[練案7]第7講鐵及其重要化合物A組基礎(chǔ)必做題1．(2022·海南海口月考)《本草圖經(jīng)》中關(guān)于綠礬的分解有如下描述：“綠礬形似樸消(Na2SO4·10H2O)而綠色，取此物置于鐵板上，聚炭，封之囊袋，吹令火熾，其礬即沸，流出，色赤如融金汁者是真也?！睂?duì)此段話的說(shuō)明中肯定錯(cuò)誤的是(B)A．綠礬的化學(xué)式為FeSO4·7H2OB．綠礬分解過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移C．“色赤”物質(zhì)可能是Fe2O3D．流出的液體中可能含有硫酸[解析]綠礬在加熱時(shí)會(huì)溶解在結(jié)晶水中，然后發(fā)生分解，化學(xué)方程式為2FeSO4·7H2Oeq\o(=,\s\up7(高溫))Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O，F(xiàn)e的化合價(jià)由＋2升高到＋3，S由＋6降低到＋4，所以綠礬分解是氧化還原反應(yīng)，有電子轉(zhuǎn)移；三氧化硫溶于水生成硫酸；綜上所述B不正確。2．(2022·山東濟(jì)寧月考)在通風(fēng)櫥中進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：步驟現(xiàn)象Fe表面產(chǎn)生大量無(wú)色氣泡，液面上方變?yōu)榧t棕色Fe表面產(chǎn)生少量紅棕色氣泡后，迅速停止Fe、Cu接觸后，其表面產(chǎn)生紅棕色氣泡下列說(shuō)法中正確的是(B)A．Ⅰ中紅棕色氣體生成的化學(xué)方程式為Fe＋6HNO3=Fe(NO3)3＋3H2O＋3NO2↑B．Ⅱ中的現(xiàn)象說(shuō)明Fe表面形成致密的氧化層，阻止Fe進(jìn)一步反應(yīng)C．對(duì)比Ⅰ、Ⅱ中現(xiàn)象，說(shuō)明稀HNO3的氧化性強(qiáng)于濃HNO3D．針對(duì)Ⅲ中現(xiàn)象，在Fe、Cu之間連接電流計(jì)，可判斷Fe是否被還原[解析]Ⅰ中Fe與稀硝酸反應(yīng)生成NO，NO再與空氣中O2反應(yīng)生成紅棕色的NO2氣體，A項(xiàng)錯(cuò)誤；Ⅱ中現(xiàn)象說(shuō)明Fe在濃硝酸作用下Fe表面因鈍化形成一層致密的氧化層，阻止進(jìn)一步反應(yīng)，B項(xiàng)正確；稀HNO3的氧化性弱于濃HNO3，C項(xiàng)錯(cuò)誤；針對(duì)Ⅲ中現(xiàn)象，在Fe、Cu之間連接電流計(jì)，可判斷Fe是否被氧化，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了下圖所示的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)后組員之間的交流不合理的是(C)A．甲同學(xué)認(rèn)為試管b中收集到的氣體可點(diǎn)燃，且產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰B．乙同學(xué)認(rèn)為試管a中生成的黑色固體可能為四氧化三鐵C．丙同學(xué)認(rèn)為將少量還原性鐵粉放入試管中，加適量的水，加熱也可實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)D．丁同學(xué)認(rèn)為用鹽酸溶解固體生成物所得溶液有顏色[解析]在高溫下鐵與水蒸氣反應(yīng)生成氫氣和四氧化三鐵。試管b中收集到的氣體為H2，可點(diǎn)燃，且產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，A項(xiàng)正確；試管a中生成的黑色固體可能為四氧化三鐵，B項(xiàng)正確：鐵與水不反應(yīng)，應(yīng)該是水蒸氣，C項(xiàng)錯(cuò)誤；用鹽酸溶解固體生成物得到含氯化亞鐵和氯化鐵的混合溶液，溶液帶有顏色，D項(xiàng)正確。4．已知A為常見(jiàn)的金屬單質(zhì)，根據(jù)如圖所示的關(guān)系，下列敘述中正確的是(B)A．A為Fe，B為FeOB．C、D物質(zhì)的溶液顏色分別為淺綠色、棕黃色C．⑤的離子方程式：Fe＋Fe3＋=2Fe2＋D．④的離子方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3[解析]F為紅褐色固體，可知F是Fe(OH)3，從而得出A為Fe，黑色晶體B與HCl能夠生成C、D，C、D之間能夠相互轉(zhuǎn)化，同時(shí)A能夠直接生成C、D，E與O2能夠反應(yīng)，說(shuō)明E為還原性物質(zhì)，因此B為Fe3O4、C為FeCl2、D為FeCl3、E為Fe(OH)2。由上述分析可知，A為Fe，B為Fe3O4，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；FeCl2溶液顏色為淺綠色，F(xiàn)eCl3溶液顏色為棕黃色，故B項(xiàng)正確；⑤反應(yīng)可通過(guò)FeCl3溶液與Fe反應(yīng)實(shí)現(xiàn)，離子方程式為Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，C項(xiàng)錯(cuò)誤；④反應(yīng)是FeCl2轉(zhuǎn)化為FeCl3，可通過(guò)通入Cl2實(shí)現(xiàn)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。5．實(shí)驗(yàn)小組研究二價(jià)鐵的還原性，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)。序號(hào)實(shí)驗(yàn)方案現(xiàn)象Ⅰ現(xiàn)象a：生成白色沉淀，3min后沉淀基本變?yōu)榧t褐色Ⅱ現(xiàn)象b：生成白色沉淀，3min后沉淀顏色幾乎不變(1)實(shí)驗(yàn)所用的FeSO4溶液由Fe2(SO4)3溶液和足量鐵粉反應(yīng)制得，反應(yīng)的離子方程式是__2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋__。(2)實(shí)驗(yàn)Ⅰ中沉淀變?yōu)榧t褐色的化學(xué)方程式是__4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3__。(3)關(guān)于實(shí)驗(yàn)Ⅱ中白色沉淀的組成，小組同學(xué)展開(kāi)研究。①已知Fe(HCO3)2在水中不存在。對(duì)沉淀組成做出如下假設(shè)，請(qǐng)補(bǔ)充完整。假設(shè)a：依據(jù)NaHCO3溶液顯__堿__性，推測(cè)白色沉淀可能為Fe(OH)2；假設(shè)b：白色沉淀可能為_(kāi)_FeCO3__。②研究白色沉淀組成的實(shí)驗(yàn)如下：?。∩倭堪咨恋?，充分洗滌，向其中加入稀硫酸，沉淀完全溶解，產(chǎn)生無(wú)色氣泡；ⅱ．向所得溶液中滴入KSCN試劑，溶液幾乎不變紅；ⅲ．向ⅱ溶液中再滴入少量H2O2，溶液立即變?yōu)榧t色。由此說(shuō)明，白色沉淀中一定含有__Fe2＋和COeq\o\al(2－,3)__(填離子)。③研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)白色沉淀在空氣中久置，最終變?yōu)榧t褐色。則該沉淀比實(shí)驗(yàn)Ⅰ中所得的Fe(OH)2__難__(填“難”或“易”)被空氣氧化。[解析](1)Fe2(SO4)3與Fe反應(yīng)的離子方程式為2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋。(2)實(shí)驗(yàn)Ⅰ中的沉淀為Fe(OH)2，其變?yōu)榧t褐色的化學(xué)方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。(3)①NaHCO3為小蘇打，溶液顯堿性，故可推測(cè)沉淀可能為Fe(OH)2；另一種猜測(cè)是生成了FeCO3沉淀。②由于溶于H2SO4后產(chǎn)生無(wú)色氣泡，滴入KSCN溶液不變紅，加入H2O2后變紅，則證明白色沉淀中一定含有Fe2＋和COeq\o\al(2－,3)。③由于白色沉淀久置后才變紅褐色，故該沉淀難被空氣氧化。6．一定量的鐵粉在氯氣中充分燃燒，將所得固體完全溶解于稀鹽酸，制得溶液A。(1)鐵在氯氣中燃燒的化學(xué)方程式是__2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2FeCl3__。(2)推測(cè)A中可能含有的金屬陽(yáng)離子：①只有Fe3＋；②只有Fe2＋；③__含有Fe2＋＋Fe3＋__。甲同學(xué)為探究溶液的組成，實(shí)驗(yàn)如下：實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論及反應(yīng)的離子方程式取少量溶液A于試管中，加入KSCN溶液__溶液變血紅色__假設(shè)②不成立，假設(shè)①或③成立；反應(yīng)的離子方程式是__Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3__(3)乙同學(xué)繼續(xù)探究溶液A的組成。查閱資料：16HCl＋2KMnO4=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O實(shí)驗(yàn)過(guò)程：另取少量溶液A于試管中，逐滴加入酸性KMnO4溶液，充分振蕩，KMnO4溶液紫色褪去，實(shí)驗(yàn)結(jié)論：__ab__(填字母)。a．可能有Fe2＋b．可能無(wú)Fe2＋c．一定有Fe2＋根據(jù)你選擇的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，簡(jiǎn)述理由：__因?yàn)檫€原性Fe2＋＞Cl－，逐滴加入酸性KMnO4溶液，F(xiàn)e2＋將MnOeq\o\al(－,4)還原為Mn2＋，使紫色褪去，故可能含有Fe2＋；若溶液中無(wú)Fe2＋，Cl－也能將MnOeq\o\al(－,4)還原為Mn2＋，紫色褪去，因而溶液中也可能無(wú)Fe2＋__。B組能力提升題7．(2022·南昌模擬)某同學(xué)設(shè)計(jì)如下裝置進(jìn)行鐵與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，虛線框處的裝置用來(lái)檢驗(yàn)生成的氣體。下列說(shuō)法正確的是(已知：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋)(C)A．實(shí)驗(yàn)后，裝置B中生成紅棕色固體B．虛線框C處應(yīng)該選擇裝置甲C．實(shí)驗(yàn)時(shí)將螺旋狀銅絲加熱變黑后再趁熱迅速伸入試管中，可觀察到銅絲由黑變紅D．實(shí)驗(yàn)后，將裝置B中的固體溶于足量稀硫酸，所得溶液中一定含有Fe3＋[解析]A．實(shí)驗(yàn)后，裝置B中生成黑色的四氧化三鐵固體，故A錯(cuò)誤；B．虛線框C處驗(yàn)證生成的為氫氣，其密度小于空氣，應(yīng)該選擇裝置乙，故B錯(cuò)誤；C．實(shí)驗(yàn)時(shí)將螺旋狀銅絲加熱變黑后再趁熱迅速伸入試管中，生成的氫氣可與氧化銅反應(yīng)生成單質(zhì)銅，則可觀察到銅絲由黑變紅，故C正確；D．實(shí)驗(yàn)后，將裝置B中的固體溶于足量稀硫酸，所得溶液中可能含有Fe3＋，若鐵粉過(guò)量時(shí)可能不含有Fe3＋，故D錯(cuò)誤。8．為了探究鐵及其化合物的氧化性和還原性，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案，其中符合實(shí)驗(yàn)要求且完全正確的是(A)選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象離子方程式實(shí)驗(yàn)結(jié)論A在氯化亞鐵溶液中滴加新制氯水淺綠色溶液變成棕黃色溶液2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－Fe2＋具有還原性B在氯化亞鐵溶液中加入鋅片淺綠色溶液變成無(wú)色溶液Fe2＋＋Zn=Fe＋Zn2＋Fe2＋具有還原性C在氯化鐵溶液中加入鐵粉棕黃色溶液變成淺綠色溶液Fe3＋＋Fe=2Fe2＋鐵單質(zhì)具有還原性D在氯化鐵溶液中加入銅粉藍(lán)色溶液變成棕黃色溶液2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋Fe3＋具有氧化性[解析]氯氣能夠?qū)e2＋(淺綠色)氧化為Fe3＋(棕黃色)，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)得到的結(jié)論應(yīng)該是Fe2＋具有氧化性；C項(xiàng)的離子方程式錯(cuò)誤；D項(xiàng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象應(yīng)該是銅粉逐漸溶解，溶液由棕黃色變?yōu)樗{(lán)色。9．(2022·河南南陽(yáng)聯(lián)考)將一定量Fe、FeO和Fe2O3的混合物加入240mL2mo/L稀硝酸中，恰好完全反應(yīng)，放出1.344L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)NO氣體，往所得溶液中加入酸性KMnO4溶液，無(wú)明顯現(xiàn)象。若用足量的H2在加熱條件下與相同質(zhì)量的上述混合物充分反應(yīng)，能得到鐵的質(zhì)量為(B)A．6.72g B．7.84gC．8.96g D．13.4g[解析]根據(jù)題中現(xiàn)象可說(shuō)明溶液中的溶質(zhì)為Fe(NO3)3，標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.344LNO為eq\f(1.344L,22.4L/mol)＝0.06mol，根據(jù)氮元素守恒，可確定Fe(NO3)3中NOeq\o\al(－,3)的物質(zhì)的量為0.24L×2mol/L－0.06mol＝0.42mol，即Fe(NO3)3的物質(zhì)的量為eq\f(1,3)×0.42mol＝0.14mol，由鐵元素守恒可知，得n(Fe)＝0.14mol，其質(zhì)量為0.14mol×56g/mol＝7.84g。10．(2022·山東師大附中高三月考)某酸性工業(yè)廢水中含有一定量的Fe3＋、Cu2＋、Au3＋等離子。利用常用的酸、堿和工業(yè)生產(chǎn)中的廢鐵屑，設(shè)計(jì)如下工藝流程，從廢水中回收金，并生產(chǎn)一定量的鐵紅和氧化銅。下列說(shuō)法不正確的是(C)A．標(biāo)號(hào)①②③處發(fā)生的反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)B．標(biāo)號(hào)③處加入的相應(yīng)物質(zhì)是稀硝酸C．標(biāo)號(hào)①處發(fā)生的離子反應(yīng)最多有三個(gè)D．鐵紅的化學(xué)式為Fe2O3，工業(yè)上常用作紅色顏料[解析]標(biāo)號(hào)①處發(fā)生的反應(yīng)為Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，Cu2＋＋Fe=Cu＋Fe2＋，2Au3＋＋3Fe=2Au＋3Fe2＋，②處發(fā)生的反應(yīng)是Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，③處發(fā)生的反應(yīng)是銅與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮和水，故①、②、③處發(fā)生的反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)，A正確；標(biāo)號(hào)③處利用金不溶于硝酸的性質(zhì)將銅與金分離開(kāi)，加入的相應(yīng)物質(zhì)是稀硝酸，故B正確；標(biāo)號(hào)①處發(fā)生的離子反應(yīng)有Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，Cu2＋＋Fe=Cu＋Fe2＋，2Au3＋＋3Fe=2Au＋3Fe2＋，故C錯(cuò)誤；Fe2O3是紅棕色粉末，俗稱(chēng)鐵紅，工業(yè)上常用作紅色顏料，故D正確。11．(2022·福建南平質(zhì)量檢測(cè))綠礬(FeSO4·7H2O)外觀為半透明藍(lán)綠色單斜結(jié)晶或顆粒，無(wú)氣味，受熱能分解，且在空氣中易被氧化。Ⅰ．醫(yī)學(xué)上綠礬可用于補(bǔ)血?jiǎng)└拾彼醽嗚F[(NH2CH3COO)2Fe]顆粒的制備，有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)如下：甘氨酸(NH2CH2COOH)檸檬酸甘氨酸亞鐵易溶于水，微溶于乙醇，兩性化合物易溶于水和乙醇，有強(qiáng)酸性和還原性易溶于水，難溶于乙醇(1)向綠礬溶液中緩慢加入NH4HCO3溶液，邊加邊攪拌，反應(yīng)結(jié)束后生成沉淀FeCO3。該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_Fe2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)=FeCO3↓＋CO2↑＋H2O__。(2)制備(NH2CH2COO)2Fe：往FeCO3中加入甘氨酸(NH2CH2COOH)的水溶液，滴入檸檬酸溶液并加熱。反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾，濾液經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥得到產(chǎn)品。①加入檸檬酸溶液一方面可調(diào)節(jié)溶液的pH促進(jìn)FeCO3溶解，另一個(gè)作用是__防止二價(jià)鐵被氧化__。②洗滌操作，選用的最佳洗滌試劑是__B__(填序號(hào))。A．熱水 B．乙醇C．檸檬酸Ⅱ．綠礬晶體受熱分解的化學(xué)方程式為2FeSO4·7H2Oeq\o(=,\s\up7(高溫))Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O，實(shí)驗(yàn)室用圖1所示裝置驗(yàn)證其分解產(chǎn)物。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)加熱前通入氮?dú)獾哪康氖莀_將裝置內(nèi)空氣排盡(或隔絕空氣或防止Fe2＋被氧化)__。(2)實(shí)驗(yàn)中觀察到裝置B的現(xiàn)象為_(kāi)_白色粉末變藍(lán)__。(3)C裝置和D裝置能否調(diào)換__否__(填“能”或“否”)(4)樣品完全分解后，殘留物全部為紅棕色固體，檢驗(yàn)裝置A中的殘留物含有Fe2O3的方法是__取少許固體粉末置于試管中，加稀硫酸溶解，滴入1～2滴KSCN溶液，溶液變紅色，證明含有Fe2O3__。(5)該裝置的缺陷是__沒(méi)有尾氣處理裝置__。Ⅲ．測(cè)定綠礬樣品中鐵元素的含量：稱(chēng)取mg綠礬樣品置于錐形瓶中，溶解后加稀硫酸酸化，用cmol·L－1KMnO4溶液滴定至終點(diǎn)。消耗KMnO4溶液的體積如圖2所示(滴定時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O)。該晶體中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_eq\f(280c,m)%__(用含m、c的式子表示)。12．(2022·天津高三檢測(cè))綠礬是含有一定量結(jié)晶水的硫酸亞鐵，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要的用途。某化學(xué)興趣小組對(duì)綠礬的一些性質(zhì)進(jìn)行探究?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)在試管中加入少量綠礬樣品，加水溶解，滴加KSCN溶液后，溶液顏色無(wú)明顯變化。再向試管中通入空氣，產(chǎn)生的現(xiàn)象是__溶液由淺綠色逐漸變?yōu)榧t色__。(2)為測(cè)定綠礬中結(jié)晶水的含量，將帶有兩端止水夾K1和K2的石英玻璃管(設(shè)為裝置A)稱(chēng)重，記為m1g，將樣品裝入石英玻璃管中，再次對(duì)裝置A進(jìn)行稱(chēng)重，結(jié)果記為m2g。按下圖連接好裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。①儀器B的名稱(chēng)是__球形干燥管__。②實(shí)驗(yàn)操作步驟：a．打開(kāi)K1和K2，緩緩?fù)ㄈ隢2→b．點(diǎn)燃酒精燈，加熱→c．熄滅酒精燈→d．！?。_____###→e．關(guān)閉K1和K2→f．稱(chēng)量A。d的操作為_(kāi)_待固體冷卻至室溫，停止通N2__。③重復(fù)②的操作步驟，直至A恒重，記為m3g。根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄，計(jì)算綠礬化學(xué)式中結(jié)晶水個(gè)數(shù)x＝__eq\f(76m2－m3,9m3－m1)__(列式表示)。若實(shí)驗(yàn)時(shí)將a、b的操作次序顛倒，則使x__偏小__(填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”)。(3)為探究硫酸亞鐵的分解產(chǎn)物，將(2)中已恒重的裝置A接入下圖所示的裝置中，打開(kāi)K1和K2，緩緩?fù)ㄈ隢2，并加熱。實(shí)驗(yàn)后，反應(yīng)管中殘留物質(zhì)為紅色粉末。已知：裝置C用于檢驗(yàn)和吸收分解得到的氣體產(chǎn)物之一——SO3。①C、D中的溶液依次為_(kāi)_c__、__a__(填標(biāo)號(hào))。a．品紅b．NaOHc．BaCl2d．Ba(NO3)2e．濃硫酸C、D中有氣泡冒出，同時(shí)可觀察到的現(xiàn)象分別為_(kāi)_有白色沉淀產(chǎn)生__、__品紅溶液褪色__。②寫(xiě)出硫酸亞鐵高溫分解反應(yīng)的化學(xué)方程式：__2FeSO4eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑__。③在方框中畫(huà)出尾氣吸收裝置并注明所用試劑。____[解析](1)向硫酸亞鐵溶液中滴加KSCN溶液，溶液顏