高考化学铁及其化合物考点全归纳

铁及其化合物

[考纲要求] 1.了解铁及其重要化合物的主要性质及其应用。2.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。3.能鉴别溶液中的Fe2＋、Fe3＋。

考点一 用物质分类思想认识铁及其重要化合物

1．铁的存在

2．铁的性质

(1)物理性质

纯铁具有金属的共性，如具有银白色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被磁铁吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。

(2)化学性质：铁是较活泼的金属，发生化学反应时可生成＋2、＋3两种价态的化合物。 用化学方程式或离子方程式表示下列变化

Fe ＋???? —O2――→① ①3Fe＋2O2=====点燃Fe3O4—Cl2――→② ②2Fe＋3Cl2=====点燃2FeCl3—S ――→③ ③Fe＋S=====△FeS

Fe ＋H2O(g)――→④④3Fe＋4H2O(g)=====高温Fe3O4＋4H2

Fe —???? ――→⑤Fe2＋ ⑤Fe＋2H ＋===Fe2＋＋H2↑、 Fe ＋Cu2＋===Cu ＋Fe2＋――→⑥Fe3＋⑥Fe＋4H ＋＋NO －3===Fe3＋＋NO↑＋2H2O

3．铁的氧化物和氢氧化物

(1)铁的氧化物

(2)铁的氢氧化物

深度思考

1．铁有很强的抗腐蚀能力，为什么日常生活中的铁制品容易生锈？

答案 主要因为铁不纯，往往含有碳等杂质，当这些铁制品在潮湿的空气中或接触到电解质溶液(如食盐水)时会发生电化学腐蚀。

2．铁、铝遇浓硫酸或浓硝酸发生钝化，是物理变化还是化学变化？

答案 常温下铁、铝遇冷的浓HNO3、浓H2SO4时表面会生成一层致密的氧化物薄膜，化学上称为钝化，属于化学变化。

3．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？写出有关反应的化学方程式或离子方程式。 答案 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)，不活泼金属的盐溶液(如CuSO4溶液)反应，都可实现这种转化。如：Fe ＋S=====△FeS,2H

＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑，Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu 。

(2)Fe 单质通常与哪些氧化剂反应生成＋3价？写出有关反应的化学方程式。

答案 Fe→Fe3＋：铁与强氧化剂(如Cl2、HNO3、浓硫酸)在一定条件下反应都会实现这种

转化。例如：2Fe ＋3Cl2=====点燃2FeCl3，Fe ＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O,2Fe ＋

6H2SO4(浓)=====△Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O 。

4．FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3是否都可以通过化合反应制取？

答案 都可以。2Fe ＋3Cl2=====点燃2FeCl3

2FeCl3＋Fe===3FeCl2

4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

题组一铁及其化合物的性质

1．铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是

( )

A．Fe(OH)3 Fe2O3 B．Fe(OH)2 Fe2O3

C．Fe(OH)2 Fe(OH)3 D．Fe(OH)2 Fe3O4

答案 B

解析铁与稀硫酸生成FeSO4，再与过量氨水反应生成白色沉淀Fe(OH)2，在空气中加热Fe(OH)2，铁元素被氧化为＋3，最后所得红棕色残渣为Fe2O3。

2

(1)方法一中，装置A的作用______________________________________________。

方法二中，装湿棉花的作用______________________________________________。

(2)实验完毕后，取出装置一的少量固体，溶于足量稀盐酸，再滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，试解释原因：________________________________________。

答案(1)提供水蒸气提供水蒸气(2)在溶液中Fe3＋被未反应的铁粉完全还原为Fe2＋题组二铁及其化合物的定量计算

3．由FeO、Fe2O3和Fe3O4组成的混合物，测得其中铁元素与氧元素的质量比为21∶8，

则这种混合物中FeO、Fe2O3和Fe3O4的物质的量之比是( ) A．1∶2∶1 B．2∶1∶1

C．1∶3∶1 D．1∶1∶3

答案 D

解析可用平均组成法来求解：在混合物中铁原子和氧原子物质的量之比为(21/56)∶(8/16)＝3∶4，则混合物的平均组成为Fe3O4，在三种组合中Fe3O4则不必多考虑，应注意FeO和Fe2O3混合后也应符合Fe3O4，所以在混合物中它们的物质的量之比必须是1∶1。

4．含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.1 mol 的混合溶液中加入0.1 mol铁粉，充分搅拌后，Fe溶解，溶液中不存在Fe3＋，同时析出0.1 mol Ag，下列结论错误的是( )

A．溶液质量减轻

B．Fe3＋的氧化性大于Cu2＋

C．溶液中Cu2＋与Fe2＋的物质的量比为1∶1

D．1 mol Fe可还原2 mol Fe3＋

答案 C

解析由溶液析出0.1 mol Ag，溶解0.1 mol铁粉可知溶液质量减轻；依信息可知只有Ag 析出，Cu2＋没有参加反应，Ag＋全部被铁还原，2Ag＋＋Fe===2Ag＋Fe2＋，消耗Fe为0.05 mol，生成0.05 mol Fe2＋；溶液中不含Fe3＋，余下的0.05 mol Fe恰好完全反应，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，生成0.15 mol Fe2＋；溶液中的Cu2＋与Fe2＋的物质的量比为1∶2。

的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图

所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。

①Fe3＋②Fe2＋③Fe、Fe2＋

④Fe2＋、Fe3＋

(1)AB段铁元素以__________形式存在。

(2)BC段铁元素以__________形式存在。

(3)CD段铁元素以__________形式存在。

答案(1)①(2)④(3)③

解析向稀HNO3中加入铁粉，开始时稀HNO3过量应生成Fe3＋，随加入铁粉量的增加，HNO3

反应完全后，发生反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，最后全部转化为Fe2＋。

分析铁与稀HNO3反应的关键

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===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O ，

Fe 过量时：Fe ＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3) 2，两者相加得总方程式：3Fe ＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O ，可以用数轴表示：

解题时需注意量的范围。 即：①≤14，产物仅有Fe(NO3)3，HNO3可能有剩余；②≥38

，产物仅有Fe(NO3)2，Fe 可能有剩余；③14<<38

，产物为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，Fe 和HNO3都反应完全。

考点二 ＋2、＋3价铁的化学性质

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 －3(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：它能氧化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＋①Cl2、②NO－3＋③Fe 、④Cu

Fe3＋ ①2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl －； ②3F e2＋＋4H ＋＋NO －3===3Fe3＋＋2H2O ＋NO↑；

③2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；

④Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋。

题组一 根据试剂判断Fe2＋、Fe3＋的转化

1．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 ⑥NaNO3溶液

A ．①②③

B ．①③④

C ．②④⑤

D ．②⑤⑥

答案 D

解析 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，⑥NO－3在酸性条件下才表现强氧化性。

2．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 ( ) ①硫酸 ②氯水 ③硝酸锌 ④氯化铜

A ．①③

B ．②④

C ．③④

D ．②③

答案 D

3．在含有Fe3＋、Fe2＋、Al3＋、NH＋4的稀溶液中加入足量Na2O2固体，充分作用后，再加入过量稀盐酸，完全反应，则离子数目没有变化的是( ) A．Fe3＋、Al3＋B．Al3＋

4D．Fe3＋

C．Fe2＋、NH＋

答案 B

解析2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，Fe2＋转变为Fe3＋，Fe3＋转变为Fe(OH)3沉淀析出，Al3＋转变为AlO－

2，NH＋4转变为NH3气体，NH＋4减少。没有过滤，再加入过量稀盐酸，Fe(OH)3

2再转变为

沉淀转变为Fe3＋，所以Fe2＋减少，Fe3＋增多，AlO－

Al3＋，几乎不变。

题组二实现转化时试剂的选择

4．硫酸亚铁溶液含有杂质硫酸铜和硫酸铁，为除去杂质，提纯硫酸亚铁，应该加入下列物质中的( )

A．锌粉B．镁粉C．铁粉D．铝粉

答案 C

5．如何除去括号中的杂质

(1)Fe2＋(Fe3＋)：加过量铁粉过滤；

(2)FeCl3(FeCl2)：加氯水或H2O2；

(3)FeCl2(CuCl2)：加过量铁粉过滤；

(4)Fe(Al)：加过量强碱溶液过滤；

(5)Fe2O3(Al2O3、SiO2)：加过量强碱溶液过滤。

题组三Fe3＋、Fe2＋的检验

6．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

答案 C

解析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。

7．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．③①D．①②③

答案 C

解析在该溶液中先加入少量NH4SCN溶液，溶液不变血红色，无Fe3＋存在，再加入氯水，将Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液变为血红色。KMnO4溶液呈紫红色，溶液颜色变化不明显，所以不用KMnO4溶液。

8．下列离子的检验方法合理的是( ) A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈血红色，说明不含Fe2＋

B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变血红色，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＋

答案 C

解析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。

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＋的溶液显黄色

2．用KSCN 溶液和氯水

(1)流程：

溶液 加KSCN 溶液??? →无明显现象――→加氯水溶液变血红色―→Fe2＋→溶液变血红色―→Fe3＋

(2)有关反应：Fe3＋＋3SCN －

血红色) 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl －

3．用NaOH 溶液

(1)流程： 溶液加NaOH 溶液??? →白色沉淀→灰绿色→红褐色→Fe2＋→红褐色沉淀→Fe3＋

(2)有关反应：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

考点三 铁及其化合物的综合应用

“铁三角”的转化关系及应用举例

归纳总结 (1)判断离子共存

①Fe2＋、Fe3＋均水解，与HCO －3、AlO －2、CO2－3等因水解相互促进，在溶液中不能大量共存。

②Fe3＋与S2－、I －、HS －、SO2－3，Fe2＋与NO －3(H ＋)、ClO －、MnO －4(H ＋)在溶液中因发生氧化还原反应不能大量共存。

(2)盐溶液的配制与保存

①Fe2＋的盐溶液：加少量铁粉，防止Fe2＋被氧化；加少量相应的酸，防止Fe2＋水解。 ②Fe3＋的盐溶液：加少量相应的酸防止Fe3＋水解。

深度思考

根据铁及其化合物的重要性质思考如下几个问题

(1)请设计由FeSO4制取Fe2O3的最佳方案。

答案 向FeSO4溶液中加入过量NaOH 溶液，过滤、洗涤、加热灼烧即可得到Fe2O3。

(2)加热蒸干FeCl2、FeCl3溶液并灼烧，最终得到的固体是________。

答案Fe2O3

题组一实验探究——Fe(OH)2的制备

1．用不含Fe3＋的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。

(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入__________。

(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。

(3)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液，这样操作的理由是________________________

_____________________________________________________________________。

答案(1)稀H2SO4、铁屑(2)煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化

解析Fe2＋易水解，要加入稀H2SO4防止其水解；Fe2＋易被空气中的O2氧化，要加铁粉，将被氧化生成的Fe3＋还原成Fe2＋。气体的溶解度是随温度升高而降低的，所以煮沸后的蒸馏水中溶解的O2减少。

优点：装置简单。

缺点：难以控制FeSO4、NaOH中不含氧气。即使加热煮沸FeSO4、NaOH溶液，在冷却和实验过程中还会有少量氧气溶解。

2.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)。

答案①②③⑤

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＋，与电解水产生的

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。

成功制备Fe(OH)2的关键

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↓

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。

题组二 含铁化合物的框图推断

3．A 、B 、C 为中学常见单质，其中一种为金属，通常情况下，A 为固体，B 为黄绿色气体，C 为无色气体。D 、E 、F 、G 、H 、X 均为化合物，其中X 常温下是无色气体，其水溶液是一种强酸，E 为黑色固体，H 在常温下为液体。它们之间的转化关系如下图所示(其中某些反应条件和部分反应物已略去)。

请回答下列问题：

(1)写出下列物质的化学式：A__________、D__________、E__________、X_________。

(2)在反应①～⑦中，不属于氧化还原反应的是__________(填编号)。

(3)反应④的离子方程式是_____________________________________________；

(4)反应⑦的化学方程式是_____________________________________________； 该反应中每消耗0.3 mol 的A ，可转移电子______mol 。

(5)写出D 的溶液与小苏打溶液反应的离子方程式是________________________

_____________________________________________________________________。

(6)除去D 溶液中混有的少量G 的方法是_________________________________

_____________________________________________________________________。

(7)在D 溶液中制备无水D 固体的方法是__________________________________

_____________________________________________________________________。 答案 (1)Fe FeCl3 Fe3O4 HCl (2)③⑥

(3)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋

(4)3Fe ＋4H2O(g)=====高温Fe3O4＋4H2 0.8

(5)Fe3＋＋3HCO －3===Fe(OH)3↓＋3CO2↑

(6)向混合液中通入足量的氯气(或加入足量的H2O2)

(7)在HCl 气流中加热蒸干FeCl3溶液

解析 由“B 为黄绿色气体单质”知，B 为Cl2；由D 与G 之间的相互转化关系知，A 为变价金属单质，则A 为Fe ，D 为FeCl3，G 为FeCl2；由“D＋F→血红色溶液”知，F 为KSCN ；由“E 与X 的相互转化关系及E 为黑色固体化合物、X 的水溶液是一种强酸”知，E 为Fe3O4，X 为HCl ，H 为H2O ；由“C 为无色气体单质及A ＋C→E”知，C 为O2。

(3)反应④的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。

(4)反应⑦的化学方程式为3Fe ＋4H2O(g)=====高温Fe3O4＋4H2，由化合价的变化值知，当3 mol

的Fe 反应时可转移电子8 mol 。

(5)D 溶液与小苏打溶液反应的离子方程式为Fe3＋＋3HCO －3===Fe(OH)3↓＋3CO2↑。

(6)除去FeCl3溶液中混有的少量FeCl2的方法：向混合液中通入足量的氯气 (或加入足量的H2O2)。

(7)在FeCl3溶液中制备无水FeCl3固体的方法：在HCl 气流中加热蒸干FeCl3溶液。 4.

请回答下列问题：

(1)B 中所含元素位于周期表中第________周期，________族。

(2)A 在B 中燃烧的现象是____________________________________________。

(3)D ＋E―→B 的反应中，被氧化与被还原的物质的物质的量之比是__________。

(4)G ＋J―→M 的离子方程式是__________________________________________。

(5)Y 受热分解的化学方程式是___________________________________________。 答案 (1)三 ⅦA (2)产生苍白色火焰 (3)2∶1

(4)3AlO －2＋Fe3＋＋6H2O===3Al(OH)3↓＋Fe(OH)3↓

(5)4Fe(NO3)3=====△2Fe2O3＋12NO2↑＋3O2↑

解析 根据转化关系和题中所给的信息可以判断：A 为H2、B 为Cl2、C 为NaOH 、D 为HCl 、E 为MnO2、F 为Al 、G 为NaAlO2、H 为Fe2O3、I 为NO2、J 为FeCl3、M 为Fe(OH)3、N 为HNO3，Y 为Fe(NO3)3。

题组三 实验探究题

5．某同学为了验证Fe3＋是否能将H2SO3氧化成SO2－4，他用50 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液吸收制取SO2气体的尾气后，进行以下实验：

(1)检验吸收液中的SO2－4：__________________，证明Fe3＋能够把H2SO3氧化成SO2－4。

(2)请配平并完成上述反应中的化学方程式：

2FeCl3＋SO2＋________===________＋H2SO4＋______，反应中的氧化产物是________(写化学式)。

(3)吸收液中除了含有H ＋、Cl －、SO2－4以外，对其他成分(Fe3＋、Fe2＋、H2SO3)的可能组合进行探究：

①提出假设。 假设1：溶液中存在Fe3＋、Fe2＋； 假设2：溶液中存在________。 ②设计方案，进行实验，验证假设。请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满)。限选实验试剂和仪器：试管、滴管、0.1 mol·L－1 KMnO4溶液、0.1 mol·L－1 KSCN 溶液、品

答案 (1)取少量样品溶液于试管中，先滴入足量的稀盐酸，再滴入氯化钡溶液，如果有白色沉淀生成

(2)2H2O 2FeCl2 2HCl H2SO4

(3)①Fe2＋、H2SO3

②

解析 。

由于用FeCl3溶液吸收制取SO2气体的尾气，Fe3＋可以氧化H2SO3，故Fe3＋与H2SO3不能大量共存，溶液中有H2SO3就一定有Fe2＋。所以用品红验证了H2SO3的存在就不必再验证Fe2＋。

1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”

(1)Fe3＋有氧化性，所以FeCl3溶液可用于回收废旧电路板中的铜 (√) (2013·广东理综，12D)

解析 原理为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。

(2)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 (×) (2013·浙江理综，8C)

解析 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。

(3)过量的Fe 粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN 溶液，溶液呈血红色，说明稀HNO3将Fe 氧化为Fe3＋ (×)

(2013·安徽理综，10A)

解析 3Fe ＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O ，所以溶液不呈血红色，因为过量的Fe 又把Fe3＋还原成Fe2＋。

(4)Fe 在足量Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3 (×) (2013·天津理综，2D)

解析 Fe 在Cl2中燃烧只生成FeCl3。

(5)Fe 分别与氯气和稀盐酸反应所得氯化物相同 (×) (2013·重庆理综，7A)

解析 Fe 与Cl2反应生成FeCl3，Fe 与稀盐酸反应生成FeCl2。

(6)Fe 与S 混合加热生成FeS2 (×)

(2013·重庆理综，7A)

解析 Fe 与S 混合加热生成FeS 。 (7)实验Ⅲ：试管中溶液颜色变为红色 (√) (2013·广东理综，22C)

(8)Fe2O3――→FeCl3(aq)――→△无水FeCl3 (×)

(2013·江苏，7④)

解析 FeCl3＋＋3HCl ，加热蒸干，平衡右移，得到Fe(OH)3。

2．(2013·江苏，16)以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：

(1)反应Ⅰ前需在FeSO4溶液中加入____(填字母)，以除去溶液中的Fe3＋。

A ．锌粉

B ．铁屑

C ．KI 溶液

D ．H2

(2)反应Ⅰ需控制反应温度低于35 ℃，其目的是____________________________。

(3)工业生产上常在反应Ⅲ的过程中加入一定量的醇类溶剂，其目的是_______

_________________________________________________________________。

(4)反应Ⅳ常被用于电解生产(NH4)2S2O8(过二硫酸铵)。电解时均用惰性电极，阳极发生的电极反应可表示为___________________________________________。

答案 (1)B (2)防止NH4HCO3分解(或减少Fe2＋的水解)

(3)降低K2SO4 的溶解度，有利于K2SO4 析出

(4)2SO2－4－2e －===S2O2－8

解析 (1)Fe2＋易被空气氧化为Fe3＋，故应在FeSO4中加入少量铁屑，以除去溶液中的Fe3＋。

(2)Fe2＋易发生水解反应，加热能促使Fe2＋的水解，同时NH4HCO3不稳定，受热易分解。

(3)K2SO4在醇中的溶解度比在水中的还小，加入醇类溶剂的目的是降低K2SO4的溶解度，有利于K2SO4的析出。

(4)由题中主要流程图可知：反应Ⅱ中主要物质是(NH4)2SO4，电解(NH4)2SO4，发生反应Ⅳ得H2和(NH4)2S2O8，阳极发生氧化反应，即2SO2－4－2e －===S2O2－8。

3．[2013·新课标全国卷，26(1)(2)]铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。

(1)要确定铁的某氯化物FeClx 的化学式，可用离子交换和滴定的方法。实验中称取0.54 g 的FeClx 样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH －的阴离子交换柱，使Cl －和OH －发生交换。交换完成后，流出溶液的OH －用0.40

mol·L－1的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸25.0 mL。计算该样品中氯的物质的量，并求出FeClx中x的值：__________________(列出计算过程)。

(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品，采用上述方法测得n(Fe)∶n(Cl)＝1∶2.1，则该样品中FeCl3的物质的量分数为__________。在实验室中，FeCl2可用铁粉和__________反应制备，FeCl3可用铁粉和__________反应制备。

答案(1)n(Cl)＝0.025 0 L×0.40 mol·L－1＝0.010 mol

0．54 g－0.010 mol×35.5 g·mol－1＝0.185 g

n(Fe)＝0.185 g/56 g·mol－1≈0.003 3 mol

n(Fe)∶n(Cl)＝0.003 3∶0.010≈1∶3，x＝3

(2)0.10 盐酸氯气

解析解答此题的关键是明确阴离子交换柱交换出的OH－的物质的量等于Cl－的物质的量，从而求出FeClx中x的值。

(1)首先明确阳离子交换柱和阴离子交换柱的作用，根据离子等量交换，溶液中OH－的物质的量等于FeClx中Cl－的物质的量。通过中和滴定知n(OH－)＝n(H＋)＝0.40 mol·L－1×25.0×10－3 L＝0.010 mol，故n(Cl－)＝0.010 mol。

FeClx中Fe元素的质量为0.54 g－35. 5 g·mol－1×0.010 mol＝0.185 g

FeClx中Fe元素与Cl元素的物质的量之比为0.185 g

56 g·mol－1

∶0.010 mol≈1∶3，故x＝3。

(2)根据题意可设该混合物的组成为FeCl2.1，利用十字交叉法可得样品中FeCl3的物质的量分数为0.10。注意制备FeCl2选用弱氧化剂，制备FeCl3选用强氧化剂。