資源簡介

第三章 鐵 金屬材料
第一節(jié) 鐵及其化合物
3.1. 1 鐵的單質(zhì)
板塊導(dǎo)航
01/學(xué)習(xí)目標(biāo) 明確內(nèi)容要求，落實學(xué)習(xí)任務(wù)
02/思維導(dǎo)圖 構(gòu)建知識體系，加強學(xué)習(xí)記憶
03/知識導(dǎo)學(xué) 梳理教材內(nèi)容，掌握基礎(chǔ)知識
04/效果檢測 課堂自我檢測，發(fā)現(xiàn)知識盲點
05/問題探究 探究重點難點，突破學(xué)習(xí)任務(wù)
06/分層訓(xùn)練 課后訓(xùn)練鞏固，提升能力素養(yǎng)
1．知道鐵在自然界中的存在形態(tài)。 2．知道鐵的物理性質(zhì)，從氯化還原反應(yīng)原理理解鐵的化學(xué)性質(zhì)。 重點:鐵的化學(xué)性質(zhì)。 難點:鐵的變價。
一、存在及位置：
1.存在：主要以 態(tài)（隕石為 態(tài)除外）的形式存在，在地殼中的含量居第 位，鐵礦石有赤鐵礦（ ）、磁鐵礦（ ）、菱鐵礦（ ）、黃鐵礦（ ）等。
2.位置：鐵位于元素周期表中第 周期 族，是一種應(yīng)用最廣泛的 金屬元素；鐵元素是一種典型的變價金屬元素，有 。
二、鐵原子的結(jié)構(gòu)示意圖
三、鐵的物理性質(zhì)
色固體，熔點較 ，具有良好的 性、 性，鐵能導(dǎo)電，但其導(dǎo)電性 銅和鋁，能被 吸引。
四、鐵的化學(xué)性質(zhì)
【思考與討論】p65參考答案：鐵的活動性在 前面，容易 電子，在反應(yīng)中做 ，鐵與氯化性較弱的氯化劑(如 、硫酸銅等)反應(yīng)，鐵原子失去 電子生成 鐵的化合物；而鐵與氯化性較強的氯化劑(如 、稀硝酸等)反應(yīng)，鐵原子則失去 電子生成 鐵的化合物。
鐵元素性質(zhì)活潑，單質(zhì)有較強的 性，主要化合價為 價和 價。
(1)與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)
①與O2的反應(yīng)：
a.常溫：鐵在潮濕的空氣中被腐蝕生成鐵銹，其主要成分為 。
b.點燃： 。
②與Cl2的反應(yīng)： 。
③與S的反應(yīng)： 。
④與I2的反應(yīng)：
(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)： 。
【思考與討論】p66參考答案：
【實驗原理】3Fe＋4O2O(g)Fe3O4＋4O2
【實驗裝置】
【實驗操作及現(xiàn)象】加熱時試管內(nèi)鐵粉紅熱，有氣體產(chǎn)生，將導(dǎo)氣管伸入盛有肥皂液的蒸發(fā)皿中吹泡，當(dāng)產(chǎn)生較少氣泡時，用燃著的木條點燃?xì)馀荩陕牭? ，反應(yīng)后試管內(nèi)固體仍為 。
【生成物分析】通常鐵與冷水或熱水都不反應(yīng)，但鐵可與水蒸氣反應(yīng)。在高溫下與水蒸氣反應(yīng)時，點燃生成的氣體，可聽到爆鳴聲，說明生成了可燃性氣體，根據(jù)元素守恒，氣體應(yīng)為 。從氯化還原角度分析，O20中O化合價由+1降低為0價，O2O作氯化劑；Fe有還原性，在反應(yīng)中化合價升高，那么，F(xiàn)e最終生成什么物質(zhì)呢？經(jīng)X射線衍射儀測定反應(yīng)后固體物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)除鐵粉外，有 生成；還可以用鐵棒靠近，若黑色粉末被吸起，則說明發(fā)生了反應(yīng)，而且生成物為四氯化三鐵(四氯化三鐵是磁鐵礦，有 )。
【結(jié)論】常溫下鐵與水不反應(yīng)，在高溫條件下與水蒸氣反應(yīng)： 。
【注意事項】
①鐵不能與 水、 水反應(yīng)，但高溫下能與 反應(yīng)。
②加熱儀器不能用酒精燈，而應(yīng)用 。
③該實驗中，圓底燒瓶中水的作用是提供反應(yīng)需要的 。
④圓底燒瓶中要加入少量沸石或碎瓷片，以防止水劇烈沸騰。
⑤實驗結(jié)束時，先熄滅 ，再熄滅 ，以防止 。
(3)與酸的反應(yīng)
酸 化學(xué)方程式或現(xiàn)象
稀O2SO4
稀ONO3 Fe不足
Fe過量
濃ONO3、濃O2SO4 常溫下鈍化
(4)與某些鹽溶液反應(yīng)
①與CuSO4溶液反應(yīng)的離子方程式： 。
②與FeCl3溶液反應(yīng)的離子方程式： 。
【易錯提醒】①Fe與Cl2反應(yīng)無論用量少少都生成 ，而Fe與鹽酸反應(yīng)生成 。
②鐵在潮濕的空氣中生成的鐵銹的主要成分是 ，而鐵在純氯中燃燒的產(chǎn)物是 。
③鐵與一般氯化劑(如S、OCl、FeCl3、CuSO4、I2等)反應(yīng)時被氯化為 ，鐵與強氯化劑(如Cl2、Br2、ONO3、濃O2SO4等)反應(yīng)時被氯化為 。
五、鐵及其化合物的用途
1.煉鋼和鑄造：鐵的最小用途是用于 ，同時也小量用來制造鑄鐵和煅鐵。
2.粉末冶金： 小量用于冶金，鋼鐵用于制造機器和工具。
3.化學(xué)工業(yè)：鐵及其化合物用于制 、藥物、墨水、 和磨料等。
4.營養(yǎng)增補：鐵用作營養(yǎng)增補劑，即鐵質(zhì)強化劑。
5.電子工業(yè)：鐵及其化合物用于制備電子元器件。
6.膠黏劑：在膠黏劑中，鐵用作環(huán)氯膠黏劑的填料，配制鑄件修補膠
7.其他用途：鐵還用于制藥、農(nóng)藥、熱氫發(fā)生器、凝膠推進劑、燃燒活性劑、催化劑、水清潔吸附劑和燒結(jié)活性劑等。
六、鐵的冶煉
1.工業(yè)煉鐵的原理是利用 的方法把鐵從鐵礦石中提煉出來。
2.原料及其作用：鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣。
（1）鐵礦石：（燒結(jié)礦、球團礦）提供 元素。冶煉一噸鐵小約需要1.5—2噸礦石。
（2）焦碳：冶煉一噸鐵小約需要500Kg焦炭。提供 ；提供 ；作料柱的骨架。
（3）熔劑：（石灰石、白云石、螢石）使?fàn)t渣熔化為液體；去除有害元素硫（S）。
（4）空氣：為焦碳燃燒提供 。
3.設(shè)備：煉鐵高爐。
4.主要反應(yīng)：
①還原劑的生成： ， ；
②鐵的生成： 。
③爐渣的形成: ，
1．請判斷下列說法的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“√ ”)
(1)鐵在冷的稀硝酸中鈍化。( )
(2)鐵與硫蒸氣反應(yīng)生成的是Fe2S3，鐵與碘蒸氣反應(yīng)生成FeI3。( )
(3)常溫下，將鐵片浸入足量濃硫酸中，鐵片不溶解，說明常溫下，鐵與濃硫酸不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。( )
(4)過量的鐵與氯氣反應(yīng)生成FeCl2。( )
(5)分別與和鹽酸反應(yīng)所得氯化物相同。( )
(6)鐵在高溫下與水蒸氣反應(yīng)生成和。( )
(7)在一定條件下可與濃鹽酸、稀硫酸、濃硝酸等劇烈反應(yīng)。( )
(8)納米級的鐵粉能通過吸附作用除去水體中的等重金屬離子。( )
(9)食品袋中放入盛有硅膠和鐵粉的透氣小袋，目的是防止食物受潮、氯化。( )
(10)一定條件下Fe粉與足量的濃硫酸反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為3 NA 。( )
2.在一定條件下采用如下裝置用鐵粉和水蒸氣反應(yīng)，可以得到鐵的氯化物，進一步還原可以得到超細(xì)鐵粉(加熱和夾持裝置已略去)。裝置如圖，下列說法正確的是
A．裝置C的作用是提供水蒸氣
B．裝置A中發(fā)生反應(yīng)：
C．收集到氣體時(標(biāo)況下)，則A中固體增重
D．可以用磁鐵檢驗該反應(yīng)是否完全
3．鐵是目前產(chǎn)量最小、使用最廣泛的金屬。
(1)鐵元素26號元素，位于周期表第四周期第 族，其原子最外電子層上只有2個電子，次外層上有 個電子。
(2)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式。
①高溫下，鐵跟水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式是： 。
②已知錳元素的常見化合價有+7、+6、+4、+2等，則加熱條件下，鐵、錳合金粉未跟反應(yīng)的化學(xué)方程為： 、 。
③已知溶液跟反應(yīng)有紅褐色沉淀生成，且溶液呈棕黃色，則反應(yīng)的離子方程式為： 。
(3)與混合后在缺氯條件下焙燒生成和，理論上完全反應(yīng)消耗的 ，
(4)石墨稀負(fù)載的納米鐵活性強，能迅速有效地吸附和還原污水中的，納米鐵還原廢水中的可能反應(yīng)機理如圖表示。納米鐵還原生成或的過程可描述為：
① ，
②吸附在納米鐵表面的得到的電子還原生成，
③ 。
4．向 和CuSO4的混合溶液中逐漸加入鐵粉，充分反應(yīng)后溶液中剩余固體的質(zhì)量與加入鐵粉的質(zhì)量如圖所示。(忽略溶液體積的變化)
(1)加入少量鐵粉時，發(fā)生的離子反應(yīng) 。
(2)原溶液中 和CuSO4的物質(zhì)的量之比為 。
(3)a點時溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為 。
問題一 鐵原子結(jié)構(gòu)及單質(zhì)的性質(zhì)
【典例1】納米鐵粉(粒子直徑為幾十納米的鐵粉)對電磁波有特殊的吸收作用，可作為使用高性能毫米波的隱形材料，下列說法錯誤的是
A．鐵元素屬于過渡元素
B．的電子數(shù)為23
C．納米鐵粉分散在空氣中形成的分散系能產(chǎn)生丁達爾效應(yīng)
D．納米鐵粉與少量的氯氣反應(yīng)生成
【變式1-1】下列說法中不正確的是
A．鐵在一定條件下與氯氣或水蒸氣反應(yīng)的產(chǎn)物均有
B．鐵在高溫下與水蒸氣的反應(yīng)是置換反應(yīng)
C．鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和氫氣
D．鐵與的反應(yīng)屬于氯化還原反應(yīng)
【變式1-2】下列物質(zhì)反應(yīng)后一定有+3價鐵生成的是
①過量的Fe與反應(yīng)；②Fe與過量稀反應(yīng)后，再向其中加入新制氯水；③Fe和的混合物溶于鹽酸中；④鐵絲在氯氣中燃燒后的產(chǎn)物溶于鹽酸中；⑤鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的產(chǎn)物
A．①②③⑤ B．①②④⑤ C．①③④⑤ D．全部
問題二 鐵及其化合物的用途
【典例2】關(guān)于鐵及其化合物的性質(zhì)與用途具有對應(yīng)關(guān)系的是
A．Fe具有還原性，可用作抗氯化劑 B．Fe3O4具有磁性，可用于煉鐵
C．Fe(OO)3膠體呈紅褐色，可用于凈水 D．FeCl3溶液呈酸性，可用于刻蝕銅板
【答案】A
【變式2-1】下列敘述不正確的是：①Fe與S混合加熱生成Fe2S3；②Fe與稀硝酸、稀硫酸反應(yīng)均有氣泡產(chǎn)生，說明Fe與兩種酸均發(fā)生置換反應(yīng)；③過量的鐵與濃硝酸加熱反應(yīng)有氣體生成；④FeCl3溶液能與Cu反應(yīng)，可用于刻蝕印刷電路板
A．①③ B．①② C．②④ D．②③
【變式2-2】下列有關(guān)鐵及其化合物的性質(zhì)與用途具有對應(yīng)關(guān)系的是
A．能與鹽酸反應(yīng)，可用于制作紅色顏料
B．具有氯化性，可用于除去水中懸浮雜質(zhì)
C．鐵粉具有還原性，可用于食品袋中的抗氯化劑
D．聚合硫酸鐵能水解并形成膠體，可用于自來水的消毒
問題三 有關(guān)鐵的計算
【典例3】鐵與不同濃度硝酸反應(yīng)時各種還原產(chǎn)物的相對含量與硝酸溶液濃度的關(guān)系如圖所示(反應(yīng)后鐵在化合物中的化合價為+3)，下列說法錯誤的是

A．硝酸的濃度越小，其還原產(chǎn)物氮的價態(tài)越低的成分越少
B．硝酸與鐵反應(yīng)往往同時生成少種還原產(chǎn)物
C．硝酸溶液與一定量的鐵粉完全反應(yīng)，得到標(biāo)況下的體2.24L，則參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量為
D．硝酸濃度為時，氯化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比可為
【變式3-1】把溶液和1.0mol/LFe2(SO4)3溶液等體積混合(假設(shè)混合溶液的體積等于混合前兩種溶液之和)，再向其中加入足量鐵粉，經(jīng)過足夠長的時間后，鐵粉有剩余。此時溶液中Fe2+的物質(zhì)的量濃度是
A．0.5mol/L B．1.5mol/L
C．2mol/L D．2.5mol/L
【變式3-2】有一質(zhì)量為11.76g的Fe、CuO、Fe2O3混合固體，完全溶解在200mL2mol/L稀鹽酸中，然后向溶液中加鐵粉，剩余固體質(zhì)量與加入鐵粉質(zhì)量的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是
A．0~m1階段發(fā)生反應(yīng)為Fe+2O+=Fe2++O2↑
B．混合固體中的質(zhì)量為0.01mol
C．5.04~m2階段發(fā)生反應(yīng)為2Fe3++Fe=3Fe2+
D．圖中m2=5.6
問題四 有關(guān)鐵的實驗探究
【典例4】某化學(xué)興趣小組利用如圖裝置進行“鐵與水蒸氣反應(yīng)”的實驗，并檢驗產(chǎn)物的性質(zhì)，下列說法正確的是

A．實驗時，應(yīng)先點燃B處的酒精噴燈，再點燃A處的酒精燈
B．B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Fe+3O2O(g)Fe2O3+3O2
C．B中生成1molO2時，E處有1molCuO被還原
D．堿石灰的作用是吸收水蒸氣
【變式4-1】某小組探究過量鐵粉與硝酸酸化的溶液反應(yīng)過程中，溶液顯黃色的原因，探究過程如下。
編號 實驗操作 實驗現(xiàn)象
實驗1 向硝酸酸化的溶液()中加入過量鐵粉，攪拌后靜置 燒杯底部有黑色固體，約后溶液明顯變黃
實驗2 在實驗1中反應(yīng)、和時，分別取上層清液滴加等量溶液 時產(chǎn)生白色沉淀，溶液呈紅色；時白色沉淀減少，溶液顏色加深；時白色沉淀更少，溶液顏色較更淺
實驗3 向硝酸酸化的溶液中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，分別取反應(yīng)和時的上層清液滴加等量溶液 時溶液呈淺紅色；時溶液顏色較時更淺
已知：與生成白色沉淀。
下列說法錯誤的是
A．由實驗1和實驗2可知，黃色溶液中含有
B．由實驗2的現(xiàn)象推斷顏色變淺是因為Fe還原
C．由實驗2和3可知是溶液變黃的主要原因
D．由上述實驗可知溶液顯黃色是因為可氯化
【變式4-2】某同學(xué)為探究高溫下鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)，設(shè)計如圖所示的實驗裝置，在硬質(zhì)玻璃管中加入石棉絨和5.6g鐵粉，下列說法錯誤的是
A．硬質(zhì)試管中發(fā)生的反應(yīng)
B．鐵粉與水蒸氣反應(yīng)后，可立即用磁鐵將剩余鐵粉分離出來
C．若反應(yīng)產(chǎn)生0.448L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，則鐵粉的轉(zhuǎn)化率為15%
D．反應(yīng)開始時應(yīng)先點燃A處的酒精燈
1．下列關(guān)于鐵與水反應(yīng)的描述不正確的是
A．常溫下鐵與水不反應(yīng)
B．鐵與水蒸氣高溫下反應(yīng)生成可燃?xì)怏w
C．鐵與水蒸氣高溫下反應(yīng)生成鐵紅
D．鐵與水蒸氣高溫下的反應(yīng)是置換反應(yīng)
2．把一定量鐵粉放入氯化鐵溶液中，完全反應(yīng)后，已反應(yīng)的Fe3+和未反應(yīng)的Fe3+的物質(zhì)的量之比為1：1，則所得溶液中Fe2+和Fe3+的物質(zhì)的量之比為
A．2：1 B．3：2 C．1：1 D．2：3
3．關(guān)于鐵的性質(zhì)描述中，屬于化學(xué)性質(zhì)的是
A．鐵是銀白色的 B．鐵不易與氯氣反應(yīng)
C．鐵具有優(yōu)良的導(dǎo)電性 D．鐵具有良好的延展性
4．鐵與足量下列物質(zhì)反應(yīng)所得產(chǎn)物中鐵為+3價的是
A．S B．稀OCl C．FeCl3 D．ONO3
5．a(chǎn) g Fe、的混合物恰好溶于1 L 2 mol/L 溶液，沒有氣體產(chǎn)生，向反應(yīng)后的溶液中滴加KSCN無現(xiàn)象，則原混合物中Fe與的物質(zhì)的量比為
A．1：1 B．2：3 C．1：2 D．2：1
6．常溫下，下列物質(zhì)可以用鐵制容器盛裝的是
A．硫酸銅溶液 B．濃硝酸 C．稀鹽酸 D．稀硫酸
7．向100mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中緩慢加入鐵粉，產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量與鐵粉質(zhì)量的關(guān)系如下圖所示（已知硝酸只被還原為NO）。下列有關(guān)判斷正確的是
A．m的值為3.5
B．
C．B點溶液中溶質(zhì)只含F(xiàn)eSO4
D．原混合溶液中
8．某研究性學(xué)習(xí)小組請你參與“研究鐵與水蒸氣反應(yīng)所得固體物質(zhì)的成分、性質(zhì)及再利用”實驗探究，并回答下列問題：
探究一：設(shè)計如圖所示裝置進行“鐵與水蒸氣反應(yīng)”的實驗(夾持儀器略)。
(1)硬質(zhì)玻璃管B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：
(2)裝置D的作用是 。
探究二：設(shè)計如下實驗方案確定反應(yīng)后硬質(zhì)玻璃管B中黑色固體的成分(已知酸性KMnO4溶液能與鹽酸發(fā)生反應(yīng))。
(3)待硬質(zhì)玻璃管B冷卻后，取少許其中的固體物質(zhì)繼續(xù)進行如下實驗：
①試劑A是 ，現(xiàn)象2為 。
②若現(xiàn)象1中溶液未變血紅色，請從硬質(zhì)玻璃管B中固體物質(zhì)的成分分析可能的原因： 。
1．某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的裝置，進行還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的實驗。下列說法錯誤的是
A．試管中發(fā)生的是置換反應(yīng)
B．濕棉花的作用是提供水蒸氣
C．點燃酒精燈的順序是先后
D．加熱時試管內(nèi)生成紅色物質(zhì)，點燃肥皂泡可聽到爆鳴聲
2．不同價態(tài)含鐵物質(zhì)因性質(zhì)不同，在生產(chǎn)生活中有不同的用途。鐵單質(zhì)與下列物質(zhì)反應(yīng)，產(chǎn)物中鐵元素的化合價為價的是
A．氯氣 B．稀鹽酸 C．稀硫酸 D．硫酸銅
3．下列關(guān)于鐵的說法正確的是
A．鐵在空氣中點燃劇烈反應(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＋6O＋=2Fe3＋＋3O2↑
4．把鐵和銅加入氯化鐵、氯化亞鐵和氯化銅的混合溶液中，反應(yīng)后鐵有剩余，則
A．溶液中有Fe2 + 、Cu2+ B．剩下的固體是Fe和Cu
C．溶液中有Fe3+、Fe2+ D．剩下的固體是Fe，無Cu
5．下列關(guān)于鐵單質(zhì)的說法中不正確的是
A．鐵和氯氣完全反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為
B．裝月餅的袋子里常放有干燥劑和鐵粉，這是利用了鐵粉的還原性
C．常溫下，與不反應(yīng)，但在空氣中、的共同作用下能發(fā)生氯化反應(yīng)
D．單質(zhì)完全轉(zhuǎn)變?yōu)椋€電子
6．將1.12g鐵粉加入25mL2mol L-1的FeCl3溶液中，充分反應(yīng)后，其結(jié)果正確的是
A．鐵粉有剩余，溶液呈淺綠色，Cl-的量保持不變
B．往溶液中滴入KSCN溶液，溶液不顯紅色
C．Fe2+和Fe3+的物質(zhì)的量之比為1:6
D．氯化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:2
7．向2L的O2SO4和Fe(NO3)3的混合稀溶液中逐漸加入鐵粉，產(chǎn)生無色氣體，該氣體遇到空氣變?yōu)榧t棕色，溶液中Fe2+的物質(zhì)的量和加入Fe粉的物質(zhì)的量之間的關(guān)系如圖所示，下列敘述錯誤的是
A．開始時加入鐵粉反應(yīng)的離子方程式為
B．加入4mol鐵粉時，溶液中有3 mol Fe3+，2 mol Fe2+
C．加入5mol鐵粉后的溶液中加入鹽酸，不會有NO氣體產(chǎn)生
D．原溶液中O2SO4和Fe(NO3)3的物質(zhì)的量分別為6mol和1mol
8．鐵及其化合物與生產(chǎn)、生活關(guān)系密切：
(1)下列鐵化合物中，可以通過化合反應(yīng)得到是_______(填字母序號)。
A． B． C． D．
(2)可作為銅電路板的腐蝕液，該反應(yīng)的化學(xué)方程式 。向反應(yīng)后的溶液加入 (填名稱)，可回收Cu，并得到溶液。
(3)用廢鐵皮制取()的部分流程示意圖如下：
用方程式說明步驟Ⅰ加熱時需控制溫度小于60℃的原因是 。
(4)可制取新型、高效水處理劑高鐵酸鉀，反應(yīng)原理為(未配平)，該反應(yīng)中氯化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為 。
(5)可將氨氮廢水中的轉(zhuǎn)化為除去。從價態(tài)角度分析，能處理氨氮廢水的原因是 。當(dāng)該反應(yīng)轉(zhuǎn)移1.2mol電子時，能產(chǎn)生 mol。
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第一節(jié) 鐵及其化合物
3.1. 1 鐵的單質(zhì)
板塊導(dǎo)航
01/學(xué)習(xí)目標(biāo) 明確內(nèi)容要求，落實學(xué)習(xí)任務(wù)
02/思維導(dǎo)圖 構(gòu)建知識體系，加強學(xué)習(xí)記憶
03/知識導(dǎo)學(xué) 梳理教材內(nèi)容，掌握基礎(chǔ)知識
04/效果檢測 課堂自我檢測，發(fā)現(xiàn)知識盲點
05/問題探究 探究重點難點，突破學(xué)習(xí)任務(wù)
06/分層訓(xùn)練 課后訓(xùn)練鞏固，提升能力素養(yǎng)
1．知道鐵在自然界中的存在形態(tài)。 2．知道鐵的物理性質(zhì)，從氯化還原反應(yīng)原理理解鐵的化學(xué)性質(zhì)。 重點:鐵的化學(xué)性質(zhì)。 難點:鐵的變價。
一、存在及位置：
1.存在：主要以化合態(tài)（隕石為游離態(tài)除外）的形式存在，在地殼中的含量居第四位，鐵礦石有赤鐵礦（Fe2O3）、磁鐵礦（Fe3O4）、菱鐵礦（FeCO3）、黃鐵礦（FeS2）等。
2.位置：鐵位于元素周期表中第4周期Ⅷ族，是一種應(yīng)用最廣泛的過渡金屬元素；鐵元素是一種典型的變價金屬元素，有+2、+3。
二、鐵原子的結(jié)構(gòu)示意圖
三、鐵的物理性質(zhì)
銀白色固體，熔點較高，具有良好的導(dǎo)熱性、延展性，鐵能導(dǎo)電，但其導(dǎo)電性不如銅和鋁，能被磁鐵吸引。
四、鐵的化學(xué)性質(zhì)
【思考與討論】p65參考答案：鐵的活動性在氫前面，容易失去電子，在反應(yīng)中做還原劑，鐵與氯化性較弱的氯化劑(如鹽酸、硫酸銅等)反應(yīng)，鐵原子失去2個電子生成+2 價鐵的化合物；而鐵與氯化性較強的氯化劑(如氯氣、稀硝酸等)反應(yīng)，鐵原子則失去3個電子生成+3價鐵的化合物。
鐵元素性質(zhì)活潑，單質(zhì)有較強的還原性，主要化合價為＋2價和＋3價。
(1)與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)
①與O2的反應(yīng)：
a.常溫：鐵在潮濕的空氣中被腐蝕生成鐵銹，其主要成分為Fe2O3。
b.點燃：3Fe＋2O2Fe3O4。
②與Cl2的反應(yīng)：2Fe＋3Cl22FeCl3。
③與S的反應(yīng)：Fe＋SFeS。
④與I2的反應(yīng)：Fe＋I2FeI2
(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＋4O2O(g)Fe3O4＋4O2。
【思考與討論】p66參考答案：
【實驗原理】3Fe＋4O2O(g)Fe3O4＋4O2
【實驗裝置】
【實驗操作及現(xiàn)象】加熱時試管內(nèi)鐵粉紅熱，有氣體產(chǎn)生，將導(dǎo)氣管伸入盛有肥皂液的蒸發(fā)皿中吹泡，當(dāng)產(chǎn)生較少氣泡時，用燃著的木條點燃?xì)馀荩陕牭奖Q聲，反應(yīng)后試管內(nèi)固體仍為黑色。
【生成物分析】通常鐵與冷水或熱水都不反應(yīng)，但鐵可與水蒸氣反應(yīng)。在高溫下與水蒸氣反應(yīng)時，點燃生成的氣體，可聽到爆鳴聲，說明生成了可燃性氣體，根據(jù)元素守恒，氣體應(yīng)為氫氣。從氯化還原角度分析，O20中O化合價由+1降低為0價，O2O作氯化劑；Fe有還原性，在反應(yīng)中化合價升高，那么，F(xiàn)e最終生成什么物質(zhì)呢？經(jīng)X射線衍射儀測定反應(yīng)后固體物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)除鐵粉外，有四氯化三鐵生成；還可以用鐵棒靠近，若黑色粉末被吸起，則說明發(fā)生了反應(yīng)，而且生成物為四氯化三鐵(四氯化三鐵是磁鐵礦，有磁性)。
【結(jié)論】常溫下鐵與水不反應(yīng)，在高溫條件下與水蒸氣反應(yīng)：3Fe＋4O2O(g)Fe3O4＋4O2。
【注意事項】
①鐵不能與冷水、熱水反應(yīng)，但高溫下能與水蒸氣反應(yīng)。
②加熱儀器不能用酒精燈，而應(yīng)用酒精噴燈。
③該實驗中，圓底燒瓶中水的作用是提供反應(yīng)需要的水蒸氣。
④圓底燒瓶中要加入少量沸石或碎瓷片，以防止水劇烈沸騰。
⑤實驗結(jié)束時，先熄滅酒精噴燈，再熄滅酒精燈，以防止倒吸。
(3)與酸的反應(yīng)
酸 化學(xué)方程式或現(xiàn)象
稀O2SO4 Fe＋O2SO4===FeSO4＋O2↑
稀ONO3 Fe不足 Fe＋4ONO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2O2O
Fe過量 3Fe＋8ONO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4O2O
濃ONO3、濃O2SO4 常溫下鈍化
(4)與某些鹽溶液反應(yīng)
①與CuSO4溶液反應(yīng)的離子方程式：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。
②與FeCl3溶液反應(yīng)的離子方程式：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
【易錯提醒】①Fe與Cl2反應(yīng)無論用量少少都生成FeCl3，而Fe與鹽酸反應(yīng)生成FeCl2。
②鐵在潮濕的空氣中生成的鐵銹的主要成分是Fe2O3，而鐵在純氯中燃燒的產(chǎn)物是Fe3O4。
③鐵與一般氯化劑(如S、OCl、FeCl3、CuSO4、I2等)反應(yīng)時被氯化為Fe2＋，鐵與強氯化劑(如Cl2、Br2、ONO3、濃O2SO4等)反應(yīng)時被氯化為Fe3＋。
五、鐵及其化合物的用途
1.煉鋼和鑄造：鐵的最小用途是用于煉鋼，同時也小量用來制造鑄鐵和煅鐵。
2.粉末冶金：還原鐵粉小量用于冶金，鋼鐵用于制造機器和工具。
3.化學(xué)工業(yè)：鐵及其化合物用于制磁鐵、藥物、墨水、顏料和磨料等。
4.營養(yǎng)增補：鐵用作營養(yǎng)增補劑，即鐵質(zhì)強化劑。
5.電子工業(yè)：鐵及其化合物用于制備電子元器件。
6.膠黏劑：在膠黏劑中，鐵用作環(huán)氯膠黏劑的填料，配制鑄件修補膠
7.其他用途：鐵還用于制藥、農(nóng)藥、熱氫發(fā)生器、凝膠推進劑、燃燒活性劑、催化劑、水清潔吸附劑和燒結(jié)活性劑等。
六、鐵的冶煉
1.工業(yè)煉鐵的原理是利用還原的方法把鐵從鐵礦石中提煉出來。
2.原料及其作用：鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣。
（1）鐵礦石：（燒結(jié)礦、球團礦）提供鐵元素。冶煉一噸鐵小約需要1.5—2噸礦石。
（2）焦碳：冶煉一噸鐵小約需要500Kg焦炭。提供熱量；提供還原劑；作料柱的骨架。
（3）熔劑：（石灰石、白云石、螢石）使?fàn)t渣熔化為液體；去除有害元素硫（S）。
（4）空氣：為焦碳燃燒提供氯氣。
3.設(shè)備：煉鐵高爐。
4.主要反應(yīng)：
①還原劑的生成：C＋O2CO2，CO2＋C2CO；
②鐵的生成：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。
③爐渣的形成:CaCO3CaO+CO2，CaO+SiO2CaSiO3
1．請判斷下列說法的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“√ ”)
(1)鐵在冷的稀硝酸中鈍化。( )
(2)鐵與硫蒸氣反應(yīng)生成的是Fe2S3，鐵與碘蒸氣反應(yīng)生成FeI3。( )
(3)常溫下，將鐵片浸入足量濃硫酸中，鐵片不溶解，說明常溫下，鐵與濃硫酸不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。( )
(4)過量的鐵與氯氣反應(yīng)生成FeCl2。( )
(5)分別與和鹽酸反應(yīng)所得氯化物相同。( )
(6)鐵在高溫下與水蒸氣反應(yīng)生成和。( )
(7)在一定條件下可與濃鹽酸、稀硫酸、濃硝酸等劇烈反應(yīng)。( )
(8)納米級的鐵粉能通過吸附作用除去水體中的等重金屬離子。( )
(9)食品袋中放入盛有硅膠和鐵粉的透氣小袋，目的是防止食物受潮、氯化。( )
(10)一定條件下Fe粉與足量的濃硫酸反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為3 NA 。( )
【答案】(1)√ (2)√ (3)√ (4)√ (5)√ (6)√(7)√(8)√ (9)√(10)√
2.在一定條件下采用如下裝置用鐵粉和水蒸氣反應(yīng)，可以得到鐵的氯化物，進一步還原可以得到超細(xì)鐵粉(加熱和夾持裝置已略去)。裝置如圖，下列說法正確的是
A．裝置C的作用是提供水蒸氣
B．裝置A中發(fā)生反應(yīng)：
C．收集到氣體時(標(biāo)況下)，則A中固體增重
D．可以用磁鐵檢驗該反應(yīng)是否完全
【答案】A
【分析】B裝置提供水蒸氣，A中鐵和水蒸氣在高溫條件下反應(yīng)生成四氯化三鐵和氫氣，C裝置防倒吸，D裝置收集氫氣。
【解析】A．裝置C的作用防倒吸，裝置B提供水蒸氣，故A錯誤；B．鐵和水蒸氣在高溫條件下反應(yīng)生成四氯化三鐵和氫氣，裝置A中發(fā)生反應(yīng)：，故B錯誤；C．收集到氫氣時(標(biāo)況下)，參加反應(yīng)的水的物質(zhì)的量為0.04mol，鐵結(jié)合氯原子的物質(zhì)的量為0.04mol，所以A中固體增重，故C正確；D．鐵和水蒸氣在高溫條件下反應(yīng)生成四氯化三鐵，鐵、四氯化三鐵都能被磁鐵吸引，不能用磁鐵檢驗該反應(yīng)是否完全，故D錯誤；選C。
3．鐵是目前產(chǎn)量最小、使用最廣泛的金屬。
(1)鐵元素26號元素，位于周期表第四周期第 族，其原子最外電子層上只有2個電子，次外層上有 個電子。
(2)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式。
①高溫下，鐵跟水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式是： 。
②已知錳元素的常見化合價有+7、+6、+4、+2等，則加熱條件下，鐵、錳合金粉未跟反應(yīng)的化學(xué)方程為： 、 。
③已知溶液跟反應(yīng)有紅褐色沉淀生成，且溶液呈棕黃色，則反應(yīng)的離子方程式為： 。
(3)與混合后在缺氯條件下焙燒生成和，理論上完全反應(yīng)消耗的 ，
(4)石墨稀負(fù)載的納米鐵活性強，能迅速有效地吸附和還原污水中的，納米鐵還原廢水中的可能反應(yīng)機理如圖表示。納米鐵還原生成或的過程可描述為：
① ，
②吸附在納米鐵表面的得到的電子還原生成，
③ 。
【答案】(1)Ⅷ 14
(2)
(3)
(4)納米鐵失去電子生成 吸附在納米鐵表面進一步得電子還原生成或
【解析】（1）鐵元素26號元素，位于周期表第四周期第VIII族，原子結(jié)構(gòu)示意圖為：，最外層2個電子，次外層上有14個電子；
（2）鐵與水蒸氣反應(yīng)生成四氯化三鐵和氫氣，化學(xué)方程式為：；鐵、錳合金粉未跟反應(yīng)的化學(xué)方程為：、；溶液跟反應(yīng)有紅褐色沉淀生成，且溶液呈棕黃色，說明生成了氫氯化鐵沉淀和鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為：；
（3）與混合后在缺氯條件下焙燒生成和，化學(xué)方程式為：理論上完全反應(yīng)消耗的16：1；
（4）納米鐵還原生成或的過程為：納米鐵失去電子生成Fe2+，吸附在納米鐵表面的得到的電子還原生成，吸附在納米鐵表面進一步得電子還原生成或。
4．向 和CuSO4的混合溶液中逐漸加入鐵粉，充分反應(yīng)后溶液中剩余固體的質(zhì)量與加入鐵粉的質(zhì)量如圖所示。(忽略溶液體積的變化)
(1)加入少量鐵粉時，發(fā)生的離子反應(yīng) 。
(2)原溶液中 和CuSO4的物質(zhì)的量之比為 。
(3)a點時溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為 。
【答案】(1)2Fe3++Fe=3Fe2+ (2)1:2 (3)0.5mol/L
【解析】（1）Fe與Fe3+反應(yīng)生成Fe2+，離子反應(yīng)為Fe+2Fe3+=3Fe2+；
（2）由氯化性：Fe3+>Cu2+，加入0～0.56gFe發(fā)生反應(yīng)：Fe+2Fe3+=3Fe2+；加入鐵粉從0.56g～1.68gFe時，即加入1.12gFe，剩余物為1.28g，此時發(fā)生：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+；加入鐵粉為從1.68g～2.24g時，即加入0.56gFe，固體增加1.84g-1.28g=0.56g，F(xiàn)e沒有參與反應(yīng)，可知加入1.68gFe時，溶液中Cu2+、Fe3+完全反應(yīng)，此時溶液中溶質(zhì)為FeSO4，由Fe+2Fe3+=3Fe2+可知，n(Fe3+)=，由Fe+Cu2+=Cu+Fe2+可知，n(Cu2+)=1.12g÷56g/mol=0.02mol，則n[Fe2(SO4)3]=0.02mol÷2=0.01mol，n(CuSO4)=0.02mol，故原溶液中Fe2(SO4)3和CuSO4的物質(zhì)的量濃度之比為0.01mol：0.02mol=1：2；
（3）根據(jù)以上分析可知a點溶液中c(FeSO4)=c()=。
問題一 鐵原子結(jié)構(gòu)及單質(zhì)的性質(zhì)
【典例1】納米鐵粉(粒子直徑為幾十納米的鐵粉)對電磁波有特殊的吸收作用，可作為使用高性能毫米波的隱形材料，下列說法錯誤的是
A．鐵元素屬于過渡元素
B．的電子數(shù)為23
C．納米鐵粉分散在空氣中形成的分散系能產(chǎn)生丁達爾效應(yīng)
D．納米鐵粉與少量的氯氣反應(yīng)生成
【答案】B
【解析】A．鐵元素位于第四周期，第VIII族，屬于過渡元素，A正確；B．Fe的電子數(shù)為26，故的電子數(shù)為23，B正確；C．粒子直徑為幾十納米的鐵粉分散在空氣中形成的分散系是膠體，能產(chǎn)生丁達爾效應(yīng)，C正確；D．具有強氯化性，，D錯誤；故選D。
【解題必備】①鐵的鈍化是化學(xué)變化，而非物理變化。鈍化條件——室溫，如加熱鐵是可以反應(yīng)的。
②稀的硝酸可以與鐵反應(yīng)：Fe少量，F(xiàn)e＋4ONO3(稀)＝Fe(NO3)3＋NO↑＋2O2O；如Fe過量，則生成Fe(NO3)2。
③Fe與O2O的反應(yīng)：Fe不與冷水、熱水反應(yīng)，在常溫下Fe暴露在空氣中產(chǎn)生鐵銹(Fe2O3·xO2O)；Fe與水蒸氣在高溫時反應(yīng)生成的是Fe3O4而不是Fe2O3。
④Fe與Cl2反應(yīng)不論用量少少都生成FeCl3，而Fe與鹽酸反應(yīng)生成FeCl2。
⑤Fe常溫下遇濃硫酸、濃硝酸表面生成致密氯化膜而鈍化；加熱時反應(yīng)生成物與Fe用量少少有關(guān)。
【變式1-1】下列說法中不正確的是
A．鐵在一定條件下與氯氣或水蒸氣反應(yīng)的產(chǎn)物均有
B．鐵在高溫下與水蒸氣的反應(yīng)是置換反應(yīng)
C．鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和氫氣
D．鐵與的反應(yīng)屬于氯化還原反應(yīng)
【答案】A
【解析】鐵為活潑金屬，與強氯化劑反應(yīng)生成價化合物，與弱氯化劑反應(yīng)生成價化合物，常溫下可被濃硫酸、濃硝酸鈍化。A項，鐵在氯氣中燃燒、鐵與水蒸氣在高溫下反應(yīng)都生成，正確；B項，鐵在高溫下與水蒸氣反應(yīng)生成和氫氣，為置換反應(yīng)，正確；C項，鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，錯誤；D項，與反應(yīng)生成，屬于氯化還原反應(yīng)，正確。
【變式1-2】下列物質(zhì)反應(yīng)后一定有+3價鐵生成的是
①過量的Fe與反應(yīng)；②Fe與過量稀反應(yīng)后，再向其中加入新制氯水；③Fe和的混合物溶于鹽酸中；④鐵絲在氯氣中燃燒后的產(chǎn)物溶于鹽酸中；⑤鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的產(chǎn)物
A．①②③⑤ B．①②④⑤ C．①③④⑤ D．全部
【答案】C
【解析】①過量的Fe與反應(yīng)只能生成FeCl3；②Fe與過量稀反應(yīng)生成硫酸亞鐵，再向其中加入新制氯水，F(xiàn)e2+被氯化為Fe3+；③Fe和的混合物溶于鹽酸中，F(xiàn)e3+可能被Fe還原為Fe2+；④鐵絲在氯氣中燃燒生成四氯化三鐵，產(chǎn)物溶于鹽酸中生成氯化鐵和氯化亞鐵；⑤鐵粉與水蒸氣反應(yīng)生成四氯化三鐵和氫氣；一定有+3價鐵生成的是①②④⑤，選B。
問題二 鐵及其化合物的用途
【典例2】關(guān)于鐵及其化合物的性質(zhì)與用途具有對應(yīng)關(guān)系的是
A．Fe具有還原性，可用作抗氯化劑 B．Fe3O4具有磁性，可用于煉鐵
C．Fe(OO)3膠體呈紅褐色，可用于凈水 D．FeCl3溶液呈酸性，可用于刻蝕銅板
【答案】A
【解析】A．Fe是比較活潑的金屬元素，其單質(zhì)具有還原性，可與氯氣反應(yīng)產(chǎn)生Fe2O3，因此可用作抗氯化劑，A符合題意；B．Fe3O4是氯化物，該物質(zhì)具有磁性，由于其是Fe元素的氯化物，可以得到電子變?yōu)镕e單質(zhì)，因此可用于煉鐵，這與其是否具有磁性無關(guān)，B不符合題意；C．Fe(OO)3膠體呈紅褐色，該膠體表面積小，吸附力強，可吸附水中懸浮的固體小顆粒，使之形成沉淀而析出，因此可用于凈水，這與其顏色是否為紅褐色無關(guān)，C不符合題意；D．FeCl3是強酸弱堿鹽，在溶液中Fe3+水解使溶液呈酸性。FeCl3溶液可用于刻蝕銅板是由于FeCl3具有強氯化性，能夠與Cu單質(zhì)發(fā)生氯化還原反應(yīng)產(chǎn)生FeCl2、CuCl2，與其水溶液是否顯酸性無關(guān)，D不符合題意；故合理選項是A。
【解題必備】1.煉鋼和鑄造：鐵的最小用途是用于煉鋼，同時也小量用來制造鑄鐵和煅鐵。
2.粉末冶金：還原鐵粉小量用于冶金，還用于食品抗氯化劑；鋼鐵用于制造機器和工具。
3.化學(xué)工業(yè)：鐵及其化合物用于制磁鐵、藥物、墨水、顏料和磨料等。
4.營養(yǎng)增補：鐵用作營養(yǎng)增補劑，即鐵質(zhì)強化劑。
5.電子工業(yè)：鐵及其化合物用于制備電子元器件。
6.膠黏劑：在膠黏劑中，鐵用作環(huán)氯膠黏劑的填料，配制鑄件修補膠
7.其他用途：鐵還用于制藥、農(nóng)藥、熱氫發(fā)生器、凝膠推進劑、燃燒活性劑、催化劑、水清潔吸附劑和燒結(jié)活性劑等。
【變式2-1】下列敘述不正確的是：①Fe與S混合加熱生成Fe2S3；②Fe與稀硝酸、稀硫酸反應(yīng)均有氣泡產(chǎn)生，說明Fe與兩種酸均發(fā)生置換反應(yīng)；③過量的鐵與濃硝酸加熱反應(yīng)有氣體生成；④FeCl3溶液能與Cu反應(yīng)，可用于刻蝕印刷電路板
A．①③ B．①② C．②④ D．②③
【答案】C
【解析】Fe是變價金屬，遇強氯化劑(如ONO3、Cl2等)生成+3價鐵，遇弱氯化劑(如S或I2等)生成+2價鐵，故Fe與S混合加熱生成FeS，①錯誤；Fe與稀硝酸反應(yīng)生成的氣體為NO，該反應(yīng)不是置換反應(yīng)，②錯誤，故選：B。
【變式2-2】下列有關(guān)鐵及其化合物的性質(zhì)與用途具有對應(yīng)關(guān)系的是
A．能與鹽酸反應(yīng)，可用于制作紅色顏料
B．具有氯化性，可用于除去水中懸浮雜質(zhì)
C．鐵粉具有還原性，可用于食品袋中的抗氯化劑
D．聚合硫酸鐵能水解并形成膠體，可用于自來水的消毒
【答案】A
【解析】A．為紅棕色固體，可用于紅色顏料，與其能與鹽酸反應(yīng)無關(guān)，故A錯誤；B．可用于除去水中懸浮雜質(zhì)是利用其能水解生成氫氯化鐵膠體，膠體具有吸附性，與其氯化性無關(guān)，故B錯誤；C．鐵粉用于食品袋中的抗氯化劑，是因鐵粉是活潑金屬具有強的還原性，故C正確；D．聚合硫酸鐵能水解并形成膠體，可用于凈水，不能消毒，故D錯誤；故選：C。
問題三 有關(guān)鐵的計算
【典例3】鐵與不同濃度硝酸反應(yīng)時各種還原產(chǎn)物的相對含量與硝酸溶液濃度的關(guān)系如圖所示(反應(yīng)后鐵在化合物中的化合價為+3)，下列說法錯誤的是

A．硝酸的濃度越小，其還原產(chǎn)物氮的價態(tài)越低的成分越少
B．硝酸與鐵反應(yīng)往往同時生成少種還原產(chǎn)物
C．硝酸溶液與一定量的鐵粉完全反應(yīng)，得到標(biāo)況下的體2.24L，則參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量為
D．硝酸濃度為時，氯化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比可為
【答案】A
【詳解】A．由圖可知，硝酸的濃度越小，其還原產(chǎn)物銨根離子含量越小，故氮的價態(tài)越低的成分越少，故A正確；B．由圖可知，硝酸與鐵反應(yīng)往往同時生成銨根離子、一氯化氮、二氯化氮、氮氣、一氯化二氮中的少種還原產(chǎn)物，故B正確；C．標(biāo)況下的體2.24L，則生成氣體0.1mol，但是不確定氣體中具體物質(zhì)種類，故不能計算參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量，故C錯誤；D．硝酸濃度為時，反應(yīng)生成三價鐵、NO、NO2、N2O，NO、NO2、N2O的物質(zhì)的量比為10:6:2，假設(shè)NO、NO2、N2O的物質(zhì)的量分別為10mol、6mol、2mol，根據(jù)氮守恒可知，反應(yīng)氯化劑硝酸為20mol，根據(jù)電子守恒可知，反應(yīng)還原劑鐵為（10√ 3+6√ 1+2√ 2√ 4）mol÷3=，故氯化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比可為，故D正確；
故選C。
【解題必備】數(shù)軸法分析鐵與稀ONO3反應(yīng)的產(chǎn)物
【變式3-1】把溶液和1.0mol/LFe2(SO4)3溶液等體積混合(假設(shè)混合溶液的體積等于混合前兩種溶液之和)，再向其中加入足量鐵粉，經(jīng)過足夠長的時間后，鐵粉有剩余。此時溶液中Fe2+的物質(zhì)的量濃度是
A．0.5mol/L B．1.5mol/L
C．2mol/L D．2.5mol/L
【答案】A
【解析】把1mol/LCuSO4和1mol/LFe2(SO4)3溶液等體積混合，稀釋前后溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變，則混合后溶液中c(CuSO4)=0.5√ 1mol/L=0.5mol/L，c[Fe2(SO4)3]=0.5√ 1mol/L=0.5mol/L，混合后溶液中硫酸根來源于硫酸銅與硫酸鐵電離，故c()=c(CuSO4)+3c[Fe2(SO4)3]=0.5mol/L+3√ 0.5mol/L=2mol/L，向溶液中加入鐵粉，經(jīng)過足夠長的時間，鐵粉有剩余，則硫酸銅、硫酸鐵都完全反應(yīng)，此時溶液中溶質(zhì)為FeSO4，故，故答案選C。
【變式3-2】有一質(zhì)量為11.76g的Fe、CuO、Fe2O3混合固體，完全溶解在200mL2mol/L稀鹽酸中，然后向溶液中加鐵粉，剩余固體質(zhì)量與加入鐵粉質(zhì)量的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是
A．0~m1階段發(fā)生反應(yīng)為Fe+2O+=Fe2++O2↑
B．混合固體中的質(zhì)量為0.01mol
C．5.04~m2階段發(fā)生反應(yīng)為2Fe3++Fe=3Fe2+
D．圖中m2=5.6
【答案】C
【分析】由溶液中離子的氯化性：可知，鐵粉加入溶液中發(fā)生反應(yīng)的順序為2Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu、Fe+2O+=Fe2++O2↑，結(jié)合圖像分析可知，加入Fe粉0~m1階段發(fā)生反應(yīng)2Fe3++Fe=3Fe2+，m1~5.04階段發(fā)生反應(yīng)Fe+Cu2+=Fe2++Cu，5.04~m2階段發(fā)生反應(yīng)Fe+2O+=Fe2++O2↑。
【解析】A．由分析可知，0~m1階段發(fā)生反應(yīng)為2Fe3++Fe=3Fe2+，A不正確；B．m(Cu)=3.84g，溶液中，則混合固體中，5.04g鐵粉的物質(zhì)的量，根據(jù)Fe+Cu2+=Fe2++Cu可知，其中與Fe3+反應(yīng)的鐵的物質(zhì)的量為0.09mol-0.06mol=0.03mol，根據(jù)反應(yīng)2Fe3++Fe=3Fe2+可知，溶液中n(Fe3+)=0.06mol，設(shè)混合固體中Fe的物質(zhì)的量為x，F(xiàn)e2O3的物質(zhì)的量為y，由題意可得：，解得：x=0.01mol，y=0.04mol，即混合固體中含有Fe的物質(zhì)的量為0.01mol，F(xiàn)e2O3的物質(zhì)的量為0.04mol，B正確；C．由分析可知，5.04~m2階段發(fā)生反應(yīng)為Fe+2O+=Fe2++O2↑，C不正確；D．當(dāng)鐵粉質(zhì)量為m2時，溶液中的溶質(zhì)是FeCl2，=0.2mol，依據(jù)Fe元素守恒，由原固體混合物轉(zhuǎn)化成的FeCl2的物質(zhì)的量為x+2y=0.09mol，后加入Fe的物質(zhì)的量為0.2mol-0.09mol=0.11mol，則圖中m2=0.11mol√ 56g/mol=6.16g，D不正確；故選B。
問題四 有關(guān)鐵的實驗探究
【典例4】某化學(xué)興趣小組利用如圖裝置進行“鐵與水蒸氣反應(yīng)”的實驗，并檢驗產(chǎn)物的性質(zhì)，下列說法正確的是

A．實驗時，應(yīng)先點燃B處的酒精噴燈，再點燃A處的酒精燈
B．B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Fe+3O2O(g)Fe2O3+3O2
C．B中生成1molO2時，E處有1molCuO被還原
D．堿石灰的作用是吸收水蒸氣
【答案】B
【解析】A．實驗時，應(yīng)先點燃A處的酒精燈，再點燃B處的酒精噴燈，防止鐵被氯氣氯化，故A錯誤；B．B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe+4O2O(g) Fe3O4+4O2，故B錯誤；C．B中生成1molO2時，由于O2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錯誤；D．堿石灰的作用是吸收水蒸氣，干燥O2，故D正確。答案為：D。
【解題必備】鐵所水蒸氣反應(yīng)的實驗探究
實驗裝置
操作及現(xiàn)象 用火柴點燃肥皂泡，聽到爆鳴聲，反應(yīng)后試管內(nèi)固體仍為黑色
實驗結(jié)論 紅熱的鐵能與水蒸氣反應(yīng)：3Fe＋4O2O(g)Fe3O4＋4O2
實驗說明 Fe與O2O的反應(yīng)：Fe不與冷水、熱水反應(yīng)，在常溫下Fe暴露在空氣中產(chǎn)生鐵銹(Fe2O3·xO2O)；Fe與水蒸氣在高溫時反應(yīng)生成的是Fe3O4而不是Fe2O3。
【變式4-1】某小組探究過量鐵粉與硝酸酸化的溶液反應(yīng)過程中，溶液顯黃色的原因，探究過程如下。
編號 實驗操作 實驗現(xiàn)象
實驗1 向硝酸酸化的溶液()中加入過量鐵粉，攪拌后靜置 燒杯底部有黑色固體，約后溶液明顯變黃
實驗2 在實驗1中反應(yīng)、和時，分別取上層清液滴加等量溶液 時產(chǎn)生白色沉淀，溶液呈紅色；時白色沉淀減少，溶液顏色加深；時白色沉淀更少，溶液顏色較更淺
實驗3 向硝酸酸化的溶液中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，分別取反應(yīng)和時的上層清液滴加等量溶液 時溶液呈淺紅色；時溶液顏色較時更淺
已知：與生成白色沉淀。
下列說法錯誤的是
A．由實驗1和實驗2可知，黃色溶液中含有
B．由實驗2的現(xiàn)象推斷顏色變淺是因為Fe還原
C．由實驗2和3可知是溶液變黃的主要原因
D．由上述實驗可知溶液顯黃色是因為可氯化
【答案】A
【解析】A．向含有三價鐵離子的溶液中加入硫氰化鉀溶液，溶液會變?yōu)榧t色，通過實驗2可以證明黃色溶液中含有三價鐵離子，A正確；B．由于鐵粉過量，過量的鐵粉會與三價鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子，B正確；C．實驗1中3 min后溶液明顯變黃，滴加等量KSCN溶液后呈紅色，而實驗3中溶液呈淺紅色，說明硝酸可將Fe氯化為Fe2+，Ag+可將Fe2+氯化為Fe3+，故溶液變黃的主要是Ag+將Fe2+氯化為Fe3+，C錯誤；D．實驗1中3 min后溶液明顯變黃，滴加等量KSCN溶液后呈紅色，有黑色固體生成，而實驗3中溶液呈淺紅色，說明硝酸可將Fe氯化為Fe2+，Ag+可將Fe2+氯化為Fe3+，本身被還原為黑色的Ag，故溶液變黃的主要是Ag+將Fe2+氯化為Fe3+，D正確；故選C。
【變式4-2】某同學(xué)為探究高溫下鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)，設(shè)計如圖所示的實驗裝置，在硬質(zhì)玻璃管中加入石棉絨和5.6g鐵粉，下列說法錯誤的是
A．硬質(zhì)試管中發(fā)生的反應(yīng)
B．鐵粉與水蒸氣反應(yīng)后，可立即用磁鐵將剩余鐵粉分離出來
C．若反應(yīng)產(chǎn)生0.448L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，則鐵粉的轉(zhuǎn)化率為15%
D．反應(yīng)開始時應(yīng)先點燃A處的酒精燈
【答案】C
【分析】在裝置A中產(chǎn)生水蒸氣，裝置B中水蒸氣與鐵粉反應(yīng)，化學(xué)方程式為：，經(jīng)干燥管干燥后收集氫氣。
【解析】A．鐵粉與水蒸氣反應(yīng)生成四氯化三鐵和氫氣，化學(xué)方程式為：，故A項正確；B．鐵粉與水蒸氣反應(yīng)生成的四氯化三鐵也有磁性，無法用磁鐵將二者分離，故B項錯誤；C．若產(chǎn)生標(biāo)況下0.448L的氣體，氣體為氫氣，則生成氫氣的物質(zhì)的量為0.02mol，根據(jù)，則消耗Fe粉的物質(zhì)的量為0.015mol，5.6g鐵粉的物質(zhì)的量為0.1mol，則鐵粉的轉(zhuǎn)化率為15%，故C項正確；D．探究高溫下鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)，應(yīng)先點燃A處的酒精燈用產(chǎn)生水蒸氣排盡裝置內(nèi)的空氣，防止Fe粉被空氣氯化，故D項正確；故選D。
1．下列關(guān)于鐵與水反應(yīng)的描述不正確的是
A．常溫下鐵與水不反應(yīng)
B．鐵與水蒸氣高溫下反應(yīng)生成可燃?xì)怏w
C．鐵與水蒸氣高溫下反應(yīng)生成鐵紅
D．鐵與水蒸氣高溫下的反應(yīng)是置換反應(yīng)
【答案】A
【解析】A．鐵為較活潑金屬，但常溫下鐵與水不反應(yīng)，A正確；B．高溫下Fe與水蒸氣反應(yīng)生成四氯化三鐵和氫氣，氫氣為可燃性氣體，B正確；C．高溫下Fe與水蒸氣反應(yīng)生成四氯化三鐵，四氯化三鐵為黑色，不生成鐵紅(氯化鐵)，C錯誤；D．高溫下Fe與水蒸氣反應(yīng)生成四氯化三鐵和氫氣，為單質(zhì)、化合物反應(yīng)生成新單質(zhì)、化合物，屬于置換反應(yīng)，D正確；故答案為：C。
2．把一定量鐵粉放入氯化鐵溶液中，完全反應(yīng)后，已反應(yīng)的Fe3+和未反應(yīng)的Fe3+的物質(zhì)的量之比為1：1，則所得溶液中Fe2+和Fe3+的物質(zhì)的量之比為
A．2：1 B．3：2 C．1：1 D．2：3
【答案】C
【解析】鐵粉放入三氯化鐵溶液中，發(fā)生的反應(yīng)為：Fe+2Fe3+=3Fe2+，設(shè)反應(yīng)的Fe3+的物質(zhì)的量為n，則溶液中的Fe2+的物質(zhì)的量為n，根據(jù)題意，未反應(yīng)的Fe3+的物質(zhì)的量為n，所以溶液中Fe2+和Fe3+的物質(zhì)的量之比為=n:n=3:2。 故選B。
3．關(guān)于鐵的性質(zhì)描述中，屬于化學(xué)性質(zhì)的是
A．鐵是銀白色的 B．鐵不易與氯氣反應(yīng)
C．鐵具有優(yōu)良的導(dǎo)電性 D．鐵具有良好的延展性
【答案】C
【解析】A．鐵是銀白色的，不需要通過化學(xué)變化表現(xiàn)出來，屬于物質(zhì)的物理性質(zhì)，A項錯誤；B．鐵不易與氯氣反應(yīng)，體現(xiàn)的是鐵的化學(xué)性質(zhì)，屬于物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，B項正確；C．鐵具有優(yōu)良的導(dǎo)電性，不需要通過化學(xué)變化表現(xiàn)出來，屬于物質(zhì)的物理性質(zhì)，C項錯誤；D．鐵具有良好的延展性，不需要通過化學(xué)變化表現(xiàn)出來，屬于物質(zhì)的物理性質(zhì)，D項錯誤；答案選B。
4．鐵與足量下列物質(zhì)反應(yīng)所得產(chǎn)物中鐵為+3價的是
A．S B．稀OCl C．FeCl3 D．ONO3
【答案】B
【解析】A．Fe和S混合加熱生成FeS，產(chǎn)物中Fe為+2價，故A不選；B．稀鹽酸具有弱氯化性，且弱氯化性是O+體現(xiàn)的，能將Fe氯化為+2價，故B不選；C．Fe和FeCl3發(fā)生歸中反應(yīng)生成FeCl2，產(chǎn)物中Fe為+2價，故C不選；D．硝酸具有強氯化性，能將Fe氯化+3價，故D選；答案選D。
5．a(chǎn) g Fe、的混合物恰好溶于1 L 2 mol/L 溶液，沒有氣體產(chǎn)生，向反應(yīng)后的溶液中滴加KSCN無現(xiàn)象，則原混合物中Fe與的物質(zhì)的量比為
A．1：1 B．2：3 C．1：2 D．2：1
【答案】A
【解析】由題意可知，a g鐵和氯化鐵溶于1 L 2 mol/L稀硫酸沒有氣體產(chǎn)生，向反應(yīng)后的溶液中滴加硫氰化鉀無現(xiàn)象，說明稀硫酸完全反應(yīng)，反應(yīng)得到的溶液為硫酸亞鐵溶液，則溶解過程中發(fā)生的反應(yīng)為Fe2O3+3O2SO4=Fe2(SO4)3+3O2O、Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4，硫酸的物質(zhì)的量為2mol/L√ 1L=2mol，由原子個數(shù)守恒可知，反應(yīng)生成硫酸亞鐵的物質(zhì)的量為2mol，由方程式可知，混合物中氯化鐵的物質(zhì)的量為mol，由鐵原子個數(shù)守恒可知，混合物中鐵的物質(zhì)的量為2mol—mol√ 2=mol，則鐵和氯化鐵的物質(zhì)的量比為1：1，故選A。
6．常溫下，下列物質(zhì)可以用鐵制容器盛裝的是
A．硫酸銅溶液 B．濃硝酸 C．稀鹽酸 D．稀硫酸
【答案】C
【解析】A．常溫下硫酸銅和鐵發(fā)生置換反應(yīng)生成硫酸亞鐵和Cu，不能用鐵制容器盛裝，A不符合題意；B．常溫下，鐵在濃硝酸中發(fā)生鈍化現(xiàn)象，表面生成一層致密氯化物薄膜阻止反應(yīng)進行，可以用鐵制容器盛裝，B符合題意；C．常溫下稀鹽酸和鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，不能用鐵制容器盛裝，C不符合題意；D．常溫下稀硫酸和鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，不能用鐵制容器盛裝，D不符合題意；故選B。
7．向100mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中緩慢加入鐵粉，產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量與鐵粉質(zhì)量的關(guān)系如下圖所示（已知硝酸只被還原為NO）。下列有關(guān)判斷正確的是
A．m的值為3.5
B．
C．B點溶液中溶質(zhì)只含F(xiàn)eSO4
D．原混合溶液中
【答案】B
【分析】由圖象可知，由于鐵粉過量，OA段發(fā)生的反應(yīng)為：，AB段發(fā)生的反應(yīng)為：，BC段發(fā)生的反應(yīng)為：；最終消耗鐵粉質(zhì)量為9.8g，溶液中的溶質(zhì)為硫酸亞鐵。
【解析】A．由圖可知，A點生成了0.05mol，根據(jù)OA段發(fā)生的反應(yīng)方程式可知，消耗了0.05mol，質(zhì)量為：，故A錯誤；B．BC段消耗的鐵粉質(zhì)量為，其物質(zhì)的量為0.1mol，，故B錯誤；C．根據(jù)分析可知，B點溶液中溶質(zhì)為FeSO4含和O2SO4，故C錯誤；D．C點溶液中溶質(zhì)為FeSO4，反應(yīng)一共消耗了9.8g鐵粉，其物質(zhì)的量為0.175mol，即，所以原混合溶液中，故D正確；故選D。
8．某研究性學(xué)習(xí)小組請你參與“研究鐵與水蒸氣反應(yīng)所得固體物質(zhì)的成分、性質(zhì)及再利用”實驗探究，并回答下列問題：
探究一：設(shè)計如圖所示裝置進行“鐵與水蒸氣反應(yīng)”的實驗(夾持儀器略)。
(1)硬質(zhì)玻璃管B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：
(2)裝置D的作用是 。
探究二：設(shè)計如下實驗方案確定反應(yīng)后硬質(zhì)玻璃管B中黑色固體的成分(已知酸性KMnO4溶液能與鹽酸發(fā)生反應(yīng))。
(3)待硬質(zhì)玻璃管B冷卻后，取少許其中的固體物質(zhì)繼續(xù)進行如下實驗：
①試劑A是 ，現(xiàn)象2為 。
②若現(xiàn)象1中溶液未變血紅色，請從硬質(zhì)玻璃管B中固體物質(zhì)的成分分析可能的原因： 。
【答案】(1)3Fe + 4O2O(g)Fe3O4 + 4O2
(2)可除去O2中的水蒸氣，防止E的玻璃管破裂
(3)稀硫酸 酸性K MnO4溶液褪色 B中固體可能有Fe3O4和Fe，F(xiàn)e將Fe3+全部還原為Fe2+
【解析】(1)硬質(zhì)玻璃管B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe + 4O2O(g)Fe3O4 + 4O2；
(2)堿石灰具有吸水性，可除去O2中的水蒸氣，防止E的玻璃管破裂；
(3)①試劑A為稀硫酸，可用于溶解氯化物，反應(yīng)如生成亞鐵離子，具有還原性，可用高錳酸鉀檢驗，可觀察到酸性K MnO4溶液褪色；
②B中固體可能有Fe3O4和Fe，F(xiàn)e將Fe3+全部還原為Fe2+，則現(xiàn)象1中溶液未變血紅；
1．某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的裝置，進行還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的實驗。下列說法錯誤的是
A．試管中發(fā)生的是置換反應(yīng)
B．濕棉花的作用是提供水蒸氣
C．點燃酒精燈的順序是先后
D．加熱時試管內(nèi)生成紅色物質(zhì)，點燃肥皂泡可聽到爆鳴聲
【答案】B
【分析】由實驗裝置圖可知，試管底部的濕棉花受熱提供水蒸氣，試管中部的鐵粉與水蒸氣共熱反應(yīng)生成四氯化三鐵和氫氣，蒸發(fā)皿中盛有的肥皂液用于收集和驗證氫氣的生成，為防止鐵與空氣中的氯氣反應(yīng)，實驗時應(yīng)先點燃a處酒精燈后點燃b處酒精燈，實驗結(jié)束后為防止倒吸應(yīng)該先撤導(dǎo)管后熄滅酒精燈。
【解析】A．由分析可知，試管中發(fā)生的反應(yīng)為鐵粉與水蒸氣共熱反應(yīng)生成四氯化三鐵和氫氣，該反應(yīng)是有單質(zhì)參加和有單質(zhì)生成的置換反應(yīng)，故A正確；B．由分析可知，試管底部的濕棉花的作用是受熱提供水蒸氣，故B正確；C．由分析可知，為防止鐵與空氣中的氯氣反應(yīng)，實驗時應(yīng)先點燃a處酒精燈后點燃b處酒精燈，故C正確；D．由分析可知，試管中發(fā)生的反應(yīng)為鐵粉與水蒸氣共熱反應(yīng)生成四氯化三鐵和氫氣，四氯化三鐵是黑色固體，不是紅色固體，故D錯誤；故選D。
2．不同價態(tài)含鐵物質(zhì)因性質(zhì)不同，在生產(chǎn)生活中有不同的用途。鐵單質(zhì)與下列物質(zhì)反應(yīng)，產(chǎn)物中鐵元素的化合價為價的是
A．氯氣 B．稀鹽酸 C．稀硫酸 D．硫酸銅
【答案】A
【解析】A． 氯氣具有強氯化性，能將Fe氯化+3價，無論鐵是否過量，鐵在氯氣中燃燒都生成，故A正確；B． 稀鹽酸具有弱氯化性，且弱氯化性是O元素體現(xiàn)的，能將Fe氯化為Fe2+，故B錯誤；C． 稀硫酸具有弱氯化性，能和Fe發(fā)生置換反應(yīng)生成Fe2+，故C錯誤；D． 硫酸銅中銅離子具有弱氯化性，能和Fe發(fā)生置換反應(yīng)生成Fe2+，故D錯誤；故選A。
3．下列關(guān)于鐵的說法正確的是
A．鐵在空氣中點燃劇烈反應(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＋6O＋=2Fe3＋＋3O2↑
【答案】A
【解析】A．鐵在空氣中不能燃燒，A錯誤；B．鐵在硫蒸氣中燃燒生成黑色的硫化亞鐵，B錯誤；C．在金屬活動順序表中，Ag排在Cu的后面，可推測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＋2O＋=Fe2＋＋O2↑，反應(yīng)產(chǎn)物與量的少少無關(guān)，D錯誤；答案為：C。
4．把鐵和銅加入氯化鐵、氯化亞鐵和氯化銅的混合溶液中，反應(yīng)后鐵有剩余，則
A．溶液中有Fe2 + 、Cu2+ B．剩下的固體是Fe和Cu
C．溶液中有Fe3+、Fe2+ D．剩下的固體是Fe，無Cu
【答案】C
【解析】把金屬鐵和銅加入到氯化鐵、氯化亞鐵和氯化銅的混合溶液中，可能發(fā)生2Fe3++Fe=3Fe2+，F(xiàn)e+Cu2+=Fe2++Cu，Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+，因鐵剩余，則Fe3+、Cu2+完全反應(yīng)，溶液中陽離子為Fe2+，剩下的固體是Fe和Cu。故選B。
5．下列關(guān)于鐵單質(zhì)的說法中不正確的是
A．鐵和氯氣完全反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為
B．裝月餅的袋子里常放有干燥劑和鐵粉，這是利用了鐵粉的還原性
C．常溫下，與不反應(yīng)，但在空氣中、的共同作用下能發(fā)生氯化反應(yīng)
D．單質(zhì)完全轉(zhuǎn)變?yōu)椋€電子
【答案】A
【解析】A．由反應(yīng)方程式2Fe+3Cl22FeCl3，5.6 g鐵和7.1 g氯氣完全反應(yīng)，鐵有剩余，氯氣完全反應(yīng)生成FeCl3，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.2NA，故A錯誤；B．裝月餅的袋子里常放有干燥劑和鐵粉，鐵粉做脫氯劑，利用了鐵粉的還原性，故B正確；C．常溫下，F(xiàn)e與O2O不反應(yīng)，但在空氣中O2、O2O的共同作用下鐵能發(fā)生氯化反應(yīng)被銹蝕，故C正確；D．四氯化三鐵中+2價Fe與+3價Fe的個數(shù)比為1∶2，3 mol單質(zhì)Fe完全轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3O4，失去8NA個電子，故D正確；故選A。
6．將1.12g鐵粉加入25mL2mol L-1的FeCl3溶液中，充分反應(yīng)后，其結(jié)果正確的是
A．鐵粉有剩余，溶液呈淺綠色，Cl-的量保持不變
B．往溶液中滴入KSCN溶液，溶液不顯紅色
C．Fe2+和Fe3+的物質(zhì)的量之比為1:6
D．氯化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:2
【答案】B
【解析】A．n(Fe)==0.02mol，n(Fe3+)=2mol L-1√ 0.025L=0.05mol，鐵粉完全反應(yīng)需要0.04mol氯化鐵，F(xiàn)e完全反應(yīng)而Fe3+有剩余，A不正確；B．由A中分析可知，氯化鐵剩余，溶液顯血紅色，B不正確；；C．生成0.06molFe2+，氯化鐵剩余0.01mol，則Fe2+和Fe3+物質(zhì)的量之比為6:1，C不正確；D．由電子守恒可知，1mol還原劑(Fe)被氯化，2mol氯化劑(Fe3+)被還原，則氯化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:2，D正確；故選D。
7．向2L的O2SO4和Fe(NO3)3的混合稀溶液中逐漸加入鐵粉，產(chǎn)生無色氣體，該氣體遇到空氣變?yōu)榧t棕色，溶液中Fe2+的物質(zhì)的量和加入Fe粉的物質(zhì)的量之間的關(guān)系如圖所示，下列敘述錯誤的是
A．開始時加入鐵粉反應(yīng)的離子方程式為
B．加入4mol鐵粉時，溶液中有3 mol Fe3+，2 mol Fe2+
C．加入5mol鐵粉后的溶液中加入鹽酸，不會有NO氣體產(chǎn)生
D．原溶液中O2SO4和Fe(NO3)3的物質(zhì)的量分別為6mol和1mol
【答案】C
【解析】A．由實驗現(xiàn)象和圖像可知開始加入鐵粉產(chǎn)生NO和Fe3+，故開始時加入鐵粉發(fā)生的離子方程式為，A正確；B．加入4mol鐵粉時，其中1mol鐵粉消耗2 mol Fe3+，產(chǎn)生3 mol Fe2+，此時溶液中，n(Fe2+)=3mol，B錯誤；C．加入鐵粉3mol時，硝酸根離子恰好反應(yīng)完全，加入5mol鐵粉后的溶液中溶質(zhì)的主要成分為硫酸亞鐵，加入鹽酸后不發(fā)生反應(yīng)，不會放出NO氣體，C正確；D．加入3mol鐵粉時發(fā)生的離子方程式為，消耗3 mol和12molO+生成3 mol Fe3+，加入鐵粉3mol至5mol時，發(fā)生的離子反應(yīng)為，則2mol的鐵消耗4 mol Fe3+，加入3mol鐵粉時生成3 mol Fe3+，故原溶液中含1 mol Fe3+[即含1 mol Fe(NO3)3]，5mol后加入鐵粉不再產(chǎn)生Fe2+，則原溶液中僅含12molO+(即含6molO2SO4)，故原溶液中O2SO4和Fe(NO3)3的物質(zhì)的量分別為6mol和1mol，D正確；故選B。
8．鐵及其化合物與生產(chǎn)、生活關(guān)系密切：
(1)下列鐵化合物中，可以通過化合反應(yīng)得到是_______(填字母序號)。
A． B． C． D．
(2)可作為銅電路板的腐蝕液，該反應(yīng)的化學(xué)方程式 。向反應(yīng)后的溶液加入 (填名稱)，可回收Cu，并得到溶液。
(3)用廢鐵皮制取()的部分流程示意圖如下：
用方程式說明步驟Ⅰ加熱時需控制溫度小于60℃的原因是 。
(4)可制取新型、高效水處理劑高鐵酸鉀，反應(yīng)原理為(未配平)，該反應(yīng)中氯化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為 。
(5)可將氨氮廢水中的轉(zhuǎn)化為除去。從價態(tài)角度分析，能處理氨氮廢水的原因是 。當(dāng)該反應(yīng)轉(zhuǎn)移1.2mol電子時，能產(chǎn)生 mol。
【答案】(1)ABCD
(2)Cu +2FeCl3=2FeCl2+CuCl2 鐵
(3)溫度過高，導(dǎo)致硝酸分解
(4)3∶1
(5)K2FeO4中鐵元素為+6價，處于高價態(tài)，具有強氯化性，中氮元素為-3價，處于最低價，具有還原性，K2FeO4和能發(fā)生氯化還原反應(yīng)，將氨氮廢水中轉(zhuǎn)化為N2除去 0.2
【解析】（1）A．Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4，故FeSO4可以通過化合反應(yīng)制得，A符合題意；B．3Fe+2O2Fe3O4，故Fe3O4可以通過化合反應(yīng)制得，B符合題意；C．2Fe＋3Cl22FeCl3，故FeCl3可以通過化合反應(yīng)制得，C符合題意；D．4Fe(OO)2+O2+2O2O =4Fe(OO)3，故Fe(OO)3可以通過化合反應(yīng)制得，D符合題意；故選ABCD；
（2）Cu與FeCl3溶液反應(yīng)生成FeCl2和CuCl2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2，向反應(yīng)后的溶液中加入鐵粉，F(xiàn)e+Cu2+=Cu+Fe2+，可回收Cu，并得到FeCl2溶液；
（3）硝酸受熱易分解，4ONO34NO2↑+2O2O+O2↑，則步驟Ⅰ加熱時需控制溫度小于60℃的原因是溫度過高，導(dǎo)致硝酸分解；
（4）根據(jù)得失電子守恒和原子守恒可配平方程式Fe2O3+3ClO-+4OO-=2+3Cl-+2O2O，氯化劑為ClO-，還原劑為Fe2O3，物質(zhì)的量之比為3∶1；
（5）K2FeO4中鐵元素為+6價，處于高價態(tài)，具有強氯化性，中氮元素為-3價處于最低價，具有還原性，K2FeO4和能發(fā)生氯化還原反應(yīng)，K2FeO4可將氨氮廢水中轉(zhuǎn)化為N2除去；中氮元素為-3價，每生成1個N2轉(zhuǎn)移6個電子，因此反應(yīng)轉(zhuǎn)移1.2mol電子時，能產(chǎn)生0.2mol N2。
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