《2025年资源库高中化学人教版》

例91 [重庆2023·15节选] ${Fe3O4}$是一种用途广泛的磁性材料，以${FeCl2}$为原料制备${Fe3O4}$并获得副产物${CaCl2}$水合物的工艺如下：
25℃时各物质溶度积如表：
物质 ${Fe(OH)2}$ ${Fe(OH)3}$ ${Ca(OH)2}$
溶度积($K_{sp}$) 4.9×10⁻¹⁷ 2.8×10⁻³⁹ 5.0×10⁻⁶
回答下列问题：
（1）${Fe3O4}$中Fe元素的化合价是+2和______。
（2）反应釜1中的反应需在隔绝空气条件下进行，其原因是______。
（3）反应釜2中，加入CaO和分散剂的同时通入空气。
①反应的离子方程式为______。
②为加快反应速率，可采取的措施有______（写出两项即可）。

答案： （1）+3
（2）防止Fe(Ⅱ)被空气中氧气氧化
（3）①$4{CaO}+6{H2O}+4{Fe^{2+}}+{O2}\xlongequal{}4{Fe(OH)3}+4{Ca^{2+}}$
②适当升高温度、搅拌（合理即可）

例92 [全国高考]某班同学用如下实验探究${Fe^{2+}}$、${Fe^{3+}}$的性质。回答下列问题：
（1）分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1mol·L⁻¹的溶液。在${FeCl2}$溶液中需加入少量铁屑，其目的是______。
（2）甲组同学取2mL${FeCl2}$溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明${Cl2}$可将${Fe^{2+}}$氧化。${FeCl2}$溶液与氯水反应的离子方程式为______。
（3）乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2mL${FeCl2}$溶液中先加入0.5mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是______。
（4）丙组同学取10mL0.1mol·L⁻¹KI溶液，加入6mL0.1mol·L⁻¹${FeCl3}$溶液混合。分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验：
①第一支试管中加入1mLCCl₄充分振荡、静置，CCl₄层显紫色；
②第二支试管中加入1滴${K3[Fe(CN)6]}$溶液，生成蓝色沉淀；
③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。
实验②检验的离子是______（填离子符号）；实验①和③说明：在I⁻过量的情况下，溶液中仍含有______（填离子符号），由此可以证明该氧化还原反应为______。
（5）丁组同学向盛有${H2O2}$溶液的试管中加入几滴酸化的${FeCl2}$溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为______；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成，产生气泡的原因是______；生成沉淀的原因是______（用平衡移动原理解释）。

答案： （1）防止${Fe^{2+}}$被氧化
（2）$2{Fe^{2+}}+{Cl2}\xlongequal{}2{Fe^{3+}}+2{Cl^{-}}$
（3）隔绝空气（排除氧气对实验的干扰）
（4）${Fe^{2+}}$；${Fe^{3+}}$；可逆反应
（5）${H2O2}+2{Fe^{2+}}+2{H^{+}}\xlongequal{}2{Fe^{3+}}+2{H2O}$；${Fe^{3+}}$催化${H2O2}$分解产生${O2}$；${H2O2}$分解反应放热且溶液中$c({H^{+}})$降低，促进${Fe^{3+}}$的水解平衡正向移动