人教版（2019）高一必修第一册第三章铁金属材料第一节铁及其化合物高考帮学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、实验题1．某同学设计如图所示装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。

请回答：(1)装置5的作用_____________。

(2)实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。

请为装置作一处改进，使溶液能进入4中__________。

(3)装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中析出了灰绿色沉淀。

从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因__________。

2．实验小组制备高铁酸钾（K2FeO4）并探究其性质。

资料：K2FeO4为紫色固体，微溶于KOH溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生O2，在碱性溶液中较稳定。

（1）制备K2FeO4（夹持装置略）①A为氯气发生装置。

A中反应方程式是________________（锰被还原为Mn2+）。

②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。

_______③C中得到紫色固体和溶液。

C中Cl2发生的反应有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O，另外还有________________。

（2）探究K2FeO4的性质①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a，经检验气体中含有Cl2。

为证明是否K 2FeO 4氧化了Cl －而产生Cl 2，设计以下方案：Ⅰ．由方案Ⅰ中溶液变红可知a 中含有______离子，但该离子的产生不能判断一定是K 2FeO 4将Cl －氧化，还可能由________________产生（用方程式表示）。

Ⅱ．方案Ⅱ可证明K 2FeO 4氧化了Cl －。

用KOH 溶液洗涤的目的是________________。

②根据K 2FeO 4的制备实验得出：氧化性Cl 2________24FeO -（填“＞”或“＜”），而方案Ⅱ实验表明，Cl 2和24FeO -的氧化性强弱关系相反，原因是________________。

③资料表明，酸性溶液中的氧化性24FeO -＞4MnO -，验证实验如下：将溶液b 滴入MnSO 4和足量H 2SO 4的混合溶液中，振荡后溶液呈浅紫色，该现象能否证明氧化性24FeO -＞4MnO -。

若能，请说明理由；若不能，进一步设计实验方案。

理由或方案：________________。

二、多选题3．下列说法正确的是( )A ．向2FeCl 溶液中滴加4NH SCN 溶液，溶液显红色B ．酸性硫酸亚铁溶液在空气中被氧化23224Fe O +4H =4Fe 2H O +++++C ．向X 溶液中滴加几滴新制氯水，振荡，再加入少量KSCN 溶液，溶液变为红色，证明X 溶液中一定含有2Fe +D ．除去2FeCl 溶液中的3FeCl ，可选用Fe 粉三、计算题4．某红色固体粉末可能是Fe 2O 3、Cu 2O 或二者混合物，为探究其组成，称取mg 该固体粉末样品，用足量的稀H 2SO 4充分反应后，称得固体质量为ag 。

已知：Cu 2O+2H + = Cu+Cu 2++H 2O(1)若a=____________(用含m 的最简式表示)，则红色固体粉末为纯净物；(2)若a=m/9，则红色固体粉末中Fe 2O 3的物质的量为____________mol(用含m 的最简式表示)。

5．称取4.00g 氧化铜和氧化铁固体混合物，加入50.0mL2.00mol·L -1的硫酸充分溶解，往所得溶液中加入5.60g铁粉，充分反应后，得固体的质量为3.04g。

请计算：（1）加入铁粉充分反应后，溶液中溶质的物质的量_________________。

（2）固体混合物中氧化铜的质量_________________。

参考答案1．液封，防止空气进入装置4中在装置2、3之间添加止水夹装置4中的空气没有排尽【分析】在三颈烧瓶中稀硫酸与Fe反应产生FeSO4、H2，H2可以将装置中的空气排出，防止Fe2+被氧化，生成的H2可以从2的导管中逸出，导致3中溶液不能进入4中，需要在在2、3之间添加控制开关；当装置中空气完全排出后，关闭K1及左侧烧杯与三颈烧瓶中，产生的氢气将溶液压入锥形瓶中，与NaOH发生反应：FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4，若装置4中有空气，反应产生的Fe(OH)2会进一步发生反应：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，沉淀会迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。

【详解】(1)装置5是通过蒸馏水的液封，起到防止空气进入装置4中的作用，即可防止Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3；(2)Fe与稀H2SO4反应产生的H2可以从装置2的导管中逸出，使装置3中的压强达不到将液体压入装置4中的程度，因此装置3中溶液不能进入4中，改进措施是在装置2、3之间加一个止水夹；(3)当装置3中生成的FeSO4溶液被压入装置4中，与NaOH溶液发生反应生成Fe(OH)2沉淀，颜色为灰绿色而非白色，是因为装置4中的空气未排尽，发生了反应：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。

【点睛】本题考查氢氧化亚铁制备的设备的评价与操作。

把握物质的性质、制备原理为解答的关键。

注意Fe2+具有强还原性，容易被空气中的氧气氧化为Fe3+而导致不能产生白色Fe(OH)2沉淀。

应该利用反应产生的H2排出整个装置中的空气，然后关闭左边2、3之间的止水夹，利用反应产生的H2产生的气压将FeSO4溶液压入锥形瓶，与NaOH发生复分解反应产生Fe(OH)2。

2．2KMnO4+16HCl2MnCl2+2KCl +5Cl2↑+8H2OCl2+2OH−Cl−+ClO−+H2O Fe3+4FeO42−+20H+4Fe3++3O2↑+10H2O 排除ClO−的干扰> 溶液的酸碱性不同若能，理由：FeO42−在过量酸的作用下完全转化为Fe3+和O2，溶液浅紫色一定是MnO4−的颜色（若不能，方案：向紫色溶液b中滴加过量稀H2SO4，观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色）【解析】分析：（1）KMnO4与浓盐酸反应制Cl2；由于盐酸具有挥发性，所得Cl2中混有HCl和H2O（g），HCl会消耗Fe（OH）3、KOH，用饱和食盐水除去HCl；Cl2与Fe（OH）3、KOH反应制备K2FeO4；最后用NaOH溶液吸收多余Cl2，防止污染大气。

（2）①根据制备反应，C的紫色溶液中含有K2FeO4、KCl，Cl2还会与KOH反应生成KCl、KClO和H2O。

I.加入KSCN溶液，溶液变红说明a中含Fe3+。

根据题意K2FeO4在酸性或中性溶液中快速产生O2，自身被还原成Fe3+。

II.产生Cl2还可能是ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O，即KClO的存在干扰判断；K2FeO4微溶于KOH溶液，用KOH洗涤除去KClO、排除ClO-的干扰，同时保持K2FeO4稳定存在。

②根据同一反应中，氧化性：氧化剂 氧化产物。

对比两个反应的异同，制备反应在碱性条件下，方案II在酸性条件下，说明酸碱性的不同影响氧化性的强弱。

③判断的依据是否排除FeO42-的颜色对实验结论的干扰。

详解：（1）①A为氯气发生装置，KMnO4与浓盐酸反应时，锰被还原为Mn2+，浓盐酸被氧化成Cl2，KMnO4与浓盐酸反应生成KCl、MnCl2、Cl2和H2O，根据得失电子守恒和原子守恒，反应的化学方程式为2KMnO4+16HCl（浓）=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，离子方程式为2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O。

②由于盐酸具有挥发性，所得Cl2中混有HCl和H2O（g），HCl会消耗Fe（OH）3、KOH，用饱和食盐水除去HCl，除杂装置B为。

③ C中Cl2发生的反应有3Cl2+2Fe（OH）3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O，还有Cl2与KOH 的反应，Cl2与KOH反应的化学方程式为Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O，反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。

（2）①根据上述制备反应，C的紫色溶液中含有K2FeO4、KCl，还可能含有KClO等。

i.方案I加入KSCN溶液，溶液变红说明a中含Fe3+。

但Fe3+的产生不能判断K2FeO4与Cl-发生了反应，根据题意K2FeO4在酸性或中性溶液中快速产生O2，自身被还原成Fe3+，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，可能的反应为4FeO42-+20H+=3O2↑+4Fe3++10H2O。

ii.产生Cl2还可能是ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O，即KClO的存在干扰判断；K2FeO4微溶于KOH 溶液，用KOH 溶液洗涤的目的是除去KClO 、排除ClO -的干扰，同时保持K 2FeO 4稳定存在。

②制备K 2FeO 4的原理为3Cl 2+2Fe （OH ）3+10KOH=2K 2FeO 4+6KCl+8H 2O ，在该反应中Cl 元素的化合价由0价降至-1价，Cl 2是氧化剂，Fe 元素的化合价由+3价升至+6价，Fe （OH ）3是还原剂，K 2FeO 4为氧化产物，根据同一反应中，氧化性：氧化剂>氧化产物，得出氧化性Cl 2>FeO 42-；方案II 的反应为2FeO 42-+6Cl -+16H +=2Fe 3++3Cl 2↑+8H 2O ，实验表明，Cl 2和FeO 42-氧化性强弱关系相反；对比两个反应的条件，制备K 2FeO 4在碱性条件下，方案II 在酸性条件下；说明溶液的酸碱性的不同影响物质氧化性的强弱。

③该小题为开放性试题。

若能，根据题意K 2FeO 4在足量H 2SO 4溶液中会转化为Fe 3+和O 2，最后溶液中不存在FeO 42-，溶液振荡后呈浅紫色一定是MnO 4-的颜色，说明FeO 42-将Mn 2+氧化成MnO 4-，所以该实验方案能证明氧化性FeO 42->MnO 4-。

（或不能，因为溶液b 呈紫色，溶液b 滴入MnSO 4和H 2SO 4的混合溶液中，c （FeO 42-）变小，溶液的紫色也会变浅；则设计一个空白对比的实验方案，方案为：向紫色溶液b 中滴加过量稀H 2SO 4，观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色）。

点睛：本题考查K 2FeO 4的制备和K 2FeO 4的性质探究。

与气体有关的制备实验装置的连接顺序一般为：气体发生装置→除杂净化装置→制备实验装置→尾气吸收。

进行物质性质实验探究是要排除其他物质的干扰。

尤其注意最后一空为开放性答案，要注重多角度思考。