 (填“能”或“不能”)检验Fe2+的生成。部分变质的FeCl2溶液可制得Fe2O3。若100 mL该溶液最终制得1.6 g Fe2O3,不考虑过程损失,变质前FeCl2溶液的浓度为 。
第二课时 铁盐和亚铁盐
1.B FeSO4具有还原性,极易被空气中氧气氧化而生成Fe2(SO4)3,为防止亚铁离子被氧化,应该加入具有还原性的物质,且不能引进新的杂质。
2.B A项,先滴加氯水,氯气将Fe2+氧化成Fe3+,即使原溶液不含Fe3+,滴加KSCN溶液后也显红色,无法证明原溶液是否含有Fe3+,错误;C项,若含有大量Fe2+、少量Fe3+,则滴加NaOH溶液后,Fe3+反应的现象可能被Fe2+反应的现象掩蔽,无法验证Fe3+存在,错误;D项,滴加高锰酸钾溶液,根据溶液是否褪色,能检验出溶液中是否含有Fe2+,无法验证Fe3+存在,错误。
3.C ①铁离子与铁反应生成亚铁离子,溶液显浅绿色,说明Fe3+具有氧化性,正确;②铁离子与硫氰化钾溶液反应显红色,据此能够检验铁离子,正确;③硫酸铜与氯化铁不发生反应,混合后溶液不会变成无色,错误;④氯化铁与硝酸银反应生成白色氯化银沉淀,该性质不是铁离子的性质,错误;⑤铁离子与氢氧化钠溶液反应生成红褐色氢氧化铁沉淀,据此可以检验是否存在铁离子,正确。
4.B 当向FeCl3溶液中加入过量铜粉时,将发生反应2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,因铜粉过量,故溶液中Fe3+不可能剩余,B项正确。
5.C CuSO4和Fe2(SO4)3都可以与铁粉反应生成FeSO4,若用铝粉,会生成Al3+,引入新的杂质。
6.B A项,c溶液为Fe2+盐溶液,向其中滴加KSCN溶液,若溶液变红,可说明含Fe3+,则溶液已变质,正确;B项,g是Fe2O3,Fe2O3溶于氢碘酸时,Fe3+会将I-氧化,离子方程式为Fe2O3+2I-+6H+2Fe2++I2+3H2O,错误;C项,4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3、FeCl3+3NaOHFe(OH)3↓+3NaCl,通过化合反应或复分解反应均能直接得到Fe(OH)3,正确;D项,Fe2+可以与碱反应生成Fe(OH)2,Fe(OH)2会被空气中O2氧化为Fe(OH)3,Fe(OH)3与酸反应可生成铁盐,Fe3+与Fe单质反应可生成Fe2+,正确。
7.(1)Fe2+、Cu2+ (2)2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+
(3)2Fe3++Fe3Fe2+ Fe+Cu2+Fe2++Cu
(4)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
(5)加入KSCN溶液,溶液颜色无明显变化,滴加氯水,溶液变为红色,或加入铁氰化钾溶液,有蓝色沉淀生成(Fe2+与[Fe(CN)6]3-反应产生蓝色沉淀)
解析:用过量FeCl3的浓溶液腐蚀镀铜板,Fe3+和Cu发生反应,所得废液A中的阳离子有Fe3+、Fe2+、Cu2+;向废液A中加入过量铁粉,Fe和Fe3+、Cu2+发生反应,过滤后所得滤液B中的阳离子有Fe2+,滤渣中含有Fe和Cu;向滤渣中加入足量的稀盐酸,并过滤,分离出Cu,将得到的含Fe2+的滤液合并到滤液B中;向滤液B中通入足量的氯气,将Fe2+转化为Fe3+。
8.C n(Fe)=0.02 mol,n(FeCl3)=0.05 mol,由Fe+2Fe3+3Fe2+知,Fe3+过量0.01 mol,铁粉全部溶解,反应生成Fe2+ 0.06 mol,A错误,C正确;Fe3+过量,滴入无色KSCN溶液,溶液显红色,B错误;氧化生成的Fe2+和还原生成的Fe2+的物质的量之比为1∶2,D错误。
9.C 铁的氧化物不溶于水,不能与水反应生成碱,C错误。
10.B A项,FeCl3与Cu完全反应,Fe元素由+3价降为+2价,得到1个电子,所以1 mol FeCl3与Cu完全反应,转移电子数约为6.02×1023;B项,根据反应2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+可知,废液X中n(Cu2+)∶n(Fe2+)=1∶2,滴加KSCN溶液变红,说明还有一部分Fe3+,所以 n(Cu2+)∶[n(Fe2+)+n(Fe3+)]<1∶2;C项,向溶液A中加入少量铁粉,铁粉因与Fe3+反应而减少,溶液B中加入少量铁粉,铁粉因与过量的稀盐酸反应而减少;D项,操作①②都是过滤,需用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒。
11.D Cl2和水反应生成HCl和HClO,离子方程式为H2O+Cl2Cl-+HClO+H+,A正确;Fe2+具有较强的还原性,可以和具有强氧化性的氯气反应生成Fe3+,离子方程式为2Fe2++Cl22Cl-+2Fe3+,B正确;铁屑的作用是将FeCl3还原为FeCl2,生成的FeCl2可以继续吸收氯气,C正确; Fe2+具有较强的还原性,会与具有强氧化性的ClO-反应,二者不能大量共存,D错误。
12.(1)g h d e (2)防止堵塞 (3)KSCN A (4)隔绝空气,防止Fe2+被氧化 2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
解析:(1)浓硫酸具有吸水性能作氯气干燥剂,碱石灰具有碱性而吸收氯气,饱和食盐水吸收HCl而抑制Cl2溶解,装置排列顺序为气体的制取→洗气→干燥→氯气和铁的反应→尾气处理,所以装置连接顺序为a→g→h→d→e→b→c→f。(2)Fe在Cl2中燃烧生成的FeCl3冷却易生成固体,导气管口较细,易堵塞,所以硬质玻璃管与收集器之间没有用导管连接。(3)Fe3+用KSCN溶液检验,所以试剂X中溶质为KSCN;Fe和氯气反应时可能没有完全反应,导致Fe和稀盐酸、FeCl3反应生成FeCl2,Fe和稀盐酸反应生成FeCl2,所以固体物质的成分为Fe和FeCl3。(4)Fe2+不稳定,易被空气中氧气氧化,植物油的作用是隔绝空气,防止Fe2+被氧化;Fe2+被氯气氧化生成Fe3+,从而增大Fe3+浓度,Fe3+、SCN-反应生成Fe(SCN)3,溶液颜色加深,涉及的离子方程式为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。
13.(1)2FeCl3+Fe3FeCl2 (2)2FeCl2+Cl22FeCl3 (3)隔绝空气,防止Fe2+被氧化
(4)2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O
(5)不能 0.2 mol·L-1
解析:(3)Fe2+具有还原性,易被空气中的氧气氧化,所以验证Fe2+被氯气氧化时,应向氯化亚铁溶液中先加入煤油隔绝空气,防止Fe2+被氧化,再于液面下依次加入硫氰化钾溶液和氯水,溶液变红说明Fe2+被氯气氧化。(4)由题意可知,酸性条件下Fe2+与过氧化氢溶液反应生成Fe3+和水,反应的离子方程式为2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O。(5)Fe2+、过量的维生素C均能被酸性高锰酸钾溶液氧化,导致高锰酸钾溶液褪色,干扰了亚铁离子的检验,此实验方案设计不严密;1.6 g Fe2O3的物质的量为=0.01 mol,铁元素的物质的量n(Fe)=0.02 mol;根据铁元素守恒,变质前n(FeCl2)=n(Fe)=0.02 mol,则100 mL该溶液中,c(FeCl2)==0.2 mol·L-1。
4 / 4第二课时 铁盐和亚铁盐
课程 标准 1.了解亚铁盐、铁盐在生产、生活中的应用。 2.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解铁盐和亚铁盐的主要性质。 3.能利用铁盐、亚铁盐的性质,设计Fe2+、Fe3+的检验方案
分点突破(一) Fe2+、Fe3+的检验
Fe2+、Fe3+检验的实验
离子 Fe3+ Fe2+
溶液的颜色 色 色
实验操作
实验现象 溶液变成 开始无明显现象,滴加新制氯水后溶液变成
离子方程式 Fe3++3SCN-Fe(SCN)3 2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-、Fe3++3SCN-Fe(SCN)3
结论 Fe3+遇SCN-显 ,可利用此现象检验Fe3+的存在 Fe2+和SCN-混合无明显现象,加入新制氯水后,Fe2+被氧化成Fe3+;可用先加 溶液再加 的方法检验Fe2+的存在
补铁剂可以为人体补充铁元素预防缺铁性贫血。如图是一种常用的补铁剂及其标签。
富马酸亚铁颗粒 化学式:C4H2FeO4 每包含富马酸亚铁0.17 g 服用量:每次1~2包(成人)
【交流讨论】
1.用KSCN溶液检验该补铁剂中铁元素是Fe2+还是Fe3+。
(1)若含有Fe3+的现象及结论: 。
(2)若含有Fe2+的现象及结论: 。
2.请设计实验检验在空气中放置的补铁剂已部分变质。
3.某化学小组检验某铁的氧化物中是否有+2价铁时,设计思路为:少量固体溶液紫色褪去。其中一位同学认为可以将步骤a中的稀硫酸换为稀盐酸,是否可以?
1.Fe2+、Fe3+的鉴别
(1)观察颜色:溶液呈浅绿色,含Fe2+;溶液呈棕黄色,含Fe3+。
(2)KSCN法:取少量待检液于试管中,向其中滴加KSCN溶液,变红的是含Fe3+的溶液,不变红的是含Fe2+的溶液。
(3)碱液法:取少量待检液于试管中,向其中滴加NaOH溶液(或氨水),生成红褐色沉淀的是含Fe3+的溶液,先生成白色絮状沉淀,后又迅速变为灰绿色,最后变为红褐色的是含Fe2+的溶液。
(4)KSCN—氯水法:取少量待测液于试管中,向其中滴加KSCN溶液,若溶液不变红色,不含Fe3+;再滴加新制氯水,若溶液变红色,含有Fe2+[不能加入过量氯水,因还原性:Fe2+>SCN->Cl-,过量氯水(Cl2)先氧化Fe2+,再氧化SCN-,导致检验失败]。
2.混合液中离子检验
(1)Fe2+和Fe3+的混合溶液中检验Fe2+的方法
通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液,
溶液紫红色褪去说明含有Fe2+(注意:Cl-等还原性的离子对Fe2+有干扰)。
(2)Fe2+和Fe3+的混合液中检验Fe3+,可用KSCN试剂,现象为溶液变红。
1.含Fe3+的盐溶液遇KSCN溶液会变红,据此原理可设计“水写红字”魔术(如图),其中的纸张需经某溶液浸泡、干燥后使用,该溶液是( )
A.FeCl3溶液 B.KCl溶液
C.KNO3溶液 D.K2SO4溶液
2.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+(溶液中不含Cl-);
乙组:检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+。
下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是( )
组别 试剂 选项 甲组 乙组
A 新制氯水、 KSCN溶液 NaOH溶液
B 酸性KMnO4溶液 KSCN溶液
C KOH溶液 新制氯水
D 新制氯水 酸性KMnO4溶液
分点突破(二) 铁盐、亚铁盐的性质与应用
1.从化合价角度预测Fe2+和Fe3+性质
(1)Fe3+——降低到 价或价,具有 。
2.实验探究
实验 操作
实验 现象 加入铁粉后,溶液由 色变为 ,试管中有 ,再滴加KSCN溶液,溶液 向上层溶液中滴加新制氯水,溶液变成
离子方 程式 2Fe3++Fe3Fe2+ 2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-、Fe3++3SCN-Fe(SCN)3
实验 结论 (1)Fe3+具有氧化性,能被还原剂(如Fe)还原为Fe2+ (2)Fe2+具有还原性,能被氧化剂(如氯气、过氧化氢等)氧化为Fe3+ Fe3+Fe2+
【交流讨论】
1.利用覆铜板制作图案
实验原理 利用FeCl3溶液作为“腐蚀液”,将覆铜板上不需要的铜腐蚀
实验 操作 取一小块覆铜板,用油性笔在覆铜板上画上设计好的图案,然后浸入盛有FeCl3溶液的小烧杯中。过一段时间后,取出覆铜板并用水清洗干净
实验现象 用油性笔画出的图案处不被腐蚀,洗净后板上留下设计的图案
反应方程式 2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2(2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+)
实验结论
2.FeCl3可用作印刷电路铜板腐蚀剂(HCl-FeCl3),印刷铜制电路板的腐蚀液回收再利用一直是研究的热点。思考解答下列问题:
(1)腐蚀结束后,废腐蚀液中含有的金属阳离子有 。
(2)检验废腐蚀液中是否含有Fe3+的方法是
。
(3)腐蚀结束后,通过以下两步可分离出铜,并实现FeCl3溶液再生。
废液溶液XFeCl3溶液
①步骤Ⅰ所加试剂和操作分别为 ;有关离子方程式:
。
②可实现步骤Ⅱ转化的物质或方法是 (填一种即可);有关离子方程式:
。
3.如何除去FeCl2溶液中的少量Fe3+?如何除去FeCl3溶液中的少量Fe2+?
1.从元素价态的视角认识铁盐和亚铁盐的性质
(1)Fe3+中铁元素处于较高价态,故Fe3+具有较强的氧化性,可被还原为Fe2+或Fe。
(2)Fe2+中铁元素处于中间价态,既有氧化性又有还原性,主要表现为还原性。
2.铁盐、亚铁盐转化的应用
Fe2+Fe3+
(1)Fe2+、Fe3+的除杂
主要成分 杂质 除杂方法
FeCl3 FeCl2 加入氯水或H2O2溶液
FeCl2 FeCl3 加入过量铁粉后过滤
FeCl2 CuCl2 加入过量铁粉后过滤
(2)判断离子共存
Fe2+
N(H+)、ClO-、Mn
Fe3+I-、S2-(或HS-)、S(或HS)
1.下列关于Fe2+和Fe3+的叙述错误的是( )
A.Fe2+的水溶液为浅绿色
B.Fe3+的水溶液为棕黄色
C.Fe3+具有氧化性,Fe2+具有还原性
D.Fe3+溶液中滴入含SCN-的溶液,立即出现红色沉淀
2.下列试剂中,能使Fe2+转化为Fe3+的是( )
①氯气 ②NaCl溶液
③酸性KMnO4溶液 ④次氯酸
⑤盐酸
A.①②③ B.①③④
C.②④⑤ D.②③⑤
3.在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液中加入铁粉,待反应结束后,所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引,则反应后溶液中存在较多的阳离子是( )
A.Cu2+ B.Fe3+
C.Fe2+ D.H+
4.填写合适的试剂除去括号中的杂质,并写出反应的离子方程式。
(1)FeCl2(Fe3+)除去方法:加入过量 ,过滤,离子方程式: 。
(2)FeCl3(FeCl2)除去方法:加入 ,离子方程式:
。
(3)Fe2(SO4)3(FeSO4)除去方法:滴加 ,离子方程式:
。
(4)FeCl2(Cu2+)除去方法:加入过量 ,过滤,离子方程式: 。
含铁物质转化(归纳与论证)
【典例】 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
【规律方法】
铁及其化合物的“价—类”二维图及转化关系
【迁移应用】
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像。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.铁与水蒸气在高温下的反应可实现上述转化①
B.FeO 是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热,迅速发生转化②生成红棕色粉末
C.由图可预测:高铁酸盐(Fe)具有强氧化性,可用于消毒。Fe与水反应最终可生成Fe(OH)3胶体,从而吸附水中的悬浮物,故高铁酸盐可用作净水剂
D.加热Fe(OH)3发生转化⑥,加水溶解可实现转化③
2.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.d的化学式为Fe(OH)3
B.a转化为b的反应一定是置换反应
C.c露置在空气中迅速转化为灰绿色,最后变为红褐色
D.煮沸的蒸馏水中滴入几滴e溶液,能产生丁达尔效应
1.下列关于Fe3+的叙述中,错误的是( )
A.Fe3+不可能存在于碱性溶液中
B.Fe3+水溶液中加入氢氧化钠溶液产生红褐色沉淀
C.Fe3+具有氧化性,能与金属锌、铁、铜等反应
D.Fe3+溶液中滴入含硫氰化钾的溶液,有红色沉淀产生
2.下列含铁化合物不能直接由化合反应制得的是( )
A.FeCl2 B.FeCl3
C.Fe(OH)3 D.Fe(OH)2
3.下列实验设计及对应的离子方程式均正确的是( )
A.把铁片插入CuSO4溶液中,验证古代湿法冶铜:2Fe+3Cu2+2Fe3++3Cu
B.某溶液中滴入KSCN溶液显红色,说明含Fe3+:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3
C.FeCl3溶液中加入铜粉:Fe3++CuFe2++Cu2+
D.若要求用两种单质和一种溶液来测定Zn、Cu、Ag三种金属的活动性顺序,可用Zn、Cu和AgNO3溶液反应:Zn+2Ag+Zn2++2Ag
4.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.FeCl2溶液中混有少量CuCl2溶液:加入过量铁粉充分反应后过滤
5.已知A、B、C均为含铁化合物,根据以下四种物质的转化过程回答相关问题:
FeABC
(1)反应①、②、③中属于氧化还原反应的是 (填序号)。
(2)向B的溶液中滴入几滴KSCN溶液后,可观察到的现象是 。
(3)C的化学式为 。
(4)写出反应②的离子方程式 。
(5)选择合适的试剂也可以实现B转化为A,写出利用你选的试剂实现该转化的化学方程式
。
第二课时 铁盐和亚铁盐
【基础知识·准落实】
分点突破(一)
师生互动
棕黄 浅绿 红色 红色 红色 KSCN 新制氯水
探究活动
1.提示:(1)将补铁剂溶于水,滴入KSCN溶液,若溶液变红,则含有Fe3+
(2)将补铁剂溶于水,滴入KSCN溶液,无现象,再滴加新制氯水,溶液变红,则含有Fe2+
2.提示:将补铁剂溶于水,取装有溶液的两支试管,一支试管中滴加KSCN溶液,溶液变红,证明溶液中有Fe3+;另一支试管中滴加酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色,证明溶液中有Fe2+。
3.提示:不可以。步骤a中不能选用盐酸,原因是酸性KMnO4溶液可以氧化盐酸。
自主练习
1.A 蘸有KSCN溶液的毛笔在纸张上写出红字,说明纸张上的物质含铁离子,发生反应Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,则A选项符合。
2.B 甲组,在Fe3+存在的条件下检验Fe2+,要排除Fe3+的干扰,所选试剂具备下列条件:一是能与Fe2+发生有明显现象的反应;二是与Fe3+不反应;氯水符合条件,实验现象是氯水颜色变浅,酸性KMnO4溶液也符合条件,实验现象是溶液的紫红色变浅或褪去;乙组,在Fe2+存在的条件下检验Fe3+,用KSCN溶液检验Fe3+即可,Fe2+不会造成干扰。
分点突破(二)
探究活动
1.(1)+2 0 氧化性 (2)还原性 0 氧化性
2.棕黄 浅绿色 黑色固体 无明显变化 红色
交流讨论
1.提示:铜可被FeCl3溶液腐蚀
2.提示:(1)Fe3+、Fe2+和Cu2+
(2)取少量待测液于试管中,加入KSCN溶液,若溶液变为红色,则证明含有Fe3+;反之,则不含Fe3+
(3)①过量铁粉和稀盐酸,过滤 2Fe3++Fe3Fe2+、Cu2++FeCu+Fe2+、2H++FeFe2++H2↑
②Cl2 (或H2O2) 2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-(或2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O)
3.提示:向FeCl2溶液中加入足量铁粉,充分反应后过滤;向FeCl3溶液中滴加适量氯水。
自主练习
1.D 常见水溶液有颜色的离子有Fe2+(浅绿色)、Fe3+(棕黄色)、Cu2+(蓝色)、Mn(紫红色),A、B项正确;通常情况下,铁的化合价有0价、+2价、+3价,Fe2+处于中间价态,既能得电子,又能失电子,所以既有氧化性,又有还原性,一般认为Fe3+处于最高价态,因此具有氧化性,C项正确;Fe3+溶液中滴入含SCN-的溶液,溶液变红色,不是红色沉淀,D项错误。
2.B ①氯气、③酸性KMnO4溶液、④次氯酸具有强氧化性,能氧化Fe2+生成Fe3+;②NaCl溶液、⑤盐酸不具有强氧化性,不能氧化Fe2+生成Fe3+。
3.C 氧化性:Fe3+>Cu2+>H+,所以加入铁粉反应后所剩余的固体能被磁铁吸引,说明有铁剩余,则Fe3+、Cu2+ 、H+均完全反应,溶液中存在较多的阳离子是Fe2+。
4.(1)铁粉 2Fe3++Fe3Fe2+
(2)氯水或通入Cl2 2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
(3)H2O2溶液 2Fe2++H2O2+2H+2H2O+2Fe3+
(4)铁粉 Fe+Cu2+Cu+Fe2+
【关键能力·细培养】
【典例】 C
解析:由题图可知,a为Fe,b中含有Fe2+,c为Fe(OH)2,d为Fe(OH)3,e中含有Fe3+。Fe+2Fe3+3Fe2+,a可与e反应生成b,A推断合理;Fe2+既可以被氧化为Fe3+,也可以被还原为Fe,B推断合理;可将饱和的Fe3+溶液加入沸水中制得 Fe(OH)3胶体,而不是浓碱液中,C推断不合理;可存在Fe2+Fe(OH)2Fe(OH)3Fe3+Fe2+的循环转化关系,D推断合理。
迁移应用
1.C 铁与水蒸气在高温下反应时,生成Fe3O4,A错误;FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热,迅速反应生成Fe3O4,B错误;加热 Fe(OH)3分解生成Fe2O3,而Fe(OH)3不溶于水,D错误。
2.B A项,d为+3价的Fe元素形成的碱,化学式为Fe(OH)3,正确;B项,Fe转化为Fe2+的反应不一定是置换反应,如Fe+2Fe3+3Fe2+,该反应属于化合反应,错误;C项,c为Fe(OH)2,Fe(OH)2为白色沉淀,能被空气中的氧气氧化生成红褐色的Fe(OH)3,正确;D项,煮沸的蒸馏水中滴入几滴含Fe3+的e溶液,可制得Fe(OH)3胶体,胶体具有丁达尔效应,正确。
【教学效果·勤检测】
1.D Fe3+溶液中滴入含硫氰化钾的溶液反应生成红色溶液,不是沉淀,D错误。
2.D Fe与FeCl3化合生成FeCl2,A不选;Fe与氯气化合生成FeCl3,或者FeCl2和Cl2化合生成FeCl3,B不选; Fe(OH)2、氧气和水化合生成 Fe(OH)3,C不选;Fe(OH)2不能由化合反应直接制得,D选。
3.B A中正确的离子方程式为Fe+Cu2+Fe2++Cu;C中正确的离子方程式为2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+;D中Zn、Cu均能与AgNO3发生置换反应生成Ag,则不能比较Zn、Cu的活动性,D错误。
4.C FeCl3溶液中加入足量Mg,能除去Fe3+,A正确;加入过量铁粉,FeCl3与Fe反应生成FeCl2而达到除杂的目的,B正确;C项中加入NaOH溶液,Cu2+、Fe3+均转化成相应的氢氧化物沉淀,不符合除杂要求,C不正确;加入过量铁粉,CuCl2与Fe反应生成Cu和FeCl2,再过滤,从而达到除杂的目的,D正确。
5.(1)①② (2)溶液变为红色 (3)Fe(OH)3 (4)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl- (5)2FeCl3+Fe3FeCl2
解析:(1)反应①、②中有元素化合价的变化,属于氧化还原反应,反应③中没有元素化合价的变化,不属于氧化还原反应。(2)含铁离子溶液遇KSCN溶液变为红色,则向B的溶液即氯化铁溶液中滴入几滴KSCN溶液后,可观察到的现象是溶液变为红色。(4)反应②为氯化亚铁被氯气氧化生成氯化铁,离子方程式为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。(5)氯化铁溶液与铁单质反应生成氯化亚铁,化学方程式为2FeCl3+Fe3FeCl2。
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第二课时 铁盐和亚铁盐
课程 标准 1.了解亚铁盐、铁盐在生产、生活中的应用。
2.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解铁盐和
亚铁盐的主要性质。
3.能利用铁盐、亚铁盐的性质,设计Fe2+、Fe3+的检验方案
目 录
1、基础知识·准落实
4、学科素养·稳提升
2、关键能力·细培养
3、教学效果·勤检测
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破(一) Fe2+、Fe3+的检验
Fe2+、Fe3+检验的实验
离子 Fe3+ Fe2+
溶液的颜色 色 色
实验操作
棕黄
浅绿
离子 Fe3+ Fe2+
实验 现象 溶液变成 开始无明显现象,滴加新制氯水后
溶液变成
离子方 程式
结论 Fe3+遇SCN-显
,可利用此现象
检验Fe3+的存在 Fe2+和SCN-混合无明显现象,加入
新制氯水后,Fe2+被氧化成Fe3+;
可用先加 溶液再加
的方法检验Fe2+的存在
红色
红色
红
色
KSCN
新制
氯水
补铁剂可以为人体补充铁元素预防缺铁性贫血。如图是一种常用的补
铁剂及其标签。
富马酸亚铁颗粒
化学式:C4H2FeO4
每包含富马酸亚铁0.17 g
服用量:每次1~2包(成人)
【交流讨论】
1. 用KSCN溶液检验该补铁剂中铁元素是Fe2+还是Fe3+。
(1)若含有Fe3+的现象及结论:
。
提示: 将补铁剂溶于水,滴入KSCN溶液,若溶液变
红,则含有Fe3+
(2)若含有Fe2+的现象及结论:
。
提示: 将补铁剂溶于水,滴入KSCN溶液,无现象,再
滴加新制氯水,溶液变红,则含有Fe2+
2. 请设计实验检验在空气中放置的补铁剂已部分变质。
提示:将补铁剂溶于水,取装有溶液的两支试管,一支试管中滴加
KSCN溶液,溶液变红,证明溶液中有Fe3+;另一支试管中滴加酸
性高锰酸钾溶液,溶液褪色,证明溶液中有Fe2+。
3. 某化学小组检验某铁的氧化物中是否有+2价铁时,设计思路为:
少量固体 溶液 紫色褪去。
其中一位同学认为可以将步骤a中的稀硫酸换为稀盐酸,是否可
以?
提示:不可以。步骤a中不能选用盐酸,原因是酸性KMnO4溶液可
以氧化盐酸。
1. Fe2+、Fe3+的鉴别
(1)观察颜色:溶液呈浅绿色,含Fe2+;溶液呈棕黄色,含Fe3
+。
(2)KSCN法:取少量待检液于试管中,向其中滴加KSCN溶液,
变红的是含Fe3+的溶液,不变红的是含Fe2+的溶液。
(3)碱液法:取少量待检液于试管中,向其中滴加NaOH溶液
(或氨水),生成红褐色沉淀的是含Fe3+的溶液,先生成白
色絮状沉淀,后又迅速变为灰绿色,最后变为红褐色的是含
Fe2+的溶液。
(4)KSCN—氯水法:取少量待测液于试管中,向其中滴加KSCN
溶液,若溶液不变红色,不含Fe3+;再滴加新制氯水,若溶
液变红色,含有Fe2+[不能加入过量氯水,因还原性:Fe2+>
SCN->Cl-,过量氯水(Cl2)先氧化Fe2+,再氧化SCN-,
导致检验失败]。
2. 混合液中离子检验
(1)Fe2+和Fe3+的混合溶液中检验Fe2+的方法
通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液,溶液紫红色褪去说
明含有Fe2+(注意:Cl-等还原性的离子对Fe2+有干扰)。
(2)Fe2+和Fe3+的混合液中检验Fe3+,可用KSCN试剂,现象为
溶液变红。
1. 含Fe3+的盐溶液遇KSCN溶液会变红,据此原理可设计“水写红
字”魔术(如图),其中的纸张需经某溶液浸泡、干燥后使用,该
溶液是( )
A. FeCl3溶液 B. KCl溶液
C. KNO3溶液 D. K2SO4溶液
解析: 蘸有KSCN溶液的毛笔在纸张上写出红字,说明纸张上
的物质含铁离子,发生反应Fe3++3SCN- Fe(SCN)3,则A
选项符合。
2. 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+(溶液中不含Cl-);
乙组:检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+。
下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是( )
组别 试剂 选项 甲组 乙组
A 新制氯水、KSCN溶液 NaOH溶液
B 酸性KMnO4溶液 KSCN溶液
C KOH溶液 新制氯水
D 新制氯水 酸性KMnO4溶液
解析: 甲组,在Fe3+存在的条件下检验Fe2+,要排除Fe3+的干
扰,所选试剂具备下列条件:一是能与Fe2+发生有明显现象的反
应;二是与Fe3+不反应;氯水符合条件,实验现象是氯水颜色变
浅,酸性KMnO4溶液也符合条件,实验现象是溶液的紫红色变浅
或褪去;乙组,在Fe2+存在的条件下检验Fe3+,用KSCN溶液检验
Fe3+即可,Fe2+不会造成干扰。
分点突破(二) 铁盐、亚铁盐的性质与应用
1. 从化合价角度预测Fe2+和Fe3+性质
(1)Fe3+——降低到 价或 价,具有 。
+2
0
氧化性
2. 实验探究
实
验 操
作 实
验 现
象 加入铁粉后,溶液由 色变
为 ,试管中有
,再滴加KSCN溶液,溶液
向上层溶液中滴加新制氯
水,溶液变成
棕黄
浅绿色
黑色固
体
无
明显变化
红色
离子方 程式
实验 结论 (1)Fe3+具有氧化性,能被还原剂(如Fe)还原为Fe2+ (2)Fe2+具有还原性,能被氧化剂(如氯气、过氧化氢
等)氧化为Fe3+ Fe3+ Fe2+ 【交流讨论】
1. 利用覆铜板制作图案
实验 原理 利用FeCl3溶液作为“腐蚀液”,将覆铜板上不需要的铜腐蚀
实验 操作 取一小块覆铜板,用油性笔在覆铜板上画上设计好的图
案,然后浸入盛有FeCl3溶液的小烧杯中。过一段时间后,
取出覆铜板并用水清洗干净
实验现象 用油性笔画出的图案处不被腐蚀,洗净后板上留下设计
的图案
反应方程式
实验结论
提示:铜可被FeCl3溶液腐蚀
2. FeCl3可用作印刷电路铜板腐蚀剂(HCl-FeCl3),印刷铜制电路板
的腐蚀液回收再利用一直是研究的热点。思考解答下列问题:
(1)腐蚀结束后,废腐蚀液中含有的金属阳离子有 。
提示: Fe3+、Fe2+和Cu2+
(2)检验废腐蚀液中是否含有Fe3+的方法是
。
提示: 取少量待测液于试管中,加入KSCN溶液,若溶
液变为红色,则证明含有Fe3+;反之,则不含Fe3+
(3)腐蚀结束后,通过以下两步可分离出铜,并实现FeCl3溶
液再生。
废液 溶液X FeCl3溶液
①步骤Ⅰ所加试剂和操作分别
为 ;
有关离子方程式:
。
②可实现步骤Ⅱ转化的物质或方法是 (填一种即可);
有关离子方程式:
。
提示: ①过量铁粉和稀盐酸,过滤 2Fe3++Fe
3Fe2+、Cu2++Fe Cu+Fe2+、2H++Fe Fe2++H2↑
②Cl2 (或H2O2) 2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-(或2Fe2+
+H2O2+2H+ 2Fe3++2H2O)
3. 如何除去FeCl2溶液中的少量Fe3+?如何除去FeCl3溶液中的少量Fe2
+?
提示:向FeCl2溶液中加入足量铁粉,充分反应后过滤;向FeCl3溶
液中滴加适量氯水。
1. 从元素价态的视角认识铁盐和亚铁盐的性质
(1)Fe3+中铁元素处于较高价态,故Fe3+具有较强的氧化性,可
被还原为Fe2+或Fe。
(2)Fe2+中铁元素处于中间价态,既有氧化性又有还原性,主要
表现为还原性。
2. 铁盐、亚铁盐转化的应用
Fe2+ Fe3+
(1)Fe2+、Fe3+的除杂
主要成分 杂质 除杂方法
FeCl3 FeCl2 加入氯水或H2O2溶液
FeCl2 FeCl3 加入过量铁粉后过滤
FeCl2 CuCl2 加入过量铁粉后过滤
(2)判断离子共存
Fe2+ N (H+)、ClO
-、Mn
Fe3+ I-、S2-(或HS-)、S (或HS )
1. 下列关于Fe2+和Fe3+的叙述错误的是( )
A. Fe2+的水溶液为浅绿色
B. Fe3+的水溶液为棕黄色
C. Fe3+具有氧化性,Fe2+具有还原性
D. Fe3+溶液中滴入含SCN-的溶液,立即出现红色沉淀
解析: 常见水溶液有颜色的离子有Fe2+(浅绿色)、Fe3+(棕
黄色)、Cu2+(蓝色)、Mn (紫红色),A、B项正确;通常
情况下,铁的化合价有0价、+2价、+3价,Fe2+处于中间价态,
既能得电子,又能失电子,所以既有氧化性,又有还原性,一般认
为Fe3+处于最高价态,因此具有氧化性,C项正确;Fe3+溶液中滴
入含SCN-的溶液,溶液变红色,不是红色沉淀,D项错误。
2. 下列试剂中,能使Fe2+转化为Fe3+的是( )
①氯气 ②NaCl溶液 ③酸性KMnO4溶液
④次氯酸 ⑤盐酸
A. ①②③ B. ①③④
C. ②④⑤ D. ②③⑤
解析: ①氯气、③酸性KMnO4溶液、④次氯酸具有强氧化性,
能氧化Fe2+生成Fe3+;②NaCl溶液、⑤盐酸不具有强氧化性,不
能氧化Fe2+生成Fe3+。
3. 在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液中加入铁粉,待反应结束后,
所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引,则反应后溶液中存在较多的阳
离子是( )
A. Cu2+ B. Fe3+
C. Fe2+ D. H+
解析: 氧化性:Fe3+>Cu2+>H+,所以加入铁粉反应后所剩
余的固体能被磁铁吸引,说明有铁剩余,则Fe3+、Cu2+ 、H+均完
全反应,溶液中存在较多的阳离子是Fe2+。
4. 填写合适的试剂除去括号中的杂质,并写出反应的离子方程式。
铁粉
2Fe3++Fe 3Fe2+
氯水或通入Cl2
2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-
H2O2溶液
2Fe2++H2O2+2H+ 2H2O+2Fe3+
铁粉
Fe+Cu2+ Cu+Fe2+
关键能力·细培养
2
互动探究 深化认知
含铁物质转化(归纳与论证)
【典例】 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
解析:由题图可知,a为Fe,b中含有Fe2+,c为Fe(OH)2,d为Fe
(OH)3,e中含有Fe3+。Fe+2Fe3+ 3Fe2+,a可与e反应生成b,
A推断合理;Fe2+既可以被氧化为Fe3+,也可以被还原为Fe,B推断
合理;可将饱和的Fe3+溶液加入沸水中制得 Fe(OH)3胶体,而不是
浓碱液中,C推断不合理;可存在Fe2+ Fe(OH)2 Fe(OH)
3 Fe3+ Fe2+的循环转化关系,D推断合理。
【规律方法】
铁及其化合物的“价—类”二维图及转化关系
【迁移应用】
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
维平面图像。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. 铁与水蒸气在高温下的反应可实现上述转化①
B. FeO 是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热,迅速发生转化②
生成红棕色粉末
D. 加热Fe(OH)3发生转化⑥,加水溶解可实现转化③
解析: 铁与水蒸气在高温下反应时,生成Fe3O4,A错误;FeO
是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热,迅速反应生成Fe3O4,
B错误;加热 Fe(OH)3分解生成Fe2O3,而Fe(OH)3不溶于水,
D错误。
2. 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. d的化学式为Fe(OH)3
B. a转化为b的反应一定是置换反应
C. c露置在空气中迅速转化为灰绿色,最
后变为红褐色
D. 煮沸的蒸馏水中滴入几滴e溶液,能产生丁达尔效应
解析: A项,d为+3价的Fe元素形成的碱,化学式为Fe(OH)
3,正确;B项,Fe转化为Fe2+的反应不一定是置换反应,如Fe+
2Fe3+ 3Fe2+,该反应属于化合反应,错误;C项,c为Fe
(OH)2,Fe(OH)2为白色沉淀,能被空气中的氧气氧化生成红
褐色的Fe(OH)3,正确;D项,煮沸的蒸馏水中滴入几滴含Fe3+
的e溶液,可制得Fe(OH)3胶体,胶体具有丁达尔效应,正确。
教学效果·勤检测
3
强化技能 查缺补漏
1. 下列关于Fe3+的叙述中,错误的是( )
A. Fe3+不可能存在于碱性溶液中
B. Fe3+水溶液中加入氢氧化钠溶液产生红褐色沉淀
C. Fe3+具有氧化性,能与金属锌、铁、铜等反应
D. Fe3+溶液中滴入含硫氰化钾的溶液,有红色沉淀产生
解析: Fe3+溶液中滴入含硫氰化钾的溶液反应生成红色溶液,
不是沉淀,D错误。
2. 下列含铁化合物不能直接由化合反应制得的是( )
A. FeCl2 B. FeCl3
C. Fe(OH)3 D. Fe(OH)2
解析: Fe与FeCl3化合生成FeCl2,A不选;Fe与氯气化合生成
FeCl3,或者FeCl2和Cl2化合生成FeCl3,B不选; Fe(OH)2、氧气
和水化合生成 Fe(OH)3,C不选;Fe(OH)2不能由化合反应直
接制得,D选。
3. 下列实验设计及对应的离子方程式均正确的是( )
解析: A中正确的离子方程式为Fe+Cu2+ Fe2++Cu;C中
正确的离子方程式为2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+;D中Zn、Cu均
能与AgNO3发生置换反应生成Ag,则不能比较Zn、Cu的活动性,
D错误。
4. 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. FeCl2溶液中混有少量CuCl2溶液:加入过量铁粉充分反应后过滤
解析: FeCl3溶液中加入足量Mg,能除去Fe3+,A正确;加入
过量铁粉,FeCl3与Fe反应生成FeCl2而达到除杂的目的,B正确;C
项中加入NaOH溶液,Cu2+、Fe3+均转化成相应的氢氧化物沉淀,
不符合除杂要求,C不正确;加入过量铁粉,CuCl2与Fe反应生成
Cu和FeCl2,再过滤,从而达到除杂的目的,D正确。
5. 已知A、B、C均为含铁化合物,根据以下四种物质的转化过程回
答相关问题:
Fe A B C
(1)反应①、②、③中属于氧化还原反应的是 (填序
号)。
①②
解析: 反应①、②中有元素化合价的变化,属于氧化还
原反应,反应③中没有元素化合价的变化,不属于氧化还原
反应。
(2)向B的溶液中滴入几滴KSCN溶液后,可观察到的现象是
。
溶
液变为红色
解析:含铁离子溶液遇KSCN溶液变为红色,则向B的溶液即氯化铁溶液中滴入几滴KSCN溶液后,可观察到的现象是溶液变为红色。
(3)C的化学式为 。
(4)写出反应②的离子方程式 。
解析:反应②为氯化亚铁被氯气氧化生成氯化铁,离子方程式为2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-。
2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
Fe(OH)3
(5)选择合适的试剂也可以实现B转化为A,写出利用你选的试剂
实现该转化的化学方程式 。
解析:氯化铁溶液与铁单质反应生成氯化亚铁,化学方程式为
2FeCl3+Fe 3FeCl2。
2FeCl3+Fe 3FeCl2
学科素养·稳提升
4
内化知识 知能升华
1. 为了防止FeSO4被氧化而变质,实验室在配制 FeSO4溶液时,常在
溶液中加入少量的( )
A. 铜粉 B. 铁粉
C. 锌粉 D. H2SO4
解析: FeSO4具有还原性,极易被空气中氧气氧化而生成Fe2
(SO4)3,为防止亚铁离子被氧化,应该加入具有还原性的物质,
且不能引进新的杂质。
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2. 证明某溶液只含有Fe2+而不含Fe3+最佳的实验方法是( )
A. 先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后显红色
B. 先滴加KSCN溶液,不显红色,再滴加氯水后显红色
C. 滴加NaOH溶液,先产生白色沉淀,后变灰绿,最后显红褐色
D. 加入几滴酸性高锰酸钾溶液,高锰酸钾溶液褪色
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解析: A项,先滴加氯水,氯气将Fe2+氧化成Fe3+,即使原溶
液不含Fe3+,滴加KSCN溶液后也显红色,无法证明原溶液是否含
有Fe3+,错误;C项,若含有大量Fe2+、少量Fe3+,则滴加NaOH
溶液后,Fe3+反应的现象可能被Fe2+反应的现象掩蔽,无法验证
Fe3+存在,错误;D项,滴加高锰酸钾溶液,根据溶液是否褪色,
能检验出溶液中是否含有Fe2+,无法验证Fe3+存在,错误。
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3. 为了验证Fe3+的性质,某化学兴趣小组设计了如图的一组实验,其
中实验方案设计或实验现象错误的是( )
A. 只有③ B. 只有④
C. ③④ D. ③④⑤
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解析: ①铁离子与铁反应生成亚铁离子,溶液显浅绿色,
说明Fe3+具有氧化性,正确;②铁离子与硫氰化钾溶液反应显
红色,据此能够检验铁离子,正确;③硫酸铜与氯化铁不发生
反应,混合后溶液不会变成无色,错误;④氯化铁与硝酸银反
应生成白色氯化银沉淀,该性质不是铁离子的性质,错误;⑤
铁离子与氢氧化钠溶液反应生成红褐色氢氧化铁沉淀,据此可
以检验是否存在铁离子,正确。
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4. 向盛有氯化铁溶液的烧杯中加入过量铜粉,反应结束后,溶液中大
量存在的金属离子是( )
A. Fe3+、Fe2+ B. Fe2+、Cu2+
C. Cu2+、Fe3+ D. Cu+、Cu2+
解析: 当向FeCl3溶液中加入过量铜粉时,将发生反应2Fe3++
Cu 2Fe2++Cu2+,因铜粉过量,故溶液中Fe3+不可能剩余,B
项正确。
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5. 欲除去FeSO4溶液中含有的CuSO4和Fe2(SO4)3等少量杂质,应选
用的试剂是( )
A. 氨水 B. 铝粉
C. 铁粉 D. NaOH溶液
解析: CuSO4和Fe2(SO4)3都可以与铁粉反应生成FeSO4,若
用铝粉,会生成Al3+,引入新的杂质。
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6. 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. 向c溶液中滴加KSCN溶液,可检
验c溶液是否变质
C. 通过化合反应或复分解反应均能直接得到e
D. 可存在c→d→e→f→c的循环转化关系
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解析: A项,c溶液为Fe2+盐溶液,向其中滴加KSCN溶液,若
溶液变红,可说明含Fe3+,则溶液已变质,正确;B项,g是
Fe2O3,Fe2O3溶于氢碘酸时,Fe3+会将I-氧化,离子方程式为
Fe2O3+2I-+6H+ 2Fe2++I2+3H2O,错误;C项,4Fe(OH)
2+O2+2H2O 4Fe(OH)3、FeCl3+3NaOH Fe(OH)3↓+
3NaCl,通过化合反应或复分解反应均能直接得到Fe(OH)3,正
确;D项,Fe2+可以与碱反应生成Fe(OH)2,Fe(OH)2会被空
气中O2氧化为Fe(OH)3,Fe(OH)3与酸反应可生成铁盐,Fe3+
与Fe单质反应可生成Fe2+,正确。
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7. 电子工业中常用FeCl3溶液作刻蚀液,来腐蚀镀铜板制作印刷电路
板,并回收Cu和综合利用FeCl3溶液。流程图如下:
请回答:
(1)废液A中含有的金属阳离子有Fe3+和 。
Fe2+、Cu2+
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(2)过程①反应的离子方程式是 。
(3)过程②中发生化合反应的离子方程式为 。
过程②中发生置换反应的离子方程式为
。
2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+
2Fe3++Fe 3Fe2 +
Fe+Cu2+ Fe2+
+Cu
(5)检验滤液B中金属阳离子存在的方法是
(简述操作方法、现象和结论)。
(4)过程③中反应的离子方程式是 。
2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl -
加入KSCN溶液,溶
液颜色无明显变化,滴加氯水,溶液变为红色,或加入铁氰
化钾溶液,有蓝色沉淀生成(Fe2+与[Fe(CN)6]3-反应产
生蓝色沉淀)
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解析:用过量FeCl3的浓溶液腐蚀镀铜板,Fe3+和Cu发生反
应,所得废液A中的阳离子有Fe3+、Fe2+、Cu2+;向废液A
中加入过量铁粉,Fe和Fe3+、Cu2+发生反应,过滤后所得滤
液B中的阳离子有Fe2+,滤渣中含有Fe和Cu;向滤渣中加入
足量的稀盐酸,并过滤,分离出Cu,将得到的含Fe2+的滤液
合并到滤液B中;向滤液B中通入足量的氯气,将Fe2+转化为
Fe3+。
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8. 将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol·L-1的氯化铁溶液中,充分反应后,
其结果是( )
A. 铁粉剩余,溶液呈浅绿色,Cl-基本不变
B. 向溶液中滴入无色KSCN溶液,不显红色
C. 溶液中Fe2+与Fe3+物质的量之比为6∶1
D. 氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5
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解析: n (Fe)=0.02 mol, n (FeCl3)=0.05 mol,由Fe+
2Fe3+ 3Fe2+知,Fe3+过量0.01 mol,铁粉全部溶解,反应生成
Fe2+ 0.06 mol,A错误,C正确;Fe3+过量,滴入无色KSCN溶
液,溶液显红色,B错误;氧化生成的Fe2+和还原生成的Fe2+的物
质的量之比为1∶2,D错误。
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9. 物质类别和元素价态是学习元素及其化合物性质的重要认识视角。
如图为铁及其化合物的“价—类”二维图。下列有关说法不正确的
是( )
A. 物质A与不同的氧化剂反应可能得到不同价态的含铁化合物
B. 通过化合反应和置换反应都能生成Fe3O4
C. 从物质类别来看,物质B属于碱性氧化物,能与水反应生成物质C
D. 从元素价态来看,Fe2+既具有氧化性也具有还原性
解析: 铁的氧化物不溶于水,不能与水反应生成碱,C错误。
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10. 对印刷电路板制作过程中(2FeCl3+Cu 2FeCl2+CuCl2)产生
的废液X进行回收处理,流程如图所示。下列说法不正确的是
( )
A. 1 mol FeCl3与Cu完全反应,转移电子数约为6.02×1023
C. 若向溶液A、溶液B中分别加入少量铁粉,铁粉均有减少
D. 实验室中进行操作①②时,需用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻
璃棒
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解析: A项,FeCl3与Cu完全反应,Fe元素由+3价降为+2
价,得到1个电子,所以1 mol FeCl3与Cu完全反应,转移电子数约
为6.02×1023;B项,根据反应2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+可
知,废液X中 n (Cu2+)∶ n (Fe2+)=1∶2,滴加KSCN溶液变
红,说明还有一部分Fe3+,所以 n (Cu2+)∶[ n (Fe2+)+ n
(Fe3+)]<1∶2;C项,向溶液A中加入少量铁粉,铁粉因与Fe3
+反应而减少,溶液B中加入少量铁粉,铁粉因与过量的稀盐酸反
应而减少;D项,操作①②都是过滤,需用到的玻璃仪器有烧
杯、漏斗和玻璃棒。
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11. 自来水厂利用铁屑及FeCl2溶液处理泄漏的Cl2,下列有关说法不正确的是( )
C. 铁屑的作用是将FeCl3还原为FeCl2
D. 铁屑耗尽时溶液中可能大量存在:Fe2+、Fe3+、ClO-、Cl-
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解析: Cl2和水反应生成HCl和HClO,离子方程式为H2O+Cl2
Cl-+HClO+H+,A正确;Fe2+具有较强的还原性,可以和具
有强氧化性的氯气反应生成Fe3+,离子方程式为2Fe2++Cl2
2Cl-+2Fe3+,B正确;铁屑的作用是将FeCl3还原为FeCl2,生成
的FeCl2可以继续吸收氯气,C正确; Fe2+具有较强的还原性,会
与具有强氧化性的ClO-反应,二者不能大量共存,D错误。
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12. 某学习小组的同学对氯气与铁的反应及产物进行了如下探究:
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(1)装置的连接顺序为
a→ → → → →b→c→f。
解析: 浓硫酸具有吸水性能作氯气干燥剂,碱石灰具
有碱性而吸收氯气,饱和食盐水吸收HCl而抑制Cl2溶解,装
置排列顺序为气体的制取→洗气→干燥→氯气和铁的反应→
尾气处理,所以装置连接顺序为a→g→h→d→e→b→c→f。
g
h
d
e
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(2)硬质玻璃管与收集器之间没有用导管连接,这样做的优点
是 。
解析: Fe在Cl2中燃烧生成的FeCl3冷却易生成固体,
导气管口较细,易堵塞,所以硬质玻璃管与收集器之间没有
用导管连接。
防止堵塞
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(3)反应一段时间,熄灭酒精灯,冷却后,将收集器及硬质
玻璃管中的物质快速转移至锥形瓶中,加入过量的稀盐
酸和少许植物油(反应过程中不振荡),充分反应后,
进行如下实验:
试剂X中溶质的化学式为 ;固体物质的成分可能
为 (填字母)。
KSCN
A
A. Fe和FeCl3 B. FeCl2和FeCl3
C. Fe、FeCl2和FeCl3 D. Fe和FeCl2
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解析: Fe3+用KSCN溶液检验,所以试剂X中溶质为
KSCN;Fe和氯气反应时可能没有完全反应,导致Fe和稀盐
酸、FeCl3反应生成FeCl2,Fe和稀盐酸反应生成FeCl2,所以
固体物质的成分为Fe和FeCl3。
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(4)加入少许植物油的作用是 ,
加入新制氯水后溶液红色加深的原因:
(用离子方程式表示)。
隔绝空气,防止Fe2+被氧化
2Fe2++Cl2
2Fe3++2Cl-
解析: Fe2+不稳定,易被空气中氧气氧化,植物油的
作用是隔绝空气,防止Fe2+被氧化;Fe2+被氯气氧化生成
Fe3+,从而增大Fe3+浓度,Fe3+、SCN-反应生成Fe
(SCN)3,溶液颜色加深,涉及的离子方程式为2Fe2++
Cl2 2Fe3++2Cl-。
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13. (2024·余姚高一检测)某同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性
质。请回答下列问题:
2FeCl3+Fe
3FeCl2
2FeCl2+Cl2 2FeCl3
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(3)乙同学认为甲同学的实验不够严谨,该同学在2 mL FeCl2溶
液中先加入0.5 mL煤油,再于液面下依次加入1滴KSCN溶
液和几滴氯水,溶液变红,煤油的作用是
。
隔绝空气,防止
Fe2+被氧化
解析: Fe2+具有还原性,易被空气中的氧气氧化,所
以验证Fe2+被氯气氧化时,应向氯化亚铁溶液中先加入煤油
隔绝空气,防止Fe2+被氧化,再于液面下依次加入硫氰化钾
溶液和氯水,溶液变红说明Fe2+被氯气氧化。
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(4)丁同学向盛有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
。
2Fe2++
2H++H2O2 2Fe3++2H2O
解析:由题意可知,酸性条件下Fe2+与过氧化氢溶液反应生成Fe3+和水,反应的离子方程式为2Fe2++2H++H2O2 2Fe3++2H2O。
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(5)维生素C易溶于水,可将Fe3+转化为Fe2+被人体吸收。为检
验转化产物Fe2+,设计如下实验:取适量Fe2(SO4)3溶液
置于试管中,加入过量维生素C片振荡溶解后,滴加酸性高
锰酸钾溶液,紫色褪去。该设计 (填“能”或“不
能”)检验Fe2+的生成。部分变质的FeCl2溶液可制得
Fe2O3。若100 mL该溶液最终制得1.6 g Fe2O3,不考虑过程
损失,变质前FeCl2溶液的浓度为 。
不能
0.2 mol·L-1
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解析:Fe2+、过量的维生素C均能被酸性高锰酸钾溶
液氧化,导致高锰酸钾溶液褪色,干扰了亚铁离子的检验,
此实验方案设计不严密;1.6 g Fe2O3的物质的量为 =0.01 mol,铁元素的物质的量 n (Fe)=0.02 mol;根据铁元素守恒,变质前 n (FeCl2)= n (Fe)=0.02 mol,则100 mL该溶液中, c (FeCl2)= =0.2 mol·L-1。
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感谢欣赏
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