(新高考)高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課時(shí)練習(xí)第3章第2講鐵及其化合物(含解析)

第2講鐵及其化合物課程標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)建構(gòu)1.結(jié)合真實(shí)情境中的應(yīng)用實(shí)例或通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究了解鐵單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)。2．知道鐵及其重要化合物在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。3．了解鐵及其重要化合物的制備方法。一、鐵1．位置與物理性質(zhì)2．化學(xué)性質(zhì)單質(zhì)鐵性質(zhì)活潑，有較強(qiáng)的還原性，主要化合價(jià)為＋2價(jià)和＋3價(jià)。(1)與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)(寫(xiě)化學(xué)方程式)(2)與水的反應(yīng)(寫(xiě)化學(xué)方程式)常溫下鐵與水不反應(yīng)，在高溫條件下與水蒸氣反應(yīng)：3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe3O4＋4H2。(3)與酸的反應(yīng)(寫(xiě)離子方程式)(4)與某些鹽溶液的反應(yīng)(寫(xiě)離子方程式)3．鐵的冶煉原料：鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石。設(shè)備：高爐。主要反應(yīng)：①還原劑的生成：C＋O2eq\o(=,\s\up7(高溫))CO2，CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2CO；②鐵的生成：Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2?！驹\斷1】判斷下列說(shuō)法是否正確，正確的打√，錯(cuò)誤的打×。(1)鐵位于元素周期表中第四周期ⅧB(niǎo)族()(2)鐵的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，所以鐵在自然界中全部以化合態(tài)存在()(3)Fe在足量Cl2中燃燒生成FeCl3，在少量Cl2中燃燒生成FeCl2()(4)Fe分別與氯氣、鹽酸反應(yīng)得到相同的氯化物()(5)因?yàn)榧冭F塊是黑色的，故金屬鐵稱為黑色金屬()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×二、鐵的氧化物和氫氧化物1．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)溶解性難溶于水化合價(jià)＋2＋3＋2、＋3穩(wěn)定性不穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定與H＋反應(yīng)的離子方程式FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋=Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O2.鐵的氫氧化物化學(xué)式Fe(OH)2Fe(OH)3色態(tài)白色固體紅褐色固體與鹽酸反應(yīng)Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O受熱分解2Fe(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Fe2O3＋3H2O制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↓二者的關(guān)系空氣中，F(xiàn)e(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現(xiàn)象是白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，化學(xué)方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3【診斷2】鐵屑溶于過(guò)量稀硫酸，過(guò)濾后向?yàn)V液中加入過(guò)量氨水，有白色沉淀生成，過(guò)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?jiān)?。上述沉淀和殘?jiān)謩e是()A．Fe(OH)3Fe2O3 B．Fe(OH)2Fe2O3C．Fe(OH)2Fe(OH)3 D．Fe(OH)2Fe3O4答案B解析鐵與稀硫酸反應(yīng)生成FeSO4，再與過(guò)量氨水反應(yīng)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(jià)，最后所得紅棕色殘?jiān)鼮镕e2O3。三、鐵鹽和亞鐵鹽1．亞鐵鹽的性質(zhì)(1)含有Fe2＋的溶液呈淺綠色，F(xiàn)e2＋處于鐵的中間價(jià)態(tài)，既有氧化性，又有還原性，其中以還原性為主。(2)可水解，F(xiàn)e2＋(如FeSO4)溶液呈酸性。2．鐵鹽的性質(zhì)(1)含有Fe3＋的溶液呈黃色，F(xiàn)e3＋處于鐵的高價(jià)態(tài)，具有氧化性。(2)易水解。Fe3＋極易水解，只能存在于酸性較強(qiáng)的溶液中。3．Fe2＋、Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化完成下列反應(yīng)的離子方程式：①酸性FeCl2溶液長(zhǎng)期露置于空氣中：4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O。②向Fe(NO3)2溶液中滴加少量稀硫酸：3Fe2＋＋NOeq\o\al(－,3)＋4H＋=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。③FeCl2的酸性溶液與H2O2反應(yīng)：2Fe2＋＋2H＋＋H2O2=2Fe3＋＋2H2O。④向FeSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液褪色：MnOeq\o\al(－,4)＋5Fe2＋＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。⑤向FeCl3溶液中滴加KI溶液：2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I(xiàn)2。⑥向FeCl3溶液中逐漸加入Zn粉至過(guò)量：2Fe3＋＋Zn=2Fe2＋＋Zn2＋、Fe2＋＋Zn=Fe＋Zn2＋。4.應(yīng)用(1)鹽溶液的配制與保存(2)物質(zhì)的制備5．Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)(1)Fe2＋的檢驗(yàn)方法1：樣品溶液eq\o(→,\s\up7(滴加KSCN溶液))無(wú)現(xiàn)象eq\o(→,\s\up7(滴加氯水),\s\do5(或雙氧水))溶液變紅色，證明含有Fe2＋。方法2：樣品溶液eq\o(→,\s\up7(加入NaOH溶液))產(chǎn)生白色絮狀沉淀，迅速變成灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色，證明含有Fe2＋。方法3：樣品溶液eq\o(→,\s\up7(加入K3[FeCN6]溶液))生成藍(lán)色沉淀，證明含有Fe2＋(2)Fe3＋的檢驗(yàn)方法1：樣品溶液eq\o(→,\s\up7(滴加KSCN溶液))溶液變紅色，證明含有Fe3＋方法2：樣品溶液eq\o(→,\s\up7(加入NaOH溶液))產(chǎn)生紅褐色沉淀，證明含有Fe3＋方法3：樣品溶液eq\o(→,\s\up7(加入K4[FeCN6]溶液))生成藍(lán)色沉淀，證明含有Fe3＋【診斷3】判斷下列說(shuō)法是否正確，正確的打√，錯(cuò)誤的打×。(1)加熱蒸干氯化鐵溶液最終得到FeCl3晶體()(2)將Fe(NO3)2樣品溶于稀硫酸后，滴加KSCN溶液，溶液變紅，說(shuō)明Fe(NO3)2晶體已氧化變質(zhì)()(3)向某溶液中先滴加少量氯水，再滴加KSCN溶液，溶液變?yōu)檠t色，溶液中一定含有Fe2＋()(4)配制FeSO4溶液時(shí)，加入稀硫酸抑制Fe2＋水解，加入鐵粉防止Fe2＋被氧化()(5)在中性溶液中Cl－、SOeq\o\al(2－,4)、Na＋、Fe3＋可大量共存()答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×考點(diǎn)一鐵的單質(zhì)、氧化物、氫氧化物的性質(zhì)與應(yīng)用【典例1】鐵是日常生活中使用最廣泛的金屬，下列關(guān)于鐵的一些說(shuō)法正確的是()A．常溫下濃硫酸與鐵不反應(yīng)，故常溫下可用鐵制容器貯藏、貯運(yùn)濃硫酸B．鐵是較活潑的金屬，它與鹵素單質(zhì)(X2)反應(yīng)的生成物均為FeX3C．Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，說(shuō)明穩(wěn)定性：Fe(OH)2＞Fe(OH)3D．FeO、Fe2O3和Fe3O4均可與鹽酸反應(yīng)，且均為非氧化還原反應(yīng)答案D解析鐵在常溫下與濃硫酸反應(yīng)形成致密的氧化膜，A項(xiàng)錯(cuò)誤；Fe與I2只能生成FeI2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，說(shuō)明穩(wěn)定性：Fe(OH)2＜Fe(OH)3，C項(xiàng)錯(cuò)誤；FeO、Fe2O3和Fe3O4均可與鹽酸反應(yīng)生成鹽和水，反應(yīng)過(guò)程中無(wú)元素化合價(jià)變化，均為非氧化還原反應(yīng)，故D正確。【對(duì)點(diǎn)練1】(鐵單質(zhì)氧化物和氫氧化物的性質(zhì))如圖兩圓相交部分A、B、C、D分別表示兩物質(zhì)間的反應(yīng)。下列各對(duì)應(yīng)反應(yīng)的離子方程式書(shū)寫(xiě)不正確的是()A．Fe＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=Fe3＋＋NO↑＋2H2OB．Fe3O4＋8H＋=Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2OC．Fe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2OD．3Fe(OH)2＋10H＋＋NOeq\o\al(－,3)=3Fe3＋＋NO↑＋8H2O答案B解析Fe3O4與HNO3反應(yīng)生成Fe3＋，正確的離子方程式為3Fe3O4＋28H＋＋NOeq\o\al(－,3)=9Fe3＋＋NO↑＋14H2O，B項(xiàng)錯(cuò)誤?！緦?duì)點(diǎn)練2】(氫氧化亞鐵的制備)(2020·河北唐山市區(qū)縣聯(lián)考)下列各圖示中能較長(zhǎng)時(shí)間看到Fe(OH)2白色沉淀的是()A．①②③④ B．①②③⑤C．①③④⑤ D．②③④⑤答案B解析①鐵與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生H2，排出了裝置中的空氣，燒杯中的水，隔絕空氣中的氧氣進(jìn)入試管中，然后滴加NaOH溶液，生成的Fe(OH)2能長(zhǎng)時(shí)間存在，故①符合題意；②首先打開(kāi)止水夾a，鐵粉與稀硫酸反應(yīng)生成H2，排出裝置中的空氣，以及NaOH溶液中的氧氣，讓裝置處于H2氛圍中，關(guān)閉止水夾，利用壓強(qiáng)，將FeSO4壓入NaOH溶液中，生成氫氧化亞鐵，能長(zhǎng)時(shí)間觀察Fe(OH)2，故②符合題意；③該裝置為電解裝置，鐵作陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋，C為陰極，電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O=4OH－汽油隔絕空氣中氧氣的進(jìn)入，能長(zhǎng)時(shí)間觀察到氫氧化亞鐵，故③符合題意；④該裝置，沒(méi)有隔絕空氣的進(jìn)入，生成氫氧化亞鐵迅速轉(zhuǎn)化成氫氧化鐵，不能長(zhǎng)時(shí)間觀察到氫氧化亞鐵，故④不符合題意；⑤苯能隔絕空氣的進(jìn)入，能夠長(zhǎng)時(shí)間觀察到氫氧化亞鐵白色沉淀，故⑤符合題意；綜上所述，選項(xiàng)B正確。防止Fe(OH)2氧化的方法(1)將配制溶液的蒸餾水煮沸，驅(qū)除溶解的氧氣。(2)將盛有NaOH溶液的膠頭滴管尖端插入盛有亞鐵鹽溶液的試管底部，并慢慢擠出NaOH溶液。(3)在亞鐵鹽溶液上面充入保護(hù)氣，如H2、N2、稀有氣體等。(4)在亞鐵鹽溶液上面加保護(hù)層，如苯、植物油等?！緦?duì)點(diǎn)練3】(鐵的氧化物組成的確定)(2020·鄭州質(zhì)檢)有一塊鐵的“氧化物”樣品，用140mL5.0mol·L－1鹽酸恰好將之完全溶解，所得溶液還能吸收0.025molCl2，恰好使其中的Fe2＋全部轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3＋，則該樣品可能的化學(xué)式為()A．Fe2O3 B．Fe3O4C．Fe4O5 D．Fe5O7答案D解析n(O)＝n(H2O)＝eq\f(1,2)n(HCl)＝eq\f(1,2)×eq\f(140,1000)×5mol＝0.35mol，n(Fe)＝n(FeCl3)＝eq\f(1,3)n(Cl－)＝eq\f(1,3)[n(HCl)＋2n(Cl2)]＝eq\f(1,3)(eq\f(140,1000)×5＋0.05)mol＝0.25mol，n(Fe)∶n(O)＝0.25∶0.35＝5∶7，即氧化物為Fe5O7。確定鐵的氧化物組成的基本方法設(shè)鐵的氧化物中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比為m∶n，則氧化物中n(Fe)∶n(O)＝eq\f(m,56)∶eq\f(n,16)＝a∶b，若a∶b＝1∶1，則鐵的氧化物為FeO；若a∶b＝2∶3，則鐵的氧化物為Fe2O3；若a∶b＝3∶4，則鐵的氧化物是Fe3O4或FeO與Fe2O3按物質(zhì)的量之比為1∶1的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3物質(zhì)的量之比為1∶1，F(xiàn)e3O4為任意值)?？键c(diǎn)二Fe2＋和Fe3＋的性質(zhì)及其檢驗(yàn)【典例2】(2020·銀川統(tǒng)考)將0.2mol·L－1的KI溶液和0.05mol·L－1Fe2(SO4)3溶液等體積混合充分反應(yīng)后，取混合液分別完成下列實(shí)驗(yàn)，能說(shuō)明溶液中存在化學(xué)平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2的是()A．向混合液中滴入KSCN溶液，溶液變紅色B．向混合液中滴入AgNO3溶液，有黃色沉淀生成C．向混合液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液，有藍(lán)色沉淀生成D．向混合液中滴入淀粉溶液，溶液變藍(lán)色答案A解析0.2mol·L－1的KI溶液和0.05mol·L－1Fe2(SO4)3溶液等體積混合，KI過(guò)量，向混合液中滴入KSCN溶液，溶液變紅色，說(shuō)明溶液中仍含有Fe3＋，能說(shuō)明溶液中存在化學(xué)平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2，A項(xiàng)符合題意；KI過(guò)量，溶液中存在I－不能證明含F(xiàn)e3＋，B項(xiàng)不符合題意；該反應(yīng)生成Fe2＋，向混合液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液，有藍(lán)色沉淀生成，只能說(shuō)明溶液中含有Fe2＋，C項(xiàng)不符合題意；該反應(yīng)生成I2，向混合液中滴入淀粉溶液，溶液變藍(lán)色，說(shuō)明溶液中含有碘單質(zhì)，不能證明含F(xiàn)e3＋，D項(xiàng)不符合題意?！緦?duì)點(diǎn)練4】(Fe2＋和Fe3＋的性質(zhì))(2020·河北唐山市區(qū)縣聯(lián)考)將Fe粉、Cu粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液和CuCl2溶液，混合于某容器中充分反應(yīng)(假定容器不參與反應(yīng))，下列情況下正確的是()A．若Fe粉有剩余，則容器中不可能有Fe2＋B．若FeCl3有剩余，則容器中還含有CuC．若CuCl2有剩余，則容器中不可能有FeD．若Cu粉有剩余，則容器中不可能有Cu2＋答案C解析氧化性的強(qiáng)弱順序是Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋，還原性：Fe>Cu，A.鐵先與Fe3＋反應(yīng)：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，因?yàn)殍F有剩余，因此Fe還要跟Cu2＋發(fā)生反應(yīng)，F(xiàn)e＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu，F(xiàn)e不與Fe2＋、Cu不與Fe2＋發(fā)生反應(yīng)，因此容器中有Fe2＋存在，故A錯(cuò)誤；B.FeCl3還有剩余，Cu能與Fe3＋發(fā)生Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋，因此容器中有FeCl3剩余，容器中不含Cu，故B錯(cuò)誤；C.Fe能與CuCl2發(fā)生Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu，因此容器中有CuCl2，則容器中不含有Fe，故C正確；D.如果銅單質(zhì)部分與FeCl3反應(yīng)，則Cu有剩余，溶液中含有Cu2＋，故D錯(cuò)誤。【對(duì)點(diǎn)練5】(Fe2＋和Fe3＋的檢驗(yàn))(2020·山東省煙臺(tái)模擬)下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()A．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不變色，滴加氯水后溶液顯紅色，該溶液中一定含有Fe2＋B．用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)Fe2(SO4)3溶液中是否含F(xiàn)eSO4C．檢驗(yàn)Fe(NO3)2是否已氧化變質(zhì)，可將Fe(NO3)2溶于稀H2SO4后滴加KSCN溶液，再觀察溶液是否變紅D．現(xiàn)榨的蘋(píng)果汁在空氣中會(huì)由淡綠色變?yōu)樽攸S色，其原因可能是蘋(píng)果汁中的Fe2＋變成Fe3＋答案C檢驗(yàn)Fe2＋和Fe3＋時(shí)的注意事項(xiàng)(1)檢驗(yàn)Fe2＋時(shí)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(shí)存在時(shí)不能用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)Fe2＋(Cl－能還原酸性KMnO4，有干擾)?？键c(diǎn)三“鐵三角”的轉(zhuǎn)化及應(yīng)用【典例3】(2020·青銅峽市高級(jí)中學(xué)月考)下列有關(guān)鐵及其化合物的說(shuō)法中不正確的是()A．為了防止氯化亞鐵溶液久置變質(zhì)，常在其溶液中加入少許鐵釘B．將飽和FeCl3溶液滴入稀NaOH溶液中，能形成膠體C．新制的氫氧化亞鐵沉淀露置在空氣中最終會(huì)變?yōu)榧t褐色D．除去FeCl3溶液中的FeCl2雜質(zhì)可以向溶液中加氯水答案B解析亞鐵離子在空氣中易被氧化為鐵離子，加鐵釘可以防止氯化亞鐵溶液的變質(zhì)，故A正確；制備氫氧化鐵膠體的方法是將飽和FeCl3溶液滴入沸水中，產(chǎn)生紅褐色即可，故B錯(cuò)誤；新制的氫氧化亞鐵沉淀露置在空氣中迅速變成灰綠色，最終會(huì)變?yōu)榧t褐色的氫氧化鐵，故C正確；除去FeCl3溶液中的FeCl2雜質(zhì)可以向溶液中滴加氯水，將氯化亞鐵氧化為氯化鐵，故D正確?！拌F三角”的轉(zhuǎn)化關(guān)系【對(duì)點(diǎn)練6】(鐵及其化合物轉(zhuǎn)化關(guān)系的定量判斷)實(shí)驗(yàn)室測(cè)定氧化物X(FexO)的組成實(shí)驗(yàn)如下：下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．樣品X中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為26.3%B．溶液Y中c(Fe2＋)∶c(Fe3＋)＝2∶1C．用酸性高錳酸鉀溶液檢驗(yàn)溶液Z中是否含有Fe2＋D．根據(jù)步驟Ⅰ、Ⅱ可以判斷X的組成為Fe0.75O答案A解析溶液Y消耗0.01mol氯氣，這說(shuō)明溶液中含有0.02mol亞鐵離子，因此X中相當(dāng)于含有氧化亞鐵的物質(zhì)的量是0.02mol，質(zhì)量是0.02mol×72g/mol＝1.44g，則相當(dāng)于含有氧化鐵的質(zhì)量是3.04g－1.44g＝1.6g，物質(zhì)的量是0.01mol，即X可以看作是2FeO·Fe2O3，因此x＝4/5＝0.8。A.樣品X中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq\f(16,16＋0.8×56)×100%≈26.3%，A正確；B.根據(jù)以上分析可知溶液Y中c(Fe2＋)∶c(Fe3＋)＝1∶1，B錯(cuò)誤；C.Z溶液中含有氯離子，氯離子也能被高錳酸鉀溶液氧化，不能用酸性高錳酸鉀溶液檢驗(yàn)溶液Z中是否含有Fe2＋，應(yīng)該用鐵氰化鉀，C錯(cuò)誤；D.根據(jù)步驟Ⅰ、Ⅱ可以判斷X的組成為Fe0.8O，D錯(cuò)誤?！緦?duì)點(diǎn)練7】(“鐵三角”與實(shí)驗(yàn)探究的融合)一定量的鐵粉在氯氣中充分燃燒，將所得固體完全溶解于稀鹽酸，制得溶液A。(1)鐵在氯氣中燃燒的化學(xué)方程式是_____________________________________________________________________________________________________。(2)推測(cè)A中可能含有的金屬陽(yáng)離子：①只有Fe3＋；②只有Fe2＋；③________________________。甲同學(xué)為探究溶液的組成，實(shí)驗(yàn)如下：實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論及反應(yīng)的離子方程式取少量溶液A于試管中，加入KSCN溶液____________假設(shè)②不成立，假設(shè)①或③成立；反應(yīng)的離子方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________(3)乙同學(xué)繼續(xù)探究溶液A的組成。查閱資料：16HCl＋2KMnO4=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O實(shí)驗(yàn)過(guò)程：另取少量溶液A于試管中，逐滴加入酸性KMnO4溶液，充分振蕩，KMnO4溶液紫色褪去，實(shí)驗(yàn)結(jié)論：________(填字母)。a．可能有Fe2＋ b．可能無(wú)Fe2＋c．一定有Fe2＋根據(jù)你選擇的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，簡(jiǎn)述理由：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2FeCl3(2)含有Fe2＋和Fe3＋溶液變血紅色Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3(3)ab因?yàn)檫€原性Fe2＋>Cl－，逐滴加入酸性KMnO4溶液，F(xiàn)e2＋將MnOeq\o\al(－,4)還原為Mn2＋，使紫色褪去，故可能含有Fe2＋；若溶液中無(wú)Fe2＋，Cl－也能將MnOeq\o\al(－,4)還原為Mn2＋，紫色褪去，因而溶液中也可能無(wú)Fe2＋價(jià)類二維圖在鐵及其化合物轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用(1)橫向變化體現(xiàn)了同價(jià)態(tài)不同類別(氧化物、堿、鹽)之間的轉(zhuǎn)化；(2)縱向變化體現(xiàn)不同價(jià)態(tài)同類別物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化，主要體現(xiàn)物質(zhì)的氧化性或還原性。(3)斜向變化體現(xiàn)不同價(jià)態(tài)、不同類別之間物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，主要體現(xiàn)物質(zhì)的氧化物和還原性。1．(高考選項(xiàng)組合)下列敘述正確的是()A．(2019·江蘇，6A)Fe在稀硝酸中發(fā)生鈍化B．(2019·天津，3A)將廢鐵屑加入FeCl2溶液中，可除去工業(yè)廢氣中的Cl2C．(2018·江蘇，6A)向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液顯紅色D．(2017·江蘇，7A)給定條件下，能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化：Feeq\o(→,\s\up7(Cl2),\s\do5(點(diǎn)燃))FeCl2eq\o(→,\s\up7(NaOHaq))Fe(OH)2答案B解析A項(xiàng)，常溫下，F(xiàn)e遇濃硝酸發(fā)生鈍化，稀硝酸中溶解，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，氯氣將Fe2＋氧化為Fe3＋，鐵屑再將Fe3＋還原為Fe2＋，從而除去廢氣中的Cl2，正確；C項(xiàng)，F(xiàn)e2＋與SCN－不會(huì)顯色，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，鐵與氯氣反應(yīng)只能生成氯化鐵，錯(cuò)誤。2．(2018·課標(biāo)全國(guó)Ⅰ)磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)電池是新能源汽車的動(dòng)力電池之一。采用濕法冶金工藝回收廢舊磷酸亞鐵鋰電池正極片中的金屬，其流程如下：下列敘述錯(cuò)誤的是()A．合理處理廢舊電池有利于保護(hù)環(huán)境和資源再利用B．從“正極片”中可回收的金屬元素有Al、Fe、LiC．“沉淀”反應(yīng)的金屬離子為Fe3＋D．上述流程中可用硫酸鈉代替碳酸鈉答案D解析廢舊電池中含有的金屬、電解質(zhì)溶液會(huì)對(duì)水體和土壤等造成污染，處理廢舊電池有利于資源再利用，同時(shí)能夠降低環(huán)境污染，保護(hù)環(huán)境，A項(xiàng)正確；從流程圖看出，正極材料涉及了鋁、鐵、鋰等金屬，B項(xiàng)正確；因流程中加入的有HNO3，故在含Li、P、Fe等元素的濾液中加堿液，發(fā)生“沉淀”反應(yīng)的金屬離子為Fe3＋，C項(xiàng)正確；因?yàn)殇嚰捌浠衔锏男再|(zhì)與鎂相似，由硫酸鎂易溶于水推知，硫酸鋰易溶于水，由碳酸鎂微溶于水推知，碳酸鋰微溶于水，所以不能用硫酸鈉代替碳酸鈉，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．(2019·浙江4月選考)聚合硫酸鐵[Fe(OH)SO4]n。能用作凈水劑(絮凝劑)，可由綠礬(FeSO4·7H2O)和KClO3在水溶液中反應(yīng)得到。下列說(shuō)法不正確的是()A．KClO3作氧化劑，每生成1mol[Fe(OH)SO4]n消耗6/nmolKClO3B．生成聚合硫酸鐵后，水溶液的pH增大C．聚合硫酸鐵可在水中形成氫氧化鐵膠體而凈水D．在相同條件下，F(xiàn)e3＋比[Fe(OH)]2＋的水解能力更強(qiáng)答案A解析FeSO4和KClO3反應(yīng)生成[Fe(OH)SO4]n的化學(xué)方程式為6nFeSO4＋nKClO3＋3nH2O=6[Fe(OH)SO4]n＋nKCl，根據(jù)化學(xué)方程式可知，KClO3作氧化劑，每生成1mol[Fe(OH)SO4]n消耗n/6molKClO3，A項(xiàng)錯(cuò)誤；[Fe(OH)]2＋的水解能力小于Fe2＋，導(dǎo)致生成聚合硫酸鐵后，溶液堿性增強(qiáng)，B項(xiàng)正確；[Fe(OH)]2＋可在水中水解生成Fe(OH)3膠體而凈水，C項(xiàng)正確；比較Fe3＋和[Fe(OH)]2＋的水解能力，可以從二者所帶電荷的多少來(lái)分析，所帶正電荷越多，結(jié)合OH－的能力就越強(qiáng)，水解能力就越強(qiáng)，D項(xiàng)正確，故選A。4．(2020·浙江1月選考)某固體混合物X，含有Al2(SO4)3、FeCl3、Na2CO3和CuSO4中的幾種，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：①X與水作用有氣泡冒出，得到有色沉淀Y和弱堿性溶液Z；②沉淀Y與NaOH溶液作用，無(wú)變化。下列說(shuō)法不正確的是()A．混合物X中必定含有Na2CO3，不含Al2(SO4)3B．溶液Z中溶質(zhì)主要是鈉鹽，且必含NaHCO3C．灼燒沉淀Y，可以得到黑色物質(zhì)D．往溶液Z中加入Cu粉，若不溶解，說(shuō)明X中不含F(xiàn)eCl3答案D解析Al3＋、Fe3＋、Cu2＋水解生成Al(OH)3、Fe(OH)3、Cu(OH)2，COeq\o\al(2－,3)水解先生成HCOeq\o\al(－,3)，再生成H2CO3，他們可相互促進(jìn)水解，使水解程度增大。由題意①X與水作用有氣泡冒出來(lái)，得到有色沉淀Y和弱堿性溶液Z，可知有CO2生成，弱堿性物質(zhì)必是NaHCO3，說(shuō)明X中必含有Na2CO3；由②沉淀Y與NaOH溶液作用，無(wú)變化，說(shuō)明X中不含Al2(SO4)3；有色沉淀可能是Cu2(OH)2CO3、Fe(OH)3，灼燒后得到黑色物質(zhì)含有CuO；往溶液Z中加入Cu粉，若不溶解，不能說(shuō)明X中不含F(xiàn)eCl3，可能Fe3＋已水解完全。故D項(xiàng)錯(cuò)誤。5．(2020·7月浙江選考)黃色固體X，可能含有漂白粉、FeSO4、Fe2(SO4)3、CuCl2、KI之中的幾種或全部。將X與足量的水作用，得到深棕色固體混合物Y和無(wú)色堿性溶液Z。下列結(jié)論合理的是()A．X中含KI，可能含有CuCl2B．X中含有漂白粉和FeSO4C．X中含有CuCl2，Y中含有Fe(OH)3D．用H2SO4酸化溶液Z，若有黃綠色氣體放出，說(shuō)明X中含有CuCl2答案C解析由黃色固體X與足量的水作用得到深棕色固體混合物Y和無(wú)色堿性溶液Z可知，X中含有CuCl2、漂白粉，至少含有FeSO4、Fe2(SO4)3中的一種，不含KI，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；漂白粉中含有CaCl2和Ca(ClO)2，用硫酸酸化可得到氯氣，由題述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不能說(shuō)明X中含有CuCl2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。6．(2019·浙江4月選考，28)某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖裝置(氣密性已檢查)制備Fe(OH)2白色沉淀。請(qǐng)回答：(1)儀器1的名稱________。裝置5的作用___________________________________________________________________。(2)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，關(guān)閉K2，打開(kāi)K1，反應(yīng)一段時(shí)間后，再打開(kāi)K2，關(guān)閉K1，發(fā)現(xiàn)3中溶液不能進(jìn)入4中。請(qǐng)為裝置作一處改進(jìn)，使溶液能進(jìn)入4中________。(3)裝置改進(jìn)后，將3中反應(yīng)后溶液壓入4中，在4中析出了灰綠色沉淀。從實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程分析沒(méi)有產(chǎn)生白色沉淀的原因___________________________________________________________________。答案(1)分液漏斗液封，防止空氣進(jìn)入裝置4(2)在裝置2、3之間添加控制開(kāi)關(guān)(3)裝置4內(nèi)的空氣沒(méi)有排盡解析(1)儀器1的名稱為分液漏斗。由于Fe(OH)2易被氧氣氧化，故裝置5的作用是通過(guò)液封，防止空氣進(jìn)入裝置4。(2)3中溶液不能進(jìn)入4中的原因是生成的氫氣沿著導(dǎo)管通過(guò)2逸出，三頸燒瓶中無(wú)法形成高壓，故只需在2、3之間加一個(gè)控制開(kāi)關(guān)。(3)生成灰綠色沉淀說(shuō)明氫氧化亞鐵被部分氧化，分析原因應(yīng)該是裝置4中的空氣未排盡。一、選擇題(每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1．鐵是人類應(yīng)用較早，當(dāng)前應(yīng)用量最大的金屬元素。下列有關(guān)鐵及其化合物的說(shuō)法中正確的是()A．赤鐵礦的主要成分是Fe3O4B．鐵與水蒸氣在高溫下的反應(yīng)產(chǎn)物為Fe2O3和H2C．除去FeCl2溶液中的FeCl3雜質(zhì)可以向溶液中加入過(guò)量鐵粉，然后過(guò)濾D．Fe3＋與KSCN產(chǎn)生紅色沉淀答案C解析赤鐵礦的主要成分是Fe2O3；鐵與水蒸氣在高溫下的反應(yīng)產(chǎn)物為Fe3O4和H2；Fe3＋遇KSCN溶液變?yōu)榧t色，沒(méi)有沉淀產(chǎn)生。2．下列有關(guān)物質(zhì)檢驗(yàn)方法不合理的是()A．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不變色，滴加氯水后溶液顯血紅色，該溶液中一定含有Fe2＋B．用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)FeCl3溶液中是否含有FeCl2C．檢驗(yàn)綠礬晶體是否已氧化變質(zhì)，可將綠礬晶體溶于稀H2SO4后滴加KSCND．向某溶液中加入NaOH溶液產(chǎn)生紅褐色沉淀，說(shuō)明溶液中含有Fe3＋答案B解析B項(xiàng)中的Cl－也能使酸性KMnO4溶液褪色。3．Cu、Fe和Fe2O3的混合物中加入足量稀硫酸發(fā)生反應(yīng)。下列說(shuō)法正確的是()A．反應(yīng)后溶液可能呈中性B．反應(yīng)停止后一定有固體剩余C．反應(yīng)過(guò)程中一定有氧化還原反應(yīng)發(fā)生D．若只有Cu剩余，向溶液中滴入鐵氰化鉀溶液不會(huì)產(chǎn)生藍(lán)色沉淀答案C解析反應(yīng)后生成的鹽(FeCl2、FeCl3、CuCl2等)屬于強(qiáng)酸弱堿鹽，溶液顯酸性，A項(xiàng)錯(cuò)誤；涉及的反應(yīng)有：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，F(xiàn)e2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O，Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋，F(xiàn)e2O3足量時(shí)，不會(huì)有固體剩余，B項(xiàng)錯(cuò)誤；Fe與H＋的反應(yīng)及Cu與Fe3＋的反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)，C項(xiàng)正確；若有銅剩余，則溶液中一定沒(méi)有Fe3＋，一定有Fe2＋，滴入K3[Fe(CN)6]溶液會(huì)產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4．(2020·河北唐山市區(qū)縣聯(lián)考)鐵的常見(jiàn)化合價(jià)有＋2價(jià)和＋3價(jià)。據(jù)研究，鐵在濃HNO3中發(fā)生鈍化時(shí)，可生成一種化學(xué)式為Fe8O11的化合物，它可以看作由FeO和Fe2O3組成的復(fù)雜氧化物。該化合物可以表示為()A．FeO·3Fe2O3 B．FeO·2Fe2O3C．2FeO·3Fe2O3 D．2FeO·Fe2O3答案C解析一般拆寫(xiě)成氧化物時(shí)，低價(jià)在前，高價(jià)在后，同時(shí)符合原子守恒；FeO·3Fe2O3中鐵原子和氧原子個(gè)數(shù)比為7∶10，不符合8∶11，故A不符合題意；FeO·2Fe2O3中鐵原子和氧原子個(gè)數(shù)比為5∶7，不符合8∶11，故B不符合題意；2FeO·3Fe2O3中鐵原子和氧原子個(gè)數(shù)比為8∶11，符合8∶11，故C符合題意；2FeO·Fe2O3中鐵原子和氧原子個(gè)數(shù)比為4∶5，不符合8∶11，故D不符合題意。5．某同學(xué)用含有鐵銹(Fe2O3)的廢鐵屑來(lái)制取氯化鐵晶體，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(夾持裝置略，氣密性已檢驗(yàn))，下列推斷不合理的是()A．B中收集到的氣體是氫氣B．燒杯中雙氧水的作用是將Fe2＋還原為Fe3＋C．A中的氧化鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵D．燒杯中的溶液在氯化氫氣氛下，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾后得到氯化鐵晶體答案B解析鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，所以B中收集到的氣體是氫氣，A項(xiàng)正確；雙氧水具有氧化性，可將Fe2＋氧化為Fe3＋，B項(xiàng)錯(cuò)誤；氧化鐵為堿性氧化物，可與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水，C項(xiàng)正確；因鐵離子易水解，故FeCl3溶液應(yīng)在氯化氫氣氛下，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾后得到氯化鐵晶體，D項(xiàng)正確。6．(2020·福建福州市高三模擬)硫酸亞鐵是一種重要的化工原料，可以制備一系列物質(zhì)(如圖所示)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．堿式硫酸鐵水解能產(chǎn)生Fe(OH)3膠體，可用作凈水劑B．生產(chǎn)FeCO3需在較低溫度下進(jìn)行，避免FeCO3受熱分解C．可用KSCN溶液檢驗(yàn)(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化D．常溫下，(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4小答案B解析堿式硫酸鐵中Fe的化合價(jià)為＋3價(jià)，F(xiàn)e3＋能發(fā)生水解生成Fe(OH)3膠體，F(xiàn)e(OH)3膠體具有吸附性，能吸附水中懸浮物，可用作凈水劑，故A正確；NH4HCO3不穩(wěn)定，受熱易分解，所以為防止NH4HCO3分解，生產(chǎn)FeCO3需在較低溫度下進(jìn)行，但不是避免FeCO3受熱分解，故B錯(cuò)誤；若(NH4)2Fe(SO4)2被氧化則生成Fe3＋，KSCN溶液遇Fe3＋溶液變紅，可用KSCN溶液檢驗(yàn)(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化，故C正確；根據(jù)流程圖，F(xiàn)eSO4能與(NH4)2SO4反應(yīng)生成(NH4)2Fe(SO4)2，說(shuō)明(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4小，故D正確。7．(2020·寧夏石嘴山模擬)下列關(guān)于Fe3＋、Fe2＋的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)FeCl3溶液中是否含有FeCl2B．配制FeCl3溶液時(shí)，先將FeCl3晶體溶于較濃的鹽酸中．再加水稀釋到所需要的濃度C．用如圖裝置可以制備Fe(OH)2沉淀D．向FeCl2溶液中加入少量鐵粉是為了防止Fe2＋被氧化答案A解析Cl－也可使酸性KMnO4溶液褪色，故不能驗(yàn)證Fe2＋是否存在，A錯(cuò)誤。8．(2020·福建永安一中、漳平一中一聯(lián))利用廢鐵屑(主要成分為Fe，還含有C、S、P等)制取高效凈水劑K2FeO4的流程如圖所示：eq\x(廢鐵屑)eq\o(\o(→,\s\up7(酸溶),\s\do5(過(guò)濾)),\s\do4(①))eq\x(溶液)eq\o(\o(→,\s\up7(過(guò)量NaOH溶液),\s\do5(H2O2溶液)),\s\do4(②))eq\o(\o(→,\s\up7(NaClO),\s\do5()),\s\do4(③))eq\x(Na2FeO4)eq\o(\o(→,\s\up7(KCl固體),\s\do5()),\s\do4(④))eq\x(K2FeO4)下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．廢鐵屑在酸溶前可用熱的純堿溶液去油污B．步驟②是將Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3C．步驟③中發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式為2Fe(OH)3＋3ClO－=2FeOeq\o\al(2－,4)＋3Cl－＋4H＋＋H2OD．步驟④中反應(yīng)能發(fā)生的原因是在相同條件下，K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4答案C解析油污在熱的純堿溶液中水解，可用熱的純堿溶液去油污，A項(xiàng)正確；步驟①中Fe轉(zhuǎn)化為Fe2＋，步驟②中Fe2＋在NaOH溶液中被H2O2氧化得到Fe(OH)3，B項(xiàng)正確；步驟③中溶液顯堿性，不能生成H＋，故正確的離子方程式是2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－=2FeOeq\o\al(2－,4)＋3Cl－＋5H2O，C項(xiàng)錯(cuò)誤；步驟④能將Na2FeO4轉(zhuǎn)化為K2FeO4的原因是在相同條件下K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4，D項(xiàng)正確。9．FeCl3易潮解、易升華，實(shí)驗(yàn)室制備FeCl3的裝置如圖所示(加熱和夾持裝置已略去)。下列說(shuō)法不正確的是()A．導(dǎo)管g的作用是平衡氣壓，便于液體滴下B．試劑X和試劑Y分別為飽和食鹽水、濃硫酸C．直接用E接收產(chǎn)物比用導(dǎo)管連接D、E的優(yōu)點(diǎn)是可防止堵塞D．出于簡(jiǎn)化裝置的目的，F(xiàn)裝置可拆除答案D解析FeCl3易潮解，而F中的濃硫酸起到干燥的作用，防止G中水蒸氣進(jìn)入D中，不能拆除，D錯(cuò)誤。10．下列實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象、結(jié)論或目的均正確的是()選項(xiàng)操作和現(xiàn)象結(jié)論或目的A向紅磚粉末中加入鹽酸，充分反應(yīng)后取上層清液于試管中，滴加KSCN溶液2～3滴，溶液呈紅色紅磚中含有氧化鐵BCO還原Fe2O3得到的黑色固體加入鹽酸溶解后再加入KSCN溶液，溶液不顯紅色黑色固體中沒(méi)有Fe3O4C取少量Fe(NO3)2試樣加水溶解，加稀H2SO4酸化，滴加KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色該Fe(NO3)2試樣已經(jīng)變質(zhì)D向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液，變紅色原溶液中含有Fe2＋答案A解析CO還原Fe2O3得到單質(zhì)Fe，即使有Fe3O4，其溶于鹽酸后產(chǎn)生的Fe3＋與Fe發(fā)生反應(yīng)：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，加入KSCN溶液也不顯紅色，B項(xiàng)錯(cuò)誤；NOeq\o\al(－,3)＋H＋具有強(qiáng)氧化性，而Fe2＋具有還原性，兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，有Fe3＋生成，遇KSCN溶液呈紅色，不能證明樣品是否變質(zhì)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；若原溶液中不存在Fe2＋，存在Fe3＋，也有此現(xiàn)象，D項(xiàng)錯(cuò)誤。11．高磷鮞狀赤鐵礦(主要含有Fe2O3、少量Al2O3、CaO、SiO2等)是我國(guó)一種重要的沉積型鐵礦資源，以高磷鮞狀赤鐵礦為原料制備純度較高的鐵紅，其流程如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．鐵紅可用于油漆、油墨、建筑物著色劑B．酸浸液遇K3[Fe(CN)6]溶液生成藍(lán)色沉淀C．洗滌濾渣時(shí)要用玻璃棒不斷攪拌D．氧化時(shí)選用的試劑可以是H2O2、NaClO溶液答案C解析鐵紅的主要成分是氧化鐵，為紅棕色，可用于油漆、油墨、建筑物的著色劑，A項(xiàng)正確；酸浸液中含有Fe2＋，遇K3[Fe(CN)6]溶液生成藍(lán)色的沉淀，B項(xiàng)正確；用玻璃棒不斷攪拌會(huì)損壞濾紙，C項(xiàng)錯(cuò)誤；氧化Fe2＋時(shí)可選用H2O2、NaClO溶液作為氧化劑，將Fe2＋氧化為Fe3＋，D項(xiàng)正確。12．將1.12g鐵粉加入25mL2mol·L－1的氯化鐵溶液中，充分反應(yīng)后，其結(jié)果是()A．鐵粉完全溶解，Cl－濃度增大B．往溶液中滴入KSCN溶液，溶液變紅色C．Fe2＋和Fe3＋的物質(zhì)的量之比為5∶1D．氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2∶5答案B解析n(Fe)＝eq\f(1.12g,56g·mol－1)＝0.02mol，n(FeCl3)＝2mol·L－1×0.025L＝0.05mol，由反應(yīng)Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋知，0.02mol鐵粉完全反應(yīng)需要0.04mol氯化鐵。鐵完全反應(yīng)，氯化鐵有剩余，Cl－濃度基本不變，A錯(cuò)誤；氯化鐵有剩余，往溶液中滴入KSCN溶液，顯紅色，B正確；0.02molFe反應(yīng)生成Fe2＋為0.06mol，F(xiàn)e3＋剩余0.01mol，其物質(zhì)的量之比為6∶1，C錯(cuò)誤；氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物均為氯化亞鐵，F(xiàn)e被氧化，氯化鐵被還原，則氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2，D錯(cuò)誤。二、非選擇題(本題包括3小題)13．(2020·湖南懷化市高三期末)A～I(xiàn)分別表示中學(xué)化學(xué)中常見(jiàn)的一種物質(zhì)，它們之間相互關(guān)系如圖所示(部分反應(yīng)物、生成物沒(méi)有列出)。且已知G為主族元素的固態(tài)氧化物，F(xiàn)是紅褐色難溶于水的沉淀，A、B、C、D、E、F六種物質(zhì)中均含同一種元素。請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白：(1)A、B、C、D、E、F六種物質(zhì)中所含同一種元素是___________________________________________________________________。(2)寫(xiě)出C、G物質(zhì)的化學(xué)式：C________，G________。(3)寫(xiě)出④、⑥反應(yīng)的化學(xué)方程式：反應(yīng)④：_______________________________________________________；反應(yīng)⑥：_______________________________________________________。(4)從能量變化的角度看，①②③反應(yīng)中屬于吸熱反應(yīng)的是________(填序號(hào))。答案(1)Fe(2)FeCl2Al2O3(3)2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3(4)③解析G為主族元素的固態(tài)氧化物，在電解條件下生成I和H，能與NaOH溶液反應(yīng)，說(shuō)明G為Al2O3，與NaOH反應(yīng)生成NaAlO2，而I也能與NaOH反應(yīng)生成NaAlO2，則I為Al，H為O2，C、D分別和堿反應(yīng)生成E、F，則說(shuō)明E、F都為氫氧化物，E能轉(zhuǎn)化為F，應(yīng)為Fe(OH)2→Fe(OH)3的轉(zhuǎn)化，所以E為Fe(OH)2，F(xiàn)為Fe(OH)3，則C為FeCl2，D為FeCl3，B為Fe3O4，與Al在高溫條件下發(fā)生鋁熱反應(yīng)生成A，即Fe，據(jù)此解答。(1)A、B、C、D、E、F六種物質(zhì)中所含的同種元素是Fe元素；(2)由分析可知C為FeCl2，G為Al2O3；(3)反應(yīng)④為Al與NaOH反應(yīng)生成NaAlO2，方程式為：2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑；反應(yīng)⑥為Fe(OH)2→Fe(OH)3，反應(yīng)方程式為：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3；(4)大多數(shù)分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，符合條件的為：③。14．電子工業(yè)常用30%的FeCl3溶液腐蝕敷在絕緣板上的銅箔，制造印刷電路板。(1)檢驗(yàn)溶液中Fe3＋存在的試劑是________，證明Fe3＋存在的現(xiàn)象是__________________________________________________________________。(2)寫(xiě)出FeCl3溶液與金屬銅發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)某工程師為了從使用過(guò)的腐蝕廢液中回收銅，并重新獲得純凈的FeCl3溶液，準(zhǔn)備采用下列步驟：請(qǐng)寫(xiě)出上述實(shí)驗(yàn)中加入或生成的有關(guān)物質(zhì)的化學(xué)式。①________________，④________________。(4)要證明某溶液中不含F(xiàn)e3＋而可能含有Fe2＋，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作時(shí)的最佳順序?yàn)開(kāi)_______。①加入足量氯水②加入足量KMnO4溶液③加入少量KSCN溶液A．①③ B．③②C．③① D．①②③(5)寫(xiě)出向②⑤的混合液中通入⑥的離子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)KSCN溶液溶液變成紅色(2)2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋(3)FeHCl(4)C(5)2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－解析(3)本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖腔厥浙~和制取純凈的FeCl3，向廢液中加入過(guò)量的鐵屑，然后過(guò)濾，濾液為FeCl2，濾渣為Cu和Fe，因?yàn)殍F能與鹽酸反應(yīng)，銅和鹽酸不反應(yīng)，因此濾渣③中加入過(guò)量的鹽酸，過(guò)濾，得到金屬銅，兩種濾液合并，通入氯氣，把Fe2＋氧化成Fe3＋。(4)檢驗(yàn)?zāi)橙芤褐胁缓現(xiàn)e3＋，含F(xiàn)e2＋，應(yīng)先加KSCN溶液，溶液不變紅，說(shuō)明不含F(xiàn)e3＋，再加入氧化劑，溶液變紅，說(shuō)明原溶液中含F(xiàn)e2＋，氧化劑不能是酸性高錳酸鉀溶液，因?yàn)楦咤i酸鉀溶液能氧化KSCN，故選項(xiàng)C正確。15．(2020·山東?？?利用釩鈦磁鐵礦冶煉后產(chǎn)生的釩渣(主要含F(xiàn)eO·V2O3、Al2O3、SiO2及少量可溶性磷酸鹽)生產(chǎn)V2O5的工藝流程如下，回答下列問(wèn)題：已知：①V2O5、Al2O3、SiO2可與Na2CO3、NaCl組成的混合鈉鹽在高溫下反應(yīng)，并轉(zhuǎn)化為NaVO3、NaAlO2、Na2SiO3等可溶性鈉鹽。②AlOeq\o\al(－,2)＋4H＋=Al3＋＋2H2O(1)焙燒Ⅰ包括氧化和鈉化成鹽兩個(gè)過(guò)程，氧化的目的是獲得V2O5，寫(xiě)出氧化過(guò)程中FeO·V2O3發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________________________________________________________；廢渣Ⅰ的主要成分是________；精制Ⅰ中加鹽酸調(diào)pH的主要作用是___________________________________________________________________，加入NH3·H2O發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)精制Ⅱ中加入CaCl2溶液除去磷酸鹽，pH過(guò)小時(shí)影響除磷效果的原因是___________________________________________________________________；pH過(guò)大時(shí)沉淀量增大的原因是____________________________________。(3)沉釩所得NH4VO3沉淀需進(jìn)行洗滌，洗滌時(shí)除去的陰離子主要是________。NH4VO3在500℃時(shí)焙燒脫氨制得產(chǎn)品V2O5，反應(yīng)方程式為2NH4VO3eq\o(=,\s\up7(△))V2O5＋H2O↑＋2NH3↑。但脫氨過(guò)程中，部分V2O5會(huì)轉(zhuǎn)化成V2O4，反應(yīng)中氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為3∶2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)__________________________________________________________________。答案(1)4[FeO·V2O3]＋5O2eq\o(=,\s\up7(焙燒))2Fe2O3＋4V2O5Fe2O3除Si并轉(zhuǎn)化AlOeq\o\al(－,2)(寫(xiě)“除Si”即得分)Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)、H＋＋NH3·H2O=H2O＋NHeq\o\al(＋,4)(寫(xiě)出第一個(gè)離子方程式即得分)(2)形成溶解度較大的酸式鹽(或形成溶解度較大的磷酸氫鈣或磷酸二氫鈣)產(chǎn)生了Ca(OH)2沉淀(3)Cl－3V2O5＋2NH3eq\o(=,\s\up7(500℃))3V2O4＋N2＋3H2O解析(1)氧化過(guò)程FeO·V3O5生成對(duì)應(yīng)的金屬氧化物Fe2O3和V2O5，化學(xué)方程式為：4[FeO·V2O3]＋5O2eq\o(=,\s\up7(焙燒))2Fe2O3＋4V2O5；經(jīng)過(guò)氧化和鈉化成鹽后，V2O5、Al2O3、SiO2均轉(zhuǎn)化為可溶性鹽，F(xiàn)e2O3成為廢渣Ⅰ；精制Ⅰ中加鹽酸調(diào)pH是為了將SiOeq\o\al(2－,3)轉(zhuǎn)化成硅酸沉淀并將AlOeq\o\al(－,2)轉(zhuǎn)化為Al3＋；加入NH3·H2O后其與Al3＋發(fā)生反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀，還可以中和酸，反應(yīng)的離子方程式為：Al3＋＋3NH3＋H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)、H＋＋NH3·H2O=H2O＋NHeq\o\al(＋,4)。(2)精制Ⅱ中加入CaCl2溶液生成磷酸鈣沉淀，除去磷酸鹽，pH過(guò)小時(shí)會(huì)形成溶解度較大的酸式鹽；pH過(guò)大時(shí)易形成Ca(OH)2沉淀。(3)沉釩時(shí)加入試劑NH4Cl，因此所得NH4VO3沉淀含有的陰離子主要為Cl－，脫氨過(guò)程中，部分V2O5會(huì)轉(zhuǎn)化成V2O4，且反應(yīng)中氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為3∶2，則V2O5為氧化劑，NH3為還原劑，還原產(chǎn)物為V2O4，氧化產(chǎn)物為N2，則氧化還原反應(yīng)方程式為：3V2O5＋2NH3eq\o(=,\s\up7(500℃))3V2O4＋N2＋3H2O。微專題11變價(jià)金屬的代表——V、Cr、Mn1．釩及其化合物(1)釩單質(zhì)具有耐酸性，在空氣中不被氧化，可溶于氫氟酸、硝酸和王水。(2)釩的氧化物釩的常見(jiàn)化合價(jià)為＋2、＋3、＋4、＋5，對(duì)應(yīng)氧化物分別為VO、V2O3、VO2、V2O4、V2O5。釩的氧化物的化學(xué)性質(zhì)化學(xué)式VOV2O3VO2、V2O4V2O5物質(zhì)類別堿性氧化物堿性氧化物兩性氧化物兩性氧化物反應(yīng)方程式VO＋2H＋=V2＋＋H2OV2O3＋6H＋=2V3＋＋3H2OVO2＋2H＋=VO2＋＋H2O2VO2＋OH－=HV2Oeq\o\al(－,5)V2O5＋2H＋=2VOeq\o\al(＋,2)＋H2OV2O5＋6OH－=2VOeq\o\al(3－,4)＋3H2O制備原理V2O5＋3H2eq\o(=,\s\up7(1700℃))2VO＋3H2OV2O5＋2H2eq\o(=,\s\up7(600℃～650℃))V2O3＋2H2OV2O5＋Ceq\o(=,\s\up7(600℃))V2O4＋CO↑2NH4VO3eq\o(=,\s\up7(500℃))2NH3↑＋V2O5＋H2O2VOCl3＋3H2O=V2O5↓＋6HCl相互轉(zhuǎn)化：低價(jià)釩的氧化物在空氣中易被氧化成高價(jià)釩的氧化物，高價(jià)釩的氧化物可被還原性氣體還原生成低價(jià)釩的氧化物(3)氫氧化釩化學(xué)式V(OH)2V(OH)3制備V2＋＋2OH－=V(OH)2↓V3＋＋3OH－=V(OH)3↓(綠色)性質(zhì)(堿)V(OH)2＋2H＋=V2＋＋2H2O在空氣中極易被氧化V(OH)3＋3H＋=V3＋＋3H2O在空氣中易被氧化(4)釩鹽①五價(jià)釩鹽在堿性較強(qiáng)的溶液中以VOeq\o\al(3－,4)形式存在，在酸性溶液中發(fā)生一系列反應(yīng)生成偏礬酸鹽(VOeq\o\al(－,3))、焦礬酸鹽(V2Oeq\o\al(4－,7))、多釩酸鹽等。②四價(jià)礬鹽在酸性溶液中主要以VO2＋形式存在，如VOSO4③不同價(jià)態(tài)的釩離子在溶液中的顏色(VO2)＋顏色為淺黃色或深綠色，(VO)2＋顏色為藍(lán)色，V3＋為綠色，V2＋為紫色。2．鉻及其化合物(1)鉻單質(zhì)：最硬的金屬，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，常溫下在空氣中、水中不生銹。(2)鉻的氧化物與氫氧化物Cr2O3和Cr(OH)3具有兩性，其轉(zhuǎn)化關(guān)系如下：相關(guān)反應(yīng)的離子方程式：①Cr3＋＋3OH－=Cr(OH)3↓②Cr(OH)3＋OH－=[Cr(OH)4]－③[Cr(OH)4]－＋H＋=Cr(OH)3↓＋H2O④Cr(OH)3＋3H＋=Cr3＋＋3H2O(3)鉻鹽鉻元素的常見(jiàn)價(jià)態(tài)有＋2、＋3、＋6。①Cr(Ⅱ)：在酸性溶液中，Cr2＋具有很強(qiáng)的還原性。②Cr(Ⅲ)：Cr3＋在酸性條件下是穩(wěn)定的，但在堿性條件下能氧化成CrOeq\o\al(2－,4)，2Cr3＋＋3H2O2＋10OH－=2CrOeq\o\al(2－,4)＋8H2O。在堿性溶液中，亞鉻酸鹽(CrOeq\o\al(－,2))可以被H2O2或Na2O2氧化成鉻酸鹽2CrOeq\o\al(－,2)＋3H2O2＋2OH－=2CrOeq\o\al(2－,4)＋4H2O2CrOeq\o\al(－,2)＋3Na2O2＋2H2O=2CrOeq\o\al(2－,4)＋6Na＋＋4OH－③Cr(Ⅵ)：在水溶液中Cr2Oeq\o\al(2－,7)和CrOeq\o\al(2－,4)存在下列平衡：在酸性溶液中，Cr2Oeq\o\al(2－,7)具有強(qiáng)氧化性，但在堿性溶液中Cr2Oeq\o\al(2－,7)的氧化性要弱的多如Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6Cl－＋14H＋=3Cr2＋＋3Cl2↑＋7H2OCr2Oeq\o\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O3.錳及其化合物錳元素常見(jiàn)價(jià)態(tài)：＋2、＋4、＋6、＋7。(1)錳單質(zhì)硬而脆，熔沸點(diǎn)高，在空氣中易氧化生成褐色氧化物覆蓋層，燃燒時(shí)生成四氧化三錳；溶于稀鹽酸、稀硫酸生成二價(jià)錳鹽。(2)Mn(Ⅱ)Mn2＋在酸性溶液中的穩(wěn)定性強(qiáng)于在堿性溶液中的穩(wěn)定性。①酸性介質(zhì)中只有很強(qiáng)的氧化劑(如NaBiO3、PbO2)氧化Mn2＋生成MnOeq\o\al(－,4)。2Mn2＋＋5BiOeq\o\al(－,3)＋14H＋=5Bi3＋＋2MnOeq\o\al(－,4)＋7H2O2Mn2＋＋5PbO2＋4H＋=2MnOeq\o\al(－,4)＋5Pb2＋＋2H2O注意：介質(zhì)不能用鹽酸，Cl－具有還原性，可生成Cl2；Mn2＋用量不能太多，否則：2MnOeq\o\al(－,4)＋3Mn2＋＋2H2O=5MnO2↓＋4H＋。②堿性介質(zhì)中Mn2＋相對(duì)容易被氧化。ClO－＋Mn2＋＋2OH－=Cl－＋MnO2↓＋H2O(3)Mn(Ⅳ)MnO2不溶于水、硝酸，是兩性氧化物。①在酸性介質(zhì)中具有強(qiáng)氧化性，如MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；遇易燃物可燃燒。②遇強(qiáng)氧化劑表現(xiàn)還原性，如3MnO2＋3K2CO3＋KClO3eq\o(=,\s\up7(△))3K2MnO4＋KCl＋3CO2↑③可用作催化劑，如2KClO3eq\o(=,\s\up7(MnO2),\s\do5(△))2KCl＋3O2↑2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑(4)Mn(Ⅵ)①M(fèi)nOeq\o\al(2－,4)存在于強(qiáng)堿性溶液中，在酸性、中性環(huán)境均發(fā)生歧化。3MnOeq\o\al(2－,4)＋2H2O=2MnOeq\o\al(－,4)＋MnO2↓＋4OH－3MnOeq\o\al(2－,4)＋4H＋=2MnOeq\o\al(－,4)＋MnO2↓＋2H2O②具有強(qiáng)氧化性MnOeq\o\al(2－,4)＋4Cl－＋8H＋=Mn2＋＋2Cl2↑＋4H2O(5)Mn(Ⅶ)KMnO4熱穩(wěn)定性差，通常保存在棕色試劑瓶中：4KMnO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(光照))4MnO2↓＋3O2↑＋4KOH①在酸性介質(zhì)中，MnOeq\o\al(－,4)具有強(qiáng)氧化性，本身被還原為Mn2＋。2MnOeq\o\al(－,4)＋16H＋＋10Cl－=2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O2MnOeq\o\al(－,4)＋6H＋＋5H2O2=2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O②在堿性、中性或微弱酸性溶液中，MnOeq\o\al(－,4)氧化性減弱，還原產(chǎn)物為MnO2。2MnOeq\o\al(－,4)＋I(xiàn)－＋H2O=2MnO2↓＋I(xiàn)Oeq\o\al(－,3)＋2OH－③在強(qiáng)堿性溶液中，MnOeq\o\al(－,4)還原產(chǎn)物為MnOeq\o\al(2－,4)。2MnOeq\o\al(－,4)＋SOeq\o\al(2－,3)＋2OH－=2MnOeq\o\al(2－,4)＋SOeq\o\al(2－,4)＋H2O。1．金屬釩被譽(yù)為“合金的維生素”。從廢釩(主要成分為V2O5、Fe2O3、SiO2等)中回收V2O5的一種工藝流程如下圖所示：已知：步驟②、③中的轉(zhuǎn)化過(guò)程可簡(jiǎn)化為：Rn＋(水層)＋nHA(有機(jī)層)RAn(有機(jī)層)＋nH＋(水層)(式中Rn＋表示VO2＋或Fe3＋，HA表示有機(jī)萃取劑)回答下列問(wèn)題：(1)步驟①酸浸過(guò)程中發(fā)生氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)______________________________________________________________，濾渣的成分為_(kāi)__________________________________________________。(2)萃取時(shí)應(yīng)加入適量堿的作用是_______________________________________________________________________________________________________。(3)步驟④中反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____________________________________________________________