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,【典例1】如图,当容器A中的反 应开始后,若分别进行下列操作, 请回答下列问题: (1)若弹簧夹C打开,容器B中 会有什么现象发生? 答:_,(2)弹簧夹C关上一会儿,容器A中的反应还在进行时,容器B中有什么现象发生? 答:_ 写出容器B中有关反应的化学方程式:_ (3)若先打开弹簧夹C一段时间,容器A中的反应在进行时,再关上弹簧夹C一会儿,容器B中有什么现象发生? 答:_。,【思路点拨】解答本题关键是要明确Fe(OH)2容易被氧化的特性,同时要注意装置中H2的产生及H2流经的路径。,【自主解答】,答案:(1)容器B中的导管口有气泡冒出 (2)容器A中溶液进入容器B,容器B中先有白色沉淀生成,沉淀迅速变为灰绿色,最后变成红褐色 2NaOH+FeSO4=Fe(OH)2+Na2SO4, 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 (3)开始时容器B中的导管口有气泡冒出,弹簧夹关闭后容器A中溶液进入容器B,有白色沉淀生成,【典例2】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Cl2,然后再加入KSCN溶液变红色,说明原溶液中含有Fe2+ 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+,【思路点拨】解答本题应注意以下两点: (1)检验Fe3+和Fe2+的方法及现象; (2)Fe3+对检验Fe2+和Mg2+的干扰。,【自主解答】选C。A.加入KSCN后呈红色,说明含Fe3+,但不能说明是否含有Fe2+。 B.通Cl2后再加入KSCN溶液变红色说明所得的溶液中含Fe3+,而原溶液中是否含有Fe3+、Fe2+无法判断。 C.加NaOH得红褐色沉淀说明含有Fe3+。 D.当溶液中含有Fe2+和其他能与碱反应生成白色沉淀的离子时,同样会出现上述现象,因为Fe(OH)2转变成Fe(OH)3时,颜色很容易掩盖其他白色沉淀的现象。,知识点一:铁的氧化物和氢氧化物 1.(双选)由FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的混合物,测得其中铁元素与氧元素的质量比为218,则这种混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4的物质的量之比可能为( ) A.121 B.123 C.111 D.113,【解析】选C、D。由题意可得: =34。 则混合物的平均化学式为Fe3O4。 当FeO与Fe2O3的物质的量之比为11时,n(Fe)n(O)=34。即只要满足混合物中n(FeO) n(Fe2O3)=11,n(Fe3O4)可以为任意值。故选C、D。,2.下列叙述正确的是( ) 铁能被磁铁吸引,但纯铁易被腐蚀 在人体内的血红蛋白中含铁元素 Fe在纯氧中燃烧可得Fe2O3 Fe2O3不可与水反应得Fe(OH)3,所以不能通过化合反应制Fe(OH)3 Fe(OH)2在空气中加热,可得FeO A. B. C. D.,【解析】选A。项中,纯铁不易被腐蚀;人体血 红蛋白中含铁元素;Fe在纯氧中燃烧得到Fe3O4; Fe2O3不与H2O反应,制Fe(OH)3可用化合反应: 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;在空气中加 热Fe(OH)2,由于O2与FeO加热反应,得不到FeO。,3.(2009广东理基)下列实验能达到实验目的且符合安全要求的是( ),【解析】选B。Fe(OH)2易被氧化,制备时应将滴管插入FeSO4溶液内,A项错误;氧气难溶于水,可用排水法收集,B项正确;氢气不纯时点燃会发生爆炸,应验纯后点燃,C项错误;稀释浓硫酸时,不能将水倒入浓硫酸中,D项错误。,知识点二:铁盐和亚铁盐 4.(双选)某物质溶于盐酸,滴加KSCN溶液后颜色 没有变化,再通入Cl2后溶液呈红色,这种物质是 ( ) A.FeCl3 B.FeCl2 C.FeO D.Fe3O4 【解析】选B、C。从题意看,加入KSCN溶液无颜色变化,通Cl2后呈红色,这是典型的Fe2+的性质。溶于盐酸后生成Fe2+的是FeCl2和FeO,故选B、C。,5.将铁粉投入盛有Cu2+、Ag+、Fe3+的溶液中,反应完毕时,若烧杯底部有铁粉剩余,溶液中一定不含有的金属离子是_,若烧杯中没有铁粉剩余,则溶液中一定含有的金属离子是_,若溶液中不含有Cu2+时,则一定不含有的金属离子还有_。 解题提示:首先分析三种离子的氧化性强弱顺序,判断加入铁后离子被还原的顺序。还要考虑到Cu能与Fe3+和Ag+发生反应。,【解析】溶液中三种离子的氧化性由强到弱是Ag+ Fe3+Cu2+,Fe先与氧化性强的离子反应,之后才与 氧化性弱的离子反应,反应方程式依次为Fe+2Ag+=Fe2+2Ag,Fe+2Fe3+=3Fe2+, Fe+Cu2+=Fe2+Cu。当Fe剩余时,溶液中Ag+、Fe3+、Cu2+均不存在;若烧杯中没有铁粉,说明至少会发生反应,是否发生反应不确定,故溶液中一定存在的是Fe2+,其他离子均不能确定;若溶液中不含Cu2+,说明反应已进行完全,则Ag+、Fe3+均不会存在。 答案:Ag+、Fe3+、Cu2+ Fe2+ Ag+、Fe3+,一、选择题(本题包括5个小题,每小题4分,共20分) 1.要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+,进行如下实验操作时最佳顺序为( ) 加入足量氯水 加入足量KMnO4 加入少量KSCN溶液 A. B. C. D.,【解析】选C。加入KSCN证明无Fe3+,再加氯水,如有Fe2+则可被氧化为Fe3+而使溶液变血红色。(Fe3+3SCN-=Fe(SCN)3)。KMnO4也能氧化Fe2+,但KMnO4本身为紫色,使Fe3+和KSCN显色不易观察。,2.某铁的“氧化物”样品,用5 mol/L盐酸140 mL恰好完全溶解,所得溶液还能吸收标准状况下0.56 L氯气,使其中Fe2+全部转化为Fe3+。该样品可能的化学式是( ) A.Fe2O3 B.Fe3O4 C.Fe4O5 D.Fe5O7,【解析】选D。该Fe的氧化物中Fe的化合价必为+2、+3两种,只要求出氧化物中+2价、+3价的铁元素的物质的量,便可知其化学式。 设氧化物中+2价铁元素的物质的量为n mol 2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl- 2 1 n mol 21=n0.025 mol n=0.05,再依据Cl原子守恒知Fe2+结合Cl-的物质的量为0.05 mol 2=0.1 mol,Fe3+结合Cl-的物质的量为0.7 mol- 0.1 mol=0.6 mol,则n(FeCl3)=0.2 mol。 即:n(Fe3+)=0.2 mol,n(Fe2+)n(Fe3+)=0.05 mol 0.2 mol=14。 故铁的氧化物为FeO2Fe2O3,即Fe5O7。,3.实验室在配制FeSO4溶液时,为防止FeSO4被氧化而变质,常在溶液中加入少量的( ) A.锌粉 B.铁粉 C.硫酸铁 D.盐酸 【解析】选B。为防止Fe2+因氧化而变质需要加入还原剂,同时还不能引入新的杂质离子,选项中A会引入杂质,C项不是还原剂,只有B能符合题意。,4.下列有关铁及其化合物的说法中正确的是( ) A.赤铁矿的主要成分是Fe3O4 B.铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2 C.除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加铁粉,然后过滤 D.Fe3+与KSCN反应产生红色沉淀,【解析】选C。赤铁矿的主要成分是Fe2O3而不是Fe3O4,Fe3O4是磁铁矿的主要成分,A错;B中Fe与水蒸气高温生成Fe3O4而非Fe2O3;D中Fe3+与KSCN反应后生成的是红色溶液,而不是沉淀;只有C是正确的,C中反应为2FeCl3+Fe=3FeCl2。,5.某500 mL溶液中含0.1 mol Fe2+、0.2 mol Fe3+,加入0.2 mol铁粉,待Fe3+完全还原后,溶液中Fe2+的物质的量浓度为(假设反应前后体积不变)( ) A.0.4 molL-1 B.0.6 molL-1 C.0.8 molL-1 D.1.0 molL-1,【解析】选C。由2Fe3+Fe=3Fe2+,n(Fe3+)=0.2 mol, 可知n(Fe2+)=0.3 mol,则溶液中 n总(Fe2+)=0.3 mol+0.1 mol=0.4 mol, c(Fe2+)= =0.8 molL-1。,二、非选择题(本题包括1个小题,共10分) 6.如图所示装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化,实验时必须使用铁屑、6 mol/L的硫酸;其他试剂任选。,填写下列空白: (1)B中盛有一定量的NaOH溶液,A中应预先加入的 试剂是_,A中反应的离子方程式为_ _。 (2)实验开始时应先将活塞D_,其目的是_,在C中收集到的气体主要是_。,(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程_ _。 (4)拔掉装置B中的橡胶塞,使空气进入,写出有 关反应的化学方程式_ _。,【解析】本题实验的原理是利用Fe和稀H2SO4产生H2,先排净装置中的空气。确定排净空气后再关闭活塞D,通过H2产生的压强将FeSO4溶液压入NaOH溶液中,从而产生Fe(OH)2沉淀,且在H2的氛围中Fe(OH)2沉淀不易被氧化,所以可保存较长的时间。,答案:(1)铁屑Fe+2H+=Fe2+H2 (2)打开 排除B中的空气 氢气 (3)关闭活塞D,使A中的FeSO4溶液压入B瓶中与 NaOH反应,从而制得Fe(OH)2 (4)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,1.(5分)向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入100 mL浓度为1.0 mol/L的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224 mL的气体(标准状况),所得溶液中加入KSCN溶液后无血红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同质量此混合物,能得到铁的质量是( ) A.11.2 g B.5.6 g C.2.8 g D.1.4 g,【解析】选C。混合物与盐酸反应,涉及的化学方程式有: Fe+2HCl=FeCl2+H2 FeO+2HCl=FeCl2+H2O Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O Fe+2FeCl3=3FeCl2,由题意“恰好使混合物完全溶解”及“加入KSCN溶液后无血红色出现”,可知溶液中无Fe3+,为FeCl2溶液,即Fe、FeO、Fe2O3中的Fe全部转化到FeCl2中。因n(Cl-) =0.1 L1.0 mol/L=0.1 mol,所以n(Fe)=0.05 mol,则m(Fe)=0.05 mol56 g/mol=2.8 g。,2.(15分)A是一种红
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