（通用版）2020版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第三章 第三節(jié) 鐵、銅及其化合物學(xué)案（含解析）.doc
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鐵、銅及其化合物 第三節(jié) 鐵、銅及其化合物 1.了解鐵、銅及其重要化合物的制備方法。 2．掌握鐵、銅及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。 考點(一) 鐵的單質(zhì)、氧化物和氫氧化物 【精講精練快沖關(guān)】 [知能學(xué)通] 1．鐵的單質(zhì) (1)原子結(jié)構(gòu) 鐵位于元素周期表中第四周期第Ⅷ族。 (2)物理性質(zhì) 鐵是銀白色金屬，熔、沸點高，抗腐蝕性強(qiáng)，能被磁鐵吸引，具有金屬的通性。 (3)化學(xué)性質(zhì) 鐵元素性質(zhì)活潑，有較強(qiáng)的還原性，主要化合價為＋2價和＋3價。 ①與非金屬單質(zhì)的反應(yīng) O2 常溫下：鐵被腐蝕生成鐵銹，其主要成分為Fe2O3 點燃時：3Fe＋2O2Fe3O4 Cl2 2Fe＋3Cl22FeCl3 S Fe＋SFeS ②與水的反應(yīng) 常溫下鐵與水不反應(yīng)，在高溫條件下與水蒸氣反應(yīng)： 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。 ③與酸的反應(yīng) 酸 化學(xué)方程式或現(xiàn)象 稀H2SO4 Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ 稀 HNO3 Fe不足 Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O Fe過量 3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 濃HNO3、濃H2SO4 常溫下鈍化 ④與某些鹽溶液的反應(yīng) 與CuSO4溶液反應(yīng)的離子方程式為Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。 與FeCl3溶液反應(yīng)的離子方程式為2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。 (4)生鐵的冶煉 ①原料：鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石。 ②設(shè)備：高爐。 ③主要反應(yīng) 還原劑的生成 C＋O2CO2、CO2＋C2CO 鐵的還原 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 造渣反應(yīng) CaCO3CaO＋CO2↑ CaO＋SiO2CaSiO3 2.鐵的氧化物 化學(xué)式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 — 鐵紅 磁性氧化鐵 顏色狀態(tài) 黑色粉末 紅棕色粉末 黑色晶體(有磁性) 溶解性 不溶于水 鐵的 化合價 ＋2 ＋3 ＋2、＋3 與H＋反應(yīng)的離子方程式 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋=== Fe2＋＋2Fe3＋＋ 4H2O 3.鐵的氫氧化物 化學(xué)式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色態(tài) 白色固體 紅褐色固體 與鹽酸 反應(yīng) Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 受熱 分解 — 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 制法 可溶性亞鐵鹽與堿(如NaOH溶液)反應(yīng)：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 可溶性鐵鹽與堿(如NaOH溶液)反應(yīng)：Fe3＋＋3OH－=== Fe(OH)3↓ 二者 的關(guān)系 空氣中，F(xiàn)e(OH)2能夠迅速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現(xiàn)象是白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，化學(xué)方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 [題點練通] 1.坦克、導(dǎo)彈的制造材料主要是各種金屬的合金，鋼鐵便是其中十分重要的一種。下列關(guān)于鐵的說法中正確的是( ) A．鐵元素屬于過渡元素，其原子序數(shù)為26 B．單質(zhì)鐵與濃硫酸在常溫下不反應(yīng) C．鐵單質(zhì)只具有還原性，其陽離子只具有氧化性 D．與相同濃度的鹽酸反應(yīng)生成氫氣的速率，純鐵比生鐵的快 解析：選A 鐵是26號元素，屬于過渡元素，A正確；常溫下，鐵和濃硫酸反應(yīng)生成一層致密的氧化物薄膜而阻止進(jìn)一步反應(yīng)，并不是鐵和濃硫酸不反應(yīng)，B錯誤；Fe2＋既有還原性也有氧化性，C錯誤；生鐵中鐵、碳、鹽酸構(gòu)成原電池，能加快反應(yīng)速率，所以生鐵反應(yīng)速率比純鐵快，D錯誤。 2．鐵屑溶于過量稀硫酸，過濾后向濾液中加入過量氨水，有白色沉淀生成，過濾，在空氣中加熱沉淀至質(zhì)量不再發(fā)生變化為止，得到紅棕色殘渣，上述沉淀和殘渣分別是( ) A．Fe(OH)3 Fe2O3 B．Fe(OH)2 Fe2O3 C．Fe(OH)2 Fe(OH)3 D．Fe(OH)2 FeO 解析：選B 鐵與稀硫酸反應(yīng)生成FeSO4，再與過量氨水反應(yīng)生成白色沉淀Fe(OH)2，在空氣中加熱Fe(OH)2，鐵元素被氧化為＋3價，最后所得紅棕色殘渣為Fe2O3。 3．一定質(zhì)量的某鐵的氧化物FexOy，與足量的4 molL－1硝酸溶液充分反應(yīng)，消耗硝酸溶液 700 mL，生成2.24 L NO(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。則該鐵的氧化物的化學(xué)式為( ) A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe4O5 解析：選C 鐵的氧化物FexOy與足量的4 molL－1硝酸溶液充分反應(yīng)生成Fe(NO3)3，硝酸被還原生成NO，NO的物質(zhì)的量為＝0.1 mol，根據(jù)氮原子守恒，3n[Fe(NO3)3]＋n(NO)＝n(HNO3)，故3n[Fe(NO3)3]＋0.1 mol＝0.7 L4 molL－1，解得n[Fe(NO3)3]＝0.9 mol，令氧化物FexOy中Fe元素的平均化合價為a，根據(jù)得失電子守恒，則0.9 mol(3－a)＝0.1 mol(5－2)，解得a＝，由化合物中正負(fù)化合價代數(shù)和為0可得x＝2y，則x∶y＝3∶4，故該氧化物的化學(xué)式為Fe3O4。 4.在一定量的稀HNO3中慢慢加入鐵粉，得到的Fe2＋的物質(zhì)的量(縱坐標(biāo))與所加鐵粉的物質(zhì)的量(橫坐標(biāo))的關(guān)系如圖所示。請將正確答案的序號填在相應(yīng)的橫線上。 ①Fe3＋ ②Fe2＋?、跢e、Fe2＋?、蹻e2＋、Fe3＋ (1)AB段鐵元素以__________形式存在。 (2)BC段鐵元素以__________形式存在。 (3)CD段鐵元素以__________形式存在。 解析：向稀HNO3中加入鐵粉，開始時稀HNO3過量應(yīng)生成Fe3＋，隨加入鐵粉量的增加，HNO3反應(yīng)完全后，發(fā)生反應(yīng)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，最后全部轉(zhuǎn)化為Fe2＋。 答案：(1)① (2)④ (3)③ 鐵與稀HNO3反應(yīng)時產(chǎn)物的判斷 Fe與HNO3、Cl2、Br2等強(qiáng)氧化劑反應(yīng)時，氧化劑的量不管是否過量，總是先生成Fe3＋，然后Fe3＋再與Fe反應(yīng)生成Fe2＋。 (1)當(dāng)稀HNO3過量時 發(fā)生反應(yīng)：Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，鐵元素的存在形式為Fe3＋。 (2)當(dāng)Fe過量時 發(fā)生反應(yīng)：Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，2Fe(NO3)3＋Fe===3Fe(NO3)2。 總反應(yīng)：3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，鐵元素的存在形式為Fe2＋，鐵元素的價態(tài)為＋2價。 (3)當(dāng) << 時 鐵元素的存在形式為Fe2＋和Fe3＋，鐵元素的價態(tài)為＋2、＋3價。可以用數(shù)軸表示： 5．(1)下列各圖示中，能較長時間觀察到Fe(OH)2白色沉淀的是________。 (2)用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含F(xiàn)e3＋的FeSO4溶液與用不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應(yīng)制備。 ①用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時還需加入________。 ②除去蒸餾水中溶解的O2常采用________的方法。 ③生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用長滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再擠出NaOH溶液。這樣操作的理由是____________________________________。 解析：(1)因為Fe(OH)2在空氣中容易被氧化為紅褐色的Fe(OH)3，因此要較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除裝置中的氧氣或空氣。①、②原理相同，都是先用氫氣將裝置中的空氣排盡，并使生成的Fe(OH)2處在氫氣的保護(hù)中；③的原理為鐵作陽極產(chǎn)生Fe2＋，與電解水產(chǎn)生的OH－結(jié)合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保護(hù)，能防止空氣進(jìn)入；⑤中液面加苯阻止了空氣進(jìn)入；④由于帶入空氣中的氧氣，能迅速將Fe(OH)2氧化，因而不能較長時間看到白色沉淀。(2)①Fe2＋易水解，要加入稀硫酸防止其水解；Fe2＋易被空氣中的O2氧化，要加Fe粉防止Fe2＋被氧化。②氣體的溶解度隨溫度升高而降低，所以煮沸后的水中溶解的O2較少。 答案：(1)①②③⑤ (2)①稀硫酸、鐵屑?、谥蠓? ③避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸O2 防止Fe(OH)2氧化的方法 (1)將配制溶液的蒸餾水煮沸，驅(qū)除溶液中的氧氣。 (2)將盛有NaOH溶液的膠頭滴管尖端插入試管的亞鐵鹽溶液底部，并慢慢擠出NaOH溶液。 (3)在亞鐵鹽溶液上面充入保護(hù)氣，如H2、N2、稀有氣體等。 (4)在亞鐵鹽溶液上面加保護(hù)層，如苯、植物油等。 (5)用Fe作陽極，石墨作陰極，電解NaOH溶液，利用新產(chǎn)生的Fe2＋與OH－反應(yīng)制取?！ ? 考點(二) 鐵鹽、亞鐵鹽的性質(zhì) 鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化 【點多面廣精細(xì)研】 1．亞鐵鹽 含有Fe2＋的溶液，呈淺綠色，既有氧化性，又有還原性。 (1)氧化性：Fe2＋與Zn反應(yīng)的離子方程式： Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋。 (2)還原性：Fe2＋與Cl2反應(yīng)的離子方程式： 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。 2．鐵鹽 (1)氧化性：含F(xiàn)e3＋的溶液，呈黃色，F(xiàn)e3＋具有較強(qiáng)的氧化性。Fe3＋與Cu、I－反應(yīng)的離子方程式： 2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋， 2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I(xiàn)2。 (2)特性：含有Fe3＋的鹽溶液遇到KSCN時變成血紅色。 (3)FeCl3易水解：將其飽和溶液滴入沸水中制備膠體的化學(xué)方程式為FeCl3＋3H2OFe(OH)3(膠體)＋3HCl。 3．Fe2＋、Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化 Fe2＋Fe3＋ 上述轉(zhuǎn)化中標(biāo)號反應(yīng)的離子方程式： ①3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O； ②2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。 [小題練微點] 判斷下列說法的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“”)。 (1)金屬陽離子只有氧化性，不可能有還原性( ) (2)向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不變色，滴加氯水后溶液顯紅色，該溶液中一定含有Fe2＋( ) (3)可用鐵粉除去FeCl2溶液中的FeCl3( ) (4)FeCl3溶液可用于銅制印刷線路板制作，是因為FeCl3能從含Cu2＋的溶液中置換出銅( ) (5)將Fe(NO3)2樣品溶于稀硫酸后，滴加KSCN溶液，觀察溶液是否變紅，檢驗Fe(NO3)2晶體是否已氧化變質(zhì)( ) (6)用酸性KMnO4溶液檢驗FeCl3溶液中是否含有FeCl2( ) 答案：(1) (2)√ (3)√ (4) (5) (6) Fe2＋、Fe3＋的檢驗及性質(zhì)探究 1.要證明某溶液中不含F(xiàn)e3＋而可能含有Fe2＋，進(jìn)行如下實驗操作時，最佳順序為( ) ①加入足量氯水?、诩尤胱懔克嵝訩MnO4溶液 ③加入少量NH4SCN溶液 A．①③ B．③② C．③① D．①②③ 解析：選C 在該溶液中先加入少量NH4SCN溶液，溶液不變紅色，證明無Fe3＋存在，再加入氯水，將Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液變?yōu)榧t色。KMnO4溶液呈紫紅色，溶液顏色變化不明顯，所以不能用酸性KMnO4溶液檢驗。 2．(2016全國卷Ⅱ)某班同學(xué)用如下實驗探究Fe2＋、Fe3＋的性質(zhì)?；卮鹣铝袉栴}： (1)分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體，均配制成0.1 molL－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑，其目的是________________________________________________。 (2)甲組同學(xué)取2 mL FeCl2溶液，加入幾滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液變紅，說明Cl2可將Fe2＋氧化。FeCl2溶液與氯水反應(yīng)的離子方程式為________________________。 (3)乙組同學(xué)認(rèn)為甲組的實驗不夠嚴(yán)謹(jǐn)，該組同學(xué)在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入幾滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液變紅，煤油的作用是________________________。 (4)丙組同學(xué)取10 mL 0.1 molL－1 KI溶液，加入6 mL 0.1 molL－1 FeCl3溶液混合。分別取2 mL此溶液于3支試管中進(jìn)行如下實驗： ①第一支試管中加入1 mL CCl4充分振蕩、靜置，CCl4層顯紫色； ②第二支試管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍(lán)色沉淀； ③第三支試管中加入1滴KSCN溶液，溶液變紅。 實驗②檢驗的離子是________(填離子符號)；實驗①和③說明：在I－過量的情況下，溶液中仍含有________(填離子符號)，由此可以證明該氧化還原反應(yīng)為________。 (5)丁組同學(xué)向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液，溶液變成棕黃色，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______________________________；一段時間后，溶液中有氣泡出現(xiàn)，并放熱，隨后有紅褐色沉淀生成。產(chǎn)生氣泡的原因是______________________ ________________________________________________________________________； 生成沉淀的原因是___________________________________________________ ________________________________________________________________________ (用平衡移動原理解釋)。 解析：(1)Fe2＋具有很強(qiáng)的還原性，易被空氣中的O2氧化為Fe3＋，在FeCl2溶液中加入少量鐵屑，可防止Fe2＋被氧化。(2)Fe2＋被氧化為Fe3＋，Cl2被還原為Cl－，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。(3)O2難溶于煤油，加入煤油能隔絕空氣，排除O2對實驗的影響。(4)KI溶液與FeCl3溶液反應(yīng)的離子方程式為2I－＋2Fe3＋===I2＋2Fe2＋。K3[Fe(CN)6]是檢驗Fe2＋的試劑。實驗③溶液變紅，說明溶液中仍存在Fe3＋，由此可說明該氧化還原反應(yīng)為可逆反應(yīng)。(5)酸化的FeCl2溶液與H2O2反應(yīng)，F(xiàn)e2＋被氧化為Fe3＋，H2O2被還原為H2O，反應(yīng)的離子方程式為H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。Fe3＋對H2O2的分解起催化作用，當(dāng)反應(yīng)一段時間后，會發(fā)生反應(yīng)：2H2O22H2O＋O2↑，故溶液中產(chǎn)生氣泡。由于H2O2分解反應(yīng)放熱，促使Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋平衡右移，最終出現(xiàn)Fe(OH)3紅褐色沉淀。 答案：(1)防止Fe2＋被氧化 (2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ (3)隔絕空氣(排除氧氣對實驗的影響) (4)Fe2＋ Fe3＋ 可逆反應(yīng) (5)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O Fe3＋催化H2O2分解產(chǎn)生O2 H2O2分解反應(yīng)放熱，促進(jìn)Fe3＋的水解平衡正向移動 方法規(guī)律 1．Fe2＋的檢驗 方法1 無現(xiàn)象溶液變紅色，證明含有Fe2＋ 方法2 產(chǎn)生白色絮狀沉淀，迅速變成灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色，證明有Fe2＋ 方法3 生成藍(lán)色沉淀，證明有Fe2＋ 2.Fe3＋的檢驗 方法1 溶液變紅色，證明含有Fe3＋ 方法2 產(chǎn)生紅褐色沉淀，證明有Fe3＋存在 3.檢驗Fe2＋和Fe3＋時的注意事項 (1)檢驗Fe2＋時不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能將加KSCN后的混合溶液加入足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN－)。 (2)Fe3＋、Fe2＋、Cl－同時存在時不能用酸性KMnO4溶液檢驗Fe2＋(Cl－能還原酸性KMnO4，有干擾)。 4．Fe2＋、Fe3＋的除雜問題 主要成分 雜質(zhì) 除雜方法 FeCl3(aq) FeCl2(aq) 加入氯水或H2O2 FeCl2(aq) FeCl3(aq) 加過量鐵粉后過濾 FeCl2(aq) CuCl2(aq) 加過量鐵粉后過濾 “鐵三角”的轉(zhuǎn)化關(guān)系及應(yīng)用 3.判斷下列說法的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“”)。 (1)(2018全國卷Ⅰ)16.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3膠體粒子數(shù)為0.1NA( ) (2)(2018江蘇高考)Fe2O3(s)Fe(s)FeCl3(aq)( ) (3)(2018江蘇高考)向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液顯紅色( ) (4)(2016全國卷Ⅰ)1 mol Fe溶于過量硝酸，電子轉(zhuǎn)移數(shù)為2NA( ) (5)(2016全國卷Ⅲ)鐵比銅金屬性強(qiáng)，所以可用FeCl3腐蝕Cu刻制印刷電路板( ) (6)(2015全國卷Ⅰ)將稀硝酸加入過量鐵粉中，充分反應(yīng)后滴加KSCN溶液，現(xiàn)象是有氣體生成，溶液呈血紅色，說明稀硝酸將Fe氧化為Fe3＋( ) (7)(2014全國卷Ⅱ)下列過程沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：用含硅膠、鐵粉的透氣小袋與食品一起密封包裝( ) 答案：(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 4．制印刷電路時，常用氯化鐵溶液作為腐蝕液，其反應(yīng)為2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2?，F(xiàn)向氯化鐵溶液中加入a g 銅，完全溶解后，再加入b g鐵，充分反應(yīng)后得到c g殘余固體，且a＞c，則下列說法正確的是( ) A．殘余固體全部是銅 B．殘余固體可能為鐵和銅的混合物 C．最后得到的溶液可能含有Fe3＋ D．殘余固體是鐵，溶液中一定不含Cu2＋ 解析：選A 此題中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)有三個，分別為①2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2；②CuCl2＋Fe===FeCl2＋Cu；③2FeCl3＋Fe===3FeCl2。依元素守恒可知：a g銅完全溶解后，變?yōu)閍 g Cu2＋。若加入的鐵足夠多的話，可將溶液中的Cu2＋全部變回金屬銅(a g)甚至還會有鐵剩余，此時，殘余固體(c g)應(yīng)大于或等于a g，依題意：a＞c，故加入的鐵是不足量的，此時溶液中還有部分銅未完全置換出來，剩余固體為Cu，不可能有Fe剩余。由上述推導(dǎo)可知，溶液中一定有Fe2＋，還應(yīng)有Cu2＋剩余，Cu與Fe3＋是不能共存的，剩余固體中有Cu，則溶液中必?zé)oFe3＋，故溶液中含F(xiàn)eCl2和CuCl2。 歸納拓展 “鐵三角”的轉(zhuǎn)化關(guān)系及應(yīng)用 (1)“鐵三角”的轉(zhuǎn)化關(guān)系 完成下列變化的離子方程式，體會Fe2＋與Fe3＋的轉(zhuǎn)化條件 ①將H2S氣體通入FeCl3溶液中產(chǎn)生淡黃色沉淀： 2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。 ②將FeCl3溶液滴入KI淀粉溶液，溶液變藍(lán)： 2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋。 ③向FeCl2溶液中滴入H2O2： 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。 ④FeSO4可使酸性KMnO4溶液褪色： 5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。 ⑤將FeCl2溶液滴入到HNO3溶液中，有無色氣體放出： 3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 (2)“鐵三角”轉(zhuǎn)化關(guān)系的應(yīng)用 ①判斷離子能否共存 Fe2＋NO(H＋)、ClO－、MnO(H＋)。 Fe3＋S2－、I－、SO。 Fe3＋HCO、CO等水解相互促進(jìn)的離子。 ②鹽溶液的配制與保存 Fe2＋的鹽溶液 加少量鐵粉，防止Fe2＋被氧化； 加少量相應(yīng)的酸，防止Fe2＋水解 Fe3＋的鹽溶液 加少量相應(yīng)的酸，防止Fe3＋水解 ③物質(zhì)的制備 制備無水的FeCl3 在HCl氣流中加熱蒸干FeCl3溶液 制備Fe(OH)3膠體 向沸水中加入飽和FeCl3溶液并煮沸至有紅褐色膠狀物出現(xiàn)為止 1．(2019宣威模擬)為了驗證Fe3＋的性質(zhì)，某化學(xué)興趣小組設(shè)計了如圖所示的一組實驗，其中實驗方案設(shè)計錯誤的是( ) A．④ B．③ C．③④ D．①②③④⑤ 歸納與Fe3＋能反應(yīng)的離子 ①發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)：OH－。 ②發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)：SCN－。 ③發(fā)生互相促進(jìn)的水解反應(yīng)：CO、HCO。 ④發(fā)生氧化還原反應(yīng)：S2－、I－。 解析：選C Fe3＋與Fe反應(yīng)生成淺綠色的Fe2＋，故①正確；Fe3＋與KSCN溶液反應(yīng)顯示紅色，據(jù)此能夠檢驗Fe3＋，故②正確；CuSO4與FeCl3不發(fā)生反應(yīng)，混合后溶液不會變成無色，故③錯誤；AgNO3與FeCl3反應(yīng)生成AgCl沉淀，白色沉淀為AgCl，該性質(zhì)是Cl－性質(zhì)，與Fe3＋無關(guān)，故④錯誤；Fe3＋與NaOH溶液反應(yīng)生成紅褐色Fe(OH)3沉淀，據(jù)此可以檢驗是否存在Fe3＋，故⑤正確。 2．下列說法不正確的是( ) ①FeCl3溶液可用于銅質(zhì)印刷線路板制作是因為FeCl3能從含Cu2＋的溶液中置換出銅 ②室溫下，不能將濃硫酸盛放在鐵桶中 ③K＋、Fe3＋、NO、SCN－在水溶液中能大量共存 ④因氧化鐵能與酸反應(yīng)，可用于制作紅色涂料 ⑤將Fe(NO3)2樣品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液觀察溶液是否變紅，可檢驗Fe(NO3)2晶體是否已氧化變質(zhì) A．僅①②③ B．僅①③④ C．僅②④⑤ D．全部 解析：選D?、貴eCl3和Cu反應(yīng)生成FeCl2和CuCl2，所以FeCl3溶液可用于銅質(zhì)印刷線路板制作，故錯誤；②室溫下，濃硫酸使Fe鈍化，所以能將濃硫酸盛放在鐵桶中，故錯誤；③Fe3＋與SCN－發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，所以Fe3＋與SCN－不能大量共存，故錯誤；④因氧化鐵為紅棕色，而且氧化鐵難溶于水，可以作紅色涂料，故錯誤；⑤將Fe(NO3)2樣品溶于稀H2SO4后，酸性條件下，NO能把Fe2＋氧化為Fe3＋，滴加KSCN溶液變紅，不能說明Fe(NO3)2晶體已經(jīng)變質(zhì)，故錯誤。 3．下列除雜的操作不正確的是( ) A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量鎂充分反應(yīng)后過濾 B．FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入過量鐵粉充分反應(yīng)后過濾 C．CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反應(yīng)后過濾 D.：先加入H2O2將Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反應(yīng)后過濾 掌握除去Cu2＋中混有的Fe2＋的方法 先加入氧化劑(如H2O2)將溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后向混合溶液中加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3中之一，其與Fe3＋水解產(chǎn)生的H＋反應(yīng)，促進(jìn)Fe3＋的水解，將Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而除去?！ ? 解析：選C FeCl3溶液中存在水解平衡：FeCl3＋3H2OFe(OH)3＋3HCl，加入鎂與H＋反應(yīng)，使上述平衡右移，使Fe3＋轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3而除去，A正確；加入過量鐵粉，F(xiàn)eCl3與Fe反應(yīng)生成FeCl2而達(dá)到除雜的目的，B正確；加入NaOH溶液，Cu2＋、Fe3＋均轉(zhuǎn)化成氫氧化物沉淀，不符合除雜要求，C錯誤；先用H2O2將Fe2＋氧化成Fe3＋，再利用FeCl3的水解，加入的CuO與H＋反應(yīng)，使水解平衡向生成Fe(OH)3的方向移動而除去Fe3＋，D正確。 4．現(xiàn)有濃度分別為1 molL－1的FeCl3、FeCl2、CuCl2混合溶液100 mL，加入一定量的鐵粉，按下列情況填空。 (1)充分反應(yīng)后，如果溶液中還有一定量的Cu2＋，則溶液中一定含有的金屬離子還有________，該離子在溶液中的物質(zhì)的量范圍為________________，可能含有的金屬或金屬離子為________。 (2)反應(yīng)完畢后，鐵粉有剩余，溶液中一定含有的金屬離子為________，物質(zhì)的量為________ mol，一定沒有的金屬離子為________。 解題的2個關(guān)鍵點 (1)注意與鐵粉發(fā)生反應(yīng)的先后順序 Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋……① Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu……② (2)分析是否完全反應(yīng)及離子是一定存在還是可能存在 當(dāng)有Cu2＋剩余時，表明①已進(jìn)行反應(yīng)了，而②可能沒有進(jìn)行或進(jìn)行了一部分。當(dāng)Fe有剩余時，表明反應(yīng)①、②均完全反應(yīng)。 解析：該題涉及的反應(yīng)有：①Fe＋2FeCl3===3FeCl2；②Fe＋CuCl2===Cu＋FeCl2。(1)當(dāng)Cu2＋有剩余時，一定無鐵粉，一定有Fe2＋；若Fe3＋剩余，則容器中含有Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋；若Fe3＋恰好反應(yīng)，則容器中含有Fe2＋、Cu2＋；若Cu2＋部分反應(yīng)，則容器中含有Cu、Fe2＋、Cu2＋。當(dāng)Fe3＋未被還原時，F(xiàn)e2＋取最小值為0.1 mol，當(dāng)Cu2＋全部被還原時，F(xiàn)e2＋取最大值為0.35 mol。(2)若鐵粉有剩余，則溶液中就不可能有Fe3＋、Cu2＋，因為能發(fā)生上述①②反應(yīng)。反應(yīng)完畢后，溶液中一定含有Fe2＋，由反應(yīng)的化學(xué)方程式可知n(Fe2＋)＝n(FeCl3)＋n(CuCl2)＋n(FeCl2)＝0.1 mol＋0.1 mol＋0.1 mol＝0.35 mol。 答案：(1)Fe2＋ 0.1 mol下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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