考点14 铁及其化合物（解析版）

学而优教有方考点14铁及其化合物铁及其化合物是日常生活中非常重要的金属元素，特别是铁在国民经济中占有极其重要的地位，本考点是历年高考的考查重点，常在选择题中重点考查常见金属元素的基本反应、离子检验及用途，非选择题中常借助工艺流程的形式，以除杂或提纯等相关问题为主线综合考查金属元素化合物的性质。高频考点及可能题型：金属离子如Fe3+、Fe2+等的检验、金属及其化合物的化学方程式的书写或正误判断、金属化合物性质的实验探究、用含多种金属元素的矿物制备某种金属化合物、有关金属及其化合物的计算等，涉及本考点的实验探究题较好地考查了考生的知识迁移和应用能力，以及“证据推理与模型认知”学科素养。预计2023年会继续在选择题中或非选择题中加强对铁元素的考查，由于铁及其化合物的性质很丰富，在高考命题中立足点也多种多样，如以选择题形式考查离子共存、离子反应、氧化还原反应、简单计算等，也可以出推断题，还可以出实验题。复习应加强“铁三角”与理论部分的联系。一、铁二、铁的重要化合物三、Fe2＋、Fe3＋的检验铁1．铁元素的存在铁元素在自然界主要以化合态的形式存在，常见的铁矿有磁铁矿(主要成分为Fe3O4)、赤铁矿(主要成分为Fe2O3)。2．铁的结构铁位于元素周期表中第4周期Ⅷ族，是一种应用最广泛的过渡金属元素；铁元素是一种典型的变价金属元素。3．铁的物理性质银白色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被磁铁吸引。4．铁的化学性质铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。5．铁的冶炼【小试牛刀】请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)铁位于元素周期表中第4周期ⅧB族()(2)铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在()(3)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2()(4)Fe分别与氯气、盐酸反应得到相同的氯化物()(5)铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4()(6)工业上可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸()(7)Fe与Cl2反应生成FeCl3，推测Fe与I2反应生成FeI3()(8)炼铁原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石。(9)工业上在高温下用CO还原含Fe2O3的铁矿石炼铁()(10)Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应()(11)Fe粉具有还原性，可用作抗氧化剂() 答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)√(7)×(8)√(8)√(9)×(11)√【典例】例1鞍钢集团在上海进博会主办了钢铁产业链合作发展论坛，关于钢铁说法错误的是()A．属于合金B．硬度比纯铁大C．目前消耗最多的金属材料D．人类最早使用的金属材料【答案】D【解析】A项，钢铁中含有铁和碳，属于合金，故A正确；B项，合金硬度一般大于成分金属，所以钢铁的硬度大于纯铁，故B正确；C项，钢铁是生活中用的最多的合金，故C正确；D项，人类最早使用的金属材料为铜合金，故D错误。故选D。例2将金属铜、铁置于氯化铁溶液中充分反应，下列对反应情况设想的评价正确的是()选项反应情况设想评价A当铁、铜均不剩余时，溶液中一定有Fe2＋、Cu2＋，一定无Fe3＋正确，Fe3＋和Fe、Cu均可反应B当铁、铜均有剩余时，溶液中一定有Fe2＋、Cu2＋，无Fe3＋正确，Fe和Cu与Fe3＋都反应，故有Fe2＋和Cu2＋，无Fe3＋C当铜有剩余，铁无剩余时，溶液中一定只有Fe2＋，无Cu2＋正确，Cu有剩余，故无Cu2＋D当铁有剩余，铜无剩余时，溶液中一定有Fe2＋、Cu2＋不正确，不可能有Fe剩余而无Cu剩余，因为Fe比Cu优先与Fe3＋反应【答案】D【解析】当铁、铜的量比较少时溶液中可能有Fe3＋存在，A项错误；当铁过量时，铜不与Fe3＋反应，无Cu2＋生成，此时溶液中不存在Cu2＋和Fe3＋，B项错误；铜有剩余则溶液中一定无Fe3＋，可能有Cu2＋，C项错误；铁比铜活泼，不可能铁剩余而铜无剩余，D项正确。故选D。【对点提升】对点1下列反应中，铁只能生成高价化合物的是()A．少量铁与稀硫酸反应B．铁丝在氧气中燃烧C．过量铁粉在氯气中燃烧D．Fe投入到CuSO4溶液中【答案】C【解析】选项C虽然铁粉过量，但因为不是在溶液中进行的反应，故只能生成FeCl3。对点2已知铁粉与水蒸气在不同温度下反应，所得黑色固体产物的成分不同，某化学小组的同学为测定该固体产物的组成，称取168mg纯铁粉，按下列步骤进行实验：①如图所示连接好装置检查气密性装入药品②打开K，加热某装置，一段时间后，再加热另一装置；③反应完成后，关闭K，停止加热，冷却后读取收集到的气体的体积回答下列问题：(1)实验中先点燃___________处的酒精灯，该操作在将D中的导管伸入量筒中准备收集气体之______(填“前”或“后”)(2)下列实验操作的目的是：①将铁粉和石棉绒混合均匀___________；②关闭K___________。(3)判断铁粉与水蒸气反应已经完成的现象是___________。(4)有同学认为用D装置测量气体的体积时，伸入量筒中的导管应适当加长，该同学的理由是___________。(5)用改进后的正确装置进行实验，收集到气体的体积为67.2mL(已换算成标准状况)，则固体产物的组成为___________。【答案】(1)A后(2)①增大铁粉与水蒸气的接触面积，以便充分反应②防止冷却时，装置内的压强下降过快将空气吸入装置，影响H2体积的测定(3)量筒内液面不再发生变化(4)若导管太短，冷却时，气体不能回流，导致气体体积偏大；若导管太长，导管不易插入量筒中，也不易从量筒中取出(5)FeO【解析】(1)装置中的空气与Fe会发生反应，影响实验测定，因此要先加热A处的酒精灯，用水蒸气排出装置内的空气，以防铁粉受热后与空气反应；因反应后装置内会留有H2，必须将装置内的气体全部收集到量筒中，否则所测气体的体积将偏小，故加热A前要先把D处收集装置安装好，即点燃A处酒精灯在将D中的导管伸入量筒中准备收集气体之后进行；(2)①Fe是固体物质，为增大水蒸气与Fe粉反应的接触面积，可以使用石棉绒，使Fe粉附着在石棉绒上；②反应完成后，关闭K，停止加热，冷却后读取收集到的气体的体积，关闭K目的是防止冷却时，装置内的压强下降过快将空气吸入装置，影响H2体积的测定；(3)铁粉与水蒸气生成黑色产物，与铁粉的颜色不易区分，只能根据反应产生的H2的难溶性，用不再产生气体，即气体的体积不发生变化作为反应完成的标志；(4)有同学认为用D装置测量气体的体积时，伸入量筒中的导管应适当加长，该原因是反应是在加热时进行的，产生的氢气在温度高时体积大，当温度降低时体积减小，若导管太短，冷却时，气体不能回流，导致气体体积偏大；但是若导管太长，导管就不易插入量筒中，反应结束时导气管也不易从量筒中取出；(5)n(Fe)=0.168g÷56g/mol=0.003mol，n(H2)=0.0672L÷22.4L/mol=0.003mol，n(Fe)：n(O)=1：1，所以根据电子守恒、元素守恒，可得反应方程式为Fe+H2O(g)FeO+H2，则所得固体化学式为FeO。【巧学妙记】(1)Fe分别与O2(点燃)、H2O(g)(高温)反应的产物都是Fe3O4而不是Fe2O3。(2)Fe在Cl2中燃烧，无论Cl2过量还是不足均生成FeCl3；铁与硫蒸气反应生成的是FeS而不是Fe2S3。铁的重要化合物1．铁的氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4俗名铁红磁性氧化铁颜色状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体(有磁性)溶解性难溶于水难溶于水难溶于水铁的化合价＋2＋3＋2，＋3稳定性不稳定稳定稳定与H＋反应的离子方程式FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋=Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O2．铁的氢氧化物(1)Fe(OH)2是白色絮状物，易被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，颜色由白色变为灰绿色，最后变为红褐色，方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。(2)Fe(OH)3是红褐色、难溶于水的固体，在空气中久置会部分失水生成铁锈(Fe2O3·xH2O)，受热易分解，方程式为2Fe(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Fe2O3＋3H2O；制取Fe(OH)3用可溶性铁盐与碱反应，离子方程式：Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓。3．亚铁盐(1)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＋)等均表现为还原性。Fe2＋的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O。(2)可水解Fe(OH)2是弱碱，含Fe2＋的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制Fe2＋的水解，加少量铁屑防止Fe2＋被氧化。4．铁盐的性质及应用(1)氧化性：含有Fe3＋的溶液呈棕黄色，Fe3＋处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现为氧化性。①Fe3＋与S2－、I－、HS－、SOeq\o\al(2－,3)等具有较强还原性的离子不能大量共存。②Fe3＋可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu=Cu2＋＋2Fe2＋。(2)易水解：Fe(OH)3是很弱的碱，且溶度积很小，因而Fe3＋极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。①利用Fe3＋易水解的性质，实验室可用FeCl3滴入沸水中制取氢氧化铁胶体，反应的化学方程式：FeCl3＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Fe(OH)3(胶体)＋3HCl。②利用Fe3＋易水解的性质，工业上常用调节pH方法除去溶液中的铁离子。③利用Fe3＋易水解的性质，实验室配制氯化铁溶液，通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，然后再稀释至所需浓度。④Fe3＋与HCOeq\o\al(－,3)、[Al(OH)4]－、COeq\o\al(2－,3)、ClO－等水解呈碱性的离子不能大量共存。【小试牛刀】请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)金属阳离子只有氧化性，不可能有还原性()(2)FeCl3可与铜发生置换反应()(3)氯化铁溶液有较强氧化性，故可用作净水剂()(4)Fe3O4中Fe的化合价有＋2价和＋3价，因而Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物()(5)FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3都可以通过化合反应制取()(6)氢氧化铁与HI溶液反应仅能发生中和反应()(7)中性溶液中可能大量存在Fe3＋、Cl－、K＋、SOeq\o\al(2－,4)()(8)FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板，说明铁比铜金属性强()(9)配制氯化铁溶液时，将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释()(10)Fe和Fe2O3等物质的量混合物溶于稀盐酸时无气体放出(()(11)Fe2O3eq\o(→,\s\up7(HCl(aq)))FeCl3(aq)eq\o(→,\s\up7(△))无水FeCl3，在给定的条件下能实现转化(×)(12)给定条件下，能实现转化：Feeq\o(→,\s\up7(Cl2),\s\do5(点燃))FeCl2eq\o(→,\s\up7(NaOHaq))Fe(OH)2()(13)将NaOH浓溶液滴加到饱和的FeCl3溶液中，制备Fe(OH)3胶体()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×(7)×(8)×(9)√(10)√(11)×(12)×(13)×【典例】19．(2021·江苏高一期末)在生产、生活中铁盐与亚铁盐有重要应用。下列有关离子方程式正确的是()A．铁粉与FeCl3溶液反应制备FeCl2：Fe3++Fe2+=2Fe2+B．FeCl3溶液与铜片反应制作印刷电路板：2Fe3++3Cu=2Fe2++3Cu2+C．FeCl3溶液与氨水反应制备Fe(OH)3：Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓D．双氧水与酸性的FeCl2溶液反应：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O【答案】D【解析】A项，电子、电荷不守恒，离子方程式应该为：2Fe3++Fe=3Fe2+，A错误；B项，反应原理不符合事实，Fe3+与Cu反应产生Fe2+、Cu2+，离子方程式应该为：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，B错误；C项，氨水中的NH3·H2O是弱电解质，应该写化学式，离子方程式应该为：Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+，C错误；D项，反应符合事实，遵循物质的拆分原则，D正确；故选D。例1(2021•广东选择性考试)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．可与反应生成B．既可被氧化，也可被还原C．可将加入浓碱液中制得的胶体D．可存在b→c→d→e→b的循环转化关系【答案】C【解析】图中所示铁元素不同化合价的物质：a为Fe，b为FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等Fe(II)的盐类物质，c为Fe(OH)2，e为FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等Fe(III)的盐类物质，d为Fe(OH)3。A项，Fe与Fe(III)的盐类物质可发生反应生成Fe(II)的盐类物质，如Fe+2FeCl3=3FeCl2，故A不选；B项，Fe(II)为铁元素的中间价态，既有还原性也有氧化性，因此既可被氧化，也可被还原，故B不选；C项，Fe(III)的盐类物质与浓碱液反应生成Fe(OH)3沉淀，制备Fe(OH)3胶体操作为：向沸水中滴加饱和FeCl3溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热，故C选；D项，b→c→d→e→b转化如FeCl2Fe(OH)2Fe(OH)3FeCl3FeCl2，故D不选；故选C。【对点提升】对点1下列关于FeCl3进行的实验，预测正确的是()选项实验预测A蒸发FeCl3溶液得到FeCl3固体B在FeCl3、CuCl2混合液中，加入少量Fe粉一定有H2产生且有Cu析出C用FeCl3固体溶于水配制饱和溶液会有Fe(OH)3沉淀产生D在FeCl3溶液中加入KHCO3溶液有CO2产生，但无Fe(OH)3沉淀生成【答案】C【解析】蒸发FeCl3溶液可促进Fe3＋水解，由于HCl易挥发，最后得到Fe(OH)3，A错；混合液中加入Fe粉时，不会有H2产生且Fe应先和Fe3＋反应，再与Cu2＋反应，B错；FeCl3易水解生成Fe(OH)3沉淀，C对；Fe3＋与HCOeq\o\al(－,3)发生水解相互促进的反应，有CO2和Fe(OH)3沉淀生成，D错。对点2化合价和物质类别是整理元素及化合物知识的两个要素，可表示为“价类”二维图。下图是铁元素的“价类”二维图，下列说法正确的是()A．常温下Fe与水反应生成Fe3O4B．工业上用CO还原Fe2O3炼铁，该反应属于置换反应C．维生素C能将Fe3+转化为Fe2+，过程中维生素C做还原剂D．Fe(OH)2浊液露置于空气中，白色迅速转变为红褐色【答案】C【解析】A项，Fe与水在高温条件下才反应生成Fe3O4，故A错误；B项，CO和Fe2O3均为化合物，不符合置换反应的形式，故B错误；C项，Fe3+转化为Fe2+，Fe元素化合价降低被还原，说明维生素C做还原剂，故C正确；D项，Fe(OH)2浊液露置于空气中，白色迅速转变为灰绿色，最终变成红褐色，故D错误；故选C。【巧学妙记】1．分析铁的化合物时的“两分清”(1)价态要分清要注意单质铁被不同氧化剂氧化时，产物不同；要注意不同价态的化合物所表现的不同的化学性质，如Fe3＋以氧化性为主，Fe2＋以还原性为主。(2)颜色要分清铁的化合物“五颜六色”，一定要记牢：Fe2＋溶液为浅绿色，Fe3＋溶液为棕黄色，Fe(SCN)3溶液为血红色，Fe(OH)3胶体为红褐色，Fe(OH)2沉淀在空气中的颜色变化为白色→灰绿色→红褐色，Fe(OH)3沉淀为红褐色固体，Fe2O3为红棕色，Fe3O4、FeO、FeS均为黑色。eq\a\vs4\al()2．确定铁的氧化物组成的基本方法设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为m∶n，则氧化物中n(Fe)∶n(O)＝eq\f(m,56)∶eq\f(n,16)＝a∶b，若a∶b＝1∶1，则铁的氧化物为FeO；若a∶b＝2∶3，则铁的氧化物为Fe2O3；若a∶b＝3∶4，则铁的氧化物是Fe3O4或FeO与Fe2O3按物质的量之比为1∶1的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3物质的量之比为1∶1，Fe3O4为任意值)。3．“铁三角”的转化关系4．防止Fe(OH)2氧化的方法(1)将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶液中的氧气。(2)将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入盛有亚铁盐溶液的试管底部，并慢慢挤出NaOH溶液。(3)在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。(4)在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。(5)用Fe做阳极，石墨做阴极，电解NaOH溶液，利用新产生的Fe2＋与OH－反应制取。Fe2＋、Fe3＋的检验1．Fe2＋的检验(1)取出少量被检验的溶液，滴加KSCN溶液，无现象，再通入Cl2，若变成血红色溶液，说明有Fe2＋存在(验证时不能先通氯气)。反应方程式：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3(血红色)。(2)取出少量被检验的溶液，加入NaOH溶液，产生白色絮状沉淀，白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2＋存在。反应方程式：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓(白色沉淀)，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3(红褐色沉淀)。2．Fe3＋的检验(1)取出少量被检验的溶液，加入KSCN溶液，溶液呈血红色，证明有Fe3＋存在。反应方程式：Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3(血红色)。(2)取出少量被检验的溶液，加入NaOH溶液，产生红褐色沉淀，证明有Fe3＋存在。反应方程式：Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓(红褐色沉淀)。3．含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋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))KMnO4溶液紫红色退去，说明含有Fe2＋。(4)Fe2＋的特征检验方法溶液eq\o(→,\s\up7(K3[FeCN6]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↓。【小试牛刀】请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液显红色()(2)FeCl3溶液与KSCN溶液反应的离子方程式为Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3↓()(3)用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2()(4)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，该溶液中一定含有Fe2＋()(5)检验绿矾晶体是否已氧化变质，可将绿矾晶体溶于稀H2SO4后滴加KSCN溶液，再观察溶液是否变红()(6)向某溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋()(7)将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液，有气体生成，溶液呈红色，稀硝酸将Fe氧化为Fe3＋()(8)向某溶液中加入含Fe2+的溶液后，无明显变化。当再滴加几滴新制氯水后，混合液变成血红色，则该晶体中一定含有SCN－()答案：(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√(6)√(7)×(8)√【典例】例1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【解析】A项，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项，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项，溶液中若含有Mg2+也有该现象，故C错误；D项，溶液中若含有Cu+，也有该现象，故D错误；故选B。例2下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是()选项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BCO还原Fe2O3得到的黑色固体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取少量Fe(NO3)2试样加水溶解，加稀H2SO4酸化，滴加KSCN溶液，溶液变为红色该Fe(NO3)2试样已经变质D向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色原溶液中含有Fe2＋【答案】A【解析】CO还原Fe2O3得到单质Fe，即使有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项错误；NOeq\o\al(－,3)＋H＋具有强氧化性，而Fe2＋具有还原性，两者发生氧化还原反应，有Fe3＋生成，遇KSCN溶液呈红色，不能证明样品是否变质，C项错误；若原溶液中不存在Fe2＋，存在Fe3＋，也有此现象，D项错误。【对点提升】对点1将0.2mol·L－1的KI溶液和0.05mol·L－1Fe2(SO4)3溶液等体积混合充分反应后，取混合液分别完成下列实验，能说明溶液中存在化学平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2的是()A．向混合液中滴入KSCN溶液，溶液变红色B．向混合液中滴入AgNO3溶液，有黄色沉淀生成C．向混合液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀生成D．向混合液中滴入淀粉溶液，溶液变蓝色【答案】A【解析】0.2mol·L－1的KI溶液和0.05mol·L－1Fe2(SO4)3溶液等体积混合，KI过量，向混合液＋＋2I－2Fe2＋＋I2，A项正确；KI过量，溶液中存在I－，B项错误；该反应生成Fe2＋，向混合液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀生成，只能说明溶液中含有Fe2＋，不能说明溶液中存在化学平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，C项错误；该反应生成I2，向混合液中滴入淀粉溶液，溶液变蓝色，说明溶液中含有碘单质，不能说明溶液中存在化学平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，D项错误。对点2古老而神奇的蓝色染料普鲁士蓝的合成方法如下(黄色溶液俗称黄血盐)，基于普鲁士蓝合成原理可以检测食品中是否含有CN-，方法是：在食品待测液中加入硫酸酸化，再用FeSO4碱性试纸检测，若试纸变蓝，说明食品中含有CN-。以下说法不正确的是()A．黄色溶液中铁元素的价态为＋2价B．黄血盐溶液可以检测Fe3＋C．反应ii的离子方程式是3[Fe(CN)6]4-＋4Fe3＋=Fe4[Fe(CN)6]3↓D．试纸变蓝的原因是FeSO4碱性试纸中的Fe2＋与CN-反应生成蓝色沉淀【答案】D【解析】A项，黄色溶液[Fe(CN)6]4-中CN为-1价，则铁元素的价态为+2价，A项正确；B项，由ii可知，黄血盐溶液与Fe3+反应，生成蓝色沉淀，因此黄血盐溶液可以用于检验Fe3+，B项正确；C项，有流程图可知，反应ii的离子方程式是3[Fe(CN)6]4-＋4Fe3＋=Fe4[Fe(CN)6]3↓，C项正确；D项，普鲁士蓝检测食品中是否含有CN-，碱性条件，Fe2+与CN-反应生成[Fe(CN)6]4-，Fe2+被空气中的氧气氧化成Fe3+，[Fe(CN)6]4-与Fe3+反应使普鲁蓝试纸变蓝，D项错误；故选D。【巧学妙记】检验Fe2＋和Fe3＋时的注意事项(1)检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可以氧化SCN－)。(2)当溶液浓度较稀时，利用观察法或加NaOH溶液的方法都不宜检验Fe2＋和Fe3＋的存在。(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Fe2＋、Fe3＋的其他方法①检验Fe2＋最好、最灵敏的试剂是铁氰化钾K3[Fe(CN)6]：3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－=Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色)。②检验Fe3＋也可用苯酚(C6H5OH)，在FeCl3溶液中滴加苯酚，溶液显紫色。1．唐代李勣、苏敬等人集体编撰的《新修夲草》中有关青矾的记载为“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃……·烧之赤色”，下列有关叙述错误的是()A．青矾的化学式为FeSO4·7H2OB．青矾需密封保存C．青矾的水溶液显酸性D．“烧之赤色”是发生了非氧化还原反应【答案】D【解析】A项，由题意可知，青矾为绿矾，绿矾的化学式为FeSO4·7H2O，故A正确；B项，青矾中含有的亚铁离子具有还原性，易被空气中的氧气氧化，则青矾需密封保存，防止氧化变质，故B正确；C项，青矾中含有的亚铁离子在溶液中水解，使溶液呈酸性，故C正确；D项，“烧之赤色”说明FeSO4·7H2O受热分解生成了氧化铁，反应中铁元素化合价变化，青矾的分解反应属于氧化还原反应，故D错误；故选D。2．下列有关铁及其化合物的说法中正确的是()A．Fe2(SO4)3与KSCN反应产生血红色沉淀B．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2C．向饱和FeCl3溶液中滴加过量氨水，可制取Fe(OH)3胶体D．Fe3O4是一种红棕色粉末，俗称铁红【答案】B【解析】A项，Fe2(SO4)3与KSCN反应产生血红色溶液，A错误；B项，在高温下，铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，B正确；C项，向沸水中逐滴滴加饱和FeCl3溶液，可制取Fe(OH)3胶体，C错误；D项，Fe2O3是一种红棕色粉末，俗称铁红，D错误；故选B。3．某同学欲探究铁及其化合物的性质，下列实验方案可行的是()A．将铁粉加入热的浓硫酸中：探究铁的活泼性B．将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中：制备Fe(OH)3胶体C．在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液：制备FeSO4·6H2O晶体D．将铜粉加入FeCl3溶液中：验证Fe3＋的氧化性强于Cu2＋【答案】D【解析】A项，不活泼金属Cu等也能与热的浓硫酸反应；B项，得到的是Fe(OH)3沉淀；C项，Fe2＋可能被氧化同时也难保证结晶水的数目。4．检验黑木耳中的铁离子的步骤为：灼烧黑木耳→加酸溶解→过滤→取滤液检验，所选择的装置(夹持装置已略去)及操作正确的是()A．灼烧木耳B．加酸后搅拌溶解C．过滤得滤液D．检验滤液铁离子【答案】B【解析】A项，灼烧应在坩埚中进行，图示在蒸发皿中进行，A错误；B项，在烧杯中加酸、用玻璃棒搅拌溶解，B正确；C项，过滤应用玻璃棒引流，C错误；D项，胶头滴管应在试管口上方垂直悬空，避免交叉污染，D错误；故选B。5．某兴趣小组进行某补血剂中铁元素含量测定实验流程如下：下列说法不正确的是()A．步骤①研磨时研杵应保持垂直，小心压碎或研磨试样B．步骤②加入H2O2的作用是将Fe2＋完全氧化C．步骤③多步操作为过滤、洗涤、灼烧、冷却、称重D．每片补血剂中铁元素的质量为0.7Wg【答案】D【解析】将补血剂研细，向药片中加入稀硫酸，然后过滤得到滤液，向滤液中加入双氧水，发生反应2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O，向溶液中加入过量氨水生成红褐色沉淀，将红褐色沉淀灼烧得到红棕色固体Fe2O3。步骤①研磨时研杵应保持垂直，小心压碎或研磨试样，以防研磨时固体飞出研钵造成损失，故A项正确；步骤②加入H2O2的作用是将Fe2＋完全氧化成铁离子，便于沉淀，故B项正确；步骤③中，一系列操作依次是：过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量至恒重，确保氢氧化铁完全分解成氧化铁，故C项正确；Wg固体为氧化铁，固体中m(Fe)＝eq\f(112,160)×Wg＝0.7Wg，每片补血剂中铁元素的质量为0.07Wg，故D项错误。6．铁的常见化合价有＋2价和＋3价。据研究，铁在浓HNO3中发生钝化时，可生成一种化学式为Fe8O11的化合物，它可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物可以表示为()A．FeO·3Fe2O3B．2FeO·3Fe2O3C．FeO·2Fe2O3 D．2FeO·Fe2O3【答案】B【解析】化合物Fe8O11可以看作由FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物，设化学式为nFeO·mFe2O3，则eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(n＋2m＝8,n＋3m＝11))解得n＝2，m＝3，该化合物可以表示为2FeO·3Fe2O3。7．工业废弃物的资源化回收再利用，可以更大限度的发挥原材料的价值。下图是工业生产纳米磁性氧化铁的流程：下列说法不正确的是()A．用Na2CO3溶液浸泡是为了除去废铁屑表面铁锈B．若生产中不通入N2，暴露在空气中生产，将不能得到高纯度产品C．加适量的H2O2是为了将部分Fe2+氧化为Fe3+，涉及反应：H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2OD．溶液A中Fe2+和Fe3+的浓度比为1：2【答案】A【解析】A项，Na2CO3溶液水解显碱性，浸泡废铁屑可以使表面的油脂水解除去，但不能除去表面的铁锈，故A错误；B项，废铁屑被硫酸溶解生成硫酸亚铁，生成的亚铁离子被双氧水部分氧化生成铁离子，形成亚铁离子和铁离子的混合溶液，若生产中不通入N2，暴露在空气中生产，亚铁离子会被空气中的氧气氧化生成铁离子，将不能得到高纯度四氧化三铁产品，其中会混入氧化铁杂质，故B正确；C项，根据B的分析，加适量的H2O2是为了将部分Fe2+氧化为Fe3+，涉及反应：H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O，故C正确；D项，根据最终产品为四氧化三铁，其中Fe2+和Fe3+的数目比为1：2，因此溶液A中Fe2+和Fe3+的浓度比为1：2，故D正确；故选A8．Na2FeO4是一种高效的水处理剂，下列用于解释事实的离子方程式中不正确的是()A．Na2FeO4在酸性溶液中不稳定，与水反应生成Fe3＋和O2，离子方程式为：4FeO42-＋10H2O＋4Fe3＋===20OH－＋3O2↑B．工业上可用FeCl3、NaOH、NaClO三种物质反应制得Na2FeO4离子方程式为：2Fe3＋＋10OH－＋3ClO－===2FeO42-＋3Cl－＋5H2OC．Na2FeO4消毒杀菌时得到的Fe3＋可以净水，Fe3＋能产生净水物质的原因是：Fe3＋＋3H2O===Fe(OH)3(胶体)＋3H＋D．工业上可用铁做阳极，电解浓NaOH溶液的方法制Na2FeO4，阳极的电极反应为：Fe－6e－＋8OH－===FeO42-＋4H2O【答案】A【解析】A项，酸性溶液中不能生成氢氧根离子，所以离子方程式为4FeO42-＋20H+=4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O，故A错误；B项，工业上用FeCl3、NaOH、NaClO三种物质反应制得Na2FeO4，发生了氧化还原反应，Cl元素得到电子生成NaCl，由电子、原子守恒可知，反应的离子方程式为：2Fe3＋＋10OH－＋3ClO－=2FeO42-＋3Cl－＋5H2O，故B正确；C项，Na2FeO4的还原产物为Fe3＋，Fe3＋水解制得Fe(OH)3胶体，具有净水作用，Fe3＋水解反应的离子方程式为：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋，故C正确；D项，工业上可用铁做阳极，Fe失去电子，则阳极的电极反应为：Fe－6e－＋8OH－=FeO42-＋4H2O，故D正确；故选A。9．硫酸亚铁晶体(FeSO4•7H2O)俗称绿矾，加热至高温会分解产生水、金属氧化物和非金属氧化

物，某化学兴趣小组的同学对绿矾分解产物进行了探究，下列说法不正确的是()A．硫酸亚铁晶体高温分解产生的气体，用足量的BaCl2溶溶液吸收后有白色沉淀产生，说明非金属氧化物中含有SO3B．硫酸亚铁晶体高温分解产生的气体，通入到紫色石蕊溶液中，若溶液变红，说明非金属氧化物中含有SO3C．硫酸亚铁晶体分解产生的固体溶于稀硫酸后，向溶液中滴加KSCN溶液，若变红说明固体中含有三价铁D．硫酸亚铁晶体分解产生的固体溶于稀硫酸后，向溶液中滴加酸性高锰酸钾，若紫色褪去，则发生反应的离子方程式为：5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O【答案】B【解析】A项，三氧化硫与氯化钡反应，则用足量的BaCl2溶液吸收后有白色沉淀产生，说明非金属氧化物中含有SO3，故A正确；B项，二氧化硫、三氧化硫均为酸性氧化物，则高温分解产生的气体，通入到紫色石蕊溶液中，若溶液变红，不能说明非金属氧化物中含有SO3，故B错误；C项，分解产生的固体溶于稀硫酸后，生成铁离子，则向溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红，故C正确；D项，分解产生的固体溶于稀硫酸后，向溶液中滴加酸性高锰酸钾，若紫色褪去，可知固体中含还原性的亚铁离子，发生5Fe2++MnO4-+8H+═Mn2++5Fe3++4H2O，故D正确；故选B。10．高铁酸钠(Na2O4)具有很强的氧化性，能有效地杀灭水中的细菌和病毒，同时被还原成OH)3能高效地除去水中的悬浮物，是一种新型高效水处理剂。其制备方法如下：2OH)3+3NaNa2Na2O4+3Na。下列说法错误的是()A．Na2O4中元素显+6价B．碱性条件下氧化性强于Na2O4C．每生成1molNa2O4转移6mol电子D．在水处理中，Na2O4兼具消毒和净水两种功能【答案】C【解析】对于反应2OH)3+3NaNa2Na2O4+3Na中，氢氧化铁是还原剂，次氯酸钠是氧化剂，Na2O4中元素显+6价，A项，Na2O4中元素显+6价，A正确；B项，碱性条件下，Na是氧化剂，Na2O4是氧化产物，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，B正确；C项，OH)3中的铁元素的化合价是+3价，产物Na2O4中的铁元素的化合价为+6价，每生成1molNa2O4转移的电子数为3mol，C错误；D项，Na2O4具有很强的氧化性，能有效地杀灭水中的细菌和病毒，同时被还原成OH)3能高效地除去水中的悬浮物，是一种新型高效水处理剂，所以Na2O4兼具消毒和净水两种功能，D正确；故选C。11．硫酸亚铁是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)，下列说法错误的是()A．FeSO4与NH4HCO3反应制备FeCO3，适宜在高温条件下进行B．碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH)3胶体，可用作净水剂C．可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化D．常温下，FeSO4比(NH4)2Fe(SO4)2易溶于水【答案】A【解析】A项中，NH4HCO3高温下易分解，且生成的FeCO3可能受热分解。12．高铁酸钾(K2FeO4)是一种暗紫色固体，低温碱性条件下比较稳定。高铁酸钾能溶于水，微溶于浓KOH溶液，且能与水反应放出氧气，并生成Fe(OH)3胶体，常用作水处理剂。高铁酸钾有强氧化性，酸性条件下，其氧化性强于Cl2、KMnO4等。工业上湿法制备K2FeO4的流程如下：下列关于K2FeO4的工业湿法制备工艺，说法正确的是()A．“反应”时，氧化剂和还原剂的物质的量之比为2：3B．“过滤I”所得滤液中大量存在的离子有：Na+、Fe3+、Cl-、NO3-、FeO42-C．“转化”时，反应能进行的原因是该条件下K2FeO4的溶解度比Na2FeO4小D．“过滤II”所得滤液在酒精灯外焰上灼烧，观察到火焰呈黄色，说明滤液为NaOH溶液【答案】C【解析】向碱性的KClO浓溶液中加入90%的Fe(NO3)3溶液，发生反应2Fe(NO3)3+3NaClO+10NaOH=2Na2FeO4+6NaNO3+3NaCl+5H2O，过量的饱和的KOH将Na2FeO4转化为溶解度更小的K2FeO4。A项，“反应”时发生反应2Fe(NO3)3+3NaClO+10NaOH=2Na2FeO4+6NaNO3+3NaCl+5H2O，Cl元素化合价降低，氧化剂是NaClO，Fe元素的化合价升高，还原剂是Fe(NO3)3，质的量之比为3：2，A错误；B项，过量NaOH，“过滤I”所得滤液一定不存在Fe3+，B错误；C项，“转化”时，Na2FeO4转化为K2FeO4，反应能进行的原因是该条件下K2FeO4的溶解度比Na2FeO4小，C正确；D项，没透过蓝色钴玻璃，K+的火焰颜色也是黄色，滤液可能为KOH溶液，D错误；故选C。13．Fe2O3具有广泛的用途。甲同学阅读有关资料得知在高温下煅烧FeCO3可以得到Fe2O3。为了进一步验证此结论，他做了如下实验：实验步骤实验操作Ⅰ取一定质量的FeCO3固体置于坩埚中，高温煅烧至质量不再变化，冷却至室温Ⅱ取少量实验步骤Ⅰ所得固体置于一洁净的试管中，用足量的稀硫酸溶解Ⅲ向实验步骤Ⅱ所得溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红由此甲同学得出结论：4FeCO3＋O2eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe2O3＋4CO2(1)写出实验步骤Ⅲ中发生反应的离子方程式：_______________________________。(2)乙同学提出了不同的看法：煅烧产物可能是Fe3O4，因为Fe3O4也可以溶于硫酸，且所得溶液中也含有Fe3＋。于是乙同学对甲同学的实验步骤Ⅲ进行了补充改进：检验实验步骤Ⅱ所得溶液中是否含有Fe2＋。他需要选择的试剂是________(填字母)。a．NaOH溶液b．新制氯水和KSCN溶液c．K3[Fe(CN)6]溶液(3)丙同学认为即使得到了乙同学预期的实验现象，也不能确定煅烧产物的成分，你认为丙同学持此看法的理由是______________________。(4)丙同学进一步查阅资料得知煅烧FeCO3的产物中的确含有＋2价铁元素。于是他设计了另一种由FeCO3制取Fe2O3的方法：先向FeCO3中依次加入试剂稀硫酸、________(填试剂名称)和氨水；再________(填操作名称)、洗涤、灼烧，即可得到Fe2O3。【答案】(1)Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3(2)c(3)产物也可以是FeO和Fe2O3的混合物(或Fe3O4和FeO；Fe3O4和Fe2O3；FeO、Fe3O4和Fe2O3)(4)过氧化氢溶液(或氯水)过滤【解析】(1)溶液变红色说明溶液中生成了Fe(SCN)3。(2)Fe2＋用K3[Fe(CN)6]来检验，反应现象为生成蓝色沉淀，c项正确。(4)FeCO3和Fe2O3中铁元素的价态分别是＋2价和＋3价，所以需要加入氧化剂，如加入H2O2、氯水，或通入Cl2等将Fe2＋氧化成Fe3＋，加入氨水后生成Fe(OH)3沉淀，经过滤、洗涤、灼烧可得到Fe2O3。14．黑木耳是常见食品，可以补充人体所必需的微量元素铁。某兴趣小组设计实验，检验黑木耳中的铁元素，实验流程如图：(1)灼烧黑木耳必须用到下列仪器中的___(填字母)。A．B．C．D．(2)灰烬中含有铁的氧化物以及钾、钙、硅等元素的化合物，酸浸的目的是_________。(3)取少许滤液于试管中，滴入几滴KSCN溶液，显红色，说明滤液中含有___________；另取滤液检验，滤液能使KMnO4溶液紫色褪去，说明滤液中存在具有_________(填“氧化性”或“还原性”)的粒子。(4)为进一步探究Fe3+和Fe2+的氧化性和还原性，该兴趣小组设计并进行如下实验，记录现象，完成实验报告。实验操作实验现象离子方程式实验结论向FeCl2溶液中添加新制氯水溶液由浅绿色变为棕黄色2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl－__________向FeCl3溶液加入足量的铁粉铁粉逐渐溶解，溶液由棕黄色变为浅绿色②____________Fe3+具有氧化性(5)实验结束，离开实验室之前，下列做法正确的是_________(填字母)。A．废弃药品直接倒入水池冲走B．药品仪器归放C．清洁实验仪器，打扫实验室卫生D．关闭水电、门窗【答案】(1)A(2)将铁的氧化物溶解(3)Fe3+还原性(4)Fe2+具有还原性2Fe3++Fe=3Fe2+(5)BCD【解析】(1)灼烧黑木耳必须用到酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚、坩埚钳、玻璃棒；故选A。(2)灰烬中含有铁的氧化物以及钾、钙、硅等元素的化合物，酸浸的目的是将铁的氧化物溶解；(3)取少许滤液于试管中，滴入几滴KSCN溶液，显红色，说明滤液中含有Fe3+；另取滤液检验，滤液能使KMnO4溶液紫色褪去，高锰酸根具有强氧化性，说明滤液中存在具有还原性的粒子；(4)①向FeCl2溶液中添加新制氯水，氯水具有强氧化性，说明Fe2+具有还原性；②向FeCl3溶液加入足量的铁粉，两者反应，其离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+；(5)实验结束，离开实验室之前，废弃药品不能直接倒入水池冲走，要进行无污染化处理；将用后的药品仪器及时归放到原位置；清洁实验仪器，整理桌面，打扫实验室卫生；最后及时关闭水电、门窗；故选BCD。15．铁是人体必需的微量元素之一，没有铁，血红蛋白就不能结合氧分子进行输氧，所以缺少铁元素，人体易患的疾病为贫血，医学上经常用硫酸亚铁糖衣片给这种病人补铁。小陈同学对这种糖衣片产生了兴趣，进行探究实验如下：(1)提出问题这种糖衣片中是否含有硫酸亚铁，若有，含量是多少？(2)查阅资料①亚铁离子遇具有氧化性的物质时易被氧化。如氢氧化亚铁为白色沉淀，在空气中会迅速被氧化成红褐色的氢氧化铁沉淀，这是氢氧化亚铁的典型特征。②亚铁盐溶于水时，会产生少量氢氧根离子而产生沉淀(溶液浑浊)。(3)实验验证①鉴定硫酸亚铁的成分时需加水溶解，加1滴稀盐酸的作用是______________________，能否用稀硫酸代替(填“能”或“不能”)_______________。②为了不影响后续检验亚铁盐，检验硫酸盐可用的试剂是(选填“A”或“B”)_________。A．用硝酸酸化的硝酸钡溶液B．用盐酸酸化的氯化钡溶液③检验亚铁盐可用的试剂是____________，现象为________________________________。(4)含量测定①取十粒糖衣片，称其质量为5g，溶于20g水中；溶解药品时用到玻璃棒的作用是_____。②向所配溶液中滴加氯化钡溶液至略过量；证明溶液过量的操作为：静置，向上层清液中滴加__________溶液，若现象为_________________________，则溶液已过量。③过滤、洗涤、干燥；洗涤沉淀的操作：用玻璃棒(填一操作名)_____________，向过滤器中加入蒸馏水至淹没沉淀，待液体滤出。重复操作2～3次。证明沉淀已洗净的方法是_____________。④称量得，沉淀质量为4.66g，列式计算该糖衣片中硫酸亚铁的质量分数__________。(5)总结反思对硫酸亚铁来说，药片的糖衣起到的作用是____________________________________。【答案】(3)①加入盐酸酸化，可有效降低亚铁盐还原性，防止氧化不能②B③氢氧化钠溶液产生白色沉淀并迅速变成红褐色沉淀(4)①搅拌以促进溶解②氯化钡溶液不再产生白色沉淀引流③取最后一次洗涤所得的滤液，滴入硝酸银溶液，若无白色沉淀产生，则已洗净④60.8%(5)隔绝氧气，防止硫酸亚铁被氧化而失效【解析】(3)①亚铁离子可以水解，加入盐酸目的是防止因产生少量氢氧根离子而产生沉淀，同时加入盐酸酸化，可有效降低亚铁盐还原性，防止氧化；不能用硫酸来替代盐酸，因为我们要检验硫酸亚铁的含量，不能引入硫酸根离子；②硝酸具有强氧化性，加入硝酸导致亚铁被氧化为铁离子而影响后期的检验，因此在检验硫酸盐时可用氯化钡溶液，所以选B；③由于氢氧化亚铁易被氧化为红褐色氢氧化铁，所以检验亚铁盐可用的试剂是氢氧化钠溶液，实验现象为产生白色沉淀并迅速变成红褐色沉淀；(4)①玻璃棒在配制溶液时的作用是搅拌以促进溶解；②要想检验是否完全反应时，可继续滴加氯化钡溶液不再产生白色沉淀，说明溶液已过量，即静置，向上层清液中滴加氯化钡溶液，若现象为不再产生白色沉淀，则溶液已过量；③在洗涤沉淀时，玻璃棒的作用为引流。由于沉淀表面含有硫酸根离子，则要证明沉淀已洗净的方法就是判断洗涤液中不含有硫酸根离子，即可以取最后一次洗涤所得的滤液，滴入硝酸银溶液，若无白色沉淀产生，则已洗净。④沉淀质量为4.66g即硫酸钡是0.02mol，根据硫酸根守恒可知硫酸亚铁的物质的量是0.02mol，质量是0.02mol×152g/mol＝3.04g，因此质量分数为3.04g/5g×100%=60.8%。(5)由于亚铁离子易被氧化，则对硫酸亚铁来说，药片的糖衣可以起到隔绝氧气，防止硫酸亚铁被氧化而失效的作用。16．甘氨酸亚铁[(H2NCH2COO)2Fe]可有效改善缺铁性贫血，化学兴趣小组的同学设计了如下两个实验：装置1制备碳酸亚铁晶体；装置2制备甘氨酸亚铁。已知：柠檬酸易溶于水，具有较强的酸性和还原性。回答下列问题：I.碳酸亚铁晶体(FeCO3·nH2O)的制备(1)实验操作如下：关闭f，打开e，然后关闭活塞a，打开活塞b、c，加入适量稀硫酸反应一段时间后，关闭活塞b、c，打开活塞a，以上操作的目的为____________________并使A产生的硫酸亚铁压入到B装置中发生反应；实验结束后，若装置B中没有出现碳酸亚铁晶体，可能的原因是_________________________________。(2)反应结束后，对装置B中的反应液进行静置、过滤、洗涤、干燥，得到碳酸亚铁晶体。过滤操作过程中用到的玻璃仪器有烧杯____________________；干燥过程中可能有少量碳酸亚铁晶体被氧化为FeOOH，检验该氧化产物中阳离子所用的化学试剂为____________________。II.甘氨酸亚铁[(H2NCH2COO)2Fe]的制备实验操作如下：将装置1制取的碳酸亚铁晶体与甘氨酸的水溶液混合加入C中，关闭e，打开f，然后利用E中盐酸和碳酸钙反应生成的气体排尽装置中的空气，接着滴入柠檬酸溶液并加热。反应结束后过滤，滤液经蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥，得到甘氨酸亚铁。(3)仪器h的名称为_______；试剂g为____________________(4)为了提高(H2NCH2COO)2Fe的产率，需要控制C中反应溶液的pH在5.6~6.0之间。若pH过低，(H2NCH2COO)2Fe的产率将降低，其原因为___________________________，滴入柠檬酸溶液的作用除了促进FeCO3的溶解，调节溶液的pH外，还有____________________。(5)(H2NCH2COO)2Fe中Fe2+含量的测定：使用电子天平准确称取3.440g产品，用蒸馏水配制成100mL溶液。取出25.00mL溶液于锥形瓶中，向其中加入一定量的稀硫酸酸化，用0.05000mol·L-1KMnO4；标准溶液滴定至终点(已知滴定过程中只有Fe2+被氧化)，消耗KMnO4标准溶液的体积为17.20mL。则产品中Fe2+的质量分数为__________________。【答案】(1)排除装置内的空气装置A中稀硫酸量过多，太早关闭活塞b、c，打开活塞a，导致A中生成的硫酸亚铁量很少，很多稀硫酸被压入到B中，从而导致实验失败(2)漏斗、玻璃棒KSCN溶液(3)圆底烧瓶饱和碳酸氢钠溶液(4)pH过低，氢离子较大，氢离子和H2NCH2COOH反应，不利于(H2NCH2COO)2Fe的生成防止亚铁离子被氧化(5)28%【解析】稀硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气，利用氢气将装置内的空气排除，再利用装置A中压强不断增大，将硫酸亚铁压入到装置B中从而生成碳酸亚铁；利用盐酸和碳酸钙反应生成氯化钙、二氧化碳和水，由于盐酸易挥发，因此利用饱和碳酸氢钠溶液除掉挥发出的HCl气体。(1)亚铁离子易被空气中的氧气氧化，所以需要先利用稀硫酸和铁反应生成氢气，利用氢气排除装置内的空气，并将A产生的硫酸亚铁压入到B装置中发生反应；装置A中稀硫酸量过多，太早关闭活塞b、c，打开活塞a，导致A中生成的硫酸亚铁量很少，很多稀硫酸被压入到B中，稀硫酸和碳酸铵反应，从而导致实验失败；(2)过滤操作过程中用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒；FeOOH中阳离子为Fe3+，一般利用KSCN溶液进行检验；(3)根据结构特点可知仪器h的名称为圆底烧瓶；试剂g主要是除掉二氧化碳中HCl，因此g为饱和碳酸氢钠溶液；(4)pH过低，氢离子较大，氢离子和H2NCH2COOH反应，不利于(H2NCH2COO)2Fe的生成，导致其产率降低；由于柠檬酸具有还原性，所以还可以防止亚铁离子被氧化；(5)根据电子守恒可知反应过程中存在数量关系n(Fe2+)=5n(KMnO4)，所以25.00mL样品溶液中n(Fe2+)=5×0.0172L×0.05mol/L=0.0043mol，所以样品中n(Fe2+)=0.0043mol×=0.0172mol，所以产品中Fe2+的质量分数为×100%=28%。1(2022·浙江省高三选考模拟)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、CH3OH、H2OB．隔绝空气加热分解生成FeO、CO2、H2OC．溶于氢碘酸(HI)，再加萃取，有机层呈紫红色D．在空气中，与SiO2高温反应能生成Fe2(SiO3)3【答案】B【解析】已知化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为+3价，CH3O-带一个单位负电荷。A项，化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为+3价，故其与稀盐酸反应生成、CH3OH、H2O，反应原理为：FeO(OCH3)+3HCl=FeCl3+H2O+CH3OH，A不合题意；B项，化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为+3价，C为-2，若隔绝空气加热分解生成FeO、CO2、H2O，则得失电子总数不相等，不符合氧化还原反应规律，即不可能生成FeO、CO2、H2O，B符合题意；C项，化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为+3价，故其溶于氢碘酸(HI)生成的Fe3+能将I-氧化为I2，反应原理为：2FeO(OCH3)+6HI=2FeI2+I2+2H2O+2CH3OH，再加萃取，有机层呈紫红色，C不合题意；D项，化合物FeO(OCH3)在空气中高温将生成Fe2O3、CO2和H2O，然后Fe2O3为碱性氧化物，SiO2为酸性氧化物，故化合物FeO(OCH3)与SiO2高温反应能生成Fe2(SiO3)3，D不合题意；故选B。2(2022·江苏省高三高考考前打靶卷)下列关于铁及其化合物的性质与用途，不具有对应关系的是()A．Fe具有还原性，可用作食品抗氧化剂B．Fe2O3属于碱性氧化物，可用作粉刷墙壁的红色涂料C．Fe3O4具有磁性，可用作激光打印机墨粉的添加剂D．Fe(OH)3胶体具有吸附性，可用作自来水厂的净水剂【答案】B【解析】A项，Fe具有还原性，能消耗氧气，可用作食品抗氧化剂，A不符合题意；B项，Fe2O3固体为红棕色，可用作粉刷墙的红色涂料，其为碱性氧化物与作红色涂料无关，B符合题意；C项，Fe3O4具有磁性，可用作激光打印机墨粉的添加剂，使墨粉具有磁性，C不符合题意；D项，Fe(OH)3胶体具有吸附性，可吸附水中的悬浮杂质，可用作自来水厂的净水剂，D不符合题意；故选B。3(2022·山东省青岛市二模)草酸亚铁晶体是生产感光材料的原料[Ksp(FeC2O4·2H2O)=3.0×10－7]，制备流程如下：(NH4)2Fe(SO4)2FeC2O4·2H2O下列说法错误的是()A．可用溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否变质B．步骤①酸化的目的是抑制Fe2+的水解C．步骤②反应为Fe2++H2C2O4+2H2O=FeC2O4·2H2O↓+2H+D．步骤③为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥【答案】D【解析】A项，(NH4)2Fe(SO4)2中的Fe元素存在形式为Fe2+，Fe2+易被氧化成Fe3+，若(NH4)2Fe(SO4)2变质会生成Fe3+，Fe3+遇KSCN溶液变红色，因此可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否变质，故A正确；B项，Fe2+易水解生成Fe(OH)2和氢离子，使溶液显酸性，进行酸化，增大氢离子的浓度可抑制Fe2+的水解，故B正确；C项，步骤②生成FeC2O4·2H2O沉淀，发生反应的离子方程式为Fe2++H2C2O4+2H2O=FeC2O4·2H2O↓+2H+，故C正确；D项，根据Fe2++H2C2O4+2H2O=FeC2O4·2H2O↓+2H+可知，步骤②中加入草酸后直接生成FeC2O4·2H2O沉淀，只需要将FeC2O4·2H2O沉淀过滤、洗涤、干燥后即可得到FeC2O4·2H2O晶体，故D错误；故选D。4(2022·江苏省高三高考考前打靶卷)铁元素是重要的金属元素，含有铁元素的物质，在人类的生产生活中有着重要的应用。Fe2O3(s)＋3CO(g)Fe(s)＋3CO2(g)

ΔH＜0是炼铁工业中的主反应。在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是()A．B．(胶体)C．D．【答案】A【解析】A项，KClO具有强氧化性，能将氢氧化铁氧化为高铁酸根，A正确；B项，饱和氯化铁溶液滴入沸水中制备氢氧化铁胶体，B错误；C项，铜的还原性比铁弱，不能将亚铁离子还原为铁单质，C错误；D项，氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁，铁的化合价为+3价，D错误；故选A。5(2022·江苏省扬州中学三模)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【答案】B【解析】A项，金属铁具有良好的导热性，可用于制造炊具，存在对应关系，故A不符合题意；B项，四氧化三铁颗粒显黑色，与作磁性材料无关，故B符合题意；C项，氢氧化铁胶体吸附水中悬浮固体小颗粒，胶体聚沉，达到净水的目的，氢氧化铁胶体可做净水剂，故C不符合题意；D项，氯化铁具有强氧化性，能与Cu发生反应2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+，可以刻蚀铜制品，故D不符合题意；故选B。6(2022·湖南省市(州)部分学校高三“一起考”大联考三模)K2FeO4是一种高效多功能的饮用水处理剂。已知：①一种干法制备K2FeO4的反应为2FeSO4+6K2O2=2K2FeO4+K2O+2K2SO4+O2↑，②K2FeO4处理水时发生反应FeO4+10H2O4Fe(OH)3+8OH-+3O2。下列说法错误的是()A．干法制备K2FeO4的反应中，还原剂与氧化剂的物质的量之比为B．干法制备K2FeO4的反应中，每生成1molK2FeO4，有5mol转移C．K2FeO4在强碱性溶液中能稳定存在D．K2FeO4处理水时，既能杀菌消毒，又能起絮凝作用除去水中悬浮杂质【答案】A【解析】A项，干法制备K2FeO4的反应中，FeSO4中Fe元素化合价升高，FeSO4作还原剂，K2O2中O元素化合价既升又降，每6molK2O2参加反应，由原子守恒知，有1molK2O2作还原剂，有5molK2O2作氧化剂，所以还原剂与氧化剂的物质的量之比为(2+1)mol：5mol=3：5，A错误；B项，每5molK2O2作氧化剂，转移10mol，生成2molK2FeO4，所以每生成1molK2FeO4，有5mol转移，B正确；C项，由K2FeO4处理水时发生可逆反应，结合平衡移动原理知K2FeO4在强碱性溶液中能稳定存在，C正确；D项，K2FeO4具有强氧化性，能使细菌、病毒蛋白质变性，具有杀菌消毒作用，K2FeO4与水反应可产生Fe(OH)3胶体，能起絮凝作用除去水中悬浮杂质，D正确；故选A。7(2022·湖南省长沙一中一模)将铁、氧化铁、氧化铜组成的混合物粉末mg放入盛盐酸的烧杯中，充分反应后产生2.24LH2(标准状况)，残留固体2.56g。过滤，滤液中无Cu2+。将滤液加水稀释到500mL，测得其中c(H+)为。下列说法正确的是()A．m=15.36B．烧杯中转移电子的物质的量共为0.28molC．若将反应后的溶液倒入蒸发皿中直接蒸干可得到0.2molFeCl2D．过滤时需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗、锥形瓶【答案】A【解析】既然还有较多H+离子剩余，且滤液中没有Cu2+可知残留物没有Fe，只有Cu，则反应后溶质为HCl和FeCl2，根据Cl元素守恒可知：n(HCl)=2n(FeCl2)+n剩余(H+)，即5.00mol/L×0.1L=2n(FeCl2)+0.200mol/L×0.5L解得：n(FeCl2)=0.2mol；2.56gCu的物质的量为0.04mol，则与Cu2+参加反应的Fe的物质的量为0.04mol；标况下2.24LH2的物质的量为0.1mol，则H+参加反应的Fe的物质的量为0.1mol；根据Fe2+守恒，可有与Fe3+反应的Fe的物质的量为0.2-0.1-0.04=0.06mol；因此原混合物中n(Fe)=0.04+0.02+0.1=0.16mol，n(Fe2O3)=0.02mol，n(CuO)=0.04mol。A项，混合物的质量为：0.16mol×56g/mol+0.02mol×160g/mol+0.04mol×80g/mol=15.36g，A正确；B项，根据原混合物组成的各组分的物质的量可知，烧杯中转移电子的物质的量共为(0.1mol+0.04mol+0.02mol)×2=0.32mol，B错误；C项，由于氯化亚铁易水解易氧化，将反应后的溶液蒸干后得到氢氧化铁，C错误；D项，过滤时需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗，不需要锥形瓶，D错误；故选A。8(2022·江苏省南京、镇江市部分名校学情调研考试)由绿矾(·7H2O)制备三草酸合铁酸钾晶体{K3[Fe(C2O4)3]·3H2O}的流程如图下列说法正确的是()A．“溶解”时加硫酸的目的是抑制水解B．将“沉淀”所得的FeC2O4加入酸性高锰酸钾溶液，观察到溶液褪色，说明产物中含C2O42-C．“氧化”过程中H2O2被还原为O2D．隔绝空气加热K3[Fe(C2O4)3]·3H2O，分解产物为K2CO3、Fe2O3、CO2、H2O【答案】A【解析】由题给流程可知，绿矾溶于稀硫酸得到酸性硫酸亚铁溶液，向溶液中加入草酸溶液得到草酸亚铁沉淀，向沉淀中加入草酸钾、草酸和过氧化氢混合溶液将草酸亚铁氧化得到三草酸合铁酸钾晶体。A项，亚铁离子在溶液中易发生水解，溶解时加入稀硫酸的目的是抑制亚铁离子的水解，故A正确；B项，向草酸亚铁沉淀中加入酸性高锰酸钾溶液时，亚铁离子和草酸根离子都能与酸性高锰酸钾溶液反应，使溶液褪色，则观察到溶液褪色不能说明产物中含草酸根离子，故B错误；C项，氧化过程中过氧化氢为反应的氧化剂，被草酸亚铁还原为水，故C错误；D项，由氧化还原反应规律可知，隔绝空气加热三草酸合铁酸钾晶体时，三草酸合铁酸钾晶体受热分解生成碳酸钾、氧化铁、一氧化碳和水，故D错误；故选A。9(2022·广东省广州市广大附中、广外、铁一中学高三三模联考)《开宝本草》记载“取钢煅作叶如笏或团，平面磨错令光净，以盐水洒之，于醋瓮中阴处埋之一百日，铁上衣生，铁华成矣”。铁华粉[主要成分为(CH3COO)2Fe·H2O]可用如下方法检测。下列相关说法不正确的是()A．在铁华粉中加入稀硝酸，再滴加KSCN溶液，一定会变红B．制备铁华粉的主要反应为Fe+2CH3COOH=(CH3COO)2Fe+H2↑C．气体X的产生是因为发生了复分解反应D．由上述实验可知，OH-结合Fe3+的能力大于CN-【答案】A【解析】铁华粉中加入稀硫酸并加热，产生的刺激性气味的气体X为醋酸蒸气；铁华粉中加入稀盐酸生成氢气和滤液有氢气生成说明铁华粉中含有铁单质，滤液中加入铁氰化钾溶液生成蓝色沉淀，说明有滤液中有亚铁离子，该沉淀不溶于稀盐酸，但与NaOH可反应生成棕色沉淀。A项，根据分析可知铁华粉中含有铁单质，硝酸的量比较少时，生成的Fe3+能与Fe反应生成Fe2+，当溶液中不存在Fe3+时，滴入KSCN溶液不会变红，A错误；B项，根据题干中信息可知，制备铁华粉的主要反应为Fe+2CH3COOH=(CH3COO)2Fe+H2↑，B正确；C项，气体X为醋酸蒸气，反应为：(CH3COO)2Fe+H2SO4=2CH3COOH+FeSO4，属于复分解反应，C正确；D项，由上述实验可知，氢氧根离子能与蓝色沉淀反应，生成棕色沉淀，说明有氢氧化铁沉淀生成，说明氢氧根离子结合铁离子的能力强于CN-，D正确；故选A。11．(2022·山东省济宁市三模)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()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【答案】B【解析】废铁屑用稀硫酸酸浸后得到FeSO4溶液，FeSO4溶液经结晶、过滤得到硫酸亚铁晶体。A项，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；B项，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；C项，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；D项，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；故选B。12．(2022·湖南省永州市第一中学二模)MnCO3可用作脱硫的催化剂以及生产金属锰的原料，由含Mn2+的废液(有少量的Fe2+、Fe3+)制备MnCO3的一种工艺流程如下：下列说法错误的是()A．“沉锰”时加过量NH4HCO3发生反应的离子方程式为Mn2++HCO3-=MnCO3↓+H+B．“氧化”时加入酸化的H2O2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+C．“纯化”过程中发生了水解反应，生成Fe(OH)3沉淀D．工艺流程中“一系列操作”为过滤、洗涤、干燥【答案】A【解析】废液中含有少量的Fe2+、Fe3+，应除去，先加酸化的双氧水把亚铁离子氧化为三价铁离子2Fe2++2H++H2O2=2H2O+2Fe3+，再调节溶液的酸碱性使铁离子水解为沉淀而除去三价铁离子，再加入过量的NH4HCO3发生反应的离子方程式为Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+H2O+CO2↑，再经过过滤、洗涤、干燥等一系列操作得到固体MnCO3。A项，“沉锰”时加过量NH4HCO3发生反应的离子方程式为Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+H2O+CO2↑，故A错误；B项，“氧化”时加入酸化的H2O2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，故B正确；C项，Fe3+在酸性条件下会发生水解反应，生成Fe(OH)3沉淀，故C正确；D项，“沉锰”时得到的沉淀经过滤、洗涤、干燥等一系列操作得到固体MnCO3，故D正确；故选A13．(2022·山东省高考考前热身押题)手持技术(Hand-heldTechnology)是由计算机和微电子技术相结合的新型数字化实验手段。向溶液中加入Na2SO3溶液，控制不同