2024届高考化学一轮复习专题3第12讲铁及其重要化合物基础学案

这是一份2024届高考化学一轮复习专题3第12讲铁及其重要化合物基础学案，共34页。

铁及其氧化物
1．铁的位置、存在和物理性质
2．铁单质的化学性质(写出有关化学方程式)
铁的化学性质比较活泼，有较强的还原性。
(1)与非金属单质的反应
Fe与S反应：Fe＋Seq \(=====,\s\up9(△))FeS。
(2)与高温水蒸气的反应
常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：
3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up9(高温))Fe3O4＋4H2。
(3)与酸反应
(4)与盐(Fe3＋及金属活动性顺序表中铁之后的金属离子)反应
Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。
Fe遇冷的浓硫酸或浓硝酸发生钝化，原理是铁表面迅速形成一层致密的氧化物薄膜，不能认为两者不反应，该反应加热就可持续进行。
3．铁的氧化物
(1)物理性质
(2)化学性质(用离子方程式或化学方程式表示)
①FeO不稳定，在空气中受热生成Fe3O4：6FeO＋O2eq \(=====,\s\up9(△))2Fe3O4。
②FeO、Fe2O3都是碱性氧化物，分别与盐酸反应的离子方程式为：
FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O、Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。
③FeO、Fe3O4具有还原性与氧化性酸(如稀HNO3等)生成Fe3＋。
④均具有氧化性，能被木炭、H2、CO、Al等还原为Fe，如2FeO＋Ceq \(=====,\s\up9(高温))2Fe＋CO2↑。
Fe3O4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。
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)Fe位于元素周期表中的第四周期第ⅧB族。( )
(2)化合物中铁只有＋2、＋3两种价态。( )
(3)Fe是活泼金属，在常温下与任何酸均生成H2。( )
(4)Fe与H2O(g)的加热反应产物为Fe2O3。( )
(5)FeO与稀HNO3反应生成Fe(NO3)3。( )
(6)Fe3O4中有＋2、＋3价，二者个数比为1∶2。( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)√
铁及其氧化物的性质及应用
1．下列有关铁的化学反应叙述正确的是( )
A．室温下，过量Fe与浓硫酸反应生成FeSO4
B．加热时，过量Fe与氯气反应生成FeCl2
C．高温下，铁与水蒸气反应有磁性氧化铁生成
D．高温下，铁粉与氧化铝粉末反应生成单质铝
C [A.室温下，Fe遇浓硫酸发生钝化，表面生成一层致密的氧化物薄膜，A错误；B.加热时，过量Fe与氯气反应生成FeCl3，B错误；C.高温下，铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，四氧化三铁俗称磁性氧化铁，C正确；D.高温下，铁粉与氧化铝粉末不反应，D错误。]
2．下列有关铁及其化合物的说法中正确的是( )
A．Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的黑色颜料
B．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2
C．铁的氧化物都难溶于水，且不与水反应
D．FeO不稳定，在空气中受热会迅速被氧化成Fe2O3
C [A.Fe2O3俗称铁红，呈红棕色，常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，故A错误；B.铁与水蒸气在高温下反应产物为四氧化三铁和氢气，故B错误；C.铁有氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁等均不溶于水，且不与水反应，故C正确；D.FeO不稳定，在空气中受热转化成四氧化三铁，故D错误。]
3．铁与水蒸气反应，通常有以下两种装置。
请回答下列问题：
(1)装置一实验时，应先点燃A处酒精灯的理由是
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(2)装置二中湿棉花的作用是_______________________________________
_______________________________________________________________。
(3)两装置中Fe发生反应的化学方程式为____________________________
_______________________________________________________________。
(4)为了提高铁粉与水蒸气的接触面积，可采取的措施为_______________。
(5)实验完毕后，取出装置一中的少量固体，溶于足量稀盐酸，再滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，试解释原因：______________________________
__________________________________________________(用离子方程式表示)。
[答案] (1)排除装置中的空气，防止Fe与O2反应
(2)提供反应物水蒸气
(3)3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up9(高温))Fe3O4＋4H2
(4)将铁粉置于疏松的石棉绒上
(5)Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
铁与稀硝酸反应的定量关系
Fe与稀硝酸反应的产物确定及有关计算
(1)铁与稀硝酸两者用量不同，反应生成的产物亦不同。
①Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
②Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2
①×2＋②可得
③3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
④二者用量与生成物关系
(2)此类计算涉及三个守恒：得失电子守恒、原子守恒、电荷守恒。
4．向含a g HNO3的稀溶液中，加入b g铁粉充分反应后全部溶解。已知有eq \f(a,4) g HNO3被还原，则a∶b不可能是( )
A．2∶1 B．3∶1 C．4∶1 D．9∶2
A [满足条件的反应为Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O ①
3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O ②
满足方程①的a∶b＝(4×63)∶56＝9∶2，
满足方程②的a∶b＝(8×63)∶(3×56)＝3∶1。
介于方程①②之间即3≤eq \f(a,b)≤4.5的都行。 只有A不符合。]
5．(2022·扬州检测)两组同学对铁及其化合物的性质进行探究。
(1)一组同学用图1所示装置对铁与浓硫酸的反应进行实验。已知：
2Fe ＋ 6H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up9(△))Fe2(SO4)3 ＋ 3SO2↑＋ 6H2O。请探究并回答相关问题。
①检查装置气密性后，将过量的铁屑和一定量的浓硫酸放入烧瓶，塞紧橡皮塞，开始计时。t1时开始加热，在铁屑表面逐渐产生气泡，当有大量气泡产生时，控制反应温度基本不变。甲同学将收集到的气体体积与时间的关系粗略地表示为图2。
在O～t1时间段，铁屑表面没有气泡生成，说明铁在浓硫酸中发生了________；t1～t2时间段，反应生成的气体是________。
②t2时，取少量反应液，先滴加少量新制饱和氯水，然后滴加KSCN溶液，呈现血红色。若再滴加过量新制氯水，却发现红色褪去。同学们对红色褪去的原因提出各自的假设。乙同学的假设是：溶液中的＋3价铁被氧化为更高的价态。你的另一种假设是________；为了验证你的假设，请设计一种简便的实验方案为__________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)另一组同学对铁和稀硝酸的反应进行探究。他们用a ml Fe和含有b ml HNO3的稀硝酸进行实验，若HNO3只被还原成NO，且反应结束后溶液中含有Fe3＋和Fe2＋，则eq \f(a,b)的取值范围是______；若反应结束后的溶液中n(Fe3＋)∶n(Fe2＋)
＝2∶1，则eq \f(a,b)为_______。
[答案] (1)①钝化 H2、SO2 ②溶液中的SCN—被氧化 向褪色后的溶液中加入FeCl3溶液，若不恢复红色，则我的假设成立(或向褪色后的溶液中加入KSCN溶液，若恢复红色，则我的假设成立)
(2)eq \f(1,4)＜eq \f(a,b)＜eq \f(3,8) eq \f(9,32)
铁的氧化物组成分析
6. 一定质量FeO、Fe3O4的混合物，在足量H2气流中加热充分反应，冷却后称得剩余固体全为铁单质，且比原固体混合物减轻了1.6 g；将等质量的原混合物与硫酸反应，欲使之完全溶解，需0.5 ml·L－1的硫酸的体积至少为( )
A．0.1 L B．0.2 L
C．0.4 L D．0.5 L
B [FeO、Fe3O4的混合物，在足量H2气流中加热充分反应，冷却后称得剩余固体比原混合物减轻1.6 g为混合物中氧原子的质量，其物质的量为eq \f(1.6 g,16 g·ml－1)＝0.1 ml；将等质量的FeO、Fe3O4的混合物与硫酸反应，欲使之完全溶解，当恰好反应时需要硫酸的体积最小，此时恰好生成FeSO4、Fe2(SO4)3，SOeq \\al(2－,4)与FeO、Fe3O4的混合物中O原子物质的量相等，故n(H2SO4)＝0.1 ml，需0.5 ml·L－1的硫酸的体积至少为eq \f(0.1 ml,0.5 ml·L－1)＝0.2 L，故选B。]
铁的氢氧化物
铁的氢氧化物的性质
1．(2022·盐城一模)用废铁屑[主要成分为Fe和铁锈(Fe2O3)，还含有C等难溶于酸的杂质]为原料制备Fe2O3的一种实验流程如下：
下列与流程相关的装置或操作正确且能达到实验目的的是( )
A．可在装置甲中进行“酸浸”操作
B．按图乙所示操作配制“酸浸”所需的3 ml·L－1H2SO4溶液
C．用装置丙过滤“酸浸”后所得悬浊液
D．用装置丁灼烧Fe(OH)3固体制Fe2O3
A [由题给流程可知，向废铁屑中加入稀硫酸酸浸、过滤得到含有Fe2＋、
Fe3＋的滤液和含有碳等难溶于酸的杂质的滤渣；向滤液中加入氢氧化钠溶液，在空气中静置、过滤、洗涤得到氢氧化铁；灼烧氢氧化铁得到氧化铁。A.由图可知，甲装置为固液不加热装置，可进行“酸浸”操作，故A正确；B.配制“酸浸”所需的稀硫酸时，胶头滴管应在容量瓶的正上方，不能插入容量瓶中， 故B错误；C.过滤时，应用玻璃棒引流，防止溶液溅出，故C错误；D.灼烧氢氧化铁固体时，应在坩埚中进行，不能在烧杯中直接灼烧固体，故D错误。]
2．下列反应的离子方程式不正确的是( )
A．Fe(OH)3溶于稀HNO3：Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
B．Fe(OH)2溶于稀HNO3：Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
C．Fe(OH)3溶于氢碘酸：2Fe(OH)3＋2I－＋6H＋===2Fe2＋＋I2＋6H2O
D．FeCl3溶液加足量氨水：Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NHeq \\al(＋,4)
B [Fe(OH)2溶于稀HNO3时，Fe2＋被HNO3氧化为Fe3＋，B错误。]
Fe(OH)2的实验室制备
Fe(OH)2的制备
Fe(OH)2在空气中很容易被O2氧化为Fe(OH)3，制备Fe(OH)2并使其较长时间保持不变的关键是要避免O2的存在或进入。
图1 图2 图3
(1)有机覆盖层保护法(图1)
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。
(2)还原性气体保护法(图2)
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。
(3)电解法(图3)
用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯(或煤油)。
3．(2022·常州检测)某小组根据Fe(OH)2白色沉淀迅速变为灰绿色，一段时间后变为红褐色的现象，探究产生灰绿色沉淀的原因。
Ⅰ.甲同学猜测灰绿色沉淀是Fe(OH)2和Fe(OH)3的混合物，验证实验如下。
(1)实验中产生红褐色沉淀的化学方程式为___________________________
_______________________________________________________________。
(2)实验1中加入维生素C溶液是利用该物质的________性。
(3)实验2中加入的试剂a为________溶液，试剂b为________溶液。实验2的现象说明甲同学的猜测________(填“正确”或“不正确”)。
Ⅱ.乙同学查阅资料得知，Fe(OH)2沉淀具有较强的吸附性，猜测灰绿色可能是Fe(OH)2吸附Fe2＋引起的，设计并完成了实验3～实验5。
(4)依据乙同学的猜测，实验4中沉淀无灰绿色的原因为___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(5)该小组同学依据实验5的实验现象，间接证明了乙同学猜测的正确性，则实验5的实验现象可能为_____________________________________________。
Ⅲ.该小组同学发现当溶液中存在或溶解较多时，白色沉淀更容易变成灰绿色。经过再次查阅资料得知当沉淀形成时，若得到的沉淀单一，则沉淀结构均匀，也紧密；若有杂质固体存在时，得到的沉淀便不够紧密，与溶液的接触面积会更大。因此，当沉淀中混有Feeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(OH))3时，沉淀不够紧密，与溶液接触面积更大，更容易吸附Fe2＋。
(6)根据上述实验该小组同学得出结论：制备Feeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(OH))2时能较长时间观察到白色沉淀的适宜的条件和操作为________，并除去溶液中的Fe3＋和溶解O2。
[解析] 研究某一因素对实验现象的影响时，应该注意排除其他因素的干扰设计对比性实验；亚铁离子和K3[Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀，可用于检验亚铁离子；铁离子和KSCN溶液反应呈血红色，可用于检验铁离子。(1)氢氧化亚铁和氧气、水反应生成氢氧化铁红褐色沉淀，化学方程式为4Feeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(OH))2＋O2＋2H2O===4Feeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(OH))3；(2)维生素C具有还原性，可以防止Fe2＋被氧化，故实验1中加入维生素C溶液是利用该物质的还原性；(3)亚铁离子和K3[Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀，可用于检验亚铁离子；铁离子和KSCN溶液反应呈血红色，可用于检验铁离子；故实验2中加入的试剂a为K3[Fe(CN)6]溶液，试剂b为KSCN溶液。实验2中出现蓝色沉淀说明存在亚铁离子、未变红说明不存在铁离子，证明灰绿色沉淀不是Feeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(OH))2和Feeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(OH))3的混合物，甲同学的猜测不正确；(4)乙同学猜测灰绿色可能是Feeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(OH))2吸附Fe2＋引起的；实验4中氢氧化钠浓度较大，可以使亚铁离子完全转化为氢氧化亚铁沉淀，故氢氧化亚铁沉淀没有亚铁离子可以吸附，导致沉淀无灰绿色；(5)实验5的实验现象，间接证明了乙同学猜测的正确性，则在氢氧化亚铁转化为氢氧化铁的过程中没有亚铁离子可以被吸附，沉淀不会变为灰绿色，而是直接变为红褐色；故实验5的实验现象可能为一段时间后白色沉淀变为红褐色沉淀，中间无灰绿色出现；(6)制备Feeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(OH))2时能较长时间观察到白色沉淀，则需要尽可能使生成的氢氧化亚铁沉淀单一、尽量没有其他杂质，则适宜的条件和操作为向高浓度氢氧化钠溶液中加入硫酸亚铁，实验为将0.1 ml/L的硫酸亚铁溶液、8 ml/L的氢氧化钠溶液均添加几滴维生素C溶液，然后将盛有硫酸亚铁溶液的胶头滴管伸入盛有过量氢氧化钠溶液的试管底部加入硫酸亚铁溶液，并除去溶液中的Fe3＋和溶解的O2(合理即可)。
[答案] (1)4Feeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(OH))2＋O2＋2H2O===4Feeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(OH))3 (2)还原
(3)K3[Fe(CN)6] KSCN 不正确
(4)实验4中氢氧化钠浓度较大，可以使亚铁离子完全转化为氢氧化亚铁沉淀，故氢氧化亚铁沉淀没有亚铁离子可以吸附
(5)一段时间后白色沉淀变为红褐色沉淀
(6)将0.1 ml/L的硫酸亚铁溶液、8 ml/L的氢氧化钠溶液均添加几滴维生素C溶液，然后将盛有硫酸亚铁溶液的胶头滴管伸入盛有过量氢氧化钠溶液的试管底部加入硫酸亚铁溶液
铁盐、亚铁盐与高铁酸盐
1．亚铁盐的主要性质
(1)亚铁盐的氧化性和还原性
含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，既有氧化性，又有还原性，以还原性为主。
①氧化性：Fe2＋与Zn反应：Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋(写离子方程式，下同)。
②还原性[遇Br2、Cl2、O2、H2O2、ClO－、NOeq \\al(－,3)(H＋)等表现]：
a．向FeSO4溶液中滴入几滴KSCN溶液，再加入氯水(或通入Cl2)，溶液变红色。反应原理为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
b．向FeSO4溶液中滴入双氧水，溶液变黄，反应为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
c．向FeSO4溶液中滴加少量酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去。反应原理为MnOeq \\al(－,4)＋5Fe2＋＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。
(2)亚铁盐的水解与保存
①水解：Fe2＋＋2H2OFe(OH)2＋2H＋。
②亚铁盐溶液保存：保存时应加入铁粉防止Fe2＋被氧化，加入相应酸防止水解。
2．铁盐的主要性质
(1)铁盐的氧化性
含Fe3＋的溶液呈黄色，Fe3＋具有较强的氧化性。
①向FeCl3溶液中滴入几滴KSCN溶液，再加入过量活泼金属(如Fe)，溶液红色褪去。反应原理为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋(写离子方程式，下同)。
②向FeCl3溶液中加入淀粉­KI溶液，溶液变成蓝色。反应原理为2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋。
③向FeCl3溶液中通入H2S气体，出现黄色浑浊。反应原理为2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。
④用氯化铁溶液蚀刻印刷电路板发生的反应为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。
(2)铁盐的水解与溶液配制和保存
①水解离子方程式：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋。溶液中Fe3＋分别与HCOeq \\al(－,3)、AlOeq \\al(－,2)、COeq \\al(2－,3)、ClO－等发生相互促进的水解反应而不能大量共存。
②实验室配制氯化铁溶液时，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，抑制Fe3＋水解。
③保存：铁盐溶液保存时，加相应酸防止水解。
3．Fe2＋、Fe3＋的检验
(1)Fe2＋的检验
(2)Fe3＋的检验
4．高铁酸盐(K2FeO4、Na2FeO4)
FeOeq \\al(2－,4)中Fe为＋6价，具有强氧化性，在碱性条件下能稳定存在，在酸性或中性溶液中快速产生O2,4FeOeq \\al(2－,4)＋10H2O===4Fe(OH)3(胶体)＋3O2↑＋8OH－，因此，高铁酸盐可用于杀菌消毒，而且还原产物Fe(OH)3胶体也是一种新型绿色净水剂。
1．完成下列反应的离子方程式。
(1)酸性FeCl2溶液长期露置于空气中：______________________________
_______________________________________________________________。
(2)向Fe(NO3)2溶液中滴加少量稀硫酸：_____________________________
_______________________________________________________________。
(3)FeCl2的酸性溶液与H2O2反应：________________________________
_______________________________________________________________。
(4)向FeSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液褪色：______________。
(5)向FeCl3溶液中滴加KI溶液：_________________________________
_______________________________________________________________。
(6)向FeCl3溶液中逐渐加入Zn粉至过量：_________________________
_______________________________________________________________。
[答案] (1)4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O
(2)3Fe2＋＋4H＋＋NOeq \\al(－,3)===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
(3)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
(4)5Fe2＋＋MnOeq \\al(－,4)＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O
(5)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
(6)2Fe3＋＋3Zn===2Fe＋3Zn2＋
2．下列有关Fe3＋、Fe2＋的性质及应用的说法不正确的是________(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在酸性溶液中的离子反应：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
⑤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，原因是维生素C具有还原性，可防止Fe2＋被氧化而失效
⑥将Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸后，滴加KSCN溶液，溶液变红，说明Fe(NO3)2已氧化变质
⑦除去CaCl2溶液中的Fe2＋，可先向溶液中加入H2O2溶液，再加入过量CaCO3，调节pH
⑧配制FeCl3溶液时，为了防止FeCl3水解，可将FeCl3先溶于稀硝酸中
[答案] ①⑥⑧
Fe2＋与Fe3＋的性质与转化
1．在FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后有固体剩余，经过滤后滤液中的可能含有的离子有( )
①Fe2＋ ②Fe2＋和Fe3＋ ③Fe2＋和Cu2＋ ④Fe3＋和Cu2＋
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
A [在FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入铁粉，Fe先和Fe3＋反应Ⅰ：
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，然后Fe和Cu2＋反应Ⅱ：Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu ，所以充分反应后若有固体剩余，则固体中一定含有Cu，溶液中一定无Fe3＋，若反应Ⅱ恰好完全反应或铁粉过量，则溶液中只含Fe2＋，若反应Ⅱ铁粉不足，溶液中含有Fe2＋和Cu2＋，所以经过滤后滤液中的可能含有的离子为①或③。]
2．(2022·常州一模)制备摩尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]的实验中，需对过滤出产品的母液[FeSO4、(NH4)2SO4、H2SO4的混合溶液，pH<1]进行处理。常温下，分别取母液并向其中加入指定物质，反应后溶液中主要存在的一组离子正确的是( )
A．通入过量Cl2：Fe2＋、H＋、NHeq \\al(＋,4)、Cl－、SOeq \\al(2－,4)
B．加入少量NaClO溶液：NHeq \\al(＋,4)、Fe2＋、H＋、SOeq \\al(2－,4)、ClO－
C．加入过量NaOH溶液：Na＋、Fe2＋、NHeq \\al(＋,4)、SOeq \\al(2－,4)、OH－
D．加入过量NaClO和NaOH的混合溶液：Na＋、SOeq \\al(2－,4)、Cl－、ClO－、
OH－
D [根据信息可知，母液中主要存在的离子有NHeq \\al(＋,4)、Fe2＋、H＋、SOeq \\al(2－,4)。A.通入过量Cl2，Cl2具有强的氧化性，能将Fe2＋氧化成Fe3＋，同时得到Cl－，故A错误；B.加入少量NaClO溶液，ClO－在酸性条件下，能将Fe2＋氧化成Fe3＋，
ClO－不存在，故B错误；C.加入过量NaOH溶液，则Fe2＋与OH－反应生成氢氧化亚铁，NHeq \\al(＋,4)与OH－反应生成一水合氨，则Fe2＋、NHeq \\al(＋,4)不存在，故C错误；D.加入过量NaClO和NaOH的混合溶液，ClO－能将Fe2＋氧化成Fe3＋，ClO－被还原为Cl－，Fe3＋与OH－生成氢氧化铁沉淀，故D正确。]
Fe2＋、Fe3＋的检验
3．下列各组物质反应后，滴入KSCN溶液，溶液显血红色的是( )
①Fe ＋ HCl(稀); ②FeCl2溶液 ＋ Cl2; ③Fe ＋ CuSO4(溶液)；④Fe3O4＋H2SO4(稀)
A．②④ B．①② C．③④ D．①④
A [①Fe＋HCl(稀)生成氯化亚铁，反应后，滴入KSCN溶液，不显血红色，故不符合题意；②FeCl2(溶液)＋Cl2生成氯化铁，反应后，滴入KSCN溶液，显血红色，故符合题意；③Fe＋CuSO4(溶液)生成硫酸亚铁，反应后，滴入KSCN溶液，不显血红色，故不符合题意；④Fe3O4＋H2SO4(稀)生成硫酸铁，反应后，滴入KSCN溶液，显血红色，故符合题意。]
4．一定量的铁粉在氯气中充分燃烧，将所得固体完全溶解于稀盐酸，制得溶液A。
(1)铁在氯气中燃烧的化学方程式是________________________________
______________________________________________________________。
(2)推测A中可能含有的金属阳离子：
①只有Fe3＋；
②只有Fe2＋；
③________。
甲同学为探究溶液的组成，实验如下：
(3)乙同学继续探究溶液A的组成。
查阅资料：16HCl(浓)＋2KMnO4===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
实验过程：另取少量溶液A于试管中，逐滴加入酸性KMnO4溶液，充分振荡，KMnO4溶液紫色褪去，实验结论：________(填字母)。
a．可能有Fe2＋
b．可能无Fe2＋
c．一定有Fe2＋
根据你选择的实验结论，简述理由：__________________________________
________________________________________________________________
______________________________________________________________。
[答案] (1)2Fe＋3Cl2eq \(=====,\s\up9(△))2FeCl3
(2)含有Fe2＋和Fe3＋ 溶液变红色 Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
(3)ab 因为还原性Fe2＋>Cl－，逐滴加入酸性KMnO4溶液，Fe2＋将MnOeq \\al(－,4)还原为Mn2＋，使紫色褪去，故可能含有Fe2＋；若溶液中无Fe2＋，Cl－也能将MnOeq \\al(－,4)还原为Mn2＋，紫色褪去，因而溶液中也可能无Fe2＋
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(新制氯水能氧化SCN－)。
(2)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，发生干扰)。
(3)检验Fe2＋、Fe3＋的其他方法
检验Fe3＋也可用苯酚(C6H5OH)；检验Fe2＋最好用K3[Fe(CN)6]溶液。
1．下列说法正确的是________(填序号)。
①(2022·广东选择性考试)工人将模具干燥后再注入熔融钢水涉及的化学知识是铁与H2O高温下会反应
②(2022·广东选择性考试)因为FeCl3水解可生成Fe(OH)3胶体，所以FeCl3可用作净水剂
③(2021·广东选择性考试)H2O(g)通过灼热铁粉：3H2O(g)＋2Fe===Fe2O3＋3H2
④(2020·全国Ⅲ卷)向H2O2溶液中滴加少量FeCl3：2Fe3＋＋H2O2===O2↑＋2H＋＋2Fe2＋
⑤(2020·江苏高考)室温下，Fe与浓H2SO4反应生成FeSO4
[答案] ①②
2．(2022·广东选择性考试，T11)为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3% NaCl溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是( )
A．加入AgNO3溶液产生沉淀
B．加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现
C．加入KSCN溶液无红色出现
D．加入K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀生成
D [铁片腐蚀生成Fe2＋，加入K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀生成，说明没有Fe2＋，铁片没有被腐蚀，D符合题意。]
3．(2020·江苏高考，T19)实验室由炼钢污泥(简称铁泥，主要成分为铁的氧化物)制备软磁性材料α­Fe2O3。
其主要实验流程如下：
eq \a\vs4\al(铁泥)→eq \x(酸浸)→eq \x(还原)→eq \x(除杂)→eq \x(沉铁)α­Fe2O3
(1)酸浸。用一定浓度的H2SO4溶液浸取铁泥中的铁元素。若其他条件不变，实验中采取下列措施能提高铁元素浸出率的有________(填序号)。
A．适当升高酸浸温度
B．适当加快搅拌速度
C．适当缩短酸浸时间
(2)还原。向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉，使Fe3＋完全转化为Fe2＋。“还原”过程中除生成Fe2＋外，还会生成________(填化学式)；检验Fe3＋是否还原完全的实验操作是________________________________________________
_________________________________________________________________。
(3)沉铁。将提纯后的FeSO4溶液与氨水­NH4HCO3混合溶液反应，生成FeCO3沉淀。
①生成FeCO3沉淀的离子方程式为_________________________________
_______________________________________________________________。
②设计以FeSO4溶液、氨水­NH4HCO3混合溶液为原料，制备FeCO3的实验方案：______________________________________________________________
___________________________________________________________________。
[FeCO3沉淀需“洗涤完全”，Fe(OH)2开始沉淀的pH＝6.5]
[解析] (1)其他条件不变，实验中适当升高酸浸温度、适当加快搅拌速度都能提高铁元素浸出率，缩短酸浸时间会降低铁元素浸出率，故应选A、B项。
(2)铁泥的主要成分为铁的氧化物，加入一定浓度的H2SO4溶液“酸浸”，滤液中含有Fe3＋、Fe2＋、H＋、SOeq \\al(2－,4)等，加入过量铁粉，Fe3＋、H＋均与Fe发生反应，故除生成Fe2＋外，还会生成H2。可利用KSCN溶液检验Fe3＋是否被完全还原，实验操作为取少量清液，向其中滴加几滴KSCN溶液，观察溶液颜色是否呈血红色，若不变色，证明Fe3＋被完全还原。
(3)①FeSO4溶液与氨水­NH4HCO3混合溶液反应，Fe2＋与COeq \\al(2－,3)结合生成FeCO3沉淀，促进了HCOeq \\al(－,3)的电离，离子方程式为Fe2＋＋HCOeq \\al(－,3)＋NH3·H2O===FeCO3↓＋NHeq \\al(＋,4)＋H2O或Fe2＋＋HCOeq \\al(－,3)＋NH3===FeCO3↓＋NHeq \\al(＋,4)。
②Fe(OH)2开始沉淀的pH＝6.5，且要求FeCO3沉淀需“洗涤完全”，应控制溶液的pH不大于6.5，防止产生Fe(OH)2沉淀；得到FeCO3沉淀，静置后过滤，用蒸馏水洗涤沉淀2～3次，并通过检验洗涤液中是否含有SOeq \\al(2－,4)，判断是否洗涤干净。则制备FeCO3的具体实验方案为在搅拌条件下向FeSO4溶液中缓慢加入氨水­NH4HCO3混合溶液，控制溶液pH不大于6.5；静置后过滤，所得沉淀用蒸馏水洗涤2～3次；取最后一次洗涤后的滤液，滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，不出现白色沉淀。
[答案] (1)AB
(2)H2 取少量清液于试管中，向其中滴加几滴KSCN溶液，观察溶液颜色是否呈血红色
(3)①Fe2＋＋HCOeq \\al(－,3)＋NH3·H2O===FeCO3↓＋NHeq \\al(＋,4)＋H2O(或Fe2＋＋HCOeq \\al(－,3)＋NH3===FeCO3↓＋NHeq \\al(＋,4))
②在搅拌条件下向FeSO4溶液中缓慢加入氨水­NH4HCO3混合溶液，控制溶液pH不大于6.5；静置后过滤，所得沉淀用蒸馏水洗涤2～3次；取最后一次洗涤后的滤液，滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，不出现白色沉淀
实验小组研究二价铁的还原性，设计如下实验。
(1)实验所用的FeSO4溶液由Fe2(SO4)3溶液和足量铁粉反应制得，反应的离子方程式是__________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(2)实验Ⅰ中沉淀变为红褐色的化学方程式是_________________________
_______________________________________________________________。
(3)关于实验Ⅱ中白色沉淀的组成，小组同学展开研究。
①已知Fe(HCO3)2在水中不存在。对沉淀组成做出如下假设，请补充完整。
假设a：依据NaHCO3溶液显________性，推测白色沉淀可能为Fe(OH)2；
假设b：白色沉淀可能为________。
②研究白色沉淀组成的实验如下：
ⅰ.取少量白色沉淀，充分洗涤，向其中加入稀硫酸，沉淀完全溶解，产生无色气泡；
ⅱ.向所得溶液中滴入KSCN试剂，溶液几乎不变红；
ⅲ.向ⅱ溶液中再滴入少量H2O2，溶液立即变为红色。
由此说明，白色沉淀中一定含有________(填离子)。
③研究过程中发现白色沉淀在空气中久置，最终变为红褐色。则该沉淀比实验Ⅰ中所得的Fe(OH)2________(填“难”或“易”)被空气氧化。
[解析] (1)Fe2(SO4)3与Fe反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。(2)实验Ⅰ中的白色沉淀为Fe(OH)2，其变为红褐色的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。(3)①NaHCO3溶液显碱性，故可推测沉淀可能为Fe(OH)2；另一种猜测是生成了FeCO3沉淀。②由于溶于稀硫酸后产生无色气泡，滴入KSCN溶液不变红，加入H2O2后变红，则证明白色沉淀中一定含有Fe2＋和COeq \\al(2－,3)。③由于白色沉淀久置后才变红褐色，故该沉淀难被空气氧化。
[答案] (1)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
(2)4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3
(3)①碱 FeCO3 ②Fe2＋和COeq \\al(2－,3) ③难
课时分层作业(十二) 铁及其重要化合物
1．(2022·镇江模拟)某工业废水中含有FeSO4和CuSO4(不考虑其他成分)，利用以下流程可以回收FeSO4和Cu。
下列说法不正确的是( )
A．操作1和操作2都是过滤
B．固体1是Fe和Cu的混合物
C．试剂2为适当过量的稀硫酸
D．操作3为蒸发结晶
D [工业废水中含有FeSO4和CuSO4，加入过量铁粉，铁置换出铜，过滤，固体1中含有Fe、Cu，溶液1含有FeSO4，固体1中加稀硫酸，铁和稀硫酸反应生成FeSO4和氢气，过滤，固体2是Cu，FeSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得FeSO4·7H2O。A.操作1和操作2都是固液分离，都是过滤，故A正确；B.FeSO4和CuSO4溶液中加入过量铁粉，铁置换出铜，固体1是Cu和剩余的Fe，故B正确；C.试剂2是除去Fe、Cu的混合物中的Fe，并回收FeSO4，所以试剂2为适当过量的稀硫酸，故C正确；D.从FeSO4溶液获得FeSO4·7H2O，操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故D错误。]
2．向含有FeBr2、FeI2的溶液中通入一定量的氯气后，再向溶液中滴加KSCN溶液，溶液变为血红色，则下列叙述不正确的是( )
A．通入氯气后的溶液中一定不存在I－
B．通入氯气之后原溶液中的Fe2＋全部被氧化
C．原溶液中的Br－可能被氧化
D．若取少量所得溶液，再加入CCl4溶液充分振荡，静置、分液，下层溶液呈紫红色
B [还原性：I－>Fe2＋>Br－，氯气先氧化I－，然后氧化Fe2＋，最后氧化Br－，向反应后的溶液中滴加KSCN溶液，结果溶液变为血红色，说明I－全部被氧化，Fe2＋部分或全部被氧化，Br－可能被氧化。A.由分析可知，向反应后的溶液中滴加KSCN溶液，结果溶液变为血红色，说明Fe2＋部分或全部被氧化，I－一定全部被氧化，A正确，B错误；C. Fe2＋部分或全部被氧化，出现铁离子，原溶液中的Br－可能被氧化，C正确；D.反应生成碘单质，则加入CCl4溶液充分振荡，静置、分液，碘被萃取，下层溶液呈紫红色，D正确。]
3．利用如图装置制取Fe(OH)2，能较长时间观察到白色沉淀的生成，下列分析不正确的是( )
A．X可以是稀硫酸、稀盐酸或稀硝酸
B．实验开始时应先打开止水夹a、b，再向烧瓶中加入X
C．反应一段时间后可在锥形瓶中观察到白色沉淀(其他操作均正常)
D．反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，则Fe(OH)2可较长时间存在
A [铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，亚铁离子和氢氧根离子结合生成白色沉淀氢氧化亚铁。A.X可以是稀硫酸或稀盐酸，是因为铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，但过量稀硝酸与铁反应生成Fe3＋，且生成的NO污染环境，故A选；B.实验开始时应先打开止水夹a、b，再向烧瓶中加入X，便于液体流下，故B不选；C.反应一段时间后可在锥形瓶中观察到白色沉淀，是因为反应生成氢气，把氯化亚铁或硫酸亚铁压入锥形瓶中，与氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁沉淀，故C不选；D.反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，则Fe(OH)2可较长时间存在，是因为氢氧化亚铁与氧气隔绝，故D不选。]
4．(2022·常州一模)下列中学常见实验的现象或表述正确的是( )
A．过量的铁粉投入到一定量的氯化铁溶液中，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液，溶液显血红色
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，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滴即可
D. Fe(OH)3在空气中充分加热时，可分解为FeO和H2O
C [A.铁过量，会得到Fe2＋，滴加KSCN溶液，溶液无明显现象，A错误；B.制备氢氧化亚铁，不能搅拌，以防止其被氧化，B错误；C.检验红砖中的成分，向红砖粉末中加盐酸，反应后取上清液于试管中，滴加KSCN溶液2～3滴即可，C正确；D.Fe(OH)3在空气中加热分解为Fe2O3和H2O，D错误。]
5．(2022·扬州一模)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。 下列说法正确的是( )
A．制备碱式硫酸铁时采用高温可以提高产率
B．该温度下，(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的小
C．上述转化中仅有1步反应是氧化还原反应
D．生产FeCO3的离子反应是：Fe2＋ ＋ HCOeq \\al(－,3)===FeCO3↓＋ H＋
B [A.高温时，过氧化氢易分解，故制备碱式硫酸铁时温度不宜过高，故A错误；B.加入硫酸铵生成(NH4)2Fe(SO4)2，说明(NH4)2Fe(SO4)2溶解度较小，故B正确；C.FeSO4中铁元素为＋2价，碱式硫酸铁中铁元素为＋3价，硫酸亚铁和过氧化氢发生氧化还原反应，FeCO3在空气中煅烧生成Fe2O3反应中，铁元素由＋2价升高为＋3价，发生氧化还原反应，则有2步反应是氧化还原反应，故C错误；D.NH4HCO3不稳定，溶液中与亚铁离子反应生成水、碳酸亚铁和二氧化碳，发生反应：Fe2＋＋2HCOeq \\al(－,3)===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O，故D错误。]
6．(2022·徐州二模)高磷鲕状赤铁矿(主要含有Fe2O3，还含有少量Al2O3、CaO、SiO2等)是我国一种重要的沉积型铁矿资源，以高磷鲕状赤铁矿为原料制备纯度较高的铁红，其流程如图所示。下列说法错误的是{已知Fe2＋遇K3[Fe(CN)6]生成蓝色沉淀。}( )
A．铁红可用于油漆、油墨、建筑物的着色剂
B．酸浸液遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀
C．洗涤滤渣时不要用玻璃棒不断搅拌
D．氧化时不能选用试剂H2O2、NaClO
D [铁矿石和碳粉焙烧可生成Fe，加入硫酸，可除去二氧化硅、碳粉、硫酸钙等，酸浸液中含有铝离子、亚铁离子等，加入氨水调节pH生成氢氧化铝，氧化滤液生成铁离子，调节pH生成氢氧化铁，洗涤、干燥、灼烧可生成铁红。A.铁红的主要成分是氧化铁，为红棕色，可用于油漆、油墨、建筑物的着色剂，A项正确；B.酸浸液中含有Fe2＋，遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色的沉淀，B项正确；C.用玻璃棒不断搅拌会破坏氢氧化铁，使一部分氢氧化铁溶解，降低产率，C项正确；D.氧化Fe2＋时可选用H2O2、NaClO溶液作为氧化剂，将Fe2＋氧化为
Fe3＋。反应原理分别为2Fe2＋ ＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋ ＋2H2O ,2Fe2＋＋ ClO －＋ 2H＋ ===2Fe3＋ ＋ Cl－ ＋ H2O，D项错误。]
7．某学习小组进行了如图所示的实验，实验后组员之间的交流不合理的是
( )
A．甲同学认为试管b中收集到的气体可点燃，且产生淡蓝色火焰
B．乙同学认为试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁
C．丙同学认为将少量还原性铁粉放入试管中，加适量的水，加热也可实现该反应
D．丁同学认为试管中湿棉花的作用是产生水蒸气
C [A.铁粉与水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气，氢气燃烧产生淡蓝色火焰，A、B正确；C.铁粉在高温下才能与水蒸气反应，在水中加热不反应，C错误；D.湿棉花的作用是为反应提供水蒸气，D正确。]
8．(2022·南京检测)某学生在学习了检验食品中的铁元素后，设想在课外研究测定某补铁剂中铁元素(＋2价)含量，其设计实验流程如下：
下列说法不正确的是( )
A．步骤②可以用新制氯水替代H2O2
B．步骤②加入氨水的作用是将Fe3＋完全沉淀
C．取步骤①操作后的溶液，滴加几滴K3[Fe(CN)6]溶液可检验补铁剂是否已因氧化变质
D．每片补铁剂中铁元素的质量为0.07W g
C [将补铁剂研细，向药片中加入稀硫酸，然后过滤分离滤液和不溶性物质，向滤液中加入双氧水，将Fe2＋氧化为 Fe3＋，向滤液中加入过量氨水得到氢氧化铁沉淀，将红褐色沉淀灼烧得到红棕色固体Fe2O3。A.双氧水的作用是将Fe2＋氧化为 Fe3＋，氯水也可以将Fe2＋氧化为 Fe3＋，故可以用新制氯水替代H2O2，故A正确；B.步骤②加入氨水，氨水会电离产生OH－，与溶液中的Fe3＋反应生成氢氧化铁沉淀，故B正确；C.步骤①操作后的溶液中应含Fe2＋不含Fe3＋，K3[Fe(CN)6]溶液可以检验亚铁离子的存在，不能检验出Fe3＋，所以滴加K3[Fe(CN)6]溶液不能检验补铁剂是否因氧化变质，故C错误；D.W g为Fe2O3的质量，由Fe 元素守恒可知，每片补铁剂中铁元素的质量为 eq \f(W g×\f(112,160),10)＝0.07W g，故D正确。]
9．用锈蚀了的废铁屑(铁锈主要成分是Fe2O3)为原料制备FeCl3·6H2O晶体的流程可简要表示如下：
试回答下列问题：
(1)向“酸溶”“过滤”后的滤液中滴加KSCN溶液无明显现象，“酸溶”过程中发生的主要反应的离子方程式有：①Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；②__________________________________________________________________
____________________________________________________________________；
③_____________________________________________________________。
(2)取少量“酸溶”“过滤”后的滤液，向其中滴加NaOH溶液出现白色沉淀，沉淀最终转化为红褐色，写出生成红褐色沉淀的化学方程式为_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)“酸溶”时控制温度在40℃左右不宜过高，原因是__________________，为控制该温度可以采用________进行加热。
(4)“氧化”过程可在如图所示装置中进行。
在B中使用多孔球泡并搅拌，目的是________________________________
______________________________________________________________。
(5)从FeCl3溶液制得FeCl3·6H2O晶体的一系列操作是蒸发浓缩至有晶膜出现、______、________、洗涤、干燥。
[解析] (2)“酸溶”“过滤”后的滤液中存在Fe2＋，滴加NaOH溶液，发生反应产生Fe(OH)2白色沉淀，在空气中易被氧化生成红褐色沉淀，反应方程式为4Feeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(OH))2＋O2＋2H2O===4Feeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(OH))3；
(3)“酸溶”时用的是30%的盐酸，温度过高HCl易挥发，所以需要控制温度在40 ℃左右，最佳的加热方式是在40 ℃的水浴中加热；
(5)从溶液中析出晶体的操作步骤一般是加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
[答案] (1)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(3)HCl易挥发 在40 ℃水浴中
(4)保证氯气充分氧化FeCl2
(5)冷却结晶 过滤
10．硫酸亚铁作为补铁剂，可促进动物的生长发育，增强抗病能力。以钛白副产绿矾(成分为FeSO4·7H2O、Fe2O3、FeO、PbO、CuO)为原料制备绿矾(FeSO4·7H2O)的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)写出两条可提高“酸浸”效率的措施：___________________________
_______________________________________________________________。
(2)“酸浸”过程，矿渣中的Fe2O3与稀H2SO4反应的离子方程式为_____
________________________________________________________________。
(3)检验“酸浸”后的溶液中是否含Fe3＋的操作方法及现象是___________
_______________________________________________________________。
(4)“还原”时溶液中含铁物质发生反应的化学方程式为______________。
(5)“一系列操作”包括________、洗涤、干燥。干燥时温度不宜过高，其原因是_____________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(6)绿矾晶体在空气中易被氧化。取x g样品，加水完全溶解，用酸化的a ml·L－1K2Cr2O7溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7溶液b mL。反应原理：
________Fe2＋＋________ Cr2Oeq \\al(2－,7)＋ ________H＋===________ Fe3＋＋________Cr3＋＋ ________。
请将离子方程式补充完整，则绿矾晶体纯度的计算式为______________(FeSO4·7H2O摩尔质量为278 g·ml－1)。
[解析] (1)可提高“酸浸”效率的措施：适当提高硫酸浓度、适当升高温度、把原材料粉碎、充分搅拌等。(2)Fe2O3与稀H2SO4反应的离子方程式为Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。(3)检验“酸浸”后的溶液中是否含Fe3＋：取少量“酸浸”后的溶液于一支洁净的试管中，滴入几滴KSCN溶液，若溶液变为血红色，则说明“酸浸”后的溶液中含Fe3＋；若溶液不变为血红色，则说明“酸浸”后的溶液中不含Fe3＋。(4)“还原”时溶液中含铁物质为FeSO4和Fe2(SO4)3，加入铁粉发生反应的化学方程式为Fe2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(SO4))3＋Fe===3FeSO4。(5)从滤液中提取绿矾的“一系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。干燥时温度不宜过高，其原因是防止FeSO4·7H2O失去结晶水。(6)K2Cr2O7溶液滴定的反应原理：6Fe2＋＋1Cr2Oeq \\al(2－,7)＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O，根据化学方程式，由消耗K2Cr2O7溶液的量计算FeSO4·7H2O的纯度为eq \f(a ml·L－1×b×10－3L×6×278 g·ml－1,x g)×100%＝eq \f(6ab×10－3×278,x)×100%。
[答案] (1)适当升高温度，将钛白副产绿矾粉碎(或搅拌等)
(2)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
(3)取少量“酸浸”后的溶液于一支洁净的试管中，滴入几滴KSCN溶液，若溶液变为血红色，则说明“酸浸”后的溶液中含Fe3＋；若溶液不变为血红色，则说明“酸浸”后的溶液中不含Fe3＋(反之则不含，也可以)
(4)Fe2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(SO4))3＋Fe===3FeSO4
(5)蒸发浓缩、冷却结晶，过滤 避免绿矾失去结晶水(或其他合理答案)
(6)6 1 14 6 2 7H2O eq \f(6ab×10－3×278,x)×100%与H＋反应
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
与稀HNO3
反应
酸过量
Fe＋4H＋＋NOeq \\al(－,3)===Fe3＋＋NO↑＋2H2O
酸少量
3Fe＋8H＋＋2NOeq \\al(－,3)===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O
与浓H2SO4、
浓HNO3反应
常温下钝化，加热时氧化成Fe3＋分别生成SO2、NO2
化学式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗称
—
铁红
磁性氧化铁
颜色
黑色
红棕色
黑色
状态
粉末
粉末
晶体
溶解性
难溶于水
难溶于水
难溶于水
装置一
装置二
化学式
Fe(OH)2
Fe(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＋＋2H2O
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
受热
分解
—
2Fe(OH)3eq \(=====,\s\up9(△))Fe2O3＋3H2O
制法
可溶性亚铁盐与碱反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
可溶性铁盐与碱反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
二者的
关系
空气中，Fe(OH)2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
编号
实验操作
实验现象
实验1
上述两种溶液中均先加几滴维生素C溶液
液面上方出现白色沉淀，一段时间后变为灰绿色，长时间后变为红褐色
实验2
①中出现蓝色沉淀，
②中溶液未变红色
编号
实验操作
实验现象
实验3
上述两种溶液中均先加几滴维生素C溶液
液面上方产生白色沉淀(带有较多灰绿色)；沉淀下沉后，部分灰绿色沉淀变为白色
实验4
上述两种溶液中均先加几滴维生素C溶液
液面上方产生白色沉淀(无灰绿色)；沉淀下沉后，仍为白色
实验5
取实验4中白色沉淀，洗净后放在潮湿的空气中
方法1
样品溶液eq \(――――――――→,\s\up9(滴加KSCN溶液),\s\d8())无现象eq \(――――→,\s\up9(滴加氯水),\s\d8(或双氧水))溶液变血红色，证明含有Fe2＋
方法2
样品溶液eq \(――――――――→,\s\up9(加入NaOH溶液),\s\d8())产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明含有Fe2＋
方法3
样品溶液eq \(―――――――――――→,\s\up9(加入K3[Fe(CN)6]溶液),\s\d8())生成蓝色沉淀，证明含有Fe2＋
方法1
样品溶液eq \(――――――――→,\s\up9(滴加KSCN溶液),\s\d8())溶液变血红色，证明含有Fe3＋
方法2
样品溶液eq \(――――――――→,\s\up9(加入NaOH溶液),\s\d8())产生红褐色沉淀，证明含有Fe3＋
实验步骤
实验现象
实验结论及反应的离子方程式
取少量溶液A于试管中，加入KSCN溶液
______________
______________
假设②不成立，假设①或③成立；反应的离子方程式是___________________________________________________________
序号
实验方案
现象
Ⅰ
现象a：生成白色沉淀，3 min后沉淀基本变为红褐色
Ⅱ
现象b：生成白色沉淀，3 min后沉淀颜色几乎不变