高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第三章第二節(jié)鐵及其化合物課件

第二節(jié)鐵及其化合物課標(biāo)要求核心素養(yǎng)1.能結(jié)合真實情境中的應(yīng)用實例或通過實驗探究，理解鐵及其重要化合物的主要性質(zhì)。2.能結(jié)合真實情境中的應(yīng)用實例，認(rèn)識鐵及其重要化合物在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。1.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識：設(shè)計氫氧化亞鐵和氫氧化鐵的制備實驗方案，明確制備氫氧化亞鐵的關(guān)鍵。2.宏觀辨識與微觀探析：能從物質(zhì)的價態(tài)認(rèn)識鐵及其化合物的氧化性、還原性，認(rèn)識變化需要一定的條件，并遵循一定的規(guī)律。3.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：通過總結(jié)Fe2+、Fe3+的檢驗方法，培養(yǎng)證據(jù)推理意識，建立結(jié)論和證據(jù)之間的邏輯關(guān)系，形成分析問題的思維模型。4.科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任：通過鐵及其化合物的綜合利用，培養(yǎng)利用化學(xué)知識解決實際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任意識。[目標(biāo)導(dǎo)航][自主測評]1.易錯易混辨析(正確的畫“√”，錯誤的畫“×”)。(1)Fe在足量Cl2

中燃燒生成FeCl3

，在少量Cl2

中燃燒生成FeCl2。()(2)Fe分別與氯氣、鹽酸反應(yīng)得到相同的氯化物。()(3)FeCl3可與銅發(fā)生置換反應(yīng)。()(4)除去FeCl2溶液中的FeCl3，除雜試劑為鐵粉。()(5)向X溶液中滴加幾滴新制氯水，振蕩，再加入少量KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色，則X溶液中一定含有Fe2+。()(6)氫氧化鐵與HI溶液僅發(fā)生中和反應(yīng)。()錯因：氫氧化鐵與HI溶液中的H＋發(fā)生中和反應(yīng)，生答案：(1)×錯因：Fe在

Cl2

中燃燒只生成FeCl3。

(2)×成FeCl2。 (3)×錯因：Fe在Cl2

中燃燒生成FeCl3，F(xiàn)e與鹽酸反應(yīng)生錯因：置換反應(yīng)是單質(zhì)與化合物反應(yīng)生成新的單質(zhì)與化合物。 (4)√ (5)×錯因：溶液中可能含有Fe3+。(6)×成的Fe3+再與I－發(fā)生反應(yīng)：2Fe3+＋2I－===2Fe2+＋I2。

2.如圖所示的裝置可用來制取和觀察Fe(OH)2在空氣中被氧化的顏色變化。實驗時必須使用鐵屑和6mol·L-1

的硫酸，其他試劑任選?；卮鹣铝袉栴}：

(1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中應(yīng)預(yù)先加入的藥品是__________。實驗開始時先將止水夾a_________(填“打開”或“關(guān)閉”)。

(2)簡述生成Fe(OH)2的操作過程_______________________________________________________________________________。

(3)實驗完畢，打開b處止水夾，放入一部分空氣，此時B瓶中發(fā)生的反應(yīng)為_________________________________________，現(xiàn)象：________________________________________________。 (4)知識拓展：下列物質(zhì)中，能與鐵單質(zhì)反應(yīng)且產(chǎn)物中鐵元素的化合價為＋2價的是________(填序號)。①氯化鐵溶液②氯氣③硫酸銅溶液④稀鹽酸

答案：(1)鐵屑打開

(2)從B上口收集H2，驗純，H2純凈后關(guān)閉止水夾a，將FeSO4溶液壓入B中進行反應(yīng)白色沉淀迅速變?yōu)榛?/p>

(3)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3綠色，最終變?yōu)榧t褐色 (4)①③④考點一鐵的單質(zhì)1.鐵元素的存在顏色狀態(tài)導(dǎo)電、導(dǎo)熱性、延展性特性熔點密度銀白色固態(tài)良好被磁體吸引1535℃7.86g·cm-32.鐵的物理性質(zhì)3.從原子結(jié)構(gòu)角度認(rèn)識鐵的化學(xué)性質(zhì)(1)位置與結(jié)構(gòu)Ⅷ失去還原鐵元素在元素周期表中處于第四周期第______族，其原子結(jié)構(gòu)示意圖為，最外層有2個電子，在反應(yīng)中易_______電子，故鐵單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)活潑，有較強的________性，主要化合價為＋2價和＋3價。(2)鐵的化學(xué)性質(zhì)與O2反應(yīng)常溫鐵銹(成分為Fe2O3·xH2O)點燃與Cl2反應(yīng)點燃與S、I2反應(yīng)Fe＋S

FeS、Fe＋I2

FeI2①與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)3Fe＋2O2Fe3O42Fe＋3Cl22FeCl3②與水的反應(yīng)常溫下，鐵與水不反應(yīng)，在高溫下，鐵與水蒸氣反應(yīng)：___________________________。3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2與H＋反應(yīng)與稀HNO3反應(yīng)(與氧化性酸反應(yīng)一般不產(chǎn)生氫氣)酸過量酸少量與濃H2SO4、濃HNO3反應(yīng)常溫下鈍化，加熱分別生成SO2、NO2③與酸的反應(yīng)(寫出離子方程式)Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑Fe＋4H＋＋NO===Fe3+＋NO↑＋2H2O3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2+＋2NO↑＋4H2O

④與某些鹽的反應(yīng)(寫出離子方程式)

鐵與CuSO4

溶液反應(yīng)：______________________(濕法煉銅的原理)，鐵與FeCl3

溶液的反應(yīng)：___________________。Fe＋Cu2+===Fe2+＋CuFe＋2Fe3+===3Fe2+鐵是變價金屬元素，與弱氧化劑(如S、HCl、FeCl3、CuSO4、I2

等)反應(yīng)時被氧化為Fe2+，鐵與強氧化劑[如Cl2、Br2、稀HNO3(過量)、濃H2SO4(加熱)等]反應(yīng)時被氧化為Fe3+。氧化物FeOFe2O3Fe3O4俗稱—______________________顏色、狀態(tài)黑色粉末_____色粉末黑色晶體鐵的價態(tài)＋2價＋3價＋2價、＋3價考點二鐵的化合物1.鐵的三種氧化物的性質(zhì)鐵紅磁性氧化鐵紅棕氧化物FeOFe2O3Fe3O4與H＋反應(yīng)的離子方程式Fe3O4＋8H＋===Fe2+＋2Fe3+＋4H2O共同性質(zhì)高溫時，都能被C、CO、H2、Al等還原劑還原，生成單質(zhì)鐵FeO＋2H＋===Fe2+＋H2OFe2O3＋6H＋===2Fe3+＋3H2O(續(xù)表)①FeO和Fe3O4與HNO3反應(yīng)時，除考慮與H＋的反應(yīng)外，還考慮Fe2+被HNO3氧化成Fe3+。

②Fe2O3、Fe3O4與HI反應(yīng)時，除考慮與H＋的反應(yīng)外，還考慮Fe3+被I－還原為Fe2+。③FeO和Fe2O3是堿性氧化物，F(xiàn)e3O4不是堿性氧化物。

氫氧化物Fe(OH)2Fe(OH)3顏色、狀態(tài)________固體_________固體氧化性和 還原性一般表現(xiàn)還原性一般表現(xiàn)氧化性與鹽酸反應(yīng)的離子 方程式2.鐵的兩種氫氧化物的性質(zhì)Fe(OH)2＋2H＋===Fe2+＋2H2OFe(OH)3＋3H＋===Fe3+＋3H2O白色紅褐色氫氧化物Fe(OH)2Fe(OH)3熱穩(wěn)定性—制備方法可溶性亞鐵鹽與堿反應(yīng)：Fe2+＋2OH－===Fe(OH)2↓可溶性鐵鹽與堿反應(yīng)：Fe3+＋3OH－===Fe(OH)3↓(續(xù)表)2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O氫氧化物Fe(OH)2Fe(OH)3二者轉(zhuǎn)化在空氣中，F(xiàn)e(OH)2

能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3；現(xiàn)象為白色沉淀迅速變成_____色，最后變成紅褐色，反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________(續(xù)表)灰綠4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)32Fe3+＋2I－===2Fe2+＋I23.鐵鹽2Fe3+＋Cu===Cu2+＋2Fe2+紅(1)氧化性：含有Fe3+的溶液，呈黃色，F(xiàn)e3+具有較強的氧化性，可與Cu、I－等還原性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，離子方程式分別為________________________、__________________________。(2)特性：含有Fe3+的溶液滴加KSCN溶液時，溶液變成____色，常利用該特征現(xiàn)象檢驗溶液中是否含有Fe3+。2Fe2+＋Cl2===4.亞鐵鹽(1)含有Fe2+的溶液，呈________色。淺綠

(2)亞鐵鹽中Fe元素顯＋2價，處于中間價態(tài)，因此亞鐵鹽既有氧化性，又有還原性。 ①強還原性：Fe2+與Cl2

反應(yīng)的離子方程式為___________________________。②弱氧化性：Fe2+與Zn反應(yīng)的離子方程式為_______________________。Fe＋Zn2+2Fe3+＋2Cl－Zn＋Fe2+===5.具體應(yīng)用氧化水解水解HCl紅褐(1)鹽溶液的配制與保存(2)物質(zhì)的制備考向1鐵及其氧化物的性質(zhì)與應(yīng)用1.(2023年無錫調(diào)研)鐵及其化合物在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。)下列鐵及其化合物的性質(zhì)與用途具有對應(yīng)關(guān)系的是( A.Fe有導(dǎo)電性，可用于濕法煉銅 B.FeCl3

有氧化性，可用于凈水 C.Fe2O3

呈紅棕色，可用于制作顏料 D.K2FeO4

易溶于水，可用于殺菌消毒

解析：鐵可用于濕法煉銅，是因為鐵的還原性大于銅，與Fe有導(dǎo)電性無關(guān)，A錯誤；FeCl3

可用于凈水，是因為Fe3+水解生成的氫氧化鐵膠體吸附水中的懸浮雜質(zhì)，與FeCl3的氧化性無關(guān)，B錯誤；Fe2O3

呈紅棕色，可用于制作紅色顏料，C正確；K2FeO4可用于殺菌消毒，是因為K2FeO4

具有強氧化性，與K2FeO4

的溶解性無關(guān)，D錯誤。答案：C2.某同學(xué)設(shè)計如圖所示裝置進行鐵與水反應(yīng)的實驗，虛線框處的裝置用來檢驗生成的氣體。下列說法正確的是()A.實驗后，裝置B中生成紅棕色固體B.虛線框C處應(yīng)該選擇裝置甲C.實驗時將螺旋狀銅絲加熱變黑后再趁熱迅速伸入試管中，可觀察到銅絲由黑變紅D.實驗后，將裝置B中的固體溶于足量稀硫酸，所得溶液中一定含有Fe3+

解析：鐵與水蒸氣在高溫下反應(yīng)生成黑色的Fe3O4

固體，A錯誤；氫氣的密度小于空氣的密度，故虛線框C中應(yīng)選擇裝置乙，B錯誤；實驗時將螺旋狀銅絲加熱變黑后再趁熱迅速伸入試管中，H2

將CuO還原為Cu，觀察到銅絲由黑變紅，C正確；實驗后，將裝置B中的固體溶于足量稀硫酸，由于可能發(fā)生反應(yīng)Fe＋2Fe3+===3Fe2+，故所得溶液中不一定含有Fe3+，D錯誤。答案：C考向2實驗探究氫氧化亞鐵的制備3.某化學(xué)興趣小組擬用如圖裝置制備氫氧化亞鐵并觀察其顏色。提供化學(xué)藥品：鐵粉、稀硫酸、氫氧化鈉溶液。(1)稀硫酸應(yīng)放在________(填寫儀器編號)中。

(2)本實驗通過控制A、B、C三個開關(guān)，將儀器中的空氣排盡后，再關(guān)閉開關(guān)__________、打開開關(guān)__________，就可觀察到氫氧化亞鐵的顏色。試分析實驗開始時排盡裝置中空氣的理由：________________________________________________________________。

(3)實驗時為防止儀器2中鐵粉通過導(dǎo)管進入儀器3中，可采取的措施是___________________________________________。

(4)在FeSO4溶液中加入(NH4)2SO4

固體可制備硫酸亞鐵銨晶體[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O](相對分子質(zhì)量為392)，該晶體比一般亞鐵鹽穩(wěn)定，不易被氧化，易溶于水，不溶于乙醇。 ①為洗滌(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O粗產(chǎn)品，下列方法中最合適的是________(填字母)。A.用冷水洗C.用30%的乙醇溶液洗B.先用冷水洗，后用無水乙醇洗D.用90%的乙醇溶液洗實驗次數(shù)第一次第二次第三次消耗高錳酸鉀溶液體積/mL25.5225.0224.98

②為了測定產(chǎn)品的純度，稱取ag產(chǎn)品溶于水，配制成500mL溶液，用濃度為cmol·L-1

的酸性KMnO4溶液滴定。每次所取待測液體積均為25.00mL，實驗結(jié)果記錄如下：

則該產(chǎn)品純度為__________________。上表中第一次實驗中記錄數(shù)據(jù)明顯大于后兩次，其原因可能是________(填字母)。 A.實驗結(jié)束時俯視刻度線讀取滴定終點時酸性高錳酸鉀溶液的體積B.滴定前滴定管尖嘴有氣泡，滴定結(jié)束無氣泡C.第一次滴定用的錐形瓶用待裝液潤洗過，后兩次未潤洗D.該酸性高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)液保存時間過長，有部分變質(zhì)，濃度降低

解析：(1)由于三頸燒瓶是反應(yīng)裝置，故必須用分液漏斗來控制稀硫酸的用量，故稀硫酸盛裝在1中。(4)①硫酸亞鐵銨易溶于水，不溶于乙醇，故可以用濃度較高的乙醇洗滌。②根據(jù)離子方待測液中，n(Fe2+)＝5n(KMnO4)＝5×cmol·L-1×25×10-3L＝0.125cmol，即(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的物質(zhì)的量為0.125cmol，m[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]＝0.125cmol×392g·mol-1＝49cg，故產(chǎn)品的純度為49c×20

a×100%＝980c a×100%；俯視讀數(shù)時液體體積偏小，A錯誤；滴定前有氣泡，滴定結(jié)束時無氣泡，消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積比實際消耗的體積大，故數(shù)據(jù)偏大，B正確；錐形瓶用待裝液潤洗過后，藥品殘留在瓶壁上，故消耗標(biāo)準(zhǔn)液偏多，體積偏大，C正確；三次使用的高錳酸鉀都相同，D錯誤。答案：(1)1(2)B

A防止生成的氫氧化亞鐵被氧化(3)在儀器2底部放上一塊吸鐵石(或?qū)㈣F粉改成鐵釘)[方法技巧]實驗室制備Fe(OH)2

的兩種方法

Fe(OH)2具有強還原性，極易被空氣中的氧氣氧化為Fe(OH)3，因此實驗室在制備Fe(OH)2

時，要注意隔絕空氣。常采取以下方法：方法實驗操作實驗裝置有機層覆蓋法將吸有NaOH溶液的長膠頭滴管插到液面以下并在液面上覆蓋一層苯或煤油，以防止空氣與Fe(OH)2

接觸發(fā)生反應(yīng)還原氣保護法用H2將裝置內(nèi)的空氣排盡后，再將亞鐵鹽與NaOH溶液混合，這樣可長時間觀察到白色沉淀考向3鐵鹽、亞鐵鹽的性質(zhì)及應(yīng)用4.(2023年浙江選擇考)氯化鐵是一種重要的鹽，下列說法不正確的是()A.氯化鐵屬于弱電解質(zhì)B.氯化鐵溶液可腐蝕覆銅板C.氯化鐵可由鐵與氯氣反應(yīng)制得D.氯化鐵溶液可制備氫氧化鐵膠體

解析：氯化鐵能完全電離出鐵離子和氯離子，屬于強電解質(zhì)，A錯誤；氯化鐵溶液與銅反應(yīng)生成氯化銅和氯化亞鐵，可用來蝕刻銅板，B正確；氯氣具有強氧化性，氯氣與鐵單質(zhì)加熱生成氯化鐵，C正確；向沸水中滴加飽和氯化鐵溶液，繼續(xù)加熱呈紅褐色，鐵離子發(fā)生水解反應(yīng)可得到氫氧化鐵膠體，D正確。答案：A[思維拓展]FeCl3

變色種種[方法技巧]基于“價類二維圖”認(rèn)識鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用(1)橫向轉(zhuǎn)化體現(xiàn)了鐵元素同種價態(tài)不同類別物質(zhì)(氧化物、堿、鹽)之間的轉(zhuǎn)化。(2)縱向轉(zhuǎn)化體現(xiàn)了鐵元素不同價態(tài)同種類別物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化，主要體現(xiàn)物質(zhì)的氧化性和還原性。(3)斜向轉(zhuǎn)化體現(xiàn)了鐵元素不同價態(tài)、不同類別物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化，主要體現(xiàn)物質(zhì)的氧化性和還原性。5.(2022年天津等級考)氯化鐵是重要的化工原料。針對氯化鐵的實驗室制備方法，回答下列問題：Ⅰ.FeCl3·6H2O的制備制備流程圖如下：

(1)將廢鐵屑分批加入稀鹽酸中，至鹽酸反應(yīng)完全。判斷反應(yīng)完全的現(xiàn)象為___________________________________________________________________________________________________。含有少量銅的廢鐵屑比純鐵屑反應(yīng)快，原因為________________________________________________________________。 (2)操作①所必需的玻璃儀器中，除燒杯外還有__________。 (3)檢驗FeCl3

溶液中是否殘留Fe2+的試劑是__________。

(4)為增大FeCl3溶液的濃度，向稀FeCl3溶液中加入純Fe粉后通入Cl2。此過程中發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為___________________________。

(5)操作②為_________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.由FeCl3·6H2O制備無水FeCl3

將FeCl3·6H2O與液體SOCl2

混合并加熱，制得無水FeCl3。已知SOCl2沸點為77℃，反應(yīng)方程式為：FeCl3·6H2O＋6SOCl2FeCl3＋6SO2↑＋12HCl↑，裝置如下圖所示(夾持和加熱裝置略)。

(6)儀器A的名稱為__________，其作用為_________。NaOH溶液的作用是___________________________________________________________________________________________________。 (7)干燥管中無水CaCl2

不能換成堿石灰，原因是__________________________________________________________________。 (8)由下列結(jié)晶水合物制備無水鹽，適宜使用上述方法的是__________(填序號)。a.ZnCl2·H2Ob.CuSO4·5H2Oc.Na2S2O3·5H2O

解析：稀鹽酸中加入廢鐵屑，不斷反應(yīng)，銅不與鹽酸反應(yīng)，過濾，向濾液中通入氯氣反應(yīng)生成氯化鐵，稀氯化鐵溶液再加入鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵，氯化亞鐵和氯氣反應(yīng)生成氯化鐵，得到濃氯化鐵溶液，稀氯化鐵溶液在HCl氣流中蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，過濾、洗滌、干燥得到FeCl3·6H2O晶體。將FeCl3·6H2O與液體SOCl2

混合并加熱來制備無水FeCl3。(1)將廢鐵屑分批加入稀鹽酸中，至鹽酸反應(yīng)完全，由于廢鐵屑與鹽酸反應(yīng)不斷產(chǎn)生氣泡，因此判斷反應(yīng)完全的現(xiàn)象為不再有氣泡產(chǎn)生。含有少量銅的廢鐵屑比純鐵屑反應(yīng)快，原因為Fe、Cu在稀鹽酸中形成原電池，加快反應(yīng)速率。(2)操作①是過濾，所必需的玻璃儀器中，除燒杯外還有玻璃棒、漏斗。(3)亞鐵離子和K3[Fe(CN)6]溶液反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀，因此檢驗FeCl3

溶液中是否殘留Fe2+的試劑是K3[Fe(CN)6]溶液。(4)為增大FeCl3溶液的濃度，向稀FeCl3溶液中加入純Fe粉后通入Cl2，先是鐵和鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子，再是亞鐵離子被氯氣氧化為鐵離子，此過程中發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為2Fe3+＋液中得到FeCl3·6H2O晶體，由于鐵離子加熱時要發(fā)生水解生成氫氧化鐵，因此在整個過程中要通入HCl氣體防止鐵離子水解，其Fe===3Fe2+、2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－。(5)操作②是從氯化鐵溶操作過程為在HCl氣流中蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥后得到FeCl3·6H2O晶體。(6)根據(jù)圖中信息得到儀器A的名稱為球形冷凝管，由于SOCl2

沸點為77℃，為充分利用SOCl2，不能使其逸出，因此球形冷凝管的作用為冷凝回流SOCl2。由于二氧化硫、HCl會逸出而污染環(huán)境，因此NaOH溶液的作用是吸收SO2、HCl等尾氣，防止污染。(7)無水CaCl2

的作用是干燥氣體，不是與二氧化硫、HCl氣體反應(yīng)，干燥管中無水CaCl2不能換成堿石灰，原因是堿石灰與SO2、HCl氣體反應(yīng)，失去干燥作用。(8)根據(jù)裝置圖信息，該裝置可以用于制取能水解的鹽酸鹽晶體，由下列結(jié)晶水合物制備無水鹽，適宜使用上述方法的是a。

答案：(1)不再有氣泡產(chǎn)生Fe、Cu在稀鹽酸中形成原電池，加快反應(yīng)速率(2)漏斗、玻璃棒(3)K3[Fe(CN)6]溶液(4)2Fe3+＋Fe===3Fe2+、2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－(5)在HCl氣流中蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，過濾、洗滌、干燥得到FeCl3·6H2O晶體(6)球形冷凝管冷凝回流SOCl2吸收SO2、HCl等尾氣，防止污染(7)堿石灰與SO2、HCl氣體反應(yīng)，失去干燥作用(8)a

[思維拓展]Fe3+水解及其應(yīng)用

1.原因：Fe(OH)3

是很弱的堿，且溶度積很小，因而Fe3+極易水解，只能存在于酸性較強的溶液中。 2.制取氫氧化鐵膠體 (1)方法：將飽和FeCl3

溶液滴入沸水中，至液體呈透明的紅褐色，停止加熱。(2)反應(yīng)：FeCl3＋3H2OFe(OH)3(膠體)＋3HCl。3.工業(yè)上常用調(diào)節(jié)pH的方法除去溶液中的鐵離子。4.FeCl3·6H2O加熱脫水變成無水鹽需要在HCl氣體中或與SOCl2

混合加熱，以抑制水解。5.實驗室配制氯化鐵溶液：通常將氯化鐵固體先溶于較濃的鹽酸中，再稀釋至所需濃度?？枷?Fe2+、Fe3+的檢驗

6.(2023年德陽檢測)某催化劑為鐵的氧化物，一化學(xué)興趣小組在實驗室里對該催化劑中鐵元素的價態(tài)進行探究：查閱有關(guān)資料得知Fe2+

能被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4

溶液褪色；HNO3

具有強氧化性。請完成對鐵元素價態(tài)的探究：(1)①提出合理假設(shè)。假設(shè)1：催化劑中鐵元素為＋3價；假設(shè)2：催化劑中鐵元素為＋2價；假設(shè)3：______________________________。②設(shè)計實驗方案。③根據(jù)②的實驗方案進行實驗：

(2)步驟1：取一定量的稀硫酸于試管中，加熱煮沸數(shù)分鐘，目的是_________________；步驟2：取少量樣品于試管中，加入處理過的硫酸并加熱，得到A溶液；

(3)步驟3：取A溶液于試管，滴加KSCN溶液，振蕩，若不出現(xiàn)血紅色，則假設(shè)____________成立；若出現(xiàn)血紅色，則假設(shè)__________成立；

(4)步驟4：另取A溶液于試管，加入KMnO4溶液，振蕩，結(jié)合步驟3中的結(jié)論，若出現(xiàn)________現(xiàn)象，則假設(shè)1成立；反之，則假設(shè)3成立。

(5)某同學(xué)將步驟2中的稀硫酸改成稀硝酸得到了A溶液，向A溶液中滴加KSCN溶液后出現(xiàn)血紅色，由此得出該催化劑中鐵元素為＋3價的結(jié)論，該結(jié)論是否合理？(填“是”或“否”)_________，理由是______________________________________________________________________________________________。

解析：(1)鐵的氧化物中鐵的存在價態(tài)有＋2、＋3價，所以，催化劑中鐵元素的價態(tài)有三種情況：價態(tài)全部為＋3價；價態(tài)全部為＋2價；價態(tài)為＋3價、＋2價。(2)稀硫酸溶液中溶解氧氣，氧氣可以氧化亞鐵離子，用硫酸溶解氧化物應(yīng)除去溶解的氧氣，防止氧化亞鐵離子，故煮沸硫酸的目的是：除去硫酸中溶解的氧氣。(3)Fe3+遇KSCN溶液呈血紅色，取A溶液于試管，滴加KSCN溶液，若溶液無明顯變化，則說明催化劑中鐵元素的價態(tài)不含＋3價，假設(shè)2成立；若溶液變?yōu)檠t色，則說明催化劑中鐵元素的價態(tài)含＋3價，假設(shè)1或3成立。(4)若KMnO4

溶液的紫紅色褪去為無色溶液，則說明催化劑中鐵元素的價態(tài)含＋2價；若不褪色，則說明催化劑中鐵元素的價態(tài)不含＋2價。(5)硝酸具有強氧化性，加入硝酸會將Fe2+氧化成Fe3+，不能得出該催化劑中鐵元素為＋3價。答案：(1)催化劑中鐵元素既有＋3價又有＋2價(2)除去硫酸中溶解的氧氣(3)2

1或3(4)高錳酸鉀溶液不褪色(5)否加入硝酸會將Fe2+氧化成Fe3+[思維拓展]檢驗Fe2+和Fe3+時的注意事項(1)檢驗Fe2+時不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能將加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)Fe3+、Fe2+、Cl－同時存在時不能用酸性KMnO4溶液檢驗Fe2+(Cl－能還原酸性KMnO4，有干擾)。(3)Fe2+、Fe3+同時存在的混合液中檢驗Fe2+可用鐵氰化鉀{K3[Fe(CN)6]}溶液。

7.(2023年河西一模)乳酸亞鐵即[CH3CH(OH)COO]2Fe是一種食品鐵強化劑。某同學(xué)為檢驗其水溶液中有Fe2+，設(shè)計了如下方案。其中方案合理且現(xiàn)象敘述正確的是()A.向乳酸亞鐵溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，出現(xiàn)藍(lán)色沉淀B.向乳酸亞鐵溶液中滴加NaOH溶液，立即出現(xiàn)紅褐色沉淀C.向乳酸亞鐵溶液中滴加酸性KMnO4

溶液，振蕩后紫色褪去D.向乳酸亞鐵溶液中依次滴加氯水、KSCN溶液，溶液變紅色，最后變成紅褐色，B錯誤；CH3CH(OH)COO－中含有羥基，可

解析：3Fe2+＋2[Fe(CN)6]3+===Fe3[Fe(CN)6]2↓，F(xiàn)e3[Fe(CN)6]2是藍(lán)色不溶于水的物質(zhì)，能檢驗出溶液中有Fe2+，A正確；向乳酸亞鐵溶液中滴加NaOH溶液，先生成白色沉淀，迅速變成灰綠以使酸性高錳酸鉀溶液褪色，C錯誤；向乳酸亞鐵溶液中依次滴加KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，再滴加氯水，溶液變紅，證明乳酸亞鐵溶液中有Fe2+，如果向乳酸亞鐵溶液中依次滴加氯水、KSCN溶液，溶液變紅，則不能證明溶液中有Fe2+，D錯誤。答案：A

考向5含鐵化合物的相關(guān)計算

8.向一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4

的混合物中加入150mL4mol·L-1

的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，放出2.24LNO(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，向所得溶液中加入KSCN溶液，無紅色出現(xiàn)。若用足量的H2在加熱條件下還原相同質(zhì)量的混合物，所得到的鐵的物質(zhì)的量為()A.0.21molC.0.3mol

B.0.25molD.0.35mol解析：題中物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系分析如下：答案：B肛

9.8.34gFeSO4·7H2O(相對分子質(zhì)量：278)樣品受熱脫水過程的熱重曲線(樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線)如圖所示。下列說法不正確的是()

A.溫度為78℃時固體物質(zhì)M的化學(xué)式為FeSO4·4H2O B.取適量380℃時所得的樣品P，隔絕空氣加熱至650℃，得到一種固體物質(zhì)Q，同時有兩種無色氣體生成，Q的化學(xué)式為Fe2O3

C.在隔絕空氣的條件下，M得到P的化學(xué)方程式為FeSO4·4H2OFeSO4＋4H2OD.溫度為380℃時固體P的化學(xué)式為FeSO4·H2O解析：8.34gFeSO4·7H2O的物質(zhì)的量為0.03mol，含H2O答案：D0.21mol，M處失去1.62gH2O，即失去0.09molH2O，則M的化學(xué)式為FeSO4·4H2O，A正確；8.34gFeSO4·7H2O中含F(xiàn)eSO44.56g，則P處H2O已全部失去，C正確；380℃時固體P的化學(xué)式為FeSO4，D錯誤；650℃時，F(xiàn)eSO4分解，8.34gFeSO4·7H2O中含0.03molFe，固體物質(zhì)Q中Fe的質(zhì)量為0.03mol×56g·mol-1＝1.68g，O的質(zhì)量為2.40g－1.68g＝0.72g，O的物質(zhì)的量為0.045mol，F(xiàn)e與O的物質(zhì)的量之比為2∶3，則Q的化學(xué)式為Fe2O3，由于Fe的化合價升高，則有SO2產(chǎn)生，由氧原子個數(shù)守恒可知，同時有SO3生成，B正確。1.下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)的敘述錯誤的是()

A.(2021年浙江1月選考)鐵粉與氧化鋁發(fā)生的鋁熱反應(yīng)可用于焊接鐵軌 B.(2021年湖南選擇考)檢驗溶液中FeSO4

是否被氧化：取少量待測液，滴加KSCN溶液，觀察溶液顏色變化 C.(2021年浙江6月選考)將生鐵進一步煉制減少含碳量，能得到耐腐蝕的鋼

D.(2021年湖南選擇考)FeO粉末在空氣中受熱，迅速被氧化成Fe3O4

解析：鋁粉與氧化鐵發(fā)生鋁熱反應(yīng)時放出大量的熱，因此，生成的鐵是液態(tài)的，其可以將兩段鐵軌焊接在一起，故其可用于焊接鐵軌，但是鐵粉與氧化鋁不能發(fā)生鋁熱反應(yīng)，A錯誤；溶液進一步煉制可以減少含碳量，在使用這種鋼材時可以減少電化學(xué)腐蝕，這樣的鋼材更耐腐蝕，C正確；氧化亞鐵具有較強的還原性，在空氣中受熱容易被氧氣氧化為穩(wěn)定的四氧化三鐵，D正確。答案：A中FeSO4被氧化成Fe3+，F(xiàn)e3+遇到SCN－顯紅色，B正確；將生鐵2.下列說法正確的是()A.(2022年重慶等級考)Cl2和Br2分別與Fe2+反應(yīng)得到Cl－和Br－B.(2022年浙江6月選考)接觸法制硫酸時，煅燒黃鐵礦以得到三氧化硫C.(2022年浙江6月選考)濃硝酸與鐵在常溫下不反應(yīng)，所以可用鐵質(zhì)容器貯運濃硝酸D.(2020年江蘇卷)室溫下，F(xiàn)e與濃H2SO4反應(yīng)生成FeSO4

解析：氯氣和溴的氧化性都強于鐵離子，都能與亞鐵離子反應(yīng)生成氯離子和溴離子，故A正確；接觸法制硫酸時，煅燒黃鐵礦只能得到二氧化硫，二氧化硫在接觸室經(jīng)催化氧化才能轉(zhuǎn)化為三氧化硫，B不正確；在常溫下鐵與濃硝酸發(fā)生鈍化反應(yīng)，在鐵表面生成一層致密的氧化物薄膜并阻止反應(yīng)繼續(xù)發(fā)生，所以可用鐵質(zhì)容器貯運濃硝酸，C不正確；室溫下，鐵在濃硫酸中發(fā)生鈍化，故D錯誤。答案：A3.下列關(guān)于鐵及其化合物的說法正確的是()

A.(2020年浙江7月選考)FeS2

在沸騰爐中與O2反應(yīng)主要生成SO3

B.(2020年浙江7月選考)Mg加入過量FeCl3溶液中可得Fe C.(2020年浙江7月選考)鋼鐵在潮濕空氣中生銹主要是發(fā)生了電化學(xué)腐蝕 D.(2020年浙江1月選考)鐵銹的主要成分是氧化亞鐵解析：FeS2在沸騰爐中與O2發(fā)生的反應(yīng)為4FeS2＋11O2答案：C2Fe2O3＋8SO2，產(chǎn)物主要是SO2，故A錯誤；Mg加入FeCl3溶液中，Mg具有較強的還原性，先與Fe3+反應(yīng)，生成Mg2+和Fe2+，若Mg過量，Mg與Fe2+繼續(xù)反應(yīng)生成Mg2+和Fe，但由于反應(yīng)中FeCl3過量，所以不會生成Fe，故B錯誤；鋼鐵在潮濕的空氣中，鐵和碳、水膜形成原電池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕，故C正確；在鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時生成氫氧化亞鐵，總反應(yīng)為2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，然后Fe(OH)2被氧化為Fe(OH)3：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)3分解即得鐵銹：2Fe(OH)3===Fe2O3·nH2O＋(3－n)H2O，故所得鐵銹的主要成分為Fe2O3·nH2O，即氧化鐵不是氧化亞鐵，D錯誤。4.(2022年浙江6月選考)關(guān)于化合物FeO(OCH3)的性質(zhì)，下列推測不合理的是()A.與稀鹽酸反應(yīng)生成FeCl3、CH3OH、H2OB.隔絕空氣加熱分解生成FeO、CO2、H2OC.溶于氫碘酸(HI)，再加CCl4萃取，有機層呈紫紅色D.在空氣中，與SiO2高溫反應(yīng)能生成Fe2(SiO3)3

解析：FeO(OCH3)中O的化合價為－2價，H的化合價為＋1價，C的化合價為－2價，可推出Fe的化合價為＋3價。由分析可知，化合物FeO(OCH3)中Fe的化合價為＋3價，故其與稀鹽酸反應(yīng)生成FeCl3、CH3OH、H2O，反應(yīng)原理為FeO(OCH3)＋3HCl===FeCl3＋H2O＋CH3OH，A不符合題意；由分析可知，化合物FeO(OCH3)中Fe的化合價為＋3價，C的化合價為－2價，若隔絕空氣加熱分解生成FeO、CO2、H2O，則得失電子總數(shù)不相等，不符合氧化還原反應(yīng)規(guī)律，即不可能生成FeO、CO2、H2O，B符合答案：B題意；由分析可知，化合物FeO(OCH3)中Fe的化合價為＋3