2024年高考化学一轮复习（新高考版）第4章第16讲　铁盐、亚铁盐及相互转化_05高考化学_2024年新高考资料_1.2024一轮复习_2024年高考化学一轮复习讲义（新人教新高考版）

第 16 讲 铁盐、亚铁盐及相互转化 [复习目标] 1.掌握Fe2＋和Fe3＋的检验方法。2.掌握铁盐、亚铁盐的性质，能实现 Fe2＋和 Fe3＋的转化。 考点一 铁盐、亚铁盐的性质与检验 1．铁盐与亚铁盐 亚铁盐(Fe2＋) 铁盐(Fe3＋) 颜色 浅绿色(溶液) 黄色(溶液) 既有氧化性，又有还原性，以还原性 为主，如在酸性条件下能被HO、 2 2 一般表现为氧化性，如能溶解 氧化性与 NO氧化，反应的离子方程式分别为 铜，反应的离子方程式为2Fe3＋ 还原性 2Fe2＋＋HO＋2H＋===2Fe3＋＋2HO、 2 2 2 ＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋ 3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋ 2HO 2 极易水解，只存在于酸性较强的 水解性 水解呈酸性 溶液中 2.其他常见铁盐 (1)绿矾(FeSO ·7H O)：一种重要的还原剂，可用作补血剂及植物的补铁剂。 4 2 (2)铁铵矾[NH Fe(SO )·12H O]：无色晶体，易溶于水，常用作化学分析试剂、药物和织物 4 4 2 2 媒染剂。 (3)赤血盐{K [Fe(CN) ]}：红色晶体，能溶于水，常用于检验Fe2＋，生成蓝色沉淀。 3 6 (4)高铁酸钾(K FeO)：暗紫色晶体，具有强氧化性，可用作水体的杀菌、消毒剂或高容量电 2 4 池材料。 3．Fe2＋和Fe3＋的检验 (1)(2) (3)含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋的检验 ――――――→溶液变红色，说明含有 Fe 3 ＋ 。 ――――→酸性KMnO 溶液紫红色褪去，说明含有 Fe 2 ＋ 。 4 1．氢氧化铁与HI溶液仅能发生中和反应( ) 2．中性溶液中可能大量存在Fe3＋、Cl－、K＋、SO( ) 3．酸性条件下HO 氧化Fe2＋的离子方程式为2Fe2＋＋HO＋2H＋===2Fe3＋＋2HO( ) 2 2 2 2 2 4．将Fe(NO ) 样品溶于稀HSO 后，滴加KSCN溶液，溶液变红，则Fe(NO ) 晶体已氧化 3 2 2 4 3 2 变质( ) 5．用酸性高锰酸钾溶液检验FeCl 溶液中是否含有FeCl ( ) 3 2 答案 1.× 2.× 3.√ 4.× 5.× 一、铁盐、亚铁盐的性质 1．铁及其化合物是中学化学中一类重要的物质。下列关于铁元素的叙述正确的是( ) A．采用将FeCl 溶液直接蒸干的方法制备FeCl 固体 3 3 B．保存FeCl 溶液常常加一些铁粉，其目的是抑制Fe2＋水解 2 C．25 ℃时，pH＝0的溶液中，Al3＋、NH、NO、Fe2＋可以大量共存 D．FeSO 溶液中加入HO 溶液时，Fe2＋表现还原性 4 2 2 答案 D 解析 加热促进Fe3＋的水解，且生成盐酸易挥发，采用将FeCl 溶液直接蒸干的方法不能制 3 备FeCl 固体，故A错误；亚铁离子易被氧化为铁离子，保存 FeCl 溶液常常加一些铁粉， 3 2 其目的是防止Fe2＋被氧化，故B错误；pH＝0的溶液显酸性，H＋、NO、Fe2＋发生氧化还原 反应不能共存，故C错误；亚铁离子可被过氧化氢氧化，发生反应：2Fe2＋＋HO ＋2H＋ 2 2 ===2Fe3＋＋2HO，Fe2＋表现还原性，故D正确。 2 2．在FeCl 、CuCl 混合溶液中，加入铁粉与铜粉的混合物。 3 2 (1)若金属无剩余，则溶液中一定存在的金属阳离子有________，可能存在的有________。 答案 Fe2＋、Cu2＋ Fe3＋ (2)若剩余固体中有铁和铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有______，一定不存在 ________。 答案 Fe2＋ Cu2＋、Fe3＋(3)若剩余固体中只有铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有________，可能存在的有 __________，一定不存在________。 答案 Fe2＋ Cu2＋ Fe3＋ 二、Fe2＋和Fe3＋的检验 3．下列离子的检验方法合理的是( ) A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2＋ B．向某溶液中通入Cl，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋ 2 C．向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋ D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中 只含有Fe2＋，不含有Mg2＋ 答案 C 解析 A项中只能说明含有Fe3＋，不能说明不含Fe2＋；B项原溶液中也可能只有Fe3＋而没有 Fe2＋；D项中氧化后生成的红褐色沉淀Fe(OH) 也可能掩盖了生成的白色沉淀Mg(OH) 。 3 2 4．以下实验能证明某溶液中不含Fe3＋而含有Fe2＋的是( ) A．滴入KSCN溶液，不显红色 B．滴加足量氯水，再加KSCN溶液，显红色 C．滴入KSCN溶液，不显红色，再加氯水，溶液变红 D．滴入KSCN溶液，不显红色，再加足量高锰酸钾溶液，溶液变红 答案 C 解析 A项，只滴加KSCN溶液，根据溶液是否显红色，能检验出溶液中是否含有 Fe3＋， 无法证明Fe2＋是否存在，错误；B项，若原溶液中含Fe3＋，滴加足量氯水后再滴加KSCN 溶液后也显红色，无法证明原溶液中含有的是 Fe3＋还是Fe2＋，错误；C项，先滴加KSCN 溶液，不显红色，说明原溶液中不含Fe3＋，再滴加氯水后显红色，说明滴加氯水后溶液中 有Fe3＋，证明原溶液中含有Fe2＋，正确；D项，滴入KSCN溶液，不显红色，证明不含Fe3 ＋，再加足量高锰酸钾溶液(高锰酸钾溶液是紫红色)，溶液变红无法证明原溶液中含有 Fe2 ＋，错误。 检验Fe2＋和Fe3＋时的注意事项 (1)检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加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－同时存在时不能用酸性KMnO 溶液检验Fe2＋(Cl－能还原酸性KMnO ， 4 4 有干扰)。考点二 Fe2＋、Fe3＋的相互转化 Fe2＋与Fe3＋的相互转化 用离子方程式实现下列转化： Fe2＋Fe3＋ ①______________________________________________________________________； ②______________________________________________________________________； ③______________________________________________________________________； ④______________________________________________________________________； ⑤______________________________________________________________________； ⑥______________________________________________________________________； ⑦______________________________________________________________________。 答案 ①2Fe2＋＋Cl===2Fe3＋＋2Cl－ 2 ②3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋2HO＋NO↑ 2 ③2Fe2＋＋HO＋2H＋===2Fe3＋＋2HO 2 2 2 ④5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4HO 2 ⑤2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ ⑥Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋ ⑦2Fe3＋＋HS===2Fe2＋＋S↓＋2H＋ 2 某班同学用如下实验探究Fe2＋与Fe3＋的转化，回答下列问题： (1)实验Ⅰ：Fe3＋转化为Fe2＋ 实验步骤及现象：甲组同学将少量铜粉加入1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl 溶液中，观察到铜粉消 3 失，溶液黄色变浅，加入蒸馏水后无明显现象；乙组同学将过量铜粉加入 1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl 溶液中，观察到铜粉有剩余，溶液黄色褪去，加入蒸馏水后出现白色沉淀；丙组同学 3 将过量铜粉加入1 mL 0.05 mol·L－1 Fe (SO ) 溶液中，观察到铜粉有剩余，溶液黄色褪去， 2 4 3 变成蓝色，加入蒸馏水后无白色沉淀。 ①分别取三组实验反应后的溶液于三支试管中，__________________________________ ____________________________________________________________(填操作步骤及现象)， 证明生成了Fe2＋；分析三组实验结果，实验中均发生的反应的离子方程式为 ________________________________________________________________________。 ②对比三组实验，说明加入蒸馏水后沉淀的产生与________有关。 ③向丙组实验后的溶液中加入饱和NaCl溶液可能出现的现象为________。④丙组在检验反应后的溶液中是否存在 Fe3＋时，取反应后的上层清液于试管中，滴加 3滴 KSCN溶液，结果出现白色沉淀，查阅资料：ⅰ.SCN－的化学性质与I－相似，CuSCN为白 色固体；ⅱ.2Cu2＋＋4I－===2CuI(白色)↓＋I ，写出该实验中出现白色沉淀的离子方程式： 2 ________________________________________________________________________。 (2)实验Ⅱ：Fe2＋转化为Fe3＋ 实验步骤及现象：向3 mL 0.1 mol·L－1 FeSO 溶液中加入稍过量稀硝酸，溶液变为棕色，放 4 置一段时间后，棕色消失，溶液变为黄色，已知Fe2＋＋NO―→Fe(NO)2＋(棕色)。 ①使用的FeSO 溶液中存在少量铁屑，其目的是______________________________ 4 ________________________________________________________________________。 ②实验中产生NO的原因为________________________________(用离子方程式表示)。 (3)实验Ⅲ：Fe2＋与Fe3＋相互转化 实验步骤及现象：将SO 通入足量Fe(NO ) 溶液中，溶液由棕黄色变为浅绿色，但立即又变 2 3 3 为棕黄色，此时若滴入BaCl 溶液，则会产生白色沉淀。将产生的白色沉淀经过滤、洗涤、 2 干燥后称量其质量为6.99 g，则整个实验中产生的气体(假设只生成一种气体，该气体遇空 气变为红棕色)在标准状况下的体积为________。 答案 (1)①加入几滴K[Fe(CN) ]溶液，均出现蓝色沉淀 2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋ ② 3 6 铜粉的量、阴离子的种类 ③有白色沉淀生成 ④2Cu2＋＋4SCN－===2CuSCN(白色)↓＋ (SCN) 2 (2)①防止Fe2＋被氧化 ②3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2HO (3)0.448 L 2 解析 (1)①检验Fe2＋的方法为取少量反应后的溶液于试管中，加入几滴K[Fe(CN) ]溶液， 3 6 若出现蓝色沉淀，则证明存在Fe2＋；三组实验中铜粉均溶解，溶液黄色变浅或褪去，均发 生反应：2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋。②对比三组实验发现乙组相比甲组铜粉过量，乙组相 比丙组阴离子不同，乙组加入蒸馏水后出现白色沉淀，说明加入蒸馏水后沉淀的产生与铜粉 的量和阴离子的种类有关。③加入饱和NaCl溶液引入Cl－，产生与乙组相同的阴离子，可 能出现白色沉淀。④由已知信息，SCN－与Cu2＋的反应类比I－与Cu2＋的反应，可得离子方 程式为2Cu2＋＋4SCN－===2CuSCN(白色)↓＋(SCN) 。(2)②Fe2＋被加入的稀硝酸氧化为Fe3 2 ＋，稀硝酸被还原为NO，反应的离子方程式为3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2HO。 2 (3)由滴入BaCl 溶液，会产生白色沉淀，可知具有还原性的SO 通入Fe(NO ) 溶液中发生的 2 2 3 3 氧化反应为SO →SO，白色沉淀为BaSO ，溶液由棕黄色变为浅绿色，说明Fe3＋被还原为 2 4 Fe2＋，但立即又变棕黄色，说明生成的Fe2＋又被氧化为Fe3＋，整个过程相当于NO发生还原 反应：NO→NO，根据得失电子守恒，SO 失去电子数等于NO得到电子数，SO ～BaSO ～ 2 2 4 2e－，NO～NO～3e－，n(BaSO)＝0.03 mol，n(e－)＝0.06 mol，n(NO)＝0.02 mol，则标准状 4 况下V(NO)＝0.448 L。1．(2019·浙江4月选考，24)聚合硫酸铁[Fe(OH)SO ] 能用作净水剂(絮凝剂)，可由绿矾 4 n (FeSO ·7H O)和KClO 在水溶液中反应得到。下列说法不正确的是( ) 4 2 3 A．KClO 作氧化剂，每生成1 mol [Fe(OH)SO ] 消耗 mol KClO 3 4 n 3 B．生成聚合硫酸铁后，水溶液的pH增大 C．聚合硫酸铁可在水中形成氢氧化铁胶体而净水 D．在相同条件下，Fe3＋比[Fe(OH)]2＋的水解能力更强 答案 A 解析 根据题干信息，可利用氧化还原配平法写出化学方程式：6nFeSO ＋nKClO ＋3nHO 4 3 2 ===6[Fe(OH)SO ] ＋nKCl，可知KClO 作氧化剂，同时根据计量数关系可知每生成 1 mol 4 n 3 [Fe(OH)SO ] 消耗 mol KClO ，A项错误；绿矾溶于水后，亚铁离子水解使溶液呈酸性，当 4 n 3 其转化为聚合硫酸铁后，亚铁离子的浓度减小，因而水溶液的 pH增大，B项正确；聚合硫 酸铁可在水中形成氢氧化铁胶体，胶体粒子吸附杂质微粒引起聚沉，因而能净水，C项正确； 多元弱碱的阳离子的水解是分步进行的，[Fe(OH)]2＋的水解相当于Fe3＋的第二步水解，由于 其所带的正电荷比Fe3＋少，因而在相同条件下，其结合水电离产生的OH－的能力较弱，故 其水解能力不如Fe3＋，D项正确。 2．(2022·河北，15)以焙烧黄铁矿 FeS(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝 2 Fe(NH )Fe(CN) 颜料。工艺流程如下： 4 6 回答下列问题： (1)红渣的主要成分为__________(填化学式，下同)，滤渣①的主要成分为__________。 (2)黄铁矿研细的目的是_____________________________________________________。 (3)还原工序中，不生成S单质的反应的化学方程式为___________________________。 (4)工序①的名称为__________，所得母液循环使用。 (5)沉铁工序产生的白色沉淀Fe(NH )Fe(CN) 中Fe的化合价为__________，氧化工序发生反 4 2 6 应的离子方程式为__________________________________________________________。 (6)若用还原工序得到的滤液制备 Fe O·xHO 和(NH )SO ，所加试剂为__________和 2 3 2 4 2 4 ________(填化学式，不引入杂质)。 答案 (1)Fe O 和SiO SiO (2)增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率 2 3 2 2 (3)7Fe (SO )＋FeS＋8HO=====15FeSO ＋8HSO (4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤 2 4 3 2 2 4 2 4 (5)＋2 6Fe(NH )Fe(CN) ＋ClO＋6H＋=====6Fe(NH )Fe(CN) ＋Cl－＋3HO＋6NH 4 2 6 4 6 2(6)H O NH ·H O 2 2 3 2 解析 已知黄铁矿高温煅烧生成Fe O ，反应为4FeS ＋11O=====2Fe O ＋8SO ，故产生的 2 3 2 2 2 3 2 红渣主要成分为Fe O 和SiO ；将红渣粉碎后加入足量的50%的HSO 溶液加热，反应为 2 3 2 2 4 Fe O ＋3HSO ===Fe (SO ) ＋3HO，过滤出滤渣①，主要成分为SiO ，向滤液中加入黄铁 2 3 2 4 2 4 3 2 2 矿进行还原，将Fe3＋还原为Fe2＋，由(3)小问可知不生成S单质，则硫元素被氧化为SO，反 应为14Fe3＋＋FeS ＋8HO=====15Fe2＋＋2SO＋16H＋，然后进行工序①为蒸发浓缩、冷却结 2 2 晶、过滤，得到FeSO 晶体和母液，母液中主要含有FeSO 溶液和HSO ，加水溶解FeSO 4 4 2 4 4 晶体，向所得溶液中加入(NH )SO 、K[Fe(CN) ]并用HSO 调节溶液的pH为3，进行沉铁， 4 2 4 4 6 2 4 反应原理为Fe2＋＋2NH＋[Fe(CN) ]4－===Fe(NH )Fe(CN) ↓，然后过滤出沉淀，洗涤后加入 6 4 2 6 HSO 和NaClO 进行氧化，反应为6Fe(NH )Fe(CN) ＋ClO＋6H＋=====6Fe(NH )Fe(CN) ＋Cl 2 4 3 4 2 6 4 6 －＋3HO＋6NH，过滤、洗涤、干燥即制得Fe(NH )Fe(CN) ，据此分析解题。 2 4 6 3．(2016·全国卷Ⅱ,28)某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。回答下列问题： (1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 mol·L－1的溶液。在FeCl 溶液中需加 2 入少量铁屑，其目的是____________________________________________________。 (2)甲组同学取2 mL FeCl 溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明 2 Cl 可将Fe2＋氧化。FeCl 溶液与氯水反应的离子方程式为______________________ 2 2 ________________________________________________________________________。 (3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl 溶液中先加入0.5 mL 煤油， 2 再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是 ________________________________________________________________________。 (4)丙组同学取10 mL 0.1 mol·L－1KI溶液，加入6 mL 0.1 mol·L－1 FeCl 溶液混合。分别取 2 3 mL 此溶液于3支试管中进行如下实验： ①第一支试管中加入1 mL CCl 充分振荡、静置，CCl 层显紫色； 4 4 ②第二支试管中加入1滴K[Fe(CN) ]溶液，生成蓝色沉淀； 3 6 ③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。 实验②检验的离子是________(填离子符号)；实验①和③说明：在I－过量的情况下，溶液中 仍含有________(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为________。 (5)丁组同学向盛有HO 溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl 溶液，溶液变成棕黄色，发生 2 2 2 反应的离子方程式为__________________________________________________________； 一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是 _________________________________________________________，生成沉淀的原因是 ____________________________________________________(用平衡移动原理解释)。 答案 (1)防止Fe2＋被氧化 (2)2Fe2＋＋Cl===2Fe3＋＋2Cl－ (3)隔绝空气(排除氧气对实验的 2 影响) (4)Fe2＋ Fe3＋ 可逆反应 (5)H O＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2HO Fe3＋催化HO 分 2 2 2 2 2 解产生O HO 分解反应放热，促进Fe3＋的水解平衡正向移动 2 2 2解析 (1)亚铁离子具有还原性，能被空气中的氧气氧化，所以在配制的 FeCl 溶液中加入少 2 量铁屑的目的是防止 Fe2＋被空气氧化。(4)根据 Fe2＋的检验方法，向溶液中加入 1 滴 K[Fe(CN) ] 溶液，生成蓝色沉淀，一定含有Fe2＋，则实验②检验的离子是Fe2＋；Fe3＋遇 3 6 KSCN溶液显红色，实验①和③说明，在I－过量的情况下，溶液中仍含有Fe3＋，由此可以 证明该氧化还原反应为可逆反应。 课时精练 1．(2022·广东茂名模拟)青矾矿石(主要成分为FeSO ·7H O)在《唐本草》中记载：“本来绿 4 2 色，新出窟未见风者，正如琉璃……烧之赤色……”。下列关于FeSO ·7H O的说法正确的 4 2 是( ) A．可用于制净水剂 B．溶于水形成无色溶液 C．在干燥空气中稳定存在 D．在空气中加热转化为Fe O 3 4 答案 A 解析 FeSO ·7H O溶于水时最终形成具有净水作用的氢氧化铁胶体，可用于制净水剂，故 4 2 A正确；溶于水形成FeSO 溶液，Fe2＋呈浅绿色，故B错误；FeSO ·7H O中亚铁离子具有 4 4 2 还原性，易被氧气氧化，因此不能在干燥空气中稳定存在，故C错误；FeSO ·7H O中Fe为 4 2 ＋2价，在空气中加热被氧化为Fe (SO )，故D错误。 2 4 3 2．铁及其化合物在生产、生活中应用广泛。下列铁及其化合物的性质与用途具有对应关系 的是( ) A．Fe有导电性，可用于湿法炼铜 B．FeCl 有氧化性，可用于净水 3 C．Fe O 呈红棕色，可用于制作颜料 2 3 D．KFeO 易溶于水，可用于杀菌消毒 2 4 答案 C 解析 铁可用于湿法炼铜：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，是因为铁的还原性大于铜，与Fe有导 电性无关，故不选A；FeCl 可用于净水，是因为Fe3＋水解生成的氢氧化铁胶体能吸附水中 3 的悬浮杂质，与FeCl 的氧化性无关，故不选B；Fe O 呈红棕色，可用于制作红色颜料，故 3 2 3 选C；KFeO 可用于杀菌消毒，是因为KFeO 具有强氧化性，与KFeO 的溶解性无关，故 2 4 2 4 2 4 不选D。 3．下列离子方程式书写正确的是( ) A．铁与稀盐酸反应：Fe＋6H＋===Fe3＋＋3H↑ 2 B．氯气与氯化亚铁溶液反应：Cl＋Fe2＋===Fe3＋＋2Cl－ 2C．氯化铁溶液与铜反应：3Cu＋2Fe3＋===2Fe＋3Cu2＋ D．氯化铁溶液与硫化氢反应：2Fe3＋＋HS===2Fe2＋＋S↓＋2H＋ 2 答案 D 解析 铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H↑，故A 2 错误；氯气与氯化亚铁溶液反应生成氯化铁，离子方程式为Cl ＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－，故 2 B错误；氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁，离子方程式为 Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋ Cu2＋，故C错误。 4．(2023·哈尔滨模拟)工业废水中含有的重铬酸根离子(CrO)有毒，必须处理达标后才能排 2 放。工业上常用绿矾(FeSO ·7H O)作处理剂，反应的离子方程式为 6Fe2＋＋Cr O＋14H＋ 4 2 2 ===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7HO，下列说法正确的是( ) 2 A．氧化剂与还原剂的物质的量之比为6∶1 B．用绿矾作处理剂，不仅可去除毒性，还可净水 C．酸化试剂可以用盐酸或硫酸 D．不能用草酸溶液代替绿矾作处理剂 答案 B 解析 反应中Fe元素由＋2价升高到＋3价，失去电子，Fe2＋是还原剂，Cr元素由＋6价降 低到＋3价，得到电子，Cr O是氧化剂，所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1∶6，A 2 项不符合题意；绿矾与重铬酸根离子反应，可以去除毒性，生成的Fe3＋可以形成氢氧化铁 胶体，具有净水的作用，B项符合题意；盐酸中的Cl－具有还原性，可以与具有氧化性的 Cr O发生氧化还原反应生成具有毒性的Cl ，C项不符合题意；草酸中的C是＋3价，可以 2 2 作还原剂，同时生成二氧化碳气体，没有毒性，可以用草酸溶液代替绿矾作处理剂，D项不 符合题意。 5．向含有 Cu(NO ) 、Zn(NO ) 、Fe(NO ) 、AgNO 各 0.1 mol 的混合溶液中加入 0.1 mol 3 2 3 2 3 3 3 Fe，充分搅拌后Fe溶解，溶液中不存在Fe3＋，同时析出0.1 mol Ag。下列结论错误的是( ) A．氧化性：Zn2＋＞Cu2＋＞Fe3＋＞Ag＋ B．Fe3＋的氧化性大于Cu2＋ C．溶液中Cu2＋与Fe2＋的物质的量之比为1∶2 D．1 mol Fe可还原2 mol Fe3＋ 答案 A 解析 由题意知铁离子、银离子均被还原，氧化性：Zn2＋＜Cu2＋＜Fe3＋＜Ag＋，A错误，B 正确；Fe先还原Ag＋，发生的反应为2Ag＋＋Fe===Fe2＋＋2Ag，然后发生反应：Fe＋2Fe3＋ ===3Fe2＋，所以n(Fe2＋)∶n(Cu2＋)＝(0.05＋0.15) mol∶0.1 mol＝2∶1，C正确；由Fe＋2Fe3＋ ===3Fe2＋可知，1 mol Fe恰好还原2 mol Fe3＋，D正确。 6．(2022·江苏常州高三质检)铁元素的常见价态有＋2、＋3 价，实验室可用赤血盐{K [Fe(CN) ]}溶液检验Fe2＋，黄血盐{K [Fe(CN) ]}溶液检验Fe3＋。Fe O 是重要的化工原料， 3 6 4 6 2 3 Au/Fe O 可用作反应 CO(g)＋HO(g)===CO(g)＋H(g)的催化剂。硫铁矿烧渣中含有大量 2 3 2 2 2 Fe O ，工业上常用于制取绿矾(FeSO ·7H O)。由硫铁矿烧渣(主要含Fe O 、Al O 、SiO)制 2 3 4 2 2 3 2 3 2 取绿矾的流程如下： 下列有关说法不正确的是( ) A．“酸溶”时先将烧渣粉碎并不断搅拌，可提高铁元素的浸出率 B．“反应”时发生的主要反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ C．“检验”时可用K[FeCN]溶液检验上一步“反应”是否进行完全 4 6 D．将第二次“过滤”所得滤液加热，经蒸发结晶可以制得绿矾 答案 D 解析 “酸溶”时先将烧渣粉碎并不断搅拌，可增大反应物的接触面积，能使反应物充分反 应，从而提高铁元素的浸出率，故A正确；“反应”时发生的反应为溶液中铁离子与铁反 应生成亚铁离子，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，故B正确；检验“反应”步骤 是否完全反应，可以加入K[Fe(CN) ]溶液检验是否存在铁离子，故C正确；将第二次“过 4 6 滤”所得滤液硫酸亚铁溶液经蒸发浓缩、冷却结晶等步骤制得绿矾，故D错误。 7．(2022·辽宁鞍山模拟)资料显示：FeCl(亮黄色)只有在Cl－浓度较大的溶液中才能稳定存在， 为了验证该事实，某实验小组取三份2 mL黄色的工业盐酸分别做了一系列实验，记录如下： 操作 现象 实验Ⅰ：直接滴加2滴KSCN溶液 无明显变化 实验Ⅱ：加10 mL蒸馏水稀释，后滴入 稀释后溶液几乎变为无色，加KSCN溶 2滴浓KSCN溶液 液显红色 实验Ⅲ：滴加2滴AgNO 饱和溶液 产生白色沉淀，溶液亮黄色消失 3 下列说法不正确的是( ) A．工业盐酸显黄色是因为其中混有FeCl B．实验Ⅰ中，未检测到Fe3＋ C．实验Ⅲ中，AgNO 溶液稀释了样品是溶液亮黄色消失的主要原因 3 D．通过上述实验，可以证明FeCl只有在Cl－浓度较大的溶液中才能稳定存在 答案 C 解析 FeCl(亮黄色)只有在Cl－浓度较大的溶液中才能稳定存在，则工业盐酸显黄色是因为 其中混有FeCl，故A正确；KSCN溶液为检验铁离子的特征试剂，由操作和现象可知，实 验Ⅰ中，未检测到Fe3＋，故B正确；AgNO 溶液与氯离子反应，使FeCl转化为铁离子，稀 3释不是主要原因，故C错误；稀释或滴AgNO 饱和溶液均使Cl－浓度降低，可证明FeCl只 3 有在Cl－浓度较大的溶液中才能稳定存在，故D正确。 8．为探究SO 与Fe3＋是否发生氧化还原反应，按如图所示装置进行实验(夹持、加热仪器 2 略)，下列说法正确的是( ) A．A中的反应仅体现了浓硫酸的氧化性 B．试剂a为饱和NaHCO 溶液 3 C．C中溶液pH降低，证明Fe3＋氧化了SO 2 D．检验C中的溶液含有Fe2＋，证明Fe3＋氧化了SO 2 答案 D 解析 铜和浓硫酸共热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应中浓硫酸表现酸性和强氧化性， 故A错误；试剂a为饱和亚硫酸氢钠溶液，作用是除去二氧化硫中的酸性杂质，防止干扰实 验，故B错误；二氧化硫溶于水生成亚硫酸，会使溶液中氢离子浓度增大，溶液 pH降低， 则溶液pH降低不能证明铁离子氧化了二氧化硫，故C错误；若溶液中含有亚铁离子，说明 铁元素化合价降低被还原，铁离子作氧化剂，将二氧化硫氧化，故D正确。 9．(2022·山东淄博模拟)中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁，检测的流程如图。下列说法 错误的是( ) A．气体X中含有醋酸蒸气 B．该铁华粉中可能含有铁单质 C．向滤液中滴入酸性KMnO 溶液，可用于证明Fe2＋具有还原性 4 D．产生蓝色沉淀的反应为K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN) ]3－===KFe[Fe(CN) ]↓ 6 6 答案 C 解析 加热时醋酸亚铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和醋酸蒸气，则气体 X中含有醋酸蒸气， 故A正确；铁华粉中加入稀盐酸反应生成氢气，说明铁华粉中可能含有铁单质，故B正确； 滤液中含有氯离子，酸性条件下氯离子也能与高锰酸钾溶液反应，使溶液褪色，则溶液褪色 不能证明亚铁离子具有还原性，故C错误；向滤液中加入铁氰化钾溶液，滤液中的亚铁离 子与铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀，故D正确。 10．(2022·福建漳州模拟)高铁酸钾(K FeO)具有强氧化性，是一种环保、高效、多功能的饮 2 4用水处理剂，可以用如下流程进行制备。下列说法正确的是( ) A．“酸溶”前，可用热的NaCO 溶液处理铁屑表面的油污 2 3 B．“氧化”过程中反应的离子方程式为2Fe2＋＋O＋4H＋===2Fe3＋＋2HO 2 2 C．“制备NaFeO”中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶3 2 4 D．“转化”中析出KFeO 晶体的原因可能是相同条件下其溶解度大于NaFeO 2 4 2 4 答案 A 解析 碳酸钠是强碱弱酸盐，在溶液中水解使溶液呈碱性，水解反应是吸热反应，升高温度， 水解平衡向正反应方向移动，溶液中氢氧根离子浓度增大，能使油脂的水解程度增大，则酸 溶前可用热的碳酸钠溶液处理铁屑表面的油污，故 A正确；氧化过程中反应的离子方程式 为4Fe2＋＋O ＋4H＋===4Fe3＋＋2HO，故B错误；制备高铁酸钠的反应中，氯化铁作还原剂， 2 2 次氯酸钠作氧化剂，由得失电子守恒可知，氧化剂次氯酸钠和还原剂氯化铁的物质的量之比 为3∶2，故C错误；相同条件下，高铁酸钠的溶解度大于高铁酸钾，故D错误。 11．黄色固体X，可能含有漂白粉、FeSO 、Fe (SO ) 、CuCl 、KI之中的几种或全部。将X 4 2 4 3 2 与足量的水作用，得到深棕色固体混合物Y和无色碱性溶液Z。下列结论合理的是( ) A．X中含KI，可能含有CuCl 2 B．X中含有漂白粉和FeSO 4 C．X中含有CuCl ，Y中含有Fe(OH) 2 3 D．用HSO 酸化溶液Z，若有黄绿色气体放出，说明X中含有CuCl 2 4 2 答案 C 解析 固体X为黄色，则含有Fe (SO )，溶于水后，要得到无色碱性溶液Z，则一定含有漂 2 4 3 白粉，且漂白粉过量，得到的深棕色固体混合物Y是Fe(OH) 和Cu(OH) 的混合物，故X中 3 2 一定含有CuCl 、Fe (SO ) 和漂白粉，可能含有FeSO ，据此解答。若X含有KI，则会与漂 2 2 4 3 4 白粉反应生成I ，溶液不为无色，A不正确；酸化后，产生黄绿色气体，为氯气，则发生反 2 应的离子方程式为Cl－＋ClO－＋2H＋===Cl↑＋HO，此时的Cl－有可能来自于漂白粉氧化 2 2 FeSO 产生的Cl－，也有可能是漂白粉自身含有的，不能推导出含有CuCl ，D不正确。 4 2 12．以高硫铝土矿(主要成分为Fe O 、Al O 、SiO ，少量FeS 和硫酸盐)为原料制备聚合硫 2 3 2 3 2 2 酸铁{[Fe (OH)(SO )]}和明矾的部分工艺流程如下，下列说法错误的是( ) 2 x 4 y n已知：赤泥液的主要成分为NaCO。 2 3 A．赤泥液的作用是吸收“焙烧”阶段中产生的SO 2 B．聚合硫酸铁可用于净化自来水，与其组成中的Fe3＋具有氧化性有关 C．在“聚合”阶段，若增加Fe O 的用量，会使[Fe (OH)(SO )] 中x变大 2 3 2 x 4 y n D．从“滤液”到“明矾”的过程中还应有“除硅”步骤 答案 B 解析 高硫铝土矿(主要成分为Fe O 、Al O 、SiO ，少量FeS 和硫酸盐)焙烧时，FeS 与O 2 3 2 3 2 2 2 2 反应生成Fe O 和SO ，并用赤泥液吸收生成的SO ；焙烧后，Al O 、Fe O 、SiO 、硫酸盐 2 3 2 2 2 3 2 3 2 进入“碱浸”步骤，Al O 、SiO 溶于KOH溶液，硫酸盐溶于水，过滤，滤液经一系列处理 2 3 2 获得明矾，滤渣主要是Fe O ；酸浸后加入双氧水氧化可能存在的亚铁离子，此时溶液中主 2 3 要有Fe (SO )，加入氧化铁进行聚合，经浓缩、干燥，获得聚合硫酸铁，据此解答。聚合硫 2 4 3 酸铁可用于净化自来水，与其组成中的 Fe3＋可水解产生胶体的性质有关，与 Fe3＋具有氧化 性无关，故B错误；在“聚合”阶段，若增加Fe O 的用量，碱性增强，x变大，故C正确； 2 3 由上述分析可知，从“滤液”到“明矾”的过程中，由于碱浸造成滤液中含硅酸盐，需要进 行“除硅”步骤，故D正确。 13．某化学实验小组探究Fe2＋和Fe3＋性质时发现：向FeCl 和KSCN的混合溶液中滴加氯水， 2 溶液变成红色，但当氯水过量时，红色会褪去。为此，他们设计如图装置进一步探究。 已知：①X为NaClO溶液，Y为FeCl 和KSCN的混合溶液。②持续缓慢滴入NaClO溶液 3 至过量的过程中，圆底烧瓶中红色变浅，有大量气泡产生；Ca(OH) 溶液变浑浊。根据实验 2 现象推测，下列说法不正确的是( ) A．烧瓶中还可能产生红褐色沉淀 B．烧瓶中产生的气体中一定含有SO 2 C．多孔陶瓷的作用是增大气体与溶液的接触面积 D．KSCN中硫元素、氮元素被氧化 答案 B 解析 NaClO是强碱弱酸盐，水解显碱性，Fe3＋在碱性条件下会产生红褐色沉淀，故 A正确；NaClO有强氧化性，溶液中KSCN中的硫氰根离子会直接被氧化为硫酸根离子，故B 错误；气体进入多孔陶瓷后再扩散到溶液中，可增大气体与溶液的接触面积，有利于气体充 分吸收，故C正确；氯水过量时，红色会褪去，滴入NaClO溶液至过量过程中，圆底烧瓶 中红色变浅，都说明SCN－会被氧化剂氧化，SCN－中各元素的化合价为S：－2价，C：＋4 价，N：－3价，S被氧化成硫酸根离子，最终收集到氮气，故S、N元素被氧化，故D正确。 14．某化学兴趣小组利用下列试剂：铁粉、锌粉、0.1 mol·L－1 FeCl 溶液，0.1 mol·L－1 3 FeCl 溶液、KSCN溶液、新制氯水、5%H O 溶液，探究Fe2＋、Fe3＋的氧化性、还原性，并 2 2 2 利用实验结论解决一些问题。 (1)设计实验方案，完成下列表格。 探究内容 实验方案 实验现象 解释 取少量0.1 mol·L－1 ①加入铁粉后，溶液 Fe3＋具有 FeCl 溶液，往溶液中加 ________； ③体现Fe3＋具有氧化性的 3 氧化性 入足量铁粉，再加入少 ②加入KSCN溶液 离子方程式：_________ 量KSCN溶液 后，溶液________ ④取少量0.1 mol·L－1 ⑤加入KSCN溶液 Fe2＋具有 FeCl 溶液，往溶液中加 后，溶液________； ⑦体现Fe2＋具有还原性的 2 还原性 入少量KSCN溶液，再 ⑥加入你选的试剂 离子方程式：_________ 加入________ 后，溶液________ (2)该兴趣小组为说明“Fe2＋具有氧化性”，提出了向FeCl 溶液中加入锌粉，观察实验现象 2 的方案，该反应的离子方程式为_____________________________________________。 (3)某反应中反应物与生成物有 Fe3＋、Mn2＋、H＋、MnO、HO和一种未知离子X，已知 2 MnO在反应中得到电子，则X是________。 答案 (1)(由黄色)变为浅绿色 不变红色(或无明显现象) 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 新制氯水 (或5%H O 溶液) 不变红色(或无明显现象) 变红色 2Fe2＋＋Cl===2Fe3＋＋2Cl－(或2Fe2＋ 2 2 2 ＋HO＋2H＋===2Fe3＋＋2HO) (2)Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe (3)Fe2＋ 2 2 2 解析 (1)①向FeCl 溶液中加入Fe粉后，会发生反应：2FeCl ＋Fe===3FeCl ，溶液由黄色 3 3 2 变为浅绿色，②由于溶液中不含Fe3＋，因此加入KSCN溶液后，溶液不会变为红色或无明显 现象，③则上述证明Fe3＋具有氧化性的离子方程式为 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；④取少量0.1 mol·L－1 FeCl 溶液，往溶液中加入少量KSCN溶液，再加少量新制氯水(或5%H O 溶液)， 2 2 2 氯水(或5%H O 溶液)将Fe2＋氧化为Fe3＋，Fe3＋与SCN－结合产生Fe(SCN) ，使溶液变为红 2 2 3 色，故⑤加入KSCN溶液后，溶液不变红色或无明显现象；⑥加入你选的试剂后，溶液变 红色，则⑦体现Fe2＋具有还原性的离子方程式为2Fe2＋＋Cl===2Fe3＋＋2Cl－(或2Fe2＋＋HO 2 2 2 ＋2H＋===2Fe3＋＋2HO)。(2)由于金属活动性：Zn＞Fe，二者发生置换反应，溶液由浅绿色 2 变为无色，该反应的离子方程式为Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe。(3)已知MnO在反应中得到电子，则MnO是氧化剂，是反应物，Mn2＋是还原产物，是生成物，缺项微粒表现还原性，作还原 剂，其被氧化为Fe3＋，则X是Fe2＋。 15．(2022·河南信阳模拟)硫酸亚铁铵晶体[(NH )Fe(SO )·6H O]是分析化学中的重要试剂， 4 2 4 2 2 是一种复盐，一般亚铁盐在空气中易被氧化，形成复盐后就比较稳定。与其他复盐一样，硫 酸亚铁铵在水中的溶解度比组成它的每一种盐的溶解度都小，利用这一性质可以用等物质的 量的(NH )SO 和FeSO 混合制备。请回答下列问题： 4 2 4 4 Ⅰ.硫酸亚铁铵晶体的制备 步骤一：称取3.0 g铁屑，加入15 mL 10%Na CO 溶液，小火加热30分钟，过滤、洗涤、干 2 3 燥、称量得固体m g。 1 步骤二：将步骤一中的m g固体转移至锥形瓶，加入15 mL 3 mol·L－1HSO ，加热至不再 1 2 4 有气体生成，趁热过滤，洗涤固体，将滤液和洗涤液合并后转移至蒸发皿中备用，准确称量 剩余固体质量得m g。 2 步骤三：计算所得FeSO 的物质的量，计算等物质的量的(NH )SO 固体的质量，准确称取 4 4 2 4 (NH )SO 。 4 2 4 步骤四：将(NH )SO 固体加入蒸发皿中，缓慢加热浓缩至表面出现结晶薄膜为止，放置冷 4 2 4 却。 步骤五：经过一系列操作，最终得到较纯净的(NH )Fe(SO )·6H O。 4 2 4 2 2 (1)碱煮30分钟的目的是_____________________________________________________。 (2)步骤二中的加热，最佳加热方式为______________，理由是____________________。 (3)关于步骤五中的一系列操作的相关表述，错误的是________(填字母)。 A．过滤时可使用玻璃棒搅拌的方式来缩短时间 B．过滤和洗涤的速度都要尽可能的快，可以减少产品的氧化 C．洗涤时使用无水乙醇既可以洗去晶体表面的杂质离子，又可以起到干燥的作用 D．所得的产品可以采取电热炉烘干的方式彻底干燥 Ⅱ.硫酸亚铁铵的分解 已知硫酸亚铁铵在不同温度下加热分解的产物不同。设计如图实验装置(夹持装置略去)，在 500 ℃时隔绝空气加热A中的硫酸亚铁铵至分解完全，确定分解产物的成分。 (4)B装置的作用是__________________________________________________________。 (5)实验中，观察到C中无明显现象，D中有白色沉淀生成，可确定分解产物中的某种气体， 写出D中发生反应的离子方程式：____________________________。若去掉C，是否能得出 同样结论，并解释其原因：__________________________________________________。(6)A中固体完全分解后变为红棕色粉末，某同学设计实验验证固体残留物仅为 Fe O 而不含 2 3 FeO。请填写表中的实验现象。 实验步骤 实验现象 结论 ①取少量A中残留物于试管中，加入 适量稀硫酸，充分振荡使其完全溶 固体残留物仅为Fe O 2 3 解；②将溶液分成两份，分别滴加高 锰酸钾溶液、KSCN溶液 答案 (1)除去铁屑表面的油污 (2)水浴加热 反应有氢气生成，不能用明火直接加热 (3)AD (4)检验产物中是否有水生成 (5)SO ＋HO＋Ba2＋===BaSO↓＋2H＋ 否，若产物中有SO ，也有白色沉淀生成 2 2 2 4 3 (6)加入高锰酸钾溶液的一份中，溶液不褪色；加入KSCN溶液的一份中，溶液变红色 解析 (1)碳酸钠是强碱弱酸盐，碳酸根离子在溶液中水解使溶液呈碱性，水解反应为吸热 反应，加热时，水解平衡向正反应方向移动，溶液中氢氧根离子浓度增大，除去铁屑表面油 污的能力增强。(2)步骤二发生的反应为铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，若用明火直 接加热，反应生成的氢气与空气中的氧气遇明火可能发生爆炸，应选用水浴加热。(3)过滤 时不能使用玻璃棒搅拌，否则玻璃棒将滤纸损坏会影响过滤效果，故 A错误；亚铁离子具 有还原性，易被空气中的氧气氧化，所以过滤和洗涤的速度都要尽可能的快，减少产品的氧 化，故B正确；洗涤时使用无水乙醇既可以洗去晶体表面的杂质离子，又可以在其挥发时 带走晶体表面的水，起到干燥的作用，故C正确；若所得的产品采取电热炉烘干的方式彻 底干燥会使晶体脱去结晶水，也会使晶体发生分解导致产品变质，故D错误。(5)实验中， 观察到C中无明显现象，D中有白色沉淀生成，说明硫酸亚铁铵受热分解生成二氧化硫，没 有生成三氧化硫，D中生成白色沉淀的反应为二氧化硫与过氧化氢和氯化钡混合溶液反应生 成硫酸钡沉淀和盐酸，反应的离子方程式为 SO ＋HO ＋Ba2＋===BaSO↓＋2H＋；若去掉 2 2 2 4 C，不能确定生成的气体中存在二氧化硫，因为三氧化硫与混合溶液中的氯化钡反应也能生 成硫酸钡白色沉淀。(6)若固体残留物中只有氧化铁，氧化铁溶于稀硫酸生成硫酸铁，分别 滴加高锰酸钾溶液、硫氰化钾溶液可观察到的实验现象为加入高锰酸钾溶液的一份中，溶液 不褪色，加入硫氰化钾溶液的一份中，溶液变红色。