1、考点互动探究考例考法直击教师备用习题,考试说明,第10讲 铁及其重要化合物,1.了解铁的主要性质及其应用。 2.了解铁的重要化合物的制备方法,掌握其主要性质及其应用。,知识梳理,考点一 铁的单质、氧化物和氢氧化物,Fe2O3xH2O,3Fe+2O2 Fe3O4,2Fe+3Cl2 2FeCl3,Fe+S FeS,3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2,Fe+2H+=Fe2+H2,钝化,Fe+Cu2+ = Fe2+Cu,Fe+2Fe3+ = 3Fe2+,红棕色,黑色,黑色,2.铁的氧化物,+3,+2,+3,FeO+2H+ = Fe2+H2O,+2,Fe3O4+8H+ =Fe2+2Fe3+4H2
2、O,Fe2O3+6H+ =2Fe3+3H2O,3.铁的氢氧化物 (1)Fe(OH)2是不溶于水的白色絮状物,易被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3,颜色由 色变为 色,最后变为 色,方程式为 。 (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(Fe2O3xH2O),Fe(OH)3受热易分解,方程式为 ;制取Fe(OH)3用可溶性铁盐与碱反应,离子方程式为 。,白,灰绿,红褐,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O,Fe3+3OH-=Fe(OH)3,对点自测 1.判断下列描述的正误(正确的打“”,错误的打“”) (
3、1)铁位于元素周期表中第四周期第B族( ) (2)氧化铁能与酸反应,所以可用于制作红色染料( ) (3)根据铁与Cl2、S反应的条件可以判断氯元素和硫元素的非金属性强弱( ) (4)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 ( ) (5)水溶液中Fe2+、H+、CO32-、ClO-可以共存 ( ) (6)活泼金属与水反应时,均生成氢氧化物和H2 ( ) (7)饱和FeCl3溶液为红褐色,Fe(OH)2为灰绿色 ( ) (8)Fe3O4可写作FeOFe2O3,所以Fe3O4是FeO和Fe2O3的混合物( ),答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8),解析
4、 (1)周期表中不存在第B族。 (2)氧化铁作红色燃料与其颜色有关,而与其化学性质无关。 (3)铁与氯气在点燃条件下反应生成氯化铁,铁与硫加热反应生成硫化亚铁,根据反应产物可判断硫元素和氯元素非金属性的强弱。 (4)铁在自然界中存在游离态,如陨石中铁以单质形式存在。 (5)Fe2+ 能被ClO-氧化,且H+与CO32-、ClO-不能共存。 (6)铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2。 (7)饱和FeCl3溶液为棕黄色,Fe(OH)2为白色。 (8)Fe3O4可写成FeOFe2O3,但Fe3O4是纯净物,并非FeO和Fe2O3的混合物。,2.铁有+2、+3价两种价态,单质铁与 (填下列编号,下同)
5、反应时只生成+3价铁;与 反应时只生成+2价铁;与 反应时既生成+2价铁也生成+3价铁。 所选试剂:Cl2 O2 H2O(g) S 盐酸 稀硝酸(足量) 稀硫酸 CuSO4溶液 FeCl2溶液,题组训练,题组一 铁及其氧化物的性质 1.下列物质能用化合反应直接制得的是 ( ) FeCl2 FeCl3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Cu2S A. B. C. D.全部,答案 A,2.铁是日常生活中使用最广泛的金属,下列关于铁的一些说法正确的是 ( ) A.常温下浓硫酸与铁不反应,故常温下可用铁制容器贮藏、贮运浓硫酸 B.铁是较活泼的金属,它与卤素单质(X2)反应的生成物均为FeX3 C.Fe(
6、OH)2易被氧化成Fe(OH)3,说明稳定性:Fe(OH)2Fe(OH)3 D.Fe3O4溶解于盐酸既有FeCl2又有FeCl3生成,故Fe3O4属于混合物,答案 C,解析 A项,常温下铁在浓硫酸中钝化,钝化是化学变化,错误;B项,铁与碘化合生成FeI2,错误;D项,四氧化三铁是纯净物,错误。,题组二 Fe(OH)2的制备 1.图3-10-1各装置中,不能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是 ( )A B C D 图3-10-1,答案 D,解析 因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3,即发生 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,因此要较长时间看到Fe
7、(OH)2白色沉淀,就要排除装置中的氧气或空气。A、B都是先用氢气将装置中的空气排尽,并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中;C的原理为铁作阳极产生Fe2+,与电解水产生的OH-结合生成Fe(OH)2,且液面用汽油保护,能防止空气进入;D由于试管中有空气,空气中的氧气能迅速将Fe(OH)2氧化,因而不能较长时间看到白色沉淀。,2.如图3-10-2所示,此装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑和6 molL-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中烧瓶应预先加入的药品是 。A中反应的离子方程式是 。 (2)实验开始时
8、先将止水夹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处止水夹,放入一部分空气,此 时B瓶中发生的反应为 。,答案 (1)铁屑 Fe+2H+=Fe2+H2 (2)打开 (3)待A装置反应一段时间后关闭止水夹a,FeSO4溶液被压入B中进行反应 (4)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,解析 A中发生反应Fe+2H+=Fe2+H2,产生的H2将Fe2+压入B中,发生反应Fe2+2OH-=Fe(OH)2;Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3,即发生反应4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
9、,方法小结 制备Fe(OH)2时防氧化措施 (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试管的亚铁盐溶液底部,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。,题组三 有关金属铁及其化合物的计算 1.2018辽宁营口质检 有一块铁的“氧化物”样品,用140 mL 5.0 molL-1盐酸恰好将之完全溶解,所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2,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.Fe2O3 B.Fe3O4 C.Fe4O
10、5 D.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+)=0.025 mol2=0.05 mol,根据电荷守恒得2n(Fe2+)+ 3n(Fe3+)=n(Cl-),则n(Fe3+)=0.2 mol,故n(Fe2+)n(Fe3+)=0.050.2=14,故该氧化物可表示为FeO2Fe2O3,即Fe5O7。,2.已知:Fe5O7可以看作Fe2O3和Fe3O4的混合物。现有Fe、Fe2O3、Fe5O7混合物共0.1 mol,加盐酸后固体全部溶解,共收集到0.01 mol H2,且向反应后的溶液中加入KSCN溶液不显红色,
11、则原混合物中铁的物质的量可能为( ) A.0.05 mol B.0.06 mol C.0.07 mol D.0.08 mol,答案 B,解析 加入盐酸溶解,Fe先与Fe3+反应,再与H+反应,Fe+2HCl=FeCl2+H2,生成 0.01 mol H2,与盐酸反应的Fe的物质的量为0.01 mol;反应后的溶液中加入KSCN溶液不显红色,说明不含Fe3+,溶液中全部为 Fe2+。假设0.1 mol混合物为Fe、Fe2O3的混合物,设原混合物中n(Fe)=x mol,则 n(Fe2O3)=(0.1-x)mol,n(Fe3+)=2(0.1-x)mol;,2.已知:Fe5O7可以看作Fe2O3和F
12、e3O4的混合物。现有Fe、Fe2O3、Fe5O7混合物共0.1 mol,加盐酸后固体全部溶解,共收集到0.01 mol H2,且向反应后的溶液中加入KSCN溶液不显红色,则原混合物中铁的物质的量可能为( ) A.0.05 mol B.0.06 mol C.0.07 mol D.0.08 mol,Fe + 2Fe3+=3Fe2+ 1 2 (x-0.01)mol 2(0.1-x)mol，计算得x=0.055。 假设0.1 mol混合物为Fe、Fe5O7的混合物,设原混合物中n(Fe)=y mol,则n(Fe5O7)= (0.1-y)mol,Fe5O7可以看作Fe2O3和Fe3O4的混合物,Fe3
13、O4可以看作由Fe2O3和FeO组成,则Fe2O3的物质的量为2(0.1-y)mol,Fe3+的物质的量为4(0.1-y)mol;,2.已知:Fe5O7可以看作Fe2O3和Fe3O4的混合物。现有Fe、Fe2O3、Fe5O7混合物共0.1 mol,加盐酸后固体全部溶解,共收集到0.01 mol H2,且向反应后的溶液中加入KSCN溶液不显红色,则原混合物中铁的物质的量可能为( ) A.0.05 mol B.0.06 mol C.0.07 mol D.0.08 mol,Fe + 2Fe3+=3Fe2+ 1 2 (y-0.01)mol 4(0.1-y)mol 计算得y=0.07。 所以0.1 mo
14、l的Fe、Fe2O3、Fe5O7的混合物,含有铁的物质的量为0.055 moln(Fe)0.07 mol,在此范围的铁的物质的量均符合题意。,1.Fe2+、Fe3+的性质及应用 (1)Fe2+的氧化性和还原性 Fe2+处于铁的中间价态,既有氧化性,又有还原性,其中以 为主,如:Fe2+遇Br2、Cl2、H2O2、NO3-(H+)等均表现 ;配制Fe2+的盐溶液时要加少量防止Fe2+被氧化。 (2)Fe3+的氧化性 Fe3+处于铁的高价态,只有 ,Fe3+能 Fe、Cu、HI、H2S等;Fe3+与S2-、I-、SO32-不能大量共存。,知识梳理,考点二 Fe2+和Fe3+的性质及其检验,还原性,
15、铁粉,还原性,氧化性,氧化,(3)Fe3+的水解 Fe(OH)3是极弱的碱,Fe3+易水解;Fe3+与 等水解相互促进的离子不能大量共存,配制Fe3+的盐溶液时要加少量相应的酸防止Fe3+水解或将其溶于较浓的相应酸中,再稀释到所需浓度,制备无水FeCl3时需在 气流中加热蒸干FeCl3溶液。 2.Fe3+、Fe2+的检验方法 (1)Fe2+的检验(写出相应的离子或化学方程式) 方法一:取出少量被检验的溶液,滴加KSCN溶液,无现象,再滴加氯水,若变成红色溶液,说明有Fe2+存在(鉴别时不能先滴加氯水)。 , 。,HCO3-、CO32-,2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-,HCl,Fe3+3S
16、CN-Fe(SCN)3(红色),方法二: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。 , 。 方法三:取少量溶液,滴加铁氰化钾K3Fe(CN)6溶液,若生成蓝色沉淀,说明原溶液含有Fe2+。这是检验Fe2+最好、最灵敏的方法。 3Fe2+2Fe(CN)63-=Fe3Fe(CN)62 (2)Fe3+的检验 方法一:取出少量被检验的溶液,滴加KSCN溶液,溶液变红,证明有Fe3+存在。 方法二: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。,Fe2+2OH-=Fe(OH)2,4Fe(OH)2
17、+O2+2H2O=4Fe(OH)3,对点自测 1.判断下列描述的正误(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)氢氧化铁与HI溶液仅能发生中和反应 ( ) (3)FeCl3溶液可用于铜制印刷线路板制作,是因为FeCl3能从含Cu2+的溶液中置换出铜 ( ) (4)检验Fe(NO3)2晶体是否变质:将样品溶于稀H2SO4后滴加KSCN溶液,观察溶液是否变红 ( ) (5)中性溶液中可能大量存在Fe3+、K+、Cl-、SO42- ( ) (6)FeCl3溶液与KSCN溶液反应的离子方程式为Fe3+3SCN-=Fe(SCN)3 ( ) (7)将FeCl3
18、溶液蒸干可得到FeCl3固体或晶体 ( ) (8)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+( ),答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8),答案 (1) (2) (3),解析 向稀HNO3中加入铁粉,开始时稀HNO3过量应生成Fe3+,随加入铁粉量的增加,HNO3反应完全后,发生反应2Fe3+Fe=3Fe2+,最后全部转化为Fe2+。,题组一 Fe3+、Fe2+ 的性质及应用 1.下列有关Fe3+、Fe2+的性质及应用的说法正确的是 (填序号)。 2016全国卷 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 2
19、016全国卷 将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中制备Fe(OH)3胶体 2016江苏卷 向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉:Fe3+Fe=2Fe2+ 2016江苏卷 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Fe3+的氧化性比I2的强 2016四川卷 Fe2+与H2O2在酸性溶液中的反应:2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O,题组训练,答案 ,解析 为了抑制Fe3+水解,可将FeCl3溶解在浓盐酸中,再加水稀释,正确; NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中,生成难溶于水的Fe(OH)3沉淀,应将饱和FeCl3溶液滴加到沸水中制备Fe
20、(OH)3胶体,错误;离子方程式前后不符合电荷守恒,错误;Fe3+氧化I-生成I2,淀粉遇I2变蓝色,该过程说明了Fe3+的氧化性强于I2,正确;所给离子方程式满足电子守恒、电荷守恒且符合实际,正确。,答案 C,解析 反应开始时生成的氢气进入B中,可排出氧气,防止生成的氢氧化亚铁被氧化,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,配制溶液时应防止溶液因水解而生成氢氧化铁沉淀,可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;滴加KSCN溶液不变色,滴加氯水后显红色,该溶液中一定含有Fe2+,C项错误;Fe3+与铁反应可生成F
21、e2+,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。,题组二 Fe3+、Fe2+ 的检验 1.2018山东济南测试 证明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的最佳实验方法是( ) A.先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后显红色 B.先滴加KSCN溶液,不显红色,再滴加氯水后显红色 C.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.只需滴加KSCN溶液,答案 B,解析 Fe2+和Fe3+检验设计是常考的热点。设计的步骤:先加KSCN溶液,无现象,可证明溶液中不含Fe3+,然后再滴加氯水,若溶液呈红色,说明溶液中含有Fe2+。,2.2018贵州贵阳一中模拟
22、下列中学常见实验的现象或表述正确的是 ( ) A.过量的铁投入到一定量的稀硝酸中,充分反应后取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液,溶液显红色 B.制备氢氧化亚铁时,向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液,边加边搅拌,即可制得白色的氢氧化亚铁 C.检验红砖中的氧化铁成分时,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23滴,溶液显红色即可证明 D.向CuSO4溶液中滴入过量NaOH溶液充分反应后,将混合液体倒入蒸发皿中充分加热煮沸,然后冷却、过滤,滤纸上的物体为蓝色固体,答案 C,解析 过量的铁粉与一定量的稀硝酸反应最终生成的是Fe2+,A项错误;制备氢氧化亚铁应避免被氧气氧化
23、,向硫酸亚铁溶液中加氢氧化钠溶液时应把胶头滴管的下端插入液面以下且不能搅拌,B项错误;CuSO4溶液中滴入过量NaOH溶液充分反应后生成Cu(OH)2沉淀,加热后过滤,滤纸上留有的是黑色的CuO,D项错误。,易错警示 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后的混合溶液加入足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN-); (2)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); (3)检验Fe3+的其他方法: Fe3+与过量的铁反应,溶液变为浅绿色。Fe3+与过量的
24、铜反应,溶液变为蓝绿色。Fe3+与淀粉-KI溶液反应,溶液变为蓝色。Fe3+与NaHCO3溶液反应,放出气体,产生红褐色沉淀。,知识梳理,考点三 “铁三角”的转化及应用,(1)向FeCl2溶液中滴加新制氯水: 。 (2)向FeCl3溶液中加入还原铁粉: 。 (3)将H2S气体通入FeCl3溶液中产生淡黄色沉淀: 。 (4)将FeCl3溶液滴入KI-淀粉溶液,溶液变蓝: 。 (5)用FeCl3溶液腐蚀废旧线路板上的铜箔: 。 (6)将H2O2滴入到酸性FeCl2溶液中: 。 (7)将FeCl2溶液滴入到稀HNO3溶液中,有无色气体放出:。,2Fe2+Cl2 =2Fe3+2Cl-,2Fe3+Fe
25、=3Fe2+,H2S+2Fe3+ =S+2Fe2+2H+,2I-+2Fe3+ =I2+2Fe2+,Cu+2Fe3+ =Cu2+2Fe2+,2Fe2+H2O2+2H+ =2Fe3+2H2O,3Fe2+NO3-+4H+=3Fe3+NO+2H2O,对点自测 1.判断下列描述的正误(正确的打“”,错误的打“”) (1)硫酸亚铁溶液中加入用硫酸酸化的H2O2:Fe2+2H+H2O2=Fe3+2H2O( ) (2)下列物质的转化在给定条件下能实现:Fe2O3 FeCl3(aq) 无水FeCl3( ) (3)氢氧化铁与HI溶液仅发生中和反应( ) (4)除去NH4Cl溶液中混有的Fe3+,可先加NaOH溶液
26、后过滤 ( ) (5)过量的Fe在Cl2中燃烧生成FeCl2,少量的Fe在Cl2中燃烧生成FeCl3 ( ) (6)向Fe(SCN)3溶液中加入Fe粉无现象发生( ),答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6),解析 (1)电荷不守恒。 (2)加热FeCl3溶液得不到FeCl3固体,因Fe3+会水解成Fe(OH)3。 (3)Fe3+和I-之间还发生氧化还原反应。 (4)引进了新杂质。 (5)Fe与Cl2反应只能生成FeCl3。 (6)Fe(SCN)3溶液存在平衡:Fe3+3SCN-Fe(SCN)3,加入Fe粉发生反应:2Fe3+Fe=3Fe2+,使上述平衡逆向移动,溶液红色变浅。,2
27、.除去括号中的杂质,并写出反应的离子方程式。 (1)FeCl2(Fe3+)除去方法: , 离子方程式: 。 (2)FeCl3(FeCl2)除去方法: , 离子方程式: 。 (3)Fe2(SO4)3(FeSO4)除去方法: , 离子方程式: 。 (4)FeCl2(Cu2+)除去方法: , 离子方程式: 。,加过量铁粉,过滤,2Fe3+Fe=3Fe2+,加入氯水或通入Cl2,2Fe2+H2O2+2H+=2H2O+2Fe3+,滴加H2O2,2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-,加入过量铁粉,过滤,Fe+Cu2+=Cu+Fe2+,题组一 铁及其化合物之间的转化 1.2018湖北荆门期末 在FeCl3、
28、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.若滤出的固体中含有铁和铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,一定不含Cu2+和Fe3+,题组训练,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
29、完全置换;若剩余固体是Cu和Fe,则溶液中不可能有Cu2+。,答案 C,解析 A项,由最终要得到氯化铁晶体及流程图知,b是盐酸,错误;B项,操作和操作是过滤,操作为蒸发结晶,所用仪器不相同,错误;C项,滤液Z和X中均含有氯化亚铁,因此c为氯气,正确;D项,酸性高锰酸钾溶液能氧化氯离子而褪色,因此不能用于检验是否含有亚铁离子,错误。,拓展 如何从FeCl3溶液中获得氯化铁晶体?,答案应在FeCl3溶液中边滴加盐酸,边小火加热,以抑制Fe3+的水解。,题组二 除去混合溶液中Fe3+、Fe2+ 的方法 1.2018湖南长沙模拟 Fe2+、Fe3+、Zn2+完全地形成氢氧化物沉淀的pH分别为6.7、3
30、.7、4.6。某硫酸锌酸性溶液中含有少量Fe2+、Fe3+杂质,为除去这些离子制得纯净的ZnSO4,应加入的试剂是 ( ) A.NaOH溶液 B.氨水 C.KMnO4、ZnCO3 D.H2O2、ZnO,答案 D,解析 由于Fe2+沉淀所需pH比Zn2+大,应首先将Fe2+氧化为Fe3+,然后调节溶液的pH使Zn2+还不沉淀时Fe3+沉淀完全。氧化剂 H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,ZnO能消耗溶液中的H+且不引入新的杂质离子,故D项符合要求。,2.2018湖南长沙模拟 下列各组物质中,X是主体物质,Y是少量杂质,Z是为除去杂质所要加入的试剂,其中所加试剂正确的一组是 ( ),答案 C,解析
31、A项,Cl2与主体物质反应,错误;B项,Fe与FeCl3先反应,错误;D项,引入Na+杂质。,规律小结 混合溶液中Fe3+、Fe2+ 的除去方法 (1)除去Mg2+中混有的Fe3+的方法 向混合溶液中加入Mg、MgO、MgCO3、Mg(OH)2中的一种,与Fe3+水解产生的H+反应,促进Fe3+的水解,将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去。 (2)除去Cu2+中混有的Fe3+的方法 向混合溶液中加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3中的一种,与Fe3+水解产生的H+反应,促进Fe3+的水解,将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去。 (3)除去Mg2+中混有的Fe2
32、+的方法 先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+,然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3+。,(4)除去Cu2+中混有的Fe2+的方法 先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+,然后再按(2)的方法除去溶液中的Fe3+。,题组三 “铁三角”转化中有关“量”的计算 1.在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中,Fe3+、Cu2+和Fe2+的物质的量之比为321,现加入适量铁粉,使溶液中三种离子物质的量之比变为124,则参加反应的铁粉与原溶液中Fe3+的物质的量之比为( ) A.21 B.12 C.13 D.14,答案 C,解析 因氧化性Fe3+Cu2
33、+Fe2+,加入适量的铁粉,使溶液中Fe3+、Cu2+和Fe2+物质的量之比变为124,说明Fe3+有剩余,则Cu2+没有参加反应,加入的Fe粉仅与Fe3+反应。设原溶液中含有Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量分别为3 mol、 2 mol、1 mol,反应后Fe3+、Cu2+和Fe2+物质的量之比变为124,则反应后,1.在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中,Fe3+、Cu2+和Fe2+的物质的量之比为321,现加入适量铁粉,使溶液中三种离子物质的量之比变为124,则参加反应的铁粉与原溶液中Fe3+的物质的量之比为( ) A.21 B.12 C.13 D.14,Fe3+、Cu
34、2+、Fe2+的物质的量分别为1 mol、2 mol、4 mol,故反应的Fe3+的物质的量为3 mol-1 mol= 2 mol,则参加反应的Fe的物质的量为1 mol,参加反应的铁粉与原溶液中Fe3+的物质的量之比为 1 mol3 mol=13。,答案 C,解析 该反应可以看作两步:Fe+4H+NO3-=Fe3+NO+2H2O,硝酸根离子过量,氢离子不足;2Fe3+Fe=3Fe2+。a表示Fe3+的关系曲线,A项正确;溶液中共有3 mol H+参加反应,消耗铁为0.75 mol,B项正确;P点n(Fe2+)=n(Fe3+),二者均为0.45 mol,C错误;剩余0.45 mol Fe3+,
35、消耗0.225 mol铜,质量为14.4 g,D项正确。,考例考法直击,1.2018江苏卷 下列有关物质性质的叙述一定不正确的是 ( ) A.向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液,溶液显红色 B.KAl(SO4)212H2O溶于水可形成Al(OH)3胶体 C.NH4Cl与Ca(OH)2混合加热可生成NH3 D.Cu与FeCl3溶液反应可生成CuCl2,答案 A,解析 Fe2+与SCN-不反应,A项错误;Al3+水解生成Al(OH)3胶体,B项正确;NH4Cl与Ca(OH)2共热生成NH3,C项正确;Cu与FeCl3反应生成CuCl2和FeCl2,D项正确。,考例考法直击,2.2016全国卷
36、某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题: (1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1 molL-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是 。 (2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为 。 (3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL 煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是 。 (4)丙组同学取10 mL 0.1 molL-1KI溶液,加入6 mL 0.
37、1 molL-1 FeCl3溶液混合。分别取 2 mL 此溶液于3支试管中进行如下实验: 第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色;,考例考法直击,第二支试管中加入1滴K3Fe(CN)6溶液,生成蓝色沉淀; 第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。 实验检验的离子是 (填离子符号);实验和说明:在I-过量的情况下,溶液中仍含有 (填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为 。 (5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为 ;一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是
38、,生成沉淀的原因是 (用平衡移动原理解释)。,答案 (1)防止Fe2+被氧化 (2)2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl- (3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响) (4)Fe2+ Fe3+ 可逆反应 (5)2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O Fe3+催化H2O2分解产生O2 H2O2分解反应放热,促进Fe3+的水解平衡正向移动,考例考法直击,解析 (1)FeCl2容易被空气中的O2氧化为FeCl3,由Fe+2FeCl3=3FeCl2可知,配制亚铁盐溶液时加入少量铁屑能防止Fe2+被氧化。(2)氯气有强氧化性,能将FeCl2氧化为FeCl3,即2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-。(3
39、)煤油不溶于水且密度比水小,浮在FeCl2溶液上面的煤油能隔绝空气,排除氧气对实验的影响。(4)Fe2+与黄色的铁氰化钾溶液反应生成蓝色的铁氰化亚铁沉淀,即3Fe2+2Fe(CN)63-=Fe3Fe(CN)62,则实验检验的离子是Fe2+;由实验推断,KI与FeCl3溶液发生氧化还原反应,生,考例考法直击,成物含有I2,实验说明I-过量的情况下,溶液中仍含有Fe3+;由上述现象推断,Fe3+没有完全还原为Fe2+,即KI与FeCl3的氧化还原反应是可逆反应。(5)H2O2是强氧化剂,能将Fe2+氧化成Fe3+,则有2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O;一段时间后,Fe3+能将H2O2
40、氧化成O2,离子方程式为2Fe3+H2O2=2Fe2+O2+2H+,上述两步反应的总反应方程式为2H2O2=O2+2H2O,Fe3+是该反应的催化剂,因而有气泡出现,且溶液变为棕黄色;由于上述反应放热,温度升高,H2O2反应生成水,起到了稀释作用,增大了溶液的pH,这些因素都能使水解平衡Fe3+3H2OFe(OH)3+3H+正向移动,因此能生成红褐色沉淀。,1.A由Al2O3、Fe3O4、Al、Cu中的某几种粉末混合而成,设计成分分析方案如下:下列分析不正确的是 ( ) A.当m1m2时,溶液a中阴离子只有一种 B.生成蓝色溶液的离子方程式为Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+ C.要确定混合
41、物中是否含Al,可取A加入适量稀盐酸 D.当m2-m3=2.96,Fe3O4的质量至少为2.32 g,答案 A,2.2018江西南昌模拟 通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是( ),答案 D,解析 A项,Fe3+氧化I-生成I2,淀粉遇I2变蓝;B项,红色斑点为铁锈,主要成分为Fe2O3;C项,Fe与稀HNO3反应不能生成H2,而是NO。,3.铁及其化合物在日常生产生活中用途广泛,利用FeSO4制备还原铁粉的工业流程如下:实验室中可用FeSO4(用铁粉和稀硫酸反应制得)和 NH4HCO3在如下装置模拟上述流程中的“转化”环节。(1)装置
42、A的名称是 ,装置B中盛放的药品 是 ,NH4HCO3盛放在装置 中。,(2)实验过程中,欲将生成的FeSO4溶液和NH4HCO3溶液混合,操作方法是 ,发生主要反应的离子方程式为 。FeSO4溶液要现用现配制的原因是 ,检验久置的FeSO4是否变质的方法是 。 (3)干燥过程的主要目的是脱去游离水,该过程中会有少量FeCO3在空气中被氧化为FeOOH,该反应的化学方程式为 ,取干燥后的FeCO3样品12.49 g,与炭混合后焙烧,最终得到还原铁粉6.16 g,计算样品中杂质FeOOH的质量为 g。,答案 (1)分液漏斗 铁粉 C (2)(待D处的氢气纯净后)关闭活塞3,打开活塞2 Fe2+2
43、HCO3-=FeCO3+CO2+H2O 亚铁离子易被氧化 取样品配成溶液,取少量溶液于试管中,再向试管中加入KSCN溶液,观察是否显红色 (3)4FeCO3+O2+2H2O=4FeOOH+4CO2 0.89,解析 (1)装置A是分液漏斗,盛放稀硫酸,装置B中盛放铁粉,稀硫酸与铁粉反应生成H2和FeSO4。装置C中盛放NH4HCO3。 (2)检验D处氢气已纯净时,表明装置中空气已排尽,关闭活塞3,打开活塞2,在氢气作用下将FeSO4溶液压入C中发生反应。FeSO4具有还原性,易被O2氧化,故 FeSO4溶液要现用现配。用KSCN溶液检验久置的FeSO4是否变质。,(3)FeCO3、H2O、O2反应生成FeOOH和CO2。设干燥后的FeCO3样品中FeCO3、FeOOH的物质的量分别为x、y,则x116 gmol-1+y89 gmol-1=12.49 g,56 gmol-1(x+y)=6.16 g,解得:x=0.1 mol,y=0.01 mol。故m(FeOOH)=0.89 g。,
