2025北京高一（上）期末化学汇编：铁及其化合物（解答题）

第1页/共1页2025北京高一（上）期末化学汇编铁及其化合物（解答题）一、解答题1．（2025北京丰台高一上期末）某小组同学探究Fe(NO3)3溶液中Fe3+和的氧化性。资料：0.1mol/LFe(NO3)3溶液的pH=1.7。实验1：向淀粉碘化钾试纸上滴0.1mol/LFe(NO3)3溶液，淀粉KI试纸变蓝。(1)实验1证明：Fe(NO3)3溶液中含有具有氧化性微粒的理由是。(2)依据Fe(NO3)3在水溶液中的电离和溶液呈酸性，小组同学做出猜想，并设计完成了以下实验。猜想1：酸性条件下，氧化了I-。猜想2：Fe3+氧化了I-。实验序号实验操作实验现象2向淀粉碘化钾试纸上滴Xmol/LNaNO3溶液(用盐酸调节pH=1.7)淀粉碘化钾试纸变蓝3向淀粉碘化钾试纸上滴0.1mol/LFeCl3溶液淀粉碘化钾试纸变蓝①实验2的目的是为了证明猜想1，则X=。②甲同学认为实验3证明了猜想2成立，写出Fe3+氧化I-的离子方程式。乙同学认为以上实验不严谨，进一步通过实验排除了空气中氧气的干扰，证明了猜想1和猜想2成立。(3)比较0.1mol/LFe(NO3)3溶液中Fe3+和的氧化性。实验4：向1mL0.2mol/LFeCl2溶液(用盐酸调节pH=1.7)中先滴加KSCN溶液，再加入_______。①将实验4补充完整。②实验4中观察到实验现象为，证明0.1mol/LFe(NO3)3溶液中，氧化性＞Fe3+。2．（2025北京人大附中高一上期末）某小组同学向pH=1的0.5mol∙L-1的FeCl3溶液中分别加入过量的Cu粉和Zn粉，探究溶液中氧化剂的微粒及其还原产物。(1)理论分析依据金属活动性顺序，Cu和Zn可将Fe3+还原为Fe的金属是。(2)实验验证实验金属操作、现象及产物I过量Cu一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质Ⅱ过量Zn一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3~4，取出固体，固体中未检测到Fe单质①实验Ⅱ中生成的红褐色沉淀为。②对实验Ⅱ未检测到Fe单质进行分析及探究。i．a．甲认为实验Ⅱ中，当Fe3+、H+浓度较大时，即使Zn与Fe2+反应置换出少量Fe，Fe也会被Fe3+、H+消耗。写出Fe与Fe3+、H+反应的离子方程式。b．乙认为在pH为3∼4的溶液中即便生成Fe也会被H+消耗。设计实验(填实验操作和现象)，证实了此条件下可忽略H+对Fe的消耗。c．丙认为产生的红褐色沉淀包裹在Zn粉表面，阻碍了Zn与Fe2+的反应。实验证实了Zn粉被包裹。ii．查阅资料：0.5mol∙L-1Fe3+开始沉淀的pH约为1.2，完全沉淀的pH约为3。结合a、b和c，重新做实验Ⅱ，当溶液pH为3~4时，不取出固体，向固-液混合物中持续加入盐酸，控制pH＜1.2，(填实验操作和现象)，待pH为3~4时，取出固体，固体中检测到Fe单质。3．（2025北京通州高一上期末）兴趣实验小组探究金属单质与溶液的反应，进行了如下实验。已知：i．溶液显酸性。ii．和都能被磁铁吸引。【理论分析】(1)镁与铜的金属活动性顺序从强到弱是。【实验验证】序号操作现象Ⅰ在盛有溶液的烧杯中，投入过量的铜片。一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色。Ⅱ在盛有溶液的烧杯中，投入过量的镁条。镁条表面有大量气体产生，此时检测到溶液中存在。20s后观察到镁条表面开始有黑色固体生成，一段时间后烧杯底部产生红褐色沉淀。(2)实验Ⅰ中所得溶液，存在的主要金属阳离子有(填离子符号)。(3)小组同学取实验Ⅰ的少量溶液于试管中，滴加KSCN溶液后继续滴加少量氯水，可检验实验Ⅰ中所得溶液中有生成，检测到溶液中存在该粒子，依据的现象是。(4)对Ⅱ中的实验现象进行分析与探究①产生的气体是。②请用离子方程式解释“检测到溶液中含有”的原因：。③经下列实验探究黑色固体中含有的主要物质。i．黑色固体可以被磁铁吸引；ii．将黑色固体用蒸馏水洗涤后，加入稀盐酸，产生大量气泡；iii．向ii反应后的溶液中滴加KSCN溶液，无变化。a．黑色固体中一定含有的物质是。b．小组同学认为上述实验无法确定黑色固体中是否含有，理由是。【实验结论】金属活动性会影响金属单质与溶液反应的产物。4．（2025北京西城高一上期末）某同学利用下图所示的装置进行铁与水蒸气反应的实验。(1)铁与水蒸气反应的化学方程式是。(2)检验气密性后，加热试管，肥皂液中有气泡产生，该现象不能说明有生成。理由是。(3)为探究试管中固体的成分，继续实验：取少量反应后固体于试管中，加入过量盐酸，加热至固体完全溶解，再滴加KSCN溶液，若溶液变红，推测固体的成分：；若溶液未变红，原因是(用离子方程式表示)。5．（2025北京石景山高一上期末）某兴趣小组同学为探究黑木耳中的含铁量，进行如下实验。资料：i．紫色溶液在酸性条件下具有强氧化性，其还原产物是。ii．遇到产生蓝色沉淀，可用来检验。I．为确定黑木耳中含有铁元素，甲同学设计实验方案如下。(1)从稀硫酸浸取后的混合物中得到溶液的操作是，该操作用到的玻璃仪器有、烧杯和玻璃棒。(2)检验滤液中的不适宜用溶液，原因是。(3)步骤④检验所用试剂是溶液。II．测黑木耳中铁元素的含量：乙同学另取克黑木耳重复实验得溶液，进行实验。(4)物质只能选用。a．

b．

c．(5)步骤⑥反应的离子方程式是：。______________________(6)乙同学取出滤液于锥形瓶中，消耗浓度为的酸性溶液，计算黑木耳中铁元素的质量分数。(用计算式表示)III．丙同学发现溶液在空气中久置后会被氧化，因此进行了如下探究实验：浓度溶液起始实验现象半小时3小时a0.51.5无明显现象浅黄色b0.53.0浅黄色黄色c0.55.0浅黄色，有浑浊自半小时后变黄的速度比快，有红褐色沉淀生成(7)写出在空气中久置生成红褐色沉淀的反应的离子方程式。(8)根据上表实验结果可得影响溶液氧化快慢的因素有。6．（2025北京大兴高一上期末）工业上用溶液作印刷电路铜板的腐蚀液。化学小组采用不同方法对腐蚀废液(阳离子主要有、、和)进行处理。方法一：将溶液加入废液并调节溶液pH，处理流程如下。已知：部分金属离子沉淀的pH(起始浓度为(0.1mol·L-1)开始沉淀pH4.72.77.6完全沉淀pH6.73.79.6(1)步骤Ⅰ中加入溶液的目的是将(填“氧化”或“还原”)为。(2)步骤Ⅱ中需要调节的pH范围是。(3)溶液C中含有大量。取少量溶液C于试管中，滴加NaOH溶液，观察到的现象是；写出该过程中发生氧化还原反应的化学方程式。(4)①溶液A、溶液B和固体C中都含有(填“Fe”或“Cu”)元素。②将溶液C和溶液D回收后，通入可以再转化为腐蚀液，写出该反应的离子方程式。(5)方法二：将和空气的混合气体通入腐蚀废液，其转化如下图(CuS不溶于水)。①过程ⅰ中，生成CuS反应的离子方程式为。②下列关于该转化过程的说法中，正确的是(填字母)。a．过程ⅱ中的氧化剂是b．过程ⅲ中没有化合价变化c．利用该转化可以回收S7．（2025北京西城高一上期末）查阅资料显示：在氧化还原反应中，氧化剂所表现的氧化性强弱与反应产物的状态和对应元素价态有关。化学小组探究Cu与Fe2(SO4)3溶液的反应，实验如下：序号方案现象ⅰ振荡试管，观察到溶液变为蓝色，充分反应后，试管底部有Cu粉剩余ⅱ取实验ⅰ中的上层清液，向其中滴加1mol∙L-1KSCN溶液溶液局部变红，同时产生白色沉淀(经检验是CuSCN)，振荡试管，红色消失(1)实验ⅰ中发生反应的离子方程式是。(2)实验ⅱ中检测到Fe3+，依据的实验现象是。①对Fe3+产生的原因提出如下假设：假设1：溶液中的Fe2+被氧化，离子反应方程式是。假设2：在实验ⅱ的条件下，Fe2+被Cu2+氧化。②设计实验验证假设，其中试剂a是，ⅳ的现象是。序号方案试剂现象ⅲa放置较长时间，溶液不变红ⅳa和b___________③实验结论：假设1不成立，假设2成立。(3)由实验i得出氧化性：Fe3+Cu2+(填“＞”或“＜”)，而根据实验ⅱ发生的反应可知，Fe3+和Cu2+的氧化性强弱关系相反。运用氧化还原反应规律解释原因：。8．（2025北京八中高一上期末）黄铜矿主要成分是二硫化亚铁铜()。黄铜矿经熔炼、煅烧后得到粗铜和炉渣，冶炼过程的主要反应有：①②(1)反应②中还原剂是。(2)某校学习小组用炼铜产生的炉渣(含、、、等)制备铁红，进行如下实验。①炉渣碱浸时反应的离子方程式是和。②滤渣1中加入盐酸并通入氧气可使转化为，该反应的离子方程式是；为检验铁元素是否被氧化完全，应进行的实验是：取少量滤液2于试管中，。9．（2025北京清华附中高一上期末）菠菜中含有比较丰富的铁元素，某研究小组设计如下方案测定其含量。【铁元素的分离】(1)在坩埚中将mg菠菜高温灼烧，使之完全灰化。用足量的酸充分溶解，过滤(滤渣中不含铁元素)，将滤液在100mL容量瓶中定容，得溶液A。其中铁元素的存在形式是Fe2+、。【铁元素的测定】研究小组提出如下三种测量方案。i．沉淀法：取10mL溶液A，向其中加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤沉淀、灼烧、称量。(2)请写出生成红褐色沉淀的方程式：。该方案误差较大。ii．比色法：另取10mL溶液A，流程如下。(3)用离子方程式解释加入H2O2的目的是：。(4)写出加入KSCN后发生反应的离子方程式：。(5)溶液颜色越深，光的透过能力越差，即透光率越小，含铁量越(填“高”或“低”)。(6)若不加入H2O2，测出菠菜中铁元素的含量(填“偏大”或“偏小”)。iii．高锰酸钾滴定法：(7)另取10mL溶液A，向其中加入足量X，X可能是。a．Na

b．Mg

c．Fe

d．Cu向滤液C中滴入bmol/LKMnO4溶液，至反应完全，共消耗KMnO4溶液cmL。(8)请写出与Fe2+反应的离子方程式：。(9)计算样品中铁元素的质量分数。10．（2025北京朝阳高一上期末）化学小组研究铁与氯气的反应。资料：①饱和氯水中主要粒子的浓度：②，pH越小，相应的越大，溶液酸性越强。Ⅰ．常温时，干燥的氯气不与铁反应，工业生产中可将液氯储存在钢瓶中。Ⅱ．加热条件下，铁能与氯气发生反应，化学方程式为_______。Ⅲ．研究小组探究常温下铁与氯水的反应，实验如下：序号实验试剂a现象ⅰ2mL饱和氯水产生少量气泡，溶液为浅黄色；后不再产生气泡ⅱ2mL盐酸产生较多气泡，溶液接近无色；一段时间后，不再产生气泡此时溶液(1)补全Ⅱ．中方程式：。氯气溶于水制得氯水，溶解过程中发生反应的化学方程式为。(2)进行实验ⅲ，检测实验ⅰ、ⅱ所得溶液中的金属离子，发现溶液颜色与取样时间有关。取样时间10mn取实验ⅰ溶液滴加KSCN溶液浅红色红色深红色取实验ⅱ溶液滴加KSCN溶液无色无色极浅的粉红色实验ⅰ所得溶液中一定含有，上述实验证明不是起主要作用的氧化剂，证据是。(3)进行实验ⅳ，证明实验ⅰ中、HClO不是与铁发生反应的主要氧化剂。实验ⅳ：①取2mL溶液，加入与实验ⅰ相同的铁丝，放置，无明显变化。滴加KSCN溶液，未见明显现象。②向①的溶液中加入填试剂调节溶液，放置，溶液呈现极浅的粉红色。后，溶液呈浅红色。(4)实验小组对于实验ⅰ中作氧化剂时生成的可能过程进行猜想：假设1：Fe与HCl反应生成被氯水氧化为。假设2：在水的作用下，铁与反应生成。继续进行实验，证明若没有假设1的过程，假设2也成立。实验方案及现象为。综上，铁与氯气在不同条件下的反应不同，说明物质变化是有条件的。11．（2025北京海淀高一上期末）某实验小组探究与溶液的反应。资料：i．溶液呈酸性，并且浓度越大，溶液酸性越强，pH越低。ii．酸性条件下，若溶液pH增大，可能会产生沉淀。iii．的特征性质是遇溶液产生蓝色沉淀。小组同学将打磨光亮的镁条(过量)放入下列溶液中，发现如下现象。实验溶液现象I溶液镁条表面产生大量气体，溶液pH增大，随后表面产生红褐色固体II溶液镁条表面快速产生大量气体，溶液pH增大，随后表面产生黑色固体经检验，实验II中的黑色固体为。(1)实验I、II产生气体的化学式为。(2)分别取实验I、II所得溶液，滴加溶液，发现均存在，依据的现象是，用离子方程式表示产生的原因：。继续探究实验I没有产生的原因，甲同学对比实验II，认为是实验I中浓度太低，乙同学则认为是实验I中不只转化为，导致浓度太低，并设计实验III证实了他的猜测。(3)补全实验III的实验方案：将打磨光亮的镁条(过量)放入，发现镁条表面产生黑色固体。丙同学参照上述实验，设计实验IV，进一步探究实验I没有产生Fe的原因。实验溶液现象IV溶液(加盐酸调)镁条表面快速产生大量气体，溶液pH增大，随后产生黑色固体(4)对比实验I和IV，解释实验I中不能产生Fe的原因。(5)综合以上实验，影响Mg与溶液反应的因素有。(6)下列推测不合理的是(填序号)。a．向实验II所得溶液中加入酸性溶液，发现紫红色褪去，说明有b．过量的与溶液反应能生成c．过量的与溶液(加盐酸调)反应能生成12．（2025北京房山高一上期末）某小组同学为探究的溶液中氧化剂的微粒及其还原产物。进行如下实验：序号加入试剂现象ⅰ加入过量的Cu粉一段时间后，溶液变为蓝绿色ⅱ加入过量的Zn粉一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液的pH为3~4，取出固体，固体中未检测到Fe单质。ⅲ加入过量的Mg粉有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3~4，取出固体，固体中检测到Fe单质。资料：铁氰化钾溶液与溶液反应会产生蓝色沉淀。理论分析：(1)依据金属活动性顺序，Cu、Zn、Mg中可将还原为Fe的金属是。实验探究：(2)小组同学对实验ⅱ未检测到Fe单质进行分析和探究猜测一、甲同学认为反应初期浓度较大时，即使Zn和反应置换出少量Fe，Fe也会被消耗。写出Fe和反应的离子方程式。猜测二、乙同学认为在pH为3~4的溶液中，即使Zn和反应置换出少量Fe，Fe会被消耗。设计实验：取少量铁粉，加入，再加入铁氰化钾溶液无蓝色沉淀生成，即可证实此条件可以忽略对Fe的消耗。猜测三、丙同学认为产生的红褐色沉淀包裹在Zn粉上，阻碍了Zn和反应。实验证实了Zn粉被包裹。查阅资料：在pH约为1.2的溶液中开始转化为红褐色沉淀，溶液的pH约为3时完全转化为红褐色沉淀。(3)结合资料和猜测，重做实验ⅱ，当溶液pH为3~4时，不取出固体，向固-液混合物中持续滴加盐酸，控制，当观察到且溶液颜色变浅时停止加入盐酸，待pH为3~4时，取出固体，固体中检测到Fe单质。实验结论：(4)对比实验ⅱ和实验ⅲ可得出结论：，而金属Mg不断产生氢气使得沉淀难以覆盖在金属表面，Mg能够直接与发生置换反应制取出Fe。13．（2025北京八中高一上期末）某化学兴趣小组为探究、、的氧化性强弱，设计了如下实验：(1)①A中发生反应的化学方程式是。②整套实验装置存在一处明显的不足，请指出。(2)用改进后的装置进行实验，实验过程如下：实验操作实验现象结论打开活塞a，向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸；然后关闭活塞a，点燃酒精灯。D装置中：溶液变红E装置中：水层溶液变黄，振荡后，层无明显变化。、、的氧化性由强到弱的顺序为：因忙于观察和记录，没有及时停止反应，D、E中均发生了新的变化。D装置中：红色慢慢褪去。E装置中：层先由无色变为橙色，后颜色逐渐加深，直至变成红色。为探究上述实验现象的本质，小组同学查得资料如下：i．性质与卤素单质类似。氧化性：。ii．和反应生成，它呈红色(略带黄色)，沸点约5℃，与水可以发生复分解反应。iii．、均可溶于水。①请推测D装置中溶液褪色的原因。②欲探究E中颜色变化的原因，设计实验如下：用分液漏斗分离出E的下层溶液，蒸馏、收集红色物质，取少量，加入溶液，结果观察到仅有白色沉淀产生。请结合化学用语解释仅产生白色沉淀的原因。③将少量通入到碘化钾溶液中，该反应的化学方程式为。④将通入的溶液中发生反应，被氧化的和的物质的量之比是。14．（2025北京清华附中高一上期末）铁黄(FeOOH)是一种重要的化工产品。为制备高品质铁黄，需先制备少量铁黄晶种。I．晶种的制备制备过程及现象是：向一定浓度的溶液中加入氨水，产生白色沉淀，并很快变成灰绿色。滴加氨水至pH为6.0时，开始通空气并记录pH变化如下。资料：本实验中，不同下价铁元素的存在状态：存在状态、(1)产生白色沉淀的离子方程式是。(2)结合方程式解释曲线变化：①时段，白色沉淀被氧化，，不变，pH几乎不变。②时段，发生如下反应：(配平)，增大，pH明显降低。______________________+______________________FeOOH___________③后，pH几乎不变，此时溶液中仍降低，但增加，且降低量大于增加量。结合总方程式说明原因：。II．产品颜色探究铁黄为黄色，但制得的晶种为黄褐色。欢乐小组提出两个猜想：猜想1：铁黄中混有黑色物质，混合后颜色变深。猜想2：铁黄中混有黄褐色物质。(3)针对猜想1，小欢提出方案：将样品用盐酸充分溶解后，加入高锰酸钾溶液，紫色褪去，证明铁黄中含有。小乐认为该方案不严谨，原因是。后经实验证实该制备条件下几乎不产生。(4)针对猜想2，进行下列实验，证实黄褐色晶种中含有。①请选出合适的试剂搭配：。A．，B．，C．，②洗涤黄褐色晶种的目的是。③进一步实验证实黄褐色晶种含有少量。写出由生成黄褐色沉淀的离子方程式：。III．产品纯度测定铁黄纯度可以通过产品的耗酸量确定。资料：，不与稀碱液反应。(5)Wg铁黄样品共消耗硫酸的物质的量为mol(列出计算式即可)。(6)假定铁黄样品除外，不含其他杂质。①算得铁黄纯度(质量分数)为。②加入溶液不足会使测定纯度偏小，原因是。

参考答案1．(1)淀粉KI试纸变蓝说明生成了I2，I-变为I2化合价升高，则Fe(NO3)3溶液中的微粒化合价降低，具有氧化性(2)0.32Fe3++2I-=2Fe2++I2(3)1mL0.6mol/LNaNO3溶液溶液先无明显变化，后变为血红色(或者溶液红色加深)【分析】I2遇淀粉溶液变为蓝色，向淀粉碘化钾试纸上滴0.1mol/LFe(NO3)3溶液，淀粉KI试纸变蓝，说明溶液中有氧化性微粒将I-氧化为I2，导致淀粉溶液变为蓝色。根据Fe(NO3)3溶液电离和溶液显酸性，猜测可能是在酸性条件下H+、将I-氧化为I2；也可能是Fe3+氧化I-氧化为I2。若要证明酸性条件下H+、将I-氧化为I2，应该使两次溶液中浓度相同；若要证明Fe3+氧化I-为I2，应该使溶液pH=1.7，Fe3+浓度是0.1mol/L，而不能含有。根据反应Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3检验Fe3+的产生与存在。【详解】（1）在实验1中向淀粉碘化钾试纸上滴0.1mol/LFe(NO3)3溶液，淀粉KI试纸变蓝，说明反应产生了I2，则证明0.1mol/LFe(NO3)3溶液中含有氧化性微粒；（2）①要采用控制变量方法研究。在实验2中，溶液中含有，溶液pH=1.7，无Fe3+，结果淀粉碘化钾试纸变蓝，说明在pH=1.7，含有时I-能够被氧化为I2，故溶液中的浓度应该为0.3mol/L，故NaNO3溶液的浓度c(NaNO3)=X=0.3mol/L；②向淀粉碘化钾试纸上滴0.1mol/LFeCl3溶液，淀粉碘化钾试纸变蓝，说明反应产生了I2，则证明Fe3+也具有强氧化性，将I-氧化为I2，反应的方程式为：2Fe3++2I-=2Fe2++I2；（3）向1mL0.2mol/LFeCl2溶液(用盐酸调节pH=1.7)中先滴加KSCN溶液，无明显现象，再加入1mL0.6mol/LNaNO3溶液，溶液变为血红色，说明在酸性条件下，将Fe2+氧化为Fe3+，Fe3+与SCN-作用，使溶液变为血红色，从而证明在酸性条件下，氧化性：＞Fe3+。故①将实验4补充完整为再加入1mL0.6mol/LNaNO3溶液；②实验4中观察到实验现象为溶液先无明显变化，后变为血红色(或者溶液红色加深)2．(1)Zn(2)Fe(OH)3Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑取实验Ⅱ中pH为3~4的上层清液，加入少量铁粉，观察到铁粉表面几乎不产生气泡观察到红褐色沉淀逐渐溶解，有气泡产生，待溶液颜色褪去(变浅)，停止加盐酸【分析】该实验的目的是探究氯化铁溶液与过量铜粉、锌粉反应时，溶液中氧化剂的微粒及其还原产物。由实验现象可知，实验Ⅰ中发生的反应为过量的铜与溶液中的Fe3+反应生成亚铁离子和铜离子；实验Ⅱ中发生的反应为Fe3+在溶液中发生水解反应生成氢氧化铁和H+，锌与溶液中的H+反应生成H2，促进水解平衡右移，导致Fe3+转化为氢氧化铁沉淀，氢氧化铁沉淀包裹锌粉，阻碍了Zn与Fe2+的反应；重新做实验Ⅱ，当溶液pH为3~4时，不取出固体，向固-液混合物中持续加入盐酸，控制pH＜1.2，此时Fe(OH)3固体溶解后，锌与Fe3+反应生成的Fe2+继续被锌还原，从而生成铁，据此解答。【详解】（1）Cu和Zn都可将Fe3+还原为Fe2+，依据金属活动性顺序，Zn可将Fe2+还原为Fe，所以Cu和Zn可将Fe3+还原为Fe的金属是Zn；（2）①加入Zn粉后，与溶液中的H+作用，从而促进Fe3+水解生成氢氧化铁沉淀，则实验Ⅱ中生成的红褐色沉淀为Fe(OH)3；②a．Fe与Fe3+反应生成Fe2+，Fe与H+反应生成Fe2+和H2，反应的离子方程式为：Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑；b．设计实验证实pH为3∼4的溶液可忽略H+对Fe的消耗，则只需在实验Ⅱ中pH为3~4的上层清液中加入Fe粉，观察是否有气泡产生，则实验方案为：取实验Ⅱ中pH为3~4的上层清液，加入少量铁粉，观察到铁粉表面几乎不产生气泡；ii．丙认为产生的红褐色沉淀包裹在Zn粉表面，阻碍了Zn与Fe2+的反应。为了证实Zn粉被Fe(OH)3沉淀包裹，需用盐酸先将Fe(OH)3沉淀溶解，让Zn暴露出来，再与Fe3+接触，再检测是否有Fe生成。则重新做实验Ⅱ，当溶液pH为3~4时，不取出固体，向固-液混合物中持续加入盐酸，控制pH＜1.2，观察到红褐色沉淀逐渐溶解，有气泡产生，待溶液颜色褪去(变浅)，停止加盐酸，待pH为3~4时，取出固体，固体中检测到Fe单质。3．(1)(2)(3)滴入KSCN后无明显现象，滴入氯水后溶液变红(4)氢气Fe若存在，稀盐酸与反应产生的可与Fe继续反应生成，导致在iii中检测不到，与没有得到的iii中现象相同【分析】中的反应为：，实验的反应涉及到，由于水解显酸性，单质镁产生氢气，由于氢离子不断被消耗，导致水解平衡正向移动，产生红褐色沉淀沉淀；同时镁被氧化，；剩余的镁可以继续和发生置换反应，。据此分析作答。【详解】（1）根据金属活动顺序，。（2）实验中的反应为：，答案为：。（3）实验中生成了，加入和氯水的目的是检验的存在。被氯水氧化为，然后发生反应：。答案为：；滴入后无明显现象，滴入氯水后溶液变红。（4）①根据分析可知，产生的气体是氢气。答案为：氢气。②镁将还原为，离子方程式：。答案为：。③根据分析可知，黑色固体中一定含有的物质是。与酸反应，，生成的与铁单质可以继续反应，生成，这样，在步骤中检测不到。答案为：；若存在，稀盐酸与反应产生的可与继续反应生成，导致在中检测不到，与没有得到的中现象相同。4．(1)(2)加热后试管中的空气也能使肥皂液产生气泡(3)一定有可能有Fe【分析】湿棉花加热产生水蒸气与热的铁粉反应，生成Fe3O4和氢气，氢气通入肥皂泡中产生气泡，并用火柴点燃验证生成的氢气。【详解】（1）铁与水蒸气反应的化学方程式是：；（2）检验气密性后，加热试管，肥皂液中有气泡产生，该现象不能说明有H2生成。理由是：加热后试管中的空气也能使肥皂液产生气泡；（3）Fe3O4与盐酸反应得到Fe3+和Fe2+，Fe3+遇到KSCN溶液显示红色，取少量反应后固体于试管中，加入过量盐酸，加热至固体完全溶解，再滴加KSCN溶液，若溶液变红，推测固体的成分一定有Fe3O4，可能有Fe；若未变红色，可能是Fe3+与Fe反应生成Fe2+，离子方程式为：。5．(1)过滤漏斗(2)溶液中存在，加溶液生成的红褐色沉淀干扰沉淀时的特征现象(3)(4)c(5)(6)或(7)或，(8)溶液的酸碱性(或)、物质的状态【分析】为确定黑木耳中含有铁元素，将黑木耳灼烧后的灰分用稀硫酸浸取，然后过滤，得到溶液A。取少量溶液A，加入溶液，得到蓝色沉淀，则证明A中含有；加入KSCN溶液，A的溶液变红，则含有。【详解】（1）用稀硫酸浸取，获得浊液，分离得到溶液A的操作是过滤；过滤用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒；（2）溶液A中存在，加溶液生成的红褐色沉淀干扰沉淀时的特征现象，故检验滤液中的不适宜用溶液；（3）由实验方案可知，步骤④中溶液变红，溶液遇KSCN变红，则步骤④检验所用试剂是KSCN溶液；（4）为测黑木耳中铁元素的含量，向滤液A中加入足量B，物质B具有还原性，将滤液A中的还原为，与酸性反应，根据的用量测定铁元素的含量。a．Na与水反应生成NaOH，能将、转化为沉淀，影响铁元素的测定结果，a不符合题意；b．Fe与滤液中的反应生成，使铁元素含量增大，从而使实验测定结果偏高，b不符合题意；c．Cu与滤液中的反应生成和，与不反应，不影响测定结果，c符合题意；答案选c。（5）步骤⑥中溶液在酸性条件下具有强氧化性，其还原产物是，被氧化为，离子方程式为：；（6）由方程式可知，，，则黑木耳中铁元素的质量分数；（7）在空气中久置会被氧化，生成红褐色沉淀，其形成过程分为两步：，，合并总反应的离子方程式为：；（8）根据实验数据可知，当pH从1.5升高到5.0时，3小时后溶液颜色变化分别是浅黄色、黄色、变黄速度更快并生成沉淀，氧化速率逐渐加快，说明溶液的酸碱性(或)影响溶液氧化快慢；实验c中，溶液开始半小时有浑浊，说明已经部分发生水解并生成，变黄的速度比快，3小时有红褐色沉淀生成，说明在空气中容易被氧化为，从而加快氧化，则溶液中物质的状态可以影响溶液氧化快慢。6．(1)氧化(2)3.7~4.7(或3.7≤pH＜4.7)(3)有白色沉淀生成，白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色(4)Cu(5)ac【分析】废液中含有Fe2+、Cu2+、Fe3+和H+，废液中加入H2O2将Fe2+氧化成Fe3+，再调节pH将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，溶液B中含有Cu2+和H+，加入过量铁粉，Fe与Cu2+反应生成Cu和Fe2+，与H+反应生成Fe2+，溶液C中主要为Fe2+，固体C含有Cu和剩余的Fe，加入稀盐酸，Fe与HCl反应生成溶液D为FeCl2溶液，过滤得到的固体为Cu。【详解】（1）步骤Ⅰ中加入溶液的目的是将氧化为；（2）步骤Ⅱ中调节pH值让铁离子完全沉淀，Cu2+不沉淀，需要调节的pH范围是：3.7~4.7；（3）Fe2+与NaOH溶液反应生成白色沉淀Fe(OH)2，Fe(OH)2迅速空气中氧气被氧化为Fe(OH)3，现象是：有白色沉淀生成，白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色；方程式为：；（4）①溶液A有Cu2+和Fe3+、溶液B中有Cu2+，固体C中有Fe和Cu，因此都含有Cu元素；②溶液C和溶液D都是FeCl2溶液，通入Cl2可以再转化为FeCl3腐蚀液，该反应的离子方程式为：；（5）过程i为：；过程ii为CuS+2Fe3+=Cu2++2Fe2++S；过程iii为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O。①过程ⅰ中，生成CuS反应的离子方程式为：；②a．过程ⅱ的反应为CuS+2Fe3+=Cu2++2Fe2++S，氧化剂是，a正确；b．过程ⅲ的反应为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，铁和氧的化合价有变化，b错误；c．总反应为2H2S+O2=2S↓+2H2O，利用该转化可以回收S，c正确；答案选ac。7．(1)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+(2)溶液局部变红空气(O2)4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O0.5mol∙L-1FeSO4溶液溶液变红，产生白色沉淀(3)＞实验ⅱ中生成CuSCN沉淀，使Cu2+的氧化性增强【分析】实验ⅰ中，将Cu粉(0.2g，物质的量为=0.003125mol)加入Fe2(SO4)3溶液(2mL0.25mol/L，Fe3+的物质的量为0.001mol)中，Cu(过量)与Fe3+发生氧化还原反应，生成Cu2+和Fe2+，反应结束后，溶液变为蓝色，试管底部有Cu粉剩余，则表明Fe3+全部转化为Fe2+。实验ⅱ中，取实验ⅰ中的上层清液，向其中滴加1mol∙L-1KSCN溶液，溶液局部变红[表明生成Fe(SCN)3]，同时产生白色沉淀(经检验是CuSCN)，表明Cu2+将Fe2+氧化为Fe3+。实验ⅲ中，KSCN溶液滴入FeSO4溶液中，放置较长时间，溶液不变红，表明空气中的O2未将Fe2+氧化为Fe3+；实验ⅳ中，往实验ⅲ所得溶液中再加入CuSO4溶液，溶液变红色，表明Cu2+将Fe2+氧化。【详解】（1）由分析可知，实验ⅰ中，Cu与Fe3+发生氧化还原反应，生成Cu2+和Fe2+，发生反应的离子方程式是2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+。（2）检验Fe3+时，常使用KSCN溶液，实验ⅱ中检测到Fe3+，依据的实验现象是：溶液局部变红。①溶液中的Fe2+被氧化为Fe3+时，可能是空气中氧气的作用，也可能是加入溶液中Cu2+的作用。假设1：溶液中的Fe2+被空气(O2)氧化为Fe3+，则在酸性溶液中，O2转化为H2O，依据得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒，可得出离子反应方程式是4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O。假设2：在实验ⅱ的条件下，Fe2+被Cu2+氧化。②2mL试剂+2滴1mol/LKSCN溶液，放置较长时间，溶液不变红，则未生成Fe3+，所以假设1不成立，实验ⅰ中生成Fe2+的浓度为0.5mol∙L-1，则其中试剂a是0.5mol∙L-1FeSO4溶液；假设2成立，表明在实验ⅱ的条件下，Fe2+被Cu2+氧化为Fe3+，Cu2+被还原为Cu+，则ⅳ的现象是：溶液变红，产生白色沉淀。（3）实验i中，Fe3+为氧化剂，Cu2+为氧化产物，则可得出氧化性：Fe3+＞Cu2+，而根据实验ⅱ发生的反应可知，Fe3+和Cu2+的氧化性强弱关系相反，则表明受生成沉淀的影响，Cu2+和Fe3+的氧化能力发生了改变，运用氧化还原反应规律解释原因：实验ⅱ中生成CuSCN沉淀，使Cu2+的氧化性增强。【点睛】在氧化还原反应中，氧化剂的氧化性不仅受价态的影响，还与反应产物的状态有关。8．(1)(2)滴入2∼3滴溶液，若有蓝色沉淀产生，则氧化不完全，反之则氧化完全【分析】炉渣中加入过量氢氧化钠溶液，SiO2、Al2O3溶于NaOH溶液，得到滤液①为Na2SiO3和Na[Al(OH)4]溶液和滤渣1，滤渣①中有SiO2和FeO，加入硫酸并通入氧气可使FeO转化为Fe3+，滤渣②是SiO2，滤液②中的Fe3+最终转化为Fe2O3。【详解】（1）反应②中，O元素的化合价由0价降至-2价，O2为氧化剂，Cu2S中Cu元素的化合价由+1价降低至0价，硫元素的化合价由-2价升高到+4价，被氧化，Cu2S既作还原剂又作还原剂，还原剂是Cu2S；（2）①炉渣中加入过量氢氧化钠溶液，SiO2、Al2O3溶于NaOH溶液，反应的离子方程式是，；②滤渣1中加入硫酸并通入氧气可使FeO转化为Fe3+，该反应的离子方程式是，；为检验铁元素是否被完全氧化，可检验滤液2中是否含有Fe2+，方法是：滴入2∼3滴溶液，若有蓝色沉淀产生，则氧化不完全，反之则氧化完全。9．(1)Fe3+(2)Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3↓(3)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O(4)Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3(5)高(6)偏小(7)d(8)(9)【分析】菠菜中铁元素的存在形式是Fe2+、Fe3+，可以采用不同方法测定。一种方法是向其中加入足量NaOH，Fe3+反应产生Fe(OH)3沉淀；Fe2+与足量NaOH反应先产生Fe(OH)2沉淀，Fe(OH)2会被氧化生成Fe(OH)3沉淀，然后灼烧Fe(OH)3沉淀分解产生Fe2O3，根据反应产生的Fe2O3计算；第二种方法是采用比色方法，先用H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，然后向反应后的溶液中滴入KSCN溶液，反应产生Fe(SCN)3，使溶液显红色，测其透光率，再根据数据进行处理；第三种方法是向溶液中加入足量Cu，使Fe3+反应转化为Fe2+，再用酸性KMnO4标准溶液滴定，根据反应消耗KMnO4标准溶液的体积，结合电子守恒计算Fe2+的物质的量，进而可得Fe元素的含量。【详解】（1）根据分析，溶液A中铁元素的存在形式是Fe2+、Fe3+；（2）溶液A中含有的Fe3+与OH-反应产生Fe(OH)3红褐色沉淀，离子方程式为：Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓；溶液中含有的Fe2+先与OH-反应产生Fe(OH)2白色沉淀，发生反应：Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓；Fe(OH)2不稳定，会被O2氧化为红褐色Fe(OH)3沉淀，反应的方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3↓；（3）Fe2+具有还原性，在酸性条件下会被H2O2氧化为Fe3+，H2O2被还原为水，该反应的离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；（4）向含有Fe3+的溶液中滴入KSCN溶液，发生离子反应：Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3，产生Fe(SCN)3使溶液变为血红色；（5）溶液颜色越深，光的透过能力越差，即透光率越小，含铁量越高；（6）由于Fe2+不能与KSCN溶液反应使溶液变为血红色，因此若不加H2O2，溶液中的Fe2+就不能转化为Fe3+，也就不能再进一步发生反应：Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3，因此会导致测出菠菜中铁元素的含量偏小；（7）Fe2+具有还原性，会被酸性KMnO4溶液氧化为Fe3+，而Fe3+不能被酸性KMnO4溶液氧化，因此要测定菠菜中Fe元素的含量，应该先将溶液中Fe3+还原为Fe2+，同时不能引入Fe元素，也不能降低溶液中Fe的含量。Na、Mg具有强的还原性，与水反应产生碱，电离产生OH-，导致溶液中Fe元素含量减少，因此会影响Fe元素的测定；Fe与Fe3+会发生反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+，导致Fe含量增大；而Cu与Fe3+会发生反应：Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+，又不影响Fe元素的含量，故合理选项是d；（8）酸性KMnO4溶液与Fe2+发生氧化还原反应，产生Fe3+、Mn2+、H2O，该反应的离子方程式为：；（9）反应消耗KMnO4的物质的量是n(KMnO4)=bmol/L×c×10-3L=bc×10-3mol，则10mL溶液中含有Fe的物质的量是n(Fe)=5n(KMnO4)=5bc×10-3mol，故mg菠菜样品中Fe元素的含量为=。10．(1)⇌(2)实验ii中溶液长时间放置，溶液中的依然很小或实验ii的溶液放置后，滴加KSCN溶液，只变为极浅的粉红色(3)(4)将饱和氯水的pH调节约为3，加入铁丝，静置，再滴加KSCN溶液，观察到溶液呈现红色【详解】（1）加热条件下，铁能与氯气发生反应生成，根据反应物和生成物及反应条件书写方程式为，氯气溶于水制得氯水，和反应生成HCl、HClO，反应方程式为：⇌；（2）实验ii中反应后的溶液放置后，滴加KSCN溶液，只变为极浅的粉红色，说明后溶液中很小，被氧化的程度很小，则上述实验证明不是起主要作用的氧化剂的证据是实验ii中溶液长时间放置，溶液中的依然很小或实验ii的溶液放置后，滴加KSCN溶液，只变为极浅的粉红色；（3）①饱和氯水中，HClO最终电离出，则①取的NaClO溶液物质的量浓度应该和饱和氯水中相等，为；②盐酸抑制和反应，所以应该向①的溶液中加入硫酸调节溶液；（4）实验ii中过量铁丝和稀盐酸反应后的溶液pH约等于3，且Fe丝有剩余，继续进行实验，证明若没有假设1的过程，假设2也成立，应该将氯水溶液的pH调为3，排除HCl和Fe丝反应，同时检验氯水和Fe丝混合后的溶液中含有即可，其实验方案和现象为将饱和氯水的pH调节约为3，加入铁丝，静置，再滴加KSCN溶液，观察到溶液呈现红色。11．(1)(2)产生蓝色沉淀(3)溶液(4)实验I中，随着溶液pH增大，部分转化为沉淀，导致形成的浓度过小，不足以继续与Mg反应置换出Fe(5)溶液pH，溶液浓度(6)ab【分析】实验I：溶液呈酸性，pH＝2，加入过量的镁条，镁与氢离子反应生成H2，溶液pH增大，产生红褐色沉淀，同时也可将还原为；实验II：溶液呈酸性，pH＝1，加入过量的镁条，镁与氢离子反应生成H2，溶液pH增大，同时也可将还原为，过量镁条继续和反应生成铁单质，在表面上产生黑色固体。【详解】（1）由分析知，实验I、II产生的气体为，故答案为：；（2）分别取实验I、II所得溶液，滴加溶液，遇产生蓝色沉淀；由分析可知单质镁将还原为，其离子方程式为，故答案为：产生蓝色沉淀；；（3）乙同学认为浓度太低导致没有产生Fe，可将打磨光亮的镁条(过量)放入溶液，观察是否产生黑色固体Fe，故答案为：溶液；（4）对比实验I和IV，溶液浓度未变，pH变化，实验IV中pH较小，酸性较强，未生成沉淀，从而可保证生成的浓度足够大，能与Mg反应置换出Fe，故答案为：实验I中，随着溶液pH增大，部分转化为沉淀，导致形成的浓度过小，不足以继续与Mg反应置换出Fe；（5）对比以上实验可知，影响Mg与溶液反应的因素有溶液pH，溶液浓度，故答案为：溶液pH，溶液浓度；（6）a．实验II所得溶液中含有氯离子，酸性溶液也可氧化氯离子，紫红色褪去，不能说明有，故a推测不合理；b．活泼性，所以不能将置换出来，即过量的与溶液反应不能生成，故b推测不合理；c．由实验IV可推知，过量的与溶液(加盐酸调)反应能生成，故c推测合理；故选ab。12．(1)Zn、Mg(2)实验ⅱ中pH为3~4的上层清液(或pH为3~4的稀盐酸)(3)红褐色沉淀逐渐溶解，有气泡产生(4)Zn的活泼性比Mg弱，Zn与FeCl3溶液反应缓慢易被Fe(OH)3沉淀包裹，阻止了置换反应的发生【分析】实验ⅰ中，加入过量的Cu，Cu与Fe3+发生反应：，一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色；实验ⅱ中，加入过量的Zn，发生反应：，有气泡产生，pH逐渐增大，使得Fe3+转化为大量的红褐色氢氧化铁沉淀，无气泡冒出，固体中未检测到Fe单质，原因可能是铁离子的干扰以及氢氧化铁沉淀对锌粉的包裹；实验ⅲ中，加入过量Mg，发生反应：，由于Mg很活泼，该反应非常剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3~4时，取出固体，固体中检测到Fe单质，对比实验ⅱ和ⅲ，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被氢氧化铁沉淀包裹，实验ⅲ的固体中检测到Fe单质，据