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高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物学案
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这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物学案，共12页。
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素养新目标
1．认识铁元素的性质与存在。
2．掌握铁及其重要化合物的性质。
3．学会用实验的手段研究物质性质的方法。
4．了解铁及其化合物的广泛用途。
[预习新知]
一、铁的单质
1．铁的存在
铁在地壳中含量仅次于氧、硅和铝，居第四位，主要以＋2价和＋3价化合物的形式存在。铁单质在自然界中以陨铁的形态存在。
2．物理性质
纯净的铁是光亮的银白色金属，密度较大，熔点较高。具有导热性、导电性、延展性，能被磁体吸引。
3．化学性质
(1)与非金属反应
2Fe＋3Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))2FeCl3 3Fe＋2O2eq \(=====,\s\up7(点燃))Fe3O4
(2)与水反应
3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2
(3)与酸反应
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
(4)与盐溶液反应
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
结论：铁在化学反应中做为还原剂：
Fe－2e－eq \(――――→,\s\up7(弱氧化剂))Fe2＋ Fe－3e－eq \(――→,\s\up7(强氧化剂))Fe3＋
二、铁的重要化合物
1．铁的氧化物
(1)物理性质
(2)化学性质
①稳定性： Fe2O3、Fe3O4较稳定； FeO不稳定，受热能氧化为Fe3O4。
②与酸反应：FeO、Fe2O3都是碱性氧化物，都能与酸反应生成盐和水。分别写出它们与盐酸反应的离子方程式：FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O、Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。
2．铁的氢氧化物的制备
3.铁的氢氧化物的化学性质
氢氧化铁和氢氧化亚铁都为不溶性碱，它们具有的性质是
(1)能与酸反应，它们分别与盐酸反应的离子方程式是Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O， Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O。
(2)不稳定，受热易分解，其化学方程式分别为
①Fe(OH)3： 2Fe(OH)3eq \(=====,\s\up7(△))Fe2O3＋3H2O，
②Fe(OH)2： Fe(OH)2eq \(=====,\s\up7(△))FeO＋H2O(隔绝空气)。
4．铁盐和亚铁盐
(1)Fe2＋和Fe3＋的检验：
(2)Fe2＋与Fe3＋的转化：
①实验及现象：
溶液由棕黄色→eq \(□,\s\up1(36))浅绿色→溶液eq \(□,\s\up1(37))无明显变化→溶液变成eq \(□,\s\up1(38))红色。
②反应的离子方程式：
eq \(□,\s\up1(39))2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
③结论：Fe3＋eq \(,\s\up14(铁等强还原剂),\s\d15(氯气等强氧化剂))Fe2＋
[即学即练]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)自然界中不存在游离态的铁。( )
(2)Fe3O4中化合价有＋2和＋3价为混合物。( )
(3)FeO在空气中加热生成Fe2O3。( )
(4)FeO和Fe2O3均为碱性氧化物。( )
(5)Fe2＋可以被Cl2氧化为Fe3＋，说明Fe2＋具有氧化性。( )
(6)向溶液中加KSCN溶液，溶液变红色，说明溶液中不含Fe2＋。( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)×
2．铁在一定条件下与O2、水蒸气反应的共同产物是( )
A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe(OH)2
答案：C
3．下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是( )
①过量的Fe和Cl2反应
②Fe与过量稀硫酸反应
③FeCl2溶液中通入少量Cl2
④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中
A．① B．①③ C．①②③ D．全部
解析：①中的Cl2能将铁氧化为＋3价。②中Fe与稀硫酸反应只能生成Fe2＋。③在溶液中Fe2＋被Cl2氧化生成Fe3＋。④中首先发生Fe与盐酸生成FeCl2、Fe2O3与盐酸生成FeCl3的反应，但题中未给出反应物间相对量的关系，若铁是足量的，则能将生成的FeCl3全部还原为FeCl2。
答案：B
4．某钢铁厂附近居民经常受到该厂产生的红棕色烟雾的困扰。据你估计这一空气污染物中可能含有( )
A．Fe粉尘 B．FeO粉尘 C．Fe3O4粉尘 D．Fe2O3粉尘
答案：D
技 能 素 养
目标一 Fe2＋、Fe3＋的检验方法
[例1] 要证明某溶液中不含有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】 加入NH4SCN无红色物质产生证明无Fe3＋，再加氯水，若有Fe2＋，则Fe2＋可被氧化为Fe3＋，使溶液变红色；KMnO4酸性溶液也能氧化Fe2＋，但KMnO4本身为紫红色，加入足量酸性KMnO4后，使Fe3＋与NH4SCN反应后溶液的颜色不易被观察。
【答案】 C
[提升1] 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＋，可能有Fe2＋，一定没有Mg2＋
C．一定有Fe3＋，一定没有Fe2＋、Mg2＋
D．一定有Fe2＋，可能有Mg2＋，一定没有Fe3＋
答案：D
[核心能力]
Fe2＋、Fe3＋的检验方法
(1)直接观察颜色
(2)利用氢氧化物沉淀的颜色
(3)利用显色反应
(4)利用Fe2＋的还原性
(5)利用Fe3＋的氧化性
除杂问题(括号内为杂质)：
①FeCl3溶液(FeCl2)：加足量氯水或H2O2或通入足量Cl2。
②FeCl2溶液(FeCl3)：加足量铁粉，充分反应后过滤。
③FeSO4溶液(CuSO4)：加足量铁粉，充分反应后过滤。
④Fe粉(铝)、Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液，充分反应后过滤。
目标二 铁及其化合物之间的转化
[例2] 已知下述三个实验均能发生化学反应：
下列判断正确的是( )
A．实验①中铁钉只作还原剂
B．实验②中Fe2＋既显氧化性又显还原性
C．实验③中发生的是置换反应
D．上述实验证明氧化性：Fe3＋＞Fe2＋＞Cu2＋
【解析】 实验①中铁钉作还原剂，氧化性Cu2＋＞Fe2＋；实验②中Fe2＋只表现还原性，实验③中反应为：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2不是置换反应，分析可知，氧化性：Fe3＋＞Cu2＋，综上可知氧化性Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，故A正确，B、C、D错误。
【答案】 A
[提升2] 已知A是一种常见金属，F是一种红褐色沉淀。试根据图中转化关系，回答下列问题。
推断题的解题思路：根据物质的物理性质(特别是色、态)和化学性质(相互转化关系、反应条件等)，找出具有特征条件的物质，再由相互转化关系逐步推断。
(1)写出A、C、F、G的化学式：
A．________；C.________；F.________；G.________。
(2)检验D中阳离子的方法为
________________________________________________________________________。
(3)保存C溶液时要加固体A的原因是
________________________________________________________________________。
(4)写出下列转化的离子方程式：
①D→C：__________________________；
②C→D：__________________________。
(5)写出E→F的化学方程式：
________________________________________________________________________。
解析：根据F是红褐色沉淀知F是Fe(OH)3，从而推知A为Fe，B为Fe3O4，C是FeCl2，D是FeCl3，E为Fe(OH)2，F为Fe(OH)3，G为Fe2O3，X为H2。
答案：
(1)Fe FeCl2 Fe(OH)3 Fe2O3
(2)取D溶液少许于试管中，加入几滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含Fe3＋
(3)防止Fe2＋被O2氧化
(4)①2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ ②2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(5)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
[核心能力]
铁及其化合物之间的转化
1．Fe只有还原性，可以被氧化成＋2价或＋3价的铁：
如Fe＋2H＋===H2↑＋Fe2＋ 2Fe＋3Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))2FeCl3 3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2
2．Fe2＋既有氧化性又有还原性：
如2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋
3．Fe3＋具有较强的氧化性，可被还原为＋2价或0价的铁：
如2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ 3CO＋Fe2O3eq \(=====,\s\up7(△))2Fe＋3CO2
与Fe3＋、Fe2＋有关的离子共存问题：
①Fe3＋与I－、S2－、HS－、SOeq \\al(2－,3)、HSOeq \\al(－,3)等因发生氧化还原反应而不能大量共存。
②Fe2＋与MnOeq \\al(－,4)(H＋)、NOeq \\al(－,3)(H＋)、ClO－等因发生氧化还原反应而不能大量共存。
学考评价
授课提示：对应学生用书41页
1．下列有关铁与水反应的说法中正确的是( )
A．在任何条件下，铁与水均能发生反应
B．在高温时，铁与水蒸气反应生成氢氧化铁和H2
C．在高温时，铁与水蒸气反应生成氧化铁和H2
D．在高温时，铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和H2
答案：D
2．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是( )
A．①② B．①③
C．②③ D．①②③
解析：因为Fe(OH)2在空气中易被氧化成Fe(OH)3，故要长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的空气或氧气。装置①是先用H2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中液面上加苯阻止了空气进入；②由于能接触到空气中的O2，故不能较长时间观察到白色沉淀。
答案：B
3．向某溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化。当再滴入几滴新制氯水后，混合溶液变成红色，则下列结论错误的是( )
A．该溶液中一定含有SCN－
B．氧化性：Fe3＋>Cl2
C．Fe2＋与SCN－不能形成红色物质
D．Fe2＋被氧化为Fe3＋
解析：溶液中的Fe2＋与加入的新制氯水发生反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，故氧化性：Fe3＋
答案：B
4．把表面有氧化物的相同大小的铜片和铁片一起放入盐酸中，充分反应后，所得溶液中的金属离子为( )
A．Fe3＋和Cu2＋ B．Fe2＋和Cu2＋ C．Fe2＋和Fe3＋ D．Fe2＋
解析：本题涉及的物质的反应有：CuO与盐酸的反应，Fe、Fe2O3与盐酸的反应，Fe3＋与Fe、Cu的反应，Fe与Cu2＋的反应等。表面氧化物较少，溶于盐酸后，生成的Fe3＋和Cu2＋较少，分别被Fe还原为Fe2＋和Cu，Cu与盐酸不反应，Fe与盐酸反应生成Fe2＋。
答案：D
5．化合物A、B组成元素相同，且B为白色。C是一种与B含有相同价态该金属元素的硫酸盐，向C中加入适量的NaOH溶液，可观察到生成的沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色沉淀A，加热A可得红棕色粉末D。回答下列问题：
(1)写出各物质的化学式：A________、B________、C________、D________。
(2)写出B转化为A的化学方程式：
________________________________________________________________________。
写出A受热分解的化学方程式：
________________________________________________________________________。
解析：解答本题的关键是抓住C与NaOH溶液反应的特征现象，确定A是Fe(OH)3，C是FeSO4，B为Fe(OH)2，D为Fe2O3。
答案：
(1)Fe(OH)3 Fe(OH)2 FeSO4 Fe2O3
(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
2Fe(OH)3eq \(=====,\s\up7(△))Fe2O3＋3H2O
练后感悟
制备Fe(OH)2的注意问题
(1)Fe2＋极易被氧化，所以FeSO4溶液要现制现用。
(2)为了防止Fe2＋被氧化，配制FeSO4溶液的蒸馏水和NaOH溶液要煮沸，尽可能除去O2。
(3)为了防止滴加NaOH溶液时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长滴管伸入到FeSO4溶液的液面下，再挤出NaOH溶液。
(4)为防止Fe2＋被氧化，还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有机物，以隔绝空气。
课时作业14 铁及其化合物
授课提示：对应学生用书95页
[学业达标]
1．下列说法正确的是( )
A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B．Fe2O3为碱性氧化物，可与水反应生成Fe(OH)3
C．铁锈的主要成分是Fe2O3
D．Fe3O4中铁元素有＋2价和＋3价，Fe3O4是混合物
解析：赤铁矿、铁锈的主要成分是Fe2O3，A错误，C正确；Fe2O3为碱性氧化物，但不与水反应，B错误；Fe3O4为纯净物，不是混合物，D错误。
答案：C
2．下列物质的颜色和性质或用途对应正确的是( )
A．①④⑤ B．②③ C．①②③④⑤ D．①③
解析：Fe(OH)2为白色；Fe2＋具有较强的还原性，Fe3＋具有较强的氧化性。
答案：D
3．下列关于Fe2＋和Fe3＋的叙述中，错误的是( )
A．Fe2＋的水溶液为浅绿色
B．Fe3＋的水溶液为黄色
C．Fe3＋具有氧化性，Fe2＋具有还原性
D．Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，立即出现红色沉淀
解析：Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，生成红色可溶性物质，不是红色沉淀。
答案：D
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：A项，加入KSCN后呈红色，说明含Fe3＋，但不能说明是否含有Fe2＋；B项，通Cl2后再加入KSCN溶液变红色说明所得的溶液中含有Fe3＋，而原溶液中是否含有Fe3＋、Fe2＋无法判断；C项，加入NaOH得红褐色沉淀说明含有Fe3＋；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，红褐色很容易掩盖其他白色沉淀的现象。
答案：C
5．选择合适试剂完成甲、乙两组实验。
甲组：检验含Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋；
乙组：检验含Fe2＋的溶液中是否含有Fe3＋。
下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是( )
解析：由于Fe3＋的干扰，在检验Fe2＋时使用酸性KMnO4溶液，只有B正确。
答案：B
6．要除去FeCl2溶液中少量的FeCl3，下列方法可行的是( )
A．滴入KSCN溶液
B．加入铁粉
C．通入氯气
D．加入铜粉
解析：Fe＋2FeCl3===3FeCl2，故可用Fe除FeCl2中的FeCl3。
答案：B
7．在含有1 ml FeSO4的溶液中投入一小块金属钠，反应完全后，滤出沉淀并洗涤，然后在空气中灼烧沉淀得到的固体物质是( )
A．FeO B．Fe
C．Fe(OH)3 D．Fe2O3
解析：金属钠投入溶液生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠与FeSO4溶液反应生成Fe(OH)2，在空气中灼烧沉淀时，首先Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3，Fe(OH)3再分解生成Fe2O3和水。
答案：D
8．将下列四种化合物溶于稀盐酸，滴加硫氰化钾溶液，没有颜色变化，再加氯水即呈现红色的是( )
A．FeO B．Fe2O3
C．FeCl3 D．Fe2(SO4)3
解析：题述现象说明化合物中含有Fe2＋。
答案：A
9．下列离子方程式正确的是( )
A．将氨水滴入到FeCl3溶液中 Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
B．氧化铁与盐酸反应 Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
C．向FeCl3溶液中加入铁粉 Fe＋Fe3＋===2Fe2＋
D．向氯化亚铁溶液中通入Cl2 Fe2＋＋Cl2===Fe3＋＋2Cl－
解析：A项在书写离子方程式时，弱电解质NH3·H2O不能拆写成离子的形式；C项离子方程式中除遵循元素守恒外，电荷也必须守恒，正确的离子方程式应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋；D项只符合元素守恒，不符合电荷守恒，正确的离子方程式应为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
答案：B
10．当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，烧杯底部不可能出现的是( )
A．有铜无铁 B．有铁无铜
C．有铁有铜 D．无铁无铜
解析：向盛有FeCl3溶液的烧杯中同时加入Fe粉和Cu粉，由于Fe的还原性比Cu强，Fe3＋首先与Fe反应，如果Fe3＋有剩余，剩余的Fe3＋再与Cu反应，Fe粉未反应完时铜粉就不会被氧化。所以不可能出现烧杯中有铁无铜的现象，故选B。
答案：B
11．在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液中加入铁粉，待反应结束后，所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引，则反应后溶液中存在较多的阳离子是( )
A．Cu2＋ B．Fe3＋ C．Fe2＋ D．H＋
解析：因所剩固体能被磁铁吸引，说明Fe有剩余，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋，2H＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑，即Fe3＋、Cu2＋、H＋等可与Fe反应，不可能存在较多。
答案：C
12．有关铁的化合物的说法中，错误的是( )
A．Fe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色
B．由图示操作可制取Fe(OH)2
C．Fe3O4、Fe(OH)3都可以由化合反应制得
D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔效应
解析：Fe(OH)2是一种白色固体，A错误；煤油能减少FeSO4溶液与氧气接触，可以避免试管中部分氧气对氢氧化亚铁的氧化，B正确；铁在氧气中燃烧可生成Fe3O4，可通过化合反应：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3制取Fe(OH)3，C正确；Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔效应，D正确。
答案：A
13．某同学对未知物A盐的水溶液进行了鉴定，实验过程及现象如下图所示：
现对A、B、C、D做出的如下推断中，不正确的是( )
A．A盐一定是FeCl3
B．白色沉淀B可能是AgCl
C．C中一定含Fe3＋
D．无法确定A中是否含有Fe2＋
解析：因为A中加入了硝酸酸化的AgNO3溶液，HNO3可以把Fe2＋氧化成Fe3＋，所以A盐也可能为FeCl2。
答案：A
14．A、B、C、D、E分别是铁或铁的化合物。其中D是一种红褐色沉淀。其相互反应关系如图所示：
根据如图所示变化，按要求回答下列问题：
(1)写出A、E的化学式：
A________，E________。
(2)写出其中几步反应的化学方程式：
C→B：_______________________________________________________________；
B→D：_______________________________________________________________；
E→A：_______________________________________________________________。
(3)C中加入NaOH溶液，看到的现象是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：解答该题的关键是D，因为D为红褐色沉淀，可知D是Fe(OH)3，则E是Fe2O3，A是Fe，B是FeCl3，C是FeCl2。
答案：
(1)Fe Fe2O3
(2)2FeCl2＋Cl2===2FeCl3(合理即可)
FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl(合理即可)
Fe2O3＋3COeq \(=====,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2(或Fe2O3＋2Aleq \(=====,\s\up7(高温))2Fe＋Al2O3)
(3)出现白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色
[等级突破]
15．某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水反应”的实验，并检验产物的性质，请回答下列问题：
(1)A装置的作用是________，B中反应的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)D的作用是
________________________________________________________________________。
(3)E中的现象是
________________________________________________________________________。
(4)A、B两个装置中应先点燃________处的酒精(喷)灯，点燃E处酒精灯之前应进行的操作是________________________________________________________________________。
解析：
(1)B中进行的反应是3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2，故A为提供水蒸气的装置。
(2)D的作用是除去未反应的水蒸气，干燥H2。
(3)E中反应为H2＋CuOeq \(=====,\s\up7(△))Cu＋H2O，故黑色粉末变红，同时硬质玻璃管右端会有水珠生成。
(4)应先点燃A处，若先点燃B处，B中的Fe会与空气中O2反应生成Fe2O3，点燃E处酒精灯前要收集H2，检验纯度。
答案：
(1)产生水蒸气 3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2
(2)吸收未反应的水蒸气
(3)黑色固体变为红色，右端管壁有水珠生成
(4)A 收集H2，并检验其纯度
16．某化学兴趣小组利用下列试剂：铁粉、锌粉、0.1 ml·L－1 FeCl3溶液，0.1 ml·L－1 FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水，探究Fe2＋、Fe3＋的氧化性、还原性，并利用实验结论解决一些问题。
(1)用所给试剂写出体现Fe2＋具有还原性的反应的化学方程式
________________________________________________________________________。
(2)设计实验方案，完成下列表格。
(3)该兴趣小组为说明“Fe2＋具有氧化性”，提出了向FeCl2溶液中加入锌粉，观察实验现象的方案，该反应的离子方程式为____________________________________________。
(4)某反应中反应物与生成物有Fe3＋、Mn2＋、H＋、MnOeq \\al(－,4)、H2O和一种未知离子X，已知MnOeq \\al(－,4)在反应中得到电子，则X离子是________。
解析：
(1)在反应中Fe2＋作还原剂，体现其还原性，因此应选择氧化剂，所以选用氯水，反应为2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。
(2)向FeCl3溶液中加入铁粉，发生的反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，所以溶液由棕黄色变为浅绿色。向FeCl2的溶液中滴加硫氰化钾溶液不变红。
(3)向FeCl2的溶液中加入锌粉，离子反应为Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋。
(4)已知MnOeq \\al(－,4)得电子，故MnOeq \\al(－,4)是氧化剂，Mn2＋为还原产物，则题目提供的Fe3＋是氧化产物，故还原剂为Fe2＋。即X为Fe2＋。
答案：(1)2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
(2)浅绿色 不变色
(3)Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe
(4)Fe2＋
氧化物
FeO
Fe2O3
Fe3O4
颜色状态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体
铁的价态
＋2
＋3
＋2、＋3
溶解性
都不溶于水
实验操作
实验现象
结论(用方程式表示)
试管中有红褐色沉淀产生
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
试管中先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色)、
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
①
②
③
将铁钉放入硫酸铜溶液中
向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水
将铜丝放入氯化铁溶液中
编号
物质
颜色
性质/用途
①
Fe2O3
红棕色
红色油漆、涂料
②
Fe(OH)2
红棕色
易被氧化成灰绿色，最终变为红褐色
③
Fe(OH)3
红褐色
受热易分解生成红棕色粉末
④
Fe2＋
黄色
具有较强氧化性
⑤
Fe3＋
浅绿色
具有较强的还原性
试剂
选项
甲组
乙组
A
新制氯水、KSCN溶液
NaOH溶液
B
酸性KMnO4溶液
KSCN溶液
C
KOH溶液
溴水
D
溴水
酸性KMnO4溶液
探究内容
实验方案
实验现象
探究Fe3＋具有氧化性
取少量0.1 ml·L－1 FeCl3溶液，往溶液中加入足量铁粉，再加入少量KSCN溶液
加入铁粉后，溶液颜色变为______；加入KSCN溶液后，溶液________
核心微网络
素养新目标
1．认识铁元素的性质与存在。
2．掌握铁及其重要化合物的性质。
3．学会用实验的手段研究物质性质的方法。
4．了解铁及其化合物的广泛用途。
[预习新知]
一、铁的单质
1．铁的存在
铁在地壳中含量仅次于氧、硅和铝，居第四位，主要以＋2价和＋3价化合物的形式存在。铁单质在自然界中以陨铁的形态存在。
2．物理性质
纯净的铁是光亮的银白色金属，密度较大，熔点较高。具有导热性、导电性、延展性，能被磁体吸引。
3．化学性质
(1)与非金属反应
2Fe＋3Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))2FeCl3 3Fe＋2O2eq \(=====,\s\up7(点燃))Fe3O4
(2)与水反应
3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2
(3)与酸反应
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
(4)与盐溶液反应
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
结论：铁在化学反应中做为还原剂：
Fe－2e－eq \(――――→,\s\up7(弱氧化剂))Fe2＋ Fe－3e－eq \(――→,\s\up7(强氧化剂))Fe3＋
二、铁的重要化合物
1．铁的氧化物
(1)物理性质
(2)化学性质
①稳定性： Fe2O3、Fe3O4较稳定； FeO不稳定，受热能氧化为Fe3O4。
②与酸反应：FeO、Fe2O3都是碱性氧化物，都能与酸反应生成盐和水。分别写出它们与盐酸反应的离子方程式：FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O、Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。
2．铁的氢氧化物的制备
3.铁的氢氧化物的化学性质
氢氧化铁和氢氧化亚铁都为不溶性碱，它们具有的性质是
(1)能与酸反应，它们分别与盐酸反应的离子方程式是Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O， Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O。
(2)不稳定，受热易分解，其化学方程式分别为
①Fe(OH)3： 2Fe(OH)3eq \(=====,\s\up7(△))Fe2O3＋3H2O，
②Fe(OH)2： Fe(OH)2eq \(=====,\s\up7(△))FeO＋H2O(隔绝空气)。
4．铁盐和亚铁盐
(1)Fe2＋和Fe3＋的检验：
(2)Fe2＋与Fe3＋的转化：
①实验及现象：
溶液由棕黄色→eq \(□,\s\up1(36))浅绿色→溶液eq \(□,\s\up1(37))无明显变化→溶液变成eq \(□,\s\up1(38))红色。
②反应的离子方程式：
eq \(□,\s\up1(39))2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
③结论：Fe3＋eq \(,\s\up14(铁等强还原剂),\s\d15(氯气等强氧化剂))Fe2＋
[即学即练]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)自然界中不存在游离态的铁。( )
(2)Fe3O4中化合价有＋2和＋3价为混合物。( )
(3)FeO在空气中加热生成Fe2O3。( )
(4)FeO和Fe2O3均为碱性氧化物。( )
(5)Fe2＋可以被Cl2氧化为Fe3＋，说明Fe2＋具有氧化性。( )
(6)向溶液中加KSCN溶液，溶液变红色，说明溶液中不含Fe2＋。( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)×
2．铁在一定条件下与O2、水蒸气反应的共同产物是( )
A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe(OH)2
答案：C
3．下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是( )
①过量的Fe和Cl2反应
②Fe与过量稀硫酸反应
③FeCl2溶液中通入少量Cl2
④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中
A．① B．①③ C．①②③ D．全部
解析：①中的Cl2能将铁氧化为＋3价。②中Fe与稀硫酸反应只能生成Fe2＋。③在溶液中Fe2＋被Cl2氧化生成Fe3＋。④中首先发生Fe与盐酸生成FeCl2、Fe2O3与盐酸生成FeCl3的反应，但题中未给出反应物间相对量的关系，若铁是足量的，则能将生成的FeCl3全部还原为FeCl2。
答案：B
4．某钢铁厂附近居民经常受到该厂产生的红棕色烟雾的困扰。据你估计这一空气污染物中可能含有( )
A．Fe粉尘 B．FeO粉尘 C．Fe3O4粉尘 D．Fe2O3粉尘
答案：D
技 能 素 养
目标一 Fe2＋、Fe3＋的检验方法
[例1] 要证明某溶液中不含有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】 加入NH4SCN无红色物质产生证明无Fe3＋，再加氯水，若有Fe2＋，则Fe2＋可被氧化为Fe3＋，使溶液变红色；KMnO4酸性溶液也能氧化Fe2＋，但KMnO4本身为紫红色，加入足量酸性KMnO4后，使Fe3＋与NH4SCN反应后溶液的颜色不易被观察。
【答案】 C
[提升1] 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＋，可能有Fe2＋，一定没有Mg2＋
C．一定有Fe3＋，一定没有Fe2＋、Mg2＋
D．一定有Fe2＋，可能有Mg2＋，一定没有Fe3＋
答案：D
[核心能力]
Fe2＋、Fe3＋的检验方法
(1)直接观察颜色
(2)利用氢氧化物沉淀的颜色
(3)利用显色反应
(4)利用Fe2＋的还原性
(5)利用Fe3＋的氧化性
除杂问题(括号内为杂质)：
①FeCl3溶液(FeCl2)：加足量氯水或H2O2或通入足量Cl2。
②FeCl2溶液(FeCl3)：加足量铁粉，充分反应后过滤。
③FeSO4溶液(CuSO4)：加足量铁粉，充分反应后过滤。
④Fe粉(铝)、Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液，充分反应后过滤。
目标二 铁及其化合物之间的转化
[例2] 已知下述三个实验均能发生化学反应：
下列判断正确的是( )
A．实验①中铁钉只作还原剂
B．实验②中Fe2＋既显氧化性又显还原性
C．实验③中发生的是置换反应
D．上述实验证明氧化性：Fe3＋＞Fe2＋＞Cu2＋
【解析】 实验①中铁钉作还原剂，氧化性Cu2＋＞Fe2＋；实验②中Fe2＋只表现还原性，实验③中反应为：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2不是置换反应，分析可知，氧化性：Fe3＋＞Cu2＋，综上可知氧化性Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，故A正确，B、C、D错误。
【答案】 A
[提升2] 已知A是一种常见金属，F是一种红褐色沉淀。试根据图中转化关系，回答下列问题。
推断题的解题思路：根据物质的物理性质(特别是色、态)和化学性质(相互转化关系、反应条件等)，找出具有特征条件的物质，再由相互转化关系逐步推断。
(1)写出A、C、F、G的化学式：
A．________；C.________；F.________；G.________。
(2)检验D中阳离子的方法为
________________________________________________________________________。
(3)保存C溶液时要加固体A的原因是
________________________________________________________________________。
(4)写出下列转化的离子方程式：
①D→C：__________________________；
②C→D：__________________________。
(5)写出E→F的化学方程式：
________________________________________________________________________。
解析：根据F是红褐色沉淀知F是Fe(OH)3，从而推知A为Fe，B为Fe3O4，C是FeCl2，D是FeCl3，E为Fe(OH)2，F为Fe(OH)3，G为Fe2O3，X为H2。
答案：
(1)Fe FeCl2 Fe(OH)3 Fe2O3
(2)取D溶液少许于试管中，加入几滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含Fe3＋
(3)防止Fe2＋被O2氧化
(4)①2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ ②2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(5)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
[核心能力]
铁及其化合物之间的转化
1．Fe只有还原性，可以被氧化成＋2价或＋3价的铁：
如Fe＋2H＋===H2↑＋Fe2＋ 2Fe＋3Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))2FeCl3 3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2
2．Fe2＋既有氧化性又有还原性：
如2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋
3．Fe3＋具有较强的氧化性，可被还原为＋2价或0价的铁：
如2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ 3CO＋Fe2O3eq \(=====,\s\up7(△))2Fe＋3CO2
与Fe3＋、Fe2＋有关的离子共存问题：
①Fe3＋与I－、S2－、HS－、SOeq \\al(2－,3)、HSOeq \\al(－,3)等因发生氧化还原反应而不能大量共存。
②Fe2＋与MnOeq \\al(－,4)(H＋)、NOeq \\al(－,3)(H＋)、ClO－等因发生氧化还原反应而不能大量共存。
学考评价
授课提示：对应学生用书41页
1．下列有关铁与水反应的说法中正确的是( )
A．在任何条件下，铁与水均能发生反应
B．在高温时，铁与水蒸气反应生成氢氧化铁和H2
C．在高温时，铁与水蒸气反应生成氧化铁和H2
D．在高温时，铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和H2
答案：D
2．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是( )
A．①② B．①③
C．②③ D．①②③
解析：因为Fe(OH)2在空气中易被氧化成Fe(OH)3，故要长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的空气或氧气。装置①是先用H2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中液面上加苯阻止了空气进入；②由于能接触到空气中的O2，故不能较长时间观察到白色沉淀。
答案：B
3．向某溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化。当再滴入几滴新制氯水后，混合溶液变成红色，则下列结论错误的是( )
A．该溶液中一定含有SCN－
B．氧化性：Fe3＋>Cl2
C．Fe2＋与SCN－不能形成红色物质
D．Fe2＋被氧化为Fe3＋
解析：溶液中的Fe2＋与加入的新制氯水发生反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，故氧化性：Fe3＋
答案：B
4．把表面有氧化物的相同大小的铜片和铁片一起放入盐酸中，充分反应后，所得溶液中的金属离子为( )
A．Fe3＋和Cu2＋ B．Fe2＋和Cu2＋ C．Fe2＋和Fe3＋ D．Fe2＋
解析：本题涉及的物质的反应有：CuO与盐酸的反应，Fe、Fe2O3与盐酸的反应，Fe3＋与Fe、Cu的反应，Fe与Cu2＋的反应等。表面氧化物较少，溶于盐酸后，生成的Fe3＋和Cu2＋较少，分别被Fe还原为Fe2＋和Cu，Cu与盐酸不反应，Fe与盐酸反应生成Fe2＋。
答案：D
5．化合物A、B组成元素相同，且B为白色。C是一种与B含有相同价态该金属元素的硫酸盐，向C中加入适量的NaOH溶液，可观察到生成的沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色沉淀A，加热A可得红棕色粉末D。回答下列问题：
(1)写出各物质的化学式：A________、B________、C________、D________。
(2)写出B转化为A的化学方程式：
________________________________________________________________________。
写出A受热分解的化学方程式：
________________________________________________________________________。
解析：解答本题的关键是抓住C与NaOH溶液反应的特征现象，确定A是Fe(OH)3，C是FeSO4，B为Fe(OH)2，D为Fe2O3。
答案：
(1)Fe(OH)3 Fe(OH)2 FeSO4 Fe2O3
(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
2Fe(OH)3eq \(=====,\s\up7(△))Fe2O3＋3H2O
练后感悟
制备Fe(OH)2的注意问题
(1)Fe2＋极易被氧化，所以FeSO4溶液要现制现用。
(2)为了防止Fe2＋被氧化，配制FeSO4溶液的蒸馏水和NaOH溶液要煮沸，尽可能除去O2。
(3)为了防止滴加NaOH溶液时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长滴管伸入到FeSO4溶液的液面下，再挤出NaOH溶液。
(4)为防止Fe2＋被氧化，还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有机物，以隔绝空气。
课时作业14 铁及其化合物
授课提示：对应学生用书95页
[学业达标]
1．下列说法正确的是( )
A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B．Fe2O3为碱性氧化物，可与水反应生成Fe(OH)3
C．铁锈的主要成分是Fe2O3
D．Fe3O4中铁元素有＋2价和＋3价，Fe3O4是混合物
解析：赤铁矿、铁锈的主要成分是Fe2O3，A错误，C正确；Fe2O3为碱性氧化物，但不与水反应，B错误；Fe3O4为纯净物，不是混合物，D错误。
答案：C
2．下列物质的颜色和性质或用途对应正确的是( )
A．①④⑤ B．②③ C．①②③④⑤ D．①③
解析：Fe(OH)2为白色；Fe2＋具有较强的还原性，Fe3＋具有较强的氧化性。
答案：D
3．下列关于Fe2＋和Fe3＋的叙述中，错误的是( )
A．Fe2＋的水溶液为浅绿色
B．Fe3＋的水溶液为黄色
C．Fe3＋具有氧化性，Fe2＋具有还原性
D．Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，立即出现红色沉淀
解析：Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，生成红色可溶性物质，不是红色沉淀。
答案：D
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：A项，加入KSCN后呈红色，说明含Fe3＋，但不能说明是否含有Fe2＋；B项，通Cl2后再加入KSCN溶液变红色说明所得的溶液中含有Fe3＋，而原溶液中是否含有Fe3＋、Fe2＋无法判断；C项，加入NaOH得红褐色沉淀说明含有Fe3＋；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，红褐色很容易掩盖其他白色沉淀的现象。
答案：C
5．选择合适试剂完成甲、乙两组实验。
甲组：检验含Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋；
乙组：检验含Fe2＋的溶液中是否含有Fe3＋。
下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是( )
解析：由于Fe3＋的干扰，在检验Fe2＋时使用酸性KMnO4溶液，只有B正确。
答案：B
6．要除去FeCl2溶液中少量的FeCl3，下列方法可行的是( )
A．滴入KSCN溶液
B．加入铁粉
C．通入氯气
D．加入铜粉
解析：Fe＋2FeCl3===3FeCl2，故可用Fe除FeCl2中的FeCl3。
答案：B
7．在含有1 ml FeSO4的溶液中投入一小块金属钠，反应完全后，滤出沉淀并洗涤，然后在空气中灼烧沉淀得到的固体物质是( )
A．FeO B．Fe
C．Fe(OH)3 D．Fe2O3
解析：金属钠投入溶液生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠与FeSO4溶液反应生成Fe(OH)2，在空气中灼烧沉淀时，首先Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3，Fe(OH)3再分解生成Fe2O3和水。
答案：D
8．将下列四种化合物溶于稀盐酸，滴加硫氰化钾溶液，没有颜色变化，再加氯水即呈现红色的是( )
A．FeO B．Fe2O3
C．FeCl3 D．Fe2(SO4)3
解析：题述现象说明化合物中含有Fe2＋。
答案：A
9．下列离子方程式正确的是( )
A．将氨水滴入到FeCl3溶液中 Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
B．氧化铁与盐酸反应 Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
C．向FeCl3溶液中加入铁粉 Fe＋Fe3＋===2Fe2＋
D．向氯化亚铁溶液中通入Cl2 Fe2＋＋Cl2===Fe3＋＋2Cl－
解析：A项在书写离子方程式时，弱电解质NH3·H2O不能拆写成离子的形式；C项离子方程式中除遵循元素守恒外，电荷也必须守恒，正确的离子方程式应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋；D项只符合元素守恒，不符合电荷守恒，正确的离子方程式应为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
答案：B
10．当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，烧杯底部不可能出现的是( )
A．有铜无铁 B．有铁无铜
C．有铁有铜 D．无铁无铜
解析：向盛有FeCl3溶液的烧杯中同时加入Fe粉和Cu粉，由于Fe的还原性比Cu强，Fe3＋首先与Fe反应，如果Fe3＋有剩余，剩余的Fe3＋再与Cu反应，Fe粉未反应完时铜粉就不会被氧化。所以不可能出现烧杯中有铁无铜的现象，故选B。
答案：B
11．在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液中加入铁粉，待反应结束后，所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引，则反应后溶液中存在较多的阳离子是( )
A．Cu2＋ B．Fe3＋ C．Fe2＋ D．H＋
解析：因所剩固体能被磁铁吸引，说明Fe有剩余，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋，2H＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑，即Fe3＋、Cu2＋、H＋等可与Fe反应，不可能存在较多。
答案：C
12．有关铁的化合物的说法中，错误的是( )
A．Fe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色
B．由图示操作可制取Fe(OH)2
C．Fe3O4、Fe(OH)3都可以由化合反应制得
D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔效应
解析：Fe(OH)2是一种白色固体，A错误；煤油能减少FeSO4溶液与氧气接触，可以避免试管中部分氧气对氢氧化亚铁的氧化，B正确；铁在氧气中燃烧可生成Fe3O4，可通过化合反应：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3制取Fe(OH)3，C正确；Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔效应，D正确。
答案：A
13．某同学对未知物A盐的水溶液进行了鉴定，实验过程及现象如下图所示：
现对A、B、C、D做出的如下推断中，不正确的是( )
A．A盐一定是FeCl3
B．白色沉淀B可能是AgCl
C．C中一定含Fe3＋
D．无法确定A中是否含有Fe2＋
解析：因为A中加入了硝酸酸化的AgNO3溶液，HNO3可以把Fe2＋氧化成Fe3＋，所以A盐也可能为FeCl2。
答案：A
14．A、B、C、D、E分别是铁或铁的化合物。其中D是一种红褐色沉淀。其相互反应关系如图所示：
根据如图所示变化，按要求回答下列问题：
(1)写出A、E的化学式：
A________，E________。
(2)写出其中几步反应的化学方程式：
C→B：_______________________________________________________________；
B→D：_______________________________________________________________；
E→A：_______________________________________________________________。
(3)C中加入NaOH溶液，看到的现象是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：解答该题的关键是D，因为D为红褐色沉淀，可知D是Fe(OH)3，则E是Fe2O3，A是Fe，B是FeCl3，C是FeCl2。
答案：
(1)Fe Fe2O3
(2)2FeCl2＋Cl2===2FeCl3(合理即可)
FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl(合理即可)
Fe2O3＋3COeq \(=====,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2(或Fe2O3＋2Aleq \(=====,\s\up7(高温))2Fe＋Al2O3)
(3)出现白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色
[等级突破]
15．某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水反应”的实验，并检验产物的性质，请回答下列问题：
(1)A装置的作用是________，B中反应的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)D的作用是
________________________________________________________________________。
(3)E中的现象是
________________________________________________________________________。
(4)A、B两个装置中应先点燃________处的酒精(喷)灯，点燃E处酒精灯之前应进行的操作是________________________________________________________________________。
解析：
(1)B中进行的反应是3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2，故A为提供水蒸气的装置。
(2)D的作用是除去未反应的水蒸气，干燥H2。
(3)E中反应为H2＋CuOeq \(=====,\s\up7(△))Cu＋H2O，故黑色粉末变红，同时硬质玻璃管右端会有水珠生成。
(4)应先点燃A处，若先点燃B处，B中的Fe会与空气中O2反应生成Fe2O3，点燃E处酒精灯前要收集H2，检验纯度。
答案：
(1)产生水蒸气 3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2
(2)吸收未反应的水蒸气
(3)黑色固体变为红色，右端管壁有水珠生成
(4)A 收集H2，并检验其纯度
16．某化学兴趣小组利用下列试剂：铁粉、锌粉、0.1 ml·L－1 FeCl3溶液，0.1 ml·L－1 FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水，探究Fe2＋、Fe3＋的氧化性、还原性，并利用实验结论解决一些问题。
(1)用所给试剂写出体现Fe2＋具有还原性的反应的化学方程式
________________________________________________________________________。
(2)设计实验方案，完成下列表格。
(3)该兴趣小组为说明“Fe2＋具有氧化性”，提出了向FeCl2溶液中加入锌粉，观察实验现象的方案，该反应的离子方程式为____________________________________________。
(4)某反应中反应物与生成物有Fe3＋、Mn2＋、H＋、MnOeq \\al(－,4)、H2O和一种未知离子X，已知MnOeq \\al(－,4)在反应中得到电子，则X离子是________。
解析：
(1)在反应中Fe2＋作还原剂，体现其还原性，因此应选择氧化剂，所以选用氯水，反应为2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。
(2)向FeCl3溶液中加入铁粉，发生的反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，所以溶液由棕黄色变为浅绿色。向FeCl2的溶液中滴加硫氰化钾溶液不变红。
(3)向FeCl2的溶液中加入锌粉，离子反应为Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋。
(4)已知MnOeq \\al(－,4)得电子，故MnOeq \\al(－,4)是氧化剂，Mn2＋为还原产物，则题目提供的Fe3＋是氧化产物，故还原剂为Fe2＋。即X为Fe2＋。
答案：(1)2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
(2)浅绿色 不变色
(3)Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe
(4)Fe2＋
氧化物
FeO
Fe2O3
Fe3O4
颜色状态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体
铁的价态
＋2
＋3
＋2、＋3
溶解性
都不溶于水
实验操作
实验现象
结论(用方程式表示)
试管中有红褐色沉淀产生
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
试管中先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色)、
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
①
②
③
将铁钉放入硫酸铜溶液中
向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水
将铜丝放入氯化铁溶液中
编号
物质
颜色
性质/用途
①
Fe2O3
红棕色
红色油漆、涂料
②
Fe(OH)2
红棕色
易被氧化成灰绿色，最终变为红褐色
③
Fe(OH)3
红褐色
受热易分解生成红棕色粉末
④
Fe2＋
黄色
具有较强氧化性
⑤
Fe3＋
浅绿色
具有较强的还原性
试剂
选项
甲组
乙组
A
新制氯水、KSCN溶液
NaOH溶液
B
酸性KMnO4溶液
KSCN溶液
C
KOH溶液
溴水
D
溴水
酸性KMnO4溶液
探究内容
实验方案
实验现象
探究Fe3＋具有氧化性
取少量0.1 ml·L－1 FeCl3溶液，往溶液中加入足量铁粉，再加入少量KSCN溶液
加入铁粉后，溶液颜色变为______；加入KSCN溶液后，溶液________
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