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- 2021-07-05 发布
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第三讲 铁及其重要化合物
[2017高考导航]
考纲要求
真题统计
命题趋势
1.了解铁的主要性质及其应用。
2.了解铁的重要化合物的主要性质及其应用。
3.以Fe2+、Fe3+的相互转化为例,理解变价金属元素的氧化还原反应。
4.能鉴别溶液中的Fe2+、Fe3+。
2015,卷Ⅰ 10T(AB)、27T(2);
2015,卷Ⅱ 26T(4)、28T(4);
2014,卷Ⅰ 8T(D)、37T(2);
2014,卷Ⅱ 7T(D);
2013,卷Ⅱ 10T(A)
本部分在高考中以铁及其重要化合物知识为载体,考查对化学基本概念、基本理论的掌握。主要涉及铁及其重要化合物与生产、生活密切联系的地方,如铁的腐蚀、水的净化等,题型有选择题、非选择题,选择题一般较易,非选择题难度中等,有时稍难。预计2017年高考中,还会以铁及其重要化合物为载体,对基本概念、基本理论进行考查。与生产、生活联系密切的内容,也是今后高考的趋势。复习备考时注意Fe2+、Fe3+的检验和铁及其重要化合物与实验相结合的考查。
考点一 铁及其重要化合物[学生用书P64]
1.铁的存在形式
2.铁的物理性质
纯铁具有金属的共性,如具有银白色金属光泽,具有导电、导热和延展性,具有能被磁铁吸引的特征。
3.铁的化学性质(用化学方程式表示)
铁单质性质活泼,有较强的还原性,主要化合价为+2价和+3价。
(1)与非金属单质的反应
①与O2的反应
常温:铁被腐蚀生成铁锈,其主要成分为Fe2O3。
点燃:3Fe+2O2Fe3O4。
②与Cl2的反应:2Fe+3Cl22FeCl3。
③与S的反应:Fe+SFeS。
(2)与水的反应:常温下铁与水不反应,在高温条件下与水蒸气反应:3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2。
(3)与酸的反应
①与非氧化性酸反应的离子方程式:Fe+2H+===Fe2++H2↑。
②与氧化性酸反应:遇冷的浓硫酸或浓硝酸发生钝化,与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应,但无H2产生。
(4)与盐溶液的反应
①与CuSO4溶液反应的离子方程式:Fe+Cu2+===Fe2++Cu。
②与FeCl3溶液反应的离子方程式:Fe+2Fe3+===3Fe2+。
4.铁的氧化物
化学式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗名
铁红
磁性氧化铁
颜色状态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体(有磁性)
溶解性
难溶于水
难溶于水
难溶于水
铁的化合价
+2
+3
+2,+3
稳定性
不稳定
稳定
稳定
与H+反应的离子方程式
FeO+2H+===Fe2++H2O
Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O
5.铁的氢氧化物
化学式
Fe(OH)2
Fe(OH)3
色态
白色固体
红褐色固体
与盐酸反应
Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O
Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O
受热分解
2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O
制法
可溶性亚铁盐与碱溶液反应:Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓
可溶性铁盐与碱溶液反应:Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
二者的关系
在空气中,Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3,现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,反应方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸。( )
(2)将一定量的铁、铜的混合物加入到100 mL 0.1 mol·L-1的FeCl3溶液中,充分反应后,溶液中有固体剩余,则剩余的固体中一定含有铜,可能含有铁。( )
(3)(2014·高考全国卷Ⅱ,7-D)用含硅胶、铁粉的透气小袋与食品一起密封包装,此过程没有发生化学反应。( )
(4)Fe与Cl2、Br2、I2反应均生成+3价的Fe。( )
(5)Fe与稀HNO3反应,无论生成Fe(NO3)3,还是Fe(NO3)2,还是二者混合物,被还原的HNO3总是占参与反应HNO3的。( )
(6)将水蒸气通过灼热的铁粉,铁与水在高温下反应,粉末变红。( )
(7)1 mol Cl2和Fe反应生成FeCl3转移电子数为3NA。( )
答案:(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)×
2.(高考组合题)下列说法正确的是( )
A.(2014·高考山东卷)中性溶液中可能大量存在Fe3+、K+、Cl-、SO
B.(2014·高考江苏卷)氧化铁能与酸反应,因此可用于制作红色涂料
C.(2015·高考江苏卷)Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3能一步实现
D.(2015·高考四川卷)铁粉作食品袋内的脱氧剂是起还原作用
解析:选D。A项,中性溶液中Fe3+因水解,不能大量存在,错误;B项,氧化铁用作红色涂料是利用了其颜色呈红棕色,与其能与酸反应的性质无关,错误;C项,氯化铁能够发生水解反应,因此蒸发氯化铁溶液不可能得到无水氯化铁,错误;D项,铁粉作食品袋内的脱氧剂,防止食品被氧化,起还原作用,正确。
名师点拨
(1)铁分别与氯气和盐酸反应所得的氯化物不同,Fe与Cl2反应生成FeCl3,而Fe与盐酸反应生成FeCl2。
(2)铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe2O3,而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。
(3)铁与硫蒸气反应生成的是FeS而不是Fe2S3;铁与碘蒸气反应生成的是FeI2而不是FeI3。
(4)Fe3O4的组成可理解为FeO·Fe2O3,与非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸)反应时生成Fe2+和Fe3+;与氧化性酸(如HNO3)反应时生成Fe3+;与还原性酸(如HI)反应时生成Fe2+。
(2016·金考卷选粹)把22.4 g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中,如反应只收集到0.3 mol NO2和0.2 mol NO,下列说法正确的是( )
A.反应后生成的盐只为Fe(NO3)3
B.反应后生成的盐只为Fe(NO3)2
C.反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2,其物质的量之比为1∶3
D.反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2,其物质的量之比为3∶1
[解析] 由于铁的物质的量为=0.4 mol,所以在反应的过程中它失去的电子数应介于0.8 mol(此时只产生Fe2+)和1.2 mol(此时只产生Fe3+)之间,又产生0.3 mol NO2和0.2 mol NO,即反应过程中硝酸得到的电子物质的量为0.3 mol×(5-4)+0.2 mol×(5-2)=0.9 mol,所以对应的产物既有Fe(NO3)3又有Fe(NO3)2。设前者的物质的量为x,后者的物质的量为y,则由铁原子守恒可得x+y=0.4 mol,由得失电子守恒得3x+2y=0.9 mol,解得x=0.1 mol,y=0.3 mol。
[答案] C
铁元素是典型的变价金属元素,它在化合物中主要表现为+2价和+3价,请归纳总结:
(1)Fe单质通常与哪些氧化剂反应生成+2价?
(2)Fe单质通常与哪些氧化剂反应生成+3价?
答案:(1)Fe→Fe2+:铁与氧化性比较弱的非金属单质(如S、I2)、非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸)和不活泼金属的盐溶液(如CuSO4溶液)反应,都可实现这种转化。例如:Fe+SFeS、2H++Fe===Fe2++H2↑、Cu2++Fe===Fe2++Cu。
(2)Fe→Fe3+:铁与强氧化剂(如Cl2、HNO3)在一定条件下反应可实现这种转化。例如:2Fe+3Cl22FeCl3、Fe+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O。
数轴法分析铁与稀HNO3反应的产物
一是明确哪种物质过量,二是根据两种物质的量分析讨论判断,根据反应方程式:
HNO3过量:Fe+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O;
Fe过量:Fe+2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2;
两者相加得总方程式:3Fe+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O,可以用数轴表示:
解题时需注意量的范围。
即:①≤,产物仅有Fe(NO3)3,稀HNO3可能有剩余;②≥,产物仅有Fe(NO3)2,Fe可能有剩余;③<<,产物为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2,Fe和稀HNO3都反应完全。
题组一 铁及其化合物的性质及计算
1.(2015·高考北京卷)在通风橱中进行下列实验:
步骤
现象
Fe表面产生大量无色气泡,液面上方变为红棕色
Fe表面产生少量红棕色气泡后,迅速停止
Fe、Cu接触后,其表面均产生红棕色气泡
下列说法不正确的是( )
A.Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式:2NO+O2===2NO2
B.Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应
C.对比Ⅰ、Ⅱ中现象,说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3
D.针对Ⅲ中现象,在Fe、Cu之间连接电流计,可判断Fe是否被氧化
解析:选C。A.铁放入稀HNO3中发生反应Fe+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,NO逸出,遇到O2生成NO2,气体由无色变为红棕色。B.铁放入浓HNO3中,在常温下会钝化,即在Fe表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应。C.浓HNO3的氧化性强于稀HNO3。D.在铁、铜之间连接一个电流计,根据电子的流向(与电流方向相反),可判断铁是否被氧化。若电子由铁移动到铜,则铁被氧化。
2.(2016·安徽江淮名校第二次联考)5.6 g铁粉与一定量的硫黄混合,在空气中加热发生剧烈反应,冷却后用足量的盐酸溶解反应后的残留固体,产生了2.0 L气体(标准状况),通过分析可知其小于应生成的气体量,其最可能的原因是( )
A.硫黄量不足
B.生成了FeS
C.生成了Fe2S3
D.有部分Fe被空气中的氧气氧化了
解析:选D。当此混合物反应完全后,加入足量的盐酸时,如果铁过量,1 mol铁对应1 mol氢气,如果硫过量,硫化亚铁与盐酸反应,1 mol硫化亚铁对应1 mol硫化氢气体,故5.6 g铁反应,对应的气体为2.24 L,但是实际产生的气体体积偏小,故可能原因是部分Fe被空气中的氧气氧化了。
3.向一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入150 mL 4 mol·L-1的稀硝酸恰好使混合物完全溶解,放出2.24 L NO(标准状况),往所得溶液中加入KSCN溶液,无红色出现。若用足量的H2在加热条件下还原相同质量的混合物,所得到的铁的物质的量为( )
A.0.21 mol B.0.25 mol
C.0.3 mol D.0.35 mol
解析:选B。Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物与稀硝酸恰好反应后,溶液中只有Fe(NO3)2,根据N元素守恒关系知反应后溶液中n(NO)=0.15 L ×4 mol·L-1-=0.5 mol,则n(Fe)=0.25 mol。
题组二 Fe(OH)2的制备实验探究
4.下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是________(填序号)。
解析:因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3,即发生反应:4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3。因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀,就要排除装置中的氧气或空气。①、②原理一样,都是先用氢气将装置中的空气排尽,并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中;③的原理为铁作阳极产生Fe2+,与电解NaCl溶液产生的OH-结合生成Fe(OH)2,且液面用汽油保护,能防止空气进入;⑤中液面加苯阻止了空气进入;④由于带入空气中的氧气,能迅速将Fe(OH)2氧化,因而不能较长时间看到白色沉淀。
答案:①②③⑤
制备Fe(OH)2的关键与方法
由于Fe(OH)2具有很强的还原性,易被氧化为Fe(OH)3,在实验室中制备Fe(OH)2,并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态,成为物质制备实验探究的热点。
制备原理:Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓
(1)成功关键
①溶液中不含Fe3+和O2等氧化性物质;
②制备过程中,保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。
(2)制备Fe(OH)2时常采用的方法
①采用新制备的纯亚铁盐溶液(Fe2+易被空气中的氧气氧化成Fe3+);
②将溶解亚铁盐的蒸馏水煮沸(除去溶解的氧气);
③将碱直接加到亚铁盐溶液的底部[使生成的Fe(OH)2与空气隔离];
④在亚铁盐溶液的液面上加隔氧剂(如加入苯等密度比水小而又不溶于水的有机溶剂)。
考点二 亚铁盐、铁盐的化学性质[学生用书P67]
1.Fe2+的氧化性和还原性
Fe2+处于铁的中间价态,既有氧化性,又有还原性。在中学阶段接触Fe2+的氧化还原反应中其主要表现还原性,如Fe2+遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H+)等均表现还原性。
2.Fe3+的氧化性
Fe3+处于铁的高价态,表现较强的氧化性,如Fe3+能氧化Fe、Cu、HI、H2S等。
3.Fe2+与Fe3+的相互转化
用离子方程式实现下列转化:
Fe2+Fe3+
①2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-;
②3Fe2++4H++NO===3Fe3++2H2O+NO↑;
③2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O;
④2Fe3++Fe===3Fe2+;
⑤Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+。
4.检验Fe2+、Fe3+的常用方法
(1)溶液颜色
含有Fe2+的溶液显浅绿色;含有Fe3+的溶液显(棕)黄色。
(2)用KSCN溶液和氯水
涉及的反应:
Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(红色)
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
(3)用NaOH溶液
涉及的反应:
Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓(红褐色沉淀)
Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓(白色沉淀)
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
1.写出下列转化的主要离子方程式:
(1)Fe2+ClO-(少量)、H+,Fe3+:______________________________________________;
(2)Fe3+Fe2+:_______________________________________________________;
(3)FeCl3溶液与过量Na2S溶液的反应:______________________________________。
答案:(1)2Fe2++ClO-+2H+===2Fe3++Cl-+H2O
(2)2Fe3++S2-===2Fe2++S↓
(3)2Fe3++3S2-(过量)===2FeS↓+S↓
2.在FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉,充分反应后仍有固体存在,则下列判断不正确的是( )
A.加入KSCN溶液一定不变红色
B.溶液中一定含Fe2+
C.溶液中一定含Cu2+
D.剩余固体中一定含Cu
解析:选C。铁粉与FeCl3、CuCl2的反应依次为2Fe3++Fe===3Fe2+、Cu2++Fe===Fe2++Cu。充分反应后的固体可能为Cu或Fe和Cu的混合物,又由于2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,所以无论反应后的固体为Cu还是Fe和Cu的混合物,Fe3+一定不存在,A对;由以上分析知B、D均对;若反应后固体为Cu和Fe的混合物,溶液一定无Cu2+,C错。
名师点拨
(高考组合题)下列说法正确的是( )
A.(2015·高考全国卷Ⅰ,10-A)将稀硝酸加入过量铁粉中,充分反应后滴加KSCN溶液,现象是有气体生成,溶液呈红色,原因是稀硝酸将Fe氧化为Fe3+
B.(2015·高考全国卷Ⅰ,10-B)将铜粉加入1.0 mol/L Fe2(SO4)3溶液中,现象是溶液变蓝、有黑色固体出现,原因是金属铁比铜活泼
C.(2014·高考全国卷Ⅰ,8-D)FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作是因为FeCl3能从含Cu2+的溶液中置换出铜
D.(2014·高考大纲卷改编)室温下,能将浓硫酸盛放在铁桶中
[解析] A项,过量铁粉与稀硝酸充分反应后铁元素转化为Fe2+,滴加KSCN溶液后不出现红色;B项,铜粉与Fe2(SO4)3 溶液发生反应2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,溶液变蓝但不会有黑色固体出现;C项,FeCl3与Cu2+不反应,制作线路板的原理为Fe3+能腐蚀铜,发生反应2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+;D项,室温下,Fe遇浓H2SO4钝化,可用铁桶盛放浓H2SO4。
[答案] D
1.在浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀盐酸时,溶液颜色变化应是( )
A.颜色变浅 B.逐渐变深绿
C.没有改变 D.变棕黄色
解析:选D。Fe(NO3)2溶液中加入盐酸时发生反应:3Fe2++4H++NO===3Fe3++NO↑+2H2O,有棕黄色的Fe3+生成。
2.下列试剂中,不能使Fe2+转化为Fe3+的是( )
①氯气 ②NaCl溶液 ③KMnO4溶液 ④稀硝酸
⑤盐酸
A.①②③ B.①③④
C.②④⑤ D.②⑤
解析:选D。要实现Fe2+转化为Fe3+,必须加强氧化性物质,②NaCl、⑤HCl均没有强氧化性。
题组一 Fe2+与Fe3+的转化
1.(2016·北京重点中学第一次月考)用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜,向所得的溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是( )
A.若无固体剩余,则溶液中一定有Fe3+
B.若溶液中有Cu2+,则一定没有固体析出
C.若有固体存在,则溶液中一定有Fe2+
D.若溶液中有Fe2+,则一定有Cu析出
解析:选C。无固体剩余,说明铜全部以铜离子形式存在,加入的铁粉没有与Cu2+反应,全部与Fe3+反应,溶液中一定含有Fe2+,可能含有Fe3+,A错误;若溶液中有Cu2+,加入的铁粉不足,可能只与Fe3+反应,也可能与Fe3+反应后剩余的铁粉与部分Cu2+反应生成铜,所以可能有固体析出,B错误;若有固体存在,固体中一定有铜,可能有铁,溶液中一定含有Fe2+,C正确;当加入的铁粉较少时,只发生Fe+2Fe3+===3Fe2+时,不会有铜析出,D错误。
2.(2015·高考四川卷)为了保护环境,充分利用资源,某研究小组通过如下简化流程,将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略)。
活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O===15FeSO4+8H2SO4,不考虑其他反应。请回答下列问题:
(1)第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原,应选择________(填字母编号)。
A.KMnO4溶液
B.K3[Fe(CN)6]溶液
C.KSCN溶液
(3)第Ⅲ步加FeCO3调溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH降到5.2,此时Fe2+不沉淀,滤液中铝、硅杂质被除尽。通入空气引起溶液pH降低的原因是________________________________________________________________________
________________________________________。
解析:(1)碱性氧化物(Fe2O3)与酸(H2SO4)反应生成盐[Fe2(SO4)3]和水,离子方程式为Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O。
(2)Fe3+的检验应选择KSCN溶液,C项正确;A、B项均为检验Fe2+的试剂。
(3)通入空气引起溶液pH降低的原因:Fe2+被氧化为Fe3+,Fe3+水解产生H+。
答案:(1)Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
(2)C
(3)Fe2+被氧化为Fe3+,Fe3+水解产生H+
题组二 Fe2+、Fe3+的检验
3.(教材改编)要证明某溶液中不含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NH4SCN溶液
A.①③ B.③②
C.③① D.①②③
解析:选C。在该溶液中先加入少量NH4SCN溶液,溶液不变红色,无Fe3+存在,再加入氯水,将Fe2+氧化成Fe3+,溶液变为红色。KMnO4溶液呈紫红色,溶液颜色变化不明显,所以不用KMnO4溶液。
4.向某晶体的溶液中加入含Fe2+的溶液无明显变化,当滴加几滴溴水后,混合液出现红色,由此得出下列的结论错误的是( )
A.Fe3+的氧化性比溴的氧化性强
B.该晶体中一定含有SCN-
C.Fe2+与SCN-不能形成红色化合物
D.Fe2+被溴氧化成Fe3+
解析:选A。某晶体的溶液中没有与Fe2+发生反应的离子,当加入溴水后,Fe2+一定被氧化成Fe3+,此时溶液出现红色,说明原晶体是含有SCN-的盐,很明显判断出B、C、D均正确;在Br2与Fe2+反应中,Fe3+是氧化产物,Br2是氧化剂,所以Br2的氧化性应比Fe3+的氧化性强,选项A符合题意。
1.Fe3+、Fe2+的离子共存问题
(1)Fe2+、Fe3+均易水解,与HCO、AlO、CO等因水解相互促进,在溶液中均不能大量共存。
(2)Fe3+与S2-、I-、HS-、SO、HSO,Fe2+与NO(H+)、ClO-、MnO(H+)在溶液中均因发生氧化还原反应不能大量共存。
(3)Fe3+与SCN-发生络合反应不能大量共存。
2.Fe3+水解能力强,实际上pH>3.7时,Fe3+几乎完全水解生成Fe(OH)3沉淀。欲除去某溶液中含有的Fe2+杂质时,一般先向溶液中加入氧化剂(如H2O2),使Fe2+被氧化为Fe3+,然后加碱或盐调节pH,使Fe3+转化为Fe(OH)3 沉淀除去。例如:除去MgCl2中的少量FeCl3的方法是向溶液中加入Mg[或MgO、Mg(OH)2、MgCO3]再过滤。
3.关于Fe2+和Fe3+检验问题
(1)检验Fe2+时不能先加氯水后加KSCN溶液;当溶液浓度较稀时,利用观察法或加NaOH溶液的方法都不宜检验Fe2+和Fe3+的存在。
(2)检验Fe2+和Fe3+混合溶液时,要分两次分别检验Fe2+和Fe3+,检验Fe2+时要选择酸性高锰酸钾溶液,检验Fe3+时最好选择KSCN溶液。
具体方法如下:
①Fe3+的检验
溶液变红色,说明含有Fe3+
②Fe2+的检验
酸性KMnO4溶液紫红色褪去,说明含有Fe2+
或溴水褪色,说明含有Fe2+
考点三 铁及其重要化合物的综合应用[学生用书P68]
1.“铁三角”的转化关系
书写下列反应的离子方程式或化学方程式:
(1)Al和Fe2O3高温下反应:2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe。
(2)FeCl2溶液和Cl2反应:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。
(3)FeCl2溶液和H2O2反应:2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O。
(4)FeCl2溶液和O2反应:4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O。
(5)FeCl3溶液和Cu反应:2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+。
(6)FeCl3溶液和H2S反应:2Fe3++H2S===S↓+2Fe2++2H+。
(7)FeCl3溶液和KI反应:2Fe3++2I-===2Fe2++I2。
(8)FeCl2和稀HNO3反应:3Fe2++4H++NO===3Fe3++NO↑+2H2O。
2.“铁三角”的重要应用
(1)判断离子共存
Fe2+NO(H+)、ClO-、MnO(H+);
Fe3+S2-、I-、SO;
Fe2+、Fe3+HCO、CO等水解相互促进的离子。
(2)除杂
溶液
杂质
除杂方法
FeCl2
FeCl3
加过量铁粉后过滤
FeCl3
FeCl2
加氯水或H2O2
FeCl2
CuCl2
加过量铁粉后过滤
(3)盐溶液的配制与保存
(4)物质制备
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)磁性氧化铁溶于稀硝酸:3Fe2++4H++NO===3Fe3++NO↑+3H2O。( )
(2)因为Fe3+具有氧化性,所以可以用KSCN溶液鉴别Fe3+。( )
(3)因为Fe3+有氧化性,所以FeCl3溶液可用于回收废旧电路板中的铜。( )
(4)在“硫酸亚铁铵的制备”实验中,为了得到硫酸亚铁铵晶体,应小火加热蒸发皿,直到有大量晶体析出时停止加热。( )
(5)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3。( )
(6)过量的Fe粉中加入稀HNO3,充分反应后,滴入KSCN溶液,溶液呈红色,说明稀HNO3将Fe氧化为Fe3+。( )
解析:(1)磁性氧化铁为Fe3O4,其中铁元素的化合价并不都是+2价,且氧化物不能拆开,正确的离子方程式为3Fe3O4+28H++NO===9Fe3++NO↑+14H2O。
(2)用KSCN溶液鉴别Fe3+并不是因为Fe3+具有氧化性,而是因为Fe3+与SCN-络合显示特征颜色(红色)。
(3)原理为2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+。
(4)硫酸亚铁铵是通过降温结晶的方法来制备的,其制备过程是先制成高温饱和溶液,然后冷却,而不是用蒸发结晶的方法来获得的。
(5)Fe在Cl2中燃烧只生成FeCl3。
(6)因为铁粉过量,所以总的反应方程式为3Fe+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O,滴入KSCN溶液不会呈红色。
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)×
2.如何除去括号中的杂质。
(1)Fe2+(Fe3+):__________________________________________。
(2)FeCl3(FeCl2):____________________________________________。
(3)FeCl2(CuCl2):____________________________________________________。
(4)Fe(Al):___________________________________________________________。
(5)Fe2O3(Al2O3、SiO2):_________________________________________________。
答案:(1)加过量铁粉,过滤
(2)加氯水或H2O2
(3)加过量铁粉,过滤
(4)加过量强碱溶液,过滤
(5)加过量强碱溶液,过滤
名师点拨
由于Fe3+易水解,因此无论Fe3+溶液的配制还是从FeCl3溶液中制得无水FeCl3,都需要考虑抑制Fe3+水解的措施,在此类问题的考查中,一般以实验题为主,主要是配制Fe3+溶液的操作措施,或是从FeCl3溶液获得无水FeCl3的操作之类的文字表述题。在涉及NA的说法辨析中,有时也会出现Fe3+水解的情况,此外,Fe(OH)3胶体的制备方法也是利用了FeCl3
的水解性质,要熟练掌握。
(2016·黄冈黄梅一中适应性考试)硫酸亚铁是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法错误的是( )
A.碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH)3胶体,可用作净水剂
B.为防止NH4HCO3分解,生产FeCO3需在较低温度下进行
C.可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化
D.常温下,(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的大
[解析] A.碱式硫酸铁电离产生Fe3+,Fe3+能发生水解生成Fe(OH)3胶体,Fe(OH)3胶体具有吸附性,可用作净水剂,故A正确;B.NH4HCO3不稳定,受热易分解,所以为防止NH4HCO3分解,生产FeCO3需在较低温度下进行,故B正确;C.KSCN溶液遇Fe2+溶液无现象,(NH4)2Fe(SO4)2若被氧化则生成Fe3+,KSCN溶液遇Fe3+溶液变红,故C正确;D.(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的小,所以FeSO4才能与(NH4)2SO4反应生成(NH4)2Fe(SO4)2,故D错误。
[答案] D
(1)Fe与I2反应时生成的是FeI2还是FeI3?为什么?
(2)Fe与Br2反应时生成的是FeBr3还是FeBr2?
答案:(1)FeI2;原因是Fe3+的氧化性强于I2。
(2)FeBr3;原因是Br2的氧化性强于Fe3+。
Fe2+、Fe3+相互转化中的两个关系
(1)Fe2+与强氧化剂(O2、Cl2、Br2、H2O2、Na2O2、KMnO4、浓硫酸、HNO3、NO2、K2Cr2O7等)反应时,被氧化为Fe3+。例如:2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O、6Fe2++Cr2O+14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O。
(2)Fe3+与Fe、Cu、S2-(H2S)、I-(HI)等还原剂反应时生成Fe2+。例如:2Fe3++H2S===2Fe2++S↓+2H+、2Fe3++Fe===3Fe2+、2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+(三价铁盐腐蚀印刷电路板)。
[注意] 氧化性:Ag+>Fe3+>Cu2+>Fe2+;
还原性:S2->I->Fe2+>Br->Cl-。
题组 铁及其重要化合物的综合应用
1.FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3,再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。
Ⅰ.经查阅资料得知:无水FeCl3在空气中易潮解,加热易升华。他们设计了制备无水FeCl3
的实验方案,装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下:
①检验装置的气密性;
②通入干燥的Cl2,赶尽装置中的空气;
③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成;
④……
⑤体系冷却后,停止通入Cl2,并用干燥的N2赶尽Cl2,将收集器密封。
请回答下列问题:
(1)装置A中反应的化学方程式为_________________________________________。
(2)第③步加热后,生成的烟状FeCl3大部分进入收集器,少量沉积在反应管A右端。要使沉积的FeCl3进入收集器,第④步操作是______________________________。
(3)操作步骤中,为防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步骤序号)____________。
(4)装置B中冷水浴的作用为__________________________________;装置C的名称为________;装置D中FeCl2全部反应后,因失去吸收Cl2的作用而失效,写出检验FeCl2是否失效的试剂:________________________。
(5)在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。
Ⅱ.该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S,得到单质硫;过滤后,再以石墨为电极,在一定条件下电解滤液。
(6)FeCl3与H2S反应的离子方程式为____________________________。
解析:(1)装置A中Fe在加热条件下与Cl2反应生成FeCl3:2Fe+3Cl22FeCl3。
(2)根据题目信息可知,加热时FeCl3固体易升华,所以沉积在装置A右端的FeCl3经加热使其变为气体而进入收集器。
(3)要防止FeCl3潮解,则装置中不能存在水蒸气,从实验步骤表述中分析,②⑤都涉及“干燥”,其目的都是防止FeCl3潮解。
(4)进入收集器的FeCl3为气体,经装置B中的冷水冷却后而沉积下来,便于收集产品。Fe2+的检验可用K3[Fe(CN)6]溶液,Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀。
(5)由于尾气中含有未反应的有毒气体氯气,可用盛有NaOH溶液的装置吸收,并将导管插入液面下。
(6)Fe3+具有氧化性,H2S具有还原性,二者发生氧化还原反应:2Fe3++H2S===2Fe2++S↓+2H+。
答案:(1)2Fe+3Cl22FeCl3 (2)在沉积的FeCl3固体下方加热 (3)②⑤ (4)冷却,使FeCl3沉积,便于收集产品 干燥管 K3[Fe(CN)6]溶液
(5)
(6)2Fe3++H2S===2Fe2++S↓+2H+
2.实验室利用印刷电路的废腐蚀液(含有大量CuCl2、FeCl2和FeCl3)回收Cu,主要流程如下:
(1)操作1的名称是________,需要用到的玻璃仪器有____________________。
(2)加入过量铁粉发生的离子反应有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)获得的铜粉中含有杂质,除杂所需的试剂是________(填化学式)。
(4)实验室利用如图所示装置制取一定量的FeCl3。
各装置的正确连接顺序为(填写装置代号)A→________→________→________→D。装置C的作用是____________________________________,写出装置D中反应的离子方程式:________________________________________________________________________
________________________________。
解析:(1)操作1的名称是过滤,需要用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯。(2)加入过量铁粉,Fe与Fe3+、Cu2+发生反应。(3)获得的铜粉中含有铁,可以加入稀盐酸或稀硫酸除去Fe。(4)制取的氯气中含有HCl、H2O,先通过E(饱和食盐水)除去HCl,再通过C(浓硫酸)除去H2O,然后通过B与Fe反应,D(NaOH溶液)的作用是除去过量的氯气。
答案:(1)过滤 漏斗、玻璃棒、烧杯
(2)Fe+2Fe3+===3Fe2+、Fe+Cu2+===Fe2++Cu
(3)稀HCl(或稀H2SO4)
(4)E C B 干燥Cl2,防止FeCl3水解
Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
(1)牢记1个转化关系:铁三角(Fe、Fe2+、Fe3+)之间的转化。
(2)熟记2个特殊现象:①Fe(OH)2在空气中放置的一系列颜色变化:白色→灰绿色→红褐色;②Fe3+遇SCN-,溶液变红色。
(3)记住4种颜色:Fe2+——浅绿色,Fe3+——(棕)黄色,Fe2O3——红棕色,Fe(OH)3——红褐色。
(4)判断铁与氧化剂反应产物时常出现的错误
①铁与硫化合,误认为生成Fe2S3;
②铁与盐酸反应,误认为生成FeCl3和H2;
③铁与碘单质化合,误认为生成FeI3;
④过量铁与稀HNO3反应,误认为生成Fe(NO3)3;
⑤铁与FeCl3溶液误认为不反应等。
实验探究4 Fe2+、Fe3+的转化和检验
Fe3+和Fe2+的转化和检验(人教版必修1 P61 科学探究)
在盛有2 mL FeCl3溶液的试管中,加入少量铁粉,振荡试管。充分反应后,滴入几滴KSCN溶液(如左图),观察并记录实验现象。把上层清液倒入另一试管,再加入几滴氯水(如右图),又发生了什么变化?
FeCl3溶液中加入少量Fe粉,振荡加入几滴KSCN溶液,静置后,下层溶液呈红色,上层清液为浅绿色(反应为Fe+2Fe3+===3Fe2+);把上层清液倒入另一试管,再加入几滴氯水,溶液变为红色(反应为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-),因此Fe2+Fe3+。
1.除去FeCl3溶液中的Fe2+,有哪些措施?
答案:通入氯气或氧气;加入氯水;加入H2O2等。
2.Fe3+转化为Fe2+的实验方法有哪些?
答案:加入铁粉或铜粉;加入NaI溶液;加入Na2S溶液等。
3.Fe2+与NO能否大量共存?若向其中再加入少量盐酸,情况如何?
答案:在中性条件下,Fe2+与NO能大量共存,但在酸性条件下, NO能将Fe2+氧化成Fe3+而不能大量共存。
4.如何证明Fe3O4中既有+2价铁又有+3价铁?
答案:取一定量Fe3O4溶于稀硫酸,形成溶液,分别取该溶液于两支试管中,一支试管中加入KSCN溶液,溶液变红,说明含有Fe3+,证明Fe3O4中有+3价铁;另一支试管中加入酸性KMnO4溶液,紫红色褪去,说明含有Fe2+,证明Fe3O4中有+2价铁。
一、选择题
1.下列有关铁及其化合物的说法中正确的是( )
A.赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B.铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2
C.除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉,然后过滤
D.Fe3+遇KSCN溶液产生红色沉淀
解析:选C。赤铁矿的主要成分是Fe2O3;铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2;Fe3+遇KSCN溶液,溶液变为红色,但没有沉淀产生。
2.某同学欲探究铁及其化合物的性质,他的下列实验方案可行的是( )
A.将铁粉加入热的浓硫酸中:探究铁的活泼性
B.将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中:制备Fe(OH)3胶体
C.在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液:制备FeSO4·6H2O晶体
D.将Cu粉加入Fe(NO3)3溶液中:验证Fe3+的氧化性强于Cu2+
解析:选D。热的浓硫酸不仅能与铁反应,还能与铜反应,因此将铁粉加入热的浓硫酸中,不能用于探究铁的活泼性,故A项方案不可行;将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中,会得到氢氧化铁沉淀而不是氢氧化铁胶体,故B项方案不可行;在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液,一方面氧气可将FeSO4氧化,另一方面会得到不含结晶水的化合物,故C项方案不可行;将Cu粉加入Fe(NO3)3溶液中,发生反应:Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+,该反应说明Fe3+的氧化性强于Cu2+,故D项方案可行。
3.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项中只能说明含有Fe3+,不合理;B项原溶液中可能只有Fe3+而没有Fe2+;D项中氧化后生成红褐色沉淀Fe(OH)3也可能掩盖了白色沉淀Mg(OH)2。
4.为了验证Fe3+的性质,某化学兴趣小组设计了下图所示的一组实验,其中实验方案设计错误的是( )
A.④ B.③
C.③④ D.①②③④⑤
解析:选C。③不反应,实验方案及现象均错;④检验的是Cl-,与Fe3+的性质无关。
5.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,然后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,然后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+,则产生的氢氧化铁的红褐色沉淀会掩盖Fe(OH)2的白色,所以不可能存在Fe3+,而Mg(OH)2是白色的,有可能存在。
6.如图两圆相交部分A、B、C、D分别表示两物质间的反应。下列各对应反应的离子方程式书写不正确的是( )
A.Fe+4H++NO===Fe3++NO↑+2H2O
B.Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O
C.Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O
D.3Fe(OH)2+10H++NO===3Fe3++NO↑+8H2O
解析:选B。Fe3O4与足量稀HNO3反应时,Fe2+会被氧化为Fe3+,正确的离子方程式为3Fe3O4+28H++NO===9Fe3++NO↑+14H2O。
7.(2016·江南十校联考)研究反应物的化学计量数与产物之间的关系时,使用类似数轴的方法可以收到直观形象的效果,下列表达不正确的是( )
A.NaOH溶液与SO2反应时溶液中溶质的情况
B.NaAlO2溶液与盐酸反应后铝的存在形式
C.Fe在Cl2中燃烧产物
D.Fe和稀HNO3反应后,铁的存在形式
解析:选C。A正确,因为发生的反应为SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O和SO2+NaOH===NaHSO3。B正确,因为发生的反应为AlO+H++H2O===Al(OH)3↓和AlO+4H+===Al3++2H2O。C不正确,因为不论反应物比例是多少,发生的反应总是2Fe+3Cl22FeCl3。D正确,因为如果铁过量,过量的铁与生成的Fe3+继续反应,生成Fe2+。
8.某溶液中有Mg2+、Fe2+、Al3+、Cu2+等离子,向其中加入过量的NaOH溶液后,过滤,将滤渣高温灼烧并将灼烧后的固体投入到过量的稀盐酸中,所得溶液与原溶液相比,溶液中大量减少的阳离子是( )
A.Mg2+、Fe2+ B.Fe2+、Al3+
C.Al3+ D.Cu2+
解析:选B。该溶液中加入过量的NaOH溶液后:Mg2+→Mg(OH)2、Fe2+→Fe(OH)2、Al3+→AlO、Cu2+→Cu(OH)2;过滤后滤渣中含有Mg(OH)2、Fe(OH)2、Cu(OH)2;高温灼烧后Mg(OH)2→MgO、Fe(OH)2→Fe2O3、Cu(OH)2→CuO;将MgO、Fe2O3、CuO投入过量盐酸后生成Mg2+、Fe3+、Cu2+,故应选择B。
9.某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3,若向其中逐渐加入铁粉,溶液中Fe2+浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如下图所示。则稀溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为( )
A.1∶1∶1 B.1∶3∶1
C.3∶3∶8 D.1∶1∶4
解析:选D。据氧化性由强到弱的顺序HNO3>Fe3+>Cu2+,可知随铁粉的增加,反应的方程式分别为
4HNO3(稀)+Fe===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
4 mol 1 mol 1 mol
2Fe(NO3)3+Fe===3Fe(NO3)2
2 mol 1 mol 3 mol
Cu(NO3)2+Fe===Fe(NO3)2+Cu
1 mol 1 mol 1 mol
所以原溶液中,Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的物质的量之比为(2 mol-1 mol)∶1 mol∶4 mol=1∶1∶4。
二、非选择题
10.在高温条件下铁与水能发生反应。资料显示,在不同温度下,还原铁粉与水蒸气反应的产物是不同的,温度低于570 ℃时,生成FeO,高于570 ℃时,生成Fe3O4。老师用如图所示实验装置,完成还原铁粉与水蒸气反应的演示实验。
(1)实验中使用肥皂液的作用是________________________________________________________________________。
(2)某同学设计下列实验方案以确定实验后试管内的固体是否存在Fe3O4。
确定是否存在Fe3O4,需要测定并记录的实验数据是________________。
答案:(1)检验反应中生成的H2
(2)固体样品质量和红棕色固体的质量
11.A~G各物质间的转化关系如下图,其中B、D为气态单质。
Fe,△,
请回答下列问题:
(1)物质C和E的名称分别为____________、________________________________________________________________________。
(2)可选用不同的A进行反应①,若能在常温下进行,其化学方程式为________________________________________________________________________;
若只能在加热情况下进行,则反应物A应为________________________________________________________________________。
(3)反应②的化学方程式为________________________________________________________________________。
(4)新配制的F溶液应加入________以防止其转化为G。检验G溶液中阳离子的常用试剂是____________,实验现象为________________________________________________________________________。
解析:因为铁在氧气中燃烧生成Fe3O4,Fe3O4与盐酸反应生成FeCl3、FeCl2,铁与氯气反应生成FeCl3,所以B为O2,C为浓盐酸,G为FeCl3、F为FeCl2、E为Fe3O4。(1)二氧化锰与稀盐酸不反应,所以C的名称应为浓盐酸;(2)KClO3在MnO2作催化剂条件下加热分解生成O2,H2O2在MnO2作催化剂条件下常温下生成O2;(4)因为Fe2+易被氧化,所以向Fe2+溶液中加入铁粉,防止Fe2+被氧化。
答案:(1)浓盐酸 四氧化三铁
(2)2H2O22H2O+O2↑ KClO3
(3)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(4)铁粉 KSCN溶液 溶液变红色
12.铁及其化合物在日常生活中应用广泛,请根据下列实验回答问题。
(1)生铁中含有一种铁碳化合物X。X在足量的空气中高温煅烧,生成有磁性的固体Y,将Y溶于过量盐酸后溶液中大量存在的阳离子是______________;所得溶液再与过量浓硝酸反应后溶液中含有的盐的化学式为____________。
(2)氧化铁是重要的工业颜料,用废铁屑制备它的流程如下:
回答下列问题:
①操作Ⅰ的名称是________;操作Ⅱ的名称是________;操作Ⅱ的方法为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②请完成生成FeCO3沉淀的离子方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)铁的氧化物中具有磁性的是Fe3O4,Fe3O4溶于过量的盐酸后溶液中存在的阳离子是Fe2+、Fe3+、H+;所得溶液再与过量的浓硝酸反应时其中的Fe2+会被氧化为Fe3+,所以反应后的溶液中含有的盐是Fe(NO3)3和FeCl3。(2)①从流程图中可知经操作Ⅰ后得到滤渣,故该操作是过滤;操作Ⅱ是在得到FeCO3
沉淀后进行的,故该操作是洗涤;洗涤的具体操作为沿玻璃棒向漏斗中加入适量蒸馏水浸没沉淀,让蒸馏水自然流下,重复操作2~3次。②从流程图中分析,生成FeCO3沉淀的离子方程式为Fe2++2HCO===FeCO3↓+CO2↑+H2O。
答案:(1)Fe2+、Fe3+、H+ Fe(NO3)3、FeCl3
(2)①过滤 洗涤 沿玻璃棒向漏斗中加入适量蒸馏水浸没沉淀,让蒸馏水自然流下,重复操作2~3次
②Fe2++2HCO===FeCO3↓+CO2↑+H2O
13.某化学小组欲探究铁及其化合物的氧化性和还原性,请回答下列问题。
(1)除胶头滴管外,你认为本实验必不可少的一种玻璃仪器是________。
(2)请帮他们完成以下实验报告:
实验目的:________________________________________________________________________。
试剂:铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、锌片、铜片。
实验记录:
序号
实验内容
实验现象
离子方程式
实验结论
①
在FeCl2溶液中滴入适量氯水
溶液由浅绿色变为棕黄色
Fe2+具有还原性
②
在FeCl2溶液中加入锌片
Zn+Fe2+=== Zn2++Fe
③
在FeCl3溶液中加入足量铁粉
Fe+2Fe3+===3Fe2+
Fe3+具有氧化性
④
Fe3+具有氧化性
实验结论:
Fe只有还原性,Fe3+只有氧化性,Fe2+既有氧化性,又有还原性。
(3)根据以上结论判断,下列物质中既有氧化性,又有还原性的有________(填字母序号)。
A.Cl2 B.Na C.Na+ D.Cl- E.SO2 F.NO2
(4)亚铁盐在溶液中易被氧化,而实验室中需要纯净的亚铁盐溶液。那么保存亚铁盐溶液时可以在溶液中加入少量________以防止亚铁盐被氧化。
解析:本题的实验目的是探究铁及其化合物的氧化性和还原性,在探究时,要从氧化还原反应的规律着手,元素处于最高价时只有氧化性,所以应向其中加入还原剂,同理在探究其还原性时要向其中加入氧化剂,处于中间价态的元素既有氧化性又有还原性。
答案:(1)试管 (2)探究铁及其化合物的氧化性和还原性
①Cl2+2Fe2+===2Cl-+2Fe3+ ②Fe2+具有氧化性
③铁粉逐渐溶解,溶液由棕黄色变为浅绿色
④在FeCl3溶液中加入铜片 2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
(3)AEF (4)铁粉
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