（通用版）2022高考化學一輪復(fù)習 第三章 金屬及其化合物 3.4 難點專攻 鐵、銅重要化合物的性質(zhì)探究學案（含解析）

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1、（通用版）2022高考化學一輪復(fù)習 第三章 金屬及其化合物 3.4 難點專攻 鐵、銅重要化合物的性質(zhì)探究學案（含解析） 考法一　氫氧化亞鐵的制備原理和方法 1．制備原理 (1)制備原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。 (2)成功關(guān)鍵：溶液中不含O2等氧化性物質(zhì)；制備過程中，保證生成的Fe(OH)2在密閉的、隔絕空氣的體系中。 2．常用方法 (1)有機層隔離法 ①反應(yīng)在試管底部進行(這是唯一一種把膠頭滴管插入反應(yīng)溶液的實驗)。 ②加隔氧劑，如加入汽油、苯等比水輕的有機溶劑[如圖，由于苯的液封作用，可防止生成的Fe(OH)2被氧化，因而可較長時間觀察到白色的Fe(O

2、H)2沉淀]。 (2)還原性氣體保護法 該方法是先在裝置Ⅰ中產(chǎn)生FeSO4溶液，并利用產(chǎn)生的H2排盡整個裝置中的空氣，待檢驗H2的純度后，再關(guān)閉止水夾K，利用產(chǎn)生的H2把FeSO4溶液壓入裝置Ⅱ中與NaOH溶液進行反應(yīng)。 (3)電解法 該方法中鐵作電解池的陽極，電極反應(yīng)為Fe－2e－===Fe2＋，陰極反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑，生成的氫氣可以趕走溶液中的氧氣，溶液中c(OH－)增大，與Fe2＋結(jié)合生成Fe(OH)2沉淀，汽油起“液封”作用。 電解時，在兩極間最先觀察到白色沉淀。 [典例1]　(1)下列各圖示中，能較長時間觀察到Fe(OH)2白色沉淀的是______

3、__。 (2)用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含F(xiàn)e3＋的FeSO4溶液與用不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應(yīng)制備。 ①用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時還需加入________。 ②除去蒸餾水中溶解的O2常采用________的方法。 ③生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用長滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再擠出NaOH溶液。這樣操作的理由是_________________________________ ______________________________________________________________

4、__________。 [解析]　(1)因為Fe(OH)2在空氣中容易被氧化為紅褐色的Fe(OH)3，因此要較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除裝置中的氧氣或空氣。①、②原理相同，都是先用氫氣將裝置中的空氣排盡，并使生成的Fe(OH)2處在氫氣的保護中；③的原理為鐵作陽極產(chǎn)生Fe2＋，與電解水產(chǎn)生的OH－結(jié)合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保護，能防止空氣進入；⑤中液面加苯阻止了空氣進入；④由于帶入空氣中的氧氣，能迅速將Fe(OH)2氧化，因而不能較長時間看到白色沉淀。 (2)①Fe2＋易水解，要加入稀硫酸防止其水解；Fe2＋易被空氣中的O2氧化，要加Fe粉防止Fe2＋被氧化。②氣

5、體的溶解度隨溫度升高而降低，所以煮沸后的水中溶解的O2較少。 [答案]　(1)①②③⑤　(2)①稀硫酸、鐵屑　②煮沸?、郾苊馍傻腇e(OH)2沉淀接觸O2 考法二　綠礬(FeSO4·7H2O)的制備原理和方法 (1)將配制溶液的蒸餾水煮沸，驅(qū)除溶液中的氧氣。 (2)將盛有NaOH溶液的膠頭滴管尖端插入試管中亞鐵鹽溶液底部，并慢慢擠出NaOH溶液。 (3)在亞鐵鹽溶液上面充入保護氣，如H2、N2、稀有氣體等。 (4)在亞鐵鹽溶液上面加保護層，如苯、植物油等。 (5)用Fe作陽極，石墨作陰極，電解NaOH溶液，利用新產(chǎn)生的Fe2＋與OH－反應(yīng)制取。 考法(二)　綠礬(FeSO

6、4·7H2O)的制備 1．用廢鐵屑(含少量SiO2和氧化鐵)制取綠礬 從FeSO4溶液中獲得FeSO4·7H2O，需要經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、冰水洗滌、低溫干燥等操作。 其中，冰水洗滌的目的是減少晶體的溶解損耗； 低溫干燥的目的是防止晶體受熱失去結(jié)晶水。 以上結(jié)晶過程最好是在氮氣的環(huán)境中進行，其中N2的作用是防止綠礬在空氣中被O2氧化而變質(zhì)。 2．用燒渣制備綠礬 (燒渣中主要含F(xiàn)eO、Fe2O3，還有一定量的SiO2) 試劑X可以是SO2，也可以是Fe，其目的是將溶液中Fe3＋還原為Fe2＋。 若試劑X為SO2，其轉(zhuǎn)化原理為： SO2＋Fe2(SO4)3＋2H

7、2O===2FeSO4＋2H2SO4 若試劑X為Fe，其轉(zhuǎn)化原理為： Fe＋Fe2(SO4)3===3FeSO4 測得“還原”后溶液的pH明顯增大，其原因是Fe消耗過量的H2SO4，溶液酸性減弱。 [典例2]　綠礬被廣泛用于醫(yī)藥和工業(yè)領(lǐng)域，工業(yè)上兩種制備綠礬(FeSO4·7H2O)的流程如圖所示，根據(jù)題意回答下列問題： 方法一：利用黃銅礦粉(主要成分為CuFeS2)制取綠礬 (1)試劑a和試劑b分別是________________，操作1的名稱是________。 (2)有一種細菌在有氧氣存在的稀硫酸中，可以將CuFeS2氧化成硫酸鹽，寫出該反應(yīng)的化學方程式：_______

8、_________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 方法二：利用工業(yè)廢鐵屑制取綠礬 (3)加入適量Na2CO3溶液的作用是____________。 (4)操作Ⅰ需要用到的玻璃儀器名稱有____________________________________。 (5)通過檢驗CO來判斷操作Ⅰ是否洗滌干凈，檢驗的方法是______________________ ____

9、____________________________________________________________________。 [解析]　(1)由流程圖可知濾渣2為Fe(OH)3，而目標產(chǎn)物為綠礬(FeSO4·7H2O)，所以試劑a為稀H2SO4，起溶解作用，b為鐵粉，起還原作用；由流程圖可知操作1為過濾，其作用為除去過量的鐵粉。(2)由題意可知，在細菌的作用下，氧氣氧化黃銅礦的反應(yīng)方程式為4CuFeS2＋17O2＋2H2SO4===4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O。(3)CO水解時使溶液呈堿性，可以除去油污。(4)因為操作Ⅰ為過濾與洗滌，所用的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒

10、、漏斗。 [答案]　(1)稀H2SO4、鐵粉　過濾 (2)4CuFeS2＋17O2＋2H2SO4===4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O　(3)除去油污　(4)燒杯、玻璃棒、漏斗　(5)取少量最后一次的洗滌液于試管中，滴加BaCl2溶液，若無白色沉淀生成，則已經(jīng)洗滌干凈；若有白色沉淀生成，則未洗滌干凈 [綜合訓(xùn)練] 1．硫酸亞鐵是一種重要的化工原料，可以用來制備一系列物質(zhì)(如圖所示)。下列說法錯誤的是(　　) A．堿式硫酸鐵水解能產(chǎn)生Fe(OH)3膠體，可用作凈水劑 B．為防止NH4HCO3分解，制備FeCO3需在較低溫度下進行 C．可用KSCN溶液檢驗(NH4)2

11、Fe(SO4)2是否被氧化 D．常溫下，(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的大 解析：選D　堿式硫酸鐵電離產(chǎn)生Fe3＋，F(xiàn)e3＋能發(fā)生水解反應(yīng)生成Fe(OH)3膠體，F(xiàn)e(OH)3膠體具有吸附性，可用作凈水劑，故A項正確；NH4HCO3不穩(wěn)定，受熱易分解，為防止NH4HCO3分解，制備FeCO3需在較低溫度下進行，故B項正確；KSCN溶液遇Fe2＋溶液無現(xiàn)象，(NH4)2Fe(SO4)2中Fe2＋被氧化則生成Fe3＋，KSCN溶液遇Fe3＋溶液變紅，故C項正確；(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的小，F(xiàn)eSO4才能與(NH4)2SO4反應(yīng)生成(NH4

12、)2Fe(SO4)2，故D項錯誤。 2．綠礬(FeSO4·7H2O)是治療缺鐵性貧血藥品的重要成分。下面是以市售鐵屑(含少量錫、氧化鐵等雜質(zhì))為原料生產(chǎn)純凈綠礬的一種方法： 查詢資料，得有關(guān)物質(zhì)的數(shù)據(jù)如下表： 25 ℃時 飽和H2S溶液 SnS沉淀完全 FeS開始沉淀 FeS沉淀完全 pH 3.9 1.6 3.0 5.5 (1)檢驗制得的綠礬晶體中是否含有Fe3＋，最好選用的試劑為________。 A．KSCN溶液　 B．NaOH溶液　　C．KMnO4溶液 (2)操作Ⅱ中，通入硫化氫至飽和的目的是(寫兩點)________________、_____

13、___________。 (3)操作Ⅳ的順序依次為________、冷卻結(jié)晶、過濾。 (4)測定綠礬產(chǎn)品中Fe2＋含量的方法是： a．稱取3.72 g綠礬產(chǎn)品，溶解，在250 mL容量瓶中定容； b．量取25.00 mL待測溶液于錐形瓶中； c．用硫酸酸化的0.010 00 mol·L－1KMnO4溶液滴定至終點，消耗KMnO4溶液體積的平均值為20.00 mL。 ①滴定時盛放KMnO4溶液的儀器為________(填儀器名稱)。 ②計算上述樣品中FeSO4·7H2O的質(zhì)量分數(shù)為________。 ③上述測定中，若滴定管規(guī)格為50 mL，則步驟a中稱取樣品的質(zhì)量不能超過____

14、__g。(保留4位小數(shù)) 解析：(1)檢驗所得綠礬晶體中是否含有Fe3＋的實驗操作是利用三價鐵離子檢驗方法：Fe3＋和SCN－會反應(yīng)生成紅色的Fe(SCN)3，從而證明了Fe3＋的存在。(2)通入硫化氫至飽和的目的是：硫化氫具有強還原性，可以將Fe3＋還原為Fe2＋。H2S在溶液中飽和，可以增大溶液中的S2－濃度，盡量保證將Sn2＋轉(zhuǎn)化為SnS沉淀，以便于過濾除去Sn雜質(zhì)。(3)溶液中得到晶體，需要對溶液進行加熱蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，洗滌，干燥等，所以操作Ⅳ的順序依次為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾。(4)①高錳酸鉀溶液具有強氧化性，所以會氧化堿式滴定管尖嘴處的橡膠管，所以滴定時盛放KMnO

15、4溶液的儀器為酸式滴定管。②用硫酸酸化的0.010 00 mol·L－1KMnO4溶液滴定至終點，消耗KMnO4溶液體積的平均值為20.00 mL，則根據(jù)方程式：5Fe2＋＋MnO4＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O得到：n(Fe2＋)＝0.010 00 mol·L－1×0.020 0 L×5＝0.001 mol。所以250 mL溶液中有n(Fe2＋)＝0.01 mol。則FeSO4·7H2O物質(zhì)的量也是0.01 mol，質(zhì)量為0.01 mol×278 g·mol－1＝2.78 g，質(zhì)量分數(shù)為：2.78 g÷3.72 g＝＝74.73%＝75%。③若滴定管規(guī)格為50 mL，則最多能量

16、出50 mL的高錳酸鉀溶液，根據(jù)方程式：5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O得到最多反應(yīng)的n(Fe2＋)＝0.010 00 mol·L－1×0.050 0 L×5＝0.002 5 mol，所以250 mL溶液中有n(Fe2＋)＝0.025 mol，則FeSO4·7H2O物質(zhì)的量最多是0.025 mol，質(zhì)量為0.025 mol×278 g·mol－1＝6.95 g，因為樣品中FeSO4·7H2O的質(zhì)量分數(shù)為，所以樣品質(zhì)量為6.95 g÷＝9.3 g，題目要求保留4位小數(shù)，所以為9.300 0 g。 答案：(1)A　(2)除去溶液中的Sn2＋　將Fe3＋還原成Fe2＋

17、　(3)蒸發(fā)濃縮　(4)①酸式滴定管?、?5%　③9.300 0 考點二　含鐵化合物的分離提純與性質(zhì)探究 考法一　化工生產(chǎn)中Fe3＋、Fe2＋的除雜方法 1．除去CuCl2溶液中的FeCl2 (1)示例說明 已知不同金屬離子生成氫氧化物沉淀所需的pH如下表： 金屬離子 Fe3＋ Cu2＋ Fe2＋ Ni2＋ Mg2＋ 開始沉淀的pH 2.7 4.4 7.0 7.1 9.3 沉淀完全的pH 3.7 6.4 9.6 9.2 10.8 除雜的流程圖： (2)注意事項 ①若直接調(diào)節(jié)溶液的pH，待Fe2＋沉淀完全，Cu2＋也已沉淀完全，不能除去

18、Fe2＋，不可行。 ②先將Fe2＋氧化成Fe3＋，再調(diào)溶液的pH為3.7≤pH<4.4，此時Fe3＋沉淀完全，Cu2＋未沉淀，過濾除去Fe(OH)3沉淀。 ③加入的氧化劑可以是雙氧水或氯氣等，注意不能引入新的雜質(zhì)。 ④調(diào)節(jié)溶液pH的物質(zhì)，要消耗氫離子，但不能引入新雜質(zhì)，可為CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3。 2．常見的其他物質(zhì)中鐵的除雜方法 所加試劑 說明 除去Mg2＋中混有的Fe3＋ Mg、MgO、MgCO3或Mg(OH)2 加MgO等調(diào)pH為3.7≤pH<9.3，將Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，過濾除去 除去Cu2＋中混有的Fe3＋

19、CuO、CuCO3、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3 加CuO等調(diào)pH為3.7≤pH<4.4，將Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，過濾除去 除去Mg2＋中混有的Fe2＋ 先加入氧化劑(如H2O2等)將Fe2＋氧化成Fe3＋，再加Mg、MgO、MgCO3或Mg(OH)2 加MgO等調(diào)pH為3.7≤pH<9.3，將Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，過濾除去 除去Ni2＋中混有的Fe2＋ 先加入氧化劑(如H2O2等)將Fe2＋氧化成Fe3＋，再加NiO等物質(zhì) 加NiO等調(diào)pH為3.7≤pH<7.1，將Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，過濾除去 [典例1]　煉鋅廠的銅鎘廢渣中

20、含有銅、鋅、鎘、鐵、砷等元素，其含量依次減少。對這些元素進行提取分離能減少環(huán)境污染，同時制得ZnSO4·7H2O實現(xiàn)資源的再利用。其流程圖如下。已知FeAsO4難溶于水；ZnSO4·7H2O易溶于水，難溶于酒精。 金屬離子 Fe3＋ Zn2＋ Mn2＋ Cu2＋ Cd2＋ 開始沉淀pH 2.7 6.5 7.7 5.2 6.9 沉淀完全pH 3.2 8.0 9.8 6.4 9.4 請回答下列問題： (1)提高浸出率可以采用的方法是(寫出其中一點即可)_________________________。 (2)濾液Ⅰ中有少量的AsO，若不除去，則A

21、sO與Cd反應(yīng)會產(chǎn)生一種有毒氫化物氣體，該氣體的分子式為______。向濾液Ⅰ中逐滴滴入酸性KMnO4溶液可與AsO反應(yīng)生成FeAsO4，完成該反應(yīng)的離子方程式： ___Fe2＋＋___AsO＋___MnO＋____===____Mn2＋＋____FeAsO4↓＋____，判斷該滴定終點的現(xiàn)象是_________________________________________________。 (3)流程中②調(diào)節(jié)pH時可以選用的試劑為__________，濾渣Ⅱ的主要成分為__________。 (4)常溫下Zn(OH)2的溶度積Ksp＝________。 (5)制得的ZnSO4·7H

22、2O需洗滌，洗滌晶體時應(yīng)選用試劑為____________________。 [解析]　(4)當Zn2＋沉淀完全時溶液中c(Zn2＋)≤10－5 mol·L－1，則Ksp[Zn(OH)2]＝c(Zn2＋)·c2(OH－)＝10－5×(10－6)2＝10－17。 [答案]　(1)適當增大硫酸濃度、升高溶液溫度、攪拌、將銅鎘渣磨碎成小顆粒等(合理答案均可) (2)AsH3　5Fe2＋＋5AsO＋3MnO＋14H＋===3Mn2＋＋5FeAsO4↓＋7H2O　滴最后一滴KMnO4，溶液變?yōu)榉奂t色且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)為原色，則反應(yīng)滴定到終點 (3)ZnO、ZnCO3、Zn(OH)2等合理答案均可　

23、 FeAsO4、Fe(OH)3 (4)10－17　(5)乙醇(或飽和硫酸鋅溶液) 考法二　探究Fe2＋、Fe3＋的性質(zhì) [典例2]　(2016·全國卷Ⅱ)某班同學用如下實驗探究Fe2＋、Fe3＋的性質(zhì)。 回答下列問題： (1)分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體，均配制成0.1 mol·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑，其目的是________________________________________________。 (2)甲組同學取2 mL FeCl2溶液，加入幾滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液變紅，說明Cl2可將Fe2＋氧化。FeCl2溶液與氯水反應(yīng)的離

24、子方程式為______________________。 (3)乙組同學認為甲組的實驗不夠嚴謹，該組同學在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入幾滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液變紅，煤油的作用是________________________。 (4)丙組同學取10 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液，加入6 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液混合。分別取2 mL此溶液于3支試管中進行如下實驗： ①第一支試管中加入1 mL CCl4充分振蕩、靜置，CCl4層顯紫色； ②第二支試管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍色沉淀； ③第三支

25、試管中加入1滴KSCN溶液，溶液變紅。 實驗②檢驗的離子是________(填離子符號)；實驗①和③說明：在I－過量的情況下，溶液中仍含有________(填離子符號)，由此可以證明該氧化還原反應(yīng)為________。 (5)丁組同學向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液，溶液變成棕黃色，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________________；一段時間后，溶液中有氣泡出現(xiàn)，并放熱，隨后有紅褐色沉淀生成。產(chǎn)生氣泡的原因是________________；生成沉淀的原因是_______________________________________

26、_________________________________ (用平衡移動原理解釋)。 [解析]　(1)Fe2＋具有很強的還原性，易被空氣中的O2氧化為Fe3＋，在FeCl2溶液中加入少量鐵屑，可防止Fe2＋被氧化。 (2)Fe2＋被氧化為Fe3＋，Cl2被還原為Cl－，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。 (3)O2難溶于煤油，加入煤油能隔絕空氣，排除O2對實驗的影響。 (4)KI溶液與FeCl3溶液反應(yīng)的離子方程式為2I－＋2Fe3＋===I2＋2Fe2＋。K3[Fe(CN)6]是檢驗Fe2＋的試劑。實驗③溶液變紅，說明溶液中仍存在Fe3＋，由此

27、可說明該氧化還原反應(yīng)為可逆反應(yīng)。 (5)酸化的FeCl2溶液與H2O2反應(yīng)，F(xiàn)e2＋被氧化為Fe3＋，H2O2被還原為H2O，反應(yīng)的離子方程式為H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。Fe3＋對H2O2的分解起催化作用，當反應(yīng)一段時間后，會發(fā)生反應(yīng)：2H2O22H2O＋O2↑，故溶液中產(chǎn)生氣泡。由于H2O2分解反應(yīng)放熱，促使Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋平衡右移，最終出現(xiàn)Fe(OH)3紅褐色沉淀。 [答案]　(1)防止Fe2＋被氧化 (2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ (3)隔絕空氣(排除氧氣對實驗的影響) (4)Fe2＋　Fe3＋　可逆

28、反應(yīng) (5)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O Fe3＋催化H2O2分解產(chǎn)生O2　H2O2分解反應(yīng)放熱，促進Fe3＋的水解平衡正向移動 [綜合訓(xùn)練] 1．(2017·北京高考)某小組在驗證反應(yīng)“Fe＋2Ag＋===Fe2＋＋2Ag”的實驗中檢測到Fe3＋，發(fā)現(xiàn)和探究過程如下。 向硝酸酸化的0.05 mol·L－1硝酸銀溶液(pH≈2)中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，燒杯底部有黑色固體，溶液呈黃色。 (1)檢驗產(chǎn)物 ①取出少量黑色固體，洗滌后，________________________________________(填操作和現(xiàn)象)，證明黑色固體中含有Ag。

29、 ②取上層清液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，產(chǎn)生藍色沉淀，說明溶液中含有__________。 (2)針對“溶液呈黃色”，甲認為溶液中有Fe3＋，乙認為鐵粉過量時不可能有Fe3＋，乙依據(jù)的原理是__________________________________(用離子方程式表示)。針對兩種觀點繼續(xù)實驗： ①取上層清液，滴加KSCN溶液，溶液變紅，證實了甲的猜測。同時發(fā)現(xiàn)有白色沉淀產(chǎn)生，且溶液顏色深淺、沉淀量多少與取樣時間有關(guān)，對比實驗記錄如下： 序號 取樣時間/min 現(xiàn)象 ⅰ 3 產(chǎn)生大量白色沉淀；溶液呈紅色 ⅱ 30 產(chǎn)生白色沉淀，較3 min時量少；溶液紅色較

30、3 min時加深 ⅲ 120 產(chǎn)生白色沉淀，較30 min時量少；溶液紅色較30 min時變淺 (資料：Ag＋與SCN－生成白色沉淀AgSCN) ②對Fe3＋產(chǎn)生的原因作出如下假設(shè)： 假設(shè)a：可能是鐵粉表面有氧化層，能產(chǎn)生Fe3＋； 假設(shè)b：空氣中存在O2，由于________________________________(用離子方程式表示)，可產(chǎn)生Fe3＋； 假設(shè)c：酸性溶液中的NO具有氧化性，可產(chǎn)生Fe3＋； 假設(shè)d：根據(jù)____________________________________________現(xiàn)象，判斷溶液中存在Ag＋，可產(chǎn)生Fe3＋。 ③下述實驗

31、Ⅰ可證實假設(shè)a、b、c不是產(chǎn)生Fe3＋的主要原因。實驗Ⅱ可證實假設(shè)d成立。 實驗Ⅰ：向硝酸酸化的________溶液(pH≈2)中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，不同時間取上層清液滴加KSCN溶液。3 min時溶液呈淺紅色，30 min后溶液幾乎無色。 實驗Ⅱ：裝置如下圖。其中甲溶液是________，操作及現(xiàn)象是____________________。 (3)根據(jù)實驗現(xiàn)象，結(jié)合方程式推測實驗ⅰ～ⅲ中Fe3＋濃度變化的原因：________________________________________________________________________。 解析：(1)①黑

32、色固體溶于熱的硝酸溶液后，向其中加入稀鹽酸，產(chǎn)生白色沉淀，可證明黑色固體中含有Ag。②可利用K3[Fe(CN)6]檢驗Fe2＋的存在。(2)Fe3＋具有較強的氧化性，過量的鐵粉會與Fe3＋反應(yīng)：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。②空氣中的O2會與Fe2＋發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生Fe3＋；加入KSCN溶液后產(chǎn)生白色沉淀，說明溶液中存在Ag＋，Ag＋可與Fe2＋反應(yīng)產(chǎn)生Fe3＋。③實驗Ⅰ可證明假設(shè)a、b、c不是產(chǎn)生Fe3＋的主要原因，只要將原實驗反應(yīng)體系中的Ag＋替換，其他微粒的種類及濃度保持不變，做對比實驗即可，所以可選用0.05 mol·L－1 NaNO3溶液(pH≈2)；實驗Ⅱ利用原電池裝置證

33、明反應(yīng)Ag＋＋Fe2＋===Ag＋Fe3＋能發(fā)生，所以甲溶液是FeSO4溶液。操作和現(xiàn)象：分別取電池工作前與工作一段時間后左側(cè)燒杯中的溶液，同時滴加KSCN溶液，后者紅色會更深。 答案：(1)①加硝酸加熱溶解固體，再滴加稀鹽酸，產(chǎn)生白色沉淀?、贔e2＋　(2)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋　 ②4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O　加入KSCN溶液后產(chǎn)生白色沉淀　 ③0.05 mol·L－1NaNO3　FeSO4溶液　分別取電池工作前與工作一段時間后左側(cè)燒杯中溶液，同時滴加KSCN溶液，后者紅色更深 (3)溶液中存在反應(yīng)：①2Ag＋＋Fe===Fe2＋＋2Ag， ②A

34、g＋＋Fe2＋===Fe3＋＋Ag，③Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。反應(yīng)開始時，c(Ag＋)大，以反應(yīng)①、②為主，c(Fe3＋)增大。約30 min后，c(Ag＋)小，以反應(yīng)③為主，c(Fe3＋)減小 2．工業(yè)上利用廢鐵屑(含少量氧化鋁、氧化鐵等)生產(chǎn)堿式硫酸鐵[Fe(OH)SO4]的工藝流程如下： 已知：部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH如下表： 沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 開始沉淀 2.3 7.5 3.4 完全沉淀 3.2 9.7 4.4 回答下列問題： (1)反應(yīng)Ⅰ中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的化學方程式為______

35、____________________ ________________________________________________________________________， ________________________________________________________________________。 (2)加入少量NaHCO3的目的是調(diào)節(jié)pH，使溶液中的____(填“Fe3＋”、“Fe2＋”或“Al3＋”)沉淀。該工藝流程中“攪拌”的作用是________________。 (3)反應(yīng)Ⅱ的離子方程式為________________________。

36、在實際生產(chǎn)中，反應(yīng)Ⅱ常同時通入O2以減少NaNO2的用量，O2與NaNO2在反應(yīng)中均作____________。若參與反應(yīng)的O2有11.2 L(標準狀況)，則相當于節(jié)約NaNO2的物質(zhì)的量為____________。 (4)堿式硫酸鐵溶于水后產(chǎn)生的[Fe(OH)]2＋，可部分水解生成[Fe2(OH)4]2＋聚合離子。該水解反應(yīng)的離子方程式為__________________________________________________。 (5)在醫(yī)藥上常用硫酸亞鐵與硫酸、硝酸的混合液反應(yīng)制備堿式硫酸鐵。根據(jù)我國質(zhì)量標準，產(chǎn)品中不得含有Fe2＋及NO。為檢驗所得產(chǎn)品中是否含有Fe2＋，應(yīng)

37、使用的試劑為__________(填字母)。 A．氯水　　　　　　 B．KSCN溶液 C．NaOH溶液 D．酸性KMnO4溶液 解析：(1)根據(jù)題意及流程圖分析知，反應(yīng)Ⅰ中發(fā)生的反應(yīng)為Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O、Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O，F(xiàn)e＋Fe2(SO4)3===3FeSO4，F(xiàn)e＋H2SO4(稀)===FeSO4＋H2↑，其中屬于氧化還原反應(yīng)的為Fe＋Fe2(SO4)3===3FeSO4、Fe＋H2SO4(稀)===FeSO4＋H2↑；(2)根據(jù)題意及流程圖分析知，反應(yīng)Ⅰ后溶液的成分為FeSO4和Al2(SO4)3

38、的混合溶液，經(jīng)攪拌、過濾后得FeSO4溶液，所以加入少量NaHCO3的目的是調(diào)節(jié)pH，使溶液中的Al3＋沉淀，該工藝流程中“攪拌”的作用是加快反應(yīng)速率；(3)由題給信息知，反應(yīng)Ⅱ中NaNO2中氮元素的化合價由反應(yīng)前的＋3價降為反應(yīng)后NO中的＋2，則FeSO4中鐵元素的化合價必然升高，由Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋，反應(yīng)的離子方程式為Fe2＋＋NO＋2H＋===Fe3＋＋NO↑＋H2O，反應(yīng)Ⅱ的目的是利用氧化劑將Fe2＋氧化為Fe3＋，O2與NaNO2在反應(yīng)中作氧化劑；n(O2)＝0.5 mol，則得到電子0.5 mol×4＝2 mol，1 mol NaNO2被還原生成NO，化合價由＋3價降低到＋2價

39、，得到1 mol電子，根據(jù)得失電子數(shù)目相等知，節(jié)約 NaNO2的物質(zhì)的量為2 mol；(4)[Fe(OH)]2＋可部分水解生成[Fe2(OH)4]2＋聚合離子，根據(jù)電荷守恒和質(zhì)量守恒可寫出反應(yīng)的離子方程式為2[Fe(OH)]2＋＋2H2O[Fe2(OH)4]2＋＋2H＋；(5)氯水可以氧化Fe2＋生成Fe3＋，溶液顏色變化不明顯，不能檢驗Fe2＋，A錯誤；KSCN溶液和Fe2＋混合無現(xiàn)象發(fā)生，不能檢驗Fe2＋，B錯誤；加入NaOH溶液和Fe3＋反應(yīng)生成紅褐色沉淀，不能檢驗是否存在Fe2＋，C錯誤；在含有Fe3＋的溶液中檢驗Fe2＋，應(yīng)選用酸性KMnO4溶液，酸性KMnO4溶液氧化Fe2＋時

40、溶液褪色，現(xiàn)象明顯，D正確。 答案：(1)Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ Fe＋Fe2(SO4)3===3FeSO4 (2)Al3＋　加快反應(yīng)速率(或使反應(yīng)物充分接觸) (3)Fe2＋＋NO＋2H＋===Fe3＋＋NO↑＋H2O　氧化劑　2 mol　(4)2[Fe(OH)]2＋＋2H2O[Fe2(OH)4]2＋＋2H＋　(5)D 考點三　遷移“氫氣還原氧化銅”的實驗裝置模型 1．實驗裝置 2．裝置的作用 裝置 作用 A 制取H2 B 除去H2中混有的HCl(若采用稀硫酸制取氫氣，無需使用該裝置) C 除去H2中混有的水蒸氣(也可將B、C裝置用

41、盛有堿石灰的U形干燥管代替) E 檢驗氫氣還原氧化銅生成的水 F 防止外界空氣中的水蒸氣進入裝置E中，干擾產(chǎn)物水的檢驗 3．實驗操作 [提醒]　先熄滅酒精燈再停止通入氫氣的目的是使被還原生成的Cu在氫氣的氛圍中冷卻，以防止空氣進入，使Cu在較高溫度下被氧化。 [典例]　(2017·全國卷Ⅰ)實驗室用H2還原WO3制備金屬W的裝置如圖所示(Zn粒中往往含有硫等雜質(zhì)，焦性沒食子酸溶液用于吸收少量氧氣)。下列說法正確的是(　　) A．①、②、③中依次盛裝KMnO4溶液、濃H2SO4、焦性沒食子酸溶液 B．管式爐加熱前，用試管在④處收集氣體并點燃，通過聲音判斷氣體純度

42、C．結(jié)束反應(yīng)時，先關(guān)閉活塞K，再停止加熱 D．裝置Q(啟普發(fā)生器)也可用于二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣 [解析]　制得的氫氣中含有H2S、O2、HCl、H2O等雜質(zhì)，由于酸性高錳酸鉀溶液氧化氯化氫生成氯氣，所以，應(yīng)先用焦性沒食子酸溶液吸收氧氣，同時除去氯化氫(易溶于水)，再用酸性高錳酸鉀溶液吸收硫化氫，最后用濃硫酸干燥，A項錯誤；氫氣中混有空氣加熱易發(fā)生爆炸，故加熱管式爐前需對氫氣進行驗純，其操作為在④處收集氣體并點燃，發(fā)出“噗”聲，則證明制取的氫氣較純，B項正確；類似氫氣還原氧化銅，實驗完畢后，先停止加熱，再繼續(xù)通入氫氣一段時間，C項錯誤；啟普發(fā)生器不能加熱，適合塊狀固體與液體在常溫下反應(yīng)，而實驗室用二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)制氯氣需要加熱，且二氧化錳是粉末狀固體，故不能用裝置Q制備氯氣，D項錯誤。 [答案]　B [備考方略]　H2(或CO)還原金屬氧化物的實驗流程