《2025年资源库高中化学人教版》

例85 某教师巧妙利用注射器和医用三通管制备氢氧化亚铁并较长时间观察到氢氧化亚铁的颜色，实验装置和实验步骤如下：
实验装置：
（装置图略，主要包含20mL注射器A、B、C，医用三通管，铁丝绒，硫酸亚铁溶液，氢氧化钠溶液等）
实验步骤：
ⅰ. 先将铁丝绒置于注射器A中，然后使注射器A、B、C中分别吸满水、硫酸亚铁溶液和氢氧化钠溶液，再将各注射器针头朝上，缓缓推动各注射器活塞至有液体从针头冒出后停止。
ⅱ. 调节三通管使导管a、b相通，导管c关闭，推动注射器B活塞，使少量硫酸亚铁溶液进入注射器A；
ⅲ. 调节三通管使导管a、c相通，导管b关闭，拉动注射器C活塞，使注射器A中的溶液进入注射器C中。
请回答下列问题：
（1）步骤ⅰ中推动各注射器活塞至有液体从针头冒出的目的是 ；步骤ⅱ中少量硫酸亚铁溶液进入注射器A后发生反应的离子方程式为 ，可观察到的现象为 。
（2）步骤ⅲ中会有白色沉淀产生，若从三通管上拔下注射器C，拉动活塞，吸入空气，白色沉淀迅速变为灰绿色最终变为红褐色，白色沉淀颜色变化时发生反应的化学方程式为 ，该反应的氧化剂为 （填化学式）。
（3）Fe(OH)₃受热会生成一种红棕色固体，写出该红棕色固体的一种用途： 。

答案： （1）排尽注射器内的空气；$2Fe^{3+}+Fe=3Fe^{2+}$；固体部分溶解，溶液逐渐变为浅绿色
（2）$4Fe(OH)_{2}+O_{2}+2H_{2}O=4Fe(OH)_{3}$；$O_{2}$
（3）作红色颜料（或作炼铁原料等）
解析：（1）步骤ⅰ中推动各注射器活塞至有液体从针头冒出的目的是排尽注射器内的空气；步骤ⅱ中少量硫酸亚铁溶液进入注射器A后Fe³⁺与Fe反应生成Fe²⁺，离子方程式为$2Fe^{3+}+Fe=3Fe^{2+}$；铁丝绒与硫酸铁反应产生硫酸亚铁，亚铁离子为浅绿色，因此可观察到的现象为固体部分溶解，溶液逐渐变为浅绿色。
（2）步骤ⅲ中会有白色沉淀Fe(OH)₂产生，吸入空气，白色沉淀Fe(OH)₂被氧化发生的反应为$4Fe(OH)_{2}+O_{2}+2H_{2}O=4Fe(OH)_{3}$，该反应中氧气中的氧元素的化合价降低，故氧化剂是氧气。
（3）Fe(OH)₃受热后发生的反应为$2Fe(OH)_{3}\stackrel{\triangle}{=\!=\!=}Fe_{2}O_{3}+3H_{2}O$，红棕色固体为Fe₂O₃，该红棕色固体的一种用途：作红色颜料（或作炼铁原料等）。

典型5 Fe³⁺、Fe²⁺的检验
例86 下列离子的检验方法合理的是（ ）
A. 向某溶液中滴入KSCN溶液，溶液呈红色，说明不含Fe²⁺
B. 向某溶液中通入Cl₂，然后再加入KSCN溶液，溶液变红色，说明原溶液中只含有Fe²⁺
C. 向某溶液中加入NaOH溶液，得到红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe³⁺
D. 向某溶液中加入NaOH溶液，得到白色沉淀，又观察到沉淀颜色逐渐变成红褐色，说明该溶液中只含有Fe²⁺，不含Mg²⁺

答案： C
解析：A项，只能说明溶液中含有Fe³⁺，不能确定Fe²⁺是否存在，错误；B项，原溶液中含Fe³⁺时也会出现同样的现象，错误；D项，只能说明溶液中含有Fe²⁺，不能确定其他离子（如能与OH⁻反应生成白色沉淀的Mg²⁺）是否存在，错误。

典型6 铁及其化合物之间的转化
例87 已知A为常见的金属单质，有如图3-2-9所示的转化关系：
（图3-2-9略，转化关系为：A→B（黑色晶体），A→C，B+HCl→C+D，C→E（白色固体），C→D，D→F（红褐色固体），E→F）
（1）确定A、B、C、D、E、F的化学式：
A为 ，B为 ，C为 ，D为 ，E为 ，F为 。
（2）写出下列步骤的化学方程式：
③ ；
⑥ 。
（3）写出下列步骤的离子方程式：
④ ；
⑤ 。
（4）与该图相关的反应中，属于化合反应的最多有 个。

答案： （1）Fe；Fe₃O₄；FeCl₂；FeCl₃；Fe(OH)₂；Fe(OH)₃
（2）③$Fe_{3}O_{4}+8HCl=FeCl_{2}+2FeCl_{3}+4H_{2}O$；⑥$FeCl_{2}+2NaOH=Fe(OH)_{2}\downarrow+2NaCl$
（3）④$2Fe^{2+}+Cl_{2}=2Fe^{3+}+2Cl^{-}$；⑤$Fe+2Fe^{3+}=3Fe^{2+}$
（4）2
解析：找到“题眼”——“红褐色固体F”，就可迅速得出F是Fe(OH)₃，通过转化关系可推出“白色固体E”为Fe(OH)₂、C为FeCl₂、D为FeCl₃、A为Fe、“黑色晶体B”为Fe₃O₄。

例87 已知A为常见的金属单质，有如图3-2-9所示的转化关系：
（1）确定A、B、C、D、E、F的化学式：
A为______，B为______，C为______，D为______，E为______，F为______。
（2）写出下列步骤的化学方程式：
③______；
⑧______。
（3）写出下列步骤的离子方程式：
④______；
⑤______。
（4）与该图相关的反应中，属于化合反应的最多有______个。

答案： （1）${Fe}$；${Fe3O4}$；${FeCl2}$；${FeCl3}$；${Fe(OH)2}$；${Fe(OH)3}$
（2）${Fe3O4}+8{HCl}\xlongequal{}2{FeCl3}+{FeCl2}+4{H2O}$；$4{Fe(OH)2}+{O2}+2{H2O}\xlongequal{}4{Fe(OH)3}$
（3）$2{Fe^{2+}}+{Cl2}\xlongequal{}2{Fe^{3+}}+2{Cl^{-}}$；${Fe}+2{Fe^{3+}}\xlongequal{}3{Fe^{2+}}$
（4）5