第8讲 铁及其化合物B 1．红珊瑚栖息于200～2000m的海域，产于台湾海峡、南中国海，它与琥珀、珍珠被统称为有机宝石。在中国，珊瑚是吉祥富有的象征，一直用来制做珍贵的工艺品。红珊瑚是无数珊瑚虫分泌的石灰质大量堆积形成的干支状物，其红色是因为在海底长期积淀某种元素，该元素是( )A．Na B．FeC．SiD．Cu2．将铁片投入下列溶液中，不放出气体，并且Fe片质量减轻的是( )A．CuSO4B．H2SO4C．AgNO3D．FeCl33．将下列四种化合物分别溶于稀盐酸，滴加硫氰化钾溶液，没有颜色变化，再加氯水即呈现红色的是( )A．FeOB．Fe2O3C．FeCl3D．Fe2(SO4)34．下列关于铁的叙述正确的是( )①铁能被磁铁吸引，但纯铁易腐蚀②在人体的血红蛋白中含有铁元素③铁位于元素周期表中第四周期第ⅧB族④铁能在氧气中剧烈燃烧，但不能在水蒸气中燃烧⑤铁与强氧化剂硝酸反应的产物仅是Fe(NO3)3⑥不能通过化合反应制得FeCl2和Fe(OH)3A．①③B．②④C．②⑤D．④⑥5．[2022·西安模拟]将一浅绿色溶液置于空气中，变黄色。将此黄色溶液逐滴滴入沸水中，形成一种红褐色胶体，下列说法中错误的是( )A．该浅绿色溶液中含有Fe2＋，在空气中被氧化为Fe3＋B．欲检验该黄色溶液中是否含有未被氧化的Fe2＋，向其中滴加KSCN溶液C．配制该浅绿色溶液，要向其中加少量酸与铁粉，目的是为了防止Fe2＋的水解与氧化D．欲检验浅绿色溶液中是否含有Fe3＋，滴入KSCN溶液，看是否变红色6．FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是( )A．加入KSCN溶液一定不变红色B．溶液中一定含Fe2＋C．溶液中一定含Cu2＋D．剩余固体中一定含铜7．[2022·台州四校联考]下列有关物质性质和该性质的应用均正确的是( )A．二氧化锰具有强氧化性，可用作H2O2分解的氧化剂B．K2FeO4具有还原性，可用于自来水的杀菌消毒C．向过量稀硫酸中加入除去油污的废铁屑，是制备硫酸亚铁的可行方案6\nD．Fe3＋具有氧化性，可溶解印刷线路板上的金属铜8．[2022·临沂模拟]A、B、C是所学过的三种单质，A、B、C及其他物质之间的反应关系如图K8－3所示，其中B、D、E、F的水溶液呈酸性。若D＋C―→E＋F且常温下只有B为气态，则A、B、C分别为( )图K8－3A．Fe、Cl2、CuB．Fe、Cl2、H2C．Cu、Cl2、FeD．Fe、Cl2、Mg9．将1.12g铁粉加入25mL2mol/L的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是( )A．铁粉有剩余，溶液呈浅绿色，Cl－基本保持不变B．往溶液中滴入无色KSCN溶液，溶液变红色C．Fe2＋和Fe3＋物质的量之比为5∶1D．氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶510．下列反应的离子方程式正确的是( )A．Fe3O4与稀硝酸反应：Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2OB．FeCl3溶液腐蚀电路板：Fe3＋＋Cu===Fe2＋＋Cu2＋C．用FeS除去工业废水中的Hg2＋：FeS＋Hg2＋===HgS＋Fe2＋D．0.1molFeBr2中滴入含Cl20.1mol氯水：2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－11．铁氧体(Fe3O4)法是处理含铬废水的常用方法，其原理是：用FeSO4把废水中Cr2O还原为Cr3＋，并通过调节废水的pH，使生成物组成符合类似于铁氧体(Fe3O4或Fe2O3·FeO)的复合氧化物(xF2－xO3·FO)。处理含1molCr2O废水至少需要加入amolFeSO4·7H2O。下列结论正确的是( )A．x＝1，a＝5B．x＝0.5，a＝8C．x＝2，a＝10D．x＝0.5，a＝1012．中学化学中几种常见物质的转化关系如图K8－4所示。将D溶液滴入沸水中可得到以F为分散质的红褐色胶体。图K8－4请回答下列问题：6\n(1)红褐色胶体中F粒子直径大小的范围：________________________________________________________________________。(2)A、B、H的化学式：A________、B________、H________。(3)①H2O2分子的电子式为________。②写出C的酸性溶液与双氧水反应的离子方程式：________________________________________________________________________________。(4)写出鉴定E中阳离子的实验方法和现象：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)在C溶液中加入与C等物质的量的Na2O2，恰好使C转化为F，写出该反应的离子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。13．下面是某化学学习小组通过实验探究来学习“铁的三种价态之间的转化”的案例。(1)材料及试剂：具支试管、________(玻璃仪器)、U形管、多孔塑料垫板、粗(细)玻璃管、酒精灯、铁架台、止水夹、乳胶管、单孔塞、锌粒、FeO、Fe2O3、稀硫酸等。(2)实验装置图K8－5实验前需要检查该装置的气密性，方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)U形管中装入的药品是________，其作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)待锌粒与稀硫酸反应一段时间后，再点燃酒精灯甲和酒精灯乙，这样操作的必要性是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)实验完毕，关闭止水夹，熄灭两只酒精灯，可以观察到具支试管与长颈漏斗中的现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________，关闭止水夹的目的是________________________________________________________________________。6\n(6)玻璃管冷却后，取出玻璃管内的物质检验有单质铁存在，写出玻璃管内发生反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。14．图K8－6中X、Y、Z为单质，其他为化合物，它们之间存在如下转化关系(部分产物已略去)。其中，A俗称磁性氧化铁，E是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应。图K8－6回答下列问题：(1)组成单质Y的元素在周期表中的位置是____________；M中存在的化学键类型为________；R的化学式是________。(2)一定条件下，Z与H2反应生成ZH4，ZH4的电子式为________。(3)写出A和D的稀溶液反应生成G的离子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)向含4molD的稀溶液中，逐渐加入X粉末至过量。假设生成的气体只有一种，请在坐标系中画出n(X2＋)随n(X)变化的示意图，并标出n(X2＋)的最大值。图K8－76\n1．B [解析]红珊瑚是无数珊瑚虫分泌的石灰质大量堆积形成的干支状物，而Fe(OH)3是红褐色物质，NaOH是易溶于水的，Cu(OH)2是蓝色的，硅酸盐也不是红色的，故只有B正确。2．D [解析]A项中Fe置换出Cu而使铁片质量增大；B项中产生气体；C项中Fe置换出Ag而使铁片质量增大；D项发生反应：Fe＋2FeCl3===3FeCl2，符合条件，故选D。3．A4．B [解析]当铁中含有杂质时，在潮湿的空气中会发生电化学腐蚀，而纯铁的抗腐蚀能力较强；铁位于元素周期表的第Ⅷ族，而不是ⅧB族；铁在氧气中能发光、发热、剧烈燃烧，而与水蒸气反应则不会发光，看不到燃烧现象；铁与强氧化剂反应，能被氧化为Fe3＋，但若铁过量，则Fe3＋被Fe还原为Fe2＋，所以，Fe与HNO3反应可能因铁过量而生成Fe(NO3)2；FeCl2、Fe(OH)3都可通过化合反应制得Fe＋2FeCl3===3FeCl2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。5．B [解析]向该黄色溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红色，可以证明含有Fe3＋。6．C [解析]氧化性Fe3＋>Cu2＋，加入Fe先还原Fe3＋，然后再还原Cu2＋。7．D [解析]H2O2分解的反应中MnO2的作用是催化剂，A项错误；K2FeO4中铁的化合价为＋6价，具有强氧化性，B项错误；过量稀硫酸与废铁屑(含氧化铁)反应生成的硫酸亚铁中混有硫酸铁，产品不纯，应加入过量铁屑，C项错误；Fe3＋可溶解Cu，发生反应2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，D项正确。8．A [解析]B单质水溶液呈酸性，且常温下为气态，则B为Cl2，结合转化关系可推出，A、B、C、D、E、F分别为Fe、Cl2、Cu、FeCl3、CuCl2、FeCl2。9．B [解析]n(Fe)＝1.12g÷56g/mol＝0.02mol，n(Fe3＋)＝0.025L×2mol/L＝0.05mol，由反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋可知Fe3＋过量，加入KSCN显红色；溶液中n(Fe2＋)＝3n(Fe)＝0.06mol，溶液中n(Fe3＋)＝0.05mol－2n(Fe)＝0.01mol，即Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为6∶1；氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2。10．C [解析]A项，稀硝酸有氧化性，会氧化Fe2＋；B项，电荷不守恒；D项，离子方程式应为2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2===2Fe3＋＋Br2＋4Cl－。11．D [解析]据Cr原子守恒，复合氧化物(x2－xO3·O)的物质的量为mol，由Fe原子守恒有×(3－x)＝a，再根据电子守恒得×(2－x)＝1×6，联立解得x＝0.5，a＝10，故选D。12．(1)1～100nm (2)Fe FeS H2SO4(稀)(3)①HO,∶O,)H②2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O(4)取少量E于试管中，用胶头滴管滴入NaOH溶液，加热试管，在试管口放一湿润的红色石蕊试纸，观察到红色石蕊试纸变蓝，证明E中有NH存在(5)4Fe2＋＋4Na2O2＋6H2O===4Fe(OH)3＋O2↑＋8Na＋[解析]以红褐色胶体F是Fe(OH)3为突破口，再根据Fe(OH)3的生成和性质可推知：A为Fe，B为FeS，C为FeSO4，D为Fe2(SO4)3，E为(NH4)2SO4，H为稀H2SO4。 13．(1)长颈漏斗(答“分液漏斗”或“漏斗”错)(2)关闭止水夹，在长颈漏斗中注入水，如果漏斗中能够形成一段水柱，且水柱在短时间内不回落，则证明该装置气密性良好(3)碱石灰(或无水氯化钙) 除去氢气中的水蒸气(或答“干燥氢气”)(4)排出装置体系中的空气，防止爆炸(5)具支试管中的液面下降，长颈漏斗中的液面上升防止被还原出的铁再被氧化6\n(6)FeO＋H2Fe＋H2O、Fe2O3＋3H22Fe＋3H2O[解析](1)对照实验装置图可知，缺少的玻璃仪器是长颈漏斗。(2)该装置中有长颈漏斗，故可采用注水法检查装置气密性。(3)铁的氧化物的还原需要干燥的还原性气体，否则水蒸气容易与还原出的铁反应，故U形管中是干燥剂。(4)反应前装置中有空气，若刚通入氢气时便加热，可能会导致爆炸，故采用先通入氢气排出空气然后再加热的方法。(5)熄灭酒精灯，玻璃管内反应结束，关闭止水夹，因为锌粒与酸仍然反应产生气体，使装置内气压升高，具支试管中的液体被压入长颈漏斗中。(6)玻璃管中发生的是铁的氧化物被氢气还原的反应。14．(1)第二周期第ⅥA族 离子键、共价键 H2SiO3(或H4SiO4)(2)H∶Si,H,H∶H(3)3Fe3O4＋28H＋＋NO===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O(4)[解析]本题考查元素推断与无机框图、元素化合物等知识。Fe3O4的俗名为磁性氧化铁，故A是Fe3O4，又Al与Fe3O4反应可以生成单质(铝热反应)，故X是铁，Y是氧气；E是不溶于水的酸性氧化物，且能够与氢氟酸反应，故E是SiO2，由此可知Z是Si，M是Na2SiO3；结合图示可知D、G和R分别是HNO3、Fe(NO3)3和H2SiO3。(3)注意Fe3O4中铁的化合价有＋2和＋3价，由于硝酸具有强氧化性，在溶解Fe3O4的同时，将Fe2＋氧化为Fe3＋，自身被还原为NO。(4)向硝酸溶液中加入铁粉，当加入1molFe时发生反应为Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O，再加入过量铁粉(增加至1.5mol)，则发生反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。6
