3.1.2铁的氢氧化物铁盐和亚铁盐（学案）-高一化学学习高效学讲练（人教版2019必修第一册）

2022-2023学年高一化学同步学习高效学讲练（精品学案）第三章铁金属材料第一节铁及其化合物第2课时铁的氢氧化物铁盐和亚铁盐课程学习目标1．掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质。2．结合实验探究，掌握Fe、Fe2＋、Fe3＋相互转化的途径；3．通过实验学会Fe2＋、Fe3＋的检验方法。4．了解铁盐、亚铁盐的主要性质及其在生产、生活中的应用。学科核心素养1．通过对“Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备”的学习，培养实验探究和实验设计及评价的能力。2．通过对“Fe、Fe3＋、Fe2＋相互转化”的学习，强化变化观念。3．通过对“Fe2＋、Fe3＋的检验”的学习，提升实验探究能力和创新意识。4．通过对“铁盐、亚铁盐”的学习，培养证据推理意识。【新知学习】一．铁的氢氧化物【实验3-1】在两支试管中分别加入少量的FeCl3和FeSO4溶液，然后各滴入NaOH溶液，然后观察并描述发生的现象。1.FeCl3和NaOH溶液现象：产生红褐色沉淀化学方程式：FeCl3＋3NaOH=Fe(OH)3＋3NaCl离子方程式：Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓2.FeSO4和NaOH溶液现象：生成白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色化学方程式：FeSO4＋2NaOH=Fe(OH)2＋Na2SO4；4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)33.Fe(OH)2和Fe(OH)3都是不溶性弱碱，可以和酸反应。Fe(OH)2非常容易被氧化为Fe(OH)3，加热Fe(OH)3时，失水生成红棕色的Fe2O3粉末。反应方程式：2Fe(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Fe2O3＋3H2O【总结】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Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O受热分解－2Fe(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Fe2O3＋3H2O制备可溶性亚铁盐与碱溶液反应：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓可溶性铁盐与碱溶液反应：Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓二者的关系在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3二．铁盐常见的铁盐有FeCl3、Fe2(SO4)3等，常见的亚铁盐有FeCl2、FeSO4等。1.Fe3+的检验【实验3-2】观察实验，填写下表：滴入KSCN溶液的现象解释（用离子方程式）结论与应用FeCl3溶液溶液变红色Fe3+＋3SCN－=Fe(SCN)3可用来检验Fe3+FeCl2溶液没有明显现象2.Fe3+的氧化性【实验3-2】观察实验，填写下表：在FeCl3溶液中加入现象反应的化学方程式结论铁粉，充分反应再加入KSCN溶液加入铁粉，溶液变浅绿色，再加KSCN溶液，没有明显现象。2Fe3+＋Fe=3Fe2＋氧化性：Cl2>Fe3+>Fe2＋再加入氯水，振荡溶液变红色2Fe2＋＋Cl2=2Fe2＋＋2Cl－还原剂还原剂氧化剂由实验3-2得知，Fe3+和Fe2+可以相互转化，Fe3+Fe2+。氧化剂3.Fe3+的氧化性含有Fe3＋的溶液呈黄色，Fe3＋处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现氧化性。(1)Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO32－等具有较强还原性的离子不能大量共存。(2)Fe3＋可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式为Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋。三.亚铁盐1.Fe2+的检验先加入KSCN溶液，无明显现象，再加氯水，溶液变红色。【思考】鉴别Fe2+时，不能（填“能”或“不能”）先加氯水，再加KSCN溶液，原因是无法排除亚铁离子的干扰。2.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，其中以还原性为主，如遇Br2、Cl2、H2O2、NOeq\o\al(－,3)(H＋)等均表现还原性。Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O。【总结】铁盐和亚铁盐转化的应用1．判断离子共存Fe2＋eq\f(因氧化还原,不能大量共存)NOeq\o\al(－,3)(H＋)、ClO－、MnOeq\o\al(－,4)(H＋)；Fe3＋eq\f(因氧化还原,不能大量共存)S2－、I－、SOeq\o\al(2－,3)；2．除杂溶液杂质除杂方法FeCl2FeCl3加过量铁粉后过滤FeCl3FeCl2加足量氯水或H2O2溶液FeCl2CuCl2加过量铁粉后过滤【思考】为什么在实验室配制FeSO4溶液中常加入少量铁粉？防止亚铁离子被氧化，2Fe3+＋Fe=3Fe2＋3．Fe3+、Fe2+的检验方法用KSCN溶液和氯水【知识进阶】一．Fe(OH)3和Fe(OH)2的实验室制法【问题探究】在两支试管里分别加入少量的FeCl3和新制FeSO4溶液，然后滴入NaOH溶液，观察并记录现象。FeCl3溶液新制FeSO4溶液实验操作思考探究下列问题：1．两试管中有什么现象？久置于空气中又有什么现象？甲中生成红褐色沉淀，久置不变色；乙中生成白色沉淀，且沉淀迅速变成灰绿色，过一段时间后有红褐色物质生成。2．在制备Fe(OH)2时，为什么要用新制的FeSO4溶液并将吸有NaOH溶液的胶头滴管尖嘴插入液面以下？用新制的FeSO4溶液为了防止Fe2＋被氧化成Fe3＋；滴管尖嘴插入液面以下是为了防止生成的Fe(OH)2与O2接触而被氧化。3．在实验中，若想长时间观察到生成的白色Fe(OH)2沉淀，除使用新制FeSO4溶液外，还应创造一个怎样的反应环境？因为Fe(OH)2易被氧气氧化而发生颜色变化，故应尽可能创造无氧环境以防止Fe(OH)2被氧化。【知识归纳总结】1．防止Fe(OH)2氧化的方法(1)含Fe2＋的溶液必须是新制的，并放入Fe粉，以防Fe2＋被氧化成Fe3＋。(2)除去溶液中溶解的O2，其方法是加热煮沸NaOH溶液。(3)长胶头滴管末端插入试管内的液面以下。(4)在FeSO4溶液液面上加植物油或苯进行液封。(5)在容器内充满H2等气体，保证无O2环境。2．实验室制备Fe(OH)2装置的改进改进后装置①优点：配制溶液的蒸馏水煮沸，除去溶解的氧气，然后用苯液封，防止空气溶解，装有NaOH溶液的滴管插入液面下慢慢挤出溶液，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。装置②优点：铁粉与稀硫酸反应生成的氢气排除了装置内的空气，同时试管内剩余的氢气起到保护气的作用，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。【典例1】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)。【答案】①②③【解析】Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即发生反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。①②原理一样，都是先用铁与稀硫酸反应产生的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；③中液面加苯阻止了空气进入；④由于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。【总结】实验室里想要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。（变式训练1）下列关于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絮状沉淀C．可利用如图所示装置制备氢氧化亚铁D．实验中所用氢氧化钠溶液应预先煮沸【答案】B【解析】氢氧化亚铁(纯净的)是白色絮状沉淀，易被氧气氧化，B项错误；实验室可利用亚铁盐溶液与碱溶液反应制备氢氧化亚铁，例如用FeSO4溶液与NaOH溶液反应来制备Fe(OH)2，为了防止Fe(OH)2被溶解在溶液中的氧气氧化，所用氢氧化钠溶液应预先煮沸将氧气排出，然后利用题给装置制备Fe(OH)2，且滴加NaOH溶液的胶头滴管应插入FeSO4溶液中，当制得的Fe(OH)2部分被氧化时，沉淀呈灰绿色。故A、C、D三项均正确。二．Fe、Fe2＋、Fe3＋的相互转化——“铁三角”【问题探究】铁元素有三种价态：0价、＋2价和＋3价，这三种价态的铁在一定条件下可相互转化，我们称之为铁三角：分析上图，思考下列问题：1．不同价态铁元素之间转化的条件是什么？由高价态转化低价态需要还原剂，由低价态转为高价态需要氧化剂。2．实验室制取FeCl2溶液时为什么要加入少量铁屑？加入铁屑能防止Fe2＋被氧化成Fe3＋。【知识归纳总结】1．Fe只有还原性，可以被氧化成＋2或＋3价的铁：如Fe＋2H＋=H2↑＋Fe2＋2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2FeCl33Fe＋4H2Oeq\o(=,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2。2．Fe2＋既有氧化性又有还原性：如2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－Zn＋Fe2＋=Fe＋Zn2＋FeO＋COeq\o(=,\s\up7(△))Fe＋CO23．Fe3＋具有较强的氧化性，可被还原为＋2价或0价的铁：如2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(△))2Fe＋3CO2。Fe2O3＋2Aleq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋Al2O3【典例2】下图是物质间发生化学反应时颜色的变化情况，下列选项中正确的是()MNPQANH3·H2OBa(OH)2铜石蕊试液BNaBaCl2FeOKSCNCNaOHBa(NO3)2锌粉KSCNDNaHCO3MgCl2Fe石蕊试液【答案】C【解析】硫酸铁与Ba(OH)2反应生成硫酸钡白色沉淀和Fe(OH)3红褐色沉淀，A项错误；硫酸铁与FeO不反应，且FeO难溶于水，B项错误；物质间发生化学反应时颜色的变化情况符合图示，C项正确；硫酸铁与MgCl2溶液不反应，D项错误。〔变式训练2）用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得溶液中加入过量的铁粉，充分反应后，最终溶液中的金属阳离子（）A．只含Fe2+ B．含Cu2+和Fe2+ C．含Cu2+和Fe3+ D．只含Fe3+【答案】A【解析】加入过量的铁粉，溶液中Fe2+和Cu2+完全反应，溶液中只含Fe2+。FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，发生反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，向所得溶液中加入足量铁粉，铁粉先与Fe3+完全反应Fe+2Fe3+=3Fe2+，再与Cu2+完全反应Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，最后得到氯化亚铁溶液，剩余固体为铁和铜的混合物，故选A。【点睛】本题考查了铁及其化合物的性质，熟悉三价铁离子、铜离子的氧化性强弱以及反应的过程是解题的关键。三．Fe3＋、Fe2＋的检验方法【问题探究】如何证明FeSO4溶液是否变质？变质的FeSO4溶液中含有Fe3＋。用洁净的试管取少量(1～2mL)的样品溶液，向其中滴入KSCN溶液1～2滴，若溶液立即显红色证明含有Fe3＋，即该溶液已变质。【知识归纳总结】Fe3＋、Fe2＋的检验方法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eq\x(混合溶液)eq\o(→,\s\up7(滴加KSCN溶液))溶液变红色，说明含有Fe3＋；eq\x(混合溶液)eq\o(→,\s\up7(滴加酸性),\s\do5(KMnO4溶液))酸性KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋。4．铜片法5．亚铁氰化钾溶液和铁氰化钾溶液是检验Fe3＋和Fe2＋的特征试剂：Fe3＋eq\o(→,\s\up7(K4[FeCN6]溶液))蓝色沉淀Fe2＋eq\o(→,\s\up7(K3[FeCN6]溶液))蓝色沉淀【典例3】某同学为了检验家中的一瓶补铁药(成分为FeSO4)是否变质，查阅了有关资料，得知SCN－、Fe2＋能被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色，并结合已学的知识设计了如下实验：①将药片除去糖衣研细后溶解、过滤。②取滤液分别加入两支试管中，在一支试管中加入酸性KMnO4溶液，在另一支试管中加入KSCN溶液。请完成下列问题：(1)若滴入酸性KMnO4溶液后褪色，滴入KSCN溶液后不变红，结论是。(2)若滴入酸性KMnO4溶液后不褪色，滴入KSCN溶液变红，结论是。(3)若滴入酸性KMnO4溶液后褪色，滴入KSCN溶液变红，结论是。(4)(填“能”或“不能”)将酸性KMnO4溶液和KSCN溶液滴入到同一支试管中进行验证，原因是。【答案】补铁药没有变质；补铁药完全变质；补铁药部分变质不能酸性KMnO4溶液呈紫红色，影响Fe3＋的检验；KSCN具有还原性，影响Fe2＋的检验【解析】加入酸性KMnO4溶液褪色说明含有Fe2＋，而加入KSCN溶液变红则说明含有Fe3＋，所以前三问的答案很容易得出。第(4)问中的原因可归纳为两条，一是酸性KMnO4溶液呈紫红色，影响Fe3＋的检验；二是KSCN具有还原性，可以被酸性KMnO4溶液氧化，影响Fe2＋的检验。〔变式训练3〕取少量FeCl2溶液，滴入几滴KSCN溶液，不显红色，再滴入几滴氯水，溶液变红，这是因为()A．Cl2可将FeCl2还原 B．Cl2可将KSCN氧化C．Cl2可将FeCl2氧化 D．Cl2可将KSCN还原【答案】C【解析】取少量FeCl2溶液，滴入几滴KSCN溶液，不显红色，再滴入几滴氯水，溶液变红，溶液变红意味着发生了反应：Fe3＋＋3SCN-=Fe(SCN)3、生成了硫氰化铁，则加入几滴氯水后发生了反应：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl-，即氯气将FeCl2氧化了，据此回答。【详解】A.Cl2可将FeCl2氧化，A错误；B.加入的几滴氯水没有和KSCN反应，B错误；C.Cl2可将FeCl2氧化，C正确；D.加入的几滴氯水没有与KSCN反应，D错误；答案选C。【效果检测】1．（2021·云南高一学业考试）下列有关铁及其化合物的说法正确的是A．Fe3O4用作红色颜料B．仅用KSCN溶液即可检验Fe2+C．Fe(OH)2能在空气中稳定存在D．FeCl3溶液作为覆铜板“腐蚀液”制作印刷电路板【答案】D【详解】A．Fe3O4为黑色固体，具有铁磁性，而氧化铁为红色固体，可以做红色颜料，故A错误；B．亚铁离子与硫氰根离子不反应，铁离子与硫氰根离子反应生成血红色溶液，因此检验亚铁离子需要先加硫氰化钾溶液，再滴加氯水，出现血红色溶液，原溶液中含有亚铁离子，故B错误；C．氢氧化亚铁在空气中不稳定，易被空气中的氧气氧化生成氢氧化铁，故C错误；D．铁离子具有强氧化性，能够把铜氧化为铜离子，因此FeCl3溶液作为覆铜板“腐蚀液”制作印刷电路板，故D正确；故选D。2．（2021·江苏镇江市·高一期中）为了检验某Fe2+溶液是否变质，可向溶液中加入A．NaOH溶液 B．铁片 C．石蕊溶液 D．KSCN溶液【答案】D【分析】有较强的还原性，易被氧化成，发生变质，检验某溶液是否变质，可以理解为检验离子中是否含有，据此分析答题。【详解】A．与NaOH溶液生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色氢氧化铁沉淀，所以不能通过现象判断其是否变质，A错误；B．铁片和能反应，但现象不明显，B错误；C．溶液变质与否，都为强酸弱碱盐溶液，呈酸性，不能用石蕊溶液检验，C错误；D．和发生络合反应如下：，溶液出现血红色，现象明显，可以检验Fe2+溶液是否变质，D正确；答案为：D。3．（2021·云南省大姚县第一中学高一月考）证明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是A．依次滴加氯水和硫氰化钾溶液后，溶液显红色B．先滴加硫氰化钾溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色C．通入氨气，产生白色沉淀，无红褐色沉淀D．加入锌片，片刻取出，质量减轻；加入铜片，片刻取出，质量不变【答案】B【详解】A．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+，故A错误；B．KSCN与Fe3+作用使溶液显红色，与Fe2+作用无此现象，先滴加KSCN溶液,不显红色，说明原溶液不含有Fe3+，再滴加氯水后显红色,说明滴加氯水后溶液中有Fe3+,证明原溶液含有Fe2+，故B正确；C．溶液中若含有Mg2+也有该现象，故C错误；D．溶液中若含有Cu+,也有该现象，故D错误；故答案为B。4．下列试剂不能使转化为的是①新制氯水②溶液③酸性溶液④溶液⑤盐酸⑥溶液A．①②③ B．①③④ C．②④⑤ D．②⑤⑥【答案】D【详解】要使转化为，需加入强氧化性物质，②溶液、⑤盐酸、⑥溶液均没有强氧化性。故选：D。5．为了探究铁及其化合物的氧化性或还原性，某同学设计如下实验操作，对应的实验现象、实验结论及离子方程式均正确的是选项实验操作实验现象实验结论离子方程式A向溶液中加入片浅绿色溶液变为无色，溶液中有黑色固体生成具有还原性B向溶液中滴加新制氯水浅绿色溶液变为棕黄色具有还原性C向溶液中加入铁粉棕黄色溶液变为浅绿色具有还原性D向溶液中加入铜粉蓝色溶液变为棕黄色具有氧化性【答案】B【详解】A．锌具有还原性，氯化亚铁溶液中价的铁具有氧化性，能氧化锌，A错误；B．氯化亚铁溶液为浅绿色，向氯化亚铁溶液中滴加新制氯水，价的铁被氯水氧化，生成价的铁，溶液由浅绿色变为棕黄色，离子方程式正确，B正确；C．向溶液中加入铁粉，发生反应生成氯化亚铁，棕黄色溶液变为浅绿色，离子方程式为，C错误；D．反应前氯化铁溶液为棕黄色，具有氧化性，与铜发生反应生成氯化亚铁和氯化铜，氯化亚铁溶液为浅绿色，氯化铜溶液为蓝绿色，离子方程式为，D错误；故答案为：B。6．（2021·内蒙古集宁新世纪中学高一期中）下列各组离子一定能大量共存的是A．在强碱溶液中：Na+、K+、、B．在含大量Fe3+的溶液中：、Na+、Cl-、SCN-C．在pH=13的溶液中：、Al3+、、D．在无色透明的酸性溶液中：K+、Fe2+、Cl-、【答案】A【详解】A．相互间不反应，且与氢氧根离子不反应，能大量共存，A符合题意；B．铁离子与SCN-反应，不能大量共存，B不符合题意；C．pH=13的溶液呈碱性，铵根离子、铝离子在碱性溶液中不能大量存在，C不符合题意；D．含Fe2+的溶液呈浅绿色，且发生氧化还原反应，不能大量共存，D不符合题意；答案选A。7．（2021·金华市方格外国语学校）下列关于“摩尔盐”[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]的说法不正确的是A．具有较强的还原性，可使高锰酸钾酸性溶液褪色B．可用于治疗缺铁性贫血，还可用于制造红色颜料铁红(Fe2O3)、磁性氧化铁(Fe3O4)等C．加水溶解，再滴加KSCN溶液，若溶液变红色，说明摩尔盐已氧化变质D．加水溶解，与过量NaOH溶液反应的离子方程式：Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓【答案】D【详解】A．摩尔盐的化学式为(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O可知，Fe为+2价，具有较强的还原性，可使高锰酸钾酸性溶液褪色，故A正确；B．摩尔盐的化学式为(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O可知，Fe为+2价，可用于治疗缺铁性贫血，还可用于制造红色颜料铁红(Fe2O3)、磁性氧化铁(Fe3O4)，故B正确；C．Fe为+2价，不能使KSCN溶液变红色。加水溶解，再滴加KSCN溶液，若溶液变红色，说明摩尔盐已氧化变质，故C正确；D．摩尔盐的化学式为(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O可知，Fe2+NH都能与碱反应，且Fe(OH)2不稳定，在空气中容易被氧化，故D错误；故答案：D。8．（2021·福建高一期末）如图所示装置，可用以制取和观察在空气中被氧化时颜色的变化。下列说法错误的是A．实验前，应事先煮沸溶液除去溶解氧B．装置Ⅰ可制取溶液并排尽装置内空气C．关闭止水夹可观察到装置Ⅱ中溶液进入装置Ⅰ中D．取下装置Ⅱ的橡皮塞可观察沉淀颜色变化【答案】C【分析】氢氧化钠溶液中有少量氧气，需要加热煮沸除去氧气；打开止水夹，铁屑和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，利用反应产生的氢气排装置内的空气，然后关闭止水夹，试管Ⅰ形成密闭体系，利用反应产生的氢气的压强作用，把硫酸亚铁溶液压入到装置Ⅱ中，产生氢氧化亚铁白色沉淀，氢氧化亚铁遇到空气后，变为灰绿色，最后变为红褐色。【详解】A．氢氧化钠溶液中有少量氧气，氢氧化亚铁易被氧气氧化，所以实验前，应事先煮沸溶液除去溶解氧，故A正确；B．结合以上分析可知，装置Ⅰ可制取溶液并排尽装置内空气，故B正确；C．结合以上分析可知，关闭止水夹可观察到装置Ⅰ中溶液进入装置Ⅱ中，故C错误；D．结合以上分析可知，氢氧化亚铁具有强还原性，能够被氧气氧化，颜色发生变化，所以取下装置Ⅱ的橡皮塞可观察沉淀颜色变化，故D正确；故选C。9．（2021·江苏省震泽中学高一月考）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。下列说法正确的是A．步骤①，可用硫酸或盐酸来溶解烧渣B．步骤②，涉及的离子方程式为FeS2+14Fe3++16OH-=15Fe2++2SO+8H2OC．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【答案】D【分析】由制备绿矾流程可知，烧渣（主要成分：Fe3O4、Fe2O3和FeO）均溶于硫酸，溶液含Fe2+、Fe3+，步骤②中铁离子被还原：FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O＝15FeSO4+8H2SO4，步骤③为蒸发浓缩、冷却结晶析出绿矾，绿矾与氨气、空气可发生氧化还原反应生成FeO(OH)，以此来解答。【详解】A．因绿矾的酸根离子为硫酸根离子，则步骤①用硫酸来溶解烧渣，不能用盐酸，故A错误；B．步骤②发生反应的离子反应方程式为FeS2+14Fe3++8H2O＝15Fe2++2SO+16H+，故B错误；C．步骤③为蒸发浓缩、冷却结晶析出绿矾，若蒸干时绿矾受热会失去结晶水，故C错误；D．步骤④，反应条件控制不当，绿矾与氨气、空气可发生氧化还原反应生成Fe(OH)3，故D正确；故选D。10．（2021·常州市新桥高级中学高一期末）下列实验方案可以得到白色纯净的Fe(OH)2的是A．在FeCl2溶液上加一层苯，然后将滴管插入到FeCl2溶液液面以下，慢慢滴加NaOH溶液(溶液中不能有气泡，配制FeCl2溶液和NaOH溶液的蒸馏水必须加热煮沸)B．将铁粉与稀硫酸充分反应，然后再加入过量的氨水C．在Fe2(SO4)3溶料中加入过量的铁粉，过滤，在滤液中加入过量的NaOH溶液D．在生成Fe(OH)3的悬浊液中加过量的铁粉【答案】A【详解】A．溶液配制的蒸馏水要煮沸，排除溶解氧，加一层苯隔绝空气，可以得到白色纯净的Fe(OH)2，故A正确；B．将铁粉与稀硫酸充分反应，然后再加入过量的氨水，溶液配制蒸馏水要煮沸，排除溶解氧，故B错误；C．没有排除溶液中的溶解氧，也没有防止Fe(OH)2被氧化的保护措施，故C错误；D．氢氧化铁固体不与铁粉反应,则该方法无法获得纯净的氢氧化亚铁，故D错误；故答案为A。11．（2021·河北高一开学考试）按如图装置实验，不能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是A．B．C．D．【答案】A【详解】A．空气中的氧气能迅速将Fe(OH)2氧化产生红褐色Fe(OH)3，因而不能较长时间看到白色沉淀，A符合题意；B．苯层能够隔绝空气，在液面下NaOH与FeSO4发生复分解反应产生Fe(OH)2白色沉淀，并且能够常时间观察到白色沉淀，B不符合题意；C．Fe与H2SO4反应产生FeSO4、H2，H2能够将溶液及装置中的空气排出，FeSO4处于H2的惰性环境中，然后加入NaOH溶液，NaOH与FeSO4发生复分解反应产生Fe(OH)2白色沉淀，由于没有空气，因此Fe(OH)2不能被氧化产生红褐色Fe(OH)3，故能较长时间看到白色沉淀，C不符合题意；D．Fe与H2SO4反应产生FeSO4、H2，H2能够将A、B两个试管溶液中及装置中的空气排出，FeSO4处于H2的惰性环境中，然后关闭A的止水夹，反应产生的H2将A中FeSO4溶液压入B中的NaOH溶液，二者反应产生Fe(OH)2白色沉淀，由于装置中没有空气，因此Fe(OH)2不能被氧化产生红褐色Fe(OH)3，故能较长时间看到白色沉淀，D不符合题意；故合理选项是A。12．将1.12g铁粉加入到25mL2mol·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，不显血红色C．氧化产物与还原产物的物质的量之比为2：5D．溶液中Fe2+与Fe3+物质的量之比为6：1【答案】D【详解】，25mL2mol·L-1的氯化铁溶液中A．由反应：可知Fe3＋过量，呈黄色，Cl－浓度基本不变，选项A错误；B．往溶液中滴入无色KSCN溶液，溶液显红色，选项B错误；C．由反应：可知氧化产物与还原产物的物质的量之比为1：2，选项C错误；D．反应后溶液中n(Fe2＋)＝3n(Fe)＝0.06mol，n(Fe3＋)＝0.01mol，Fe2+和Fe3+的物质的量之比为6∶1，选项D正确；故答案选D。13．（2021·云南师大附中高一）向硫酸亚铁、硫酸铜的混合溶液中加入一些锌粉，充分反应后，过滤，得到滤渣A和滤液。将滤渣A加入少量稀硫酸中，有气泡产生。以下对滤渣A的组成成分判断的五种情况，其中合理的有①Cu②Fe、Cu③Zn、Fe④Zn、Cu⑤Zn、Fe、CuA．②⑤ B．②③ C．②③④⑤ D．①②⑤【答案】A【详解】由将滤渣A加入少量稀硫酸中，有气泡产生，结合氧化性强的不同物质与同种还原剂反应时，氧化性强的先反应可知，硫酸铜溶液一定完全反应，滤渣A中一定含有铜，铁、锌中的一种或两种，则滤渣A可能为铁、铜混合物，或为锌、铁、铜的混合物，故选A。14．（2021·湖北高一期末）电子工业常用溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。某小组为了从使用过的腐蚀废液中回收铜，并重新获得纯净的溶液，准备采用下图步骤，下列说法正确的是A．溶液腐蚀铜箔的离子方程式为：B．要证明滤液Ⅰ中不含而含有，先加入少量KSCN溶液，再加入适量氯水，观察现象C．①是Fe，②是稀硫酸D．“通入气体③”操作不能替换为“加入适量酸性溶液”操作【答案】B【详解】A．氧化性：，溶液腐蚀铜箔的离子方程式为：，选项A错误；B．证明滤液Ⅰ中不含而含有，先加入少量KSCN溶液，无明显现象证明不含Fe3+，再加入适量氯水(两试剂的顺序不能颠倒)，溶液呈血红色证明含Fe2+，选项B正确；C．根据题意和题图：①是Fe，发生反应、；②是盐酸，反应上一步过量的Fe，发生反应，用硫酸会产生新的杂质硫酸根，选项C错误；D．③是，发生反应，酸性溶液也可以氧化，不带来其他杂质和污染，发生反应，能将替换为酸性溶液，选项D错误；答案选B。15．某兴趣小组为认识铁及其化合物的性质、分散系的性质做了如图一组综合实验，根据实验流程回答相关问题。(1)请写出Fe2O3与①反应的离子方程式：___________。(2)物质②为___________。(3)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液最终生成Fe(OH)3悬浊液，该过程的现象为___________，此过程中发生的氧化还原反应为___________(用化学方程式表示)。(4)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，并继续煮沸至液体呈红褐色，制得分散系③为___________，该反应化学方程式为：___________。它与FeCl3溶液、Fe(OH)3悬浊液的本质区别是___________。【答案】Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2ONaOH溶液或氨水生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)3胶体FeCl3+3H2O=Fe(OH)3(胶体)+3HCl分散质粒子的直径大小不同【详解】分析框图可知(1)Fe2O3发生反应后变为FeCl3可知是Fe2O3与盐酸反应，离子方程式为：Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O，故答案为：Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O；(2)FeCl3反应生成了Fe(OH)3，知道是加入了碱，可以是NaOH溶液，氨水等，故答案为：NaOH溶液或氨水；(3)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液先生成Fe(OH)2，Fe(OH)2是白色沉淀，容易被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，这个过程的现象为：生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，发生氧化还原反应的反应是Fe(OH)2被氧化的反应，化学方程式是：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故答案为：生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色、4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；(4)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中并继续煮沸至红褐色，制得Fe(OH)3胶体，反应的化学方程式为FeCl3+3H2O=Fe(OH)3(胶体)+3HCl；溶液、胶体、浊液的本质区别是分散质粒子直径大小不同，故答案为：Fe(OH)3胶体、FeCl3+3H2O=Fe(OH)3(胶体)+3HCl、分散质粒子直径不同。16．（2021·济南德润高级中学）铁及其化合物的“价类二维图”如图。回答下列问题：(1)预测既有氧化性又有还原性，其依据是_______(2)检验溶液中的，常用的试剂是_______。(3)氧化铁和铝粉可用于野外焊接钢轨，用化学方程式表示反应原理_______。(4)向溶液中滴加氯水，反应的离子方程式_______。如果反应后的溶液中还有存在，选用_______试剂，产生_______现象证明其存在。【答案】化合价为+2，为中间价，既能升高又能降低KSCN溶液2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-铁氰化钾蓝色沉淀【分析】根据铁盐和亚铁盐的性质和检验方法分析解答。【详解】(1)Fe2+的化合价为+2，可以升高也可以降低，所以既有氧化性又有还原性，故答案为：Fe2+的化合价为+2，为中间价，既能升高又能降低；(2)Fe3+与KSCN溶液显血红色，所以检验溶液中的Fe3+，常用的试剂是KSCN溶液，故答案为：KSCN溶液；(3)氧化铁和铝粉在高温下反应生成铁和氧化铝，反应的化学方程式为2Al+Fe2O32Fe+Al2O3，故答案为：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3；(4)氯气与FeCl2反应生成氯化铁，反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，如果反应后的溶液中还有Fe2+存在，可以选用铁氰化钾试剂，如果产生蓝色沉淀，即可证明其存在，故答案为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；铁氰化钾；蓝色沉淀。17．（2021·南京航空航天大学苏州附属中学高一月考）阅读下面两条科普信息，回答有关问题：一个体重50kg的健康人身体中含铁2g，这2g铁在人体中不是以金属单质的形式存在，而是以Fe2+和Fe3+的形式存在，亚铁离子易被吸收，给贫血者补充铁时，应给予含亚铁离子的亚铁盐，如硫酸亚铁。服用维生素C，可使食物中的铁离子还原成亚铁离子，有利于铁的吸收。在新生代的海水里有一种铁细菌，它们提取海水中的亚铁离子，利用酶为催化剂把它转变成它们的皮鞘(可以用Fe2O3来表示其中的铁)，后来便沉积下来形成铁矿：该反应的另一种反应物是CO2，反应后CO2转变成有机物(用甲醛CH2O表示)。(1)这两则科普信息分别介绍了人体内和海水中的亚铁离子与铁离子(或者铁的高价化合物)相互转化的事实，方法和途径。这说明维生素C具有_______性，铁离子具有_______性，第二则则信息中CO2是_______剂。(2)铁酸钠(Na2FeO4)是水处理过程中使用的一种新型净水剂，它的氧化性比高锰酸钾更强，本身在反应中被还原为Fe3+离子。制取铁酸钠的化学方程式如下：Fe(NO3)3+NaOH+Cl2→Na2FeO4+NaNO3+NaCl+H2O配平上述反应_______，并分析_____元素被氧化，当生成3mol还原产物时，转移电子的总数为_______。【答案】还原氧化氧化2Fe(NO3)3+16NaOH+3Cl2=2Na2FeO4+6NaNO3+6NaCl+8H2O铁3NA【详解】(1)根据题意：服用维生素C，可使食物中的铁离子还原成亚铁离子，三价铁转化为亚铁离子，体现了三价铁的氧化性，所以维生素C起还原剂的作用。反应后CO2转变成有机物甲醛，C元素的化合价降低，则Fe元素的化合价升高，则二氧化碳作氧化剂。(2)制取铁酸钠的化学方程式如下：2Fe(NO3)3+16NaOH+3Cl2=2Na2FeO4+6NaNO3+6NaCl+8H2O；氧化还原反应中，铁元素由+3升为+6，铁元素被氧化，Cl元素则有0→−1价，所以NaCl为还原产物，每生成3molNaCl则转移3mol电子。18．（2021·北京高一期末）铁是人体内含量最多的必需微量元素，缺铁性贫血患者应补充含Fe2+的亚铁盐。“速力菲”(主要成分：琥珀酸亚铁)是一种常见的补铁药物。某兴趣小组为了检验“速力菲”药片中Fe2+的存在并测定铁元素的含量，设计如下实验(假设反应过程无铁元素损耗)：请回答下列问题：(1)操作I的名称是____________，试剂1是___________________。(2)证明药片中含有Fe2+的依据______________