資源簡介

第 7 講 鐵及其化合物
知識點(diǎn) 1：鐵的單質(zhì)
知識點(diǎn) 2：鐵的氧化物及氫氧化物
知識點(diǎn) 3：Fe(OH)2的制備
知識點(diǎn) 4：鐵鹽和亞鐵鹽
知識點(diǎn) 1：鐵的單質(zhì)
【典例 1】純凈鐵的物理性質(zhì)有
①光亮的銀白色　②黑色　③在潮濕的空氣中易被腐蝕　④有延展性　⑤能導(dǎo)電導(dǎo)熱　
⑥硬而脆　⑦能被磁鐵吸引，易被磁化
A．①③④⑤⑦ B．①④⑤⑦ C．①③⑤⑦ D．全部
【典例 2】下列物質(zhì)反應(yīng)后一定有+3 價(jià)鐵生成的是
①過量的 Fe 與 Cl2反應(yīng)　②Fe 與過量稀硫酸反應(yīng)后，再向其中加 H2O2溶液　③Fe(NO3)2
溶液中加少量鹽酸　④Fe 和 Fe2O3的混合物溶于鹽酸中
A．只有① B．只有①②
C．只有①②③ D．全部
【典例 3】用下圖裝置進(jìn)行“鐵與水反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)，并檢驗(yàn)產(chǎn)物的性質(zhì)(夾持裝置略去)。回答
下列問題：
(1)A 裝置的作用是 ，燒瓶底部加碎瓷片的作用是 。
(2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，應(yīng)先點(diǎn)燃 A 裝置中的酒精燈還是 B 裝置中的酒精噴燈？ (填“A”或
“B”)，原因是 。
(3)B 中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ，該反應(yīng)的氧化劑是 。
(4)D 裝置的作用是 。
(5)E 中的現(xiàn)象是 ，所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。
(6)點(diǎn)燃 E 中酒精燈之前應(yīng)進(jìn)行的操作是 。
【變式 1】還原鐵粉和水蒸氣反應(yīng)的裝置如圖所示，下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說法不正確的是
A．濕棉花的主要作用是提供水蒸氣
B．肥皂液中剛有氣泡產(chǎn)生時(shí)不能點(diǎn)燃肥皂液
C．肥皂液的主要作用是檢驗(yàn)生成的是H2
D．裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Fe + 3H2O(g)高溫Fe2O3 + 3H2↑
【變式 2】鐵和下列物質(zhì)反應(yīng)，能生成+3 價(jià)化合物的是：①O2；②S；③HCl；④CuCl2；
⑤HNO3；⑥氯氣；⑦H2O
A．①②⑤ B．①⑥ C．⑤⑥ D．①⑤⑥
【變式 3】下列關(guān)于鐵的性質(zhì)的敘述不正確的是
A．鐵在氧氣中燃燒生成的氧化物的主要成分是 Fe3O4
B．鐵絲不論在空氣中還是在純氧中都不會燃燒
C．因?yàn)殍F在潮濕的空氣中生成的氧化物非常疏松，不能保護(hù)內(nèi)層的金屬，故鐵制品需
要涂保護(hù)層
D．鐵與硫酸反應(yīng)的離子方程式：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑
【變式 4】下列有關(guān)鐵及其化合物的說法中正確的是
A．鐵的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，所以鐵在自然界中全部以化合態(tài)存在
B．鐵在純氧中燃燒或在氯氣中燃燒所得產(chǎn)物中鐵元素的化合價(jià)均為+3 價(jià)
C．鐵在氯氣中燃燒如果鐵過量會生成 FeCl2
D．工業(yè)上用 CO 在高溫條件下還原含 Fe2O3的鐵礦石煉鐵
【變式 5】下列含 Fe 元素的物質(zhì)反應(yīng)的離子方程式書寫正確的是
A．鐵與鹽酸反應(yīng)：2Fe +6H+=2Fe3+ +3H2↑
B．鈉與氯化鐵溶液反應(yīng)：Fe3+ +3Na=3Na+ + Fe
C．氧化鐵與稀硫酸反應(yīng)：Fe2O3 +6H+=2Fe3+ +3H2O
D．氯化亞鐵溶液與氯氣反應(yīng)：Fe2+ + Cl =2Cl + Fe3+2
【變式 6】引火鐵是一種活性很強(qiáng)的鐵粉，一般用于焊接鐵軌等。某課外活動小組利用圖 1
裝置將普通鐵粉在酒精噴燈加熱條件下與水蒸氣反應(yīng)得到Fe3O4和H2，再利用圖 2 裝置將制
得的Fe3O4與H2反應(yīng)制備顆粒很細(xì)、活性很強(qiáng)的引火鐵(加熱及夾持裝置省略)。
回答下列問題：
(1)圖 1中玻璃儀器 a的名稱是 。實(shí)驗(yàn)時(shí)將普通鐵粉裝入試管A中的具體操作是 。
(2)試管 A 中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ，其中發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)的化學(xué)式是 ，
當(dāng)有8 g H2生成時(shí)，發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量是 。
(3)圖 2 中，從儀器Ⅰ中加入稀硫酸，在裝置 H 中發(fā)生反應(yīng)，排出裝置 E 中的空氣，再用酒精
燈加熱 E，在點(diǎn)燃酒精燈之前需要進(jìn)行的操作是 。裝置 E、H 中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)類型
有 (填序號)。
①復(fù)分解反應(yīng) ②氧化還原反應(yīng) ③置換反應(yīng) ④非氧化還原反應(yīng)
其中裝置 H 中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是 。
【變式 7】下列實(shí)驗(yàn)裝置可用于實(shí)驗(yàn)室制備少量無水 FeCl3，已知 FeCl3遇水會強(qiáng)烈反應(yīng)。
(1)為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模餮b置的正確連接順序是：
a→________→________→________→________→h→i→c→b→g→f(填接口的字母，箭頭的
方向即氣流的方向，部分裝置可重復(fù)使用)。 。
(2)請寫出裝置⑤圓底燒瓶中制備氯氣的離子方程式 。
(3)裝置②的目的除了降低 Cl2在溶液中的溶解度外，還有 。
(4)請寫出④制備 FeCl3的化學(xué)方程式 。
(5)本實(shí)驗(yàn)裝置④⑤兩處均有酒精燈，實(shí)驗(yàn)開始前應(yīng)先點(diǎn)燃 (填裝置序號)處酒精燈，
后點(diǎn)燃 (填裝置序號)處酒精燈。
知識點(diǎn) 2：鐵的氧化物及氫氧化物
【典例 1】價(jià)一類二維圖是學(xué)習(xí)元素化合物知識的重要模型和工具，它以元素的化合價(jià)為縱
坐標(biāo)，以物質(zhì)類別為橫坐標(biāo)。下圖為鐵元素的價(jià)一類二維圖，其中的箭頭表示部分物質(zhì)間的
轉(zhuǎn)化關(guān)系。下列說法正確的是
A．用鐵絲與水蒸氣高溫下反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化①
B．加熱Fe(OH)3發(fā)生轉(zhuǎn)化③
C．實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化⑤可以加入NaOH溶液
D．Fe 與強(qiáng)氧化劑可以發(fā)生轉(zhuǎn)化⑥
【典例 2】實(shí)驗(yàn)室測定某氧化物(FexO)組成的實(shí)驗(yàn)如下圖所示，下列有關(guān)說法正確的是
A．根據(jù)步驟 I、Ⅱ可判斷氧化物的組成為Fe0.8O
B．溶液 X 中c(Fe2+):c(Fe3+)=2:1
C．溶液 Y 中的離子只有Fe3+和Cl
D．氧化物中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為 27.6%
【典例 3】鐵泥是鋼鐵廠廢棄物，經(jīng)分析其成分如下表：
成分 Fe3O4 Fe2O3 FeO Fe 水分 雜質(zhì)
質(zhì)量分?jǐn)?shù)% 74.25 7.28 3.56 3.67 8.12 3.12
已知雜質(zhì)不溶于酸。
綜合利用廢棄物，對資源利用和環(huán)境保護(hù)具有現(xiàn)實(shí)意義，鐵泥常用于制備鐵紅，實(shí)驗(yàn)室模擬
其工藝流程如下：
(1)酸浸過程中 Fe3O4與硫酸反應(yīng)的離子方程式為 。
(2)轉(zhuǎn)化過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。檢驗(yàn)轉(zhuǎn)化是否完全所用的試劑
是 。
(3)沉鐵后洗滌濾渣 2，檢驗(yàn)濾渣 2 是否洗滌干凈的方法是：取少量最后一次的洗滌液于試管
中， ，則已經(jīng)洗滌干凈。
(4)煆燒步驟的化學(xué)反應(yīng)方程式為 。
【變式 1】現(xiàn)有Fe和Fe2O3的固體粉末44g，往其中加入2L稀硫酸，固體粉末全部溶解，產(chǎn)生
H2的體積為8.96L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，反應(yīng)后的溶液不能使 KSCN 溶液顯色。為中和過量硫酸需要
3.00mol L 1 NaOH溶液200mL(忽略溶液體積變化)。下列說法不正確的是
A．原硫酸的濃度為1mol L 1
B．與固體粉末反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量為0.7mol
C．混合物中Fe的物質(zhì)的量為0.5mol
D．混合物中Fe2O3的物質(zhì)的量為0.1mol
【變式 2】元素的價(jià)類二維圖是我們學(xué)習(xí)元素及其化合物相關(guān)知識的重要模型和工具，它指
的是以元素的化合價(jià)為縱坐標(biāo)，以物質(zhì)的類別為橫坐標(biāo)所繪制的二維平面圖像。如圖為鐵元
素的價(jià)類二維圖，其中的箭頭表示部分物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，下列說法不正確的是
A．鐵在高溫下與水蒸氣反應(yīng)不能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化①
B．FeO 是一種黑色粉末，不穩(wěn)定，在空氣中受熱，迅速發(fā)生轉(zhuǎn)化②
C．由圖可預(yù)測：高鐵酸鹽(FeO2 4 )具有強(qiáng)氧化性，可用于消毒
D．加熱Fe(OH)3發(fā)生轉(zhuǎn)化⑥，加鹽酸溶解可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化③
【變式 3】中科院網(wǎng)報(bào)道，納米 Fe3O4晶體材料可以作為核磁共振造影增強(qiáng)劑，用于疾病的
診斷和作為藥物載體用于疾病的治療。其制備過程如下，下列敘述合理的是
A．Fe3O4可以表示為 FeO·Fe2O3，屬于混合物
B．在反應(yīng)②中 FeCl3·6H2O 被環(huán)丙胺( )還原為 FeO(OH)
C．納米四氧化三鐵材料為膠體
D．反應(yīng)③的化學(xué)方程式是 6FeO(OH)+CO=2Fe3O4+3H2O+CO2
【變式 4】用如圖所示裝置測定某鐵礦石中Fe2O3的含量(雜質(zhì)不參與反應(yīng))，稱取 4.00g 該鐵
礦石于硬質(zhì)玻璃管 A 中，充分反應(yīng)后測得干燥管 B 增重 2.64g，C 增重 0.44g，下列相關(guān)說
法中正確的是
A．稱量干燥管 B 后，應(yīng)先加熱硬質(zhì)玻璃管 A，再通 CO
B．在硬質(zhì)玻璃管 A 發(fā)生的反應(yīng)中，CO 被還原
C．該鐵礦石有效成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 93.3%
D．若撤去干燥管 C，會造成測得的有效成分含量偏高
【變式 5】下列有關(guān)鐵和鐵的化合物的敘述中，正確的是
A．鐵的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，它能與許多物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此鐵在自然界中只能以
化合態(tài)存在
B．Fe3O4是一種紅棕色粉末，俗稱鐵紅，常用作油漆、涂料、油墨和橡膠的紅色顏料
C．Fe(OH)2在空氣中容易被氧化，如圖①②都能較長時(shí)間看到 Fe(OH)2白色沉淀
D．往某溶液中先加入氯水，再加入 KSCN 溶液，發(fā)現(xiàn)溶液變成紅色，證明原溶液中含
有 Fe3+
【變式 6】元素的價(jià)類二維圖是我們學(xué)習(xí)元素及其化合物相關(guān)知識的重要模型和工具，它指
的是以元素的化合價(jià)為縱坐標(biāo)，以物質(zhì)的類別為橫坐標(biāo)所繪制的二維平面圖像。下圖為鐵元
素的價(jià)類二維圖，其中的箭頭表示部分物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，下列說法正確的是
A．鐵與氧氣的燃燒反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)上述①轉(zhuǎn)化
B．加熱 Fe(OH)3發(fā)生轉(zhuǎn)化⑥，F(xiàn)e2O3加水溶解可轉(zhuǎn)化為 Fe(OH)3
C．由圖可預(yù)測：高鐵酸鹽(FeO2 4 )具有強(qiáng)氧化性，可用于飲用水的消毒
D．FeO 是種紅色粉末，不穩(wěn)定，在空氣中受熱，迅速被氧化成 Fe2O3
【變式 7】向鐵和氧化鐵的混合物中加入 500mL0.20mol·L-1稀鹽酸后恰好完全反應(yīng)，得到只
含一種金屬離子的淺綠色溶液，并收集到 448mL 氫氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定)。回答下列問題；
(1)反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)為 (填寫化學(xué)式)，其物質(zhì)的量濃度為 (忽略溶液的體積變
化)；
(2)原混合物中單質(zhì)鐵的質(zhì)量為 g。
【變式 8】某興趣小組的同學(xué)們利用如圖所示的裝置對 CO 還原 Fe2O3粉末的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究
(固定裝置略)。
\
【查閱資料】CO 能溶于銅液。
(1)按如圖連接裝置 A E，在裝入試劑前，先 。
(2)寫出裝置 B 中反應(yīng)的化學(xué)方程式 。
(3)通入 CO2一段時(shí)間后，先點(diǎn)燃 處酒精噴燈(填“A”或“D”)。
(4)反應(yīng)一段時(shí)間后，能證明 CO 與 Fe2O3反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： ；寫出裝置 D 中反應(yīng)
的化學(xué)方程式 。
(5)某同學(xué)認(rèn)為該裝置有缺陷，需在裝置 E 后再連接裝置 F，其目的是 。裝置 E、F
的接口連接順序：a 連接 (填“b”或“c”)。
【變式 9】已知 A 是一種常見金屬，F(xiàn) 是一種紅褐色沉淀。試根據(jù)圖中轉(zhuǎn)化關(guān)系，回答下列
問題。
(1)寫出 X、B、D、F 的化學(xué)式：X 、B 、D 、E 、 G 。
(2)寫出 A 與水反應(yīng)的化學(xué)方程式 。
(3)檢驗(yàn) D 中陽離子的操作方法 。
(4)①寫出下列轉(zhuǎn)化的離子方程式 D→C： 。
②E 轉(zhuǎn)化為 F 時(shí)的現(xiàn)象 ，當(dāng)有 1molF 生成時(shí)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為 。
知識點(diǎn) 3：Fe(OH)2的制備
【典例 1】某實(shí)驗(yàn)興趣小組同學(xué)采用如圖所示裝置制備 Fe（OH）2，下列說法錯(cuò)誤的是
A．實(shí)驗(yàn)開始前，應(yīng)檢查裝置氣密性
B．氣體 a 的主要成分為氫氣
C．為了制備較純的 Fe（OH）2，應(yīng)打開 K1，關(guān)閉 K2，將裝置內(nèi)的氣體盡可能趕出去
D．盛裝稀鹽酸的儀器使用前要檢查是否漏液
【典例 2】（多選）如圖所示裝置，可用來制取Fe(OH)2，實(shí)驗(yàn)中使用的試劑為鐵屑和6mol
L 1的硫酸、氫氧化鈉溶液。下列說法正確的是
A．分液漏斗中盛放的是6mol L 1的硫酸
B．實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)先將 a 關(guān)閉
C．A 中圓底燒瓶內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)為復(fù)分解反應(yīng)
D．生成Fe(OH)2的操作為：首先打開 a，讓分液漏斗中液體流下，一段時(shí)間后關(guān)閉 a，A
中液體沿導(dǎo)管流入 B 中
【典例 3】如圖所示裝置可用來制取 Fe(OH)2和觀察 Fe(OH)2被氧化時(shí)的顏色變化，實(shí)驗(yàn)時(shí)
必須使用鐵屑、6mol/L 硫酸，其他試劑任選。回答下列問題：
(1)儀器 D 的名稱為 ，該儀器中需要放入 ，裝置 B 中盛有一定量的 NaOH 溶
液，裝置 A 中應(yīng)預(yù)先加入的試劑是 ，裝置 A 中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。
(2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)先將止水夾 E (填“打開”或“關(guān)閉”)，裝置 C 中收集到的氣體主要為 ；
待裝置中空氣排盡后，將止水夾 E (填“打開”或“關(guān)閉”)，此時(shí)裝置 B 中可能發(fā)生的化學(xué)
反應(yīng)是： (用離子方程式表示)。
(3)拔去裝置 B 中的橡膠塞，使空氣進(jìn)入，此時(shí) B 中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
【典例 4】某學(xué)習(xí)小組為制備Fe(OH)2，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)探究。請回答下列問題。
(1)依據(jù)教材內(nèi)容，小張同學(xué)向盛有一定量FeSO4溶液的試管中，滴加 NaOH 溶液以制備
Fe(OH)2，如圖所示。實(shí)驗(yàn)中觀察到先出現(xiàn)白色沉淀，后迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色。
請用化學(xué)方程式表示白色沉淀變?yōu)榧t褐色沉淀的原因 。
(2)對于上述實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的灰綠色沉淀，該學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了深入研究。
①小王同學(xué)推測灰綠色沉淀可能為Fe(OH)2和Fe(OH)3的混合物。請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)該灰綠色
沉淀中是否含有Fe(OH)3 。
②小明同學(xué)查閱文獻(xiàn)后猜想灰綠色沉淀是由Fe(OH)2在大量SO2 4 存在的情況下形成的一種
氧基堿式復(fù)鹽：Fe6(SO4)2(OH)4O2。為驗(yàn)證這一猜想，該同學(xué)設(shè)計(jì)了一組對照實(shí)驗(yàn)，如下圖
所示。
溶液 A 可能為 。若兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均產(chǎn)生灰綠色沉淀，則該同學(xué)的猜想 (填“成立”或“不
成立”)。
③小美同學(xué)查閱文獻(xiàn)后發(fā)現(xiàn)，沉淀變?yōu)榛揖G色可能是由Fe(OH)2白色沉淀吸附了溶液中淺綠
色的Fe2+所致。她建議制取Fe(OH)2的步驟最好將“向FeSO4溶液中加入 NaOH 溶液”改為“向
NaOH 溶液中加入FeSO4溶液”，理由為 。
(3)為得到Fe(OH)2，該學(xué)習(xí)小組又設(shè)計(jì)了下圖實(shí)驗(yàn)裝置(氣密性已檢查)。
①儀器 a 的名稱為 。
②實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，應(yīng)關(guān)閉K3，打開K1、K2，該操作的目的是 。
③一段時(shí)間后，打開K3，關(guān)閉K1、K2，c 中溶液流入 d 中，即可得到Fe(OH)2。寫出 c 中溶
液流入 d 中的原因 。
【變式 1】同學(xué)們在實(shí)驗(yàn)室里用右圖裝置制取Fe(OH)2，下列說法正確的是
A．FeSO4溶液的顏色為淺綠色 B．膠頭滴管不應(yīng)該插入液面以下
C．可將植物油換成酒精進(jìn)行實(shí)驗(yàn) D．生成的白色沉淀迅速變成灰綠色
【變式 2】某同學(xué)欲利用如圖裝置制取能較長時(shí)間存在的 Fe(OH)2，其中實(shí)驗(yàn)所用溶液現(xiàn)配
現(xiàn)用且蒸餾水先加熱煮沸。下列分析正確的是
A．蒸餾燒瓶中反應(yīng)的離子方程式是 2Fe＋6H＋=3Fe2＋＋3H2↑
B．實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)先關(guān)閉止水夾 a、打開止水夾 b，再向燒瓶中加入稀鹽酸
C．反應(yīng)一段時(shí)間后可在燒瓶中觀察到白色沉淀
D．反應(yīng)結(jié)束后若關(guān)閉 b 及分液漏斗活塞，則 Fe (OH)2可較長時(shí)間存在
【變式 3】鐵及其化合物在日常生產(chǎn)生活中有著廣泛應(yīng)用。
I．在常溫下，F(xiàn)e 與水并不起反應(yīng)，但在高溫下，F(xiàn)e 與水蒸氣可發(fā)生反應(yīng)。現(xiàn)設(shè)計(jì)如下裝置
完成高溫下“Fe 與水蒸氣反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)，并檢驗(yàn)其產(chǎn)物(已知：Fe3O4 中 Fe 的化合價(jià)為+2 價(jià)、
+3 價(jià))。
(1)裝置 B 中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(2)裝置 C 中導(dǎo)管“短進(jìn)長出”的原因 。
(3)取反應(yīng)后得到的黑色粉末放入一試管中，加入稀硫酸將固體溶解，再滴加幾滴 KSCN 溶
液，振蕩，溶液沒有出現(xiàn)紅色，原因是 (用離子方程式表示)。
Ⅱ.某學(xué)生設(shè)計(jì)了如圖裝置制備白色 Fe(OH)2固體。
(4)配置 NaOH 溶液和稀硫酸時(shí)，需將所用蒸餾水加熱煮沸后，冷卻至室溫再用于配置，加
熱煮沸的目的是 。
(5)開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，先打開止水夾，待裝置中空氣已排盡，再關(guān)閉止水夾。
①關(guān)閉止水夾前，請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明裝置中空氣已排盡： 。
②裝置Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的主要化學(xué)方程式為 。
③若未排凈裝置中的空氣，則裝置Ⅱ中觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為 。
【變式 4】在如圖所示裝置中，用 NaOH 溶液、鐵屑和稀硫酸制備 Fe(OH)2。
(1)除去 NaOH 溶液中溶解的氧氣的方法是將溶液 。
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)在 A 中加入的試劑是： (填名稱)，B 中加入一定量的 (填化學(xué)式)溶液。
(3)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先將活塞 E (填“打開”或“關(guān)閉”)，C 中收集到氣體的主要成分是 。
(4)這樣生成的 Fe(OH)2沉淀能較長時(shí)間保持白色，其理由是： 。
(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后拔去裝置 B 中的橡皮塞，使空氣進(jìn)入，裝置 B 中發(fā)生的現(xiàn)象為 。發(fā)生
轉(zhuǎn)化的方程式是 。
知識點(diǎn) 4：鐵鹽和亞鐵鹽
【典例 1】在水溶液中能大量共存的一組離子是
A．Fe2+、I 、ClOX 、HX+ B．Na+、Cu2+、OHX 、NO 3
C．Fe3+、Br 、NH+4 、SO2 3 D．Na+、Cl 、OH 、CO2 3
【典例 2】根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象所得到的結(jié)論不正確的是
選
實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象 結(jié)論
項(xiàng)
向沸水中滴加少量飽和 FeCl3 溶液，得到紅褐色液體，用激光筆 所得紅褐色液體
A
照射可觀察到光亮的“通路” 是膠體
B 向 FeCl3 溶液中滴加 KI 溶液，再滴加淀粉溶液，溶液顯藍(lán)色 氧化性：Fe3+>I2
Fe3O4 中含
C 向酸性 KMnO4 溶液中加入 Fe3O4 粉末，紫色褪去
Fe(Ⅱ)
向 Fe(NO3)2 溶液中滴加幾滴稀硫酸，再滴加幾滴 KSCN 溶液， Fe2+被完全氧化
D
溶液顯紅色 為 Fe3+
A．A B．B C．C D．D
【典例 3】下列有關(guān)除雜的操作中不正確的是
A．FeSO4溶液中含少量CuSO4雜質(zhì)：加入過量的 Fe 粉，過濾
B．除去FeCl3溶液中少量的FeCl2：加入新制氯水
C．除FeCl2溶液中少量的FeCl3雜質(zhì)可以向溶液中加入過量鐵粉，然后過濾
D．Cl2(HCl)：通過飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣瓶
【典例 4】高鐵酸鈉(Na2FeO4)是一種能氧化、殺菌、脫色、除臭的新型高效水處理劑。工業(yè)
上制備高鐵酸鈉有多種方法。
(1)電解法。以鐵為陽極，石墨為陰極，在通電條件下，發(fā)生反應(yīng)：Fe +2X +2H2O通電Na2FeO4
+3H2↑，物質(zhì) X 的化學(xué)式為 。
(2)高溫熔融氧化法。將過氧化鈉與硫酸亞鐵加熱至 700℃，發(fā)生反應(yīng)：2FeSO4 +6Na2O2
700℃2Na2FeO4 + O2↑ + 2Na2O +2Na2SO4，其中，氧化產(chǎn)物是 ，用單線橋法標(biāo)明
電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。
(3)次氯酸鈉氧化法。
①“反應(yīng) I”的離子方程式為 ，檢驗(yàn)Fe2+已全部轉(zhuǎn)化為Fe3+的方法為 。
②副產(chǎn)品的成分為 。
③生產(chǎn)過程中，理論上每獲得 1mol 的Na2FeO4消耗 NaClO 的質(zhì)量為 。
【變式 1】下列說法正確的是
A．鈉與濃 NH4Cl 溶液反應(yīng)，放出的氣體中含 H2和 NH3
B．可以利用酸性 KMnO4溶液檢驗(yàn) FeCl2溶液中的 Fe2+
C．能通過化合反應(yīng)制得 Fe(OH)3，但不能通過化合反應(yīng)制得 FeCl2
D．金屬及其化合物在灼燒時(shí)火焰產(chǎn)生的不同特征顏色是發(fā)生化學(xué)變化引起的
【變式 2】硫酸亞鐵是一種重要的化工原料，部分轉(zhuǎn)化如下圖所示。下列說法正確的是
A．用酸性 KMnO4溶液可以檢驗(yàn) FeSO4是否變質(zhì)
B．制納米 Fe3O4時(shí)通入的 O2需過量
C．制 FeCO3時(shí)應(yīng)將 FeSO4溶液加入 Na2CO3溶液中
D．生成(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O 的反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng)
【變式 3】下列實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象、結(jié)論都正確的是
選
實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象 結(jié)論
項(xiàng)
無色溶液中一定
A 向某無色溶液中滴入AgNO3溶液，產(chǎn)生白色沉淀
含Cl
新制氯水中含有
B 向新制氯水中加入紫色石蕊試液，溶液變紅
H+
氧化性：Fe3+ >
C 向FeCl3溶液中滴加KI溶液，再滴加淀粉溶液，溶液變藍(lán)
I2
檢驗(yàn)FeCl3溶液中是否混有Fe2+時(shí)，將溶液滴入酸性KMnO4溶液
D 溶液中含有Fe2+
中，溶液紫紅色褪去
A．A B．B C．C D．D
【變式 4】（多選）下列關(guān)于鐵及其化合物的說法錯(cuò)誤的是
A．實(shí)驗(yàn)室保存 FeCl2溶液時(shí)常加入少量鐵粉
B．可用 KSCN 溶液檢驗(yàn) FeCl2溶液是否變質(zhì)
C．若 FeCl2溶液中混有 FeCl3可通過滴加氯水除去
D．向 FeCl2溶液中加入 NaOH 溶液，開始即可觀察到紅褐色沉淀
【變式 5】Ⅰ.根據(jù)鐵及其化合物的相關(guān)性質(zhì)，回答下列問題：
(1)Fe(OH)2白色沉淀，在空氣中顏色變化為 ，反應(yīng)方程式為 ，因此制取 Fe(OH)2
要用特殊方法。
(2)在 FeSO4溶液中滴加入少量 KSCN 溶液，溶液顏色 ，再滴入幾滴氯水，溶液顏
色 ，因?yàn)橛? 生成。
Ⅱ.化學(xué)方法除雜選擇試劑的原則是：不增、不減、不繁。
(3)現(xiàn)有含少量 FeCl2雜質(zhì)的 FeCl3溶液，為了除去 Fe2+離子，應(yīng)該向溶液中滴加適量的
(填試劑名稱)，其反應(yīng)的離子方程式為 。
(4)現(xiàn)有含少量 FeCl3雜質(zhì)的 FeCl2溶液，為了除去 Fe3+離子，應(yīng)該向溶液中加 ，其反
應(yīng)的離子方程式為 。證明 Fe3+已除干凈的方法為 。
【變式 6】工業(yè)上利用廢渣[FeSO4、Fe2(SO4)3及少量 CaO 和 MgO]制備高檔顏料鐵紅(主要
成分為Fe2O3)和回收(NH4)2SO4。具體生產(chǎn)流程如下：
【背景信息】a．氧化步驟中會有元素化合價(jià)發(fā)生變化。
b．3Fe2(SO4)3 +12NH3 H2O = 5(NH4)2SO4 + (NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12↓(銨黃鐵礬晶體)。
(1)步驟③中“操作 Y”的名稱是 ，必須用到的玻璃儀器有 。
(2)加入物質(zhì) X 溶解廢渣，X 應(yīng)選用_______(填標(biāo)號)。
A．鹽酸 B．硫酸 C．氨水 D．氫氧化鈉
(3)步驟①“酸浸”時(shí)，生成鹽的化學(xué)方程式為 (任寫一個(gè))。
(4)用離子方程式表示步驟②通入氧氣氧化的目的： 。工業(yè)上該操作的時(shí)間一般控制
Fe2+
在 4 小時(shí)左右為宜，根據(jù)如圖有關(guān)數(shù)據(jù)分析Fe2+氧化率[Fe2+ = 被氧化的氧化率 × 100%]
所有Fe2+總量
的變化規(guī)律： 。
(5)“濾液Ⅱ”中溶質(zhì)的主要成分是 (填化學(xué)式)。
【變式 7】以硫鐵礦(主要成分為 FeS2，還有少量 CuS、SiO2等雜質(zhì))為原料制備綠礬晶體
FeSO4 7H2O 的工藝流程如下：
(1)硫鐵礦的主要成分 FeS2中鐵元素化合價(jià)為 ，第③步混合物分離的方法
是 。
(2)“酸浸”過程，礦渣中的 Fe2O3與稀 H2SO4反應(yīng)的離子方程式： 。
(3)煙氣中的 SO2會污染環(huán)境，可用足量氫氧化鈉溶液吸收，寫出該反應(yīng)的離子方程
式： 。
(4)用鐵粉還原后的混合物分離后的固體中，除了鐵和銅外還有的成分是 (寫化學(xué)
式)。
(5)燃料細(xì)菌脫硫法是用氧化亞鐵硫桿菌(T.f)對硫鐵礦進(jìn)行催化脫硫，同時(shí)得到 FeSO4 溶液。
其過程如圖所示：
已知總反應(yīng)為：FeS + 14Fe3+ 2 + 8H 2 2+ 2O＝2SO4 +15Fe + 16H+。寫出過程 II 反應(yīng)的離子方程
式： 。
【變式 8】鐵是人體必需的微量元素，鐵攝入不足可能引起缺鐵性貧血。日常生活中可通過
食物攝入鐵元素，例如黑木耳中就含有比較豐富的鐵元素。某研究性學(xué)習(xí)小組為測定某地黑
木耳中鐵的含量，開展了如下研究與實(shí)踐活動。
【研究與實(shí)踐活動一】
研究黑木耳中含鐵物質(zhì)的水溶性：稱取 a g 黑木耳，洗凈切碎，用蒸水浸泡后取浸泡液進(jìn)行
鐵元素檢測，結(jié)果未能檢測到鐵元素。
【研究與實(shí)踐活動二】
研究黑木耳中鐵的含量：稱取 a g 黑木耳，高溫灼燒使之完全灰化，按如下流程對得到的黑
木耳灰進(jìn)行處理。
回答下列問題：
(1)浸泡液中未能檢測到鐵元素，說明黑木耳中的含鐵物質(zhì) 溶于水(選填“能”或“不
能”)。
(2)取少量濾液于試管中，滴入 KSCN 溶液，溶液變紅。則濾液中鐵元素的存在形式有Fe2+、
(填離子符號)。
(3)濾液與 Fe 生成 A 的離子方程式是 。
(4)由 A 轉(zhuǎn)化為 B 可加入的試劑 X 可以是 (填字母)
a．KMnO4(H+) b．Cl2 c．H2O2
(5)由 C 轉(zhuǎn)化成 D 的現(xiàn)象是：白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)? 。
(6)將 a g 黑木耳中的鐵元素經(jīng)流程 A→C-D 進(jìn)行完全轉(zhuǎn)化，將 D 經(jīng)過一系列處理，得到 b g
紅棕色固體。若流程中加入的鐵反應(yīng)掉 c g，則該黑木耳中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 (用
含 a、b、c 的代數(shù)式表示)。第 7 講 鐵及其化合物
知識點(diǎn) 1：鐵的單質(zhì)
知識點(diǎn) 2：鐵的氧化物及氫氧化物
知識點(diǎn) 3：Fe(OH)2的制備
知識點(diǎn) 4：鐵鹽和亞鐵鹽
知識點(diǎn) 1：鐵的單質(zhì)
【典例 1】純凈鐵的物理性質(zhì)有
①光亮的銀白色　②黑色　③在潮濕的空氣中易被腐蝕　④有延展性　⑤能導(dǎo)電導(dǎo)熱　
⑥硬而脆　⑦能被磁鐵吸引，易被磁化
A．①③④⑤⑦ B．①④⑤⑦ C．①③⑤⑦ D．全部
【答案】B
【詳解】純凈的鐵為銀白色固體，具有很強(qiáng)的抗腐蝕能力，具有延展性，能導(dǎo)電導(dǎo)熱，能被
磁鐵吸引，易被磁化；只有①④⑤⑦符合題意，故答案選 B。
【典例 2】下列物質(zhì)反應(yīng)后一定有+3 價(jià)鐵生成的是
①過量的 Fe 與 Cl2反應(yīng)　②Fe 與過量稀硫酸反應(yīng)后，再向其中加 H2O2溶液　③Fe(NO3)2
溶液中加少量鹽酸　④Fe 和 Fe2O3的混合物溶于鹽酸中
A．只有① B．只有①②
C．只有①②③ D．全部
【答案】C
【分析】①中的 Cl2氧化性強(qiáng)，它能將鐵氧化為＋3 價(jià)，由于不是在溶液中反應(yīng)，因此過量
的鐵不會將氯化鐵還原。②中 Fe 與稀硫酸反應(yīng)只能生成 Fe2＋，向其中加 H2O2溶液后，由
于 H O 是一種常見的氧化劑，能將 Fe2＋氧化成 Fe3＋2 2 。③從表面上看不會發(fā)生反應(yīng)，但實(shí)際
上發(fā)生了 Fe2＋被硝酸氧化的反應(yīng)。④中發(fā)生 Fe 與鹽酸反應(yīng)生成 FeCl2、Fe2O3與鹽酸反應(yīng)生
成 FeCl3 的反應(yīng)，但題中未給出反應(yīng)物間相對量的關(guān)系，若鐵是足量的，則能將生成的 FeCl3
全部還原為 FeCl2。
【詳解】A．由分析知，一定由+3 價(jià)鐵生成的是①②③，A 錯(cuò)誤；
B．由分析知，一定由+3 價(jià)鐵生成的是①②③，B 錯(cuò)誤；
C．由分析知，一定由+3 價(jià)鐵生成的是①②③，C 正確；
D．由分析知，一定由+3 價(jià)鐵生成的是①②③，D 錯(cuò)誤；
故選 C。
【典例 3】用下圖裝置進(jìn)行“鐵與水反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)，并檢驗(yàn)產(chǎn)物的性質(zhì)(夾持裝置略去)。回答
下列問題：
(1)A 裝置的作用是 ，燒瓶底部加碎瓷片的作用是 。
(2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，應(yīng)先點(diǎn)燃 A 裝置中的酒精燈還是 B 裝置中的酒精噴燈？ (填“A”或
“B”)，原因是 。
(3)B 中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ，該反應(yīng)的氧化劑是 。
(4)D 裝置的作用是 。
(5)E 中的現(xiàn)象是 ，所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。
(6)點(diǎn)燃 E 中酒精燈之前應(yīng)進(jìn)行的操作是 。
【答案】(1) 產(chǎn)生水蒸氣 防止液體暴沸
(2) A 防止先點(diǎn)燃 B 處酒精噴燈導(dǎo)致 Fe 與O2反應(yīng)
(3) 3Fe +4H2O(g)高溫Fe3O4 +4H2 H2O
(4)吸收未反應(yīng)的水蒸氣，干燥H2
(5) 黑色固體變?yōu)榧t色，右端管壁有無色液滴凝結(jié) CuO + H2 Cu + H2O
(6)收集H2，并檢驗(yàn)其純度
【分析】裝置 A 中水受熱生成水蒸氣，B 中高溫條件下鐵與水蒸氣反應(yīng)四氧化三鐵和氫氣，
混有水蒸氣的氫氣經(jīng)過干燥管 D 干燥后進(jìn)入 E 裝置，與 CuO 反應(yīng)生成 Cu 單質(zhì)，加熱 E 之
前應(yīng)該先通氫氣把裝置中的氧氣排盡，防止氫氣與氧氣混合加熱發(fā)生爆炸，以此解答該題。
【詳解】（1）鐵與水蒸氣反應(yīng)的條件是高溫，水的狀態(tài)是氣體，所以 A 裝置的作用是產(chǎn)生
水蒸氣；反應(yīng)在高溫條件下進(jìn)行，燒瓶底部加碎瓷片的作用防止加熱時(shí)液體暴沸；
（2）若先點(diǎn)燃 B 處，鐵會與氧氣先發(fā)生反應(yīng)，所以須先點(diǎn)燃 A 處；原因是：防止先點(diǎn)燃 B
處酒精噴燈導(dǎo)致 Fe 與O2反應(yīng)；
（3）裝置 B 中是鐵與水蒸氣反應(yīng)生成氫氣和四氧化三鐵，反應(yīng)的方程式為3Fe +4H2O(g)
高溫Fe3O4 +4H2；氫元素化合價(jià)降低，得到電子，H2O是氧化劑；
（4）E 是氫氣還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)，氣體進(jìn)入 E 裝置前要干燥，否則會有危險(xiǎn)，硬質(zhì)玻璃管
可能炸裂，因此 D 的作用是吸收未反應(yīng)的水蒸氣，干燥 H2；
（5）裝置 E 中氫氣還原氧化銅得到銅和水，即CuO + H2 Cu + H2O，所以 E 中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)
象是黑色固體變?yōu)榧t色，右端管壁有無色液滴凝結(jié)；
（6）氫氣是可燃性氣體混有空氣會發(fā)生爆炸，所以點(diǎn)燃 E 處酒精燈之前應(yīng)進(jìn)行的操作是收
集H2，并檢驗(yàn)其純度。
【變式 1】還原鐵粉和水蒸氣反應(yīng)的裝置如圖所示，下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說法不正確的是
A．濕棉花的主要作用是提供水蒸氣
B．肥皂液中剛有氣泡產(chǎn)生時(shí)不能點(diǎn)燃肥皂液
C．肥皂液的主要作用是檢驗(yàn)生成的是H2
D．裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Fe + 3H2O(g)高溫Fe2O3 + 3H2↑
【答案】D
【分析】在高溫條件下，F(xiàn)e 和濕棉花提供的水蒸氣反應(yīng)生成 Fe3O4和 H2，化學(xué)方程式為
3Fe + 4H2O(g)高溫Fe3O4 +4H2↑。
【詳解】A．由分析可知，濕棉花的主要作用是提供水蒸氣，A 項(xiàng)正確；
B．肥皂液中剛有氣泡產(chǎn)生時(shí)，可能是裝置中空氣排除，故不能點(diǎn)燃肥皂液，B 項(xiàng)正確；
C．產(chǎn)生氫氣時(shí)，肥皂液中會持續(xù)出現(xiàn)肥皂泡，故肥皂液能檢驗(yàn)氫氣的生成，C 項(xiàng)正確；
D．裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式是3Fe + 4H2O(g)高溫Fe3O4 +4H2↑，D 項(xiàng)錯(cuò)誤；
答案選 D。
【變式 2】鐵和下列物質(zhì)反應(yīng)，能生成+3 價(jià)化合物的是：①O2；②S；③HCl；④CuCl2；
⑤HNO3；⑥氯氣；⑦H2O
A．①②⑤ B．①⑥ C．⑤⑥ D．①⑤⑥
【答案】C
【詳解】鐵和 HNO3、氯氣等強(qiáng)氧化性物質(zhì)反應(yīng)時(shí)，能生成+3 價(jià)化合物。鐵和 S、HCl、CuCl2
等弱氧化性物質(zhì)反應(yīng)時(shí)，能生成+2 價(jià)化合物。鐵和 O2、水蒸氣反應(yīng)時(shí)，能生成 Fe3O4，故
選：C。
【變式 3】下列關(guān)于鐵的性質(zhì)的敘述不正確的是
A．鐵在氧氣中燃燒生成的氧化物的主要成分是 Fe3O4
B．鐵絲不論在空氣中還是在純氧中都不會燃燒
C．因?yàn)殍F在潮濕的空氣中生成的氧化物非常疏松，不能保護(hù)內(nèi)層的金屬，故鐵制品需
要涂保護(hù)層
D．鐵與硫酸反應(yīng)的離子方程式：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑
【答案】B
【詳解】A．鐵在氧氣中可燃燒生成氧化物，其主要成分是 Fe3O4，A 不符合題意；
B．鐵絲在空氣中不燃燒，呈紅熱狀態(tài)；在純氧中可以燃燒，生成黑色固體 Fe3O4，B 符合
題意；
C．鐵在潮濕的空氣中會生銹，其主要成分是 Fe2O3，由于非常疏松，不能將內(nèi)層金屬鐵與
空氣隔絕，故需涂保護(hù)層，C 不符合題意；
D．鐵的活動性在 H 之前，硫酸為非氧化性酸，二者反應(yīng)的離子方程式為 Fe＋2H＋=Fe2＋＋
H2↑，D 不符合題意；
故選 B。
【變式 4】下列有關(guān)鐵及其化合物的說法中正確的是
A．鐵的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，所以鐵在自然界中全部以化合態(tài)存在
B．鐵在純氧中燃燒或在氯氣中燃燒所得產(chǎn)物中鐵元素的化合價(jià)均為+3 價(jià)
C．鐵在氯氣中燃燒如果鐵過量會生成 FeCl2
D．工業(yè)上用 CO 在高溫條件下還原含 Fe2O3的鐵礦石煉鐵
【答案】D
【詳解】A．自然界中有少量鐵以單質(zhì)形式存在(如隕鐵)，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤；
B．鐵在純氧中燃燒產(chǎn)物是 Fe3O4，其中鐵的化合價(jià)有＋2 價(jià)和＋3 價(jià)兩種價(jià)態(tài)，選項(xiàng) B 錯(cuò)誤；
C．鐵與氯氣反應(yīng)無論氯氣過量與否都會生成氯化鐵，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤；
D．金屬活動順序表中鐵到銅是用還原法冶煉，工業(yè)上在高溫下用 CO 還原含 Fe2O3的鐵礦
石煉鐵，選項(xiàng) D 正確；
答案選 D。
【變式 5】下列含 Fe 元素的物質(zhì)反應(yīng)的離子方程式書寫正確的是
A．鐵與鹽酸反應(yīng)：2Fe +6H+=2Fe3+ +3H2↑
B．鈉與氯化鐵溶液反應(yīng)：Fe3+ +3Na=3Na+ + Fe
C．氧化鐵與稀硫酸反應(yīng)：Fe2O3 +6H+=2Fe3+ +3H2O
D．氯化亞鐵溶液與氯氣反應(yīng)：Fe2+ + Cl ― 3+2=2Cl + Fe
【答案】C
【詳解】A． 鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣：Fe +2H+=Fe2+ + H2↑，故 A 錯(cuò)誤；
B． 鈉與氯化鐵溶液反應(yīng)生成氫氧化鐵、氯化鈉和氫氣：2Fe3+ +6Na+6H O=6Na+2 +2
Fe(OH)3↓+3H2↑，故 B 錯(cuò)誤；
C． 氧化鐵與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水：Fe O + 3+2 3 +6H =2Fe +3H2O，故 C 正確；
D． 氯化亞鐵溶液與氯氣反應(yīng)生成氯化鐵：2Fe2+ + Cl2=2Cl― +2Fe3+，故 D 錯(cuò)誤；
故選 C。
【變式 6】引火鐵是一種活性很強(qiáng)的鐵粉，一般用于焊接鐵軌等。某課外活動小組利用圖 1
裝置將普通鐵粉在酒精噴燈加熱條件下與水蒸氣反應(yīng)得到Fe3O4和H2，再利用圖 2 裝置將制
得的Fe3O4與H2反應(yīng)制備顆粒很細(xì)、活性很強(qiáng)的引火鐵(加熱及夾持裝置省略)。
回答下列問題：
(1)圖 1中玻璃儀器 a的名稱是 。實(shí)驗(yàn)時(shí)將普通鐵粉裝入試管A中的具體操作是 。
(2)試管 A 中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ，其中發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)的化學(xué)式是 ，
當(dāng)有8 g H2生成時(shí)，發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量是 。
(3)圖 2 中，從儀器Ⅰ中加入稀硫酸，在裝置 H 中發(fā)生反應(yīng)，排出裝置 E 中的空氣，再用酒精
燈加熱 E，在點(diǎn)燃酒精燈之前需要進(jìn)行的操作是 。裝置 E、H 中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)類型
有 (填序號)。
①復(fù)分解反應(yīng) ②氧化還原反應(yīng) ③置換反應(yīng) ④非氧化還原反應(yīng)
其中裝置 H 中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是 。
【答案】(1) 水槽 先將試管 A 傾斜，然后用藥匙(或紙槽)將普通鐵粉送至試管底
部，再將試管豎起
(2) 3Fe +4H2O高溫Fe3O4 +4H2 H2O 168 g
(3) 檢驗(yàn)導(dǎo)管 F 出口處氫氣的純度 ②③ Fe +2H+ = Fe2+ + H2↑
【分析】圖 1 中裝置 A 中裝有鐵粉，裝置 B 中裝有水加熱產(chǎn)生水蒸氣，鐵粉和水蒸氣反應(yīng)
得到四氧化三鐵和氫氣；圖 2 中 I 中裝有稀硫酸和 H 中鐵粉反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，G 中干燥劑可以
干燥氫氣，氫氣通入裝有四氧化三鐵的試管中發(fā)生反應(yīng)。
【詳解】（1）圖 1 中的玻璃儀器 a 為水槽。實(shí)驗(yàn)時(shí)將普通鐵粉裝入試管 A 中時(shí)，為防止鐵
粉沾在試管內(nèi)壁，應(yīng)先將試管傾斜，用藥匙(或紙槽)將藥品送至試管底部，再將試管豎起；
（2）由題干可知，用酒精噴燈加熱試管 A，反應(yīng)條件為“高溫”，化學(xué)方程式為3Fe +4H2O高溫
Fe3O4 +4H2，該反應(yīng)H2O→H2中 H 元素化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)；Fe 元素化合價(jià)升高，
發(fā)生氧化反應(yīng)，由3Fe~4H2可知，生成8 g H2時(shí)，m(Fe) = 168 g；
（3）裝置 E、H 中，從儀器Ⅰ中加入稀硫酸，H 中發(fā)生反應(yīng)：Fe + H2SO4=FeSO4 + H2↑，為
了安全，加熱裝置 E 之前，要先排盡裝置中的空氣，需要檢驗(yàn)導(dǎo)管 F 出口處氫氣的純度，
再用酒精燈加熱裝置 E；E 試管中發(fā)生反應(yīng)：Fe3O4 +4H2Δ3Fe +4H2O，兩個(gè)反應(yīng)都有元素
價(jià)態(tài)變化，且是單質(zhì)與化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)與化合物，既屬于置換反應(yīng)，又屬于氧化
還原反應(yīng)；H 中鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，離子方程式為Fe +2H+=Fe2+ + H2↑。
【變式 7】下列實(shí)驗(yàn)裝置可用于實(shí)驗(yàn)室制備少量無水 FeCl3，已知 FeCl3遇水會強(qiáng)烈反應(yīng)。
(1)為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模餮b置的正確連接順序是：
a→________→________→________→________→h→i→c→b→g→f(填接口的字母，箭頭的
方向即氣流的方向，部分裝置可重復(fù)使用)。 。
(2)請寫出裝置⑤圓底燒瓶中制備氯氣的離子方程式 。
(3)裝置②的目的除了降低 Cl2在溶液中的溶解度外，還有 。
(4)請寫出④制備 FeCl3的化學(xué)方程式 。
(5)本實(shí)驗(yàn)裝置④⑤兩處均有酒精燈，實(shí)驗(yàn)開始前應(yīng)先點(diǎn)燃 (填裝置序號)處酒精燈，
后點(diǎn)燃 (填裝置序號)處酒精燈。
【答案】(1)e　d　c　b
(2)MnO ＋ － 2＋2＋4H ＋2Cl ΔMn ＋Cl2↑＋2H2O
(3)除去氯氣中的氯化氫氣體
(4)2Fe＋3Cl2Δ2FeCl3
(5) ⑤ ④
【分析】實(shí)驗(yàn)室制備少量無水 FeCl3，用裝置④Fe 和 Cl2加熱制取 FeCl3，裝置⑤用 MnO2
和濃鹽酸加熱制取 Cl2，因?yàn)闈恹}酸具有揮發(fā)性，加熱時(shí)水蒸氣被蒸發(fā)，所以得到的 Cl2中
含有 HCl、水蒸氣，因?yàn)?HCl 和 Fe 反應(yīng)、FeCl3遇水會強(qiáng)烈反應(yīng)，所以 Cl2通入裝置④之前
必須除去 HCl、水蒸氣，用裝置②飽和食鹽水除去 HCl、用①裝置濃硫酸干燥 Cl2，Cl2通
入裝置④后，部分 Cl2剩余，Cl2有毒，不能直接排入空氣中，應(yīng)該用裝置③的 NaOH 溶液
處理尾氣。
【詳解】（1）儀器連接順序?yàn)椋褐迫÷葰獾难b置→除去 HCl 的裝置→除去水蒸氣的裝置→
制備 FeCl3的裝置→防止 FeCl3水解裝置→尾氣處理裝置，且洗氣裝置、干燥裝置、尾氣處
理裝置中導(dǎo)氣管都遵循“長進(jìn)短出”原則，所以各裝置的正確連接順序是：
a→e→d→c→b→h→i→c→b→g→f。
（2）實(shí)驗(yàn)室利用 MnO2和濃鹽酸共熱制備氯氣，反應(yīng)的離子方程式為 MnO2＋4H＋＋2Cl－Δ
Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。
（3）HCl 極易溶于水，裝置②的目的除了降低 Cl2在溶液中的溶解度外，還有除去氯氣中
的 HCl 氣體。
（4）鐵粉和 Cl2在加熱的條件下反應(yīng)生成 FeCl3，其化學(xué)方程式為 2Fe＋3Cl2Δ2FeCl3。
（5）為防止 Fe 被氧氣氧化，用 Cl2將裝置中空氣排盡，所以應(yīng)該先點(diǎn)燃⑤后點(diǎn)燃④。
知識點(diǎn) 2：鐵的氧化物及氫氧化物
【典例 1】價(jià)一類二維圖是學(xué)習(xí)元素化合物知識的重要模型和工具，它以元素的化合價(jià)為縱
坐標(biāo)，以物質(zhì)類別為橫坐標(biāo)。下圖為鐵元素的價(jià)一類二維圖，其中的箭頭表示部分物質(zhì)間的
轉(zhuǎn)化關(guān)系。下列說法正確的是
A．用鐵絲與水蒸氣高溫下反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化①
B．加熱Fe(OH)3發(fā)生轉(zhuǎn)化③
C．實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化⑤可以加入NaOH溶液
D．Fe 與強(qiáng)氧化劑可以發(fā)生轉(zhuǎn)化⑥
【答案】B
【詳解】A．鐵絲與水蒸氣高溫下反應(yīng)生成 Fe3O4，A 錯(cuò)誤；
B．Fe(OH)3受熱分解生成 Fe2O3，B 正確；
C．Fe(OH)3中加入 NaOH 無法生成 Fe3+，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化⑤通常加入酸，C 錯(cuò)誤；
D．Fe 與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)生成 Fe3+無法生成 Fe2+，D 錯(cuò)誤；
故答案選 B。
【典例 2】實(shí)驗(yàn)室測定某氧化物(FexO)組成的實(shí)驗(yàn)如下圖所示，下列有關(guān)說法正確的是
A．根據(jù)步驟 I、Ⅱ可判斷氧化物的組成為Fe0.8O
B．溶液 X 中c(Fe2+):c(Fe3+)=2:1
C．溶液 Y 中的離子只有Fe3+和Cl―
D．氧化物中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為 27.6%
【答案】A
【分析】通入氯氣發(fā)生反應(yīng) 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，Cl 為 0.01mol，則 Fe2+2 為 0.02mol，則
3.04g 氧化物中有 FeO0.02mol 質(zhì)量為 1.44g，則 Fe2O3的質(zhì)量為 1.6g，物質(zhì)的量為 0.01mol。
【詳解】A．3.04g 氧化物中有 FeO0.02mol、Fe2O30.01mol，物質(zhì)的量 Fe：O=4：5，該氧化
物的組成為 Fe0.8O，A 正確；
B．3.04g 氧化物中有 FeO0.02mol、Fe2O30.01mol，溶液 X 中 c(Fe2+)：c(Fe3+)=1：1，B 錯(cuò)誤；
C．步驟一中加入了足量的鹽酸，步驟Ⅱ中氯氣與 Fe2+恰好完全反應(yīng)生成 Cl-和 Fe3+，溶液 Y
中的離子除了鐵離子和氯離子還有氫離子，C 錯(cuò)誤；
16g/mol×(0.02 0.03)mol
D．該氧化物中 O 元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 3.04g = 26.3%，D 錯(cuò)誤；
故答案選 A。
【典例 3】鐵泥是鋼鐵廠廢棄物，經(jīng)分析其成分如下表：
成分 Fe3O4 Fe2O3 FeO Fe 水分 雜質(zhì)
質(zhì)量分?jǐn)?shù)% 74.25 7.28 3.56 3.67 8.12 3.12
已知雜質(zhì)不溶于酸。
綜合利用廢棄物，對資源利用和環(huán)境保護(hù)具有現(xiàn)實(shí)意義，鐵泥常用于制備鐵紅，實(shí)驗(yàn)室模擬
其工藝流程如下：
(1)酸浸過程中 Fe3O4與硫酸反應(yīng)的離子方程式為 。
(2)轉(zhuǎn)化過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。檢驗(yàn)轉(zhuǎn)化是否完全所用的試劑
是 。
(3)沉鐵后洗滌濾渣 2，檢驗(yàn)濾渣 2 是否洗滌干凈的方法是：取少量最后一次的洗滌液于試管
中， ，則已經(jīng)洗滌干凈。
(4)煆燒步驟的化學(xué)反應(yīng)方程式為 。
【答案】(1)Fe O + 3+3 4+8H =2Fe +Fe2++4H2O
(2) 2Fe2++H O +2H+=2Fe3+2 2 +2H2O 鐵氰化鉀溶液、O2
(3)滴入鹽酸酸化的 BaCl2溶液，若無明顯現(xiàn)象
(4)2Fe(OH)3煅燒Fe2O3+3H2O
【分析】鐵泥烘干后用硫酸酸浸，過濾除去雜質(zhì)，得到濾液 1 用 H2O2溶液將 Fe2+氧化為
Fe3+，再用 NaOH 溶液沉鐵，得到 Fe(OH)3沉淀，過濾，煅燒濾渣 2 得到鐵紅。
【詳解】（1）酸浸過程中 Fe3O4與硫酸的反應(yīng)離子方程式為：
Fe3O4+8H+==2Fe3++Fe2++4H2O；
（2）轉(zhuǎn)化過程中 Fe2+被 H O 氧化，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：2Fe2+2 2 +H2O +2+2H =2Fe3+
+2H2O；檢驗(yàn)轉(zhuǎn)化是否完全，則需檢驗(yàn)溶液中是否還存在 Fe2+，亞鐵離子遇到鐵氰化鉀溶液
生成藍(lán)色沉淀，故所用的試劑是鐵氰化鉀溶液，滴加后若無明顯現(xiàn)象，則轉(zhuǎn)化完全；
（3）沉鐵后濾渣 2 為 Fe(OH)3，根據(jù)前面步驟加入的物質(zhì)分析，其可能含有SO2―4 ，檢驗(yàn)濾
渣 2 是否洗滌干凈的方法是：取少量最后一次的洗滌液于試管中，滴入鹽酸酸化的 BaCl2溶
液，若無明顯現(xiàn)象，則已經(jīng)洗滌干凈；
（4）煆燒步驟是 Fe(OH)3分解生成鐵紅，化學(xué)反應(yīng)方程式為：2Fe(OH)3煅燒Fe2
O3+3H2O。
【變式 1】現(xiàn)有Fe和Fe2O3的固體粉末44g，往其中加入2L稀硫酸，固體粉末全部溶解，產(chǎn)生
H2的體積為8.96L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，反應(yīng)后的溶液不能使 KSCN 溶液顯色。為中和過量硫酸需要
3.00mol L―1 NaOH溶液200mL(忽略溶液體積變化)。下列說法不正確的是
A．原硫酸的濃度為1mol L―1
B．與固體粉末反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量為0.7mol
C．混合物中Fe的物質(zhì)的量為0.5mol
D．混合物中Fe2O3的物質(zhì)的量為0.1mol
【答案】A
【詳解】A．反應(yīng)后的溶液不能使 KSCN 溶液顯色，說明反應(yīng)生成 FeSO4，反應(yīng)還生成 H2，
n(H2)=8.96L÷22.4L/mol=0.4mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒有：n(Fe)=n(Fe2O3)+n(H2)，故
n(Fe)=n(Fe2O3)+0.4mol，由固體總質(zhì)量可得：56g/mol×n(Fe)+160g/mol×n(Fe2O3)=44g，聯(lián)立
解得：n(Fe)=0.5mol，n(Fe2O3)=0.1mol。n 剩余
(H2SO4)=0.5n(NaOH)=0.5×0.2L×3.00mol/L=0.3mol，故 n 總(H2SO4)=0.7mol+0.3mol=1mol，故
原硫酸的濃度 c(H2SO4)=1mol÷2L=0.5mol/L，故 A 錯(cuò)誤；
B．根據(jù)以上分析可知與固體粉末反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量為0.7mol，故 B 正確；
C．由 A 中計(jì)算可知，混合中 Fe 的物質(zhì)的量為 0.5mol，故 C 正確；
D．由 A 中計(jì)算可知，混合物中Fe2O3的物質(zhì)的量為0.1mol，故 D 正確；
故選 A。
【變式 2】元素的價(jià)類二維圖是我們學(xué)習(xí)元素及其化合物相關(guān)知識的重要模型和工具，它指
的是以元素的化合價(jià)為縱坐標(biāo)，以物質(zhì)的類別為橫坐標(biāo)所繪制的二維平面圖像。如圖為鐵元
素的價(jià)類二維圖，其中的箭頭表示部分物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，下列說法不正確的是
A．鐵在高溫下與水蒸氣反應(yīng)不能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化①
B．FeO 是一種黑色粉末，不穩(wěn)定，在空氣中受熱，迅速發(fā)生轉(zhuǎn)化②
C．由圖可預(yù)測：高鐵酸鹽(FeO2―4 )具有強(qiáng)氧化性，可用于消毒
D．加熱Fe(OH)3發(fā)生轉(zhuǎn)化⑥，加鹽酸溶解可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化③
【答案】B
【分析】由圖可知，①表示鐵單質(zhì)緩慢氧化轉(zhuǎn)化為 Fe2O3，②表示 FeO 被氧化轉(zhuǎn)化為 Fe2O3
的過程，③表示Fe(OH)3和稀鹽酸等反應(yīng)轉(zhuǎn)化為 Fe3+和水，④表示Fe(OH)2和稀鹽酸等反應(yīng)
轉(zhuǎn)化為 Fe2+和水，⑤表示FeO2-4 被還原為 Fe3+，⑥表示Fe(OH)3加熱分解生成 Fe2O3和水，
鐵與稀鹽酸反應(yīng)得到 Fe2+，F(xiàn)e2+加氧化劑可以轉(zhuǎn)化為 Fe3+，F(xiàn)e3+加還原劑可以轉(zhuǎn)化為 Fe2+，
由此分析。
【詳解】A．鐵與高溫水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，不能實(shí)現(xiàn)上述①轉(zhuǎn)化， A 正確；
B．FeO 是一種黑色粉末，不穩(wěn)定，在空氣中受熱，迅速發(fā)生轉(zhuǎn)化四氧化三鐵，不能發(fā)生轉(zhuǎn)
化②，B 錯(cuò)誤；
C．處于高價(jià)態(tài)的物質(zhì)化合價(jià)很容易下降時(shí)具有強(qiáng)氧化性，高鐵酸鹽(FeO2-4 )中鐵為+6 價(jià)，很
容易轉(zhuǎn)化為+3 價(jià)，具有強(qiáng)氧化性，C 正確；
D．加熱 Fe(OH)3發(fā)生轉(zhuǎn)化⑥分解生成氧化鐵， Fe(OH)3和稀鹽酸反應(yīng)轉(zhuǎn)化為 Fe3+和水，可
實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化③，D 正確；
答案選 B。
【變式 3】中科院網(wǎng)報(bào)道，納米 Fe3O4晶體材料可以作為核磁共振造影增強(qiáng)劑，用于疾病的
診斷和作為藥物載體用于疾病的治療。其制備過程如下，下列敘述合理的是
A．Fe3O4可以表示為 FeO·Fe2O3，屬于混合物
B．在反應(yīng)②中 FeCl3·6H2O 被環(huán)丙胺( )還原為 FeO(OH)
C．納米四氧化三鐵材料為膠體
D．反應(yīng)③的化學(xué)方程式是 6FeO(OH)+CO=2Fe3O4+3H2O+CO2
【答案】D
【詳解】A．Fe3O4是復(fù)雜的氧化物，可以表示為 FeO·Fe2O3，而不屬于混合物，A 錯(cuò)誤；
B．因反應(yīng)②環(huán)丙胺性質(zhì)與氨氣相似，參與反應(yīng)，促進(jìn)了氯化鐵水解，而沒有發(fā)生還原反應(yīng)，
B 錯(cuò)誤；
C．納米四氧化三鐵分散在適當(dāng)分散劑中形成的分散系屬于膠體，但納米四氧化三鐵材料是
純凈四氧化三鐵，并沒有形成分散系，因此不屬于膠體，C 錯(cuò)誤；
D．由制備過程圖可知：反應(yīng)③的反應(yīng)物為 FeOOH 和 CO，由一種生成物為 Fe3O4和質(zhì)量守
恒定律可知反應(yīng)為：6FeO(OH)+CO=2Fe3O4+3H2O+CO2，D 正確；
故合理選項(xiàng)是 D。
【變式 4】用如圖所示裝置測定某鐵礦石中Fe2O3的含量(雜質(zhì)不參與反應(yīng))，稱取 4.00g 該鐵
礦石于硬質(zhì)玻璃管 A 中，充分反應(yīng)后測得干燥管 B 增重 2.64g，C 增重 0.44g，下列相關(guān)說
法中正確的是
A．稱量干燥管 B 后，應(yīng)先加熱硬質(zhì)玻璃管 A，再通 CO
B．在硬質(zhì)玻璃管 A 發(fā)生的反應(yīng)中，CO 被還原
C．該鐵礦石有效成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 93.3%
D．若撤去干燥管 C，會造成測得的有效成分含量偏高
【答案】D
【詳解】A．因?yàn)橛操|(zhì)玻璃管內(nèi)有空氣，先通 CO 能排出 O2、CO2和水蒸氣、再加熱，防止
干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果及出現(xiàn)安全事故， A 項(xiàng)錯(cuò)誤；
高溫
B．根據(jù)反應(yīng)3CO + Fe2O3 = 2Fe +3CO2，F(xiàn)e2O3為氧化劑，CO 被氧化，B 項(xiàng)錯(cuò)誤；
C．干燥管 B 增重 2.64g，即生成 0.06mol CO2，根據(jù)方程式可知，鐵礦石含有 0.02mol
3.2g
Fe2O3，質(zhì)量為 3.2g，所以 Fe2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.00g × 100%=80.0%，C 項(xiàng)錯(cuò)誤；
D．沒有干燥管 C，空氣中的 CO2和水蒸氣會進(jìn)入干燥管 B，導(dǎo)致干燥管 B 質(zhì)量增加，實(shí)驗(yàn)
結(jié)果偏大， D 項(xiàng)正確；
故選 D。
【變式 5】下列有關(guān)鐵和鐵的化合物的敘述中，正確的是
A．鐵的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，它能與許多物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此鐵在自然界中只能以
化合態(tài)存在
B．Fe3O4是一種紅棕色粉末，俗稱鐵紅，常用作油漆、涂料、油墨和橡膠的紅色顏料
C．Fe(OH)2在空氣中容易被氧化，如圖①②都能較長時(shí)間看到 Fe(OH)2白色沉淀
D．往某溶液中先加入氯水，再加入 KSCN 溶液，發(fā)現(xiàn)溶液變成紅色，證明原溶液中含
有 Fe3+
【答案】C
【詳解】A．鐵雖然化學(xué)性質(zhì)比較活潑，能與許多物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但是自然界中隕石中
還存在單質(zhì)鐵，A 錯(cuò)誤；
B．Fe3O4為黑色粉末，鐵紅為 Fe2O3，B 錯(cuò)誤；
C．①中稀硫酸能抑制亞鐵離子水解，鐵粉能防止亞鐵離子被氧化，且導(dǎo)管口插入到水中外
界空氣無法進(jìn)入試管內(nèi)，滴加 NaOH 與 FeSO4反應(yīng)生成的氫氧化亞鐵沉淀不會被氧化能較
長時(shí)間存在，②中因?yàn)楸降拇嬖?NaOH 與 FeSO4反應(yīng)生成的氫氧化亞鐵無法接觸到空氣，
不會被氧化從而能較長時(shí)間存在，C 正確；
D．若原溶液中沒有 Fe3+只有 Fe2+，先加氯水 Fe2+被氯氣氧化成 Fe3+，再加入 KSCN 溶液變
紅色，但是原溶液中沒有 Fe3+，D 錯(cuò)誤；
故答案選 C。
【變式 6】元素的價(jià)類二維圖是我們學(xué)習(xí)元素及其化合物相關(guān)知識的重要模型和工具，它指
的是以元素的化合價(jià)為縱坐標(biāo)，以物質(zhì)的類別為橫坐標(biāo)所繪制的二維平面圖像。下圖為鐵元
素的價(jià)類二維圖，其中的箭頭表示部分物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，下列說法正確的是
A．鐵與氧氣的燃燒反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)上述①轉(zhuǎn)化
B．加熱 Fe(OH)3發(fā)生轉(zhuǎn)化⑥，F(xiàn)e2O3加水溶解可轉(zhuǎn)化為 Fe(OH)3
C．由圖可預(yù)測：高鐵酸鹽(FeO2―4 )具有強(qiáng)氧化性，可用于飲用水的消毒
D．FeO 是種紅色粉末，不穩(wěn)定，在空氣中受熱，迅速被氧化成 Fe2O3
【答案】C
【詳解】A．鐵絲在氧氣中燃燒生成 Fe3O4，不能生成 Fe2O3，故 A 錯(cuò)誤；
B．Fe(OH)3加熱生成 Fe2O3，F(xiàn)e2O3和水不反應(yīng)，故 B 錯(cuò)誤；
C．高鐵酸鹽中 Fe 為+6 價(jià)，具有強(qiáng)氧化性，可用于飲用水的消毒，故 C 正確；
D．FeO 是一種黑色粉末，不穩(wěn)定，在空氣中受熱，部分被氧化生成 Fe3O4，故 D 錯(cuò)誤；
故選：C。
【變式 7】向鐵和氧化鐵的混合物中加入 500mL0.20mol·L-1稀鹽酸后恰好完全反應(yīng)，得到只
含一種金屬離子的淺綠色溶液，并收集到 448mL 氫氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定)。回答下列問題；
(1)反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)為 (填寫化學(xué)式)，其物質(zhì)的量濃度為 (忽略溶液的體積變
化)；
(2)原混合物中單質(zhì)鐵的質(zhì)量為 g。
【答案】(1) FeCl2 0.1mol/L
(2)1.68
【詳解】（1）反應(yīng)后得到只含一種金屬陽離子的溶液說明反應(yīng)后溶質(zhì)為 FeCl2，根據(jù) Fe、Cl
1 1
質(zhì)量守恒可知：n(FeCl2) = 2n(HCl) = 2 × 0.20mol/L × 0.5L = 0.05mol，則物質(zhì)的量濃度為
0.05mol
0.5L = 0.1mol/L；
（2）最后得到單一溶液氯化亞鐵，其物質(zhì)的量為 0.05mol，鹽酸中的氫離子一部分與氧化
鐵中的氧結(jié)合成水，另一部分生成氫氣，收集到標(biāo)況下 448mLH2，H2的物質(zhì)的量為：
0.448L
22.4L/mol = 0.02mol，溶解 Fe2O3消耗 HCl 的物質(zhì)的量為：0.20mol/L × 0.5L ―0.02mol × 2 =
0.06mol 0.06mol×1mol，根質(zhì)量守恒可知：Fe2O3～3H2O～6HCl，則 n(Fe2O3)=n(Fe2O3) = 6mol = 0.01
mol，根據(jù) Fe 元素守恒可知，原混合物中單質(zhì)鐵的物質(zhì)的量為：0.05mol ―0.01mol × 2 =
0.03mol，則質(zhì)量為：0.03mol × 56g/mol = 1.68g。
【變式 8】某興趣小組的同學(xué)們利用如圖所示的裝置對 CO 還原 Fe2O3粉末的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究
(固定裝置略)。
\
【查閱資料】CO 能溶于銅液。
(1)按如圖連接裝置 A E，在裝入試劑前，先 。
(2)寫出裝置 B 中反應(yīng)的化學(xué)方程式 。
(3)通入 CO2一段時(shí)間后，先點(diǎn)燃 處酒精噴燈(填“A”或“D”)。
(4)反應(yīng)一段時(shí)間后，能證明 CO 與 Fe2O3反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： ；寫出裝置 D 中反應(yīng)
的化學(xué)方程式 。
(5)某同學(xué)認(rèn)為該裝置有缺陷，需在裝置 E 后再連接裝置 F，其目的是 。裝置 E、F
的接口連接順序：a 連接 (填“b”或“c”)。
【答案】(1)檢查裝置的氣密性
(2)CO2 +2NaOH = Na2CO3 + H2O
(3)A
(4) D 中玻璃管內(nèi)紅色固體變成黑色 E 中澄清的石灰水變渾濁 3CO+Fe2O3高溫
2Fe+3CO2
(5) 吸收一氧化碳 c
【分析】A 裝置中二氧化碳和 C 粉在高溫下反應(yīng)生成 CO，B 裝置可除去 CO2，，C 裝置可
除去 H2O，D 裝置中 CO 與 Fe2O3反應(yīng)，E 用來檢驗(yàn)反應(yīng)產(chǎn)物中是否有 CO2。
【詳解】（1）反應(yīng)開始前要檢查裝置的氣密性；
（2）B 中氫氧化鈉溶液與 CO2反應(yīng)，除去 CO2，其化學(xué)方程式為CO2 +2NaOH = Na2CO3 +
H2O；
（3）該裝置是先讓二氧化碳和碳反應(yīng)生成一氧化碳，一氧化碳再與氧化鐵反應(yīng)，因此先點(diǎn)
燃 A 處酒精燈；
（4）CO 和 Fe2O3反應(yīng)，生成 Fe 和 CO2，反應(yīng)方程式為：3CO+Fe2O3高溫2Fe+3CO2，實(shí)驗(yàn)
現(xiàn)象是：紅色固體變?yōu)楹谏珽 中澄清石灰水變渾濁；
（5）CO 有毒，該實(shí)驗(yàn)缺少尾氣處理裝置，因此需要加上 F 裝置吸收一氧化碳，一氧化碳
從 c 進(jìn)入，確保一氧化碳和溶液接觸。
【變式 9】已知 A 是一種常見金屬，F(xiàn) 是一種紅褐色沉淀。試根據(jù)圖中轉(zhuǎn)化關(guān)系，回答下列
問題。
(1)寫出 X、B、D、F 的化學(xué)式：X 、B 、D 、E 、 G 。
(2)寫出 A 與水反應(yīng)的化學(xué)方程式 。
(3)檢驗(yàn) D 中陽離子的操作方法 。
(4)①寫出下列轉(zhuǎn)化的離子方程式 D→C： 。
②E 轉(zhuǎn)化為 F 時(shí)的現(xiàn)象 ，當(dāng)有 1molF 生成時(shí)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為 。
【答案】(1) H2 Fe3O4 FeCl3 Fe(OH)2 Fe2O3
(2)3Fe+ 4H2O(g)高溫Fe3O4+4H2
(3)取 D 溶液少許于試管中，加入幾滴 KSCN 溶液，溶液變紅色，證明含 Fe3+
(4) 2Fe3++Fe=3Fe2+ 白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G，最后變?yōu)榧t褐色 NA
【分析】由 A 是一種常見金屬，F(xiàn) 是一種紅褐色沉淀可知，A 為鐵、F 為氫氧化鐵；由物質(zhì)
的轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，B 為四氧化三鐵、C 為氯化亞鐵、D 為氯化鐵、E 為氫氧化亞鐵、G 為氧
化鐵、X 為氫氣。
【詳解】（1）由分析可知，X 為 H2、B 為 Fe3O4、D 為 FeCl3、E 為 Fe(OH)2、G 為 Fe2O3，
故答案為：H2；Fe3O4；FeCl3；Fe(OH)2；Fe2O3；
（2）A 與水的反應(yīng)為高溫條件下，鐵與水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方
程式為 3Fe+ 4H2O(g)高溫Fe3O4+4H2，故答案為：3Fe+ 4H2O(g)高溫Fe3O4+4H2；
（3）檢驗(yàn)氯化鐵中鐵離子的操作方法為取氯化鐵溶液少許于試管中，加入幾滴硫氰化鉀溶
液，溶液變紅色，證明氯化鐵中含有 Fe3+，故答案為：取 D 溶液少許于試管中，加入幾滴
KSCN 溶液，溶液變紅色，證明含 Fe3+；
（4）①D→C 的反應(yīng)為氯化鐵溶液與鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵，反應(yīng)的離子方程式為
2Fe3++Fe=3Fe2+；
②E 轉(zhuǎn)化為 F 的反應(yīng)為氫氧化亞鐵在溶液中被氧氣氧化生成氫氧化鐵，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為白色沉
淀迅速變?yōu)榛揖G，最后變?yōu)榧t褐色，由鐵元素的化合價(jià)變化可知，當(dāng)有 1mol 氫氧化鐵生成
時(shí)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為 1mol×1×N mol-1A =NA，故答案為：2Fe3++Fe=3Fe2+；白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G，
最后變?yōu)榧t褐色；NA。
知識點(diǎn) 3：Fe(OH)2的制備
【典例 1】某實(shí)驗(yàn)興趣小組同學(xué)采用如圖所示裝置制備 Fe（OH）2，下列說法錯(cuò)誤的是
A．實(shí)驗(yàn)開始前，應(yīng)檢查裝置氣密性
B．氣體 a 的主要成分為氫氣
C．為了制備較純的 Fe（OH）2，應(yīng)打開 K1，關(guān)閉 K2，將裝置內(nèi)的氣體盡可能趕出去
D．盛裝稀鹽酸的儀器使用前要檢查是否漏液
【答案】C
【分析】鐵和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，開始實(shí)驗(yàn)時(shí)打開 K2，產(chǎn)生的氫氣將裝置內(nèi)
空氣排盡，再關(guān)閉 K2，利用壓強(qiáng)差將氯化亞鐵溶液壓至氫氧化鈉溶液中生成 Fe(OH)2沉淀；
【詳解】A．由于 Fe(OH)2易被氧化，該實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵是隔絕氧氣，且鐵和稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣，
則實(shí)驗(yàn)開始前，應(yīng)檢查裝置氣密性，A 正確；
B．鐵和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，產(chǎn)生的氫氣將裝置內(nèi)空氣排盡，氣體 a 的主要成
分為氫氣，B 正確；
C．開始實(shí)驗(yàn)時(shí)打開 K2，產(chǎn)生的氫氣將裝置內(nèi)空氣排盡，C 錯(cuò)誤；
D．為方便控制反應(yīng)進(jìn)度，盛裝稀鹽酸的儀器分液漏斗使用前要檢查是否漏液，D 正確；
故選：C。
【典例 2】（多選）如圖所示裝置，可用來制取Fe(OH)2，實(shí)驗(yàn)中使用的試劑為鐵屑和6mol
L―1的硫酸、氫氧化鈉溶液。下列說法正確的是
A．分液漏斗中盛放的是6mol L―1的硫酸
B．實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)先將 a 關(guān)閉
C．A 中圓底燒瓶內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)為復(fù)分解反應(yīng)
D．生成Fe(OH)2的操作為：首先打開 a，讓分液漏斗中液體流下，一段時(shí)間后關(guān)閉 a，A
中液體沿導(dǎo)管流入 B 中
【答案】AD
【詳解】A．分液漏斗中盛放的是6mol L―1的硫酸會與鐵反應(yīng)生成氫氣和硫酸亞鐵，A 正
確；
B．實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)先將 a 打開，用生成的氫氣將裝置中的空氣排凈，然后再關(guān)閉 a 形成壓強(qiáng)
差，B 錯(cuò)誤；
C．A 中圓底燒瓶內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)為鐵制取出氫氣是置換反應(yīng)，C 錯(cuò)誤；
D．生成Fe(OH)2的操作為：首先打開 a，讓分液漏斗中液體流下用生成的氫氣將裝置中的空
氣排凈，一段時(shí)間后關(guān)閉 a 形成壓強(qiáng)差，A 中液體沿導(dǎo)管流入 B 中制取Fe(OH)2，D 正確；
故選 AD。
【典例 3】如圖所示裝置可用來制取 Fe(OH)2和觀察 Fe(OH)2被氧化時(shí)的顏色變化，實(shí)驗(yàn)時(shí)
必須使用鐵屑、6mol/L 硫酸，其他試劑任選。回答下列問題：
(1)儀器 D 的名稱為 ，該儀器中需要放入 ，裝置 B 中盛有一定量的 NaOH 溶
液，裝置 A 中應(yīng)預(yù)先加入的試劑是 ，裝置 A 中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。
(2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)先將止水夾 E (填“打開”或“關(guān)閉”)，裝置 C 中收集到的氣體主要為 ；
待裝置中空氣排盡后，將止水夾 E (填“打開”或“關(guān)閉”)，此時(shí)裝置 B 中可能發(fā)生的化學(xué)
反應(yīng)是： (用離子方程式表示)。
(3)拔去裝置 B 中的橡膠塞，使空氣進(jìn)入，此時(shí) B 中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
【答案】(1) 分液漏斗 6mol/LH2SO4溶液 鐵屑 Fe+2H+=Fe2++H2↑
(2) 打開 H2 關(guān)閉 Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
(3)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
【分析】必須使用鐵屑、6mol L-1 硫酸溶液制備 Fe(OH)2和觀察 Fe(OH)2在空氣中被氧化時(shí)
的顏色變化，由圖可知，分液漏斗中為硫酸，燒瓶中為鐵屑，加藥品時(shí)先固體后液體，鐵與
硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，B 中為 NaOH 溶液，實(shí)驗(yàn)中先打開 E，利用氫氣將裝置中的
空氣排出，C 為排水法收集氫氣；當(dāng)關(guān)閉 E 時(shí)，利用氫氣的壓力使 FeSO4溶液壓入 B 瓶中
進(jìn)行反應(yīng)生成 Fe(OH)2，然后拔去裝置 B 中的橡皮塞，使空氣進(jìn)入，可觀察顏色的變化，以
此來解答。
【詳解】（1）由題干實(shí)驗(yàn)裝置圖可知，儀器 D 的名稱為分液漏斗，由分析可知，該儀器中
需要放入 6mol/LH2SO4溶液，裝置 B 中盛有一定量的 NaOH 溶液，裝置 A 中應(yīng)預(yù)先加入的
試劑是鐵屑，裝置 A 中發(fā)生反應(yīng)方程式為：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，該反應(yīng)的離子方程式為
Fe+2H+=Fe2++H2↑，故答案為：分液漏斗；6mol/LH +2SO4溶液；鐵屑；Fe+2H =Fe2++H2↑；
（2）由分析可知，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)先將止水夾 E 打開，裝置 C 中收集到的氣體主要為 H2；
待裝置中空氣排盡后，將止水夾 E 關(guān)閉，讓產(chǎn)生的 H2使 A 裝置內(nèi)壓強(qiáng)增大，將 A 中的 FeSO4
和稀硫酸混合溶液壓入到 B 裝置中，此時(shí)裝置 B 中可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是：
Fe2++2OH-=Fe(OH) ↓，故答案為：打開；H ；關(guān)閉；Fe2+2 2 +2OH-=Fe(OH)2↓；
（3）拔去裝置 B 中的橡膠塞，使空氣進(jìn)入，F(xiàn)e(OH)2被氧氣氧化為 Fe(OH)3，故此時(shí) B 中
發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故答案為：
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
【典例 4】某學(xué)習(xí)小組為制備Fe(OH)2，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)探究。請回答下列問題。
(1)依據(jù)教材內(nèi)容，小張同學(xué)向盛有一定量FeSO4溶液的試管中，滴加 NaOH 溶液以制備
Fe(OH)2，如圖所示。實(shí)驗(yàn)中觀察到先出現(xiàn)白色沉淀，后迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色。
請用化學(xué)方程式表示白色沉淀變?yōu)榧t褐色沉淀的原因 。
(2)對于上述實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的灰綠色沉淀，該學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了深入研究。
①小王同學(xué)推測灰綠色沉淀可能為Fe(OH)2和Fe(OH)3的混合物。請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)該灰綠色
沉淀中是否含有Fe(OH)3 。
②小明同學(xué)查閱文獻(xiàn)后猜想灰綠色沉淀是由Fe(OH)2在大量SO2―4 存在的情況下形成的一種
氧基堿式復(fù)鹽：Fe6(SO4)2(OH)4O2。為驗(yàn)證這一猜想，該同學(xué)設(shè)計(jì)了一組對照實(shí)驗(yàn)，如下圖
所示。
溶液 A 可能為 。若兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均產(chǎn)生灰綠色沉淀，則該同學(xué)的猜想 (填“成立”或“不
成立”)。
③小美同學(xué)查閱文獻(xiàn)后發(fā)現(xiàn)，沉淀變?yōu)榛揖G色可能是由Fe(OH)2白色沉淀吸附了溶液中淺綠
色的Fe2+所致。她建議制取Fe(OH)2的步驟最好將“向FeSO4溶液中加入 NaOH 溶液”改為“向
NaOH 溶液中加入FeSO4溶液”，理由為 。
(3)為得到Fe(OH)2，該學(xué)習(xí)小組又設(shè)計(jì)了下圖實(shí)驗(yàn)裝置(氣密性已檢查)。
①儀器 a 的名稱為 。
②實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，應(yīng)關(guān)閉K3，打開K1、K2，該操作的目的是 。
③一段時(shí)間后，打開K3，關(guān)閉K1、K2，c 中溶液流入 d 中，即可得到Fe(OH)2。寫出 c 中溶
液流入 d 中的原因 。
【答案】(1)4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
(2) 取少量灰綠色沉淀于試管中，加入足量稀鹽酸溶解，再加入 KSCN 溶液，溶液變紅，
說明灰綠色沉淀中含有 Fe(OH)3 FeCl2、Fe(NO3)2(寫出一種即可) 不成立 反應(yīng)
后，溶液中 OH-過量，不會有多余的 Fe2+被 Fe(OH)2吸附
(3) 分液漏斗 利用氫氣排出裝置內(nèi)的空氣，防止亞鐵離子被氧化 c 中產(chǎn)生
H2，使壓強(qiáng)大于大氣壓
【分析】Fe(OH)2具有還原性，易被氧氣氧化為紅褐色 Fe(OH)3，制備氫氧化亞鐵時(shí)要注意
采取措施隔絕空氣，防止 Fe(OH)2被氧化。
【詳解】（1）Fe(OH)2具有還原性，易被氧氣氧化為紅褐色 Fe(OH)3，反應(yīng)化學(xué)方程式為
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3；
（2）①Fe(OH)3與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵，F(xiàn)e(OH)2與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵，取少量灰綠色
沉淀于試管中，加入足量稀鹽酸溶解，再加入 KSCN 溶液，溶液變紅，說明灰綠色沉淀中
含有 Fe(OH)3。
②為驗(yàn)證灰綠色沉淀是由Fe(OH)2在大量SO2―4 存在的情況下形成的一種氧基堿式復(fù)鹽，則溶
液 A 中不含SO2―4 ，所以 A 可能為 FeCl2或 Fe(NO3)2。若兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均產(chǎn)生灰綠色沉淀，則該
同學(xué)的猜想不成立。
③小美同學(xué)查閱文獻(xiàn)后發(fā)現(xiàn)，沉淀變?yōu)榛揖G色可能是由Fe(OH)2白色沉淀吸附了溶液中淺綠
色的Fe2+所致。她建議制取Fe(OH)2的步驟最好將“向FeSO4溶液中加入 NaOH 溶液”改為“向
NaOH 溶液中加入FeSO4溶液”，理由為反應(yīng)后，溶液中 OH-過量，不會有多余的 Fe2+被
Fe(OH)2吸附。
（3）①根據(jù)裝置圖，儀器 a 的名稱為分液漏斗。
②實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，應(yīng)關(guān)閉K3，打開K1、K2，該操作的目的是利用氫氣排出裝置內(nèi)的空氣，防
止亞鐵離子被氧化。
③一段時(shí)間后，打開K3，關(guān)閉K1、K2，c 中產(chǎn)生 H2 使壓強(qiáng)大于大氣壓，c 中溶液流入 d 中，
即可得到Fe(OH)2。
【變式 1】同學(xué)們在實(shí)驗(yàn)室里用右圖裝置制取Fe(OH)2，下列說法正確的是
A．FeSO4溶液的顏色為淺綠色 B．膠頭滴管不應(yīng)該插入液面以下
C．可將植物油換成酒精進(jìn)行實(shí)驗(yàn) D．生成的白色沉淀迅速變成灰綠色
【答案】A
【詳解】A．含 Fe2+的溶液的顏色為淺綠色，選項(xiàng) A 正確；
B．膠頭滴管應(yīng)該插入液面以下，隔離氧氣，防止氫氧化亞鐵被氧化，選項(xiàng) B 錯(cuò)誤；
C．酒精溶于水，不能起到隔絕空氣的作用，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤；
D．因隔絕空氣，生成的氫氧化亞鐵不被氧化，可穩(wěn)定存在，顏色為白色，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤；
答案選 A。
【變式 2】某同學(xué)欲利用如圖裝置制取能較長時(shí)間存在的 Fe(OH)2，其中實(shí)驗(yàn)所用溶液現(xiàn)配
現(xiàn)用且蒸餾水先加熱煮沸。下列分析正確的是
A．蒸餾燒瓶中反應(yīng)的離子方程式是 2Fe＋6H＋=3Fe2＋＋3H2↑
B．實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)先關(guān)閉止水夾 a、打開止水夾 b，再向燒瓶中加入稀鹽酸
C．反應(yīng)一段時(shí)間后可在燒瓶中觀察到白色沉淀
D．反應(yīng)結(jié)束后若關(guān)閉 b 及分液漏斗活塞，則 Fe (OH)2可較長時(shí)間存在
【答案】D
【詳解】A．蒸餾燒瓶中反應(yīng)的離子方程式是 Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，A 錯(cuò)誤；
B．實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)先打開止水夾 a、b，利用生成的氫氣將裝置內(nèi)的空氣排出，然后關(guān)閉 a，
B 錯(cuò)誤；
C．利用氫氣的壓強(qiáng)將氯化亞鐵壓入錐形瓶中，NaOH 與氯化亞鐵反應(yīng)生成 Fe(OH)2，立即
觀察到白色沉淀， C 錯(cuò)誤；
D．反應(yīng)結(jié)束后若關(guān)閉 b 及分液漏斗活塞，裝置內(nèi)空氣及溶液中氧氣均已除去，則 Fe(OH)2
可較長時(shí)間存在， D 正確；
答案選 D。
【變式 3】鐵及其化合物在日常生產(chǎn)生活中有著廣泛應(yīng)用。
I．在常溫下，F(xiàn)e 與水并不起反應(yīng)，但在高溫下，F(xiàn)e 與水蒸氣可發(fā)生反應(yīng)。現(xiàn)設(shè)計(jì)如下裝置
完成高溫下“Fe 與水蒸氣反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)，并檢驗(yàn)其產(chǎn)物(已知：Fe3O4 中 Fe 的化合價(jià)為+2 價(jià)、
+3 價(jià))。
(1)裝置 B 中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(2)裝置 C 中導(dǎo)管“短進(jìn)長出”的原因 。
(3)取反應(yīng)后得到的黑色粉末放入一試管中，加入稀硫酸將固體溶解，再滴加幾滴 KSCN 溶
液，振蕩，溶液沒有出現(xiàn)紅色，原因是 (用離子方程式表示)。
Ⅱ.某學(xué)生設(shè)計(jì)了如圖裝置制備白色 Fe(OH)2固體。
(4)配置 NaOH 溶液和稀硫酸時(shí)，需將所用蒸餾水加熱煮沸后，冷卻至室溫再用于配置，加
熱煮沸的目的是 。
(5)開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，先打開止水夾，待裝置中空氣已排盡，再關(guān)閉止水夾。
①關(guān)閉止水夾前，請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明裝置中空氣已排盡： 。
②裝置Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的主要化學(xué)方程式為 。
③若未排凈裝置中的空氣，則裝置Ⅱ中觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為 。
【答案】(1)3Fe +4H2O(g)高溫Fe3O4 +4H2
(2)氫氣密度小于空氣，短進(jìn)長出有利于排盡裝置內(nèi)空氣
(3)2Fe3+ + Fe=3Fe2+
(4)除去蒸餾水中溶解的 O2
(5) 在裝置Ⅱ的支管口處點(diǎn)燃排出的氣體，觀察到淡藍(lán)色火焰，證明裝置中空氣已排盡
FeSO4 +2NaOH = Fe(OH)2↓ + Na2SO4 生成的白色絮狀沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)?br/>紅褐色
【詳解】（1）還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，反應(yīng)過程中鐵元素化合價(jià)降低，
高溫
氫元素化合價(jià)升高，其化學(xué)反應(yīng)方程式為 3Fe+4H2O(g) == Fe3O4+H2；
（2）氫氣的密度比空氣小，選擇短管進(jìn)氣可將 C 管中的空氣從長管中排除，最后 C 管中可
收集到純凈的氫氣，收集到純凈的氫氣在點(diǎn)燃 E 處的酒精燈，可做 CuO 的還原實(shí)驗(yàn)了，所
以短管進(jìn)長管出可排除裝置內(nèi)的空氣；
（3）滴加幾滴 KSCN 溶液，振蕩，溶液沒有出現(xiàn)紅色的原因是形成的 Fe3+和過量的鐵粉反
應(yīng)生成二價(jià)鐵，其反應(yīng)的離子方程式為 2Fe3++Fe=3Fe2+；
（4）Fe(OH)2容易被氧化，制備 Fe(OH)2時(shí)要小心水溶液中溶解的 O2的影響，所以配置 NaOH
溶液時(shí)，通常用加熱煮沸的方法除去蒸餾水中溶解的 O2；
（5）①因?yàn)?O2對制取 Fe(OH)2沉淀影響很大，所以要排除 O2的干擾，為了驗(yàn)證 O2已經(jīng)排
除，可在裝置Ⅱ的支管口處點(diǎn)燃排出的氣體，觀察到淡藍(lán)色火焰，證明裝置中空氣已排盡；
②裝入試劑后開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，止水夾處于打開狀態(tài)，稀硫酸和鐵粉反應(yīng)生成氫氣和硫酸亞鐵，
產(chǎn)生的氫氣能驅(qū)趕裝置內(nèi)的空氣，關(guān)閉止水夾，能把 FeSO4壓入Ⅱ中，同時(shí)防止空氣進(jìn)入裝
置Ⅱ，產(chǎn)生白色的絮狀 Fe(OH)2沉淀，其化學(xué)反應(yīng)方程式為 FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓
+Na2SO4；③若未排凈裝置中的空氣，則Ⅱ中氫氧化亞鐵被氧氣氧化為氫氧化鐵，則白色沉
淀變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色。
【變式 4】在如圖所示裝置中，用 NaOH 溶液、鐵屑和稀硫酸制備 Fe(OH)2。
(1)除去 NaOH 溶液中溶解的氧氣的方法是將溶液 。
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)在 A 中加入的試劑是： (填名稱)，B 中加入一定量的 (填化學(xué)式)溶液。
(3)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先將活塞 E (填“打開”或“關(guān)閉”)，C 中收集到氣體的主要成分是 。
(4)這樣生成的 Fe(OH)2沉淀能較長時(shí)間保持白色，其理由是： 。
(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后拔去裝置 B 中的橡皮塞，使空氣進(jìn)入，裝置 B 中發(fā)生的現(xiàn)象為 。發(fā)生
轉(zhuǎn)化的方程式是 。
【答案】(1)煮沸
(2) 鐵粉(或鐵屑)、稀硫酸 NaOH
(3) 打開 H2或氫氣
(4)裝置中充滿氫氣，空氣不能進(jìn)入到裝置中
(5) 白色沉淀迅速變灰綠，最后變成紅褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
【分析】Fe(OH)2易被氧氣氧化，制備 Fe(OH)2要隔絕空氣。A 中放入鐵粉和稀硫酸，B 中
放入氫氧化鈉溶液，先打開止水夾 E，A 中生成的氫氣排出 B 中的空氣，等 C 中收集到純
凈的氫氣時(shí)，關(guān)閉止水夾 E，A 中生成的 FeSO4溶液壓入 B 中與氫氧化鈉反應(yīng)生成白色沉淀
Fe(OH)2。
【詳解】（1）溫度越高氣體溶解度越小，可以用加熱煮沸的方法除去 NaOH 溶液中溶解的
氧氣；
（2）A 裝置制備 FeSO4，同時(shí)制備氫氣排出裝置內(nèi)的空氣，實(shí)驗(yàn)時(shí)在 A 中加入的試劑是：
鐵粉和稀硫酸，B 中 FeSO4和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氫氧化亞鐵，B 中加入一定量的 NaOH
溶液。
（3）為使 A 中生成的氫氣進(jìn)入 B 排出裝置內(nèi)的空氣，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先將活塞 E 打開，C 中收
集到氣體的主要成分是氫氣。
（4）裝置中充滿氫氣，空氣不能進(jìn)入到裝置中，反應(yīng)生成的 Fe(OH)2沉淀與空氣隔絕，所
以 Fe(OH)2沉淀能較長時(shí)間保持白色；
（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后拔去裝置 B 中的橡皮塞，使空氣進(jìn)入，裝置 B 中 Fe(OH)2被氧氣氧化為紅
褐色 Fe(OH)3，反應(yīng)方程式為 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，發(fā)生的現(xiàn)象為白色沉淀迅速變
灰綠，最后變成紅褐色。
知識點(diǎn) 4：鐵鹽和亞鐵鹽
【典例 1】在水溶液中能大量共存的一組離子是
A．Fe2+、I―、ClOX―、HX+ B．Na+、Cu2+、OHX―、NO―3
C．Fe3+、Br―、NH+4 、SO2―3 D．Na+、Cl―、OH―、CO2―3
【答案】D
【詳解】A．ClO―可氧化亞鐵離子和碘離子，A 錯(cuò)誤；
B．Cu2+可與OHX―生成Cu(OH)2，B 錯(cuò)誤；
C．Fe3+可氧化SO2―3 ，C 錯(cuò)誤；
D．可大量共存，D 正確；
故選 D。
【典例 2】根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象所得到的結(jié)論不正確的是
選
實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象 結(jié)論
項(xiàng)
向沸水中滴加少量飽和 FeCl3 溶液，得到紅褐色液體，用激光筆 所得紅褐色液體
A
照射可觀察到光亮的“通路” 是膠體
B 向 FeCl3 溶液中滴加 KI 溶液，再滴加淀粉溶液，溶液顯藍(lán)色 氧化性：Fe3+>I2
Fe3O4 中含
C 向酸性 KMnO4 溶液中加入 Fe3O4 粉末，紫色褪去
Fe(Ⅱ)
向 Fe(NO3)2 溶液中滴加幾滴稀硫酸，再滴加幾滴 KSCN 溶液， Fe2+被完全氧化
D
溶液顯紅色 為 Fe3+
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【詳解】A．得到紅褐色液體，用激光筆照射可觀察到光亮的“通路”， 從而制備得到的是
紅褐色液體為膠體，故 A 正確；
B．FeCl3 溶液中滴加 KI 溶液，再滴加淀粉溶液，溶液顯藍(lán)色，說明生成了單質(zhì)碘，則鐵
離子氧化碘離子得到單質(zhì)，根據(jù)氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性分析，氧化性：Fe3+>I2，
故 B 正確；
C．向酸性 KMnO4 溶液中加入 Fe3O4 粉末，紫色褪去，說明酸性高錳酸鉀被還原，則說
明四氧化三鐵中含有亞鐵離子，故 C 正確；
D．再滴加幾滴 KSCN 溶液，溶液顯紅色，只能說明 Fe2+被氧化為 Fe3+，不能說完全被氧
化，故 D 錯(cuò)誤。
綜上所述，答案為 D。
【典例 3】下列有關(guān)除雜的操作中不正確的是
A．FeSO4溶液中含少量CuSO4雜質(zhì)：加入過量的 Fe 粉，過濾
B．除去FeCl3溶液中少量的FeCl2：加入新制氯水
C．除FeCl2溶液中少量的FeCl3雜質(zhì)可以向溶液中加入過量鐵粉，然后過濾
D．Cl2(HCl)：通過飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣瓶
【答案】D
【詳解】A．加入過量的鐵粉，發(fā)生反應(yīng)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，再經(jīng)過過濾，能夠除去雜
質(zhì)，A 正確；
B．新制氯水與FeCl2反應(yīng)：2FeCl2+Cl2=2FeCl3，可以除去雜質(zhì)，B 正確；
C．向含有少量FeCl3的FeCl2溶液中加入過量Fe粉：2FeCl3+Fe=3FeCl2，過濾即可除雜，C
正確；
D．Cl2溶于水呈酸性，也會與 NaHCO3溶液反應(yīng)，D 錯(cuò)誤；
故選 D。
【典例 4】高鐵酸鈉(Na2FeO4)是一種能氧化、殺菌、脫色、除臭的新型高效水處理劑。工業(yè)
上制備高鐵酸鈉有多種方法。
(1)電解法。以鐵為陽極，石墨為陰極，在通電條件下，發(fā)生反應(yīng)：Fe +2X +2H2O通電Na2FeO4
+3H2↑，物質(zhì) X 的化學(xué)式為 。
(2)高溫熔融氧化法。將過氧化鈉與硫酸亞鐵加熱至 700℃，發(fā)生反應(yīng)：2FeSO4 +6Na2O2
700℃2Na2FeO4 + O2↑ + 2Na2O +2Na2SO4，其中，氧化產(chǎn)物是 ，用單線橋法標(biāo)明
電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。
(3)次氯酸鈉氧化法。
①“反應(yīng) I”的離子方程式為 ，檢驗(yàn)Fe2+已全部轉(zhuǎn)化為Fe3+的方法為 。
②副產(chǎn)品的成分為 。
③生產(chǎn)過程中，理論上每獲得 1mol 的Na2FeO4消耗 NaClO 的質(zhì)量為 。
【答案】(1)NaOH
(2) Na2FeO4、O2
(3) 2Fe2+ + H2O2 +2H+ = 2Fe3+ +2H2O 取反應(yīng) I 后的溶液少許于試管中，滴入少
量的K3[Fe(CN)6]溶液，若無藍(lán)色沉淀，則Fe2+已全部轉(zhuǎn)化成Fe3+ NaCl、Na2SO4
111.75g
【詳解】（1）通過觀察反應(yīng)物和生成物可知，生成物比反應(yīng)物多 2 個(gè) Na、2 個(gè) O、2 個(gè) H，
根據(jù)原子守恒可知，X 的化學(xué)式為 NaOH。
（2）該反應(yīng)中 1 個(gè) Na2O2失電子被氧化轉(zhuǎn)化為 O2，2 個(gè) FeSO4失電子被氧化轉(zhuǎn)化為
Na2FeO4，因此氧化產(chǎn)物為 O2和 Na2FeO4。該反應(yīng) 6 個(gè) Na2O2中，5 個(gè) Na2O2中的 O 得電子
化合價(jià)從-1 價(jià)降低為-2 價(jià)，1 個(gè) Na2O2失電子化合價(jià)從-1 價(jià)升高到 0 價(jià)，F(xiàn)eSO4中 Fe 失電
子化合價(jià)從+2 價(jià)升高到+6 價(jià)，用單線橋法標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目為
。
（3）①反應(yīng)Ⅰ中過氧化氫在酸性條件下將亞鐵離子氧化成鐵離子，離子方程式為2Fe2+ + H2
O2 +2H+ = 2Fe3+ +2H2O。檢驗(yàn) Fe2+通常使用K3[Fe(CN)6]溶液，具體方法為取反應(yīng) I 后的
溶液少許于試管中，滴入少量的K3[Fe(CN)6]溶液，若無藍(lán)色沉淀，則Fe2+已全部轉(zhuǎn)化成
Fe3+。
②反應(yīng)Ⅱ中硫酸鐵與 NaOH、NaClO 反應(yīng)生成 Na2FeO4、NaCl、Na2SO4和 H2O，副產(chǎn)物的成
分為 NaCl 和 Na2SO4。
③硫酸鐵與 NaOH、NaClO 反應(yīng)生成 Na2FeO4、NaCl、Na2SO4和 H2O，化學(xué)方程式為
3NaClO+Fe2(SO4)3+10NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O+3Na2SO4，理論上每生成 1mol 高鐵酸
鈉消耗 NaClO1.5mol，質(zhì)量為 111.75g。
【變式 1】下列說法正確的是
A．鈉與濃 NH4Cl 溶液反應(yīng)，放出的氣體中含 H2和 NH3
B．可以利用酸性 KMnO4溶液檢驗(yàn) FeCl2溶液中的 Fe2+
C．能通過化合反應(yīng)制得 Fe(OH)3，但不能通過化合反應(yīng)制得 FeCl2
D．金屬及其化合物在灼燒時(shí)火焰產(chǎn)生的不同特征顏色是發(fā)生化學(xué)變化引起的
【答案】A
【詳解】A．Na 先與濃 NH4Cl 溶液中的水反應(yīng)生成 NaOH 和 H2，且反應(yīng)放熱，然后 NaOH
與濃 NH4Cl 受熱反應(yīng)生成 NaCl、NH3和 H2O，A 項(xiàng)正確；
B．酸性 KMnO4溶液能將 Cl-氧化，使酸性 KMnO 2+4溶液褪色，干擾 Fe 的檢驗(yàn)，B 項(xiàng)錯(cuò)誤；
C．可通過化合反應(yīng) 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3制備 Fe(OH)3，也可以通過化合反應(yīng)
Fe+2FeCl3=3FeCl2制備 FeCl2，C 項(xiàng)錯(cuò)誤；
D．金屬及其化合物在灼燒時(shí)火焰產(chǎn)生的不同特征顏色稱為金屬元素的焰色試驗(yàn)，該操作中
沒有新物質(zhì)生成，沒有發(fā)生化學(xué)變化，D 項(xiàng)錯(cuò)誤；
答案選 A。
【變式 2】硫酸亞鐵是一種重要的化工原料，部分轉(zhuǎn)化如下圖所示。下列說法正確的是
A．用酸性 KMnO4溶液可以檢驗(yàn) FeSO4是否變質(zhì)
B．制納米 Fe3O4時(shí)通入的 O2需過量
C．制 FeCO3時(shí)應(yīng)將 FeSO4溶液加入 Na2CO3溶液中
D．生成(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O 的反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng)
【答案】D
【詳解】A．FeSO4溶液變質(zhì)會生成 Fe3+，可用 KSCN 溶液來進(jìn)行檢驗(yàn)，故 A 錯(cuò)誤；
B．Fe3O4中鐵化合價(jià)為+2、+3 價(jià)，制納米 Fe3O4時(shí)通入的 O2過量，可能導(dǎo)致不能生成的納
米 Fe3O4，故 B 錯(cuò)誤；
C．制 FeCO3時(shí)應(yīng)將 Na2CO3溶液緩緩加入 FeSO4溶液中，避免生成氫氧化亞鐵沉淀，故 C
錯(cuò)誤；
D．生成(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O 的反應(yīng)中沒有元素化合價(jià)變化，是非氧化還原反應(yīng)，故 D 正
確。
綜上所述，答案為 D。
【變式 3】下列實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象、結(jié)論都正確的是
選
實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象 結(jié)論
項(xiàng)
無色溶液中一定
A 向某無色溶液中滴入AgNO3溶液，產(chǎn)生白色沉淀
含Cl―
新制氯水中含有
B 向新制氯水中加入紫色石蕊試液，溶液變紅
H+
氧化性：Fe3+ >
C 向FeCl3溶液中滴加KI溶液，再滴加淀粉溶液，溶液變藍(lán)
I2
檢驗(yàn)FeCl3溶液中是否混有Fe2+時(shí)，將溶液滴入酸性KMnO4溶液
D 溶液中含有Fe2+
中，溶液紫紅色褪去
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【詳解】A．向某無色溶液中滴入AgNO3溶液，產(chǎn)生白色沉淀，由于未加稀硝酸酸化，故無
色溶液中不一定含Cl―也可能是CO2-3 ，A 不合題意；
B．向新制氯水中加入紫色石蕊試液，溶液顯酸性，故能變紅，同時(shí)溶液中含有強(qiáng)氧化性物
質(zhì) HClO，故最終溶液又褪色，B 不合題意；
C．向FeCl3溶液中滴加KI溶液，再滴加淀粉溶液，溶液變藍(lán)，說明有 I2 生成，則發(fā)生反應(yīng)：
2FeCl 3+3+2KI=2KCl+I2+2FeCl2，則氧化性Fe > I2，C 符合題意；
D．由于 Cl-也能是酸性高錳酸鉀溶液褪色，故檢驗(yàn)FeCl3溶液中是否混有Fe2+時(shí)，將溶液滴
入酸性KMnO4溶液中，溶液紫紅色褪去，不能說明溶液中含有Fe2+，D 不合題意；
故答案為：C。
【變式 4】（多選）下列關(guān)于鐵及其化合物的說法錯(cuò)誤的是
A．實(shí)驗(yàn)室保存 FeCl2溶液時(shí)常加入少量鐵粉
B．可用 KSCN 溶液檢驗(yàn) FeCl2溶液是否變質(zhì)
C．若 FeCl2溶液中混有 FeCl3可通過滴加氯水除去
D．向 FeCl2溶液中加入 NaOH 溶液，開始即可觀察到紅褐色沉淀
【答案】CD
【詳解】A．實(shí)驗(yàn)室保存 FeCl2溶液時(shí)常加入少量鐵粉，這樣可以防止 FeCl2被氧化成
FeCl3，A 正確；
B．FeCl2若已變質(zhì)，則說明其已經(jīng)被氧化生成 FeCl3，可用 KSCN 檢驗(yàn)鐵離子的存在與否確
定氯化亞鐵是否變質(zhì)，B 正確；
C．FeCl2能被 Cl2氧化生成 FeCl3，無法用氯水除去 FeCl2溶液中混有的 FeCl3，C 錯(cuò)誤；
D．向氯化亞鐵溶液中加入 NaOH 溶液，開始生成白色沉淀，隨后白色沉淀變成灰綠色，最
后轉(zhuǎn)化成紅褐色沉淀，D 錯(cuò)誤；
故答案選 CD。
【變式 5】Ⅰ.根據(jù)鐵及其化合物的相關(guān)性質(zhì)，回答下列問題：
(1)Fe(OH)2白色沉淀，在空氣中顏色變化為 ，反應(yīng)方程式為 ，因此制取 Fe(OH)2
要用特殊方法。
(2)在 FeSO4溶液中滴加入少量 KSCN 溶液，溶液顏色 ，再滴入幾滴氯水，溶液顏
色 ，因?yàn)橛? 生成。
Ⅱ.化學(xué)方法除雜選擇試劑的原則是：不增、不減、不繁。
(3)現(xiàn)有含少量 FeCl2雜質(zhì)的 FeCl3溶液，為了除去 Fe2+離子，應(yīng)該向溶液中滴加適量的
(填試劑名稱)，其反應(yīng)的離子方程式為 。
(4)現(xiàn)有含少量 FeCl3雜質(zhì)的 FeCl2溶液，為了除去 Fe3+離子，應(yīng)該向溶液中加 ，其反
應(yīng)的離子方程式為 。證明 Fe3+已除干凈的方法為 。
【答案】(1) 紅褐色 4Fe(OH)2＋O2＋ 2H2O＝4Fe (OH)3
(2) 無明顯變化 變?yōu)檠t色 Fe3+
(3) 氯水 2Fe2＋+Cl2=2Fe3++2Cl-
(4) 鐵粉 2Fe3＋＋ Fe＝3Fe2＋ 取少量除雜后的溶液于試管中，滴入幾滴 KSCN
溶液，如果溶液不變色，說明 Fe3+已經(jīng)除干凈。
【詳解】（1）沉淀變?yōu)榧t褐色，說明氫氧化亞鐵不穩(wěn)定，被空氣中的氧氣氧化為紅褐色氫氧
化鐵，反應(yīng)方程式為：4Fe(OH)2＋O2＋ 2H2O＝4Fe (OH)3。
（2）FeSO4溶液中 Fe2+遇到 KSCN 溶液，溶液顏色沒有明顯變化，當(dāng)加入幾滴氯水后，F(xiàn)e2+
被氯水氧化為 Fe3+，F(xiàn)e3+遇到 KSCN 溶液顯血紅色。
（3）含少量 FeCl2雜質(zhì)的 FeCl 2+ 2+3溶液，為了除去 Fe 離子，可以加入氧化劑將 Fe 氧化為
Fe3+，所以可以加入氯水，反應(yīng)的離子方程式是：2Fe2＋+Cl 3+2=2Fe +2Cl-。
（4）含少量 FeCl3雜質(zhì)的 FeCl2溶液，為了除去 Fe3+離子，可以加入還原劑將 Fe3+氧化為
Fe2+，反應(yīng)的離子方程式是：2Fe3＋＋ Fe＝3Fe2＋；證明 Fe3+已經(jīng)除干凈的方法是取少量除雜
后的溶液于試管中，滴入幾滴 KSCN 溶液，如果溶液不變色，說明 Fe3+已經(jīng)除干凈。
【變式 6】工業(yè)上利用廢渣[FeSO4、Fe2(SO4)3及少量 CaO 和 MgO]制備高檔顏料鐵紅(主要
成分為Fe2O3)和回收(NH4)2SO4。具體生產(chǎn)流程如下：
【背景信息】a．氧化步驟中會有元素化合價(jià)發(fā)生變化。
b．3Fe2(SO4)3 +12NH3 H2O = 5(NH4)2SO4 + (NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12↓(銨黃鐵礬晶體)。
(1)步驟③中“操作 Y”的名稱是 ，必須用到的玻璃儀器有 。
(2)加入物質(zhì) X 溶解廢渣，X 應(yīng)選用_______(填標(biāo)號)。
A．鹽酸 B．硫酸 C．氨水 D．氫氧化鈉
(3)步驟①“酸浸”時(shí)，生成鹽的化學(xué)方程式為 (任寫一個(gè))。
(4)用離子方程式表示步驟②通入氧氣氧化的目的： 。工業(yè)上該操作的時(shí)間一般控制
Fe2+
在 4 被氧化的小時(shí)左右為宜，根據(jù)如圖有關(guān)數(shù)據(jù)分析Fe2+氧化率[Fe2+氧化率= × 100%]
所有Fe2+總量
的變化規(guī)律： 。
(5)“濾液Ⅱ”中溶質(zhì)的主要成分是 (填化學(xué)式)。
【答案】(1) 過濾 燒杯、玻璃棒、漏斗
(2)B
(3)MgO + H2SO4 = MgSO4 + H2O
(4) 4Fe2+ + O2 +4H+ = 4Fe3+ +2H2O 溫度越高，pH 值越小，氧化率越高
(5)(NH4)2SO4
【分析】廢渣含 Fe2+、Fe3+的硫酸鹽及少量 CaO 和 MgO，將廢渣溶解，溶解時(shí)加入的物質(zhì)
能溶解廢渣但不能引入雜質(zhì)；然后向溶液中加入氧氣，能氧化亞鐵離子但不能引入新的雜質(zhì)，
然后向溶液中加入氨水，溶液中硫酸鐵和氨水反應(yīng)生成銨黃鐵礬，同時(shí)溶液中鎂離子、鈣離
子形成氫氧化鈣、氫氧化鎂、硫酸鈣等會結(jié)晶析出，采用過濾方法分離得到銨黃鐵礬和濾液；
將濾液蒸發(fā)濃縮回收硫酸銨，隨后經(jīng)過一系列處理得到鐵紅。
【詳解】（1）根據(jù)流程可知，通過操作 Y 得到濾液和晶體，則“操作 Y”的名稱是過濾；過
濾時(shí)用到的玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒、漏斗；
（2）廢渣含 Fe2+、Fe3+的硫酸鹽及少量 CaO 和 MgO，將廢渣溶解，溶解時(shí)加入的物質(zhì)能溶
解廢渣但不能引入雜質(zhì)，故選 B；
（3）步驟①“酸浸”時(shí)，硫酸和 CaO 和 MgO 反應(yīng)，方程式為：MgO + H2SO4 = MgSO4 + H2
O，或者CaO + H2SO4 = CaSO4 + H2O；
（4）步驟②通入氧氣通入氧氣，將二價(jià)鐵氧化為三價(jià)鐵，方程式為：4Fe2+ + O2 +4H+ = 4
Fe3+ +2H2O；根據(jù)圖示可得，則Fe2+氧化率的變化規(guī)律為：溫度越高，pH 值越小，氧化率
越高；
（5）將銨黃鐵礬溶于水得到溶液，然后向溶液中加入氨水，得到氫氧化鐵沉淀，過濾得到
濾渣，將濾渣加熱灼燒得到鐵紅，則“濾液Ⅱ”中溶質(zhì)的主要成分是(NH4)2SO4。
【變式 7】以硫鐵礦(主要成分為 FeS2，還有少量 CuS、SiO2等雜質(zhì))為原料制備綠礬晶體
FeSO4 7H2O 的工藝流程如下：
(1)硫鐵礦的主要成分 FeS2中鐵元素化合價(jià)為 ，第③步混合物分離的方法
是 。
(2)“酸浸”過程，礦渣中的 Fe2O3與稀 H2SO4反應(yīng)的離子方程式： 。
(3)煙氣中的 SO2會污染環(huán)境，可用足量氫氧化鈉溶液吸收，寫出該反應(yīng)的離子方程
式： 。
(4)用鐵粉還原后的混合物分離后的固體中，除了鐵和銅外還有的成分是 (寫化學(xué)
式)。
(5)燃料細(xì)菌脫硫法是用氧化亞鐵硫桿菌(T.f)對硫鐵礦進(jìn)行催化脫硫，同時(shí)得到 FeSO4 溶液。
其過程如圖所示：
已知總反應(yīng)為：FeS + 14Fe3+ 2 + 8H2O＝2SO2―4 +15Fe2+ + 16H+。寫出過程 II 反應(yīng)的離子方程
式： 。
【答案】(1) +2 過濾
(2)Fe2O + 3+3+6H =2Fe +3H2O
(3)SO2+2OH－=SO2―3 +H2O
(4)SiO2
(5)8Fe3++S O2―2 3 +5H2O=2SO2―4 +8Fe2++10H+
【分析】焙燒硫鐵礦(主要成分為 FeS2，還有少量 CuS、SiO2等雜質(zhì))，生成礦渣和煙氣，礦
渣中含有 Fe2O3、SiO2、CuO 等，煙氣中含有二氧化硫等；酸浸礦渣，F(xiàn)e2O3、CuO 溶解并
生成 Fe3+、Cu2+等，加入過量鐵粉，將 Fe3+還原為 Fe2+、Cu2+還原為 Cu；過濾，將所得溶液
蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，從而獲得綠礬，濾渣中含有 Fe、Cu、SiO2等。
【詳解】（1）硫鐵礦的主要成分為 FeS2，S 顯-1 價(jià)，則鐵元素化合價(jià)為+2；第③步，分離
固、液混合物，方法是過濾。答案為：+2；過濾；
（2）“酸浸”過程，礦渣中的 Fe2O3與稀 H2SO4反應(yīng)，生成硫酸鐵和水，離子方程式：
Fe O +6H+=2Fe3+2 3 +3H2O。答案為：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；
（3）煙氣中的 SO2會污染環(huán)境，用足量氫氧化鈉溶液吸收，生成亞硫酸鈉和水，該反應(yīng)的
離子方程式：SO2+2OH－=SO2―3 +H2O。答案為：SO2+2OH－=SO2―3 +H2O；
（4）由分析可知，用鐵粉還原后的混合物分離后的固體中，含有 Fe、Cu、SiO2等，除了鐵
和銅外還有的成分是 SiO2。答案為：SiO2；
（5）過程 II 中，F(xiàn)e3+與S2O2―3 反應(yīng)生成SO2―4 、Fe2+等，反應(yīng)的離子方程式：8Fe3++S O2―2 3 +5H2O=2
SO2―+8Fe2++10H+4 。答案為：8Fe3++S2O2―+5H O=2SO2―+8Fe2+3 2 4 +10H+。
【點(diǎn)睛】工業(yè)生產(chǎn)的廢氣中含有的二氧化硫，可用氨水吸收。
【變式 8】鐵是人體必需的微量元素，鐵攝入不足可能引起缺鐵性貧血。日常生活中可通過
食物攝入鐵元素，例如黑木耳中就含有比較豐富的鐵元素。某研究性學(xué)習(xí)小組為測定某地黑
木耳中鐵的含量，開展了如下研究與實(shí)踐活動。
【研究與實(shí)踐活動一】
研究黑木耳中含鐵物質(zhì)的水溶性：稱取 a g 黑木耳，洗凈切碎，用蒸水浸泡后取浸泡液進(jìn)行
鐵元素檢測，結(jié)果未能檢測到鐵元素。
【研究與實(shí)踐活動二】
研究黑木耳中鐵的含量：稱取 a g 黑木耳，高溫灼燒使之完全灰化，按如下流程對得到的黑
木耳灰進(jìn)行處理。
回答下列問題：
(1)浸泡液中未能檢測到鐵元素，說明黑木耳中的含鐵物質(zhì) 溶于水(選填“能”或“不
能”)。
(2)取少量濾液于試管中，滴入 KSCN 溶液，溶液變紅。則濾液中鐵元素的存在形式有Fe2+、
(填離子符號)。
(3)濾液與 Fe 生成 A 的離子方程式是 。
(4)由 A 轉(zhuǎn)化為 B 可加入的試劑 X 可以是 (填字母)
a．KMnO4(H+) b．Cl2 c．H2O2
(5)由 C 轉(zhuǎn)化成 D 的現(xiàn)象是：白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)? 。
(6)將 a g 黑木耳中的鐵元素經(jīng)流程 A→C-D 進(jìn)行完全轉(zhuǎn)化，將 D 經(jīng)過一系列處理，得到 b g
紅棕色固體。若流程中加入的鐵反應(yīng)掉 c g，則該黑木耳中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 (用
含 a、b、c 的代數(shù)式表示)。
【答案】(1)難
(2)Fe3+
(3)2Fe3++Fe=3 Fe2+
(4)bc
(5)紅褐色
(6)0.7b-c × 100%
【分析】黑木耳灰用鹽酸浸后得到的濾液加入鐵粉，得到的 A 溶液含有 Fe2+，加試劑 X 得
到的溶液含有 Fe3+，A 加試劑 X 得到 B，故 X 可以為氯水等，B 與鐵反應(yīng)生成 A，A、B 分
別與氫氧化鈉反應(yīng)生成 C 為氫氧化亞鐵、D 為氫氧化鐵；
【詳解】（1）浸泡液中未能檢測到鐵元素，說明溶液中不含有 Fe3+、Fe2+，可推知黑木耳中
的含鐵物質(zhì)難溶于水；
（2）Fe3+遇 KSCN 溶液顯紅色，取少量濾液于試管中，滴入 KSCN 溶液，溶液變紅,則濾液
中鐵元素的存在形式有Fe2+、Fe3+；
（3）濾液含有 Fe3+，與 Fe 生成 A 含有 Fe2+，反應(yīng)的離子方程式是 2Fe3++Fe=3Fe2+；
（4）A 是 FeCl2，B 是 FeCl3，F(xiàn)eCl2轉(zhuǎn)化為 FeCl3發(fā)生氧化反應(yīng)，應(yīng)該加入氧化劑。酸性高
錳酸鉀溶液除氧化 Fe2+外還能氧化 Cl-，且引入雜質(zhì)，選項(xiàng) a 不符合；
Cl2能把 FeCl2氧化為 FeCl3，且不引入雜質(zhì)，選項(xiàng) b 符合；
H2O2能把 FeCl2氧化為 FeCl3，且不引入雜質(zhì)，選項(xiàng) c 符合；
答案選 bc；
（5）由 C 轉(zhuǎn)化成 D 的現(xiàn)象是：白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色；
（6）b g 112× 紅棕色固體中含有 m(Fe)= 160 = 0.7 ，黑木耳中鐵的質(zhì)量為0.7 -c g，則該黑
0.7b-c
木耳中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 × 100%。

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