3.1 铁及其化合物（含解析） 同步练习 2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

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3.1 铁及其化合物 同步练习
一、单选题
1．将铁屑溶于过量盐酸后，再加入下列物质：①硫酸 ②硝酸锌 ③氯化铜 ④氯水 产生Fe3＋的是（　　）
A．①④ B．②④ C．只有④ D．①③
2．指南针是中国古代四大发明之一，制作指南针的磁性物质是（　　）
A．FeO B．Fe2O3 C．FeS D．Fe3O4
3．关于氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁三种氧化物的下列说法中错误的是（　　）
A．铁元素化合价不完全相同
B．氧元素的化合价完全相同
C．氧化亚铁俗称铁红，为红棕色固体
D．铁在氧气中燃烧的产物为黑色固体
4．国际互联网上报道：“目前世界上有近20亿人患有缺铁性贫血.”这里的铁是指（　　）
A．铁单质 B．铁元素
C．四氧化三铁 D．硫酸铁
5．下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是（　　）
①Fe与Cl2反应；②Fe与过量稀硫酸反应；③FeCl2溶液中通入少量Cl2；④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中
A．只有① B．①③ C．①②③ D．全部
6．要证明某溶液中不含Fe3+，而可能含有Fe2+，进行如下实验操作的最佳顺序为（　　）
①加入少量氯水 ②加入足量KMnO4 (H+)溶液 ③加入少量 KSCN溶液
A．①③ B．③② C．③① D．①②③
7．某化学兴趣小组在学习铁及其化合物知识时，做了如下探究实验：
下列说法错误的是（　　）
A．若现象1有淡红色，说明有少量的Fe2+被氧化了
B．现象2有血红色沉淀
C．现象3为血红色褪去，说明发生了反应：2Fe3++Fe =3Fe2+
D．由现象4可推测加入过量的双氧水后硫氰根离子可能被氧化生成了气体
8．下列关于铁及其化合物的说法正确的是
A．实验室保存FeCl2溶液时常加入铁粉
B．常温下浓硝酸与铁不反应，故常温下可用铁质容器贮运浓硝酸
C．过量的铁与氯气反应生成氯化亚铁
D．向过量的铁与稀硝酸充分反应后的溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红
9．下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是（　　）
A．NaHCO3受热易分解，可用于治疗胃酸过多
B．过氧化钠固体呈淡黄色，可用作呼吸面具中的供氧剂
C．HClO具有强氧化性，可用于杀菌消毒
D．Fe(OH)3胶体可发生丁达尔效应，可用作净水剂
10．将KSCN溶液加入到下列所指定的各溶液中，溶液不会显红色的是（　　）
A．加入足量的铁粉后的FeCl3溶液
B．铁丝在足量氯气中燃烧后，所得产物的水溶液
C．长期暴露在空气中的绿矾溶液
D．加入氯水后的FeCl2溶液
11．下列物质中，不能由金属跟非金属单质直接化合得到的是（　　）
A．Na2O2 B．NaCl C．FeCl2 D．Fe3O4
12．加入适量 KSCN溶液后，变成血红色的是（　　）
A．AlCl3溶液 B．FeCl3溶液
C．NaCl溶液 D．Cu（NO3）2溶液
13．下列说法正确的是（　　）
A．纯碱是制作面包等糕点的膨松剂
B．FeO粉末在空气中受热，迅速被氧化成Fe2O3
C．配制FeCl2溶液时，加入少量铁粉是为了防止Fe2+被氧化
D．植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，实现氮的固定
14．下列物质转化在给定条件下能实现的是（　　）
A．
B．
C．
D．
15．下列关于“摩尔盐”[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]的说法不．正．确．的是（　　）
A．具有较强的还原性，可使高锰酸钾酸性溶液褪色
B．可用于治疗缺铁性贫血，还可用于制造红色颜料铁红(Fe2O3)、磁性氧化铁(Fe3O4)等
C．加水溶解，再滴加 KSCN 溶液，若溶液变红色，说明摩尔盐已氧化变质
D．加水溶解，与过量 NaOH 溶液反应的离子方程式：Fe2+＋2OH =Fe(OH)2↓
16．将下列物质溶于稀盐酸后，滴加硫氰化钾（KSCN）溶液没有颜色变化，再加入氯水即呈红色的是（　　）
A．Fe B．Fe2O3 C．FeCl3 D．Fe（OH）3
二、实验探究题
17．实验小组探究 溶液灼烧的变化。将一只白粉笔浸泡在 溶液中，一段时间后，用坩埚钳夹持粉笔于酒精灯上灼烧，很快观察到粉笔表面颜色的变化：黄色→红褐色→铁锈色。请回答下列问题：
（1）将 固体溶于水，溶液呈　 　(填“酸”“碱”“中”)性，原因是　 　(用离子方程式解释)。
（2）配制 溶液时，先将氯化铁晶体溶于浓盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度。该操作的目的是　 　。
（3）甲同学将“铁锈色”物质高温灼烧，“铁锈色”变成了“黑色”。他认为“黑色”物质可能是酒精灼烧粉笔的产物。乙同学想要通过实验来证明甲同学是错的，他进行的实验操作和现象是　 　。
（4）乙同学发现“黑色”物质完全被磁铁吸引，推测“黑色”物质是　 　(填化学式)，写出“铁锈色→黑色”反应的化学反应方程式　 　。
18．中学阶段，铁在纯氧中燃烧或与水蒸气在高温下反应可获得，又可以表示为。某化学兴趣小组利用如图所示装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物的性质。请回答下列问题：
（1）组装好仪器后，应先进行的操作为　 　。
（2）整套装置中，最先点燃　 　(填“a”、“b”或“e”)处的酒精灯或酒精喷灯，装置d中碱石灰作用是　 　。
（3）写出仪器甲中发生反应的化学方程式：　 　，还原剂为　 　。
（4）若将溶于足量的稀硫酸后发生反应的离子方程式为　 　，取少量该溶液于试管中，滴加几滴淀粉-KI溶液，观察到溶液变蓝，产生该现象的原因为　 　(请用离子方程式解释)。
（5）装置e中的实验现象为　 　，本实验装置的不足之处为　 　。
19．某化学兴趣小组利用下列试剂：铁粉、锌粉、0.1
mol·L-1 FeCl3溶液，0.1
mol·L-1 FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水，探究Fe2＋、Fe3＋的氧化性、还原性，并利用实验结论解决一些问题。
（1）用所给试剂写出体现Fe2＋具有还原性的反应的化学方程式　 　。
（2）设计实验方案，完成下列表格。
探究内容 实验方案 实验现象
探究Fe3＋具有氧化性 取少量0.1 mol·L-1 FeCl3溶液，往溶液中加入足量铁粉，再加入少量KSCN溶液 加入铁粉后，溶液颜色变为浅绿色。加入KSCN溶液后，溶液　 　
（3）该兴趣小组为说明“Fe2＋具有氧化性”，提出了向FeCl2溶液中加入锌粉，观察实验现象的方案，该反应的离子方程式为　 　。
（4）某反应中反应物与生成物有Fe3＋、Mn2＋、H＋、MnO 、H2O和一种未知离子X，已知MnO 在反应中得到电子，则X离子是　 　。
三、综合题
20．一个体重50kg的健康人含铁元素2g，这2g铁元素以Fe2+和Fe3+形式存在．Fe2+易被吸收，所以给贫血者补充铁时，应补充含Fe2+的亚铁盐（如FeSO4）．服用维生素C可使食物中的Fe3+转化成Fe2+，有利于人体对铁的吸收．
（1）经常进行Fe2+与Fe3+的转化，可表示为Fe2+ Fe3+．在过程A中，Fe2+作　 　剂；
（2）维生素C可使食物中的Fe3+转化为Fe2+，维生素C在这个反应中具有　 　性；
（3）某同学要检验Fe3+，向溶液中加入　 　（写化学式）溶液变成红色．要除去FeCl3溶液中少量的氯化亚铁，可行的办法是　 　（填字母）．
a．加入铜粉 b．加入铁粉 c．通入氯气 d．加入NaOH溶液
根据选用的试剂，写出除去FeCl3溶液中少量的氯化亚铁过程中发生反应的离子方程式　 　；
（4）电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀铜箔，制造印刷线路板，写出FeCl3与金属铜反应的离子方程式　 　．
21．已知铁的化合物之间有如下转化关系：
Fe2+ Fe3+ FeO42﹣（高铁酸根离子）
请回答下列有关问题：
（1）Fe与过量稀盐酸反应可以制取FeCl2，若用反应所得的酸性溶液，实现上述①的转化，要求产物纯净，可选用的试剂是　 　（选填序号）；
a．KMnO4 b．HNO3 c．H2O2
（2）硫酸铁可用于电化浸出黄铜矿精矿工艺，精矿在阳极浸出的反应比较复杂，其中有一主要反应：CuFeS2+4Fe3+═Cu2++5Fe2++2S（CuFeS2中S为﹣2价）则下列说法正确的是　 　（选填序号）；
a．从物质分类的角度看，黄铜矿属于合金
b．Cu2+和S是氧化产物
c．当转移1mol电子时，46gCuFeS2参加反应
d．反应中，CuFeS2既作氧化剂又作还原剂
（3）在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的铁屑，反应完全后将固体滤出．
①若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是　 　，一定不含的阳离子是　 　．
②若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定不含的阳离子是　 　．
（4）高酸钾（K2FeO4）是一种新型、高效的绿色水处理剂，和水发生水解反应生成Fe（OH）3胶体等物质，写出FeO42﹣和H2O反应的离子方程式　 　．高酸钾作为水处理剂发挥的作用是　 　、　 　．（用简洁的名词描述即可）
22．铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示：Fe2+ Fe3+ FeO （高铁酸根离子）回答下列有关问题：
（1）检验硫酸铁溶液中是否存在Fe2+的方法是　 　．
（2）干法制备高铁酸钠的主要反应为2FeSO4+6Na2O2═2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑
该反应中的还原剂是　 　，每生成1mol Na2FeO4转移　 　 mol电子．
（3）湿法制备高铁酸钾（K2FeO4）的反应体系中有六种微粒：Fe（OH）3、ClO﹣、OH﹣、FeO42﹣、Cl﹣、H2O．
①写出并配平湿法制高铁酸钾的离子反应方程式：　 　．
②若反应过程中转移了0.3mol电子，则还原产物的物质的量为　 　．
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【解答】①铁与盐酸发生反应产生氯化亚铁和氢气，①再加入硫酸，不能发生反应，错误；②加入硝酸锌，在酸性条件下，H+、Fe2+、NO3-会发生氧化还原反应，产生Fe3+，正确；③加入氯化铜溶液，不能发生反应，错误；④加入氯水，氯水会把Fe2+氧化产生Fe3+，正确。故产生Fe3＋的是②④，故答案为：B。
【分析】理解和掌握H++NO3-具有强氧化性，能将Fe2+氧化为Fe3+是解决本题的关键。
2．【答案】D
【解析】【解答】指南针中的磁性物质是四氧化三铁，俗称“磁性氧化铁”，故答案为：D
【分析】铁的氧化物有三种，氧化铁，化学式为Fe2O3，俗称铁红，氧化亚铁，化学式为FeO，四氧化三铁，化学式为Fe3O4，俗称磁性氧化铁。
3．【答案】C
【解析】【解答】铁的三种氧化物中，氧元素的化合价完全相同，都为－2价；铁元素的化合价不同，氧化铁中铁为＋3价，氧化亚铁中铁为＋2价，四氧化三铁中铁为＋2价和＋3价。氧化铁俗称铁红，是一种红棕色的固体；铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，是一种黑色固体；C符合题意。
故答案为：C
【分析】氧化亚铁，化学式——FeO，黑色（粉末）固体，与酸反应生成二价铁和水，不稳定，在空气中加热时迅速被氧化成四氧化三铁，溶于盐酸、稀硫酸生成亚铁盐。不溶于水，不与水反应。
氧化铁，化学式——Fe2O3，红棕色粉末，别名：三氧化二铁、铁红（铁锈主要成分）、铁丹。
四氧化三铁，化学式——Fe3O4，别名：磁性氧化铁、氧化铁黑、磁铁、磁石、吸铁石。一般性状：具有磁性的黑色晶体。
4．【答案】B
【解析】【解答】人体中的铁元素主要是以血红蛋白形式存在的，这里的铁是指铁元素，不是铁原子和铁单质，更没有铁分子.
故答案为：B
【分析】人体中的铁元素是以无机盐的形式存在的，这里的铁是指铁元素。
5．【答案】B
【解析】【解答】①Fe与Cl2反应，Cl2是强氧化剂，发生反应2Fe+3Cl2=2FeCl3，故①符合题意；
②Fe与过量稀硫酸发生置换反应，氢离子的氧化性弱只能把铁氧化为二价铁，故②不符合题意；
③FeCl2溶液中通入少量Cl2，氯气是强氧化剂，可以把氯化亚铁氧化为+3价铁，故③符合题意；
④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中，Fe2O3溶于盐酸生成氯化铁，如果铁足量，可发生Fe+2FeCl3=3FeCl2，所以不一定生成+3价铁，故④不符合题意；
反应后一定有＋3价铁生成的有①③，
故答案为：B。
【分析】①氯气的氧化性极强，可以直接将铁单质氧化物三价铁离子；
②铁和稀酸反应只能得到二价铁离子；
③亚铁离子可以被氯气氧化为三价铁离子；
④氧化铁和盐酸反应会得到三价铁离子，但是铁单质会和三价铁离子发生氧化还原反应，得到亚铁离子，由于物质的量无法确定，所以不能确定反应得到的溶液中是否含有三价铁离子。
6．【答案】C
【解析】【解答】通常用KSCN溶液检验Fe3+，故先向溶液中加入KSCN溶液，溶液不变红色，说明溶液中不含有Fe3+；然后加入足量氯水，溶液呈血红色，说明溶液中含Fe2+；氧化剂不选用KMnO4溶液的原因是：KMnO4溶液本身有颜色，同时KMnO4会将KSCN氧化影响实验；故证明某溶液中不含有Fe3＋而可能含有Fe2＋，进行实验操作时最佳顺序为③①，故C符合题意；
故答案为：C。
【分析】先检验铁离子再检验亚铁离子。可以利用亚铁离子的还原性进行检验
7．【答案】B
【解析】【解答】A．若现象1为淡红色，则 可能部分被氧化成 ，故A不符合题意；
B． ， 是络合物，不是沉淀，故B符合题意；
C．向加入双氧水后的溶液加入铁粉，发生反应 ，溶液中 被还原，溶液红色褪去，故C不符合题意；
D．向溶液中加入过量双氧水后，溶液由红色变为黄色，则溶液中 浓度降低， 被氧化，有N2、CO2生成，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】氯化亚铁与KSCN无明显现象，加入双氧水，亚铁离子被氧化成铁离子， (血红色)，溶液呈血红色；加入过量Fe粉，铁离子被还原，红色褪去；加入过量双氧水，硫氰根离子被氧化。
8．【答案】A
【解析】【解答】A．亚铁离子不稳定，易被氧化生成铁离子，铁能够还原铁离子为亚铁离子，所以保存FeCl2溶液时常加入铁粉，A符合题意；
B．常温下铁遇浓硝酸发生钝化，钝化是化学变化，B不符合题意；
C．不管铁与氯气的相对量如何，铁与氯气反应只能生成氯化铁，C不符合题意；
D．过量的铁与稀硝酸充分反应后生成硝酸亚铁，滴加KSCN溶液，溶液不变红，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A．亚铁离子不稳定，易被氧化生成铁离子，铁能够还原铁离子为亚铁离子；
B．常温下铁遇浓硝酸发生钝化；
C．铁与氯气反应只能生成氯化铁；
D．过量的铁与稀硝酸充分反应后生成硝酸亚铁。
9．【答案】C
【解析】【解答】A．碳酸氢钠受热易分解产生二氧化碳气体，使糕点蓬松，可作糕点的膨松剂，碳酸氢钠与胃酸中的盐酸反应，可用于治疗胃酸过多，选项A不符合题意；
B．过氧化钠与二氧化碳、水反应均放出氧气，可用作呼吸面具中的供氧剂，选项B不符合题意；
C．HClO有强氧化性，可用于杀菌消毒，选项C符合题意；
D．Fe(OH)3胶体中胶粒表面积很大，具有吸附性，可用作净水剂，选项D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】A.碳酸氢钠用于治疗胃酸过多是因为碳酸氢钠能与盐酸反应，且碱性较弱；
B.过氧化钠用作供氧剂是因为过氧化钠与水、二氧化碳反应均生成氧气；
D.氢氧化铁胶体用于净水是因为其具有较强的吸附性。
10．【答案】A
【解析】【解答】解：A、FeCl3溶液中加入足量铁粉，FeCl3被还原为FeCl2，溶液中没有Fe3+，所以加KSCN溶液后不显红色，故A符合；
B、铁丝在足量氯气中燃烧生成FeCl3，FeCl3溶液中存在 Fe3+，所以加KSCN溶液后显红色，故B不符合；
C、长期暴露在空气中的绿矾溶液，溶液中的Fe2+能被空气中的氧气氧化为Fe3+，所以加KSCN溶液后显红色，故C不符合；
D、FeCl2溶液中加入氯水后，Fe2+能被氯气氧化为Fe3+，所以加KSCN溶液后显红色，故D不符合；
故选A．
【分析】将KSCN溶液加入下列所指定的各溶液中，溶液不显红色，说明溶液中没有三价铁离子，再结合题目中发生的反应判断．
11．【答案】C
【解析】【解答】A. 过氧化钠可由钠和氧气在加热条件下直接化合得到，A不符合题意；
B. 氯化钠可由钠和氯气在加热条件下直接化合得到，B不符合题意；
C. 氯化亚铁无法由金属跟非金属单质直接化合得到，铁和氯气在加热条件下会生成氯化铁，C符合题意；
D. 四氧化三铁可由铁和氧气在点燃条件下直接化合得到，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】2Fe+3Cl22FeCl3,且不论氯气量的多少都生成FeCl3。
12．【答案】B
【解析】【解答】解：某溶液中加入KSCN溶液后，变成血红色，说明溶液中存在铁离子，铁离子与硫氰化钾溶液发生生成红色的[Fe（SCN）]2+，所以溶液为氯化铁溶液，而氯化铝溶液、氯化钠溶液和硝酸铜溶液都不会出现红色，
故选B．
【分析】三价铁离子遇到硫氰酸钾会发生络合反应：Fe3++2SCN﹣=[Fe（SCN）]2+，[Fe（SCN）]2+显红色；加入适量KSCN溶液后，变成血红色，说明溶液中一定存在铁离子，据此进行解答．
13．【答案】C
【解析】【解答】A．小苏打是碳酸氢钠，受热分解产生二氧化碳气体，小苏打是制作面包等糕点的膨松剂，A不符合题意；
B．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，部分被氧化，氧化生成Fe3O4，B不符合题意；
C．Fe3+与铁反应可生成Fe2+，则配制FeCl2溶液时，加入少量铁粉是为了防止Fe2+被氧化，C符合题意；
D．氮的固定是游离态氮元素变化为化合态氮元素，豆科植物中含根瘤菌，能把空气中的氮气转变为氨气，可实现生物固氮，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．碳酸氢钠受热分解产生二氧化碳气体；
B．FeO受热氧化生成Fe3O4；
C．利用铁三角分析，Fe3+与铁反应可生成Fe2+；
D．氮的固定是游离态氮元素变化为化合态氮元素。
14．【答案】B
【解析】【解答】A.氯化钠溶液与二氧化碳不反应， 不符合题意。
B. 氯气与氢氧化钙反应为：2Cl2+2Ca（OH）2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O， 符合题意。
C.钠与氧气在点燃条件下生成过氧化钠，过氧化钠与二氧化碳反应只能得到碳酸钠； 不符合题意。
D.氯气为强氧化剂，与铁反应生成高价态的三价铁； 不符合题意。
故答案为：B
【分析】难点分析：D.单质铁与气体氧化性物质反应时，若是弱氧化剂，如S、碘单质、H+等，生成低价态的二价铁，若是强氧化剂，如硝酸、氯气等，生成高价态的三价铁。
15．【答案】D
【解析】【解答】A.摩尔盐中铁元素为+2价，具有还原性，酸性KMnO4溶液具有氧化性，因此摩尔盐溶液能使酸性KMnO4溶液褪色，A不符合题意；
B.摩尔盐中含有铁元素，因此可用于治疗缺铁性贫血，同时也可用于制备Fe2O3、Fe3O4，B不符合题意；
C.加水溶解，再加KSCN溶液，若溶液变红色，说明摩尔盐溶液中含有Fe3＋，而摩尔盐中所含铁元素为Fe2＋，Fe3＋的存在说明摩尔盐已氧化变质，C不符合题意；
D.加水溶解，加入过量NaOH溶液后，摩尔盐溶液中的NH4＋、Fe2＋都能与OH－反应，D符合题意；
故答案为：D
【分析】A.结合摩尔盐中铁元素的价态分析；
B.摩尔盐中含有铁元素，可制备Fe2O3、Fe3O4；
C.加入KSCN溶液后，若溶液变红色，则说明溶液中含有Fe3+；
D.加入过量NaOH溶液，则摩尔盐中的NH4＋、Fe2＋都能与OH－反应；
16．【答案】A
【解析】【解答】解：物质溶于稀盐酸后，滴加硫氰化钾（KSCN）溶液没有颜色变化，再加入氯水即呈红色，则物质与盐酸反应后生成亚铁离子，
A．Fe与盐酸反应生成亚铁离子，符合题意，故A选；
B．Fe2O3与盐酸反应生成铁离子，不符合题意，故B不选；
C．FeCl3溶于盐酸，不反应，滴加硫氰化钾（KSCN）溶液显红色，不符合题意，故C不选；
D．Fe（OH）3与盐酸反应生成铁离子，不符合题意，故D不选；
故选A．
【分析】物质溶于稀盐酸后，滴加硫氰化钾（KSCN）溶液没有颜色变化，再加入氯水即呈红色，则物质与盐酸反应后生成亚铁离子，以此来解答．
17．【答案】（1）酸；
（2）抑制 水解
（3）把洁净的粉笔置于酒精灯上灼烧，未出现黑色物质
（4）； 或
【解析】【解答】(1)将 固体溶于水，溶液呈酸性，铁离子在水中会发生水解， 。
(2)配制 溶液时，由于铁离子水解后溶液呈酸性，先将氯化铁晶体溶于浓盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度，该操作的目的是抑制 水解。
(3)甲同学将“铁锈色”物质高温灼烧，“铁锈色”变成了“黑色”。他认为“黑色”物质可能是酒精灼烧粉笔的产物。乙同学想要通过实验来证明甲同学是错的，他进行的实验操作和现象是把洁净的粉笔置于酒精灯上灼烧，未出现黑色物质。
(4)乙同学发现“黑色”物质完全被磁铁吸引，推测“黑色”物质是 ，因为 具有磁性， “铁锈色→黑色”反应的化学反应为氧化铁转化为四氧化三铁，方程式： 或 。
【分析】从 水解及铁盐和亚铁盐之间的转化以及铁的氧化物的性质方面分析解答。
18．【答案】（1）检查装置气密性
（2）a；干燥氢气
（3）；铁
（4）；
（5）黑色的固体物质变成红色；没有尾气处理装置
【解析】【解答】（1）实验中涉及气体的生成和反应，故实验前应该检查装置气密性；
（2）根据上述分析，整套装置中最先点燃a处的酒精灯或酒精喷灯，通过反应生成氢气，氢气再还原氧化铜；装置d中碱石灰作用干燥氢气，去除水蒸气；
（3）根据上述分析，甲中发生的反应为铁和水蒸气高温生成四氧化三铁和氢气，；反应中铁元素化合价升高，为还原剂；
（4）Fe3O4 可以看成FeO和Fe2O3，溶于足量的稀硫酸反应生成亚铁离子、铁离子、水，则离子反应式为，则加入KI，I-具有还原性，Fe3+具有氧化性，，生成的碘单质使淀粉变蓝；
（5）根据分析，e中氧化铜和氢气发生反应生成铜和水，故现象为黑色的固体物质变成红色，本装置中没有尾气处理装置。
【分析】思路分析：a装置为制备水蒸气，b为高温下铁粉与水蒸气反应生成四氧化三铁，d为干燥氢气，e为还原氧化铜，一般来说，装药品前必须检验气密性，先点燃a处酒精灯，制备氢气，然后再点燃e处酒精的灯。
19．【答案】（1）2FeCl2＋Cl2=2FeCl3
（2）不变色
（3）Fe2＋＋Zn=Zn2＋＋Fe
（4）Fe2＋
【解析】【解答】(1)FeCl2能被氯水氧化：2FeCl2+Cl2=2FeCl3，体现了Fe2＋的还原性，故答案为：2FeCl2+Cl2=2FeCl3；
(2)足量铁粉能将Fe3＋完全还原：Fe+ 2Fe3＋=3Fe2＋，使溶液由黄色变成浅绿色，由于反应后溶液中不存在Fe3＋，所以加入KSCN溶液后，溶液无明显变化，故答案为：不变色；
(3)锌比铁还原性强，能与FeCl2发生置换反应生成铁，反应的离子方程式为：Fe2++Zn═Zn2++Fe，答案为：Fe2++Zn═Zn2++Fe；
(4)根据已知，MnO 在反应中得到电子，化合价降低，发生还原反应，生成Mn2+，根据氧化还原反应电子守恒，元素化合价有升高和降低，所以判断X为Fe2+，Fe2+失电子，化合价升高，发生氧化反应，生成Fe3+，答案为：Fe2+。
【分析】(1)反应中，表现还原性的物质被氧化，应选择与氧化剂反应；
(2)可根据Fe3＋与Fe2＋的不同性质判断Fe3＋是否被还原：溶液颜色不同、加KSCN溶液现象不同；
(3)依据强还原剂制弱还原剂的规律可判断FeCl2溶液与锌粉的反应情况；
(4)根据氧化还原反应的规律，反应中有化合价的降低，必有化合价的升高，结合题给条件可判断反应物和生成物。
20．【答案】（1）还原
（2）还原
（3）KSCN；c；2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl
（4）2Fe3++Cu2+═2Fe2++Cu2+
【解析】【解答】解：（1）由Fe2+ Fe3+可知，在过程A中Fe元素的化合价升高，则Fe2+为还原剂，故答案为：还原；（2）维生素C可使食物中的Fe3+转化为Fe2+，Fe元素的化合价降低，则维生素C中某元素的化合价升高，则维生素C为还原剂，具有还原性，故答案为：还原；（3）检验Fe3+，利用KSCN溶液，除去FeCl3溶液中少量的氯化亚铁，可加入铁粉，不会引入新的杂质，发生的离子反应为2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl ，故答案为：KSCN；c；2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl ；（4）FeCl3与金属铜反应生成氯化铜和氯化亚铁，离子反应为2Fe3++Cu2+═2Fe2++Cu2+，故答案为：2Fe3++Cu2+═2Fe2++Cu2+；
【分析】（1）由Fe2+ Fe3+可知，在过程A中Fe元素的化合价升高；（2）维生素C可使食物中的Fe3+转化为Fe2+，Fe元素的化合价降低，则维生素C中某元素的化合价升高；（3）检验Fe3+，利用KSCN溶液，除去FeCl3溶液中少量的氯化亚铁，可加入铁粉；（4）FeCl3与金属铜反应生成氯化铜和氯化亚铁；
21．【答案】（1）c
（2）c
（3）Fe2+；Fe3+；Cu2+和Fe3+
（4）4FeO42﹣+10H2O=4Fe（OH）3（胶体）+3O2↑+8OH﹣；净水；消毒
【解析】【解答】解：（1）要使产物纯净，必须物质间发生反应后，没有杂质生成；a、KMnO4有氧化性，能氧化二价铁离子生成三价铁离子，但同时有锰离子生成，所以有杂质生成，故a错误；b、硝酸能氧化二价铁离子生成三价铁离子，但溶液中还有杂质硝酸根离子，故b错误；c、双氧水能氧化二价铁离子生成三价铁离子，同时有水生成，水是原溶液的成分，所以不是杂质，故c正确；故答案为：c；（2）a、合金是由两种或两种以上的金属与非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质，所以黄铜矿不是合金，故a错误；b、CuFeS2+4Fe3+═Cu2++5Fe2++2S反应中Cu化合价不变，所以Cu2+不是氧化产物，故b错误；c、
CuFeS2+4Fe3+=Cu2++5Fe2++2S 转移电子4
184g 4mol
46g 1mol
故c正确；
d、CuFeS2中只有S元素的化合价只有升高，其他元素的化合价不变，所以CuFeS2只作还原剂，故d错误；故选c；（3）在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的铁屑，反应先后顺序是：2FeCl3+Fe═3FeCl2，CuCl2+Fe═FeCl2+Cu．①若滤出的固体只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+，也可能含Cu2+，一定不含Fe3+，故答案为：Fe2+；Fe3+；②若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+，一定不含Cu2+和Fe3+，故答案为：Cu2+和Fe3+；（4）高铁酸钾（ K2FeO4）中Fe的化合价是+6价，具有强氧化性，能杀菌消毒，FeO42﹣和H2O发生水解反应生成Fe（OH）3胶体，能吸附水中杂质，离子方程式为：4FeO42﹣+10H2O=4Fe（OH）3（胶体）+3O2↑+8OH﹣，所以高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是净水、消毒，故答案为：4FeO42﹣+10H2O=4Fe（OH）3（胶体）+3O2↑+8OH﹣；净水；消毒．
【分析】（1）要使产物纯净，必须物质间发生反应后，没有杂质生成，根据物质的性质及是否引进杂质确定选项；（2）根据合金的定义、化合价的升降、发生反应的物质与转移电子之间的关系判断；（3）在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的铁屑，则铁能与氯化铁和氯化铜溶液反应，反应先后顺序是：2FeCl3+Fe═3FeCl2，CuCl2+Fe═FeCl2+Cu，据此回答；（4）高铁酸钾（ K2FeO4）中Fe的化合价是+6价，具有强氧化性，能杀菌消毒，FeO42﹣和H2O发生水解反应生成Fe（OH）3胶体，能吸附水中杂质．
22．【答案】（1）将适量的硫酸铁溶液置于洁净的试管中，滴加几滴高锰酸钾溶液，充分反应后，溶液紫色退去，则证明其中含有亚铁离子，否则不含
（2）FeSO4、Na2O2；5
（3）2Fe（OH）3+3ClO﹣+4OH﹣=2FeO42﹣+3Cl﹣+5H2O；0.15mol
【解析】【解答】解：（1）亚铁离子具有还原性，滴入高锰酸钾溶液后，高锰酸钾溶液褪色，说明溶液中存在亚铁离子，
故答案为：将适量的硫酸铁溶液置于洁净的试管中，滴加几滴高锰酸钾溶液，充分反应后，溶液紫色退去，则证明其中含有亚铁离子，否则不含；（2）所含元素化合价升高的反应物是还原剂，反应中化合价升高的元素有Fe、O元素，故还原剂为FeSO4、Na2O2，由方程式可知，每生成1mol Na2FeO4同时生成0.5mol氧气，则转移电子为1mol×（6﹣2）=0.5mol×2×[0﹣（﹣1）]=5mol，
故答案为：FeSO4、Na2O2；5；（3）①湿法制备高铁酸钾（K2FeO4），则FeO42﹣为产物，Fe（OH）3为反应物，化合价升高总共3价，由电子转移守恒可知，ClO﹣为反应物，Cl﹣为生成物，化合价降低共2将，化合价升降最小公倍数为6，故Fe（OH）3的系数为2，FeO42﹣的系数为2，ClO﹣的系数为3，Cl﹣的系数为3，根据电荷守恒可知，OH﹣为反应物，系数为4，由元素守恒可知H2O为生成物，其系数为5，离子方程式为：2Fe（OH）3+3ClO﹣+4OH﹣=2FeO42﹣+3Cl﹣+5H2O，
故答案为：2Fe（OH）3+3ClO﹣+4OH﹣=2FeO42﹣+3Cl﹣+5H2O；
②反应中Fe元素化合价变化由+3价升高为+6，故每生成1mol FeO42﹣转移电子，1mol×（6﹣3）=3mol，由于还原产物为Cl﹣，若反应过程中转移了0.3mol电子，则还原产物的物质的量为 =0.15mol，
故答案为：0.15mol．
【分析】（1）检验铁离子可以使用硫氰化钾溶液，检验亚铁离子，若溶液中存在铁离子，无法使用硫氰化钾溶液检验，但可以利用亚铁离子具有还原性进行检验，如使用高锰酸钾溶液，高锰酸钾溶液褪色，证明溶液中存在亚铁离子，据此进行解答；（2）所含元素化合价升高的反应物是还原剂，反应中化合价升高的元素有Fe、O元素，计算生成氧气物质的量，再根据Fe元素、O元素化合价变化计算转移电子；（3）①湿法制备高铁酸钾（K2FeO4），则FeO42﹣为产物，Fe（OH）3为反应物，化合价升高总共3价，由电子转移守恒可知，ClO﹣为反应物，Cl﹣为生成物，化合价降低共2将，化合价升降最小公倍数为6，故Fe（OH）3的系数为2，FeO42﹣的系数为2，ClO﹣的系数为3，Cl﹣的系数为3，根据电荷守恒可知，OH﹣为反应物，系数为4，由元素守恒可知H2O为生成物，其系数为5；
②根据Fe元素化合价变化计算转移电子，还原产物为Cl﹣，根据Cl元素化合价变化计算生成Cl﹣的物质的量．

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