高三化学铁及其化合物人教实验版知识精讲.doc

高三化学铁及其化合物人教实验版
【本讲教育信息】
一. 教学内容：
铁及其化合物
1、铁
2、铁的氧化物
3、铁的氢氧化物
4、亚铁盐和铁盐

二. 重点、难点
1、了解过渡金属铁、铜在周期表中的位置。
2、掌握铁和铜及其重要化合物的主要性质、相互转化及其应用。
3、掌握铁的氢氧化物的性质和制备。
4、掌握“铁三角”的相互转化关系。
5、掌握Fe2＋、Fe3＋的除杂、鉴别、分离。
6、掌握含Fe2＋、Fe3＋的混合物的有关计算。

三. 复习过程
人类用铁已有好几千年的历史，铁元素在地壳中含量虽次于Al，居第四位，但在已发现的八十多种金属中用量最多、应用最广泛的还是铁。铁是人体键康和植物生长所必需的元素之一。
（一）铁
1、铁的位置和结构
（1）位置：铁位于第四周期第VIII族，是过渡金属元素的代表，铁元素是一种变价元素，通常显示＋2价、＋3价，其化合物及其水溶液往往带有颜色。
（2）原子结构：

①铁原子最外层有2个电子，次外层有14个电子（未达到饱和结构）。
②当Fe与弱氧化剂（如I2、S、Fe3＋，Cu2＋、H＋等）反应时，只失去最外层上的2个电子，形成Fe2＋；当Fe与强氧化剂（如Cl2、Br2、硝酸等）反应时，还能进一步失去次外层上的一个电子，形成Fe3＋。
（3）存在：铁元素在自然界中的存在形式有游离态和化合态，游离态只有从太空中掉下的陨石中才能发现。
2、铁合金
（1）生铁：一般地说，含碳量在2%～4.3%的铁的合金叫做生铁。生铁里除含碳外，还含有硅、锰以及少量的硫、磷等，它可铸不可锻。根据碳的存在形式可分为炼钢生铁、铸造生铁和球墨铸铁等几种。
（2）钢：一般地说，含碳量在0.03%～2%的铁的合金叫做钢。钢坚硬有韧性、弹性，可以锻打、压延，也可以铸造。钢的分类方法很多，如果按化学成分分类，钢可以分为碳素钢和合金钢两大类。碳素钢就是普通的钢。合金钢也叫特种钢，是在碳素钢中适当地加入一种或几种，如锰、铬、镍、钨、铜等合金元素而制成的。合金元素使合金钢具有各种不同的特殊性能。
【总结比较】生铁与钢的比较
铁的合金
生铁
钢
含碳量
2%～4.3%
0.03%～2%
其它杂质
含硅、锰、硫、磷较多
含硅、锰少量，硫和磷几乎没有
机械性能
硬而脆、无韧性
硬而韧、有弹性
机械加工
可铸不可锻
可铸、可锻、可压延
3、铁的物理性质
纯净的铁是光亮的银白色金属，密度为7.86g/㎝3，熔沸点高，有较好的导电、传热性，能被磁铁吸引，也能被磁化。还原铁粉为黑色粉末。
4、铁的化学性质
铁在金属活动性顺序表中排在氢的前面，是较活泼的金属元素。
（1）与非金属的反应
①与氧气反应：在常温干燥的空气中不易与氧气反应，在纯氧中剧烈反应生成四氧化三铁，在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀。
3Fe＋2O2Fe3O4
②与卤素单质反应：与氯气、溴单质反应生成三价铁，与碘单质反应生成二价铁。
2Fe＋3Cl22FeCl3
2Fe＋3Br22FeBr3
Fe＋I2FeI2
（2）与酸反应
①与非氧化性酸反应生成亚铁离子和氢气。
Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑
②遇冷的浓硫酸和浓硝酸产生钝化现象。
③与氧化性酸反应不产生氢气，且铁被氧化为三价铁离子。
（3）与水的反应：常温下铁与水不反应，在高温时可发生反应生成四氧化三铁。
3Fe＋4H2OFe3O4＋4H2↑
（4）与某些盐溶液的反应：
Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu Fe＋2Fe3＋＝3Fe2＋

（二）铁的氧化物

（三）铁的氢氧化物的比较

Fe（OH）2
Fe（OH）3
物理性质
白色，难溶于水的固体
红褐色，难溶于水的固体
化学性质
（1）与非氧化性强酸反应
Fe（OH）2＋2H＋＝Fe2＋＋2H2O
（2）与氧化性酸反应
3Fe（OH）2＋10HNO3＝3Fe（NO3）3＋NO↑＋8H2O
（3）空气中放置被氧化
4Fe（OH）2＋2H2O＋O2＝4Fe（OH）3
（1）与酸反应
Fe（OH）3＋3H＋＝Fe3＋＋3H2O
（2）受热分解
2Fe（OH）3＝Fe2O3＋3H2O
制备
（1）煮沸蒸馏水，赶走溶解的氧气
（2）煮沸NaOH溶液，赶走溶解的氧气（3）配制FeSO4溶液，加少量的还原铁粉
（4）用长滴管将NaOH溶液送入FeSO4溶液液面以下Fe2＋＋2OH－＝Fe（OH）2↓
将NaOH溶液滴入Fe2（SO4）3溶液中
Fe3＋＋3OH－＝Fe（OH）3↓
（1）氢氧化亚铁的制备：
Fe（OH）2和Fe（OH）3从溶液中析出的现象不同，前者是白色絮状沉淀，后者是红褐色沉淀。由于Fe（OH）2极不稳定，易被氧化成Fe（OH）3，反应现象是：白色→灰绿色→红褐色。因Fe（OH）2在空气中易氧化，4Fe（OH）2＋O2＋2H2O＝4Fe（OH）3，故Fe（OH）2在水中稳定存在的寿命只有几秒钟，在实验室制取Fe（OH）2时，一定要用新制的Fe2＋盐和先加热驱赶O2后的NaOH溶液，且滴管末端插入试管内的液面下，再滴加NaOH溶液，也可以在反应液面上滴加植物油或苯等物质进行液封，以减少Fe（OH）2与O2接触。关于Fe（OH）2制备的方法很多，核心问题有两点，一是溶液中的溶解氧必须除去，二是反应过程必须与O2隔绝。
（2）氢氧化铁胶体的制备
向沸水中滴加几滴FeCl3溶液而得，FeCl3不宜过多，浓度不宜过大，加热时间不宜过长，否则容易产生沉淀。

（四）Fe2＋和Fe3＋之间相互转化
二价铁盐在水溶液中呈浅绿色，二价铁盐既有氧化性又有还原性，以还原性为主。亚铁盐溶液在保存时，应在溶液中放少量铁粉以防其被氧化，同时滴加少量的相应酸以防其水解。Fe3＋在无水时呈淡紫色，在水溶液中以[Fe （H2O）6]3＋形式存在而呈黄色，在结晶水合物中如FeCl3•6H2O，也以[Fe （H2O）6]3＋形式存在而使晶体呈棕褐色。从Fe、Fe2＋和Fe3＋的结构可知：Fe只有还原性，Fe3＋通常只有氧化性，Fe2＋既具有氧化性又具有还原性。上述微粒通过跟一定的氧化剂或还原剂发生氧化还原反应，才能实现不同价态的铁相互转化。

1、Fe2＋→Fe3＋
（1）2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－（在亚铁盐溶液中通入氯气，溶液由浅绿色变为棕黄色）。
（2）4Fe2＋＋O2＋4H＋＝4Fe3＋＋2H2O（亚铁盐溶液在空气中容易变质，如绿矾露置于空气中则是：12FeSO4＋3O2＝4Fe2（SO4）3＋2Fe2O3）
（3）3Fe2＋＋NO3－＋4H＋＝3Fe3＋＋2H2O＋NO↑
（4）5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋＝5Fe3＋＋4H2O＋Mn2＋
2、Fe3＋→Fe2＋
（1）2Fe3＋＋S2—＝2Fe2＋＋S（如在FeCl3溶液中滴加适量的Na2S溶液，溶液变浑浊，滤去沉淀则滤液为浅绿色；如加入过量的Na2S溶液，则又有黑色沉淀生成（FeS），向Fe3＋溶液中通入H2S气体的离子方程式为：2Fe3＋＋H2S＝2Fe2＋＋2H＋＋S↓）
（2）2Fe3＋＋SO32－＋H2O＝2Fe2＋＋SO42－＋2H＋
（3）2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋（在FeSO4溶液中往往要加铁的原因是可以防止Fe2＋被氧化为Fe3＋）
（4）2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋（电路板的制作是利用FeCl3溶液与裸露的铜反应）
（5）2Fe3＋＋2I－＝2Fe2＋＋I2
3、Fe2＋和Fe3＋的检验
（1）Fe2＋的检验：
方法一：滴加KSCN溶液，无明显现象，再滴加新制氯水，溶液立即变血红色。
方法二：滴加NaOH溶液，生成白色絮状沉淀，该沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。
（2）Fe3＋的检验：
方法一：滴加KSCN溶液或NH4SCN溶液，溶液立即变为血红色。
方法二：滴加NaOH溶液，出现红褐色沉淀。

【典型例题】
例1. 实验室配制和保存FeSO4溶液，应采取的正确措施是 （　　）
①把蒸馏水煮沸，以赶走水中溶解的O2
②溶解时加入少量稀H2SO4
③加入少量还原铁粉，并充分振荡
④加入少量盐酸
A. ①②③ B. ①② C. ②③ D. ②③④
分析：FeSO4易被空气中的氧气氧化，配制用的水尽可能赶走O2，加入Fe粉使被氧化成的Fe3＋还原为Fe2＋，加少量稀H2SO4抑制FeSO4水解。若加入盐酸则会引进Cl－杂质。答案A。

例2. 制印刷电路板时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为：2FeCl3＋Cu＝2FeCl2＋CuCl2。向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后下列结果不可能出现的是（ ）
A. 烧杯中有铜无铁 B. 烧杯中有铁无铜
C. 烧杯中铁、铜都没有 D. 烧杯中铁、铜都有
分析：把Fe、Cu加入到FeCl3溶液里，因Fe的还原性大于Cu，首先发生Fe和FeCl3的反应：Fe＋2FeCl3＝3FeCl2，把Fe完全氧化后，若FeCl3还有剩余，则发生的是Cu与FeCl3的反应：Cu＋2FeCl3＝2FeCl2＋CuCl2，因此不能出现有Fe无Cu的现象。由于没有告诉Fe、Cu、FeCl3各自的物质的量，其他A、C、D选项中的现象都有可能出现。答案B。

例3. 证明某溶液只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是（　　）
A. 先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色
B. 先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色
C. 滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后变灰绿，最后呈红褐色
D. 只需滴加KSCN溶液
分析：先加KSCN溶液若不变红，则可证明无Fe3＋；再滴加氯水立即呈红色，则可证明原溶液中有Fe2＋。Fe2＋遇SCN—无明显变化，滴加氯水后，Fe2＋被氧化生成Fe3＋，Fe3＋与SCN－结合使溶液变红了，故B是正确的实验方法。答案B。

例4. 冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气（或氢气，或一氧化碳）法；③活泼金属置换法；④电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有（I）火烧孔雀石炼铜；（II）湿法炼铜；现代有（III）铝热法炼铬；（IV）从光卤石中炼镁，对它们的冶炼方法的分析不正确的是 （　　）
A. （I）用① B. （II）用② C. （III）用③ D. （IV）用④
分析：本题考查金属的冶炼方法。对于（I）（II）（III）（IV）发生的反应分别是：
（I）孔雀石的主要成分是碱式碳酸铜。Cu2（OH）2CO32CuO＋CO2↑＋H2O C＋2CuO　2Cu＋CO2，符合：①（II）Fe＋CuSO4＝＝FeSO4＋Cu，符合：③（III）2Al＋Cr2O3 Al2O3＋2Cr，符合：③（IV）光卤石的主要成分MgCl2·KCl·6H2O。先从光卤石中提取MgCl2，再电解MgCl2：MgCl2（熔解） Mg＋Cl2↑，符合：④。答案B。

例5. 将适量铁粉放入三氯化铁溶液中，完全反应后，溶液中Fe3＋和Fe2＋的物质的量浓度相等，则已反应的Fe3＋和未反应的Fe3＋的物质的量之比是
A. 2∶3 B. 3∶2 C. 1∶2 D. 1∶1
分析：Fe和FeCl2溶液发生反应的离子方程式为：Fe＋2Fe3＋＝3Fe2＋。在同一溶液中和Fe2＋的物质的量浓度相同，即物质的量相同。设已反应的Fe3＋为a mol，则生成的Fe2＋为mol，故未反应的Fe3＋也是 mol。所以有a∶＝2∶3。答案A

例6. 中学化学中几种常见物质的转化关系如下：
将D溶液滴入沸水中可得到以F为分散质的红褐色胶体。请回答下列问题：

（1）红褐色胶体中F粒子直径大小的范围： 。
（2）A、B、H的化学式：A 、B 、H 。
（3）H2O2分子的电子式： 。写出C的酸性溶液与双氧水反应的离子方程式： 。
（4）写出鉴定E中阳离子的实验方法和现象： 。
（5）在C溶液中加入与C等物质的量的，恰好使C转化为F，写出该反应的离子方程式： 。
分析：本题为推断题，侧重考查对铁及化合物、过氧化钠等知识的掌握，以及电子式、离子方程式的书写，氧化还原和胶体的知识等，属学科内综合题。本题的突破口是将D溶液滴入沸水中得到的F为分散质的红褐色胶体，可推知F为氢氧化铁胶体，则D为硫酸铁、C为硫酸亚铁、A为铁、B为硫化铁、E为硫酸铵。然后回答有关问题。
答案：（1）　
（2）Fe FeS （稀）
（3）① ②
（4）取少量E于试管中，用胶头滴管滴入溶液，加热试管，可观察到试管口处湿润的红色石蕊试纸变蓝。（或其他合理答案）
（5）

例7. 聚合硫酸铁（PFS）是一种新型高效的无机高分子絮凝剂，广泛用于水的处理。用铁的氧化物为原料来制取聚合硫酸铁，为控制水解时Fe3＋的浓度，防止生成氢氧化铁沉淀，原料中的Fe3＋必须先还原为Fe2＋。实验步骤如下：

（1）用98%的硫酸配制28%的硫酸，所需的玻璃仪器除量筒外，还有 。
a. 容量瓶 b. 烧杯 c. 烧瓶
（2）步骤II取样分析溶液中的Fe2＋ 、Fe3＋ 的含量，目的是 。
a. 控制溶液中Fe2＋与Fe3＋的含量比
b. 确定下一步还原所需铁的量
c. 确定氧化Fe2＋所需NaClO3的量
d. 确保铁的氧化物酸溶完全
（3）用NaClO3氧化时反应方程式如下：6FeSO4＋NaClO3＋3H2SO4→3Fe2（SO4）3＋NaCl＋3H2O
若改用HNO3氧化，则反应方程式如下：6FeSO4＋2HNO3＋3H2SO4→3Fe2（SO4）3＋NO↑＋4H2O
已知1mol HNO3价格为0.16元、1mol NaClO3价格为0.45元，评价用HNO3代替NaClO3作氧化剂的利弊，利是 ，弊是 。
聚合硫酸铁溶液中SO42¯与Fe3＋ 物质的量之比不是3︰2。根据下列供选择的试剂和基本操作，测定聚合硫酸铁产品溶液中SO42¯与Fe3＋物质的量之比。
（4）测定时所需的试剂 。
a. NaOH b. FeSO4 c. BaCl2 d. NaClO3
（5）需要测定__________和__________的质量（填写化合物的化学式）_______________ ______________________________。
（6）选出测定过程中所需的基本操作（按操作先后顺序列出）。
a. 萃取、分液 b. 过滤、洗涤 c. 蒸发、结晶
d. 冷却、称量 e. 烘干或灼烧
分析：本题是新工艺新材料题型，这部分题目的共同特点是起点高、落点低，实质都是对双基知识的考查，但又体现理论与实践相结合、并用理论指导实践的意识。（1）考查了浓溶液稀释所需的主要仪器。（2）是化工生产和实验时常常进行的一项操作—取样分析，目的是为下一步操作提供可靠的理论保障和数据。（3）工业生产要考虑原料的廉价问题，同时还要考虑到环境问题。用硝酸虽然成本较低但产生的有害气体会污染环境。（4）和（5）是常见离子Fe3＋和SO42－的定量检测。（6）对基本实验操作进行考查。
答案：（1）b （2）a c
（3）利：原料成本较低 弊：产生的气体对大气有污染
（4）a c （5）Fe2O3、BaSO4 （6）b e、d

例8. 某校化学小组学生利用下图所列装置进行“铁与水反应”的实验，并利用产物进一步制取FeCl3·6H2O晶体。（图中夹持及尾气处理装置均已略去）

（1）装置B中发生反应的化学方程式是 。
（2）装置E中的现象是 。
（3）停止反应，待B管冷却后，取其中的固体，加入过量稀盐酸充分反应，过滤。简述检验滤液中Fe3＋的操作方法：
（4）该小组学生利用上述滤液制取FeCl3·6H2O晶体，设计流程如下：滤液溶液晶体
①步骤I中通入Cl2的作用是 。
②步骤II从FeCl3稀溶液中得到FeCl3·6H2O晶体的主要操作包括： 。
③该流程中需保持盐酸过量，主要原因是（结合离子方程式简要说明） 。
分析：本题源于教材铁和水蒸气的反应，但又高于教材，不仅要掌握铁和水蒸气反应原理，还有氢气还原氧化铜的反应、三价铁的检验以及三氯化铁的水解等有关知识，重点考查了利用所学知识解决实际问题的能力。（1）因A中产生的水蒸气通过灼热的铁粉时生成四氧化三铁和氢气，即可写出反应的化学方程式；（2）由B中生成的氢气通过干燥进入E，与氧化铜发生反应生成红色的铜和水蒸气，现象为黑色固体变红，右端管壁有水珠生成；（3）由于B中生成四氧化三铁，与盐酸反应生成二、三价铁，可用硫氰化钾进行检验；（4）由于（3）中含有二价铁，通入氯气可将其氧化，生成的三氯化铁容易水解，浓缩结晶时应加盐酸抑制其水解。
答案：（1）3Fe＋4H2O（g）Fe3O4＋4H2
（2）黑色固体变红，右端管壁有水珠
（3）取少量滤液，滴入几滴KSCN溶液，观察溶液是否变红色
（4）①将Fe2＋氧化成Fe3＋；②加热浓缩。冷却结晶，过滤。
③，过量盐酸抑制水解

【模拟试题】
1. 将铁屑溶于过量盐酸后，再加入下列物质，会有三价铁生成的是（ ）
A. 硫酸 B. 氯水 C. 硝酸锌 D. 氯化铜
2. 在由Fe、FeO、和Fe2O3组成的混合物中加入100mL2mol/L的盐酸，恰好使混合物完全溶解，并放出448mL气体（标准状况），此时溶液中无Fe3＋离子，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浓度之比为1：1：3
B. 反应后所得溶液中的Fe2＋离子与Cl－离子的物质的量浓度之比为1：2
C. 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
3. 向含0.2molFeCl2的溶液中加入足量NaOH溶液，反应完全后过滤，洗涤，然后在坩埚中灼烧至质量不再发生改变，得到固体的质量为（ ）
A. 14.4g B. 16g C. 18g D. 21.4g
4. 下列除去杂质的实验方法正确的是（ ）
A. 除去CO中少量O2：通过灼热的Cu网后收集气体
B. 除去Na2CO3固体中少量的NaHCO3：置于坩埚中加热
C. 除去苯中溶有的少量苯酚：加入适量浓溴水反应后过滤
D. 除去FeCl2酸性溶液中少量的FeCl3：加入稍过量双氧水后放置
5. Cu2S与一定浓度的HNO3反应，生成Cu（NO3）2、CuSO4、NO2、NO和H2O，当NO2和NO的物质的量之比为1∶1时，实际参加反应的Cu2S与HNO3的物质的量之比为
A. 1∶7 B. 1∶9 C. 1∶5 D. 2∶9
6. 一定能在下列溶液中大量共存的离子组是（ ）
A. 含大量NO3－的溶液：H＋、Fe2＋、SO42－、Cl－
B. 常温下c（H＋）＝1×10－13mol·L－1的溶液中：Na＋、Mg2＋、SO42－、HCO3－
C. 含大量Fe3＋的溶液：Na＋、Mg2＋、NO3－、SCN－
D. 含大量Al3＋的溶液：Na＋、NH4＋、SO42－、Cl－
7. 下列离子方程式正确的是（ ）
A. 碳酸氢钠溶液中加入盐酸 CO32－＋2H＋＝CO2↑＋H2O
B. 硫化亚铁与盐酸反应 S2－＋2H＋＝H2S↑
C. 苯酚钠溶于醋酸溶液 C6H5O－＋CH3COOH＝C6H5OH＋CH3COO－
D. 氯化亚铁溶液中通入少量氯气 Fe2＋＋Cl2＝Fe3＋＋2Cl－
8. 下列物质在空气中久置变质，在变质过程中既有氧化还原反应发生，又有非氧化还原反应发生的是（ ）
A. 食盐 　 B. 漂白粉 　 C. 氯水 　 D. 绿矾
9. 下列试剂中，不能使溶液中Fe3＋变为Fe2＋的是（ ）
A. SO2 　 B. Na2S 　 C. Sn 　 D. 氢溴酸　　
10. 现有下列试剂：①食盐水 ②稀H2SO4 ③氯化铁 ④盐酸 ⑤NaOH溶液 ⑥硝酸银 ⑦硝酸钾，如将Cu转化为CuCl2，可采用的一组试剂是（ ）
A. ④⑤⑥ 　 B. ③④⑤ 　 C. ①②③ 　 D. ④⑤⑦
11. 工业上制备纯净的氯化锌时，将含杂质的氧化锌溶于过量的盐酸，为了除去氯化铁杂质需调节溶液的pH值到4，应加入的试剂是（ ）
A. 氢氧化钠 　 B. 氨水 　 C. 氧化锌 　 D. 碳酸锌
12. 一定量的铁和三氧化二铁的混合物投入250 mL 2mol/L的硝酸溶液中，反应完成后，生成1.12L NO（标况下）。再向反应后的溶液中加入1mol/L氢氧化钠溶液，要使铁元素完全沉淀下去，所加入的氢氧化钠溶液的体积最少是（ ）
A. 450mL B. 500mL C. 400mL D. 不能确定
13. 下列各组溶液中，用括号内的试剂及物质间相互反应不能鉴别的是（　　）
A. Ba（OH）2 KSCN NaCl Mg（NO3）2 （FeCl3溶液）
B. NaNO3 NaHCO3 （NH4） 2SO3 Na2SiO3 （H2SO4溶液）
C. NH4Br K2CO3 NaI CaCl2 （AgNO3溶液）
D. （NH4）2SO4 NaBr CuSO4 AlCl3 （KOH溶液）
14. 用铝粉和氧化铁粉末配成的铝热剂，分成两等份：一份在高温下恰好完全反应，再与足量的稀硫酸反应，生成氢气a L；另一份直接放入足量烧碱溶液中充分反应，在同条件下生成氢气b L，体积比a∶b为（ ）
A. 1∶1 B. 2∶3 C. 3∶2 　 D. 28∶9
15. 已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2＋，Co2O3、Cl2、FeCl3、I2氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是（ ）
A. 3 Cl2＋6 FeI2＝2FeCl3＋4 FeI3
B. Cl2＋FeI2＝FeCl2＋I2
C. Co2O3＋6 HCl＝2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O
D. 2Fe3＋＋2I—＝2Fe2＋＋I2
16. 在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中，Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋的物质的量浓度之比为：4：2：1，现加入适量的铁粉，使溶液中的三种离子的物质的量浓度之比为：1：3：9，则投入的铁粉与原溶液中Cu2＋的物质的量之比为（ ）
A. 5∶4 B. 4∶5 C. 3∶5 D. 5∶6
17. 在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶，再加入下列固体粉末：①FeCl2； ②Fe2O3； ③Na； ④Ca（NO3）2。铜粉可溶解的是（ ）
A. ①② B. ②④ C. ②③ D. ①④
18. 世博园地区改造规划的实施，将提升上海的环境质量。位于规划区的一座大型钢铁厂搬迁后，附近居民将不再受到该厂产生的棕红色烟雾的困扰。你估计这一空气污染物可能含有（ ）
A. FeO粉尘 B. P2O5粉尘 C. Fe2O3粉尘 D. SiO2粉尘
19. 用铁酸钠（NaFeO4）对河湖的淡水消毒是城市饮用水处理的一种新技术，下列对NaFeO4用于饮用水消毒处理的分析正确的一组是（ ）
①NaFeO4在溶液中显酸性，能消毒杀菌
②NaFeO4中Fe为＋6价，具有强氧化性，能消毒杀菌
③Na2FeO4的还原产物Fe3＋水解为Fe（OH）3胶体，可使水中悬浮物凝聚
④NaFeO4的还原产物Fe2＋水解为Fe（OH）2胶体，可使水中悬浮物凝聚
A. ①和③ B. ②和③ C. ①和④ D. ②和④
20. 甲、乙、丙、丁分别是Al2（SO4）3、FeSO4、NaOH、BaCl2四种物质中的一种，若将丁溶液滴入乙溶液中，发现有白色沉淀生成，继续滴加则沉淀消失，丁溶液滴入甲溶液时，无明显现象发生，据此可判断丙物质是（ ）
A. Al2（SO4）3 B. NaOH C. BaCl2 D. FeSO4
21. 证明溶液中是否有Fe2＋，其操作可以是①加少许酸化的KMnO4 ②滴入少许KSCN溶液 ③加入少许氯水，其正确的操作是 （ ）
A. ①② B. ②① C. ②③ D. ②③①
22. 录像用的高性能磁带的磁粉主要材料之一是由三种元素组成的化学式CoxFe3－XO3＋X的化合物，已知氧为－2价，钴（Co）和铁可能呈现＋2价或＋3价，且上述化合物每种元素都只有一种化合价，则x值为 ，铁的化合价为 ，钴的化合价为 。
23. 将Fe粉、Cu粉、FeCl3溶液、FeCl2和CuCl2溶液，混合于某容器中充分反应（假定容器不参与反应），试判断下列情况下溶液中存在的金属离子和金属单质。
（1）若铁粉有剩余，则容器中不可能 。
（2）若氯化铜有剩余，则容器中还可能有 。
（3）若氯化铁和氯化铜都有剩余，则容器中不可能有 ，可能有 。
（4）若氯化铁有剩余，则容器中不可能有 。
24. 钛（Ti）被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白（TiO2）是目前最好的白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿，我国的钛铁矿储量居世界首位。用含有Fe2O3的钛铁矿（主要成分为FeTiO3）制取TiO2的流程如下：

（1）Ti的原子序数为22，Ti位于元素周期表中第_____________周期，第__________族。
（2）步骤①加Fe的目的是___________________________________________________；步骤②冷却的目的是___________________________________________________。
（3）上述制备TiO2的过程中，可以利用的副产物是_____________；考虑成本和废物综合利用的因素，废液中应加入__________________对其进行处理。
（4）由金红石（TiO2）制取单质Ti，涉及到的步骤为：

已知：①C （s）＋O2 （g）＝CO2 （g） △H＝－393.5 kJ·mol－1
②2CO （g）＋O2 （g）＝2CO2 （g） △H＝－566 kJ·mol－1
③TiO2（s）＋2Cl2 （g）＝TiCl4（s）＋O2（g） △H＝＋141 kJ·mol－1
则TiO2（g）＋2Cl2（g）＋2C（s）＝TiCl4（s）＋2CO （g）的△H＝_____ __________。反应TiCl4＋2Mg＝2MgCl2＋Ti在Ar气氛中进行的理由是___________________
25. “卤块”的主要成分为MgCl2（含Fe2＋、Fe3＋、Mn2＋等杂质离子），若以它为原料，按如下工艺流程图，即可制得“轻质氧化镁”。

如果要求产品尽量不含杂质离子，而且成本较低。流程中所用试剂或pH控制可参考下列附表确定。
表1 生成氢氧化物沉淀的pH
物 质
开始沉淀
沉淀完全
Fe（OH）3
2.7
3.7
Fe（OH）2
7.6
9.6*
Mn（OH）2
8.3
9.8
Mg（OH）2
9.6
11.1
*Fe2＋氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以常将它氧化成为Fe3＋，生成沉淀而除去。
表2 工业品价格表
工业品
规 格
价格（元/t）
漂 液
含NaClO 25.2%
450
过氧化氢
30%
2400
烧 碱
98%
2100
纯 碱
99.5%
600
卤 块
含MgCl2 30%
310
请填写以下空白：
（1）在步骤②中加入的物质X，最佳选择应是 ，其作用是 。
（2）在步骤③中加入的物质Y应是 ，之所以要控制pH＝9.8的目的是 。
（3）在步骤⑤时发生的化学反应方程式是： 。
26. 有关物质间有下图所示的转化关系。其中：A的浓溶液与单质B在加热时才发生反应①；A的稀溶液与足量B发生反应②。据此完成下列问题：

（1）反应④的现象是_____________________________________。
（2）写出反应②的离子方程式：___________________________。
（3）根据题示信息判断，A的浓溶液和单质B加热时能否产生G，说明理由（写出化学方程式）：________________________________________。

【试题答案】
1. BC 2. BC 3. B 4. B 5. A
6. D 7. C 8. BD 9. D 10. AD
11. D 12. A 13. C 14. B 15. A
16. D 17. B 18. C 19. B 20. D
21. BC
22. 1 ＋3 ＋2
23. （1）Fe3＋、Cu2＋；（2）Fe2＋、Fe3＋或Cu、Fe2＋；（3）Fe、Cu ；Fe2＋ （4）Fe、Cu。
24. （1） 4；ⅣB
（2）将Fe3＋还原为Fe2＋；析出（或分离、或得到）FeSO4·7H2O
（3）FeSO4·7H2O； 石灰（或碳酸钙、废碱）
（4）－ 80 kJ·mol－1；防止高温下Mg（Ti）与空气中的O2（或CO2、N2）作用
25. （1）漂液 使Fe2＋氧化成为 Fe3＋
（2）烧碱 使除Mg2＋以外的各种杂质金属离子都生成氢氧化物沉淀以便过滤除去。
（3）MgCO3＋H2O＝Mg（OH）2↓＋CO2↑
26. （1）白色沉淀→灰绿色→红褐色沉淀
（2）3Fe＋2＋8H＋＝3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O
（3）由③2HNO3＋NO＝3NO2＋H2O知，在浓HNO3中不可能生成NO