【新教材】2021-2022鲁科版化学必修一 同步学案 3.1.1亚铁盐和铁盐 铁的单质

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名称 【新教材】2021-2022鲁科版化学必修一 同步学案 3.1.1亚铁盐和铁盐 铁的单质
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资源类型 试卷
版本资源 鲁科版(2019)
科目 化学
更新时间 2021-08-09 10:43:48

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文档简介

铁元素及其化合物
第1节 亚铁盐和铁盐
铁的单质
一、铁及铁元素的存在
1.含量:铁元素在地壳中的含量处于第四位,仅次于氧元素、硅元素和铝元素。
2.存在形态
(1)游离态:如陨铁。
(2)化合态:
 杜甫是唐代伟大诗人,他的代表作之一——《自京赴奉先县咏怀五百字》中有句千古名句:“朱门酒肉臭,路有冻死骨。”这里为何称为“朱门”呢?
[提示] 古代王公贵族的住宅大门用三氧化二铁漆成红色,表示尊贵,称为“朱门”,后来借指富贵人家。
二、铁单质
1.物理性质
色、态
密度
熔点
导热性、延展性
导电性
特性
银白色固体
7.86
g·cm-3
1
538

良好
比铜、铝差
能被磁铁吸引
2.化学性质
(1)与酸反应生成氢气:
与盐酸、硫酸反应的离子方程式为Fe+2H+===Fe2++H2↑。
【特别提醒】
常温下,Fe、Al遇浓硫酸、浓硝酸没有明显的反应,这是因为发生了钝化现象。
(2)与某些盐溶液发生置换反应:
与硫酸铜溶液反应的离子方程式为Fe+Cu2+===Fe2++Cu。
(3)与非金属反应
①与氧气反应:3Fe+2O2Fe3O4。
②与氯气反应:2Fe+3Cl22FeCl3。
(4)铁与水的反应:
①铁与冷水不反应,但在空气中的氧气和水蒸气的作用下,易腐蚀。
②铁与水蒸气的反应:
方法
方法一
方法二
实验装置
实验现象
用小试管收集一试管气体,点燃,听到轻微爆鸣声
用火柴点燃肥皂泡,听到爆鸣声
实验结论
铁与水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2
 铸剑是我国的一项传统技艺,铸剑师选择合适的原料,铁或者铜矿石,然后加热倒在一个模具中,冷却,经过捶打打磨,淬火而成。淬火就是把捶打过的剑再烧红趁热放入冷水中。取出后宝剑表面形成一层氧化膜。那么,宝剑在淬火过程中发生了什么反应?
[提示] 淬火过程中剑身表面的铁与水发生反应生成了一层坚硬的四氧化三铁。
重难突破:铁的性质
[问题1] 已知2Fe+3Cl22FeCl3和Fe+SFeS,请判断Cl2与硫单质氧化性的强弱?
[提示] Cl2能将Fe氧化为+3价,硫单质只能将Fe氧化为+2价,说明Cl2的氧化性强于单质硫。
[问题2] 在课堂分组实验中,小明同学不小心将少量铁粉混入铜粉中。小明同学欲将混合物遗弃,被小兵同学阻止,小兵运用所学知识成功将少量铁粉除去。除去铜粉中混有的铁粉,可选用FeCl3溶液吗?若不可以,可以选用什么试剂?另外还可以用什么方法?
[提示] 不可以。由于FeCl3不仅与Fe反应,而且能与Cu反应,故不可以用FeCl3溶液除去铜粉中混有的铁粉;H2SO4和CuSO4溶液均与Fe反应而不与Cu反应,故可用H2SO4或CuSO4溶液除去铜粉中混有的铁粉。另外,铁能被磁铁吸引而铜不会,故也可用磁铁吸出铁粉。
1.Fe与冷水、热水不反应,Fe与H2O(g)高温下反应的产物是Fe3O4,而不是Fe2O3。
2.铁在潮湿的空气中生成铁锈的主要成分是Fe2O3,而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。
3.铁分别与氯气和盐酸反应所得产物中铁元素的价态不同,Fe与Cl2反应,不论Cl2用量多少都生成FeCl3,而Fe与盐酸反应生成FeCl2。
4.Fe与Br2反应生成FeBr3,但与I2反应时生成FeI2,通过这一事实可以说明Br2的氧化性比I2强。
【对点练习】
1.将铁片放入下列各溶液中,反应后溶液质量增加,但无气体产生的是(  )
A.CuCl2溶液
B.AgNO3溶液
C.Fe2(SO4)3溶液
D.稀硫酸
2.用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验,下列有关说法不正确的是(  )
A.装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气
B.装置B中反应的化学方程式是2Fe+3H2O(g)Fe2O3+3H2
C.装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰
D.点燃装置D处的气体前必须检验气体的纯度
3.(1)有下列物质:
①O2 ②AgNO3溶液 ③CuCl2溶液 ④稀硫酸
⑤FeCl3溶液 ⑥Cl2 ⑦水蒸气(高温) ⑧S,与Fe反应时只生成+2价铁的化合物的是________(填序号,下同),只生成+3价铁的化合物的是________,既生成+2价又生成+3价铁的化合物的是________。
(2)试写出铁和水蒸气反应的化学方程式,并用双线桥法标出电子转移情况。
_______________________________________________________________
4 下列说法正确的是?( 
 )
A.将稀硝酸加入过量铁粉中,充分反应后滴加KSCN溶液,现象是有气体生成,溶液呈红色,原因是稀硝酸将Fe氧化为Fe3+
B.将铜粉加入1.0
mol/L
Fe2(SO4)3溶液中,现象是溶液变蓝、有黑色固体出现,原因是金属铁比铜活泼
C.FeCl3溶液可用于铜质印刷电路板制作,是因为FeCl3能从含Cu2+的溶液中置换出铜
D.室温下,能将浓硫酸盛放在铁桶中
三、亚铁盐和铁盐
1.亚铁盐和铁盐的组成
亚铁盐
铁盐
组成
含有Fe2+的盐
含有Fe3+的盐
常见物质
FeSO4·7H2O(绿色)、FeCl2等
FeCl3·6H2O(黄色)、Fe2(SO4)3(黄色)、
Fe(NO3)3等
2.亚铁盐和铁盐的性质探究(以FeSO4、FeCl3为例)
(1)预测
①从物质类别预测Fe2+和Fe3+性质:
FeSO4和FeCl3都属于盐类,能和碱反应生成Fe(OH)2及Fe(OH)3。
②从化合价角度:Fe3+具有较强氧化性;Fe2+既有氧化性又有还原性。
(2)实验方案
①证明Fe2+、Fe3+与OH-能反应,需向亚铁盐、铁盐溶液中滴加碱性试剂,如NaOH溶液。
②证明Fe3+具有氧化性,需加入还原剂,如铁、铜、KI溶液。
③证明Fe2+具有氧化性,需加入还原剂,如锌,证明其具有还原性,需加入氧化剂,如氯水、酸性KMnO4等。
④知识支持:a.Fe3+的特征反应:Fe3+和KSCN溶液反应,溶液显红色,离子方程式为Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3。
3.实验步骤、现象和结论
(1)Fe2+、Fe3+与碱的反应
实验内容
实验现象
结论
先生成白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色沉淀
有关方程式:
Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓,4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
生成红褐色沉淀
离子方程式:Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
(2)Fe3+的氧化性实验探究
实验内容
实验现象
结论
加入KSCN溶液,溶液呈红色,加入足量铁粉后,溶液褪色
Fe3+具有氧化性,Fe具有还原性,离子方程式:2Fe3++Fe===3Fe2+
加入KSCN溶液,溶液呈红色,加入足量铜片后,溶液红色消失,变为蓝绿色
Fe3+具有氧化性,离子方程式:2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
(3)Fe2+的氧化性和还原性实验探究
实验内容
实验现象
结论
加入KSCN溶液,无明显现象,再滴加氯水溶液呈红色
Fe2+具有还原性,离子方程式:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3
加入FeSO4溶液,酸性KMnO4溶液紫红色褪去,溶液略呈黄色
Fe2+具有还原性,被酸性KMnO4氧化为Fe3+
溶液由浅绿色变为无色
Fe2+具有氧化性,离子方程式:Fe2++Zn===Zn2++Fe
5. 判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)Fe2+的价态为中间价态,要证明其有氧化性应加入还原剂,如铜
(  )
(2)Fe3+和KSCN溶液反应生成红色沉淀
(  )
(3)将SO2气体通入FeCl3溶液中,溶液颜色由黄色变为淡绿色,说明Fe3+有氧化性
(  )
【思考与交流】 为消除废气中的Cl2对环境的污染,将废气通过含有铁粉的FeCl2溶液,即可有效地除去Cl2,这一处理过程的原理是什么?处理过程中需定期添加的原料是什么?
[提示] 向含有铁粉的FeCl2溶液中通入Cl2,发生反应2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,Fe+2Fe3+===3Fe2+,起到吸收氯气的作用,处理过程中需定期添加铁粉,保证反应持续发生。
重难突破:Fe、Fe2+、Fe3+间的相互转化
实验室中常见的可溶性的亚铁盐有FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等,其溶液是浅绿色,亚铁盐中Fe2+易被氧化,故其晶体应密闭保存。常见的可溶性的铁盐有FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等,其溶液一般呈黄色。铁盐固体易潮解,也应密闭保存。
【思考交流】
[问题1] FeCl2溶液中混有少量FeCl3时,如何除去杂质?
[提示] 向溶液中加入足量的铁粉,使FeCl3和Fe充分反应生成FeCl2,然后过滤除去多余的Fe。
[问题2] 若用过量的锌和FeCl3溶液反应,产物是FeCl2吗?
[提示] 产物不是FeCl2。因为锌比铁活泼,所以过量的锌会和FeCl2反应生成Fe。
[问题3] FeCl3溶液中混有FeCl2时,如何除去杂质?
[提示] 向溶液中加入足量的氯水,使FeCl2转化为FeCl3。
[问题4] FeCl2溶液中混有CuCl2时,如何除去杂质?
[提示] 加入铁粉,使Cu2+转化为Cu,过滤除去。
[问题5] 为什么保存硫酸亚铁溶液时常加入少量铁粉?
[提示] Fe2+具有较强的还原性,易被氧化变质,向盛放亚铁盐溶液的试剂瓶中加入少量铁粉的目的是防止Fe2+被氧化为Fe3+。
1.Fe、Fe2+、Fe3+间的相互转化关系——铁三角
2.常见的转化反应如下
(1)Fe→Fe2+:加弱氧化剂,如I2、H+、Cu2+、Fe3+等。
Fe+2H+===Fe2++H2↑,
Fe+Cu2+===Fe2++Cu,
Fe+2Fe3+===3Fe2+。
(2)Fe→Fe3+:加强氧化剂,如O2、Cl2、Br2等。
2Fe+3Cl22FeCl3。
(3)Fe2+→Fe3+:加强氧化剂,如
Cl2、O2、Br2、H2O2等。
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3。
(4)Fe3+→Fe2+:加还原剂,如Fe、Cu、I-等。
Fe+2Fe3+===3Fe2+,
Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+。
(5)Fe2+→Fe:加强还原剂,如Zn、Al、C、CO等。
Zn+Fe2+===Zn2++Fe,
CO+FeOFe+CO2。
(6)Fe3+→Fe:加强还原剂,如Zn、Al、CO、H2等。
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,
3H2+Fe2O32Fe+3H2O(g)。
【对点练习】
6.将单质Fe、Cu与FeCl3、FeCl2、CuCl2溶液一起放进某容器内,根据下述不同情况,填写金属或金属离子。
(1)充分反应后,如果Fe有剩余,则溶液中不可能有________。
(2)充分反应后,如果溶液中还有大量Fe3+,则还含有________,________有剩余。
(3)充分反应后,如果容器内有较多Cu2+和相当量的Cu,则容器内不可能有________。
4.含铁物质的分离与除杂
主要物质
杂质
除杂方法
Fe2+
Fe3+
加过量铁粉后过滤
FeCl3
FeCl2
加氯水或通入Cl2
Fe2+
Cu2+
加过量铁粉后过滤
【对点练习】
7.探究Fe2+的还原性和Fe3+的氧化性可选用的一组试剂是(  )
A.铁粉、铜粉
B.氯水、酸性KMnO4溶液、KSCN溶液
C.氯水、铜粉、KSCN溶液
D.铜粉和KI?淀粉试纸
8.某化学小组为验证Fe3+与Fe2+能够相互转化,进行如下实验。
实验操作
对应现象
①向FeCl3溶液中加入过量铁粉
②滴加KSCN溶液
③再滴加几滴氯水
ⅰ.溶液由棕黄色变为浅绿色
ⅱ.溶液无明显变化
ⅲ.溶液变红
下列分析不合理的是(  )
A.解释现象ⅰ的反应:2Fe3++Fe===3Fe2+
B.实验②与③可以调换顺序
C.溶液变红涉及反应:Cl2+2Fe2+===2Cl-+2Fe3+
D.氧化性:Cl2>Fe3+>Fe2+
课堂练习
1.下列说法正确的是(  )
A.我国在战国中期开始使用铁制品
B.自然界中的铁元素只存在于化合物中
C.铁能与所有金属的盐溶液反应生成亚铁盐和金属
D.高炉炼铁是用还原剂将铁从它的化合物中还原出来
2.下列物质中,在一定条件下与铁反应,且铁元素的化合价能变为+3价的是(  )
A.氯化铁溶液
B.氯气
C.硫酸铜溶液
D.稀盐酸
3.下列离子方程式中,正确的是(  )
A.铁与盐酸反应:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑
B.氯气与氯化亚铁溶液反应:2FeCl2+Cl2===2FeCl3
C.氯化铁溶液与铁反应:Fe3++Fe===2Fe2+
D.氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应:Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
4.下列关于铁与水反应的描述不正确的是(  )
A.铁与水蒸气反应的产物是黑色的Fe2O3
B.红热的铁能与水蒸气反应,产生的气体点燃时可发出爆鸣声
C.铁与水蒸气的反应是氧化还原反应
D.常温下,Fe与水不反应,但在空气中的O2作用下Fe能与水发生反应
5. 用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜,向所得的溶液中加入铁粉。
对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是?(  )
A.若无固体剩余,则溶液中一定有Fe3+
B.若溶液中有Cu2+,则一定没有固体析出
C.若有固体存在,则溶液中一定有Fe2+
D.若溶液中有Fe2+,则一定有Cu析出
6.某化学兴趣小组利用下列试剂:铁粉、锌粉、0.1
mol·L-1FeCl3溶液、0.1
mol·L-1
FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水,探究Fe2+、Fe3+的氧化性、还原性,并利用实验结论解决一些问题。
(1)用所给试剂写出体现Fe2+具有还原性的反应的化学方程式:____________________________________________________________________。
(2)设计实验方案,完成下列表格。
探究内容
实验方案
实验现象
探究Fe3+
具有氧化性
取少量0.1
mol·L-1
FeCl3溶液,往溶液中加入足量铁粉,再加入少量KSCN溶液
加入铁粉后,溶液颜色变为____________。
加入KSCN溶液后,溶液________
(3)该兴趣小组为说明“Fe2+具有氧化性”,提出了向FeCl2溶液中加入锌粉,观察实验现象的方案,该反应的离子方程式为________________。
(4)某反应中反应物与生成物有Fe3+、Mn2+、H+、MnO、H2O和一种未知离子X,已知MnO在反应中得到电子,则X离子是________。
习题练习
1.在一定条件下,铁与有关物质反应,所得产物错误的是(  )
A.FeFeCl3
B.FeFeS
C.FeFe(OH)3
D.FeFe3O4
2.对下列反应的分析中正确的是(  )
A.铁与过量稀硫酸反应可得到铁盐
B.Fe3O4与过量盐酸反应生成铁盐与水
C.铁与AgNO3溶液反应可得到亚铁盐
D.铁与Br2、I2反应均生成铁盐
3.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
4.铁与水蒸气反应的实验装置如图,下列说法正确的是(  )
A.实验时,试管口应高于试管底
B.加热时试管内生成黑色物质,点燃肥皂泡可听到爆鸣声
C.反应的化学方程式为2Fe+3H2O(g)Fe2O3+3H2
D.试管中发生化合反应
5.刻制印刷电路板时用氯化铁溶液作为“腐蚀液”,发生的反应为Cu+2Fe3+===2Fe2++Cu2+。根据该反应判断下列说法不正确的是(  )
A.铜是还原剂
B.Fe3+具有氧化性
C.该反应是置换反应
D.该反应属于离子反应
6.下列关于Fe2+和Fe3+的叙述中,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
7.下列试剂中,不能使Fe2+转化为Fe3+的是(  )
①氯气 ②NaCl溶液 ③KMnO4溶液 ④稀硝酸
⑤盐酸 ⑥NaNO3溶液
A.①②③
B.①③④
C.②④⑤
D.②⑤⑥
8.为探究铁的性质进行如图所示实验,下列描述正确的是(  )
①     ②
A.①中溶液呈棕黄色
B.①中Fe被还原
C.②中一定没有Fe2+
D.②中的反应说明氧化性:Cl2>Fe3+
9.下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是(  )
A.FeCl2可以被氧化生成FeCl3,所以FeCl2只具有还原性
B.将饱和FeCl3溶液滴入沸水中,能形成胶体
C.新制的Fe(OH)2沉淀露置在空气中最终会变为红褐色
D.除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加铁粉,然后过滤
10.下列除去括号中的杂质的方法不正确的是(  )
A.FeCl3溶液(FeCl2):通入适量Cl2
B.CO2(HCl气体):通过饱和NaHCO3溶液后干燥
C.FeCl2溶液(FeCl3):加过量铜粉后过滤
D.Cl2(HCl气体):通过饱和NaCl溶液后干燥
11.金属单质A可发生以下反应,试判断:
(1)A、B、C、D、E分别是(写化学式,B写主要成分)。
A.________,B.________,C.________,D.________,
E.________。
(2)写出反应③、④的离子方程式:
③_____________________________________________________________;
④_____________________________________________________________。
(3)黑色固体C与盐酸反应的化学方程式为_______________________。
12.某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水”反应的实验,并检验产物的性质,请回答下列问题:
A   B   C 
 D 
   E
(1)A装置的作用是__________________________________________。
B中反应的化学方程式为__________________________________________。
(2)D的作用是_____________________________________________。
(3)E中反应的化学方程式为__________________________________。
(4)A、B两个装置中应先点燃________处的酒精(喷)灯,点燃E处酒精灯之前应先进行的操作是________。
13.(易错题)下列关于钠、铁及其化合物的叙述正确的是(  )
A.铁单质只具有还原性,其阳离子只有氧化性,且可用KSCN溶液检验其阳离子是否存在于某溶液中
B.因为铁的活泼性大于Cu,故Cu与FeCl3不反应
C.Na2O2、Fe(OH)3、FeCl2均可经化合反应一步得到
D.Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3
14.(双选)向FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉,充分反应后仍有固体存在,则下列判断不正确的是(  )
A.加入KSCN溶液一定不变红色
D.溶液中一定含Fe2+
C.溶液中一定含Cu2+
D.剩余固体中一定含Fe
15.(素养题)A、B、C三种物质中均含有同一种元素M,它们之间有如图所示的转化关系。A为一种金属单质,其产量直接关系国民经济命脉。反应①②③均为化合反应,反应④为置换反应。下列有关说法不正确的是(  )
A.①中所加试剂可能是氯气
B.③中需要加具有氧化性的试剂
C.④中所加试剂可能是铜或锌等
D.元素M在②中发生的价态变化也能通过加碘化钾溶液实现
16.下列有关Fe2(SO4)3溶液的叙述正确的是(  )
A.该溶液中K+、Fe2+、SCN-、Br-可以大量共存
B.和H2S反应的离子方程式:2Fe3++H2S===FeS+2H+
C.和Ba(OH)2溶液反应的离子方程式:Fe3++SO+Ba2++3OH-===Fe(OH)3↓+BaSO4↓
D.1
L
0.1
mol·L-1该溶液和足量的Zn充分反应,生成11.2
g
Fe
17.电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。
(1)检验溶液中Fe3+存在的试剂是________,证明Fe3+存在的现象是________。
(2)写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的化学方程式:____________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(3)某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜,并重新获得FeCl3溶液,准备采用下列步骤:
A.请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式。
①________,②________,③________,④________,⑤________,⑥________。
B.请写出相关反应的化学方程式。
_______________________________________________________________,
_______________________________________________________________,
______________________________________________________________,
______________________________________________________________。
参考答案附解析
【对点练习】
1.
C [Fe能从CuCl2、AgNO3溶液中分别置换出Cu和Ag,而使溶液质量减轻;Fe与稀硫酸反应后溶液质量增加,但有气体产生;Fe+Fe2(SO4)3===3FeSO4,溶液质量增加,且无气体产生。]
2.
B [装置A是将液态H2O转化为气态H2O,与装置B中的铁粉在高温下发生反应,A项正确;铁粉与H2O(g)在高温下发生反应,生成Fe3O4和H2,B项错误;因生成的H2中含有较多的水蒸气,故需要用碱石灰等不与H2反应的干燥剂进行干燥,C项正确;不纯的H2在点燃时可能会发生爆炸,故在点燃H2前必须检验其纯度,D项正确。]
3.
[答案] (1)②③④⑤⑧ ⑥ ①⑦ 
4.
D
5.
[答案] (1)× (2)× (3)√
6.
【解析】 根据Fe+2Fe3+===3Fe2+,Fe+Cu2+===Cu+Fe2+,Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+,若Fe有剩余,则容器中只有Fe2+,不可能有Fe3+、Cu2+;如果容器内还有大量Fe3+,则还含有Cu2+和Fe2+,一定没有Fe和Cu。如果容器内有较多Cu2+和相当量的Cu,Fe能置换出铜,Fe3+能氧化Cu,则容器内不可能有Fe3+和Fe。
【答案】 (1)Fe3+、Cu2+ (2)Cu2+、Fe2+
Fe、Cu (3)Fe3+、Fe
7.
C [A项,铁粉、铜粉只与Fe3+反应,不能探究Fe2+的还原性;B项,不能探究Fe3+的氧化性;D项,不能探究Fe2+的还原性。]
8.B [向FeCl3溶液中加入过量铁粉,Fe与Fe3+反应生成Fe2+,溶液由棕黄色变为浅绿色,A正确;先加氯水,再加KSCN溶液,溶液变红,不能排除Fe3+的影响,故无法检验Fe2+,B错误;滴入氯水后,Fe2+被氧化为Fe3+,C正确;由反应方程式可知,氧化性:Cl2>Fe3+>Fe2+,D正确。]
【课堂练习】
1.
D [我国目前发现最早的铁制品是春秋初年秦国的铜柄铁剑,A项错误;自然界中的陨铁中的铁以单质形态存在,B项错误;铁只能将金属活动性比它弱的金属从其盐溶液中置换出来,C项错误;高炉炼铁是用CO等还原剂把铁从铁矿石中还原出来,D项正确。]
2.
B [Fe和氯气反应生成FeCl3。]
3.
D [Fe和HCl反应:Fe+2H+===Fe2++H2↑,A错;Cl2和FeCl2反应:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,B错;FeCl3和Fe反应:2Fe3++Fe===3Fe2+,C错。]
4.
A [3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,固体产物是黑色的Fe3O4,Fe2O3是红棕色粉末,A项错误;产生的气体为H2,不纯的H2在空气中点燃时能发出爆鸣声,B项正确;由于反应中有元素化合价发生改变,所以Fe与水蒸气的反应是氧化还原反应,C项正确;常温下,铁在潮湿的空气中会被缓慢氧化,D项正确。]
5.
C
解析???A项,无固体剩余,说明铜全部以铜离子形式存在,加入的铁粉没有与Cu2+反应,全部与Fe3+反应,溶液中一定含有Fe2+,可能含有Fe3+;B项,若溶液中有Cu2+,则加入的铁粉不足,可能只与Fe3+反应,也可能与Fe3+反应后剩余的铁粉与部分Cu2+反应生成铜,所以可能有固体析出;C项,若有固体存在,固体中一定有铜,可能有铁,溶液中一定含有Fe2+;D项,当加入的铁粉较少,只发生反应Fe+2Fe3+=
3Fe2+时,不会有铜析出。
6.
[解析] (1)在反应中Fe2+作还原剂,体现其还原性,因此应选择氧化剂,所以选用氯水,反应为2FeCl2+Cl2===2FeCl3。
(2)向FeCl3溶液中加入铁粉,发生的反应为2Fe3++Fe===3Fe2+,所以溶液由棕黄色变为浅绿色。向FeCl2溶液中滴加KSCN溶液不变红。
(3)向FeCl2溶液中加入锌粉,离子反应为Zn+Fe2+===Fe+Zn2+。
(4)已知MnO得电子,故MnO是氧化剂,Mn2+为还原产物,则题目提供的Fe3+是氧化产物,故还原剂为Fe2+。即X为Fe2+。
[答案] (1)2FeCl2+Cl2===2FeCl3 (2)浅绿色 不变色
(3)Fe2++Zn===Zn2++Fe (4)Fe2+
【课后习题】
1.
C [氯气是强氧化剂,可将变价金属氧化成最高价态,故A正确;硫是弱氧化剂,硫与铁反应生成硫化亚铁,故B正确;铁与水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气,故C错误;铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,故D正确。]
2.
C [铁与稀硫酸、盐酸及不活泼金属的盐溶液反应只能生成亚铁盐,A错误,C正确;Fe3O4与盐酸反应生成FeCl2、FeCl3与H2O,B错误;铁与I2反应只能生成FeI2,D错误。]
3.
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。]
4.
B [铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2,属于置换反应,实验时应使试管口低于试管底。]
5.
C [该反应中铜元素化合价升高,被氧化,为还原剂;铁元素化合价降低,被还原,Fe3+为氧化剂;生成物中没有单质,不是置换反应;该反应为离子反应。]
6.
D [含Fe2+、Fe3+的水溶液分别显浅绿色和棕黄色。Fe3+具有氧化性,Fe2+具有还原性。Fe3+溶液遇KSCN溶液显红色的物质是Fe(SCN)3,能溶于水,不是红色沉淀,故D错误。]
7.
D [②NaCl溶液不能使Fe2+转化为Fe3+;⑤盐酸不能使Fe2+转化为Fe3+;⑥NaNO3溶液不能使Fe2+转化为Fe3+。符合题意的是②⑤⑥。]
8.
D [①、②中发生的化学反应分别为Fe+2HCl===FeCl2+H2↑、2FeCl2+Cl2===2FeCl3。①中溶液为氯化亚铁溶液和剩余盐酸的混合溶液,为浅绿色,A项错误;①中Fe的化合价从0价升高到+2价,被氧化,B项错误;加入氯水的量未知,不能确定FeCl2是否完全转化为FeCl3,C项错误;根据同一氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,结合②中的反应可得氧化性:Cl2>Fe3+,D项正确。]
9.
A [A项,FeCl2中铁元素化合价是+2价,处于中间价态,既具有氧化性,也具有还原性,错误;B项,将饱和FeCl3溶液滴入沸水中,继续加热至呈红褐色,即形成胶体,正确;C项,Fe(OH)2易被氧化,新制的Fe(OH)2沉淀露置在空气中最终会变为红褐色氢氧化铁沉淀,正确;D项,除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加铁粉,FeCl3被Fe还原为FeCl2,然后过滤除去多余的铁粉即可,正确。]
10.
C [2FeCl2+Cl2===2FeCl3,不会引入新的杂质,A项正确;NaHCO3+HCl===NaCl+CO2+H2O,并且CO2与饱和NaHCO3溶液不发生反应,B项正确;Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2,引入了新的杂质CuCl2,正确的方法是加过量铁粉后过滤(Fe+2FeCl3===3FeCl2),C项错误;HCl气体可以溶解在饱和NaCl溶液中,并且饱和NaCl溶液含有较高浓度的Cl-,可以降低Cl2的溶解度,D项正确。]
11.
[解析] 单质A为Fe,其转化关系为
[答案] (1)Fe Fe2O3 Fe3O4 Cu H2
(2)Cu2++Fe===Fe2++Cu Fe+2H+===Fe2++H2↑
(3)Fe3O4+8HCl===2FeCl3+FeCl2+4H2O
12.
[解析] (1)B中进行的反应是铁与水蒸气的反应,故A为提供水蒸气的装置。
(2)D的作用是吸收未反应的水蒸气,干燥H2。
(3)E中反应为H2还原氧化铜:H2+CuOCu+H2O。
(4)应先点燃A处酒精灯,排除B装置玻璃管内空气,防止加热时,Fe粉被O2氧化。用H2与CuO反应之前一定要检验H2的纯度。
[答案] (1)产生水蒸气 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
(2)吸收未反应的水蒸气,干燥H2
(3)H2+CuOCu+H2O
(4)A 收集并检验H2的纯度
13.
C [Fe2+处于中间价态,既有氧化性又有还原性,用KSCN溶液只能检验铁离子,不能检验亚铁离子,A错误;Cu可将FeCl3还原为FeCl2,B错误;2Na+O2Na2O2,4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,Fe+2FeCl3===3FeCl2,C正确;Fe在足量Cl2中燃烧只生成FeCl3,D错误。]
14.
CD [因氧化性Fe3+>Cu2+,故Fe先与Fe3+反应,后与Cu2+反应,发生反应的离子方程式分别为Fe+2Fe3+===3Fe2+,Fe+Cu2+===Fe2++Cu。充分反应后仍有固体剩余,则剩余固体可能为铜或铁粉与铜的混合物,说明Fe3+反应完全,Cu2+可能未反应完全,则溶液中一定含Fe2+,可能含Cu2+,一定不含Fe3+,故加入KSCN溶液一定不变红色;综合以上分析可知,C、D项不正确。]
15.
C [A项,根据转化关系可确定A为变价金属,应为Fe,反应①中加入氯气能实现,B为氯化铁,C为氯化亚铁,A正确,不符合题意;B项,反应③中铁元素由+2价变为+3价,需要加具有氧化性的试剂,B正确,不符合题意;C项,氯化铁和锌的反应不属于置换反应,C错误,符合题意;D项,Fe3+可以将I-氧化生成Fe2+和I2,D正确,不符合题意。]
16.
D [Fe2(SO4)3溶液中的Fe3+与SCN-发生显色反应,在溶液中不能大量共存,故A项错误;铁离子能够与H2S发生氧化还原反应,生成亚铁离子和单质硫沉淀,故B项错误;Fe2(SO4)3溶液和Ba(OH)2溶液反应生成氢氧化铁沉淀和硫酸钡沉淀,铁离子和硫酸根离子的物质的量的比为2∶3,正确的离子方程式为2Fe3++3SO+3Ba2++6OH-===2Fe(OH)3↓+3BaSO4↓,故C项错误;1
L
0.1
mol·L-1该溶液中含有溶质硫酸铁0.1
mol,0.1
mol硫酸铁中含有0.2
mol铁离子,与足量锌反应可以生成0.2
mol铁,生成铁的质量为11.2
g,故D项正确。]
17.
[解析] 从腐蚀铜的废液中回收铜。
[答案] (1)KSCN溶液 溶液变成红色
(2)2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2
(3)A.①Fe ②FeCl2 ③Fe和Cu ④HCl ⑤FeCl2 ⑥Cl2
B.CuCl2+Fe===FeCl2+Cu
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
2FeCl3+Fe===3FeCl2
2FeCl2+Cl2===2FeCl3