2025北京高一（上）期末化學匯編：鐵及其化合物（解答題）

2025北京高一(上)期末化學匯編

鐵及其化合物(解答題)

一、解答題

1.(2025北京豐臺高一上期末)某小組同學探究Fe(NO3)3溶液中Fe3+和NO3的氧化性。

資料：0.1mol/LFe(NO3)3溶液的pH=1.7。

實驗1：向淀粉碘化鉀試紙上滴0.1mol/LFe(NO3)3溶液，淀粉KI試紙變藍。

(1)實驗1證明：Fe(NC)3)3溶液中含有具有氧化性微粒的理由是0

(2)依據(jù)Fe(NCh)3在水溶液中的電離和溶液呈酸性，小組同學做出猜想，并設計完成了以下實驗。

猜想1：酸性條件下，NO：氧化了

猜想2：Fe3+氧化了

實驗序

實驗操作實驗現(xiàn)象

號

淀粉碘化鉀試紙

向淀粉碘化鉀試紙上滴Xmol/LNaNO3溶液(用鹽酸調(diào)節(jié)

2

pH=1.7)變藍

淀粉碘化鉀試紙

3向淀粉碘化鉀試紙上滴0.1mol/LFeCh溶液

變藍

①實驗2的目的是為了證明猜想1,則*=。

②甲同學認為實驗3證明了猜想2成立，寫出Fe3+氧化r的離子方程式。乙同學認為以上實驗不嚴

謹，進一步通過實驗排除了空氣中氧氣的干擾，證明了猜想1和猜想2成立。

(3)比較0.1mol/LFe(NO3)3溶液中Fe3+和NO；的氧化性。

實驗4：向ImLO.2moi/LFeCk溶液(用鹽酸調(diào)節(jié)pH=1.7)中先滴加KSCN溶液，再加入。

①將實驗4補充完整_____o

3+

②實驗4中觀察到實驗現(xiàn)象為—，證明0.1mol/LFe(NO3)3溶液中，氧化性NO3>Feo

2.(2025北京人大附中高一上期末)某小組同學向pH=l的0.5molL"的FeCb溶液中分別加入過量的Cu

粉和Zn粉，探究溶液中氧化劑的微粒及其還原產(chǎn)物。

(1)理論分析

依據(jù)金屬活動性順序，Cu和Zn可將Fe3+還原為Fe的金屬是。

(2)實驗驗證

實

金屬操作、現(xiàn)象及產(chǎn)物

驗

過量

I一段時間后，溶液逐漸變?yōu)樗{綠色，固體中未檢測到Fe單質(zhì)

Cu

過量一段時間后有氣泡產(chǎn)生，反應緩慢，pH逐漸增大，產(chǎn)生了大量紅褐色沉淀后，無氣泡冒

II

Zn出，此時溶液pH為3~4,取出固體，固體中未檢測到Fe單質(zhì)

①實驗II中生成的紅褐色沉淀為o

②對實驗n未檢測到Fe單質(zhì)進行分析及探究。

i.a.甲認為實驗H中，當Fe3+、H+濃度較大時，即使Zn與Fe?+反應置換出少量Fe,Fe也會被Fe3+、H+

消耗。寫出Fe與Fe3+、H+反應的離子方程式。

b.乙認為在pH為3?4的溶液中即便生成Fe也會被H+消耗。設計實驗(填實驗操作和現(xiàn)象),證實

了此條件下可忽略H+對Fe的消耗。

c.丙認為產(chǎn)生的紅褐色沉淀包裹在Zn粉表面，阻礙了Zn與Fe2+的反應。實驗證實了Zn粉被包裹。

ii.查閱資料:0.5molL-iFe3+開始沉淀的pH約為1.2,完全沉淀的pH約為3。

結(jié)合a、b和c,重新做實驗H,當溶液pH為3~4時，不取出固體，向固-液混合物中持續(xù)加入鹽酸，控制

pH<1.2,(填實驗操作和現(xiàn)象)，待pH為3~4時，取出固體，固體中檢測到Fe單質(zhì)。

3.(2025北京通州高一上期末)興趣實驗小組探究金屬單質(zhì)與FeCh溶液的反應，進行了如下實驗。

已知：i.O.lmoLLTFeCk溶液顯酸性。

ii.Fe和FeQ,都能被磁鐵吸引。

【理論分析】

(1)鎂與銅的金屬活動性順序從強到弱是。

【實驗驗證】

序號操作現(xiàn)象

在盛有l(wèi)OOmLO.lmolU'FeC^溶

I一段時間后，溶液逐漸變?yōu)樗{綠色。

液的燒杯中，投入過量的銅片。

鎂條表面有大量氣體產(chǎn)生，此時檢測到溶液

-1

在盛有l(wèi)OOmLO.lmolLFeCl3溶中存在Fe?+。20s后觀察到鎂條表面開始有黑

II

液的燒杯中，投入過量的鎂條。色固體生成，一段時間后燒杯底部產(chǎn)生紅褐

色沉淀。

(2)實驗I中所得溶液，存在的主要金屬陽離子有(填離子符號)。

(3)小組同學取實驗I的少量溶液于試管中，滴加KSCN溶液后繼續(xù)滴加少量氯水，可檢驗實驗I中所得溶

液中有_________生成，檢測到溶液中存在該粒子，依據(jù)的現(xiàn)象是。

(4)對H中的實驗現(xiàn)象進行分析與探究

①產(chǎn)生的氣體是。

②請用離子方程式解釋“檢測到溶液中含有Fe?+”的原因：。

③經(jīng)下列實驗探究黑色固體中含有的主要物質(zhì)。

i.黑色固體可以被磁鐵吸引；

ii.將黑色固體用蒸儲水洗滌后，加入稀鹽酸，產(chǎn)生大量氣泡；

iii.向ii反應后的溶液中滴加KSCN溶液，無變化。

a.黑色固體中一定含有的物質(zhì)是。

b.小組同學認為上述實驗無法確定黑色固體中是否含有Fes。,，理由是o

【實驗結(jié)論】

金屬活動性會影響金屬單質(zhì)與FeCL溶液反應的產(chǎn)物。

4.(2025北京西城高一上期末)某同學利用下圖所示的裝置進行鐵與水蒸氣反應的實驗。

(1)鐵與水蒸氣反應的化學方程式是O

(2)檢驗氣密性后，加熱試管，肥皂液中有氣泡產(chǎn)生，該現(xiàn)象不能說明有H?生成。理由是。

(3)為探究試管中固體的成分，繼續(xù)實驗：取少量反應后固體于試管中，加入過量鹽酸，加熱至固體完全溶

解，再滴加KSCN溶液，若溶液變紅，推測固體的成分：；若溶液未變紅，原因是(用

離子方程式表示)。

5.(2025北京石景山高一上期末)某興趣小組同學為探究黑木耳中的含鐵量，進行如下實驗。

資料：i.紫色MnO：溶液在酸性條件下具有強氧化性，其還原產(chǎn)物是Mn"。

ii.K31Fe(CN)6］遇到Fe?+產(chǎn)生藍色沉淀，可用來檢驗Fe?+。

I.為確定黑木耳中含有鐵元素，甲同學設計實驗方案如下。

(1)從稀硫酸浸取后的混合物中得到溶液A的操作是,該操作用到的玻璃儀器有、燒杯

和玻璃棒。

(2)檢驗濾液A中的Fe?+不適宜用NaOH溶液，原因是。

(3)步驟④檢驗Fe3+所用試劑是溶液。

II.測黑木耳中鐵元素的含量：乙同學另取a克黑木耳重復實驗得溶液A,進行實驗。

匕mL⑤足量B」匕mL|⑥KMnO/H1

濾液A廠溶液C|,

(4)物質(zhì)B只能選用o

a.Nab.Fec.Cu

(5)步驟⑥反應的離子方程式是：0

WFe2++WMnO；+W=□Fe3++□___________+WH,O

(6)乙同學取出VgL濾液C于錐形瓶中，消耗濃度為cmobL的酸性KMnO,溶液V2mL,計算黑木耳中鐵

元素的質(zhì)量分數(shù)。(用計算式表示)

III.丙同學發(fā)現(xiàn)Fes。,溶液在空氣中久置后會被氧化，因此進行了如下探究實驗：

實驗現(xiàn)象

FeSO,濃度溶液起始

PH

半小時3小時

a0.51.5無明顯現(xiàn)象淺黃色

b0.53.0淺黃色黃色

淺黃色，有自半小時后變黃的速度比b快，有

c0.55.0

渾濁紅褐色沉淀生成

(7)寫出Fe?+在空氣中久置生成紅褐色沉淀的反應的離子方程式。

(8)根據(jù)上表實驗結(jié)果可得影響FeSO,溶液氧化快慢的因素有。

6.(2025北京大興高一上期末)工業(yè)上用FeCL溶液作印刷電路銅板的腐蝕液。化學小組采用不同方法對

腐蝕廢液(陽離子主要有Fe?+、Cu2+>Fe3+和H+)進行處理。

方法一：將H?。?溶液加入廢液并調(diào)節(jié)溶液pH,處理流程如下。

已知：部分金屬離子沉淀的pH(起始濃度為(O.lmolL-i)

Cu2+Fe3+Fe2+

開始沉淀pH4.72.77.6

完全沉淀pH6.73.79.6

⑴步驟I中加入HQ溶液的目的是將Fe?+(填“氧化”或“還原”)為Fe3+。

(2)步驟II中需要調(diào)節(jié)的pH范圍是。

(3)溶液C中含有大量Fe?+。取少量溶液C于試管中，滴加NaOH溶液，觀察到的現(xiàn)象是；寫出

該過程中發(fā)生氧化還原反應的化學方程式=

(4)①溶液A、溶液B和固體C中都含有(填“Fe”或“Cu")元素。

②將溶液C和溶液D回收后，通入C1?可以再轉(zhuǎn)化為FeC§腐蝕液，寫出該反應的離子方程式0

（5）方法二：將H2s和空氣的混合氣體通入腐蝕廢液，其轉(zhuǎn)化如下圖（CuS不溶于水）。

①過程i中，生成CuS反應的離子方程式為o

②下列關(guān)于該轉(zhuǎn)化過程的說法中，正確的是（填字母）。

a.過程ii中的氧化劑是Fe3+

b.過程出中沒有化合價變化

c.利用該轉(zhuǎn)化可以回收S

7.（2025北京西城高一上期末）查閱資料顯示：在氧化還原反應中，氧化劑所表現(xiàn)的氧化性強弱與反應產(chǎn)

物的狀態(tài)和對應元素價態(tài)有關(guān)?；瘜W小組探究Cu與Fe2（SO4）3溶液的反應，實驗如下:

序

方案現(xiàn)象

號

/0.2g銅粉

振蕩試管，觀察到溶液變?yōu)樗{色，

i

充分反應后，試管底部有Cu粉剩余

1一?2mL0.25mol-L-1

前0需。）溶液（PH=1.5）

溶液局部變紅，同時產(chǎn)生白色沉淀

取實驗i中的上層清液，向其中滴加

ii（經(jīng)檢驗是CuSCN）,振蕩試管，紅

ImolL-iKSCN溶液

色消失

（1）實驗i中發(fā)生反應的離子方程式是0

（2）實驗ii中檢測到Fe3+,依據(jù)的實驗現(xiàn)象是o

①對Fe3+產(chǎn)生的原因提出如下假設：

假設1：溶液中的Fe2+被氧化，離子反應方程式是o

假設2：在實驗ii的條件下，F(xiàn)e2+被CM+氧化。

②設計實驗驗證假設，其中試劑a是,iv的現(xiàn)象是

序

方案試劑現(xiàn)象

號

2滴lmol?LT放置較長時間，溶液不

iiia

「KSCN溶液變紅

一a和

iv一。ml

b

③實驗結(jié)論：假設1不成立，假設2成立。

(3)由實驗i得出氧化性：Fe3+CM+(填“〉”或“<”)，而根據(jù)實驗ii發(fā)生的反應

Fe2++Cu2++SCN-=Fe3++CuSCNJ可知，F(xiàn)e?+和C/+的氧化性強弱關(guān)系相反。運用氧化還原反應規(guī)律解

釋原因：0

8.(2025北京八中高一上期末)黃銅礦主要成分是二硫化亞鐵銅(CuFeS?)。黃銅礦經(jīng)熔煉、煨燒后得到粗

銅和爐渣，冶煉過程的主要反應有：

高溫

①2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO?

高溫

②Cu2S+O22Cu+SO2

(1)反應②中還原劑是o

(2)某校學習小組用煉銅產(chǎn)生的爐渣(含F(xiàn)e?O3、FeO、SiO2,等)制備鐵紅，進行如下實驗。

過量鹽酸酸浸,

H濾液2|…

過量NaOH通氧氣

*濾渣1

R1溶液堿浸過濾

“濾渣2

*濾液1

①爐渣堿浸時反應的離子方程式是SiO2+2OH=SiOt+H2O和.

②濾渣1中加入鹽酸并通入氧氣可使FeO轉(zhuǎn)化為Fe3+,該反應的離子方程式是—；為檢驗鐵元素是否被

氧化完全，應進行的實驗是：取少量濾液2于試管中，-o

9.(2025北京清華附中高一上期末)菠菜中含有比較豐富的鐵元素，某研究小組設計如下方案測定其含

量。

【鐵元素的分離】

(1)在組期中將mg菠菜高溫灼燒，使之完全灰化。用足量的酸充分溶解，過濾(濾渣中不含鐵元素)，將濾

液在100mL容量瓶中定容，得溶液A。

其中鐵元素的存在形式是Fe2+、o

【鐵元素的測定】

研究小組提出如下三種測量方案。

i.沉淀法：取10mL溶液A,向其中加入足量NaOH溶液，過濾、洗滌沉淀、灼燒、稱量。

(2)請寫出生成紅褐色沉淀的方程式：0該方案誤差較大。

ii.比色法：另取10mL溶液A,流程如下。

(3)用離子方程式解釋加入H2O2的目的是：。

(4)寫出加入KSCN后發(fā)生反應的離子方程式：。

(5)溶液顏色越深，光的透過能力越差，即透光率越小，含鐵量越(填“高”或"低”)。

(6)若不加入H2O2,測出菠菜中鐵元素的含量________(填“偏大’或“偏小”)。

iii.高錦酸鉀滴定法：

(7)另取10mL溶液A,向其中加入足量X,X可能是。

a.Nab.Mgc.Fed.Cu

向濾液C中滴入bmol/LKMnCU溶液，至反應完全，共消耗KMnCU溶液cmL。

(8)請寫出MnO4與Fe2+反應的離子方程式：。

(9)計算樣品中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)0

10.(2025北京朝陽高一上期末)化學小組研究鐵與氯氣的反應。

資料：①飽和氯水中主要粒子的濃度：

c(H+bc(cr)Xc(HClO)X0.030mol-L_,

1

c(Cl2)?0.062molU

②pH=-lgc(H+),pH越小，相應的c(H+)越大，溶液酸性越強。

I.常溫時，干燥的氯氣不與鐵反應，工業(yè)生產(chǎn)中可將液氯儲存在鋼瓶中。

II.加熱條件下，鐵能與氯氣發(fā)生反應，化學方程式為。

III.研究小組探究常溫下鐵與氯水的反應，實驗如下：

序

實驗試齊Ua現(xiàn)象

號

/試劑a2mL飽和氯水產(chǎn)生少量氣泡，溶液為淺黃色；lOmin后不再

i

(pH=1.5)產(chǎn)生氣泡

一

鐵絲2mL鹽酸產(chǎn)生較多氣泡，溶液接近無色；一段時間后，

ii1(過量)

i(pH=1.5)不再產(chǎn)生氣泡(此時溶液pHx3)

(1)補全II.中方程式：o氯氣溶于水制得氯水，溶解過程中發(fā)生反應的化學方程式為

(2)進行實驗造，檢測實驗i、ii所得溶液中的金屬離子，發(fā)現(xiàn)溶液顏色與取樣時間有關(guān)。

取樣時間2min10mn240min

取實驗i溶液滴加KSCN溶液淺紅色紅色深紅色

取實驗ii溶液滴加KSCN溶液無色無色極淺的粉紅色

實驗i所得溶液中一定含有Fe2+,上述實驗證明。2不是起主要作用的氧化劑，證據(jù)是o

(3)進行實驗iv,證明實驗i中C1CF、HC1O不是與鐵發(fā)生反應的主要氧化劑。

實驗iv：①取2mLmollTNaClO溶液，加入與實驗i相同的鐵絲，放置lOmin,無明顯變化。滴

加KSCN溶液，未見明顯現(xiàn)象。

②向①的溶液中加入(填試齊IJ)調(diào)節(jié)溶液pH=1.5,放置lOmin,溶液呈現(xiàn)極淺的粉紅色。240min

后，溶液呈淺紅色。

(4)實驗小組對于實驗i中C"作氧化劑時生成Fe3+的可能過程進行猜想：

假設1：Fe與HC1反應生成FeCbFeCl?被氯水氧化為FeC^。

假設2：在水的作用下，鐵與CU反應生成FeC'。

繼續(xù)進行實驗，證明若沒有假設1的過程，假設2也成立。

實驗方案及現(xiàn)象為o

綜上，鐵與氯氣在不同條件下的反應不同，說明物質(zhì)變化是有條件的。

11.(2025北京海淀高一上期末)某實驗小組探究Mg與FeC§溶液的反應。

資料：i.FeCL溶液呈酸性，并且濃度越大，溶液酸性越強，pH越低。

ii.酸性條件下，若FeCk溶液pH增大，可能會產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀。

iii.Fe2+的特征性質(zhì)是遇Ks[Fe(CN)6]溶液產(chǎn)生藍色沉淀。

小組同學將打磨光亮的鎂條(過量)放入下列溶液中，發(fā)現(xiàn)如下現(xiàn)象。

實驗溶液現(xiàn)象

O.lmollTFeCL溶液鎂條表面產(chǎn)生大量氣體，溶液pH

I

（PH=2）增大，隨后表面產(chǎn)生紅褐色固體

1.0moLL/FeJ溶液鎂條表面快速產(chǎn)生大量氣體，溶液

II

（PH=1）pH增大，隨后表面產(chǎn)生黑色固體

經(jīng)檢驗，實驗II中的黑色固體為Fe。

(1)實驗I、H產(chǎn)生氣體的化學式為o

(2)分別取實驗I、n所得溶液，滴加Ks[Fe(CN)6]溶液，發(fā)現(xiàn)均存在Fe?+,依據(jù)的現(xiàn)象是,用離

子方程式表示Fe?+產(chǎn)生的原因：0

繼續(xù)探究實驗I沒有產(chǎn)生Fe的原因，甲同學對比實驗n,認為是實驗I中FeCL濃度太低，乙同學則認為

是實驗I中FeCl,不只轉(zhuǎn)化為FeCl2,導致FeCl2濃度太低，并設計實驗III證實了他的猜測。

(3)補全實驗III的實驗方案：將打磨光亮的鎂條(過量)放入,發(fā)現(xiàn)鎂條表面產(chǎn)生黑色固體Fe。

丙同學參照上述實驗，設計實驗IV,進一步探究實驗I沒有產(chǎn)生Fe的原因。

實驗溶液現(xiàn)象

o.lmolL-'FeC^溶液（加鹽酸調(diào)鎂條表面快速產(chǎn)生大量氣體，溶液

IV

PH=1）pH增大，隨后產(chǎn)生黑色固體

(4)對比實驗I和IV,解釋實驗I中不能產(chǎn)生Fe的原因

(5)綜合以上實驗，影響Mg與FeClj溶液反應的因素有o

(6)下列推測不合理的是(填序號)。

a.向?qū)嶒瀗所得溶液中加入酸性KMnC>4溶液，發(fā)現(xiàn)紫紅色褪去，說明有Fe?+

b.過量的Cu與1.0mol-L-FeCh溶液(pH=1)反應能生成Fe

c.過量的Mg與0.2mol?L-FeCL溶液(加鹽酸調(diào)pH=1)反應能生成Fe

12.(2025北京房山高一上期末)某小組同學為探究pH=l的0.5mol-LTFeCh溶液中氧化劑的微粒及其還

原產(chǎn)物。進行如下實驗：

序號加入試劑現(xiàn)象

一段時間后，溶液變?yōu)樗{綠

i加入過量的Cu粉

色

一段時間后有氣泡產(chǎn)生，反

應緩慢，pH逐漸增大，產(chǎn)

加入試劑生大量紅褐色沉淀后，無氣

ii加入過量的Zn粉

泡冒出，此時溶液的pH為

3~4,取出固體，固體中未

檢測到Fe單質(zhì)。

民

_,

pH=l0.5mol,L粉有大量氣泡產(chǎn)生，反應劇

FeCh溶液

烈，pH逐漸增大，產(chǎn)生大

量紅褐色沉淀后，持續(xù)產(chǎn)生

iii加入過量的Mg

大量氣泡，當溶液pH為

3~4,取出固體，固體中檢

測到Fe單質(zhì)。

資料：鐵氟化鉀溶液與Fe?+溶液反應會產(chǎn)生藍色沉淀。

理論分析：

(1)依據(jù)金屬活動性順序，Cu、Zn、Mg中可將Fe?*還原為Fe的金屬是

實驗探究：

(2)小組同學對實驗ii未檢測到Fe單質(zhì)進行分析和探究

猜測一、甲同學認為反應初期Fe3+濃度較大時，即使Zn和Fe?+反應置換出少量Fe,Fe也會被Fe3+消耗。

寫出Fe和Fe?*反應的離子方程式。

猜測二、乙同學認為在pH為3~4的溶液中，即使Zn和Fe?+反應置換出少量Fe,Fe會被H卡消耗。

設計實驗：取少量鐵粉，加入,再加入鐵氧化鉀溶液無藍色沉淀生成，即可證實此條件可以忽略

H+對Fe的消耗。

猜測三、丙同學認為產(chǎn)生的紅褐色沉淀包裹在Zn粉上，阻礙了Zn和Fe?+反應。實驗證實了Zn粉被包

裹。

查閱資料：0.5mol-LTFe3+在pH約為1.2的溶液中開始轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀，溶液的pH約為3時Fe?+完全

轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀。

(3)結(jié)合資料和猜測，重做實驗ii,當溶液pH為3~4時，不取出固體，向固-液混合物中持續(xù)滴加鹽酸，控

制pH<1.2,當觀察到________且溶液顏色變淺時停止加入鹽酸，待pH為3~4時，取出固體，固體中檢

測到Fe單質(zhì)。

實驗結(jié)論：

(4)對比實驗ii和實驗出可得出結(jié)論：,而金屬Mg不斷產(chǎn)生氫氣使得沉淀難以覆蓋在金屬表

3+

面，Mg能夠直接與Fe發(fā)生置換反應制取出Fe0

13.(2025北京八中高一上期末)某化學興趣小組為探究Cl。、Br?、Fe?+的氧化性強弱，設計了如下實

驗：

D

(1)①A中發(fā)生反應的化學方程式是-□

②整套實驗裝置存在一處明顯的不足，請指出

(2)用改進后的裝置進行實驗，實驗過程如下:

實驗操作實驗現(xiàn)象結(jié)論

打開活塞a,向圓底D裝置中：溶液變紅

C"、Br?、Fe?+的氧

燒瓶中滴入適量濃E裝置中：水層溶液變黃，

化性由強到弱的順序

鹽酸；然后關(guān)閉活振蕩后，CC14層無明顯變

3+

為：Cl2>Br2>Fe

塞a,點燃酒精燈?；?。

因忙于觀察和記錄，沒有及時停止反應，D、E中均發(fā)生了新的變化。

D裝置中：紅色慢慢褪去。

E裝置中：CC1,層先由無色變?yōu)槌壬箢伾饾u加深，直至變成紅色。

為探究上述實驗現(xiàn)象的本質(zhì)，小組同學查得資料如下：

i.(SCN］性質(zhì)與鹵素單質(zhì)類似。氧化性：

CI2>(SCN)2O

ii.Cl2和Br?反應生成BrCl,它呈紅色(略帶黃色)，沸點

約5℃,與水可以發(fā)生復分解反應。

iii.AgClO、AgBrO均可溶于水。

①請推測D裝置中溶液褪色的原因—o

②欲探究E中顏色變化的原因，設計實驗如下：

用分液漏斗分離出E的下層溶液，蒸館、收集紅色物質(zhì)，取少量，加入AgNOs溶液，結(jié)果觀察到僅有白色

沉淀產(chǎn)生。請結(jié)合化學用語解釋僅產(chǎn)生白色沉淀的原因—=

③將少量BrCl通入到碘化鉀溶液中，該反應的化學方程式為—o

2+

④將0.1molCl2通入50mLl.5mol/L的FeBr2溶液中發(fā)生反應，被氧化的Fe和Br一的物質(zhì)的量之比

是O

14.(2025北京清華附中高一上期末)鐵黃(FeOOH)是一種重要的化工產(chǎn)品。為制備高品質(zhì)鐵黃，需先制

備少量鐵黃晶種。

I.晶種的制備

制備過程及現(xiàn)象是：向一定濃度的Fes。,溶液中加入氨水，產(chǎn)生白色沉淀，并很快變成灰綠色。滴加氨水

至pH為6.0時，開始通空氣并記錄pH變化如下。

資料：本實驗中，不同pH下+3價鐵元素的存在狀態(tài):

PH<1.51.5?2.82.8?6.0

存在狀態(tài)Fe3+Fe3+>FeCXDHFeOOH

(1)產(chǎn)生白色沉淀的離子方程式是o

(2)結(jié)合方程式解釋曲線變化：

①。~4時段，白色沉淀被氧化，，c(H+)不變，pH幾乎不變。

②彳~，2時段，發(fā)生如下反應：（配平），c（H+）增大，pH明顯降低。

Fe2+++=FeOOH；+H+

③6后，pH幾乎不變，此時溶液中c（Fe?+）仍降低，但c（Fe3+）增加，且c（Fe"）降低量大于0件3+）增加

量。結(jié)合總方程式說明原因：o

II.產(chǎn)品顏色探究

鐵黃為黃色，但制得的晶種為黃褐色。歡樂小組提出兩個猜想：

猜想1：鐵黃中混有黑色物質(zhì)，混合后顏色變深。

猜想2：鐵黃中混有黃褐色物質(zhì)Fe（OH）SC>4。

（3）針對猜想1,小歡提出方案：將樣品用鹽酸充分溶解后，加入高錦酸鉀溶液，紫色褪去，證明鐵黃中含

有Fes。,。小樂認為該方案不嚴謹，原因是。后經(jīng)實驗證實該制備條件下幾乎不產(chǎn)生FesO,。

晶種固體溶液呈黃色沉淀

①請選出合適的試劑a/b搭配：o

A.HNO3,Ba（NO3）2B.HC1,BaCl2C.H2SO4,BaCl2

②洗滌黃褐色晶種的目的是O

2+

③進一步實驗證實黃褐色晶種含有少量Fe（OH）SO4。寫出由Fe生成黃褐色沉淀的離子方程

式：?

III.產(chǎn)品純度測定

鐵黃純度可以通過產(chǎn)品的耗酸量確定。

3+

資料:Fe+3C2O^=Fe（C2O4f,FeCOj：不與稀堿液反應。

（5）Wg鐵黃樣品共消耗硫酸的物質(zhì)的量為mol（列出計算式即可）o

（6）假定鐵黃樣品除Fe（OH）SC>4外，不含其他雜質(zhì)。

①算得鐵黃純度（質(zhì)量分數(shù)）為o

②加入Na2C2O4溶液不足會使測定純度偏小，原因是o

參考答案

1.(1)淀粉KI試紙變藍說明生成了L,r變?yōu)椴坊蟽r升高，則Fe(NO3)3溶液中的微粒化合價降低，具有

氧化性

3+2+

(2)0.32Fe+2I-=2Fe+I2

(3)1mLO.6moi/LNaNCh溶液溶液先無明顯變化，后變?yōu)檠t色(或者溶液紅色加深)

【分析】12遇淀粉溶液變?yōu)樗{色，向淀粉碘化鉀試紙上滴0」mol/LFe(NO3)3溶液，淀粉KI試紙變藍，說

明溶液中有氧化性微粒將I-氧化為12,導致淀粉溶液變?yōu)樗{色。根據(jù)Fe(NCh)3溶液電離和溶液顯酸性，猜

測可能是在酸性條件下H+、NO；將r氧化為12;也可能是Fe3+氧化r氧化為I2o若要證明酸性條件下H+、

NO1將I-氧化為卜，應該使兩次溶液中NO；濃度相同；若要證明Fe3+氧化r為12,應該使溶液pH=1.7,

Fe3+濃度是0.1mol/L,而不能含有NO一根據(jù)反應Fe3++3SCN=Fe(SCN)3檢驗Fe3+的產(chǎn)生與存在。

【詳解】(1)在實驗1中向淀粉碘化鉀試紙上滴0.1mol/LFe(NO3)3溶液，淀粉KI試紙變藍，說明反應產(chǎn)

生了12,則證明0.1mol/LFe(NO3)3溶液中含有氧化性微粒；

(2)①要采用控制變量方法研究。在實驗2中，溶液中含有NO],溶液pH=1.7,無Fe3+,結(jié)果淀粉碘化

鉀試紙變藍，說明在pH=1.7,含有NO1時I-能夠被氧化為L,故溶液中NO"勺濃度應該為0.3mol/L,故

NaNO3溶液的濃度c(NaNO3)=X=0.3mol/L；

②向淀粉碘化鉀試紙上滴O.lmol/LFeCb溶液，淀粉碘化鉀試紙變藍，說明反應產(chǎn)生了L,則證明Fe3+也

具有強氧化性，將r氧化為12,反應的方程式為：2Fe3++2r=2Fe2++k；

(3)向1mLO.2moi/LFeCb溶液(用鹽酸調(diào)節(jié)pH=1.7)中先滴加KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，再加入lmL0.6

mol/LNaNCh溶液，溶液變?yōu)檠t色，說明在酸性條件下，NO；將Fe?+氧化為Fe3+,Fe3+與SCN-作用，使

3+

溶液變?yōu)檠t色，從而證明在酸性條件下，氧化性：NO3>Feo

故①將實驗4補充完整為再加入1mL0.6mol/LNaNCh溶液；

②實驗4中觀察到實驗現(xiàn)象為溶液先無明顯變化，后變?yōu)檠t色(或者溶液紅色加深)

2.(l)Zn

3+2+2+

(2)Fe(OH)3Fe+2Fe=3Fe\Fe+2H=Fe+H2T取實驗H中pH為3~4的上層清液，加入少

量鐵粉，觀察到鐵粉表面幾乎不產(chǎn)生氣泡觀察到紅褐色沉淀逐漸溶解，有氣泡產(chǎn)生，待溶液顏色褪

去(變淺)，停止加鹽酸

【分析】該實驗的目的是探究氯化鐵溶液與過量銅粉、鋅粉反應時，溶液中氧化劑的微粒及其還原產(chǎn)物。

由實驗現(xiàn)象可知，實驗I中發(fā)生的反應為過量的銅與溶液中的Fe3+反應生成亞鐵離子和銅離子；實驗II中

發(fā)生的反應為Fe3+在溶液中發(fā)生水解反應生成氫氧化鐵和H+,鋅與溶液中的H+反應生成員，促進水解平

衡右移，導致Fe3+轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，氫氧化鐵沉淀包裹鋅粉，阻礙了Zn與Fe2+的反應；重新做實驗

II,當溶液pH為3~4時，不取出固體，向固-液混合物中持續(xù)加入鹽酸，控制pH<1.2,此時Fe(OH)3固

體溶解后，鋅與Fe3+反應生成的Fe2+繼續(xù)被鋅還原，從而生成鐵，據(jù)此解答。

【詳解】(1)Cu和Zn都可將Fe3+還原為Fe2+,依據(jù)金屬活動性順序，Zn可將Fe?+還原為Fe,所以Cu和

Zn可將Fe3+還原為Fe的金屬是Zn；

(2)①加入Zn粉后，與溶液中的H+作用，從而促進Fe3+水解生成氫氧化鐵沉淀，則實驗II中生成的紅褐

色沉淀為Fe(OH)3;

②a.Fe與Fe3+反應生成Fe2+,Fe與H+反應生成Fe?+和H2,反應的離子方程式為：Fe+2Fe3+=3Fe2\

+2+

Fe+2H=Fe+H2t；

b.設計實驗證實pH為3-4的溶液可忽略H+對Fe的消耗，則只需在實驗H中pH為3~4的上層清液中加

入Fe粉，觀察是否有氣泡產(chǎn)生，則實驗方案為：取實驗H中pH為3~4的上層清液，加入少量鐵粉，觀察

到鐵粉表面幾乎不產(chǎn)生氣泡；

ii.丙認為產(chǎn)生的紅褐色沉淀包裹在Zn粉表面，阻礙了Zn與Fe2+的反應。為了證實Zn粉被Fe(0H)3沉淀

包裹，需用鹽酸先將Fe(OH)3沉淀溶解，讓Zn暴露出來，再與Fe3+接觸，再檢測是否有Fe生成。則重新

做實驗II,當溶液pH為3~4時，不取出固體，向固-液混合物中持續(xù)加入鹽酸，控制pH<1.2,觀察到紅

褐色沉淀逐漸溶解，有氣泡產(chǎn)生，待溶液顏色褪去(變淺)，停止加鹽酸，待pH為3~4時，取出固體，固體

中檢測到Fe單質(zhì)。

3.(l)Mg>Cu

⑵Ci?+、Fe2+

(3)Fe2+滴入KSCN后無明顯現(xiàn)象，滴入氯水后溶液變紅

(4)氫氣Mg+2Fe3+=Mg2++2Fe2+Fe若存在Fe3?！毕←}酸與Fes。,反應產(chǎn)生的Fe，+

可與Fe繼續(xù)反應生成Fe>,導致在iii中檢測不到Fe?+,與沒有Fes。,得到的出中現(xiàn)象相同

【分析】I中的反應為：2尸e3++C〃=2尸e"+C0,實驗〃的反應涉及到那++3旦0=Be?”1+3IT,

由于水解顯酸性，單質(zhì)鎂產(chǎn)生氫氣，由于氫離子不斷被消耗，導致水解平衡正向移動，產(chǎn)生紅褐色沉淀

Fe(O”)3沉淀；同時鎂被氧化，Mg+2Fe3+=Mg2++2Fe2\剩余的鎂可以繼續(xù)和出2+發(fā)生置換反應，

Mg+Fe2+=Mg2++Fe。據(jù)止匕分析作答。

【詳解】(1)根據(jù)金屬活動順序，Mg>Cuo

(2)實驗I中的反應為：2尸e3++C“=2尸e2++Cz?+,答案為：Cu+^Fe2+o

(3)實驗I中生成了出2+,加入KSCN和氯水的目的是檢驗Fe?+的存在。民2+被氯水氧化為既3+,然后發(fā)

生反應：F*心CW#e〈SCN*。答案為：F*;滴入K5CN后無明顯現(xiàn)象，滴入氯水后溶液變紅。

(4)①根據(jù)分析可知，產(chǎn)生的氣體是氫氣。答案為：氫氣。

3+2+23+2+2+

②鎂將居"還原為F*,離子方程式：Mg+2Fe=Mg+2Fe\答案為：Mg+2Fe=Mg+2Fea

③根據(jù)分析可知，黑色固體中一定含有的物質(zhì)是尸03。4與酸反應，

+2+3+

Fe3O4+8H=Fe+2Fe+4H2O,生成的而+與鐵單質(zhì)可以繼續(xù)反應，生成而+,這樣，在步驟沆中檢

測不到Fe?卡。答案為：Fe；若存在FesO”稀鹽酸與FeQ,反應產(chǎn)生的Fe3+可與"繼續(xù)反應生成Fe?+,導

致在沆中檢測不到Fe3+,與沒有Fes。,得到的沆中現(xiàn)象相同。

,、IWJ溫

4.(l)3Fe+4H2O(g)^=Fe3O4+4H2

(2)加熱后試管中的空氣也能使肥皂液產(chǎn)生氣泡

3+2+

(3)一定有Fe3O4可能有Fe2Fe+Fe=3Fe

【分析】濕棉花加熱產(chǎn)生水蒸氣與熱的鐵粉反應，生成Fe3O4和氫氣，氫氣通入肥皂泡中產(chǎn)生氣泡，并用

火柴點燃驗證生成的氫氣。

/、高溫

【詳解】(1)鐵與水蒸氣反應的化學方程式是：3Fe+4H2O(g)—Fe3O4+4H2；

(2)檢驗氣密性后，加熱試管，肥皂液中有氣泡產(chǎn)生，該現(xiàn)象不能說明有H2生成。理由是：加熱后試管

中的空氣也能使肥皂液產(chǎn)生氣泡；

(3)Fe3O4與鹽酸反應得到Fe3+和Fe2+,Fe3+遇到KSCN溶液顯示紅色，取少量反應后固體于試管中，加

入過量鹽酸，加熱至固體完全溶解，再滴加KSCN溶液，若溶液變紅，推測固體的成分一定有FesCU,可

能有Fe；若未變紅色，可能是Fe3+與Fe反應生成Fe2+,離子方程式為：2Fe3++Fe=3Fe?+。

5.(1)過濾漏斗

(2)溶液中存在Fe?*,加NaOH溶液生成的紅褐色沉淀干擾Fe?+沉淀時的特征現(xiàn)象

⑶KSCN

(4)c

2++3+2+

(5)5Fe+MnO；+8H=5Fe+Mn+4H2O

心5x56cV,xlO3,-0.28cV,

(6)-------=-----x10n0n%o/或-------x100%

aa

2++2++3+

⑺4Fe+O2+10H2O=4Fe(OH)3J+8H或4Fe+O2+4H=4Fe+2H2O,

3++

Fe+3HQ=Fe(OH)3J+3H

(8)溶液的酸堿性(或pH)、物質(zhì)的狀態(tài)

【分析】為確定黑木耳中含有鐵元素，將黑木耳灼燒后的灰分用稀硫酸浸取，然后過濾，得到溶液A。取

少量溶液A,加入K3【Fe(CN)6］溶液，得到藍色沉淀，則證明A中含有Fe%加入KSCN溶液，A的溶液

變紅,則含有Fe3+。

【詳解】(1)用稀硫酸浸取，獲得濁液，分離得到溶液A的操作是過濾；過濾用到的玻璃儀器有漏斗、燒

杯和玻璃棒；

(2)溶液A中存在Fe?*,加NaOH溶液生成的紅褐色沉淀干擾Fe?+沉淀時的特征現(xiàn)象，故檢驗濾液A中

的Fe2+不適宜用NaOH溶液；

(3)由實驗方案可知，步驟④中溶液變紅，F(xiàn)e3+溶液遇KSCN變紅，則步驟④檢驗Fe?+所用試劑是

KSCN溶液；

(4)為測黑木耳中鐵元素的含量，向濾液A中加入足量B,物質(zhì)B具有還原性，將濾液A中的Fe3+還原

為Fe",Fe?+與酸性KMnO,反應，根據(jù)KMnO,的用量測定鐵元素的含量。

a.Na與水反應生成NaOH,能將Fe?*、Fe"轉(zhuǎn)化為沉淀，影響鐵元素的測定結(jié)果，a不符合題意；

b.Fe與濾液中的Fe3+反應生成Fe~使鐵元素含量增大，從而使實驗測定結(jié)果偏高，b不符合題意；

c.Cu與濾液中的Fe3+反應生成Fe"和Cu",G?+與KMnO’不反應，不影響測定結(jié)果，c符合題意；

答案選c。

(5)步驟⑥中MnO；溶液在酸性條件下具有強氧化性，其還原產(chǎn)物是Mn"，F(xiàn)/被氧化為Fe3+,離子方程

2++3+2+

式為：5Fe+MnO；+8H=5Fe+Mn+4H2O；

2+32+-3

(6)由方程式可知，n(Fe)=5n[MnO；)=5xcxV2x10-mol,m(Fe)=nxM=5xcxV2xlOx56g,

則黑木耳中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)=界史出&x100%=些叫x100%；

aga

(7)Fe?+在空氣中久置會被氧化，生成紅褐色沉淀Fe(OH)3,其形成過程分為兩步：

2++3+3++

4Fe+O2+4H=4Fe+2H2O,Fe+3H2O=Fe(OH)3+3H,合并總反應的離子方程式為：

2++

4Fe+O2+10H2O=4Fe(OH)3J+8H；

(8)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知，當pH從1.5升高到5.0時，3小時后溶液顏色變化分別是淺黃色、黃色、變黃

速度更快并生成沉淀，氧化速率逐漸加快，說明溶液的酸堿性(或pH)影響FeSO,溶液氧化快慢；實驗c

中，溶液開始半小時有渾濁，說明已經(jīng)部分發(fā)生水解并生成Fe(OH)2,變黃的速度比b快，3小時有紅褐色

沉淀生成，說明Fe(OH)2在空氣中容易被氧化為Fe(OH%,從而加快氧化，則溶液中物質(zhì)的狀態(tài)可以影響

FeSO,溶液氧化快慢。

6.⑴氧化

(2)3.7~4.7(或3.7<pH<4.7)

(3)有白色沉淀生成，白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色

4Fe(OH),+O2+2H2。=4Fe(OH)3

2+3+

(4)Cu2Fe+Cl2=2Fe+2C「

2++

(5)H2S+Cu=CuSJ+2Hac

【分析】廢液中含有Fe2+、Cu2+、Fe3+和H+,廢液中加入H2O2將Fe?+氧化成Fe3+,再調(diào)節(jié)pH將Fe3+轉(zhuǎn)化

2+

為Fe(OH)3沉淀，溶液B中含有GP+和H+,加入過量鐵粉，F(xiàn)e與CM+反應生成Cu和Fe,與H+反應生

成Fe2+,溶液C中主要為Fe2+,固體C含有Cu和剩余的Fe,加入稀鹽酸，F(xiàn)e與HC1反應生成溶液D為

FeCh溶液,過濾得到的固體為Cue

【詳解】(1)步驟I中加入H?。?溶液的目的是將