學必求其心得，業必貴于專精學必求其心得，業必貴于專精學必求其心得，業必貴于專精第四講鐵及其化合物一、選擇題1．鐵是人類應用較早，當前應用量最大的金屬元素，下列有關鐵及其化合物的有關說法中正確的是 ()A．赤鐵礦的主要成分是Fe3O4B．鐵與水蒸氣在高溫下的反應產物為Fe2O3和H2C．除去FeCl2溶液中的FeCl3雜質可以向溶液中加入鐵粉,然后過濾D．Fe3＋與KSCN產生紅色沉淀解析赤鐵礦的主要成分是Fe2O3；鐵與水蒸氣在高溫下的反應產物為Fe3O4和H2；＋3價鐵離子遇KSCN溶液變為紅色，但沒有沉淀產生，一般可以用此方法檢驗＋3價鐵離子的存在.答案C2．王老師做了一個如圖所示的實驗，發現燒杯中酸性KMnO4溶液褪色，若將燒杯中的溶液換成含有少量KSCN的FeCl2溶液，溶液顯紅色，判斷下列說法中正確的是（）A.該條件下生成的水分子化學性質比較活潑B。該條件下H2被冷卻為液態氫，液氫的水溶液具有還原性C。該條件下H2燃燒生成了只具有氧化性的物質D.該條件下H2燃燒的產物中可能含有一定量的H2O2解析酸性高錳酸鉀溶液褪色,說明生成了一種具有還原性的物質,又它能使KSCN和FeCl2的混合溶液變紅色，可見這一物質又具有氧化性，所以只有選項D正確。答案D3．下列實驗中，金屬或固體可以完全溶解的是 (）A．在H2O2溶液中加入少量MnO2粉末B．鍍鋅鐵皮加入足量的NaOH溶液中C．1mol銅片與含2molH2SO4的濃硫酸共熱D．常溫下，1mol銅片投入含4molHNO3的濃硝酸中解析MnO2作催化劑，反應前后保持不變,故不溶；鐵與NaOH溶液不反應，故不能完全溶解；1mol銅片與含2molH2SO4的濃硫酸共熱理論上恰好完全反應，但隨著反應的進行硫酸變稀，反應不再進行.答案D4．某學生鑒定甲鹽的方法如圖所示：下列結論正確的是()A．甲中一定有Fe3＋B．丙中一定有Fe3＋C．乙為AgI沉淀D．甲一定為FeBr2溶液答案B5．向某晶體的溶液中加入Fe2＋的溶液無明顯變化，當滴加幾滴溴水后,混合液出現紅色,由此得出下列的結論錯誤的是 （）A．Fe3＋的氧化性比溴的氧化性強B．該晶體中一定含有SCN－C．Fe2＋與SCN－不能形成紅色化合物D．Fe2＋被溴氧化成Fe3＋解析某晶體的溶液中沒有與Fe2＋發生反應的離子，當加入溴水后，Fe2＋一定被氧化成Fe3＋,此時溶液出現紅色,說明原晶體是含有SCN－的鹽，很明顯判斷出B、C、D均正確，在Br2與Fe2＋反應中，Fe3＋是氧化產物，Br2是氧化劑,所以Br2的氧化性應比Fe3＋氧化性強。答案A6．將3.48gFe3O4完全溶解在100mL1mol·L－1硫酸中，然后加入K2Cr2O7溶液25mL,恰好使溶液中Fe2＋全部轉化為Fe3＋，Cr2Oeq\o\al(2－，7)全部還原為Cr3＋，則K2Cr2O7溶液的物質的量濃度為 （)A．0。05mol·L－1 B．0。1mol·L－1C．0。2mol·L－1 D．0.3mol·L－1解析n（Fe3O4)＝eq\f(3。48g，232g·mol－1）＝0.015mol，因Fe3O4可拆分為FeO·Fe2O3；所以，n（Fe2＋)＝n（Fe3O4)＝0.015mol,設K2Cr2O7的物質的量濃度為x,根據得失電子守恒可得：0。015mol×1＝x×eq\f（25,1000)L×6,x＝0。1mol·L－1。答案B7．已知下述三個實驗中均有化學反應發生。①②③將鐵釘放入硫酸銅溶液中向硫酸亞鐵溶液中滴入幾滴濃硝酸將銅絲放入氯化鐵溶液中下列判斷正確的是（)A．實驗①中鐵釘只做還原劑B．實驗②中Fe2＋既顯氧化性又顯還原性C．實驗③中發生的是置換反應D．上述實驗證明氧化性：Fe3＋>Fe2＋〉Cu2＋解析實驗①中鐵釘與硫酸銅反應：Fe＋CuSO4=Cu＋FeSO4，Fe做還原劑,實驗②中HNO3將Fe2＋氧化成Fe3＋，Fe2＋做還原劑，實驗③發生反應：2Fe3＋＋Cu=Cu2＋＋2Fe2＋，Fe3＋做氧化劑,三個反應說明氧化性由強到弱的順序為：HNO3>Fe3＋〉Cu2＋〉Fe2＋。答案A8．某稀溶液中含有Fe（NO3)3、Cu（NO3)2、HNO3，若向其中逐漸加入鐵粉，溶液中Fe2＋濃度和加入鐵粉的物質的量之間的關系如圖所示。則稀溶液中Fe（NO3）3、Cu（NO3)2、HNO3物質的量濃度之比為 ()A．1∶1∶1B．1∶3∶1C．3∶3∶8解析據氧化性由強到弱的順序HNO3>Fe3＋>Cu2＋，可知隨鐵粉的增加,反應的方程式分別為4HNO3（稀)＋Fe=Fe(NO3）3＋NO↑＋2H2O4mol1mol1mol2Fe(NO3)3＋Fe=3Fe(NO3)22mol1mol3molCu（NO3）2＋Fe=Fe（NO3)2＋Cu1mol1mol1mol所以原溶液中，Fe（NO3）3、Cu(NO3)2、HNO3的物質的量之比為：（2mol－1mol)∶1mol∶4mol＝1∶1∶4。答案D二、非選擇題9．(1）如下圖所示，當容器A中的反應開始后，若分別進行下列操作,請回答有關問題：①若彈簧夾C打開，B容器中有什么現象發生？②若開始時彈簧夾C關閉，容器A中的反應還在進行時，B容器中有什么現象發生？寫出B容器中有關反應的化學方程式.③若先打開彈簧夾C一段時間,容器A中的反應還在進行時，再關閉彈簧夾C一會兒，B容器中有什么現象發生？（2）已知：2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2，2Fe2＋＋Br2=2Fe3＋＋2Br－。①含有1molFeI2和2molFeBr2的溶液中通入2molCl2，此時被氧化的離子是________，被氧化的離子的物質的量分別是________.②如果向原溶液中通入3molCl2，則被氧化的離子是________，其對應的氧化產物的物質的量分別是________。③若向含amolFeI2和bmolFeBr2的溶液中通入cmolCl2,當I－、Fe2＋、Br－完全被氧化時，c為________（用含a、b的代數式表示)。解析（1）本題應注意分析A中壓強變化和A、B中發生的反應類型.①打開C，A中Fe與稀H2SO4反應生成H2,A中壓強增大,氣體通過導管進入B,B中有氣泡冒出。②若開始關閉C，A中反應生成H2，壓強增大，A中溶液由導管進入B,B中Fe2＋與OH－反應生成Fe(OH)2白色沉淀,Fe(OH)2與B中O2反應生成紅褐色沉淀Fe(OH)3。③若先打開C,H2進入B，驅出B中O2，再關閉C，A中Fe2＋進入B，只能生成Fe（OH）2.（2）通過題干兩個反應可知還原性I－>Fe2＋>Br－.由此可知向溶液中加Cl2，再結合離子的反應順序再加以計算即可。答案(1)①容器B中的導管口有氣泡冒出.②容器A中溶液進入容器B，容器B中有白色沉淀生成，沉淀迅速變為灰綠色，最后變成紅褐色.2NaOH＋FeSO4=Fe（OH）2↓＋Na2SO44Fe（OH）2＋O2＋2H2O=4Fe(OH）3③開始時容器B中的導管口有氣泡冒出,彈簧夾關閉后容器A中溶液進入容器B,有白色沉淀生成。(2）①I－、Fe2＋2mol、2mol②I－、Fe2＋、Br－1mol、3mol、0.5mol③eq\f(3a＋3b，2）10．粉末狀試樣A是由等物質的量的MgO和Fe2O3組成的混合物。進行如下實驗：①取適量A進行鋁熱反應,產物中有單質B生成；②另取20gA全部溶于0。15L6.0mol·L－1鹽酸中溶液C反應，放出1。12L(標準狀況)氣體，同時生成溶液D，④用KSCN溶液檢驗時，溶液D不變色。請回答：(1)①中引發鋁熱反應的實驗操作是____________________________________________________________________________________________________________，產物中的單質B是________。(2)②中所發生的各反應的化學方程式是______________________________________________________________________________________________________________.(3)③中所發生的各反應的離子方程式是_________________________________________________________________________________________________________________.（4)若溶液D的體積仍視為0。15L，則該溶液中c(Mg2＋）為________，c(Fe2＋_______________________________________________________________________。解析此題將實驗操作與元素化合物知識巧妙結合在一起考查，增大了試題的容量,增強了試題的測試能力。（1)鋁熱反應是指單質Al和某些金屬氧化物發生的反應，反應過程中放出大量熱，但該反應需要較高的溫度才能引發.在混合物中加入少量KClO3并插上Mg條,點燃Mg條后放出熱量，使KClO3分解放出O2,進一步加劇Mg條的燃燒，可在短時間內使混合物溫度迅速升高，引發反應。發生的反應為Fe2O3＋2Aleq\o(=，\s\up7(高溫)）Al2O3＋2Fe，所以產物中單質B為Fe。（2）Fe2O3和MgO都是堿性氧化物,能與酸反應生成鹽和水。Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O；MgO＋2HCl=MgCl2＋H2O。(3）混合物中只有Fe2O3能與Al發生鋁熱反應,生成Fe單質。C溶液中有反應生成的FeCl3，還有未反應的HCl。發生的離子反應為：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑；Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋。（4）假設步驟②用去的20g固體中,MgO的物質的量為x，Fe2O3的物質的量為yg·mol－1·x＋160g·mol－1·y＝20g。發生的反應有:MgO＋2HCl=MgClFe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O。因為步驟③中Fe有剩余，說明經此步驟HCl全部消耗了。步驟②剩余HCl的物質的量可根據步驟③中產生的氣體確定為0。1mol，所以又有：2x＋6y＋0.1mol＝0.9mol。解得：x＝0。1mol,y＝0。1mol。根據MgO~MgCl2的關系,溶液中MgCl2的濃度為：0．1mol÷0.15L≈0.67mol·L步驟④說明溶液中沒有Fe3＋，也就是溶質為FeCl2和MgCl2。根據Cl－不變的關系，可知MgCl2和FeCl2的總的物質的量等于eq\f（0。15L×6.0mol·L－1,2)＝0.45mol，所以，FeCl2的濃度為：eq\f(0.45mol－0。1mol，0.15L)≈2。3mol·L－1.答案(1)加少量KClO3,插上Mg條并將其點燃Fe(2）Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O；MgO＋2HCl=MgCl2＋H2O(3)Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑；Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋(4)0.67mol·L－12.3mol·L－111．鐵、鋁、銅等金屬及其化合物在日常生活中應用廣泛，請根據下列實驗回答問題：（1）生產中含有一種鐵碳化合物X(Fe3C體Y，將Y溶于過量鹽酸后，溶液中含有的大量陽離子是________________.(2)氧化鐵是重要工業顏料，用廢鐵屑制備它的流程如下。回答下列問題：①操作Ⅰ所用的分離儀器名稱是________；操作Ⅱ的名稱是________，該操作的具體方法是____________________。②Na2CO3溶液可以除油污，原因是(用離子方程式表示)________________________________________________________________________。③請寫出生成FeCO3沉淀的離子方程式_______________________________________________________________________________________________________________。解析(1)Y是Fe3O4，溶解在過量鹽酸中后，溶液中大量存在的陽離子是Fe2＋、Fe3＋、H＋。（2)①操作Ⅰ為過濾，分離儀器是漏斗；操作Ⅱ是對沉淀進行洗滌，方法是直接向漏斗中加適量蒸餾水并讓水自然流下，重復幾次就可以了.②Na2CO3水解使溶液顯堿性,因此具有除油污的作用。③操作Ⅰ后得到的濾液中Fe2＋與HCOeq\o\al(－,3)作用得到FeCO3沉淀及H＋，H＋再與另外一部分HCOeq\o\al(－，3)結合生成CO2與水。答案(1)Fe2＋、Fe3＋、H＋（2)①漏斗洗滌向漏斗中加入蒸餾水到剛浸沒沉淀，讓蒸餾水自然流下,重復此操作2～3次②COeq\o\al(2－,3）＋H2OHCOeq\o\al(－，3）＋OH－③Fe2＋＋2HCOeq\o\al（－，3）=FeCO3↓＋CO2↑＋H2O12．黃銅礦CuFeS2可用于冶煉銅，冶煉過程中需要空氣和硅石，硅石主要用于形成爐渣,其反應的總方程式為2CuFeS2＋2SiO2＋5O2=2Cu＋2FeSiO3＋4SO2。請回答下列問題：(1）若CuFeS2中Cu的化合價為＋2，則反應中被還原的元素是________________（填元素符號).（2)黃銅礦冶煉銅產生的爐渣中主要含Fe2O3、FeSiO3、SiO2、Al2O3等，請完成以下驗證爐渣中含有＋2價鐵的探究過程中的有關問題:僅限選擇的試劑有稀鹽酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液、碘水。①應選用的試劑為_____________________________________________________________________________________________________________________________________.②有關的實驗現象為___________________________________________________________________________________________________________