课时2铁的氢氧化物铁盐和亚铁盐

第三章铁金属材料第一节铁及其化合物课时2铁的氢氧化物、铁盐和亚铁盐课标解读内容要求学业要求1.能依据教材中给出的问题,设计简单的实验方案制备氢氧化亚铁。2.了解铁的氢氧化物、铁盐和亚铁盐在生产、生活中的应用。3.掌握Fe2+、Fe3+的检验方法和相互转化。1.通过实验探究铁的氢氧化物的制备,认识铁盐、亚铁盐的化学性质。2.能利用离子反应、氧化还原反应等概念对铁及其化合物的相关反应进行分类和分析说明,设计实验进行初步验证,并能分析、解释实验现象。3.能利用铁及其化合物的性质和反应,设计常见含铁物质制备、分离、提纯、检验等简单任务的方案。能从物质类别和价态变化的视角说明物质的转化途径。学习任务一氢氧化亚铁和氢氧化铁前面学习了铁的单质和铁的氧化物的性质,回忆这些知识,写出下列转化中的化学方程式(离子反应写离子方程式)。答案3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2Fe+Cu2+Cu+Fe2+Fe+SFeS2Fe+3Cl22FeCl3Fe+2H+Fe2++H2↑1.铁的氢氧化物的制备在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液,然后各滴入NaOH溶液。(1)在FeCl3溶液中滴入NaOH溶液,生成①红褐色沉淀,原因是②Fe3++3OH-Fe(OH)3↓(填反应的离子方程式)。

(2)在FeSO4溶液中滴入NaOH溶液,生成③白色絮状沉淀,原因是④Fe2++2OH-Fe(OH)2↓(填反应的离子方程式),沉淀迅速变成⑤灰绿色,最后会有⑥红褐色沉淀生成,原因是⑦4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3(填反应的化学方程式)。

2.氢氧化铁的性质Fe(OH)3不稳定,受热会分解变成红棕色的⑧Fe2O3,化学方程式为⑨2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。

3.铁的氢氧化物的共性Fe(OH)2和Fe(OH)3都⑩不溶于水,都能与酸反应生成盐和水。与盐酸反应的离子方程式分别为Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2O、Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O。

判断下列说法的正误(正确的画“√”,错误的画“✕”)。1.氢氧化铁和氢氧化亚铁都属于碱(√)2.氢氧化亚铁能与盐酸反应生成氯化铁和水(✕)3.氢氧化铁胶体是一种红褐色沉淀(✕)4.氢氧化亚铁在空气中放置可转化为氢氧化铁(√)5.氢氧化亚铁在空气中加热可分解生成氧化亚铁和水(✕)1.利用铁盐和亚铁盐与碱反应制备铁的氢氧化物,发生的化学反应一般属于哪种反应类型?答案属于复分解反应。2.图1和图2都是制备氢氧化亚铁的装置。图1是将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下,并在液面上覆盖一层苯(已知苯的密度小于水,且不溶于水)。请问这样可以制备较为纯净的白色Fe(OH)2沉淀的原因是什么?结合装置,请你分析和说明图2能制备较为纯净的白色Fe(OH)2沉淀的工作原理。答案图1用苯液封,装有NaOH溶液的胶头滴管插入液面以下慢慢挤出溶液,这些操作均能防止Fe(OH)2与氧气接触,避免其被氧化,因此能较长时间观察到白色沉淀。图2中打开止水夹a,铁粉与稀硫酸反应生成的氢气排出了装置内的空气,同时试管内剩余的氢气起到保护气的作用,然后关闭止水夹a,在压强作用下,生成的硫酸亚铁溶液被压到右边与NaOH溶液混合,生成了白色Fe(OH)2沉淀,防止了Fe(OH)2与氧气接触,避免其被氧化,因此能较长时间观察到白色沉淀。3.用下图所示的密封装置来制备氢氧化亚铁。具体操作:注射器A吸入NaOH溶液后用硅胶塞封口,再用注射器B将FeSO4溶液缓慢推入注射器A中,使两溶液混合反应。(1)用硅胶塞封口的原因是什么?(2)配制硫酸亚铁溶液时加入维生素C(100mL溶液中加入半片维生素C),其目的是什么?答案(1)防止空气进入。(2)维生素C具有还原性,可以防止亚铁离子被氧化。防止Fe(OH)2被氧化的方法(1)可将配制Fe2+溶液的蒸馏水煮沸,除去其中的氧气。(2)将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入盛有亚铁盐溶液的试管底部,并慢慢挤出NaOH溶液。(3)在反应体系中充入保护气,如H2、N2、稀有气体等。(4)在亚铁盐溶液上方加保护层,如苯、植物油等。1.下列实验中能制备氢氧化铁沉淀的是()A.将氧化铁和水直接加热B.将水蒸气通过炽热铁粉C.氧化铁先用盐酸溶解再加过量烧碱溶液D.将饱和氯化铁溶液逐滴滴入沸水中,继续煮沸至液体呈红褐色答案C氧化铁不溶于水,不能与水反应生成氢氧化铁,A不符合题意;水蒸气能与炽热铁粉反应生成四氧化三铁和氢气,B不符合题意;氧化铁先用盐酸溶解生成氯化铁和水,再加烧碱溶液可得到氢氧化铁沉淀,C符合题意;将饱和氯化铁溶液逐滴滴入沸水中,继续煮沸至液体呈红褐色,可制备氢氧化铁胶体,D不符合题意。2.下列有关氢氧化亚铁及其制备方法的叙述中,不正确的是()A.氢氧化亚铁易被空气氧化B.氢氧化亚铁为灰绿色沉淀C.可利用如图所示装置,制备氢氧化亚铁D.实验中所用NaOH溶液应预先煮沸答案B氢氧化亚铁为白色沉淀,不是灰绿色,故B错误。3.硫酸亚铁在空气中易被氧化,与硫酸铵反应生成硫酸亚铁铵[化学式为FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O]后则不易被氧化。模拟工业制备硫酸亚铁铵晶体的实验装置如下图所示。已知装置C的作用是吸收一些酸性杂质气体。请回答下列问题:(1)铁屑中常含有Fe2O3等杂质,装置B中稀硫酸参加反应的离子方程式为、

。

(2)按上图连接好装置,检验气密性良好后加入相应的药品,打开K1、K2,关闭K3,装置B中有气体产生,该气体的作用是。

反应一段时间后,打开K3,关闭K1和K2,装置B中的溶液会流入装置A,原因是。

(3)按上图所示装置制备硫酸亚铁铵晶体的安全隐患是。

答案(1)Fe+2H+Fe2++H2↑Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O(2)排出装置中的空气,防止Fe2+被O2氧化装置B中产生H2,气体压强变大(3)产生的H2直接排入空气中,若达到一定浓度,遇明火会发生爆炸解析(1)铁屑中常含有Fe2O3等杂质,铁单质和氧化铁都可以与稀硫酸反应,对应的离子方程式为Fe+2H+Fe2++H2↑、Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O。(2)亚铁离子能被空气中的氧气氧化,所以要通入氢气,排出空气;反应一段时间后,打开K3,关闭K1和K2,装置B中产生H2,气体压强变大,装置B中的溶液会流入装置A。学习任务二铁盐和亚铁盐+和Fe3+的检验+和Fe3+的转化实验操作实验现象溶液由棕黄色变为③浅绿色→溶液④无明显变化→溶液变成⑤红色离子方程式⑥2Fe3++Fe3Fe2+、⑦2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-实验结论Fe3+Fe2+判断下列说法的正误(正确的画“√”,错误的画“✕”)。溶液在空气中长久放置后显棕黄色(√)2.向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液后产生红色沉淀(✕)3.用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2(✕)1.如何证明Fe3O4中既有+2价铁又有+3价铁?答案取一定量Fe3O4溶于稀硫酸,形成溶液,分别取该溶液于两支试管中。一支试管中加入KSCN溶液,溶液变红,说明含有Fe3+,证明Fe3O4中有+3价铁;另一支试管中加入酸性KMnO4溶液,紫红色褪去,说明含有Fe2+,证明Fe3O4中有+2价铁。2.根据铁元素的化合价分析:①Fe、②FeSO4、③Fe2(SO4)3三种物质中,哪种物质可作氧化剂?哪种物质可作还原剂?哪种物质既可作氧化剂又可作还原剂?请举例说明。答案①Fe中铁元素的化合价为0价,反应中化合价只能升高,作还原剂,如2Fe+3Cl22FeCl3、Fe+Cu2+Cu+Fe2+。②FeSO4中铁元素的化合价为+2价,既可降低为0价,又可升高为+3价,既可作氧化剂,又可作还原剂,如Mg+Fe2+Fe+Mg2+,Cl2+2Fe2+2Fe3++2Cl-。③Fe2(SO4)3中铁元素的化合价为+3价,可降低为+2价,可以作氧化剂,如2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+。3.检验Fe2+时先加入氯水后加入KSCN溶液,这种操作正确吗?答案不正确。检验Fe2+时,要注意加入试剂的顺序,即先加入KSCN溶液,再加入氯水。4.工业印刷电路板的制作流程如图所示,其中“蚀刻”所用的是FeCl3溶液。(1)请你写出FeCl3溶液蚀刻印刷铜板的反应原理(用离子方程式表示)。(2)由FeCl2可生成Fe或FeCl3,请写出其反应的化学方程式。(3)反应后的“蚀刻液”中含有哪些金属离子?如果要回收得到Cu和FeCl3,需要设计怎样的回收方案?答案(1)2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+。(2)FeCl2+ZnZnCl2+Fe,2FeCl2+Cl22FeCl3等合理答案均可。(3)反应后的“蚀刻液”中含有Fe3+、Fe2+、Cu2+。为从溶液中提取Cu,应向溶液中加入过量铁粉:Fe+Cu2+Fe2++Cu、Fe+2Fe3+3Fe2+;然后用盐酸溶解过量的铁粉:Fe+2HClFeCl2+H2↑,过滤后得到Cu;再向滤液中通入适量氯气即可得到FeCl3:2FeCl2+Cl22FeCl3。+与Fe3+的检验(1)直接观察颜色:含Fe2+的溶液呈浅绿色,含Fe3+的溶液呈棕黄色。(2)利用颜色变化:含Fe3+的溶液遇到KSCN或NH4SCN溶液,溶液呈红色。(3)利用铁的氢氧化物沉淀的颜色:含Fe2+的溶液和NaOH溶液反应,出现白色沉淀,迅速变为灰绿色,最后变为红褐色;含Fe3+的溶液和NaOH溶液反应,出现红褐色沉淀。(4)利用Fe2+的还原性:①含Fe2+的溶液和酸性KMnO4溶液反应,KMnO4溶液紫红色褪去;②含Fe2+的溶液遇到KSCN溶液,不变红,加入氯水或过氧化氢等氧化剂,溶液变为红色。+与Fe2+检验时的注意事项(1)Fe3+与SCN-作用后的“溶液”显红色,注意并不是“沉淀”。(2)因为酸性高锰酸钾溶液可以氧化氯离子,所以检验氯化亚铁溶液中的亚铁离子,一般不用酸性高锰酸钾溶液。+、Fe3+、Fe之间的相互转化关系(1)Fe只具有还原性,可被弱氧化剂(H+、S、Fe3+等)氧化成Fe2+,被强氧化剂(Cl2等)氧化成Fe3+。(2)Fe2+既有氧化性又有还原性,可被强氧化剂[Cl2、KMnO4(H+)等]氧化为Fe3+,可被还原剂(Al、Zn等)还原为Fe。(3)Fe3+具有氧化性,可被还原剂(Fe、Cu等)还原为Fe2+,可被还原剂(CO等)还原为Fe。1.证明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是()A.先滴加氯水再滴加硫氰化钾溶液显红色B.先滴加硫氰化钾溶液不显红色,再滴加氯水显红色C.先加入铁粉再滴加硫氰化钾溶液不显红色D.只需要滴加硫氰化钾溶液答案B先滴加氯水再滴加硫氰化钾溶液显红色,可能是原溶液中Fe2+被氯水氧化为Fe3+或原溶液本来就含有Fe3+,A错误;先滴加硫氰化钾溶液不显红色,说明原溶液中不存在Fe3+,再滴加氯水显红色,说明Fe2+被氯水氧化为Fe3+,原溶液存在Fe2+,B正确;先加入铁粉再滴加硫氰化钾溶液不显红色,原溶液可能存在Fe3+,C错误;滴加硫氰化钾溶液不显色,不一定含有Fe2+,D错误。2.硫酸亚铁溶液中含有杂质硫酸铜和硫酸铁,为除去杂质,提纯硫酸亚铁,应该加入下列物质中的()A.锌粉 B.镁粉 C.铁粉 D.铝粉答案C过量铁粉可将硫酸铁转化为硫酸亚铁,将硫酸铜转化为硫酸亚铁和单质铜,然后过滤即可得硫酸亚铁溶液。锌、镁、铝都可能将亚铁离子还原成铁单质,并且会引入新的杂质锌离子、镁离子、铝离子。3.下列关于Fe2+和Fe3+的叙述中,错误的是()+的水溶液为浅绿色+的水溶液为棕黄色+具有氧化性,Fe2+具有还原性+溶液中滴入含SCN-的溶液,立即出现红色沉淀答案DFe3+溶液中滴入含SCN-的溶液,生成红色物质,不是红色沉淀。4.久置的FeSO4溶液变黄,一般认为是被氧化为Fe3+的缘故。回答下列问题:(1)久置的FeSO4溶液中Fe3+的检验:向久置的FeSO4溶液中加入KSCN溶液的现象为,向久置的FeSO4溶液中加入少量淀粉-KI溶液,发现溶液变蓝,反应的离子方程式为。

(2)除去久置的FeSO4溶液中的Fe3+:在溶液中加入过量铁粉,可观察到的现象为,反应的离子方程式为,不能用铜粉作除去FeSO4溶液中Fe3+的试剂的原因是。

(3)查阅资料:溶液中Fe2+的氧化过程分为两步,首先是Fe2+生成Fe(OH)2,接着被O2氧化。写出Fe(OH)2在空气中被氧化的化学方程式:

,其现象为

。

(4)某研究小组研究常温下不同pH对Fe2+被O2氧化的影响,如图所示。结合图像分析不同pH对Fe2+被O2氧化的速率产生了怎样的影响:

。

答案(1)溶液变成红色2I-+2Fe3+2Fe2++I2(2)溶液从黄色变为浅绿色Fe+2Fe3+3Fe2+会引入新的杂质Cu2+(3)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色(4)在pH小于7的情况下,pH越大,Fe2+被氧化的速率越快解析(1)久置的FeSO4溶液中部分Fe2+被空气中的氧气氧化为Fe3+,向久置的FeSO4溶液中加入KSCN溶液的现象为溶液变成红色,向久置的FeSO4溶液中加入少量淀粉-KI溶液,发现溶液变蓝,是因为Fe3+将I-氧化为I2,发生反应的离子方程式为2I-+2Fe3+2Fe2++I2。(2)在溶液中加入过量铁粉,溶液中的Fe3+被铁粉还原为Fe2+,可以观察到的现象为溶液从黄色变为浅绿色,反应的离子方程式为Fe+2Fe3+3Fe2+,不能用铜粉作除去FeSO4溶液中Fe3+的试剂的原因是会引入新的杂质Cu2+。(3)Fe(OH)2在空气中被氧化生成Fe(OH)3,反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,其现象为白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色。(4)由题图可知pH小于7的情况下,pH越大,Fe2+被氧化的速率越快。1.在含有1molFeSO4的溶液中投入一小块金属钠,反应完全后,滤出沉淀并洗涤,然后在空气中灼烧沉淀得到的固体物质是()(OH)3答案D钠与水反应会生成NaOH,NaOH与FeSO4溶液反应生成Fe(OH)2,Fe(OH)2最终转化为Fe(OH)3,Fe(OH)3灼烧时分解得到的固体物质是Fe2O3。2.检验储存在密封性不佳的试剂瓶中的硫酸亚铁溶液是否变质,可以加入的试剂是()A.硫氰化钾溶液 B.硝酸银溶液C.盐酸酸化的氯化钡溶液 D.硝酸酸化的硝酸钡溶液答案A硫酸亚铁若是变质,亚铁离子会被氧化成铁离子,所以可使用硫氰化钾检验,加入硫氰化钾,若溶液变成红色,证明硫酸亚铁已经变质,若溶液没有变成红色,证明硫酸亚铁没有变质。3.实验室用FeCl2和烧碱制备Fe(OH)2,为了减缓产物Fe(OH)2被氧化的速率,下列说法不正确的是()A.配制FeCl2溶液和烧碱溶液所用的蒸馏水通常要煮沸B.可在FeCl2溶液的上面加一层苯,以隔绝空气C.向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时,胶头滴管尖嘴不能伸入试管内D.产生Fe(OH)2沉淀后,不能振荡试管答案C向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时,要将胶头滴管的尖嘴伸入FeCl2溶液中,防止氢氧化钠溶液在滴入时接触空气,C错误。4.下列离子的检验方法合理的是()A.某溶液滴入KSCN溶液后呈红色,说明不含Fe2+B.用盐酸酸化的KMnO4溶液检验Fe2(SO4)3溶液中是否含有FeSO4C.向某溶液中加入NaOH溶液,得到红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3+D.向某溶液中加入NaOH溶液得到白色沉淀,又观察到沉淀颜色逐渐变为红褐色,说明该溶液中只含有Fe2+,不含有Mg2+答案CA项中只能说明含有Fe3+,不能说明不含Fe2+,不合理;B项中不能用用盐酸酸化KMnO4溶液,不合理;D项中氧化后生成的红褐色沉淀Fe(OH)3可能掩盖了白色沉淀Mg(OH)2,不合理。5.以下是某儿童微量元素体检报告单的部分数据。北京市医疗机构临床检验结果报告单分析项目检测结果单位参考范围1.锌(Zn)μmol·L-166~1202.铁(Fe)mmol·L-1~3.钙(Ca)mmol·L-1~……根据以上数据,回答下列问题:(1)该儿童元素含量偏低。

(2)报告单中“μmol·L-1”是(填“质量”“体积”或“浓度”)的单位。

(3)服用维生素C可将食物中的Fe3+转化为Fe2+。在这个过程中体现维生素C的(填“氧化性”或“还原性”)。

(4)缺铁性贫血患者应补充Fe2+。一些补铁剂以硫酸亚铁为主要成分,将硫酸亚铁制成药片时外表包有一层特殊的糖衣,推测糖衣的作用是。

答案(1)铁(2)浓度(3)还原性(4)防止Fe2+被氧化解析(1)从检测结果与参考范围可以看出,该儿童铁元素的含量偏低。(2)μmol·L-1为浓度的单位。(3)Fe3+转化为Fe2+,铁元素的化合价降低,发生还原反应,故维生素C体现还原性。(4)糖衣可以防止硫酸亚铁与空气接触,起到防止Fe2+被氧化的作用。6.根据不同价态铁元素之间的相互转化关系,回答下列问题:(1)配制含Fe2+的溶液时,常常向溶液中加入少量,将被氧气氧化生成的Fe3+还原为Fe2+。

(2)为除去废水中的Fe2+,常先将废水中的Fe2+氧化为,再根据Fe3+的性质使Fe3+转化为红褐色的沉淀析出。

(3)在制作印刷电路板的过程中常利用铜与氯化铁溶液的反应。反应的离子方程式为。

(4)为消除废气中的Cl2对环境的污染,通常将废气通过含有铁粉的FeCl2溶液,这一处理过程可用两个离子方程式表示:,;处理过程中需定期添加的原料是。

答案(1)铁粉(2)Fe3+Fe(OH)3(3)Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+(4)Cl2+2Fe2+2Fe3++2Cl-Fe+2Fe3+3Fe2+铁粉解析(1)配制含Fe2+的溶液时,需利用还原剂防止亚铁离子被氧化,且不能引入新杂质,故加入铁粉。(2)为除去废水中的Fe2+,常先将废水中的Fe2+氧化为铁离子,铁离子易转化为氢氧化铁沉淀。(3)FeCl3溶液与金属铜反应的离子方程式为Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+。(4)Cl2与FeCl2溶液反应生成FeCl3,其反应的离子方程式为Cl2+2Fe2+2Fe3++2Cl-,铁粉与FeCl3反应生成FeCl2,其反应的离子方程式为Fe+2Fe3+3Fe2+,根据两个反应可知,处理过程中消耗的原料是铁粉。——————————————课时达标训练—————————————1.铁元素有0价、+2价和+3价三种常见价态,下列有关反应中不涉及铁元素价态变化的是()A.用铁粉除去氯化亚铁溶液中的少许氯化铁杂质B.铁在氧气中燃烧,其产物溶于盐酸可得到两种盐C.氢氧化亚铁是白色固体,在空气中迅速变成灰绿色,最终变成红褐色D.氢氧化铁受热分解答案D2.为了验证Fe3+的性质,某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验,其中错误的是()A.② B.③⑤C.③④ D.①②③④⑤答案C3.把含有氧化铁的铁片投入足量的稀硫酸中,直到铁片完全溶解,经分析该溶液中无Fe3+,且生成的Fe2+与反应生成的H2的物质的量之比为3∶1,则原混合物中Fe2O3与Fe的物质的量之比为()∶1 ∶1∶5 ∶1答案C4.下列有关铁及其化合物的说法中正确的是()A.除去FeCl3溶液中的FeCl2杂质可以向溶液中通入适量氯气B.铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2为红棕色晶体(OH)2和Fe(OH)3都能在空气中稳定存在答案AA项,氯气与氯化亚铁反应生成氯化铁,故除去FeCl3溶液中的FeCl2杂质可以向溶液中通入适量氯气,正确;B项,铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2,错误;C项,Fe3O4为黑色晶体,错误;D项,Fe(OH)2在空气中与氧气和水反应生成Fe(OH)3,不能稳定存在,错误。5.向氧化铁、氧化铜、铁、铜的混合粉末中加入过量的稀盐酸,充分反应后,仍有红色粉末存在,则关于溶液中阳离子的判断正确的是()A.只有Fe2+和Cu2+B.一定有Fe2+、Cu2+,可能有Fe3+C.一定有Fe2+,可能有Cu2+D.只有Fe2+答案C混合粉末中加入过量的稀盐酸,充分反应后,仍有红色固体铜存在,说明溶液中一定有Fe2+,一定没有Fe3+,可能有Cu2+。6.某兴趣小组进行某补血剂中铁元素含量的测定,实验流程如下:补血剂10片滤液红褐色悬浊液氧化铁固体wg下列说法不正确的是()A.步骤①研磨时需要在研钵中进行B.步骤②加入氨水的作用是将Fe2+完全沉淀C.步骤③多步操作为过滤、洗涤、灼烧至恒重、冷却、称重D.每片补血剂中铁元素的质量为g答案B步骤①是将补血剂磨成细粉,便于溶解,研磨时需要在研钵中进行,A正确;步骤②中加入过氧化氢是将Fe2+氧化为Fe3+,然后用过量氨水将Fe3+完全沉淀为红褐色氢氧化铁,B错误;步骤③是将氢氧化铁沉淀转化为氧化铁,通过测定氧化铁的质量,计算补血剂中铁元素的含量,所以多步操作为过滤、洗涤、灼烧至恒重、冷却、称重,C正确;wg氧化铁中铁元素的质量即10片补血剂中铁元素的质量,所以每片补血剂中铁元素的质量为wg×1127.下图所示装置可用来制取Fe(OH)2并观察其在空气中被氧化时的颜色变化。实验时必须使用铁屑和6mol·L-1的稀硫酸,其他试剂任选。请回答下列问题:(1)B装置中盛有一定量的NaOH溶液,A装置中应预先加入的试剂是,A装置中反应的离子方程式是。

(2)实验开始时先将活塞a(填“打开”或“关闭”)。

(3)简述制取Fe(OH)2的操作过程:。

(4)实验完毕,拔去B装置中的橡皮塞,使空气进入,写出有关反应的化学方程式:。

答案(1)铁屑和稀硫酸Fe+2H+Fe2++H2↑(2)打开(3)关闭活塞a,使FeSO4溶液压入B装置中进行反应(4)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3解析实验开始时先打开活塞a,用H2把A、B装置中的空气排出,使Fe(OH)2在H2氛围中生成,以便较长时间观察Fe(OH)2的颜色。然后关闭活塞a,A装置中的FeSO4溶液进入B装置,与NaOH溶液反应。8.某同学为了检验家中的一瓶补铁药(主要成分为FeSO4)是否变质,查阅了有关资料,得知Fe2+能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使高锰酸钾溶液褪色,并结合已学的知识设计了如下实验:将药片除去糖衣研细后,溶解过滤,取滤液分别加入两支试管中,在一支试管中滴入酸性高锰酸钾溶液,在另一支试管中滴入KSCN溶液。请你填出该同学实验中出现以下现象时应得出的结论:(1)若酸性高锰酸钾溶液褪色,滴入KSCN溶液后试管中液体不变红,可以说明FeSO4,然后再向滴入KSCN溶液的试管中滴加氯水,会观察到的现象为。若酸性高锰酸钾溶液不褪色,滴入KSCN溶液后试管中液体变红,则说明FeSO4。

(2)若酸性高锰酸钾溶液褪色,滴入KSCN溶液后试管中液体变红,则说明FeSO4;在上述情况下,向其中一支试管中滴加适量的氢氧化钠溶液,根据现象能证明滤液中含有Fe2+吗?请说明理由:

。

(3)能不能将酸性KMnO4溶液和KSCN溶液滴入同一支试管中验证硫酸亚铁是否被氧化?请说明理由:

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答案(1)没有被氧化溶液变红完全被氧化(2)部分被氧化不能,溶液中含有Fe3+,滴加氢氧化钠溶液立即生成红褐色沉淀,干扰生成Fe(OH)2沉淀现象的判断(3)不能,因为KMnO4溶液呈紫红色,影响Fe3+的检验;同时KSCN具有还原性,也影响Fe2+的检验解析(1)根据实验现象分析,高锰酸钾溶液褪色说明有Fe2+;KSCN溶液不变红,说明没有Fe3+;从而确定药品没有被氧化,加入氯水将Fe2+氧化为Fe3+,溶液变红。根据实验现象分析,高锰酸钾溶液不褪色说明没有Fe2+;KSCN溶液变红,说明有Fe3+;从而确定药品完全被氧化。(2)根据实验现象分析,高锰酸钾溶液褪色说明有Fe2+;KSCN溶液变红,说明有Fe3+;从而确定药品部分被氧化。9.将铁屑溶于过量盐酸后,再加入下列物质,会有三价铁离子生成的是()A.稀硫酸 B.高锰酸钾C.氯化锌 D.氯化铜答案B稀硫酸氧化性较弱,不能将Fe2+氧化为Fe3+,故A错误;高锰酸钾是强氧化剂,具有强氧化性,能够将Fe2+氧化为Fe3+,故B正确;Zn2+的氧化性很弱,不能将Fe2+氧化为Fe3+,故C错误;Cu2+氧化性很弱,不能将Fe2+氧化为Fe3+,故D错误。10.下列叙述不正确的是()选项被提纯物质杂质除杂试剂或方法AFeCl3溶液FeCl2通入适量Cl2BFeCl2溶液FeCl3加入过量铁粉并过滤CFeSO4溶液CuSO4加入足量铁粉,充分反应后过滤DFe(OH)3Fe(OH)2在空气中灼烧答案DFeCl2与Cl2反应生成FeCl3,FeCl3与Fe粉反应生成FeCl2,FeSO4与铁粉不反应,而CuSO4与铁粉反应生成FeSO4,A、B、C都正确;Fe(OH)3受热易分解,D错误。11.(双选)用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)制备超顺磁性纳米Fe3O4(平均直径为25nm)的流程图如下(所加试剂均过量,部分步骤已省略):下列叙述正确的是()A.可以用硫氰化钾溶液检验滤液B中是否有Fe3+B.步骤②中发生的反应均为置换反应C.步骤④中,反应完成后剩余的H2O2无需除去D.将步骤⑤得到的纳米Fe3O4均匀分散在水中,有丁达尔效应答案AD铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)与稀盐酸反应得到的滤液A中溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的HCl;加入铁粉还原铁离子:2Fe3++Fe3Fe2+,过量的盐酸和Fe反应:2HCl+FeFeCl2+H2↑,过滤过量的铁,滤液B的溶质主要为氯化亚铁;加入氢氧化钠溶液,生成Fe(OH)2;向浊液C中加入H2O2溶液:2Fe(OH)2+H2O22FeOOH+2H2O;反应完成后需除去剩余H2O2,再与氯化亚铁加热、搅拌发生反应:2FeOOH+Fe2++2OH-Fe3O4+2H2O,过滤、洗涤、干燥得到产品Fe3O4。滤液B的溶质主要为氯化亚铁,可以用硫氰化钾溶液检验滤液B中是否含有Fe3+,故A正确;滤液A中溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的HCl,加入铁粉还原铁离子:2Fe3++Fe3Fe2+,不是置换反应,还存在铁单质与过量盐酸的反应,属于置换反应,故B错误;为防止H2O2在步骤⑤中继续氧化+2价铁离子,需除去剩余H2O2,故C错误;超顺磁性纳米Fe3O4平均直径为25nm,其均匀分散在水中后得到胶体,有丁达尔效应,故D正确。12.硫酸亚铁片用于各种原因(如慢性失血、营养不良、妊娠、儿童发育期等)引起