2024屆高考一輪復習化學教案（魯科版）第3章金屬及其化合物第12講鐵及其氧化物和氫氧化物

第12講鐵及其氧化物和氫氧化物[復習目標]1.掌握鐵的主要性質(zhì)及應用。2.知道不同價態(tài)的鐵的氧化物的主要性質(zhì)和用途。3.掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的性質(zhì)及Fe(OH)2的制備方法?？键c一鐵及其氧化物1．鐵單質(zhì)(1)鐵的物理性質(zhì)銀白色固體，熔點較高，具有良好的導熱、導電、延展性，能被磁體吸引。(2)鐵的原子結構Fe的價電子排布式為3d64s2，鐵位于元素周期表的第4周期第Ⅷ族，是應用最廣泛的過渡金屬元素，其原子結構示意圖：。(3)鐵的化學性質(zhì)鐵比較活潑，還原性較強，失去電子后生成＋2價或＋3價的鐵。重要的化學反應為2．鐵的氧化物(1)物理性質(zhì)化學式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)水溶性不溶于水不溶于水不溶于水鐵的化合價＋2＋3＋2、＋3(2)化學性質(zhì)①FeO、Fe2O3都屬于堿性氧化物，能溶于強酸，分別寫出它們?nèi)苡邴}酸的離子方程式：FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2O，F(xiàn)e2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O。②鐵的氧化物還能被CO、Al還原，以氧化鐵為例寫出化學方程式：Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2,Fe2O3＋2Aleq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋Al2O3。=9Fe3＋＋NO↑＋14H2O、Fe3O4＋8H＋＋2I－=3Fe2＋＋I2＋4H2O。1．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)形式存在()2．Fe分別與Cl2和鹽酸反應所得氯化物相同()3．常溫下可用鐵制容器儲存、運輸濃硝酸、濃硫酸()4．鐵在純氧中燃燒或高溫下和水蒸氣反應均能得到Fe3O4()答案1.×2.×3.√4.√一、鐵及其氧化物的性質(zhì)與應用1．下列敘述正確的是()A．Fe與I2反應生成FeI3B．硫酸銅溶液中加入少量鐵粉反應的離子方程式：3Cu2＋＋2Fe=2Fe3＋＋3CuC．gFe與足量的S反應轉移的電子數(shù)為NAD．高溫下水蒸氣與Fe反應，固體的質(zhì)量增加答案D解析Fe與I2反應生成FeI2，A錯誤；正確的離子方程式：Cu2＋＋Fe=Fe2＋＋Cu，B錯誤；gFe的物質(zhì)的量為eq\f(g,56g·mol－1)＝mol，與足量的S反應生成FeS，轉移電子數(shù)為NA，C錯誤；Fe變?yōu)镕e3O4，固體質(zhì)量增加，D正確。2．化學讓生活更美好。下列說法不正確的是()A．鋼鐵使用要盡可能減少鋼鐵的氧化損耗，F(xiàn)e2O3是一種堿性氧化物B．常溫下，鐵的氧化物都不溶于水，也不與水反應C．故宮是中國最大的古代文化藝術博物館，氧化鐵可作故宮紅色外墻的涂料D．氧化亞鐵在空氣中加熱會被迅速氧化成三氧化二鐵答案D解析氧化亞鐵在空氣中加熱會被迅速氧化成四氧化三鐵，故D錯誤。3．鐵與水蒸氣反應實驗改進前后的裝置如圖所示：下列說法錯誤的是()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出，避免冷凝水與灼熱鐵粉接觸C．肥皂液改為吹泡泡水，收集H2效果更好，點燃效果更明顯D．懸掛的磁鐵僅能吸引鐵粉，不能吸引反應產(chǎn)物答案D解析鐵與水蒸氣在高溫下反應生成四氧化三鐵和氫氣，鐵、四氧化三鐵均可被磁鐵吸引，故D錯誤。二、鐵與酸反應的定量分析4．向含有1molHNO3和1molH2SO4的混合溶液中逐漸加入鐵粉至過量，溶液中金屬陽離子a、b與所加鐵粉的物質(zhì)的量的關系如圖所示(已知稀硝酸的還原產(chǎn)物只有NO)。下列有關判斷不正確的是()A．a(chǎn)表示Fe3＋的關系曲線B．n1＝C．P點時，n(Fe2＋)＝5molD．向P點溶液中加入銅粉，最多可溶解g答案C解析該反應可以看做兩步：①Fe＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=Fe3＋＋NO↑＋2H2O，硝酸根離子過量，氫離子不足；②2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋。a表示Fe3＋的關系曲線，A正確；溶液中共有3molH＋參加反應，消耗mol鐵，B正確；P點n(Fe2＋)＝n(Fe3＋)，兩者均為mol，C不正確；P點剩余molFe3＋，消耗mol銅，質(zhì)量為g，D正確。三、鐵的氧化物組成分析5．準確稱取某種鐵的氧化物g，用足量的CO進行還原，將生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀g，計算該氧化物的化學式：__________。答案FeO解析gCaCO3沉淀的物質(zhì)的量為mol，則CO、CO2的物質(zhì)的量均為mol，增加的氧元素為mol，質(zhì)量為mol×16g·mol－1＝g，鐵的氧化物中氧元素的質(zhì)量為g，鐵元素的質(zhì)量為g－g＝g，鐵的氧化物中鐵元素與氧元素的物質(zhì)的量之比為eq\f(g,56g·mol－1)∶mol＝1∶1，則這種鐵的氧化物的化學式為FeO。6．(2022·麗江質(zhì)檢)有一塊鐵的“氧化物”樣品，用140mLmol·L－1鹽酸恰好將之完全溶解，所得溶液還能吸收molCl2，恰好使其中的Fe2＋全部轉變?yōu)镕e3＋，則該樣品的化學式可能為___________________________________________________________。答案Fe5O7解析根據(jù)2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，可知鐵的“氧化物”樣品用鹽酸溶解后所得溶液中n(Fe2＋)＝mol×2＝mol，根據(jù)電荷守恒得2n(Fe2＋)＋3n(Fe3＋)＝n(Cl－)＝L×5mol·L－1＝mol，則n(Fe3＋)＝mol，故n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝mol∶mol＝1∶4，故該氧化物可表示為FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。確定鐵的氧化物組成的基本方法設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組成的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3的物質(zhì)的量之比為1∶1，F(xiàn)e3O4的物質(zhì)的量為任意值)?？键c二鐵的氫氧化物1．氫氧化鐵和氫氧化亞鐵的比較化學式Fe(OH)2Fe(OH)3色、態(tài)白色固體紅褐色固體與鹽酸反應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溶液反應：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓可溶性鐵鹽與堿溶液反應：Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓二者的關系在空氣中，F(xiàn)e(OH)2能夠非常迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現(xiàn)象是白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，化學方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3(OH)2的制備(1)制備原理①制備原理：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓。②成功關鍵：溶液中不含O2等氧化性物質(zhì)；制備過程中，保證生成的Fe(OH)2在密閉、隔絕空氣的體系中。(2)常用方法有機覆蓋層法將吸有NaOH溶液的膠頭滴管插到FeSO4溶液液面以下，并在液面上覆蓋一層苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空氣與Fe(OH)2接觸發(fā)生反應還原性氣體保護法先在裝置Ⅰ中生成FeSO4溶液，并利用生成的H2將裝置內(nèi)的空氣排盡后，再把FeSO4溶液壓入裝置Ⅱ中與NaOH溶液混合，這樣可長時間觀察到白色沉淀電解法用鐵作陽極，電解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆蓋苯(或煤油)1．在空氣中，白色的Fe(OH)2迅速轉變成灰綠色，最終變成紅褐色()2．FeCl3溶液滴入熱的濃NaOH溶液中可得到Fe(OH)3膠體()3．Fe(OH)2與HNO3發(fā)生反應的離子方程式為Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2O()4．Fe(OH)3與氫碘酸反應生成FeI3()5．Fe(OH)3呈紅褐色、透明，能產(chǎn)生丁達爾效應()6．Fe(OH)3在空氣中加熱分解生成Fe2O3，則Fe(OH)2在空氣中加熱分解生成FeO()7．制備氫氧化亞鐵時，向硫酸亞鐵溶液中滴加氫氧化鈉溶液，邊加邊攪拌，即可制得白色的氫氧化亞鐵()答案1.√2.×3.×4.×5.×6.×7．×氫氧化亞鐵制備實驗探究1．用FeSO4溶液與不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應制備Fe(OH)2。(1)用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時還需要加入________。(2)除去蒸餾水中溶解的O2常采用______的方法。(3)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用長滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再擠出NaOH溶液，這樣操作的理由是________________________________________。答案(1)稀H2SO4、鐵屑(2)煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸O2而被氧化解析(1)Fe2＋易水解，要加入稀H2SO4防止其水解；Fe2＋易被空氣中的O2氧化，要加鐵粉，將被氧化生成的Fe3＋還原成Fe2＋。(2)氣體的溶解度是隨溫度升高而降低的，所以煮沸后的蒸餾水中溶解的O2變少。2．下列各圖示中能較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀的是________(填序號)。答案①②④解析①②原理一樣，都是先用氫氣將裝置中的空氣排盡，并使生成的Fe(OH)2處在氫氣的保護中；④中液面加苯阻止了空氣進入；③由于帶入空氣中的氧氣，能迅速將Fe(OH)2氧化，因而不能較長時間看到白色沉淀。3．用如圖所示裝置(夾持儀器省略)制備氫氧化亞鐵。實驗步驟如下：Ⅰ.檢查裝置氣密性后，關閉K2、K5、K6，打開K1、K3、K4，使裝置A中產(chǎn)生的氣體進入裝置B中，排盡裝置B中空氣。Ⅱ.待裝置B中空氣排盡后，關閉K3，打開K2，將裝置A中溶液壓入裝置B中并觀察現(xiàn)象。Ⅲ.關閉K1、K2，打開K5、K6，使裝置C中氣體通入裝置B中并觀察現(xiàn)象。回答下列問題：(1)儀器a的名稱是____________，B中長玻璃管的作用是______________________________。(2)裝置A中金屬離子的檢驗方法是________________________________________________。(3)步驟Ⅲ裝置B中的現(xiàn)象是___________，其發(fā)生反應的化學方程式為__________________。答案(1)恒壓滴液漏斗平衡氣壓，輔助排出裝置B中的空氣(2)取少量裝置A燒瓶中的液體于潔凈試管中，滴加幾滴KSCN溶液，無紅色出現(xiàn)，再滴加H2O2，溶液變?yōu)榧t色，則證明存在Fe2＋(3)白色沉淀逐漸變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3解析氫氧化亞鐵容易被氧氣氧化，因此打開K1、K3、K4，關閉K2、K5、K6，裝置A中產(chǎn)生H2，排出裝置B中的空氣，因此長導管作用之一是輔助排出裝置B中的空氣，作用之二是平衡壓強，防止裝置中壓強過大，發(fā)生危險。4．利用電解實驗可以制得純凈的Fe(OH)2白色沉淀，如圖所示，已知兩電極的材料分別為石墨和鐵。(1)a電極的材料應為______________________________________________，電極反應式為__________________________。(2)電解液c可以是________(填字母)。A．純水 B．NaCl溶液C．NaOH溶液 D．CuCl2溶液(3)d為苯，其作用是__________________________________________________，在加入苯之前對電解液c應作何簡單處理？___________________________________________________。(4)若c用Na2SO4溶液，當電解一段時間后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接電源電解，除了電極上看到氣泡外，另一明顯現(xiàn)象為_________________________________________________。答案(1)FeFe－2e－=Fe2＋(2)BC(3)隔絕空氣，防止生成的Fe(OH)2被氧化加熱煮沸，排出溶解的O2(4)白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變成紅褐色1．下列敘述不正確的是()A．濃硝酸與鐵在常溫下不反應，所以可用鐵質(zhì)容器貯運濃硝酸(2022·浙江6月選考，9C)B．工人將模具干燥后再注入熔融鋼水，是因為鐵與H2O高溫下會反應(2022·廣東，6C)C．將廢鐵屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工業(yè)廢氣中的Cl2(2019·天津，3A)D．鐵銹的主要成分可表示為Fe2O3·nH2O(2020·浙江1月選考，9B)答案A2．下列關于鐵及其化合物的說法正確的是()A．FeS2在沸騰爐中與O2反應主要生成SO3(2020·浙江7月選考，12C)B．Mg加入到過量FeCl3溶液中可得Fe(2020·浙江7月選考，12B)C．鋼鐵在潮濕空氣中生銹主要是發(fā)生了電化學腐蝕(2020·浙江7月選考，8D)D．室溫下，F(xiàn)e與濃H2SO4反應生成FeSO4(2020·江蘇，6D)答案C解析FeS2在沸騰爐中與O2發(fā)生的反應為4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe2O3＋8SO2，產(chǎn)物主要是SO2，故A錯誤；Mg加入到FeCl3溶液中，Mg具有較強的還原性，先與Fe3＋反應，生成Mg2＋和Fe2＋，若Mg過量，Mg與Fe2＋繼續(xù)反應生成Mg2＋和Fe，但由于反應中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)生電化學腐蝕，腐蝕速率更快，故C正確；室溫下，鐵在濃硫酸中發(fā)生鈍化，故D錯誤。3．下列觀點的敘述正確的是()A．Fe在稀硝酸中發(fā)生鈍化(2019·江蘇，6A)B．Feeq\o(→,\s\up7(Cl2),\s\do5(點燃))FeCl2eq\o(→,\s\up7(NaOHaq))Fe(OH)2(2017·江蘇，7A)C．Fe2O3(s)eq\o(→,\s\up7(Al),\s\do5(高溫))Fe(s)eq\o(→,\s\up7(HClaq))FeCl3(aq)(2018·江蘇，9D)D．向2mLmol·L－1的FeCl3溶液中加足量鐵粉，振蕩，加1滴KSCN溶液，黃色逐漸消失，加KSCN溶液顏色不變，說明還原性：Fe>Fe2＋(2017·全國卷Ⅱ，13A)答案D解析常溫下，F(xiàn)e遇濃硝酸發(fā)生鈍化，A錯誤；鐵與氯氣反應只能生成氯化鐵，B錯誤；Al與Fe2O3高溫發(fā)生鋁熱反應生成Al2O3和Fe，F(xiàn)e與HCl(aq)反應生成FeCl2和H2，C錯誤；加入足量的鐵粉，黃色消失，加入KSCN溶液，溶液不變色，說明Fe3＋完全被消耗，即Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，根據(jù)氧化還原反應規(guī)律，還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物的還原性，F(xiàn)e元素化合價升高，F(xiàn)e為還原劑，F(xiàn)e2＋既是還原產(chǎn)物又是氧化產(chǎn)物，因此還原性：Fe>Fe2＋，D正確。課時精練1．我國清代《本草綱目拾遺》中敘述了“鐵線粉”：“粵中洋行有舶上鐵絲，……日久起銷，用刀刮其銷，……，所刮下之銷末，名鐵線粉”。這里的“鐵線粉”是指()A．FeB．FeCl3C．FeOD．Fe2O3答案D2．用鐵制備較純凈的氧化鐵，下列實驗方案最好的是()A．使鐵在潮濕的空氣中緩慢氧化B．鐵在氯氣中燃燒，加水溶解，加入足量NaOH溶液，過濾、洗滌，然后充分加熱分解C．使鐵溶解于稀硫酸，然后加入足量NaOH溶液，過濾、洗滌，然后充分加熱分解D．使鐵與足量稀硝酸反應，然后加入足量NaOH溶液，過濾、洗滌，然后充分加熱分解答案B解析鐵在潮濕的空氣中緩慢氧化最終生成鐵銹，鐵銹的主要成分為氧化鐵水合物，A錯誤；鐵在氯氣中燃燒生成氯化鐵，加水溶解，加入足量NaOH溶液，反應生成氫氧化鐵沉淀，過濾、洗滌，然后充分加熱，氫氧化鐵分解生成氧化鐵，B正確；鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵，硫酸亞鐵和氫氧化鈉反應生成氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵在空氣中加熱部分被氧化生成氫氧化鐵，所以分解產(chǎn)物可能為氧化鐵和氧化亞鐵的混合物，C錯誤；鐵和硝酸反應生成有害氣體，污染環(huán)境，不屬于最佳方案，D錯誤。3．下列關于氧化鐵、氧化亞鐵、四氧化三鐵三種氧化物的說法不正確的是()A．鐵元素的化合價不完全相同B．氧元素的化合價完全相同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，氧元素的化合價都為－2價；鐵元素的化合價不同，氧化鐵中鐵為＋3價，氧化亞鐵中鐵為＋2價，四氧化三鐵中鐵為＋2價和＋3價；氧化鐵俗稱鐵紅，是一種紅棕色粉末；鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵，是一種黑色固體。4．在100mLmol·L－1H2SO4溶液中加入足量鐵屑，生成的氣體在標準狀況下的體積為()A．LB．LC．LD．L答案D解析在100mLmol·L－1H2SO4溶液中加入足量鐵屑，反應中H2SO4完全反應，則生成的H2完全來自于H2SO4,100mLmol·L－1H2SO4溶液中n(H2SO4)＝n(H2)＝L×mol·L－1＝mol，則生成的氣體在標準狀況下的體積為mol×L·mol－1＝L，D項正確。5．某同學設計的制備氯化鐵溶液的方案中，分別采用下列物品，其中能實現(xiàn)的是()A．氫氧化鐵和硫酸 B．鐵和鹽酸C．氧化亞鐵和鹽酸 D．氧化鐵和鹽酸答案D解析氫氧化鐵和硫酸反應生成硫酸鐵和水，A項錯誤；鐵和鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，B項錯誤；氧化亞鐵和鹽酸反應生成氯化亞鐵和水，C項錯誤；氧化鐵和鹽酸反應生成氯化鐵和水，可以制備氯化鐵溶液，D項正確。6．實驗過程中不可能產(chǎn)生Fe(OH)3的是()A．蒸發(fā)FeCl3溶液B．FeCl3溶液中滴入氨水C．將水蒸氣通過灼熱的鐵D．FeCl2溶液中滴入NaOH溶液答案C解析蒸發(fā)FeCl3溶液，鐵離子水解生成氫氧化鐵，故A不符合題意；FeCl3溶液中滴入氨水生成氫氧化鐵和氯化銨，故B不符合題意；將水蒸氣通過灼熱的鐵生成四氧化三鐵和氫氣，故C符合題意；FeCl2溶液中滴入NaOH溶液生成氫氧化亞鐵和氯化鈉，氫氧化亞鐵遇到氧氣被氧化成氫氧化鐵，故D不符合題意。7．用飽和氯化鐵溶液制取氫氧化鐵膠體，正確的操作是()A．將飽和氯化鐵溶液滴入蒸餾水中即可B．將飽和氯化鐵溶液滴入熱水中，至溶液呈深黃色C．將飽和氯化鐵溶液滴入沸水中，繼續(xù)煮沸至溶液呈紅褐色D．將飽和氯化鐵溶液滴入沸水中，并繼續(xù)加熱煮沸至生成紅褐色沉淀答案C解析氯化鐵在溶液中水解生成氫氧化鐵，加熱促進水解，生成氫氧化鐵膠體，則實驗室制備氫氧化鐵膠體的操作為把飽和氯化鐵溶液滴入沸水中，繼續(xù)煮沸至溶液呈紅褐色。8．混合下列各組物質(zhì)使之充分反應，加熱蒸干產(chǎn)物并在300℃下灼燒至質(zhì)量不變，最終殘留固體不是純凈物的是()A．向紅褐色的Fe(OH)3固體中加入過量鹽酸B．等物質(zhì)的量濃度、等體積的(NH4)2SO4與BaCl2溶液C．等物質(zhì)的量的NaHCO3與Na2O2固體溶于水D．向NaBr溶液中通入過量氯氣答案C解析反應得到的溶液中含有FeCl3和HCl，加熱，F(xiàn)eCl3水解得到Fe(OH)3和HCl，HCl易揮發(fā)，F(xiàn)e(OH)3受熱分解最終得到的固體是Fe2O3，故A不選；反應生成NH4Cl和BaSO4，NH4Cl受熱分解，最終得到BaSO4，故B不選；Na2O2與水反應生成NaOH，NaOH物質(zhì)的量是Na2O2的2倍，等物質(zhì)的量的NaHCO3與Na2O2反應最終得到Na2CO3和NaOH的混合物，故C選；向NaBr溶液中通入過量氯氣，生成Br2和NaCl，Br2易揮發(fā)，最終得到NaCl，故D不選。9．太陽能是理想的能源，通過Fe3O4和FeO的熱化學循環(huán)可以利用太陽能，其轉化關系如圖所示。下列說法錯誤的是()A．過程Ⅰ的化學方程式為2Fe3O4eq\o(=,\s\up7(＞2300K),\s\do5(太陽能))6FeO＋O2↑B．過程Ⅱ中每生成gFe3O4轉移mol電子C．利用該過程可以降低環(huán)境中CO2的含量D．該過程的總反應為CO2eq\o(=,\s\up7(太陽能))C＋O2答案B解析過程Ⅰ為在太陽能、>2300K條件下，F(xiàn)e3O4分解為O2和FeO，化學方程式為2Fe3O4eq\o(=,\s\up7(＞2300K),\s\do5(太陽能))6FeO＋O2↑，A正確；過程Ⅱ為6FeO＋CO2eq\o(=,\s\up7(700K))2Fe3O4＋C，每生成g(即mol)Fe3O4，轉移mol電子，B錯誤；由圖知，該過程中Fe3O4和FeO相互轉化，而二氧化碳被消耗，生成了碳和氧氣，故利用該過程可以降低環(huán)境中CO2的含量，C正確；由過程Ⅰ、過程Ⅱ的反應知，該過程的總反應為CO2eq\o(=,\s\up7(太陽能))C＋O2，D正確。10．已知：普通鐵＋水蒸氣eq\o(→,\s\up7(一定條件))鐵的氧化物＋氫氣，鐵的氧化物＋氫氣eq\o(→,\s\up7(一定條件))“引火鐵”＋水蒸氣，“引火鐵”為顆粒很細、反應活性很高的鐵粉。某實驗小組使用普通鐵粉、20%的鹽酸及其他試劑制備“引火鐵”，裝置(鐵架臺、鐵夾、鐵網(wǎng)、陶土網(wǎng)、加熱儀器等略去)如圖所示。關于上述裝置和實驗，下列分析錯誤的是()A．A、I中加入普通鐵粉，G中可加入堿石灰B．A中生成磁性氧化鐵，E中生成“引火鐵”C．需要加熱的儀器只有A、ED．D用于收集氫氣答案C解析根據(jù)兩套裝置中各儀器的功能，可以判斷出A中放置普通鐵粉，B中放一定體積的水，持續(xù)加熱提供水蒸氣，C是安全瓶，用于防倒吸，D是利用排水集氣法收集氫氣。E中反應物為A中生成的四氧化三鐵，I中放置普通鐵粉，通過分液漏斗加入一定體積的鹽酸制備H2，從I中逸出的氣體中含有揮發(fā)出的氯化氫，經(jīng)過G(內(nèi)有堿石灰)除雜干燥后得到純凈的氫氣，氫氣進入E中和Fe3O4在一定溫度下進行反應，得到“引火鐵”，剩余的氫氣在F處進行收集或其他處理。11．K2FeO4是一種高效多功能的飲用水處理劑。已知：①一種干法制備K2FeO4的反應為2FeSO4＋6K2O2eq\o(=,\s\up7(△))2K2FeO4＋2K2O＋2K2SO4＋O2↑，②K2FeO4處理水時發(fā)生反應：4FeOeq\o\al(2－,4)＋10H2O4Fe(OH)3＋8OH－＋3O2。下列說法錯誤的是()A．干法制備K2FeO4的反應中，還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為1∶3B．干法制備K2FeO4的反應中，每生成1molK2FeO4，有5mole－轉移C．K2FeO4在強堿性溶液中能穩(wěn)定存在D．K2FeO4處理水時，既能殺菌消毒，又能起絮凝作用除去水中懸浮雜質(zhì)答案A解析干法制備K2FeO4的反應中，F(xiàn)eSO4中Fe元素化合價升高，F(xiàn)eSO4作還原劑，K2O2中O元素化合價既升高又降低，每6molK2O2參加反應，由原子守恒知，有1molK2O2作還原劑，有5molK2O2作氧化劑，所以還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為(2＋1)mol∶5mol＝3∶5，A錯誤；由上述分析知，每5molK2O2作氧化劑，轉移10mole－，生成2molK2FeO4，所以每生成1molK2FeO4，有5mole－轉移，B正確；由K2FeO4處理水時發(fā)生可逆反應，結合平衡移動原理知K2FeO4在強堿性溶液中能穩(wěn)定存在，C正確；K2FeO4具有強氧化性，能使細菌、病毒蛋白質(zhì)變性，具有殺菌消毒作用，K2FeO4與水反應可產(chǎn)生Fe(OH)3膠體，能起絮凝作用除去水中懸浮雜質(zhì)，D正確。12．黃鐵礦(主要成分為FeS2)是工業(yè)制取硫酸的重要原料，礦區(qū)中的黃鐵礦暴露在空氣中會被緩慢氧化，氧化過程如圖所示。下列說法正確的是()A．d步生成的Fe(OH)3可作凈水劑、消毒劑B．a(chǎn)步發(fā)生反應的離子方程式為2FeS2＋7O2＋2H2O=2Fe2＋＋4SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋C.空氣中O2約占五分之一，molFeS2完全被氧化時消耗標準狀況下空氣的體積約為LD．緩慢氧化過程中對礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境沒有影響答案B解析Fe(OH)3具有吸附性，可作凈水劑，但不能作消毒劑，故A錯誤；根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒，a步發(fā)生反應的離子方程式為2FeS2＋7O2＋2H2O=2Fe2＋＋4SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋，故B正確；molFeS2完全被氧化時，S失去mol電子變?yōu)榱蛩幔F由＋2價被氧化為＋3價，失去mol電子，失去電子總物質(zhì)的量為mol，根據(jù)得失電子守恒，消耗氧氣的物質(zhì)的量為eq\f(1.5,4)mol＝mol，相當于消耗空氣mol×5×L·mol－1＝42L，故C錯誤；由反應可知，緩慢氧化過程中產(chǎn)生大量酸，會破壞礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境，故D錯誤。13．為探究鐵及其化合物的一些化學性質(zhì)，某實驗小組學生設計了以下實驗。(1)高溫下，讓鐵粉與水蒸氣反應，如圖所示。試管中發(fā)生反應的化學方程式是__________________________________________________，該反應中氧化劑是________。(2)如圖：①往A溶液中滴入幾滴KSCN溶液，溶液的顏色______________。②寫出上述A→B過程中的化學方程式：_________________________________________。③描述將C放置于空氣中的現(xiàn)象：_________________________________________________，寫出該反應的化學方程式：______________________________________________________。④寫出向B中加入氯水發(fā)生反應的離子方程式：______________________________________。⑤將A的飽和溶液滴入沸水中并加熱，可制得________膠體；當光束通過該膠體時，可看到一條光亮的“通路”，這種現(xiàn)象稱為____________。答案(1)3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe3O4＋4H2H2O(2)①變?yōu)榧t色②2FeCl3＋Fe=3FeCl2③白色絮狀沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3④2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－⑤Fe(OH)3丁達爾效應解析(1)H2O中氫元素化合價由＋1降低為0，氧化劑是H2O。(2)①氧化鐵和鹽酸反應生成氯化鐵，A溶液中含有Fe3＋，滴入幾滴KSCN溶液，溶液的顏色變?yōu)榧t色。④B為氯化亞鐵溶液，加入氯水生成氯化鐵溶液，離子方程式為2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－。14．鐵、鋁、銅等金屬及其化合物在日常生活中應用廣泛，請根據(jù)下列實驗回答問題。(1)生鐵中含有一種鐵碳化合物X(Fe3C)。X在足量的空氣中高溫煅燒，生成有磁性的固體Y，將Y溶于過量鹽酸，所得溶液中大量存在的陽離子是_________________________________。(2)某溶液中有Mg2＋、Fe2＋、Al3＋、Cu2＋四種離子，向其中加入過量的NaOH溶液后，過濾，將濾渣高溫灼燒并將灼燒后的固體投入到過量的稀鹽酸中，所得溶液與原溶液相比，溶液中大量減少的陽離子是________(填字母)。A．Mg2＋ B．Fe2＋C．Al3＋ D．Cu2＋(3)氧化鐵是重要的工業(yè)顏料，用廢鐵屑制備氧化鐵的流程如圖：操作Ⅰ的名稱是________，操作Ⅱ的名稱是________。(4)有些同學認為用酸性KMnO4溶液滴定也能進行鐵元素含量的測定，其反應如下：5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。a．稱取g綠礬(FeSO4·7H2O)產(chǎn)品，溶解，配制成250mL一定物質(zhì)的量濃度的溶液；b．量取mL待測溶液于錐形瓶中；c．用硫酸酸化的00mol·L－1KMnO4溶液滴定至終點，消耗KMnO4溶液體積的平均值為mL。①實驗前，首先要精確配制一定物質(zhì)的量濃度的KMnO4溶液250mL，配制時需要的儀器除天平、玻璃棒、燒杯、膠頭滴管外，還需_________________________________________。②上述樣品中FeSO4·7H2O的質(zhì)量分數(shù)為________________________(保留3位有效數(shù)字)。答案(1)Fe2＋、Fe3＋、H＋(2)BC(3)過濾洗滌(4)①250mL容量瓶②97.5%解析(1)有磁性的固體Y是四氧化三鐵，所以Y與過量鹽酸反應后，溶液中大量存在的陽離子是Fe2＋、Fe3＋、H＋。(2)氫氧化鈉過量，因此得不到氫氧化鋁沉淀。又因為氫氧化亞鐵極易被氧化生成氫氧化鐵，所以濾渣的成分為氫氧化鐵、氫氧化鎂和氫氧化銅，灼燒后生成氧化鐵、氧化鎂和氧化銅，與過量鹽酸反應生成氯化鐵、氯化鎂和氯化銅，因此所得溶液與原溶液相比，溶液中大量減少的陽離子是Fe2＋、Al3＋。(4)②根據(jù)5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O可知，mL待測溶液中含有的亞鐵離子的物質(zhì)的量是00mol·L