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学科：化学 |
| 教学内容：铁和铁的化合物 |
【基础知识精讲】
1.原子结构与周期表位置：
主要化合价：+2，+3
第四周期，第Ⅷ族
2.铁单质的性质
物理性质：银白色，熔沸点时，导电导热性良好，有延展性，能被磁铁吸引；
化学性质：能与非金属化合，能与水蒸气、酸反应，在冷的浓H2SO4、浓HNO3中钝化、能与盐溶液反应.
3.铁的重要化合物
氧化物：FeO、Fe2O3、Fe3O4 氢氧化物：Fe(OH)2与Fe(OH)3
盐类：FeSO4与FeCl3
4.Fe3+离子的检验：
加SCN-溶液呈血红色或加OH-溶液出现红棕色沉淀. 铁及其化合物相互转比关系：
5.方法导引
铁是生产中应用最广泛的金属.在中学化学中是作为重要的代表元素.掌握了铁及其化合物知识，很有助于全面理解金属的性质.由于铁是变价元素，情况较复杂，学习时应注意联系已学过的基础知识如氧化还原，物质结构等，并注意和主族金属元素的性质进行比较.
铁的三种价态之间的相互转化规律可总结如下：
【重点难点解析】
重点：
(1)铁的化学性质——铁是常见的还原剂，在参与化学反应时，一般可失去2e-或3e-而变成Fe2+离子或Fe3+离子.
(2)铁盐和亚铁盐的转变——铁盐
亚铁盐.
(3)Fe3+的鉴定——一般有两种方法：一是用碱溶液(得红褐色沉淀)；一是用硫氰酸盐(得深红色溶液)
难点：“铁三角”之间的相互转化.
1.学习铁及其化合物的性质要注意：
(1)抓价态：从铁元素三种价态的相互转化(铁三角关系)去认识铁及其化合物间的氧化—还原反应规律.
(2)想属类：如铁是一种比较活泼的过渡金属，氧化亚铁、氧化铁为碱性氧化物，氢氧化亚铁、氢氧化铁为不溶性弱碱，氯化铁为强酸弱碱盐，由此去分析理解它们各自所具有的性质.
2.铁元素的原子在化学反应中，当遇弱氧化剂(如S、H+、Cu2+、I2等)时，铁只能失去最外层的两个电子，而生成+2价铁的化合物，当遇到强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3等)时，铁原子可以再失去次外层上的一个电子而生成+3价铁的化合物.
【难题巧解点拨】
例1：将一定量的铁粉加入含稀HNO3、Fe(NO3)3和Cu(NO3)2的混合溶液中，充分反应后过滤，将滤出的固体物质加入稀盐酸中.(1)若有气体放出，则滤液中存在的金属阳离子为 .
(2)若无气体放出，则滤液中存在的金属阳离子为 .
分析：本题考查铁的单质及化合物的性质，分析中宜从终态考虑.
据题意(1)剩余物是铁，因此与铁反应的微粒(或物质)均不能存在，溶液中金属阳离子只有Fe2+离子；(2)中剩余物为铜；与铜反应的物质均不存在，溶液中阳离子一定有Fe2+离子(铁都转化为Fe2+离子)，Cu2+离子有可能存在，也可能不存在.
参考答案：(1)Fe2+ (2)一定有Fe2+，可能有Cu2+.
例2：试样x由氧化亚铁和氧化铜组成.取质量相等的两份试样，按下图所示进行实验.
(1)请写出步骤③中所发生的全部反应的离子方程式.
(2)若全部的溶液y和全部的粉末Z充分反应后，生成的不溶物的质量是m，则每份试样x中氧化铜的质量为 (用m表示).
分析：本题第一问比较简单.发生的反应为：Fe+Cu2+=Fe2++Cu，Fe+2H+=Fe2++H2↑
第二问是考查思维的严密性和敏捷性.由题意，反应后溶液中不含Cu2+，所以两份试样中的铜元素全部转化为单质铜，而溶液是强酸性，则固体物中无Fe,所以m为铜的质量.故一份试样中氧化铜的质量为
×MCuO=
m=
m.
答案：(1)Fe+Cu2+=Fe2++Cu Fe+2H+=Fe2+H2↑
(2) m
例3：氯化铜(CuCl2·2H2O)中含FeCl2杂质.为制得纯净氯化铜晶体，首先将其制成水溶液，然后按下面所示操作步骤进行提纯.
↓蒸发结晶
CuCl2·2H2O(纯)
(1)加入氧化剂X的目的是
(2)下列氧化剂中最适合本实验的是
A.H2O2 B.KMnO4 C.NaClO D.K2Cr2O7
(3)物质Y和沉淀Z的化学式分别是 和 .
(已知完全成氢氧化物所需PH值：Fe3+为3.7，Cu2+为6.4，Fe2+为9.6.)
分析：本题是对一个实验问题进行理论分析.
解答本题的关键是理解题中提供的一条中学未曾接触的信息的含意.由于Fe2+沉淀为Fe(OH)2的PH值与Cu2+沉淀为Cu(OH)2的PH较大，而与Fe3+沉淀为Fe(OH)3的PH相差较大，所以可以通过先将Fe2+氧化为Fe3+，再调节溶液的PH使铁以Fe(OH)3沉淀形式而被除去.为了使加入的氧化剂不带入新的杂质，显然用H2O2最好.出于同样的考虑，加入y调节溶液PH值时，应选用能与H+反应，而溶解度较小的物质如CuO为好，CuO稍多不会带入新杂质也不会使PH值升高太多而使Cu2+沉淀.
答案：(1)使溶液A中的Fe2+氧化成Fe3+； (2)A (3)Y：CuO或Cu(OH)2 Z：Fe(OH)3
【命题趋势分析】
常考知识点：
1.铁单质物理、化学性质属于常考知识，多为选择题或填空题，难度偏低.
2.铁的化合物性质，Fe3+离子检验和铁三角知识每年必考，选择、填空均有，难度居中.
3.综合科目考查：可结合生物学命题，如铁元素与人体健康的关系.
4.有关实验考查.
【典型热点考题】
例1：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，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+
分析：解此题要掌握单质铁有还原性能和Cu2+、H+、Fe3+反应.另外，铁能被磁铁吸引是铁的一种重要物理性质.现在Fe单质有剩余则Cu2+、H+、Fe3+分别被还原为H2、Cu、Fe2+故溶液中Fe2+最多，答案为C.
例2：将下列四种铁的化合物溶于稀盐酸，滴加KSCN溶液没有颜色变化，再加入氯水即呈红色的是( )
A.FeS B.Fe2O3 C.FeCl3 D.Fe2(SO4)3
分析：由题意可知，A中的Fe2+与SCN-结合没有颜色改变，但通入Cl2后发生下列反应，生成Fe3+，溶液变为红色.2Fe2++Cl2
2Fe3++2Cl-，Fe3++SCN-
［Fe(SCN)］2+.答案为A.
例3：向含有0.8mol的稀硝酸溶液中慢慢加入22.4g的铁粉.假设反应分为两个阶段.第一阶段为：Fe+HNO3Fe(NO3)3+NO↑+H2O
(1)写出这两个阶段反应的离子方程式.
(2)求这两个阶段反应中，加入铁粉的物质的量和溶液中铁元素存在的形式.
(3)在图中画出溶液中Fe2+、
离子的物质的量随加入铁粉的物质的量变化的关系图像(纵坐标是溶液中离子的物质的量).
分析：铁与稀硝酸反应规律
①Fe+4HNO3
Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
②3Fe+8HNO33Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
(1)当
≤
时，按反应①进行；
当≥
时，按反应②进行.
当≤≤时，则①②两反应都发生，且Fe、HNO3均反应完全.
(2)上述反应可以认为先发生反应①，若Fe有剩余则发生2Fe(NO3)3+Fe3Fe(NO3)2.
答案为：
(1)Fe+4H++Fe3++NO↑+2H2O
2Fe3++Fe3Fe2+.
(2)①加入Fe粉为0～0.2mol时，存在形式为Fe3+.
②加入铁粉为0.2～0.3mol时，存在形式为Fe2+和Fe3+
③加Fe粉为n(Fe)≥0.3mol时，存在形式为Fe2+.
(3)如下图.
【同步达纲练习】
1.铁处于周期表的( )
A.第三周期VⅢB族 B.第三周期VⅢ族
C.第四周期VⅢA族 D.第四周期VⅢ族
2.下列化合物中，不能通过单质直接化合生成的是( )
A.FeS B.FeCl2 C.FeCl3 D.Na2O2
3.常温下，能用铁制容器盛放的液体是( )
A.浓氨水 B.CuSO4溶液
C.FeCl3溶液 D.浓H2SO4
4.下列盐能使稀NaOH溶液的PH变小的是( )
A.FeCl3 B.K2CO3 C.KCl D.CuSO4
5.下列溶液长期暴露在空气中会变质的是( )
A.CuSO4溶液 B.Na2SiO3溶液
C.FeSO4溶液 D.NaCl溶液
6.在下列溶液中，若加入过量氨水或过量的氢氧化钠溶液，都产生沉淀，若加入铁粉溶液增重的是( )
A.MgCl2 B.FeCl2 C.AlCl3 D.FeCl3
7.把过量的氯气通入FeBr2溶液中反应后生成物是( )
A.FeCl2 B.FeCl3和Br2
C.FeCl2和Br2 D.FeCl3和FeBr3
8.能与大量Fe3+共存的是( )
A.Fe B.S2- C.Cu2+ D.Cu
9.为除去FeSO4溶液中的Fe2(SO4)3和CuSO4杂质，可选用的试剂是( )
A.NaOH B.铁粉 C.氨水 D.氯水
10.使Fe，Cu，Fe2+、Fe3+和Cu2+共处于同一容器内反应后铁有剩余，那么容器内还应存在( )
A.Cu,Fe3+ B.Fe2+,Fe3+ C.Cu,Cu2+ D.Fe2+、Cu
11.28克铁和100ml0.5mol/LFe(NO3)3溶液混和，则( )
A.Fe完全被氧化 B.Fe部分被氧化
C.溶液中有Fe3+、Fe2+ D.溶液中只有Fe2+
12.由于被空气中O2氧化而变黄色的是( )
A.浓HNO3久置变黄色 B.FeSO4溶液久置变黄色
C.KI溶液久置变黄色 D.工业盐酸呈黄色
13.下列化学方程式或离子方程式符合反应事实的是( )
A.4Fe+3O2
2Fe2O3
B.Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+
C.Fe+4HNO3(稀)Fe(NO3)2+2NO2↑+H2O
D.2Fe2++4Br-+3Cl22Fe3++2Br2+6Cl-
14.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，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，下列结论中正确的是( )
A.一定有Fe2+,一定没有Fe3+、Mg2+
B.一定有Fe3+存在，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+
15.将大量铁粉溶于少量稀HNO3中，过滤后，所得溶液的离子浓度大小排列正确的是( )
A.［］＞［Fe3+］＞［H+］＞［OH-］ B.［］＞［Fe2+］＞［H+］＞［OH-］
C.［Fe3+］＞［］＞［H+］＞［OH-］ D.［Fe2+］＞［］＞［OH-］＞［H+］
16.下列各组阳离子氧化性按递减顺序排列的是( )
A.Cu2+、Fe2+、Ag+、Zn2+ B.Fe2+、Ag+、Zn2+、Cu2+
C.Ag+、Cu2+、Fe2+、Zn2+ D.Ag+、Fe2+、Cu2+、Zn2+
17.在含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.01mol的混和溶液中，加入0.015mol的铁粉，经充分搅拌后，产生的变化是( )
A.铁溶解，没有任何金属生成
B.铁溶解，析出银，且溶液中不含有Fe3+
C.析出0.01molAg和0.01molCu
D.析出0.01molAg和0.005molCu
18.将一定量的铁粉和Fe(OH)3的混和物在O2中燃烧至质量不再改变为止，发现加热前后混和物的质量无变化，则原混和物中铁和Fe(OH)3的物质的量之比为( )
A.2∶1 B.3∶2 C.81∶64 D.28∶55
19.将镁粉撒入FeCl3溶液中可观察到的全部现象是( )
①有气泡产生 ②有红褐色沉淀 ③镁粉逐渐溶解，溶液由棕黄色逐渐变成淡绿色
A.①正确 B.②错误 C.①②③ D.以上都不对
20.用下列方法制取相同质量的Fe(NO3)3，消耗HNO3的量最少的是( )
A.Fe+HNO3(稀) B.FeO+HNO3(稀)
C.Fe(OH)3+HNO3(稀) D.FeS+HNO3(稀)
21.下列物质分别和100克15％的盐酸反应后，所得溶液的物质的量浓度最小的为( )
A.Fe B.FeO C.Fe(OH)2 D.Fe(OH)3
22.将8.4克铁粉和3.2克硫粉混和隔绝空气加热，使之充分反应，再将反应后的物质与足量的稀H2SO4反应，可得到气体体积(标况下)是( )
A.1.12L B.2.24L C.3.36L D.都不对
23.由FeO、Fe2O3和Fe3O4组成的混合物，测得其铁元素与氧元素的质量比为21∶8，则混合物中FeO、Fe2O3和Fe3O4的物质的量之比可能是( )
A.1∶2∶1 B.2∶1∶1 C.1∶1∶1 D.2∶2∶5
24.在含有ngHNO3的稀溶液中，加入mgFe粉，充分反应后，Fe全部溶解，生成气体NO，已知有
gHNO3被还原，则n∶m不可能是( )
A.4∶1 B.2∶1 C.3∶1 D.9∶2
25.由FeSO4和Fe2(SO4)3组成的混合物中，含硫为a％，则所含铁的质量百分含量为( )
A.3a％ B.(100-2a)％ C.1-3a％ D.20％
26.A，B，C是中学化学中常见的单质，甲、乙两化合物在常温下分别为黑色晶体和无色液体.这些化合物和单质之间的关系如图所示.
据此推断：
(1)若元素A有可变化合价，则单质A的化学式为 ，甲的化学式为 .
(2)根据金属活动顺序判断单质A和单质C活动性强弱：A
c(填＞或＜＝，简述甲+C
A+乙反应如何才能充分进行 .
(3)甲还能与一种常见金属在一定温度下发生反应，并放出大量热，写出该反应的化学方程式 .
27.在Fe(OH)3中，逐滴加入HI稀溶液，会发生一系列变化，请简述原因.
(1)固体溶解，溶液显黄色，原因是 ；有关离子方程式为 .
(2)最后溶液颜色加深，原因是 ；有关离子方程式为 .
28.有一黑色固体A，在氧气中焙烧，得红棕色固体B和气体C.将A加入HCl中，得到D气体和E溶液.在E溶液中加足量NaOH溶液，得到白色沉淀，将该白色沉淀取出置于空气中，然后在空气中加热，可得到B，回答下列问题：
(1)写出A、C、D的化学式：A ，C ，D .
(2)白色沉淀在空气中变化的现象是： ，其化学方程式为 .
29.等物质的量的稀HCl和稀H2SO4各100ml分别加入等质量的铁粉，反应完成后，生成H2的体积比为3∶4，若将H2SO4反应后的溶液稀释至200ml，测得溶液的PH值为1，试求HCl的物质的量浓度.
30.在100mlFeCl3溶液中通入H2S气体2.24升(标况)反应后，再加入过量铁粉，溶液中有0.6mol金属离子，求原来的FeCl3溶液的物质的量浓度.
【素质优化训练】
1.现有2mol/L的盐酸和硫酸各100ml，分别加入等质量的铁粉，反应结束时，所生成的气体质量比为2∶3，则往盐酸中加入铁粉的质量为(克)( )
A.2.8 B.5.6 C.8.4 D.16.8
2.所有氮的氧化物都能跟灼热的铁粉按下式反应：4NxOy+3yFe
yFe3O4+2xN2.若将0.2molNXOy通过50克灼热的铁粉，反应完全后恰好生成0.1molN2和0.1molFe3O4，则NxOy的分子式为( )
A.NO B.NO2 C.N2O D.N2O5
3.某溶液中有NH+4、Mg2+、Fe2+和Al3+四种离子，若向其中加入过量的NaOH溶液，微热并搅拌、再加入过量盐酸，溶液中大量减少的阳离子是( )
A.NH+4 B.Mg2+ C.Fe2+ D.Al3+
4.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
5.某人设想利用①3FeCl2+4H2O
Fe3O4+6HCl+H2
②Fe3O4+
Cl2+6HCl
3FeCl3+3H2O+
O2 ③3FeCl3
3FeCl2+ Cl2这三个反应的联合与循环，主要用来生产能解决环境和能源问题的某种气体，该气体是( )
A.O2 B.Cl2 C.HCl D.H2
6.向一定量的FeO、Fe、Fe3O4的混合物中加入100ml1mol·L-1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出224ml(标准状况)的气体，在所得溶液中加入KSCN溶液无血红色出现.若用足量的CO在高温下还原相同的质量的此混合物，能得到铁的质量是( )
A.11.2g B.5.6g C.2.8g D.无法计算
7.把铁放入FeSO4溶液中，能保证溶液中的铁离子以+2价形式存在.含铁的FeSO4溶液在放置过程中，Fe2+的物质的量浓度(忽略溶液的挥发)( )
A.增加 B.减小 C.不变 D.无法确定
8.在浅绿色的Fe(NO3)2溶液中存在如下平衡：Fe2++2H2O
Fe(OH)2+2H+，若向该溶液中滴加足量的盐酸，则溶液的颜色( )
A.变黄 B.绿色更深
C.绿色更浅 D.无变化
9.为防止FeCl2溶液变质，应加入一定量的( )
A.铁钉和稀H2SO4 B.铁钉和稀HCl
C.铁钉 D.氧化亚铁和盐酸
10.将mg铁粉和硫化亚铁组成的混合物溶解在足量盐酸中，结果得到ng沉淀，则原混合物中FeS的质量为( )
A.5m B.m-5n C.m-
n D.
n
11.砖瓦是用含铁元素等杂质的粘土隔绝空气烧制而成的，当烧窑作业临近结束时，若用淋洒水的办法来降低温度，窑内处于还原性气氛，砖块中的铁以氧化亚铁的形式存在，因而砖呈青色.若用捅开窑顶自然冷却的办法，砖就变成了红色.
(1)从化学角度看，砖瓦呈红色的原因是 .
(2)现有一块红砖，实验台上有浓H2SO4、3mol·L-1的盐酸、0.1mol·L-1的KSCN溶液，0.1mol·L-1的FeCl3溶液、0.01mol·L-1的NaOH溶液、蒸馏水等试剂，请选用中学化学常用仪器，设计一个实验，用最简捷的方法验证红砖中含有三价铁.(简述实验步骤，所用仪器、产生现象、所得结论)
12.在装有固体A的试管中加入无色溶液B，此时A未溶解.但加入一定量的水，A即逐渐溶解.并有气体C生成，溶液变为浅绿色.将C与空气的混合气体再通入该试管的溶液中，溶液颜色很快加深.请填写下列空白：
(1)B的化学式是 .
(2)A加水后才溶解，其理由是 .
(3)加水后A溶于B的化学方程式是 .
13.A、B、C、D为四种单质，常温时，A、B是固体，C、D是气体.E、F、G、H、J为五种化合物，A与B反应其产物E不溶于水，F为气体，且极易溶于水得无色溶液，B和C反应产物H溶于水得黄色溶液.其反应的转化关系如下图所示：
(1)判断名称：A 、B 、C 、D
(2)写出G+H
I+A+F的离子方程式 .
14.在100mlFeBr2溶液中，通入2.24L的标准状况下的Cl2，充分反应后，溶液中有
的Br-被氧化成溴单质.求原FeBr2溶液的物质的量浓度.
15.用6mol/L的H2SO4溶解FeS和Fe(OH)3的混和物28.3克，得到1.6克淡黄色沉淀，求所消耗的稀H2SO4溶液的体积是多少毫升?
【生活实际运用】
1.工业上用水煤气法制还原剂，反应物为焦碳与水蒸气，人如果不小心吸入生成物气体，则会导致煤气中毒，严重的会导致死亡，这是为什么?用1mol焦炭与足够水蒸气充分反应，生成的还原剂可以还原多少克FeO和CuO的混合物(已知这种混合物的平均式量为78)?
2.希尔(HillR)将分离出的叶绿体加到草酸高铁钾盐溶液中，经过光照以后放出O2，同时草酸高铁被还原成草酸低铁.
4Fe3++2H2O
4Fe2++4H++O2↑
试回答下列问题：
(1)希尔反应 (“是”或“不是”)光反应.
(2)希尔实验中每生成1molO2，电子转移数目为 .
(3)希尔实验主要意义是 .
3.录像带用的磁粉中有CoFe3-xO3+x，其中钴和铁可有+2、+3的各某一种价态，正确的是( )
①x=1 ②x=2 ③含
④含
⑤含
⑥含
A.①③⑤ B.①③⑥ C.②③⑤ D.②③⑥
答案为B.
4.铁酸钠(Na2FeO4)是水处理过程中使用的一种新型净水剂，已知它的氧化性强于KMnO4，在反应中被还原为Fe3+，将它溶入浑浊的泥水中，既能起杀菌消毒作用，又能使泥沙沉降，试回答：
(1)配平制取铁酸钠的反应方程式：
Fe(NO3)3+ NaOH+ Cl2— Na2FeO4+ NaNO3+ NaCl+ H2O
该反应的还原产物是 .
(2)铁酸钠能沉降泥沙的原因是 .
【知识验证实验】
1.“自燃”铁粉的制备
化学原理：极细的纯铁粉遇空气能激烈发生氧化反应，放出的热量使铁粉自行“燃烧”起来.其反应的化学方程式为：
4Fe(S)+3O2(g) 2Fe2O3(S)+Q·KJ.
这种极细的纯铁粉，常采用草酸亚铁晶体隔绝空气时强热分解方法制得：
Fe(COO)2·2H2O
Fe+2CO2↑+2H2O↑
草酸亚铁晶体的制取，可用1mol/L的草酸溶液和1mol/LFeSO4溶液等体积混合，反应后可析出黄色的草酸亚铁晶体：
FeSO4+HOOC-COOH+2H2OFe(COO)2·2H2O↓+H2SO4
实验步骤：
①1mol/LFeSO4溶液和1mol/L草酸溶液的配制：先称取27.8g硫酸亚铁晶体，溶解于水并配成100ml溶液.再称取12.6g草酸晶体，溶解于水也配成100毫升溶液.
②制取草酸亚铁晶体：把配制好的草酸溶液沿烧杯壁慢慢倒入上述配制好的FeSO4溶液中，充分反应后，由抽滤法进行过滤，并用蒸馏水洗涤所得黄色晶体多次.将洗涤后的黄色晶体放入50℃烘箱中烘干、备用.
③高温加草酸亚铁晶体制取纯铁粉.
取一内径6-8mm玻璃管，在酒精喷灯上将导管一端烧至熔融呈试管状.冷却后把上述制得的草酸亚铁晶体，从玻璃管的另一管口小心倒入(约占玻璃管容积的)，然后立即用喷灯把玻璃管口烧软，并抽拉制成尖嘴状.最后用灯焰加热玻璃管有药品部位，使草酸亚铁充分反应.这时应将玻璃管口向上方，有利于生成的水蒸气和CO2排出管内.当管内粉末完全变黑，并不再有气体逸出时，立即烧熔管口封闭，即能制得能自燃的铁粉.
④铁粉自燃.
打开玻璃管口，把管内制得的极细、高纯度的铁粉倒撒在一张干净的纸上，会发生奇怪的燃烧现象.
思考问题：
①怎样保证配制的FeSO4溶液不会混有Fe3+?
②如果把草酸亚铁晶体放在试管内加强热分解，能否制得这种“自燃”铁粉?为什么?
2.制溴化亚铁可以用图示的装置：装置中A为CO2发生装置；D和d中均盛有液溴；E为外套电炉丝的不锈钢管；e是两只耐高温的瓷皿，其中共盛有56g细铁粉.实验开始时先将铁粉加热至600～700℃，然后将干燥、纯净的CO2气流通入D中，E管中反应开始，最后将d中液溴滴入100℃～120℃的D中.经过几个小时的连续反应，在钢管的一端沉积有80g黄绿色鳞片状溴化亚铁.请回答以下问题：
(1)如何检查用塞子(插有导管和仪器)塞紧的D的气密性?答： .
(2)若导入的CO2不干燥，会在E中发生副反应，其化学方程式为 .若在A中盛固体CaCO3，a中盛6mol/L的盐酸，为使导入D中的CO2为干燥纯净的气体，则图中B、C处的装置和其中的试剂应是：B为 ，C为 .
(3)实验时，装置D和E的橡皮塞最好用铅箔包住，原因是 .
(4)反应过程中要不断通入CO2，其主要作用是：① ；②
(5)E中的反应为：2Fe+3Br22FeBr3
2FeBr32FeBr2+Br2↑此实验中溴化亚铁的产率为
(6)为防止污染空气，实验时应在F处连接盛 .
本题参考答案：(1)关闭d的活塞，夹紧C—D间的胶管，将F出口导管插入水中，然后将D用手捂住(或用酒精灯微热)，若导管口F处有气泡冒出，松开手后水又回到导管中，则证明D装置不漏气.
(2)3Fe+4H2O(气)Fe3O4+4H2；装有NaHCO3饱和溶液的洗气瓶；装有浓H2SO4的洗气瓶.
(3)Br2蒸气会腐蚀胶塞.
(4)①用CO2把反应容器中空气赶净；②将Br2蒸气带入反应器中.
(5)37.04% (6)NaOH溶液
【知识探究学习】
同学们在学习本节时，应复习初中化学中初步学习的关于铁的知识，如铁的性质、几种铁合金、生铁和钢的冶炼等.然后在这些知识的基础上，结合元素周期律、氧化还原反应等知识，进一步学习铁及其化合物的性质.
1.铁氧体法是处理含铬有毒废水的常用方法.其原理是：用FeSO4把废水中Cr2O72-离子还原为Cr3+离子，并通过调节PH值，使生成物组成符合类似于Fe3O4(铁氧体)的复合氧化物Cr3+xFe3+2-xFe2+O4.
问：处理废水时，需加至少为废水中铬(用CrO3表示)的质量多少倍的固体FeSO4·7H2O?实际处理时可能怎样?
分析：本题是新信息与已有知识结合类型的能力性测试题，要求具有较强的观察能力及逻辑思维能力.Cr3+xFe3+2-xFe2+O4就是R3O4，即M2O3·FeO，其中M3+有一部分是Fe3+，另一部分是Cr3+.
那么Cr3+、Fe3+从哪里来?有何比例呢?
由题意知发生的反应式为：
Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O
从反应不难看出n(Cr3+)∶n(Fe3+)=1∶3.要符合M2O3·FeO的组成，即n(M3+)∶n(Fe2+)=2∶1，当有4molM3+(1molCr3+和3molFe3+)时，应还需2molFe2+，所以一共需要用5molFeSO4·7H2O.
故加入FeSO4·7H2O的质量为CrO3的倍数为：
=
=13.9
实际上用量可能要比理论值大，因为绿矾比较容易被氧化而变质.
2.Fe2+和Fe3+的相互转化
Fe2+有还原性，高锰酸钾、重铬酸钾、过氧化氢等氧化剂能把它氧化成Fe3+：
MnO-4+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
H2O2+2Fe2++2H+=2F3++2H2O
在酸性溶液中，空气中的氧也能把Fe2+氧化：
4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
在碱性溶液中，Fe2+的还原性更强，它能把NO-3和NO-2还原成NH3，能把Cu2+还原成金属铜.Fe3+具有氧化性，它能把I-氧化成I2：
2Fe3++2I-=2Fe2++I2
在无线电工业上，常利用FeCl3溶液来刻蚀铜，制造印刷线路，它们反应的化学方程式是：
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
因此，铜在氯化铁溶液中能作还原剂，而FeCl3是氧化剂.
Fe3+在酸性溶液中容易被H2S、SnCl2等还原成Fe2+：
2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+
2F3++Sn2+=2Fe2++Sn4+
Fe3+还能被金属铁还原：
2Fe3++Fe=3Fe2+
在亚铁盐溶液中加入铁钉可防止Fe2+被氧化为Fe3+.
3.Fe2+和Fe3+的颜色
Fe2+在水溶液中通常以水合离子［Fe(H2O)6］2+形式存在，呈淡绿色，并存在下列平衡：
［Fe(H2O)6］2++H2O［Fe(H2O)5OH］++H2O+
这个平衡的pK=9.5，水解的程度很小，溶液近于中性.
Fe3+在酸性溶液中，通常以淡紫色的［Fe(H2O)6］3+形式存在.三氯化铁以及其他+3价铁盐溶于水后都发生显著的水解，实质是+3价水合铁离子的水解.只有在PH=0左右时，才有［Fe(H2O)6］3+存在(但由于有阴离子的存在，会生成其他的络离子，影响淡紫色的观察).当PH为2～3时，水解趋势很明显.它们的水解平衡如下：
［Fe(H2O)6］3++H2O［Fe(H2O)5(OH)］2++H3O+
K=10-3.05
［Fe(H2O)5(OH)］2++H2O［Fe(H2O)4(OH)2］++H3O+
K=10-3.26
生成的碱式离子呈黄色，它可聚合成二聚体：
2［Fe(H2O)6］3+ ［Fe2(H2O)8(OH) 2］4++2H3O+
K=10-2.91
二聚体是借OH-为桥把2个Fe3+连结起来形成的多核络离子.溶液的PH越高，水解聚合的倾向越大，最后逐渐形成胶体，析出红综色水合氧化铁沉淀.
参考答案：
【同步达纲练习】
1.D 2.B 3.AD 4.AD 5.BC 6.D 7.B 8.C 9.B 10.D 11.BD 12.BC
13.BD 14.D 15.B 16.C 17.D 18.C 19.C 20.C 21.D 22.C 23.CD 24.B 25.C
26.(1)Fe Fe3O4 (2)＞；通入过量H2
(3)3Fe3O4+8Al9Fe+4Al2O3
27.(1)H+与Fe(OH)3发生中和反应；
3H++Fe(OH)3Fe3++3H2O
(2)I-与Fe3+发生氧化还原反应生成I2
2I-+2Fe3+2Fe2++I2
28.(1)FeS、SO2、H2S
(2)白色沉淀逐渐变成灰绿色，最后变成红褐色.
4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
29.0.3mol·l-3
30.4mol/L
【素质优化训练】
1.C 2.B 3.AC 4.BC 5.D 6.C 7.A 8.A 9.B 10.BD
11.(1)捅开窑顶，空气进入窑内，铁元素被氧化生成Fe2O3而呈红色.
(2)砸碎红砖，取少量放入研钵内，研成粉末，取该粉末放入试管中，向其中加入3mol·L-1的盐酸，振荡，静置，然后加入几滴KSCN溶液，溶液变红色证明Fe3+存在.
12.(1)H2SO4 (2)浓H2SO4使Fe钝化，稀H2SO4使Fe溶解
(3)Fe+H2SO4FeSO4+H2↑
13.(1)S、Fe、Cl2、H2
(2)H2S+2Fe3+S↓+2Fe2++2H+
14.1.2mol·L-1
15.①若FeS过量 V=50ml ②若Fe(OH)3过量时，V=55.8ml
【生活实际运用】
1.C+H2O
CO+H2，水煤气的生成物中有CO，它与血红蛋白的结合力远远大于O2与血红蛋白的结合力，且结合时间很长不易分离，故当吸入CO时，血红蛋白就无法与O2结合，从而血液无法运输O2，导致人体缺氧，这就是煤气中毒，严重的导致死亡. 156克
2.(1)不是 (2)2.408×1024个
(3)证明光合作用中O2的来源是水分子的分解.
3.B 4.(1)2，16，3，2，6，6，8；NaCl (2)还原产物Fe3+水解生成Fe(OH)3可净水.