2024高考一轮复习 第三章 金属及其化合物 第三节　铁及其重要化合物（105张PPT）

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第三章金属及其化合物

第三节铁及其重要化合物

1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解铁及其重要化合物的主要性质，了解其在生产、生活中的应用。

2.结合实例认识铁及其化合物性质的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质的转化，认识物质及其转化在自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。

目录

CONTENTS

1.夯实·必备知识

2.突破·关键能力

3.形成·学科素养

4.体现·核心价值

5.评价·核心素养

01

夯实·必备知识

考点一铁的单质、氧化物和氢氧化物

1.铁（1）位置与物理性质

（2）化学性质：比较活泼，常表现变价，重要化学反应为

2.铁的氧化物

（1）物理性质

化学式FeOFe2O3Fe3O4

俗称—铁红磁性氧化铁

颜色状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体

铁的价态＋2价＋3价＋2价、＋3价

铁红

磁性氧化铁

红棕色粉末

＋2价

＋3价

＋2价、＋3价

（2）化学性质

①FeO、Fe2O3、Fe3O4分别与盐酸反应的离子方程式：FeO＋2H＋Fe2＋＋H2O、Fe2O3＋6H＋2Fe3＋＋3H2O、Fe3O4＋8H＋2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。

Fe3O4＋8H＋2Fe3＋＋Fe2＋＋

4H2O

②FeO与稀硝酸反应的化学方程式：

3FeO＋10HNO3（稀）3Fe（NO3）3＋NO↑＋5H2O。

③FeO、Fe2O3分别与HI溶液反应的化学方程式：

FeO＋2HIFeI2＋H2O、Fe2O3＋6HI2FeI2＋I2＋3H2O。

3FeO＋10HNO3（稀）3Fe（NO3）3＋NO↑＋5H2O

FeO＋2HIFeI2＋H2O

3.铁的氢氧化物（是离子反应的写离子方程式）

化学式Fe（OH）2Fe（OH）3

颜色状态白色固体红褐色固体

与盐酸反应

受热分解—

白色固体

红褐色固体

Fe（OH）2＋2H＋

Fe2＋＋2H2O

Fe（OH）3＋3H＋Fe3＋＋

3H2O

化学式Fe（OH）2Fe（OH）3

制法

二者的关系Fe2＋＋2OH－Fe

（OH）2↓

Fe3＋

＋3OH－

Fe（OH）3↓

白

灰绿

红褐

4Fe（OH）2＋O2＋

2H2O4Fe（OH）3

1.下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是（）

A.工业上在高温下用CO还原含Fe2O3的铁矿石炼铁

B.铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4

C.工业上可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸

D.氯化铁溶液有较强氧化性，故可用作净水剂

解析：D氯化铁有氧化性，但不是用作净水剂的原因，净水是利用铁离子水解生成的氢氧化铁胶体具有吸附性，能吸附悬浮的杂质净水，D错误。

2.下列铁及其化合物的性质与用途不具有对应关系的是（）

A.金属Fe具有导热性，可用于制造炊具

B.纳米Fe3O4颗粒呈黑色，可用作磁性材料

C.Fe（OH）3胶体具有吸附性，可用作净水剂

D.FeCl3溶液具有氧化性，可用于蚀刻铜制品

解析：B四氧化三铁颗粒呈黑色，与作磁性材料无关，B符合题意。

3.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。

解析：（1）Fe2＋易水解，要加入稀H2SO4防止其水解；Fe2＋易被空气中的O2氧化，要加铁粉，将被氧化生成的Fe3＋还原成Fe2＋。（2）气体的溶解度是随温度升高而降低的，所以煮沸后的蒸馏水中溶解的O2变少。

答案：（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

4.下列各图示中能较长时间看到Fe（OH）2白色沉淀的是（填序号）。

解析：①②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe（OH）2处在氢气的保护中；④中液面加苯阻止了空气进入；③由于带入空气中的氧气，能迅速将Fe（OH）2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。

答案：①②④

考点二铁及其化合物的转化关系及应用

1.铁及其化合物的相互转化

2.铁盐与亚铁盐

亚铁盐（Fe2＋）铁盐（Fe3＋）

颜色浅绿色（溶液）棕黄色（溶液）

氧化性与还原性

水解性水解呈酸性极易水解，只存在于酸性较强的溶液中

2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋

＋2H2O

3Fe2＋＋4H＋＋N

3Fe3＋＋NO↑＋2H2O

氧化

3.Fe2＋、Fe3＋的检验

（1）用KSCN溶液和氯水

（2）用NaOH溶液

（3）含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋的检验

混合溶液溶液变红色，说明含有Fe3＋；

混合溶液酸性KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋。

（4）Fe2＋的特征检验方法

待检溶液产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2＋，反应的离子方程式为Fe2＋＋K＋＋[Fe（CN）6]3－KFe[Fe（CN）6]↓。

1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。

（1）Fe3＋有氧化性，所以FeCl3溶液可用于回收旧电路板中的铜。（）

答案：√

（2）将FeCl3溶液蒸干可得到FeCl3晶体。（）

答案：×

（3）在溶液中加KSCN，溶液显红色，证明原溶液中有Fe3＋，无Fe2＋。（）

答案：×

（5）Fe2（SO4）3和KI溶液反应的离子方程式：2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2。（）

答案：√

（6）（NH4）2Fe（SO4）2溶液与过量NaOH溶液反应制Fe（OH）2的离子方程式：Fe2＋＋2OH－Fe（OH）2↓。（）

答案：×

（4）检验Fe（NO3）2晶体是否氧化变质的方法是将Fe（NO3）2样品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红。（）

答案：×

2.在铁粉与水蒸气反应后的残留固体X中，加入足量的稀硫酸，充分反应后得到溶液Y。下列说法正确的是（）

A.若X中含有铁，则反应时一定有气泡

B.若向Y中滴入KSCN溶液显红色，则X中无铁

C.Y一定能使高锰酸钾溶液褪色

D.Y中滴入NaOH溶液，一定有沉淀产生

解析：C铁和水蒸气反应生成Fe3O4和氢气，残留固体为Fe3O4或Fe3O4和Fe的混合物。加入足量的稀硫酸，Fe3O4和硫酸反应：Fe3O4＋4H2SO4FeSO4＋Fe2（SO4）3＋4H2O，若有铁剩余，由于氧化性：Fe3＋＞H＋，所以还会依次发生反应：Fe＋Fe2（SO4）33FeSO4，Fe＋H2SO4FeSO4＋H2↑。若X中含有铁，但铁全部和Fe2（SO4）3反应，则没有气泡，A错误；若向Y中滴入KSCN溶液显红色，说明Y中含Fe3＋，可能X中无铁，也可能X中铁不足以将Fe2（SO4）3全部转化为FeSO4，B错误；不论X是Fe3O4，还是Fe3O4和Fe的混合物，和硫酸反应后都有Fe2＋，所以一定能使高锰酸钾溶液褪色，C正确；若硫酸过量，则向Y中滴入NaOH溶液，硫酸消耗了NaOH，则没有沉淀产生，D错误。

3.在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入铁粉与铜粉的混合物。

（1）若金属无剩余，则溶液中一定存在的金属阳离子有，可能存在的有。

答案：Fe2＋、Cu2＋Fe3＋

（2）若剩余固体中有铁和铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有，一定不存在。

答案：Fe2＋Cu2＋、Fe3＋

（3）若剩余固体中只有铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有，可能存在的有，一定不存在。

答案：Fe2＋Cu2＋Fe3＋

4.为探究某绿矾样品的变质情况，化学兴趣小组的同学设计了下列实验方案。

可供选择的试剂：硫氰化钾溶液、酸性高锰酸钾溶液、氯水、氢氧化钠溶液、氯化钡溶液，请参与完成方案设计。

实验准备：取少量绿矾样品，用蒸馏水在烧杯中配成溶液。

（1）如何证明绿矾已经被氧化？

答案：取少量溶液，加入几滴硫氰化钾溶液，若溶液变红色，则证明绿矾样品已被氧化。

（2）如何证明绿矾已经被完全氧化？

答案：取少量溶液，加入几滴酸性高锰酸钾溶液，若溶液不褪色，则证明绿矾样品已被完全氧化。

（3）在使用硫酸亚铁时，如何防止Fe3＋的干扰？写出相关离子方程式。

答案：加入适量铁粉，Fe＋2Fe3＋3Fe2＋。

02

突破·关键能力

聚焦“变价”金属元素——铬、锰

1.以某冶金工业产生的废渣（含Cr2O3、SiO2及少量的Al2O3）为原料，根据下列流程可制备K2Cr2O7。

下列说法正确的是（）

A.煅烧时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶1

B.滤渣中主要成分是Al（OH）3

C.CO2和Na2CO3在流程中可循环使用

D.加入KOH，有利于提高K2Cr2O7的产率

解析：C向废渣中加入碳酸钠和氧气并煅烧，发生如下反应：4Na2CO3＋2Cr2O3＋3O24Na2CrO4＋4CO2，O元素化合价降低，O2作氧化剂，Cr元素化合价升高，Cr2O3作还原剂，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2，A错误；用水浸之后，溶液中含有Na2CrO4、Na2SiO3、NaAlO2、Na2CO3，向溶液中通入二氧化碳，生成Al（OH）3沉淀和硅酸沉淀，B错误；从上述流程图可知，CO2和Na2CO3均可循环使用，C正确；由Na2CrO4转化为K2Cr2O7的过程中需加入硫酸和KCl固体，反应如下：2Na2CrO4＋H2SO4Na2Cr2O7＋Na2SO4＋H2O，再向溶液中加入KCl固体，就会析出K2Cr2O7晶体，D错误。

2.以二氧化锰为原料制备高锰酸钾晶体的流程如图所示。

下列说法正确的是（）

A.“灼烧”可在石英坩埚中进行

B.母液中的溶质仅有KHCO3、KCl

C.“结晶”环节宜采用蒸发结晶的方法

解析：D石英坩埚的主要成分是二氧化硅，能与KOH反应，因此灼烧不能在石英坩埚中进行，A错误；结晶后的母液中还存在一定量的高锰酸钾，B错误；滤液中存在碳酸氢钾、氯化钾、高锰酸钾，应依据三者溶解度受温度影响的差异采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法得到高锰酸钾晶体，C错误；由流程信息可知，“转化”是在锰酸钾溶液中通入过量的二氧化碳，生成高锰酸钾、碳酸氢钾以及二氧化锰，化学方程式为3K2MnO4＋4CO2＋2H2OMnO2↓＋2KMnO4＋4KHCO3，D正确。

1.铬及其化合物

铬元素的常见价态有＋6、＋3、＋2价。在酸性介质中，Cr2＋具有强的还原性，Cr3＋的还原性较弱，只有用强氧化剂才能将Cr3＋氧化成Cr2，＋6价铬在酸性条件下以Cr2存在，具有强氧化性，在碱性介质中以Cr存在。

（1）铬（Ⅵ）最重要的化合物是K2Cr2O7，在水溶液中Cr2和Cr存在下列平衡：2Cr（黄色）＋2H＋Cr2（橙红色）＋H2O；在酸性溶液中，Cr2具有强氧化性，如可以氧化浓盐酸，生成氯气：Cr2＋6Cl－＋14H＋2Cr3＋＋3Cl2↑＋7H2O；但在碱性溶液中Cr的氧化性要弱得多。

铬、锰及其化合物的重要性质

①Cr3＋在酸性条件下是稳定的，只能被强氧化剂氧化，如：2Cr3＋＋3PbO2＋H2O3Pb2＋＋Cr2＋2H＋。但在碱性条件下能被氧化成Cr，2Cr3＋＋3H2O2＋10OH－2Cr＋8H2O。

②在碱性溶液中，Cr可以被H2O2氧化为Cr，2Cr＋3H2O2＋2OH－2Cr＋4H2O。

（2）Cr（Ⅲ）在酸性条件下以Cr3＋存在，碱性条件下以Cr（OH）3、[Cr（OH）4]－（或Cr）存在。

2.锰及其化合物

锰元素的常见价态有＋7、＋6、＋4、＋3、＋2价，Mn2＋在酸性溶液中的稳定性强于在碱性溶液中的稳定性。

（1）Mn2＋：在酸性条件下，很难被氧化，只有强氧化剂才能将其氧化，2Mn2＋＋5PbO2＋4H＋2Mn＋5Pb2＋＋2H2O；在碱性条件下，Mn2＋易被氧化为Mn等，如5ClO－＋2Mn2＋＋6OH－5Cl－＋2Mn＋3H2O。

（2）Mn（Ⅵ）化合物的性质

Mn存在于强碱性溶液中，在酸性、中性环境中均发生歧化反应。

3Mn＋2H2O2Mn＋MnO2↓＋4OH－

3Mn＋4H＋2Mn＋MnO2↓＋2H2O

（3）KMnO4的性质

热稳定性差，通常保存在棕色试剂瓶中：4KMnO4＋2H2O4MnO2↓＋3O2↑＋4KOH。

①在酸性介质中，Mn具有强氧化性，可以氧化Fe2＋、Cl－、H2C2O4、H2O2等，本身被还原为Mn2＋。

如：Mn＋5Fe2＋＋8H＋Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O。

②在碱性、中性或微弱酸性溶液中，Mn仍旧是氧化剂，本身被还原为MnO2。

2Mn＋I－＋H2O2MnO2↓＋I＋2OH－。

③在强碱性溶液中，当Mn过量时，还原产物是Mn，2Mn＋S＋2OH－2Mn＋S＋H2O。

1.铬渣（主要成分为Cr2O3，同时含有少量Al2O3、SiO2等杂质）是铬电镀过程中产生的含铬污泥，实现其综合利用，可减少铬产生的环境污染。铬渣综合利用工艺流程如图：

已知：①焙烧产生一种无污染气体；②PbCrO4难溶于水，易溶于无机强酸或强碱溶液。

下列判断正确的是（）

B.为防止引入新杂质，可加入Cr2O3调节溶液pH

C.流程中可回收利用的物质有NaNO3、Pb（NO3）2

D.为防止洗涤时生成过多副产物PbCr2O7，洗涤液中应加入少量NaOH

解析：A将铬渣干燥粉碎后高温焙烧，Cr2O3和NaOH、NaNO3反应，Cr2O3转化为Na2CrO4，Cr元素化合价升高，并且产生一种无污染气体，由此推断该气体为N2，故化学方程式为5Cr2O3＋14NaOH＋6NaNO310Na2CrO4＋3N2↑＋7H2O，SiO2转化为Na2SiO3，Al2O3转化为NaAlO2，溶液浸出过滤后得到含有NaOH、NaNO3、Na2SiO3、NaAlO2、Na2CrO4的溶液，向溶液中加入酸，可以将NaAlO2转化为Al（OH）3沉淀，Na2SiO3转化为H2SiO3，从而除去Al、Si，为不引入新杂质，加入的酸应为硝酸，过滤后加入硝酸铅，得到PbCrO4沉淀，过滤、洗涤、干燥后得到PbCrO4。焙烧过程中发生反应的方程式为5Cr2O3＋14NaOH＋6NaNO3

10Na2CrO4＋3N2↑＋7H2O，A项正确；调节溶液pH，是为除去Al、Si，应加入硝酸，B项错误；NaNO3、Pb（NO3）2均溶于水中不易回收，C项错误；PbCrO4产品易溶于无机强碱溶液，故洗涤液时不能加入NaOH，D项错误。

2.重质二氧化锰具有优良的电化学性能，广泛应用于各类化学电源中。以硫酸锰为原料制备重质二氧化锰的工艺流程如下：

下列说法错误的是（）

B.“焙烧”过程在敞开、低压容器中进行效率更高

C.用少量氨水吸收“焙烧”产生的气体，所得溶液可用于“沉锰”

D.工艺中的硫酸表现酸性，高锰酸钾作氧化剂

解析：A如果是Mn2＋＋HCMnCO3↓＋H＋，氢离子还会与HC反应，H＋＋HCH2O＋CO2↑，正确的离子方程式为Mn2＋＋2HCMnCO3↓＋H2O＋CO2↑，A错误；敞开、低压容器中有利于二氧化碳的释放，有利于反应正向进行，效率更高，B正确；“焙烧”产生的气体为二氧化碳，用少量氨水吸收二氧化碳生成碳酸氢铵，可用于“沉锰”，C正确；酸性高锰酸钾具有强氧化性，作氧化剂，硫酸提供酸性环境，有利于物质稳定存在，D正确。

3.某课题组以铬铁矿粉[主要成分为Fe（CrO2）2，还含有Al2O3、SiO2等杂质]为主要原料制备Cr2O3，有关实验流程如图所示。

下列说法错误的是（）

A.过滤时需要的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒

B.“反应Ⅲ”每消耗32g硫黄，能产生2molCr（OH）3

C.图中“滤渣”的成分是Al（OH）3和H2SiO3

解析：B以铬铁矿为原料制备铬酸钠，铬铁矿的主要成分为Fe（CrO2）2，还含有Al2O3、SiO2等杂质，铬铁矿经加入纯碱、空气和辅料氧化焙烧，主反应：4Fe（CrO2）2＋8Na2CO3＋7O28Na2CrO4＋2Fe2O3＋8CO2，副反应：SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑、Al2O3＋Na2CO32NaAlO2＋CO2↑，水浸之后除去生成的氧化铁，加入稀硫酸调节pH，除去溶液中的Al、Si，经酸化、蒸发结晶后可生成铬酸钠，加入硫黄，发生氧化还原反应生成Cr（OH）3，Cr（OH）3分解生成Cr2O3。过滤时需要的仪器有带铁圈的铁架台、漏斗、滤纸、烧杯、玻璃棒，其中玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒，A正确；“反应Ⅲ”每消耗32g（1mol）硫黄，转移2mol电子，能产生molCr（OH）3，B错误；加入稀硫酸调节pH，除去溶液中的Al、Si，所以“滤渣”的成分应该有Al（OH）3和H2SiO3，C正确；分析可知，“焙烧”时Fe（CrO2）2发生反应：4Fe（CrO2）2＋8Na2CO3＋7O22Fe2O3＋8Na2CrO4＋8CO2，D正确。

4.以黄铁矿（主要成分是FeS2，含少量SiO2）和软锰矿（主要成分是MnO2，含少量Fe2O3、Al2O3）为原料制备MnSO4·H2O的工艺流程如下。下列说法错误的是（）

B.滤渣1的成分中含有S和SiO2

C.酸浸和沉锰操作均应在较高温度下进行

D.调pH的目的是除去Fe3＋、Al3＋

解析：CMnO2具有强氧化性，能够将FeS2氧化为Fe3＋、S，MnO2被还原为Mn2＋，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可得反应的离子方程式为3MnO2＋2FeS2＋12H＋3Mn2＋＋2Fe3＋＋4S＋6H2O，A正确；酸性氧化物SiO2不能溶于水，S也不能溶于水，也不溶于酸，因此用稀硫酸溶解后的滤渣1的成分中含有S和SiO2，B正确；酸浸时采用高温可以使反应速率加快，而沉锰时如果温度过高，MnCO3溶解度增大，导致沉锰效率降低，且氨水高温下易分解，因此应该在低温下进行沉锰，C错误；调pH的目的是使溶液中的Fe3＋、Al3＋转化为Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀，从而达到除去Fe3＋、Al3＋的目的，D正确。

03

形成·学科素养

铁及其化合物的性质探究

1.实验室保存硫酸亚铁溶液时，往往加入一定量的铁粉，目的是什么？

答案：防止硫酸亚铁溶液被空气中的氧气氧化，加入铁粉可将被氧化生成的Fe3＋重新还原成Fe2＋，发生反应2Fe3＋＋Fe3Fe2＋。

2.以铁屑为原料，如何制备硫酸亚铁晶体？

答案：①将铁屑放入烧杯中，加入适量碳酸钠溶液，加热煮沸，除去铁屑表面的油污，冷却、过滤、洗涤；②把铁屑取出放入烧杯中，加入足量稀硫酸，加热，搅拌，使之充分反应；③蒸发浓缩②所得到的溶液，然后冷却结晶，过滤、洗涤，即得到硫酸亚铁晶体。

1.化学实验小组探究0.1mol·L－1Na2S溶液与0.1mol·L－1FeCl3溶液的反应。查阅文献得相关信息如下：

物质相关信息

0.1mol·L－1Na2S溶液无色透明液体，pH＝12

0.1mol·L－1FeCl3溶液黄褐色透明液体，pH＝2

S单质微溶于酒精，难溶于水，含硫的酒精溶于水会出现乳白色浑浊

Fe（OH）3红褐色固体，Ksp＝1.1×10－36

Fe2S3黑色固体，Ksp＝1.0×10－88

（1）【猜想预测】

预测1：若产生红褐色沉淀，说明发生双水解反应；

预测2：若产生黑色沉淀时，说明发生复分解反应；

预测3：Fe3＋具有，若产生黄色沉淀，说明发生氧化还原反应。

解析：若氯化铁溶液与硫化钠溶液反应产生黄色沉淀，说明氯化铁溶液与硫化钠溶液发生了氧化还原反应，反应中铁离子作氧化剂，表现氧化性。

答案：氧化性

（2）【实验探究】

实验Ⅰ.向装有5mL0.1mol·L－1的FeCl3的溶液中滴加1mL0.1mol·L－1Na2S溶液，迅速生成黑色沉淀，由此可知，预测1、3不成立，预测2成立。试解释预测2成立而预测1不成立的原因：。实验过程中，该小组同学发现黑色沉淀放置一段时间后逐渐消失，并有黄色沉淀生成。为探明原因，分离滤渣和滤液进行如下实验：

实验操作现象结论

①取滤渣用酒精充分浸取，取上层浸液少许加入盛有蒸馏水的试管中_____________________________________________________滤渣中含有S

②取滤液加入几滴K3[Fe（CN）6]溶液_________________________________________________滤液中含有Fe2＋；证明Fe2S3后续发生了氧化还原反应

实验Ⅱ.为探究实验Ⅰ中Fe2S3后续发生氧化还原反应的原因，该组同学进行如下探究实验：【限选试剂：Fe2S3、稀盐酸、稀硝酸、饱和FeCl3溶液、饱和Fe（NO3）3溶液、H2O2】

实验操作现象结论

①往A中滴加____________A中黑色固体消失，并有黄色沉淀生成；B中有黑色沉淀生成Fe2S3在酸性条件下发生了氧化还原，反应的离子方程式：_________________

_____________________________________

②往A中滴加____________A中黑色固体消失，并有黄色沉淀生成；B中无黑色沉淀生成Fe3＋可以氧化Fe2S3，反应的离子方程式：_________________________

______________________________

解析：实验Ⅰ.由三硫化二铁和氢氧化铁的溶度积可知，三硫化二铁的溶解度小于氢氧化铁，氯化铁溶液与硫化钠溶液应发生复分解反应生成溶解度小的三硫化二铁沉淀，不能发生双水解反应生成氢氧化铁沉淀；①由题给信息可知，含硫的酒精溶于水会出现乳白色浑浊，若取滤渣用酒精充分浸取，取上层浸液少许加入盛有蒸馏水的试管中，试管中出现乳白色浑浊说明滤渣中含有硫；②若溶液中含有亚铁离子，亚铁离子能与铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀，则取滤液加入几滴铁氰化钾，产生蓝色沉淀说明滤液中含有亚铁离子，证明三硫化二铁后续发生了氧化还原反应；

实验Ⅱ.①由实验结论可知，实验时向三硫化二铁中加入了酸溶液，由于硝酸具有强氧化性会干扰实验，所以往A中滴加的酸为稀盐酸，由实验现象可知，三硫化二铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁、硫沉淀和硫化氢气体，反应的离子方程式为Fe2S3＋4H＋2Fe2＋＋S↓＋2H2S↑；②由实验结论可知，实验时向三硫化二铁中加入了铁盐溶液，由于硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，会干扰实验，所以往A中滴加的铁盐溶液为饱和氯化铁溶液，由实验现象可知，三硫化二铁与氯化铁溶液反应生成氯化亚铁和硫沉淀，反应的离子方程式为4Fe3＋＋Fe2S36Fe2＋＋3S↓。

答案：由溶度积可知，Fe2S3的溶解度小于Fe（OH）3出现乳白色浑浊产生蓝色沉淀稀盐酸Fe2S3＋4H＋2Fe2＋＋S↓＋2H2S↑饱和FeCl3溶液4Fe3＋＋Fe2S36Fe2＋＋3S↓

2.某学习小组拟设计实验探究“铁与硝酸酸化的AgNO3溶液的反应”。

Ⅰ.提出问题：

向纯净铁粉中加入2mL0.1mol·L－1硝酸酸化的AgNO3溶液（pH≈2），振荡，静置，观察到溶液呈浅绿色，逐渐变成棕黄色，并伴有黑色沉淀生成。由此说明反应过程中先生成Fe2＋，然后Fe2＋被氧化成Fe3＋。氧化Fe、Fe2＋的氧化剂是什么？

Ⅱ.设计实验

实验一探究Fe2＋的来源

[提出假设]

假设1：Fe被酸性条件下的N氧化；

假设2：；

假设3：Fe被AgNO3和“H＋＋N”共同作用氧化。

[对照实验]

取两支试管，标记甲、乙，分别加入等量纯铁粉，甲中加入2mL0.1mol·L－1AgNO3溶液；乙中加入2mL硝酸酸化的NaNO3溶液（pH≈2）。一段时间后，向试剂中滴加K3[Fe（CN）6]溶液，实验现象如下表所示。

试剂溶液颜色加入铁氰化钾溶液

（甲）0.1mol·L－1AgNO3溶液和铁粉无色溶液橙红色沉淀，未观察到蓝色沉淀

（乙）0.1mol·L－1硝酸酸化的NaNO3溶液（pH≈2）和铁粉绿色蓝色沉淀

（1）假设2：（补充完整）。

（2）甲中产生的“橙红色沉淀”是一种银盐，它的化学式可能是。

（3）根据上述实验可得出结论：常温下Fe和AgNO3溶液反应极慢，Fe2＋来自（用离子方程式表示）。

实验二探究Fe3＋的来源

[对照实验]

取两支试管标记丙、丁，分别加入2mL0.1mol·L－1新制的FeSO4溶液，再在丙试管中滴加10滴0.1mol·L－1AgNO3溶液；在丁试管中滴加10滴硝酸酸化的0.1mol·L－1NaNO3溶液（pH≈2）。充分反应后，向上层清液中滴加KSCN溶液，实验现象如下表所示。

试剂溶液颜色加入硫氰化钾溶液

（丙）0.1mol·L－1AgNO3溶液和新制FeSO4溶液黄色，伴有少量黑色颗粒深红色溶液，伴有白色沉淀

试剂溶液颜色加入硫氰化钾溶液

（丁）0.1mol·L－1硝酸酸化的NaNO3溶液（pH≈2）和新制FeSO4溶液浅绿色极浅红色

（4）丙中产生的黑色颗粒是。

（5）如果在AgNO3溶液中滴加KSCN溶液会产生丙中部分现象，由此推知丙中白色沉淀是（填化学式）。

（6）实验结论：铁粉和0.1mol·L－1硝酸酸化的AgNO3溶液（pH≈2）反应的实质是。。

解析：本实验的目的是探究氧化Fe、Fe2＋的氧化剂是什么，实验一探究Fe2＋的来源，硝酸酸化的AgNO3溶液中可能作氧化剂的有酸性环境中的N、Ag＋（Fe的活泼性比Ag强，可以发生置换反应）；Fe2＋可以和K3[Fe（CN）6]溶液反应生成蓝色沉淀，根据实验现象可知是酸性环境中的N将Fe氧化得到Fe2＋；实验二探究Fe3＋的来源，根据所给实验可知，主要是在探究是酸性环境中的N氧化Fe2＋生成Fe3＋，还是Ag＋氧化Fe2＋生成Fe3＋；通过滴加KSCN溶液的现象可知主要是Ag＋氧化Fe2＋生成Fe3＋。（1）参照假设3，可能是硝酸银氧化铁粉生成亚铁离子，所以假设2为：Fe被AgNO3氧化。（2）铁氰化钾的阴离子是[Fe（CN）6]3－，铁氰根离子与银离子结合得到Ag3[Fe（CN）6]。

（3）根据实验现象可知Fe2＋主要由H＋＋N氧化Fe生成，溶液中硝酸浓度很小，视为稀硝酸，则还原产物为NO，类似铜和稀硝酸反应，离子方程式为3Fe＋2N＋8H＋3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O。（4）根据实验现象可知，Ag＋氧化Fe2＋生成Fe3＋，离子方程式为Fe2＋＋Ag＋Ag↓＋Fe3＋，黑色粉末是银粒。（5）在AgNO3溶液中滴加KSCN溶液会产生丙中部分现象，溶液显深红色应是Fe3＋和SCN－反应的结果，则该部分现象应是“伴有白色沉淀”，所以白色沉淀是AgSCN。（6）根据实验现象可知，铁粉与硝酸酸化的AgNO3溶液反应，硝酸先氧化铁粉生成亚铁盐，亚铁离子被银离子氧化生成铁离子，银离子本身被还原成银粒。

答案：（1）Fe被AgNO3氧化（2）Ag3[Fe（CN）6]（3）3Fe＋2N＋8H＋3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O

（4）银（或Ag）（5）AgSCN（6）硝酸氧化Fe生成Fe2＋，Ag＋氧化Fe2＋

04

体现·核心价值

1.（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

解析：BFeO（OCH3）中Fe为＋3价，CH3OH中的—OH比H2O中的—OH更难电离，因此FeO（OCH3）水解生成CH3OH，FeO＋溶于盐酸生成FeCl3和H2O，A项正确；由物质的化学式可知其C、O原子个数比为1∶2，但题给产物C、O原子个数比不是1∶2，B项错误；FeO（OCH3）将HI氧化为I2，I2溶于CCl4呈紫红色，C项正确；在空气中，FeO（OCH3）与SiO2高温反应能生成硅酸铁，D项正确。

2.（2023·广东高考）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：C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。

3.下列有关物质性质的叙述错误的是（）

A.（2023·湖南高考）FeO粉末在空气中受热，迅速被氧化成Fe3O4

B.（经典高考）将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2

C.（2023·江苏高考）室温下，Fe与浓H2SO4不能生成FeSO4

D.（2023·浙江高考）铁粉与氧化铝发生的铝热反应可用于焊接铁轨

解析：D氧化亚铁具有较强的还原性，在空气中受热容易被氧气氧化为稳定的四氧化三铁，A正确；Fe和Fe2＋能将氯气还原为氯离子，铁屑可以补充FeCl2，从而除去工业废气中的氯气，B正确；室温下，铁在浓硫酸中发生钝化，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.（高考题组）下列观点的叙述正确的是（）

A.向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液显红色

B.FeFeCl2Fe（OH）2

C.Fe2O3（s）Fe（s）FeCl3（aq）

D.Cu与FeCl3溶液反应可生成CuCl2

解析：DFeCl2溶液中含Fe2＋，NH4SCN用于检验Fe3＋，向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液不会显红色，A错误；铁与氯气反应只能生成氯化铁，B错误；Al与Fe2O3高温发生铝热反应生成Al2O3和Fe，Fe与HCl反应生成FeCl2和H2，第二步反应不能实现，C错误；Cu与FeCl3溶液反应生成CuCl2和FeCl2，反应的化学方程式为Cu＋2FeCl3CuCl2＋2FeCl2，D正确。

5.（2023·河北高考·节选）绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法制备高价铬盐的新工艺，该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料，不产生废弃物，实现了Cr－Fe－Al－Mg的深度利用和Na＋内循环。工艺流程如下：

（1）高温连续氧化工序中被氧化的元素是（填元素符号）。

解析：铬铁矿与熔融NaOH和O2反应后经工序①过滤后得到滤渣Ⅰ和介稳态物质；介稳态相分离后得到Na2CrO4溶液、NaOH溶液和无色溶液，向无色溶液中通入过量气体A后生成Al（OH）3沉淀和物质Ⅴ的溶液，又知Na2CrO4溶液经工序③后得到Na2Cr2O7溶液和物质Ⅴ（s），所以气体A为CO2，物质Ⅴ为NaHCO3。（1）Fe（CrO2）2中的Fe为＋2价，易被氧化为＋3价；Fe（CrO2）2中的Cr为＋3价，在后续产物Na2CrO4中Cr为＋6价，因此高温连续氧化工序中被氧化的元素是Fe和Cr。

答案：Fe、Cr

回答下列问题：

（2）工序①的名称为。

解析：铬铁矿与熔融NaOH和O2反应后经工序①过滤后得到滤渣Ⅰ和介稳态物质；介稳态相分离后得到Na2CrO4溶液、NaOH溶液和无色溶液，向无色溶液中通入过量气体A后生成Al（OH）3沉淀和物质Ⅴ的溶液，又知Na2CrO4溶液经工序③后得到Na2Cr2O7溶液和物质Ⅴ（s），所以气体A为CO2，物质Ⅴ为NaHCO3。（2）工序①之后为过滤操作，因此加水的目的是溶解可溶性物质，工序①的名称为溶解。

答案：溶解

（3）滤渣Ⅰ的主要成分是（填化学式）。

解析：铬铁矿与熔融NaOH和O2反应后经工序①过滤后得到滤渣Ⅰ和介稳态物质；介稳态相分离后得到Na2CrO4溶液、NaOH溶液和无色溶液，向无色溶液中通入过量气体A后生成Al（OH）3沉淀和物质Ⅴ的溶液，又知Na2CrO4溶液经工序③后得到Na2Cr2O7溶液和物质Ⅴ（s），所以气体A为CO2，物质Ⅴ为NaHCO3。（3）经高温连续氧化工序和工序①后铬铁矿转化为Cr、Al、Fe2O3和MgO，故滤渣Ⅰ的主要成分是Fe2O3和MgO。

答案：Fe2O3、MgO

解析：铬铁矿与熔融NaOH和O2反应后经工序①过滤后得到滤渣Ⅰ和介稳态物质；介稳态相分离后得到Na2CrO4溶液、NaOH溶液和无色溶液，向无色溶液中通入过量气体A后生成Al（OH）3沉淀和物质Ⅴ的溶液，又知Na2CrO4溶液经工序③后得到Na2Cr2O7溶液和物质Ⅴ（s），所以气体A为CO2，物质Ⅴ为NaHCO3。（4）由分析可知，气体A为CO2，不溶性物质Ⅴ为NaHCO3，故工序③中发生反应的离子方程式为2Na＋＋2Cr＋2CO2＋H2OCr2＋2NaHCO3↓。

答案：2Na＋＋2Cr＋2CO2＋H2OCr2＋2NaHCO3↓

（4）工序③中发生反应的离子方程式为

。

（5）物质Ⅴ可代替高温连续氧化工序中的NaOH，此时发生的主要反应的化学方程式为，

可代替NaOH的化学试剂还有（填化学式）。

解析：铬铁矿与熔融NaOH和O2反应后经工序①过滤后得到滤渣Ⅰ和介稳态物质；介稳态相分离后得到Na2CrO4溶液、NaOH溶液和无色溶液，向无色溶液中通入过量气体A后生成Al（OH）3沉淀和物质Ⅴ的溶液，又知Na2CrO4溶液经工序③后得到Na2Cr2O7溶液和物质Ⅴ（s），所以气体A为CO2，物质Ⅴ为NaHCO3。（5）由分析可知，物质Ⅴ为NaHCO3，可代替高温连续氧化工序中的NaOH，此时发生的主要反应的化学方程式为4Fe（CrO2）2＋7O2＋16NaHCO38Na2CrO4＋2Fe2O3＋16CO2＋8H2O；可代替NaOH的化学试剂需满足以下两点要求：一是显碱性，二是能提供Na＋，因此可代替NaOH的化学试剂还有Na2CO3。

答案：4Fe（CrO2）2＋7O2＋16NaHCO38Na2CrO4＋2Fe2O3＋16CO2＋8H2ONa2CO3

（6）热解工序产生的混合气体最适宜返回工序（填“①”“②”

“③”或“④”）参与内循环。

解析：铬铁矿与熔融NaOH和O2反应后经工序①过滤后得到滤渣Ⅰ和介稳态物质；介稳态相分离后得到Na2CrO4溶液、NaOH溶液和无色溶液，向无色溶液中通入过量气体A后生成Al（OH）3沉淀和物质Ⅴ的溶液，又知Na2CrO4溶液经工序③后得到Na2Cr2O7溶液和物质Ⅴ（s），所以气体A为CO2，物质Ⅴ为NaHCO3。（6）热解工序中产生的混合气体为CO2和水蒸气，最适宜返回工序②参与内循环。

答案：②

05

评价·核心素养

一、选择题：本题包括12个小题，每小题仅有1个选项符合题意。

1.《天工开物》中“冶铁”原典中记载：“凡冶铁成器，取已炒熟铁为之……凡炉中炽铁用炭，煤炭居十七，木炭居十三……即用煤炭，也别有铁炭一种，取其火性内攻、焰不虚腾者，与炊炭同形而有分类也……”。下列说法正确的是（）

A.熟铁是纯净的铁单质，生铁是铁和碳的混合物

B.冶铁过程只涉及化合反应与置换反应

C.铁炭和炊炭均为碳元素的同素异形体

D.冶铁用到的煤炭和木炭均可还原铁的氧化物

解析：DA项，生铁是铁合金，属于混合物，生铁的含碳量为2%～4.3%，熟铁指的是钢，也是铁合金，属于混合物，钢的含碳量为0.03%～2%，错误；B项，冶铁过程中CO与铁的氧化物反应生成铁和CO2属于氧化还原反应，错误；C项，铁炭和炊炭不互为同素异形体，铁炭指铁合金，为混合物，错误。

2.铁及其化合物是中学化学中的一类重要物质，下列关于铁元素的叙述中正确的是（）

A.保存FeCl2溶液常常加一些铁粉，其目的是抑制Fe2＋水解

C.制备AlCl3、FeCl3均可采用将溶液直接蒸干的方法

解析：D保存FeCl2溶液常常加一些铁粉，其目的是防止Fe2＋被氧化，A项不正确；pH＝0的溶液呈强酸性，Fe2＋、N、H＋不能大量共存，B项不正确；制备AlCl3、FeCl3若将其溶液直接蒸干，会得到Al（OH）3、Fe（OH）3，C项不正确。

3.下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一组是（）

ABCD

XFeCl2溶液FeCl3溶液FeFeSO4溶液

YFeCl3CuCl2AlFe2（SO4）3

ZCl2FeNaOH溶液Cu

解析：CCl2与FeCl2反应，A错误；Fe与FeCl3、CuCl2均反应，B错误；有新的杂质CuSO4生成，D错误。

4.由硫铁矿烧渣（主要成分：Fe3O4、Fe2O3和FeO）得到绿矾（FeSO4·7H2O），再通过绿矾制备铁黄[FeO（OH）]的流程如下：

烧渣溶液绿矾铁黄

已知：FeS2和铁黄均难溶于水，下列说法不正确的是（）

A.步骤①，最好用硫酸来溶解烧渣

C.步骤③，将溶液加热到有较多固体析出，再用余热将液体蒸干，可得纯净绿矾

D.步骤④，反应条件控制不当会使铁黄中混有Fe（OH）3

解析：C因绿矾的酸根离子为硫酸根离子，则步骤①最好用硫酸来溶解烧渣，A正确；步骤②FeS2与溶液中的Fe2（SO4）3反应生成FeSO4和H2SO4，反应的离子方程式为FeS2＋14Fe3＋＋8H2O15Fe2＋＋2S＋16H＋，B正确；步骤③为蒸发浓缩、冷却结晶析出绿矾，若用余热将液体蒸干，绿矾受热会失去结晶水，C错误；若步骤④反应条件控制不当，绿矾会与氨气、空气发生氧化还原反应生成Fe（OH）3，D正确。

5.将1.12g铁粉加入25mL2mol·L－1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是（）

A.铁粉有剩余，溶液呈浅绿色，Cl－基本保持不变

B.往溶液中滴入无色KSCN溶液，显红色

C.Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为5∶1

D.氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶5

解析：B1.12g铁的物质的量为＝0.02mol，25mL2mol·L－1氯化铁溶液中Fe3＋的物质的量为0.025L×2mol·L－1＝0.05mol，发生的反应为Fe＋2Fe3＋3Fe2＋，根据比例关系可得，0.02mol铁完全反应，消耗0.04molFe3＋，生成0.06molFe2＋，所以Fe3＋剩余0.01mol，溶液中含有Fe3＋的物质的量为0.01mol，Fe2＋的物质的量为0.06mol，没有金属铁剩余。铁没有剩余，溶液呈黄绿色，Cl－基本保持不变，A错误；溶液中有剩余的Fe3＋，往溶液中滴入无色KSCN溶液，显红色，B正确；Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为0.06mol∶0.01mol＝6∶1，C错误；由反应的离子方程式可得，氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2，D错误。

6.某同学欲验证Fe3＋和I－在水溶液中发生可逆反应：2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，设计了下列实验操作，并给出了预测现象，其中不必要的实验操作是（不考虑水中溶解的少量氧气的影响）

实验操作预测现象

A在9mL0.1mol·L－1KI溶液中滴加几滴FeCl3溶液，振荡，将溶液分为三等份溶液颜色发生变化

B往第一份溶液中滴加淀粉试液，振荡溶液变蓝色

C往第二份溶液中滴加几滴AgNO3溶液，振荡有黄色沉淀产生

D往第三份溶液中滴加几滴KSCN溶液，振荡溶液变红色

解析：C溶液混合颜色变化，说明有新物质生成，说明发生反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，A不符合题意；溶液中滴加淀粉试液，振荡，溶液变蓝色，说明有碘单质存在，说明发生反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，B不符合题意；溶液中滴加几滴AgNO3溶液，振荡，有黄色沉淀生成，说明有碘离子存在，因为碘离子过量，无论是否发生反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，都会出现黄色沉淀，C符合题意；碘化钾溶液中滴入几滴FeCl3溶液反应后的溶液中滴加几滴KSCN溶液，振荡，溶液变红色，说明溶液中有三价铁离子，说明反应是可逆反应，D不符合题意。

7.中药材铁华粉的主要成分是（CH3COO）2Fe，其检测流程如图所示。下列说法正确的是（）

A.刺激性气体X为SO2

B.铁华粉中可能含有铁单质

C.向滤液中滴加酸性KMnO4溶液，一定能证明Fe2＋具有还原性

D.滤液中加入K3[Fe（CN）6]试液，产生蓝色沉淀说明溶液中含有Fe3＋

解析：B铁华粉中的醋酸亚铁可以和稀硫酸之间发生复分解反应，得到醋酸，醋酸易挥发，产生有刺激性气味的醋酸气体，A错误；铁华粉可以和盐酸之间反应产生氢气，则其中可能含有金属铁，B正确；酸性滤液中含氯离子、亚铁离子均具有还原性，都能被酸性高锰酸钾氧化，向滤液中滴入酸性KMnO4溶液，不能证明是Fe2＋具有还原性，C错误；K3[Fe（CN）6]试液遇Fe2＋生成蓝色沉淀，可以用来检验Fe2＋，D错误。

8.部分含铁微粒所带的电荷数与其中铁元素化合价的关系如图所示，由该图可预测含铁微粒间相互转化时所需试剂。下列推断不合理的是（）

A.常温下，可用R材质容器储运浓硫酸

B.M可用K3[Fe（CN）6]溶液检验

C.若Q为金属阳离子，可通过Fe2O3与稀HI溶液反应生成

解析：BM不带电，铁的化合价为＋2价，则M可能为FeO；Q带2个单位正电荷，化合价为＋2价，则Q为Fe2＋；R不带电，铁的化合价为0价，即R为铁单质。常温下，铁在浓硫酸中会发生钝化，所以常温下，可用R材质容器储运浓硫酸，A合理；Fe2＋和K3[Fe（CN）6]溶液反应生成蓝色沉淀，M不是Fe2＋，所以M不能用K3[Fe（CN）6]溶液检验，B不合理；Fe2O3与稀HI溶液发生氧化还原反应，Fe2O3中的＋3价铁被I－还原为Fe2＋，C合理；从图中可以看出，在碱性溶液中可以生成Fe，铁为＋6价，所以Fe3＋与氧化剂在碱性条件下反应可生成Fe，D合理。

9.某化学兴趣小组利用药品：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液，用如图装置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A，再打开开关B就可观察到氢氧化亚铁的颜色

C.实验时为防止仪器2中铁粉通过导管进入仪器3中，可在仪器2底部放上一块磁铁

D.本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间的保持白色状态

解析：B仪器1中应该盛放的试剂是稀硫酸，A正确；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，就可观察到反应产生的氢氧化亚铁的颜色，B错误；Fe可以被磁铁吸引，实验时为防止仪器2中铁粉通过导管进入仪器3中，可在仪器2底部放上一块磁铁，这样Fe粉就不能随NaOH溶液进入到仪器3中，C正确；Fe（OH）2是白色固体，具有强的还原性，由于整个装置处于H2的还原性环境，可以防止Fe（OH）2被氧化变为红褐色Fe（OH）3，因此可以相对较长时间的保持白色状态，D正确。

10.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。对下列实验事实的解释正确的是（）

选项操作与现象解释

A向淀粉－KI溶液中加入FeCl3溶液，溶液变蓝Fe3＋能与淀粉发生显色反应

B把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Fe（OH）2易被O2氧化成Fe（OH）3

解析：DA项中Fe3＋将I－氧化为I2，淀粉遇碘变蓝；B项中红棕色斑点是Fe2O3；C项中铁与稀硝酸反应产生的气体为NO。

11.以废铁屑为原料制备硫酸亚铁晶体的实验过程如图，下列说法正确的是（）

废铁屑→→结晶→过滤→硫酸亚铁晶体

A.取少量酸浸后的溶液，滴加硫氰化钾溶液，未变红色，说明废铁屑中不含＋3价铁元素

B.人体血红素是亚铁离子配合物，硫酸亚铁可用于治疗缺铁性贫血

C.过滤步骤说明硫酸亚铁晶体难溶于水

D.实验过程不直接蒸发结晶的原因是防止FeSO4水解生成Fe（OH）2

解析：B取少量酸浸后的溶液，滴加硫氰化钾溶液，未变红色，说明酸浸后的溶液中不存在Fe3＋，但不能说明废铁屑中不含＋3价铁元素，因为废铁屑中若含＋3价铁元素，在酸浸时会被Fe还原成Fe2＋，A项错误；人体血红素是亚铁离子配合物，硫酸亚铁可提供亚铁离子，从而可用于治疗缺铁性贫血，B项正确；硫酸亚铁晶体溶于水，题给实验过程中是经结晶析出晶体后过滤的，C项错误；实验过程不直接蒸发结晶的原因是防止硫酸亚铁被氧化、防止硫酸亚铁晶体失去结晶水，D项错误。

12.常温时，将0.1molFe（NO3）3和2molHCl溶于水得2L混合溶液，然后向该溶液投入mg铁粉使其充分反应后，滴加KSCN溶液不变红色。下列有关说法正确的是（）

B.当加入16.8g铁粉时，可生成标准状况下6.72L气体

C.在铁粉充分反应后的溶液中，铁元素以Fe2＋和Fe3＋的形式存在

D.m≥28，反应过程中溶液的质量一直在减小

解析：B酸性条件下，N有氧化性，因此首先发生的反应是Fe＋N＋4H＋NO↑＋Fe3＋＋2H2O，然后发生反应：Fe＋2Fe3＋3Fe2＋，Fe＋2H＋Fe2＋＋H2↑，A错误；当加入16.8g铁粉时，刚好发生上述第一个反应，生成标准状况下6.72LNO气体，此时消耗1.2molH＋，B正确；滴加KSCN溶液不变红色说明溶液中不含Fe3＋，C错误；当恰好第二个反应结束时，根据方程式计算则至少消耗铁16.8g＋（0.1mol＋0.3mol）××56g·mol－1＝28g，但反应过程中溶液的质量一直在增大，D错误。

二、非选择题：本题包括3个小题。

13.某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。

回答下列问题：

（1）分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1mol·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是。

解析：Fe2＋具有还原性，易被空气中的O2氧化为Fe3＋，在FeCl2溶液中加入少量铁屑，可防止Fe2＋被氧化。

答案：防止Fe2＋被氧化

（2）甲组同学取2mLFeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2＋氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为。

解析：Fe2＋被氧化为Fe3＋，Cl2被还原为Cl－，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－。

（3）乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是。

解析：O2难溶于煤油，加入煤油能隔绝空气，排除O2对实验的影响。

答案：2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－

答案：隔绝空气（排除氧气对实验的影响）

③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。

实验②检验的离子是（填离子符号）；实验①和③说明：在I－过量的情况下，溶液中仍含有（填离子符号），由此可以证明该氧化还原反应为。

解析：KI溶液与FeCl3溶液反应的离子方程式为2I－＋2Fe3＋I2＋2Fe2＋。K3[Fe（CN）6]是检验Fe2＋的试剂；实验③溶液变红，说明溶液中仍存在Fe3＋，由此可说明该氧化还原反应为可逆反应。

（4）丙组同学取10mL0.1mol·L－1KI溶液，加入6mL0.1mol·L－1FeCl3溶液混合。分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验：

①第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；

②第二支试管中加入1滴K3[Fe（CN）6]溶液，生成蓝色沉淀；

答案：Fe2＋Fe3＋可逆反应

（5）丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，