第12讲-铁铜及其化合物(讲义)(解析版)

第12讲铁铜及其化合物一铁的位置和物理性质1.铁及其化合物间的主线Fe→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(FeO,Fe2O3,Fe3O4))→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(FeOH2,FeOH3))→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(FeSO4·7H2O,FeCl3))2.铁及其化合物间的转化关系3.铁元素的变价(1)单质铁①生成＋2价：铁与S、H＋、Cu2＋、I2等反应生成＋2价。如：Fe＋SFeS、Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu。②生成＋3价：铁与Cl2、Br2等反应生成＋3价。如2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2FeCl3。③生成＋2、＋3价：铁与H2O、O2反应生成Fe3O4。3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2。④铁与HNO3反应：当Fe过量生成＋2价，3Fe＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Fe2＋＋2NO＋4H2O；当Fe不足时生成＋3价，Fe＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=Fe3＋＋NO＋2H2O。(2)铁的化合物：FeO、Fe3O4、Fe2O3、Fe(OH)2、Fe(OH)3、Fe2＋、Fe3＋等。＋2价铁具有还原性，与强氧化性物如HNO3、Cl2等发生氧化还原反应：如：3FeO＋10HNO3=3Fe(NO3)3＋NO＋5H2O。＋3价铁具有氧化性，与强还原性物质，如：HI、Fe、Cu、I－、S2－等发生氧化还原反应，如：Fe2O3＋6HI=2FeI2＋I2＋3H2O,2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋。特别强调：①Fe与一般酸反应生成Fe2＋，与酸的量无关，但Fe与稀HNO3反应时最终铁的价态与铁的量有关。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。4.铁的氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4俗称—铁红磁性氧化铁色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体溶解性难溶于水难溶于水难溶于水铁的价态＋2价＋3价＋2价，＋3价与H＋反应的离子方程式FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋=Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O共性高温时，都能被C、CO、H2、Al等还原剂还原，生成单质铁特别强调：①FeO、Fe3O4、Fe2O3与硝酸反应时均生成Fe3＋。②Fe3O4的组成可用氧化物的形式表示为FeO·Fe2O3，即有eq\f(1,3)的铁显＋2价，eq\f(2,3)的铁显＋3价。课堂检测011．下列说法正确的是________(填序号)。 ①Fe在稀硝酸中发生钝化。 ②FeS、FeCl2、FeCl3均可以通过单质化合得到。 ③铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分为Fe2O3·xH2O。 ④常温下，用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸。 ⑤Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2。 ⑥Fe3O4中的Fe有＋2、＋3价，故Fe3O4为混合物。 ⑦FeO、Fe3O4溶于强酸，溶液中一定含有Fe2＋。答案：③④2．“秦砖汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩影。同是由黏土烧制的砖瓦，有的是黑色的，有的却是红色的，你猜测其中的原因可能是() A．土壤中含有铁粉、二氧化锰等 B．黑砖瓦是煅烧过程中附着了炭黑，红砖瓦则是添加了红色耐高温染料 C．土壤中含有的铜元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色CuO和红色Cu D．土壤中含有的铁元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色Fe3O4或FeO和红色Fe2O3答案：D【解析】土壤中含有铁元素，经过不同工艺煅烧时，分别生成了黑色Fe3O4或FeO和红色Fe2O3，故D项正确。3．下列叙述正确的是() A．Fe与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应 B．足量的Fe在Cl2中燃烧生成FeCl2 C．先后将等物质的量的Fe2O3和Fe分别溶于同一稀盐酸时无气体放出 D．Fe2O3→FeCl3(aq)eq\o(→,\s\up7(△))无水FeCl3，在给定的条件下能实现转化答案：C【解析】A项，Fe与稀硝酸反应不是置换反应；B项，Fe与Cl2反应只生成FeCl3，与Fe的量无关；C项，Fe2O3＋Fe＋6H＋=3Fe2＋＋3H2O；D项，FeCl3(aq)加热，Fe3＋水解最终生成Fe(OH)3。4.在硫酸铁溶液中，加入ag铜完全溶解后再加入bg铁，充分反应后得到cg残余固体，下列说法中正确的有(D)①若a>c，则残余固体是铁和铜的混合物②若a>c，则最终溶液中一定有Fe2＋和Cu2＋③若a>c，则最终溶液中一定没有Fe3＋④若a<c，则最终溶液中可能有Cu2＋⑤若a<c，则最终溶液中一定有Fe2＋A．0项 B．1项C．2项 D．3项答案：D【解析】在硫酸铁溶液中，加入ag铜完全溶解可发生反应2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，再加入bg铁，充分反应后得到cg残余固体，Fe3＋优先发生反应2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，这一步的反应铁若不足，则没有固体剩余，题中有固体剩余，必然发生反应Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu。若a>c，则铜没有被完全置换出来，故剩余固体为铜，溶液中存在的阳离子为Fe2＋和Cu2＋，溶液中一定不存在Fe3＋，若a<c，则铜全部析出，且还有铁剩余，故剩余固体为铁和铜，溶液中一定存在的阳离子为Fe2＋，一定不存在的阳离子为Fe3＋、Cu2＋。5.向含有1molHNO3和1molH2SO4的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量，溶液中金属阳离子a、b与所加铁粉的物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。下列有关判断不正确的是()A．a表示Fe3＋的关系曲线B．n1＝0.75C．P点时，n(Fe2＋)＝0.5625molD．向P点溶液中加入铜粉，最多可溶解14.4g答案：C【解析】该反应可以看作两步：①Fe＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=Fe3＋＋NO＋2H2O，硝酸根过量，氢离子不足；②2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋。a表示Fe3＋的关系曲线，A正确；溶液中共有3molH＋参加反应，消耗铁为0.75mol，B正确；P点n(Fe2＋)＝n(Fe3＋)，二者均为0.45mol，C错误；剩余0.45molFe3＋，消耗0.225mol铜，质量为14.4g，D正确。要点强调：铁与稀硫酸、稀硝酸的混酸反应顺序总结：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＋NOeq\o\al(－,3)＋4H＋=Fe3＋＋NO＋2H2O、2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋、Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2(若H＋量不足，该反应不再发生)。5.铁的氢氧化物化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色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受热分解—2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O制法可溶性亚铁盐与强碱溶液反应：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓可溶性铁盐与强碱溶液反应：Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓特别强调：1.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。2.制备Fe(OH)2时要避开O2的环境。3.制备Fe(OH)2常用的三种方法方法一：有机覆盖层法将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应，如图1所示。方法二：还原性气体保护法用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀，如图2所示。图1图2图3方法三：电解法用铁做阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯，如图3所示。课堂检测021.如图所示，此装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化，实验时必须使用铁屑和6mol·L－1的硫酸，其他试剂任选。填写下列空白：(1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是________，A中反应的离子方程式是___________。(2)实验开始时应先将活塞a________(填“打开”或“关闭”)。(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程：____________。(4)实验完毕，打开b处活塞，通入一部分空气，此时B瓶中发生的反应为_______________。(5)下列图2各图示中________能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀。图1图2答案：(1)铁屑Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2(2)打开(3)关闭活塞a，在气体压强的作用下，A中含有硫酸亚铁的溶液被压入B中(4)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3(5)①②③④【解析】(1)A中应预先盛放铁屑，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，离子反应方程式为Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2。(2)实验开始时，应先打开活塞，使生成的氢气进入整套实验装置中而排出空气，防止氢氧化亚铁被氧化。(3)A中反应发生后，为保证硫酸亚铁进入B中和氢氧化钠溶液混合，要借助氢气产生的压强，所以需要关闭活塞a，在气体压强的作用下，A中含有硫酸亚铁的溶液被压入B中，硫酸亚铁和氢氧化钠溶液发生反应，离子方程式为Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2。(4)氢氧化亚铁不稳定，易被空气中的氧气氧化生成红褐色氢氧化铁沉淀。所以，实验完毕打开b处活塞，通入一部分空气，就会出现白色沉淀先转化为灰绿色最后转化为红褐色的现象，反应的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。(5)根据题中信息可知，要较长时间看到Fe(OH)2的白色，必须在制取过程中尽可能减少与空气接触。对比四个选项可以发现，选项③④加入有机物作隔离层以减少与空气接触；①②中Fe和稀硫酸反应生成的氢气能排出装置中的氧气，也能减少与氧气接触，故答案为①②③④。特别强调：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作阳极，石墨作阴极，电解NaOH溶液，利用新产生的Fe2＋与OH－反应制取。6.亚铁、铁盐的性质、检验、转化、保存1）Fe2＋、Fe3＋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\up11(滴加酸性),\s\do4(KMnO4))KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋。（4）Fe2＋的特征检验方法 eq\x(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↓。特别强调：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(新制氯水可能氧化SCN－)。②Fe3＋、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)。2）“铁三角”的关系3）含铁物质的分离与提纯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4)盐溶液的保存5)物质的制备6)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。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＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。课堂检测03《新修本草》中关于“青矾”的描述：“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃，烧之赤色”。《物理小识》中说：“青矾厂气熏人，衣服当之易烂，栽木不茂”，下列相关叙述不正确的是()A．赤色固体可能是Fe2O3B．青矾宜密闭保存，防止氧化变质C．青矾燃烧过程中发生了电子转移D．“青矾厂气”可能是CO和CO2答案：D【解析】根据《新修本草》关于青矾的描述可知为FeSO4·7H2O，其分解产生的气体二氧化硫有刺激性气味，三氧化硫有腐蚀性，不可能产生CO和CO2。2．在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的铁屑，反应完全后将固体滤出，下列说法中正确的是()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＋和Fe3＋C.若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe3＋和Fe2＋，一定不含Cu2＋D.答案：D【解析】氧化性Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，加入铁粉后有固体剩余，Fe3＋一定不存在；若剩余固体全部都是Cu，溶液中还可能有Cu2＋，也可能恰好被完全置换；若剩余固体是Cu和Fe，则溶液中不可能有Cu2＋和Fe3＋。3．下列有关Fe3＋、Fe2＋的性质及应用的说法正确的是____________(填序号)。①Fe2(SO4)3易溶于水，所以可用作净水剂②向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉，可制得硫酸亚铁溶液③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④Fe2＋与H2O2在酸性溶液中的反应：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O⑤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答案：②③④⑤【解析】Fe3＋水解生成Fe(OH)3胶体，可用于净水，与Fe2(SO4)3是否易溶于水无对应关系，①错误；由于2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，②正确；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I2，③正确；H2O2具有强氧化性，能将Fe2＋氧化为Fe3＋，④正确；维生素C具有还原性，能防止硫酸亚铁片中的Fe2＋被氧化，⑤正确。4.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，向混合液中滴入KSCN溶液，溶液变红色，说明溶液中仍含有Fe3＋，能说明溶液中存在化学平衡2Fe3＋＋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＋，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，D项错误。7.铜的主要性质1）铜的重要化合物的性质及应用2）氢氧化铜——蓝色难溶物，是一种弱碱。3）铜盐①Cu2(OH)2CO3 Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜，呈eq\a\vs4\al(绿)色，是铜锈的主要成分，受热易分解的方程式为Cu2(OH)2CO3eq\o(=,\s\up7(△))2CuO＋H2O＋CO2↑。②CuSO4 CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾或胆矾。受热或遇浓硫酸，蓝色晶体变为白色粉末。无水CuSO4遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，可作为水或水蒸气的检验试剂。不能作为干燥剂。③铜盐的毒性 铜盐溶液有毒，主要是因为铜离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性失去生理活性，因此人们利用这一性质用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多液，用来杀灭植物的病毒。特别强调：反应CuSO4＋H2S=CuS↓＋H2SO4可说明CuS难溶于非氧化性强酸，但不能说明酸性H2S>H2SO4。课堂检测041.《淮南万毕术》中记载“曾青得铁，则化为铜，外化而内不化”，下列说法中正确的是() A．“化为铜”表明发生了氧化还原反应 B．“外化”时化学能转化为电能 C．“内不化”是因为内部的铁活泼性较差 D．反应中溶液由蓝色转化为黄色答案：A【解析】“曾青得铁，则化为铜”，反应的化学方程式是Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu，有元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，故A正确；反应过程中没有形成原电池，化学能没有转化为电能，故B错误；“内不化”是因为析出的铜覆盖在铁表面，内部的铁与硫酸铜不接触而不反应，不是因为内部的铁活泼性较差，故C错误；若硫酸铜完全反应，溶液由蓝色转化为浅绿色，故D错误。2.某实验小组利用Fe2O3、Cu2O的混合物制取较纯净的胆矾(CuSO4·5H2O)，实验方案如图所示：（1）稀硫酸溶解混合物时发生反应的离子方程式为Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2O、_________________________________。 (2)加H2O2的目的是________________，其反应的离子方程式为______________________ __________________________________________________。(3)溶液乙中加入适量CuO时发生反应的离子方程式为____________________。(4)操作Ⅰ主要包括________、________、过滤、洗涤、晾干等步骤。答案：(1)Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O、 Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋ (2)氧化Fe2＋为Fe3＋H2O2＋2H＋＋2Fe2＋=2Fe3＋＋2H2O (3)3CuO＋2Fe3＋＋3H2O=2Fe(OH)3↓＋3Cu2＋ (4)蒸发浓缩冷却结晶【解析】(1)Fe2O3、Cu2O中加入过量酸，Fe2O3生成Fe3＋，Cu2O生成Cu和Cu2＋，Fe3＋又氧化Cu为Cu2＋。(2)溶液甲中含有Fe2＋，加H2O2的目的就是氧化Fe2＋为Fe3＋。(3)加入CuO的目的是调节pH，使Fe3＋水解成Fe(OH)3而除去。 提升训练1.铁的氧化物有很多，在中学化学中经常提到的有FeO、Fe2O3和Fe3O4，而且在一定条件下它们之间是可以相互转化的，例如：在1400℃以上的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4。下列有关说法正确的是()A．FeO、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体B．Fe3O4常写成FeO·Fe2O3，其中既有＋2价的Fe，又有＋3价的Fe，所以Fe3O4是一种混合物C．热稳定性：Fe2O3>Fe3O4D．FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应，且反应类型均为复分解反应答案：D【解析】FeO和Fe3O4均为黑色固体，Fe2O3为红棕色固体，故A错误；Fe3O4是一种纯净物，化合价是一种复合化合价，故B错误；在1400℃以上的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4，说明四氧化三铁稳定，故C错误；FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应生成盐和水，反应过程中无元素化合价变化，反应类型均为复分解反应，故D正确。下列说法错误的是()①向NaClO溶液中滴入少量FeSO4溶液，反应的离子方程式为2Fe2＋＋ClO－＋2H＋=Cl－＋2Fe3＋＋H2O②向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液，再滴加H2O2溶液，溶液变成血红色，说明Fe2＋既有氧化性又有还原性③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，溶液呈血红色，则稀硝酸将Fe氧化为Fe3＋④向某溶液中滴加氯水后再加入KSCN溶液，溶液呈红色，溶液中一定含有Fe2＋⑤在溶液中加KSCN溶液显红色，证明原溶液中有Fe3＋，无Fe2＋A．①②③④ B．①②③④⑤C．②③④ D．②③④⑤答案：B【解析】①NaClO溶液为碱性溶液，滴入少量硫酸亚铁溶液时，亚铁离子被ClO－氧化，离子方程式中不能写H＋而应写水且生成Fe(OH)3沉淀，错误；②向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液再滴加H2O2溶液，H2O2溶液将Fe2＋氧化为Fe3＋，溶液变为血红色，体现Fe2＋的还原性，不能说明Fe2＋具有氧化性，错误；③将稀硝酸加入过量铁粉中，生成Fe(NO3)2、NO和水，由于铁粉过量，故溶液中无Fe3＋，加入KSCN后溶液不会变红，错误；④若溶液中有Fe3＋无Fe2＋时也会出现红色，若先加入KSCN溶液，无明显现象，再滴入氯水呈红色可证明原溶液中含Fe2＋，错误；⑤加入KSCN溶液，溶液显红色，说明一定含有Fe3＋，但无法确定是否含有Fe2＋。错误。3.准确称取某种铁的氧化物2.88g，用足量的CO进行还原，将生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4.00g，则这种铁的氧化物为()A．Fe3O4 B．Fe2O3C．FeO D．以上都不是答案:C【解析】4.00gCaCO3沉淀的物质的量为0.04mol，则CO、CO2的物质的量也为0.04mol，增加的氧元素为0.04mol，质量为0.04mol×16g·mol－1＝0.64g，铁的氧化物中氧元素质量为0.64g，铁元素质量为2.88g－0.64g＝2.24g，铁的氧化物中铁元素与氧元素的物质的量之比为eq\f(2.24g,56g·mol－1)∶0.04mol＝1∶1，则这种铁的氧化物的化学式为FeO。4.有一块铁的“氧化物”样品，用140mL5.0mol·L－1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()A．Fe2O3B．Fe3O4C．Fe4O5D．Fe5O7答案:D【解析】根据2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋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，故n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝0.05∶0.2＝1∶4，故该氧化物可表示为FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。5.在Fe2(SO4)3溶液中，加入ag铜，完全溶解后，再加bg铁，充分反应后得到cg残余固体，且a>c，则下列说法正确的是() A．残余固体是铜和铁 B．最后得到的溶液中一定含有Cu2＋ C．将残余固体加入稀硫酸中，有气泡产生 D．最后得到的溶液中可能含有Fe3＋答案：B【解析】因为a>c，说明bg铁完全反应，溶液中含Cu2＋、Fe2＋，不含Fe3＋，B正确。6.下列除杂的操作不正确的是()A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量镁充分反应后过滤B．FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤C．CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤D．CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反应后过滤答案：C【解析】FeCl3溶液中存在水解平衡：FeCl3＋3H2OFe(OH)3＋3HCl，加入Mg与 H＋反应，平衡右移，使Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，A正确；加入过量铁粉，FeCl3与Fe反应生成FeCl2而达到除杂的目的，B正确；C项中加入NaOH溶液，Cu2＋、Fe3＋均转化成氢氧化物沉淀，不符合除杂要求，错误；先用H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再利用FeCl3的水解，加入CuO与H＋反应将Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，D正确。7.将一定量的SO2通入FeCl3溶液中，取混合溶液分别进行下列实验，能证明SO2与FeCl3溶液发生了氧化还原反应的是()选项实验操作现象A加入NaOH溶液生成红褐色沉淀B加入Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀C加入酸性KMnO4溶液紫色褪去D加入K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液生成蓝色沉淀答案：D【解析】如果SO2与FeCl3溶液发生了氧化还原反应，硫元素的化合价由＋4升为＋6，铁元素的化合价由＋3降为＋2，因此证明二者发生氧化还原反应，实际上就是证明混合液中存在SOeq\o\al(2－,4)或Fe2＋。加入NaOH溶液Fe2＋和Fe3＋都能转化为沉淀，且最终均变为红褐色的氢氧化铁沉淀，A项错误；SO2溶于水使溶液呈酸性，酸性条件下NOeq\o\al(－,3)具有强氧化性，与二氧化硫溶液发生氧化还原反应生成SOeq\o\al(2－,4)，因此会干扰SOeq\o\al(2－,4)的检验，应改为氯化钡溶液，B项错误；二氧化硫与Fe2＋均能使酸性高锰酸钾溶液褪色，前者会干扰Fe2＋的检验，C项错误；铁氰化钾溶液遇Fe2＋生成特殊的蓝色沉淀，遇Fe3＋则无此现象，因此能证明SO2与FeCl3溶液混合时发生了氧化还原反应，D项正确。8.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)。下列说法正确的是() A．导管g的作用是增强装置的气密性 B．试剂X和试剂Y分别为浓硫酸、饱和食盐水 C．直接用E接收产物比用导管连接D、E的优点是可防止堵塞 D．出于简化装置的目的，F装置可拆除答案：C【解析】导管g的作用是平衡气压，保证液体顺利滴下，A错误；为得到干燥纯净的Cl2，应先用饱和食盐水除去HCl，再通过浓硫酸干燥气体，B错误；FeCl3易潮解，而F中的浓硫酸起到干燥的作用，防止G中水蒸气进入D中，不能拆除，D错误。9.下列关于Fe3＋、Fe2＋性质实验的说法错误的是()A．用如图装置可以制备Fe(OH)2B．配制FeCl3溶液时，先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度C．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，此现象不能确定溶液中含有Fe2＋D．向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋被氧化答案：C【解析】反应开始时生成的H2进入B中，可排出其中的空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化，一段时间后关闭止水夹C，A中硫酸亚铁进入B中可生成Fe(OH)2，A项正确；FeCl3易水解，为抑制水解配制溶液时先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度，B项正确；Fe3＋与铁反应可生成Fe2＋，则向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋被氧化，D项正确。10.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)。下列说法正确的是()A．导管g的作用是平衡气压，便于液体滴下B．试剂X和试剂Y分别为浓硫酸、饱和食盐水C．直接用E接收产物比用导管连接D、E的优点是可防止堵塞D．出于简化装置的目的，F装置可拆除答案：AC【解析】为得到干燥纯净的Cl2，应先用饱和食盐水除去HCl，再通过浓硫酸干燥气体，B错误；FeCl3易潮解，而F中的浓硫酸起到干燥的作用，防止G中水蒸气进入D中，不能拆除，D错误。11.欲探究浓硫酸与Fe共热反应后铁元素的价态，设计下列实验，请填空： 将反应后试管中的溶液稀释。取少量溶液，滴入3～5滴________溶液，若溶液呈红色，则证明含有Fe3＋，否则不含Fe3＋；取少量溶液，滴入3～5滴________溶液，若溶液褪色，则证明含有Fe2＋，否则不含Fe2＋。若实验证明反应后的溶液中只含有Fe3＋，则反应的化学方程式是________________________________。答案：KSCN酸性KMnO42Fe＋6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O12.绿矾被广泛用于医药和工业领域，工业上两种制备绿矾(FeSO4·7H2O)的流程如图所示，根据题意回答下列问题：方法一：利用黄铜矿粉(主要成分为CuFeS2)制取绿矾 (1)试剂a和试剂b分别是________________，操作1的名称是________。(2)有一种细菌在有氧气存在的稀硫酸中，可以将CuFeS2氧化成硫酸盐，写出该反应的化学方程式：________________________。方法二：利用工业废铁屑制取绿矾(3)加入适量Na2CO3溶液的作用是____________。(4)操作Ⅰ需要用到的玻璃仪器名称有__________________________________________。(5)通过检验COeq\o\al(2－,3)来判断操作Ⅰ是否洗涤干净，检验的方法是_____________________。答案：(1)稀H2SO4、铁粉过滤(2)4CuFeS2＋17O2＋2H2SO4=4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O(3)除去油污(4)烧杯、玻璃棒、漏斗(5)取少量最后一次的洗涤液于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则已经洗涤干净；若有白色沉淀生成，则未洗涤干净【解析】(1)由流程图可知滤渣2为Fe(OH)3，而目标产物为绿矾(FeSO4·7H2O)，所以试剂a为稀H2SO4，起溶解作用，b为铁粉，起还原作用；由流程图可知操作1为过滤，其作用为除去过量的铁粉。(2)由题意可知，在细菌的作用下，氧气氧化黄铜矿的反应方程式为4CuFeS2＋17O2＋2H2SO4=4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O。(3)COeq\o\al(2－,3)水解时使溶液呈碱性，可以除去油污。(4)因为操作Ⅰ为过滤与洗涤，所用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗。13.某小组在验证反应“Fe＋2Ag＋=Fe2＋＋2Ag”的实验中检测到Fe3＋，发现和探究过程如下。向硝酸酸化的0.05mol·L－1硝酸银溶液(pH≈2)中加入过量铁粉，搅拌后静置，烧杯底部有黑色固体，溶液呈黄色。(1)检验产物①取出少量黑色固体，洗涤后，____________________________________(填操作和现象)，证明黑色固体中含有Ag。②取上层清液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有__________。(2)针对“溶液呈黄色”，甲认为溶液中有Fe3＋，乙认为铁粉过量时不可能有Fe3＋，乙依据的原理是______________________________________________(用离子方程式表示)。针对两种观点继续实验：①取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液变红，证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生，且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关，对比实验记录如下：序号取样时间/min现象ⅰ3产生大量白色沉淀；溶液呈红色ⅱ30产生白色沉淀，较3min时量少；溶液红色较3min时加深ⅲ120产生白色沉淀，较30min时量少；溶液红色较30min时变浅(资料：Ag＋与SCN－生成白色沉淀AgSCN)②对Fe3＋产生的原因作出如下假设：假设a：可能是铁粉表面有氧化层，能产生Fe3＋；假设b：空气中存在O2，由于________________________________(用离子方程式表示)，可产生Fe3＋；假设c：酸性溶液中的NOeq\o\al(－,3)具有氧化性，可产生Fe3＋；假设d：根据____________________________________________现象，判断溶液中存在Ag＋，可产生Fe3＋。③下述实验可证实假设a、b、c不是产生Fe3＋的主要原因。实验：向硝酸酸化的__________溶液(pH≈2)中加入过量铁粉，搅拌后静置，不同时间取上层清液滴加KSCN溶液。3min时溶液呈浅红色，30min后溶液几乎无色。答案：(1)①加硝酸加热溶解固体，再滴加稀盐酸，产生白色沉淀②Fe2＋(2)2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋②4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O加入KSCN溶液后产生白色沉淀③0.05mol·L－1NaNO3【解析】(1)①黑色固体溶于热的硝酸溶液后，向其中加入稀盐酸，产生白色沉淀，可证明黑色固体中含有Ag。②可利用K3[Fe