3-1-1-鐵的單質(zhì)-鐵的氧化物

2022-2023學(xué)年高一化學(xué)同步學(xué)習(xí)高效學(xué)講練（自主學(xué)案）第三章鐵金屬材料第一節(jié)鐵及其化合物第1課時(shí)鐵的單質(zhì)鐵的氧化物課程學(xué)習(xí)目標(biāo)1．了解單質(zhì)鐵的性質(zhì)及用途。2．通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)鐵單質(zhì)與水蒸氣的反應(yīng)的條件，加深對(duì)微觀原子結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)宏觀性質(zhì)的認(rèn)識(shí)。3．認(rèn)識(shí)鐵的氧化物的性質(zhì)及用途。學(xué)科核心素養(yǎng)1．通過對(duì)“鐵及其氧化物”的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)化學(xué)服務(wù)社會(huì)的責(zé)任意識(shí)。2．通過對(duì)“鐵單質(zhì)與水蒸氣反應(yīng)”的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)宏觀辨識(shí)和微觀探究的能力。3．通過對(duì)“鐵及其氧化物”的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)化學(xué)服務(wù)社會(huì)的責(zé)任意識(shí)?！局R(shí)回顧】1．光亮的鐵絲在空氣中能否燃燒？鐵絲在純氧中燃燒的現(xiàn)象如何？請(qǐng)寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式。__鐵絲在空氣中不能燃燒。鐵絲在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體。3Fe＋2O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))Fe3O4。__2．將幾滴FeCl3飽和溶液滴入沸騰的蒸餾水中，繼續(xù)加熱至液體呈紅褐色，停止加熱。所得液體即為氫氧化鐵膠體。反應(yīng)方程式：FeCl3＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Fe(OH)3(膠體)＋3HCl【新知學(xué)習(xí)】一．鐵的單質(zhì)1.鐵元素在自然界中的存在形態(tài)(1)人類最早使用的鐵是來自太空的隕鐵。隕鐵中的鐵以單質(zhì)形態(tài)存在。(2)主要是以＋2價(jià)和＋3價(jià)化合物的形態(tài)存在于礦石中；鐵元素在地殼中的含量?jī)H次于氧、硅和鋁，居第四位。(3)鐵礦石的主要成分是Fe2O3，丹霞地貌的巖層因含F(xiàn)e2O3而呈紅色。2．鐵的應(yīng)用歷史(1)我國(guó)在__春秋__初年就掌握了冶鐵技術(shù)。__戰(zhàn)國(guó)__中期以后，鐵制工具在社會(huì)生產(chǎn)中發(fā)揮了巨大的作用。(2)現(xiàn)代工業(yè)煉鐵的原理是用還原的方法把鐵從鐵礦石中提煉出來?；瘜W(xué)方程式為3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2。3．物理性質(zhì)純凈的鐵是光亮的銀白色金屬，密度較大，熔點(diǎn)為1535℃，沸點(diǎn)為2750℃。純鐵的抗蝕力很強(qiáng)，它有良好的延展性、導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性，導(dǎo)電性比銅、鋁差，能被磁鐵吸引。二．鐵單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)1.與非金屬單質(zhì)反應(yīng)(1)與O2反應(yīng)點(diǎn)燃(化學(xué)方程式)：3Fe＋2O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))Fe3O4；現(xiàn)象：劇烈燃燒，火星四射。常溫：鐵在潮濕的空氣中易被腐蝕，生成鐵銹，其主要成分為Fe2O3·xH2O。(2)與Cl2反應(yīng)(化學(xué)方程式)：2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(△))2FeCl3；現(xiàn)象：劇烈燃燒，棕紅色煙。注意：鐵在氯氣中燃燒，只生成FeCl3，與反應(yīng)物量比無關(guān)。(3)與S反應(yīng)(化學(xué)方程式)：Fe＋Seq\o(=,\s\up7(△))FeS。氧化性：Cl2>S，鐵與Cl2反應(yīng)被氧化為＋3價(jià)，與S反應(yīng)被氧化為＋2價(jià)。2.與水反應(yīng)常溫下，鐵與水是不反應(yīng)的。但高溫下可與水蒸氣反應(yīng)(化學(xué)方程式)：3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe3O4＋4H2。實(shí)驗(yàn)裝置操作現(xiàn)象用火柴點(diǎn)燃肥皂液，聽到__爆鳴__聲，證明生成了__H2__實(shí)驗(yàn)中濕棉花的作用是提供水蒸氣。實(shí)驗(yàn)結(jié)論在高溫下，鐵能與水蒸氣反應(yīng)生成H2，化學(xué)方程式為__3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe3O4＋4H2__。3.與酸反應(yīng)與非氧化性酸，如鹽酸、稀硫酸反應(yīng)的離子方程式：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑。4.與鹽溶液反應(yīng)(1)置換反應(yīng)與CuSO4溶液反應(yīng)(離子方程式)：Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu。(2)與FeCl3溶液反應(yīng)(離子方程式)：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋?！究偨Y(jié)】在一定條件下，鐵作為還原劑能與某些非金屬單質(zhì)、酸和鹽溶液反應(yīng)。(1)鐵與氧化性較弱的氧化劑(如鹽酸、硫酸銅等)反應(yīng)，鐵原子失去2個(gè)電子生成＋2價(jià)鐵的化合物。(2)鐵與氧化性較強(qiáng)的氧化劑(如氯氣等)反應(yīng)，鐵原子則失去3個(gè)電子生成＋3價(jià)鐵的化合物。(3)紅熱的鐵能與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，生成四氧化三鐵和氫氣?；瘜W(xué)方程式：3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up15(高溫))Fe3O4＋4H2。三．鐵單質(zhì)的冶煉鐵單質(zhì)冶煉的原理就是利用還原劑將鐵從礦石中還原出來。如高爐煉鐵：(1)設(shè)備：煉鐵高爐；原料：鐵礦石、焦炭、空氣等。(2)主要反應(yīng)①還原劑的生成。a．生成CO2：C＋O2eq\o(=,\s\up15(高溫))CO2b．生成CO：CO2＋Ceq\o(=,\s\up15(高溫))2CO②鐵的生成：Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up15(高溫))2Fe＋3CO2【知識(shí)誤區(qū)】（1）誤認(rèn)為Fe與Cl2反應(yīng)的產(chǎn)物可能為FeCl2或FeCl3。Fe與Cl2反應(yīng)的產(chǎn)物是FeCl3，與Cl2量的多少無關(guān)，反應(yīng)Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋只能在溶液中進(jìn)行。（2）誤認(rèn)為Fe與酸的反應(yīng)都是置換反應(yīng)。Fe與非氧化性酸的反應(yīng)是置換反應(yīng)，生成鹽和H2，與氧化性酸(如HNO3、濃H2SO4)的反應(yīng)不是置換反應(yīng)，不能生成H2。四．鐵的氧化物化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4俗名－鐵紅磁性氧化鐵顏色狀態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體(有磁性)溶解性難溶于水難溶于水難溶于水鐵元素的化合價(jià)＋2＋3＋2，＋3穩(wěn)定性不穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定類別堿性氧化物堿性氧化物特殊氧化物與H＋反應(yīng)的離子方程式FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋=Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O【效果檢測(cè)】1．（2021·云南省華寧縣第一中學(xué)高一期中）鐵的下列性質(zhì)中不屬于純鐵的物理性質(zhì)是A．質(zhì)軟 B．銀白色 C．能導(dǎo)電 D．易生銹【答案】D【詳解】物理性質(zhì)通常包括：顏色、狀態(tài)、氣味、密度、硬度、熔沸點(diǎn)、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、溶解性等，所以鐵質(zhì)軟、銀白色、能導(dǎo)電，均為物理性質(zhì)，而易生銹是指易被氧化，為化學(xué)性質(zhì)；綜上所述答案為D。2．（2021·山西太原市·高一期末）生活中的下列物品，不是由生鐵鑄造的是A．杠鈴片 B．足球門框 C．一元硬幣 D．下水井蓋【答案】C【詳解】A.杠鈴片是由生鐵鑄造而成，故A不符合題意；B.足球門框是由生鐵鑄造而成，故B不符合題意；C.一元硬幣的材質(zhì)是鋼芯鍍鎳，不是生鐵，故C符合題意；D.下水井蓋是由生鐵鑄造而成，故D不符合題意。故答案選C.3．下列關(guān)于鐵的敘述錯(cuò)誤的是A．純凈的鐵是光亮的銀白色金屬B．鐵能被磁鐵吸引，在磁場(chǎng)作用下，鐵自身也能產(chǎn)生磁性C．鐵是地殼中含量最多的金屬元素，所以分布在地殼的鐵有游離態(tài)也有化合態(tài)D．純鐵的抗蝕能力相當(dāng)強(qiáng)，在干燥的空氣里不易被氧化【答案】C【詳解】A．純凈的鐵是光亮的銀白色金屬，正確；B．鐵是強(qiáng)磁性物質(zhì)，在磁場(chǎng)作用下被磁化，正確；C．鋁是地殼中含量最多的金屬元素，鐵第二位，錯(cuò)誤；D．純鐵加上周圍的空氣又是干燥的，不能形成原電池，因此不會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕，故抗蝕能力很強(qiáng)，正確。4．化學(xué)與生活密切相關(guān)，下列說法不正確的是A．用鐵鍋炒菜比用鋁鍋好B．FeCl3濃溶液與沸水反應(yīng)生成Fe(OH)3膠體，可作凈水劑C．“84消毒液”可用來殺菌消毒的原因是里面含有氯水D．食品包裝袋內(nèi)常用鐵粉作為脫氧劑以延長(zhǎng)食品保存時(shí)間【答案】C【詳解】A．使用鐵鍋和鋁鍋，均會(huì)有極微量的鐵離子或者鋁離子最終進(jìn)入人體，鐵元素的累積對(duì)人體影響不大，但鋁元素累積會(huì)造成嬰幼兒智力發(fā)育遲緩，老年人患老年癡呆癥的概率明顯上升，描述正確，不符題意；B．Fe(OH)3膠體表面容易吸附水中的微小顆粒，可以起到凈水作用，描述正確，不符題意；C．“84消毒液”可以殺菌消毒是因?yàn)槿芤褐杏写温人猁}成分，而不是氯水，描述錯(cuò)誤，符合題意；D．還原鐵粉可以吸附空氣中的氧氣與之反應(yīng)，避免食品被氧氣所氧化，且鐵粉本身無毒，描述正確，不符題意；綜上，本題選C。5．（2021·云南昆明市·昆明二十三中高一期中）下列離子方程式書寫正確的是A．鹽酸中滴入碳酸鈉溶液：CO+2H+=H2O+CO2↑B．鐵粉與稀硫酸反應(yīng)：2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑C．鹽酸中滴入氫氧化鈉溶液：HCl+OH-=H2O+C1-D．稀硫酸滴入氫氧化鋇溶液：SO+H++Ba2++OH-=BaSO4↓+H2O【答案】A【詳解】A．HCl與Na2CO3反應(yīng)，實(shí)質(zhì)是H+與反應(yīng)，對(duì)應(yīng)離子方程式為：2H++=CO2↑+H2O，A正確；B．Fe與稀硫酸反應(yīng)生成Fe2+，對(duì)應(yīng)離子方程式為：Fe+2H+=Fe2++H2↑，B錯(cuò)誤；C．HCl屬于強(qiáng)酸，書寫離子方程式時(shí)應(yīng)拆寫為離子形式，正確離子方程式為：H++OH-=H2O，C錯(cuò)誤；D．Ba(OH)2與H2SO4反應(yīng)時(shí)，Ba2+、、BaSO4系數(shù)為1，對(duì)應(yīng)H+、OH-、H2O系數(shù)應(yīng)為2，正確離子方程式為：2H++2OH-+Ba2++=BaSO4↓+2H2O，D錯(cuò)誤；故答案選A。6．我國(guó)科學(xué)家參與研制的阿爾法磁譜儀隨美國(guó)發(fā)現(xiàn)號(hào)航天飛機(jī)升入太空，開始了探索宇宙中是否存在“反物質(zhì)”和“暗物質(zhì)"的研究工作。根據(jù)所學(xué)的知識(shí)推測(cè)制造阿爾法磁譜儀核心部件的材料是（）A．Fe B．FeO C．Fe2O3 D．Fe3O4【答案】D【解析】制造阿爾法磁譜儀的核心部件的材料是一種具有磁性的物質(zhì)，在鐵的各種化合物中，只有四氧化三鐵是具有磁性的物質(zhì)，其他均不具有磁性。答案選D?！军c(diǎn)睛】本題是一道化學(xué)和航天技術(shù)相結(jié)合的考題，涉及金屬鐵以及化合物的性質(zhì)等知識(shí)，用于制造阿爾法磁譜儀核心部件的材料是永磁體，根據(jù)具有磁性的物質(zhì)以及物質(zhì)的性質(zhì)和應(yīng)用來回答判斷。7．關(guān)于氧化鐵、氧化亞鐵、四氧化三鐵三種氧化物的下列說法中不正確的是()A．鐵元素化合價(jià)不完全相同B．氧元素的化合價(jià)完全相同C．氧化亞鐵俗稱鐵紅，為紅棕色固體D．鐵在氧氣中燃燒的產(chǎn)物為黑色固體【答案】C【解析】鐵的三種氧化物中，氧元素的化合價(jià)完全相同，都為－2價(jià)；鐵元素的化合價(jià)不同，氧化鐵中鐵為＋3價(jià)，氧化亞鐵中鐵為＋2價(jià)，四氧化三鐵中鐵為＋2價(jià)和＋3價(jià)。氧化鐵俗稱鐵紅，是一種紅棕色的固體；鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵，是一種黑色固體；故本題選C。8．高爐煉鐵中存在反應(yīng)：，下列說法不正確的是()A．該反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)B．在該條件下，將還原劑換成，發(fā)生反應(yīng)后也能生成C．每生成(標(biāo)況下)的，轉(zhuǎn)移D．俗稱“鐵紅”，外觀為紅棕色粉末，在該反應(yīng)中被還原【答案】C【解析】A．C元素、Fe元素化合價(jià)發(fā)生變化，屬于氧化還原反應(yīng)，A正確；B．在該條件下，將還原劑換成，發(fā)生鋁熱反應(yīng)：，B正確；C．結(jié)合反應(yīng)方程式可知：每生成3molCO2轉(zhuǎn)移6mol電子，所以標(biāo)況下每生成(1.5mol)的轉(zhuǎn)移3mol電子，C錯(cuò)誤；D．俗稱“鐵紅”，外觀為紅棕色粉末，F(xiàn)e元素化合價(jià)降低，被還原，D正確。答案選C。9．（2021·吉林長(zhǎng)春市·長(zhǎng)春外國(guó)語(yǔ)學(xué)校高一期末）我國(guó)宋代的藥物著作《開寶本草》中記載了鐵華粉的制法：“取鋼煅作葉如笏或團(tuán)，平面磨錯(cuò)令光凈，以鹽水灑之，于醋甕中陰處埋之一百日，鐵上生衣，鐵華成矣?！庇纱伺袛噼F華粉是指A．鐵粉 B．氫氧化亞鐵 C．氫氧化鐵 D．醋酸亞鐵【答案】D【詳解】鐵華粉的制法為：取鋼煅作葉，令表光凈、以鹽水灑之并置于濃醋甕中，陰處埋之百日，則鐵上生衣，鐵華成矣，由信息可知，F(xiàn)e與醋酸反應(yīng)生成鐵華粉，鐵是活潑金屬，能與酸反應(yīng)亞鐵鹽，即鐵能與醋酸反應(yīng)生成醋酸亞鐵，所以鐵華粉是指醋酸亞鐵，故答案為D。10．（2021·海原縣第一中學(xué)高一月考）下列物質(zhì)不能由兩種單質(zhì)直接化合得到的是A．FeCl3 B．FeCl2 C．Fe3O4 D．NaCl【答案】B【詳解】A．鐵和氯氣反應(yīng)生成氯化鐵，2Fe+3Cl22FeCl3，故A正確；B．氯氣的氧化性較強(qiáng)，能將鐵直接轉(zhuǎn)為FeCl3，生成FeCl2不能一步反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；C．金屬鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵，3Fe+2O2Fe3O4，故C正確；D．金屬鈉和氯氣反應(yīng)得到NaCl，2Na+Cl22NaCl，故D正確；故選：B。11．（2021·朝陽(yáng)市第一高級(jí)中學(xué)高一期末）如圖轉(zhuǎn)化過程中錯(cuò)誤的是A．① B．② C．③ D．④【答案】B【詳解】A．反應(yīng)①中，F(xiàn)e與高溫水蒸氣發(fā)生反應(yīng)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，A正確；B．反應(yīng)②中，F(xiàn)e與O2在點(diǎn)燃條件下發(fā)生反應(yīng)3Fe+2O2Fe3O4，B錯(cuò)誤；C．反應(yīng)③中，F(xiàn)e與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，C正確；D．反應(yīng)④中，F(xiàn)e與Cl2在點(diǎn)燃條件下發(fā)生反應(yīng)3Cl2+2Fe2FeCl3，D正確；故選B。12．將鐵片放入下列各溶液中，反應(yīng)后溶液質(zhì)量增加，但無氣體產(chǎn)生的是A．CuCl2溶液 B．AgNO3溶液C．Fe2(SO4)3溶液 D．稀硫酸【答案】C【詳解】A．Fe與CuCl2反應(yīng)生成Cu和FeCl2，固體由Fe變?yōu)镃u，質(zhì)量增加，則溶液的質(zhì)量減輕，A不符合題意；B．Fe與AgNO3反應(yīng)生成Fe(NO3)2和Ag，固體由Fe變?yōu)锳g，質(zhì)量增加，則溶液的質(zhì)量減輕，B不符合題意；C．Fe與Fe2(SO4)3反應(yīng)生成FeSO4，溶質(zhì)的質(zhì)量增加，無氣體產(chǎn)生，C符合題意；D．Fe與稀硫酸反應(yīng)生成FeSO4和氫氣，有氣體放出，D不符合題意；故選C。13．鐵與水蒸氣反應(yīng)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)前后的裝置如圖所示：下列說法錯(cuò)誤的是()A．將濕棉花改為浸水的尿不濕，酒精燈由單頭改為雙頭，可提供足量的水蒸氣B．用具支試管可將試管口附近冷凝的水導(dǎo)出，避免冷凝水與灼熱鐵粉接觸C．肥皂水改為吹泡泡水，收集H2效果更好，點(diǎn)燃效果更明顯D．懸掛的磁鐵僅能吸引反應(yīng)鐵粉，不能吸引反應(yīng)產(chǎn)物【答案】D【解析】A．原裝置加熱試管提供水蒸氣，F(xiàn)e與水蒸氣高溫下反應(yīng)生成氫氣，則將濕棉花改為浸水的尿不濕，酒精燈由單頭改為雙頭，可提供足量的水蒸氣，故A正確；B．Fe與冷水不反應(yīng)，則具支試管可將試管口附近冷凝的水導(dǎo)出，避免冷凝水與灼熱鐵粉接觸，故B正確；C．肥皂水改為吹泡泡水，更易產(chǎn)生泡沫，現(xiàn)象明顯，收集H2效果更好，點(diǎn)燃效果更明顯，故C正確；D．鐵、四氧化三鐵均可被磁鐵吸引，則懸掛的磁體不僅能吸引鐵粉，也能吸引反應(yīng)產(chǎn)物四氧化三鐵，故D錯(cuò)誤；故選D。14．等物質(zhì)的量的鐵分別與足量的鹽酸、水蒸氣在一定條件下充分反應(yīng)，則在相同的條件下，產(chǎn)生氫氣的體積比是()A．1∶1B．3∶4C．2∶3D．4∶3【答案】B【解析】設(shè)Fe的物質(zhì)的量為1mol，則Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑1mol1mol3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up15(△))Fe3O4＋4H21moleq\f(4,3)mol相同條件下體積之比等于物質(zhì)的量之比，則兩反應(yīng)中生成H2體積之比為：1∶eq\f(4,3)＝3∶4，故選B。15．A、B、C、D為中學(xué)化學(xué)中常見的物質(zhì)，其轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖(反應(yīng)條件略)。(1)若A為金屬單質(zhì)，D為非金屬單質(zhì)。C為淡黃色固體，常用作供氧劑。C的化學(xué)式為_______，A與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。(2)若D為強(qiáng)堿，B為白色膠狀沉淀且為兩性化合物，則B與D反應(yīng)生成C的離子方程式為_______。(3)若A為黃綠色氣體，D為生活中常見金屬。寫出B與D反應(yīng)的離子方程式_______?！敬鸢浮縉a2O22Na+2H2O=2NaOH+H2↑Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O【詳解】(1)A為金屬單質(zhì)，D為非金屬單質(zhì)，C為淡黃色固體，常用作供氧劑，則C為Na2O2，D為O2，A為Na；A與水反應(yīng)，即Na與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na+2H2O=2NaOH+H2↑；(2)D為強(qiáng)堿，B為白色膠狀沉淀且為兩性化合物，則B為Al(OH)3，C中含有，B與D反應(yīng)生成C的離子方程式為：Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O；(3)A為黃綠色氣體，D為生活中常見金屬，則A為Cl2，D為Fe，B為FeCl3，C為FeCl2，B與D反應(yīng)的離子方程式為。16．（2021·三亞華僑學(xué)校高一開學(xué)考試）鐵是一種化學(xué)性質(zhì)比較活潑的金屬，在一定條件下能與多種物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。(1)反應(yīng)①的化學(xué)方程式為_______。(2)反應(yīng)②的化學(xué)方程式為_______。(3)反應(yīng)③的化學(xué)方程式為_______?！敬鸢浮?Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2Fe+CuSO4=FeSO4+CuFe+2HCl=FeCl2+H2↑【分析】Fe與水蒸氣在高溫下反應(yīng)產(chǎn)生Fe3O4、H2；Fe與CuSO4發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生FeSO4、Cu；Fe與HCl反應(yīng)產(chǎn)生FeCl2、H2；Fe與O2在點(diǎn)燃時(shí)反應(yīng)產(chǎn)生Fe3O4?！驹斀狻?1)鐵和水蒸氣在高溫下反應(yīng)產(chǎn)生Fe3O4和H2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2；(2)由于金屬活動(dòng)性：Fe＞Cu，鐵和硫酸銅在溶液中反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，反應(yīng)為：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；(3)在金屬活動(dòng)性順序表中，F(xiàn)e位于H元素的前邊，能夠與鹽酸發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生氯化亞鐵和氫氣，反應(yīng)方程式為：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑。17．某工廠的工業(yè)廢水中含有大量的FeSO4、較多的Cu2+和少量的Na+。為了減少污染并變廢為寶，工廠計(jì)劃從該廢水回收硫酸亞鐵和金屬銅。請(qǐng)根據(jù)流程圖(所加試劑均過量)，回答下列問題：(1)物質(zhì)X的化學(xué)式為：___，操作2的名稱：___。(2)已知Y為稀硫酸，寫出C中成分的化學(xué)式：___，在A中加入Y的化學(xué)方程式為：___。(3)工業(yè)廢水中加入X所發(fā)生的離子方程式為：___；該反應(yīng)是否為氧化還原反應(yīng)___(填“是”或“否”)，如果是氧化還原反應(yīng)，發(fā)生還原反應(yīng)的離子是：___。(4)流程中的操作3是：蒸發(fā)濃縮、___、過濾、洗滌、烘干?！敬鸢浮縁e過濾CuFe+H2SO4=FeSO4+H2↑Cu2++Fe=Fe2++Cu是Cu2+冷卻結(jié)晶【分析】在廢水中先加入X(單質(zhì)鐵)，將銅離子還原為單質(zhì)銅，過濾得到的A為Cu和過量的單質(zhì)Fe，溶液B為硫酸亞鐵。向A中加入稀硫酸，F(xiàn)e與稀H2SO4反應(yīng)生成硫酸亞鐵，過濾得到C(單質(zhì)銅)和B(硫酸亞鐵溶液)。將兩次得到的硫酸亞鐵溶液合并，蒸發(fā)濃縮，冷卻后析出FeSO4·7H2O晶體，再過濾即可?！驹斀狻?1)由分析可知：物質(zhì)X為Fe，操作2是過濾，故答案為：Fe，過濾。(2)試劑Y為稀H2SO4，由分析可知A為Cu和過量的單質(zhì)Fe，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，過濾得到C(單質(zhì)銅)，故答案為：Cu；Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑。(3)加入X(單質(zhì)鐵)，將銅離子還原為單質(zhì)銅，反應(yīng)的離子方程式為：Cu2++Fe=Fe2++Cu，F(xiàn)e和Cu元素的化合價(jià)發(fā)生變化，屬于氧化還原反應(yīng)，Cu元素的化合價(jià)由+2價(jià)降低為0價(jià)，所以發(fā)生還原反應(yīng)的離子是Cu2+，故答案為：Cu2++Fe=Fe2++Cu，是，Cu2+。(4)最后的一系列操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、烘干，故答案為：冷卻結(jié)晶?！军c(diǎn)睛】對(duì)于最后一問，應(yīng)該注意到這是一種常見的問題，要把這種操作和蒸發(fā)進(jìn)行區(qū)分。蒸發(fā)溶液一般是要把溶液蒸干得到固體的。而對(duì)于帶有結(jié)晶水或受熱易分解的物質(zhì)，直接將溶液蒸干明顯是不合理的，因?yàn)榭赡軙?huì)失去結(jié)晶水或者受熱分解，所以要進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，剩余少量水，冷卻使物質(zhì)析出。18．在常溫下，F(xiàn)e與水并不起反應(yīng)，但在高溫下，F(xiàn)e與水蒸氣可發(fā)生反應(yīng)。應(yīng)用下列裝置，在硬質(zhì)玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨的混合物，加熱，并通入水蒸氣，就可以完成高溫下“Fe與水蒸氣的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)”。請(qǐng)回答該實(shí)驗(yàn)中的問題。（1）寫出該反應(yīng)的反應(yīng)方程式：________________________________________，并指明該氧化還原反應(yīng)的還原劑是_____________，氧化劑是____________。（2）實(shí)驗(yàn)前必須對(duì)整套裝置進(jìn)行氣密性檢查，操作方法是______________________。（3）圓底燒瓶中盛裝的水，該裝置受熱后的主要作用是________________________，燒瓶底部放置了幾片碎瓷片，