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第2課時　反應條件的控制
題組一　Fe(OH)2的制備
1．下列實驗操作能夠制取Fe(OH)2并能較長時間觀察到白色沉淀的是(　　)
2．(2023·溫州高一檢測)實驗室用FeCl2和燒堿制備Fe(OH)2，為了生成的產物不容易被氧化，下列說法不正確的是(　　)
A．配制FeCl2和燒堿溶液所用的蒸餾水通常要煮沸
B．可在FeCl2溶液的上面加一層苯，以隔絕空氣
C．向FeCl2溶液中滴加燒堿溶液時，膠頭滴管尖嘴不能伸入到試管內
D．產生Fe(OH)2沉淀后，不能振蕩試管
3．如圖所示裝置可用來制取Fe(OH)2和觀察Fe(OH)2在空氣中被氧化時的顏色變化。實驗提供的試劑：鐵屑、6 mol·L－1硫酸、NaOH溶液。下列說法錯誤的是(　　)
A．B中盛有一定量的NaOH溶液，A中應預先加入的試劑是鐵屑
B．實驗開始時應先將活塞E關閉
C．生成Fe(OH)2的操作為關閉E，使A中溶液壓入B中
D．取下裝置B中的橡皮塞，使空氣進入，顏色變化為白色變成灰綠色，最終變成紅褐色
4．在空氣中氫氧化亞鐵白色沉淀可轉化為紅褐色沉淀。關于該反應的下列敘述不正確的是(　　)
A．生成物為氫氧化鐵
B．該反應是化合反應
C．該反應是氧化還原反應
D．氫氧化亞鐵作氧化劑
題組二　鐵及其化合物的轉化
5．在指定條件下，下列有關鐵單質的轉化不能實現的是(　　)
A．FeFeCl3
B．FeFe2O3
C．FeFe(NO3)3
D．FeFeSO4
6．如圖是物質間發生化學反應的顏色變化，下表選項中的物質對應正確的是(　　)
選項 M N P Q
A NH3·H2O Ba(OH)2 銅 KSCN
B Na BaCl2 FeO KSCN
C NaOH Ba(NO3)2 鋅粉 KSCN
D Na2O2 MgCl2 Fe KSCN
7．(2022·廣東清遠高一期末)鐵元素的價—類二維圖如圖，其中箭頭表示部分物質間的轉化關系，下列說法錯誤的是(　　)
A．Fe3O4是一種黑色有磁性的鐵的氧化物，可由Fe與水蒸氣在高溫下反應制得
B．為實現Fe2＋向Fe3＋的轉化，可向含Fe2＋的溶液中通入Cl2或者滴加H2O2溶液
C．由圖可預測：高鐵酸鹽(FeO)具有強氧化性，可將Fe2＋轉化為Fe3＋
D．FeO、Fe2O3、Fe3O4均是堿性氧化物，均可與酸反應生成鹽和水
8．下列除雜試劑或方法不正確的是(　　)
選項 被提純物質 雜質 除雜試劑或方法
A FeCl3溶液 FeCl2 通入適量Cl2
B FeCl2溶液 FeCl3 加入過量鐵粉并過濾
C 銅粉 鐵粉 加入過量鹽酸并過濾
D Fe(OH)3 Fe(OH)2 在空氣中灼燒
9．下列物質不能既由化合反應制得，又由復分解反應制得的是(　　)
A．FeCl2 B．FeCl3
C．Fe(OH)2 D．Fe(OH)3
10．某學生以鐵絲和Cl2為原料進行下列三個實驗。從反應條件的控制分析，下列說法不正確的是(　　)
A．實驗①中不管Cl2是否足量，產物均為FeCl3
B．實驗②中，攪拌可加速FeCl3的溶解
C．實驗③中，必須嚴格控制好反應條件，才能制得Fe(OH)3膠體
D．實驗③中，沒有不斷攪拌，故得不到Fe(OH)3膠體
11．下列中學常見實驗的現象或表述正確的是(　　)
A．過量的鐵投入到一定量的稀硝酸中，充分反應后取上層清液于試管中，滴加KSCN溶液，溶液顯血紅色
B．制備氫氧化亞鐵時，向硫酸亞鐵溶液中滴加氫氧化鈉溶液，邊加邊攪拌，即可制得白色的氫氧化亞鐵
C．檢驗紅磚中的氧化鐵成分，向紅磚粉末中加入鹽酸，充分反應后取上層清液于試管中，滴加KSCN溶液2～3滴即可
D．向FeCl3和BaCl2的混合溶液中通入SO2，溶液顏色由棕黃色變為淺綠色，同時有白色沉淀生成，表明FeCl3具有還原性
12．(2022·南昌高一期末)H2S有劇毒，不能排放到空氣中，將H2S和O2的混合氣體通入FeCl3、CuCl2的混合溶液中反應回收S，其物質轉化如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A．腐敗的魚、肉、蛋中都有硫化氫氣體產生
B．O2在轉化過程中發生的反應為O2＋4Fe2＋＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O
C．圖示轉化中，有三種元素的化合價未發生改變
D．為避免混合液失效，混合氣體中應大于2
13．某工程師為了從使用過的印刷電路板腐蝕廢液(含有大量CuCl2、FeCl2和FeCl3)中回收銅，并將鐵的化合物全部轉化為FeCl3溶液作為腐蝕液原料循環使用，準備采用下列步驟：
(1)步驟Ⅰ的操作名稱：______；實驗室中該操作所需玻璃儀器：______、________、________。
(2)寫出FeCl3溶液與銅箔發生反應的離子方程式：___________________________________。
(3)檢驗腐蝕廢液中是否含有Fe3＋所需試劑名稱：______，實驗現象：__________________。
(4)向②中加入NaOH溶液并長時間暴露在空氣中，此過程的現象：_______________________
___________________________，此轉化的化學方程式為_______________________________。
(5)寫出③中所含物質：________，⑥發生反應的離子方程式：__________________________。
14．閱讀下列材料，回答相應問題。
鐵在人體中以Fe2＋和Fe3＋的形式存在。二價鐵離子易被吸收，給貧血者補充鐵時，應給予含二價鐵離子的鐵鹽，如硫酸亞鐵(FeSO4)。
(1)人體中經常進行轉化Fe2＋Fe3＋，A反應中Fe2＋作__________劑，B反應中Fe3＋作__________劑，服用維生素C，可使食物中的三價鐵離子還原成二價鐵離子，有利于鐵的吸收。這說明維生素C具有__________性。
(2)新配制的FeCl2溶液應加入____________以防止FeCl2轉化為FeCl3，要除去FeCl3溶液中少量的FeCl2雜質，可向其中通入適量的__________。
(3)某同學為檢驗某未知溶液中是否為FeCl2溶液，采取如下實驗方案加以驗證：
取少許未知試液于試管中溶液呈血紅色(證明含有FeCl2)，你認為此方案__________(填“合理”或“不合理”)，若不合理，如何改進：_____________________。
15．某研究小組同學欲探究某袋敞口放置一段時間的名為“硫酸亞鐵家庭園藝精品肥料”的化肥的主要成分及相關性質。首先對該化肥的成分進行了如下假設：
a．只含有FeSO4　b．含有FeSO4和Fe2(SO4)3　c．只含有Fe2(SO4)3
將化肥固體粉末溶于水中得到溶液(記為X)，進行如下實驗：
序號 操作 現象
ⅰ 取2 mL溶液X，加入1 mL 1 mol·L－1 NaOH溶液 產生紅褐色沉淀
ⅱ 取2 mL溶液X，加入1滴KSCN溶液 溶液顯血紅色
(1)對實驗ⅰ的預期現象是先產生白色沉淀，后逐步變為灰綠色，最后出現紅褐色沉淀，預期產生該現象的依據是(用化學方程式或離子方程式表示)_______________________________、
_________________________________。
(2)由實驗ⅱ得出的結論是______________________________________________。為進一步驗證假設，該小組同學進行了以下實驗：
序號 操作 現象
ⅲ 取2 mL溶液X，加入1滴KSCN溶液，再加入1 mL水 溶液顯血紅色
ⅳ 取2 mL溶液X，加入1滴KSCN溶液，再加入1 mL氯水 溶液顯血紅色，顏色比ⅲ深
(3)實驗ⅳ中氯水參加反應的離子方程式是__________________________________。
(4)通過以上實驗，可得到的結論是__________________________________。
題組一　Fe(OH)2的制備
1．下列實驗操作能夠制取Fe(OH)2并能較長時間觀察到白色沉淀的是(　　)
答案　D
解析　B項中CCl4的密度比水大，應在下層，不能長時間觀察到白色沉淀；D項中的操作可防止氧氣氧化Fe(OH)2，能較長時間觀察到白色沉淀。
2．(2023·溫州高一檢測)實驗室用FeCl2和燒堿制備Fe(OH)2，為了生成的產物不容易被氧化，下列說法不正確的是(　　)
A．配制FeCl2和燒堿溶液所用的蒸餾水通常要煮沸
B．可在FeCl2溶液的上面加一層苯，以隔絕空氣
C．向FeCl2溶液中滴加燒堿溶液時，膠頭滴管尖嘴不能伸入到試管內
D．產生Fe(OH)2沉淀后，不能振蕩試管
答案　C
解析　FeCl2和燒堿溶液要現用現配，且配制溶液的蒸餾水要煮沸以除去氧氣，確保在無氧的環境里生成Fe(OH)2，故A正確；在FeCl2溶液的上面加一層苯，以隔絕空氣防止氧氣溶入，故B正確；向FeCl2溶液中滴加燒堿溶液時，要將膠頭滴管尖嘴伸入到FeCl2溶液中，防止氫氧化鈉溶液在滴入時接觸空氣而溶有氧氣，故C錯誤；產生Fe(OH)2沉淀后，若振蕩試管，會增大沉淀與空氣接觸的機會，使沉淀更易被氧化，故D正確。
3．如圖所示裝置可用來制取Fe(OH)2和觀察Fe(OH)2在空氣中被氧化時的顏色變化。實驗提供的試劑：鐵屑、6 mol·L－1硫酸、NaOH溶液。下列說法錯誤的是(　　)
A．B中盛有一定量的NaOH溶液，A中應預先加入的試劑是鐵屑
B．實驗開始時應先將活塞E關閉
C．生成Fe(OH)2的操作為關閉E，使A中溶液壓入B中
D．取下裝置B中的橡皮塞，使空氣進入，顏色變化為白色變成灰綠色，最終變成紅褐色
答案　B
解析　B中盛有一定量的NaOH溶液，A中Fe與稀硫酸反應產生FeSO4和H2，關閉E時，A中的H2將FeSO4溶液壓入B中與NaOH溶液反應產生Fe(OH)2白色沉淀，A、C正確；實驗開始時應先將活塞E打開，用氫氣排盡裝置中的空氣，B錯誤；取下裝置B中的橡皮塞，使空氣進入，顏色變化為白色變成灰綠色，最終變成紅褐色，D正確。
4．在空氣中氫氧化亞鐵白色沉淀可轉化為紅褐色沉淀。關于該反應的下列敘述不正確的是(　　)
A．生成物為氫氧化鐵
B．該反應是化合反應
C．該反應是氧化還原反應
D．氫氧化亞鐵作氧化劑
答案　D
題組二　鐵及其化合物的轉化
5．在指定條件下，下列有關鐵單質的轉化不能實現的是(　　)
A．FeFeCl3
B．FeFe2O3
C．FeFe(NO3)3
D．FeFeSO4
答案　B
解析　Cl2具有強氧化性，可以把Fe氧化生成FeCl3，A不符合題意；Fe與水蒸氣反應生成Fe3O4，B符合題意；HNO3具有強氧化性且足量，故此時Fe與硝酸反應生成Fe(NO3)3，C不符合題意；Fe與CuSO4發生置換反應生成Cu和FeSO4，D不符合題意。
6．如圖是物質間發生化學反應的顏色變化，下表選項中的物質對應正確的是(　　)
選項 M N P Q
A NH3·H2O Ba(OH)2 銅 KSCN
B Na BaCl2 FeO KSCN
C NaOH Ba(NO3)2 鋅粉 KSCN
D Na2O2 MgCl2 Fe KSCN
答案　C
解析　Ba(OH)2與Fe2(SO4)3反應得到的是Fe(OH)3與BaSO4的混合物，沉淀不是白色的，A項錯誤；FeO不能還原Fe3＋，B項錯誤；MgCl2與Fe2(SO4)3不反應，D項錯誤。
7．(2022·廣東清遠高一期末)鐵元素的價—類二維圖如圖，其中箭頭表示部分物質間的轉化關系，下列說法錯誤的是(　　)
A．Fe3O4是一種黑色有磁性的鐵的氧化物，可由Fe與水蒸氣在高溫下反應制得
B．為實現Fe2＋向Fe3＋的轉化，可向含Fe2＋的溶液中通入Cl2或者滴加H2O2溶液
C．由圖可預測：高鐵酸鹽(FeO)具有強氧化性，可將Fe2＋轉化為Fe3＋
D．FeO、Fe2O3、Fe3O4均是堿性氧化物，均可與酸反應生成鹽和水
答案　D
解析　Fe3O4是一種黑色有磁性的鐵的氧化物，鐵單質與水蒸氣在高溫下發生反應：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，故A說法正確；Fe2＋轉化成Fe3＋，鐵元素的化合價升高，需要加入氧化劑才能實現轉化，如O2、Cl2、H2O2等，故B說法正確；FeO中鐵元素顯＋6價，具有強氧化性，能將Fe2＋氧化成Fe3＋，故C說法正確；Fe3O4不是堿性氧化物，故D說法錯誤。
8．下列除雜試劑或方法不正確的是(　　)
選項 被提純物質 雜質 除雜試劑或方法
A FeCl3溶液 FeCl2 通入適量Cl2
B FeCl2溶液 FeCl3 加入過量鐵粉并過濾
C 銅粉 鐵粉 加入過量鹽酸并過濾
D Fe(OH)3 Fe(OH)2 在空氣中灼燒
答案　D
解析　FeCl2與Cl2反應生成FeCl3，FeCl3與Fe粉反應生成FeCl2，A、B都正確；Fe(OH)3、Fe(OH)2受熱都易分解，D錯誤。
9．下列物質不能既由化合反應制得，又由復分解反應制得的是(　　)
A．FeCl2 B．FeCl3
C．Fe(OH)2 D．Fe(OH)3
答案　C
解析　A項，FeCl2可由化合反應Fe＋2FeCl3===3FeCl2制得，也可由復分解反應如FeSO4＋BaCl2===BaSO4↓＋FeCl2制得；B項，FeCl3可由化合反應2Fe＋3Cl22FeCl3制得，也可由復分解反應如Fe2(SO4)3＋3BaCl2===3BaSO4↓＋2FeCl3制得；C項，Fe(OH)2不能由化合反應制得，可由復分解反應如FeCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl制得；D項，Fe(OH)3可由化合反應4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3制得，也可由復分解反應如FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl制得。
10．某學生以鐵絲和Cl2為原料進行下列三個實驗。從反應條件的控制分析，下列說法不正確的是(　　)
A．實驗①中不管Cl2是否足量，產物均為FeCl3
B．實驗②中，攪拌可加速FeCl3的溶解
C．實驗③中，必須嚴格控制好反應條件，才能制得Fe(OH)3膠體
D．實驗③中，沒有不斷攪拌，故得不到Fe(OH)3膠體
答案　D
解析　Cl2具有強氧化性，和Fe反應，產物為FeCl3，故A正確；攪拌可加速物質的溶解，故B正確；嚴格控制好條件，才能制得Fe(OH)3膠體，故C正確、D錯誤。
11．下列中學常見實驗的現象或表述正確的是(　　)
A．過量的鐵投入到一定量的稀硝酸中，充分反應后取上層清液于試管中，滴加KSCN溶液，溶液顯血紅色
B．制備氫氧化亞鐵時，向硫酸亞鐵溶液中滴加氫氧化鈉溶液，邊加邊攪拌，即可制得白色的氫氧化亞鐵
C．檢驗紅磚中的氧化鐵成分，向紅磚粉末中加入鹽酸，充分反應后取上層清液于試管中，滴加KSCN溶液2～3滴即可
D．向FeCl3和BaCl2的混合溶液中通入SO2，溶液顏色由棕黃色變為淺綠色，同時有白色沉淀生成，表明FeCl3具有還原性
答案　C
解析　過量的鐵投入到一定量的稀硝酸中，鐵先被硝酸氧化為三價鐵離子，然后鐵和三價鐵離子反應生成亞鐵離子，鐵元素最終被氧化為＋2價，滴加KSCN溶液，溶液不會顯血紅色，故A錯誤；向硫酸亞鐵溶液中滴加氫氧化鈉溶液發生復分解反應生成氫氧化亞鐵白色沉淀，攪拌后，氫氧化亞鐵很容易被空氣中的氧氣氧化為氫氧化鐵，得不到白色沉淀，故B錯誤；氧化鐵和鹽酸反應生成氯化鐵溶液和水，三價鐵離子遇KSCN溶液會變血紅色，故C正確。
12．(2022·南昌高一期末)H2S有劇毒，不能排放到空氣中，將H2S和O2的混合氣體通入FeCl3、CuCl2的混合溶液中反應回收S，其物質轉化如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A．腐敗的魚、肉、蛋中都有硫化氫氣體產生
B．O2在轉化過程中發生的反應為O2＋4Fe2＋＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O
C．圖示轉化中，有三種元素的化合價未發生改變
D．為避免混合液失效，混合氣體中應大于2
答案　D
解析　魚、肉、蛋腐敗時均能產生H2S，A項正確；由題圖可以看出，Fe2＋在O2的作用下變成Fe3＋，發生的反應為O2＋4Fe2＋＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，B項正確；圖示轉化中，Cu、H、Cl元素的化合價沒有變化，C項正確；由圖可知，總反應為2H2S＋O2===2S↓＋2H2O，Fe3＋是混合液的成分之一，為避免混合液失效，混合氣體中O2的含量要大一些，以保證Fe3＋不會損失，故應小于2，D項錯誤。
13．某工程師為了從使用過的印刷電路板腐蝕廢液(含有大量CuCl2、FeCl2和FeCl3)中回收銅，并將鐵的化合物全部轉化為FeCl3溶液作為腐蝕液原料循環使用，準備采用下列步驟：
(1)步驟Ⅰ的操作名稱：______；實驗室中該操作所需玻璃儀器：______、________、________。
(2)寫出FeCl3溶液與銅箔發生反應的離子方程式：___________________________________。
(3)檢驗腐蝕廢液中是否含有Fe3＋所需試劑名稱：______，實驗現象：__________________。
(4)向②中加入NaOH溶液并長時間暴露在空氣中，此過程的現象：_______________________
___________________________，此轉化的化學方程式為_______________________________。
(5)寫出③中所含物質：________，⑥發生反應的離子方程式：__________________________。
答案　(1)過濾　燒杯　漏斗　玻璃棒　(2)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋　(3)硫氰化鉀溶液　溶液變為血紅色　(4)先產生白色絮狀沉淀，然后逐步變為灰綠色，最終變為紅褐色　FeCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3　(5)Fe、Cu　2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
解析　廢液中含有FeCl2、CuCl2、FeCl3，向廢液中加入過量Fe，發生反應2Fe3＋＋Fe===
3Fe2＋、Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu，然后過濾，濾液中含有FeCl2，濾渣中含有Cu、Fe，向濾渣中加入過量鹽酸，Fe溶解，Cu不溶解，然后過濾得到金屬單質Cu，濾液中含有FeCl2，向濾液中通入過量Cl2，發生的反應為2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，從而得到FeCl3溶液，以此解答該題。
14．閱讀下列材料，回答相應問題。
鐵在人體中以Fe2＋和Fe3＋的形式存在。二價鐵離子易被吸收，給貧血者補充鐵時，應給予含二價鐵離子的鐵鹽，如硫酸亞鐵(FeSO4)。
(1)人體中經常進行轉化Fe2＋Fe3＋，A反應中Fe2＋作__________劑，B反應中Fe3＋作__________劑，服用維生素C，可使食物中的三價鐵離子還原成二價鐵離子，有利于鐵的吸收。這說明維生素C具有__________性。
(2)新配制的FeCl2溶液應加入____________以防止FeCl2轉化為FeCl3，要除去FeCl3溶液中少量的FeCl2雜質，可向其中通入適量的__________。
(3)某同學為檢驗某未知溶液中是否為FeCl2溶液，采取如下實驗方案加以驗證：
取少許未知試液于試管中溶液呈血紅色(證明含有FeCl2)，你認為此方案__________(填“合理”或“不合理”)，若不合理，如何改進：_____________________。
答案　(1)還原　氧化　還原
(2)鐵粉　Cl2
(3)不合理　取少量溶液，先加KSCN溶液，溶液不變血紅色，再加入氯水，溶液變成血紅色，則證明原溶液中含有Fe2＋
15．某研究小組同學欲探究某袋敞口放置一段時間的名為“硫酸亞鐵家庭園藝精品肥料”的化肥的主要成分及相關性質。首先對該化肥的成分進行了如下假設：
a．只含有FeSO4　b．含有FeSO4和Fe2(SO4)3　c．只含有Fe2(SO4)3
將化肥固體粉末溶于水中得到溶液(記為X)，進行如下實驗：
序號 操作 現象
ⅰ 取2 mL溶液X，加入1 mL 1 mol·L－1 NaOH溶液 產生紅褐色沉淀
ⅱ 取2 mL溶液X，加入1滴KSCN溶液 溶液顯血紅色
(1)對實驗ⅰ的預期現象是先產生白色沉淀，后逐步變為灰綠色，最后出現紅褐色沉淀，預期產生該現象的依據是(用化學方程式或離子方程式表示)_______________________________、
_________________________________。
(2)由實驗ⅱ得出的結論是______________________________________________。為進一步驗證假設，該小組同學進行了以下實驗：
序號 操作 現象
ⅲ 取2 mL溶液X，加入1滴KSCN溶液，再加入1 mL水 溶液顯血紅色
ⅳ 取2 mL溶液X，加入1滴KSCN溶液，再加入1 mL氯水 溶液顯血紅色，顏色比ⅲ深
(3)實驗ⅳ中氯水參加反應的離子方程式是__________________________________。
(4)通過以上實驗，可得到的結論是__________________________________。
答案　(1)Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓　4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3　(2)化肥中肯定有Fe2(SO4)3(或假設a不成立)　(3)Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋　(4)該化肥中含有FeSO4和Fe2(SO4)3(或假設b成立)
解析　(1)FeSO4溶液與NaOH溶液反應生成白色沉淀Fe(OH)2，Fe(OH)2易被氧化為Fe(OH)3，所以預期現象是先產生白色沉淀，后逐步變為灰綠色，最后出現紅褐色沉淀。(2)向溶液X中加入1滴KSCN溶液，溶液顯血紅色，說明含有Fe2(SO4)3，則假設a不成立。(3)實驗ⅳ說明溶液X中含有Fe2＋，且Fe2＋被氯水中的氯氣氧化為Fe3＋。(4)實驗ⅲ說明溶液X中含有Fe3＋，綜合實驗ⅲ、ⅳ，可得到的結論是該化肥中含有FeSO4和Fe2(SO4)3或假設b成立。

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