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文檔簡介
第三章鐵金屬材料
3.1鐵及其化合物.......................................................-1-
一鐵的單質(zhì)、鐵的氧化物、鐵的氫氧化物............................-1-
二鐵鹽和亞鐵鹽...................................................-10-
三利用"價態(tài)二維圖"認識鐵及其化合物的關系(提升課時)..............-19-
3.2金屬材料..........................................................-27-
—合金...........................................................-27-
二物質(zhì)的量在化學方程式計算中的應用.............................-33-
3.1鐵及其化合物
—鐵的單質(zhì)、鐵的氧化物、鐵的氫氧化物
學習理解共60分
一、選擇題(本題共6小題,每小題5分,共30分)
1.(2021?濟南高一檢測)《新修本草》是我國古代藥物學著作之一,其中有關于
“青磯”的描述:“其絳磯本來綠色,新出窟未見風者,正如琉璃……燒之赤色,
故名絳磯矣”。據(jù)此推測,“青帆”的主要成分為()
A.CuSO,?5H川B.FeSOt?7H20
C.Na2C03?10H20D.Fe2(SO,)3?9H20
【解析】選B。CuSO,?5HQ為藍色晶體,受熱失去結晶水變成白色,A不符合題意;
FeS0「7H2。為綠色晶體,+2價鐵離子不穩(wěn)定,易被氧化成+3價鐵離子,即
FeSO.?7H2O在空氣中灼燒后生成赤色的三氧化二鐵,B符合題意;Na2C03?10H20
為白色晶體,加熱失去結晶水后,變成白色粉末,C不符合題意;Fe2(SO.)3?9H20
為黃色晶體,加熱后失去結晶水,變成硫酸鐵粉末,D不符合題意。
【補償訓練】
《淮南子?說山訓I》云:慈石能引鐵(慈,舊作磁)?!按仁钡闹饕煞质牵ǎ?/p>
A.四氧化三鐵B.氧化銅
C.三氧化二鐵D.鐵單質(zhì)
【解析】選A。四氧化三鐵,化學式Fes。,,俗稱氧化鐵黑、吸鐵石、黑氧化鐵,
為具有磁性的黑色晶體,故又稱為磁性氧化鐵。“慈石”的主要成分是四氧化三
鐵,A項正確。
2.鐵的氧化物在自然界中有著廣泛的應用。有關鐵的氧化物的說法中,不正確的
是()
A.赤鐵礦主要成分是FezQ”FezQ,是紅棕色的,常用作紅色油漆和涂料
19
B.FesOi是黑色晶體,其中鼻的鐵顯+2價,-的鐵顯+3價
C.FeO、Fez。:,、Fe。都不溶于水,但都能和鹽酸反應生成相應的鹽
D.FeO不溶于水,不屬于堿性氧化物
【解析】選D。FeO不溶于水,能與酸反應生成鹽和水,屬于堿性氧化物。
3.有關鐵及其化合物的說法中,錯誤的是()
A.鐵的化學性質(zhì)比較活潑,所以鐵在自然界中全部以化合態(tài)存在
,NaOH溶液
一煤油
/FeSO」溶液
由圖示操作可制取Fe(OH)2
C.Fe。、Fe(OH)3都可以由化合反應制得
D.Fe(0H)3膠體呈紅褐色、透明,能發(fā)生丁達爾效應
【解析】選A。隕鐵中的鐵為單質(zhì)鐵,是游離態(tài)的鐵元素,故A錯誤;Fe(0H)2易
被氧化,煤油可以隔絕空氣,故B正確;鐵和氧氣化合生成四氧化三鐵,氫氧化
亞鐵、氧氣、水化合生成氫氧化鐵,故C正確;氫氧化鐵膠體呈紅褐色、透明,
膠體能發(fā)生丁達爾效應,故D正確。
4.(2021?南昌高一檢測)鐵的常見化合物有+2價和+3價。據(jù)研究,鐵與濃HN。,
反應可生成一種化學式為Fe80H的化合物,它可以看作是由FeO和Fe203組成的復
雜氧化物。該化合物可以表示為()
A.FeO?3Fe20:1B.2FeO?3Fe20:i
C.FeO?2Fe203D.2FeO,Fe203
【解析】選Bo化合物FeQ”可以看作是由FeO和Fe?。:,組成的復雜氧化物,設化學
[n+2m=8,
式為nFeO?mFe2()3,則彳,一解得n=2,m=3,該化合物可以表示為
nIn3m11,
2FeO?3Fe203,故B項正確。
5.下列關于Fe(OH)2的制備方法最成功的是()
A.向FeCL溶液中逐滴加入NaOH溶液
B.向FeSOi溶液中逐滴加入氨水
C.先將裝有NaOH溶液的長滴管插入FeSO“溶液液面下,再擠出NaOH溶液可制得
Fe(OH),白色沉淀
D.取適量新配制的FeSO,溶液于試管中,再加入一層植物油(密度小于水,且不溶
于水),然后向試管內(nèi)逐滴加入NaOH溶液
【解析】選D。向FeCb溶液中逐滴加入NaOH溶液,生成的Fe(0H)?易被氧化,不
容易制備成功,故A不符合題意;向FeSO,溶液中逐滴加入氨水,生成的Fe(0H)2
易被氧化,不容易制備成功,故B不符合題意;長滴管插到FeSO」液面下,再擠出
NaOH溶液可制得Fe(OH)2白色沉淀,防止Fe(OH)?被氧化,但沒有與空氣隔絕,時
間稍長白色Fe(0H)2會被空氣中的氧化,故C不符合題意;加入一層植物油,可
隔絕空氣,然后向試管內(nèi)逐滴加入NaOH溶液,在植物油下方可以生成Fe(OH)z,
且防止Fe(OH),被氧化,故D符合題意。
6.(2021?吉林高一檢測)鐵屑溶于過量稀硫酸,過濾后向濾液中加入過量氨水,
有白色沉淀生成,過濾,在空氣中加熱沉淀至質(zhì)量不再發(fā)生變化為止,得到紅棕
色殘渣。上述沉淀和殘渣分別是()
A.Fe(OH)3Fe2O3B.Fe(0H)2Fe2O3
C.Fe(0H)2Fe(0H)3D.Fe(0H)2Fe3O.t
[解析]選B。鐵與稀硫酸反應生成FeSO?再與過量氨水反應生成白色沉淀Fe(OH)2,
在空氣中加熱Fe(OH)2,鐵元素被氧化為+3價,最后所得紅棕色殘渣為FezOa。
二、非選擇題(本題共2小題,共30分)
7.(14分)(2021?長沙高一檢測)鐵與空氣接觸時表面會形成氧化物,如一塊低碳
鋼可以被三種氧化膜所覆蓋:與金屬接觸的一側是FeO,與空氣接觸的一側是Fe。,
而中間則是Fe:。。
(1)中國古代“四大發(fā)明”之一的“司南”,其主要成分是上述物質(zhì)中的
(填化學式)。
(2)FezQ,的一種用途是o
(3)FeO可作化妝品中的色素,它還能進行一系列轉化:
FeOfFeSOLFe(OH)2-*Fe(OH)3o
①FeO-FeSOi時應加入的試劑是0
②Fe(OH)2—Fe(OH)3的實驗現(xiàn)象是。
【解析】(D中國古代四大發(fā)明之一的司南是由天然磁石制成的,磁鐵成分主要是
四氧化三鐵,化學式為FeQ,;(2)氧化鐵是紅色固體難溶于水,可以作紅色顏料或
冶煉鐵;(3)①FeOfFeSO,時應加入的試劑是稀硫酸,發(fā)生反應:FeO+H2sO,=FeSO]
+H20;
②Fe(0H)2-Fe(0H):;的實驗現(xiàn)象是白色沉淀迅速變化為灰綠色最后變?yōu)榧t褐色,生
成氫氧化鐵紅褐色沉淀。
答案:(l)Fe3(X(2)制紅色油漆(或冶煉鐵)
(3)①稀硫酸②白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色,最終變?yōu)榧t褐色
8.(16分)某課外活動小組設計了如圖所示的實驗裝置進行實驗,回答下列問題:
(1)開始實驗時夾子e是打開的,錐形瓶A中發(fā)生反應的離子方程式為—
,試劑瓶B中可以觀察到的現(xiàn)象是o
(2)數(shù)分鐘后夾上夾子e,則試劑瓶B中可以觀察到的現(xiàn)象是,B
中反應的離子方程式是O
2
⑶如果開啟活塞f放掉約可液體,此時試劑瓶B中可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是一
O
,B中反應的化學方程式是o
+2+
【解析】(1)鐵和稀硫酸之間反應生成硫酸亞鐵和氫氣,F(xiàn)e+2H=Fe+H2t,夾
子e是打開的,產(chǎn)生氣體會沿著e處導管進入B中;(2)A中氣壓增加,會將生成
的硫酸亞鐵以及剩余的硫酸壓入B中和氫氧化鈉混合反應:0匹+十=%0,Fe2+
+20H-=Fe(0H)21,立即產(chǎn)生白色沉淀;
(3)氫氧化亞鐵不穩(wěn)定,容易被氧氣氧化為氫氧化鐵,4Fe(0H)2+02+
2H20=4Fe(0H)3,看到沉淀逐漸變?yōu)榛揖G色,最后變?yōu)榧t褐色。
答案:(l)Fe+2H+=Fe2++H2t導管口有氣泡冒出
(2)A中溶液進入B中,立即產(chǎn)生白色沉淀0r+仁=壓0、
2+-
Fe+20H=Fe(0H)2I
(3)沉淀逐漸變?yōu)榛揖G色,最后變?yōu)榧t褐色
4Fe(OH)2+O2+2H,0=4Fe(OH)3
應用實踐共20分
選擇題(本題共4小題,每小題5分,共20分)
9.(2021?洛陽高一檢測)下表是有關反應的離子方程式及對離子方程式的評價,
其中評價正確的是()
選項離子方程式評價
A將鐵粉加入CuSO4溶液中:Fe+Cu2+=Fe2++Cu正確
B將氧化鐵加入稀鹽酸中:Fe2O3+6H"+2C「=2Fe2++Cl"+3H20正確
+2+
C鐵粉與稀硫酸反應:2Fe+6H=2Fe+3H2t正確
+
D向氫氧化鐵中加入足量稀鹽酸:H+0H-=H20正確
【解析】選A。鐵粉與硫酸銅發(fā)生置換反應生成硫酸亞鐵和銅,離子方程式為Fe
+Cu2+==Fe2++Cu,A正確;氧化鐵與稀鹽酸反應的離子方程式為FeA+6H+=2Fe3
+
+3H20,所給方程式不符合客觀事實,評價不合理,B錯誤;鐵粉與稀硫酸反應
的離子方程式為Fe+2FT=Fe2++H",評價不合理,C錯誤;向氫氧化鐵中加入
足量稀鹽酸,氫氧化鐵難溶于水應寫化學式,反應的離子方程式為Fe(OH)s+3H+
3+
=Fe+3H2O,評價不合理,D錯誤。
10.(2021?惠州高一檢測)用圖示裝置制備補血劑甘氨酸亞鐵[(H2NCH£OO)2Fe]
(易溶于水,難溶于乙醇)。已知:檸檬酸易溶于水和乙醇,有酸性和還原性,下
列說法不正確的是()
A.先打開R、(排盡空氣后關閉鼠,打開K”并向c中滴加NaOH溶液,加熱
B.c中加入檸檬酸可調(diào)節(jié)溶液的pH,并防止Fe,+被氧化
C.c中反應的化學方程式為2H2NCH2C00H+FeSO4+2NaOH=
(H2NCH2COO)2Fe+Na2SO4+2H,0
D.洗滌得到的甘氨酸亞鐵所用的最佳試劑是檸檬酸溶液
【解析】選D。先打開瓜、K3,H2SO,與Fe反應產(chǎn)生FeSO」、上,上可以將裝置中的
空氣排出,待排盡空氣后關閉黑,打開K?,在裝置b中產(chǎn)生的FeSO,在比壓強的作
用下沿導氣管進入裝置c中,并向c中滴加NaOH溶液,加熱,甘氨酸、FeSO,、NaOH
發(fā)生反應,就制備得到補血劑甘氨酸亞鐵,A正確;檸檬酸具有酸性、還原性,在
c中加入檸檬酸既可調(diào)節(jié)溶液的pH,又可以防止F,+被氧化,以便于制取得到甘
氨酸亞鐵,B正確;c中甘氨酸、FeSO,、NaOH溶液發(fā)生反應制取得到甘氨酸亞鐵,
反應方程式為2H2NCH,C00H4-FeSO,+2NaOH=(H2NCH2C00)2Fe+Na2SO,+2H2O,C正確;
甘氨酸亞鐵易溶于水,難溶于乙醇,因此洗滌得到的甘氨酸亞鐵所用的最佳試劑
是乙醇,D錯誤。
11.為了防止鋼鐵零件生銹,常采用化學處理使鋼鐵零件表面生成一層致密保護
層。化學處理過程中其中一步的反應為3Fe+NaN02+5NaOH=3Na2FeO2+H20+
NR"。下列敘述不正確的是()
A.上述反應涉及的物質(zhì)中,F(xiàn)e的還原性最強
B.上述反應涉及的物質(zhì)中,NaNOz的氧化性最強
C.上述反應中,鐵是還原劑,NaNOz和NaOH是氧化劑
D.NO;的氧化性強于FeO7的氧化性
【解析】選C。3Fe+NaNO2+5NaOH=3Na2FeO2+H2O+NH3t中,F(xiàn)e是還原劑,
所以該反應涉及的物質(zhì)中,鐵的還原性最強,故A正確;反應中NaNO,是氧化劑,
故反應涉及的物質(zhì)中,NaNOz的氧化性最強,故B正確;該反應中,NaOH中元素化
合價不變,既不是氧化劑也不是還原劑,故C錯誤;該反應中,NaNO?是氧化劑,
N&FeO,是氧化產(chǎn)物,所以NO;的氧化性強于FeO1的氧化性,故D正確。
12.(2021?青島高一檢測)裂解水制氫氣的過程如圖所示。下列說法不正確的是
()
A.反應I的化學方程式是FesOi+CO-^3FeO+C()2
B.反應II的化學方程式是3FeO+H2O(g)-^FesOdH?
C.總反應的化學方程式是C+2H20(g)^^C02+2H2
D.鐵的氧化物是裂解水的催化劑
【解析】選C。反應I:反應物為Fe:。、CO,生成物為FeO、C02,反應為Fe。+
高溫
C0三23FeO+C()2,故A正確;反應II:反應物為FeO、H2O(g),生成物為Fe:。、
高溫
H2,反應為3FeO+HQ(g)三皇FeG+H”故B正確;反應III:反應物為CO?、C,
生成物為CO,反應為C+C0?=2C0,將反應I+H+III得總反應為C+HQ(g)
高溫
三仁CO+H”故C錯誤;鐵的氧化物四氧化三鐵參與反應,但總反應為C+H?O(g)
高溫
2^CO+H?,且反應產(chǎn)物沒有四氧化三鐵和氧化亞鐵,所以鐵的氧化物是裂解水
的催化劑,故D正確。
遷移創(chuàng)新共20分
非選擇題(本題共1小題,共20分)
13.某小組同學為了獲取在Fe(OH)z制備過程中,沉淀顏色的改變與氧氣有關的實
驗證據(jù),用圖1所示裝置進行了如下實驗(夾持裝置已略去,氣密性已檢驗)。
?NaOH溶液
?數(shù)據(jù)采集k6小?數(shù)據(jù)采集?
溶解較傳感器本呷轉氣傳感器
FeSOa溶液二復二攪拌磁子
巨互^磁力攪拌器
圖1
【進行實驗】
實驗步驟:(1)I向瓶中加入飽和FeSO,溶液,按圖1所示連接裝置;
(2)打開磁力攪拌器,立即加入10%NaOH溶液;
⑶采集瓶內(nèi)空氣中0?含量和溶液中。2含量(D0)的數(shù)據(jù)。
實驗現(xiàn)象:生成白色絮狀沉淀,白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色,一段時間后部分變?yōu)?/p>
紅褐色。
實驗數(shù)據(jù):
圖2瓶內(nèi)空氣中圖3溶液中02含
。2含量的變化量(DO)的變化
【解釋與結論】
(1)攪拌的目的是o
(2)生成白色沉淀的離子方程式是o
(3)紅褐色沉淀是o
(4)通過上述實驗,可得到“在Fe(0H)2制備過程中,沉淀顏色改變與氧氣有關”
的結論,其實驗證據(jù)是o
【解析】(1)攪拌可增大固體和液體的接觸面積,使沉淀與氧氣充分反應。
(2)生成白色沉淀的離子方程式是Fe"+20H-=Fe(0H)2I。
(3)紅褐色沉淀為Fe(0H)3。(4)由圖2、圖3可知,溶液以及空氣中的氧氣含量減
少,說明氧氣參加反應。
答案:(1)使沉淀與氧氣充分反應
2+
(2)Fe+20H-=Fe(0H)2I
⑶Fe(0H)3
(4)瓶內(nèi)空氣中、溶液中6含量均降低,沉淀顏色改變
【補償訓練】
某同學設計如圖所示裝置(氣密性已檢查)制備Fe(OH)2白色沉淀。
請回答:
⑴裝置5有什么作用?
提示:液封,防止空氣進入裝置4中。裝置5是通過蒸儲水的液封,起到防止空
氣進入裝置4中的作用。
⑵實驗開始時,關閉及,打開K”反應一段時間后,再打開L,關閉K”發(fā)現(xiàn)裝
置3中溶液不能進入裝置4中。請為裝置作一處改進,使溶液能進入裝置4中。
提示:在裝置2、3之間添加止水夾。打開K“關閉K”產(chǎn)生的乩可以從裝置2的
導管中逸出,故裝置3中的壓強達不到將液體壓入裝置4中的程度,應在裝置2、
3之間加一個止水夾。
⑶裝置改進后,將3中反應后溶液壓入4中,在4中析出了灰綠色沉淀。從實驗
操作過程分析沒有產(chǎn)生白色沉淀的原因。
提示:裝置4中的空氣沒有排盡。當裝置3中生成的FeSO,溶液被壓入裝置4中,
使與NaOH溶液反應生成的Fe(OH)?沉淀被裝置4中原有空氣中的0?氧化,故析出
的沉淀為灰綠色。
二鐵鹽和亞鐵鹽
學習理解共45分
一、選擇題(本題共6小題,每小題5分,共30分)
1.(2021?杭州高一檢測)許多富脂糕點的包裝盒內(nèi)都裝有一小包黑色的還原性鐵
粉,長時間放置的糕點,其包裝盒內(nèi)的還原性鐵粉往往會變成紅棕色(主要成分是
Fe2O3)?下列說法正確的是()
A.還原性鐵粉變成紅棕色的過程中鐵粉發(fā)生了氧化反應
B.富脂食品長時間放置易被還原
C.變質(zhì)的還原性鐵粉溶入稀鹽酸中得到的溶液可以腐蝕銅制線路板
D.如果在包裝盒內(nèi)放入Fe2(SO,,也可起到與鐵粉同樣的作用
【解析】選A。長時間放置的鐵粉變成Fe4,鐵元素的化合價升高,可知鐵粉發(fā)
生了氧化反應,A項正確;由題給信息可推知富脂食品易被空氣中的氧氣氧化,B
項錯誤;變質(zhì)的還原性鐵粉中同時含有Fe粉和FeO,當FezO,過量時,溶于稀鹽
酸會得到含有Fe?+和Fe'+的溶液,此時可以腐蝕銅制線路板,當Fe粉過量時,得
到只含有Fe2+的溶液,不能腐蝕銅制線路板,C項錯誤;Fe?(S0,3中鐵元素為+3
價,不能被0?氧化,D項錯誤。
【補償訓練】
下列關于鐵及其化合物的性質(zhì)敘述錯誤的是()
A.補血劑中含有+3價鐵元素
B.鐵能被磁鐵吸引可用于制作磁性材料
C.Fe?。,常用于制造紅色油漆和涂料
D.保存氯化亞鐵溶液時,應加少量鐵粉
【解析】選A。亞鐵血紅蛋白輸送氧氣,缺鐵導致營養(yǎng)性貧血,所以補血劑中含有
+2價鐵元素,故A錯誤;鐵能被磁鐵吸引可用于制作磁性材料,故B正確;FeQ
呈紅色,不易被氧化,常用于制造紅色油漆和涂料,故C正確;FeCh易被氧化,
故保存時應加鐵粉來防氧化,故D正確。
2.(2021?汕頭高一檢測)下列有關物質(zhì)檢驗的說法正確的是()
A.用酸性高鎬酸鉀溶液檢驗FeCL溶液中是否含有FeCL
B.取少量待測液于一試管中,先滴入幾滴KSCN溶液,溶液不變紅色;再滴入幾
滴新制氯水,溶液變紅色,說明待測液中有Fe?+而沒有Fe'+
C.為了檢驗菠菜中的鐵元素,可先將菠菜灼燒、溶解、過濾,然后取少量濾液于
一試管中,先加入過量雙氧水,再滴加幾滴KSCN溶液,觀察溶液是否變紅色
D.為檢驗一堿性洗滌液中是否含有C「,可取少量洗滌液于一試管中,滴入幾滴
硝酸酸化的硝酸銀溶液,如果有沉淀產(chǎn)生,說明洗滌液中還含有C「
【解析】選B。亞鐵離子、氯離子在酸性條件下均能被高錦酸鉀氧化,則不能確定
是否含F(xiàn)e",故A錯誤;滴入幾滴KSCN溶液不顯紅色,可知不含鐵離子,再滴幾
滴新制的氯水,變?yōu)榧t色,可知亞鐵離子被氧化為鐵離子,則原溶液中有Fe?+而
沒有Fe",故B正確;將菠菜灼燒,菠菜中的鐵元素會轉化為氧化鐵,加水不溶
解,所以應該加硝酸溶解,或加稀硫酸和雙氧水,然后再滴加幾滴KSCN溶液,觀
察溶液是否變紅色,故C錯誤;Cl\Br,「等離子均能與硝酸銀反應生成難溶
于硝酸的沉淀,所以滴入幾滴硝酸酸化的硝酸銀溶液,如果有沉淀產(chǎn)生,不能說
明洗滌液中還含有C「,故D錯誤。
【補償訓練】
證明某溶液中只含有Fe2+而不含有Fe"的實驗方法是()
A.先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后顯紅色
B.只需滴加KSCN溶液
C.先滴加KSCN溶液,不顯紅色,再滴加氯水后顯紅色
D.滴加酸性高銃酸鉀溶液后溶液褪色
【解析】選C。先滴加氯水,Ch將Fe?+氧化成Fe3即使原溶液中不含F(xiàn)et滴
加KSCN溶液后也顯紅色,無法證明原溶液中是否含有Fe3+,故A錯誤;只滴加KSCN
溶液,根據(jù)溶液是否顯紅色,能檢驗出溶液中是否含有Fe",無法驗證Fe?+存在,
故B錯誤;KSCN與Fe?+反應使溶液顯紅色,與Fe?+不反應,故無此現(xiàn)象,先滴加
KSCN溶液,不顯紅色,說明原溶液不含有Fe",滴加氯水后顯紅色,說明滴加氯
水后溶液中有Fe",證明原溶液中含有Fe",故C正確;加酸性高錦酸鉀溶液后
溶液褪色,只能證明溶液中含有Fe?+,無法證明是否含有
Fe",故D錯誤。
3.除去FeCk溶液中少量的FeCL,最好的辦法是()
A.加入氫氧化鈉溶液B.通入氯氣
C.加入銅粉D.加入鐵粉
【解析】選D。要實現(xiàn)Fe"fFe”的轉化,需要加入還原劑,且不引入新的雜質(zhì)離
子,最好的辦法是加入足量鐵粉充分反應后過濾,發(fā)生反應的化學方程式為2FeCL
+Fe^3FeCl2o
4.(2021?揚州高一檢測)要鑒定某溶液中所含的一種陽離子為Fe,+(且未被氧化),
最好的方法是()
A.加入NaOH溶液
B.先加入KSCN溶液再加氯水
C.先加氯水再加KSCN溶液
D.加入鋅片
【解析】選B。KSCN與Fe"作用使溶液顯紅色,與Fe?+作用無此現(xiàn)象,故先滴加
KSCN溶液,不顯紅色,說明原溶液不含有Fe";再加入氯水,溶液顯紅色,說明
溶液中有Fe?+生成,進而說明原溶液中含有Fe?+,故鑒定某溶液中含有Fe”,最
好的方法是先加入KSCN溶液再加氯水。
5.為了驗證Fe?+的性質(zhì),某化學興趣小組設計了如圖所示的一組實驗,其中實驗
方案設計錯誤的是()
KSCNCuSOjAgNO3NaOH
Fe溶液溶液溶液溶液
FeCI,
?②③④⑤
變成淺變成變成出現(xiàn)白出現(xiàn)紅
綠色紅色無色色沉淀褐色沉淀
A.只有④B.只有③
C.③④D.③④⑤
【解析】選C。實驗③中現(xiàn)象錯誤,CuSO.溶液為藍色,CuSOi與FeCk不反應,混
合后溶液不會變成無色;實驗④涉及反應的離子方程式為Ag++C「=AgClI,體
現(xiàn)的是的性質(zhì)。
6.(2021?茂名高一檢測)下列關于Fe"和Fe"的敘述中,正確的是()
A.Fe?+的水溶液為淺綠色
B.F&+的水溶液為紅褐色
C.Fe"具有還原性,F(xiàn)e2+既具有氧化性又具有還原性
D.Fe"溶液中滴入含SCV的溶液,立即出現(xiàn)紅色沉淀
【解析】選A。Fe?+的水溶液為淺綠色,A正確;Fe計的水溶液為黃色,氫氧化鐵
沉淀或膠體才是紅褐色,B錯誤;Fe"是鐵元素的高價狀態(tài),具有強氧化性,C錯
誤;Fe計溶液中滴入含SCV的溶液,溶液立即出現(xiàn)紅色,而不是沉淀,D錯誤。
二、非選擇題(本題共1小題,共15分)
7.(2021?大連高一檢測)綠磯晶體(FeSO,-7H20)由于保存不妥或長久放置,容易
被空氣中的氧氣氧化而變質(zhì)。為探究綠磯樣品的變質(zhì)情況,化學興趣小組的同學
設計了下列實驗方案。
可供選擇的試劑:硫氟化鉀溶液、酸性高鎰酸鉀溶液、氯水、氫氧化鈉溶液、氯
化鋼溶液,請參與完成方案設計。
實驗準備:取少量綠機樣品,用蒸譙水在燒杯中配成溶液。
(1)證明綠磯已被氧化的實驗操作為.
________________________________________________________________,
(2)證明綠磯已完全被氧化的實驗操作為.
________________________________________________________________,
(3)使用綠磯溶液時,防止被氧化的措施為
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O
【解析】(1)綠磯樣品被氧化會生成Fe,有Fe'+存在即可說明綠磯樣品已被氧化,
Fe計可使硫氧化鉀溶液變?yōu)榧t色。
(2)Fe?+能使酸性高鋅酸鉀溶液褪色,若溶液不褪色,說明溶液中沒有Fe?+,則證
明綠磯樣品完全被氧化。
(3)為防止Fe"的干擾,可以加入適量鐵粉進行除雜,加入鐵粉后Fe"與鐵反應生
成Fe,
答案:(1)取少量溶液,加入幾滴硫氟化鉀溶液,若觀察到溶液變紅色,則證明綠
磯樣品已被氧化
(2)取少量溶液,加入幾滴酸性高鋅酸鉀溶液,若觀察到溶液不褪色,則證明綠磯
樣品完全被氧化
(3)向溶液中加入適量鐵粉
應用實踐共35分
一、選擇題(本題共4小題,每小題5分,共20分)
8.(2021?蕪湖高一檢測)《神農(nóng)本草經(jīng)》記載:“神農(nóng)嘗百草,日遇七十二毒,
得茶而解?!辈枞~中鐵元素的檢驗可經(jīng)以下四個步驟完成,各步驟中選用的實驗
用品不能都用到的是()
A.將茶葉灼燒灰化,選用①、②和⑨
B.用濃鹽酸溶解茶葉灰并加蒸鐳水稀釋,選用④、⑥和⑦
C.過濾得到濾液,選用④、⑤和⑦
D.檢驗濾液中的Fe'+,選用③、⑧和⑩
【解析】選B。將茶葉灼燒灰化,應在堪煙中加熱,①、②和⑨都能用到,故A不
符合題意;用濃鹽酸溶解茶葉灰并加蒸儲水稀釋,應在燒杯中進行,可用玻璃棒
攪拌,選用④和⑦,用不到⑥,故B符合題意;過濾時需要用到漏斗、燒杯和玻
璃棒,④、⑤和⑦都能用到,故C不符合題意;檢驗濾液中的Fe",可用膠頭滴
管取少量濾液于小試管中,用KSCN溶液檢驗,用到的實驗用品有試管、KSCN溶液、
膠頭滴管等,③、⑧和⑩都能用到,故D不符合題意。
【補償訓練】
某興趣小組進行某補血劑中鐵元素含量的測定實驗流程如下:
九品劃山研磨硫酸由前乩。2,過量氨水
補血劑IO用17前國丁---------
紅褐色懸濁液|A解花鐵固體加g
下列說法不正確的是()
A.步驟①研磨時需要在研缽中進行
B.步驟②加入氨水的作用是將Fe?+完全沉淀
C.步驟③多步操作為過濾、洗滌、灼燒至恒重、冷卻、稱重
D.每片補血劑中鐵元素的質(zhì)量為0.07wg
【解析】選B。步驟①是將補血劑磨成細粉,便于溶解,研磨時需要在研缽中進行,
A正確;步驟②中加入過氧化氫是將Fe"氧化為Fe",然后用過量氨水將Fe時完全
沉淀為紅褐色氫氧化鐵,B錯誤;步驟③是將氫氧化鐵沉淀轉化為氧化鐵,通過測
定氧化鐵的質(zhì)量,計算補血劑中鐵元素的含量,所以操作為過濾、洗滌、灼燒至
恒重、冷卻、稱重,C正確;wg氧化鐵中鐵元素的質(zhì)量即為10片補血劑中鐵的
112
_wgX—
質(zhì)量,所以每片補血劑中含鐵元素的質(zhì)量為一而一=
0.07wg,D正確。
9.(2021?深圳高一檢測)某溶液中可能存在M*、Fe2\Fe3+,加入NaOH溶液,
開始時有白色絮狀沉淀生成,沉淀迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色,下列結論
正確的是()
A.一定有Fe",一定沒有Fe-、Mg2+
B.一定有Fe'+,一定沒有Fe"、Mg2+
C.一定有Fe",可能有Fe",一定沒有Mg"
D.一定有Fe",可能有Mg",一定沒有Fe計
【解析】選D。加入NaOH溶液,開始時產(chǎn)生白色沉淀,則原溶液中一定不含有Fe,
+,最后沉淀變成紅褐色,則一定含有Fe?+,不能確定是否含有Mg"。
10.(2021?濰坊高一檢測)已知:①綠茶中含有大量的糅酸;②糅酸亞鐵溶液為
無色,鞅酸鐵溶液為藍黑色。根據(jù)實驗流程分析,下列敘述錯誤的是()
FcSOt維生素C
綠茶水KT藍黑色FT恢復為原色
KSC\溶液7*々H?()2溶液……
G田3A不變色一小侏A變?yōu)榧t色
③酒加④滴加41rt
A.綠茶水與FeSO,反應生成的鞅酸亞鐵易被氧化成鞅酸鐵而呈藍黑色
B.維生素C可將糅酸鐵還原成糅酸亞鐵
C.④中發(fā)生的反應有2個
D.服用補鐵劑時不能喝綠茶
【解析】選Co糅酸亞鐵溶液為無色,糅酸鐵溶液為藍黑色,在綠茶水中加入FeS0?
出現(xiàn)藍黑色,說明鞅酸亞鐵易被氧氣氧化,A正確;向藍黑色溶液中加入維生素C,
溶液由藍黑色恢復原色,說明維生素C能將糅酸鐵還原成鞅酸亞鐵,表現(xiàn)還原性,
B正確;④中發(fā)生的反應有維生素C、Fe?+被HQ?氧化、
Fe'+與SCV的絡合反應等,反應不止2個,C錯誤;因為綠茶水中的糅酸與補鐵劑
中的Fe2+反應生成糅酸亞鐵,鞅酸亞鐵不穩(wěn)定,易被氧化為鞅酸鐵,故服用補鐵
劑時不能喝綠茶,D正確。
11.(2021?珠海高一檢測)用鐵泥(主要成分為Fe。、FeO和Fe)制備納米Fe30.,(¥
均直徑25nm)的流程示意圖如圖:
閩
(HQ?溶液
鐵液
?加熱、攪拌、
泥D
分離、干燥納米
預(
濾⑤FeQ
隔
鹽酸4
處
一
而
①——F②e
理A
〕
〕
下列敘述錯誤的是()
A.步驟①中,生成車間要禁止煙火
B.步驟②中,主要反應的離子方程式是2Fe3++Fe=3Fe?+
C.步驟④中FLO?應該過量
D.步驟⑤中,為驗證得到的固體是納米態(tài)Fe30“粒子,可將其形成分散系,做丁達
爾效應實驗
【解析】選C。步驟①中鐵與鹽酸會反應放出氫氣,因此生成車間要禁止煙火,故
A正確;濾液A中溶質(zhì)為氯化鐵、氯化亞鐵、過量的稀鹽酸,加入鐵粉還原鐵離子
和除去過量的鹽酸:2Fe'++Fe=3Fe2+,故B正確;步驟④中,過量的同。2在步驟
⑤中會繼續(xù)氧化+2價的鐵,因此步驟④中不能過量,故C錯誤;納米態(tài)FesO”
的平均直徑25nm,形成的分散系屬于膠體,可以通過做丁達爾效應實驗驗證,故
D正確。
二、非選擇題(本題共1小題,共15分)
12.(2021?鷹潭高一檢測)金屬及其化合物在人類生活、生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作
用。印刷電路板由高分子材料和銅箔復合而成,刻制印刷電路時,工業(yè)上常用FeCl;,
溶液作為“腐蝕液”,有CuCh和FeCh生成。如圖是某工程師為了從使用過的腐
蝕廢液中回收銅并重新獲得FeCL溶液所采用的工藝流程圖:
罌廣濾液(含有②)----------1合并通入.FeC13
廢液患力喘濾液溶液
匚濾渣③-^^魯(含有②)
過濾
■-金屬銅
請回答下列問題。
⑴實驗室中,檢驗溶液中存在Fe"的試劑是,證明Fe、+存在的現(xiàn)象是
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________O
(2)寫出FeCL溶液與金屬銅發(fā)生反應的離子方程式:o
(3)寫出上述流程圖中加入或生成的有關物質(zhì)的化學式:
①,②,④0
(4)含有②的濾液與⑤反應的化學方程式為。
【解析】廢液中含有FeCb、CuCb、FeCk,向廢液中加入過量Fe,發(fā)生的離子反
應為2Fe"+Fe=3Fe*Cu2++Fe=Fe2++Cu,然后過濾,濾液中含有FeCh,濾
渣中含有Cu、Fe,向濾渣中加入過量鹽酸,F(xiàn)e溶解,Cu不溶解,然后過濾得到金
屬單質(zhì)Cu,濾液中含有FeCk,向含有FeCL濾液中通入過量Ck,發(fā)生的離子反應
為2Fe"+C12=2Fe3++2C「,從而得到FeCh溶液。
(l)Fe'+和KSCN溶液混合生成絡合物硫氧化鐵而使溶液呈紅色,可以用KSCN溶液
檢驗Fe計。
(2)氯化鐵具有氧化性,能氧化Cu生成銅離子,自身被還原生成氯化亞鐵,離子
反應方程式為2Fe"+Cu=2Fe2++Cu2+。
⑶通過以上分析知,①②④分別是Fe、FeCL.HC1O
(4)FeCb與Ch發(fā)生氧化還原反應生成FeCk,化學方程式為2FeCl2+Cl2=2FeCl3o
答案:(l)KSCN溶液溶液變成紅色
(2)2Fe3++Cu=2Fe2+4-Cu2+
(3)FeFeCl2HC1
(4)2FeCl2+Cl2=2FeCl3
遷移創(chuàng)新共20分
非選擇題(本題共1小題,共20分)
13.(2021?福州高一檢測)I.鐵及其化合物之間的相互轉化可用下式表示:
①②
FeWFW—Fe(斤
④③
回答下列有關問題:
Fe與過量鹽酸反應可以制取FeCh。若用反應所得的酸性溶液,實現(xiàn)上述①、④的
轉化,要求產(chǎn)物純凈,可選用(選填字母)。
a.Cl2b.Fec.Cud.KMnO4
n.硫酸亞鐵是一種重要的工業(yè)原料,同時可以用于制造補血藥物,但具有毒性,
故嚴禁在食品中濫用硫酸亞鐵。某同學為探究富含硫酸亞鐵且保存時間較長的糕
點的情況,設計了如圖所示實驗方案:
糕點II淡黃色溶潤試劑;|淡紅色溶洞-斯制義水-囪:色溶液
—過渡--------------------
(1)該同學在實驗中加入了過量新制氯水,放置一段時間后,發(fā)現(xiàn)紅色褪去,現(xiàn)
對褪色原因進行探究(已知SC2有還原性)。
【提出假設】
假設1:溶液中的+3價鐵被氧化為更高的價態(tài);
假設2:o
【設計方案】
(2)為了對你所提出的假設2進行驗證,實驗方案是
【解析】I.要使產(chǎn)物純凈,必須使物質(zhì)間發(fā)生反應后,沒有雜質(zhì)生成;氯氣有氧
化性,能氧化二價鐵離子生成三價鐵離子,同時有氯離子生成,沒有雜質(zhì)生成,
故a正確;鐵與鐵離子反應生成二價鐵離子,不引入其他雜質(zhì),故b正確;銅與
鐵離子反應生成銅離子和亞鐵離子,引入了銅離子雜質(zhì),故c錯誤;酸性高錦酸
鉀氧化亞鐵離子時,產(chǎn)物會有鉀離子、錦離子引入,不符合產(chǎn)物純凈的要求,故d
錯誤;故選ab。
n.(D實驗中加入了過量的新制氯水,放置一段時間后,發(fā)現(xiàn)紅色褪去,說明
Fe(SCN)3的濃度逐漸減小。而Fe(SCN)3的生成與F&+、SCV有關,故可能是溶液
中的Fe"被CL氧化為更高的價態(tài),也可能是由于SCM具有還原性,CL是一種強
氧化劑,SCN一被過量的新制氯水氧化,導致紅色褪去。(2)假設Fe,+沒有被氧化,
而是SCN-被氧化,則只要向褪色后的溶液中加入過量KSCN溶液,溶液出現(xiàn)紅色,
說明假設2成立;若溶液不出現(xiàn)紅色,說明假設2不成立。
答案:I.ab
II.(l)SCN-被過量的新制氯水氧化
⑵取少量褪色后的溶液,滴加過量KSCN溶液,若溶液變?yōu)榧t色,則說明假設2
成立;若溶液不變?yōu)榧t色,則假設2不成立
三利用“價態(tài)二維圖”認識鐵及其化合物的關系(提升課時)
學習理解共30分
一、選擇題(本題共4小題,每小題5分,共40分)
1.化學既是一門變幻無窮的神奇學科,也是一個色彩繽紛的美麗世界,對下列物
質(zhì)的顏色判斷錯誤的是()
A.Cl2:黃綠色氣體
B.FeCL溶液:棕黃色溶液
C.Fe3Ol:紅棕色固體
D.FeO:黑色固體
【解析】選C。Ch是黃綠色氣體,A正確;FeCL溶液是棕黃色溶液,B正確;Fe30.,
是黑色固體,氧化鐵為紅棕色固體,C不正確;FeO是黑色固體,D正確。
【補償訓練】
下列反應,其產(chǎn)物的顏色按紅、紅褐、淡黃、藍色順序排列的是()
①金屬鈉在純氧中燃燒②FeSO”溶液中滴入NaOH溶液,并在空氣中放置一段時間
③FeCk溶液中滴入KSCN溶液④硫酸銅吸水
A.②③④①B.③②①④
C.③①④②D.①④②③
【解析】選B。①鈉在氧氣中燃燒生成Na?。?,產(chǎn)物為淡黃色;②FeSO,溶液中加入
NaOH溶液,生成Fe(0H)2,放置一段時間會被氧氣氧化成Fe(0H)3,為紅褐色;③
Fe"與SCN~結合顯紅色;④CuSO」吸水后生成CuSO,?5H20呈藍色。
2.(2021?安慶高一檢測)下列反應中有三價鐵生成的是()
①鐵絲在空氣中生銹
②向FeB。溶液中通入足量CL
③將鐵片置于CuCL溶液中
④Fe(OH)z暴露在空氣中
⑤向FeSO”溶液中滴加雙氧水
⑥高溫下鐵與水蒸氣反應生成Fe。
A.①②③④⑤B.②③④⑤
C.①②④⑤⑥D.全部
【解析】選C。。2、CL、乩0?(雙氧水)均可把Fe或二價鐵氧化為三價鐵,F(xiàn)e:Q中既
含二價鐵,又含三價鐵,C/+只能把Fe氧化為Fe"。
3.向100mLFe2(SOj,和CuSO”的混合溶液中逐漸加入鐵粉,充分反應后溶液中剩
余固體的質(zhì)量與加入鐵粉的質(zhì)量關系如圖所示。忽略溶液體積的變化,下列說法
錯誤的是()
A.a點時溶液中的陽離子為Cu?+、Fe?+和Fe"
B.b點時溶液中發(fā)生的是鐵與硫酸銅的置換反應
C.c點時溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為0.5mol-L-1
D.原溶液中Fe2(SO)3和CuSO1的物質(zhì)的量濃度之比為l:l
【解析】選D。由氧化性的強弱(Fe">Cu2+)及圖像變化可知:①0-5.6gFe發(fā)
生Fe+2Fe"=3Fe2+,②0.56g?1.68gFe時,消耗鐵1.12g,剩余物為
1.28g,而1.28gCu的物質(zhì)的量為0.02mol,此時發(fā)生Fe+Cu-=Cu+Fe2+;
③加入鐵粉為從1.68g~2.24g(即加入0.56gFe)時,固體增加1.84g-1.28g
=0.56g,所以此時溶液中不含Cu",反應完全,以此來解答。A.0?5.6gFe發(fā)
生Fe+2Fe"=3Fe",a點時溶液中陽離子為Cu"、Fe2+^Fe3+,故A正確;B.由
圖可知加入鐵粉0.56g?1.68g時,n(Fe)=1.12g-?56g,mol-1=0.02mol,
剩余物為1.28g,即1.28gCu的物質(zhì)的量為1.28g+64g-mol-1=0.02mol,
此時發(fā)生Fe+Cu2+=Cu+Fe2+,即發(fā)生的是鐵與硫酸銅的置換反應,故B正確;
C.由圖像可知原溶液中Fe?'為0.02moL即Fe2(S0)3為0.01mol,n(SOf)=
3n[Fe?(SO)3]=0.03mol,Cu”為0.02mob即CuSO4為0.02mol,n(S07)=n(CuSO4)
=0.02mol,當加入鐵粉為從1.68g?2.24g(即加入0.56gFe)時,固體增加
1.84g-1.28g=0.56g,溶液中不含C/+,溶液中溶質(zhì)為FeSO”n(S()7)=0.02
mol+0.03mol=0.05mobSOf守恒有n(FeSO”)=n(SO1)=0.05mol,所以c
點溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為0.05mol+0.1L=0.5mol-L-1,故C正確;D.
由上述分析可知原溶液中Fe2(SO,)3為0.01mol,CuSO,為0.02mol,所以原溶液
中Fe2(S0)3和CuSO,的物質(zhì)的量濃度之比=物質(zhì)的量之比為1:2,故D錯誤。
【補償訓練】
電子工業(yè)制作印刷電路板常用FeCL溶液腐蝕覆銅板,使用后的腐蝕液中加入一定
量鐵粉,充分反應。下列對反應后反應體系中成分分析合理的是()
A.若無固體剩余,則溶液中可能還有Fe?+
B.若有固體存在,則該固體可能只有鐵
C.若溶液中有Cu",則一定沒有固體析出
D.若溶液中有Fe?+,則一定有Cu析出
【解析】選A。FeCh溶液腐蝕印刷電路板上的銅發(fā)生反應:Cu+2Fe34=Cu2++2Fe2
十,腐蝕液中應含有Fe"、Fe2+,Cu2+,由于Fe"氧化性強于CtN,加入鐵粉,先
2+2+
與Fe"反應:Fe+2Fe"=3Fe",再與C/+反應:Fe+Cu=Cu+FeoA.若無
固體剩余,說明溶液中銅全部以C/+形式存在,加入的鐵粉完全反應,溶液中一
定含有Fe?f,若加入的鐵粉不足,不能將Fe計全部轉化為
Fe",則溶液中可能還有Fe3+,故A正確;B.若有固體存在,該固體中一定有銅,
若加入的鐵粉過量,可能還含有鐵,但不可能只有鐵,故B錯誤;C.若溶液中有
Cu2+,加入的鐵粉不足,可能只與Fe時反應生成Fe?*,也可能將Fe'+全部轉化為
Fe?'后還有剩余,剩余部分不能將Cu"全部轉化為Cu,則可能有固體析出,故C
錯誤;D.當加入的鐵粉不足,只發(fā)生Fe+2Fe"=3Fe2+時,則不會有Cu析出,故
D錯誤。
4.(2021?聊城高一檢測)元素的價類二維圖是我們學習元素及其化合物相關知
識的重要模型和工具,它指的是以元素的化合價為縱坐標,以物質(zhì)的類別為橫坐
標所繪制的二維圖。下圖為鐵元素的價類二維圖,其中的箭頭表示部分物質(zhì)間的
轉化關系,下列說法正確的是()
+6FeOr
3I?
5+
Fe2O3-^-Fe(OH)3-^-Fe
.||
FeOFe(OH)2他Fe"
Fe
單質(zhì)氧化物氫氧化物―鹽物血類別
A.鐵與高溫水蒸氣的反應可實現(xiàn)上述轉化①
B.加熱Fe(0H)3發(fā)生轉化⑥,F(xiàn)e2()3加水溶解可轉化為Fe(0H)3
C.由圖可預測:高鐵酸鹽(FeO;)具有強氧化性,可用于飲用水的消毒
D.FeO是一種黑色粉末,不穩(wěn)定,在空氣中受熱,迅速被氧化成Fe,。,
【解析】選C。鐵與高溫水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣,不能實現(xiàn)上述轉化①,
故A錯誤;加熱Fe(0H)3發(fā)生轉化⑥分解生成氧化鐵,F(xiàn)ezOs不溶于水,加水不溶解
不可轉化為Fe(OH)”故B錯誤;高鐵酸鹽(FeO:)具有強氧化性,與水反應生成
Fe(0H)3膠體,其中Fe元素化合價由+3價變?yōu)?6價,則0元素化合價由一2價
變?yōu)?價,即有氧氣生成,可用于消毒,則反應的離子方程式為4FeO1+
10HzO=4Fe(OH)3(膠體)+302t+80H,生成的氫氧化鐵膠體具有較大表面積,吸
附懸浮雜質(zhì)可以作凈水劑,故C正確;FeO是一種黑色粉末,不穩(wěn)定,在空氣中受
熱,部分被氧化,氧化生成FesO”故D錯誤。
二、非選擇題(本題共1小題,共10分)
5.已知有以下物質(zhì)相互轉化
焰色反應
廠氣體溶液呈紫色
(透過藍色
*—D溶液|AgNOj
一[5介故]稀HNO,鉆玻璃)
白色沉淀H
溶液
A
試回答:
(1)寫出B的化學式_C的化學式D的化學式
⑵寫出由E轉變成F的化學方程式o
(3)把KSCN加到G溶液中的現(xiàn)象是;向G溶液
加入A的有關離子反應方程式o
(4)焰色試驗是(填“物理”或“化學”)變化,經(jīng)過焰色試驗后
的粕絲可選擇下面(填字母)試劑清洗。
A.硫酸B.鹽酸C.氫氧化鈉
(5)選擇合適的方法除雜
①FezOs[Fe(OH)3];
②FeCh溶液(FeCL);
③FeCk溶液(FeCl:i)。
【解析】白色沉淀E在空氣中變?yōu)榧t褐色沉淀F,說明F為氫氧化鐵、E為氫氧化
亞鐵,氫氧化鐵和鹽酸反應生成氯化鐵,說明G為氯化鐵,溶液D和硝酸酸化的
硝酸銀反應生成白色沉淀H(說明生成了氯化銀)和溶液(焰色試驗呈紫色,透過藍
色鉆玻璃片),說明含有鉀元素和氯元素,說明D為氯化鉀,進而說明B為氯化亞
鐵,C為氫氧化鉀,則鐵和鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣。
⑴根據(jù)分析得到B的化學式FeCk,
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