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第11講　鐵及其重要化合物
[課程標(biāo)準(zhǔn)]　1.掌握鐵及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。2.了解鐵及其重要化合物的制備方法。
考點(diǎn)一　鐵的單質(zhì)　氧化物
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1．變價(jià)金屬——鐵
(1)物理性質(zhì)：鐵具有金屬的共性，具有能被磁體吸引的特性。
(2)化學(xué)性質(zhì)
按要求書寫下列反應(yīng)的方程式：
①Fe與Cl2、S反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Fe＋3Cl22FeCl3；Fe＋SFeS。
②Fe與水蒸氣的反應(yīng)：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。
③與氧化性酸(如HNO3)的反應(yīng)(寫離子方程式)。
酸 化學(xué)方程式或現(xiàn)象
稀HNO3 Fe不足 Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O
Fe過量 3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O
濃HNO3、濃H2SO4 常溫下鈍化
④與某些鹽溶液的反應(yīng)
與CuSO4溶液反應(yīng)的離子方程式：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。
與FeCl3溶液反應(yīng)的離子方程式：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。
(3)生鐵的冶煉
①原料：鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石。
②設(shè)備：高爐。
③主要反應(yīng)
學(xué)生用書?第49頁
a.還原劑(CO)的生成：C＋O2CO2，CO2＋C2CO；
b．鐵的還原：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2；
c．造渣反應(yīng)：CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2CaSiO3。
2．鐵的氧化物
(1)物理性質(zhì)
化學(xué)式 FeO Fe2O3 Fe3O4
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
Fe元素的價(jià)態(tài) ＋2 ＋3 ＋2，＋3
(2)鐵的氧化物與鹽酸反應(yīng)的離子方程式分別為：
FeO：FeO＋2H＋===Fe3＋＋H2O；
Fe2O3：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O；
Fe3O4：Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。
(3)鐵的氧化物與HNO3、HI的反應(yīng)
FeO溶于足量稀HNO3中：3FeO＋NO＋10H＋===3Fe3＋＋NO↑＋5H2O；
Fe2O3溶于足量HI溶液中：Fe2O3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I(xiàn)2＋3H2O。
[正誤辨析]　
(1)鐵位于元素周期表中第四周期第ⅧB族(　　)
(2)氧化鐵能與酸反應(yīng)，所以可用于制作紅色染料(　　)
(3)用鐵制容器可以運(yùn)輸濃硝酸和濃硫酸(　　)
(4)鐵與過量的硫粉共熱產(chǎn)物是Fe2S3(　　)
(5)Fe在足量Cl2中燃燒生成FeCl3，在少量Cl2中燃燒生成FeCl2(　　)
答案：　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×
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一、鐵與水蒸氣的反應(yīng)
1．鐵與水蒸氣反應(yīng)，通常有以下兩種裝置，請(qǐng)回答下列問題：
裝置一 裝置二
實(shí)驗(yàn)裝置
(1)裝置一中，裝置A的作用： _。
裝置二中，裝濕棉花的作用： _。
(2)實(shí)驗(yàn)完畢后，取出裝置一的少量固體，溶于足量稀鹽酸，再滴加KSCN溶液，溶液顏色無明顯變化，試解釋原因：
。
答案：　(1)提供水蒸氣　提供水蒸氣
(2)在溶液中Fe3＋被未反應(yīng)的鐵粉完全還原為Fe2＋
二、用守恒法判斷氧化物的組成
2．鐵的常見化合價(jià)有＋2價(jià)和＋3價(jià)。據(jù)研究，鐵在濃HNO3中發(fā)生鈍化時(shí)，可生成一種化學(xué)式為Fe8O11的化合物，它可以看作由FeO和Fe2O3組成的復(fù)雜氧化物。該化合物可以表示為 。
解析：　化合物Fe8O11可以看作由FeO和Fe2O3組成的復(fù)雜氧化物，設(shè)化學(xué)式為nFeO·mFe2O3，則，解得n＝2，m＝3，該化合物可以表示為2FeO·3Fe2O3。
答案：　2FeO·3Fe2O3
3．有一塊鐵的“氧化物”樣品，用140 mL 5.0 mol·L－1鹽酸恰好將之完全溶解，所得溶液還能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2＋全部轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3＋，則該樣品可能的化學(xué)式為 。
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＋)＝0.025 mol×2＝0.05 mol，根據(jù)電荷守恒得2n(Fe2＋)＋3n(Fe3＋)＝n(Cl－)，則n(Fe3＋)＝＝0.2 mol，故n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝0.05∶0.2＝1∶4，故該氧化物可表示為FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。
答案：　Fe5O7(或FeO·2Fe2O3)
確定鐵的氧化物組成的基本方法
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)＝∶＝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物質(zhì)的量之比為1∶1，F(xiàn)e3O4物質(zhì)的量為任意值)?！　?br/>學(xué)生用書?第50頁
考點(diǎn)二　鐵的氫氧化物
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化學(xué)式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
色態(tài) 白色固體 紅褐色固體
與鹽酸反應(yīng) Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
受熱分解 － 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O
二者的關(guān)系 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)3
[正誤辨析]　
(1)在空氣中用FeCl2和NaOH反應(yīng)制備Fe(OH)2(　　)
(2)把FeCl3溶液滴到濃NaOH溶液中可得到Fe(OH)3膠體(　　)
(3)Fe(OH)2與足量HNO3反應(yīng)生成淺綠色溶液(　　)
(4)Fe(OH)3與足量氫碘酸反應(yīng)生成FeI3(　　)
答案：　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×
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氫氧化亞鐵制備實(shí)驗(yàn)探究
1．用FeSO4溶液與不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應(yīng)制備Fe(OH)2。
(1)用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時(shí)還需要加入 。
(2)除去蒸餾水中溶解的O2常采用 的方法。
(3)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用長滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再擠出NaOH溶液，這樣操作的理由是
。
解析：　(1)Fe2＋易水解，要加入稀H2SO4防止其水解；Fe2＋易被空氣中的O2氧化，要加鐵粉，將被氧化生成的Fe3＋還原成Fe2＋。(2)氣體的溶解度是隨溫度升高而降低的，所以煮沸后的蒸餾水中溶解的O2變少。
答案：　(1)稀H2SO4、鐵粉　(2)煮沸　(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸O2而被氧化
2．下列各圖示中能較長時(shí)間看到Fe(OH)2白色沉淀的是 (填序號(hào))。
解析：　①②原理一樣，都是先用氫氣將裝置中的空氣排盡，并使生成的Fe(OH)2處在氫氣的保護(hù)中；④中液面加苯阻止了空氣進(jìn)入；③由于帶入空氣中的氧氣，能迅速將Fe(OH)2氧化，因而不能較長時(shí)間看到白色沉淀。
答案：?、佗冖?br/>3．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，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B中空氣。
Ⅱ.待B中空氣排盡后，關(guān)閉K3，打開K2，將A中溶液壓入B中并觀察現(xiàn)象。
Ⅲ.關(guān)閉K1、K2，打開K5，使C中氣體通入B中并觀察現(xiàn)象。
回答下列問題：
(1)儀器a的名稱是 ，B中長玻璃管的作用是 _。
(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 _。
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和K5，裝置A中產(chǎn)生H2，排出裝置B中的空氣，因此長玻璃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)。
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
學(xué)生用書?第51頁
4.利用電解實(shí)驗(yàn)可以制得純凈的Fe(OH)2白色沉淀，如圖所示，已知兩電極的材料分別為石墨和鐵。
(1)a電極的材料應(yīng)為 ，電極反應(yīng)式為 _。
(2)電解液c可以是 (填字母)。
A．純水 B．NaCl溶液
C．NaOH溶液 D．CuCl2溶液
(3)d為苯，其作用是 ，在加入苯之前對(duì)電解液c應(yīng)作何簡單處理？
。
(4)若c用Na2SO4溶液，當(dāng)電解一段時(shí)間后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接電源電解，除了電極上看到氣泡外，另一明顯現(xiàn)象為 _
。
答案：　(1)Fe　Fe－2e－===Fe2＋
(2)BC
(3)隔絕空氣，防止生成的Fe(OH)2被氧化　加熱煮沸，排出溶解的O2
(4)白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變成紅褐色
1．成功關(guān)鍵
(1)溶液中不含F(xiàn)e3＋和O2等氧化性物質(zhì)。
(2)制備過程中，保證生成的Fe(OH)2在密閉的隔絕空氣的體系中。
2．幾種典型的制備方法
方法 裝置 說明
隔絕空氣 用不含F(xiàn)e3＋的FeSO4溶液與用不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應(yīng)制備
氫氣氛圍中 先打開止水夾，生成的氫氣排盡裝置中的空氣，關(guān)閉止水夾，生成的硫酸亞鐵被壓入氫氧化鈉溶液
電解法 利用電解實(shí)驗(yàn)可以制得純凈的Fe(OH)2白色沉淀，陽極為鐵，陰極為石墨
　　
課時(shí)精練(十一)　鐵及其重要化合物
(本欄目內(nèi)容，在學(xué)生用書中以獨(dú)立形式分冊(cè)裝訂！)
1．我國清代《本草綱目拾遺》中敘述了“鐵線粉”：“粵中洋行有舶上鐵絲，……日久起銷，用刀刮其銷，……，所刮下之銷末，名鐵線粉”。這里的“鐵線粉”是指(　　)
A．Fe B．FeCl3 C．FeO D．Fe2O3
D　[鐵在空氣中容易發(fā)生吸氧腐蝕，根據(jù)題意“舶上鐵絲，……日久起銷”，說明銷是鐵銹，鐵銹的主要成分為Fe2O3，D項(xiàng)正確。]
2．有關(guān)鐵的敘述中不正確的是(　　)
A．鐵能被磁鐵吸引
B．人體的血紅蛋白中含有鐵元素
C．在空氣中能劇烈燃燒
D．鐵能與水蒸氣反應(yīng)
C　[A.鐵能被磁鐵吸引，A項(xiàng)說法正確；B.人體的血紅蛋白中含有鐵元素，B項(xiàng)說法正確；C.鐵在氧氣中能劇烈燃燒，在空氣中不燃燒，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；D.鐵能與水蒸氣在高溫條件下反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，故D說法正確。]
3．關(guān)于鐵的三種氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的下列敘述中正確的是(　　)
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．氧化亞鐵在空氣中加熱可生成更穩(wěn)定的四氧化三鐵
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
C　[A項(xiàng)，F(xiàn)eO中鐵的化合價(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，其中鐵的化合價(jià)可以看作是由＋2、＋3價(jià)組成，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，F(xiàn)eO、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，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，氧化亞鐵在空氣中加熱可生成更穩(wěn)定的四氧化三鐵，故C正確；D項(xiàng)，四氧化三鐵是復(fù)雜的化合物，屬于純凈物，故D錯(cuò)誤。]
4．下列反應(yīng)中，鐵只能生成高價(jià)化合物的是(　　)
A．少量鐵與稀硫酸反應(yīng)
B．鐵絲在氧氣中燃燒
C．過量鐵粉在氯氣中燃燒
D．Fe投入到CuSO4溶液中
C　[選項(xiàng)C雖然鐵粉過量，但因?yàn)椴皇窃谌芤褐羞M(jìn)行的反應(yīng)，故只能生成FeCl3。]
5．春秋初年，我國已掌握了冶鐵技術(shù)。下列有關(guān)鐵的化學(xué)反應(yīng)的敘述正確的是(　　)
A.室溫下，過量Fe與濃硫酸反應(yīng)生成FeSO4
B．加熱時(shí)，過量Fe與氯氣反應(yīng)生成FeCl2
C．高溫下，鐵與水蒸氣反應(yīng)有Fe3O4生成
D．高溫下，鐵粉與氧化鋁粉末反應(yīng)生成單質(zhì)鋁
C　[A.室溫下，F(xiàn)e在濃硫酸中鈍化，無法持續(xù)反應(yīng)，A錯(cuò)誤；B.氯氣氧化性較強(qiáng)，無論Fe是否過量與氯氣加熱反應(yīng)都只生成FeCl3，B錯(cuò)誤；C.高溫條件下，F(xiàn)e與水蒸氣反應(yīng)得到Fe3O4和氫氣，C正確；D.Fe的活動(dòng)性不如Al，不能從氧化鋁中置換出Al單質(zhì)，D錯(cuò)誤。]
6．下列說法正確的是(　　)
A．赤鐵礦的主要成分是Fe3O4
B．FeO俗稱鐵紅
C．Fe和水蒸氣在高溫條件下的反應(yīng)產(chǎn)物是Fe2O3和H2
D．向FeCl2溶液中滴加NaOH，先生成白色沉淀迅速變成灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色
D　[A.赤鐵礦為紅色，則赤鐵礦的主要成分是Fe2O3，故A錯(cuò)誤；B.FeO為黑色，F(xiàn)e2O3俗稱鐵紅，故B錯(cuò)誤；C.Fe和水蒸氣在高溫條件下的反應(yīng)產(chǎn)物是Fe3O4和H2，故C錯(cuò)誤；D.向FeCl2溶液中滴加NaOH，生成的氫氧化亞鐵被氧化生成氫氧化鐵，則觀察到先生成白色沉淀迅速變成灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色，故D正確。]
7．用如圖所示裝置進(jìn)行Fe與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，下列有關(guān)說法不正確的是(　　)
A．裝置A的作用是為實(shí)驗(yàn)提供持續(xù)不斷的水蒸氣
B．裝置B中反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Fe＋3H2OFe2O3＋3H2↑
C．裝置C中加入的固體干燥劑可能是堿石灰
D．點(diǎn)燃D處的氣體前必須檢驗(yàn)氣體的純度
B　[A.裝置A是液態(tài)水在加熱的條件下產(chǎn)生水蒸氣的裝置，作用是為實(shí)驗(yàn)提供持續(xù)不斷的水蒸氣，故A正確；B.Fe與水蒸氣反應(yīng)產(chǎn)物是四氧化三鐵和氫氣，B中反應(yīng)的化學(xué)方程式是3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，故B錯(cuò)誤；C.氫氣屬于中性氣體，可以用堿石灰作干燥劑，故C正確；D.氫氣在點(diǎn)燃之前應(yīng)該先檢驗(yàn)氣體的純度，防止發(fā)生爆炸，故D正確。]
8．如圖所示裝置，可用以制取和觀察Fe(OH)2在空氣中被氧化時(shí)顏色的變化。實(shí)驗(yàn)提供的試劑：鐵屑、稀硫酸、NaOH溶液等，下列說法不正確的是(　　)
A．燒瓶A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
B．實(shí)驗(yàn)開始前先打開止水夾E，其目的是利用產(chǎn)生的H2將裝置中的空氣排盡
C．生成 Fe(OH)2的操作：關(guān)閉止水夾E，使燒瓶A中FeSO4溶液壓入裝置B中進(jìn)行反應(yīng)
D．若取下裝置B的橡皮塞，可觀察沉淀由白色迅速變?yōu)榧t褐色
D　[制取Fe(OH)2使用的試劑是FeSO4和NaOH溶液，但是一定要注意隔絕空氣，防止氧氣將生成的Fe(OH)2氧化，所以B裝置中是NaOH溶液，A是產(chǎn)生FeSO4的裝置，發(fā)生反應(yīng)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，先打開止水夾E，讓H2進(jìn)入后續(xù)裝置，將空氣排出，再關(guān)閉E，A中的壓強(qiáng)增大，F(xiàn)eSO4溶液在壓強(qiáng)的作用下進(jìn)入B中，與NaOH反應(yīng)生成Fe(OH)2。A.根據(jù)分析，A中發(fā)生反應(yīng)為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，A正確；B.根據(jù)分析，打開止水夾E，可以利用產(chǎn)生的H2將裝置中的空氣排盡，B正確；C.根據(jù)分析，關(guān)閉止水夾E，使燒瓶A中FeSO4溶液壓入裝置B中形成Fe(OH)2，C正確；D.取下裝置B的橡皮塞，F(xiàn)e(OH)2被氧化，現(xiàn)象為白色固體迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，D錯(cuò)誤。]
9．準(zhǔn)確稱取某種鐵的氧化物2.88 g，用足量的CO進(jìn)行還原，將生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4.00 g，則這種鐵的氧化物為(　　)
A．Fe3O4 B．Fe2O3
C．FeO D．以上都不是
C　[4.00 g CaCO3沉淀的物質(zhì)的量為0.04 mol，則CO、CO2的物質(zhì)的量也為0.04 mol，增加的氧元素為0.04 mol，質(zhì)量為0.04 mol×16 g·mol－1＝0.64 g，鐵的氧化物中氧元素質(zhì)量為0.64 g，鐵元素質(zhì)量為2.88 g－0.64 g＝2.24 g，鐵的氧化物中鐵元素與氧元素的物質(zhì)的量之比為∶0.04 mol＝1∶1，則這種鐵的氧化物的化學(xué)式為FeO。]
10．用CO還原2.40 g氧化鐵，當(dāng)固體質(zhì)量變成2.28 g時(shí)，測得此固體中只存在2種氧化物。則此固體成分和它們的物質(zhì)的量之比可能的是(　　)
A.n(FeO)∶n(Fe3O4)＝1∶1
B．n(Fe2O3)∶n(FeO)＝2∶1
C．n(Fe2O3)∶n(FeO)＝1∶1
D．n(Fe2O3)∶n(Fe3O4)＝1∶1
A　[固體減少的質(zhì)量為CO獲得的氧原子的質(zhì)量，根據(jù)固體質(zhì)量差，可知減少氧原子的質(zhì)量為2.40 g－2.28 g＝0.12 g，則減少氧原子的物質(zhì)的量為n(O)減＝＝0.007 5 mol，氧化鐵的物質(zhì)的量為n(Fe2O3)＝＝0.015 mol，則反應(yīng)后氧化物中的O的物質(zhì)的量為n(O)后＝0.015 mol×3－0.007 5 mol＝0.037 5 mol，反應(yīng)中Fe原子的物質(zhì)的量不變，則反應(yīng)后氧化物中Fe、O原子數(shù)目之比為：0.015 mol×2∶0.037 5 mol＝4∶5，據(jù)此分析解答。A.當(dāng)n(FeO)∶n(Fe3O4)＝1∶1時(shí)，F(xiàn)e、O原子數(shù)目之比為(1＋3)∶(1＋4)＝4∶5，故選A；B.當(dāng)n(Fe2O3)∶n(FeO)＝2∶1時(shí)，F(xiàn)e、O原子數(shù)目之比為：(1＋2×2)∶(1＋3×2)＝5∶7，故B不選；C.當(dāng)n(Fe2O3)∶n(FeO)＝1∶1時(shí)，F(xiàn)e、O原子數(shù)目之比為：(1＋2)∶(1＋3)＝3∶4，故C不選；D.當(dāng)n(Fe2O3)∶n(Fe3O4)＝1∶1時(shí)，F(xiàn)e、O原子數(shù)目之比為：(3＋2)∶(4＋3)＝5∶7，故D不選。]
11．把少量廢鐵屑溶于過量稀硫酸中，過濾，除去雜質(zhì)，在濾液中加入適量硝酸，再加入過量氨水，有紅褐色沉淀生成。過濾，加熱沉淀物至質(zhì)量不再發(fā)生變化，得到紅棕色的殘?jiān)Ｉ鲜龀恋砗蜌堅(jiān)謩e為(　　)
A．Fe(OH)2；Fe(OH)3、Fe3O4
B．Fe(OH)2；FeO
C．Fe(OH)3；Fe2O3
D．Fe2O3；Fe(OH)3
C　[該反應(yīng)過程有關(guān)轉(zhuǎn)化關(guān)系為Fe與稀硫酸反應(yīng)生成FeSO4，F(xiàn)eSO4有還原性，硝酸具有強(qiáng)的氧化性，F(xiàn)eSO4遇硝酸被氧化為硫酸鐵，向該溶液中加入氨水，二者發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，產(chǎn)生紅褐色氫氧化鐵沉淀，氫氧化鐵不穩(wěn)定，受熱分解，產(chǎn)生氧化鐵和水，所以最后得到的紅棕色的固體是Fe2O3。因此選項(xiàng)C符合題意。]
12．已知：普通鐵＋水蒸氣鐵的氧化物＋氫氣，鐵的氧化物＋氫氣“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”，裝置圖(鐵架臺(tái)、鐵夾、鐵網(wǎng)、石棉網(wǎng)、加熱儀器等略去)如下。
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、E
D．D用于收集氫氣，F(xiàn)處的尾氣需處理
C　[本題以四氧化三鐵和“引火鐵”的制備為載體，考查裝置的分析等。結(jié)合題圖及題給已知信息可知，首先加熱水制得水蒸氣，在高溫下用水蒸氣和普通鐵粉進(jìn)行反應(yīng)，生成Fe3O4和H2，然后使得到的Fe3O4和H2(由普通鐵粉和鹽酸制備)在一定溫度下發(fā)生置換反應(yīng)生成“引火鐵”與H2O。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，加熱持續(xù)提供水蒸氣，C是安全瓶，用于防倒吸，D是利用排水法收集氫氣的儀器。E中反應(yīng)物為A中生成的四氧化三鐵，圓底燒瓶I中放置普通鐵粉，通過分液漏斗加入一定體積的鹽酸，產(chǎn)生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”，剩余的氫氣進(jìn)行收集或其他處理。A.根據(jù)上述分析可知，A、I中加入普通鐵粉，G是U形管，需要通過氣體，不能用液體進(jìn)行除雜干燥，可用堿石灰，A正確；B.磁性氧化鐵是四氧化三鐵，根據(jù)上述分析可知，B正確；C.本實(shí)驗(yàn)中B裝置也是需要加熱的，目的是產(chǎn)生水蒸氣，C錯(cuò)誤；D.D為用排水法收集氫氣的裝置，F(xiàn)處的尾氣中含有H2，需要處理，避免在空氣中遇火發(fā)生爆炸，D正確。]
13．某學(xué)校實(shí)驗(yàn)小組欲探究硫粉與鐵粉的反應(yīng)，并驗(yàn)證反應(yīng)后的產(chǎn)物中鐵元素的化合價(jià)，如圖是鐵粉和硫粉反應(yīng)的裝置圖。
①將硫粉和鐵粉按物質(zhì)的量之比1∶1充分混合。
②按裝置圖將儀器連接好。
③ 。
④將混合物均勻地放在硬質(zhì)玻璃管內(nèi)。
⑤接通電源，將電壓指示盤調(diào)到35 V，電爐絲很快變紅，并引發(fā)左邊混合物發(fā)生反應(yīng)。關(guān)閉電源。
⑥將反應(yīng)后的混合物冷卻后加入稀硫酸中，然后取上層清液滴加硫氰酸鉀溶液驗(yàn)證產(chǎn)物中鐵元素的化合價(jià)。
(1)步驟③中缺少的實(shí)驗(yàn)操作是什么？ _
。
(2)關(guān)閉電源后，反應(yīng)仍繼續(xù)進(jìn)行的原因是什么？
。
(3)將盛有NaOH溶液的瓶中A、B導(dǎo)管位置反接是否可以？為什么？
。
(4)某同學(xué)認(rèn)為，若Fe粉與S粉反應(yīng)產(chǎn)物中鐵元素的化合價(jià)是＋2價(jià)，則上述步驟⑥中的溶液不變紅，你認(rèn)為他的說法正確嗎？ _
。
解析：　(2)關(guān)閉電源后，反應(yīng)仍繼續(xù)進(jìn)行，說明Fe粉與S粉反應(yīng)是放熱的，且放出的熱量能使反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行至反應(yīng)完全；
(3)將盛有NaOH溶液的瓶中A、B導(dǎo)管位置反接，此操作不可以，因?yàn)槿舴唇訒?huì)使NaOH溶液回流至未完全冷卻的玻璃管中，而使玻璃管炸裂；
(4)某同學(xué)認(rèn)為，若Fe粉與S粉反應(yīng)產(chǎn)物中鐵元素的化合價(jià)是＋2價(jià)，則上述步驟⑥中的溶液不變紅，他的說法不正確，因?yàn)榉磻?yīng)未隔絕空氣，空氣中的O2參與反應(yīng)會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
答案：　(1)檢查裝置的氣密性　(2)Fe粉與S粉反應(yīng)是放熱的，且放出的熱量能使反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行至反應(yīng)完全　(3)不可以，若反接會(huì)使NaOH溶液回流至未完全冷卻的玻璃管中，而使玻璃管炸裂　
(4)不正確，因?yàn)榉磻?yīng)未隔絕空氣，空氣中的O2參與反應(yīng)會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果
14．某學(xué)習(xí)小組探究鐵與氯氣在不同條件下的反應(yīng)及產(chǎn)物。
資料：高于300 ℃時(shí)FeCl3升華
(1)將鐵粉放入氯水中，鐵粉溶解，無氣泡產(chǎn)生。
①經(jīng)檢驗(yàn)氯水呈酸性，原因是 (用化學(xué)方程式表示)。
②依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，判斷氯水中與Fe反應(yīng)的微粒可能為 。
(2)濕潤的Cl2與Fe的反應(yīng)：
實(shí)驗(yàn) 裝置 操作及現(xiàn)象
Ⅰ 常溫時(shí)將鐵絲伸入A中，鐵絲迅速變黑，反應(yīng)停止后，加入蒸餾水，溶液呈淺綠色。
Ⅱ 將紅熱的鐵絲伸入A中，鐵絲劇烈燃燒，產(chǎn)生大量棕黃色煙，瓶底鋪有棕色粉末。
①實(shí)驗(yàn)Ⅰ，經(jīng)檢驗(yàn)產(chǎn)物中有FeCl2，推測其形成的可能原因：
a：鐵和氯氣直接化合生成，其反應(yīng)為： 。
b：2Fe＋3Cl2===2FeCl3，2FeCl3＋Fe===3FeCl2。
②實(shí)驗(yàn)Ⅱ， _(填操作和現(xiàn)象)，A中產(chǎn)物含＋3價(jià)鐵。
(3)干燥的Cl2與Fe的反應(yīng)：
實(shí)驗(yàn) 裝置 操作及現(xiàn)象
Ⅲ 常溫時(shí)將鐵絲伸入A中，鐵絲慢慢變黑，大量氣體剩余。
Ⅳ 將紅熱的鐵絲伸入A中，鐵絲劇烈燃燒，產(chǎn)生大量棕黃色煙，瓶底鋪有棕色粉末。
實(shí)驗(yàn)Ⅲ中有大量Cl2剩余，實(shí)驗(yàn)Ⅳ幾乎無Cl2剩余，原因是
。
解析：　(1)①氯氣溶于水，發(fā)生Cl2＋H2O===HCl＋HClO，使溶液顯酸性；②鐵粉放入氯水中，鐵粉溶解，無氣泡產(chǎn)生，可能是Fe與Cl2反應(yīng)，也可能是Fe與HClO反應(yīng)生成FeCl3和H2O；也可能是Fe與ClO－反應(yīng)生成FeCl3和H2O。(2)①鐵和氯氣直接化合生成，其反應(yīng)為：Fe＋Cl2===FeCl2；②取少量生成物于試管中，加蒸餾水溶解，然后滴加KSCN溶液，若溶液顯紅色，說明含有＋3價(jià)Fe。(3)對(duì)比實(shí)驗(yàn)Ⅲ和Ⅳ的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，Ⅲ中鐵與氯氣反應(yīng)產(chǎn)生的氯化物膜覆蓋在鐵絲表面，使鐵與氯氣不能接觸；Ⅳ中反應(yīng)溫度高，生成的FeCl3升華，鐵與氯氣繼續(xù)接觸反應(yīng)。
答案：　(1)①Cl2＋H2OHCl＋HClO　②Cl2、ClO－、HClO　(2)①a.Fe＋Cl2===FeCl2　②向A中加水，取少量A中溶液，滴入KSCN溶液，溶液變紅　(3)Ⅲ中鐵與氯氣反應(yīng)產(chǎn)生的氯化物膜覆蓋在鐵絲表面，使鐵與氯氣不能接觸；Ⅳ中反應(yīng)溫度高，生成的FeCl3升華，鐵與氯氣繼續(xù)接觸反應(yīng)
15．某化學(xué)課外小組在制備Fe(OH)2實(shí)驗(yàn)過程中觀察到生成的白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，一段時(shí)間后變?yōu)榧t褐色，該小組同學(xué)對(duì)產(chǎn)生灰綠色沉淀的原因，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。
Ⅰ.甲同學(xué)查閱資料得知，F(xiàn)e(OH)2沉淀具有較強(qiáng)的吸附性，猜測灰綠色可能是Fe(OH)2吸附Fe2＋引起的，設(shè)計(jì)并完成了實(shí)驗(yàn)1～實(shí)驗(yàn)3。
編號(hào) 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)1 向10 mL 4 mol·L－1NaOH溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1FeSO4溶液(兩溶液中均先加幾滴維生素C溶液) 液面上方產(chǎn)生白色沉淀(帶有較多灰綠色)。沉淀下沉后，部分灰綠色沉淀變?yōu)榘咨?br/>實(shí)驗(yàn)2 向10 mL 8 mol·L－1NaOH溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1FeSO4溶液(兩溶液中均先加幾滴維生素C溶液) 液面上方產(chǎn)生白色沉淀(無灰綠色)。沉淀下沉后，仍為白色
實(shí)驗(yàn)3 取實(shí)驗(yàn)2中白色沉淀，洗凈后放在潮濕的空氣中
(1)依據(jù)甲同學(xué)的猜測，實(shí)驗(yàn)2中沉淀無灰綠色的原因?yàn)?br/>。
(2)該小組同學(xué)依據(jù)實(shí)驗(yàn)3的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，間接證明了甲同學(xué)猜測的正確性，則實(shí)驗(yàn)3的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可能為 _。
Ⅱ.該小組同學(xué)再次查閱資料得知當(dāng)沉淀形成時(shí)，若得到的沉淀單一，則沉淀結(jié)構(gòu)均勻，也緊密；若有雜質(zhì)固體存在時(shí)，得到的沉淀便不夠緊密，與溶液的接觸面積會(huì)更大。
(3)當(dāng)溶液中存在Fe3＋或溶解較多O2時(shí)，白色沉淀更容易變成灰綠色的原因?yàn)?br/>。
(4)該小組同學(xué)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：制備Fe(OH)2時(shí)能較長時(shí)間觀察到白色沉淀的適宜條件和操作有 _、
。
解析：　(1)對(duì)比實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2可知，實(shí)驗(yàn)2所用氫氧化鈉溶液的濃度大于實(shí)驗(yàn)1，反應(yīng)后溶液中亞鐵離子濃度小于實(shí)驗(yàn)1，溶液上方產(chǎn)生氫氧化亞鐵白色沉淀無灰綠色說明實(shí)驗(yàn)2中亞鐵離子濃度小，不易被吸附在氫氧化亞鐵沉淀表面；(2)由實(shí)驗(yàn)3的現(xiàn)象能間接證明甲同學(xué)猜測的正確性可知，實(shí)驗(yàn)3取實(shí)驗(yàn)2中白色沉淀洗凈后放在潮濕的空氣中，沒有吸附亞鐵離子的氫氧化亞鐵白色沉淀不易變?yōu)榛揖G色，沉淀應(yīng)該從白色直接變?yōu)榧t褐色，中間不會(huì)有灰綠色出現(xiàn)；(3)當(dāng)溶液中存在鐵離子或溶解較多氧氣時(shí)，所得氫氧化亞鐵白色沉淀中會(huì)混有氫氧化鐵沉淀，得到的沉淀便不夠緊密，與溶液的接觸面積大，能吸附更多的亞鐵離子，白色沉淀更容易變成灰綠色；(4)由Ⅰ可知向高濃度氫氧化鈉溶液中滴加硫酸亞鐵溶液可以較長時(shí)間觀察到白色沉淀，由Ⅱ除去溶液中存在的鐵離子和溶解的氧氣可以較長時(shí)間觀察到白色沉淀，則制備氫氧化亞鐵時(shí)能較長時(shí)間觀察到白色沉淀的適宜條件和操作為隔絕空氣向高濃度氫氧化鈉溶液中滴加硫酸亞鐵溶液，除去溶液中存在的鐵離子和溶解的氧氣。
答案：　(1)NaOH溶液濃度高，反應(yīng)后溶液中Fe2＋濃度較小，不易被吸附在Fe(OH)2表面
(2)白色沉淀變?yōu)榧t褐色，中間過程無灰綠色出現(xiàn)
(3)沉淀中混有Fe(OH)3，不夠緊密，與溶液接觸面積更大，更容易吸附Fe2＋
(4)隔絕空氣向高濃度NaOH溶液中滴加FeSO4溶液　除去溶液中Fe3＋和O2

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