1、1第 8 讲 铁及其化合物A 组 基础题组1.(2018 北京昌平期末)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )A.Fe FeCl2 Fe(OH)2B.Cl2 Ca(ClO)2 HClOC.S SO2 H2SO4D.Na Na2O NaOH2.下列有关说法不正确的是( )A.常温下浓硫酸能使铝发生钝化,可在常温下用铝制贮罐贮运浓硫酸B.铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到 Fe3O4C.金属铝排在金属活动性顺序中氢元素的前面,铝与强酸反应一定放出氢气D.将铁粉加入 FeCl3、CuCl 2的混合溶液中,充分反应后剩余的固体中不一定有铁3.向 Cu、Fe 和 Fe2O3的混
2、合物中加入足量稀硫酸发生反应。下列说法正确的是( )A.反应后溶液可能呈中性B.反应停止后一定有固体剩余C.反应过程中一定有氧化还原反应发生D.若只有 Cu 剩余,向溶液中滴入铁氰化钾溶液不会产生蓝色沉淀4.Fe 和 Mg 与 H2SO4反应的实验如下:实验现象Fe 表面产生大量无色气泡Fe 表面产生气泡后迅速停止Mg 表面迅速产生大量气泡Fe 表面有大量气泡,Mg 表面有少量气泡关于上述实验的说法不合理的是( )A.中产生气体的原因是:Fe+2H + Fe2+H22B.取出中的铁棒放入 CuSO4溶液立即析出红色固体C.中现象说明 Mg 在浓 H2SO4中没被钝化D.中现象说明 Mg 的金属
3、性比 Fe 强5.实验:0.005 molL-1 FeCl3溶液和 0.015 molL-1 KSCN 溶液各 1 mL 混合得到红色溶液 a,均分溶液 a 置于 b、c 两支试管中;向 b 中滴加 3 滴饱和 FeCl3溶液,溶液颜色加深;再向上述 b 溶液中滴加 3 滴 1 molL-1 NaOH 溶液,溶液颜色变浅且出现浑浊;向 c 中逐渐滴加 1 molL-1 KSCN 溶液 2 mL,溶液颜色先变深后变浅。下列分析不正确的是( )A.实验中增大 Fe3+浓度使平衡 Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3正向移动B.实验中发生反应:Fe 3+3OH- Fe(OH)3C.实验和中溶液
4、颜色变浅的原因相同D.实验、均可说明浓度改变对平衡移动的影响6.(2017 北京东城期末,19)从宏观现象探究微观本质是重要的化学学科素养。以 FeCl3溶液为实验对象,探究其与碱性物质之间反应的多样性。实验如下:(1)中反应的离子方程式是 。 (2)中逸出的无色气体是 。从物质类别的角度分析,Na 2CO3与 Na2SO3在化学性质方面的共性是 (写一条);从化合价的角度分析,Na 2CO3与 Na2SO3在化学性质方面的差异是(写一条) 。 (3)对于中的实验现象,同学们有诸多猜测,继续进行实验:.甲取中的红棕色溶液少许,滴入少量盐酸酸化的 BaCl2溶液,产生白色沉淀。甲得出结论:FeC
5、l 3与 Na2SO3发生了氧化还原反应,离子方程式是 。 .乙认为甲的实验不严谨,重新设计并进行实验,证实了甲的结论是正确的,其实验方案是 3。 (4)受以上实验的启发,同学们对 pH8 的 1 mol/L NaF 溶液与 FeCl3溶液混合时的现象产生了兴趣并进行实验:向 2 mL 0.2 mol/L FeCl3溶液中滴入 2 mL 1 mol/L NaF溶液,溶液变无色实验操作及现象 向 2 mL 0.2 mol/L FeCl3溶液中滴入 2 mL 蒸馏水,溶液颜色变浅.的实验目的是 。 .为探究中溶液变无色的原因,进行如下实验:资料显示:FeF 3溶液为无色。用平衡移动原理解释红褐色沉
6、淀产生的原因: 。 (5)根据实验,FeCl 3溶液与碱性物质之间的反应的多样性与 有关。 B 组 提升题组7.(2017 北京顺义二模,28)某兴趣小组制备氢氧化亚铁沉淀:实验现象实验 1产生白色絮状沉淀,迅速变为灰绿色,振荡,试管壁上有红褐色沉淀生成(1)实验 1 中产生白色沉淀的离子方程式是 。 (2)为了探究沉淀变灰绿色的原因,该小组同学展开如下探究:甲同学推测灰绿色物质为 Fe(OH)2和 Fe(OH)3的混合物。查阅资料后根据调色原理认为白色和红褐色的调和色不可能是灰绿色,并设计实验证实灰绿色物质中不含有 Fe(OH)3,方案是 。 4乙同学查阅文献:Fe(OH) 2在大量 S 存
7、在的情况下形成 Fe6(SO4)2(OH)4O3(一种氧基碱式复盐)。并设计对比实验证实该假设:向试管中加入 ,再往试管中加入 ,振荡,现象与实验 1 相同,结论是该假设不成立。 乙同学继续查阅文献:Fe(OH) 2沉淀具有较强的吸附性,灰绿色可能是由 Fe(OH)2表面吸附Fe2+引起的。推测所用的硫酸亚铁溶液的浓度应越小越好;氢氧化钠溶液浓度应越大越好;设计了如下实验方案:试管中为 10 mLNaOH 溶液滴加 FeSO4溶液 实验现象实验 2 6 mol/L NaOH 溶液 0.2 mol/L FeSO4溶液产生悬浮于溶液中的白色沉淀(带有少量灰绿色),沉淀下沉后,大部分灰绿色沉淀变为白
8、色实验 3 6 mol/L NaOH 溶液 0.1 mol/L FeSO4溶液产生悬浮于溶液中的白色沉淀(带有极少量灰绿色),沉淀下沉后,底部都为白色沉淀该实验得出的结论是 ;能说明灰绿色是由 Fe(OH)2表面吸附 Fe2+引起的证据是 。丙同学认为该实验方案不足以证明灰绿色是由 Fe(OH)2表面吸附 Fe2+引起的,还需补充的实验是 ,证明该假设成立。 (3)丙同学探究温度对氢氧化亚铁制备实验的影响:取少量灰绿色沉淀,在水浴中加热,颜色由灰绿变白,且有絮状白色沉淀下沉,原因为 。 (4)根据以上实验探究,若尽可能制得白色 Fe(OH)2沉淀,需要控制的实验条件是 。 8.(2017 北京
9、理综,28)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 0.05 molL-1硝酸银溶液(pH2)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。 取上层清液,滴加 K3Fe(CN)6溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中含有 。 5(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: 取上层清液,滴加 KSCN 溶液,溶液变红,证实了甲的猜测
10、。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 3 产生大量白色沉淀;溶液呈红色 30产生白色沉淀,较 3 min 时量少;溶液红色较 3 min 时加深 120产生白色沉淀,较 30 min 时量少;溶液红色较30 min 时变浅(资料:Ag +与 SCN-生成白色沉淀 AgSCN)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 N 具有氧化性,可产生 Fe3+;假设 d:根据 现象,判
11、断溶液中存在 Ag+,可产生 Fe3+。 下述实验可证实假设 a、b、c 不是产生 Fe3+的主要原因。实验可证实假设 d 成立。实验:向硝酸酸化的 溶液(pH2)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。3 min 时溶液呈浅红色,30 min 后溶液几乎无色。 实验:装置如下图。其中甲溶液是 ,操作及现象是 。 (3)根据实验现象,结合方程式推测实验中 Fe3+浓度变化的原因: 。答案精解精析A 组 基础题组61.B A 项,铁与氯气在点燃条件下反应只能生成 FeCl3;B 项,Cl 2与氢氧化钙反应能生成Ca(ClO)2和 CaCl2,Ca(ClO)2与 CO
12、2反应可以生成 HClO;C 项,SO 2与水反应生成 H2SO3;D 项,金属钠在加热条件下与氧气反应生成 Na2O2,常温下缓慢氧化生成 Na2O。 2.C A 项,浓硫酸具有强氧化性,能使铝发生钝化,因此常温下可用铝制贮罐贮运浓硫酸;B 项,铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气;C 项,金属铝和氧化性酸(硝酸、浓硫酸等)反应得不到氢气;D 项,各物质的用量不确定,所以充分反应后剩余固体中不一定有铁。3.C A 项,反应后生成的盐属于强酸弱碱盐,溶液显酸性;B 项,涉及的反应有:Fe+2H+ Fe2+H2,Fe 2O3+6H+ 2Fe3+3H2O,Cu+2Fe3
13、+ Cu2+2Fe2+,Fe2O3足量时,不会有固体剩余;C 项,Fe 与 H+的反应及 Cu 与 Fe3+的反应均为氧化还原反应;D 项,若有铜剩余,则溶液中无 Fe3+,有 Fe2+,滴入 K3Fe(CN)6会产生蓝色沉淀。6. 答案 (1)3Mg(OH) 2+2Fe3+ 2Fe(OH)3(胶体)+3Mg 2+(2)CO2 都为强碱弱酸盐,都能与强酸反应 Na 2CO3无还原性;Na 2SO3具有较强的还原性(3).2Fe 3+S +H2O 2Fe2+S +2H+.取中的红棕色溶液少许,滴加铁氰化钾溶液,出现蓝色沉淀(4).排除加水稀释对溶液颜色变化的影响.无色溶液中存在平衡:Fe 3+3
14、F- FeF3,加入 NaOH 后,Fe 3+更易与 OH-结合生成难溶的Fe(OH)3(5)碱性物质的 pH、离子的性质解析 (2)Na2CO3与 Na2SO3都为强碱弱酸盐,都能与强酸反应;但 Na2CO3中碳元素为最高正价,无还原性;Na 2SO3中硫元素为+4 价,处于中间价态,具有较强还原性。7(3)S 被 Fe3+氧化的离子方程式为 2Fe3+S +H2O 2Fe2+S +2H+,反应中 Na2SO3过量,甲中的沉淀也可能是 BaSO3,故应检验 Fe3+是否被还原为 Fe2+。 (5)通过实验可以看到,FeCl 3溶液与碱性物质之间的反应的多样性与碱性物质的 pH 及离子的性质有
15、关。B 组 提升题组7. 答案 (1)Fe 2+2OH- Fe(OH)2解析 (1)实验 1 中氢氧化钠与硫酸亚铁反应生成氢氧化亚铁白色沉淀,离子方程式为Fe2+2OH- Fe(OH)2。(2)证实灰绿色物质中不含有 Fe(OH)3,可将沉淀溶解,检验其中是否含有铁离子。用等浓度、等体积的氯化亚铁与等浓度、等体积的氢氧化钠溶液反应与实验 1 对比即可证实假设是否成立。由实验可知:在氢氧化钠溶液浓度一定的条件下,硫酸亚铁溶液的浓度越小,产生白色沉淀的现象越明显;实验 2 中沉淀下沉后,大部分灰绿色沉淀变为白色,实验 3 中沉淀下沉后,底部都为白色沉淀,说明灰绿色是由 Fe(OH)2表面吸附 Fe2+引起的;要证实假设成立,需要向实验 2(或实验 3)的白色沉淀中继续加入过量的硫酸亚铁溶液,白色沉淀变成灰绿色。(3)Fe2+在加热时易发生水解,生成 Fe(OH)2,因此颜色变白,同时沉淀的量增加,导致出现絮状白色沉淀。8. 答案 (1)加硝酸加热溶解固体,再滴加稀盐酸,产生白色沉淀8Fe 2+(2)2Fe3+Fe 3Fe2+4Fe 2+O2+4H+ 4Fe3+2H2O加入 KSCN 溶液后产生白色沉淀0.05 molL -1 NaNO3 FeSO4溶液
