高中化学复习知识点：铁与铁离子反应

二、综合题
11．一种新型高效净水剂PAFC--聚合氯化铁铝 ， ， 广泛用于生活用水的净化和废水的净化
为测定PAFC中Al的含量，采用如图所示流程进行．
回答下列问题：
有关PAFC的说法正确的是______
A PAFC中铁显 价
B PAFC用于净化饮用水时，可以除去水中所有的有害物质
C PAFC用于净水时，比用相同量的氯化铝和氯化铁对水的pH改变小
【详解】
A．由上述分析可知，原溶液中一定含有Fe2+、Br−、 、Na+，一定不含有Cu2+、Mg2+、 ，故A正确；
B．由上述分析可知，原溶液中一定含有Fe2+，一定不含有Mg2+，所以沉淀B中肯定含有氢氧化铁，不含有氢氧化镁，故B错误；
C．1L黄色溶液D含有0.1molFe3+，根据2Fe3++Fe=3Fe2+，所以0.1molFe3+能溶解0.05molFe即2.8g，但D溶液中可能HCl过量，溶解Fe的量增加，故C错误；
【详解】
A.若加入的铁粉足量，则溶液中一定不含铜离子，选A；
B.根据以上分析可知，溶液中一定存在亚铁离子，不选B；
C.反应后有固体剩余，由于还原性Fe>Cu，则剩余的金属中一定含有铜，不选C；
D.根据以上分析可知，反应后的溶液中一定不存在铁离子，所以加入KSCN溶液一定不变红色，不选D；故答案为：A。
3．B
【解析】
【详解】
氧化性是Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，还原性是Fe＞Cu，则
A、若无固体剩余，这说明铁粉完全被氧化，但此时溶液中不一定还有Fe3＋，A不正确；
B、若有固体存在，则固体中一定有铜，可能还有铁，因此溶液中一定有Fe2＋，B正确；
C、若溶液中有Cu2＋，则也可能有部分铜已经被置换出来，因此不一定没有固体析出，C不正确；
4．在Fe(NO3)3和Cu(NO3)2的混合液中逐渐加入铁粉，溶液中Fe2＋的物质的量浓度和加入铁粉的物质的量之间关系如图所示，则该溶液中Fe(NO3)3与Cu(NO3)2的物质的量浓度之比为
A．3∶1B．1∶2C．2∶1D．1∶1
5．把铁和铜的混合物放入稀硝酸中，反应后过滤，滤出的固体物质投入盐酸中无气体放出，则滤液中一定含有的是
C．溶液中一定含有Fe2+
D．剩余固体中一定含铜
3．用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，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．若有固体存在，则溶液中一定有Fe2＋
C．若溶液中有Cu2＋，则一定没有固体析出
D．若溶液中有Fe2＋，则一定有Cu析出
D PAFC在强酸性或强碱性溶液中都能稳定存在
步骤I中的试剂A是______ 填“氨水”或“氢氧化钠溶液”
步骤III的离子方程式为______．
实验室进行“灼烧”时所需的陶瓷仪器有______．
溶液2中存在的电荷守恒式为______；向溶液2中滴加少量NaOH镕液，则 ______填“变大”、“变小”或“不变” ．
高中化学复习知识点：铁与铁离子反应
一、单选题
1．某澄清透明的溶液中可能含有：Na+、Mg2+、Fe2+、Cu2+、I-、CO32-、SO42-、Cl-中的几种，各离子浓度均为0.1mol/L，现进行如图实验(所加试剂均过量)：
下列说法正确的是（）
A．样品溶液中肯定存在Na+、Fe2+、SO42-
B．沉淀B中肯定有氢氧化铁，可能含有氢氧化镁
故答案选B。
7．C
【解析】
【详解】
由2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋可知，铁粉过量，最终溶液中的Fe2＋的物质的量为0.4mol，其浓度为0.4mol÷0.5L=0.8mol/L。答案选C。
8．B
【解析】
铁的还原性大于铜，铁、铜混合粉末加入到FeCl3溶液中，铁先反应；FeCl3的物质的量为0.5 mol，设0.5 mol铁离子完全反应消耗铜m1g 、m2g，则有：Cu+ 2Fe3＋=Cu2＋+2 Fe2＋，根据Cu-- 2Fe3＋关系，m1/64:0.5=1:2，解之m1=16 g；Fe+ 2Fe3＋=3 Fe2＋，根据Fe--2Fe3＋关系，m2/56:0.5=1:2,解之m2=14g,溶解的金属质量为18-3.2=14.8 g，因为14<14.8<16，所以铁完全反应，铜部分反应，且铁离子完全反应；设反应消耗铜的物质的量为xmol, 反应的铁的量为 ymol ，则有64x+56y=14.8，x+y=0.25，解之：x=0.1 mol、y=0.15mol；原混合物中铜的质量是0.1×64+3.2=9.6 g，根据反应方程式可知反应后的溶液中：n(Fe2＋)=2x（Cu）+3y（Fe）=2×0.1+3×0.15=0.65mol；反应后溶液中铜离子的物质的量为：n(Cu)= n(Cu2+)=0.1 mol,，n(Fe2＋)＋n(Cu2＋)=0.65+0.1=0.75 mol；综上分析，剩余固体全部为铜，溶液中不可能含有Fe3＋，A、C均错误；反应后溶液中n(Fe2＋)＋n(Cu2＋)＝0.75 mol，D错误；正确选项B。
A．1∶1B．2∶1C．2∶3D．3∶2
10．某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3，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的关系如图所示。
溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为
A．1:1:1B．1:3:1C．1:1:4D．3:3:8
【点晴】
能灵活运用氧化还原反应的先后规律及守恒规律是解题关键，依据氧化还原反应的顺序规律分析计算，溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2，氧化性顺序为Fe(NO3)3＞Cu(NO3)2，加入铁后依次反应，再结合电子守恒解题即可迎刃而解。
5．A
【解析】
【分析】
由于固体投入盐酸中无气体放出，则该固体一定为铜，由于铁的还原性比铜强，故在与稀HNO3反应时，首先反应的是铁，讨论铁与硝酸反应后是否有硝酸剩余，若有剩余，剩余的硝酸与铜反应，据此分析滤液中一定含有的金属盐。
7பைடு நூலகம்某500mL溶液中含0.1molFe2+，0.2molFe3+，加入0.2mol铁粉，待Fe3+完全还原后，溶液中Fe2+的物质的量浓度为（假设反应前后体积不变）
A．0.4mol/LB．0.6mol/LC．0.8mol/LD．1.0mol/L
8．铁、铜混合粉末18.0 g加入到100 mL 5.0 mol·L－1FeCl3溶液中，剩余固体质量为3.2 g。下列说法正确的是( )
【详解】
滤出的固体物质投入盐酸中无气体放出，则该固体为Cu，由反应2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+可知，滤液中一定不含Fe3+，则一定含有Fe2+。由于铁的还原性比铜强，故在与稀HNO3反应时，首先是铁发生反应，滤液中一定含有Fe(NO3)2，若Fe完全反应后还有HNO3剩余，HNO3还可与Cu反应产生Cu(NO3)2；若Fe与HNO3恰好反应生成Fe(NO3)2后，无HNO3剩余，则无Cu(NO3)2生成，Cu(NO3)2可能有，也可能没有，所以滤液中一定含有的是Fe(NO3)2，可能含有Cu(NO3)2，故合理选项是A。
A．剩余固体是铁、铜混合物B．原固体混合物中铜的质量是9.6 g
C．反应后溶液中n(Fe3＋)＝0.10 molD．反应后溶液中n(Fe2＋)＋n(Cu2＋)＝0.5 mol
9．把一定量的铁粉放入氯化铁溶液中，完全反应后，所得溶液中Fe2＋和Fe3＋的浓度恰好相等。则已反应的Fe3＋和未反应的Fe3＋的物质的量之比为
①若酸性FeCl2废液中c(Fe2+)=2.0×10-2mol·L-1,c(Fe3+)=1.0×10-3mol·L-1,c(Cl-)=5.3×10-2mol·L-1,则该溶液的pH约为____________。
②完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式:
____ClO3-+___Fe2++____=___Cl-+___Fe3++____
D、若溶液中有Fe2＋，但如果溶液铁离子过量，则不一定有Cu析出，D不正确；
答案选B。
4．C
【解析】
【分析】
【详解】
溶液中各物质的氧化性顺序为Fe(NO3)3＞Cu(NO3)2，加入铁后会依次发生氧化还原反应，①Fe+2Fe3+=3Fe2+；②Fe+Cu2+=Cu+Fe2+；从图像中可知铁为2mol时，发生的反应是①，消耗硝酸铁为4mol，生成Fe2+6mol；再加入2mol铁发生反应②，消耗硝酸铜的物质的量为2mol，因此溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2物质的量浓度之比为2：1，答案选C。
已知C和某一金属在高温下发生反应可用于焊接钢轨，某同学在实验室中进行此反应，反应结束后将所得固体溶于足量的稀硫酸，滴加KSCN溶液无明显现象，由此该同学确定该固体混合物中无 ，他的判断是否正确？说明理由． 可用文字或离子方程式解释理由 ．______．
有资料介绍：溶液中铝元素以氢氧化物 用 表示 形式存在的pH范围是 现有A、B两种均含铝元素形成的某种离子溶液，其pH分别为1、13，两溶液等体积混合时反应的离子方程式为______．
参考答案
1．A
【解析】
【分析】
加氯气和氯化钡生成白色沉淀，故A为硫酸钡沉淀，所以原溶液可能含有 或 ；由分层后的液体颜色呈橙红色，说明原溶液含Br-；加过量氢氧化钠得到沉淀B，再加盐酸溶解得到黄色溶液D，说明原溶液含Fe2+、无Cu2+，由于 与Fe2+不共存，所以原溶液不含 ，一定含 ，即原溶液中一定含Fe2+、Br-、 ；各离子的物质的量浓度均为0.1 mol•L-1，根据电荷关系可知一定含有Na+，一定无Mg2+，以此解答该题。