第三講鐵的單質(zhì)、氧化物和氫氧化物(基礎(chǔ)課)復(fù)習(xí)目標(biāo)1.掌握鐵的主要性質(zhì)及應(yīng)用。2.知道不同價(jià)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。知識(shí)點(diǎn)一鐵的單質(zhì)1.鐵的物理性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)(1)鐵的物理性質(zhì)銀白色固體，熔點(diǎn)較高，具有良好的導(dǎo)熱、導(dǎo)電、延展性，能被磁體吸引。(2)鐵的原子結(jié)構(gòu)Fe的價(jià)層電子排布式為3d64s2，鐵位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族，是應(yīng)用最廣泛的過渡金屬元素，其原子結(jié)構(gòu)示意圖：。2.鐵的化學(xué)性質(zhì)鐵元素性質(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)與O2反應(yīng)常溫鐵銹(成分為Fe2O3·xH2O)點(diǎn)燃3Fe＋2O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))Fe3O4與Cl2反應(yīng)點(diǎn)燃2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2FeCl3與S、I2反應(yīng)Fe＋Seq\o(=,\s\up7(△))FeS、Fe＋I(xiàn)2eq\o(=,\s\up7(△))FeI2(2)與水的反應(yīng)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)與H＋反應(yīng)Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑與稀HNO3反應(yīng)過量Fe＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=Fe3＋＋NO↑＋2H2O少量3Fe＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O與濃H2SO4、濃HNO3反應(yīng)常溫下鈍化，加熱分別生成SO2、NO2(4)與某些鹽溶液的反應(yīng)Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu、Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋。(1)過量的Fe與Cl2反應(yīng)生成物為________。(2)鐵在潮濕的空氣中生成的鐵銹的主要成分是________，而鐵在純氧中燃燒的產(chǎn)物是________。(3)在電化學(xué)中鐵作負(fù)極時(shí)電極反應(yīng)式為_____________________________________________________________________。(4)鐵與鹵素單質(zhì)Cl2、Br2、I2反應(yīng)，產(chǎn)物中鐵的化合價(jià)是否相同？并說明原因？提示(1)FeCl3(2)Fe2O3Fe3O4(3)Fe－2e－=Fe2＋(4)不相同因?yàn)檠趸訡l2＞Br2＞Fe3＋＞I2，所以鐵與Cl2、Br2反應(yīng)產(chǎn)物為Fe3＋，而鐵與I2反應(yīng)產(chǎn)物為Fe2＋1.下列關(guān)于鐵的說法正確的是()A.鐵在空氣中點(diǎn)燃劇烈反應(yīng)，火星四射B.鐵在硫蒸氣中燃燒生成黑色的硫化鐵C.已知Fe和CuSO4溶液反應(yīng)，推測(cè)Fe與AgNO3溶液也能反應(yīng)D.鐵與過量的鹽酸反應(yīng)的離子方程式：2Fe＋6H＋=2Fe3＋＋3H2↑答案C解析A.鐵在空氣中不能燃燒，A錯(cuò)誤；B.鐵在硫蒸氣中燃燒生成黑色的硫化亞鐵，B錯(cuò)誤；C.在金屬活動(dòng)順序表中，Ag排在Cu的后面，可推測(cè)Fe與AgNO3溶液也能反應(yīng)置換出銀，C正確；D.鐵與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，反應(yīng)產(chǎn)物與量的多少無關(guān)，D錯(cuò)誤。2.某化學(xué)興趣小組利用如圖裝置進(jìn)行“鐵與水蒸氣反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)，并檢驗(yàn)產(chǎn)物的性質(zhì)，下列說法正確的是()A.實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先點(diǎn)燃B處的酒精噴燈，再點(diǎn)燃A處的酒精燈B.B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Fe＋3H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe2O3＋3H2C.B中生成1molH2時(shí)，E處有1molCuO被還原D.堿石灰的作用是吸收水蒸氣答案D解析A.實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先點(diǎn)燃A處的酒精燈，再點(diǎn)燃B處的酒精噴燈，防止鐵被氧氣氧化，故A錯(cuò)誤；B.B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe3O4＋4H2，故B錯(cuò)誤；C.B中生成1molH2時(shí)，由于H2要先排出裝置內(nèi)空氣，再與CuO反應(yīng)，因此E處CuO被還原的物質(zhì)的量小于1mol，故C錯(cuò)誤；D.堿石灰的作用是吸收水蒸氣，干燥H2，故D正確。3.為了證明鐵與硫反應(yīng)產(chǎn)物中鐵的化合價(jià)，下面是某同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)過程的一部分：請(qǐng)回答以下提出的問題：(1)混合粉末A中硫粉過量的原因是________________________________________________________________________。(2)反應(yīng)在“惰性氣體環(huán)境”中進(jìn)行的原因是___________________________________________________________________。(3)操作①是用燒熱的玻璃棒點(diǎn)觸混合粉末，反應(yīng)即可持續(xù)進(jìn)行，說明_______________________________________________。(4)操作②的作用是_______________________________________________，反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________________________________________，也可改用________。答案(1)防止因鐵粉過量而使濾渣C中含鐵粉，剩余鐵粉與H2SO4反應(yīng)生成Fe2＋干擾實(shí)驗(yàn)(2)防止空氣中的O2參與反應(yīng)(3)硫和鐵粉反應(yīng)是放熱的(4)除去混合物中的硫粉3S＋6KOH=2K2S＋K2SO3＋3H2OCS2解析(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑樘骄胯F和硫反應(yīng)產(chǎn)物中鐵元素的化合價(jià)，鐵粉和硫粉在惰性氣體環(huán)境中反應(yīng)生成硫化亞鐵，如果鐵粉過量，過量的鐵粉與硫酸反應(yīng)生成Fe2＋而干擾實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物的檢驗(yàn)，所以混合粉末A中S粉必須要過量，保證鐵粉完全反應(yīng)；(2)四氧化三鐵為黑色固體，鐵能和氧氣反應(yīng)生成四氧化三鐵，硫和氧氣反應(yīng)生成二氧化硫，混合粉末A中S粉反應(yīng)在“惰性氣體環(huán)境中”進(jìn)行防止Fe和S被氧化，尤其是Fe被氧化成Fe3O4而干擾實(shí)驗(yàn)；(3)因硫和鐵粉反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以用燒熱的玻璃棒點(diǎn)觸，該反應(yīng)能持續(xù)進(jìn)行；(4)操作②在黑色固體中加入熱的氫氧化鉀溶液，除去混合物中過量的硫粉；硫和氫氧化鉀反應(yīng)生成硫化鉀和亞硫酸鉀，方程式為3S＋6KOH=2K2S＋K2SO3＋3H2O；硫可以溶解在二硫化碳中，故可以改用CS2。知識(shí)點(diǎn)二鐵的氧化物和氫氧化物1.鐵氧化物的物理性質(zhì)化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4俗稱—鐵紅磁性氧化鐵色態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體水溶性不溶于水不溶于水不溶于水鐵的價(jià)態(tài)＋2價(jià)＋3價(jià)＋2價(jià)、＋3價(jià)2.鐵氧化物的化學(xué)性質(zhì)(1)FeO、Fe2O3分別與鹽酸反應(yīng)的離子方程式：FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2O、Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O。(2)FeO與稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：3FeO＋10HNO3=3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O。(3)FeO、Fe2O3分別與HI溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：FeO＋2HI=FeI2＋H2O、Fe2O3＋6HI=2FeI2＋I(xiàn)2＋3H2O。(4)FeO在空氣中受熱反應(yīng)的化學(xué)方程式6FeO＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2Fe3O4。(5)Fe2O3與CO反應(yīng)的化學(xué)方程式Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2。3.鐵的氫氧化物(是離子反應(yīng)的寫離子方程式)化學(xué)式Fe(OH)2Fe(OH)3顏色狀態(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制備原理可溶性亞鐵鹽與堿溶液反應(yīng)：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓可溶性鐵鹽與堿溶液反應(yīng)：Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓二者的關(guān)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(xué)方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)34.氫氧化亞鐵的制備(1)制備原理：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓。(2)成功關(guān)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。(3)制備方法①有機(jī)覆蓋層法將吸有NaOH溶液的膠頭滴管插到液面以下，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(yīng)。②還原性氣體保護(hù)法用H2將裝置內(nèi)的空氣排盡后，再將亞鐵鹽與NaOH溶液混合，這樣可長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色沉淀。③電解法用鐵作陽(yáng)極，電解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆蓋苯(或煤油)。下列各圖中能用于制備Fe(OH)2的裝置是____________(填序號(hào))。(1)若用②裝置制備，簡(jiǎn)述制備原理與操作為___________________________________________________________________________________________________________________。(2)⑤中的苯能否用CCl4替換________，理由是：_______________________________________________。(3)若用④制備，試管中的現(xiàn)象為_________________________________________________________________________________，有關(guān)化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________。提示①②③⑤(1)鐵與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，讓氫氣趕盡裝置內(nèi)空氣，當(dāng)B中導(dǎo)管處氫氣純凈，關(guān)閉止水夾a，F(xiàn)eSO4溶液被壓入在氫氣保護(hù)下的NaOH溶液中(2)否CCl4比FeSO4溶液的密度大，不在上層，無法隔絕空氣(3)生成的白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色FeSO4＋2NaOH=Fe(OH)2↓＋Na2SO4、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3(一)鐵的氧化物和氫氧化物的性質(zhì)1.(2023·北京一六六中學(xué)期末)下列轉(zhuǎn)化關(guān)系不能通過一步反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的是()A.Fe→FeCl2 B.Fe2O3→Fe(OH)3C.FeCl3→FeCl2 D.Fe(OH)3→Fe2O3答案B解析A.Fe和氯化鐵反應(yīng)生成FeCl2，A不符合；B.Fe2O3不溶于水，不能直接轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3，B符合；C.FeCl3和鐵反應(yīng)生成FeCl2，C不符合；D.Fe(OH)3受熱分解生成Fe2O3，D不符合。2.(2023·邯鄲大名一中月考)下列關(guān)于鐵及其化合物的說法錯(cuò)誤的是()A.FeCl3、Fe(OH)3均可通過化合反應(yīng)制得B.實(shí)驗(yàn)室保存FeSO4溶液時(shí)常加入少量鐵粉C.Fe2O3、Fe3O4與鹽酸反應(yīng)均生成一種鹽和水D.Fe2O3與鋁粉能發(fā)生鋁熱反應(yīng)，可用于焊接鋼軌答案C解析A.FeCl3通過鐵和氯氣點(diǎn)燃生成，F(xiàn)e(OH)3通過氫氧化亞鐵、氧氣和水反應(yīng)得到，兩者都可通過化合反應(yīng)制得，故A正確；B.實(shí)驗(yàn)室保存FeSO4溶液時(shí)常加入少量鐵粉，防止亞鐵離子被氧化，故B正確；C.Fe2O3與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水，F(xiàn)e3O4與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵、氯化亞鐵和水，故C錯(cuò)誤；D.Fe2O3與鋁粉能發(fā)生鋁熱反應(yīng)，放出大量的熱，產(chǎn)生高溫熔融物，常用于焊接鋼軌，故D正確。(二)鐵氧化物組成的分析3.鐵的常見化合價(jià)有＋2價(jià)和＋3價(jià)。據(jù)研究，鐵在濃硝酸中發(fā)生鈍化時(shí)，可生成一種化學(xué)式為Fe8O11的化合物，它可以表示為FeO和Fe2O3組成的復(fù)雜氧化物。該化合物為()A.FeO·3Fe2O3 B.FeO·2Fe2O3C.2FeO·3Fe2O3 D.2FeO·Fe2O3答案C解析FeO·3Fe2O3中鐵原子和氧原子的個(gè)數(shù)比為7∶10，不符合8∶11，故A不符合題意；FeO·2Fe2O3中鐵原子和氧原子的個(gè)數(shù)比為5∶7，不符合8∶11，故B不符合題意；2FeO·3Fe2O3中鐵原子和氧原子的個(gè)數(shù)比為8∶11，故C符合題意；2FeO·Fe2O3中鐵原子和氧原子的個(gè)數(shù)比為4∶5，不符合8∶11，故D不符合題意。4.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＋，則該樣品的化學(xué)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＋)＝0.025mol×2＝0.05mol，根據(jù)電荷守恒得2n(Fe2＋)＋3n(Fe3＋)＝n(Cl－)＝0.14L×5mol·L－1＝0.7mol，則n(Fe3＋)＝0.2mol，故n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝0.05mol∶0.2mol＝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常用方法設(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)。(三)鐵氧化物和氫氧化亞鐵的制備實(shí)驗(yàn)探究5.實(shí)驗(yàn)室用下面裝置測(cè)定FeO和Fe2O3固體混合物中Fe2O3的質(zhì)量，D裝置的硬質(zhì)雙通玻璃管中的固體物質(zhì)是FeO和Fe2O3的混合物。(1)如何檢查裝置A的氣密性？____________________________________________________________________________。(2)為了安全，在點(diǎn)燃D處的酒精燈之前，必須進(jìn)行的操作是_______________________________________________。(3)裝置B的作用是_______________________________________________。裝置C中裝的液體是________________________________，所起的作用是_______________________________________________。(4)點(diǎn)燃D處的酒精燈，寫出在硬質(zhì)雙通玻璃管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________________________________________。(5)若FeO和Fe2O3固體混合物的質(zhì)量為23.2g，反應(yīng)完全后U形管的質(zhì)量增加7.2g，則混合物中Fe2O3的質(zhì)量為________。答案(1)關(guān)閉a，從球形漏斗口加水，待水從漏斗管上升與容器的水面形成一段水柱差，停止加水，靜置片刻，如水柱不下降，證明其氣密性良好(2)在b出口處檢驗(yàn)氫氣的純度(3)除去H2中混有的HCl氣體濃硫酸干燥氫氣(4)Fe2O3＋3H2eq\o(=,\s\up7(△))2Fe＋3H2O，F(xiàn)eO＋H2eq\o(=,\s\up7(△))Fe＋H2O(5)16g解析(1)檢驗(yàn)裝置A的氣密性時(shí)，關(guān)閉a，從球形漏斗口加水，待水從漏斗管上升與容器的水面形成一段水柱差，停止加水，靜置片刻，如水柱不下降，證明其氣密性良好；(2)為了實(shí)驗(yàn)安全，在點(diǎn)燃酒精燈前，在F裝置出口b處必須檢驗(yàn)H2的純度，以防爆炸事故的發(fā)生；(3)裝置B的作用是除去H2中的HCl，裝置C中盛裝的液體是濃硫酸，濃硫酸具有吸水性，作用是能干燥氫氣；(4)硬質(zhì)雙通玻璃管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：Fe2O3＋3H2eq\o(=,\s\up7(△))2Fe＋3H2O，F(xiàn)eO＋H2eq\o(=,\s\up7(△))Fe＋H2O；(5)m(Fe2O3)＋m(FeO)＝23.2g，兩反應(yīng)生成的水：m(H2O)＝7.2g，n(H2O)＝eq\f(7.2g,18g/mol)＝0.4mol，則混合物中的n(O)＝0.4mol，設(shè)Fe2O3的物質(zhì)的量為xmol，則FeO的物質(zhì)的量為(0.4－3x)mol，72(0.4－3x)＋160x＝23.2，x＝0.1，m(Fe2O3)＝0.1mol×160g/mol＝16.0g。6.用如圖所示裝置(夾持儀器省略)制備氫氧化亞鐵。實(shí)驗(yàn)步驟如下：Ⅰ.檢查裝置氣密性后，關(guān)閉K2、K5、K6，打開K1、K3、K4，使裝置A中產(chǎn)生的氣體進(jìn)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(guān)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(guān)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?；卮鹣铝袉栴}：(1)儀器a的名稱是________，B中長(zhǎng)玻璃管的作用是_______________________________________________。(2)裝置A中金屬離子的檢驗(yàn)方法是_______________________________________________________________________。(3)步驟Ⅲ裝置B中的現(xiàn)象是____________________________________________________________________________，其發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)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(guān)閉K2、K5、K6，裝置A中產(chǎn)生H2，排出裝置B中的空氣，因此長(zhǎng)導(dǎo)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(qiáng)，防止裝置中壓強(qiáng)過大，發(fā)生危險(xiǎn)。1.下列敘述不正確的是()A.(2022·浙江6月選考)濃硝酸與鐵在常溫下不反應(yīng)，所以可用鐵質(zhì)容器貯運(yùn)濃硝酸B.(2022·廣東卷)工人將模具干燥后再注入熔融鋼水，是因?yàn)殍F與H2O高溫下會(huì)反應(yīng)C.(2019·天津卷)將廢鐵屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工業(yè)廢氣中的Cl2D.(2020·浙江1月選考)鐵銹的主要成分可表示為Fe2O3·nH2O答案A2.(2022·浙江6月選考)關(guān)于化合物FeO(OCH3)的性質(zhì)，下列推測(cè)不合理的是()A.與稀鹽酸反應(yīng)生成FeCl3、CH3OH、H2OB.隔絕空氣加熱分解生成FeO、CO2、H2OC.溶于氫碘酸(HI)，再加CCl4萃取，有機(jī)層呈紫紅色D.在空氣中，與SiO2高溫反應(yīng)能生成Fe2(SiO3)3答案B解析已知化合物FeO(OCH3)中CH3O－帶一個(gè)單位負(fù)電荷，化合物FeO(OCH3)中Fe的化合價(jià)為＋3價(jià)，故其與稀鹽酸反應(yīng)生成FeCl3、CH3OH、H2O，反應(yīng)原理為FeO(OCH3)＋3HCl=FeCl3＋H2O＋CH3OH，A不合題意；化合物FeO(OCH3)中Fe的化合價(jià)為＋3價(jià)，C為－2價(jià)，若隔絕空氣加熱分解生成FeO、CO2、H2O，則不符合電子守恒和原子守恒規(guī)律，即不可能生成FeO、CO2、H2O，B符合題意；化合物FeO(OCH3)中Fe為＋3價(jià)，故其溶于氫碘酸(HI)生成的Fe3＋能將I－氧化為I2，反應(yīng)原理為2FeO(OCH3)＋6HI=2FeI2＋I(xiàn)2＋2H2O＋2CH3OH，再加CCl4萃取，有機(jī)層呈紫紅色，C不合題意；化合物FeO(OCH3)在空氣中高溫將生成Fe2O3、CO2和H2O，其中Fe2O3為堿性氧化物，與酸性氧化物SiO2二者高溫反應(yīng)能生成Fe2(SiO3)3，D不合題意。3.(2021·湖南卷)下列說法正確的是()A.糖類、蛋白質(zhì)均屬于天然有機(jī)高分子化合物B.FeO粉末在空氣中受熱，迅速被氧化成Fe3O4C.SO2可漂白紙漿，不可用于殺菌、消毒D.鍍鋅鐵皮的鍍層破損后，鐵皮會(huì)加速腐蝕答案B解析糖類中的單糖、二糖不屬于高分子化合物，A錯(cuò)誤；FeO不穩(wěn)定，在空氣中受熱會(huì)被氧化為Fe3O4，B正確；工業(yè)上常用SO2漂白紙漿，且SO2還可用于殺菌、消毒，C錯(cuò)誤；根據(jù)原電池原理，鍍鋅鐵皮的鍍層破損后形成原電池，鋅做原電池的負(fù)極，保護(hù)鐵不被腐蝕，D錯(cuò)誤。4.(2021·海南卷)無水FeCl3常作為芳烴氯代反應(yīng)的催化劑。某研究小組設(shè)計(jì)了如下流程，以廢鐵屑(含有少量碳和SiO2雜質(zhì))為原料制備無水FeCl3(s)。已知：氯化亞砜()熔點(diǎn)－101℃，沸點(diǎn)76℃，易水解?；卮饐栴}：(1)操作①是過濾，用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和________。(2)為避免引入新的雜質(zhì)，試劑B可以選用__________(填編號(hào))。A.KMnO4溶液 B.Cl2水C.Br2水 D.H2O2溶液(3)操作②是蒸發(fā)結(jié)晶，加熱的同時(shí)通入HCl(g)的目的是_______________________________________________。(4)反應(yīng)D→E的化學(xué)方程式為__________________________________________________________________________。(5)由D轉(zhuǎn)化成E的過程中可能產(chǎn)生少量亞鐵鹽，寫出一種可能的還原劑________，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證是該還原劑將Fe3＋還原________________________________________________________________________。答案(1)漏斗(2)BD(3)防止水解(4)FeCl3·6H2O＋6SOCl2eq\o(=,\s\up7(△))FeCl3＋6SO2↑＋12HCl↑(5)SO2先加鹽酸酸化，再加BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，則是SO2將Fe3＋還原解析(1)過濾用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和漏斗。(2)A(氯化亞鐵)加入氧化劑B生成C(氯化鐵)，A、C都引入雜質(zhì)離子，故選BD。(3)加熱促進(jìn)氯化鐵溶液的水解，會(huì)生成氫氧化鐵，故加入HCl(g)的目的是防止水解。(4)根據(jù)已知信息氯化亞砜()熔點(diǎn)－101℃，沸點(diǎn)76℃，易水解，可得FeCl3·6H2O與SOCl2生成FeCl3的化學(xué)方程式為FeCl3·6H2O＋6SOCl2eq\o(=,\s\up7(△))FeCl3＋6SO2↑＋12HCl↑。(6)可能是反應(yīng)中生成的二氧化硫?qū)⒙然F還原為氯化亞鐵，若二氧化硫作還原劑，則氧化產(chǎn)物為硫酸鹽，故若加鹽酸酸化，再加BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，則是二氧化硫作還原劑?；A(chǔ)落實(shí)選擇題只有1個(gè)選項(xiàng)符合題意1.(2023·吉安泰和中學(xué)期中)下列反應(yīng)既可得到正二價(jià)鐵又可得到正三價(jià)鐵的是()A.鐵在純氧中燃燒B.鐵與稀硫酸反應(yīng)C.鐵在氯氣中燃燒D.鐵粉與硫粉混合加熱答案A解析A.鐵在純氧中燃燒生成四氧化三鐵，既可得到正二價(jià)鐵又可得到正三價(jià)鐵，A符合題意；B.鐵與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，B不符合題意；C.鐵在氯氣中燃燒生成氯化鐵，C不符合題意；D.鐵粉與硫粉混合加熱生成硫化亞鐵，D不符合題意。2.關(guān)于鐵的三種氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的下列敘述正確的是()A.鐵的三種氧化物中鐵元素的化合價(jià)完全相同B.都是堿性氧化物，都能與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水C.氧化亞鐵可應(yīng)用于瓷器制作中使釉呈綠色D.四氧化三鐵中鐵元素有＋2價(jià)和＋3價(jià)，它是一種混合物答案C解析A.FeO中鐵元素的化合價(jià)為＋2價(jià)，F(xiàn)e2O3中鐵元素的化合價(jià)為＋3價(jià)，F(xiàn)e3O4為復(fù)雜的氧化物，其中鐵元素的化合價(jià)可以看作是由＋2、＋3價(jià)組成的，A錯(cuò)誤；B.FeO、Fe2O3為堿性氧化物，F(xiàn)eO與鹽酸反應(yīng)：FeO＋2HCl=FeCl2＋H2O，F(xiàn)e2O3與鹽酸反應(yīng)：Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O，F(xiàn)e3O4不屬于堿性氧化物，與鹽酸反應(yīng)：Fe3O4＋8HCl=FeCl2＋2FeCl3＋4H2O，B錯(cuò)誤；C.氧化亞鐵是一種黑色粉末，可用作色素，應(yīng)用于瓷器制作中使釉呈綠色，C正確；D.四氧化三鐵是復(fù)雜的氧化物，屬于純凈物，D錯(cuò)誤。3.下列關(guān)于鐵及其化合物的敘述正確的是()A.氫氧化鐵受熱分解可制得Fe3O4B.Fe2O3、Fe3O4都有磁性C.FeO不穩(wěn)定，在空氣里受熱，能迅速被氧化D.高溫下，鐵能與水蒸氣反應(yīng)生成Fe2O3答案C解析A.氫氧化鐵受熱分解可制得Fe2O3，A錯(cuò)誤；B.Fe3O4具有磁性，F(xiàn)e2O3無磁性，B錯(cuò)誤；C.FeO不穩(wěn)定，在空氣里受熱，能迅速被氧化為Fe3O4，C正確；D.高溫下，鐵能與水蒸氣反應(yīng)生成Fe3O4和氫氣，D錯(cuò)誤。4.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)的離子方程式書寫不正確的是()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中的＋2價(jià)Fe與HNO3反應(yīng)生成Fe3＋，不存在Fe2＋，B項(xiàng)不正確。5.下列有關(guān)鐵和鐵的化合物的敘述中，正確的是()A.鐵的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，它能與許多物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此鐵在自然界中只能以化合態(tài)存在B.Fe3O4是一種紅棕色粉末，俗稱鐵紅，常用作油漆、涂料、油墨和橡膠的紅色顏料C.Fe(OH)2在空氣中容易被氧化，如圖①②都能較長(zhǎng)時(shí)間看到Fe(OH)2白色沉淀D.往某溶液中先加入氯水，再加入KSCN溶液，發(fā)現(xiàn)溶液變成紅色，證明原溶液中含有Fe3＋答案C解析A.鐵雖然化學(xué)性質(zhì)比較活潑，能與許多物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但是自然界隕石中還存在單質(zhì)鐵，A錯(cuò)誤；B.Fe3O4為黑色粉末，鐵紅為Fe2O3，B錯(cuò)誤；C.①中稀硫酸能抑制亞鐵離子水解，鐵粉能防止亞鐵離子被氧化，且導(dǎo)管口插入到水中外界空氣無法進(jìn)入試管內(nèi)，滴加NaOH與FeSO4反應(yīng)生成的氫氧化亞鐵沉淀不會(huì)被氧化能較長(zhǎng)時(shí)間存在，②中因?yàn)楸降拇嬖贜aOH與FeSO4反應(yīng)生成的氫氧化亞鐵無法接觸到空氣，不會(huì)被氧化從而能較長(zhǎng)時(shí)間存在，C正確；D.若原溶液中沒有Fe3＋只有Fe2＋，先加氯水Fe2＋被氯氣氧化成Fe3＋，再加入KSCN溶液變紅色，但是原溶液中沒有Fe3＋，D錯(cuò)誤。6.為探究鐵及其化合物的一些化學(xué)性質(zhì)，某實(shí)驗(yàn)小組學(xué)生設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)。(1)高溫下，讓鐵粉與水蒸氣反應(yīng)，如圖所示。試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是______________________________________________________________________________________________，該反應(yīng)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(xué)方程式：__________________________________________________________________。③描述將C放置于空氣中的現(xiàn)象：___________________________________________________________________，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________________________________________________________________________。④寫出向B中加入氯水發(fā)生反應(yīng)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(dāng)光束通過該膠體時(shí)，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(dá)爾效應(yīng)解析(1)H2O中氫元素化合價(jià)由＋1價(jià)降低為0價(jià)，氧化劑是H2O。(2)①氧化鐵和鹽酸反應(yīng)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－。7.納米級(jí)Fe3O4是一種非常重要的磁性材料，同時(shí)也可用作催化劑載體和微波吸收材料。納米級(jí)Fe3O4有多種不同的制法，請(qǐng)回答下列相關(guān)問題。如圖是用共沉淀法制備納米四氧化三鐵的流程。(1)除Fe3O4外，鐵的兩種常見氧化物中在空氣中性質(zhì)比較穩(wěn)定的是________(填化學(xué)式)，該物質(zhì)的用途是______________________________________________________________________________________________(任寫一種)。(2)實(shí)驗(yàn)室保存溶液B時(shí)為了防止出現(xiàn)渾濁，通常采取的措施是_______________________________________________。(3)證明沉淀已經(jīng)洗滌干凈的操作是_________________________________________________________________________。(4)寫出該方法中發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式：_______________________________________________。(5)實(shí)際生產(chǎn)中為提高產(chǎn)率，起始所用FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O的物質(zhì)的量之比大于1∶2，原因是_______________________________________________。答案(1)Fe2O3用作油漆的紅色顏料(或涂料、油墨、橡膠的紅色顏料等)(2)加鹽酸(3)取少量最后一次洗滌液置于試管中，加鹽酸酸化，再滴加氯化鋇溶液，不產(chǎn)生白色沉淀(4)Fe2＋＋2Fe3＋＋8OH－eq\o(=,\s\up7(80℃))Fe3O4↓＋4H2O(5)反應(yīng)過程中部分亞鐵離子被氧氣氧化為鐵離子解析(1)FeO(氧化亞鐵)是一種黑色粉末，不穩(wěn)定，在空氣里很容易被氧化，在空氣中性質(zhì)比較穩(wěn)定的是Fe2O3。(2)實(shí)驗(yàn)室保存溶液B(FeCl3溶液)時(shí)為了防止出現(xiàn)渾濁，通常采取的措施是加鹽酸抑制FeCl3水解生成Fe(OH)3沉淀。(3)要證明沉淀已經(jīng)洗滌干凈，只要檢驗(yàn)洗滌液中不含硫酸根離子即可，操作是取少量最后一次洗滌液置于試管中，加鹽酸酸化，滴加氯化鋇溶液，不產(chǎn)生白色沉淀。(4)該方法中發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為Fe2＋＋2Fe3＋＋8OH－eq\o(=,\s\up7(80℃))Fe3O4↓＋4H2O。(5)實(shí)際生產(chǎn)中為了提高產(chǎn)率，起始所用FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O的物質(zhì)的量之比應(yīng)大于1∶2，原因是反應(yīng)過程中部分亞鐵離子被氧氣氧化為鐵離子。能力提升8.下列有關(guān)鐵元素的敘述中，錯(cuò)誤的是()A.自然界中存在赤鐵礦、磁鐵礦等鐵礦石，說明鐵的氧化物與水難以直接化合B.鐵是較活潑的金屬，但它與鹵素(X2)反應(yīng)的生成物不一定為FeX3C.氫氧化鐵與氫碘酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe(OH)3＋3HI=FeI3＋3H2OD.Fe2O3能與鋁粉發(fā)生置換反應(yīng)放出大量熱，可用于焊接鋼軌答案C解析A.Fe元素在自然界的存在形態(tài)有赤鐵礦、磁鐵礦等鐵礦石，說明鐵的氧化物與水難以直接化合，A正確；B.鐵是較活潑的金屬，它與鹵素(X2)反應(yīng)時(shí)，與I2反應(yīng)產(chǎn)生FeI2，與其他鹵素單質(zhì)反應(yīng)的生成物均為FeX3，B正確；C.Fe3＋具有強(qiáng)氧化性，I－具有還原性，氫氧化鐵與氫碘酸會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生FeI2、I2、H2O，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Fe(OH)3＋6HI=2FeI2＋I(xiàn)2＋6H2O，C錯(cuò)誤；D.將鋁粉和氧化鐵混合，在高溫條件下發(fā)生鋁熱反應(yīng)，該反應(yīng)能夠放出大量的熱，生成氧化鋁和液態(tài)鐵，工業(yè)上常利用該反應(yīng)原理來焊接鋼軌，D正確。9.元素的價(jià)類二維圖是我們學(xué)習(xí)元素及其化合物相關(guān)知識(shí)的重要模型和工具，它指的是以元素的化合價(jià)為縱坐標(biāo)，以物質(zhì)的類別為橫坐標(biāo)所繪制的二維平面圖像。如圖為鐵元素的價(jià)類二維圖，其中的箭頭表示部分物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，下列說法正確的是()A.鐵與高溫水蒸氣的反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化①B.加熱Fe(OH)3發(fā)生轉(zhuǎn)化⑥，F(xiàn)e2O3加水溶解可轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3C.由圖可預(yù)測(cè)：高鐵酸鹽(FeOeq\o\al(2－,4))具有強(qiáng)氧化性，可用于飲用水的消毒D.FeO是一種黑色粉末，不穩(wěn)定，在空氣中受熱，迅速被氧化成Fe2O3答案C解析鐵與水蒸氣在高溫下反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，不能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化①，A錯(cuò)誤；Fe2O3不溶于水，加水不可轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3，B錯(cuò)誤；FeOeq\o\al(2－,4)具有強(qiáng)氧化性，可用于飲用水的消毒，C正確；FeO是一種黑色粉末，在空氣中受熱，部分被氧化生成Fe3O4，D錯(cuò)誤。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(xì)、反應(yīng)活性很高的鐵粉。某實(shí)驗(yàn)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(tái)、鐵夾、鐵網(wǎng)、陶土網(wǎng)、加熱儀器等略去)如圖所示。關(guān)于上述裝置和實(shí)驗(yàn)，下列分析錯(cuò)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(yīng)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(jìn)入E中和Fe3O4在一定溫度下進(jìn)行反應(yīng)，得到“引火鐵”，剩余的氫氣在F處進(jìn)行收集或其他處理。11.由硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe3O4、Fe2O3、FeO和SiO2)制備綠礬(FeSO4·7H2O)的流程如圖，已知：FeS2難溶于水。下列說法錯(cuò)誤的是()A.步驟①酸溶燒渣最好選用硫酸B.步驟②涉及的離子反應(yīng)為FeS2＋14Fe3＋＋8H2O=15Fe2＋＋2SOeq\o\al(2－,4)＋16H＋C.步驟③須控制條件防止氧化D.將溶液b加熱到有較多固體析出，再用余熱將液體蒸干得到純凈綠礬答案D解析硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe3O4、Fe2O3、FeO和SiO2)加硫酸進(jìn)行酸溶后，溶液a中含亞鐵離子與鐵離子，二氧化硅不溶于硫酸，以濾渣形式存在，再向?yàn)V液a中加FeS2，將Fe3＋還原為Fe2＋，過濾除去過量的FeS2，得到溶液b，后隔絕氧氣經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等操作得到綠礬。A項(xiàng)，因?yàn)橐苽渚G礬(FeSO4·7H2O)，晶體中所含陰離子為硫酸根離子，所以酸溶時(shí)要選用硫酸，正確；B項(xiàng)，步驟②加入FeS2目的是將Fe3＋還原為Fe2＋，涉及的離子反應(yīng)為FeS2＋14Fe3＋＋8H2O=15Fe2＋＋2SOeq\o\al(2－,4)＋16H＋，正確；C項(xiàng)，因?yàn)閬嗚F離子易被氧化，所以步驟③須控制條件防止氧化，正確；D項(xiàng)，將溶液b加熱至有晶膜出現(xiàn)時(shí)，冷卻、結(jié)晶、過濾即可，蒸干的過程中，綠礬可能會(huì)失去結(jié)晶水，從而不能得到純凈的綠礬，錯(cuò)誤。12.(2021·遼寧卷)Fe/Fe3O4磁性材料在很多領(lǐng)域具有應(yīng)用前景，其制備過程如下(各步均在N2氛圍中進(jìn)行)：①稱取9.95gFeCl2·4H2O(Mr＝199)，配成50mL溶液，轉(zhuǎn)移至恒壓滴液漏斗中。②向三頸燒瓶中加入100mL14mol·L－1KOH溶液。③持續(xù)磁力攪拌，將FeCl2溶液以2mL·min－1的速度全部滴入三頸燒瓶中，100℃下回流3h。④冷卻后過濾，依次用熱水和乙醇洗滌所得黑色沉淀，在40℃干燥。⑤管式爐內(nèi)焙燒2h，得產(chǎn)品3.24