訓(xùn)練(十四)鐵及其重要化合物

⑨基礎(chǔ)性也踴

1.(2021?山東聊城檢測)下列說法正確的是()

A.Fe在高溫條件下與水蒸氣反應(yīng)生成H2和Fe(OH)3

B.Fe3O4溶于鹽酸后加入幾滴KSCN溶液，溶液顯紅色

C.FeCb溶液蒸干、灼燒后得到FeCb固體

D.FeCb飽和溶液滴入NaOH溶液中可制備Fe(OH)3膠體

高溫

B[Fe與水蒸氣發(fā)生的反應(yīng)為3Fe+4H2O(g)==Fe3O4+4H2,生成產(chǎn)物是FesCU而

不是Fe(OH)3,A項錯誤。Fe3O4與鹽酸發(fā)生反應(yīng)為Fe3O4+8HCl=2FeC13+FeCb+4H2。，

反應(yīng)所得混合液中含有Fe3+,滴加KSCN溶液后，發(fā)生反應(yīng)：Fe3++3SCN'Fe(SCN)3,因

生成Fe(SCN)3溶液顯紅色，B項正確。FeCb易發(fā)生水解反應(yīng)：FeCb+3H2OMFe(OH)3+3HCl,

溶液蒸發(fā)過程中，水解生成的HC1不斷揮發(fā)，平衡正向移動，蒸干得到Fe(OH)3固體。Fe(OH)3

高溫

在高溫灼燒時發(fā)生分解反應(yīng)，化學(xué)方程式為2Fe(OH)3^=Fe2O3+3H2。，最終得到FezCh

固體，C項錯誤。FeCb飽和溶液滴入NaOH溶液發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，化學(xué)方程式為FeCl3+

3NaOH=Fe(OH)3I+3NaCl,生成Fe(OH)3沉淀，得不到Fe(OH)3膠體，D項錯誤。]

2.(2020?甘肅靜寧模擬)下列敘述正確的是()

A.Fe與稀HNO3、稀H2sCU反應(yīng)均有氣泡產(chǎn)生，說明Fe與兩種酸均發(fā)生置換反應(yīng)

B.足量的Fe在Cl2中燃燒生成FeCl2和FeCl3

C.先后將等物質(zhì)的量的Fe2O3和Fe分別溶于同一稀鹽酸時無氣體放出

HCl(aq)△

D.Fe2O3----------?FeCb(aq)——?無水FeCb，在給定的條件下能實現(xiàn)轉(zhuǎn)化

C[Fe與稀H2s。4反應(yīng)生成FeSCU和H2,屬于置換反應(yīng)，但與稀HNCh反應(yīng)生成NO,

不是置換反應(yīng)，A項錯誤；Fe與Cb反應(yīng)只生成FeCb,不生成FeCb,B項錯誤；先后將

Fe2O3和Fe分別溶于同一稀鹽酸中，由于Fe3+的氧化性強(qiáng)于H+,則依次發(fā)生反應(yīng)：Fe2O3

+6HCl=2FeCl3+3H20.2FeCl3+Fe=3FeCl2,故無氣體放出，C項正確；FezCh溶于

HC1溶液得到FeCb溶液，由于FeCb發(fā)生水解反應(yīng)，故加熱FeCb溶液不能得到無水FeCb,

D項錯誤。]

3.(2021?黑龍江哈爾濱檢測)鐵與水蒸氣反應(yīng)實驗改進(jìn)前后的裝置如圖所示：

浸水的尿

改進(jìn)后

下列說法錯誤的是()

A.將濕棉花改為浸水的尿不濕片段，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(dǎo)出

C.肥皂水改為吹泡泡水，收集H2效果更好，點燃效果更明顯

D.改進(jìn)后，懸掛的磁鐵能吸引鐵粉，實驗過程中，我們能看到具支試管中有黑色固體

不斷落下

D［尿不濕可吸附更多的水，且不易灑出，酒精燈改為雙頭可增加受熱面積及尿不濕

的加熱溫度，從而提供足夠的水蒸氣，A項正確；具支試管的結(jié)構(gòu)中含支管，冷凝的水可從

支管中流出，B項正確；泡泡水易于起泡，收集氣體更容易，點燃效果更好，C項正確；磁

鐵可以吸引單質(zhì)鐵和FesCU,D項錯誤。］

4.（2021?天津濱海新區(qū)四校聯(lián)考）下列實驗操作和現(xiàn)象、結(jié)論或目的均正確的是（）

選項操作和現(xiàn)象結(jié)論或目的

向紅磚粉末中加入鹽酸，充分反應(yīng)后取上層清液

紅磚中含

A于試管中，滴加KSCN溶液2?3滴，溶液呈紅

有氧化鐵

色

CO還原Fe2O3得到的黑色固體加入鹽酸溶解后黑色固體中沒

B

再加入KSCN溶液，溶液不顯紅色有Fe3O4

取少量Fe（NO3）2試樣加水溶解，加稀H2sCU酸該Fe（NO3）2

C

化，滴加KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色試樣已經(jīng)變質(zhì)

向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液變原溶液中

D

紅色含有Fe2+

A［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項錯誤；NO；十才具有強(qiáng)氧化性，

而Fe?+具有還原性，兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，有Fe?+生成，遇KSCN溶液呈紅色，不能證

明樣品是否變質(zhì)，C項錯誤；若原溶液中不存在Fe2+,存在Fe3+,也有此現(xiàn)象，D項錯誤"

5.（2021.廣東深圳三校聯(lián)考謀同學(xué)用含有鐵銹（Fez。。的廢鐵屑來制取氯化鐵晶體的裝

置（省略夾持裝置，氣密性已檢查）如圖所示。下列推斷不合理的是（）

3+

A.燒杯中H2O2溶液的作用是將Fe2+氧化為Fe

B.A中存在氧化鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵的反應(yīng)

C.B中收集到的氣體是氫氣

D.向反應(yīng)后的燒杯中通入少量SO2,則溶液顏色立即由棕黃色變?yōu)闇\綠色

D［鐵單質(zhì)與鹽酸反應(yīng)只能得到Fe2+,需要氧化劑將其氧化成Fe3+,A項正確；氧化

鐵能夠與鹽酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，B項正確；進(jìn)入導(dǎo)氣管中的氣體是氫氣與氯化氫，排水法收

集到的氣體是氫氣，C項正確；SO2會與Fe3+發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成淺綠色的Fe2+,但SO2

少量，溶液不能立即變色，D項錯誤。］

6.（2021?河南鶴壁一中檢測）硫酸亞鐵的用途廣泛，可以制備下圖所示物質(zhì)，下列說法

錯誤的是（）

H?（）2

Fel(()H)2(SOL)5

大氣

硫酸1HC()

3鐵紅

亞鐵煨燒

I/SOi

A硫酸亞鐵鏤

冷卻結(jié)晶一

A.Fe4（OH）2（SO4）5屬于堿式鹽，可用作凈水劑

2+

B.與足量NH4HCO3反應(yīng)的離子方程式為：2HCO；+Fe=FeCO31+CO2t+H2O

C.可用稀硫酸和K3［Fe（CN）6］溶液檢驗鐵紅中是否含有FeCO3

D.“冷卻結(jié)晶”后的操作是過濾，“鍛燒”操作的主要儀器有酒精燈、蒸發(fā)皿、玻璃棒

D［Fe4（OH）2（SO4）5電離后的陰離子為OJT和SO7，陽離子為Fe3+,屬于堿式鹽，

其中Fe3+可水解產(chǎn)生Fe（OH）3的膠體，吸附水中的雜質(zhì)，可作凈水劑，A項正確；FeSCU與

2+

足量NH4HCO3反應(yīng)的離子方程式為：2HCO；+Fe=FeCO3I+CO2t+H2O,B項正確；

Fe2+能使K3［Fe（CN）6］生成藍(lán)色沉淀，用稀硫酸和K31Fe（CN）6］溶液檢驗鐵紅中是否含有

FeCO3,若含有，溶液會生成藍(lán)色沉淀，若不含有，則無明顯現(xiàn)象，C項正確；“冷卻結(jié)晶”

后的操作是過濾，“煨燒”操作的主要儀器有酒精燈、三腳架、母埸、泥三角、玻璃棒，D

項錯誤。］

⑨綜合性國若噩

7.（2021.河南鄭州一中檢測）氯化鐵是有機(jī)合成中常用的催化劑，下圖是模擬化工廠利

用工業(yè)廢鐵屑制備催化劑氯化鐵的部分裝置圖，下列相關(guān)說法正確的是（）

甲乙丙

A.實驗室也可以用裝置甲制備SO2、C2H4

B.實驗過程中，應(yīng)先讓裝置乙中的反應(yīng)進(jìn)行一段時間后，再開始裝置甲中的反應(yīng)

C.實驗過程中應(yīng)該關(guān)閉彈簧夾3,讓裝置丙中的NaOH溶液充分吸收多余的C12

D.反應(yīng)結(jié)束后將三頸燒瓶中的溶液加熱濃縮、冷卻結(jié)晶，可制得氯化鐵晶體

B［實驗室利用乙醇與濃硫酸在170℃下發(fā)生消去反應(yīng)生成乙烯，缺少溫度計，A項錯

誤；乙中鐵與鹽酸反應(yīng)生成FeCL,再通入甲中產(chǎn)生的CL,將FeCL氧化為FeCb,減少尾

氣的產(chǎn)生，B項正確；實驗過程中要打開彈簧夾3,保持與大氣相通，防止裝置內(nèi)壓強(qiáng)過大,

發(fā)生事故，C項錯誤；FeCb易發(fā)生水解反應(yīng)，加熱濃縮會促進(jìn)其水解，得不到氯化鐵晶體,

D項錯誤。］

8.（2021?黑龍江哈爾濱檢測）鐵粉具有平肝鎮(zhèn)心，消癰解毒之功效，主治驚癇、癲狂、

腳氣沖心、貧血等。某興趣小組探究用氫氣和碳酸亞鐵制取鐵粉并檢驗反應(yīng)產(chǎn)物，實驗裝置

如圖。下列說法不正確的是（）

A.通過調(diào)節(jié)分液漏斗的活塞以控制①中氣泡產(chǎn)生快慢

B.裝置①的作用是干燥氫氣

C.裝置②、③中的藥品分別是無水硫酸銅、堿石灰

D.加熱裝置Y前，應(yīng)先讓X反應(yīng)一段時間，排除裝置中的空氣

C［通過控制滴加稀硫酸的速率，控制①中氣泡產(chǎn)生的快慢，A項正確；①中盛有濃硫

酸，用于干燥氫氣，B項正確；②中無水硫酸銅用于檢驗反應(yīng)產(chǎn)生的水蒸氣，③中盛有無水

氯化鈣，防止澄清石灰水中水蒸氣進(jìn)入裝置②，不能用堿石灰，易吸收CO2,影響其檢驗，

C項錯誤；加熱Y前，要先利用產(chǎn)生的氫氣排出裝置內(nèi)的空氣，防止氫氣混入空氣，加熱

時引起爆炸，D項正確。］

9.（2021?江西撫州七校聯(lián)考）實驗室測定氧化物X（FeQ）的組成實驗如下：

通入0.01molCl2

足量鹽酸,恰好反應(yīng)

3.04gX一步驟T”溶液Y溶液Z

步驟11

下列有關(guān)說法正確的是（）

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+）=2：1

C.溶液Z中的離子只有Fe3+和C「

D.根據(jù)步驟I、II可判斷X的組成為Feo.75。

A［溶液Y中通入0.01molCL,發(fā)生反應(yīng)：2Fe2++C12=2Fe3++2C「，則Y中含有

0.02molFe2+,因此X中相當(dāng)于FeO的質(zhì)量為0.02molX72g/mol=1.44g,相當(dāng)于FezCh的

質(zhì)量為3.04g—1.44g=1.6g,則有〃(Fe2C)3)=0.01mol,故X可看作ZFeOFezCh,可看作

16

Feo.sO,D項錯誤。樣品X中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為X100%-26.3%,A項正確;

16+0.8X56

據(jù)上述分析可知，溶液Y中c(Fe2+)：c(Fe3+)=l：1,B項錯誤；步驟I中加入足量鹽酸,

故溶液Z中含有Fe3+、H+和CP,C項錯誤。］

I.1.....

⑨應(yīng)用性X7，Z"?I—1一?????????

10.(2021?湖北荊門檢測)FeC13具有凈水作用，但腐蝕設(shè)備，而聚合氯化鐵是一種新型

的絮凝劑，處理污水比FeCb高效，且腐蝕性小。請回答下列問題：

(l)FeCl3凈水的原理是(用文字描

述)。FeCl3溶液腐蝕鋼鐵設(shè)備，除H+作用外，另一主要原因是(用離子方程式表示)—

(2)工業(yè)上用NaClO3氧化酸性FeCh溶液得到FeCb。完成NaClO3氧化FeCl,的離

子方程式：

CIO；+Fe2++=cr+Fe3++。

(3)通過控制條件，F(xiàn)eCh在溶液中水解生成聚合氧化鐵，離子方程式為：xFe3++yH2O

:FJ(0H)/E++汨+。欲使平衡正向移動可采用的方法是(填序號)o

a.降溫b.加水稀釋

c.加入NH4cld.加入NH4HCO3

(4)工業(yè)上常用FeCb溶液吸收尾氣中的H2S,得到單質(zhì)硫；過濾后，再以石墨為電極，

在一定條件下電解再生FeCb并回收H2OFeCb與H2s反應(yīng)的離子方程式為

解析(l)FeCb凈水的原理是Fe3+水解產(chǎn)生的Fe(OH)3膠體，能吸附水中懸浮的雜質(zhì)。

FeCb具有較強(qiáng)氧化性，可與Fe反應(yīng)生成FeCb而腐蝕鋼鐵設(shè)備。

(2)該反應(yīng)中C1元素由+5價降低到一1價，F(xiàn)e元素由+2價升高到+3價，根據(jù)得失電

2++3+

子守恒、原子守恒和電荷守恒配平可得：CIO；+6Fe+6H=C1-+6Fe+3H2O?

(3)鹽類的水解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，降低溫度，平衡逆向移動，a錯誤；加水稀釋，水解平

衡正向移動，b正確；加入NH4CLNH：與Fe3+均發(fā)生水解反應(yīng)，相互抑制，使Fe3+的水

解平衡逆向移動，c錯誤；加入NH4HCO3,H+與HCO；反應(yīng)生成CO2和H2O,使Fe3+的

水解平衡正向移動，d正確。

(4)FeCl3與H2s發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成FeCL、S和HC1,離子方程式為2Fe3++

2++

H2S=2Fe+S3+2Ho

答案(l)Fe3+水解產(chǎn)生的Fe(OH)3膠體，能吸附水中懸浮的雜質(zhì)2Fe3++Fe=3Fe?+

(2)166H+163H2O

⑶b、d

3+2++

(4)2Fe+H2S=2Fe+SI+2H

11.(2021?山西大同檢測)％Fe2C>3在磁性、催化、氣敏等方面用途非常廣泛，以硫鐵礦

燒渣(含F(xiàn)ezCh、SiO2>CaO、AI2O3等)為原料生產(chǎn)/FezCh的流程如下：

焦炭少量空氣硫酸

硫氨水

鐵

p11調(diào)至

礦還原焙燒浸取

燒

渣

濾渣

制鐵黃(),,

7-Fe2()3熱處理

(FeOOH)緩慢干燥

(1)“還原焙燒”時，焦炭的作用是,起還原作用的主

要物質(zhì)是(填化學(xué)式)。

(2)“浸取”時，為提高鐵的浸取率，可采取的措施除粉碎焙燒后的熔體、適當(dāng)增大硫

酸的用量外，還可采取的措施有(任寫一條)。

(3)“過濾”前，將溶液的pH調(diào)至5-5.5的目的是將AP+轉(zhuǎn)化為(填化學(xué)

式)。

(4)“緩慢干燥”生成鐵黃的化學(xué)方程式為=

(5)經(jīng)上述流程制得的y-Fe2O3中含有少量FeO和A12O3雜質(zhì)，某課題小組稱取8.1380g

Y-Fe2O3樣品，溶于100mL2.00molL-1H2s。4溶液中，完全溶解后加入過量H2O2溶液，然

后加入1.00mol-L1的NaOH溶液，生成固體的質(zhì)量與加入NaOH溶液體積的關(guān)系如圖，則

該樣品中y-Fe2O3的百分含量為(百分?jǐn)?shù)保留到小數(shù)點后兩位)。

0100200300400500「(NaOH溶液)/mL

解析(1)“還原焙燒”時，焦炭與氧氣反應(yīng)產(chǎn)生CO作還原劑，將Fe2C>3還原，故焦炭

的作用是燃燒提供熱量和產(chǎn)生還原劑，起還原作用的主要物質(zhì)是CO。

(2)“浸取”時，為提高鐵的浸取率，可采取的措施有粉碎焙燒后的熔體、充分?jǐn)嚢?增

大接觸面積)、適當(dāng)增大硫酸的用量、適當(dāng)延長浸取時間等。

(3)硫鐵礦燒渣含F(xiàn)ez。?、S。、CaO、AI2O3等，“過濾”前,將溶液的pH調(diào)至5?5.5,

為了除去SiO2、CaO、AI2O3等雜質(zhì)，故應(yīng)將AF+轉(zhuǎn)化為Al(0H)3沉淀。

(4)FeSO4溶液加入氨水后轉(zhuǎn)化為Fe(OH)2,在氧氣作用下轉(zhuǎn)化為鐵黃(FeOOH),故“緩

慢干燥”生成鐵黃的化學(xué)方程式為4Fe(OH)2+O2=4FeOOH+2H2O?

(5)在樣品中加入H2so4溶液發(fā)生的反應(yīng)為Fe?O3+3H2so4=Fe2(SO4)3+3H2。、AI2O3

+3H2SO4=A12(SO4)3+3H2O,FeO+H2SO4=FeSO4+H2O,再加入過量H2O2溶液將Fe2

+氧化為Fe3+。由圖像可知，OfA為NaOH溶液中和過量H2SO4,A-B為Ap+、Fe3+生成

A1(OH)3、Fe(0H)3沉淀，B-C為A1(OH)3的溶解，最后剩余固體為Fe(0H)3。B-C固體質(zhì)

量減少10.9095g-10.7535g=0.156g,即74Al(OHM=0.156g,n[Al(OH)3]=0.002mol；

根據(jù)Al元素守恒可知，A12O3為0.001mol,其質(zhì)量為0.078g?n[Fe(OH)3]=10,7535

g/(107g-mor')=0.1005mol。

設(shè)Fe2C)3為amol,則FeO為(0.1005—2a)mol,根據(jù)反應(yīng)方程式可得3a+(0.1005-

2a)mol=0.1505mol,解得a=0.05mol,則樣品中y-FezCh的百分含量為(0.05molX160g-mol

F)/8.138OgX100%~98.30%。

答案(1)燃燒提供熱量和產(chǎn)生還原劑co

(2)充分?jǐn)嚢?或適當(dāng)延長浸取時間等其他合理答案)

(3)A1(OH)3

(4)4Fe(OH)2+O2=4FeOOH+2H2O

(5)98.30%

⑥創(chuàng)新性I；：：：：：：：：：：：：

12.(2021?廣西南寧二中檢測)碳酸亞鐵可用于治療缺鐵性貧血。實驗室里先制得硫酸亞

鐵，后將硫酸亞鐵與碳酸氫核反應(yīng)制得碳酸亞鐵(Fe2++2HCO1=FeCO3I+CO2t+

H2O)O實驗裝置如下圖所示(部分夾持儀器略去)?；卮鹣铝袉栴}：

(1)配制溶液所用的蒸儲水必須先除去溶解的氧氣，具體方法是O

⑵實驗過程中，將生成的FeSO4溶液和NH4HCO3溶液混合的操作是

.(填字母標(biāo)號)。

(3)裝置B中的NH4HCO3需過量的原因

a.除去FeSC)4溶液中殘留的硫酸

b.Fe2+充分轉(zhuǎn)化為FeCCh

c.NH4HCO3溶解度比較大

d.NH4HCO3受熱分解損失

(4)碳酸亞鐵在潮濕的空氣中逐漸被氧化生成氫氧化鐵和一種氣體，反應(yīng)的化學(xué)方程式

為o

2

(5)NaHCO3與NH4HCO3均可作為Fe+的沉淀劑，但更常用NH4HCO3，理由是

__________________________________________________(寫出一點即可)。

(6)設(shè)計實驗檢驗制得的產(chǎn)品中是否含F(xiàn)e2+：。

解析打開活塞Ki、K3,A中稀硫酸和Fe反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，關(guān)閉Ki、R打

2+

開K2,通過氣體壓強(qiáng)使硫酸亞鐵溶液進(jìn)入B裝置，B裝置中發(fā)生反應(yīng)Fe+2HCO；

=FeCO3i+C02f+H20,生成的二氧化碳及A中的氫氣通過C檢驗。

(1)氧氣在蒸傕水中的溶解度隨著溫度的升高而降低，所以配制溶液所用的蒸偏水必須

先除去溶解的氧氣，具體方法是將蒸儲水煮沸后迅速冷卻。

(2)關(guān)閉Ki、除打開K2,生成的氣體使A中壓強(qiáng)增大，通過氣體壓強(qiáng)使硫酸亞鐵溶液

進(jìn)入B裝置。

(3)NH4HCC)3能和稀硫酸反應(yīng)而除去氫離子，將亞鐵離子轉(zhuǎn)化為FeCO3,且NH4HCO3

受熱易分解，故選取a、b、d?

(4)碳酸亞鐵在潮濕的空氣中逐漸被氧化生成氫氧化鐵和一種氣體，根據(jù)元素守恒確定

生成氣體成分為二氧化碳，反應(yīng)方程式為4FeCO3+6H2O+O2=4Fe(OH)3+4CO2?

(5)NH；離子水解生成氫離子，降低溶液的pH,減少副產(chǎn)物氫氧化亞鐵生成，且過量

時易除去，故選取NH4HCO3。

(6)Fe2+離子常用鐵氟化鉀溶液檢驗，能和鐵氟化鉀溶液生成特征藍(lán)色沉淀，其檢驗方法

為：取少量樣品于試管中，加入鐵氟化鉀溶液，如果不生成藍(lán)色沉淀，則說明不含F(xiàn)e2+離

子，否則含有Fe?+離子。

答案(1)將蒸儲水煮沸后迅速冷卻(2)關(guān)閉Ki、除打開K2(3)a、b、d

(4)4FeCO3+6H2O+O2=4Fe(OH)3+4CO2

(5)錢根離子水解生成氫離子，降低溶液的pH,減少副產(chǎn)物氫氧化亞鐵生成，且過量時

易除去

(6)取少量樣品于試管中，加入適量的稀硫酸溶解加入鐵氧化鉀溶液，如果不生成藍(lán)色

沉淀，則說明不含亞鐵離子，否則含有亞鐵離子

13.(2021?遼寧沈陽六校聯(lián)考)文獻(xiàn)記載：HNO3與鐵反應(yīng)能產(chǎn)生H2,某小組進(jìn)行如下實

驗。

實驗I：20℃,將過量鐵粉溶于0.5moLL-iHNO3中，立即有無色氣體生成，充分反

應(yīng)后，溶液幾乎無色。

⑴檢驗氣體：方法如下圖所示。

空氣

無色氣體一4(1巨

確認(rèn)氣體是H2，不含NO。實驗證據(jù)是。

(2)檢驗溶液：取上層清液，等分兩份

①向一份滴加K3[Fe(CN)6]溶液，(填現(xiàn)象)，說明含有Fe2+。

②向另一份加入NaOH溶液，產(chǎn)生灰綠色沉淀；加熱至沸，有刺激性氣味氣體逸出，

用濕潤紅色石蕊試紙檢驗，試紙變藍(lán)。綜合①、②,說明實驗I中發(fā)生的反應(yīng)有Fe+2H+

^=Fe2++Hjt,另外還有o

(3)對H2產(chǎn)生的原因提出假設(shè)：HNO3中H+的氧化性大于NO；,驗證如下：

實驗II：將銅粉溶于0.5mol/LHNO3中。證實假設(shè)不成立，實驗證據(jù)是

(4)重新假設(shè)：H+的還原速率大于NO；的還原速率。改變條件重復(fù)實驗I,向2mL0.5

moLLfHNO3中加入過量鐵粉，結(jié)果如下：

實驗序號IIIIVV

溫度20℃40℃60℃

生成H2體積6.0mL3.4mL2.6mL

溶液幾溶液略

現(xiàn)象溶液顯黃色

乎無色顯黃色

經(jīng)檢驗，實驗III、IV、V中，NO；的還原產(chǎn)物與實驗I相同。

①根據(jù)實驗現(xiàn)象，能否確定假設(shè)成立？.

②從反應(yīng)速率的角度解釋溫度升高H?體積減少的原因

(5)改用3moi/LHNCh與過量鐵粉反應(yīng)，HNCh的還原產(chǎn)物主要是NO。綜上所述，有

利于金屬與硝酸反應(yīng)生成氫氣的條件是o

解析(1)根據(jù)H2、NO的特征性質(zhì)進(jìn)行檢驗，無色氣體通入空氣中，氣體未變成紅棕

色，說明不含NO。肥皂液中產(chǎn)生大量氣泡，點燃肥皂泡，發(fā)生爆鳴聲，證明氣體是H2。

(2)①若溶液中含有Fe2+,滴加K3[Fe(CN)6]溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀。②加入NaOH溶液，

產(chǎn)生灰綠色沉淀；加熱至沸，有刺激性氣味氣體逸出，用濕潤紅色石蕊試紙檢驗，試紙變藍(lán)，

則該氣體為NH3,說明Fe與HNO3反應(yīng)時，NO；被還原生成NH；,結(jié)合得失電子守恒、

+2+

原子守恒及電荷守恒寫出離子方程式：4Fe+N0；+10H=4Fe+NH4+3H2Oo

(3)若HNO3中H+的氧化性大于NO；,將銅粉溶于0.5mol/LHNO3中，由于銅是不活

潑金屬，NO；不發(fā)生反應(yīng)，而實際上反應(yīng)產(chǎn)生的氣體遇空氣變成紅棕色，溶液變成藍(lán)色，

故假設(shè)不成立。

(4)根據(jù)表中實驗現(xiàn)象，不能確定假設(shè)成立，其原因是溫度升高，H+、NO；的還原速率

均增大，NO；的還原速率增大的更多，H+同時被消耗，H+得電子的機(jī)會減少，導(dǎo)致產(chǎn)生

比的體積減少。

(5)改用3moi/LHNCh與過量鐵粉反應(yīng)，HNCh的還原產(chǎn)物主要是NO,對比表中實驗現(xiàn)

象得出，硝酸的濃度較低、溫度較低有利于金屬與硝酸反應(yīng)生成氫氣。

答案(1)氣體遇空氣未見紅棕色；點燃肥皂泡，發(fā)出爆鳴聲

+2+

(2)①產(chǎn)生藍(lán)色沉淀②4Fe+N0；+10H=4Fe+NH4+3H2O

(3)沒有H?產(chǎn)生，溶液變藍(lán)

(4)①不能確定

②溫度升高，H+、NO；的還原速率均增大，NO；的還原速率增大的更多，H+同時被

消耗，H+得電子的機(jī)會減少，導(dǎo)致產(chǎn)生H2的體積減少

(5)較低溫度、低濃度硝酸

14.(2021.山東日照檢測)如圖是鐵與水蒸氣反應(yīng)的實驗裝置。在硬質(zhì)玻璃管中放入還原

鐵粉和石棉絨(石棉絨是耐高溫材料，與水、鐵不反應(yīng))的混合物，加熱，并通入水蒸氣，就

可以完成高溫下鐵與水蒸氣反應(yīng)的實驗。

配平)。

(2)儀器a的名稱是0

(3)某同學(xué)為了研究一定時間內(nèi)鐵粉的轉(zhuǎn)化率，設(shè)計了如下實驗：準(zhǔn)確稱量一定質(zhì)量的

鐵粉進(jìn)行反應(yīng)，測量反應(yīng)后生成氣體的體積，計算鐵粉的轉(zhuǎn)化率。

①該同學(xué)應(yīng)該先點燃（填“A”或"B”）處的酒精燈（或酒精噴燈），測量氣體體積不

可以選用上圖中（填“甲”“乙”或“丙”）裝置。

②稱取5.6g鐵粉與適量石棉絨混合，然后加熱反應(yīng)一段時間。若測出的氣體體積在標(biāo)

準(zhǔn)狀況下為0.448L,則鐵粉的轉(zhuǎn)化率為（轉(zhuǎn)化率=?黑震）o

（4）將硬質(zhì)玻璃管中反應(yīng)后的固體混合物全部取出置于燒杯中，加入足量的鹽酸溶解并

過濾，為探究反應(yīng)后溶液中可能的陽離子，小林同學(xué)進(jìn)行如下實驗，請你將下表補(bǔ)充完整：

解釋（用離子方程式表