鲁科版高中化学必修第一册第3章第1单元铁的多样性课件

第3章物质的性质与转化第1单元铁的多样性期中期末·全优手册A卷·必备知识全优B卷·关键能力全优第1节铁的多样性基础知识全过铁及其化合物1.铁及其化合物的转化

2.铁的氧化物的性质

氧化亚铁氧化铁(铁红)四氧化三铁化学式FeOFe2O3Fe3O4颜色、状态黑色粉末红棕色粉末黑色固体Fe的价态+2+3+2、+3溶解性都不溶于水化学性质都能与稀盐酸、稀硫酸反应都具有氧化性,都能被CO、H2等还原为铁单质FeO不稳定,在空气中加热生成稳定的Fe3O4Fe2O3与Al粉在高温下反应用途用作色素用作油漆、涂料、油墨的红色颜料磁性材料3.铁的氢氧化物的性质

氢氧化亚铁氢氧化铁化学式Fe(OH)2Fe(OH)3颜色、状态白色固体红褐色固体溶解性难溶于水难溶于水与盐酸反应Fe(OH)2+2H+

Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+

Fe3++3H2O受热时4Fe(OH)2+O2

2Fe2O3+4H2O2Fe(OH)3

Fe2O3+3H2O制备可溶性亚铁盐与碱(如NaOH溶液)反应:Fe2++2OH-

Fe(OH)2↓可溶性铁盐与碱(如NaOH溶液)反应:Fe3++3OH-

Fe(OH)3↓二者关系在空气中,Fe(OH)2非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3,现象是白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O

4Fe(OH)3一

铁及其化合物之间的转化关系——“铁三角”高频考点全知例1下列关于铁及其化合物的说法正确的是

(

)A.过量铁粉与氯气或稀盐酸反应均可制得FeCl2B.FeCl3溶液常用于制作印刷电路板,将Cu氧化成Cu2+,Fe3+被还原为FeC.某溶液中加KSCN溶液显红色,证明原溶液中有Fe3+,无Fe2+D.Fe(OH)2浊液露置于空气中,由白色逐步转变为灰绿色,最后变成红褐色解析

铁无论是过量还是少量,与氯气在加热条件下反应均生成FeCl3,A错误;

FeCl3溶液常用于制作印刷电路板,将Cu氧化成Cu2+,Fe3+被还原为Fe2+,B错误;某

溶液中加KSCN溶液显红色,证明原溶液中有Fe3+,但不能确定是否含有Fe2+,C错

误;Fe(OH)2具有还原性,能被氧气氧化为氢氧化铁,则Fe(OH)2浊液露置于空气

中时由白色逐步转变为灰绿色,最后变成红褐色,D正确。答案

D二Fe2+、Fe3+的检验方法1.Fe2+的检验

3.含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe2+、Fe3+的检验(1)Fe3+的检验

2.Fe3+的检验(2)Fe2+的检验

(3)检验Fe3+中是否混有Fe2+,用酸性KMnO4溶液或K3[Fe(CN)6]溶液;检验既含Fe3+又含Fe2+,分两次检验,用KSCN溶液检验Fe3+,用K3[Fe(CN)6]溶液或酸性KMnO4溶液检验Fe2+(假设无其他还原性粒子干扰)。例2证明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的最佳实验方法是

(

)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.先加入铁粉,再滴加KSCN溶液不显红色D.加入几滴酸性高锰酸钾溶液,酸性高锰酸钾溶液褪色解析

先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后显红色,可能是原溶液中Fe2+被氯水氧

化为Fe3+,也可能是原溶液本来就含有Fe3+,A错误;先滴加KSCN溶液,不显红色,

说明原溶液不含有Fe3+,再滴加氯水,显红色,说明滴加氯水后溶液中有Fe3+,证明

原溶液含有Fe2+,B正确;先加入铁粉,再滴加KSCN溶液不显红色,说明原溶液含

有Fe2+、Fe3+中的一种或两种,C错误;滴加酸性高锰酸钾溶液,根据酸性高锰酸钾

溶液是否褪色,能检验出溶液中是否含有Fe2+,无法验证Fe3+的存在,D错误。答案

B一铁及其化合物易错易混点1.铁元素在自然界中的存在:既有游离态,又有化合态。2.Fe与Cl2反应只能生成FeCl3,与I2反应只能生成FeI2,与反应物的用量无关。3.铁只能在高温下与水蒸气反应,与冷水、热水都不能反应,所以在日常生活中

常用铁壶烧水。4.Fe3O4虽然可用FeO·Fe2O3表示,但不代表Fe3O4是由FeO和Fe2O3组成的混合物,

Fe3O4有固定的组成,是一种纯净物。5.在Fe和Fe2O3的混合物中加入盐酸,要注意产生的Fe3+还可以氧化Fe单质:Fe+易混易错全会2Fe3+

3Fe2+。6.检验Fe3O4中铁元素的实验方案:取少量固体于试管中,加入稀硫酸(不能用盐

酸)溶解,将溶液分成两份,一份加入酸性高锰酸钾溶液,溶液紫色褪去,说明溶液

中含有Fe2+;另一份加入KSCN溶液,溶液显红色,说明溶液中含有Fe3+。7.在空气中,Fe(OH)3受热分解成Fe2O3,Fe(OH)2易被氧化,在空气中受热不能得到

FeO。8.高铁酸钠(Na2FeO4)可以净水的原因:一是Fe元素处于最高价,具有强氧化性,可

以杀菌消毒;二是高铁酸钠被还原为Fe3+,Fe3+在此过程中生成的氢氧化铁胶体可以吸附水中的悬浮物。例3下列有关铁及其化合物的说法正确的是

(

)A.将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中,制备Fe(OH)3胶体B.向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液,溶液显红色C.Cu与FeCl3溶液反应可生成CuCl2D.Fe与Cl2反应生成FeCl3,推测Fe与I2反应生成FeI3

解析

向沸水中逐滴加入1~2mL饱和氯化铁溶液,继续煮沸至液体呈红褐色,停

止加热,制得Fe(OH)3胶体,A错误;向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液,溶液不显红

色,B错误;Cu与FeCl3溶液反应生成CuCl2和FeCl2,C正确;I2的氧化性较弱,与铁反

应生成FeI2,D错误。答案

C二制备铁的氢氧化物的易错易混点1.制备氢氧化铁和氢氧化亚铁

(1)图甲实验中观察到的现象是有红褐色沉淀生成,反应的离子方程式是Fe3++3OH-

Fe(OH)3↓。(2)图乙实验中先观察到有白色沉淀生成,在空气中迅速变成灰绿色,最后变成红

褐色,发生的反应为Fe2++2OH-

Fe(OH)2↓(白色)、4Fe(OH)2+O2+2H2O

4Fe(OH)3。2.制备氢氧化亚铁的注意事项在制备氢氧化亚铁时,一定要用新制的亚铁盐溶液和加热除去氧气后的氢氧化

钠溶液,且滴管末端插入液面以下,再慢慢挤出氢氧化钠溶液,也可以在反应液

液面上滴加植物油等物质进行液封,以防止氢氧化亚铁与氧气接触。例4下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是

(

)

A.①②

B.①③

C.②③

D.①②③解析

因为Fe(OH)2在空气中易被氧气氧化成Fe(OH)3,故要长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀,就要排尽装置中的空气。①中用H2将装置中的空气排尽,使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中;③中加植物油阻止了空气进入;②中能接触到空气中的O2,不能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀;故选B。答案

BC.FeO不稳定,在空气中加热迅速变为Fe3O4D.纯铁的抗腐蚀能力很弱第3章物质的性质与转化第1单元铁的多样性A卷基础达标卷可能用到的相对原子质量:O16Fe56一、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分。每小题只有一个选项符合题意)1.下列有关铁和铁的化合物的叙述中正确的是

(

)A.铁的化学性质比较活泼,它能与许多物质发生化学反应,因此铁在自然界中只

能以化合态存在B.Fe3O4是一种红棕色粉末,俗称铁红,常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料C解题思路自然界中存在铁单质,A错误;Fe2O3是一种红棕色粉末,俗称铁红,常

用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料,B错误;FeO不稳定,在空气中受热,被

氧化为Fe3O4,C正确;纯铁的抗腐蚀能力很强,D错误。2.(2024山东新泰月考)下列含铁化合物不能直接由化合反应制得的是

(

)A.FeCl2B.FeCl3C.Fe3O4D.Fe(OH)2

D解题思路FeCl2可由FeCl3与Fe化合得到;FeCl3可由Fe与Cl2化合得到;铁与氧气

发生化合反应生成Fe3O4;Fe(OH)2只能由可溶性的亚铁盐与碱发生复分解反应

得到;故选D。3.(2024河北师大附中月考)为探究某食品包装袋内一小包脱氧剂中的还原铁粉

是否变质,分别取少量样品溶于盐酸,再进行下列实验,其中结论正确的是

(

)A.若滴加KSCN溶液,溶液变红,说明铁粉变质B.若滴加KSCN溶液,溶液未变红,说明铁粉未变质C.若依次滴加氯水、KSCN溶液,溶液变红,说明铁粉全部变质D.若滴加KSCN溶液,溶液未变红;再滴加氯水,溶液变红,说明铁粉部分变质A解题思路若滴加KSCN溶液,溶液变红,说明溶液中有Fe3+,证明铁粉变质,A正

确;若滴加KSCN溶液,溶液未变红,只能确定溶液中无Fe3+,无法确定铁粉是否变

质,B错误;滴加氯水,可将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+,对离子的检验产生干扰,C错

误;铁粉与盐酸反应生成Fe2+,滴加氯水,Fe2+被氧化为Fe3+,溶液变红,不能说明铁

粉部分变质,D错误。4.下列各组物质中,所加除杂试剂正确的是

(

)选项主体物质杂质除杂试剂AFeCl2溶液FeCl3Cl2BFeCl3溶液CuCl2FeCNaHCO3溶液Na2CO3CO2DFeSO4溶液Fe2(SO4)3CuC解题思路Cl2将FeCl2氧化为FeCl3,不能用于除杂,A错误;Fe先与FeCl3反应,不能

用于除杂,B错误;溶液中通入CO2发生反应Na2CO3+CO2+H2O

2NaHCO3,可除去杂质Na2CO3,C正确;Cu与Fe2(SO4)3反应会引入杂质CuSO4,D错误。归纳总结物质除杂的原则:①不增,即在除去杂质的同时,不引入新的杂质;②

不减,即不能减少被提纯的物质;③易分离,即分离操作简便易行。5.(2024西安月考)铁元素的“价—类”二维图如图所示。下列说法正确的是

(

)A.a在纯氧中燃烧可直接转化为eB.在不同条件下,g可能分别转化为f沉淀或胶体C.c在空气中直接加热可转化为bD.d可以是一种新型净水剂碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]B解题思路a是Fe,e是Fe2O3,Fe在纯氧中燃烧生成Fe3O4,A错误;g是铁盐,f是Fe(OH)3,铁盐与NaOH反应生成Fe(OH)3沉淀,饱和氯化铁溶液滴到沸水中可以制

得Fe(OH)3胶体,B正确;c是Fe(OH)2,在空气中直接加热,得到Fe2O3(e),不能得到

FeO(b),C错误;d是亚铁盐,Fe(OH)SO4中Fe元素的化合价为+3,D错误。6.(2024广西钦州月考)为了从含有FeSO4、CuSO4的工业废水中回收硫酸亚铁和

金属铜,小组同学设计流程图如下:

下列说法不正确的是

(

)A.试剂A是过量铁粉

B.试剂B是盐酸C.固体X中含有Cu和FeD.溶液Y中的溶质主要为FeSO4

B审题指导从含有FeSO4、CuSO4的工业废水中回收Cu和硫酸亚铁,由题给流程

图可知,CuSO4和Fe反应生成Cu和FeSO4,试剂A为过量铁粉,固体X含Cu及过量

的铁粉,溶液Y中的溶质主要为FeSO4;试剂B为稀硫酸,Fe和稀硫酸反应生成FeSO4和H2,过滤得到Cu和FeSO4溶液;最后硫酸亚铁溶液经一系列操作得到硫酸亚铁晶体。解题思路由审题指导可知,A、C、D正确;如果使用盐酸,则会导致产品混有

FeCl2杂质,B错误。A.实验Ⅰ中加入KSCN溶液无明显现象,与KSCN溶液的用量无关B.实验Ⅰ中加入H2O2溶液后溶液不变红,可能是H2O2被维生素C还原了C.实验Ⅲ中溶液红色褪去,可能是H2O2将SCN-氧化了D.实验说明,该补铁剂中+2价铁只有在酸性条件下才能被H2O2氧化7.(2024山西运城开学考)探究补铁剂[主要成分:氯化血红素(含+2价铁)、富锌

蛋白粉、维生素C、乳酸、葡萄糖浆]中铁元素是否变质。先取少量补铁剂,用

酸性丙酮溶解后制成溶液。下列说法不正确的是

(

)实验Ⅰ实验Ⅱ实验Ⅲ取待测液,加入少量KSCN溶液,无明显现象;再加入少量H2O2溶液,溶液不变红取实验Ⅰ所得溶液,再加入适量KSCN溶液,无明显现象;再加入H2O2溶液,溶液变红取实验Ⅰ所得溶液,加入少量盐酸,无明显现象,继续加入H2O2溶液

至过量,溶液先变红后褪色D解题思路实验Ⅰ中加入少量KSCN溶液,无明显现象,再加入少量H2O2溶液,溶

液不变红,实验Ⅱ中取实验Ⅰ所得溶液再加入KSCN溶液,溶液仍无明显现象,说

明与KSCN溶液的用量无关,A正确;维生素C具有还原性,实验Ⅰ中加入少量H2O2溶液后溶液不变红,可能是H2O2被维生素C还原了,B正确;H2O2具有氧化性,SCN-

具有还原性,实验Ⅲ中继续加入H2O2溶液至过量,溶液先变红后褪色,溶液红色褪

去,可能是H2O2将SCN-氧化了,C正确;没有对照实验,无法说明中性、碱性条件

下,该补铁剂中+2价铁不能被H2O2氧化,D错误。8.某兴趣小组进行某补血剂中铁元素含量测定实验的流程如图所示。下列说

法不正确的是

(

)补血剂10片

滤液

红褐色悬浊液

氧化铁固体wgA.步骤①研磨时需要在研钵中进行BB.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、称量D.每片补血剂中铁元素的质量为0.07wg解题思路步骤①是将补血剂磨成细粉,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

色沉淀氢氧化铁,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,多步操作为过滤、洗涤、灼烧至恒重、

冷却、称量,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,

所以每片补血剂中含铁元素的质量为

=0.07wg,D正确。9.(2024石家庄月考)某化学兴趣小组利用药品:铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液,

用下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.反应一段时间后,可在仪器2中观察到白色沉淀C.本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间地保持白色状态D.本实验通过控制A、B、C三个止水夹,将仪器中的空气排尽后,先关闭止水夹

B,再打开止水夹A就可观察到氢氧化亚铁的颜色B二、选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)审题指导反应开始时,打开止水夹B、C,关闭止水夹A,将分液漏斗中的稀硫

酸滴入仪器2中,稀硫酸与铁粉反应生成FeSO4和H2,产生的H2通过导气管经止水

夹B进入仪器3中,当整个仪器中的空气排尽后,关闭止水夹B,打开止水夹A,利用

生成的氢气将仪器2中的硫酸亚铁溶液压入盛有NaOH溶液的仪器3中,反应生

成Fe(OH)2白色沉淀。解题思路由审题指导可知,仪器1中盛放稀硫酸,A正确;反应一段时间后,可在

仪器3中观察到白色沉淀,B错误;利用反应生成的氢气排尽装置中的空气,制备

的氢氧化亚铁可以相对较长时间地保持白色状态,C正确;本实验通过控制A、B、C三个止水夹,将仪器中的空气排尽后,关闭止水夹B,打开止水夹A,就可观察到Fe(OH)2的颜色,D正确。10.(2024河南开封月考)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。下列说法不正确的是

(

)A.步骤①,硫酸酸溶后溶液中主要有Fe3+、Fe2+等阳离子B.步骤②发生反应FeS2+14Fe3++8H2O

15Fe2++2S

+16H+,消耗1molFeS2转移16mol电子C.步骤③,得到的绿矾晶体久置于空气中会变质D.步骤④,反应条件控制不当会使铁黄中混有Fe(OH)3

B解题思路步骤①中用硫酸酸溶时,Fe3O4、Fe2O3和FeO均溶于硫酸,得到含Fe2+、Fe3+的溶液,A正确;Fe3+具有氧化性,步骤②中发生反应FeS2+14Fe3++8H2O

15Fe2++2S

+16H+,反应时Fe3+中铁元素由+3价降低为+2价,FeS2中S元素由-1价升高到+6价,消耗1molFeS2转移14mol电子,B错误;Fe2+有还原性,绿矾晶体久置

于空气中会被氧气氧化而变质,C正确;步骤④,反应条件控制不当,如氨水过量,

绿矾可与氨水、氧气反应生成Fe(OH)3,D正确。11.在FeCl3、CuCl2的混合溶液中,加入一定量的铁屑,反应完全后将固体滤出,下

列说法正确的是

(

)A.若滤出的固体中只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,一定不含Cu2+B.若滤出的固体中只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,可能含Cu2+C.若滤出的固体中只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+和Fe3+,一定不含Cu2+D.若滤出的固体中含有铁和铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,一定不含Cu2+和Fe3+

BD审题指导在FeCl3、CuCl2的混合溶液中,加入一定量的铁屑,则铁先发

生反应2FeCl3+Fe

3FeCl2,后发生反应CuCl2+Fe

FeCl2+Cu,据此分析解题。解题思路若滤出的固体中只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,可能含

有Cu2+,一定不含Fe3+,A、C错误,B正确;若滤出的固体中含有铁和铜,则溶液中一

定含有的阳离子是Fe2+,一定不含Cu2+和Fe3+,D正确。12.(2024长沙名校联合体联考)高铁酸钾(K2FeO4)具有强氧化性,是一种新型、

绿色、高效的多功能饮用水处理剂,可以用如下流程进行制备。下列说法正确

的是

(

)A.“酸溶”中不能用生锈的铁屑B.“氧化”中反应的离子方程式为2Fe2++O2+4H+

2Fe3++2H2ODC.“制备Na2FeO4”中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3D.“转化”中使用饱和KOH溶液的目的是利于K2FeO4晶体析出解题思路铁锈的主要成分为氧化铁,“酸溶”时会反应生成铁离子,而题给流

程中铁屑“酸溶”后也要转化成铁离子,故可以用生锈的铁屑,A错误;“氧化”

过程中反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+

4Fe3++2H2O,B错误;“制备Na2FeO4”中发生的反应为2Fe3++3ClO-+10OH-

2Fe

+3Cl-+5H2O,氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2,C错误;加入饱和氢氧化钾溶液发生复分解反应,将高铁酸钠转化为溶解度小的高铁酸钾,饱和KOH溶液中钾离子浓度较大,利于K2FeO4晶体析出,D正确。三、非选择题(本题共2小题,共28分)13.(14分)(2024北京师大附中月考创新改编)甲同学用下图所示装置进行Fe粉与

水蒸气的反应。虚线框处用来检验生成的气体。

(1)A的作用是

,B中发生反应的化学方程式为

。虚线框C处应该选择装置

(填“甲”或“乙”),

实验现象是

。(2)乙同学为探究实验结束后玻璃管内的固体物质成分,进行了下列实验:步骤实验操作实验现象Ⅰ将反应后得到的黑色粉末X(假定为均匀的)取出少量放入试管中,加入盐酸,微热黑色粉末逐渐溶解,溶液呈浅绿色;有少量气泡产生Ⅱ向实验Ⅰ得到的溶液中滴加几滴KSCN溶液,振荡溶液没有变红①乙同学认为该条件下反应的固体产物不含+3价铁元素,丙同学认为该结论不

正确,理由是

。②继续向实验Ⅱ所得溶液中滴加氯水,立即出现红色,写出该过程中Fe2+发生变

化的离子方程式:

。③取实验Ⅰ所得溶液,加入过量NaOH溶液观察到的实验现象是

,其中发生的氧化还原反应的化学

方程式为

。答案

(除标注外,每空2分)(1)提供水蒸气(1分)3Fe+4H2O(g)

Fe3O4+4H2乙(1分)铜丝表面的黑色固体变红,试管壁有水珠产生(2)①剩余的铁将铁离子还原为亚铁离子②2Fe2++Cl2

2Fe3++2Cl-③先生成白色沉淀,后迅速变为灰绿色,最终变为红褐色4Fe(OH)2+O2+2H2O

4Fe(OH)3

解题思路

(1)通过加热圆底烧瓶使水沸腾,提供水蒸气;B中铁和水蒸气反应生

成Fe3O4和氢气。氢气和灼热的氧化铜反应生成铜和水,氢气密度比空气小,所

以虚线框C处应该选择装置乙。(2)①黑色粉末溶于盐酸有气泡产生,说明黑色粉末中铁有剩余,剩余的铁可以将

铁离子还原为亚铁离子,向实验Ⅰ得到的溶液中滴加KSCN溶液,溶液没有变红,

不能说明固体产物中不含+3价铁元素。②继续向实验Ⅱ所得溶液中滴加氯水,

立即出现红色,说明生成了铁离子,该过程中Fe2+发生变化的离子方程式为2Fe2++

Cl2

2Fe3++2Cl-。③取实验Ⅰ所得溶液,加入过量NaOH溶液,先生成氢氧化亚铁,然后氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁,现象为先生成白色沉淀,后迅速变为灰

绿色,最终变为红褐色,其中氢氧化亚铁转化为氢氧化铁为氧化还原反应,化学

方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O

4Fe(OH)3。14.(14分)(2024河北师大附中月考)以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备硫酸

亚铁晶体(FeSO4·7H2O)的工艺流程如下:回答下列问题:(1)焙烧后得到的固体主要成分为Fe2O3,写出焙烧过程主要反应的化学方程式:

。(2)试剂X是

(写化学式)。(3)设计实验检验还原得到的溶液是否达标:

。(4)从还原得到的溶液中获得硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)的操作是

。(5)可以用标准浓度的酸性KMnO4溶液来测定产品中FeSO4的纯度,反应中KMnO4被还原成Mn2+,反应的离子方程式为

。(6)某种工业品中含有FeSO4和Fe2(SO4)3,通过元素分析得知其中铁元素和硫元素

的物质的量之比n(Fe)∶n(S)=1∶1.2,此工业品中FeSO4的物质的量分数为

。答案

(1)4FeS2+11O2

2Fe2O3+8SO2(2分)

(2)Fe(1分)

(3)取少量溶液于试管中,滴加KSCN溶液,如果溶液不显红色,证明溶液达标(3分)

(4)蒸发浓缩、

冷却结晶、过滤(3分)

(5)5Fe2++Mn

+8H+

5Fe3++Mn2++4H2O(2分)

(6)75%(3分)解题思路

(1)焙烧后得到的固体主要成分为Fe2O3,焙烧过程主要反应的化学方

程式为4FeS2+11O2

2Fe2O3+8SO2。(2)试剂X是还原剂,其作用是将Fe3+还原为Fe2+,为避免引入杂质,加入的试剂X是铁,铁与硫酸铁反应生成硫酸亚铁。(5)高锰酸钾在酸性溶液中具有强氧化性,能将亚铁离子氧化为铁离子,自身被还原为锰离子,铁元素的化合价由+2价升高为+3价,锰元素的化合价由+7价降低为+2价,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,得反应的离子方程式为5Fe2++

Mn

+8H+

5Fe3++Mn2++4H2O。(6)设该工业品中含有FeSO4的物质的量为xmol,Fe2(SO4)3的物质的量为ymol,根据铁元素和硫元素的物质的量之比n(Fe)∶n(S)=1∶1.2可知,(x+2y)∶(x+3y)=1∶1.2,解得x∶y=3∶1,所以FeSO4的物质的量

分数为

×100%=75%。C.“铁肥”易因保存不当被空气中的氧气氧化变质D.为保证“铁肥”的效果,可向配制后的溶液中加入少量铁粉第3章物质的性质与转化第1单元铁的多样性B卷提优检测卷可能用到的相对原子质量:O16Na23Fe56Cu64一、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分。每小题只有一个选项符合题意)1.(2024云南昭通月考)“铁肥”(主要含FeSO4·7H2O)常用于解决植物叶面变黄

问题,通过溶于水配制成溶液喷施在叶面上。下列有关“铁肥”的说法错误的

是

(

)A.可用KSCN溶液检验“铁肥”是否完全失效B.FeSO4·7H2O属于纯净物A解题思路KSCN溶液可检验Fe3+的存在,还需要检验Fe2+不存在才能证明“铁

肥”完全失效,A错误;FeSO4·7H2O属于纯净物,B正确;FeSO4·7H2O中Fe2+具有还

原性,易被空气中氧气氧化而变质,C正确;铁粉可与Fe3+反应生成Fe2+,配制后的

溶液中加入少量铁粉可防止亚铁离子被氧化,D正确。2.(2024广西钦州月考)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断合理的是

(

)A.a可在高温下和水蒸气反应生成cB.可存在d→f→h→e→c的转化关系C.b加水溶解可转化为dD.可将h加入浓碱液中制得e的胶体B解题思路a为铁单质,c为氧化铁,铁在高温条件下与水蒸气反应生成四氧化三

铁和氢气,A错误;氢氧化亚铁(d)与非氧化性酸反应生成亚铁盐(f),加氧化剂生成

铁盐(h),铁盐与碱反应生成氢氧化铁(e),氢氧化铁受热分解生成氧化铁(c),B正

确;氧化亚铁不溶于水,也不与水反应,C错误;将铁盐加入浓碱液中生成氢氧化

铁沉淀,D错误。3.(2024辽宁省实验中学月考)化学实验活动中记录的下列实验操作和现象、结

论或目的均正确的是

(

)选项实验操作和现象结论或目的A向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液置于试管中,滴加KSCN溶液2~3滴,溶液呈红色红砖中含有氧化铁B向CO还原Fe2O3得到的黑色固体中加入盐酸溶解后再加入KSCN溶液,溶液不显红色黑色固体中没有Fe3O4C将铁片插入盛有CuSO4溶液的试管中,铁片表面有红色固体析出氧化性:Cu2+>Fe3+D向某溶液中通入Cl2,再加入KSCN溶液变红色原溶液中含有Fe2+A解题思路CO还原Fe2O3得到单质Fe,即使黑色固体中有Fe3O4,其溶于盐酸后产

生的Fe3+与Fe发生反应:Fe+2Fe3+

3Fe2+,加入KSCN溶液也不显红色,B错误;将铁片插入盛有CuSO4溶液的试管中,铁片表面有红色固体析出,发生反应Fe+CuSO4

FeSO4+Cu,氧化性:Cu2+>Fe2+,C错误;若原溶液中不存在Fe2+而存在Fe3+,也有此现象,D错误。4.FeCl3易潮解、易升华,实验室制备FeCl3的装置如图所示(加热和夹持装置已

略去)。下列说法不正确的是

(

)A.导管g的作用是平衡气压,便于液体滴下BB.实验时若Cl2不足量,则可能生成FeCl2C.直接用装置E接收产物比用导管连接装置D、E的优点是可防止堵塞D.装置F中浓硫酸的作用是防止水蒸气进入装置E解题思路导管g的作用是平衡气压,便于液体滴下,A正确;无论氯气是否足量,

Fe与Cl2反应都只生成FeCl3,B错误;FeCl3易升华,也易凝华,会堵塞导管,直接用装

置E可防止堵塞,C正确;氯化铁易潮解,浓硫酸的作用是防止NaOH溶液中水蒸气

进入装置E,D正确。5.(2024山东新泰一中月考)用铁泥(主要成分为Fe2O3,还含有少量FeO和Fe)制备

纳米Fe3O4的流程如下。下列说法正确的是

(

)

A.步骤①发生的反应均为氧化还原反应B.步骤②中发生的反应为2Fe3++Fe

3Fe2+、Fe+2H+

Fe2++H2↑C.步骤④中使用过量的H2O2溶液有利于提高纳米Fe3O4的产率D.纳米Fe3O4能产生丁达尔现象B解题思路盐酸和铁泥中的氧化铁反应生成氯化铁、和氧化亚铁反应生成氯

化亚铁的过程中均没有元素化合价改变,不是氧化还原反应,A错误;步骤②中铁

和过量盐酸反应生成氯化亚铁、和铁离子反应生成氯化亚铁,发生的反应为Fe

+2H+

Fe2++H2↑、2Fe3++Fe

3Fe2+,B正确;过量的H2O2溶液会将滤液B中Fe2+氧化为Fe3+,不利于提高纳米Fe3O4的产率,C错误;胶体是分散质的微粒直径

介于1~100nm的分散系,纳米Fe3O4不是分散系,不能产生丁达尔现象,D错误。6.将mg铁和氧化铁的混合物加入100mL浓度为1mol·L-1的盐酸中,恰好完全反

应,放出0.448L(标准状况下)气体。滴加KSCN溶液,溶液不变色。则下列判断

正确的是(

)A.原混合物中n(Fe2O3)∶n(Fe)=3∶1B.无法计算原混合物的质量C.收集产生的气体刚好能与0.448LCl2完全反应D.向溶液中通入0.025molCl2,可以将Fe2+完全转化为Fe3+

D审题指导滴加KSCN溶液,溶液不变色,表明反应生成的Fe3+全部被Fe还原,反

应的化学方程式可表示为①Fe2O3+Fe+6HCl

3FeCl2+3H2O,②Fe+2HCl

FeCl2+H2↑。n(H2)=

=0.02mol,则反应②中,n2(Fe)=n2(FeCl2)=n(H2)=0.02mol,n2(HCl)=2n(H2)=0.04mol,反应①中,n1(HCl)=1mol·L-1×0.1L-0.04mol=

0.06mol,n1(Fe)=n(Fe2O3)=0.01mol,n1(FeCl2)=0.03mol。所以反应前,n(Fe)=0.02

mol+0.01mol=0.03mol,n(Fe2O3)=0.01mol,反应后的溶液中,n(FeCl2)=0.05mol。解题思路由审题指导可知,原混合物中n(Fe)=0.03mol,n(Fe2O3)=0.01mol,所以

n(Fe2O3)∶n(Fe)=1∶3,可以计算原混合物的质量,A、B错误;n(H2)=0.02mol,刚

好能与0.02mol氯气反应,但该选项未指明气体所处环境,无法计算氯气的体积,

C错误;反应后的溶液中,n(FeCl2)=0.05mol,由反应2FeCl2+Cl2

2FeCl3可知,向溶液中通入0.025molCl2,可以将Fe2+完全转化为Fe3+,D正确。7.用FeCl3溶液腐蚀覆在绝缘板上的铜箔制造印刷电路板,并将腐蚀后的废液回

收再生,其流程如图,下列说法正确的是

(

)A.腐蚀池中发生的化学反应能证明Fe比Cu活泼B.沉降池中加入酸化的KMnO4溶液可以验证Fe2+C.流程中得到的“固体”为Cu单质D.向再生池中加入酸化的H2O2溶液,反应后所得溶液可在腐蚀池中循环利用D审题指导覆铜板中的Cu在腐蚀池中和氯化铁溶液反应制成印刷电路板,腐蚀

液在沉降池中除去不溶物,然后加入过量铁粉,置换出铜,过滤除去铁和生成的

铜,滤液在再生池中被氧化得到氯化铁溶液,可循环利用。解题思路腐蚀池中发生的反应为2Fe3++Cu

2Fe2++Cu2+,能证明Fe3+的氧化性强于Cu2+,A错误;沉降池溶液中含有Cl-,也能使酸化的KMnO4溶液褪色,干扰Fe2+的检验,B错误;题给流程中得到的“固体”为铜单质以及过量的铁粉,C错误;

向再生池中加入酸化的H2O2溶液,发生反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+

2Fe3++2H2O,所得FeCl3溶液可在腐蚀池中循环利用,D正确。8.(2024太原月考)某实验小组测定铁的氧化物FexOy的化学式,已知该氧化物中

铁元素只有+2和+3两种价态,2Fe2++Cl2

2Fe3++2Cl-,实验步骤如图。下列说法正确的是

(

)

A.步骤①和步骤②都发生了氧化还原反应B.溶液a中阳离子只有Fe3+和Fe2+C.溶液b中n(Fe3+)∶n(Cl-)=1∶3D.计算可得该氧化物的化学式为Fe4O5

D审题指导向溶液a中通入氯气发生反应2Fe2++Cl2

2Fe3++2Cl-,Cl2的物质的量为0.1mol,则Fe2+的物质的量为0.2mol,设30.4gFexOy中含有amolO2-,bmolFe3+,则有0.2×56+56b+16a=30.4,根据电荷守恒有0.2×2+3b=2a,联立二式解得a=0.5,

b=0.2。解题思路步骤①中铁的氧化物和盐酸反应生成Fe2+和Fe3+,无元素化合价变化,

没有发生氧化还原反应,A错误;盐酸是过量的,溶液a中阳离子有Fe3+、Fe2+和H+,

B错误;步骤①中盐酸是过量的,且加入量未知,溶液b中n(Fe3+)∶n(Cl-)的值无法

确定,C错误;由审题指导可知,n(Fe3+)=0.2mol,n(Fe2+)=0.2mol,n(O2-)=0.5mol,则

氧化物FexOy中n(Fe)∶n(O)=(0.2mol+0.2mol)∶0.5mol=4∶5,化学式为Fe4O5,D

正确。二、选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有一个或两个选项符合

题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)9.(新教材名师原创)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(假设反应过程中无铁元素损耗)。下列叙述正确的是(

)

ADA.操作Ⅰ的名称是过滤,试剂1是KSCN溶液B.上述操作中的现象不能证明药片中含有Fe2+C.淡红色溶液中加入氯水,发生反应的离子方程式为Fe2++Cl2

Fe3++2Cl-D.“速力菲”药片中铁元素的含量为

×100%审题指导

解题思路根据审题指导知,A正确,B错误;淡红色溶液中加入氯水,发生反应的

离子方程式为2Fe2++Cl2

2Fe3++2Cl-,C错误;Fe2O3的质量为bg,nFe=2×

=

mol,铁元素的质量mFe=

g=

g,则“速力菲”药片中铁元素的含量为

×100%,D正确。10.(2024陕西汉中期末)向100mLFe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中逐渐加入铁

粉,充分反应后溶液中剩余固体的质量与加入铁粉的质量关系如图所示。忽略

溶液体积的变化,下列说法错误的是

(

)A.a点时溶液中的金属阳离子为Cu2+、Fe2+和Fe3+B.c点时溶液中发生的反应为Fe+Cu2+

Cu+Fe2+C.c点时溶液中溶质的物质的量浓度为0.5mol/LD.原溶液中n(Fe3+)∶n(Cu2+)=1∶1B审题指导过程①加入0~0.56gFe时发生反应Fe+2Fe3+

3Fe2+;过程②加入0.56~1.68gFe时,发生反应Fe+Cu2+

Cu+Fe2+,加入1.68gFe时,剩余固体质量为1.28g,1.28gCu的物质的量为0.02mol;过程③加入1.68~2.24g(即0.56g)Fe时,

剩余固体质量增加1.84g-1.28g=0.56g,所以此时溶液中不含Cu2+,Cu2+已反应完

全。解题思路

a点时Fe3+未反应完全,溶液中的金属阳离子为Cu2+、Fe3+和Fe2+,A正

确;c点不发生化学反应,B错误;过程①中生成Fe2+的物质的量为0.03mol,过程②

中生成Fe2+的物质的量为0.02mol,过程③没有发生化学反应,所以c点时溶液中

溶质为FeSO4,物质的量浓度为

=0.5mol/L,C正确;原溶液中n(Fe3+)=0.02mol,n(Cu2+)=0.02mol,n(Fe3+)∶n(Cu2+)=1∶1,D正确。11.(2024哈尔滨月考)Na2FeO4是一种高效多功能水处理剂,具有强氧化性,自身

被还原为Fe(OH)3,其制备方法如下:2FeSO4+6Na2O2

2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑。下列有关该反应的说法中正确的是

(

)A.Na2FeO4作为水处理剂,仅因为其具有杀菌的功能B.氧化产物只有Na2FeO4C.该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶3D.当有15.6gNa2O2作氧化剂参与反应时,产生896mLO2(标准状况)D解题思路Na2FeO4作为水处理剂,因其强氧化性而具有杀菌的功能,同时被还

原后生成的Fe3+与水反应生成氢氧化铁胶体,氢氧化铁胶体能吸附悬浮固体或

色素从而使水净化,A错误;反应中Na2O2中部分氧元素化合价升高被氧化,氧化

产物除了Na2FeO4还有氧气,B错误;反应中铁元素的化合价由+2价升高到+6价,

过氧化钠中部分氧元素的化合价由-1价升高到0价,每2molFeSO4和1molNa2O2

作还原剂时,有5molNa2O2作氧化剂,该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比

为3∶5,C错误;结合C项分析可知,作氧化剂的过氧化钠与氧气物质的量之比为

5∶1,当有15.6g(即0.2mol)Na2O2作氧化剂参与反应时,产生0.04mol氧气,标准状况下体积为896mL,D正确。12.(2024浙江宁波月考)将一定量的Fe、Fe2O3、CuO的混合物放入体积为100mL、浓度为2.2mol/L的H2SO4溶液中,充分反应后生成气体896mL(标准状况),得到不溶固体1.28g。过滤后,滤液中的金属离子只有Fe2+(假设滤液体积仍为100mL)。向滤液中滴加2mol/LNaOH溶液,直至40mL时开始出现沉淀。则下列说法正确的是

(

)A.1.28g固体成分为Fe和CuB.未滴加NaOH溶液前滤液中FeSO4的物质的量浓度为1.8mol/LC.原混合物中Fe与Fe2O3物质的量之比为1∶1D.原混合物中CuO的物质的量无法计算B审题指导Fe、Fe2O3和CuO的混合物放入H2SO4溶液中充分反应,生成气体,过

滤后滤液中的金属离子只有Fe2+,发生的反应有①Fe+H2SO4

FeSO4+H2↑、②Fe2O3+3H2SO4

Fe2(SO4)3+3H2O、③CuO+H2SO4

CuSO4+H2O、④Fe+Fe2(SO4)3

3FeSO4、⑤Fe+CuSO4

FeSO4+Cu;滤液中加入2mol/LNaOH溶液至40mL时开始出现沉淀,说明与混合物反应时硫酸过量,所得滤液中含H2SO4和FeSO4,过量的硫酸的物质的量为

×2mol/L×0.04L=0.04mol,则n(FeSO4)=2.2mol/L×0.1L-0.04mol=0.18mol。解题思路滤液中加入2mol/LNaOH溶液至40mL时开始出现沉淀,说明与混

合物反应时硫酸过量,则剩余1.28g固体中不存在Fe,A错误;由审题指导可知,未

滴加NaOH溶液前滤液中FeSO4的物质的量浓度为0.18mol÷0.1L=1.8mol/L,B

正确;由审题指导可知,与混合物反应消耗的硫酸的物质的量为0.18mol,反应①

生成H2的物质的量为0.04mol,则消耗Fe的物质的量为0.04mol,消耗H2SO4的物

质的量为0.04mol,最终剩余的1.28g固体为Cu,根据Cu原子守恒,n(CuO)=0.02

mol,反应③消耗0.02molH2SO4,反应⑤消耗0.02molFe,可得反应②消耗的H2SO4的物质的量为0.18mol-0.02mol-0.04mol=0.12mol,n(Fe2O3)=0.04mol,反应④消耗Fe的物质的量为0.04mol,整个反应过程中消耗Fe的物质的量为0.04mol+0.02mol+0.04mol=0.1mol,原混合物中Fe与Fe2O3物质的量之比为0.1mol∶0.04

mol=5∶2,C、D错误。三、非选择题(本题共2小题,共28分)13.(14分)(2024长沙南雅中学月考)某化学兴趣小组在研究“铁及其化合物性

质”时,发现向2mL0.1mol·L-1FeCl2溶液中滴加2滴0.1mol·L-1KSCN溶液,无明

显现象,再滴加2mL1.0mol·L-1H2O2溶液(pH约为5),溶液先变红,后褪色,并有气

泡产生。为了弄清楚产生这种异常现象的原因,他们进行了如下探究:(1)溶液先变红的原因是

、

(用两个离子方程式表示)。(2)同学们对溶液褪色的原因提出了不同的看法并进行实验:Ⅰ.甲同学认为是Fe3+被H2O2还原。取褪色后溶液,滴加

,无明显现象,证明甲同学观点不正确。Ⅱ.乙同学认为是SCN-被氧化。取褪色后溶液,滴加KSCN溶液,出现红色。根据上述实验现象,同学们认为溶液褪色的原因可能有两种:乙同学认为SCN-被O2氧化。丙同学认为

。为了探究溶液褪色的原因究竟是上述的哪一种,该兴趣小组进行了如下实验。向2mL0.1mol·L-1FeCl3溶液中滴加2滴0.1mol·L-1KSCN溶液,然后通入O2。发现溶液

,证明溶液褪色的原因不是乙同学认为的原因,而是丙同学认为

的原因。(3)该兴趣小组通过查阅资料,发现SCN-可以被氧化成S

和两种可直接排放到空气中的气体。设计实验方案验证褪色后的溶液中存在S

:

。(4)写出上述实验中SCN-被氧化的离子方程式:

。(5)根据题目所给信息及实验现象推断物质还原性强弱:Fe2+

SCN-(填

“>”或“<”),理由:

。答案