2023届新高考化学选考一轮总复习学案-第8讲　铁及其重要化合物

第8讲铁及其重要化合物内容要求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。2.了解铁及其化合物在生产、生活中的应用。3.结合实例认识金属及化合物的多样性。4.了解常见离子的检验,学习物质检验、制备等实验的核心思路和基本方法。5.必做实验:铁及其化合物的性质。知识点1铁的单质、氧化物和氢氧化物一、铁的存在与性质1.铁在元素周期表中的位置、存在形式和物理性质2.化学性质铁单质性质活泼,有较强的还原性。按要求书写下列反应的化学方程式或离子方程式。(1)Fe与Cl2、S反应的化学方程式:2Fe+3Cl22FeCl3;Fe+SFeS。(2)Fe与水蒸气的反应:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。(3)Fe与过量稀硝酸反应的离子方程式:Fe+NO3-+4H+Fe3++NO↑+2H2O;Fe与少量稀硝酸反应的离子方程式:3Fe+2NO3-+8H+3Fe2++2NO↑+4H2(4)Fe与FeCl3溶液反应的离子方程式:Fe+2Fe3+3Fe2+。二、铁的氧化物的性质化学式FeOFe2O3Fe3O4俗名—铁红磁性氧化铁色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体(有磁性)溶解性不溶于水稳定性不稳定稳定稳定铁的化合价+2+3与H+反应的离子方程式FeO+2H+Fe2++H2OFe2O3+6H+2Fe3++3H2O三、铁的氢氧化物的性质与制备Fe(OH)2Fe(OH)3色态白色固体红褐色固体与H+反应Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+Fe3++3H2O受热分解—2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O制法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↓两者的关系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,反应方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)31.铁位于元素周期表中第四周期第ⅧB族。()2.FeS、FeCl2、FeCl3均可以通过化合反应制取。()3.室温下,56g铁片投入足量浓硫酸中生成NA个SO2分子。()4.Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3,在少量Cl2中燃烧生成FeCl2。()5.高温下,0.15molFe与足量水蒸气反应,转移电子的数目为0.4NA。()6.Fe3O4固体与HI溶液的反应属于复分解反应。()7.向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液,边加边搅拌,可制得氢氧化亚铁。()答案:1.×2.√3.×4.×5.√6.×7.×题点一铁单质的性质1.下列关于铁的叙述错误的是(C)①铁能被磁铁吸引,纯铁易被腐蚀②人体内的血红蛋白中含有铁元素③足量的铁溶于稀硝酸生成Fe(NO3)3④铁与卤素单质(X2)反应的生成物均为FeX3⑤向Fe2(SO4)3和CuSO4的混合液中加入少量铁粉,充分反应,有红色固体析出A.①③⑤ B.②③④C.①③④⑤ D.①②④⑤解析:①纯铁的抗腐蚀能力较强;③铁与强氧化剂反应,能被氧化为Fe3+,但若铁过量,则Fe3+被Fe还原为Fe2+,所以,足量Fe与稀硝酸反应的产物为Fe(NO3)2;④Fe与I2反应生成FeI2;⑤向Fe2(SO4)3和CuSO4的混合液中加入少量铁粉,Fe3+的氧化性强于Cu2+,不会有红色固体(铜)析出。故C符合题意。2.某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水蒸气反应”的实验,并检验产物的性质。下列说法正确的是(D)A.实验时,应先点燃B处的酒精喷灯,再点燃A处的酒精灯B.B中发生反应的化学方程式是2Fe+3H2O(g)Fe2O3+3H2C.B中生成1molH2时,E处有1molCuO被还原D.碱石灰的作用是吸收水蒸气解析:实验时,应先点燃A处的酒精灯,再点燃B处的酒精喷灯,防止铁被氧气氧化,故A错误;B中发生反应的化学方程式是3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,故B错误;由于H2要先排出装置内空气,再与CuO反应,则B中生成1molH2时,E处CuO被还原的物质的量小于1mol,故C错误;碱石灰的作用是吸收水蒸气,干燥H2,故D正确。铁的化学性质的“4个”易错点1.铁遇冷的浓硝酸、浓硫酸时,表面会生成一层致密的氧化膜,化学上称之为钝化,属于化学变化。2.铁与硫蒸气反应生成的是FeS而不是Fe2S3;铁与碘蒸气反应生成的是FeI2而不是FeI3。3.铁与硝酸反应的产物判断4.铁与稀硫酸、稀硝酸的混酸反应顺序足量铁与稀硫酸、稀硝酸的混合溶液反应,则可利用离子反应分析,依次发生反应Fe+NO3-+4H+Fe3++NO↑+2H2O、2Fe3++Fe3Fe2+、Fe+2H+Fe2++H2↑(若H+量不足,该反应不再发生)。题点二铁的氧化物的性质3.将一定量Fe、FeO和Fe2O3的混合物加入240mL2mol/L稀硝酸中,恰好完全反应,放出1.344L(标准状况)NO气体,往所得溶液中加入酸性KMnO4溶液,无明显现象。若用足量的H2在加热条件下与相同质量的上述混合物充分反应,能得到铁的质量为(B)A.6.72g B.7.84gC.8.96g D.13.4g解析:根据题中现象可知,溶液中的溶质为Fe(NO3)3,标准状况下1.344LNO物质的量为1.344L22.4L/mol=0.06mol,根据氮元素守恒,可确定Fe(NO3)3中NO34.有一块铁的“氧化物”样品,用140mL5.0mol/L盐酸恰好将之完全溶解,所得溶液还能吸收0.025molCl2,恰好使其中的Fe2+全部转变为Fe3+,则该样品可能的化学式为(D)A.Fe2O3 B.Fe3O4 C.Fe4O5 D.Fe5O7解析:根据2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中n(Fe2+)=0.025mol×2=0.05mol,根据电荷守恒得2n(Fe2+)+3n(Fe3+)=n(Cl-),则n(Fe3+)=0.2mol,n(Fe2+)∶n(Fe3+)=0.05mol∶0.2mol=1∶4,故该“氧化物”可表示为FeO·2Fe2O3,即Fe5O7。题点三铁的氢氧化物的性质5.铁屑溶于过量稀硫酸,过滤后向滤液中加入过量氢氧化钠,有白色沉淀生成,过滤,在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止,得到红棕色残渣,上述沉淀和残渣分别是(B)A.Fe(OH)3Fe2O3 B.Fe(OH)2Fe2O3C.Fe(OH)2Fe(OH)3 D.Fe(OH)2FeO解析:铁与稀硫酸反应生成FeSO4,再与过量氢氧化钠反应生成白色沉淀Fe(OH)2,在空气中加热Fe(OH)2,铁元素被氧化为+3价,最后所得红棕色残渣为Fe2O3。6.下列反应的方程式正确的是(C)A.氢氧化亚铁溶于硝酸:Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2OB.氢氧化亚铁在空气中的变化:2Fe(OH)2+O2+H2O2Fe(OH)3C.硝酸铁溶液中加过量氨水:Fe3++3NH3·H2OFe(OH)3↓+3NH4D.氢氧化铁与氢碘酸反应:Fe(OH)3+3HIFeI3+3H2O解析:A.硝酸具有强氧化性,可将Fe2+氧化为Fe3+,错误;B.氢氧化亚铁不稳定,易被氧气氧化生成氢氧化铁,化学方程式为4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3,错误;D.氢氧化铁与氢碘酸发生氧化还原反应生成碘化亚铁、碘单质和水,反应的化学方程式为2Fe(OH)3+6HI2FeI2+I2+6H2O,错误。热点3氢氧化亚铁的制备1.制备原理(1)制备原理:Fe2++2OH-Fe(OH)2↓。(2)成功关键:溶液中不含O2等氧化性物质;制备过程中,保证生成的Fe(OH)2在密闭的、隔绝空气的体系中。2.常用方法(1)有机层隔离法①反应在试管底部进行(这是唯一一种把胶头滴管插入反应溶液的实验)。②加隔氧剂,如加入汽油、苯等比水轻的有机溶剂[如图,由于苯的液封作用,可防止生成的Fe(OH)2被氧化,因而可较长时间观察到白色的Fe(OH)2沉淀]。(2)还原性气体保护法或该方法是先在装置Ⅰ中产生FeSO4溶液,并利用产生的H2排尽整个装置中的空气,待检验H2的纯度后,再关闭止水夹K,利用产生的H2把FeSO4溶液压入装置Ⅱ中与NaOH溶液进行反应。(3)电解法该方法用铁作电极,Na2SO4溶液作电解液,阳极的电极反应式为Fe-2e-Fe2+,阴极的电极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-。阴极附近产生的OH-与阳极溶解产生的Fe2+结合生成Fe(OH)2。由于阴极产生的H2是还原性气体并且阻止了空气中的氧气进入溶液,所以,可以较长时间地保留Fe(OH)2白色絮状沉淀。[典例](2019·浙江4月选考)某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。请回答:(1)仪器1的名称是。装置5的作用是。(2)实验开始时,关闭K2,打开K1,反应一段时间后,再打开K2,关闭K1,发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进,使溶液能进入4中:。

(3)装置改进后,将3中反应后溶液压入4中,在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因:。解析:题给装置制备Fe(OH)2白色沉淀的思路是在排尽空气的气氛中,先将铁屑和稀硫酸反应得到FeSO4,再利用气体产生的气压把FeSO4溶液压至装置4中与NaOH反应,得到Fe(OH)2,注意所需试剂也需要加热除掉溶解氧。(1)由图可知,仪器1是分液漏斗;该反应需要置于无氧环境中,注意这里跟防倒吸无关,则装置5的作用是液封,防止空气进入装置4。(2)实验开始时,关闭K2,打开K1,反应一段时间后,再打开K2,关闭K1,发现3中溶液不能进入4中。如此操作,不能达到目的的原因在于产生的H2从装置2导管中逸出,没有足够的压强将FeSO4溶液挤出,因而在装置2、3之间添加控制开关即可。(3)没有产生白色沉淀的原因是Fe(OH)2被空气氧化,即装置4中空气没有完全排尽。答案:(1)分液漏斗液封,防止空气进入装置4(2)在装置2、3之间添加控制开关(3)装置4内的空气没有排尽[对点精练1]下列各图所示的实验中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(B)A.①②③ B.①②④C.①③④ D.①②③④解析:装置①中Fe与稀硫酸反应生成的氢气能把试管中的空气排净,防止氧气氧化氢氧化亚铁,符合题意;装置②中开始时,Fe失去电子生成Fe2+,与溶液中的OH-反应生成氢氧化亚铁,汽油起到液封的作用,可有效防止氧气氧化氢氧化亚铁,符合题意;装置③中无法阻止空气中的氧气氧化生成的氢氧化亚铁,与题意不符;装置④中,苯起到液封的作用,可阻止溶液与空气接触,可有效防止氧气氧化氢氧化亚铁,符合题意。[对点精练2]Fe(OH)2的制备实验是实验研究的热点,某化学学习小组设计了下列方法制备氢氧化亚铁。方法一:用如图所示装置(夹持仪器省略)制备氢氧化亚铁。实验步骤如下:Ⅰ.检查装置气密性后,关闭K2、K5,打开K1、K3、K4,使装置A中产生的气体进入装置B中,排尽B中空气。Ⅱ.待B中空气排尽后,关闭K3,打开K2,将A中溶液压入B中并观察现象。Ⅲ.关闭K1、K2,打开K5、K6,使C中气体通入B中并观察现象。回答下列问题:(1)仪器a的名称是,B中长玻璃管的作用是。(2)步骤Ⅲ装置B中的现象是

,其发生反应的化学方程式为。方法二:用铁和石墨作电极材料,通过电解法制备氢氧化亚铁,装置如图所示。(1)铁与电源的(填“正”或“负”)极相连。

(2)阴极的电极反应式为。

(3)在标准状况下,当阴极产生11.2L气体时,理论上生成gFe(OH)2。

解析:方法一因为氢氧化亚铁容易被氧气氧化,因此先用装置A产生的H2排除装置B中的空气,然后关闭K3,打开K2,将A中FeSO4压入装置B中,发生反应Fe2++2OH-Fe(OH)2↓,观察现象;方法二利用电解原理产生氢氧化亚铁,根据电解原理,铁单质应作阳极,阳极反应式为Fe-2e-Fe2+,阴极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-,总反应式为Fe+2H2OFe(OH)2↓+H2↑,据此分析解答。方法一(1)据图可知,仪器a为恒压分液漏斗;该实验制备氢氧化亚铁,氢氧化亚铁容易被氧气氧化,因此打开K1、K3、K4,关闭K2和K5,装置A中产生的H2可排尽装置B中的空气,让空气沿玻璃管排出,因此玻璃管的作用是辅助排出装置B中的空气,同时平衡压强,防止装置中压强过大,发生危险。(2)装置C中H2O2在MnO2催化作用下分解生成H2O和O2,打开K5,关闭K1、K2,氧气进入装置B,发生反应4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,观察到白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色。方法二(1)由分析可知,铁作阳极,与电源的正极相连。(2)由分析知,阴极的电极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-。(3)根据得失电子守恒,建立关系式为H2～2e-～Fe2+～Fe(OH)2,因此m[Fe(OH)2]=11.2答案:方法一(1)恒压分液漏斗平衡气压(或辅助排出装置B中的空气)(2)白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3方法二(1)正(2)2H2O+2e-H2↑+2OH-(3)45知识点2Fe2+、Fe3+的性质及检验一、铁盐、亚铁盐的性质1.亚铁盐含有Fe2+的溶液,呈浅绿色,既有氧化性,又有还原性。(1)氧化性Fe2+与Zn反应的离子方程式:Zn+Fe2+Fe+Zn2+。(2)还原性Fe2+与Cl2反应的离子方程式:2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。2.铁盐(1)氧化性:含Fe3+的溶液,呈黄色,具有较强的氧化性。Fe3+与Cu反应的离子方程式:2Fe3++CuCu2++2Fe2+。(2)特性:含有Fe3+的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色。(3)FeCl3易水解:将其饱和溶液滴入沸水中制备胶体的化学方程式为FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl。3.重要的盐(1)三氯化铁(FeCl3):棕黄色固体,是一种常见的氧化剂,能与多种还原剂发生氧化还原反应,可用于制作印刷电路板。(2)绿矾(FeSO4·7H2O):一种重要的还原剂,可用作补血剂及植物的补铁剂。(3)高铁酸钾(K2FeO4):深紫色晶体,具有强氧化性,可用作水处理剂和高能电池。二、Fe2+、Fe3+的检验方法1.根据溶液颜色判断:含有Fe2+的溶液显浅绿色;含有Fe3+的溶液显黄色。2.用KSCN溶液和氯水检验3.用NaOH溶液检验4.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+混合溶液溶液紫红色褪去,说明含有Fe2+5.Fe2+的特征检验方法溶液产生蓝色沉淀,说明溶液中含有Fe2+,3Fe2++2[Fe(CN)6]3-Fe3[Fe(CN)6]2↓1.16.25gFeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA。()2.铁比铜金属性强,可用FeCl3腐蚀铜刻制印刷电路板。()3.用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2。()4.用含硅胶、铁粉的透气小袋与食品一起密封包装,放置过程中发生氧化还原反应。()5.K2FeO4是新型、高效的多功能水处理剂,具有杀菌消毒和净水的作用。()答案:1.×2.√3.×4.√5.√题点一铁盐、亚铁盐的性质1.下列有关Fe2+、Fe3+的性质及应用的说法不正确的是(C)A.向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉,可制得硫酸亚铁溶液B.硫酸亚铁片和维生素C同时服用,能增强治疗缺铁性贫血的效果C.Fe2+与H2O2在酸性溶液中的反应:2Fe2++H2O2+4H2O2Fe(OH)3+4H+D.室温下,向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液,再滴加几滴淀粉溶液,溶液变蓝色,则说明Fe3+的氧化性比I2的强解析:A.Fe2(SO4)3与铁粉反应生成硫酸亚铁,正确;B.维生素C具有还原性,能防止硫酸亚铁片中的Fe2+被氧化,正确;C.产物中的Fe(OH)3与H+不共存,正确的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O,错误;D.Fe3+将I-氧化成I2,依据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,可知Fe3+的氧化性强于I2,正确。2.在CuSO4、Fe2(SO4)3和ZnSO4混合溶液中,加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,在滤渣中加入稀盐酸,有气体产生。则下列结论正确的是(C)A.滤液中一定有Fe2(SO4)3和FeSO4B.滤液中可能有CuSO4,一定有FeSO4、ZnSO4C.滤渣中一定有Cu和Fe,一定无ZnD.滤渣中可能有Cu、Fe和Zn解析:向含有CuSO4、Fe2(SO4)3和ZnSO4的混合溶液中加入一定量的铁粉,铁粉先和Fe2(SO4)3溶液反应生成硫酸亚铁,反应完后再和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁,铁粉不和硫酸锌溶液反应,所以使其充分反应后,过滤,向滤渣中滴加稀盐酸,有气泡产生,说明金属铁一定有剩余,故滤液中一定含Fe2+、Zn2+,不含Cu2+、Fe3+,滤液中一定没有Fe3.以废铁屑和硫酸为原料制备硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O),制备过程如下:废铁屑…………硫酸亚铁晶体下列说法不正确的是(B)A.碳酸钠溶液的作用是除去铁屑上的油污B.步骤②反应温度越高,硫酸的浓度越大,生成硫酸亚铁的速率就越快C.反应后溶液中必须有铁剩余,否则溶液中可能有Fe3+存在D.步骤③和步骤④间省略的操作步骤至少有4个解析:A.碳酸钠溶液呈碱性,能使油污水解而除去,正确;B.浓硫酸与铁发生钝化反应,硫酸的浓度过大,不利于反应进行,错误;C.过量铁粉能将氧化的Fe3+还原为Fe2+,防止硫酸亚铁氧化,正确;D.硫酸亚铁溶液通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到晶体,则步骤③和步骤④间省略的操作步骤至少有4个,正确。题点二Fe2+、Fe3+的检验4.某学生设计了如图的方法对X盐进行鉴定。由此分析,下列结论中正确的是(B)A.X中一定有Fe3+ B.Z中一定有Fe3+C.Y为AgCl沉淀 D.X一定为FeBr3溶液解析:由反应过程可知,Z与KSCN溶液反应后溶液显红色,Z中一定有Fe3+,B项正确;X中不一定有Fe3+,也可能是Fe2+被氧化为Fe3+,A项错误;AgCl沉淀为白色而不是浅黄色,C项错误;X可能是FeBr2也可能是FeBr3,D项错误。5.下列有关铁离子及亚铁离子检验的说法错误的是(B)A.向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,滴加氯水后溶液显红色,该溶液中一定含Fe2+B.在溶液中先加H2O2溶液,再加KSCN溶液,溶液显红色,证明原溶液中一定含有Fe3+C.证明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是滴加NaOH溶液,先产生白色沉淀,后变为灰绿色,最后呈红褐色D.向某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀,说明原溶液中有Fe2+解析:向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,滴加氯水后溶液显红色,说明溶液中一定含有Fe2+,故A项正确;在溶液中先加H2O2溶液,再加KSCN溶液,溶液显红色,原溶液中可能含有Fe2+,不含Fe3+,故B项错误;若溶液中只含有Fe2+,Fe2+与OH-反应生成具有还原性的Fe(OH)2白色沉淀,被空气中的氧气氧化迅速变成灰绿色,最终变成红褐色,故C项正确;Fe2+遇K3[Fe(CN)6]溶液,可产生蓝色沉淀,此现象可说明原溶液中含有Fe2+,故D项正确。Fe2+、Fe3+检验的“4点”注意1.溶液浓度较小时,不宜利用观察颜色或加入NaOH溶液的方法检验Fe2+或Fe3+。2.检验Fe2+时,不能先加氯水后加KSCN溶液,也不能将加KSCN后的混合溶液加入足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN-)。3.Fe3+、Fe2+、Cl-同时存在时,不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2+(Cl-能还原酸性KMnO4,有干扰)。4.检验Fe3+也可用苯酚(C6H5OH),现象是溶液变紫色;检验Fe2+最好用K3[Fe(CN)6]溶液。知识点3铁及其化合物的转化与应用一、铁及其化合物的转化铁及其化合物的“价类二维图”(1)横向变化体现了同价态、不同类别(氧化物、碱、盐)之间的转化。①碱性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H+)转化为盐;②Fe2+、Fe3+与碱(OH-)反应生成对应的碱;③难溶性的碱易分解生成对应的氧化物,但难溶性的碱性氧化物一般不与水反应生成对应的碱。(2)纵向变化体现不同价态、同类别物质之间的转化,主要体现物质的氧化性或还原性。(3)斜向变化体现不同价态、不同类别物质之间的转化,主要体现物质的氧化性或还原性。二、铁及其化合物的应用1.盐溶液的配制与保存(以FeCl2、FeCl3为例)2.物质的制备3.判断离子能否大量共存(1)Fe2+:与NO3-(H+)、ClO-、MnO4(2)Fe3+:与S2-、I-、SO3(3)Fe2+、Fe3+:与HCO3-、CO34.除杂主要物质杂质除杂方法Fe2+Fe3+加过量铁粉后过滤FeCl3FeCl2加氯水或H2O2Fe2+Cu2+加过量铁粉后过滤FeAl加过量NaOH溶液后过滤Fe2O3Al2O3、SiO2加过量NaOH溶液后过滤Cu2+Fe3+加入CuO、Cu(OH)2等物质调节pH后过滤Cu2+Fe2+加入氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+,然后加入CuO、Cu(OH)2等物质调节pH后过滤1.氧化亚铁溶于稀硝酸,离子方程式为FeO+2H+Fe2++H2O。()2.向沸水中滴加饱和氯化铁溶液至产生红褐色液体,离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+。()3.给定条件下,能实现转化:FeFeCl2Fe(OH)2。()4.中性溶液中可能大量存在Fe3+、Cl-、K+、SO45.除去CuCl2溶液中混有的少量FeCl2:先加入H2O2将Fe2+氧化成Fe3+,再加入CuO,充分反应后过滤。()答案:1.×2.×3.×4.×5.√题点一铁及其化合物的转化1.含三种元素的化合物X是一种高效的消毒剂。为探究X的组成与性质,设计并完成以下实验:(1)化合物X所含的金属元素为。

(2)写出化合物X溶于水中反应的化学方程式:。(3)若向化合物X加水溶解后的烧杯中通入氯气,也可生成少量X,其中的离子方程式为。解析:由题图可知,化合物X加水溶解,得到的无色气体可使带火星的木条复燃,则无色气体为氧气,得到的红褐色沉淀为氢氧化铁,洗涤、充分灼烧得到的红棕色粉末为氧化铁,质量为2.40g,则n(Fe2O3)=2.40g160g/mol=0.015mol,n[Fe(OH)30.12mol,故n(K)∶n(Fe)∶n(O)=0.06mol∶0.03mol∶0.12mol=2∶1∶4,故X为K2FeO4。(1)化合物X为K2FeO4,所含的金属元素为Fe、K。(2)化合物X溶于水中,反应生成氢氧化铁、氢氧化钾和氧气,反应的化学方程式为4K2FeO4+10H2O4Fe(OH)3↓+3O2↑+8KOH。(3)若向化合物X加水溶解后的烧杯中通入氯气,氯气可将氢氧化铁氧化生成高铁酸钾,反应的离子方程式为3Cl2+2Fe(OH)3+10OH-2FeO42-+6Cl-+8H答案:(1)Fe、K(2)4K2FeO4+10H2O4Fe(OH)3↓+3O2↑+8KOH(3)3Cl2+2Fe(OH)3+10OH-2FeO42-+6Cl-+8H2题点二铁及其化合物的应用2.下列有关铁及其化合物的说法中正确的是(C)A.含有Fe2+的溶液中大量存在H+、Mg2+、Cl-、NOB.氯化铁用于净水的反应原理:Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+C.为了防止氯化亚铁溶液久置变质,常在其溶液中加入少许铁钉D.除去FeCl3溶液中的FeCl2杂质,可以向溶液中加铁粉,然后过滤解析:A.Fe2+与H+、NO3-会发生氧化还原反应,不能大量共存,错误;B.氯化铁水解生成氢氧化铁胶体,离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+,错误;C.亚铁离子在空气中易被氧化为三价铁离子,加铁钉可以防止氯化亚铁溶液变质,正确;D.除去FeCl3溶液中的FeCl23.用铁制备较纯净的三氧化二铁,下列实验方案最好的是(B)A.使铁在潮湿的空气中缓慢氧化B.铁在氯气中燃烧,加水溶解,加入足量NaOH溶液,过滤、洗涤,然后充分加热分解C.使铁溶解于稀硫酸,然后加入足量NaOH溶液,过滤、洗涤,然后充分加热分解D.使铁与足量稀硝酸反应,然后加入足量NaOH溶液,过滤、洗涤,然后充分加热分解解析:A.铁在潮湿的空气中缓慢氧化最终生成铁锈,主要成分为氧化铁水合物,错误;B.铁在氯气中燃烧生成氯化铁,加水溶解,加入足量NaOH溶液,反应生成氢氧化铁沉淀,过滤、洗涤,然后充分加热,氢氧化铁分解生成氧化铁,正确;C.铁和硫酸反应生成硫酸亚铁,硫酸亚铁和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁在空气中加热可能部分被氧化生成氢氧化铁,所以分解产物中有氧化铁和氧化亚铁,错误;D.铁和硝酸反应生成有害气体,污染环境,不属于最佳方案,错误。当堂检测1.(2021·广东卷)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(C)A.a可与e反应生