PAGE第11講鐵鹽和亞鐵鹽含鐵物質的轉化層次1基礎性1.(2023·浙江6月選考卷)氯化鐵是一種重要的鹽,下列說法不正確的是()A.氯化鐵屬于弱電解質B.氯化鐵溶液可腐蝕覆銅板C.氯化鐵可由鐵與氯氣反應制得D.氯化鐵溶液可制備氫氧化鐵膠體2.下列反應,其產物的顏色按紅色、紅褐色、淡黃色、藍色順序排列的是()①金屬鈉在純氧中燃燒②FeSO4溶液中滴入NaOH溶液,并在空氣中放置一段時間③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液④無水硫酸銅放入醫用酒精中A.②③①④ B.③②①④C.③①②④ D.①②③④3.“價—類”二維圖是學習元素化合物知識的高效模型。下圖為鐵元素的“價—類”二維圖,圖中字母代表含鐵元素的物質。下列判斷正確的是()A.X在高溫下與水蒸氣反應可生成ZB.在常溫下N能與氧氣、水發生化合反應生成MC.Y是一種紅棕色粉末,常用作紅色油漆和涂料D.Q可以是一種新型凈水劑堿式硫酸鐵[Fe(OH)SO4]4.將Fe粉、Cu粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反應(假定容器不參與反應),下列分析正確的是()A.若Fe粉有剩余,則容器中不可能有Fe2+B.若FeCl3有剩余,則容器中還含有CuC.若CuCl2有剩余,則容器中不可能有FeD.若Cu粉有剩余,則容器中不可能有Cu2+5.(2023·廣東韶關檢測)已知:①綠茶中含有大量的鞣酸;②鞣酸亞鐵溶液為無色,鞣酸鐵溶液為藍黑色。根據如圖所示的實驗流程分析,下列敘述錯誤的是()A.反應①中綠茶葉水與FeSO4反應直接生成鞣酸鐵而呈藍黑色B.反應②中維生素C體現出還原性C.反應④中H2O2可以替換為新制氯水D.綠茶葉水不宜與補鐵劑同時服用6.電子工業常用FeCl3溶液腐蝕絕緣板上的銅箔來制造印刷電路板。從腐蝕廢液(主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2)中回收銅,并重新獲得FeCl3溶液。廢液處理流程如下:(1)物質A的化學式是。(2)取少量“濾液B”置于試管中,滴加NaOH溶液,產生的現象是。請寫出此過程中屬于氧化還原反應的化學方程式:。(3)寫出步驟(Ⅱ)中生成FeCl3的離子方程式:。(4)將FeCl3飽和溶液滴入中,并繼續煮沸至液體呈紅褐色,可制得Fe(OH)3膠體。(5)將一定量的銅粉加入FeCl3溶液中,完全反應后,所得溶液中的Cu2+和Fe3+的物質的量恰好相等(不考慮離子的水解),則已反應的Fe3+和未反應的Fe3+的物質的量之比為。層次2綜合性7.向100mLFeCl3和CuCl2的混合溶液中加入鐵粉,反應體系中固體質量的變化如圖所示,下列說法錯誤的是()A.向b點溶液中滴加NaOH溶液有藍色沉淀生成B.a點溶液中存在的陽離子有Fe2+和Cu2+C.原混合溶液中c(Fe3+)∶c(Cu2+)=2∶1D.若不考慮溶液體積變化,c點溶液中c(Cl-)=8.0mol·L-18.FeCl3易潮解、易升華,實驗室制備FeCl3的裝置如圖所示(加熱和夾持裝置已略去)。下列說法不正確的是()A.導管g的作用是平衡氣壓,便于液體滴下B.試劑X和試劑Y分別為濃硫酸、飽和食鹽水C.直接用E接收產物比用導管連接D、E的優點是可防止堵塞D.F裝置的作用是防止G中水蒸氣進入D引起FeCl3水解9.電子工業常用FeCl3溶液腐蝕絕緣板上的銅箔制造印刷電路板。從腐蝕廢液(主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2)中回收銅,并重新獲得FeCl3溶液。廢液處理流程如下:已知酸性KMnO4溶液具有強氧化性。下列說法正確的是()A.反應1和反應2都發生了氧化還原反應B.操作1用到的主要玻璃儀器有漏斗和燒杯C.濾渣a的主要成分是Cu和Fe,物質X可以選用酸性KMnO4溶液D.向FeCl3飽和溶液中滴加KSCN溶液振蕩得到紅褐色沉淀10.下列實驗操作和現象、結論或目的均正確的是()選項操作和現象結論或目的A向紅磚粉末中加入鹽酸,充分反應后取上層清液置于試管中,滴加2~3滴KSCN溶液,溶液呈紅色紅磚中含有氧化鐵B向CO還原Fe2O3得到的黑色固體加入鹽酸溶解后再加入KSCN溶液,溶液不顯紅色黑色固體中沒有Fe3O4C取少量Fe(NO3)2試樣加水溶解,加稀硫酸酸化,再滴加KSCN溶液,溶液變為紅色該Fe(NO3)2試樣已經變質D向某溶液中通入Cl2,然后加入KSCN溶液,變紅色原溶液中含有Fe2+11.某興趣小組探究用氫氣和碳酸亞鐵制取鐵粉并檢驗反應的產物,實驗裝置如圖。下列說法不正確的是()A.通過調節分液漏斗的活塞以控制①中產生氣泡的快慢B.裝置①的作用是干燥氫氣C.裝置②、③中的藥品分別是無水硫酸銅、堿石灰D.加熱裝置Y前,應先讓X反應一段時間,排出裝置中的空氣12.(2023·廣東汕頭期末)黑木耳是常見食品,可以補充入體所必需的微量元素鐵,某興趣小組設計實驗,檢驗黑木耳中的鐵元素,實驗流程如圖:(1)灼燒黑木耳必須用到下列儀器中的(填字母)。(2)灰燼中含有鐵的氧化物以及鉀、鈣、硅等元素的化合物,酸浸的目的是。(3)取少許濾液于試管中,滴入幾滴KSCN溶液,顯紅色,說明濾液中含有;另取濾液檢驗,濾液能使KMnO4溶液紫色褪去,說明濾液中存在具有(填“氧化性”或“還原性”)的粒子。(4)為進一步探究Fe3+和Fe2+的氧化性和還原性,該興趣小組設計并進行如下實驗,記錄現象,完成實驗報告。實驗操作實驗現象離子方程式實驗結論向FeCl2溶液中添加新制氯水溶液由淺綠色變為棕黃色①Fe2+具有還原性向FeCl3溶液加入足量的鐵粉鐵粉逐漸溶解,溶液由棕黃色變為淺綠色Fe+2Fe3+3Fe2+②層次3創新性13.(2023·廣東韶關期末)氯化鐵和氯化亞鐵是重要的化工試劑。某化學小組用如圖所示的裝置(夾持裝置略)模擬工業生產制備無水氯化鐵(FeCl3)。查閱資料如下:物質性質工業制法氯化鐵熔點為306℃,沸點為315℃;易升華;易吸收空氣中的水分而潮解向500~600℃的鐵粉中通入氯氣氯化亞鐵熔點為670℃;易升華向熾熱鐵粉中通入氯化氫請回答下列問題:(1)打開裝置A中分液漏斗活塞,向盛有KMnO4的(填儀器名稱)中滴加濃鹽酸制取氯氣,寫出反應的離子方程式并用單線橋法表示出電子的轉移:。(2)裝置C廣口瓶需要浸入冰鹽水中,目的是;廣口瓶連接硬質玻璃管處選用的導管較粗,原因是。(3)實驗前需要先通入一段時間Cl2,再加熱盛有鐵粉的硬質玻璃管,目的是。(4)①實驗結束后,取少量C中產物,經檢測混有FeCl2,原因是(填字母)。a.反應溫度較低,氯氣未能將鐵粉充分氧化b.過量鐵粉將生成的FeCl3還原為FeCl2c.A中HCl揮發進入硬質玻璃管②若要得到較純凈的無水氯化鐵,可在A、B裝置間增加一個盛有(填試劑名稱)的洗氣裝置。(5)產品中鐵元素含量的測定:①稱取28.0g裝置C中固體,溶于足量稀鹽酸;②加入足量H2O2溶液;③再加入足量NaOH溶液;④過濾、洗滌后灼燒沉淀;⑤得到紅棕色固體16.0g。則該樣品中鐵元素的質量分數為%。第11講鐵鹽和亞鐵鹽含鐵物質的轉化1.A解析氯化鐵在水溶液中能完全電離出鐵離子和氯離子,屬于強電解質,A錯誤;氯化鐵溶液與銅反應生成氯化銅和氯化亞鐵,可用來蝕刻銅板,B正確;氯氣具有強氧化性,氯氣與鐵單質在加熱時生成氯化鐵,C正確;向沸水中滴加飽和氯化鐵溶液,繼續加熱至液體呈紅褐色,鐵離子發生水解反應可得到氫氧化鐵膠體,D正確。2.B解析①金屬鈉在純氧中燃燒生成淡黃色的過氧化鈉;②FeSO4溶液和NaOH溶液反應生成白色氫氧化亞鐵沉淀,然后迅速被氧化為紅褐色氫氧化鐵;③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液,溶液呈紅色;④無水硫酸銅放入醫用酒精中,醫用酒精中含有水,CuSO4溶解使溶液變藍,故其產物的顏色按紅色、紅褐色、淡黃色、藍色順序排列依次是③②①④。3.B解析Fe在高溫下與水蒸氣反應可生成Fe3O4,A錯誤;在常溫下氫氧化亞鐵能與氧氣、水發生化合反應生成氫氧化鐵,B正確;Y是氧化亞鐵,是黑色粉末,Z為氧化鐵,是一種紅棕色粉末,常用作紅色油漆和涂料,C錯誤;Q是+2價的鹽,P為+3價鹽,D錯誤。4.C解析氧化性的強弱順序是Fe3+>Cu2+>Fe2+,還原性:Fe>Cu。Fe先與Fe3+反應:Fe+2Fe3+3Fe2+,若鐵有剩余,則容器中一定有Fe2+存在,A錯誤;若FeCl3還有剩余,由于Cu能與Fe3+發生反應Cu+2Fe3+2Fe2++Cu2+,因此容器中不可能含Cu,B錯誤;Fe能與CuCl2發生反應Fe+Cu2+Fe2++Cu,若容器中有CuCl2,則容器中不可能含有Fe,C正確;如果部分銅單質與FeCl3反應,則Cu有剩余,同時溶液中含有Cu2+,D錯誤。5.A解析綠茶中含有大量的鞣酸與FeSO4反應生成鞣酸亞鐵,溶液為無色,鞣酸亞鐵被氧化生成鞣酸鐵而呈藍黑色,A錯誤;向藍黑色溶液中加入維生素C,溶液由藍黑色恢復原色,說明維生素C能將鞣酸鐵還原成鞣酸亞鐵,表現還原性,B正確;H2O2和新制氯水均具有氧化性,能將Fe2+氧化為Fe3+,所以反應④中H2O2可以替換為新制氯水,C正確;因為綠茶葉水中的鞣酸與補鐵劑中的Fe2+反應生成鞣酸亞鐵,鞣酸亞鐵不穩定,易被氧化為鞣酸鐵,故服用補鐵劑時不能喝綠茶,D正確。6.答案(1)Fe(2)生成的白色沉淀迅速變成灰綠色,最終變為紅褐色4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3(3)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-(4)沸水(5)2∶1解析由處理流程可知,向“廢液”(主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2)中加入過量鐵,鐵和氯化鐵反應生成氯化亞鐵、鐵和氯化銅反應生成銅和氯化亞鐵,故過量A應為鐵,“濾液B”中含有氯化亞鐵,固體中含有未反應的鐵和生成的銅;向固體中加入過量鹽酸,鹽酸與銅不反應,鹽酸與鐵反應生成氫氣和氯化亞鐵,故D為氫氣,“濾液C”中含有未反應的鹽酸和生成的氯化亞鐵;向“濾液B”與“濾液C”的混合溶液中通入氯氣,氯氣與氯化亞鐵反應得到氯化鐵溶液。(5)將銅粉放入氯化鐵溶液中,發生反應:Cu+2Fe3+2Fe2++Cu2+,假設已反應的Fe3+的物質的量為n,則有:Cu+2Fe3+2Fe2++Cu2+ 2 1 n 0.5n溶液中的Fe3+和Cu2+的物質的量相等,溶液中未反應的Fe3+的物質的量為0.5n,故已反應的Fe3+和未反應的Fe3+的物質的量之比為n∶0.5n=2∶1。7.A解析由于氧化性:Fe3+>Cu2+,向混合溶液中加入鐵粉,先后發生反應:①2FeCl3+Fe3FeCl2,②CuCl2+FeCu+FeCl2。由圖可知,加入0~0.1molFe時,發生反應①,故a點溶液中陽離子有Fe2+和Cu2+,B正確;a點之后加入0.1molFe剩余固體為6.4g,說明析出0.1molCu,繼續加入0.1molFe,固體質量為12.0g,其質量等于生成Cu和0.1mol鐵粉的總質量,說明b點時反應②已進行完全,則向b點溶液加入NaOH溶液不能產生藍色沉淀,A錯誤;由圖可知,與FeCl3、CuCl2反應的鐵粉均為0.1mol,則FeCl3、CuCl2的物質的量分別為0.2mol、0.1mol,故原混合溶液中c(FeCl3)∶c(CuCl2)=2mol·L-1∶1mol·L-1=2∶1,C正確;c點溶液中c(Cl-)等于原混合液中c(Cl-),則c點溶液中c(Cl-)=3×2mol·L-1+1mol·L-1×2=8.0mol·L-1,D正確。8.B解析為得到干燥純凈的Cl2,應先用飽和食鹽水除去HCl,再通過濃硫酸干燥氣體,B錯誤;FeCl3易潮解,而F中的濃硫酸可起到干燥的作用,能防止G中水蒸氣進入D中,D正確。9.A解析腐蝕廢液中主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2,加入過量鐵粉,FeCl3、CuCl2與Fe反應生成FeCl2和Cu,反應2中X可以是Cl2、H2O2等氧化劑,則反應1和2中都發生氧化還原反應,A正確;操作1是過濾,用到的主要玻璃儀器有漏斗、燒杯和玻璃棒,缺少玻璃棒,B錯誤;若物質X為酸性KMnO4溶液,則FeCl3溶液會混入雜質,C錯誤;向FeCl3飽和溶液中滴加KSCN溶液,不會生成沉淀,D錯誤。10.A解析CO還原Fe2O3能得到單質Fe,即使有Fe3O4,其溶于鹽酸后產生的Fe3+能與Fe發生反應:Fe+2Fe3+3Fe2+,加入KSCN溶液也不顯紅色,B錯誤;NO3-+H+的溶液具有強氧化性,而Fe2+具有還原性,兩者能發生氧化還原反應有Fe3+生成,遇KSCN溶液呈紅色,不能證明樣品是否變質,C錯誤;若原溶液中不存在Fe2+,存在Fe3+,先通入Cl2再加入KSCN溶液也呈紅色,D11.C解析通過控制滴加稀硫酸的速率,可控制①中產生氣泡的快慢,A正確;①中盛有濃硫酸,可用于干燥氫氣,B正確;②中無水硫酸銅用于檢驗反應產生的水蒸氣,③中盛有無水氯化鈣,防止澄清石灰水中水蒸氣進入裝置②,不能用堿石灰,易吸收CO2,從而影響其檢驗,C錯誤;加熱Y前,要先利用產生的氫氣排出裝置內的空氣,防止氫氣中混入空氣,D正確。12.答案(1)A(2)將鐵的氧化物溶解(3)Fe3+還原性(4)①2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-②Fe3+具有氧化性解析(1)灼燒黑木耳必須用到酒精燈、三腳架、泥三角、坩堝、坩堝鉗、玻璃棒;故答案為A。(2)灰燼中含有鐵的氧化物以及鉀、鈣、硅等元素的化合物,氧化鐵不溶于水,酸浸的目的是將鐵的氧化物溶解。(3)取少許濾液于試管中,滴入幾滴KSCN溶液,顯紅色,說明濾液中含有Fe3+;另取濾液檢驗,濾液能使KMnO4溶液紫色褪去,高錳酸根具有強氧化性,說明濾液中存在具有還原性的粒子。(4)①向FeCl2溶液中添加新制氯水,氯水具有強氧化性,說明Fe2+具有還原性。②向FeCl3溶液加入足量的鐵粉,兩者反應,其離子方程式為2Fe3++Fe3Fe2+,說明Fe3+具有氧化性。13.答案(1)圓底燒瓶(2)降溫,便于收集FeCl3防止氯