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课时跟踪检测（十四） 铁及其化合物之间的转化
A级—学业水平考试达标练
1．下列试剂能用来区分Fe3＋与Fe2＋的是( )
A．NaCl B．HCl
C．KNO3 D．KSCN
解析：选D A、B、C三项中的物质均不与Fe3＋或Fe2＋反应，故无法区分；KSCN与Fe3＋反应使溶液变成红色，而与Fe2＋不反应。
2．(2019·济南高一期末)要除去FeCl2溶液中的少量FeCl3，可行的办法是( )
A．滴入KSCN溶液 B．通入氯气
C．加入铜粉 D．加入铁粉
解析：选D A项，滴入KSCN溶液可以检验Fe3＋，不能除去FeCl3，错误；B项，通入氯气把FeCl2氧化为FeCl3，错误；C项，加入铜粉与FeCl3反应生成FeCl2和CuCl2，引入新杂质，错误；D项，加入铁粉与FeCl3反应生成FeCl2，可以除去FeCl3杂质，正确。
3．在FeCl3和CuCl2混合液中，加入过量的铁粉，充分反应后，溶液中的金属离子是( )
A．Fe2＋ B．Fe3＋和Fe2＋
C．Cu2＋和Fe2＋ D．Cu2＋
解析：选A 氧化性：Fe3＋>Cu2＋，加入过量铁粉，发生反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋，则溶液中的金属离子是Fe2＋。
4．下列离子的检验方法合理的是( )
A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2＋
B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋
C．向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋
D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋
解析：选C A项，加入KSCN后呈红色，说明含Fe3＋，但不能说明不含有Fe2＋，不合理；B项，通入Cl2后再加入KSCN溶液变红色说明所得的溶液中含Fe3＋，而原溶液中是否含有Fe3＋、Fe2＋无法判断，不合理；D项，当溶液中含有Fe2＋和其他能与碱反应生成白色沉淀的离子时，同样会出现上述现象，因为Fe(OH)2转变成Fe(OH)3时，颜色很容易掩盖其他白色沉淀的现象，不合理。
5．下列各组物质充分反应后，再加KSCN溶液一定显红色的是( )
A．铁粉和稀硫酸反应后的溶液
B．向FeCl3溶液中加入过量铁粉
C．带锈的铁片放入稀硫酸中
D．四氧化三铁和盐酸反应后的溶液
解析：选D KSCN溶液遇Fe3＋显红色。铁粉和稀硫酸反应生成FeSO4，A错误；过量铁粉与FeCl3溶液反应生成FeCl2，B错误；带锈的铁片放入稀硫酸中，表层的铁锈Fe2O3与稀硫酸生成Fe3＋，但是内层过量的铁单质会和Fe3＋反应生成Fe2＋，C错误；Fe3O4中的铁元素有＋2价和＋3价两种价态，和盐酸反应后的溶液一定含有Fe3＋，D正确。
6．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入下列固体粉末：①FeCl2、②Fe2O3、③Zn、④Fe2(SO4)3，铜粉可溶解的是( )
A．①② B．②④
C．②③ D．①④
解析：选B 要使铜粉溶解，必须有强氧化性物质存在。Fe2O3、Fe2(SO4)3中铁元素均为＋3价，加入后都能使铜粉溶解。
7．某溶液中可能存在Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋，加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，下列结论正确的是( )
A．一定有Fe2＋，一定没有Fe3＋、Mg2＋
B．一定有Fe3＋，一定没有Fe2＋、Mg2＋
C．一定有Fe3＋，可能有Fe2＋，一定没有Mg2＋
D．一定有Fe2＋，可能有Mg2＋，一定没有Fe3＋
解析：选D 加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的现象是溶液中含有Fe2＋的特性，若有Fe3＋，则产生Fe(OH)3的红褐色沉淀会掩盖Fe(OH)2的白色，所以不可能存在，而Mg(OH)2是白色沉淀，有可能存在。
8．(2019·济宁高一期末)下列各试剂中，不能用来鉴别FeSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液的是( )
A．NaOH溶液 B．酸性KMnO4溶液
C．BaCl2溶液 D．KSCN溶液
解析：选C A项，向FeSO4溶液中加入NaOH溶液后生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变成红褐色，向Fe2(SO4)3溶液中加入NaOH溶液后生成红褐色沉淀，可鉴别；B项，FeSO4具有还原性，能使酸性KMnO4溶液褪色，Fe2(SO4)3不能，可鉴别；C项，二者均与BaCl2溶液反应生成白色沉淀，不可鉴别；D项，加入KSCN溶液立即呈红色的是Fe2(SO4)3溶液，无明显变化的是FeSO4溶液，可鉴别。
9．要证明溶液中不含Fe3＋而可能含有Fe2＋，进行如下实验操作时最佳顺序为( )
①加入足量氯水 ②加入足量KMnO4溶液
③加入少量KSCN溶液
A．①③ B．②③
C．③① D．①②③
解析：选C 先加入少量KSCN溶液，若溶液不变红，则证明无Fe3＋；再加入氯水，如有Fe2＋则被氧化为Fe3＋，与KSCN反应使溶液变红。KMnO4溶液也能氧化Fe2＋，但其本身是紫色，使颜色变化不易观察。
10．在烧制砖瓦时，用黏土做成的坯经过烘烧后，铁的化合物转化成____________而制得红色砖瓦。若烘烧后期从窑顶向下慢慢浇水，窑内会产生大量的____________气体。它们把该红色物质还原成黑色的化合物是____________，同时还有未燃烧的碳的颗粒，而制得了青色砖瓦。
解析：向窑顶加水发生下列反应：C＋H2O(g)CO＋H2。CO和H2都具有还原性，可将Fe2O3还原至Fe3O4、FeO，需注意铁的氧化物的颜色。
答案：Fe2O3 CO和H2 Fe3O4和FeO
11．铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示：
Fe2＋Fe3＋FeO
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①、④的转化，要求产物纯净，可选用的试剂分别是________、________。(填标号)
a．Cl2 B．Fe
c．Cu D．KMnO4
(2)在化学方程式Fe2O3＋3NaClO＋4KOH2K2FeO4(高铁酸钾)＋3NaCl＋2H2O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Fe元素由＋3价→＋6价，故Fe2O3做还原剂，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)a b (2)Fe2O3 还原 (3)净水 消毒
12．A、B、C、D、E分别是铁的单质或铁的化合物。其相互反应关系如图所示：
请回答下列问题：
(1)写出下列物质的化学式：
A_____________；B_____________；C_____________；
D_____________；E_____________。
(2)写出各步反应的化学方程式：
④_______________________________________________________________________；
⑤_______________________________________________________________________；
⑥_______________________________________________________________________。
解析：解答该题的关键是第⑦步，可知D是Fe(OH)3，则E是Fe2O3，A是Fe，B是FeCl3，C是FeCl2。
答案：(1)Fe FeCl3 FeCl2 Fe(OH)3 Fe2O3
(2)2FeCl2＋Cl2===2FeCl3 2FeCl3＋Fe===3FeCl2 FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl
13．铁是人体必需的微量元素，治疗缺铁性贫血的常见方法是服用补铁药物。市场上一种常见的补铁药物的主要成分是琥珀酸亚铁，呈暗黄色。该药物不仅能溶于水还能溶于人体中的胃酸。某同学为了检测该药片中Fe2＋的存在，设计并进行了如图实验：
(1)该药片的外表包有一层特殊的糖衣，这层糖衣的作用是________________________________________________________________________。
(2)试剂1是________，试剂2是________，加入试剂2后溶液呈淡红色，说明________________________________________________________________________，
加入新制氯水后溶液中发生反应的离子方程式是______________________________
________________________________________________________________________。
(3)该同学猜想红色溶液变为无色溶液的原因是溶液中的＋3价铁被还原为＋2价铁，你认为该同学的猜想合理吗？________。若你认为不合理，请说明理由(若你认为合理，该空不要作答)：_________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)亚铁盐易被氧化，药片外表糖衣的作用是保护Fe2＋不被空气中的氧气氧化。(3)红色溶液变为无色溶液的原因不可能是＋3价铁被还原为＋2价铁，因为体系中不存在还原性物质，只可能是氯水的作用，Fe(SCN)3 中SCN－被过量的氯水氧化而褪色，可以在褪色后的溶液中加入FeCl3溶液，溶液仍然不变红来证明。
答案：(1)保护Fe2＋不被空气中的氧气氧化
(2)稀盐酸 KSCN溶液 药片已部分失效(或部分被氧化) 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋ 2Cl－、Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
(3)不合理 Fe(SCN)3中SCN－被过量的氯水氧化而褪色，可以在褪色后的溶液中加入FeCl3溶液，溶液仍然不变红来证明
B级—选考等级考试增分练
1．电子工业中常用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板，欲从腐蚀后的废液中回收Cu及制取纯净的FeCl3溶液，需要下列试剂：①蒸馏水；②铁粉；③浓H2SO4；④浓盐酸；⑤烧碱；⑥浓氨水；⑦Cl2中的( )
A．①②④⑦ B．①③④⑥
C．②④⑥⑦ D．①④⑥⑦
解析：选A 用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板发生的反应为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋，用蒸馏水稀释腐蚀后的废液，其中存在Fe2＋和Cu2＋，加入足量铁粉，发生的反应为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，过滤后可得到Cu粉和Fe粉的混合物，此时再加入浓盐酸，将Fe粉溶解，过滤后即可回收Cu。在原滤液(主要是Fe2＋)中通入足量Cl2，则可得到FeCl3溶液，归纳所用试剂为蒸馏水、铁粉、浓盐酸、氯气。
2．将铁粉、铜粉、FeCl3溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反应(容器不参与反应)。试判断下列情况下溶液中存在的金属离子和剩余的金属单质。
(1)若铁粉有剩余，则容器中不可能有________。
(2)若CuCl2有剩余，则容器中一定有________，可能有________。
(3)若FeCl3和CuCl2都有剩余，则容器中不可能有________，可以有________。
(4)若FeCl3有剩余，则容器中不可能有________。
解析：本题涉及的反应有：①Fe＋2FeCl3===3FeCl2；②Fe＋CuCl2===Cu＋FeCl2；③Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2。(1)若铁粉有剩余，则容器中发生反应①和②，Fe3＋和Cu2＋都因为反应消耗完不可能存在，溶液中只有FeCl2。(2)若CuCl2有剩余，则容器中一定发生反应①，可能发生反应②，所以溶液中一定没有Fe，一定生成了FeCl2。若只发生反应①，则可能剩余Fe3＋；若反应①②都发生了，则有Cu。(3)若FeCl3和CuCl2都有剩余，则容器中一定只发生反应①，且FeCl3过量，所以Fe和Cu都不存在。但是一定生成了FeCl2。(4)若FeCl3有剩余，根据反应①③可知，一定不存在Fe和Cu。
答案：(1)Fe3＋、Cu2＋ (2)Fe2＋ Fe3＋或Cu
(3)Fe、Cu Fe2＋ (4)Fe、Cu
3．为了探究铁与氯气的反应，某同学甲设计了一套实验方案。其实验装置如图(加热用的酒精灯省略)：
请回答下列问题：
(1)试管B中的现象是_______________________________________________________，
反应的离子方程式：_____________________________________________________。
(2)试管C中NaOH溶液的作用是_____________________________________________，
反应的离子方程式：_______________________________________________________。
(3)某同学乙猜测铁与氯气反应可能还会生成氯化亚铁，为了探究生成物中是否含有氯化亚铁(假设铁已完全反应)，请你设计实验方案：________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)某同学丙查阅了资料得知：氯化铁易溶于水，熔沸点低，受热易变为气态，而遇冷又易变为固态，故认为甲同学上述实验装置有缺陷。你认为丙同学判断的依据是
________________________________________________________________________。
(5)电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。写出该反应的离子方程式：_______________________________________________________。
解析：(1)氯气与铁反应生成红棕色的烟(氯化铁)进入B，溶液变红色。(2)C中NaOH溶液的作用是吸收多余的氯气。(3)验证氯化铁存在时的氯化亚铁，应利用Fe2＋的还原性，可选用酸性KMnO4溶液，若紫红色溶液褪去，则证明含有Fe2＋。(4)生成的烟在遇冷时凝结成固体，也可能堵塞导气管；因氯化铁易溶于水，也可能发生倒吸。
答案：(1)溶液变红色 Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
(2)吸收未反应完的Cl2，以防污染空气 Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
(3)取玻璃管内少量固体于试管中，用适量的蒸馏水溶解后，加入酸性KMnO4溶液，若溶液紫红色褪去，则证明含有Fe2＋
(4)通入KSCN溶液的导管口径太小，易发生堵塞(或易发生倒吸现象等，其他合理答案均可)
(5)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
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