冲刺985之专题微突破金属及其化合物专题11铁三角及离子检验(提升版)(原卷版+解析)

专题11铁三角及离子检验【解题必备】1．“铁三角”重要应用（1）物质除杂：主要物质杂质除杂方法FeCl3FeCl2通入适量氯气、加入氯水或H2O2Fe2＋Cu2＋加入过量铁粉后过滤Mg2＋Fe3＋加入MgO或Mg(OH)2调节pH后过滤Cu2＋Fe2＋先加入氧化剂(如H2O2)将Fe2＋氧化为Fe3＋，再加入CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3调节pH后过滤Fe2O3Al2O3加过量强碱(如NaOH)溶液后过滤（2）判断离子共存：①发生氧化还原反应而不能大量共存Fe2＋与强氧化剂不能共存：NOeq\o\al(－,3)(H＋)、ClO－、MnOeq\o\al(－,4)(H＋)Fe3＋与强还原剂不能共存：S2－、I－、HS－、SOeq\o\al(2－,3)②发生非氧化还原反应不能大量共存Fe2＋、Fe3＋与OH－、HCOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)、AlOeq\o\al(－,2)等发生复分解或水解相互促进不能大量共存。Fe3＋与SCN－发生络合反应不能大量共存。（3）盐溶液的配制和保存：含Fe2＋的溶液：如配制FeSO4溶液时加入稀硫酸防止Fe2＋的水解，加入铁粉防止Fe2＋被氧化。含Fe3＋的溶液：如配制Fe2(SO4)3溶液，应将Fe2(SO4)3固体溶于H2SO4，再加水稀释到指定浓度。2、Fe3＋和Fe2＋的检验方法（1）Fe2＋的检验①eq\x(样品溶液)eq\o(―——————―→,\s\up7(滴加KSCN溶液))无现象eq\o(―————―→,\s\up7(滴加氯水),\s\do5(或双氧水))溶液变红色，证明含有Fe2＋②eq\x(样品溶液)eq\o(――—————→,\s\up7(加入氢氧化钠溶液))产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2＋③eq\x(样品溶液)eq\o(――————————→,\s\up7(加入K3[Fe(CN)6]溶液))生成蓝色沉淀，证明有Fe2＋（2）Fe3＋的检验①eq\x(样品溶液)eq\o(――――――――→,\s\up7(滴加KSCN溶液))溶液变红色，证明含有Fe3＋②eq\x(样品溶液)eq\o(――――――――→,\s\up7(加入氢氧化钠溶液))产生红褐色沉淀，证明有Fe3＋存在（3）含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验①Fe3＋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(淀粉/KI试纸))试纸变蓝色，说明含有Fe3＋②Fe2＋的检验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＋eq\x(混合溶液)eq\o(――――――→,\s\up7(滴加溴水))溴水褪色，说明含有Fe2＋【专题必练】1．往100gFeCl3和CuCl2的混合溶液中加入铁粉。已知FeCl3会先与铁粉发生反应：2FeCl3+Fe=3FeCl2。下图为加入铁粉的质量与反应后剩余固体质量关系。下列说法不正确的是A．D点对应纵坐标为6.4B．B点后溶液的颜色为蓝色C．该100g溶液中的CuCl2质量分数为13.5%D．取DE两点间（不含D）的剩余固体加入盐酸，均有气泡产生2．将磁性氧化铁放入稀HNO3中可发生如下反应：3Fe3O4+28HNO3=9Fe(NO3)x+NO↑+14H2O。下列判断合理的是（）A．Fe(NO3)x中的x为2B．反应中每生成0.2mol还原产物，就有0.6mol电子转移C．稀HNO3在反应中只作氧化剂D．磁性氧化铁中的铁元素全部被氧化3．某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成两等份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解19.2g(己知硝酸只被还原为NO气体）。向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如下图所示。下列分析或结果错误的是A．OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，BC段产生氢气B．原混合酸中NO3-物质的量为0.4molC．第二份溶液中最终溶质为FeSO4D．取20mL原混合酸加水稀释至1L后溶液c(H+)=0.1mol•L-l4．某研究小组探究SO2和Fe(NO3)3溶液的反应，其反应装置如下图所示：已知：1.0mol·L－1的Fe(NO3)3溶液的pH＝1，请回答下列问题：（1）装置A中反应的化学方程式是______________________________________（2）为排除空气对实验的干扰，滴加浓硫酸之前应进行的操作是___________________________（3）装置B中产生了白色沉淀，其成分是_________，说明SO2具有_______性。（4）分析B中产生白色沉淀的原因：猜想1：_____________________________________________________________；猜想2：SO2与Fe3＋反应；猜想3：在酸性条件下SO2与NO3—反应；①按猜想2，装置B中反应的离子方程式是_____________________________________。②按猜想3，只需将装置B中的Fe(NO3)3溶液替换为等体积的下列溶液，在相同条件下进行实验。应选择的试剂是________（填字母）。a．0.1mol·L－1硝酸钠溶液b．1.5mol·L－1Fe(NO3)2溶液

c．6.0mol·L－1NaNO3和0.2mol·L－1盐酸等体积混合的溶液【解题必备】1．“铁三角”重要应用（1）物质除杂：主要物质杂质除杂方法FeCl3FeCl2通入适量氯气、加入氯水或H2O2Fe2＋Cu2＋加入过量铁粉后过滤Mg2＋Fe3＋加入MgO或Mg(OH)2调节pH后过滤Cu2＋Fe2＋先加入氧化剂(如H2O2)将Fe2＋氧化为Fe3＋，再加入CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3调节pH后过滤Fe2O3Al2O3加过量强碱(如NaOH)溶液后过滤（2）判断离子共存：①发生氧化还原反应而不能大量共存Fe2＋与强氧化剂不能共存：NOeq\o\al(－,3)(H＋)、ClO－、MnOeq\o\al(－,4)(H＋)Fe3＋与强还原剂不能共存：S2－、I－、HS－、SOeq\o\al(2－,3)②发生非氧化还原反应不能大量共存Fe2＋、Fe3＋与OH－、HCOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)、AlOeq\o\al(－,2)等发生复分解或水解相互促进不能大量共存。Fe3＋与SCN－发生络合反应不能大量共存。（3）盐溶液的配制和保存：含Fe2＋的溶液：如配制FeSO4溶液时加入稀硫酸防止Fe2＋的水解，加入铁粉防止Fe2＋被氧化。含Fe3＋的溶液：如配制Fe2(SO4)3溶液，应将Fe2(SO4)3固体溶于H2SO4，再加水稀释到指定浓度。2、Fe3＋和Fe2＋的检验方法（1）Fe2＋的检验①eq\x(样品溶液)eq\o(―——————―→,\s\up7(滴加KSCN溶液))无现象eq\o(―————―→,\s\up7(滴加氯水),\s\do5(或双氧水))溶液变红色，证明含有Fe2＋②eq\x(样品溶液)eq\o(――—————→,\s\up7(加入氢氧化钠溶液))产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2＋③eq\x(样品溶液)eq\o(――————————→,\s\up7(加入K3[Fe(CN)6]溶液))生成蓝色沉淀，证明有Fe2＋（2）Fe3＋的检验①eq\x(样品溶液)eq\o(――――――――→,\s\up7(滴加KSCN溶液))溶液变红色，证明含有Fe3＋②eq\x(样品溶液)eq\o(――――――――→,\s\up7(加入氢氧化钠溶液))产生红褐色沉淀，证明有Fe3＋存在（3）含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验①Fe3＋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(淀粉/KI试纸))试纸变蓝色，说明含有Fe3＋②Fe2＋的检验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＋eq\x(混合溶液)eq\o(――――――→,\s\up7(滴加溴水))溴水褪色，说明含有Fe2＋【专题必练】1．往100gFeCl3和CuCl2的混合溶液中加入铁粉。已知FeCl3会先与铁粉发生反应：2FeCl3+Fe=3FeCl2。下图为加入铁粉的质量与反应后剩余固体质量关系。下列说法不正确的是A．D点对应纵坐标为6.4B．B点后溶液的颜色为蓝色C．该100g溶液中的CuCl2质量分数为13.5%D．取DE两点间（不含D）的剩余固体加入盐酸，均有气泡产生【答案】B【解析】A、B点处与氯化铜反应铁的质量为11.2g-5.6g=5.6g，设生成铜的质量为x，参加反应氯化铜的质量为yFe+CuCl2═FeCl2+Cu56

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645.6gy

x2．将磁性氧化铁放入稀HNO3中可发生如下反应：3Fe3O4+28HNO3=9Fe(NO3)x+NO↑+14H2O。下列判断合理的是（）A．Fe(NO3)x中的x为2B．反应中每生成0.2mol还原产物，就有0.6mol电子转移C．稀HNO3在反应中只作氧化剂D．磁性氧化铁中的铁元素全部被氧化【答案】B【解析】A、根据N元素守恒，x=(28－1)/9=3，故A错误；B、还原产物是NO，因此生成0.2molNO时，转移的电子物质的量为0.2×((5－2)mol=0.6mol，故B正确；C、硝酸在此反应中表现氧化性和酸性，故C错误；D、Fe3O4中铁的化合价认为是1/3的＋2价、2/3的＋3价，而Fe(NO3)3中铁显＋3价，因此Fe3O4中一部分铁被氧化，一部分没参与氧化还原反应，故D错误。学#科网3．某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成两等份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解19.2g(己知硝酸只被还原为NO气体）。向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如下图所示。下列分析或结果错误的是A．OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，BC段产生氢气B．原混合酸中NO3-物质的量为0.4molC．第二份溶液中最终溶质为FeSO4D．取20mL原混合酸加水稀释至1L后溶液c(H+)=0.1mol•L-l【答案】D点睛：本题以化学反应图象为载体，考查有关金属和酸反应的计算题，关键根据图象分析各段发生的反应，注意与铁的反应中硝酸全部起氧化剂作用，注意利用守恒思想解答。4．某研究小组探究SO2和Fe(NO3)3溶液的反应，其反应装置如下图所示：已知：1.0mol·L－1的Fe(NO3)3溶液的pH＝1，请回答下列问题：（1）装置A中反应的化学方程式是______________________________________（2）为排除空气对实验的干扰，滴加浓硫酸之前应进行的操作是___________________________（3）装置B中产生了白色沉淀，其成分是_________，说明SO2具有_______性。（4）分析B中产生白色沉淀的原因：猜想1：_____________________________________________________________；猜想2：SO2与Fe3＋反应；猜想3：在酸性条件下SO2与NO3—反应；①按猜想2，装置B中反应的离子方程式是_____________________________________。②按猜想3，只需将装置B中的Fe(NO3)3溶液替换为等体积的下列溶液，在相同条件下进行实验。应选择的试剂是________（填字母）。a．0.1mol·L－1硝酸钠溶液b．1.5mol·L－1Fe(NO3