1、第3课时 铁及其化合物之间的转化关系一、概念判断(判断下列说法是否正确，正确的打“”，错误的打“”，共5小题，每题1分，共5分)1FeFeCl3的变化可一步实现。()提示： Fe与HCl溶液反应只能生成FeCl2，不能一步实现。2Fe2还可继续被强氧化剂氧化。()3Fe2、Fe3共存时，也可用KSCN溶液和氯水检验Fe2的存在。()提示： Fe3遇KSCN溶液变红。4Fe2可被KMnO4(H)氧化。()5Fe2转化为Fe3，只需向含Fe2的溶液中加入还原剂即可。()提示：加入氧化剂才能实现Fe2到Fe3的转化。二、选择题(本题包括8小题，每题2分，共16分)题组1铁及其化合物的转化1将铁片插入
2、下列溶液中，放置片刻后，铁片质量与加入前相同的是()AFeCl2溶液 BAgNO3溶液CFeCl3溶液 D盐酸【解析】选A。FeCl2溶液与铁片不反应，铁片质量不变；2AgFe=Fe22Ag，铁片质量增加；2Fe3Fe=3Fe2，铁片质量减小；2HFe=Fe2H2，铁片质量减小。2下列离子方程式中，正确的是()A铁与稀氯化铁溶液反应：FeFe3=2Fe2B铁与稀盐酸反应：2Fe6H=2Fe33H2CFeCl2溶液与氯水反应：Fe2Cl2=Fe32ClDFe(OH)3与盐酸反应：Fe(OH)33H=Fe33H2O【解析】选D。A和C选项的反应不满足电荷守恒，错误；B选项，铁与稀盐酸反应生成FeC
3、l2，错误。3下列物质跟铁反应的生成物，能跟KSCN溶液作用生成红色物质的是()A盐酸 B氯气C硫酸铜溶液 D稀硫酸【解析】选B。铁跟盐酸、稀硫酸、硫酸铜溶液反应后生成Fe2，铁跟氯气反应生成FeCl3，Fe3能跟KSCN溶液反应生成红色物质而Fe2不能。4(2021南京高一检测)某物质溶于盐酸后，再向溶液中滴加KSCN溶液，结果溶液颜色无变化，然后加入新制氯水，溶液呈红色，则这种物质是()AFeCl3 BFeCl2 CFe(OH)3 DFe3O4【解析】选B。由题意知该物质中只有2价的铁元素，Fe3O4与HCl反应，既有FeCl3生成，又有FeCl2生成。题组2Fe2和Fe3的检验5向盛有氯
4、化铁溶液的烧杯中加入过量的铜粉，反应结束后，溶液中大量存在的金属离子是()AFe2、Cu2 BFe2、Fe3CFe3、Cu2 DCu、Cu2【解析】选A。铜粉过量时不能存在Fe3，铜和三氯化铁反应不会生成Cu。6将1.12 g铁粉加入25 mL 2 molL1的氯化铁溶液中，充分反应后，结果是()A溶质为氯化亚铁，铁粉有剩余B氧化产物与还原产物的物质的量之比为21CFe2和Fe3物质的量之比为61D往溶液中滴入KSCN溶液，不显红色【解析】选C。1.12 g铁粉的物质的量是0.02 mol。氯化铁的物质的量是0.05 mol，氯化铁过量，溶质为氯化亚铁和氯化铁；氧化产物与还原产物的物质的量之比
5、为12，Fe3剩余0.01 mol，生成Fe20.06 mol，Fe2与Fe3的物质的量之比为61。7下列反应中，能置换出铁的是()ACuFeCl3(溶液) BNaFeCl2(溶液)CAlFeCl2(溶液) DAgFeCl2(溶液)【解析】选C。Cu与FeCl3溶液反应生成Fe2，Na与FeCl2溶液反应生成氢氧化亚铁；Ag不能与FeCl2溶液反应。8(2021浏阳高一检测)向某晶体的溶液中加入Fe2后溶液无明显变化，当滴加几滴溴水后，混合液出现红色，由此得出下列结论错误的是()AFe3的氧化性比溴的氧化性强B该晶体中一定含有SCNCFe2与SCN不能形成红色化合物DFe2被溴氧化成Fe3【解
6、析】选A。某晶体的溶液中没有与Fe2发生反应的离子，当加入溴水后，Fe2一定被氧化成Fe3，此时溶液出现红色，说明原晶体是含有SCN的盐，判断出B、C、D均正确；在Br2与Fe2反应中，Fe3是氧化产物，Br2是氧化剂，所以Br2的氧化性应比Fe3的氧化性强，A错误。三、非选择题(本题包括1小题，共9分)9铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示：请回答下列有关问题：(1)Fe与过量盐酸反应可以制取FeCl2。若用反应所得的酸性溶液，实现上述、的转化，要求产物纯净，可选用的试剂分别是_、_。(填标号)ACl2 BFe CCu DKMnO4(2)在化学方程式Fe2O33NaClO4KOH2K2Fe
7、O4(高铁酸钾)3NaCl2H2O中，还原剂是_，具有_性。(3)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效的绿色水处理剂，在水中发生反应生成氢氧化铁胶体。高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是_、_。 【解析】(1)将Fe2氧化成Fe3需加入氧化剂，但KMnO4会引入杂质离子，故可通入Cl2；将Fe3还原成Fe2需加入还原剂，但Cu会引入杂质离子，故加入Fe。(2)该反应中铁元素由3价6价，故Fe2O3作还原剂，具有还原性。(3)高铁酸钾(K2FeO4)在水中发生反应生成氢氧化铁胶体，能凝聚水中的悬浮杂质从而可作净水剂，而6价3价的过程，表现其强氧化性，因此可作消毒剂。答案：(1)AB(2)Fe2O
8、3还原(3)净水消毒一、选择题(本题包括14小题，每题3分，共42分)1(2021福州高一检测)将铁的某种化合物溶于盐酸，滴加KSCN溶液不发生颜色变化，再加入适量氯水，溶液立即呈红色。则此铁的化合物是()AFe2O3BFeCl3CFe2(SO4)3DFeO【解析】选D。FeO溶于稀盐酸产生Fe2，滴加KSCN溶液不发生颜色变化，然后加入适量氯水，Fe2转化成Fe3，溶液变红。2向硫酸中加入铁粉，待铁粉全部溶解后，再加入酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液紫红色褪去的原因是()AFe有还原性 BFeSO4中Fe2具有还原性CKMnO4具有还原性 D硫酸具有还原性【解析】选B。溶液褪色是因为Fe2
9、具有还原性，KMnO4(H)具有氧化性，KMnO4被Fe2还原生成无色的Mn2。3(2021哈尔滨高一检测)用一定量的铁与足量的稀硫酸及足量的CuO反应制单质铜，有人设计了以下两种方案：FeH2CuCuOCuSO4Cu若按实验原理进行操作，则两者制得单质铜的量()A一样多B多C多D无法判断【解析】选C。方案中，用H2还原CuO时，加热前要先通H2，以排除装置中的空气，以防加热时爆炸，实验结束后需继续通一会儿H2，直到冷却为止，以防止Cu重新被空气中的O2氧化，因此，要制得1 mol Cu需要的H2多于1 mol，即需要的Fe多于1 mol。故等量的Fe按方案制得Cu的量多。4.A、B、C为3种
10、单质(其中A为固体，B、C为气体)，将D的饱和溶液滴入沸水中继续煮沸，溶液呈红褐色，B、C反应的产物易溶于水得到无色溶液E。它们之间的转化关系如图，下列推断正确的是()A物质B是H2 B物质C是Cl2C物质D是FeCl2 D物质F是FeCl2【解析】选D。根据题意知，A为Fe，B为Cl2，C为H2，D为FeCl3，E为HCl，F为FeCl2。5(双选)已知下述三个实验均能发生化学反应：将铁钉放入硫酸铜溶液中向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水将铜丝放入氯化铁溶液中下列判断正确的是()A实验中铁钉只作还原剂B实验中Fe2既显氧化性又显还原性C实验中发生的是置换反应D上述实验证明氧化性：Fe3Cu2Fe2
11、【解析】选A、D。实验中铁钉作还原剂，氧化性：Cu2Fe2，实验中Fe2只表现还原性，实验中反应为2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2，不是置换反应，氧化性：Fe3Cu2，综上可知氧化性：Fe3Cu2Fe2，故A、D正确，B、C错误。6某500 mL溶液中含0.1 mol Fe2、0.2 mol Fe3，加入0.2 mol铁粉，待Fe3完全被还原后，溶液中Fe2的物质的量浓度为(假设反应前后溶液体积不变)()A0.4 molL1 B0.6 molL1C0.8 molL1 D1.0 molL1【解析】选C。由反应2Fe3Fe=3Fe2可知铁粉过量，0.2 mol Fe3与过量铁粉反应生成0.
12、3 mol Fe2，故反应后Fe2共为0.4 mol，c(Fe2)0.8 molL1。7(双选)(2021菏泽高一检测 )为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性，某同学设计了如下实验方案，其中符合实验要求且完全正确的是()选项实验操作实验现象离子反应实验结论A向氯化亚铁溶液中通入氯气浅绿色溶液变成棕黄色溶液2Fe2Cl2=2Fe32ClFe2具有还原性B在氯化亚铁溶液中加入锌片浅绿色溶液变成无色溶液Fe2Zn=FeZn2Fe2具有还原性C在氯化铁溶液中加入铁粉棕黄色溶液变成浅绿色溶液2Fe3Fe=3Fe2铁单质具有还原性D在氯化铁溶液中加入铜粉蓝色溶液变成棕黄色溶液2Fe3Cu=2Fe2Cu2F
13、e3具有氧化性【解析】选A、C。在氯化亚铁溶液中通入氯气，氯化亚铁溶液为浅绿色，2价的铁被氧化生成3价的铁，溶液浅绿色变为棕黄色，离子方程式为2Fe2Cl2=2Fe32Cl，说明Fe2具有还原性，故A正确；锌具有还原性，氯化亚铁溶液中2价的铁具有氧化性，锌置换出铁，溶液颜色变化的同时会析出黑色固体铁，离子方程式为Fe2Zn=FeZn2，锌作还原剂有还原性，故B错误；向FeCl3溶液中加入铁粉发生反应生成氯化亚铁，棕黄色溶液变为浅绿色，离子方程式为2Fe3Fe=3Fe2，故C正确；实验现象中，溶液的颜色反应前氯化铁溶液为黄色，Fe3具有氧化性，与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜溶液，反应后氯化亚铁溶液
14、为浅绿色，氯化铜溶液为蓝绿色，故D错误。8(2021衡水高一检测)某同学设计下列方法对A盐的水溶液进行鉴定：由此得出的结论中，不正确的是()A滤液C中有Fe3BA一定为FeCl2CD溶液中存在Fe(SCN)3DB为AgCl【解析】选B。由B为白色沉淀可知B为AgCl，D为红色溶液，可知C中含Fe3，D为Fe(SCN)3，A也可能是FeCl3。9有NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2四种溶液，用一种试剂就可把它们鉴别开来，这种试剂是()A盐酸 B烧碱溶液CAgNO3溶液 DKSCN溶液【解析】选B。将过量NaOH溶液分别加到四种溶液中，无明显现象的是NaCl；生成白色沉淀且沉淀迅速变为灰
15、绿色，最后变为红褐色的是FeCl2；生成红褐色沉淀的是FeCl3；生成白色沉淀的是MgCl2。【补偿训练】在由Fe、FeO和Fe2O3组成的混合物中加入100 mL 2 molL1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，并放出448 mL气体(标准状况)，此时溶液中无Fe3，则下列判断正确的是()A混合物里3种物质反应时消耗盐酸的物质的量之比为113B反应后所得溶液中的Fe2与Cl的物质的量浓度之比为13C混合物里，FeO的物质的量无法确定，但Fe比Fe2O3的物质的量多D混合物里，Fe2O3的物质的量无法确定，但Fe比FeO的物质的量多【解析】选C。本题考查Fe及其化合物的性质、混合物组成的判断、简单
16、的化学计算。混合物恰好完全溶解，且无Fe3，故溶液中溶质为FeCl2，c(Fe2)c(Cl)12，B错误；由反应2Fe3Fe=3Fe2可知，还原Fe3的Fe的物质的量与Fe2O3的物质的量相等，但还有一部分Fe与盐酸反应生成H2，可知Fe比Fe2O3的物质的量多，C正确；FeO的物质的量无法确定，A、D错误。10(2021杭州高一检测)把铁片放入下列溶液中，铁片溶解，溶液质量增加，但没有气体放出的是()A稀硫酸 BCuSO4溶液CFe2(SO4)3溶液 DAgNO3溶液【解析】选C。A.铁和稀硫酸反应有氢气生成，故A错误；B.铁和硫酸铜发生置换反应，析出铜的质量大于铁的质量，导致溶液质量减小，
17、故B错误；C.铁和硫酸铁反应生成硫酸亚铁，没有气体生成且溶液质量增加，所以符合题意，故C正确；D.铁和硝酸银发生置换反应，析出银的质量大于铁的质量，导致溶液质量减小，故D错误。11在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液中加入铁粉，待反应结束，所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引，则反应后溶液中存在较多的阳离子是()ACu2 BFe3 CFe2 DH【解析】选C。能被磁铁吸引说明有单质铁存在，所以存在较多的是Fe2。12(2021青岛高一检测)元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质类别为横坐标所绘制的二维平面图。如图为铁元素的价类二维图，其中
18、的箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法正确的是()A高温下铁与水蒸气的反应可实现上述转化BFeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化生成红棕色粉末C加热Fe(OH)3发生转化，加水溶解可实现转化D转化发生反应的类型是化合反应【解析】选D。高温下铁与水蒸气生成四氧化三铁，不能实现上述转化，故A错误；FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化生成四氧化三铁，故B错误；氢氧化铁不溶于水，则加水溶解不能实现转化，故C错误；转化为多种物质生成一种物质，属于化合反应，故D正确。13(双选)(2021济南高一检测)将a g铁和氧化铁的混合物加入800 mL 0.1 molL1的
19、盐酸中充分反应后，盐酸恰好全部消耗，放出标准状况下气体0.224 L。则下列判断中正确的是()A原混合物中n(Fe)n(Fe2O3)21B向溶液中滴入无色的KSCN溶液，显红色C无法计算出原混合物的质量D此混合物中铁元素的质量分数约为82.4%【解析】选A、D。因该混合物中只有铁和盐酸反应放出气体，则该气体一定是氢气。由于氧化性：Fe3H，所以当产生氢气时，Fe3已经全部被还原为Fe2，生成氢气的物质的量为0.01 mol，HCl物质的量为0.8 L0.1 molL10.08 mol，反应Fe2HCl=FeCl2H2消耗0.01 mol Fe和0.01 mol20.02 mol HCl，故反应
20、FeFe2O36HCl=3FeCl23H2O中消耗HCl的物质的量为0.08 mol0.02 mol0.06 mol，由方程式可知该反应中消耗Fe的物质的量为0.06 mol0.01 mol。由以上分析可知，原混合物中n(Fe)n(Fe2O3)(0.01 mol0.01 mol)0.01 mol21，故A正确；反应后得到的是FeCl2溶液，向溶液中滴入KSCN溶液，溶液不变色，故B错误；铁、氧化铁的物质的量已知，根据mnM可以计算混合物的质量，故C错误；根据上述分析可知，原混合物中铁的物质的量是0.02 mol，Fe2O3的物质的量是0.01 mol，则此混合物中铁元素的质量分数为100%82
21、.4%，D正确。14将KSCN溶液加入下列所指定的各溶液中，溶液不会显红色的是()A加入足量的铁粉后的FeCl3溶液B铁丝在足量氯气中燃烧后，所得产物的水溶液C长期暴露在空气中的绿矾溶液D加入新制氯水后的FeCl2溶液【解析】选A。将KSCN加入溶液中，溶液不显红色，说明溶液中无Fe3。A项发生的反应为Fe2FeCl3=3FeCl2 ，溶液中无Fe3，正确；B项，所得产物溶于水后得到FeCl3 溶液，会显红色，错误；C项溶液中的Fe2被空气中的氧气氧化为Fe3，会显红色，错误；D项发生的反应为Cl22FeCl2=2FeCl3 ，会显红色，错误。二、非选择题(本题包括2小题，共28分)15(13
22、分)为了“探究铁及其化合物的氧化性或还原性”，某同学甲设计了如下的实验方案。(1)实验前甲同学预测：Fe2肯定既有还原性又有氧化性。你认为甲同学预测的依据是_。(2)甲同学欲用实验证明他的预测。实验室提供了下列试剂：3%的H2O2溶液、锌粒、铜片、0.1 molL1 FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水。若甲同学计划在0.1 molL1 FeCl2溶液中滴入新制氯水，探究Fe2的还原性，你预计可能发生的反应是_(写离子方程式)，现象是溶液由浅绿色变_色。实验中，甲同学发现现象不太明显，老师分析可能是产物的含量太低，建议可以通过检验Fe2被氧化的产物Fe3的存在以获取证据。你认为可选上述试剂中
23、的_滴入甲同学所得的混合液中，并通过_现象，证明甲同学的观点和实验方案都是正确的。对于证明Fe2具有氧化性，甲同学认为金属单质都具有还原性，并分别将铜片、锌粒投入FeCl2溶液中，结果铜片没变化，锌粒逐渐变小。由此说明三种金属的还原性由强至弱的顺序为_。【解析】Fe2中铁元素化合价处于中间价态，可以升高也可以降低，所以Fe2既有氧化性又有还原性；新制氯水可将Fe2氧化成棕黄色的Fe3；检验Fe3用KSCN溶液；在氧化还原反应中还原剂的还原性强于还原产物的还原性。答案：(1)因为Fe2中铁元素化合价处于中间价态，可以升高也可以降低(2)Cl22Fe2=2Cl2Fe3棕黄KSCN溶液溶液呈红色Zn
24、FeCu16(15分)(2021聊城高一检测)某工业废水中含有大量的氯化亚铁、较多的氯化铜和少量的氯化钠。为减少污染并变废为宝，该工厂计划从废水中回收氯化亚铁和金属铜，请根据以下流程图，回答下列问题：(1)不溶性物质的主要成分为_，操作的名称为_。(2)溶液中溶质为_。(3)若鉴别溶液中含有的主要金属阳离子，所需的试剂为_。(4)回收的氯化亚铁溶于水被氧化后得到氯化铁溶液，氯化铁溶液可用于腐蚀印刷电路板上的铜，向腐蚀后的溶液中加入一定量铁粉，充分反应。对反应后的溶液分析正确的是_。a溶液中一定含有Fe2b若有固体剩余，固体中一定含有铁c若有铁剩余，溶液中可能含有Cu2d溶液若有Fe3剩余，则一
25、定没有固体析出若铁粉足量，且剩余固体的质量与原加入铁粉的质量相等，则腐蚀后的溶液中_。【解析】(1)结合流程可知，试剂X为Fe，操作为过滤，不溶性物质中含Cu、Fe；(2)不溶性物质含Cu、Fe，与试剂Y盐酸反应，生成FeCl2；(3)溶液中主要含氯化亚铁，检验亚铁离子常用试剂为KSCN溶液和氯水；(4)用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得溶液中含亚铁离子、铜离子，还可能含大量的铁离子，故a正确；当加入铁粉，铁先和FeCl3发生氧化还原反应，当FeCl3完全反应后，Fe再和Cu2反应，若有固体剩余，固体中一定含有铜，故b错误；若有铁剩余，Fe会和Cu2反应，溶液中就不可能含有Cu2，故c
26、错误；因为Fe3既和Cu反应又和Fe反应，所以溶液若有Fe3剩余，则一定没有固体析出，故d正确；设腐蚀后的溶液中FeCl3物质的量为x，CuCl2物质的量为y，则FeCl2物质的量为2y，Fe2FeCl3=3FeCl2固体减少的质量m 2 mol 56 g x 28xFeCu2=Fe2Cu固体增加的质量m56 g 1 mol 64 g 8 g y 8y充分反应后，剩余金属粉末的质量与原加入铁粉的质量相等，所以28x8y，即则腐蚀后的溶液中。答案：(1)Cu、Fe过滤(2)FeCl2、HCl(3)KSCN溶液和氯水(4)ad【日积月累】(九层之台，起于累土难点知识从基础练起)写出下列反应的离子方程式：(1)FeCl3与铜反应：2Fe3Cu=2Fe2Cu2。(2)FeCl3与铁反应：2Fe3Fe=3Fe2。(3)FeCl2中通入氯气：2Fe2Cl2=2Fe32Cl。(4)Fe3与S2反应：2Fe3S2=2Fe2S。(5)Fe2与Br2反应：2Fe2Br2=2Fe32Br。(6)Fe3与I反应：2Fe32I=2Fe2I2。(7)Fe2被酸性高锰酸钾氧化：5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O。
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